JP2003274411A - Image encoding method and image decoding method - Google Patents

Image encoding method and image decoding method

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JP2003274411A
JP2003274411A JP2002070044A JP2002070044A JP2003274411A JP 2003274411 A JP2003274411 A JP 2003274411A JP 2002070044 A JP2002070044 A JP 2002070044A JP 2002070044 A JP2002070044 A JP 2002070044A JP 2003274411 A JP2003274411 A JP 2003274411A
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JP
Japan
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frame
prediction
frames
image
display time
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002070044A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hagai
誠 羽飼
Shinya Sumino
眞也 角野
Toshiyuki Kondo
敏志 近藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a conventional image encoding method and a conventional image decoding method wherein a plurality of frames are used for inter-frame prediction reference frames and to enhance the compression rate more than that of the conventional methods. <P>SOLUTION: In the image encoding method for including a bidirectional prediction frame for inter-frame prediction from frames whose display times are before and after that of an encoding object frame, a forward prediction frame making inter-frame prediction from only a frame whose display time is before that of the encoding object frame, and an in-plane prediction frame not making the inter-frame prediction as prediction frames, when the encoding object frame is the forward prediction frame or the bidirectional prediction frame, two frames whose display times are earlier than that of the encoding object frame are used for the reference frames to produce prediction pixel values for the inner-frame prediction by pixel interpolation. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号を符号化
および復号する方法、並びにそれをソフトウェアで実施
するためのプログラムが記録された記録媒体に係るもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of encoding and decoding an image signal, and a recording medium having a program for implementing the same implemented by software.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マルチメディアアプリケーション
の発展に伴い、画像・音声・テキストなど、あらゆるメ
ディアの情報を統一的に扱うことが一般的になってき
た。この時、全てのメディアをディジタル化することに
より統一的にメディアを扱うことが可能になる。しかし
ながら、ディジタル化された画像は膨大なデータ量を持
つため、蓄積・伝送のためには、画像の情報圧縮技術が
不可欠である。一方で、圧縮した画像データを相互運用
するためには、圧縮技術の標準化も重要である。画像圧
縮技術の標準規格としては、ITU(国際電気通信連合
電気通信標準化部門)のH.261、H.263、ISO(国際
標準化機構)のMPEG(Moving Picture Experts Gro
up)-1、MPEG-2、MPEG-4などがある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of multimedia applications, it has become common to uniformly handle information of all media such as images, voices and texts. At this time, it becomes possible to handle media in a unified manner by digitizing all media. However, since a digitized image has a huge amount of data, an image information compression technique is indispensable for storage and transmission. On the other hand, standardization of compression technology is also important in order to interoperate compressed image data. Image compression technology standards include ITU (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) H.261, H.263, and ISO (International Organization for Standardization) MPEG (Moving Picture Experts Gro).
up) -1, MPEG-2, MPEG-4 and so on.

【0003】現在、ITUで標準化中のH.26Lでは、符
号化対象フレームの直前2枚のフレームを参照フレーム
として画素補間することで予測画素を得る方法が検討さ
れている。
In H.26L, which is currently being standardized by the ITU, a method of obtaining a prediction pixel by interpolating pixels using the two frames immediately before the encoding target frame as reference frames is being studied.

【0004】図18は従来の画像符号化装置の構成を示
すブロック図である。画像符号化装置は、画像信号Img
を所定のサイズの矩形(以降、ブロックと呼ぶ)に分割
し、そのブロック毎に処理を行う。減算器Subは、画像
符号化装置に入力した画像信号Imgから予測画像信号Pre
dを減算し、残差信号Resとして出力する。 画像符号化
手段ImgEncは、残差信号Resを入力し、DCT変換・量
子化などの画像符号化処理を行い、量子化済DCT係数
などを含む符号化残差信号EResを出力する。画像復号手
段ImgDecは、符号化残差信号EResを入力し、逆量子化・
逆DCT変換などの画像復号処理を行い、復号残差信号
DResを出力する。加算器Addは、復号残差信号DResと予
測画像信号Predを加算し、再構成画像信号Reconとして
出力する。再構成画像信号Reconで、以降のフレーム間
予測で参照される可能性がある信号は、マルチフレーム
バッファMFrmBufに格納する。動き推定手段ME0は、画像
信号Imgと参照フレーム信号RefFrmを入力し、ブロッ
ク、あるいは、さらにブロックを分割した領域単位での
動きを検出し、検出結果から動き情報MVと参照フレーム
を示す参照フレーム識別子RefFrmIDとブロックの予測種
別を示すブロック予測種別PredTypeを出力する。
FIG. 18 is a block diagram showing the structure of a conventional image coding apparatus. The image coding device uses the image signal Img
Is divided into rectangles of a predetermined size (hereinafter referred to as blocks), and processing is performed for each block. The subtractor Sub is a predictive image signal Pre from the image signal Img input to the image encoding device.
Subtract d and output as residual signal Res. The image coding means ImgEnc inputs the residual signal Res, performs image coding processing such as DCT conversion and quantization, and outputs a coded residual signal ERes including quantized DCT coefficients. The image decoding means ImgDec inputs the encoded residual signal ERes and performs inverse quantization /
Image decoding processing such as inverse DCT conversion is performed to obtain a decoded residual signal
Output DRes. The adder Add adds the decoded residual signal DRes and the predicted image signal Pred, and outputs the reconstructed image signal Recon. The reconstructed image signal Recon, which may be referred to in the subsequent inter-frame prediction, is stored in the multi-frame buffer MFrmBuf. The motion estimator ME0 receives the image signal Img and the reference frame signal RefFrm, detects a motion in a block, or a region unit obtained by further dividing the block, and a motion information MV and a reference frame identifier indicating the reference frame from the detection result. It outputs RefFrmID and the block prediction type PredType indicating the block prediction type.

【0005】ブロック予測種別PredTypeが示す予測に
は、フレーム間予測を使用しない面内予測、画像信号Im
gより前の時刻のフレームから予測を行う前方予測があ
る。面内予測、前方予測を施されたブロックを、それぞ
れ、面内予測ブロック、前方予測ブロックと呼ぶ。ここ
では、面内予測ブロックのみから構成されるフレームを
面内予測フレーム、前方予測ブロックと面内予測ブロッ
クから構成されるフレームを前方予測フレームと呼ぶ。
さらに、前方予測には、1枚のフレームから予測画像を
得る方法と、2枚のフレームから画素補間により予測画
像を得る方法がある。画素補間により予測画像を得る場
合のブロックを前方補間予測ブロックと呼ぶ。これらの
ブロック予測種別はブロック単位に切り替えることが可
能である。
The prediction indicated by the block prediction type PredType includes in-plane prediction that does not use interframe prediction and image signal Im.
There is a forward prediction that predicts from the frame of the time before g. Blocks that have been subjected to in-plane prediction and forward prediction are referred to as in-plane prediction block and forward prediction block, respectively. Here, a frame including only the intra prediction block is referred to as an intra prediction frame, and a frame including the forward prediction block and the intra prediction block is referred to as a forward prediction frame.
Further, forward prediction includes a method of obtaining a predicted image from one frame and a method of obtaining a predicted image from two frames by pixel interpolation. A block used to obtain a predicted image by pixel interpolation is called a forward interpolation predicted block. These block prediction types can be switched in block units.

【0006】前方予測ブロックの場合には参照フレーム
として符号化対象フレームに対し時間的に直前のフレー
ムを選択する。前方補間予測ブロックの場合には参照フ
レームとして符号化対象フレームに対し時間的に直前の
フレームと2枚前のフレームを使用する。
In the case of the forward prediction block, the frame immediately preceding the frame to be coded is selected as the reference frame. In the case of the forward interpolation prediction block, the frame immediately preceding and the frame two frames before the encoding target frame are used as reference frames.

【0007】前方補間予測の概念を図19と図20を用
いて説明する。図19は、従来の画像符号化方法の前方
補間予測時のフレーム選択の概念図である。横軸は時刻
を示す。Frm1, Frm2, Frm3はフレーム、ブロックCoding
Blkは前方補間予測ブロックを示す。現在の符号化対象
フレームをP_Frm3とする。ブロックCodingBlkに対する
動き推定の結果から得られた、直前のフレームFrm2と2
枚前のフレームFrm1における予測画素の位置を、それぞ
れ、ブロックPredBlk1とブロックPredBlk2とする。ブロ
ックCodingBlkの予測画素値は、ブロックPredBlk1とブ
ロックPredBlk2の画素補間で得られる。前方予測用画素
補間手段FwPolが行う補間方法には、例えば、平均値や
外挿補間などがある。外挿補間はフェードなど時刻経過
に対し画素値が線形に変化していく場合の予測に高い効
果がある。フェードは時刻とともに画素値が線形に変化
する画像処理であり、画素値が単調増加もしくは単調減
少するフェードイン、フェードアウト、画素値が2つの
画像の双一次補間であるクロスフェードがある。
The concept of forward interpolation prediction will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. 19 is a conceptual diagram of frame selection at the time of forward interpolation prediction in the conventional image coding method. The horizontal axis indicates time. Frm1, Frm2, Frm3 are frame and block Coding
Blk indicates a forward interpolation prediction block. The current frame to be encoded is P_Frm3. The previous frames Frm2 and 2 obtained from the motion estimation results for the block CodingBlk
The positions of the predicted pixel in the frame Frm1 immediately before are set to block PredBlk1 and block PredBlk2, respectively. The predicted pixel value of block CodingBlk is obtained by pixel interpolation of block PredBlk1 and block PredBlk2. The interpolation method performed by the forward prediction pixel interpolation unit FwPol includes, for example, an average value and extrapolation. Extrapolation is highly effective in predicting when pixel values change linearly with the passage of time such as fade. Fade is image processing in which pixel values change linearly with time, and there are fade-in and fade-out in which pixel values monotonously increase or decrease, and cross-fading, which is bilinear interpolation of images with two pixel values.

【0008】図20は、フェードによる画素値変化の説
明図である。横軸は時刻を示し、縦軸は画素値を示す。
Pt0,Pt1,Pt2は、それぞれ、ブロックCodingBlk, PredBl
k2,PredBlk1内での位置が同じ画素を示す。P0,P1,P2
は、それぞれ、画素Pt0,Pt1,Pt2の画素値を示す。グラ
フの線Pixel_Value_Lineは、フェードにより画素値が線
形に上昇していることを示している。このとき、符号化
対象フレームの点Pt0の値は、参照フレームの点Pt1,Pt2
から次式の外挿の計算により予測することができる。 P0 = 2×P1-P2
FIG. 20 is an explanatory diagram of a pixel value change due to a fade. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents pixel value.
Pt0, Pt1 and Pt2 are blocks CodingBlk and PredBl, respectively.
Pixels with the same position in k2 and PredBlk1 are shown. P0, P1, P2
Indicates the pixel values of the pixels Pt0, Pt1, and Pt2, respectively. The line Pixel_Value_Line in the graph indicates that the pixel value linearly increases due to the fade. At this time, the value of the point Pt0 of the encoding target frame is the points Pt1 and Pt2 of the reference frame.
Can be predicted from the extrapolation calculation of the following equation. P0 = 2 x P1-P2

【0009】従って、前方予測用画素補間手段FwPolで
上式の外挿を行えば、フェードに対する予測効果が高く
なり符号化効率が向上する。また、フェードがない画像
に対しても、外挿の代わりに内挿(平均値)による補間
を導入することにより予測種別が増え、よりブロックに
最適な予測方法が選択でき符号化効率が向上する。
Therefore, if the forward prediction pixel interpolating means FwPol is used to extrapolate the above equation, the prediction effect against fades is enhanced and the coding efficiency is improved. Also, for images without fade, the number of prediction types is increased by introducing interpolation (average value) instead of extrapolation, and the most suitable prediction method for the block can be selected and the coding efficiency is improved. .

【0010】参照フレーム識別子RefFrmIDは、前方予測
ブロックの場合には1枚の参照フレーム、前方補間予測
ブロックの場合には2枚の参照フレームを示す。マルチ
フレームバッファMFrmBufは、参照フレーム識別子RefFr
mIDと動き情報MV示す位置のブロックの画素を予測画像
信号Predとして出力する。ブロック予測種別PredTypeが
前方補間予測を示していれば、ブロック2個の画像信号
を出力し、前方補間予測以外を示していればブロック1
個の画像信号を出力する。ブロック予測種別PredTypeが
前方補間予測を示していれば、スイッチSW0を0側に切り
替え、前方予測用画素補間手段FwPolにより画素値を補
間し、予測画像信号Predを出力する。ブロック予測種別
PredTypeが前方補間予測以外を示していれば、スイッチ
SW0を1側に切り替え、マルチフレームバッファMFrmBuf
からの予測画像信号Predをそのまま使用する。ブロック
予測種別PredTypeが面内予測を示している場合には、予
測画像信号Predは0値とする。可変長符号化手段VLC
は、符号化残差信号ERes、動き情報MV、ブロック予測種
別PredTypeを可変長符号化し、画像符号化信号BitStrm0
として出力する。
The reference frame identifier RefFrmID indicates one reference frame in the case of a forward prediction block and two reference frames in the case of a forward interpolation prediction block. The multi-frame buffer MFrmBuf is a reference frame identifier RefFr.
The pixel of the block at the position indicated by mID and motion information MV is output as the predicted image signal Pred. If the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction, two image signals of blocks are output, and if it indicates other than forward interpolation prediction, block 1 is output.
Output individual image signals. If the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction, the switch SW0 is switched to the 0 side, the pixel value is interpolated by the forward prediction pixel interpolating means FwPol, and the predicted image signal Pred is output. Block prediction type
If PredType indicates anything other than forward interpolation prediction, switch
Switch SW0 to 1 side, and multi-frame buffer MFrmBuf
The predicted image signal Pred from is used as it is. When the block prediction type PredType indicates in-plane prediction, the predicted image signal Pred is set to 0 value. Variable length coding means VLC
Encodes the coded residual signal ERes, the motion information MV, and the block prediction type PredType with variable length coding, and outputs the image coded signal BitStrm0.
Output as.

【0011】以上、説明した処理により画像符号化装置
は画像信号Imgを符号化し、画像符号化信号BitStrm0と
して出力する。
By the processing described above, the image coding apparatus codes the image signal Img and outputs it as the image coded signal BitStrm0.

【0012】図21は従来の画像復号装置の画像符号化
信号のフォーマットの概念図である。図21のフォーマ
ットは前方補間予測ブロックのフォーマットを示すもの
とする。Frameは1フレームの信号、Blockは1ブロック
の信号、さらにBlock内には、ブロック予測種別PredTyp
eと、動き情報MVの符号化信号が格納される。前方補間
予測ブロックでは、参照フレームとして符号化対象フレ
ームに対し時間的に直前と2枚目のフレームを使用する
こと予めが決まっているため参照フレームを示す情報は
画像符号化信号に格納しない。
FIG. 21 is a conceptual diagram of a format of an image coded signal of a conventional image decoding apparatus. The format of FIG. 21 shows the format of the forward interpolation prediction block. Frame is a 1-frame signal, Block is a 1-block signal, and Block prediction type PredTyp
e and the encoded signal of the motion information MV are stored. In the forward interpolation prediction block, information indicating the reference frame is not stored in the image coded signal because it is predetermined that the frame immediately before and the second frame with respect to the encoding target frame are used as the reference frame in advance.

【0013】図22は、従来の画像復号装置の構成を示
すブロック図である。図18における従来の画像符号化
装置の構成を示すブロック図と同じ動作をするユニット
および同じ動作の信号は同じ記号を付し、説明を省略す
る。
FIG. 22 is a block diagram showing the structure of a conventional image decoding apparatus. Units that perform the same operations as those in the block diagram showing the configuration of the conventional image coding apparatus in FIG. 18 and signals of the same operations are denoted by the same symbols, and description thereof is omitted.

【0014】可変長復号手段VLDは、画像符号化信号Bit
Strm0を入力し、可変長復号を行い、符号化残差信号ERe
s、動き情報MV、ブロック予測種別PredTypeを出力す
る。画像復号手段ImgDecは、符号化残差信号EResを入力
し、逆量子化・逆DCT変換などの画像復号処理を行
い、復号残差信号DResを出力する。加算器Addは、復号
残差信号DResと予測画像Predを加算し、復号画像信号DI
mgとして画像復号装置外に出力する。マルチフレームバ
ッファMFrmBufは、フレーム間予測のために復号画像信
号DImgをバッファに格納する。参照フレーム選択手段Re
fFrmSel0は、ブロック予測種別PredTypeに応じて参照フ
レームを選択し、参照フレームを示す参照フレーム識別
子RefFrmIDによりマルチフレームバッファMFrmBufに参
照フレームを指示する。ブロック予測種別PredTypeが前
方補間予測を示していれば、ブロック2個の画像信号を
出力し、前方補間予測以外を示していればブロック1個
の画像信号を出力する。ブロック予測種別PredTypeが前
方補間予測を示していれば、スイッチSW0を0側に切り替
え、前方予測用画素補間手段FwPolにより画素値を補間
し、予測画像信号Predを出力する。ブロック予測種別Pr
edTypeが前方補間予測以外を示していれば、スイッチSW
0を1側に切り替え、マルチフレームバッファMFrmBufか
らの予測画像信号Predをそのまま使用する。ブロック予
測種別PredTypeが面内予測を示している場合には、予測
画像信号Predは0値とする。可変長符号化手段VLCは、
符号化残差信号ERes、動き情報MV、ブロック予測種別Pr
edTypeを可変長符号化し、画像符号化信号BitStrm0とし
て出力する。
The variable length decoding means VLD is for encoding the coded image signal Bit.
Strm0 is input, variable length decoding is performed, and the coded residual signal ERe is input.
s, motion information MV, and block prediction type PredType are output. The image decoding means ImgDec inputs the encoded residual signal ERes, performs image decoding processing such as inverse quantization / inverse DCT conversion, and outputs a decoded residual signal DRes. The adder Add adds the decoded residual signal DRes and the predicted image Pred to obtain the decoded image signal DI
Output as mg outside the image decoding device. The multi-frame buffer MFrmBuf stores the decoded image signal DImg in the buffer for inter-frame prediction. Reference frame selection means Re
fFrmSel0 selects a reference frame according to the block prediction type PredType, and instructs the reference frame to the multi-frame buffer MFrmBuf by the reference frame identifier RefFrmID indicating the reference frame. If the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction, two block image signals are output, and if block prediction other than forward interpolation prediction is indicated, one block image signal is output. If the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction, the switch SW0 is switched to the 0 side, the pixel value is interpolated by the forward prediction pixel interpolating means FwPol, and the predicted image signal Pred is output. Block prediction type Pr
If edType indicates anything other than forward interpolation prediction, switch SW
The 0 is switched to the 1 side, and the predicted image signal Pred from the multi-frame buffer MFrmBuf is used as it is. When the block prediction type PredType indicates in-plane prediction, the predicted image signal Pred is set to 0 value. The variable length coding means VLC is
Encoded residual signal ERes, motion information MV, block prediction type Pr
edType is variable length coded and output as an image coded signal BitStrm0.

【0015】以上、説明した処理により画像復号装置は
画像符号化信号BitStrm0を復号し、画像復号信号DImgと
して出力する。一方、画像符号化には、時間的に前のフ
レームから予測を行うだけでなく、時間的に前後のフレ
ームから予測を行う方法もある。時間的に前後のフレー
ムを予測に用いることにより、予測方向が増え、より最
適な予測方向を選択できるようになり符号化効率が高く
なる。
By the processing described above, the image decoding apparatus decodes the image coded signal BitStrm0 and outputs it as the image decoded signal DImg. On the other hand, in image coding, there is also a method of performing prediction not only from a temporally previous frame but also from temporally preceding and following frames. By using temporally previous and subsequent frames for prediction, the number of prediction directions increases, and it becomes possible to select a more optimal prediction direction and the coding efficiency increases.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】これまで、前方補間予
測と双方向予測の組み合わせに関しては、検討されてい
ない。双方向予測では符号化・復号化するフレームの順
番と表示するフレームの順番が一致しないため、従来の
様に単純に符号化・復号化した時刻の順番が近いフレー
ムを予測に使うだけでなく、表示順序も考慮した予測が
必要である。また、前方補間予測で双方向予測が使用可
能な場合と不可能な場合を区別しなければ、双方向予測
の利点である、双方向予測フレームのスケーラビリティ
(双方向予測フレームは他のフレームと比べて重要度が
低い)を実現することができない。双方向予測のこれら
の問題を解決することによって、双方向予測を用いた圧
縮率向上が実現可能になる。
The combination of forward interpolation prediction and bidirectional prediction has not been studied so far. In bidirectional prediction, the order of the frames to be encoded / decoded and the order of the frames to be displayed do not match, so not only the frame whose encoding / decoding time is close is used for prediction as in the past, It is necessary to predict the display order. In addition, the scalability of bidirectional prediction frames, which is an advantage of bidirectional prediction (bidirectional prediction frames compared to other frames, is important if we do not distinguish between cases where bidirectional prediction can be used and cases where bidirectional prediction is not possible in forward interpolation prediction. It is not important). By solving these problems of bidirectional prediction, it is possible to improve the compression rate using bidirectional prediction.

【0017】そこで本発明では、前方補間予測と双方向
予測を組み合わせた符号化方法および復号方法を提供す
る。
Therefore, the present invention provides an encoding method and a decoding method that combine forward interpolation prediction and bidirectional prediction.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】第1の発明(請求項1)
は、予測フレームとして、表示時刻が前後のフレームか
らフレーム間予測を行う双方向予測フレーム、および、
表示時刻が前のフレームのみからフレーム間予測を行う
前方予測フレーム、および、フレーム間予測を行わない
面内予測フレームを含む画像符号化方法において、符号
化対象フレームが前方予測フレーム、もしくは、双方向
予測フレームである場合に、前記符号化対象フレームよ
り表示時刻が前の2枚のフレームを参照フレームとして
画素補間により予測画素値を生成することを特徴とした
画像符号化方法である。
[Means for Solving the Problems] First invention (Claim 1)
Is a bidirectional prediction frame that performs inter-frame prediction from frames before and after the display time, and
In an image coding method that includes a forward prediction frame that performs inter-frame prediction only from a frame whose display time is previous, and an intra-prediction frame that does not perform inter-frame prediction, the target frame is a forward prediction frame or a bidirectional When the frame is a predicted frame, the image coding method is characterized in that a predicted pixel value is generated by pixel interpolation using two frames whose display times are earlier than the frame to be coded as reference frames.

【0019】第2の発明(請求項6)は、予測フレーム
として、表示時刻が前後のフレームからフレーム間予測
を行う双方向予測フレーム、および、表示時刻が前のフ
レームのみからフレーム間予測を行う前方予測フレー
ム、および、フレーム間予測を行わない面内予測フレー
ムを含む画像符号化方法において、符号化対象フレーム
が前方予測フレーム、もしくは、双方向予測フレームで
ある場合に、前記符号化対象フレームより表示時刻が前
の2枚のフレームを参照フレームとして画素補間により
予測画素値を生成することを特徴とした画像復号方法で
ある。
According to a second aspect of the present invention (claim 6), as the predictive frame, a bidirectional predictive frame in which interframe prediction is performed from frames before and after display time, and interframe prediction is performed only from a frame in which display time is previous. In the image coding method including the forward prediction frame and the in-plane prediction frame that does not perform inter-frame prediction, when the coding target frame is the forward prediction frame or the bidirectional prediction frame, This is an image decoding method characterized in that a predicted pixel value is generated by pixel interpolation using two frames whose display times are previous as reference frames.

【0020】第3の発明(請求項11)は動画像をフレ
ーム間予測して符号化する画像符号化方法において、符
号化対象フレームより表示時刻が前の2枚のフレームを
参照フレームとする画素補間によるフレーム間予測の場
合に、符号化対象フレームより表示時刻が前のフレーム
から任意に2枚の参照フレームを選択し、前記2枚の参照
フレームを識別する情報を画像符号化信号中に格納する
ことを特徴とした画像符号化方法である。
A third aspect of the present invention (claim 11) is an image encoding method for predicting and encoding a moving image between frames, and a pixel whose reference time is two frames whose display time is before the encoding target frame. In the case of inter-frame prediction by interpolation, two reference frames are arbitrarily selected from frames whose display time is earlier than the encoding target frame, and information for identifying the two reference frames is stored in the image encoded signal. The image coding method is characterized in that

【0021】第4の発明(請求項14)は、動画像をフ
レーム間予測して復号する画像復号方法において、復号
対象フレームより表示時刻が前の2枚のフレームを参照
フレームとする画素補間によるフレーム間予測の場合
に、入力した画像符号化信号中から2枚の参照フレーム
を識別するための識別情報を復号し、前記識別情報が示
す2枚のフレームを参照フレームとして画素補間による
予測に使用することを特徴とした画像復号方法である。
A fourth aspect of the present invention (claim 14) is an image decoding method for predicting and decoding a moving image between frames by pixel interpolation using two frames whose display time is before the decoding target frame as reference frames. In the case of inter-frame prediction, the identification information for identifying two reference frames in the input image coded signal is decoded, and the two frames indicated by the identification information are used as reference frames for prediction by pixel interpolation. The image decoding method is characterized in that

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は、実施の形態1の画像符号化装
置のブロック図である。図18における従来の画像符号
化装置の構成を示すブロック図と同じ動作をするユニッ
トおよび同じ動作の信号は同じ記号を付し、説明を省略
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an image coding apparatus according to the first embodiment. Units that perform the same operations as those in the block diagram showing the configuration of the conventional image coding apparatus in FIG. 18 and signals of the same operations are denoted by the same symbols, and description thereof is omitted.

【0023】本発明は、前方補間予測と双方向予測を組
み合わせた符号化方法である。そこで、これまでの説明
との互換を保つために、ブロック予測種別とフレーム種
別を以下のように追加定義する。ブロックに対する予測
は、面内予測、前方予測、前方補間予測に加えて、表示
時刻が後のフレームから予測を行う後方予測、前後2枚
のフレームの画素補間により予測を行う双方向予測の5
種類とする。面内予測、前方予測、前方補間予測、後方
予測、双方向予測の各予測を施されたブロックを、それ
ぞれ、面内予測ブロック、前方予測ブロック、前方補間
予測ブロック、後方予測ブロック、双方向予測ブロック
と呼ぶ。画面内のブロックが、面内予測ブロックで構成
されるフレームを面内予測フレームと呼ぶ。画面内のブ
ロックが、面内予測ブロック、前方予測ブロック、前方
補間予測ブロックで構成されるフレームを前方予測フレ
ームと呼ぶ。画面内のブロックが、面内予測ブロック、
前方予測ブロック、前方補間予測ブロック、後方予測ブ
ロック、双方向予測ブロックで構成されるフレームを双
方向予測フレームと呼ぶ。
The present invention is an encoding method that combines forward interpolation prediction and bidirectional prediction. Therefore, in order to maintain compatibility with the above description, the block prediction type and the frame type are additionally defined as follows. In addition to the in-plane prediction, the forward prediction, and the forward interpolation prediction, the prediction for the block includes the backward prediction that performs the prediction from the frame whose display time is later and the bidirectional prediction that performs the prediction by the pixel interpolation of the two frames before and after.
Let's make it a kind. In-plane prediction block, forward prediction block, forward interpolation prediction block, backward prediction block, and bidirectional prediction block are respectively subjected to in-plane prediction block, forward prediction block, forward interpolation prediction block, backward prediction block, and bidirectional prediction block. Call it a block. A frame in which a block in the screen is composed of an intra prediction block is called an intra prediction frame. A frame in which a block in the screen is composed of an in-plane prediction block, a forward prediction block, and a forward interpolation prediction block is called a forward prediction frame. The block in the screen is the in-plane prediction block,
A frame including a forward prediction block, a forward interpolation prediction block, a backward prediction block, and a bidirectional prediction block is called a bidirectional prediction frame.

【0024】ブロック予測種別PredTypeは、ブロックに
対する、面内予測、前方予測、前方補間予測、後方予
測、双方向予測を含む予測種別を示す。マルチフレーム
バッファMFrmBufは、ブロック予測種別PredTypeが前方
補間予測、および、双方向補間予測を示していれば、2
枚の参照フレームに対する各動きベクトルが示す位置の
ブロックの画像信号を予測画像信号Pred生成用に出力
し、それ以外を示していれば1枚の参照フレームに対す
る動きベクトルが示すブロックの画像信号を予測画像信
号Pred用に出力する。ブロック予測種別PredTypeが前方
補間予測を示していれば、スイッチSWを0側に切り替
え、前方予測用画素補間手段FwPolにより画素値を補間
し、予測画像信号Predを出力する。ブロック予測種別Pr
edTypeが双方向予測を示す場合には、スイッチSWを2側
に切り替え、双方向予測用画素補間手段BiPolにより予
測画像信号Predを生成する。ブロック予測種別PredType
が前方補間予測と双方向予測以外を示していれば、スイ
ッチSWを1側に切り替え、マルチフレームバッファMFrmB
ufの予測画像信号Predをそのまま使用する。双方向予測
用画素補間手段BiPolは、マルチフレームバッファMFrmB
uf内で符号化対象フレームに対し時間的に前後の2枚の
フレームを参照フレームとして画素補間を行い予測画像
画像Predを出力する。フレームタイプ別前方補間予測時
参照フレーム選択手段FwPolRefFrmSelは、前方予測フレ
ーム、双方向予測フレームの各種類のフレームに対して
所定の方法により、前方補間予測時の参照フレームを選
択する手段である。参照フレームの選択方法は後で説明
する。フレームタイプ別前方補間予測時参照フレーム選
択手段PolRefFrmSelは、前方補間予測で使用する2枚の
参照フレームを示す前方補間予測時参照フレーム識別子
FwPolRefFrmIDを動き推定手段MEに通知する。動き推定
手段MEは、前方補間予測ブロックの場合には、前方補間
予測時参照フレーム識別子FwPolRefFrmIDが示す2枚のフ
レームを参照フレームとして動き推定をする。
The block prediction type PredType indicates a prediction type including in-plane prediction, forward prediction, forward interpolation prediction, backward prediction, and bidirectional prediction for a block. The multi-frame buffer MFrmBuf is 2 if the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction and bidirectional interpolation prediction.
Outputs the image signal of the block at the position indicated by each motion vector for one reference frame for generation of the predicted image signal Pred, and predicts the image signal of the block indicated by the motion vector for one reference frame if other Output for image signal Pred. If the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction, the switch SW is switched to the 0 side, the pixel value is interpolated by the forward prediction pixel interpolating means FwPol, and the predicted image signal Pred is output. Block prediction type Pr
When edType indicates bidirectional prediction, the switch SW is switched to the 2 side, and the bidirectional prediction pixel interpolating means BiPol generates the predicted image signal Pred. Block prediction type PredType
Shows other than forward interpolation prediction and bidirectional prediction, switch SW to 1 side and set the multi-frame buffer MFrmB.
The predicted image signal Pred of uf is used as it is. BiPol is a multi-frame buffer MFrmB
Pixel interpolation is performed using two frames temporally before and after the frame to be encoded in uf as reference frames, and a predicted image image Pred is output. The frame-type forward interpolation prediction reference frame selection unit FwPolRefFrmSel is a unit that selects a reference frame at the time of forward interpolation prediction for each type of frame, that is, a forward prediction frame and a bidirectional prediction frame. The method of selecting the reference frame will be described later. Reference frame selection means for forward interpolation prediction for each frame type PolRefFrmSel is a reference frame identifier for forward interpolation prediction that indicates two reference frames used in forward interpolation prediction.
Notify the motion estimation means ME of FwPolRefFrmID. In the case of the forward interpolation prediction block, the motion estimation means ME performs the motion estimation using the two frames indicated by the forward interpolation prediction reference frame identifier FwPolRefFrmID as reference frames.

【0025】ここで、前方予測フレームでの前方補間予
測時の参照フレーム選択方法について説明する。双方向
予測フレームを含む画像符号化方式では、時間的に近接
する表示時刻が前の双方向予測フレームが方予測フレー
ムよりも後で符号化・復号化されなければならない。従
って、前方予測フレームの前方予測ブロックは、面内予
測フレーム、もしくは、前方予測フレームのみ参照して
予測を行い、双方向予測フレームを参照した予測を行わ
ない。そこで、本発明は、前方予測フレームの前方補間
予測ブロックにおいても、面内予測フレーム、あるい
は、前方予測フレームから行い、双方向予測フレームを
参照した予測を行わない制限を設ける。ただし、符号化
対象フレームに対して、時間的に最も近い2枚の面内予
測フレーム、あるいは、前方予測フレームを使用する。
Here, a reference frame selection method at the time of forward interpolation prediction in a forward prediction frame will be described. In the image coding method including the bidirectional prediction frame, the bidirectional prediction frame whose display time is temporally close to the previous one should be coded / decoded later than the one prediction frame. Therefore, the forward prediction block of the forward prediction frame performs prediction by only referring to the in-plane prediction frame or the forward prediction frame, and does not perform prediction by referring to the bidirectional prediction frame. In view of this, the present invention provides a restriction that even in the forward interpolation prediction block of the forward prediction frame, the prediction is performed from the in-plane prediction frame or the forward prediction frame, and the prediction with reference to the bidirectional prediction frame is not performed. However, with respect to the encoding target frame, the two temporally closest in-plane prediction frames or forward prediction frames are used.

【0026】図2は、実施の形態1の前方予測フレーム
における前方補間予測時のフレーム選択の概念図であ
る。P_Frm1,P_Frm4,P_Frm7は前方予測フレーム、B_Frm
2,B_Frm3,B_Frm5,B_Frm6は双方向予測フレーム、ブロッ
クCodingBlkは前方補間予測ブロックを示す。現在の符
号化対象フレームをP_Frm7とする。符号化対象フレーム
P_Frm7より時間的に前で、P_Frm7に時間的に最も近い前
方予測フレームP_Frm4を参照フレームとして、動き推定
の結果から得られた位置のブロックををブロックPredBl
k1とする。P_Frm7より時間的に前で、P_Frm7から2番目
に近い前方予測フレームP_Frm1を参照フレームとして、
動き推定の結果から得られた位置のブロックをブロック
PredBlk2とする。ブロックCodingBlkの予測画素値は、
ブロックPredBlk1とブロックPredBlk2の画素補間で得ら
れる。
FIG. 2 is a conceptual diagram of frame selection at the time of forward interpolation prediction in the forward prediction frame according to the first embodiment. P_Frm1, P_Frm4, P_Frm7 are forward prediction frames, B_Frm
2, B_Frm3, B_Frm5, B_Frm6 indicate bidirectional prediction frames, and block CodingBlk indicates forward interpolation prediction blocks. The current frame to be encoded is P_Frm7. Encoding target frame
The block at the position obtained from the result of motion estimation is blocked using the forward prediction frame P_Frm4, which is temporally earlier than P_Frm7 and is temporally closest to P_Frm7, as the reference frame.
Let k1. P_Frm7 is temporally earlier, and the forward predicted frame P_Frm1 that is the second closest from P_Frm7 is used as a reference frame
Block the block at the position obtained from the result of motion estimation
PredBlk2. The predicted pixel value of the block CodingBlk is
It is obtained by pixel interpolation of block PredBlk1 and block PredBlk2.

【0027】図3は、実施の形態1の前方予測フレーム
における前方補間予測時のマルチフレームバッファを示
す概念図である。図のマルチフレームバッファでは、表
示時刻の早いフレームから順に下から上へフレームが並
べられているとする。前方補間予測時にマルチフレーム
バッファMFrmBufに、P_Frm1,B_Frm3,P_Frm4のフレーム
が格納されていたとする。MPEGでは、双方向予測フ
レームは参照フレームとならないためマルチフレームバ
ッファMFrmBufに双方向予測フレームが格納されること
はないが、H.26Lでは双方向予測フレームも参照フレー
ムとなるためマルチフレームバッファMFrmBufに双方向
予測フレームが格納される場合がある。従って、画像符
号化装置はそのような場合も考慮する必要がある。本発
明の画像符号化装置では、前方予測フレームP_Frm7の前
方補間予測時には、表示時刻が近くても双方向予測フレ
ームB_Frm3は使用せず、前方予測フレームP_Frm4と前方
予測フレームP_Frm1を使用する。本発明のように、前方
予測フレームの前方補間予測を含むフレーム間予測時
に、双方向予測フレームを参照しないように制限してい
れば、本発明の画像符号化装置が出力する画像符号化信
号はスケーラビリティを持つことができる。スケーラビ
リティとは、1つの画像符号化信号から、異なるレート
の画像符号化信号を取得できることである。本発明の画
像符号化信号では、双方向予測フレームは前方予測フレ
ームから参照されることはないため、双方向予測フレー
ムを画像符号化信号中から取り除くことにより、より低
いビットレートの画像符号化信号を取得することができ
る。スケーラビリティにより、異なる帯域の通信路に対
して1つの画像符号化信号で対応できる。また、画像復
号装置は、再生で処理速度が足りない場合には、1部の
双方向予測フレームを復号せず処理負荷を軽くし、リア
ルタイムでの再生を行うといったことが可能になる。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a multi-frame buffer at the time of forward interpolation prediction in the forward prediction frame according to the first embodiment. In the multi-frame buffer in the figure, it is assumed that the frames are arranged from the bottom to the top in order from the frame with the earliest display time. It is assumed that the frames of P_Frm1, B_Frm3, and P_Frm4 are stored in the multi-frame buffer MFrmBuf at the time of forward interpolation prediction. In MPEG, the bidirectional prediction frame does not become a reference frame, so the bidirectional prediction frame is not stored in the multi-frame buffer MFrmBuf. However, in H.26L, the bidirectional prediction frame also becomes a reference frame, so the bidirectional prediction frame is stored in the multiframe buffer MFrmBuf. Bi-directional predicted frames may be stored. Therefore, the image coding apparatus needs to consider such a case. In the image encoding device of the present invention, during the forward interpolation prediction of the forward prediction frame P_Frm7, the bidirectional prediction frame B_Frm3 is not used even if the display time is near, and the forward prediction frame P_Frm4 and the forward prediction frame P_Frm1 are used. As in the present invention, when inter-frame prediction including forward interpolation prediction of a forward prediction frame is restricted so as not to refer to a bidirectional prediction frame, the image coded signal output by the image coding apparatus of the present invention is Can have scalability. Scalability means that image coded signals of different rates can be acquired from one image coded signal. In the image coded signal of the present invention, the bidirectional prediction frame is not referenced from the forward prediction frame. Therefore, by removing the bidirectional prediction frame from the image coded signal, the image coded signal of the lower bit rate is obtained. Can be obtained. Due to the scalability, one image coded signal can be used for communication channels of different bands. Also, the image decoding apparatus can reduce the processing load without decoding one copy of the bidirectional prediction frame and perform the real-time reproduction when the processing speed is insufficient for the reproduction.

【0028】次に、双方向予測フレームでの前方補間予
測時の参照フレーム選択方法について説明する。本発明
では、双方向予測フレームでの前方補間予測時の参照フ
レーム選択方法として3つの方法を示す。
Next, a reference frame selection method at the time of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame will be described. In the present invention, three methods are shown as reference frame selection methods for forward interpolation prediction in bidirectional prediction frames.

【0029】第1の参照フレーム選択方法は、双方向予
測フレームでの前方補間予測時においても、符号化対象
フレームより表示時刻が前で最も近い2枚の、面内予測
フレーム、もしくは、前方予測フレームからのみ予測を
行い、双方向予測フレームからは予測を行わない方法で
ある。第1の参照フレーム選択方法を、図4を用いて説
明する。
According to the first reference frame selection method, even in the case of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame, the two closest intra-prediction frames whose display time is before the encoding target frame or forward prediction This is a method in which prediction is performed only from frames, and prediction is not performed from bidirectionally predicted frames. The first reference frame selection method will be described with reference to FIG.

【0030】図4は、実施の形態1の双方向予測フレー
ムにおける前方補間予測時の第1のフレーム選択方法の
概念図である。P_Frm1,P_Frm4,P_Frm7は前方予測フレー
ム、B_Frm2,B_Frm3,B_Frm5,B_Frm6は双方向予測フレー
ム、ブロックCodingBlkは前方補間予測ブロックを示
す。現在の符号化対象フレームをB_Frm5とする。符号化
対象フレームB_Frm5より時間的に前で、B_Frm5に時間的
に最も近い前方予測フレームP_Frm4を参照フレームとし
て、動き推定の結果から得られた位置のブロックをブロ
ックPredBlk1とする。B_Frm5より時間的に前で、B_Frm5
から時間的に2番目に近い前方予測フレームP_Frm1を参
照フレームとして、動き推定の結果から得られた位置の
ブロックをブロックPredBlk2とする。ブロックCodingBl
kの予測画素値は、ブロックPredBlk1とブロックPredBlk
2の画素補間で得られる。第1の参照フレーム選択方法
はスケーラビリティの観点で利点がある。双方向予測フ
レームは、他のフレームから参照されないため、任意の
双方向フレームを除外しても残りのフレームの再生に影
響がない。
FIG. 4 is a conceptual diagram of the first frame selection method at the time of forward interpolation prediction in the bidirectional prediction frame according to the first embodiment. P_Frm1, P_Frm4, P_Frm7 are forward prediction frames, B_Frm2, B_Frm3, B_Frm5, B_Frm6 are bidirectional prediction frames, and a block CodingBlk is a forward interpolation prediction block. The current frame to be encoded is B_Frm5. A block at a position obtained from the result of motion estimation is set as a block PredBlk1 with a forward prediction frame P_Frm4 temporally closest to B_Frm5 temporally before the encoding target frame B_Frm5 as a reference frame. Before B_Frm5, B_Frm5
The forward predicted frame P_Frm1 that is second closest to the reference frame is used as a reference frame, and the block at the position obtained from the result of the motion estimation is set as a block PredBlk2. Block Coding Bl
The predicted pixel value of k is the block PredBlk1 and block PredBlk.
It is obtained by interpolation of 2 pixels. The first reference frame selection method is advantageous in terms of scalability. Since the bidirectional prediction frame is not referred to by other frames, excluding an arbitrary bidirectional frame does not affect the reproduction of the remaining frames.

【0031】第2の参照フレーム選択方法は、双方向予
測フレームでの前方補間予測時において、2枚の参照フ
レームの1枚を符号化対象フレームより表示時刻が前
で、表示時刻が最も近い前方予測フレーム、もしくは。
面内予測フレームとし、もう一枚を符号化対象フレーム
より表示時刻が前で、表示時刻が最も近い双方向予測フ
レームとする方法である。第2の参照フレーム選択方法
を、図5を用いて説明する。
In the second reference frame selection method, at the time of forward interpolation prediction in the bidirectional prediction frame, one of the two reference frames has a display time earlier than the encoding target frame, and the display time is closest to the front. Predicted frame, or.
This is a method in which an in-plane prediction frame is used, and the other is a bidirectional prediction frame whose display time is earlier than the encoding target frame and whose display time is the closest. The second reference frame selection method will be described with reference to FIG.

【0032】図5は、実施の形態1の双方向予測フレー
ムにおける前方補間予測時の第2のフレーム選択方法の
概念図である。P_Frm1,P_Frm4,P_Frm7は前方予測フレー
ム、B_Frm2,B_Frm3,B_Frm5,B_Frm6は双方向予測フレー
ム、ブロックCodingBlkは前方補間予測ブロックを示
す。現在の符号化対象フレームをB_Frm6とする。符号化
対象フレームB_Frm6より表示時刻が前で、B_Frm6に表示
時刻が最も近い前方予測フレームP_Frm4を参照フレーム
とし、動き推定の結果から得られた位置のブロックをブ
ロックPredBlk1とする。B_Frm6より表示時刻が前で、B_
Frm6から表示時刻が2番目に近い双方向予測フレームB_F
rm5を参照フレームとして、動き推定の結果から得られ
た位置のブロックをブロックPredBlk2とする。ブロック
CodingBlkの予測画素値は、ブロックPredBlk1とブロッ
クPredBlk2の画素補間で得られる。マルチフレームバッ
ファMBufFrm内に、面内予測フレーム、もしくは、前方
予測フレームしかない場合には、第1の参照フレーム選
択方法で処理する。第2の参照フレーム選択方法の利点
は、符号化対象フレームに対して、第1の参照フレーム
選択方法より、より表示時刻が近いフレームからフレー
ム間予測を行えることである。一般に、より表示時刻が
近いフレームからフレーム間予測すれば、符号化効率は
高くなる。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the second frame selection method at the time of forward interpolation prediction in the bidirectional prediction frame according to the first embodiment. P_Frm1, P_Frm4, P_Frm7 are forward prediction frames, B_Frm2, B_Frm3, B_Frm5, B_Frm6 are bidirectional prediction frames, and a block CodingBlk is a forward interpolation prediction block. The current frame to be encoded is B_Frm6. A forward prediction frame P_Frm4 whose display time is earlier than the encoding target frame B_Frm6 and whose display time is closest to B_Frm6 is set as a reference frame, and a block at a position obtained from the result of motion estimation is set as a block PredBlk1. The display time is before B_Frm6, and B_
Bidirectional prediction frame B_F with the second closest display time from Frm6
A block at a position obtained from the result of motion estimation is set as a block PredBlk2 using rm5 as a reference frame. block
The predicted pixel value of CodingBlk is obtained by pixel interpolation of block PredBlk1 and block PredBlk2. If there are only in-plane prediction frames or forward prediction frames in the multi-frame buffer MBufFrm, the first reference frame selection method is used. An advantage of the second reference frame selection method is that inter-frame prediction can be performed for a frame to be coded from a frame whose display time is closer than that of the first reference frame selection method. In general, if the inter-frame prediction is performed from the frame whose display time is closer, the coding efficiency becomes higher.

【0033】第3の参照フレーム選択方法は、双方向予
測フレームでの前方補間予測時において、参照フレーム
の種別に関わらず、符号化対象フレームより表示時刻が
前で最も近い2枚を参照フレームとする方法である。第
3の参照フレーム選択方法を、図6と図7を用いて説明
する。
In the third reference frame selection method, at the time of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame, regardless of the type of the reference frame, the two closest display times before the encoding target frame are set as the reference frames. Is the way to do it. The third reference frame selection method will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

【0034】図6は、実施の形態1の双方向予測フレー
ムにおける前方補間予測時の第3のフレーム選択方法の
概念図である。P_Frm3,P_Frm7は前方予測フレーム、B_F
rm1,B_Frm2,B_Frm4,B_Frm5,B_Frm6は双方向予測フレー
ム、ブロックCodingBlkは前方補間予測ブロックを示
す。現在の符号化対象フレームをB_Frm6とする。P_Frm
3,B_Frm4,B_Frm5,P_Frm7がマルチフレームバッファMFrm
Bufに格納されているとす符号化対象フレームB_Frm6よ
り表示時刻が前で、B_Frm6に表示時刻が最も近いフレー
ムB_Frm5を参照フレームとし、動き推定の結果から得ら
れた位置のブロックをブロックPredBlk1とする。B_Frm6
より表示時刻が前で、B_Frm6から表示時刻が2番目に近
い双方向予測フレームB_Frm4を参照フレームとして、動
き推定の結果から得られた位置のブロックをブロックPr
edBlk2とする。ブロックCodingBlkの予測画素値は、ブ
ロックPred_Blk1とブロックPredBlk2の画素補間で得ら
れる。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a third frame selection method at the time of forward interpolation prediction in the bidirectional prediction frame according to the first embodiment. P_Frm3 and P_Frm7 are forward prediction frames, B_F
rm1, B_Frm2, B_Frm4, B_Frm5, B_Frm6 are bidirectional prediction frames, and the block CodingBlk is a forward interpolation prediction block. The current frame to be encoded is B_Frm6. P_Frm
3, B_Frm4, B_Frm5, P_Frm7 are multi-frame buffer MFrm
It is assumed that the frame is stored in Buf. The frame B_Frm6 whose display time is earlier than the encoding target frame B_Frm6 and whose display time is closest to B_Frm6 is the reference frame, and the block at the position obtained from the motion estimation result is the block PredBlk1. . B_Frm6
The block at the position obtained from the motion estimation result is set as the block Pr using the bi-predictive frame B_Frm4, which is earlier in display time and whose display time is the second closest to B_Frm6, as the reference frame.
Call it edBlk2. The predicted pixel value of the block CodingBlk is obtained by pixel interpolation of the block Pred_Blk1 and the block PredBlk2.

【0035】図7は、実施の形態1の双方向予測フレー
ムにおける前方補間予測時のマルチフレームバッファを
示す概念図である。マルチフレームバッファMFrmBufに
格納されたフレームは、P_Frm3, B_Frm4,B_Frm5, P_Frm
7とする。符号化対象フレームB_Frm6より表示時刻が前
のフレームを、B_Frm6に近い順に並べると、B_Frm5,B_F
rm4,P_Frm3の順になる。従って、B_Frm5,B_Frm4を参照
フレームとして使用する。第3の参照フレーム選択方法
の利点は、フェードに対する外挿補間の効果が高くでき
ることである。従来例で説明したように次式で外挿補間
行うことができれば、補間に必要な処理量を低く抑えつ
つ、予測効果を高くすることができる。P0 = 2×P1-P2
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a multi-frame buffer at the time of forward interpolation prediction in the bidirectional prediction frame according to the first embodiment. The frames stored in the multi-frame buffer MFrmBuf are P_Frm3, B_Frm4, B_Frm5, P_Frm.
Set to 7. If the frames whose display time is earlier than the encoding target frame B_Frm6 are arranged in the order of being closer to B_Frm6, B_Frm5, B_F
The order is rm4, P_Frm3. Therefore, B_Frm5 and B_Frm4 are used as reference frames. The advantage of the third reference frame selection method is that the effect of extrapolation interpolation on fades can be increased. If the extrapolation interpolation can be performed by the following equation as described in the conventional example, the prediction effect can be enhanced while suppressing the processing amount required for the interpolation to be low. P0 = 2 x P1-P2

【0036】ただし、上式の外挿補間では、参照フレー
ムと符号化フレームの、計3枚のフレームの表示時刻間
隔が一定であることを仮定している。面内予測フレーム
もしくは前方予測フレーム間の双方向予測フレーム枚数
によっては、参照フレームと符号化フレームの表示時刻
間隔を常に一定にすることはできない場合がある。第3
の参照フレーム選択方法では、符号化対象フレームの直
前2枚のフレームをマルチフレームバッファに格納し予
測に使用することができるので、入力フレームレートが
一定のもとで参照フレームと符号化フレームの表示時刻
間隔を常に一定にすることが可能である。従って、第3
の参照フレーム選択方法で、符号化対象フレーム直前の
2枚のフレームをマルチフレームバッファMFrmBufに格納
するようにすれば、フェードに対して高い予測効率を実
現でき、符号化効率が向上する。
However, in the extrapolation of the above equation, it is assumed that the display time interval of a total of three frames of the reference frame and the coded frame is constant. Depending on the number of bidirectionally predicted frames between the in-plane predicted frame or the forward predicted frame, the display time interval between the reference frame and the coded frame may not always be constant. number 3
In the reference frame selection method of, since the two frames immediately before the encoding target frame can be stored in the multi-frame buffer and used for prediction, the reference frame and the encoding frame are displayed under a constant input frame rate. It is possible to keep the time interval constant. Therefore, the third
The reference frame selection method of
If two frames are stored in the multi-frame buffer MFrmBuf, high prediction efficiency with respect to fade can be realized, and coding efficiency is improved.

【0037】また、前方予測フレーム、および、双方向
予測フレームの前方補間予測を含むフレーム間予測にお
いて、符号化対象フレームより表示時刻が前に面内予測
フレームがあれば、その面内予測フレームより時刻的に
前のフレームを参照しないように制限してもよい。これ
により、面内予測フレームをランダムアクセスの開始フ
レームとすることができる。面内予測フレーム以前のフ
レームは参照されないため、面内予測フレームから面内
予測フレームの表示時刻以降のフレームを復号・再生す
れば正しく再生ができる。
In the inter-frame prediction including the forward prediction frame and the forward interpolation prediction of the bidirectional prediction frame, if there is an in-plane prediction frame whose display time is before the frame to be coded, The frame may be restricted not to refer to the previous frame in time. As a result, the in-plane predicted frame can be used as a random access start frame. Since the frames before the intra-predicted frame are not referred to, the frames can be correctly reproduced by decoding and reproducing the frames after the display time of the intra-predicted frame from the intra-predicted frame.

【0038】以上のように本実施の形態によれば、前方
補間予測と双方向予測を組み合わせることにより、より
最適な予測方法を選択できるため、符号化効率を向上で
きる。なお、第1の参照フレーム選択方法、第2の参照フ
レーム選択方法、第3の参照フレーム選択方法の3つの方
法から予め1つに限定するのではなく、その3通り中の
複数の選択方法が実現できる場合は、ブロック予測種別
PredTypeでその複数の参照フレーム選択方法を切り替え
てもよい。
As described above, according to this embodiment, a more optimal prediction method can be selected by combining forward interpolation prediction and bidirectional prediction, so that the coding efficiency can be improved. Note that the first reference frame selection method, the second reference frame selection method, and the third reference frame selection method are not limited to one in advance, but a plurality of selection methods among the three methods are available. Block prediction type, if feasible
You may switch the several reference frame selection method by PredType.

【0039】(実施の形態2)図8は、実施の形態2の
画像符号化装置のブロック図である。図1における実施
の形態1の画像符号化装置のブロック図と同じ動作をす
るユニットおよび同じ動作の信号は同じ記号を付し、説
明を省略する。
(Second Embodiment) FIG. 8 is a block diagram of an image coding apparatus according to the second embodiment. Units that perform the same operations as those in the block diagram of the image coding apparatus according to the first embodiment in FIG. 1 and signals of the same operations are denoted by the same symbols, and description thereof will be omitted.

【0040】Polは画素補間を行う補間予測用画素補間
手段Polである。ブロック単位で予測が切り替わるた
め、画像符号化装置の前方補間予測と双方向予測が同時
に実行されることはない。従って、補間処理を行う手段
は、前方補間予測ブロックと双方向予測ブロックで共有
化することができる。補間予測用画素補間手段Polは、
前方補間予測ブロックと双方向予測ブロックの両方の場
合で予測画像生成に使用する。スイッチSW1は、前方補
間予測ブロックと双方向予測ブロックの場合には0側に
切り替わり補間予測用画素補間手段Polの出力を予測画
像信号Predとし、前方補間予測ブロック、双方向予測ブ
ロック以外場合には1側に切り替わりマルチフレームバ
ッファMFrmBufの出力を予測画像信号Predとする。
Pol is an interpolation prediction pixel interpolation means Pol for performing pixel interpolation. Since the prediction is switched on a block-by-block basis, forward interpolation prediction and bidirectional prediction of the image encoding device are not executed at the same time. Therefore, the means for performing the interpolation process can be shared by the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block. Interpolation prediction pixel interpolation means Pol is
It is used for prediction image generation in both cases of the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block. The switch SW1 is switched to the 0 side in the case of the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block, and the output of the pixel interpolation means for interpolation prediction Pol is used as the prediction image signal Pred. The output of the multi-frame buffer MFrmBuf is switched to the 1 side and used as the predicted image signal Pred.

【0041】以上のように本実施の形態によれば、前方
補間予測ブロックと双方向予測ブロックで画素補間手段
が共有化できるため画像符号化装置の構成を簡単にする
ことができる。
As described above, according to the present embodiment, the pixel interpolation means can be shared by the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block, so that the structure of the image coding apparatus can be simplified.

【0042】(実施の形態3)図9は、実施の形態3の
画像復号装置のブロック図である。図9において、図2
2の従来の画像復号装置の構成を示すブロック図、およ
び、図1の実施の形態1の画像符号化装置のブロック図
と同じ動作をするユニットおよび同じ動作の信号は同じ
記号を付し、説明を省略する。本実施の形態の画像復号
装置は、例えば、実施の形態1、2の画像符号化装置で
作成された符号化信号の復号に用いることができる。
(Third Embodiment) FIG. 9 is a block diagram of an image decoding apparatus according to the third embodiment. In FIG. 9, FIG.
2 is a block diagram showing a configuration of a conventional image decoding device, and units and signals having the same operation as those in the block diagram of the image encoding device according to the first embodiment shown in FIG. Is omitted. The image decoding device according to the present embodiment can be used, for example, for decoding a coded signal created by the image coding device according to any of the first and second embodiments.

【0043】ブロック予測種別PredTypeは、ブロックに
対する、面内予測、前方予測、前方補間予測、後方予
測、双方向予測を含む予測種別を示す。マルチフレーム
バッファMFrmBufは、ブロック予測種別PredTypeが前方
補間予測、および、双方向補間予測を示していれば、2
枚の参照フレームに対する各動きベクトルが示す位置の
ブロックの画像信号を予測画像信号Pred生成用に出力
し、それ以外を示していれば1枚の参照フレームに対す
る動きベクトルが示すブロックの画像信号を予測画像信
号Pred用に出力する。ブロック予測種別PredTypeが前方
補間予測を示していれば、スイッチSWを0側に切り替
え、前方予測用画素補間手段FwPolにより画素値を補間
し、予測画像信号Predを出力する。ブロック予測種別Pr
edTypeが双方向予測を示す場合には、スイッチSWを2側
に切り替え、双方向予測用画素補間手段BiPolにより予
測画像信号Predを生成する。ブロック予測種別PredType
が前方補間予測と双方向予測以外を示していれば、スイ
ッチSWを1側に切り替え、マルチフレームバッファMFrmB
ufの予測画像信号Predをそのまま使用する。双方向予測
用画素補間手段BiPolは、マルチフレームバッファMFrmB
uf内で符号化対象フレームに対し表示時刻が前後の2枚
のフレームを参照フレームとして画素補間を行い予測画
像画像Predを出力する。フレームタイプ別前方補間予測
時参照フレーム選択手段FwPolRefFrmSelは、前方予測フ
レーム、双方向予測フレームの各種類のフレームに対し
て所定の方法により、前方補間予測時の参照フレームを
選択する手段である。参照フレームの選択方法は実施の
形態1の画像符号化装置と同じ方法である。フレームタ
イプ別前方補間予測時参照フレーム選択手段PolRefFrmS
elは、前方補間予測ブロックで使用する2枚の参照フレ
ームを示す前方補間予測時参照フレーム識別子FwPolRef
FrmIDを参照フレーム選択手段RefFrmSelに通知する。参
照フレーム選択手段RefFrmSelは、前方補間予測ブロッ
クの場合には、前方補間予測時参照フレーム識別子FwPo
lRefFrmIDが示すフレームを参照フレームとして、参照
フレーム識別子RefFrmIDにより参照フレームをマルチフ
レームバッファMFrmBufに通知する。
The block prediction type PredType indicates a prediction type including in-plane prediction, forward prediction, forward interpolation prediction, backward prediction, and bidirectional prediction for a block. The multi-frame buffer MFrmBuf is 2 if the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction and bidirectional interpolation prediction.
Outputs the image signal of the block at the position indicated by each motion vector for one reference frame for generation of the predicted image signal Pred, and predicts the image signal of the block indicated by the motion vector for one reference frame if other Output for image signal Pred. If the block prediction type PredType indicates forward interpolation prediction, the switch SW is switched to the 0 side, the pixel value is interpolated by the forward prediction pixel interpolating means FwPol, and the predicted image signal Pred is output. Block prediction type Pr
When edType indicates bidirectional prediction, the switch SW is switched to the 2 side, and the bidirectional prediction pixel interpolating means BiPol generates the predicted image signal Pred. Block prediction type PredType
Shows other than forward interpolation prediction and bidirectional prediction, switch SW to 1 side and set the multi-frame buffer MFrmB.
The predicted image signal Pred of uf is used as it is. BiPol is a multi-frame buffer MFrmB
Pixel interpolation is performed by using two frames whose display times are before and after the frame to be coded in uf as reference frames and outputs a predicted image image Pred. The frame-type forward interpolation prediction reference frame selection unit FwPolRefFrmSel is a unit that selects a reference frame at the time of forward interpolation prediction for each type of frame, that is, a forward prediction frame and a bidirectional prediction frame. The method of selecting the reference frame is the same as that of the image coding apparatus according to the first embodiment. Reference frame selection method for forward interpolation prediction by frame type PolRefFrmS
el is a reference frame identifier at the time of forward interpolation prediction that indicates two reference frames used in the forward interpolation prediction block FwPolRef
The FrmID is notified to the reference frame selection means RefFrmSel. In the case of the forward interpolation prediction block, the reference frame selection unit RefFrmSel is used for the forward interpolation prediction reference frame identifier FwPo.
Using the frame indicated by lRefFrmID as a reference frame, the reference frame identifier RefFrmID is used to notify the reference frame to the multi-frame buffer MFrmBuf.

【0044】また、前方予測フレーム、および、双方向
予測フレームの前方補間予測を含むフレーム間予測にお
いて、符号化対象フレームより表示時刻が前に面内予測
フレームがあれば、その面内予測フレームより時刻的に
前のフレームを参照しないように制限してもよい。これ
により、面内予測フレームをランダムアクセスの開始フ
レームとすることができる。面内予測フレーム以前のフ
レームは参照されないため、面内予測フレームから面内
予測フレームの表示時刻以降のフレームを復号・再生す
れば正しく再生ができる。
In the inter-frame prediction including the forward prediction frame and the forward interpolation prediction of the bidirectional prediction frame, if there is an in-plane prediction frame whose display time is before the encoding target frame, the in-plane prediction frame The frame may be restricted not to refer to the previous frame in time. As a result, the in-plane predicted frame can be used as a random access start frame. Since the frames before the intra-predicted frame are not referred to, the frames can be correctly reproduced by decoding and reproducing the frames after the display time of the intra-predicted frame from the intra-predicted frame.

【0045】以上のように本実施の形態によれば、実施
の形態1,2で説明した画像符号化方法を用いた画像符
号化装置が出力する画像符号化信号BitStrmを正しく復
号化できる。
As described above, according to the present embodiment, the image coded signal BitStrm output by the image coding apparatus using the image coding method described in the first and second embodiments can be correctly decoded.

【0046】なお、実施の形態1と同様に、第1の参照フ
レーム選択方法、第2の参照フレーム選択方法、第3の参
照フレーム選択方法の3つの方法から予め1つに限定す
るのではなく、その3通り中の複数の選択方法が実現で
きる場合は、ブロック予測種別PredTypeでその複数の参
照フレーム選択方法を切り替えてもよい。
It should be noted that, like the first embodiment, the first reference frame selection method, the second reference frame selection method, and the third reference frame selection method are not limited to one in advance. If a plurality of selection methods among the three methods can be realized, the plurality of reference frame selection methods may be switched by the block prediction type PredType.

【0047】(実施の形態4)図10は、実施の形態4
の画像復号装置のブロック図である。図9における実施
の形態3の画像復号装置のブロック図と同じ動作をする
ユニットおよび同じ動作の信号は同じ記号を付し、説明
を省略する。本実施の形態の画像復号装置は、例えば、
実施の形態1、2の画像符号化装置で作成された符号化
信号の復号に用いることができる。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 shows a fourth embodiment.
3 is a block diagram of the image decoding device of FIG. Units and signals of the same operation as those in the block diagram of the image decoding apparatus according to the third embodiment in FIG. 9 are denoted by the same symbols, and the description thereof will be omitted. The image decoding device according to the present embodiment is, for example,
It can be used for decoding a coded signal created by the image coding apparatus according to the first or second embodiment.

【0048】Polは画素補間を行う補間予測用画素補間
手段Polである。ブロック単位で予測が切り替わるた
め、画像復号装置の前方補間予測と双方向予測が同時に
実行されることはない。従って、補間処理を行う手段
は、前方補間予測ブロックと双方向予測ブロックで共有
化することができる。補間予測用画素補間手段Polは、
前方補間予測ブロックと双方向予測ブロックの両方の場
合で予測画像生成に使用する。スイッチSW1は、前方補
間予測ブロックと双方向予測ブロックの場合には0側に
切り替わり補間予測用画素補間手段Polの出力を予測画
像信号Predとし、前方補間予測ブロック、双方向予測ブ
ロック以外場合には1側に切り替わりマルチフレームバ
ッファMFrmBufの出力を予測画像信号Predとする。
Pol is an interpolation prediction pixel interpolation means Pol for performing pixel interpolation. Since the prediction is switched in block units, forward interpolation prediction and bidirectional prediction of the image decoding device are not executed at the same time. Therefore, the means for performing the interpolation process can be shared by the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block. Interpolation prediction pixel interpolation means Pol is
It is used for prediction image generation in both cases of the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block. The switch SW1 is switched to the 0 side in the case of the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block, and the output of the pixel interpolation means for interpolation prediction Pol is used as the prediction image signal Pred. The output of the multi-frame buffer MFrmBuf is switched to the 1 side and used as the predicted image signal Pred.

【0049】以上のように本実施の形態によれば、前方
補間予測ブロックと双方向予測ブロックで画素補間手段
が共有化できるため画像復号装置の構成を簡単にするこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, the pixel interpolation means can be shared by the forward interpolation prediction block and the bidirectional prediction block, so that the structure of the image decoding apparatus can be simplified.

【0050】(実施の形態5)図11は、実施の形態5
の画像符号化装置のブロック図である。図1における実
施の形態1の画像符号化装置のブロック図と同じ動作を
するユニットおよび同じ動作の信号は同じ記号を付し、
説明を省略する。
(Fifth Embodiment) FIG. 11 shows a fifth embodiment.
3 is a block diagram of the image encoding device of FIG. Units that perform the same operations as those in the block diagram of the image coding apparatus according to the first embodiment in FIG.
The description is omitted.

【0051】本発明の画像符号化方法の特徴は、前方補
間予測に使用する参照フレームをマルチフレームバッフ
ァ内で、符号化対象フレームより表示時刻が前のフレー
ムから任意に選択し、選択したフレームを示す識別子を
画像符号化信号に格納することである。
A feature of the image coding method of the present invention is that a reference frame used for forward interpolation prediction is arbitrarily selected from a frame whose display time is before the frame to be coded in the multi-frame buffer, and the selected frame is selected. It is to store the identifier shown in the image coded signal.

【0052】動き推定手段ME2は、前方補間予測時に、
参照フレームと参照フレームに対する動きベクトルを2
組検出する。検出結果から得られた動きベクトルは動き
情報MVとして、第1のフレームを示す第1参照フレーム番
号RefFrmNo1、第2の参照フレームを示す第2参照フレー
ム番号RefFrmNo2、として、ブロック予測種別PredType
と共に出力する。参照フレーム番号は、例えば、符号化
対象フレームの表示時刻より前、かつ、最も近い順に番
号付けた値を使用することができる。可変長符号化手段
VLC2は、符号化残差信号ERes、参照フレーム番号RefFrm
No1,RefFrmNo2、動き情報MV、ブロック予測種別PredTyp
eを可変長符号化し、画像符号化信号BitStrm2として出
力する。
The motion estimating means ME2, at the time of forward interpolation prediction,
2 reference frames and motion vectors for reference frames
Detect a pair. The motion vector obtained from the detection result is used as the motion information MV as the first reference frame number RefFrmNo1 indicating the first frame and the second reference frame number RefFrmNo2 indicating the second reference frame, and the block prediction type PredType
Output with. As the reference frame number, for example, a value numbered before the display time of the encoding target frame and in the closest order can be used. Variable length coding means
VLC2 is the coded residual signal ERes, reference frame number RefFrm
No1, RefFrmNo2, motion information MV, block prediction type PredTyp
e is variable-length coded and output as a coded image signal BitStrm2.

【0053】図12は、実施の形態5の前方補間予測時
のフレーム選択の概念図である。Frm1〜Frm7はフレーム
を示す。Frm7が符号化対象フレームとする。CodingBlk
1, CodingBlk2は、それぞれ、異なる位置の符号化対象
ブロックを示す。Frm3とFrm4の2枚のフレームを参照フ
レームとするブロックPredBlk11とPredBlk12からの前方
補間予測により、CodingBlk1の予測画像が生成される。
一方で、CodingBlk2では、Frm5, Frm6の2枚のフレーム
を参照フレームとするブロックPredBlk21とPredBlk22か
らの前方補間予測により、CodingBlk2の予測画像が生成
される。図10で示すように、異なる位置のブロックに
対し、異なる参照フレームを選択することができる。
FIG. 12 is a conceptual diagram of frame selection during forward interpolation prediction according to the fifth embodiment. Frm1 to Frm7 indicate frames. Frm7 is the encoding target frame. CodingBlk
1 and CodingBlk2 indicate coding target blocks at different positions. A predictive image of CodingBlk1 is generated by forward interpolation prediction from blocks PredBlk11 and PredBlk12 that use two frames Frm3 and Frm4 as reference frames.
On the other hand, in CodingBlk2, a predicted image of CodingBlk2 is generated by forward interpolation prediction from blocks PredBlk21 and PredBlk22 using two frames Frm5 and Frm6 as reference frames. As shown in FIG. 10, different reference frames can be selected for blocks at different positions.

【0054】図13は、実施の形態5の画像符号化信号
のフォーマットの概念図である。図13のフォーマット
は前方補間予測ブロックのフォーマットを示すものとす
る。Frameは1フレームの信号、Blockは1ブロックの信
号である。PredTypeは、ブロック予測種別PredTypeの可
変長符号化信号である、RefFrmNo1、RefFrmNo2は、それ
ぞれ、1、2枚目の参照フレームに対する参照フレーム
番号の可変長符号化信号である。本フォーマットの画像
符号化信号BitStrm2により参照フレームを特定できるた
め、画像復号装置は正しく復号を行うことが可能にな
る。なお、本実施の形態では、第1参照フレーム番号Ref
FrmNo1, 第2参照フレーム番号RefFrmNop2は、画像符号
化信号内に独立したコードとして可変長符号化されてい
るが、画像符号化信号中の他の情報と組み合わせて多次
元可変長符号語として符号化してもよい。
FIG. 13 is a conceptual diagram of the format of a coded image signal according to the fifth embodiment. The format of FIG. 13 shows the format of the forward interpolation prediction block. Frame is a signal for one frame, and Block is a signal for one block. PredType is a variable length coded signal of the block prediction type PredType. RefFrmNo1 and RefFrmNo2 are variable length coded signals of reference frame numbers for the first and second reference frames, respectively. Since the reference frame can be specified by the image coded signal BitStrm2 of this format, the image decoding device can correctly perform decoding. In the present embodiment, the first reference frame number Ref
FrmNo1, the second reference frame number RefFrmNop2 is variable length coded as an independent code in the image coded signal, but is coded as a multidimensional variable length code word in combination with other information in the image coded signal. May be.

【0055】以上のように本実施の形態によれば、前方
補間予測の参照フレームの2枚を任意のフレームから選
択でき、より最適な最適な参照フレームを選択できる可
能性が高くなるため、符号化効率を向上できる。
As described above, according to the present embodiment, two reference frames for forward interpolation prediction can be selected from arbitrary frames, and there is a high possibility that a more optimal reference frame can be selected. Efficiency can be improved.

【0056】(実施の形態6)実施の形態5の画像符号
化装置において、2枚の参照フレーム内の1枚を符号化対
象フレームの全ての前方補間予測ブロックで共通にし、
もう一枚を任意に選択できるようにすることもできる。
これは、図11の実施の形態5の画像符号化装置のブロ
ック図において、第2参照フレーム番号RefFrmNo2が存
在しない場合と考えることができる。図11のブロック
図を用いて本実施の形態6の画像復号装置の動作を説明
する。動き推定手段ME2は、前方補間予測時に、符号化
対象フレームの全前方補間予測ブロックで共通の参照フ
レームに対する動きベクトルと、任意に選択した参照フ
レームに対する動きベクトルを検出する。また、動き推
定手段ME2は、選択した1枚の参照フレームを示す第1参
照フレーム番号RefFrmNo1を出力する。検出結果から得
られた動きベクトルは動き情報MVとして、第1参照フレ
ーム番号RefFrmNo1、ブロック予測種別PredTypeと共に
出力する。可変長符号化手段VLC2は、符号化残差信号ER
es、参照フレーム番号RefFrmNo1動き情報MV、ブロック
予測種別PredTypeを可変長符号化し、画像符号化信号Bi
tStrm2として出力する。
(Sixth Embodiment) In the image coding apparatus according to the fifth embodiment, one of the two reference frames is made common to all the forward interpolation prediction blocks of the frame to be coded,
Another sheet can be arbitrarily selected.
This can be considered as the case where the second reference frame number RefFrmNo2 does not exist in the block diagram of the image coding apparatus according to the fifth embodiment of FIG. The operation of the image decoding apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. At the time of forward interpolation prediction, the motion estimation means ME2 detects a motion vector for a reference frame common to all the forward interpolation prediction blocks of the encoding target frame and a motion vector for an arbitrarily selected reference frame. Further, the motion estimating means ME2 outputs the first reference frame number RefFrmNo1 indicating the selected one reference frame. The motion vector obtained from the detection result is output as motion information MV together with the first reference frame number RefFrmNo1 and the block prediction type PredType. The variable length coding means VLC2 is a coding residual signal ER.
es, reference frame number RefFrmNo1, motion information MV, block prediction type PredType is variable length coded, and image coded signal Bi
Output as tStrm2.

【0057】図14は、実施の形態6の前方補間予測時
のフレーム選択の概念図である。Frm1〜Frm7はフレーム
を示す。Frm7が符号化対象フレームとする。CodingBlk
1, CodingBlk2は、それぞれ、異なる位置の符号化対象
ブロックを示す。Frm6が全ての全ての前方補間予測ブロ
ックで共通の参照フレームとする。Frm4とFrm6の2枚の
フレームを参照フレームとするブロックPredBlk11とPre
dBlk12からの前方補間予測により、CodingBlk1の予測画
像が生成される。一方で、CodingBlk2では、Frm5, Frm6
の2枚のフレームを参照フレームとするブロックPredBlk
21とPredBlk22からの前方補間予測により、CodingBlk2
の予測画像が生成される。共通の参照フレームとして
は、マルチフレームバッファ内で、符号化対象フレーム
に対し表示時刻が前で、符号化対象フレームに最も近い
フレームとすることができる。
FIG. 14 is a conceptual diagram of frame selection during forward interpolation prediction according to the sixth embodiment. Frm1 to Frm7 indicate frames. Frm7 is the encoding target frame. CodingBlk
1 and CodingBlk2 indicate coding target blocks at different positions. Frm6 is a reference frame common to all the forward interpolation prediction blocks. Blocks PredBlk11 and Pre that use two frames Frm4 and Frm6 as reference frames
The predicted image of CodingBlk1 is generated by the forward interpolation prediction from dBlk12. On the other hand, in CodingBlk2, Frm5, Frm6
PredBlk that uses the two frames of
CodingBlk2 with forward interpolation prediction from 21 and PredBlk22
The predicted image of is generated. The common reference frame may be a frame whose display time is earlier than the encoding target frame and is closest to the encoding target frame in the multi-frame buffer.

【0058】図15は、実施の形態6の画像符号化信号
のフォーマットの概念図である。図15のフォーマット
は前方補間予測ブロックのフォーマットを示すものとす
る。Frameは1フレームの信号、Blockは1ブロックの信
号、さらにBlock内には、ブロック予測種別PredType
と、固定でない参照フレームに対する参照フレーム識別
子RefFrmID1が格納される。本フォーマットの画像符号
化信号BitStrm2により参照フレームを特定できるため、
画像復号装置は正しく復号を行うことが可能になる。な
お、本実施の形態では、第1参照フレーム識別子RefFrmI
D1は、画像符号化信号内に独立したコードとして可変長
符号化されているが、画像符号化信号中の他の情報と組
み合わせて多次元可変長符号語として符号化してもよ
い。
FIG. 15 is a conceptual diagram of the format of a coded image signal according to the sixth embodiment. The format of FIG. 15 indicates the format of the forward interpolation prediction block. Frame is a 1-frame signal, Block is a 1-block signal, and Block prediction type PredType
And a reference frame identifier RefFrmID1 for a non-fixed reference frame is stored. Since the reference frame can be specified by the image coded signal BitStrm2 of this format,
The image decoding device can correctly perform decoding. In this embodiment, the first reference frame identifier RefFrmI
Although D1 is variable length coded as an independent code in the image coded signal, it may be coded as a multidimensional variable length code word in combination with other information in the image coded signal.

【0059】以上のように本実施の形態によれば、前方
補間予測の参照フレームの1枚を任意のフレームから選
択でき、より最適な最適な参照フレームを選択できる可
能性が高くなるため、符号化効率を向上できる。
As described above, according to the present embodiment, one reference frame for forward interpolation prediction can be selected from arbitrary frames, and there is a high possibility that a more optimal reference frame can be selected. Efficiency can be improved.

【0060】(実施の形態7)図16は、実施の形態7
の画像復号装置のブロック図である。図16において、
図8の実施の形態2の画像符号化装置のブロック図、お
よび、図10の実施の形態4の画像復号装置のブロック
図と同じ動作をするユニットおよび同じ動作の信号は同
じ記号を付し、説明を省略する。本実施の形態の画像復
号装置は、例えば、実施の形態5で作成された符号化信
号の復号に用いることができる。
(Seventh Embodiment) FIG. 16 shows a seventh embodiment.
3 is a block diagram of the image decoding device of FIG. In FIG.
Units that perform the same operations and signals that have the same operations as those in the block diagram of the image encoding device according to the second embodiment of FIG. 8 and the block diagram of the image decoding device according to the fourth embodiment of FIG. The description is omitted. The image decoding device according to the present embodiment can be used, for example, for decoding the coded signal created in the fifth embodiment.

【0061】可変長復号手段VLD2は、入力した画像符号
化信号BitStrm2を可変長復号し、符号化残差信号ERes、
第1参照フレーム番号RefFrmNo1、第2参照フレーム番号
RefFrmNo2、動き情報MV、ブロック予測種別PredTypeを
出力する。参照フレーム選択手段SRefFrmSel2は第1参照
フレーム番号RefFrmNo1、第2参照フレーム番号RefFrmN
o2を入力し、第1参照フレーム番号RefFrmNo1、第2参照
フレーム番号RefFrmNo2が示すフレームを参照フレーム
として、参照フレーム識別子RefFrmIDによりマルチフレ
ームバッファMFrmBufに指定する。前方補間予測用画素
補間手段FwPolは指定された2枚の参照フレームから予測
画像Predを生成する。
The variable-length decoding means VLD2 performs variable-length decoding on the input coded image signal BitStrm2 to obtain a coded residual signal ERes,
1st reference frame number RefFrmNo1, 2nd reference frame number
It outputs RefFrmNo2, motion information MV, and block prediction type PredType. The reference frame selection means SRefFrmSel2 has a first reference frame number RefFrmNo1 and a second reference frame number RefFrmN.
By inputting o2, the frame indicated by the first reference frame number RefFrmNo1 and the second reference frame number RefFrmNo2 is designated as a reference frame in the multi-frame buffer MFrmBuf by the reference frame identifier RefFrmID. The forward interpolation prediction pixel interpolation means FwPol generates a predicted image Pred from the two designated reference frames.

【0062】以上のように本実施の形態によれば、実施
の形態5で説明した画像符号化方法を用いた画像符号化
装置が出力する画像符号化信号BitStrm2を正しく復号化
できる。
As described above, according to the present embodiment, the image coded signal BitStrm2 output by the image coding apparatus using the image coding method described in the fifth embodiment can be correctly decoded.

【0063】(実施の形態8)実施の形態7の画像復号
装置において、2枚の参照フレーム内の1枚を符号化対象
フレームの全ての前方補間予測ブロックで共通にし、も
う一枚を任意に選択できるようにすることもできる。こ
れは、図16の実施の形態7の画像復号装置のブロック
図において、RefFrmNo2が存在しない場合と考えること
ができる。図16のブロック図を用いて本実施の形態8
の画像復号装置の動作を説明する。全ての前方補間予測
ブロックで共通に使用する参照フレームは、画像符号化
装置と同じ方法で選択する。可変長復号手段VLD2は、入
力した画像符号化信号BitStrm2を可変長復号し、符号化
残差信号ERes、第1参照フレーム番号RefFrmNo1と動き情
報MV、ブロック予測種別PredTypeを出力する。参照フレ
ーム選択手段SRefFrmSel2は第1参照フレーム番号RefFrm
No1を入力し、第1参照フレーム番号RefFrmNo1が示すフ
レームと全ての前方補間予測ブロックで共通に使用する
フレームを参照フレームを参照フレーム識別子RefFrmID
によりマルチフレームバッファMFrmBufに指定する。前
方補間予測用画素補間手段FwPolは指定された2枚の参照
フレームから予測画像Predを生成する。
(Embodiment 8) In the image decoding apparatus of Embodiment 7, one of the two reference frames is made common to all the forward interpolation prediction blocks of the frame to be coded, and the other one is arbitrarily set. It can also be made selectable. This can be considered to be the case where RefFrmNo2 does not exist in the block diagram of the image decoding apparatus according to the seventh embodiment in FIG. The eighth embodiment using the block diagram of FIG.
The operation of the image decoding apparatus will be described. The reference frame commonly used by all the forward interpolation prediction blocks is selected by the same method as that of the image coding device. The variable length decoding unit VLD2 performs variable length decoding on the input image coded signal BitStrm2, and outputs the coded residual signal ERes, the first reference frame number RefFrmNo1, the motion information MV, and the block prediction type PredType. The reference frame selection means SRefFrmSel2 is the first reference frame number RefFrm.
No1 is input and the frame indicated by the first reference frame number RefFrmNo1 and the frame commonly used by all the forward interpolation prediction blocks is the reference frame Reference frame identifier RefFrmID
Specify to the multi-frame buffer MFrmBuf by. The forward interpolation prediction pixel interpolation means FwPol generates a predicted image Pred from the two designated reference frames.

【0064】以上のように本実施の形態によれば、実施
の形態6で説明した画像符号化方法を用いた画像符号化
装置が出力する画像符号化信号BitStrm2を正しく復号化
できる。
As described above, according to this embodiment, the image coded signal BitStrm2 output by the image coding apparatus using the image coding method described in the sixth embodiment can be correctly decoded.

【0065】(実施の形態9)さらに、上記各実施の形
態で示した画像符号化方法または画像復号方法の構成を
実現するためのプログラムを、フレキシブルディスク等
の記憶媒体に記録するようにすることにより、上記各実
施の形態で示した処理を、独立したコンピュータシステ
ムにおいて簡単に実施することが可能となる。
(Ninth Embodiment) Furthermore, a program for realizing the configuration of the image coding method or the image decoding method shown in each of the above embodiments is recorded in a storage medium such as a flexible disk. As a result, the processing shown in each of the above embodiments can be easily implemented in an independent computer system.

【0066】図17は、実施の形態1〜実施の形態8の
画像符号化方法または画像復号方法をコンピュータシス
テムにより実現するためのプログラムを格納するための
記憶媒体についての説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of a storage medium for storing a program for realizing the image coding method or the image decoding method of the first to eighth embodiments by a computer system.

【0067】図17(b)は、フレキシブルディスクの
正面からみた外観、断面構造、及びフレキシブルディス
クを示し、図17(a)は、記録媒体本体であるフレキ
シブルディスクの物理フォーマットの例を示している。
フレキシブルディスクFDはケースF内に内蔵され、該
ディスクの表面には、同心円状に外周からは内周に向か
って複数のトラックTrが形成され、各トラックは角度
方向に16のセクタSeに分割されている。従って、上
記プログラムを格納したフレキシブルディスクでは、上
記フレキシブルディスクFD上に割り当てられた領域
に、上記プログラムとしての画像符号化方法または画像
復号方法が記録されている。
FIG. 17B shows the appearance, sectional structure, and flexible disk of the flexible disk as viewed from the front, and FIG. 17A shows an example of the physical format of the flexible disk, which is the recording medium body. .
The flexible disk FD is built in a case F, and a plurality of tracks Tr are formed concentrically from the outer circumference to the inner circumference on the surface of the flexible disk FD, and each track is angularly divided into 16 sectors Se. ing. Therefore, in the flexible disk storing the program, the image encoding method or the image decoding method as the program is recorded in the area allocated on the flexible disk FD.

【0068】また、図17(c)は、フレキシブルディ
スクFDに上記プログラムの記録再生を行うための構成
を示す。上記プログラムをフレキシブルディスクFDに
記録する場合は、コンピュータシステムCsから上記プ
ログラムとしての画像符号化方法または画像復号化方法
をフレキシブルディスクドライブFDDを介して書き込
む。また、フレキシブルディスク内のプログラムにより
上記画像符号化方法をコンピュータシステム中に構築す
る場合は、フレキシブルディスクドライブによりプログ
ラムをフレキシブルディスクから読み出し、コンピュー
タシステムに転送する。
FIG. 17C shows a structure for recording / reproducing the program on / from the flexible disk FD. When the program is recorded on the flexible disk FD, the image encoding method or the image decoding method as the program is written from the computer system Cs via the flexible disk drive FDD. Further, when the image coding method is constructed in the computer system by the program in the flexible disk, the program is read from the flexible disk by the flexible disk drive and transferred to the computer system.

【0069】なお、上記説明では、記録媒体としてフレ
キシブルディスクを用いて説明を行ったが、光ディスク
を用いても同様に行うことができる。また、記録媒体は
これに限らず、ICカード、ROMカセット等、プログ
ラムを記録できるものであれば同様に実施することがで
きる。
In the above description, a flexible disk is used as a recording medium, but an optical disk may be used as well. Further, the recording medium is not limited to this, and any recording medium such as an IC card and a ROM cassette that can record the program can be similarly used.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
画像符号化方法・画像復号方法により、前方補間予測と
双方向予測を組み合わせて符号化することができる。こ
れにより、フレーム間予測においてより最適な予測方法
を選択できるため符号化効率向上に効果が高い。
As described above in detail, according to the image coding method and the image decoding method of the present invention, forward interpolation prediction and bidirectional prediction can be combined and coded. As a result, a more optimal prediction method can be selected in inter-frame prediction, which is highly effective in improving coding efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施の形態1の画像符号化装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of an image coding apparatus according to a first embodiment.

【図2】実施の形態1の前方予測フレームにおける前方
補間予測時のフレーム選択の概念図
FIG. 2 is a conceptual diagram of frame selection during forward interpolation prediction in the forward prediction frame according to the first embodiment.

【図3】実施の形態1の前方予測フレームにおける前方
補間予測時のマルチフレームバッファを示す概念図
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a multi-frame buffer at the time of forward interpolation prediction in the forward prediction frame according to the first embodiment.

【図4】実施の形態1の双方向予測フレームにおける前
方補間予測時の第1のフレーム選択方法の概念図
FIG. 4 is a conceptual diagram of a first frame selection method at the time of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame according to the first embodiment.

【図5】実施の形態1の双方向予測フレームにおける前
方補間予測時の第2のフレーム選択方法の概念図
FIG. 5 is a conceptual diagram of a second frame selection method at the time of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame according to the first embodiment.

【図6】実施の形態1の双方向予測フレームにおける前
方補間予測時の第3のフレーム選択方法の概念図
FIG. 6 is a conceptual diagram of a third frame selection method at the time of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame according to the first embodiment.

【図7】実施の形態1の双方向予測フレームにおける前
方補間予測時のマルチフレームバッファを示す概念図
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a multi-frame buffer at the time of forward interpolation prediction in a bidirectional prediction frame according to the first embodiment.

【図8】実施の形態2の画像符号化装置のブロック図FIG. 8 is a block diagram of an image coding apparatus according to a second embodiment.

【図9】実施の形態3の画像復号装置のブロック図FIG. 9 is a block diagram of an image decoding device according to a third embodiment.

【図10】実施の形態4の画像復号装置のブロック図FIG. 10 is a block diagram of an image decoding device according to a fourth embodiment.

【図11】実施の形態5の画像符号化装置のブロック図FIG. 11 is a block diagram of an image coding apparatus according to a fifth embodiment.

【図12】実施の形態5の前方補間予測時のフレーム選
択の概念図
FIG. 12 is a conceptual diagram of frame selection during forward interpolation prediction according to the fifth embodiment.

【図13】実施の形態5の画像符号化信号のフォーマッ
トの概念図
FIG. 13 is a conceptual diagram of a format of a coded image signal according to the fifth embodiment.

【図14】実施の形態6の前方補間予測時のフレーム選
択の概念図
FIG. 14 is a conceptual diagram of frame selection during forward interpolation prediction according to the sixth embodiment.

【図15】実施の形態6の画像符号化信号のフォーマッ
トの概念図
FIG. 15 is a conceptual diagram of a format of a coded image signal according to the sixth embodiment.

【図16】実施の形態7の画像復号装置のブロック図FIG. 16 is a block diagram of an image decoding device according to a seventh embodiment.

【図17】実施の形態1〜実施の形態8の画像符号化方
法または画像復号方法をコンピュータシステムにより実
現するためのプログラムを格納するための記憶媒体につ
いての説明図
FIG. 17 is an explanatory diagram of a storage medium for storing a program for realizing the image encoding method or the image decoding method of the first to eighth embodiments by a computer system.

【図18】従来の画像符号化装置の構成を示すブロック
FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of a conventional image encoding device.

【図19】従来の画像符号化方法の前方補間予測時のフ
レーム選択の概念図
FIG. 19 is a conceptual diagram of frame selection during forward interpolation prediction in the conventional image coding method.

【図20】フェードによる画素値変化の説明図FIG. 20 is an explanatory diagram of pixel value changes due to fade.

【図21】従来の画像復号装置の画像符号化信号のフォ
ーマットの概念図
FIG. 21 is a conceptual diagram of a format of a coded image signal of a conventional image decoding device.

【図22】従来の画像復号装置の構成を示すブロック図FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of a conventional image decoding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Img 画像信号 ImgEnc 画像符号化手段 ImgDec 画像復号手段 DImg 復号画像 Add 加算器 Sub 減算器 MFrmBuf マルチフレームバッファ ME,ME0,ME1 動き推定手段 VLC,VLC0,VLC1 可変長符号化手段 VLD,VLD0,VLD1 可変長復号手段 RefFrmSel 参照フレーム選択手段 FwPol 前方補間予測用画素補間手段 BiPol 双方向予測用画素補間手段 Pol 補間予測用画素補間手段 RefFrmSel 参照フレーム選択手段 FwPolRefFrmSel フレームタイプ別前方補間予測時参照
フレーム選択手段 Cs コンピュータ・システム FD フレキシブルディスク FDD フレキシブルディスクドライブ
Img Image signal ImgEnc Image coding means ImgDec Image decoding means DImg Decoded image Add Adder Sub Subtractor MFrmBuf Multi-frame buffer ME, ME0, ME1 Motion estimation means VLC, VLC0, VLC1 Variable length coding means VLD, VLD0, VLD1 Variable length Decoding means RefFrmSel Reference frame selection means FwPol Forward interpolation prediction pixel interpolation means BiPol Bidirectional prediction pixel interpolation means Pol Interpolation prediction pixel interpolation means RefFrmSel Reference frame selection means FwPolRefFrmSel Frame type forward interpolation prediction reference frame selection means Cs Computer System FD Flexible Disk FDD Flexible Disk Drive

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 敏志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5C059 LB16 LB18 MA00 MA04 MA05 MA14 MA23 ME01 PP05 PP06 PP07 UA02 UA05 UA33 5J064 AA01 BA09 BB04 BC01 BC08 BC14 BC29 BD03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshishi Kondo             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5C059 LB16 LB18 MA00 MA04 MA05                       MA14 MA23 ME01 PP05 PP06                       PP07 UA02 UA05 UA33                 5J064 AA01 BA09 BB04 BC01 BC08                       BC14 BC29 BD03

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予測フレームとして、表示時刻が前後の
フレームからフレーム間予測を行う双方向予測フレー
ム、および、表示時刻が前のフレームのみからフレーム
間予測を行う前方予測フレーム、および、フレーム間予
測を行わない面内予測フレームを含む画像符号化方法に
おいて、符号化対象フレームが前方予測フレーム、もし
くは、双方向予測フレームである場合に、前記符号化対
象フレームより表示時刻が前の2枚のフレームを参照フ
レームとして画素補間により予測画素値を生成すること
を特徴とした画像符号化方法。
1. A bidirectional prediction frame that performs inter-frame prediction from frames before and after a display time, a forward prediction frame that performs inter-frame prediction from only a frame at a previous display time, and an inter-frame prediction as prediction frames. In an image coding method including an in-plane prediction frame that does not perform, when the coding target frame is a forward prediction frame, or a bidirectional prediction frame, two frames whose display time is earlier than the coding target frame An image coding method characterized in that a predicted pixel value is generated by pixel interpolation using as a reference frame.
【請求項2】 前記符号化対象フレームが前方予測フレ
ームで、前記符号化対象フレームより表示時刻が前の2
枚のフレームを参照フレームとして画素補間によりフレ
ーム間予測する場合に、前記2枚の各参照フレームは前
方予測フレームもしくは面内予測フレームであることを
特徴とした請求項1の画像符号化方法。
2. The encoding target frame is a forward prediction frame, and the display time is earlier than the encoding target frame.
2. The image coding method according to claim 1, wherein, when inter-frame prediction is performed by pixel interpolation using one frame as a reference frame, each of the two reference frames is a forward prediction frame or an in-plane prediction frame.
【請求項3】 前記符号化対象フレームが双方向予測フ
レームで、前記符号化対象フレームより表示時刻が前の
2枚のフレームを参照フレームとして画素補間によりフ
レーム間予測符号化する場合に、前記2枚の各参照フレ
ームは前方予測フレームもしくは面内予測フレームであ
ることを特徴とした請求項1の画像符号化方法。
3. The encoding target frame is a bidirectional prediction frame, and the display time is earlier than the encoding target frame.
The image coding according to claim 1, wherein when the two frames are used as reference frames for interframe predictive coding by pixel interpolation, each of the two reference frames is a forward prediction frame or an in-plane prediction frame. Method.
【請求項4】 前記符号化対象フレームが双方向予測フ
レームで、前記符号化対象フレームより表示時刻が前の
2枚のフレームを参照フレームとして画素補間によりフ
レーム間予測する場合に、前記2枚の参照フレームの少
なくとも1枚が前方予測フレームもしくは面内予測フレ
ームであることを特徴とした請求項1の画像符号化方
法。
4. The encoding target frame is a bidirectional prediction frame, and the display time is before the encoding target frame.
2. The image code according to claim 1, wherein when performing inter-frame prediction by pixel interpolation using two frames as reference frames, at least one of the two reference frames is a forward prediction frame or an in-plane prediction frame. Method.
【請求項5】 前記符号化対象フレームが双方向予測フ
レームで、前記符号化対象フレームより表示時刻が前の
2枚のフレームを参照フレームとして画素補間によりフ
レーム間予測する場合に、前記2枚の参照フレームが符
号化済フレームを格納したマルチフレームバッファ内の
フレームで符号化対象フレームの表示時刻より前、か
つ、表示時刻が最も近い順の2枚であることを特徴とし
た請求項1の画像符号化方法。
5. The encoding target frame is a bidirectional prediction frame, and the display time is earlier than the encoding target frame.
When performing inter-frame prediction by pixel interpolation using two frames as reference frames, the two reference frames are frames in the multi-frame buffer storing encoded frames before the display time of the encoding target frame, and The image encoding method according to claim 1, wherein the two images are displayed in the order of closest display time.
【請求項6】 予測フレームとして、表示時刻が前後の
フレームからフレーム間予測を行う双方向予測フレー
ム、および、表示時刻が前のフレームのみからフレーム
間予測を行う前方予測フレーム、および、フレーム間予
測を行わない面内予測フレームを含む画像復号方法にお
いて、復号対象のフレームが前方予測フレーム、もしく
は、双方向予測フレームである場合に、前記符号化対象
フレームより表示時刻が前の2枚のフレームを参照フレ
ームとして画素補間により予測画素値を生成することを
特徴とした画像復号方法。
6. A predictive frame, a bidirectional predictive frame for performing inter-frame predictive from frames before and after display time, a forward predictive frame for performing inter-frame predictive only for a frame at previous display time, and an inter-frame predictive frame. In the image decoding method including the in-plane prediction frame that does not perform, when the frame to be decoded is a forward prediction frame or a bidirectional prediction frame, the two frames whose display time is earlier than the encoding target frame are An image decoding method characterized by generating a predicted pixel value by pixel interpolation as a reference frame.
【請求項7】 前記復号対象フレームが前方予測フレー
ムで、前記復号対象フレームより表示時刻が前の2枚の
フレームを参照フレームとして画素補間によりフレーム
間予測する場合に、前記2枚の各参照フレームは前方予
測フレームもしくは面内予測フレームであることを特徴
とした請求項6の画像復号方法。
7. When the frame to be decoded is a forward prediction frame and two frames whose display time is earlier than the frame to be decoded are used as reference frames to perform inter-frame prediction by pixel interpolation, each of the two reference frames Is a forward prediction frame or an in-plane prediction frame.
【請求項8】 前記復号対象フレームが双方向予測フレ
ームで、前記復号対象フレームより表示時刻が前の2枚
のフレームを参照フレームとして画素補間によりフレー
ム間予測する場合に、前記2枚の各参照フレームは前方
予測フレームもしくは面内予測フレームであることを特
徴とした請求項6の画像復号方法。
8. When the frame to be decoded is a bidirectional prediction frame and two frames whose display time is earlier than the frame to be decoded are used as reference frames to perform inter-frame prediction by pixel interpolation, each of the two reference frames The image decoding method according to claim 6, wherein the frame is a forward prediction frame or an in-plane prediction frame.
【請求項9】 前記復号対象フレームが双方向予測フレ
ームで、前記復号対象フレームより表示時刻が前の2枚
のフレームを参照フレームとして画素補間によりフレー
ム間予測する場合に、前記2枚の参照フレームの少なく
とも1枚が前方予測フレームもしくは面内予測フレーム
であることを特徴とした請求項6の画像復号方法。
9. The two reference frames when the decoding target frame is a bidirectional prediction frame and inter-frame prediction is performed by pixel interpolation using two frames whose display time is earlier than the decoding target frame as reference frames. 7. The image decoding method according to claim 6, wherein at least one of the frames is a forward prediction frame or an in-plane prediction frame.
【請求項10】 前記復号対象フレームが双方向予測フ
レームで、前記復号対象フレームより表示時刻が前の2
枚のフレームを参照フレームとして画素補間によりフレ
ーム間予測する場合に、前記2枚の参照フレームが復号
済フレームを格納したフレームバッファ内のフレームで
前記符号化対象フレームの表示時刻より前かつ最も近い
順の2枚であることを特徴とした請求項6の画像復号方
法。
10. The decoding target frame is a bidirectional prediction frame, and the display time is earlier than the decoding target frame.
When inter-frame prediction is performed by pixel interpolation using one frame as a reference frame, the two reference frames are the frames in the frame buffer storing the decoded frames, and the order closest to the display time of the encoding target frame. 7. The image decoding method according to claim 6, wherein the number of images is 2.
【請求項11】 動画像をフレーム間予測して符号化す
る画像符号化方法において、符号化対象フレームより表
示時刻が前の2枚のフレームを参照フレームとする画素
補間によるフレーム間予測の場合に、符号化対象フレー
ムより表示時刻が前のフレームから任意に2枚の参照フ
レームを選択し、前記2枚の参照フレームを識別する情
報を画像符号化信号中に格納することを特徴とした画像
符号化方法。
11. An image coding method for predicting and coding a moving image by inter-frame prediction, in the case of inter-frame prediction by pixel interpolation using two frames whose display time is earlier than a coding target frame as reference frames. , An image code characterized by arbitrarily selecting two reference frames from a frame whose display time is earlier than the encoding target frame and storing information for identifying the two reference frames in an image encoded signal Method.
【請求項12】 動画像をフレーム間予測して符号化す
る画像符号化方法において、符号化対象フレームより表
示時刻が前の2枚のフレームを参照フレームとする画素
補間によるフレーム間予測の場合に、所定の方法により
決定されたフレームと符号化対象フレームより表示時刻
が前のフレームから任意に選択されたフレームの2枚を
参照フレームとし、前記2枚の参照フレームの内で前記
任意に選択された参照フレームを識別する情報のみを画
像符号化信号中に格納することを特徴とした画像符号化
方法。
12. An image coding method for predicting and coding a moving image by inter-frame prediction, in the case of inter-frame prediction by pixel interpolation using two frames whose display time is earlier than a frame to be coded as reference frames. , A frame determined by a predetermined method and a frame whose display time is earlier than the frame to be encoded are arbitrarily selected as a reference frame, and the frame is arbitrarily selected from the two reference frames. An image coding method characterized in that only information for identifying a reference frame is stored in an image coded signal.
【請求項13】 動画像をフレーム間予測して復号する
画像復号方法において、復号対象フレームより表示時刻
が前の2枚のフレームを参照フレームとする画素補間に
よるフレーム間予測の場合に、入力した画像符号化信号
中から2枚の参照フレームを識別するための識別情報を
復号し、前記識別情報が示す2枚のフレームを参照フレ
ームとして画素補間による予測に使用することを特徴と
した画像復号方法。
13. An image decoding method for predicting and decoding a moving image by inter-frame prediction, input in the case of inter-frame prediction by pixel interpolation using two frames whose display time is earlier than the decoding target frame as reference frames. An image decoding method characterized by decoding identification information for identifying two reference frames from an encoded image signal and using the two frames indicated by the identification information as reference frames for prediction by pixel interpolation. .
【請求項14】 動画像をフレーム間予測して復号する
画像復号方法において、復号対象フレームより表示時刻
が前の2枚のフレームを参照フレームとする画素補間に
よるフレーム間予測の場合に、入力した画像符号化信号
中から1枚の参照フレームを識別するための識別情報を
復号し、前記識別情報が示すフレームと所定の方法によ
り決定される参照フレームの2枚のフレームを参照フレ
ームとして画素補間による予測に使用することを特徴と
した画像符号化方法。
14. An image decoding method for predicting and decoding a moving image by inter-frame prediction, input in the case of inter-frame prediction by pixel interpolation using two frames whose display time is earlier than the decoding target frame as reference frames. The identification information for identifying one reference frame is decoded from the image coded signal, and pixel interpolation is performed using two frames, the frame indicated by the identification information and the reference frame determined by a predetermined method, as reference frames. An image coding method characterized by being used for prediction.
【請求項15】 フレーム間予測を行う画像符号化装置
において、符号化済のフレームを蓄積するマルチフレー
ムバッファと、前記マルチフレームバッファ内で符号化
対象フレームより表示時刻が前の2枚のフレームを参照
フレームとして画素補間する前方予測用画素補間手段
と、前記マルチフレームバッファ内で符号化対象フレー
ムの表示時刻が前後の2枚のフレームを参照フレームと
して画素補間する双方向予測用画素補間手段と、前方補
間予測時の参照フレームを所定の方法で選択するフレー
ムタイプ別前方予測時参照フレーム選択手段と、前記前
方予測用画素補間手段によりフレーム間予測する場合に
は前記フレームタイプ別前方補間予測時参照フレーム選
択手段が選択した参照フレームを使用して動き推定を行
う動き推定手段を備えたものであることを特徴とする画
像符号化装置。
15. An image coding apparatus for performing inter-frame prediction, comprising: a multi-frame buffer that stores coded frames; and two frames whose display time is earlier than a frame to be coded in the multi-frame buffer. Forward prediction pixel interpolating means for pixel interpolation as a reference frame, bidirectional prediction pixel interpolating means for pixel interpolating two frames whose display time before and after the encoding target frame is a reference frame in the multi-frame buffer, Forward frame reference frame selection means for selecting a reference frame for forward interpolation prediction by a predetermined method, and forward frame prediction reference for each frame type when inter-frame prediction is performed by the forward prediction pixel interpolation means. Equipped with motion estimation means for performing motion estimation using the reference frame selected by the frame selection means The image coding apparatus, characterized in that the at it.
【請求項16】 フレーム間予測を行う画像復号装置に
おいて、復号済のフレームを蓄積するマルチフレームバ
ッファと、前記マルチフレームバッファ内で復号対象フ
レームより表示時刻が前の2枚のフレームを参照フレー
ムとして画素補間する前方予測用画素補間手段と、前記
マルチフレームバッファ内で復号対象フレームの表示時
刻が前後の2枚のフレームを参照フレームとして画素補
間する双方向予測用画素補間手段と、前方補間予測時の
参照フレームを所定の方法で選択するフレームタイプ別
前方予測時参照フレーム選択手段と、前記前方予測用画
素補間手段によりフレーム間予測する場合には前記フレ
ームタイプ別前方補間予測時参照フレーム選択手段が選
択した参照フレームを使用する参照フレーム選択手段を
備えたものであることを特徴とする画像復号装置。
16. An image decoding apparatus for performing inter-frame prediction, wherein a multi-frame buffer for accumulating decoded frames and two frames whose display time is earlier than the decoding target frame in the multi-frame buffer are used as reference frames. Pixel interpolating unit for forward prediction for pixel interpolation, Pixel interpolating unit for bidirectional prediction for interpolating pixels using the two frames whose display times before and after the decoding target frame in the multi-frame buffer are reference frames, and for forward interpolation prediction Frame type-based forward prediction reference frame selection means for selecting the reference frame by a predetermined method, and the frame type-based forward interpolation prediction reference frame selection means for inter-frame prediction by the forward prediction pixel interpolation means. It is equipped with a reference frame selection means that uses the selected reference frame. Image decoding apparatus according to claim.
【請求項17】 コンピュータにより、画像符号化を行
うためのプログラムを格納した記憶媒体であって、上記
プログラムはコンピュータに、予測フレームとして、表
示時刻が前後のフレームからフレーム間予測を行う双方
向予測フレーム、および、表示時刻が前のフレームのみ
からフレーム間予測を行う前方予測フレーム、および、
フレーム間予測を行わない面内予測フレームを含む画像
符号化方法において、符号化対象フレームが前方予測フ
レーム、もしくは、双方向予測フレームである場合に、
前記符号化対象フレームより表示時刻が前の2枚のフレ
ームを参照フレームとして画素補間により予測画素値を
生成することを、行わせるものであることを特徴とする
記憶媒体。
17. A storage medium that stores a program for performing image encoding by a computer, the program being a bidirectional prediction for performing inter-frame prediction from a frame whose display time is before and after as a prediction frame to the computer. Frames and forward-predicted frames that perform inter-frame prediction only from the frame with the previous display time, and
In an image coding method including an intra-frame prediction frame that does not perform inter-frame prediction, when the coding target frame is a forward prediction frame or a bidirectional prediction frame,
A storage medium characterized in that a predicted pixel value is generated by pixel interpolation using two frames whose display time is earlier than the encoding target frame as reference frames.
【請求項18】 コンピュータにより、画像復号を行う
ためのプログラムを格納した記憶媒体であって、上記プ
ログラムはコンピュータに、予測フレームとして、表示
時刻が前後のフレームからフレーム間予測を行う双方向
予測フレーム、および、表示時刻が前のフレームのみか
らフレーム間予測を行う前方予測フレーム、および、フ
レーム間予測を行わない面内予測フレームを含む画像復
号方法において、復号対象のフレームが前方予測フレー
ム、もしくは、双方向予測フレームである場合に、前記
符号化対象フレームより表示時刻が前の2枚のフレーム
を参照フレームとして画素補間により予測画素値を生成
することを、行わせるものであることを特徴とする記憶
媒体。
18. A storage medium storing a program for performing image decoding by a computer, wherein the program causes the computer to perform a bidirectional prediction frame for performing inter-frame prediction from a frame before and after a display time as a prediction frame. , And, in the image decoding method including the forward prediction frame that performs inter-frame prediction only from the frame whose display time is previous, and the in-plane prediction frame that does not perform the inter-frame prediction, the decoding target frame is the forward prediction frame, or When the frame is a bidirectional prediction frame, it is characterized in that a predicted pixel value is generated by pixel interpolation using two frames whose display time is before the encoding target frame as reference frames. Storage medium.
【請求項19】 コンピュータにより、画像符号化を行
うためのプログラムを格納した記憶媒体であって、上記
プログラムはコンピュータに、動画像をフレーム間予測
して符号化する画像符号化方法において、符号化対象フ
レームより表示時刻が前の2枚のフレームを参照フレー
ムとする画素補間によるフレーム間予測の場合に、符号
化対象フレームより表示時刻が前のフレームから任意に
2枚の参照フレームを選択し、前記2枚の参照フレームを
識別する情報を画像符号化信号中に格納することを、行
わせるものであることを特徴とする記憶媒体。
19. A storage medium storing a program for performing image encoding by a computer, wherein the program is encoded in a computer by an image encoding method for predicting and encoding a moving image between frames. In the case of inter-frame prediction by pixel interpolation that uses two frames whose display time is earlier than the target frame as reference frames, the frame whose display time is earlier than the encoding target frame is arbitrarily
A storage medium for selecting two reference frames and storing information for identifying the two reference frames in an image coded signal.
【請求項20】 コンピュータにより、画像復号を行う
ためのプログラムを格納した記憶媒体であって、上記プ
ログラムはコンピュータに、動画像をフレーム間予測し
て復号する画像復号方法において、復号対象フレームよ
り表示時刻が前の2枚のフレームを参照フレームとする
画素補間によるフレーム間予測の場合に、入力した画像
符号化信号中から2枚の参照フレームを識別するための
識別情報を復号し、前記識別情報が示す2枚のフレーム
を参照フレームとして画素補間による予測に使用するこ
とを、行わせるものであることを特徴とする記憶媒体。
20. A storage medium storing a program for performing image decoding by a computer, wherein the program is displayed on a computer from a decoding target frame in an image decoding method of predicting and decoding a moving image between frames. In the case of inter-frame prediction by pixel interpolation using the two previous frames of time as reference frames, the identification information for identifying the two reference frames from the input image coded signal is decoded, The storage medium characterized in that the two frames shown by are used for prediction by pixel interpolation as reference frames.
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