JP2011234045A - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画質及び符号化効率を向上させることができる画像符号化装置を提供する。
【解決手段】重み付け予測を用いて入力画像データをフィールド符号化する画像符号化装置１００であって、入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対応する重み付けパラメータを決定する重み付けパラメータ決定部１０１と、重み付けパラメータ決定部１０１によって決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、符号化対象ピクチャを符号化する画像符号化部１０２とを備え、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、参照ピクチャ毎に重み付けパラメータを決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を圧縮符号化する画像符号化装置及び画像符号化方法に関するものであり、特に、Ｈ．２６４圧縮符号化方式に従った重み付け予測を適用して圧縮符号化を行う画像符号化装置及び画像符号化方法に関する。

デジタル映像技術の発展と共に、データ量の増大に対応してデジタル映像データを圧縮符号化する技術が発展しつつある。その発展は、映像データの特性を生かし、映像データに特化した圧縮符号化技術となって現れている。

また、コンピュータなどの情報処理機器の処理能力の向上に伴い、圧縮符号化技術における複雑な演算も可能となり、映像データの圧縮率は大幅に高まりつつある。具体的には、衛星及び地上波デジタルハイビジョン放送で採用されている圧縮符号化技術は、ＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ ２）と呼ばれる圧縮符号化方式である。例えば、衛星デジタルハイビジョン放送においてはＭＰＥＧ２によって映像データを約１／３０に圧縮している。

ＭＰＥＧ２に続いて規格化された映像圧縮符号化方式の１つであるＭＰＥＧ４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４（以下、Ｈ．２６４と記載する）は、ＭＰＥＧ２の約２倍の圧縮率を実現すると言われている。Ｈ．２６４は、光ディスクの１つの規格であるＢｌｕ−ｒａｙ、及び、ハイビジョン映像をビデオカメラで記録するための規格であるＡＶＣＨＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の動画圧縮符号化方式としても採用されており、幅広い分野での利用が期待されている。

しかし、Ｈ．２６４は、非特許文献１に開示されているように、多くの圧縮符号化技術を実装し、それらを組み合わせることで高い圧縮率を実現している。このため、Ｈ．２６４では、演算量もＭＰＥＧ２と比べて大幅に増加している。

一般に、動画像の圧縮符号化においては、時間方向及び空間方向の冗長性を削減することによって情報量の圧縮を行っている。時間的な冗長性の削減を目的とする画面間予測符号化では、前方又は後方のピクチャを参照してブロック（マクロブロック）単位で動き量（動きベクトル）を検出し、検出した動きベクトルを考慮した予測を行うことにより、予測精度を上げ、符号化効率を向上させている。例えば、符号化対象ピクチャの動きベクトルを検出し、その動きベクトルの分だけシフトした予測値と符号化対象ピクチャとの差分である予測残差を符号化することにより、符号化に必要な情報量を削減している。

動きベクトルを用いた符号化を行う場合、復号の際に動きベクトルの情報が必要になるため、動きベクトルも符号化されて記録又は伝送される。なお、ここで、動きベクトルの検出時に参照するピクチャを参照ピクチャと呼ぶ。また、ピクチャとは１枚の画面を表す用語である。

動きベクトルは、マクロブロックなどのブロック単位で検出される。具体的には、符号化対象ピクチャ側のブロック（符号化対象ブロック）を固定しておき、参照ピクチャ側のブロック（参照ブロック）を探索範囲内で移動させ、符号化対象ブロックと最も似通った参照ブロックの位置を見つけることにより、動きベクトルが検出される。この動きベクトルを探索する処理を、動きベクトル検出と呼ぶ。また、似通っているかどうかの判断としては、符号化対象ブロックと参照ブロックとの比較誤差を使用するのが一般的であり、特に、絶対値差分和（ＳＡＤ：Ｓｕｍｍｅｄ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）がよく用いられる。

なお、参照ピクチャ全体の中で参照ブロックを探索すると演算量が膨大となるため、参照ピクチャの中で探索する範囲を制限することが一般的であり、制限した範囲を探索範囲と呼ぶ。

また、画面間予測符号化を行わず、空間的な冗長性の削減を目的とした画面内予測符号化のみを行うピクチャをＩピクチャ、１枚の参照ピクチャから画面間予測符号化を行うピクチャをＰピクチャ、最大２枚の参照ピクチャから画面間予測符号化を行うピクチャをＢピクチャと呼ぶ。なお、Ｂピクチャの符号化では、任意の組み合わせとして２枚のピクチャを参照することが可能であり、その１枚目の参照ピクチャをＬ０予測の参照ピクチャ、２枚目の参照ピクチャをＬ１予測の参照ピクチャと呼ぶ。

Ｈ．２６４圧縮符号化方式では、動画像を圧縮するための圧縮符号化技術の１つとして重み付け予測が採用されている。この重み付け予測を行う動き補償では、参照ピクチャの画素値“ｐｒｅｄ”に重み付け値“ｗ”を乗じ、オフセット値“ｏ”を加算することで、予測画素値“ｐ”は、“ｗ×ｐｒｅｄ＋ｏ”となる。一方、重み付け予測を行わない動き補償では、予測画素値“ｐ”は、参照ピクチャの画素値“ｐｒｅｄ”となる。

このように、重み付け予測では、重み付け値“ｗ”とオフセット値“ｏ”とを用いることにより、画像の明るさを予測することができる。つまり、画像の明るさの変化を予測し、予測した明るさの変化に基づいて、重み付け値“ｗ”とオフセット値“ｏ”とを決定することで、精度の高い予測画像を生成することができる。これにより、フェードをしている映像、及び、フラッシュの多いライブ映像などの符号化効率を上げることが可能である。

なお、この重み付け予測には、ＩｍｐｌｉｃｉｔモードとＥｘｐｌｉｃｉｔモードとの２つのモードがある。Ｉｍｐｌｉｃｉｔモードを用いる動き補償を選択した場合は、前述の重み付け値“ｗ”及びオフセット値“ｏ”は、規格で決められた算出方法により求められる。

Ｅｘｐｌｉｃｉｔモードを用いる動き補償を選択した場合は、圧縮符号化を行うエンコーダは、前述の重み付け値“ｗ”及びオフセット値“ｏ”を符号化ストリームのストリームヘッダに記載して符号化する。すなわち、エンコーダが重み付け値“ｗ”及びオフセット値“ｏ”を適応的に決定することができるため、規格で許容された値の範囲内で重み付け値“ｗ”及びオフセット値“ｏ”を指定することが可能である。

例えば、特許文献１には、符号化対象の動画像がフェードをしている動画像であるか否かを判定して、重み付け予測を行うか否かを決定する技術が記載されている。具体的には、画像の輝度値の変化を検出することで、符号化対象動画像がフェードをしている動画像であるか否かを判定する。

これにより、重み付け予測の適用及び非適用を切り替えることができるので、より効果的に符号化効率を上げることができる。

特開２００７−３０６６１９号公報

ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６４

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、画質及び符号化効率を低下させてしまう場合が存在するという課題がある。具体的には、以下の通りである。

特許文献１に記載の技術では、輝度値の変化を検出することで、符号化対象動画像がフェードをしている動画像であるか否かを判定している。しかしながら、フェードをしている動画像には輝度値の変化が生じるが、輝度値が変化している動画像が必ずしもフェードをしているとは限らない。したがって、特許文献１に記載の技術では、正しくフェードを検出できない場合が存在する。

また、重み付け予測は、フェードをしている場合など輝度値が画面全体で変化している場合には、符号化効率の向上に寄与するが、輝度値が画面の一部で変化している場合には、画質及び符号化効率を低下させてしまう恐れがある。したがって、特許文献１に記載の技術のように、ピクチャ単位で重み付け予測を行うか否かを決定するだけでは、画質及び符号化効率を低下させてしまう場合が存在する。

そこで、本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、画質及び符号化効率を向上させることができる画像符号化装置及び画像符号化方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像符号化装置は、重み付け予測を用いて入力画像データをフィールド符号化する画像符号化装置であって、前記入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対応する重み付けパラメータを決定する重み付けパラメータ決定部と、前記重み付けパラメータ決定部によって決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、前記符号化対象ピクチャを符号化する画像符号化部とを備え、前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、前記符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、前記参照ピクチャ毎に前記重み付けパラメータを決定する。

これにより、１つの符号化対象ピクチャの符号化において、重み付け予測を用いる参照ピクチャと、重み付け予測を用いない参照ピクチャとを混在させることにより、擬似的に重み付け予測を用いる場合と重み付け予測を用いない場合との選択を可能にすることができる。また、符号化対象ピクチャが動きの大きいシーンに含まれる場合は、当該符号化対象ピクチャを符号化する際に、逆パリティの参照ピクチャが参照画像として選択されやすい。したがって、符号化対象ピクチャと逆パリティの参照ピクチャに対応する重み付け予測には、重み付け予測を適用しない場合と同等の設定を行うことで、動きの大きいシーンでは、重み付け予測が適用されないように設定することができるので、画質及び符号化効率を向上させることができる。

また、前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定してもよい。

符号化対象ピクチャが動きの大きいシーンに含まれる場合は、当該符号化対象ピクチャを符号化する際に、表示順で時間的に最も近い参照ピクチャが参照されやすい。したがって、時間的に最も近い参照ピクチャに対応する重み付けパラメータのみを、重み付け予測が適用されない場合と同等の設定にすることで、画質及び符号化効率を向上させることができる。

また、前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合において、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い参照ピクチャが複数存在する場合、Ｐピクチャである参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定してもよい。

ＢピクチャとＰピクチャとがともに、符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い参照ピクチャである場合、Ｐピクチャの方が参照画像として選択されやすい。したがって、Ｐピクチャである参照ピクチャに対応する重み付けパラメータのみを、重み付け予測が適用されない場合と同等の設定にすることで、画質及び符号化効率を向上させることができる。

また、前記重み付けパラメータは、対応する参照ピクチャの画素値に乗ずる重み付け値と、前記画素値に加算するオフセット値とを含み、前記重み付けパラメータ決定部は、前記重み付け予測が適用されない参照ピクチャに対応する前記重み付けパラメータを、前記重み付け値が１、かつ、前記オフセット値が０となるように決定してもよい。

これにより、重み付け予測を適用しないように容易に設定することができる。

また、前記重み付けパラメータ決定部は、前記重み付け予測が適用される参照ピクチャに対応する前記重み付けパラメータを、前記符号化対象ピクチャの輝度値の平均値と前記参照ピクチャの輝度値の平均値との変化量に基づいて決定し、前記画像符号化部は、Ｈ．２６４規格に基づいてｅｘｐｌｉｃｉｔモードの重み付け予測を適用してもよい。

また、前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、トップフィールドに属する場合において、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で前方の参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定してもよい。

また、前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、ボトムフィールドに属する場合において、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で後方の参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定してもよい。

これにより、規格に準拠させて、重み付け予測を適用する場合としない場合とを、１つの符号化対象ピクチャの符号化において選択することができる。

なお、本発明は、画像符号化装置として実現できるだけではなく、当該画像符号化装置を構成する処理部をステップとする方法として実現することもできる。また、これらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現してもよい。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体、並びに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信してもよい。

また、上記の各画像符号化装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されていてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。

本発明によれば、画質及び符号化効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える画像符号化部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える画像符号化部における動き補償部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。

以下、本発明に係る画像符号化装置及び画像符号化方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明の実施の形態に係る画像符号化装置は、重み付け予測を用いて入力画像データをフィールド符号化する画像符号化装置であって、重み付け予測に用いる重み付けパラメータを参照ピクチャ毎に決定する重み付けパラメータ決定部と、少なくとも２枚の参照ピクチャを参照して、入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する画像符号化部とを備える。そして、画像符号化部は、重み付けパラメータ決定部によって決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、符号化対象ピクチャを符号化する。重み付けパラメータ決定部は、符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、参照ピクチャ毎に重み付けパラメータを決定する。

言い換えると、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置は、符号化対象ピクチャをブロック単位で符号化する際に、対象ブロックが同パリティの参照ピクチャを参照する場合は、重み付け予測を適用し、対象ブロックが逆パリティの参照ピクチャを参照する場合は、重み付け予測を適用しないことを特徴とする。

なお、参照ピクチャが符号化対象ピクチャと同パリティであるとは、参照ピクチャと符号化対象ピクチャとが同じフィールドに属することをいう。参照ピクチャが符号化対象ピクチャと逆パリティであるとは、参照ピクチャと符号化対象ピクチャとが異なるフィールドに属することをいう。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００の構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００においては、複数のピクチャを含む入力画像データが入力され、入力された入力画像データがＨ．２６４圧縮方式で符号化されたストリームとして出力される。また、Ｈ．２６４圧縮方式による符号化においては、１つのピクチャを１つ又は複数のスライスに分割し、そのスライスを処理単位としている。本発明の実施の形態におけるＨ．２６４圧縮方式による符号化では、１つのピクチャが１つのスライスであるとする。

また、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００は、入力画像データをフィールド符号化する。入力画像データは、インターレース方式の映像を含む画像データであり、奇数番目のラインから構成されるトップフィールドと、偶数番目のラインから構成されるボトムフィールドとを含む。例えば、入力画像データは、１９２０×１０８０画素から構成される。

図１において、画像符号化装置１００は、重み付けパラメータ決定部１０１と、画像符号化部１０２とを備える。

重み付けパラメータ決定部１０１は、入力画像データに基づいて、重み付け予測を用いた符号化に必要なパラメータを決定し、決定したパラメータを画像符号化部１０２に重み付けパラメータとして出力する。

重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対応する重み付けパラメータを決定する。具体的には、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、参照ピクチャ毎に重み付けパラメータを決定する。なお、符号化対象ピクチャは、インターレース方式のトップフィールド及びボトムフィールドのいずれかに属する。

なお、重み付けパラメータ決定部１０１が実行する具体的な動作に関する詳細については後述する。

画像符号化部１０２は、重み付けパラメータ決定部１０１が出力した重み付けパラメータに従って、入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャの画像データをＨ．２６４圧縮方式による符号化により圧縮符号化する。

次に、図２を用いて、画像符号化部１０２の詳細な構成について説明する。なお、図２は、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００が備える画像符号化部１０２の詳細な構成の一例を示すブロック図である。

図２において、画像符号化部１０２は、入力画像データメモリ２０１と、参照画像データメモリ２０２と、面内予測部２０３と、動きベクトル検出部２０４と、動き補償部２０５と、予測モード判定部２０６と、差分演算部２０７と、直交変換部２０８と、量子化部２０９と、逆量子化部２１０と、逆直交変換部２１１と、加算部２１２と、エントロピー符号化部２１３とを備えている。

なお、本発明の実施の形態に係る画像符号化部１０２は、入力画像に含まれる符号化対象ピクチャを、マクロブロックなどのブロック単位で符号化する。マクロブロックは、例えば、１６×１６画素で構成される。

入力画像データメモリ２０１は、入力画像データを格納するためのメモリである。なお、入力画像データメモリ２０１が保持している情報は、面内予測部２０３、動きベクトル検出部２０４、予測モード判定部２０６、及び差分演算部２０７により参照される。

参照画像データメモリ２０２は、加算部２１２によって生成されるローカルデコード画像を格納するためのメモリである。ローカルデコード画像は、符号化対象ピクチャを符号化する際の参照画像として利用される。

面内予測部２０３は、参照画像データメモリ２０２に格納されているローカルデコード画像のうち、符号化対象マクロブロックと同一ピクチャ内の符号化済みの画素を用いて面内予測を行うことで、面内予測の予測画像を生成する。そして、面内予測部２０３は、生成した予測画像を予測モード判定部２０６に出力する。

動きベクトル検出部２０４は、参照画像データメモリ２０２に格納されているローカルデコード画像を探索対象とし、最も入力画像に近い画像領域を検出してその位置を示す動きベクトルを決定する。具体的には、動きベクトル検出部２０４は、最も誤差の小さい符号化対象ブロックのサイズ（例えば、４×４、８×８、１６×１６など）及びそのサイズでの動きベクトルを決定する。そして、動きベクトル検出部２０４は、決定したそれらの情報を動き補償部２０５及びエントロピー符号化部２１３に送信する。

動き補償部２０５は、動きベクトル検出部２０４から受信した情報に含まれる動きベクトルを用いて、参照画像データメモリ２０２に格納されているローカルデコード画像のうち、予測画像に最適な画像領域を取り出し、面間予測の予測画像を生成する。そして、動き補償部２０５は、生成した予測画像を予測モード判定部２０６に出力する。動き補償部２０５における具体的な動作に関する詳細については後述する。

予測モード判定部２０６は、予測モードを判定する。そして、予測モード判定部２０６は、その判定結果に基づき、面内予測部２０３からの面内予測で生成された予測画像と、動き補償部２０５からの面間予測で生成された予測画像との一方を選択し、選択した予測画像を出力する。予測モード判定部２０６において予測モードを判定する方法としては、例えば、面間予測と面内予測とについて、それぞれ入力画像と予測画像との各画素の絶対値差分和を求め、この値が小さい方を予測モードと判定する。

差分演算部２０７は、入力画像データメモリ２０１から符号化対象となる画像データ、例えば、符号化対象マクロブロックの画像データ（入力画像）を取得し、取得した入力画像と予測モード判定部２０６から出力された予測画像との画素差分値を計算する。そして、差分演算部２０７は、計算した画素差分値を直交変換部２０８に出力する。

直交変換部２０８は、差分演算部２０７から入力された画素差分値を周波数係数に変換し、変換した周波数係数を量子化部２０９に出力する。

量子化部２０９は、直交変換部２０８から入力された周波数係数を量子化し、量子化した値、すなわち、量子化値を符号化データとしてエントロピー符号化部２１３及び逆量子化部２１０に出力する。

逆量子化部２１０は、量子化部２０９から入力された量子化値を逆量子化して周波数係数に復元し、復元した周波数係数を逆直交変換部２１１に出力する。

逆直交変換部２１１は、逆量子化部２１０から入力された周波数係数を画素差分値に逆周波数変換し、逆周波数変換した画素差分値を加算部２１２に出力する。

加算部２１２は、逆直交変換部２１１から入力される画素差分値と、予測モード判定部２０６から出力された予測画像とを加算することで、ローカルデコード画像を生成する。そして、加算部２１２は、生成したローカルデコード画像を参照画像データメモリ２０２に格納する。

なお、参照画像データメモリ２０２に記憶されるローカルデコード画像は、入力画像データメモリ２０１に記憶される入力画像と基本的には同じ画像である。しかしながら、ローカルデコード画像は、直交変換部２０８及び量子化部２０９などで一旦直交変換及び量子化処理をされた後、逆量子化部２１０及び逆直交変換部２１１などで逆量子化及び逆直交変換処理をされた画像であるため、量子化歪みなどの歪み成分を有している。

エントロピー符号化部２１３は、量子化部２０９から入力された量子化値及び動きベクトル検出部２０４から入力された動きベクトル等をエントロピー符号化し、その符号化したデータを出力ストリームとして出力する。

続いて、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００の動作について説明する。

図３Ａは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャの符号化時に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対する重み付けパラメータを決定する（Ｓ１０１）。詳細な処理については、図３Ｂを用いて後で説明する。

次に、画像符号化部１０２は、参照ピクチャ毎に決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、符号化対象ピクチャを符号化する（Ｓ１０２）。具体的には、画像符号化部１０２は、符号化対象ピクチャをブロック単位で符号化する。つまり、画像符号化部１０２は、ブロック単位で、動き検出、動き補償、面内予測、直交変換、量子化、及び、エントロピー符号化などの一連の処理を実行する。なお、重み付け予測を実行する動き補償についての詳細な処理については、図３Ｃを用いて後で説明する。

次の符号化対象ピクチャが存在する場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、以上の処理（Ｓ１０１及びＳ１０２）が繰り返される。なお、符号化対象ピクチャが面内予測のみで符号化を行う場合は、参照ピクチャが存在しないので、重み付けパラメータ決定処理（Ｓ１０１）は省略されてもよい。

次に、重み付けパラメータの決定処理（Ｓ１０１）について、図３Ｂを用いて説明する。図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００が備える重み付けパラメータ決定部１０１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

なお、符号化対象ピクチャの符号化では、少なくとも２枚の参照ピクチャを参照画像として選択することができる。具体的には、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合は、符号化対象ピクチャの対象ブロックを符号化する際に、少なくとも２枚の参照ピクチャのうちの１枚を参照画像として選択して、動き補償を行う。また、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合は、符号化対象ピクチャの対象ブロックを符号化する際に、少なくとも２枚の参照ピクチャのうちの２枚を参照画像として選択して、動き補償を行う。

まず、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャが参照する少なくとも２枚の参照ピクチャのうちの１つの参照ピクチャが、符号化対象ピクチャと同パリティであるか逆パリティであるかを判定する（Ｓ２０１）。

参照ピクチャが符号化対象ピクチャと逆パリティである場合（Ｓ２０１で“逆パリティ”）、重み付けパラメータ決定部１０１は、当該参照ピクチャを用いて動き補償が実行される場合に重み付け予測が適用されないように、当該参照ピクチャに対応する重み付けパラメータを決定する（Ｓ２０２）。

重み付けパラメータは、対応する参照ピクチャの画素値に乗ずる重み付け値“ｗ”と、当該画素値に加算するオフセット値“ｏ”とを含んでいる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、重み付け予測が適用されない参照ピクチャに対応する重み付けパラメータを、重み付け値“ｗ”が１、かつ、オフセット値“ｏ”が０となるように、決定する。

また、参照ピクチャが符号化対象ピクチャと同パリティである場合（Ｓ２０１で“同パリティ”）、重み付けパラメータ決定部１０１は、当該参照ピクチャを用いて動き補償が実行される場合に重み付け予測が適用されるように、当該参照ピクチャに対応する重み付けパラメータを決定する（Ｓ２０３）。

具体的には、重み付けパラメータ決定部１０１は、重み付け予測が適用される参照ピクチャに対応する重み付けパラメータを、符号化対象ピクチャの輝度値の平均値と参照ピクチャの輝度値の平均値との変化量に基づいて決定する。

次の参照ピクチャが存在する場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、以上の処理（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）が繰り返される。

次に、符号化処理（Ｓ１０２）のうち、動き補償部２０５が実行する処理について、図３Ｃを用いて説明する。なお、図３Ｃは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００が備える画像符号化部１０２において動き補償部２０５が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

図３Ｃに示すように、動き補償部２０５は、参照画像データメモリ２０２に格納されているローカルデコード画像の中から、動きベクトル検出部２０４から受信した動きベクトルが指し示す位置に相当する画像領域（以下、参照画像ブロックデータ）を取り出す（Ｓ３０１）。

次に、動き補償部２０５は、１／４画素精度の補間処理を行って補間画像データを生成する（Ｓ３０２）。１／４画素精度の補間処理は規格で決められており、動きベクトルの値に応じてＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｎｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いた補間処理が行われる。Ｈ．２６４では、動きベクトルが１画素精度の位置を示している場合はフィルタ処理を行わない。動きベクトルが１／２画素精度の位置を示している場合は、６タップフィルタを用いて補間処理を行う。動きベクトルが１／４画素精度の位置を示している場合は、６タップフィルタと２タップフィルタとを用いて補間処理を行う。

次に、動き補償部２０５は、重み付けパラメータに基づき、補間画像データに対して重み付け予測を行い、予測画像データを生成する（Ｓ３０３）。なお、動き補償部２０５は、Ｈ．２６４規格に基づいて、ｅｘｐｌｉｃｉｔモードの重み付け予測を適用する。

次に、具体例を参照しながら、重み付けパラメータ決定部１０１がどのように重み付けパラメータを決定するかについて説明する。なお、図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００が備える重み付けパラメータ決定部１０１が、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。

まず、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例について説明する。

具体的には、図４Ａは、符号化対象ピクチャをＰピクチャとして符号化する場合において、符号化対象ピクチャがトップフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。また、図４Ｂは、符号化対象ピクチャがボトムフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。

図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ピクチャＩ０は、Ｉピクチャとして符号化されるピクチャであり、ピクチャＰ１、ピクチャＰ６及びピクチャＰ７は、Ｐピクチャとして符号化されるピクチャであり、また、ピクチャＢ２、ピクチャＢ３、ピクチャＢ４及びピクチャＢ５は、Ｂピクチャとして符号化されるピクチャであることをそれぞれ表している。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、各ピクチャは、表示順で示されている。

なお、図中の矢印は、矢印の根元（出発点）にあたるピクチャを符号化するときに、矢印の先（到達点）にあたるピクチャを参照し得ることを示している。すなわち、矢印の出発点のピクチャが符号化対象ピクチャであり、矢印の到達点のピクチャが参照ピクチャである。なお、これらは、図５Ａ〜図７Ｂなど他の図においても同様である。

図４Ａに示すように、符号化対象ピクチャがＰピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがトップフィールドに属する場合（ピクチャＰ６が該当）、例えば、ピクチャＰ６の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＩ０とピクチャＰ１とから選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＰ６と逆パリティである参照ピクチャＰ１の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定、つまり、重み付け値“ｗ”を１とし、オフセット値“ｏ”を０とする（図４ＡでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

また、図４Ｂに示すように、符号化対象ピクチャがＰピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがボトムフィールドに属する場合（ピクチャＰ７が該当）、例えば、ピクチャＰ７の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＰ１とピクチャＰ６とから選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＰ７と逆パリティである参照ピクチャＰ６の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図４ＢでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例について説明する。なお、図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００が備える重み付けパラメータ決定部１０１が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。

図５Ａ及び図５Ｂは、符号化対象ピクチャが、時間的にＰピクチャを含むフレームの次に位置するフレームに属し、かつ、Ｂピクチャとして符号化する場合について示す。具体的には、図５Ａは、符号化対象ピクチャがトップフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。図５Ｂは、符号化対象ピクチャがボトムフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。

図５Ａに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがトップフィールドに属する場合（ピクチャＢ２が該当）、例えば、ピクチャＢ２の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＩ０、ピクチャＰ１、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ２と逆パリティである参照ピクチャＰ１及び参照ピクチャＰ７の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図５ＡでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

また、図５Ｂに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがボトムフィールドに属する場合（ピクチャＢ３が該当）、例えば、ピクチャＢ３の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＰ１、ピクチャＢ２、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ３と逆パリティである参照ピクチャＢ２及び参照ピクチャＰ６の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図５ＢでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

以上のように、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００は、符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに重み付けパラメータを決定する重み付けパラメータ決定部１０１を備え、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャに重み付け予測が適用され、符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャに重み付け予測が適用されないように、参照ピクチャ毎に重み付けパラメータを決定する。すなわち、符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャに対応する重み付けパラメータには、重み付け予測を適用しない場合と同等の設定を行う。

これにより、１つの符号化対象ピクチャの符号化において、重み付け予測を用いる参照ピクチャと、重み付け予測を用いない参照ピクチャとを混在させることにより、擬似的に重み付け予測を用いる場合と重み付け予測を用いない場合との選択を可能にすることができる。したがって、符号化対象ピクチャ毎に重み付け予測を用いるかどうかを判断する方法に比べて、符号化効率を向上させることが可能である。

また、重み付け予測は、フェードしているシーンなどのピクチャ全体の輝度値の平均値が変化するシーンに含まれるピクチャに適用することで、符号化効率及び画質を高めることができる。しかしながら、動きの大きいシーンに含まれる符号化対象ピクチャに重み付け予測を適用しても、符号化効率及び画質を高めることはできず、逆に符号化効率及び画質が悪くなってしまう恐れがある。

また、符号化対象ピクチャと逆パリティの参照ピクチャは、動きの大きいシーンに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する際に選択されやすい。したがって、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００は、符号化対象ピクチャと逆パリティの参照ピクチャに対応する重み付け予測には、重み付け予測を適用しない場合と同等の設定を行うことで、動きの大きいシーンでは、重み付け予測が適用されないように設定することができるので、符号化効率及び画質をさらに高めることができる。

以上、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置及び画像符号化方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記の実施の形態では、符号化対象ピクチャと逆パリティの参照ピクチャに対応する重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定にした。これに対して、逆パリティの参照ピクチャのうち、符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い参照ピクチャに対応する重み付けパラメータのみを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定にしてもよい。すなわち、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、符号化対象ピクチャに表示順で最も近い参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、重み付けパラメータを決定してもよい。

上述したように、Ｈ．２６４では、重み付けパラメータは参照ピクチャ毎に設定可能である。このため、重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い位置にある参照ピクチャに対応する重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定、つまり、重み付け値“ｗ”を１とし、オフセット値“ｏ”を０とする。

また、それ以外の参照ピクチャ、すなわち、符号化対象ピクチャと同パリティの参照ピクチャ、及び、符号化対象ピクチャと逆パリティであって、時間的に最も近い参照ピクチャ以外の参照ピクチャの重み付けパラメータの決定方法としては、次のような方法がある。例えば、重み付けパラメータ決定部１０１は、重み付け値“ｗ”を１とし、符号化対象ピクチャの輝度値の平均値と、参照ピクチャの輝度値の平均値との差分値をオフセット値“ｏ”として設定してもよい。ただし、これに限るものではなく、他の方法を用いてもよい。

次に、具体例を参照しながら、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の他の例について説明する。なお、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合、通常、２枚以上の逆パリティの参照ピクチャを参照することがないので、符号化対象ピクチャに時間的に最も近い参照ピクチャは、逆パリティの参照ピクチャと同じである（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。

図６Ａ〜図６Ｄは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置１００が備える重み付けパラメータ決定部１０１が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の一例を示す図である。

図６Ａ及び図６Ｂは、符号化対象ピクチャが、時間的にＰピクチャを含むフレームの次に位置するフレームに属し、かつ、Ｂピクチャとして符号化する場合について示す。具体的には、図６Ａは、符号化対象ピクチャがトップフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。図６Ｂは、符号化対象ピクチャがボトムフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。

図６Ａに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがトップフィールドに属する場合（ピクチャＢ２が該当）、例えば、ピクチャＢ２の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＩ０、ピクチャＰ１、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ２に表示順で最も近い参照ピクチャＰ１の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図６ＡでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

また、図６Ｂに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがボトムフィールドに属する場合（ピクチャＢ３が該当）、例えば、ピクチャＢ３の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＰ１、ピクチャＢ２、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ３に表示順で最も近い参照ピクチャＢ２の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図６ＢでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

また、図６Ｃ及び図６Ｄは、符号化対象ピクチャが、時間的にＰピクチャを含むフレームの直前に位置するフレームに属し、かつ、Ｂピクチャとして符号化する場合について示す。具体的には、図６Ｃは、符号化対象ピクチャがトップフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。図６Ｄは、符号化対象ピクチャがボトムフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。

図６Ｃに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがトップフィールドに属する場合（ピクチャＢ４が該当）、例えば、ピクチャＢ４の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＢ２、ピクチャＢ３、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ４に表示順で時間的に最も近い参照ピクチャＢ３の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図６ＣでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

また、図６Ｄに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがボトムフィールドに属する場合（ピクチャＢ５が該当）、例えば、ピクチャＢ５の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＢ２、ピクチャＢ３、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ５に表示順で時間的に最も近い参照ピクチャＰ６の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図６ＤでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例に係る重み付けパラメータ決定部１０１は、符号化対象ピクチャに対して時間的に近い位置にある参照ピクチャのみに対応する重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定、つまり、重み付け値“ｗ”を１とし、オフセット値“ｏ”を０に設定する。そして、重み付けパラメータ決定部１０１は、それ以外の参照ピクチャの重み付けパラメータについては、例えば、重み付け値“ｗ”を１とし、符号化対象ピクチャの輝度値の平均値と、参照ピクチャの輝度値の平均値との差分値をオフセット値“ｏ”として設定する。このように設定することにより、動き補償の予測精度を向上させることができるため、符号化効率を高めることができる。

以上のようにして、１つの符号化対象ピクチャの符号化において、重み付け予測を用いる参照ピクチャと、重み付け予測を用いない参照ピクチャとを混在させることにより、擬似的に重み付け予測を用いる場合と重み付け予測を用いない場合との選択を可能にすることができる。したがって、符号化対象ピクチャ毎に重み付け予測を用いるかどうかを判断する方法に比べて、符号化効率を向上させることが可能である。

さらに、符号化対象ピクチャに対して時間的に近い位置にある参照ピクチャが、最も選ばれやすいために、本発明の実施の形態の変形例に係る画像符号化装置では、さらに、符号化効率を高めることができる。

なお、図５Ａ〜図６Ｄに示すＢピクチャが符号化対象ピクチャである場合の参照ピクチャは、一例であって、他の参照ピクチャを用いてもよい。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置が備える重み付けパラメータ決定部が、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合の重み付けパラメータを決定する方法の別の一例を示す図である。

図７Ａ及び図７Ｂは、符号化対象ピクチャが、時間的にＰピクチャを含むフレームの直前に位置するフレームに属し、かつ、Ｂピクチャとして符号化する場合において、符号化対象ピクチャがボトムフィールドである場合の重み付けパラメータを決定する方法を示す。

図７Ａに示すように、符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、符号化対象ピクチャがボトムフィールドに属する場合（ピクチャＢ５が該当）、例えば、ピクチャＢ５の符号化では、動きベクトルの参照ピクチャをピクチャＢ３、ピクチャＢ４、ピクチャＰ６、ピクチャＰ７から選択することができる。したがって、重み付けパラメータ決定部１０１は、ピクチャＢ５と逆パリティである参照ピクチャＢ４及び参照ピクチャＰ６の重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定とする（図７ＡでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

なお、図７Ａに示すように、参照ピクチャＢ４と参照ピクチャＰ６とはともに、符号化対象ピクチャであるピクチャＢ５に表示順で最も近いピクチャである。このときは、図７Ｂに示すように、Ｐピクチャである参照ピクチャＰ６のみの重み付けパラメータを、重み付け予測を用いない場合と同等の設定としてもよい（図７ＢでＷＰ＿ＯＦＦと記載）。

参照ピクチャＢ４と参照ピクチャＰ６とでは、Ｐピクチャである参照ピクチャＰ６の方が、ピクチャＢ５を符号化する際に選択されやすい。したがって、参照ピクチャとして選択されやすい参照ピクチャＰ６を参照する場合には、重み付け予測を適用しないように設定することで、符号化効率をさらに高めることができる。

また、本発明の実施の形態においては、動きベクトル検出において、符号化対象ブロックと参照ブロックとの誤差としてＳＡＤを用いた場合を例に挙げたが、ＳＡＤの算出式であるΣ｜対象ブロックの画素−参照ブロックの画素｜を変形し、Σ｜対象ブロックの画素−参照ブロックの画素−オフセット値｜を誤差として使用してもよい。

また、本発明の実施の形態においては、圧縮符号化方式としてＨ．２６４を用いた場合を例に挙げたが、これに限るものではなく、重み付け予測と同様の機能を持つ他の圧縮符号化方式を用いてもよい。

また、重み付け予測が適用されないように設定される重み付けパラメータとして、重み付け値“ｗ”が１であり、かつ、オフセット値が“ｏ”が０である例について説明したが、これに準ずる値であれば、別の値を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、１番目のピクチャ（Ｉピクチャ）がトップフィールドに属する例（トップフィールドファースト）について示したが、１番目のピクチャ（Ｉピクチャ）がボトムフィールドに属してもよい（ボトムフィールドファースト）。

なお、本発明は、本発明の実施の形態における各処理部を備える画像符号化装置として提供することができるばかりでなく、画像符号化装置が具備する各処理部の動作を各ステップとする画像符号化方法、画像符号化装置が具備する各処理部を備える画像符号化集積回路、及び、画像符号化方法をコンピュータに実現させるための画像符号化プログラムを提供することも可能である。

そして、この画像符号化プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができる。

また、画像符号化集積回路は、典型的な集積回路であるＬＳＩとして実現することができる。この場合、ＬＳＩは、１チップで構成してもよく、あるいは、複数チップで構成してもよい。例えば、メモリ以外の機能ブロックが１チップＬＳＩで構成してもよい。なお、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ又はウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよく、あるいは、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適応等がその可能性として有り得ると考えられる。

また、集積回路化に際し、各機能ブロックのうち、データを格納するユニットだけを１チップ化構成に取り込まず、別構成としてもよい。

本発明に係る画像符号化装置及び画像符号化方法は、画質及び符号化効率の低下を抑制し、画質及び符号化効率を向上させることができるという効果を奏し、パーソナルコンピュータ、ＨＤＤレコーダ、ＤＶＤレコーダ及びカメラ付き携帯電話機等に適用できる。

１００ 画像符号化装置
１０１ 重み付けパラメータ決定部
１０２ 画像符号化部
２０１ 入力画像データメモリ
２０２ 参照画像データメモリ
２０３ 面内予測部
２０４ 動きベクトル検出部
２０５ 動き補償部
２０６ 予測モード判定部
２０７ 差分演算部
２０８ 直交変換部
２０９ 量子化部
２１０ 逆量子化部
２１１ 逆直交変換部
２１２ 加算部
２１３ エントロピー符号化部

Claims (10)

1. 重み付け予測を用いて入力画像データをフィールド符号化する画像符号化装置であって、
   前記入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対応する重み付けパラメータを決定する重み付けパラメータ決定部と、
   前記重み付けパラメータ決定部によって決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、前記符号化対象ピクチャを符号化する画像符号化部とを備え、
   前記重み付けパラメータ決定部は、
   前記符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、前記符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、前記参照ピクチャ毎に前記重み付けパラメータを決定する
   画像符号化装置。
2. 前記重み付けパラメータ決定部は、
   前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定する
   請求項１記載の画像符号化装置。
3. 前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合において、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で時間的に最も近い参照ピクチャが複数存在する場合、Ｐピクチャである参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定する
   請求項２記載の画像符号化装置。
4. 前記重み付けパラメータは、対応する参照ピクチャの画素値に乗ずる重み付け値と、前記画素値に加算するオフセット値とを含み、
   前記重み付けパラメータ決定部は、
   前記重み付け予測が適用されない参照ピクチャに対応する前記重み付けパラメータを、前記重み付け値が１、かつ、前記オフセット値が０となるように決定する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
5. 前記重み付けパラメータ決定部は、前記重み付け予測が適用される参照ピクチャに対応する前記重み付けパラメータを、前記符号化対象ピクチャの輝度値の平均値と前記参照ピクチャの輝度値の平均値との変化量に基づいて決定し、
   前記画像符号化部は、Ｈ．２６４規格に基づいてｅｘｐｌｉｃｉｔモードの重み付け予測を適用する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
6. 前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、トップフィールドに属する場合において、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で前方の参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定する
   請求項１記載の画像符号化装置。
7. 前記重み付けパラメータ決定部は、前記符号化対象ピクチャがＢピクチャであり、かつ、ボトムフィールドに属する場合において、前記符号化対象ピクチャと逆パリティであり、かつ、前記符号化対象ピクチャに表示順で後方の参照ピクチャのみに重み付け予測が適用されないように、前記重み付けパラメータを決定する
   請求項１記載の画像符号化装置。
8. 重み付け予測を用いて入力画像データをフィールド符号化する画像符号化方法であって、
   前記入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対応する重み付けパラメータを決定する重み付けパラメータ決定ステップと、
   前記重み付けパラメータ決定ステップにおいて決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、前記符号化対象ピクチャを符号化する画像符号化ステップとを含み、
   前記重み付けパラメータ決定ステップでは、
   前記符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、前記符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、前記参照ピクチャ毎に前記重み付けパラメータを決定する
   画像符号化方法。
9. 請求項８記載の画像符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 重み付け予測を用いて入力画像データをフィールド符号化する集積回路であって、
    前記入力画像データに含まれる符号化対象ピクチャを符号化する際に参照される少なくとも２枚の参照ピクチャのそれぞれに対応する重み付けパラメータを決定する重み付けパラメータ決定部と、
    前記重み付けパラメータ決定部によって決定された重み付けパラメータを用いた重み付け予測を適用することで、前記符号化対象ピクチャを符号化する画像符号化部とを備え、
    前記重み付けパラメータ決定部は、
    前記符号化対象ピクチャと同パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用され、前記符号化対象ピクチャと逆パリティである参照ピクチャには重み付け予測が適用されないように、前記参照ピクチャ毎に前記重み付けパラメータを決定する
    集積回路。

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