JP2013121020A - 画像処理装置および方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができるようにする。
【解決手段】当該PUと当該PUに関する動きベクトル情報により参照される参照PUは、トップフィールドに属している。これに対して、Co-located PUは、トップフィールドに属し、Co-located PUに関する動きベクトル情報により参照される参照PUは、ボトムフィールドに属しているため、フィールド間における位相ずれが生じている。そこで、パリティ調整部は、点線矢印で示されるように、Co-located PUに関する動きベクトル情報の垂直成分を-1/2シフト調整する。本開示は、例えば、画像処理装置に適用することができる。
【選択図】図１２

Description

本開示は画像処理装置および方法に関し、特に、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮する符号化方式を採用して画像を圧縮符号する装置が普及しつつある。この符号化方式には、例えば、MPEG（Moving Picture Experts Group）などがある。
特に、MPEG2(ISO/IEC 13818-2)は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準である。例えば、MPEG2は、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば720×480画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば4乃至8Mbpsの符号量（ビットレート）が割り当てられる。また、MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば1920×1088画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば18乃至22 Mbpsの符号量（ビットレート）が割り当てられる。これにより、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、1998年12月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
標準化のスケジュールとしては、2003年3月にはH．264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVC方式と称する）という国際標準となっている。
さらに、このAVC方式の拡張として、RGBや4:2:2、4:4:4といった、業務用に必要な符号化ツールや、MPEG-2で規定されていた8x8DCTや量子化マトリクスをも含んだFRExt (Fidelity Range Extension) の標準化が2005年2月に完了した。これにより、AVC方式を用いて、映画に含まれるフィルムノイズをも良好に表現することが可能な符号化方式となって、Blu-Ray Disc（商標）等の幅広いアプリケーションに用いられる運びとなった。
しかしながら、昨今、ハイビジョン画像の4倍の、4000×2000画素程度の画像を圧縮したい、あるいは、インターネットのような、限られた伝送容量の環境において、ハイビジョン画像を配信したいといった、更なる高圧縮率符号化に対するニーズが高まっている。このため、先述の、ITU-T傘下のVCEG (=Video Coding Expert Group) において、符号化効率の改善に関する検討が継続され行なわれている。
かかる符号化効率改善の１つとして、AVC方式におけるメディアン予測を用いた動きベクトルの符号化を改善するため、AVC方式において定義されている、メディアン予測により求められる”Spatial Predictor”に加え、”Temporal Predictor”及び”Spatio-Temporal Predictor”のどれかを、予測動きベクトル情報として、適応的に用いること（以下、MVコンペティション（MVCompetition）とも称する）が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
なお、AVC方式において、予測動きベクトル情報を選択する際には、JM(Joint Model)と呼ばれるAVC方式の参照ソフトウエアに実装されているHigh Complexity ModeまたはLow Complexity Modeによるコスト関数値が用いられている。
すなわち、予測動きベクトル情報を用いた場合のコスト関数値が算出され、最適な予測動きベクトル情報の選択が行われる。画像圧縮情報においては、それぞれのブロックに対し、どの予測動きベクトル情報が用いられたかに関する情報を示すフラグ情報が伝送される。
ところで、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；4000画素×2000画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない恐れがあった。
そこで、現在、AVCより更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-Tと、ISO/IECの共同の標準化団体であるJCTVC（Joint Collaboration Team - Video Coding）により、HEVC（High Efficiency Video Coding）と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている（例えば、非特許文献２参照）。
このHEVC方式においては、AVC方式におけるマクロブロックと同様の処理単位としてコーディングユニット（ＣＵ（Coding Unit））が定義されている。このＣＵは、AVC方式のマクロブロックのようにサイズが16×16画素に固定されず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定される。また、それぞれのシーケンスにおいては、ＣＵの最大サイズ(ＬＣＵ=Largest Coding Unit)と最小サイズ(ＳＣＵ=Smallest Coding Unit)も規定されている。
また、動き情報の符号化方式の１つとして、Motion Partition Mergingと呼ばれる手法（以下、マージモード（Merge mode）とも称する）が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。この手法においては、当該ブロックの動き情報が周辺のブロックの動き情報と同一である場合、フラグ情報のみが伝送され、復号の際には、その周辺ブロックの動き情報を用いて当該ブロックの動き情報が再構築される。
すなわち、Merge modeにおいても、周辺のブロックから、Spatial Predictor（空間予測動きベクトル）と、Temporal Predictor（時間予測動きベクトル）が求められ、それらの中から最適な予測動きベクトルが決定される。そして、Merge modeにおいては、決定された予測動きベクトルと当該ブロックの動き情報とが同一である場合にフラグ情報のみが伝送される。
ところで、AVC方式においては、入力となる画像がインターレース信号である場合、ピクチャ単位またはマクロブロックペア単位で、フレーム符号化とフィールド符号化とを選択することが可能である。インターレース信号においては、フレームおよび各マクロブロックが、トップフィールドおよびボトムフィールドという異なるパリティ（トップまたはボトム）のフィールドで交互に構成されている。
フィールド符号化は、トップフィールドおよびボトムフィールドからなるフィールド毎に符号化を行う方法であり、フレーム符号化は、トップフィールドおよびボトムフィールドを分けずに符号化を行う方法である。
Joel Jung,Guillaume Laroche,"Competition-Based Scheme for Motion Vector Selection and Coding", VCEG-AC06,ITU - Telecommunications Standardization SectorSTUDY GROUP 16 Question 6Video Coding Experts Group (VCEG)29th Meeting: Klagenfurt, Austria, 17-18 July, 2006 Thomas Wiegand, Woo-Jin Han, Benjamin Bross, Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, "Working Draft 4 of High-Efficiency Video Coding ", JCTVC-F803, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 6th Meeting: Torino, IT, 14-22 July, 2011 Martin Winken, Sebastian Bosse, Benjamin Bross, Philipp Helle, Tobias Hinz, Heiner Kirchhoffer, Haricharan Lakshman, Detlev Marpe, Simon Oudin, Matthias Preiss, Heiko Schwarz, Mischa Siekmann, Karsten Suehring, and Thomas Wiegand，"Description of video coding technology proposed by Fraunhofer HHI"，JCTVC-A116,April,2010
上述したインターレース信号に関する機能は、HEVCにも適用されることが想定される。しかしながら、入力がインターレース信号の場合に、上述のMVCompetitionもしくはMerge modeにおける時間予測動きベクトルを適用しようとすると、異なるパリティ間で時間予測動きベクトルの生成が行われることがあった。
異なるパリティ間においては垂直方向に位相ずれがあるため、異なるパリティ間で時間予測動きベクトルの生成が行われると、符号化効率が低下してしまう恐れがあった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させるものである。
本開示の一側面の画像処理装置は、インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成する予測動きベクトル生成部と、前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うパリティ調整部と、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する動きベクトル復号部とを備える。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが異なる位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが正反対の位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1または-1のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がBTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がTBである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれ、または前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれのどちらか一方だけがあり、他方がない場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2または-1/2のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がTTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がBTである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2のシフト調整を行うことができる。
前記動きベクトル復号部は、Advanced Motion Vector Predictionに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号することができる。
前記動きベクトル復号部は、Motion Partition Mergingに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号することができる。
本開示の一側面の画像処理方法は、画像処理装置が、インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成し、前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行い、垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する。
本開示の他の側面の画像処理装置は、インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成する予測動きベクトル生成部と、前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うパリティ調整部と、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する動きベクトル符号化部とを備える。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが異なる位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが正反対の位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1または-1のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がBTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がTBである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれ、または前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれのどちらか一方だけがあり、他方がない場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2または-1/2のシフト調整を行うことができる。
前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がTTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がBTである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2のシフト調整を行うことができる。
前記動きベクトル符号化部は、Advanced Motion Vector Predictionに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化することができる。
前記動きベクトル符号化部は、Motion Partition Mergingに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化することができる。
本開示の他の側面の画像処理方法は、画像処理装置が、インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成し、前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行い、垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する。
本開示の一側面においては、インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルが、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成される。そして、前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整が行われ、垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルが復号される。
本開示の他の側面においては、インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルが、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成される。そして、前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整が行われ、垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルが符号化される。
なお、上述の画像処理装置は、独立した装置であっても良いし、１つの画像符号化装置
または画像復号装置を構成している内部ブロックであってもよい。
本開示の一側面によれば、画像を復号することができる。特に、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができる。
本開示の他の側面によれば、画像を符号化することができる。特に、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができる。
画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。 小数点画素精度の動き予測・補償処理の例を示す図である。 マクロブロックの例を示す図である。 メディアンオペレーションについて説明する図である。 マルチ参照フレームについて説明する図である。 テンポラルダイレクトモードについて説明する図である。 動きベクトル符号化方法について説明する図である。 コーディングユニットの構成例を説明する図である。 Motion Partition Mergingについて説明する図である。 ピクチャ単位でのインターレース信号の符号化の例を示す図である。 マクロブロックペア単位でのインターレース信号の符号化の例を示す図である。 本技術のパリティ調整方法の例を示す図である。 本技術のパリティ調整方法の他の例を示す図である。 本技術のパリティ調整方法のさらに他の例を示す図である。 全てのパリティ調整方法の例を示す図である。 動きベクトル符号化部およびパリティ調整部の主な構成例を示すブロック図である。 符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。 インター動き予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測動きベクトル生成処理の流れの例を説明するフローチャートである。 画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。 動きベクトル復号部およびパリティ調整部の主な構成例を示すブロック図である。 復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 動きベクトル再構築処理の流れの例を説明するフローチャートである。 本技術の多視点の画像への適用を説明する図である。 コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。 テレビジョン装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 携帯電話機の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 記録再生装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 撮像装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（コンピュータ）
４．応用例
＜１．第１の実施の形態＞
［画像符号化装置］
図１は、画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
図１に示される画像符号化装置１００は、例えば、HEVC（High Efficiency Video Coding）に準ずる方式の予測処理を用いて画像データを符号化する。
図１に示されるように画像符号化装置１００は、A/D変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、蓄積バッファ１０７、逆量子化部１０８、および逆直交変換部１０９を有する。また、画像符号化装置１００は、演算部１１０、デブロックフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、予測画像選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
画像符号化装置１００は、さらに、動きベクトル符号化部１２１およびパリティ調整部１２２を有する。
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、変換後の画像データ（デジタルデータ）を、画面並べ替えバッファ１０２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group Of Picture）に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替え、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。
例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換やカルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。なお、この直交変換の方法は任意である。直交変換部１０４は、その変換係数を量子化部１０５に供給する。
量子化部１０５は、直交変換部１０４から供給される変換係数を量子化する。量子化部１０５は、レート制御部１１７から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、その量子化を行う。なお、この量子化の方法は任意である。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
可逆符号化部１０６は、量子化部１０５において量子化された変換係数を任意の符号化方式で符号化する。係数データは、レート制御部１１７の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部１１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測のモードを示す情報などをイントラ予測部１１４から取得し、インター予測のモードを示す情報や差分動きベクトル情報などを動き予測・補償部１１５から取得する。
可逆符号化部１０６は、これらの各種情報を任意の符号化方式で符号化し、符号化データ（符号化ストリームとも称する）のヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
可逆符号化部１０６の符号化方式としては、例えば、可変長符号化または算術符号化等が挙げられる。可変長符号化としては、例えば、AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などが挙げられる。算術符号化としては、例えば、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などが挙げられる。
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持する。蓄積バッファ１０７は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、例えば、後段の図示せぬ記録装置（記録媒体）や伝送路などに出力する。すなわち、蓄積バッファ１０７は、符号化データを伝送する伝送部でもある。
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。この逆量子化の方法は、量子化部１０５による量子化処理に対応する方法であればどのような方法であってもよい。逆量子化部１０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
逆直交変換部１０９は、逆量子化部１０８から供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。この逆直交変換の方法は、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法であればどのようなものであってもよい。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
演算部１１０は、逆直交変換部１０９から供給された逆直交変換結果である、復元された差分情報に、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５からの予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。その復号画像は、デブロックフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
デブロックフィルタ１１１は、演算部１１０から供給される復号画像に対して適宜デブロックフィルタ処理を行う。例えば、デブロックフィルタ１１１は、復号画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。
デブロックフィルタ１１１は、フィルタ処理結果（フィルタ処理後の復号画像）をフレームメモリ１１２に供給する。なお、上述したように、演算部１１０から出力される復号画像は、デブロックフィルタ１１１を介さずにフレームメモリ１１２に供給することができる。つまり、デブロックフィルタ１１１によるフィルタ処理は省略することができる。
フレームメモリ１１２は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、記憶している復号画像を参照画像として、選択部１１３に供給する。
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像の供給先を選択する。例えば、インター予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像を動き予測・補償部１１５に供給する。
イントラ予測部１１４は、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照画像である処理対象ピクチャ内の画素値を用いて、基本的にプレディクションユニット（ＰＵ）を処理単位として予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、予め用意された複数のイントラ予測モードでこのイントラ予測を行う。
イントラ予測部１１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
また、上述したように、イントラ予測部１１４は、採用されたイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等を、適宜可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
動き予測・補償部１１５は、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、基本的にＰＵを処理単位として、動き予測（インター予測）を行う。動き予測・補償部１１５は、検出された動きベクトルを動きベクトル符号化部１２１に供給するとともに、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部１１５は、予め用意された複数のインター予測モードでこのようなインター予測を行う。
動き予測・補償部１１５は、対象領域の動きベクトルと、動きベクトル符号化部１２１からの対象領域の予測動きベクトルとの差分である差分動きベクトルを生成する。また、動き予測・補償部１１５は、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、生成した差分動きベクトルの情報などを用いて、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
動き予測・補償部１１５は、採用されたインター予測モードを示す情報や、符号化データを復号する際に、そのインター予測モードで処理を行うために必要な情報等を可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。必要な情報としては、例えば、生成された差分動きベクトルの情報や予測動きベクトルのインデックスを示すフラグを含む予測動きベクトル情報などがある。
予測画像選択部１１６は、演算部１０３や演算部１１０に供給する予測画像の供給元を選択する。例えば、インター符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元として動き予測・補償部１１５を選択し、その動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
動きベクトル符号化部１２１は、動き予測・補償部１１５により探索された対象領域の動きベクトルを、隣接領域の動きベクトルから予測する。すなわち、動きベクトル符号化部１２１は、対象領域の動きベクトルの符号化または復号のために用いられる予測動きベクトルを生成する。
具体的には、動きベクトル符号化部１２１は、対象領域の予測動きベクトル（predictor)を、対象領域に時間的または空間的に隣接する隣接領域の動きベクトルを用いて生成する。
予測動きベクトルの種類としては、時間予測動きベクトル（temporal predictor）と、空間予測動きベクトル（spacial predictor）とがある。時間予測動きベクトルは、対象領域に時間的に隣接する時間隣接領域の動きベクトルを用いて生成される予測動きベクトルである。空間予測動きベクトルは、対象領域に空間的に隣接する空間隣接領域の動きベクトルを用いて生成される予測動きベクトルである。
動きベクトル符号化部１２１は、生成した時間予測動きベクトルをパリティ調整部１２２に供給する。
なお、画像符号化装置１００においては、インターレース信号による入力および出力が取り扱われるものとする。インターレース信号においては、１フレームを構成する２つのフィールドのうち、空間的に上にあるフィールドがトップフィールドと呼ばれ、空間的に下にあるフィールドがボトムフィールドと呼ばれる。そして、このトップまたはボトムからなるフィールドの種類が、パリティと呼ばれる。
動きベクトル符号化部１２１は、また、対象領域の動きベクトルが示すパリティ関係および時間隣接領域の動きベクトル（すなわち、時間予測動きベクトル）が示すパリティ関係を示す情報を、パリティ調整部１２２に供給する。対象領域の動きベクトルが示すパリティ関係とは、すなわち、対象領域のパリティと対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域のパリティの関係である。また、時間隣接領域の動きベクトルが示すパリティ関係とは、すなわち、時間隣接領域のパリティと時間隣接領域の動きベクトルにより参照される隣接参照領域のパリティの関係である。
これらの供給に対応して、パリティ調整部１２２からシフト調整後の時間予測動きベクトルが供給される。動きベクトル符号化部１２１は、生成した空間予測動きベクトルまたはシフト後の時間予測動きベクトルのうち、最適とされる最適予測動きベクトルを動き予測・補償部１１５に供給する。
パリティ調整部１２２は、動きベクトル符号化部１２１からのパリティに関する情報を参照し、対象領域の動きベクトル情報が示すパリティ関係と、時間隣接領域の動きベクトル情報が示すパリティ関係に応じて、時間予測動きベクトル情報のシフト調整を行う。パリティ調整部１２２は、シフト調整後の時間予測動きベクトルを、動きベクトル符号化部１２１に供給する。
なお、本実施の形態において、動きベクトルの予測とは、予測動きベクトルを生成する処理を表し、動きベクトルの符号化とは、予測動きベクトルを生成して、生成した予測動きベクトルを用いて、差分動きベクトルを求める処理を表すものとして説明する。すなわち、動きベクトルの符号化処理に、動きベクトルの予測処理が含まれている。同様に、動きベクトルの復号とは、予測動きベクトルを生成して、生成した予測動きベクトルを用いて、動きベクトルを再構築する処理を表すものとして説明する。すなわち、動きベクトルの復号処理に、動きベクトルの予測処理が含まれている。
また、上述した対象領域に隣接する隣接領域は、対象領域の周辺に位置する周辺領域でもあり、以下、両者の文言は、同じ領域を意味するものとして説明していく。
［１／４画素精度動き予測］
図２は、AVC方式において規定されている、１／４画素精度の動き予測・補償処理の様子の例を説明する図である。図２において、各四角は、画素を示している。その内、Ａはフレームメモリ１１２に格納されている整数精度画素の位置を示し、b,c,dは、１／２画素精度の位置を示し、e1,e2,e3は１／４画素精度の位置を示している。
以下においては、関数Clip1()を以下の式（１）のように定義する。
Figure 2013121020
・・・（１）
例えば、入力画像が８ビット精度である場合、式（１）のmax_pixの値は２５５となる。
b及びdの位置における画素値は、６tapのFIRフィルタを用いて、以下の式（２）および式（３）のように生成される。
Figure 2013121020
・・・（２）
Figure 2013121020
・・・（３）
cの位置における画素値は、水平方向及び垂直方向に６tapのFIRフィルタを適用し、以下の式（４）乃至式（６）のように生成される。
Figure 2013121020
・・・（４）
もしくは、
Figure 2013121020
・・・（５）
Figure 2013121020
・・・（６）
なお、Clip処理は、水平方向及び垂直方向の積和処理の両方を行った後、最後に１度のみ行われる。
e1乃至e3は、以下の式（７）乃至式（９）のように、線形内挿により生成される。
Figure 2013121020
・・・（７）
Figure 2013121020
・・・（８）
Figure 2013121020
・・・（９）
［マクロブロック］
図３は、AVC方式におけるマクロブロックの例を示す図である。
MPEG2においては、動き予測・補償処理の単位は、フレーム動き補償モードの場合には１６×１６画素を単位として動き予測・補償処理が行なわれる。また、フィールド動き補償モードの場合には第１フィールド、第２フィールドのそれぞれに対し、１６×８画素を単位として動き予測・補償処理が行なわれる。
これに対し、AVC方式においては、図３に示されるように、１６×１６画素により構成される１つのマクロブロックを、１６×１６、１６×８、８×１６若しくは８×８のいずれかのパーティションに分割し、サブマクロブロック毎に、互いに独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。更に、８×８パーティションに関しては、図３に示されるとおり、８×８、８×４、４×８、４×４のいずれかのサブマクロブロックに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。
しかしながら、AVC方式において、MPEG2の場合と同様に、かかるような動き予測・補償処理が行なわれるようにすると、膨大な動きベクトル情報が生成されてしまう恐れがあった。そして、その生成された動きベクトル情報をこのまま符号化することは、符号化効率の低下を招く恐れがあった。
［動きベクトルのメディアン予測］
かかる問題を解決する手法として、AVC方式においては、以下のような手法により、動きベクトルの符号化情報の低減が実現されている。
図４に示される各直線は、動き補償ブロックの境界を示している。また、図４において、Ｅはこれから符号化されようとしている当該動き補償ブロックを示し、Ａ乃至Ｄは、それぞれ、既に符号化済の、Ｅに隣接する動き補償ブロックを示す。
今、Ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして、Ｘに対する動きベクトル情報を、mvxとする。
まず、動き補償ブロックＡ，Ｂ、およびＣに関する動きベクトル情報を用い、動き補償ブロックＥに対する予測動きベクトル情報pmvEを、メディアンオペレーションにより、以下の式（１０）のように生成する。
Figure 2013121020
・・・（１０）
動き補償ブロックＣに関する情報が、画枠の端である等の理由により利用不可能（unavailable）である場合、動き補償ブロックＤに関する情報で代用される。
画像圧縮情報に、動き補償ブロックＥに対する動きベクトル情報として符号化されるデータmvdEは、pmvEを用いて、以下の式（１１）のように生成される。
Figure 2013121020
・・・（１１）
なお、実際の処理は、動きベクトル情報の水平方向および垂直方向のそれぞれの成分に対して、独立に処理が行なわれる。
［マルチ参照フレーム］
AVC方式においては、Multi-Reference Frame（マルチ（複数）参照フレーム）という、MPEG2やH.263等、従来の画像符号化方式では規定されていなかった方式が規定されている。
図５を用いて、AVC方式において規定されている、マルチ参照フレーム（Multi-Reference Frame）を説明する。
すなわち、MPEG-2やH.263においては、Ｐピクチャの場合、フレームメモリに格納された参照フレーム１枚のみを参照することにより動き予測・補償処理が行われていた。これに対して、AVC方式においては、図５に示されるように、複数の参照フレームがメモリに格納され、マクロブロック毎に、異なるメモリを参照することが可能である。
［ダイレクトモード］
次に、ダイレクトモードについて説明する。Ｂピクチャにおける動きベクトル情報における情報量は膨大であるが、AVC方式においては、Direct Mode（ダイレクトモード）と称されるモードが用意されている。
このダイレクトモードにおいて、動きベクトル情報は、画像圧縮情報中には格納されない。画像復号装置においては、周辺ブロックの動きベクトル情報、若しくは、参照フレームにおける処理対象ブロックと同じ位置のブロックであるCo-Locatedブロックの動きベクトル情報から、当該ブロックの動きベクトル情報が算出される。
ダイレクトモード（Direct Mode）には、Spatial Direct Mode（空間ダイレクトモード）と、Temporal Direct Mode（時間ダイレクトモード）の２種類が存在し、スライス毎に切り替えることが可能である。
空間ダイレクトモード（Spatial Direct Mode）においては、以下の式（１２）に示されるように、処理対象の動き補償ブロックＥの動きベクトル情報mvEが算出される。
mvE = pmvE ・・・（１２）
すなわち、Median（メディアン）予測により生成された動きベクトル情報が、当該ブロックに適用される。
以下においては、図６を用いて、時間ダイレクトモード（Temporal Direct Mode）を説明する。
図６において、L0参照ピクチャにおける、当該ブロックと同じ空間上のアドレスにあるブロックを、Co-Locatedブロックとし、Co-Locatedブロックにおける動きベクトル情報を、mvcolとする。また、当該ピクチャとL0参照ピクチャの時間軸上の距離をTDBとし、L0参照ピクチャとL1参照ピクチャの時間軸上の距離をTDDとする。
この時、当該ピクチャにおける、L0の動きベクトル情報mvL0及びL1の動きベクトル情報mvL1は、以下の式（１３）および式（１４）のように算出される。
Figure 2013121020
・・・（１３）
Figure 2013121020
・・・（１４）
なお、AVC画像圧縮情報においては、時間軸上の距離を表す情報TDが存在しないため、POC（Picture Order Count）を用いて、上述した式（１２）および式（１３）の演算が行われるものとする。
また、AVC画像圧縮情報においては、ダイレクトモード（Direct Mode）は、16×16画素マクロブロック単位、若しくは、8×8画素ブロック単位で定義することが可能である。
［予測モードの選択］
次に、AVC方式における予測モードの選択について説明する。AVC方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
かかる選択方式の例として、JM（Joint Model）と呼ばれるAVC方式の参照ソフトウエア（http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている）に実装されている方法を挙げることが出来る。
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの２通りのモード判定方法を選択することができる。どちらも、それぞれの予測モードに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該サブマクロブロック、または、当該マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１５）のように示される。
Cost(Mode∈Ω) = D + λ＊R ・・・（１５）
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Dは、当該予測モードで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Ｒは、直交変換係数を含んだ、当該モードで符号化した場合の総符号量である。
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行うには、上記パラメータＤ及びＲを算出するため、全ての候補モードにより、一度、仮エンコード処理を行う必要があり、より高い演算量を要する。
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１６）のように示される。
Cost(Mode∈Ω) = D + QP2Quant(QP) ＊ HeaderBit ・・・（１６）
ここで、Dは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP)は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、Headerに属する情報に関する符号量である。
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードに関して、予測処理を行う必要があるが、復号画像までは必要ないため、符号化処理まで行う必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
［動きベクトルのMVコンペティション］
次に、動きベクトルの符号化について説明する。図４を参照して上述したような、メディアン予測を用いた動きベクトルの符号化を改善するため、非特許文献１では、以下に述べるような方法が提案されている。
すなわち、AVC方式において定義されている、メディアン予測により求められる”Spatial Predictor（空間予測動きベクトル）”に加え、以下に述べる”Temporal Predictor（時間予測動きベクトル）”及び”Spatio-Temporal Predictor（時間と空間の予測動きベクトル）”のどれかを、予測動きベクトル情報として、適応的に用いることが可能にするものである。この提案の方法は、AVC方式においてMVコンペティション（MVCompetition）と呼ばれている。これに対して、HEVC方式においては、Advanced Motion Vector Prediction(AMVP)と呼ばれており、以下、この提案の方法を、AMVPと称して説明する。
図７において、”mvcol”を、当該ブロックに対するCo-Locatedブロックに対する動きベクトル情報とする。また、mvtk（ｋ＝０乃至８）をその周辺ブロックの動きベクトル情報であるとして、それぞれの予測動きベクトル情報(Predictor)は、以下の式（１７）乃至（１９）により定義される。なお、当該ブロックに対するCo-Locatedブロックとは、当該ピクチャが参照する参照ピクチャにおいて、xy座標が、当該ブロックと同じであるブロックのことである。
Temporal Predictor：
Figure 2013121020
・・・（１７）
Figure 2013121020
・・・（１８）

Spatio-Temporal Predictor：
Figure 2013121020
・・・（１９）
画像符号化装置１００においては、それぞれのブロックに関して、それぞれの予測動きベクトル情報を用いた場合のコスト関数値が算出され、最適な予測動きベクトル情報の選択が行われる。画像圧縮情報においては、それぞれのブロックに対し、どの予測動きベクトル情報が用いられたかに関する情報（インデックス）を示すフラグが伝送される。
［コーディングユニット］
次に、HEVC方式で規定されているコーディングユニットについて説明する。マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
そこで、AVC方式においては、図３で上述したようにマクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されているが、例えば、HEVC方式においては、図８に示されるように、コーディングユニット（ＣＵ（Coding Unit））が規定されている。
ＣＵは、Coding Tree Block（CTB）とも呼ばれ、AVC方式におけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の部分領域である。後者は、１６×１６画素の大きさに固定されているのに対し、前者の大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定されることになる。
例えば、出力となる符号化データに含まれるシーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））において、ＣＵの最大サイズ（ＬＣＵ（Largest Coding Unit））と最小サイズ（（ＳＣＵ（Smallest Coding Unit））が規定される。
それぞれのＬＣＵ内においては、ＳＣＵのサイズを下回らない範囲で、split-flag=1とすることにより、より小さなサイズのＣＵに分割することができる。図８の例では、ＬＣＵの大きさが１２８であり、最大階層深度が５となる。２Ｎ×２Ｎの大きさのＣＵは、split_flagの値が「１」である時、１つ下の階層となる、Ｎ×Ｎの大きさのＣＵに分割される。
更に、ＣＵは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（ＰＵ））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（ＴＵ））に分割される。現在、HEVC方式においては、４×４及び８×８に加え、１６×１６及び３２×３２直交変換を用いることが可能である。
以上のHEVC方式のように、ＣＵを定義し、そのＣＵを単位として各種処理を行うような符号化方式の場合、AVC方式におけるマクロブロックはＬＣＵに相当し、ブロック（サブブロック）はＣＵに相当すると考えることができる。また、AVC方式における動き補償ブロックは、ＰＵに相当すると考えることができる。ただし、ＣＵは、階層構造を有するので、その最上位階層のＬＣＵのサイズは、例えば128×128画素のように、AVC方式のマクロブロックより大きく設定されることが一般的である。
よって、以下、ＬＣＵは、AVC方式におけるマクロブロックをも含むものとし、ＣＵは、AVC方式におけるブロック（サブブロック）をも含むものとする。
［動きパーティションのマージ］
次に、HEVC方式におけるマージモードについて説明する。図７を参照して上述した動きベクトルの符号化方式の１つとして、さらに、図９に示されるような、Motion Partition Mergingと呼ばれる手法（マージモード）が提案されている。この手法においては、MergeFlagと、MergeLeftFlagという、２つのflagが、マージモードに関する情報であるマージ情報として伝送される。
MergeFlag=1は、当該領域Ｘの動き情報が、当該領域の上に隣接する周辺領域Ｔ、若しくは、当該領域の左に隣接する周辺領域Ｌの動き情報と同一であることを示す。この時、マージ情報には、MergeLeftFlagが含められ、伝送される。MergeFlag=0は、当該領域Ｘの動き情報が、周辺領域Ｔおよび周辺領域Ｌのいずれの動き情報とも異なることを示す。この場合、当該領域Ｘの動き情報が伝送される。
当該領域Ｘの動き情報が、周辺領域Ｌの動き情報と同一である場合、MergeFlag=1、かつ、MergeLeftFlag=1となる。当該領域Ｘの動き情報が、周辺領域Ｔの動き情報と同一である場合、MergeFlag=1、かつ、MergeLeftFlag=0となる。
すなわち、マージモードにおいても、周辺のブロックから、空間予測動きベクトルと、時間予測動きベクトルが求められ、それらの中から最適な予測動きベクトルが決定される。そして、マージモードにおいては、決定された予測動きベクトルと当該ブロックの動き情報とが同一である場合にフラグ情報のみが伝送される。
［インターレース信号の符号化］
次に、AVC方式におけるインターレース信号の符号化について説明する。インターレース信号においては、ピクチャが、トップフィールドおよびボトムフィールドという異なるパリティ（トップまたはボトム）のフィールドで交互に構成されている。また、AVC方式においては、入力となる画像がインターレース信号である場合、ピクチャ単位またはマクロブロックペア単位で、フレーム符号化とフィールド符号化とを選択することが可能である。
図１０は、ピクチャ単位でのインターレース信号の符号化の例を示す図である。図１０の例においては、左から順に、フレーム符号化されているピクチャと、フィールド符号化されているピクチャが示されている。斜線で示されるフィールドは、トップフィールドを表し、白で示されるフィールドは、ボトムフィールドを表している。
フレーム符号化において、ピクチャは、そのまま、トップフィールドおよびボトムフィールドを交互に含むように符号化される。これに対して、フィールド符号化において、ピクチャは、トップフィールドおよびボトムフィールドに分けて、すなわち、異なるパリティ毎に符号化される。
図１１は、マクロブロックペア単位でのインターレース信号の符号化の例を示す図である。AVC方式では、通常１６×１６の画素で構成されるマクロブロックが用いられ、図中正方形の枠で示されるそれぞれが個々のマクロブロックとされる。マクロブロックは、例えば、画像の左上から順に設定され、この例では、最も左上側のマクロブロックが番号０のマクロブロックとされ、番号０のマクロブロックの下側に隣接するマクロブロックが番号１のマクロブロックとされている。さらに、番号０のマクロブロックの右側に隣接するマクロブロックが番号２のマクロブロックとされ、番号０のマクロブロックの右側に隣接するマクロブロックが番号３のマクロブロックとされている。
AVC方式では、画像の中で上下に隣接する２つのマクロブロックによって構成されるマクロブロックペアのそれぞれについてフレーム符号化するか、またはフィールド符号化をするかを適応的に選択することができるようになされている。この例では、番号０と番号１の２つのマクロブロックにより１つのマクロブロックペアが構成され、番号２と番号３の２つのマクロブロックにより１つのマクロブロックペアが構成され、・・・のようにマクロブロックペアが構成されることになる。
図１１に示されるマクロブロックペアの場合も、図１０で上述したピクチャ単位の場合と同様に、フィールド符号化において、マクロブロックペアは、そのまま、トップフィールドおよびボトムフィールドを交互に含むように符号化される。これに対して、フィールド符号化において、マクロブロックペアは、トップフィールドおよびボトムフィールドに分けて、すなわち、異なるパリティ毎に符号化される。
このようなインターレース信号についてのAVC方式の機能は、HEVC方式にも適用可能である。しかしながら、インターレース信号に対して、図７を参照して上述したAMVP もしくは図９を参照して上述したマージモードにおける時間予測動きベクトルを適用しようとすると、異なるパリティ間で時間予測動きベクトルの生成が行われることがあった。
すなわち、インターレース信号の場合に、異なるパリティ間での時間予測動きベクトルの生成が行われると、異なるパリティ間においては垂直方向に位相ずれがあるため、時間予測動きベクトルの評価が下がり、空間予測動きベクトルが選ばれてしまう。その際、空間予測動きベクトルが、真に評価が高いとは言えない場合があり得、この結果、符号化効率が低下してしまう恐れがあった。
［本技術のパリティ調整方法の例］
そこで、パリティ調整部１２２においては、対象領域の動きベクトルが示すパリティ関係および時間隣接領域の動きベクトル（すなわち、時間予測動きベクトル）が示すパリティ関係に応じて、時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整が行われる。
次に、図１２乃至図１４を参照して、インターレース信号に対して、AMVP もしくはマージモードにおける時間予測動きベクトルを適用する場合に起こり得るパターンとそのシフト調整の例を説明する。なお、以下の説明においては、例えば、対象領域（以下、当該ＰＵとも称する）のフィールドがトップフィールドであり、当該ＰＵの動きベクトルにより参照される参照ＰＵのフィールドがボトムフィールドであることを、”TB”と示すものとする。
図１２の例においては、当該ＰＵの動きベクトル情報は、”TT”を示すが、Co-located ＰＵ（すなわち、時間隣接ＰＵ）の動きベクトル情報（すなわち、時間予測動きベクトル情報）は、”TB”を示す場合の例が示されている。
当該ＰＵと当該ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、トップフィールド、すなわち、同一パリティのフィールドに属している。したがって、当該ＰＵに関する動きベクトル情報は、”TT”（同一パリティ）を示しており、フィールド間における位相ずれを有していない。
これに対して、Co-located ＰＵは、トップフィールドに属しているが、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、ボトムフィールドに属している。したがって、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報は、”TB”（異なるパリティ）を示しており、フィールド間における位相ずれを有している。
すなわち、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報は、半位相下を参照しており、これによって、符号化効率が低下してしまう。
そこで、パリティ調整部１２２は、点線矢印で示されるCo-located ＰＵに関するシフト後の動きベクトル情報のように、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報の垂直成分を-1/2シフト調整する。これにより、時間予測動きベクトルの位相ずれを調整することができる。
図１３の例においては、当該ＰＵの動きベクトル情報は、”BB”を示すが、Co-located PUの動きベクトル情報は、”BT”を示す場合の例が示されている。
当該PUと当該PUに関する動きベクトル情報により参照される参照PUは、ボトムフィールド、すなわち、同一パリティのフィールドに属している。したがって、当該PUに関する動きベクトル情報は、”BB”（同一パリティ）を示しており、フィールド間における位相ずれを有していない。
これに対して、Co-located ＰＵは、ボトムフィールドに属しているが、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、トップフィールドに属している。したがって、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報は、”BT”（異なるパリティ）を示しており、フィールド間における位相ずれを有している。
すなわち、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報は、半位相上のパリティを参照しており、これによって、符号化効率が低下してしまう。
そこで、パリティ調整部１２２は、点線矢印で示されるCo-located ＰＵに関するシフト後の動きベクトル情報のように、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報の垂直成分を+1/2シフト調整する。これにより、時間予測動きベクトルの位相ずれを調整することができる。
図１４の例においては、当該ＰＵの動きベクトル情報は、”BB”を示すが、Co-located ＰＵの動きベクトル情報は、”TT”を示す場合の例が示されている。
当該ＰＵと当該ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、ボトムフィールド、すなわち、同一パリティのフィールドに属している。したがって、当該ＰＵに関する動きベクトル情報は、”BB”（同一パリティ）を示しており、フィールド間における位相ずれを有していない。
これに対して、Co-located ＰＵとCo-located ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、トップフィールド、すなわち、同一パリティのフィールドに属している。したがって、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報は、”TT”（同一パリティ）を示しており、フィールド間における位相ずれを有していない。
したがって、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報の垂直成分のシフト調整の必要がないため、パリティ調整部１２２は、Co-located ＰＵに関する動きベクトル情報の垂直成分のシフト調整を０とする。すなわち、この場合、シフト調整は禁止される。
なお、図１２乃至図１４に示した例は、一例であり、図１５に、全ての場合のパリティ調整方法が示される。なお、図１５の例において、当該動きベクトルは、例えば、図１２乃至図１４の当該ＰＵの動きベクトルを示し、時間予測動きベクトルは、例えば、図１２乃至図１４のCo-located ＰＵの動きベクトルを示す。また、パリティ調整量は、パリティ調整部１２２が行うシフト調整量を示している。
当該動きベクトルが”TT”を示し、時間予測動きベクトルが”TT”を示す場合、図１４を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、０である。当該動きベクトルが”TT”を示し、時間予測動きベクトルが”BB”を示す場合、図１４を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、０である。
当該動きベクトルが”TT”を示し、時間予測動きベクトルが”TB”を示す場合、図１２を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、-1/2である。当該動きベクトルが”TT”を示し、時間予測動きベクトルが”BT”を示す場合、図１３を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、1/2である。
当該動きベクトルが”BB”を示し、時間予測動きベクトルが”TT”を示す場合、図１４を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、０である。当該動きベクトルが”BB”を示し、時間予測動きベクトルが”BB”を示す場合、図１４を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、０である。
当該動きベクトルが”BB”を示し、時間予測動きベクトルが”TB”を示す場合、図１２を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、-1/2である。当該動きベクトルが”BB”を示し、時間予測動きベクトルが”BT”を示す場合、図１３を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、1/2である。
当該動きベクトルが”TB”を示し、時間予測動きベクトルが”TT”を示す場合、パリティ調整量は、-1/2である。すなわち、図１２を参照して上述した方法と逆に、当該動きベクトルが、位相ずれを有し、時間予測動きベクトルが位相ずれを有していない場合である。当該動きベクトルが”TB”を示し、時間予測動きベクトルが”BB”を示す場合、パリティ調整量は、1/2である。すなわち、図１３を参照して上述した方法と逆に、当該動きベクトルが、位相ずれを有し、時間予測動きベクトルが位相ずれを有していない場合である。
当該動きベクトルが”TB”を示し、時間予測動きベクトルが”TB”を示す場合、図１４を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、０である。当該動きベクトルが”TB”を示し、時間予測動きベクトルが”BT”を示す場合、パリティ調整量は、−１である。すなわち、この場合、当該動きベクトルが半位相下を参照し、時間予測動きベクトルが半位相上を参照しており、両者は、正反対の位相ずれを有している。また、当該ＰＵのフィールドから見て、時間予測動きベクトルにより参照される参照領域は、−１位相ずれていることになる。
当該動きベクトルが”BT”を示し、時間予測動きベクトルが”TT”を示す場合、パリティ調整量は、1/2である。すなわち、図１３を参照して上述した方法と逆に、当該動きベクトルが、位相ずれを有し、時間予測動きベクトルが位相ずれを有していない場合である。当該動きベクトルが”BT”を示し、時間予測動きベクトルが”BB”を示す場合、パリティ調整量は、-1/2である。すなわち、図１２を参照して上述した方法と逆に、当該動きベクトルが、位相ずれを有し、時間予測動きベクトルが位相ずれを有していない場合である。
当該動きベクトルが”BT”を示し、時間予測動きベクトルが”TB”を示す場合、パリティ調整量は、１である。すなわち、この場合、当該動きベクトルが半位相上を参照し、時間予測動きベクトルが半位相下を参照しており、両者は、正反対の位相ずれを有している。また、当該ＰＵのフィールドから見て、時間予測動きベクトルにより参照される参照領域は、１位相ずれていることになる。当該動きベクトルが”BT”を示し、時間予測動きベクトルが”BT”を示す場合、図１４を参照して上述した方法と同様に、パリティ調整量は、０である。
図１５の調整方法をまとめると、当該動きベクトル（当該ＰＵおよびその参照ＰＵ）のパリティ関係と、時間予測動きベクトル（時間隣接ＰＵおよびその参照ＰＵ）のパリティ関係とが異なる場合に、時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整が行われる。換言するに、当該ＰＵおよびその参照ＰＵのパリティ関係が示す位相ずれと、時間隣接ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ関係が示す位相ずれとが異なる位相ずれである場合、時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整が行われる。ここでいう、位相ずれには、位相ずれが０の場合も含まれる。
なお、上記説明においては、パリティの調整方法として、動きベクトルの値を調整する例を説明したが、参照ＰＵのフィールドの調整を行うようにすることもできる。例えば、パリティの調整方法として、参照ＰＵのフィールドをボトムからトップに変える調整などを行うようにすることもできる。
上述してきたように、入力画像がインターレースの信号である場合において、MVP もしくはマージモードにおける動きベクトルの符号化（予測動きベクトルの生成）を適用する際に、時間予測動きベクトルによる予測効率を向上させることが可能になる。これにより、動きベクトルの符号化効率も向上させることができる。
［動きベクトル符号化部およびパリティ調整部の構成例］
図１６は、動きベクトル符号化部１２１およびパリティ調整部１２２の主な構成例を示すブロック図である。
図１６の例の動きベクトル符号化部１２１は、空間隣接動きベクトルバッファ１５１、時間隣接動きベクトルバッファ１５２、候補予測動きベクトル生成部１５３、コスト関数値算出部１５４、および最適予測動きベクトル決定部１５５を含むように構成される。
パリティ調整部１２２は、フィールド判別部１６１および動きベクトルシフト部１６２を含むように構成される。
動き予測・補償部１１５から、決定された最適予測モードの動きベクトルの情報が、空間隣接動きベクトルバッファ１５１、および時間隣接動きベクトルバッファ１５２に供給される。また、動き予測・補償部１１５により探索された各予測モードの動きベクトルの情報は、コスト関数値算出部１５４に供給される。
空間隣接動きベクトルバッファ１５１は、ラインバッファで構成される。空間隣接動きベクトルバッファ１５１は、動き予測・補償部１１５からの動きベクトル情報を、空間的に隣接する空間隣接領域の動きベクトルの情報として蓄積する。空間隣接動きベクトルバッファ１５１は、当該ＰＵに空間的に隣接する空間隣接ＰＵに対して求められた動きベクトルを示す情報を読み出し、読み出した情報（空間隣接動きベクトル情報）を、候補予測動きベクトル生成部１５３に供給する。
時間隣接動きベクトルバッファ１５２は、メモリで構成される。時間隣接動きベクトルバッファ１５２は、動き予測・補償部１１５からの動きベクトル情報を、時間的に隣接する時間隣接領域の動きベクトルの情報として蓄積する。なお、時間的に隣接する領域とは、時間軸上異なるピクチャにおいて、当該領域（当該ＰＵ）と同じ空間上のアドレスにある領域(すなわち、Co-located ＰＵ)のことである。
時間隣接動きベクトルバッファ１５２は、当該ＰＵに時間的に隣接する時間隣接ＰＵに対して求められた動きベクトルを示す情報を読み出し、読み出した情報（時間隣接動きベクトル情報）を、候補予測動きベクトル生成部１５３に供給する。
候補予測動きベクトル生成部１５３は、図７または図９を参照して上述したAMVPまたはマージモードによる方法に基づき、空間隣接動きベクトルバッファ１５１からの空間隣接動きベクトル情報を参照して、当該ＰＵの候補となる空間予測動きベクトルを生成する。候補予測動きベクトル生成部１５３は、生成した空間予測動きベクトルを示す情報を、候補予測動きベクトル情報として、コスト関数値算出部１５４に供給する。
候補予測動きベクトル生成部１５３は、AMVPまたはマージモードによる方法に基づいて、時間隣接動きベクトルバッファ１５２からの時間隣接動きベクトル情報を参照して、当該ＰＵの候補となる時間予測動きベクトルを生成する。
候補予測動きベクトル生成部１５３は、生成した時間予測動きベクトルの情報を、シフト前時間予測動きベクトル情報として、動きベクトルシフト部１６２に供給する。その際、候補予測動きベクトル生成部１５３は、当該ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ情報および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ情報を、フィールド判別部１６１に供給する。候補予測動きベクトル生成部１５３は、動きベクトルシフト部１６２からのシフト後時間予測動きベクトルの情報を受け取ると、候補予測動きベクトル情報として、コスト関数値算出部１５４に供給する。
コスト関数値算出部１５４は、各候補予測動きベクトルに関するコスト関数値を算出し、算出したコスト関数値を、候補予測動きベクトル情報とともに最適予測動きベクトル決定部１５５に供給する。
最適予測動きベクトル決定部１５５は、コスト関数値算出部１５４からのコスト関数値を最小とする候補予測動きベクトルを、当該ＰＵに対する最適予測動きベクトルであるとして、その情報を、動き予測・補償部１１５に供給する。
なお、動き予測・補償部１１５は、最適予測動きベクトル決定部１５５からの最適予測動きベクトルの情報を用い、動きベクトルとの差分である差分動きベクトルを生成して、各予測モードについてコスト関数値を算出する。動き予測・補償部１１５は、そのうち、コスト関数値を最小とする予測モードを、インター最適予測モードに決定する。
動き予測・補償部１１５は、インター最適予測モードの予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。動き予測・補償部１１５は、インター最適予測モードの動きベクトルを、空間隣接動きベクトルバッファ１５１、および時間隣接動きベクトルバッファ１５２に供給する。また、動き予測・補償部１１５は、生成した差分動きベクトル情報を、可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
フィールド判別部１６１は、候補予測動きベクトル生成部１５３から、当該ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報、および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報が含まれるパリティ情報を受け取る。フィールド判別部１６１は、そのパリティ情報に基づいて、各領域のフィールドを判別して、両者のパリティ関係に応じて、時間予測動きベクトルの垂直成分の調整量を求める。フィールド判別部１６１は、求めた調整量を含む制御信号を、動きベクトルシフト部１６２に供給する。
動きベクトルシフト部１６２は、候補予測動きベクトル生成部１５３からのシフト前の時間予測動きベクトルを示す情報を受け取る。動きベクトルシフト部１６２は、フィールド判別部１６１からの制御信号のもとに、図１５に示される調整方法で、受け取った時間予測動きベクトルをシフトする。動きベクトルシフト部１６２は、シフト後の時間予測動きベクトルを示す情報を候補予測動きベクトル生成部１５３に供給する。
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１７のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。ステップＳ１０３において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。
ステップＳ１０４において、動き予測・補償部１１５、動きベクトル符号化部１２１、およびパリティ調整部１２２は、インター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。このインター動き予測処理についての詳細は、図１８を参照して後述する。
ステップＳ１０４の処理により、当該ＰＵの動きベクトルが探索され、当該ＰＵの各予測動きベクトルが生成され、そのうち、時間予測動きベクトルについては、パリティ情報に基づいて垂直成分の調整が施される。調整が施された時間予測動きベクトル、および生成された空間予測動きベクトルから、当該ＰＵに最適な予測動きベクトルが決定され、最適インター予測モードが決定され、最適インター予測モードの予測画像が生成される。
決定された最適インター予測モードの予測画像とコスト関数値は、動き予測・補償部１１５から予測画像選択部１１６に供給される。また、決定された最適インター予測モードの情報や最適とされた予測動きベクトルに関する情報、予測動きベクトルと動きベクトルの差分を示す情報も、可逆符号化部１０６に供給され、後述するステップＳ１１４において、可逆符号化される。
ステップＳ１０５において、予測画像選択部１１６は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適なモードを決定する。つまり、予測画像選択部１１６は、イントラ予測部１１４により生成された予測画像と、動き予測・補償部１１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
ステップＳ１０６において、演算部１０３は、ステップＳ１０２の処理により並び替えられた画像と、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像との差分を演算する。差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
ステップＳ１０７において、直交変換部１０４は、ステップＳ１０６の処理により生成された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。
ステップＳ１０８において、量子化部１０５は、レート制御部１１７からの量子化パラメータを用いて、ステップＳ１０７の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
ステップＳ１０８の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１０９において、逆量子化部１０８は、ステップＳ１０８の処理により生成された量子化された直交変換係数（量子化係数とも称する）を量子化部１０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ１１０において、逆直交変換部１０９は、ステップＳ１０９の処理により得られた直交変換係数を、直交変換部１０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。
ステップＳ１１１において、演算部１１０は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部１０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ１１２においてデブロックフィルタ１１１は、ステップＳ１１１の処理により得られた局部的な復号画像に対して、デブロックフィルタ処理を適宜行う。
ステップＳ１１３において、フレームメモリ１１２は、ステップＳ１１２の処理によりデブロックフィルタ処理が施された復号画像を記憶する。なお、フレームメモリ１１２にはデブロックフィルタ１１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部１１０から供給され、記憶される。
ステップＳ１１４において、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０８の処理により量子化された変換係数を符号化する。すなわち、差分画像に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
また、このとき、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像の予測モードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データに付加する。つまり、可逆符号化部１０６は、イントラ予測部１１４から供給される最適イントラ予測モード情報、または、動き予測・補償部１１５から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、符号化データに付加する。
なお、ステップＳ１０６の処理によりインター予測モードの予測画像が選択された場合には、ステップＳ１０５において算出された差分動きベクトルの情報や予測動きベクトルのインデックスを示すフラグも符号化される。
ステップＳ１１５において蓄積バッファ１０７は、ステップＳ１１４の処理により得られた符号化データを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路や記録媒体を介して復号側に伝送される。
ステップＳ１１６においてレート制御部１１７は、ステップＳ１１５の処理により蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データの符号量（発生符号量）に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
ステップＳ１１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
［インター動き予測処理の流れ］
次に、図１８のフローチャートを参照して、図１７のステップＳ１０４において実行されるインター動き予測処理の流れの例を説明する。
ステップＳ１５１において、動き予測・補償部１１５は、各インター予測モードについて動き探索を行う。動き予測・補償部１１５により探索された動きベクトル情報は、コスト関数値算出部１５４に供給される。
ステップＳ１５２において、候補予測動きベクトル生成部１５３は、図７または図９を参照して上述したAMVPまたはマージモードによる方法に基づいて、当該ＰＵの候補となる予測動きベクトルを生成する。予測動きベクトル生成処理の詳細な説明は、図１９を参照して後述される。
ステップＳ１５２の処理により、空間隣接動きベクトルバッファ１５１からの空間隣接動きベクトル情報を参照して、当該ＰＵの候補となる空間予測動きベクトルが生成される。また、時間隣接動きベクトルバッファ１５２からの時間隣接動きベクトル情報を参照して、当該ＰＵの候補となる時間予測動きベクトルが生成され、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分がシフト調整される。
生成された空間予測動きベクトルおよび調整された時間予測動きベクトルのうち、最適なものが、最適予測動きベクトルとして決定されて、動き予測・補償部１１５に供給される。そして、動き予測・補償部１１５において、動きベクトルとの差分である差分動きベクトルが生成される。なお、マージモードの場合には差分動きベクトルは生成されない。
動き予測・補償部１１５は、ステップＳ１５３において、画面並べ替えバッファ１０２からの入力画像や、生成した差分動きベクトル情報などを用いて、各インター予測モードに関するコスト関数値を算出する。
ステップＳ１５４において、動き予測・補償部１１５は、各予測モードのうち、コスト関数値を最小とする予測モードを、最適インター予測モードに決定する。動き予測・補償部１１５は、ステップＳ１５５において、最適インター予測モードの予測画像を生成し、予測画像選択部１１６に供給する。
ステップＳ１５６において、動き予測・補償部１１５は、最適インター予測モードに関する情報を、可逆符号化部１０６に供給し、最適インター予測モードに関する情報を符号化させる。
なお、最適インター予測モードに関する情報は、例えば、最適インター予測モードの情報、最適インター予測モードの差分動きベクトル情報、最適インター予測モードの参照ピクチャ情報、および予測動きベクトルに関する情報などである。予測動きベクトルに関する情報には、例えば、予測動きベクトルのインデックスを示すフラグなどが含まれる。
ステップＳ１５６の処理に対応して、供給されたこれらの情報は、図１７のステップＳ１１４において、符号化される。
［予測動きベクトル生成処理の流れ］
次に、図１９のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ１５２の予測動きベクトル生成処理について説明する。
ステップＳ１７１において、候補予測動きベクトル生成部１５３は、空間隣接動きベクトルバッファ１５１からの空間隣接動きベクトル情報を参照して、当該ＰＵの候補となる空間予測動きベクトルを生成し、決定する。候補予測動きベクトル生成部１５３は、決定した空間予測動きベクトルの情報を、候補予測動きベクトル情報として、コスト関数値算出部１５４に供給する。
ステップＳ１７２において、候補予測動きベクトル生成部１５３は、時間隣接動きベクトルバッファ１５２からの時間隣接動きベクトル情報を参照して、当該ＰＵの候補となる時間予測動きベクトルを生成し、決定する。候補予測動きベクトル生成部１５３は、決定した時間予測動きベクトルの情報を、シフト前時間予測ベクトル情報として、動きベクトルシフト部１６２に供給する。その際、候補予測動きベクトル生成部１５３は、対象領域（当該ＰＵ）の動きベクトルが示すパリティ関係の情報と、決定した時間予測動きベクトルが示すパリティ関係の情報とを、パリティ情報として、フィールド判別部１６１に供給する。
ステップＳ１７３において、パリティ調整部１２２を構成するフィールド判別部１６１および動きベクトルシフト部１６２は、候補予測動きベクトル生成部１５３からのシフト前時間予測ベクトル情報のパリティを調整する。
すなわち、フィールド判別部１６１は、候補予測動きベクトル生成部１５３から、当該ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報、および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報が含まれるパリティ情報を受け取る。フィールド判別部１６１は、そのパリティ情報に基づき各領域のフィールドを判別し、図１５に示されるようにパリティ情報に応じた、時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整量を求める。
フィールド判別部１６１は、動きベクトルシフト部１６２を制御し、求めたシフト調整量で、候補予測動きベクトル生成部１５３からのシフト前時間予測動きベクトルの垂直成分をシフトさせる。動きベクトルシフト部１６２は、シフト後の時間予測動きベクトルを示す情報を候補予測動きベクトル生成部１５３に供給する。
これに対応して、候補予測動きベクトル生成部１５３は、シフト後の時間予測動きベクトルの情報を、候補予測動きベクトル情報として、コスト関数値算出部１５４に供給する。コスト関数値算出部１５４は、各候補予測動きベクトルに関するコスト関数値を算出し、算出したコスト関数値を、候補予測動きベクトルの情報とともに最適予測動きベクトル決定部１５５に供給する。
ステップＳ１７４において、最適予測動きベクトル決定部１５５は、候補予測動きベクトルの中から、最適予測動きベクトルを決定する。すなわち、最適予測動きベクトル決定部１５５は、コスト関数値算出部１５４からのコスト関数値を最小とする候補予測動きベクトルを、当該ＰＵに対する最適予測動きベクトルに決定し、その情報を、動き予測・補償部１１５に供給する。
ステップＳ１７５において、動き予測・補償部１１５は、最適予測動きベクトル決定部１５５からの最適予測動きベクトルの情報を用い、動きベクトルとの差分である差分動きベクトルを生成する。
なお、図１９の例においては、AMVPによる方法の場合が示されている。マージモードの場合には、差分動きベクトル情報は生成されないので、ステップＳ１７５はスキップされる。
以上のように、画像符号化装置１００においては、対象領域（当該ＰＵ）の動きベクトルが示すパリティ関係の情報と、決定した時間予測動きベクトルが示すパリティ関係の情報に基づいて、時間予測動きベクトルの垂直成分の位相をシフトするようにした。これにより、入力画像がインターレース信号の場合に、AMVPまたはマージモードを適用する際、時間予測動きベクトルに関する予測効率を向上させることができる。その結果、符号化効率を向上させることができる。
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
次に、以上のように符号化された符号化データ（符号化ストリーム）の復号について説明する。図２０は、図１の画像符号化装置１００に対応する画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
図２０に示される画像復号装置２００は、画像符号化装置１００が生成した符号化データを、その符号化方法に対応する復号方法で復号する。なお、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００と同様に、プレディクションユニット（ＰＵ）毎にインター予測を行うものとする。
図２０に示されるように画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、デブロックフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
さらに、画像復号装置２００は、動きベクトル復号部２２１、およびパリティ調整部２２２を有する。
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを受け取る受け取り部でもある。蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを受け取って、蓄積し、所定のタイミングにおいてその符号化データを可逆復号部２０２に供給する。符号化データには、予測モード情報、動きベクトル差分情報、および予測動きベクトル情報などの復号に必要な情報が付加されている。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１より供給された、図１の可逆符号化部１０６により符号化された情報を、可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。可逆復号部２０２は、復号して得られた差分画像の量子化された係数データを、逆量子化部２０３に供給する。
また、可逆復号部２０２は、最適な予測モードにイントラ予測モードが選択されたかインター予測モードが選択されたかを判定する。可逆復号部２０２は、その最適な予測モードに関する情報を、イントラ予測部２１１および動き予測・補償部２１２の内、選択されたと判定したモードの方に供給する。つまり、例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてインター予測モードが選択された場合、その最適な予測モードに関する情報が動き予測・補償部２１２に供給される。
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた量子化された係数データを、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化し、得られた係数データを逆直交変換部２０４に供給する。
逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で逆量子化部２０３から供給される係数データを逆直交変換する。逆直交変換部２０４は、この逆直交変換処理により、画像符号化装置１００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。
逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
演算部２０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部２０５は、その復号画像データをデブロックフィルタ２０６に供給する。
デブロックフィルタ２０６は、供給された復号画像に対して、デブロックフィルタ処理を適宜施し、それを画面並べ替えバッファ２０７に供給する。デブロックフィルタ２０６は、ループフィルタ２０６は、復号画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。
デブロックフィルタ２０６は、フィルタ処理結果（フィルタ処理後の復号画像）を画面並べ替えバッファ２０７およびフレームメモリ２０９に供給する。なお、演算部２０５から出力される復号画像は、デブロックフィルタ２０６を介さずに画面並べ替えバッファ２０７やフレームメモリ２０９に供給することができる。つまり、デブロックフィルタ２０６によるフィルタ処理は省略することができる。
画面並べ替えバッファ２０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
フレームメモリ２０９は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２等の外部の要求に基づいて、記憶している復号画像を参照画像として、選択部２１０に供給する。
選択部２１０は、フレームメモリ２０９から供給される参照画像の供給先を選択する。選択部２１０は、イントラ符号化された画像を復号する場合、フレームメモリ２０９から供給される参照画像をイントラ予測部２１１に供給する。また、選択部２１０は、インター符号化された画像を復号する場合、フレームメモリ２０９から供給される参照画像を動き予測・補償部２１２に供給する。
イントラ予測部２１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部２０２から適宜供給される。イントラ予測部２１１は、図１のイントラ予測部１１４において用いられたイントラ予測モードで、フレームメモリ２０９から取得した参照画像を用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成する。イントラ予測部２１１は、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
動き予測・補償部２１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（最適予測モード情報、参照画像情報等）を可逆復号部２０２から取得する。
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から取得された最適予測モード情報が示すインター予測モードで、フレームメモリ２０９から取得した参照画像を用いてインター予測を行い、予測画像を生成する。なお、このとき、動き予測・補償部２１２は、動きベクトル復号部２２１により再構築された動きベクトル情報を用いて、インター予測を行う。
選択部２１３は、イントラ予測部２１１からの予測画像または動き予測・補償部２１２からの予測画像を、演算部２０５に供給する。そして、演算部２０５においては、動きベクトルが用いられて生成された予測画像と逆直交変換部２０４からの復号残差データ（差分画像情報）とが加算されて元の画像が復号される。すなわち、動き予測・補償部２１２、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５は、動きベクトルを用いて、符号化データを復号し、元の画像を生成する復号部でもある。
動きベクトル復号部２２１は、ヘッダ情報を復号して得られた情報のうち、予測動きベクトルのインデックスの情報と差分動きベクトルの情報を可逆復号部２０２から取得する。ここで、予測動きベクトルのインデックスとは、それぞれのＰＵに対して、時空間に隣接する隣接領域のうち、どの隣接領域の動きベクトルにより動きベクトルの予測処理（予測動きベクトルの生成）が行われているかを示す情報である。差分動きベクトルに関する情報は、差分動きベクトルの値を示す情報である。
動きベクトル復号部２２１は、予測動きベクトルのインデックスが示す隣接ＰＵの動きベクトルを用いて、予測動きベクトルを再構築する。予測動きベクトルが空間予測動きベクトルである場合、動きベクトル復号部２２１は、再構築した予測動きベクトルと、可逆復号部２０２からの差分動きベクトルを加算することで、動きベクトルを再構築する。
予測動きベクトルが時間予測動きベクトルである場合、動きベクトル復号部２２１は、再構築した時間予測動きベクトルの情報を、シフト前時間予測ベクトル情報としてパリティ調整部１２２に供給する。その際、動きベクトル復号部２２１は、対象領域の動きベクトルが示すパリティ関係および時間隣接領域の動きベクトル（すなわち、時間予測動きベクトル）が示すパリティ関係を示す情報も、パリティ調整部１２２に供給する。これらの供給に対応して、パリティ調整部２２２からシフト調整後の時間予測動きベクトルが供給される。したがって、動きベクトル復号部２２１は、パリティ調整部１２２から供給されるシフト後時間予測動きベクトルと、可逆復号部２０２からの差分動きベクトルを加算することで、動きベクトルを再構築する。
パリティ調整部２２２は、動きベクトル復号部２２１からのパリティに関する情報を参照し、対象領域の動きベクトル情報が示すパリティ関係と、時間隣接領域の動きベクトル情報が示すパリティ関係に応じて、時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行う。パリティ調整部２２２は、シフト調整後の時間予測動きベクトルを、動きベクトル復号部２２１に供給する。
なお、動きベクトル復号部２２１およびパリティ調整部２２２における、本技術に関連する基本的な動作原理は、図１の動きベクトル符号化部１２１およびパリティ調整部１２２と同様である。ただし、図１の画像符号化装置１００においては、候補となる予測動きベクトルの生成を行う際、時間予測動きベクトルが適用され、かつ、当該ＰＵの動きベクトル情報と予測動きベクトル情報とで、パリティが異なる場合、本技術による方法が適用される。
一方、図２０の画像復号装置２００においては、当該ＰＵに対して、どのような予測動きベクトルが決定されたかに関する情報が、符号化側から伝送されている。その符号化の際に時間予測動きベクトルが適用されており、かつ、当該ＰＵの動きベクトル情報と、予測動きベクトル情報とで、パリティが異なる場合、本技術による方法が適用される。
［動きベクトル復号部およびパリティ調整部の構成例］
図２１は、動きベクトル復号部２２１、およびパリティ調整部２２２の主な構成例を示すブロック図である。
図２１の例において、動きベクトル復号部２２１は、予測動きベクトル情報バッファ２５１、差分動きベクトル情報バッファ２５２、予測動きベクトル再構築部２５３、および動きベクトル再構築部２５４を含むように構成される。動きベクトル復号部２２１は、さらに、空間隣接動きベクトルバッファ２５５、および時間隣接動きベクトルバッファ２５６も含むように構成される。
パリティ調整部２２２は、フィールド判別部２６１、および動きベクトルシフト部２６２を含むように構成される。
予測動きベクトル情報バッファ２５１は、可逆復号部２０２により復号された対象領域（ＰＵ）の予測動きベクトルのインデックスなどを含む情報（以下、予測動きベクトルの情報と称する）を蓄積する。予測動きベクトル情報バッファ２５１は、当該ＰＵの予測動きベクトル情報を読み出し、読み出した情報を、予測動きベクトル再構築部２５３に供給する。
差分動きベクトル情報バッファ２５２は、可逆復号部２０２により復号された対象領域（ＰＵ）の差分動きベクトルの情報を蓄積する。差分動きベクトル情報バッファ２５２は、対象ＰＵの差分動きベクトルの情報を読み出し、読み出した情報を、動きベクトル再構築部２５４に供給する。
予測動きベクトル再構築部２５３は、予測動きベクトル情報バッファ２５１からの情報が示す当該ＰＵの予測動きベクトルが、空間予測動きベクトルであるか、時間予測動きベクトルであるかを判定する。
当該ＰＵの予測動きベクトルが、空間予測動きベクトルである場合、予測動きベクトル再構築部２５３は、空間隣接動きベクトルバッファ２５５から、当該ＰＵに空間的に隣接する空間隣接動きベクトル情報を読み出す。そして、予測動きベクトル再構築部２５３は、読み出した空間隣接動きベクトル情報を用い、AMVPまたはマージモードによる方法に基づいて、当該ＰＵの予測動きベクトルを生成して、再構築する。予測動きベクトル再構築部２５３は、再構築した予測動きベクトルの情報を、動きベクトル再構築部２５４に供給する。
予測動きベクトル再構築部２５３は、対象ＰＵの予測動きベクトルが、時間予測動きベクトルの場合、時間隣接動きベクトルバッファ２５６から、当該ＰＵに時間的に隣接する時間隣接動きベクトル情報を読み出す。そして、予測動きベクトル再構築部２５３は、読み出した時間隣接動きベクトル情報を用い、AMVPまたはマージモードによる方法に基づいて、当該ＰＵの予測動きベクトルを生成して、再構築する。
さらに、時間予測動きベクトルの場合、予測動きベクトル再構築部２５３は、再構築した予測動きベクトルの情報を、シフト前時間予測ベクトル情報として、動きベクトルシフト部２６２に供給する。その際、予測動きベクトル再構築部２５３は、当該ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ情報および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ情報を、フィールド判別部１６１に供給する。予測動きベクトル再構築部２５３は、動きベクトルシフト部２６２からのシフト後時間予測動きベクトルを示す情報を、予測動きベクトル情報として、動きベクトル再構築部２５４に供給する。
動きベクトル再構築部２５４は、差分動きベクトル情報バッファ２５２からの情報が示す当該ＰＵの差分動きベクトルと、予測動きベクトル再構築部２５３からの当該ＰＵの予測動きベクトルとを加算することで、動きベクトルを再構築する。動きベクトル再構築部２５４は、再構築された動きベクトルの情報を、動き予測・補償部２１２、空間隣接動きベクトルバッファ２５５、および時間隣接動きベクトルバッファ２５６に供給する。
空間隣接動きベクトルバッファ２５５は、図１６の空間隣接動きベクトルバッファ１５１と同様に、ラインバッファで構成されている。空間隣接動きベクトルバッファ２５５は、動きベクトル再構築部２５４により再構築された動きベクトル情報を、同じピクチャ内の以降のＰＵの予測動きベクトル情報のための空間隣接動きベクトル情報として蓄積する。
時間隣接動きベクトルバッファ２５６は、図１６の時間隣接動きベクトルバッファ１５２と同様に、メモリで構成されている。時間隣接動きベクトルバッファ２５６は、動きベクトル再構築部２５４により再構築された動きベクトル情報を、異なるピクチャのＰＵの予測動きベクトル情報のための時間隣接動きベクトル情報として蓄積する。
なお、動き予測・補償部２１２は、この動きベクトル再構築部２５４により再構築された動きベクトルを用いて、可逆復号部２０２から取得された最適予測モード情報が示すインター予測モードで、参照画像を用いてインター予測を行い、予測画像を生成する。
フィールド判別部２６１は、予測動きベクトル再構築部２５３から、当該ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報、および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報が含まれるパリティ情報を受け取る。フィールド判別部２６１は、そのパリティ情報に基づき、各領域のフィールドを判別して、両者のパリティ関係に応じて、時間予測動きベクトルの垂直成分の調整量を求める。フィールド判別部２６１は、求めた調整量を含む制御信号を、動きベクトルシフト部２６２に供給する。
動きベクトルシフト部２６２は、予測動きベクトル再構築部２５３からのシフト前の時間予測動きベクトルを示す情報を受け取る。動きベクトルシフト部２６２は、フィールド判別部２６１からの制御信号のもとに、図１５に示される調整方法で、受け取った時間予測動きベクトルをシフトする。動きベクトルシフト部２６２は、シフト後の時間予測動きベクトルを示す情報を予測動きベクトル再構築部２５３に供給する。
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図２２のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化ストリームを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給される符号化ストリーム（符号化された差分画像情報）を復号する。すなわち、図１の可逆符号化部１０６により符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、並びにＢピクチャが復号される。
このとき、ヘッダ情報などのコードストリームに含められた差分画像情報以外の各種情報も復号される。可逆復号部２０２は、例えば、予測モード情報、差分動きベクトルの情報、および予測動きベクトルのインデックスを含む情報などを取得する。可逆復号部２０２は、取得した情報を、対応する部に供給する。
ステップＳ２０３において、逆量子化部２０３は、ステップＳ２０２の処理により得られた、量子化された直交変換係数を逆量子化する。なお、この逆量子化処理には、後述するステップＳ２０８の処理により得られる量子化パラメータが用いられる。ステップＳ２０４において逆直交変換部２０４は、ステップＳ２０３において逆量子化された直交変換係数を逆直交変換する。
ステップＳ２０５において、可逆復号部２０２は、ステップＳ２０２において復号した最適な予測モードに関する情報に基づいて、処理対象の符号化データがイントラ符号化されているか否かを判定する。イントラ符号化されていると判定された場合、処理は、ステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０６において、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モード情報を取得する。ステップＳ２０７において、イントラ予測部２１１は、ステップＳ２０６において取得したイントラ予測モード情報を用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成する。
また、ステップＳ２０６において、処理対象の符号化データがイントラ符号化されていない、すなわち、インター符号化されていると判定された場合、処理は、ステップＳ２０８に進む。
ステップＳ２０８において、動きベクトル復号部２２１およびパリティ調整部２２２は、動きベクトル再構築処理を行う。この動きベクトル再構築処理についての詳細は、図２３を参照して後述する。
ステップＳ２０８の処理により、復号された予測動きベクトルに関する情報が参照されて、当該ＰＵの予測動きベクトルが再構築される。その際、当該ＰＵの予測動きベクトルが時間予測動きベクトルの場合には、パリティ情報に応じて、時間予測動きベクトルの垂直成分がシフト調整される。そして、再構築、またはシフト調整された当該ＰＵの予測動きベクトルが用いられて、動きベクトルが再構築され、再構築された動きベクトルは、動き予測・補償部２１２に供給される。
ステップＳ２０９において、動き予測・補償部２１２は、ステップＳ２０８の処理により再構築された動きベクトルを用いて、インター動き予測処理を行い、予測画像を生成する。生成した予測画像は、選択部２１３に供給される。
ステップＳ２１０において、選択部２１３は、ステップＳ２０７またはステップＳ２０９において生成された予測画像を選択する。ステップＳ２１１において、演算部２０５は、ステップＳ２０４において逆直交変換されて得られた差分画像情報に、ステップＳ２１０において選択された予測画像を加算する。これにより元の画像が復号される。すなわち、動きベクトルが用いられて、予測画像が生成され、生成された予測画像と逆直交変換部２０４からの差分画像情報とが加算されて元の画像が復号される。
ステップＳ２１２において、デブロックフィルタ２０６は、ステップＳ２１１において得られた復号画像に対して、デブロックフィルタ処理を適宜行う。
ステップＳ２１３において、画面並べ替えバッファ２０７は、ステップＳ２１２においてフィルタ処理された画像の並べ替えを行う。すなわち画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
ステップＳ２１４において、D/A変換部２０８は、ステップＳ２１３においてフレームの順序が並べ替えられた画像をD/A変換する。この画像が図示せぬディスプレイに出力され、画像が表示される。
ステップＳ２１５において、フレームメモリ２０９は、ステップＳ２１２においてフィルタ処理された画像を記憶する。
ステップＳ２１５の処理が終了すると、復号処理が終了される。
［動きベクトル再構築処理の流れ］
次に、図２３のフローチャートを参照して、図２２のステップＳ２０８において実行される動きベクトル再構築処理の流れの例を説明する。なお、この動きベクトル再構築処理は、符号化側から送信されて可逆復号部２０２により復号された情報を用いて、動きベクトルを復号する処理である。
図１７のステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、復号されたパラメータの情報などを取得し、取得した情報を、対応する部に供給してくる。
ステップＳ２５１において、差分動きベクトル情報バッファ２５２は、可逆復号部２０２からの差分動きベクトル情報を取得し、取得した情報を、動きベクトル再構築部２５４に供給する。
ステップＳ２５２において、予測動きベクトル情報バッファ２５１は、可逆復号部２０２からの予測動きベクトル情報を取得し、取得した情報を、予測動きベクトル再構築部２５３に供給する。
ステップＳ２５３において、予測動きベクトル再構築部２５３は、予測動きベクトル情報バッファ２５１からの情報に基づいて、当該ＰＵの予測動きベクトルが、時間予測動きベクトルであるか否かを判定する。
ステップＳ２５３において、当該ＰＵの予測動きベクトルが、時間予測動きベクトルであると判定された場合、処理は、ステップＳ２５４に進む。ステップＳ２５４において、予測動きベクトル再構築部２５３は、時間隣接動きベクトルバッファ２５６からの時間隣接動きベクトル情報を用い、AMVPまたはマージモードによる方法に基づいて、当該ＰＵの時間予測動きベクトルを生成して、再構築する。予測動きベクトル再構築部２５３は、再構築した時間予測動きベクトルの情報を、シフト前時間予測ベクトル情報として、動きベクトルシフト部２６２に供給する。
その際、予測動きベクトル再構築部２５３は、当該ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ情報および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵとのパリティ情報を、フィールド判別部２６１に供給する。
ステップＳ２５５において、パリティ調整部２２２のフィールド判別部２６１および動きベクトルシフト部２６２は、予測動きベクトル再構築部２５３からのシフト前時間予測ベクトル情報のパリティを調整する。
すなわち、フィールド判別部２６１は、予測動きベクトル再構築部２５３から、当該ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報、および時間隣接ＰＵとその参照ＰＵのパリティ関係を示す情報が含まれるパリティ情報を受け取る。フィールド判別部２６１は、そのパリティ情報に基づいて、各領域のフィールドを判別して、図１５に示されるようにパリティ情報に応じた、時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整量を求める。
フィールド判別部２６１は、動きベクトルシフト部２６２を制御し、求めたシフト調整量で、予測動きベクトル再構築部２５３からのシフト前時間予測動きベクトルの垂直成分をシフトさせる。動きベクトルシフト部２６２は、シフト後の時間予測動きベクトルを示す情報を予測動きベクトル再構築部２５３に供給する。
一方、ステップＳ２５３において、当該ＰＵの予測動きベクトルが、時間予測動きベクトルではないと判定された場合、処理は、ステップＳ２５６に進む。ステップＳ２５６において、予測動きベクトル再構築部２５３は、空間隣接動きベクトルバッファ２５５からの空間隣接動きベクトル情報を用い、AMVPまたはマージモードによる方法に基づいて、当該ＰＵの空間予測動きベクトルを生成して、再構築する。
ステップＳ２５５においてパリティ調整された時間予測動きベクトル情報、またはステップＳ２５６において再構築した空間予測動きベクトルの情報が、候補予測動きベクトル情報として、動きベクトル再構築部２５４に供給される。
ステップＳ２５７において、動きベクトル再構築部２５４は、当該ＰＵの動きベクトルを再構築する。
すなわち、動きベクトル再構築部２５４は、差分動きベクトル情報バッファ２５２からの情報が示す当該ＰＵの差分動きベクトルと、予測動きベクトル再構築部２５３からの当該ＰＵの予測動きベクトルとを加算することで、動きベクトルを再構築する。動きベクトル再構築部２５４は、再構築された動きベクトルを示す情報を、動き予測・補償部２１２、空間隣接動きベクトルバッファ２５５、および時間隣接動きベクトルバッファ２５６に供給する。
なお、図２３においては、AMVPによる方法の場合が示されている。マージモードの場合には、差分動きベクトル情報は符号化側から送られてこないので、ステップＳ２５１はスキップされる。また、マージモードの場合、ステップＳ２５７においては、予測動きベクトル再構築部２５３からの当該ＰＵの予測動きベクトルが、当該ＰＵの動きベクトルとなる。
以上のように各処理を行うことにより、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００が符号化した符号化データを正しく復号することができ、符号化効率の向上を実現させることができる。
すなわち、画像復号装置２００においても、対象領域（当該ＰＵ）の動きベクトルが示すパリティ関係の情報と、決定した時間予測動きベクトルが示すパリティ関係の情報に基づいて、時間予測動きベクトルの垂直成分の位相がシフトされる。これにより、入力画像がインターレース信号の場合に、AMVPまたはマージモードを適用する際、時間予測動きベクトルに関する予測効率を向上させることができる。その結果、符号化効率を向上させることができる。
なお、上記説明においては、HEVCに準ずる場合を例に説明してきたが、本技術の適用範囲は、HEVCに準ずる例だけに限らない。本技術は、入力がインターレース信号であり、MVコンペティションやマージモードによる動きベクトル情報の符号化処理および復号処理を行う装置であれば、他の符号化方式を用いる装置でも適用することができる。
また、本技術の適用範囲は、さらに、入力がインターレース信号である場合だけに限らない。上述した本技術は、例えば、図２４に示されるような多次元の画像信号に適用することも可能である。
図２４は、多視点の画像信号の例を示している。多視点の画像信号においては、ピクチャが、例えば、右目用ビューと左目用ビューという異なるビューで交互に構成されている。
このような多視点の画像信号の場合も、ビューの情報を参照して、当該ＰＵとその参照ＰＵのビュー関係と、時間隣接ＰＵとその参照ＰＵのビューの関係情報にずれがあるときには、時間予測動きベクトルについて、上述したインターレース信号の場合と基本的に同様なシフト調整が行われる。ただし、インターレース信号の場合のシフト調整が時間予測動きベクトルの垂直成分に対して行われるが、多視点の画像信号の場合のシフト調整が、時間予測動きベクトルの水平成分に対して行われることだけが異なる。
また、本技術は、例えば、MPEG、H．26x等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルテレビジョン、インターネット、または携帯電話機などのネットワークメディアを介して受信する際に用いられる画像符号化装置および画像復号装置に適用することができる。また、本技術は、光、磁気ディスク、およびフラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置および画像復号装置に適用することができる。さらに、本技術は、それらの画像符号化装置および画像復号装置などに含まれる動き予測補償装置にも適用することができる。
＜３．第３の実施の形態＞
［コンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
図２５において、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
コンピュータ５００において、CPU（Central Processing Unit）５０１，ROM（Read Only Memory）５０２，RAM（Random Access Memory）５０３は、バス５０４により相互に接続されている。
バス５０４には、さらに、入出力インタフェース５０５が接続されている。入出力インタフェース５０５には、入力部５０６、出力部５０７、記憶部５０８、通信部５０９、及びドライブ５１０が接続されている。
入力部５０６は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部５０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部５０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部５０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ５１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア５１１を駆動する。
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU５０１が、例えば、記憶部５０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース５０５及びバス５０４を介して、RAM５０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
コンピュータ５００（CPU５０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア５１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア５１１をドライブ５１０に装着することにより、入出力インタフェース５０５を介して、記憶部５０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部５０９で受信し、記憶部５０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM５０２や記憶部５０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本技術は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置は、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。
＜４．応用例＞
［第１の応用例：テレビジョン受像機］
図２６は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース９１１、及びバス９１２を備える。
チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからEPG（Electronic Program Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。
デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。
映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUI（Graphical User Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。
表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はOELD（Organic ElectroLuminescence Display）（有機ELディスプレイ）など）の映像面上に映像又は画像を表示する。
音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてD/A変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。
外部インタフェース９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
制御部９１０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、プログラムデータ、EPGデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。
ユーザインタフェース９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。
バス９１２は、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース９０９及び制御部９１０を相互に接続する。
このように構成されたテレビジョン装置９００において、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置の機能を有する。それにより、テレビジョン装置９００での画像の復号に際して、インターレース信号についての動きベクトルの復号において、符号化効率を向上させることができることができる。
［第２の応用例：携帯電話機］
図２７は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１、操作部９３２、及びバス９３３を備える。
アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、及び制御部９３１を相互に接続する。
携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをA/D変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、RAM又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USB（Unallocated Space Bitmap）メモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。
また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記憶再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
このように構成された携帯電話機９２０において、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置の機能を有する。それにより、携帯電話機９２０での画像の符号化及び復号に際して、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができる。
［第３の応用例：記録再生装置］
図２８は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データ及び映像データを復号する。
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース９４２、エンコーダ９４３、HDD（Hard Disk Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、OSD（On-Screen Display）９４８、制御部９４９、及びユーザインタフェース９５０を備える。
チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース９４２は、例えば、IEEE1394インタフェース、ネットワークインタフェース、USBインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース９４２を介して受信される映像データ及び音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
エンコーダ９４３は、外部インタフェース９４２から入力される映像データ及び音声データが符号化されていない場合に、映像データ及び音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。
HDD９４４は、映像及び音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラムおよびその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、HDD９４４は、映像及び音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。
ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録及び読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばDVDディスク（DVD-Video、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等）又はBlu-ray（登録商標）ディスクなどであってよい。
セレクタ９４６は、映像及び音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをHDD９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、HDD９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをOSD９４８へ出力する。また、デコーダ９０４は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。
OSD９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、OSD９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を重畳してもよい。
制御部９４９は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。
ユーザインタフェース９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。
このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３は、上述した実施形態に係る画像符号化装置の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置の機能を有する。それにより、記録再生装置９４０での画像の符号化及び復号に際して、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができる。
［第４の応用例：撮像装置］
図２９は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース９７１、及びバス９７２を備える。
光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、及び制御部９７０を相互に接続する。
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、CCD（Charge Coupled Device）又はCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。
信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。
画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、OSD９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。
OSD９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。
外部インタフェース９６６は、例えばUSB入出力端子として構成される。外部インタフェース９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得る。さらに、外部インタフェース９６６は、LAN又はインターネットなどのネットワークに接続されるネットワークインタフェースとして構成されてもよい。即ち、外部インタフェース９６６は、撮像装置９６０における伝送手段としての役割を有する。
メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はSSD（Solid State Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。
制御部９７０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。
ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。
このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４は、上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置の機能を有する。それにより、撮像装置９６０での画像の符号化及び復号に際して、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができる。
なお、本明細書では、予測動きベクトルのコードナンバ、差分動きベクトル情報、および予測動きベクトル情報などの各種情報が、符号化ストリームに多重化されて、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。しかしながら、これら情報を伝送する手法はかかる例に限定されない。例えば、これら情報は、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成する予測動きベクトル生成部と、
前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うパリティ調整部と、
前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する動きベクトル復号部と
を備える画像処理装置。
（２） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが異なる位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行う
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが正反対の位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1または-1のシフト調整を行う
前記（２）に記載の画像処理装置。
（４） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がBTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がTBである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1のシフト調整を行う
前記（３）に記載の画像処理装置。
（５） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれ、または前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれのどちらか一方だけがあり、他方がない場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2または-1/2のシフト調整を行う
前記（２）に記載の画像処理装置。
（６） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がTTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がBTである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2のシフト調整を行う
前記（５）に記載の画像処理装置。
（７） 前記動きベクトル復号部は、Advanced Motion Vector Predictionに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（８） 前記動きベクトル復号部は、Motion Partition Mergingに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９） 画像処理装置が、
インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成し、
前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行い、
垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する
画像処理方法。
（１０） インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成する予測動きベクトル生成部と、
前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うパリティ調整部と、
前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する動きベクトル符号化部と
を備える画像処理装置。
（１１） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが異なる位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行う
前記（１０）に記載の画像処理装置。
（１２） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが正反対の位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1または-1のシフト調整を行う
前記（１１）に記載の画像処理装置。
（１３） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がBTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がTBである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1のシフト調整を行う
前記（１２）に記載の画像処理装置。
（１４） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれ、または前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれのどちらか一方だけがあり、他方がない場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2または-1/2のシフト調整を行う
前記（１１）に記載の画像処理装置。
（１５） 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がTTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がBTである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2のシフト調整を行う
前記（１４）に記載の画像処理装置。
（１６） 前記動きベクトル符号化部は、Advanced Motion Vector Predictionに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する
前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７） 前記動きベクトル符号化部は、Motion Partition Mergingに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する
前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８） 画像処理装置が、
インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成し、
前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行い、
垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する
画像処理方法
１００ 画像符号化装置， １０６ 可逆符号化部， １１５ 動き予測・補償部， １２１ 動きベクトル符号化部， １２２ パリティ調整部， １５１ 空間隣接動きベクトルバッファ， １５２ 時間隣接動きベクトルバッファ， １５３ 候補予測動きベクトル生成部， １５４ コスト関数値算出部， １５５ 最適予測動きベクトル決定部， １６１ フィールド判別部， １６２ 動きベクトルシフト部， ２００ 画像復号装置， ２０２ 可逆復号部， ２１２ 動き予測・補償部， ２２１ 動きベクトル復号部， ２２２ パリティ調整部， ２５１ 予測動きベクトル情報バッファ， ２５２ 差分動きベクトル情報バッファ， ２５３ 予測動きベクトル再構築部， ２５４ 動きベクトル再構築部， ２５５ 空間隣接動きベクトルバッファ， ２５６ 時間隣接動きベクトルバッファ， ２６１ フィールド判別部， ２６２ 動きベクトルシフト部

Claims (18)

  1. インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成する予測動きベクトル生成部と、
    前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うパリティ調整部と、
    前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する動きベクトル復号部と
    を備える画像処理装置。
  2. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが異なる位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行う
    請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが正反対の位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1または-1のシフト調整を行う
    請求項２に記載の画像処理装置。
  4. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がBTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がTBである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1のシフト調整を行う
    請求項３に記載の画像処理装置。
  5. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれ、または前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれのどちらか一方だけがあり、他方がない場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2または-1/2のシフト調整を行う
    請求項２に記載の画像処理装置。
  6. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がTTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がBTである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2のシフト調整を行う
    請求項５に記載の画像処理装置。
  7. 前記動きベクトル復号部は、Advanced Motion Vector Predictionに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する
    請求項２に記載の画像処理装置。
  8. 前記動きベクトル復号部は、Motion Partition Mergingに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する
    請求項２に記載の画像処理装置。
  9. 画像処理装置が、
    インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの復号に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成し、
    前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行い、
    垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを復号する
    画像処理方法。
  10. インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成する予測動きベクトル生成部と、
    前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行うパリティ調整部と、
    前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する動きベクトル符号化部と
    を備える画像処理装置。
  11. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが異なる位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行う
    請求項１０に記載の画像処理装置。
  12. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれと、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれとが正反対の位相ずれである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1または-1のシフト調整を行う
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がBTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がTBである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1のシフト調整を行う
    請求項１２に記載の画像処理装置。
  14. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれ、または前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係が示す位相のずれのどちらか一方だけがあり、他方がない場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2または-1/2のシフト調整を行う
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  15. 前記パリティ調整部は、前記対象領域と前記対象参照領域とのパリティ関係がTTであり、前記時間周辺領域と前記周辺参照領域とのパリティ関係がBTである場合、前記予測動きベクトル生成部により生成された時間予測動きベクトルの垂直成分について、1/2のシフト調整を行う
    請求項１４に記載の画像処理装置。
  16. 前記動きベクトル符号化部は、Advanced Motion Vector Predictionに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  17. 前記動きベクトル符号化部は、Motion Partition Mergingに基づき、前記パリティ調整部により垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  18. 画像処理装置が、
    インターレース信号の画像の対象領域の動きベクトルの符号化に用いる予測動きベクトルのうちの時間予測動きベクトルを、前記対象領域の時間的に周辺に位置する時間周辺領域の動きベクトルを用いて生成し、
    前記対象領域と前記対象領域の動きベクトルにより参照される対象参照領域とのパリティ関係および前記時間周辺領域と前記時間周辺領域の動きベクトルにより参照される周辺参照領域とのパリティ関係に応じて、生成された時間予測動きベクトルの垂直成分のシフト調整を行い、
    垂直成分のシフト調整が行われた時間予測動きベクトルを用いて、前記対象領域の動きベクトルを符号化する
    画像処理方法。
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