JP2013258732A - 画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化用集積回路 - Google Patents

画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化用集積回路 Download PDF

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Abstract

【課題】符号化処理の高速化を図ることができる画像符号化装置を提供する。
【解決手段】符号化対象ブロックの前ブロックが選択しうる全ての動き情報に対する、符号化対象ブロックの全ての動き情報候補を算出し、前ブロックの動き情報が決定した後、算出した動き情報候補から、前ブロックについて決定した動き情報に対応する動き情報を、符号化対象ブロックのスキップモード等における動き情報とする。
【選択図】図２

Description

本発明は画像を圧縮符号化する画像符号化装置に関し、特に圧縮符号化処理の高速化に
関する。
画像の圧縮符号化方式であるＭＰＥＧ４ＡＶＣ（Motion Pictures Experts Group 4 Ad
vanced Video Coding）規格には、符号化モードとして、スキップモードと空間ダイレク
トモードとが規定されている。
両符号化モードは、共に圧縮符号化（以下、単に「符号化」ともいう）の対象となる画
像（以下、「符号化対象画像」という）を、所定サイズ、例えば１６×１６画素のマクロ
ブロック単位で処理する際に、現在の処理対象であるマクロブロック（以下、「符号化対
象ブロック」という）の動きベクトルと符号化対象ブロックの予測に使用する、符号化対
象ブロックと同サイズの参照画像を識別する参照画像番号（以下、両者の組を「動き情報
」という）とを、その符号化対象ブロックに隣接する複数のマクロブロック（以下、「隣
接ブロック」という）の動き情報に基づいて算出する。そして、算出した動き情報に基づ
いて予測した、符号化対象ブロックの予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情
報を符号化する。
つまり、スキップモード又は空間ダイレクトモード（以下、「スキップモード等」とも
いう）により符号化したマクロブロックの動き情報は、復号する際に隣接ブロックの動き
情報から算出できるため、符号化対象ブロックの動き情報を符号化する必要がなく、即ち
、符号化対象ブロックの予測画像と原画像との差分情報のみを符号化すればよいため、ス
キップモード等により符号化することによって、符号量を減らすことができる。
ところで、画像の符号化処理を高速化するために、各マクロブロックについて、パイプ
ラインにより並列に処理する技術が知られている。
上述の通り、符号化対象ブロックをスキップモード等により符号化するためには、隣接
ブロックの動き情報が必要となる。
従って、例えば、パイプラインステージを、各マクロブロックについて順次、スキップ
モード等により符号化する場合の動き情報を算出する第１ステージと第１ステージの処理
が完了したマクロブロックについて、スキップモード等により符号化した場合の符号量に
基づいてスキップモード等により符号化するかを判定する第２ステージとに分けて構成し
た場合に、符号化対象ブロックについての第１ステージの処理を開始する際に、符号化対
象ブロックに対する全ての隣接ブロックについての第２ステージの処理が完了していない
場合には、各隣接ブロックについて符号化モードが決定していないこととなる。
即ち、各隣接ブロックについての動き情報が決定していないため、第１ステージにおい
て、符号化対象ブロックについてのスキップモード等における動き情報の算出ができない
こととなる。
この問題を解決する技術として、例えば特許文献１の画像符号化装置がある。以下、特
許文献１における画像符号化装置について説明する。
特許文献１における画像符号化装置は、符号化対象画像をマクロブロック単位でパイプ
ラインにより並列に符号化する画像符号化装置であり、符号化対象画像の左上のマクロブ
ロックから水平方向に１行分処理し、次の行の処理に進み、右下のマクロブロックまで順
に処理する。
特許文献１における画像符号化装置は、符号化対象ブロックの処理を開始する際に、隣
接ブロックの１つである、符号化対象ブロックの左のマクロブロック（以下、「前ブロッ
ク」という）の動き情報の算出が完了していない場合に、前ブロックの代わりに動きベク
トルの算出が完了している、前ブロックの左のブロック（以下、「近傍ブロック」という
）の動き情報を用いて、符号化対象ブロックのスキップモード等における動き情報を生成
する。
その後、前ブロックの動き情報の算出が完了すると、算出された前ブロックの動き情報
と近傍ブロックの動き情報が一致するかを確認し、一致する場合には、スキップモード等
により符号化対象ブロックを符号化できることとなる。
このように、特許文献１における画像符号化装置では、前ブロックの動き情報の算出が
完了していなくても、近傍ブロックの動き情報を用いて符号化対象ブロックの動きベクト
ルの算出を行うため、パイプラインによる並列処理を妨げることなく符号化処理の高速化
を実現できる。
特許第３８７９７４１号公報
しかし、特許文献１における画像符号化装置では、近傍ブロックの動き情報を用いて符
号化対象ブロックの動きベクトルの算出を行うため、算出された前ブロックの動き情報と
近傍ブロックの動き情報が一致せず、スキップモード等により符号化できない場合も少な
くない。
そこで、本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、従来とは異なる方法により、
符号化処理の高速化を図ることができる画像符号化装置を提供する。
上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、画像について、所定サイ
ズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化装置であって、各ブロックを処理対象とし
て逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する予測画像候補特定情報を、当該ブロッ
クの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定情報に基づき生成する第１処理手段と
、前記第１処理手段において１のブロックが処理されるのと並行して、当該第１処理手段
による処理が完了したブロックについての予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定
情報が示す予測画像の候補から、当該ブロックの前ブロックに対して選択された１つの予
測画像を特定する予測画像特定情報に基づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき
差分信号として、選択された１つの予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された
１つの予測画像を特定する予測画像特定情報を生成する第２処理手段とを備えることを特
徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置による画像符号化方法
は、画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化方法であって
、各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する予測画像
候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定情報に基
づき生成する第１処理ステップと、前記第１処理ステップにおいて１のブロックが処理さ
れるのと並行して、当該第１処理ステップによる処理が完了したブロックについての予測
画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該ブロック
の前ブロックに対して選択された１つの予測画像を特定する予測画像特定情報に基づいて
選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された１つの予測画像と
原画像との差分信号を出力し、選択された１つの予測画像を特定する予測画像特定情報を
生成する第２処理ステップとを含むことを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置に用いられるコンピュ
ータプログラムは、画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する圧縮符号
化処理をコンピュータに行わせるためのコンピュータプログラムであって、前記圧縮符号
化処理は、各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補を特定する
予測画像候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画像候補特定
情報に基づき生成する第１処理ステップと、前記第１処理ステップにおいて１のブロック
が処理されるのと並行して、当該第１処理ステップによる処理が完了したブロックについ
ての予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該
ブロックの前ブロックに対して選択された１つの予測画像を特定する予測画像特定情報に
基づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された１つの予
測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された１つの予測画像を特定する予測画像特
定情報を生成する第２処理ステップとを含むことを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置に用いられる画像符号
化用集積回路は、画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化
用集積回路であって、各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックの予測画像の候補
を特定する予測画像候補特定情報を、当該ブロックの前に処理された前ブロックの予測画
像候補特定情報に基づき生成する第１処理手段と、前記第１処理手段において１のブロッ
クが処理されるのと並行して、当該第１処理手段による処理が完了したブロックについて
の予測画像を、当該ブロックの予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から、当該ブ
ロックの前ブロックに対して選択された１つの予測画像を特定する予測画像特定情報に基
づいて選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された１つの予測
画像と原画像との差分信号を出力し、選択された１つの予測画像を特定する予測画像特定
情報を生成する第２処理手段とを備えることを特徴とする。
ここで、所定サイズのブロックは、ｎ×ｎ画素、例えば１６×１６画素のマクロブロッ
クであり、予測画像は、各ブロックと同サイズの画像である。
上述の構成を備える本発明に係る画像符号化装置は、第１処理手段では、各ブロックに
ついて、そのブロックの予測画像候補特定情報を前ブロックの予測画像候補特定情報に基
づいて生成しておき、第２処理手段では、第１処理手段による処理と並行して、第１処理
手段による処理が完了した１のブロックについての予測画像を、そのブロックの予測画像
候特定情報が示す予測画像の候補から、前ブロックに対して選択された１つの予測画像を
特定する予測画像特定情報に基づき選択するため、各ブロックについて、第１処理手段に
よる処理開始時にそのブロックの前ブロックに対する予測画像が決定されていなくても、
そのブロックの圧縮符号化処理を開始することができる。
即ち、各ブロックについて、そのブロックの前ブロックの予測画像の決定を待たずに符
号化処理を開始できるため、符号化処理の高速化を実現できる。
また、予測画像候補特定情報として、例えば動き情報（動きベクトルと参照画像）の候
補を使用することにより、各ブロックの予測画像候補特定情報は、前ブロックの動き情報
の候補に基づいて生成された動き情報の候補となり、ＭＰＥＧ４ＡＶＣにおけるスキップ
モードや空間ダイレクトモードによる符号化が可能となり、符号量を抑えることができる
。
また、前記画像符号化装置は、逐次入力される画像を圧縮符号化するものであり、各ブ
ロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、他の画像を探索することによ
り検出した動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含むと
してもよい。
これにより、他の画像を探索することにより検出した動きベクトルとして、例えばＭＰ
ＥＧ４ＡＶＣにおける画面間予測（インターモード）で規定されている動きベクトルを用
いることにより、予測画像候補特定情報には、画面間予測（インターモード）における予
測画像を特定する特定情報が含まれる。
従って、予測画像特定情報が示す複数の予測画面の候補から、例えば符号量が最小とな
る予測画像をブロック毎に選択することによって、符号量を抑えた圧縮符号化が可能とな
る。
また、各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、
当該ブロックに対して所定位置にある前記前ブロックを含む複数の隣接ブロックの動き
ベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含むこととしてもよい
。
これにより、例えば、隣接ブロックを、ＭＰＥＧ４ＡＶＣ規格のスキップモードにおい
て用いられる所定のマクロブロックとすることにより、予測画像候補特定情報が示す予測
画像の候補には、スキップモードや空間ダイレクトモードにより符号化した場合の予測画
像が含まれるため、この予測画像が選択された場合に、符号量を抑えることができる。
また、前記画像符号化装置は、更に各ブロックを処理対象として逐次、当該ブロックに
対して所定位置にある画素の画素値に基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情
報を前記予測画像候補特定情報に含ませる第３処理手段を備え、前記第２処理手段は、前
記第１処理手段による処理が完了したブロックについての予測画像を、前記第３処理手段
が前記特定情報を含ませた予測画像候補特定情報が示す予測画像の候補から選択すること
としてもよい。
これにより、所定位置にある画素の画素値として、例えばＭＰＥＧ４ＡＶＣにおける画
面内予測（イントラモード）で規定されている所定の画素の画素値を用いることにより、
予測画像候補特定情報には、画面内予測（イントラモード）における予測画像の候補を特
定する特定情報が含まれる。
従って、予測画像特定情報が示す複数の予測画面の候補から、例えば符号量が最小とな
る予測画像をブロック毎に選択することによって、符号量を抑えた圧縮符号化が可能とな
る。
また、前記予測画像候補特定情報は、前記第２処理手段による処理が完了したブロック
の予測画像特定情報にも基づいて生成したものであるとしてもよい。
これにより、例えば、第１処理手段による処理対象のブロックをＭＢｎ、第２処理手段
による処理対象のブロックをＭＢｎ−１、第２処理手段による処理が完了したブロックを
ＭＢｎ−２とすると、ＭＢｎの予測画像候補特定情報は、ＭＢｎ−２の予測画像候補特定
情報に基づいて生成された、ＭＢｎ−１の予測画像候補特定情報に基づいて生成されるこ
とになるが、第２処理手段による処理が完了したＭＢｎ―２の予測画像特定情報に基づい
て、ＭＢｎの予測画像候補特定情報を生成することにより、ＭＢｎの予測画像候補特定情
報が示す予測画像の候補の数の増大を抑えることができる。
また、各ブロックについて、当該ブロックの予測画像候補特定情報は、当該ブロックの
前ブロックの予測画像の候補の一部のみを特定する情報に基づいて生成したものであるこ
ととしてもよい。
これにより、符号化対象ブロックの予測画像候補特定情報は、その前ブロックの予測画
像候補の一部のみを特定する情報に基づいて生成するため、予測画像候補特定情報が示す
予測画像の候補の数を抑えることにより、画像符号化装置の処理負荷を減らすことができ
る。
また、前記画像符号化装置は、第１ステージと第２ステージとの２つのパイプラインス
テージから構成されるパイプラインにより処理を行うものであり、前記第１処理手段は、
各ブロックを処理対象として逐次、他の画像を探索することにより検出した当該ブロック
の動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特定する特定情報を含む前記予測画
像候補特定情報を生成する動き検出部と、当該ブロックに対して所定位置にある前記前ブ
ロックを含む複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいて生成した予測画像の候補を特
定する特定情報を前記予測画像候補特定情報に含める動きベクトル投機算出部とを含み、
前記第１ステージの処理を実行するものであり、前記第２処理手段は、前記予測画像候補
特定情報が示す予測画像の候補のうち、前記動きベクトル投機算出部が生成した特定情報
が示す予測画像の候補を前記前ブロックについての予測画像特定情報に基づいて絞り込む
動きベクトル決定部と、前記動きベクトル決定部が絞り込んだ予測画像の候補と、前記予
測画像候補特定情報が示す予測画像の候補のうち、前記動き検出部が生成した特定情報が
示す予測画像の候補とから、前記第１処理手段による処理が完了したブロックについての
予測画像を選択し、圧縮符号化結果に反映されるべき差分信号として、選択された１つの
予測画像と原画像との差分信号を出力し、選択された１つの予測画像を特定する予測画像
特定情報を生成するモード判定部とを含み、前記第２ステージの処理を実行するものであ
ることとしてもよい。
これにより、各ブロックについて、第１処理手段において生成される予測画像候補特定
情報には、動きベクトル投機算出部が前ブロックの予測画像候補特定情報に基づいて生成
したそのブロックの予測画像の候補を特定する特定情報を含み、第２処理手段における動
きベクトル決定部が、動きベクトル投機算出部により生成された特定情報が示すそのブロ
ックの予測画像の候補を、前ブロックについての予測画像特定情報に基づき絞り込むため
、各ブロックについて、第１処理手段による処理開始時にそのブロックの前ブロックに対
する予測画像が決定されていなくても、そのブロックの圧縮符号化処理を開始することが
できる。
また、各ブロックについて、第１処理手段において生成される予測画像候補特定情報に
は、動き検出部において生成された特定情報を含み、第２処理手段におけるモード判定部
は、動きベクトル決定部が絞り込んだ予測画像の候補と、予測画像候補特定情報が示す予
測画像の候補のうち、動き検出部が生成した特定情報が示す予測画像の候補とから、予測
画像を選択するため、例えば符号量が最小となる予測画像をブロック毎に選択することに
よって、符号量を抑えた圧縮符号化が可能となる。
本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００のパイプライン処理の流れを説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の機能構成図である。 本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置２００の機能構成図である。 本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置２００の処理を示すフローチャートである。 符号化対象ブロックと隣接画素との関係を説明するための図である。 符号化対象ブロックと隣接ブロックとの関係を説明するための図である。
以下、本発明の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＞
＜概要＞
実施の形態１に係る画像符号化装置は、ＭＰＥＧ４ＡＶＣ規格に準拠し、符号化対象画
像を、所定サイズ（例えば、１６×１６画素）のマクロブロック単位でパイプライン処理
により符号化する画像符号化装置を改良したものである。
実施の形態１に係る画像符号化装置は、イントラモードとインターモードとスキップモ
ードとの３つの符号化モードうち、符号量が最小になる符号化モードをマクロブロック毎
に選択し、選択した符号化モードによりそのマクロブロックを符号化する。
以下、各符号化モードについて簡単に説明する。
イントラモードとは、符号化対象のマクロブロックである符号化対象ブロックに隣接す
る画素（以下、「隣接画素」という）の画素値に基づいて符号化対象ブロックの予測画像
を生成し、生成した予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情報を符号化する符
号化モードである。
ここで、隣接画素について図６を用いて説明する。
図６は、符号化対象ブロックと隣接画素との関係を説明するための図である。
隣接画素とは、同図に示す符号化対象ブロックの左のマクロブロックの１６画素（同図
Ａの画素）と上のマクロブロックの１６画素（同図Ｂの画素）をいう。
予測画像の生成は、複数の予測モード（垂直予測、水平予測等）から１つの予測モード
を選択して、選択した予測モードに対応した隣接画素内の画素値、つまり、予測モード毎
に異なる隣接画素内の画素値を用いて行う。
予測モードとして、例えば垂直予測を選択する場合、符号化対象ブロックの各列の画素
の画素値は、同列にある同図Ｂの各画素の画素値と等しいものとして予測画像を生成する
。
なお、予測モードの選択方法については、従来技術であるため詳細な説明は省略するが
、例えば周辺のマクロブロックの予測モードに基づいて選択する方法などを用いることが
できる。
インターモードとは、符号化対象ブロックを含む符号化対象画像と異なる画像（以下、
「探索領域画像」という）を探索することにより、符号化対象ブロックと似たブロックへ
の相対位置を示すための動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルと探索領域画像を
示す参照画像番号とからなる動き情報に基づき符号化対象ブロックの予測画像を生成し、
生成した予測画像と符号化対象ブロックの原画像との差分情報と動き情報とを符号化する
符号化モードである。
スキップモードとは、符号化対象ブロックに隣接する複数のマクロブロックである隣接
ブロックの動き情報を用いて符号化対象ブロックの動き情報を算出し、算出した動き情報
に基づいて符号化対象ブロックの予測画像を生成し、生成した予測画像と符号化対象ブロ
ックの原画像との差分情報を符号化する符号化モードである。このようにスキップモード
では、差分情報のみを符号化し、動き情報を符号化する必要がないため、符号量を抑える
ことができる。
ここで、隣接ブロックについて、図７を用いて説明する。
図７は、符号化対象ブロックと隣接ブロックとの関係を説明するための図である。同図
に示すＡ〜Ｆのマクロブロックのうち、ブロックＥをスキップモードにおける符号化対象
ブロックとすると、隣接ブロックとは、ブロックＢ〜Ｄのことをいう。
ただし、ブロックＣが符号化対象画像に存在しない等、ブロックＣの動き情報を用いる
ことができない場合には、ブロックＣに代えてブロックＡをブロックＥの隣接ブロックと
し、更にブロックＡ〜Ｃの全てが符号化対象画像内に存在しない等、ブロックＡ〜Ｃの全
ての動き情報を用いることができない場合には、ブロックＤのみをブロックＥの隣接ブロ
ックとする。なお、以下では、符号化対象ブロックＥの左のブロックＤを「前ブロック」
と呼ぶ。
ブロックＢ〜ＤをブロックＥの隣接ブロックとした場合、ブロックＥの動きベクトルは
、ブロックＢ〜Ｄの各動きベクトルの水平成分及び垂直成分それぞれについての中央値（
メディアン）を取り、求めたものである。なお、隣接ブロックの中に符号化モードがイン
トラモードであるマクロブロックがある場合、そのマクロブロックの動きベクトルは「０
」であるとして、ブロックＥの動きベクトルを算出する。
また、ブロックＥのスキップモードにおける参照画像は、ブロックＥを含む符号化対象
画像の１つ前に表示される画像であり、参照画像番号は「０」である。
なお、参照画像番号は、表示順において符号化対象ブロックを含む符号化対象画像を基
準にした参照画像の位置（相対位置）を示す番号であり、表示順が符号化対象画像から離
れるほど、大きな参照画像番号が割り当てられる。
以下、実施の形態１に係る画像符号化装置について、図１を用いて具体的に説明する。
図１は、実施の形態１に係る画像符号化装置のパイプライン処理の流れを説明するため
の図である。
実施の形態１に係る画像符号化装置は、符号化対象画像について、マクロブロック毎に
符号量が最小となる符号化モードを選択して、選択した符号化モードによりそのマクロブ
ロックを符号化するものであり、符号化対象画像の左上のマクロブロックから水平方向に
１行分処理して、次の行の処理に移り、右上のマクロブロックまで順に処理する。
同図に示すように、実施の形態１に係る画像符号化装置の処理は、第１ステージから第
４ステージまでの４ステージパイプラインにより構成され、各タイムスロット（ＴＳ１、
ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４、・・・）において各パイプラインステージにおける処理は並行
して行われる。
以下、符号化対象画像において、ｎ番目に処理を開始されるマクロブロック（ＭＢｎ）
に着目して、各パイプラインステージにおける処理の概要を説明する。
まず、第１ステージでは、ＭＢｎについてインターモードにより符号化する場合の動き
情報の検出とスキップモードにより符号化する場合の動き情報の算出を並行して行う。
次に、第２ステージでは、ＭＢｎについて各符号化モードで符号化する場合の予測画像
の生成と、各予測画像と原画像との差分情報の算出を並行して行い、符号量が最小となる
符号化モードをＭＢｎの符号化モードとして決定する。
次に、第３ステージ及び第４ステージでは、第２ステージで決定したＭＢｎの符号化モ
ードによりＭＢｎを符号化し、符号化後の符号化ストリームを生成する。
ところで、第１ステージにおいて、ＭＢｎについてスキップモードにおける動き情報を
算出するためには、ＭＢｎの前ブロックであるＭＢｎ−１の動き情報が必要となるが、Ｍ
Ｂｎ−１の符号化モードは第２ステージの処理の完了により決定する。
従って、ＭＢｎについての第１ステージにおける処理を開始する時点（ＴＳ１の開始時
点）で、ＭＢｎ−１は、第２ステージにおける処理を開始されようとしており、ＭＢｎ−
１の符号化モードは決定していない。即ち、ＭＢｎ−１の動き情報は決定していない。
そのため、実施の形態１に係る画像符号化装置は、第１ステージにおいて、ＭＢｎ−１
の符号化モードを、上述した各符号化モード（イントラモードとインターモードとスキッ
プモード）それぞれに仮定した場合のＭＢｎのスキップモードにおける各動き情報（以下
、「動き情報候補」という）を算出する。つまり、ＭＢｎのスキップモードにおける動き
情報として３つの候補を算出する。
また、ＭＢｎについての第２ステージにおける処理を開始する時点（ＴＳ２の開始時点
）では、ＭＢｎ−１についての第２ステージにおける処理は完了しているため、ＭＢｎ−
１の符号化モードは決定している。
そのため、第２ステージでは、第１ステージにおいて算出したＭＢｎのスキップモード
における３つの動き情報候補から、決定したＭＢｎ−１の符号化モードに対応する動き情
報を、ＭＢｎのスキップモードにおける動き情報として選択し、選択した動き情報に基づ
いてＭＢｎのスキップモードにおける予測画像を生成し、生成した予測画像とＭＢｎの原
画像との差分情報を算出する。
また、上記処理と並行して第２ステージでは、ＭＢｎのイントラモード及びインターモ
ードおける予測画像をそれぞれ生成し、各予測画像とＭＢｎの原画像との差分情報をそれ
ぞれ算出する。なお、ＭＢｎのインターモードにおける予測画像は、第１ステージにおい
て検出した動き情報に基づいて生成する。
また、第２ステージでは、ＭＢｎについての各符号化モード（イントラモード、インタ
ーモード、スキップモード）における差分情報が算出されると、各符号化モードにおける
差分情報から各符号化モードにおける符号量を算出して、最も符号量が小さくなる符号化
モードを、ＭＢｎにおける符号化モードとして決定する。
このように、実施の形態１に係る画像符号化装置は、前ブロックの動き情報の決定を待
つことなく符号化対象ブロックの処理を開始できるため、パイプラインによる符号化処理
の高速化を維持しつつ、符号化対象ブロックについてスキップモードによる符号化が可能
となるため、符号化量を抑えることができる。
＜構成＞
まず、実施の形態１に係る画像符号化装置１００の構成について、図２を用いて説明す
る。
図２は、画像符号化装置１００の機能構成図である。
同図に示すように、画像符号化装置１００は、動き検出部１０１、動きベクトル投機算
出部１０２、第１動き補償部１０３、動きベクトル決定部１０４、第２動き補償部１０５
、イントラ予測部１０６、モード判定部１０７、直交変換部１０８、量子化部１０９、逆
量子化部１１０、逆直交変換部１１１、加算部１１２、デブロックフィルタ部１１３、可
変長符号化部１１４、ＤＭＡコントローラ１１５、外部メモリ１１６を含んで構成される
。
また、画像符号化装置１００は、図示していないが、ＣＰＵ（Central Processing Uni
t）及び内部メモリを備え、上述の動き検出部１０１、動きベクトル投機算出部１０２、
第１動き補償部１０３、動きベクトル決定部１０４、第２動き補償部１０５、イントラ予
測部１０６、モード判定部１０７、直交変換部１０８、量子化部１０９、逆量子化部１１
０、逆直交変換部１１１、加算部１１２、デブロックフィルタ部１１３、可変長符号化部
１１４の各機能は、内部メモリに記憶されているプログラムをＣＰＵに実行させることに
より実現される。
また、本実施の形態では、動き検出部１０１の処理と動きベクトル投機算出部１０２の
処理とが第１ステージに、第１動き補償部１０３の処理と動きベクトル決定部１０４の処
理と第２動き補償部１０５の処理とイントラ予測部１０６の処理とモード判定部１０７の
処理とが第２ステージに、直交変換部１０８の処理と量子化部１０９の処理と逆量子化部
１１０の処理と逆直交変換部１１１の処理と加算部１１２の処理とが第３ステージに、デ
ブロックフィルタ部１１３の処理と可変長符号化部１１４の処理とが第４ステージに相当
するようパイプラインを構成している。なお、第１ステージの処理は、本発明における第
１処理手段に相当し、第２ステージの処理は、本発明における第２処理手段と第3処理手
段とに相当する。
動き検出部１０１は、符号化対象ブロックについてのインターモードにおける動きベク
トルを検出し、検出した動きベクトルと動きベクトルの検出に用いた探索領域画像を示す
参照画像番号とからなる動き情報を動きベクトル投機算出部１０２及び第１動き補償部１
０３に送出する機能を有する。
具体的には、動き検出部１０１は、符号化対象ブロック（例えば、１６×１６画素のマ
クロブロック）の原画像と動きベクトルの探索対象である探索領域画像とをＤＭＡコント
ローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリ（図示しない）に読み出し、読み
出した符号化対象ブロックの原画像と探索領域画像との間でブロックマッチングを行い、
探索領域画像において、符号化対象ブロックの原画像と最も類似度が高いマクロブロック
を見つけることにより、そのマクロブロックへの相対位置を示す動きベクトルを検出する
。
なお、動きベクトルの検出に関し、小数画素精度（１／２画素精度、１／４画素精度）
の動きベクトルの検出も可能であるが、説明の便宜上、整数画素制度の動きベクトルの検
出を行うものとして説明する。
また、探索領域画像は、後述するデブロックフィルタ部１１３により外部メモリ１１６
に格納されたデブロック処理後の復号画像であり、以下では、例えば表示順において、符
号化対象ブロックを含む符号化対象画像の１つ前の画像に対する復号画像であるとして説
明する。
動きベクトルを検出すると、動き検出部１０１は、検出した動きベクトルと探索領域画
像を示す参照画像番号、つまり動き情報を動きベクトル投機算出部１０２及び第１動き補
償部１０３に送出する。
動きベクトル投機算出部１０２は、符号化対象ブロックについてスキップモードにおけ
る動き情報候補を算出し、算出した符号化対象ブロックの動き情報候補を動きベクトル決
定部１０４に送出する機能を有する。
即ち、動きベクトル投機算出部１０２は、後述するモード判定部１０７により内部メモ
リに格納された、符号化対象ブロックの前ブロック以外の隣接ブロックの動き情報と、符
号化モードが決定していない前ブロックが選択し得る全ての符号化モードに対する各動き
情報に基づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補を算出する。
以下、動き情報候補の算出について、具体的に説明する。なお、前ブロックの符号化モ
ードによらず、参照画像番号は「０」である。
前ブロックの符号化モードがイントラモードであると仮定した場合、前ブロックの動き
ベクトルは０であるとして、前ブロックを含む隣接ブロックの動きベクトルから符号化対
象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロックがイントラモードであると仮定
して算出した動き情報を「ｍ１」と呼ぶ。
また、前ブロックの符号化モードがインターモードであると仮定した場合、動き検出部
１０１から受領した前ブロックのインターモードにおける動きベクトルと、他の隣接ブロ
ックの動きベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロッ
クの符号化モードがインターモードであると仮定して算出した動き情報を「ｍ２」と呼ぶ
。
また、前ブロックの符号化モードがスキップモードであると仮定した場合、前ブロック
についてもスキップモードにおける３つの動き情報候補を有することとなる。
そこで、動きベクトル投機算出部１０２は、後述するモード判定部１０７から受領した
、前ブロックの左のマクロブロックに対して決定した符号化モードを示すモード情報を用
いて、前ブロックのスキップモードにおける３つの動き情報候補から、前ブロックの左の
マクロブロックに対して決定した符号化モードに対応する１つの動きベクトルを、前ブロ
ックのスキップモードにおける動きベクトルとして選択し、選択した前ブロックのスキッ
プモードにおける動き情報の動きベクトルと他の隣接ブロックの動きベクトルから符号化
対象ブロックの動きベクトルを算出する。以下、前ブロックの符号化モードがスキップモ
ードであると仮定して算出した動き情報を「ｍ３」と呼ぶ。
なお、動きベクトル投機算出部１０２は、符号化対象ブロックに対して算出した動き情
報候補（ｍ１〜ｍ３）を内部メモリに格納しておく。格納された動き情報候補（ｍ１〜ｍ
３）は、次に処理されるマクロブロックに対してｍ３の動き情報を算出する際に使用され
る。
また、動きベクトル投機算出部１０２は、算出した動き情報候補（ｍ１〜ｍ３）が示す
各参照画像を、ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに読
み出しておく。この参照画像は、第２動き補償部１０５の後述する符号化対象ブロックの
スキップモードにおける予測画像の生成処理に使用される。
第１動き補償部１０３は、動き検出部１０１から受領した符号化対象ブロックのインタ
ーモードにおける動き情報に基づいて予測画像を生成し、予測画像と内部メモリに格納さ
れた符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情報と動き情報
とをモード判定部１０７に送出する機能を有する。
予測画像の生成について、具体的には、動き検出部１０１から受領した参照画像番号が
示す探索領域画像において、動きベクトルが示すブロックを予測画像とする。
動きベクトル決定部１０４は、後述するモード判定部１０７から受領したモード情報が
示す前ブロックの符号化モードに対応する１つの動き情報を、動きベクトル投機算出部１
０２から受領した符号化対象ブロックのスキップモードにおける３つの動き情報候補（ｍ
１〜ｍ３）から選択し、選択した符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報
を第２動き補償部１０５へ送出する機能を有する。
例えば、前ブロックの符号化モードがインターモードに決定した場合には、符号化対象
ブロックのスキップモードにおける動き情報としてｍ２を第２動き補償部１０５へ送出す
る。
第２動き補償部１０５は、動きベクトル決定部１０４から受領した、符号化対象ブロッ
クのスキップモードにおける動き情報に基づいて予測画像を生成し、予測画像と内部メモ
リに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情報
と動きベクトル決定部１０４から受領したスキップモードにおける動き情報をモード判定
部１０７に送出する機能を有する。
予測画像の生成について、具体的には、動きベクトル決定部１０４から受領した動き情
報が示す参照画像を予測画像とする。
イントラ予測部１０６は、符号化対象ブロックの隣接画素の画像を、ＤＭＡコントロー
ラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに読み出し、隣接画素の画素値に基づ
き、符号化対象ブロックのイントラモードにおける予測画像を生成し、予測画像と内部メ
モリに格納された符号化対象ブロックの原画像との差分情報を算出し、予測画像と差分情
報と予測画像の生成に使用した予測モードを示す予測モード情報とをモード判定部１０７
に送出する機能を有する。
なお、イントラ予測部１０６が外部メモリ１１６から読み出す隣接画素の画像は、後述
する加算部１１２により外部メモリ１１６に格納された復号画像である。
モード判定部１０７は、第１動き補償部１０３から受領したインターモードにおける差
分情報と第２動き補償部１０５から受領したスキップモードにおける差分情報とイントラ
予測部１０６とから受領したイントラモードにおける差分情報とに基づき、符号量が最小
となる符号化モードを符号化対象ブロックの符号化モードとして決定する機能を有する。
なお、インターモードにより符号化する場合の符号量には、上述の差分情報だけでなく動
き情報の符号量も考慮する。
また、モード判定部１０７は、決定した符号化モードを示すモード情報を動きベクトル
投機算出部１０２と動きベクトル決定部１０４とに送出し、決定した符号化モードについ
ての差分情報を直交変換部１０８に送出し、決定した符号化モードについての予測画像を
加算部１１２に送出し、可変長符号化部１１４にモード情報と決定した符号化モードに応
じた情報（インターモードに決定した場合の動き情報や、イントラモードに決定した場合
の予測モード情報）を送出する。
なお、モード判定部１０７は、決定した符号化モードに対応する動き情報（インターモ
ードにおける動き情報、又はスキップモードにおける動き情報）を内部メモリに格納する
。
直交変換部１０８は、モード判定部１０７から受領した差分情報に対し離散コサイン変
換等の直交変換処理を行い、処理結果である係数情報を量子化部１０９に送出する機能を
有する。
量子化部１０９は、直交変換部１０８から受領した係数情報に対し量子化処理を行い、
量子化した係数情報を逆量子化部１１０と可変長符号化部１１４に送出する機能を有する
。
逆量子化部１１０は、量子化部から受領した量子化した係数情報に対し、逆量子化処理
を行い、処理結果である係数情報を逆直交変換部１１１に送出する機能を有する。
逆直交変換部１１１は、逆量子化部１１０から受領した係数情報に対し、逆直交変換処
理を行い、処理結果である差分情報を加算部１１２に送出する機能を有する。
加算部１１２は、モード判定部１０７から受領した予測画像と、逆直交変換部１１１か
ら受領した差分情報とを加算し、符号化対象ブロックの復号画像を生成し、生成した復号
画像をデブロックフィルタ部１１３へ送出すると共に、ＤＭＡコントローラ１１５を介し
て外部メモリ１１６に格納する機能を有する。
デブロックフィルタ部１１３は、加算部１１２から受領した復号画像に対し、デブロッ
クフィルタによるブロック歪の除去処理（以下、「デブロック処理」という）を行い、デ
ブロック処理後の復号画像を、ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６に格
納する機能を有する。
可変長符号化部１１４は、量子化部１０９から受領した量子化した係数情報に対し可変
長符号化処理や算術符号化処理を行い、処理後の符号化ストリームを、ＤＭＡコントロー
ラ１１５を介して外部メモリ１１６に格納する機能を有する。なお、モード判定部１０７
から受領したモード情報と決定した符号化モードに応じた情報は符号化ストリームにおけ
るヘッダの生成に使用される。
ＤＭＡコントローラ１１５は、各部からの外部メモリ１１６へのアクセス要求を調停し
、外部メモリ１１６と内部メモリとの間のデータ転送を行う一般的なＤＭＡコントローラ
である。
外部メモリ１１６は、各符号化対象ブロックと、加算部により格納された復号画像と、
デブロックフィルタ部１１３により格納されたデブロック処理後の復号画像と、可変長符
号化部１１４により格納された符号化ストリームとを記憶するＤＲＡＭなどで構成された
メモリである。
＜動作＞
次に、上記構成を備える画像符号化装置１００の動作について、図３を用いて説明する
。
図３は、画像符号化装置１００の動作を示すフローチャートである。
以下では、画像符号化装置１００の処理をパイプラインステージ毎に説明する。なお、
第１ステージから第４ステージまでの各パイプラインステージは、異なるマクロブロック
を処理対象として並列して処理する。
＜第１ステージの動作＞
まず、第１ステージでの画像符号化装置１００の動作について説明する。第１ステージ
では、以下説明する動き検出部１０１の処理（ステップＳ０１〜０３）と、動きベクトル
投機算出部１０２の処理（ステップＳ０４、０５）とは、並行して実行される。
動き検出部１０１は、符号化対象ブロックの原画像と動きベクトルの探索対象である探
索領域画像とを、ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに
読み出す（ステップＳ０１、Ｓ０２）。
動き検出部１０１は、探索領域画像から符号化対象ブロックの原画像と最も類似度が高
いマクロブロックを探索して動きベクトルを検出し（ステップＳ０３）、第１動き補償部
１０３に検出した動きベクトルと探索領域画像を示す参照画像番号、つまり動き情報を送
出する。
一方、動きベクトル投機算出部１０２は、符号化対象ブロックの前ブロックの符号化モ
ードをイントラモードとインターモードとスキップモードとのそれぞれに仮定し、それぞ
れに仮定した場合の符号化対象ブロックの動き情報候補（ｍ１〜ｍ３）を算出し（ステッ
プＳ０４）、算出した動き情報候補（ｍ１〜ｍ３）を動きベクトル決定部１０４に送出す
る。
また、動きベクトル投機算出部１０２は、動き情報候補（ｍ１〜ｍ３）それぞれが示す
参照画像を、ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに読み
出す（ステップＳ０５）。
＜第２ステージの動作＞
次に、第２ステージでの画像符号化装置１００の動作について説明する。
第２ステージでは、以下説明する第１動き補償部１０３の処理（ステップＳ０６、０７
）と、動きベクトル決定部１０４及び第２動き補償部１０５の処理（ステップＳ０８〜１
０）と、イントラ予測部１０６の処理（ステップＳ１１、１２）とは、並行して実行され
る。
第１動き補償部１０３は、動き検出部１０１から受領した動き情報に基づいてインター
モードにおける符号化対象ブロックの予測画像を生成する（ステップＳ０６）。
第１動き補償部１０３は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロ
ックの原画像との差分情報を算出し（ステップＳ０７）、算出した差分情報と、生成した
予測画像と、動き検出部１０１から受領した動き情報とをモード判定部１０７に送出する
。
また、動きベクトル決定部１０４は、動きベクトル投機算出部１０２から受領した動き
情報候補（ｍ１〜ｍ３）から、モード判定部１０７から受領した前ブロックのモード情報
が示す符号化モードに対応する動き情報を、符号化対象ブロックのスキップモードにおけ
る動き情報として選択し（ステップＳ０８）、選択した動き情報を第２動き補償部１０５
に送出する。
第２動き補償部１０５は、動きベクトル決定部１０４から受領した動き情報に基づいて
スキップモードにおける符号化対象ブロックの予測画像を生成する（ステップＳ０９）。
第２動き補償部１０５は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロ
ックの原画像との差分情報を算出し（ステップＳ１０）、算出した差分情報と、生成した
予測画像と動きベクトル決定部１０４から受領したスキップモードにおける動き情報をモ
ード判定部１０７に送出する。
また、イントラ予測部１０６は、符号化対象ブロックの隣接画素の画像を、ＤＭＡコン
トローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに読み出し、隣接画素の画素値
に基づき、符号化対象ブロックのイントラモードにおける予測画像を生成する（ステップ
Ｓ１１）。
イントラ予測部１０６は、生成した予測画像と内部メモリに格納された符号化対象ブロ
ックの原画像との差分情報を算出し（ステップＳ１２）、算出した差分情報と、生成した
予測画像と、予測モード情報とをモード判定部１０７に送出する。
モード判定部１０７は、第１動き補償部１０３と第２動き補償部１０５とイントラ予測
部１０６からそれぞれ受領した差分情報に基づいて各符号化モード（インターモード、ス
キップモード、イントラモード）のうち、符号化量が最小となる符号化モードを、符号化
対象ブロックの符号化モードとして決定する（ステップＳ１３）。
モード判定部１０７は、決定した符号化モードを示すモード情報を動きベクトル投機算
出部１０２と動きベクトル決定部１０４に、決定した符号化モードにおける差分情報を直
交変換部１０８に、決定した符号化モードにおける予測画像を加算部１１２に、モード情
報と決定した符号化モードに応じた情報（インターモードに決定した場合の動き情報や、
イントラモードに決定した場合の予測モード情報）を可変長符号化部１１４に送出する。
＜第３ステージの動作＞
次に、第３ステージでの画像符号化装置１００の動作について説明する。
直交変換部１０８は、モード判定部１０７から受領した差分情報に対して離散コサイン
変換等の直交変換処理を行い、処理結果である係数情報を量子化部１０９に送出し（ステ
ップＳ１４）、量子化部１０９は、直交変換部１０８から受領した係数情報に対して量子
化処理を行い、量子化した係数情報を逆量子化部１１０と可変長符号化部１１４に送出す
る（ステップＳ１５）。
逆量子化部１１０は、量子化部から受領した量子化した係数情報に対して逆量子化処理
を行い、処理結果である係数情報を逆直交変換部１１１に送出し（ステップＳ１６）、逆
直交変換部１１１は、逆量子化部１１０から受領した係数情報に対して逆直交変換処理を
行い、処理結果である差分情報を加算部１１２に送出する（ステップＳ１７）。
＜第４ステージの動作＞
次に、第４ステージでの画像符号化装置１００の動作について説明する。
第４ステージでは、以下説明する加算部１１２とデブロックフィルタ部
１１３の処理（ステップＳ１８〜２０）と、可変長符号化部１１４の処理（ステップＳ２
１、２２）とは、並行して実行される。
加算部１１２は、モード判定部１０７から受領した予測画像と、逆直交変換部１１１か
ら受領した差分情報とを加算し、符号化対象ブロックの復号画像を生成し（ステップＳ１
８）、生成した復号画像をデブロックフィルタ部１１３へ送出すると共に、ＤＭＡコント
ローラ１１５を介して外部メモリ１１６に格納する。
デブロックフィルタ部１１３は、加算部１１２から受領した復号画像に対してデブロッ
ク処理を行い（ステップＳ１９）、デブロック処理後の復号画像を、ＤＭＡコントローラ
１１５を介して外部メモリ１１６に格納する（ステップＳ２０）。
可変長符号化部１１４は、量子化部１０９から受領した量子化した係数情報に対し可変
長符号化処理や算術符号化処理を行い（ステップＳ２１）、処理後の符号化ストリームを
、ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６に格納する（ステップＳ２２）。
＜考察＞
以下、本実施の形態に係る画像符号化装置１００が奏する効果について、特許文献１に
おける画像符号化装置と比較して説明する。
特許文献１における画像符号化装置では、前ブロックの代わりに他の近傍ブロックの動
き情報を用いて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報を生成している
ため、パイプラインによる符号化処理の高速化を維持することはできるが、後に決定した
前ブロックの動き情報と近傍ブロックの動き情報とが相違する場合には、スキップモード
による符号化ができないという問題がある。
一方、画像符号化装置１００は、符号化対象ブロックの前ブロックが選択し得る全ての
動き情報に基づいて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を算出
し、前ブロックの動き情報決定後に、算出した動き情報効果から、決定した前ブロックの
動き情報に対応する１つの動き情報を、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動
き情報として選択する。
従って、パイプラインによる符号化処理の高速化を維持しつつ、各マクロブロックにつ
いて確実にスキップモードによる符号化が可能となるため、符号化量を削減することがで
きる。
＜実施の形態２＞
＜概要＞
実施の形態１の動きベクトル投機算出部１０２は、前ブロックが選択しうる全ての符号
化モード（イントラモード、インターモード、スキップモード）のそれぞれに対する各動
き情報に基づいて、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を全て算
出し、各動き情報候補が示す全ての参照画像を取得するものである。
しかし、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情報候補を全て算出し、各
動き情報候補が示す全ての参照画像を取得するものとすると、動きベクトル投機算出部１
０２の処理時間、特に参照画像の転送処理時間が大きくなり、また、全ての参照画像を格
納するための大容量の内部メモリが必要となる。
そこで、実施の形態２の動きベクトル投機算出部は、前ブロックが選択し得る各符号化
モードのうち、画質や符号化効率の向上に有効な符号化モード、具体的にはインターモー
ドとスキップモードとに対する各動き情報のみに基づいて、符号化対象ブロックのスキッ
プモードにおける動き情報候補を算出し、各動き情報候補が示す参照画像を取得する。
これにより、動きベクトル投機算出部の処理時間、特に参照画像の転送処理時間を抑え
、また、内部メモリの容量を削減することができる。
＜構成＞
まず、実施の形態２に係る画像符号化装置２００の構成について、図４を用いて説明す
る。
図４は、画像符号化装置２００の機能構成図である。
同図に示すように、画像符号化装置２００は、動き検出部１０１、第１動き補償部１０
３、第２動き補償部１０５、イントラ予測部１０６、直交変換部１０８、量子化部１０９
、逆量子化部１１０、逆直交変換部１１１、加算部１１２、デブロックフィルタ部１１３
、可変長符号化部１１４、ＤＭＡコントローラ１１５、外部メモリ１１６、動きベクトル
投機算出部２０１、確認部２０２、動きベクトル決定部２０３、モード判定部２０４を含
んで構成される。
動きベクトル投機算出部２０１、確認部２０２、動きベクトル決定部２０３、モード判
定部２０４以外については、実施の形態１に係る画像符号化装置１００と同様であるため
、説明は省略する。
また、画像符号化装置２００は、図示していないが、ＣＰＵ（Central Processing Uni
t）及び内部メモリを備え、上述の動きベクトル投機算出部２０１、確認部２０２、動き
ベクトル決定部２０３、モード判定部２０４の各機能は、内部メモリに記憶されているプ
ログラムをＣＰＵに実行させることにより実現される。
また、本実施の形態では、動きベクトル投機実行部４０１の処理は、第１ステージに、
確認部２０２の処理と動きベクトル決定部２０３の処理とモード判定部２０４の処理とは
、第２ステージに相当するようパイプラインを構成している。
動きベクトル投機算出部２０１は、基本的には、画像符号化装置１００の動きベクトル
投機算出部１０２と同様の機能を有するが、動き情報が決定していない前ブロックが選択
し得る符号化モードのうち、インターモードとスキップモードとに対する各動き情報に基
づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補（ｍ２、ｍ３）を算出し、動きベクトル決定
部２０３に送出すると共に、算出した動き情報候補（ｍ２、ｍ３）が示す各参照画像を、
ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに読み出しておく点
で、動きベクトル投機算出部１０２とは異なる。
確認部２０２は、モード判定部２０４から受領した前ブロックのモード情報が示す符号
化モードがインターモード又はスキップモードであるかを確認し、動きベクトル決定部２
０３及びモード判定部２０４に確認結果を示す確認結果情報を送出する機能を有する。
動きベクトル決定部２０３は、基本的には、画像符号化装置１００の動きベクトル決定
部１０４と同様の機能を有するが、確認部２０２から受領した確認結果情報が示す確認結
果が、前ブロックの符号化モードはインターモード又はスキップモードでない、即ちイン
トラモードである旨を示す場合に、符号化対象ブロックのスキップモードにおける動き情
報の選択を行わない点で、ベクトル決定部１０４とは異なる。
モード判定部２０４は、基本的には、画像符号化装置１００のモード判定部１０７と同
様の機能を有するが、確認部２０２から受領した確認結果情報が示す確認結果が、前ブロ
ックの符号化モードはインターモード又はスキップモードでない、即ちイントラモードで
ある旨を示す場合に、スキップモード以外のモードを符号化対象ブロックの符号化モード
として決定する点で、モード判定部１０７とは異なる。
つまり、前ブロックの符号化モードがイントラモードである場合には、第１動き補償部
１０３から受領したインターモードにおける差分情報とイントラ予測部１０６とから受領
したイントラモードにおける差分情報とに基づき、インターモードとイントラモードとの
うち符号量が小さくなる符号化モードを、符号化対象ブロックの符号化モードとして決定
する。
＜動作＞
次に、上記構成を備える画像符号化装置２００の動作について、図５を用いて説明する
。
図５は、画像符号化装置２００の動作を示すフローチャートである。同図に示すステッ
プＳ０１〜Ｓ２２の処理は、図３に示す実施の形態１に係る画像符号化装置１００の同符
号の処理と同様であるため、説明は省略し、以下では、相違点のみについて説明する。
第１ステージにおいて、動き検出部１０１の処理（ステップＳ０１〜０３）と並行して
、動きベクトル投機算出部２０１は、符号化対象ブロックの前ブロックの符号化モードを
インターモードとスキップモードとのそれぞれに仮定し、それぞれに仮定した場合の符号
化対象ブロックの動き情報候補（ｍ２、ｍ３）を算出し（ステップＳ３１）、算出した動
き情報候補（ｍ２、ｍ３）を動きベクトル決定部２０３に送出する。
また、動きベクトル投機算出部２０１は、動き情報候補（ｍ２、ｍ３）それぞれが示す
参照画像を、ＤＭＡコントローラ１１５を介して外部メモリ１１６から内部メモリに読み
出す（ステップＳ３２）。
第２ステージにおいて、第１動き補償部１０３の処理（ステップＳ０６、０７）と、イ
ントラ予測部１０６の処理（ステップＳ１１、１２）と並行して、確認部２０２は、モー
ド判定部１０７から受領した前ブロックのモード情報が示す符号化モードがインターモー
ド又はスキップモードであるか否かを確認し（ステップＳ３３）、確認結果を示す確認結
果情報を動きベクトル決定部２０３とモード判定部２０４とに送出する。
確認結果情報が、前ブロックの符号化モードはインターモード又はスキップモードであ
る旨を示す場合には（ステップＳ３３：Ｙ）、動きベクトル決定部２０３は、モード判定
部１０７から受領した前ブロックのモード情報が示す符号化モードに対応する動き情報を
、動きベクトル投機算出部２０１から受領した動き情報候補（ｍ２、ｍ３）から符号化対
象ブロックのスキップモードにおける動き情報として選択し（ステップＳ３４）、選択し
た動き情報を第２動き補償部１０５に送出する。
第２動き補償部１０５は、実施の形態１で説明したように、スキップモードにおける符
号化対象ブロックの予測画像の生成（ステップＳ０９）と、符号化対象ブロックの予測画
像と原画像との差分情報の算出（ステップＳ１０）とを行い、算出した差分情報と、生成
した予測画像と、動きベクトル決定部２０３から受領したスキップモードにおける動き情
報とをモード判定部２０４に送出する。
確認結果情報が、前ブロックの符号化モードはインターモード又はスキップモードでな
い旨、即ちイントラモードである旨を示す場合には（ステップＳ３３：Ｎ）、ステップＳ
３４、Ｓ０９、Ｓ１０の処理を行わず、以降説明するステップＳ３５に進む。
モード判定部１０７は、受領している差分情報とに基づき、符号化量が最小となる符号
化モードを、符号化対象ブロックの符号化モードとして決定する（ステップＳ３５）。
つまり、前ブロックの符号化モードがインターモード又はスキップモードである旨を示
す確認結果情報を確認部２０２から受領している場合には、第１動き補償部１０３と第２
動き補償部１０５とイントラ予測部１０６とからそれぞれ差分情報を受領しているため、
３つの差分情報に基づいて符号化対象ブロックの符号化モードを決定する。
一方、前ブロックの符号化モードがインターモード又はスキップモードでない旨、即ち
、イントラモードである旨を示す確認結果情報を確認部２０２から受領している場合には
、第２動き補償部１０５から差分情報を受領していないため、第１動き補償部１０３とイ
ントラ予測部１０６とから受領した２つの差分情報に基づき、符号化対象ブロックの符号
化モードを決定する。
＜補足＞
以上、本発明に係る画像符号化装置について実施の形態に基づいて説明したが、以下の
ように変形することも可能であり、本発明は上述した実施の形態で示した通りの画像符号
化装置に限られないことは勿論である。即ち、
（１）各実施の形態において、動き検出部１０１が動き検出を行う際に用いる探索領域
画像は、符号化対象ブロックを含む符号化対象画像の１つの前の画像に対する復号画像で
あるとして説明したが、１つ前の画像に対するもの限らず、複数枚前の画像に対する復号
画像であってもよい。
また、探索領域画像は、符号化対象画像の１つの前の画像に対する復号画像全体である
として説明したが、その一部であってもよい。例えば、符号化対象画像の１つの前の画像
に対する復号画像において、符号化対象ブロックと同じ位置にあるブロックとその周囲１
５画素の範囲の画像としてもよい。
（２）各実施の形態においては、４ステージパイプラインにより処理を行うものとして
説明したが、ＣＰＵの処理能力に応じて、例えば、実施の形態１における第３ステージと
第４ステージとを１つのステージにするよう構成し、３ステージパイプラインにより処理
することとしてもよい。
（３）実施の形態１における動きベクトル投機算出部１０２は、符号化対象ブロックの
スキップモードにおける動き情報候補を算出するものとして説明したが、空間ダイレクト
モードにおける動き情報候補を算出するものとしてもよい。
なお、スキップモードにおいては、前ブロックの符号化モードがいずれのモードであっ
ても参照画像番号は「０」であるとして説明したが、空間ダイレクトモードの場合、Ｌ０
、Ｌ１方向それぞれについて、隣接ブロックの各参照画像番号のうち、最小の参照画像番
号を符号化対象ブロックの参照画像番号とする点でスキップモードの場合とは異なる。
ただし、隣接ブロックの参照画像番号が「−１」、即ち隣接ブロックの符号化モードが
イントラモードである等の場合には、符号化対象ブロックの空間ダイレクトモードにおけ
る参照画像番号は「０」となる。
なお、実施の形態２の動きベクトル投機算出部２０１においても同様に変形することが
可能である。
（４）実施の形態２において、動きベクトル投機算出部２０１は、動き情報が決定して
いない前ブロックが選択し得る符号化モードのうち、インターモードとスキップモードと
における各動き情報に基づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補（ｍ２、ｍ３）を算
出するものとして説明したが、これに限られるものではなく、例えば、イントラモードと
スキップモードとに対する各動き情報に基づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補（
ｍ１、ｍ３）を算出するものとしてもよいし、スキップモードに対する動き情報のみに基
づいて、符号化対象ブロックの動き情報候補（ｍ３）を算出するものとしてもよい。
また、動きベクトル投機算出部２０１が算出する動き情報候補の個数に制限はなく、Ｃ
ＰＵの処理能力等に応じて決定することが可能である。
（５）各実施の形態において、イントラ予測部１０６の処理が第２ステージの処理に含
まれるものとして説明したが、イントラ予測部１０６の処理は、第１ステージの処理に含
まれるものとしてもよい。つまり、イントラ予測部１０６の処理は、モード判定部１０７
（又は２０４）が符号化対象ブロックの符号化モードを決定するまでに、完了していれば
よい。
（６）実施の形態１において、動き検出部１０１、動きベクトル投機算出部１０２、第
１動き補償部１０３、動きベクトル決定部１０４、第２動き補償部１０５、イントラ予測
部１０６、モード判定部１０７、直交変換部１０８、量子化部１０９、逆量子化部１１０
、逆直交変換部１１１、加算部１１２、デブロックフィルタ部１１３、可変長符号化部１
１４の各機能は、内部メモリに記憶されているプログラムをＣＰＵに実行させることによ
り実現するものとして説明したが、その処理の一部又は全部をハードウェアにより実現し
てもよい。
その際、各機能は、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現されるが、これらは個
別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
なお、実施の形態２における動きベクトル投機算出部２０１、確認部２０２、動きベク
トル決定部２０３、モード判定部２０４の各機能についても同様である。
（７）各実施の形態において、画像符号化装置の各機能を実現するためにＣＰＵに実行
させるプログラムを、記録媒体に記録し、又は各種通信路等を介して流通させ、頒布させ
ることもできる。このような記録媒体には、ＩＣカード、ハードディスク、光ディスク、
フレキシブルディスク、ＲＯＭ等がある。流通、頒布されたプログラムは、プロセッサに
読み出され得るメモリ等に格納されることにより利用に供され、そのプロセッサがそのプ
ログラムを実行することにより、各実施の形態で示したような画像符号化装置の各種機能
が実現されるようになる。
（８）各実施の形態に係る画像符号化装置は、ＭＰＥＧ４ＡＶＣ規格に準拠するものと
して説明したが、他の圧縮符号化方式、例えばＭＰＥＧ４等に準拠するものであってもよ
い。
本発明に係る画像符号化装置は、符号化処理の高速化を図るために利用される。
１００、２００ 画像符号化装置
１０１ 動き検出部
１０２、２０１ 動きベクトル投機算出部
１０３ 第１動き補償部
１０４、２０３ 動きベクトル決定部
１０５ 第２動き補償部
１０６ イントラ予測部
１０７、２０４ モード判定部
１０８ 直交変換部
１０９ 量子化部
１１０ 逆量子化部
１１１ 逆直交変換部
１１２ 加算部
１１３ デブロックフィルタ部
１１４ 可変長符号化部
１１５ ＤＭＡコントローラ
１１６ 外部メモリ
２０２ 確認部

Claims (5)

  1. 画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化装置であって、
    符号化対象ブロックの動き情報を符号化せず、前記符号化対象ブロックの隣接ブロックの動き情報に基づいて前記符号化対象ブロックの動き情報を算出する第１の符号化モードを有し、
    符号化対象ブロックの隣接ブロックのうち符号化モード未決定ブロックの決定され得る符号化モードの一部または全部のそれぞれに対応して、前記符号化対象ブロックを第１の符号化モードで符号化する場合の動き情報候補を１つ以上生成する動きベクトル投機算出手段と、
    前記符号化モード未決定ブロックの符号化モードが、前記動きベクトル投機算出手段で動き情報を生成した符号化モードのうちの何れかに決定された場合は、
    前記１つ以上の動き情報候補のうち、当該決定された符号化モードに対応する１つの動き情報候補を、前記符号化対象ブロックを第１の符号化モードで符号化する場合の動き情報として決定する動きベクトル決定手段と、
    を備える画像符号化装置。
  2. 画面間予測を用いる第２の符号化モードと、画面内予測を用いる第３の符号化モードとを有し、
    前記符号化モード未決定ブロックを第２の符号化モードで符号化する場合の動き情報を生成する動き検出手段と、
    前記動きベクトル決定手段により決定された動き情報を用いて動き補償を行い、第１の符号化モードにおける第１の差分情報を生成する第１の動き補償手段と、
    前記動き検出手段により生成された動き情報を用いて動き補償を行い、第２の符号化モードにおける第２の差分情報を生成する第２の動き補償手段と、
    前記符号化モード未決定ブロックに対して画面内予測を行い、第３の符号化モードにおける第３の差分情報を生成するイントラ予測手段と、
    前記第１の差分情報、前記第２の差分情報、および前記第３の差分情報に基づいて、前記符号化モード未決定ブロックの符号化モードを決定するモード判定手段と、
    を更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
  3. 前記動き検出手段と前記動きベクトル投機算出手段とを第１の処理手段に含み、
    前記第１の動き補償手段と前記第２の動き補償手段と前記イントラ予測手段と前記動きベクトル決定手段と前記モード判定手段とを第２の処理手段に含み、
    前記第１の処理手段での処理と前記第２の処理手段での処理とを並列に実行することを特徴とする請求項２記載の画像符号化装置。
  4. 前記第１の処理手段での処理と前記第２の処理手段での処理とをパイプライン処理により並列に実行することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
  5. 画像について、所定サイズのブロック単位で圧縮符号化する画像符号化装置であって、
    符号化対象ブロックの動き情報を符号化せず、前記符号化対象ブロックの隣接ブロックの動き情報に基づいて前記符号化対象ブロックの動き情報を算出する第１の符号化モードを有し、
    符号化対象ブロックの隣接ブロックのうち、符号化モード未決定ブロックの決定され得る符号化モードの一部または全部のそれぞれに対応して、前記符号化対象ブロックを第１の符号化モードで符号化する場合の動き情報候補を１つ以上生成する動きベクトル投機算出ステップと、
    前記符号化モード未決定ブロックの符号化モードが、前記動きベクトル投機算出ステップで動き情報を生成した符号化モードのうちの何れかに決定された場合は、
    前記１つ以上の動き情報候補のうち、当該決定された符号化モードに対応する１つの動き情報候補を、前記符号化対象ブロックを第１の符号化モードで符号化する場合の動き情報として決定する動きベクトル決定ステップと、
    を備える画像符号化方法。
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