JP2013258741A - 動画像復号装置、動画像復号方法及び動画像復号プログラム、並びに、受信装置、受信方法、及び受信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】動きベクトルの予測精度と符号化効率を向上させる方法を提供する。
【解決手段】第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０は復号対象ブロックに隣接する復号済みブロックの動きベクトルから第１予測動きベクトル候補リストを生成する。第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２は復号済み画像における復号対象ブロックと同一位置のブロック及び同一位置のブロックに隣接するブロックの動きベクトルから第２予測動きベクトル候補リストを生成する。結合判定部１３１は復号対象ブロックのブロックサイズと閾サイズの比較により、第１および第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する。予測ベクトル候補リスト決定部１３３は復号対象ブロックのブロックサイズが閾サイズよりも小さい場合、第２予測ベクトル候補リストを結合せずに第１予測ベクトル候補リストから第３予測ベクトル候補リストを生成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、動き補償予測を用いた動画像復号技術に関し、特に動き補償予測で利用する
動きベクトルの復号技術に関する。

一般的な動画像圧縮符号化では動き補償予測が利用される。動き補償予測は、対象画像
を細かいブロックに分割し、復号済みの画像を参照画像として、動きベクトルで示される
動き方向に動き量だけ、対象画像の対象ブロックと同一の位置から移動した位置の参照画
像を予測信号として生成する技術である。動き補償予測には１本の動きベクトルを利用し
て単方向に行うものと、２本の動きベクトルを利用して双方向に行うものがある。

また、動きベクトルについても、処理対象ブロックに隣接する符号化済みのブロックの
動きベクトルを予測動きベクトル（単に「予測ベクトル」ともいう）とし、処理対象ブロ
ックの動きベクトルと予測ベクトルとの差分を求め、差分ベクトルを符号化ベクトルとし
て伝送することで圧縮効率を向上させている。

ＭＰＥＧ−４ＡＶＣでは、ＭＰＥＧ−２よりも動き補償予測のブロックサイズを細かく
且つ多様にすることで動き補償予測の効率を向上させている。一方、ブロックサイズを細
かくしたことで動きベクトル数が増加するため、符号化ベクトルの符号量が問題となった
。

そのため、ＭＰＥＧ−２では単純に処理対象ブロックの左に隣接するブロックの動きベ
クトルを予測ベクトルとしていた（非特許文献１）が、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣでは複数の隣
接ブロックの動きベクトルの中央値を予測ベクトルとすることで予測ベクトルの精度を向
上させ、符号化ベクトルの符号量の増加を抑制している（非特許文献２）。更に、ＭＰＥ
Ｇ−４ＡＶＣにおいて、符号化済みの別の画像の動きベクトルを利用して、符号化ベクト
ルの符号化効率を向上させる技術が知られている。

ISO/IEC 13818-2 Information technology -- Generic coding of moving pictures and associated audio information: Video ISO/IEC 14496-10 Information technology -- Coding of audio-visual objects -- Part 10: Advanced Video Coding

非特許文献１および２のいずれに記載された方法においても、予測ベクトルは一つしか
得られないため、予測精度が悪く、符号化効率が良くならないという問題がある。本発明
者らは予測ベクトルの候補を複数用いる方法を取ることを考えたが、その場合、予測ベク
トルの候補を識別するためのインデックスを符号化することが必要になり、インデックス
の符号量が増えるという課題があることを認識するに至った。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、動きベクトルの予測
精度と符号化効率を向上させることのできる動画像復号技術を提供することにある。

ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号装置であって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成部と、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号部と、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部とを備え前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、ことを特徴とする動画像復号装置を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号方法であって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップとを有し、前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、ことを特徴とする動画像復号方法を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号プログラムであって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップとをコンピュータに実行させ、前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、ことを特徴とする動画像復号プログラムを提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信装置であって復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成部と、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記符号化ビット列から復号する復号部と、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部とを備え、前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、ことを特徴とする受信装置を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信方法であって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記符号化ビット列から復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップとを有し、前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、ことを特徴とする受信方法を提供する。
また、ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信プログラムであって、復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記符号化ビット列から復号する復号ステップと、前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップとをコンピュータに実行させ、前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、ことを特徴とする受信プログラムを提供する。

本発明によれば、動きベクトルの予測精度と符号化効率を向上させることができる。

第１の実施の形態の動画像符号化装置の構成を説明する図である。 図１の第１動き情報メモリと第２動き情報メモリにおける動きベクトルと参照画像インデックスの管理方法を説明する図である。 図１の動き情報生成部の構成を説明する図である。 第１の候補ブロック群を説明する図である。 第２の候補ブロック群を説明する図である。 図３の予測ベクトル候補リスト生成部の構成を説明する図である。 第１の実施の形態の動画像符号化装置の符号化の動作を説明するフローチャートである。 図１の動き情報生成部の動作を説明するフローチャートである。 図６の予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。 図６の第１予測ベクトル候補リスト生成部と第２予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。 第１の候補ブロック群に対しての各方向の検査を説明する図である。 第２の候補ブロック群に対しての各方向の検査を説明する図である。 第１の実施の形態の動画像復号装置を説明する図である。 図１３の動き情報再生部の構成を説明する図である。 第１の実施の形態の動画像復号装置の復号の動作を説明するフローチャートである。 図１４の動き情報再生部の動作を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態の拡張例による予測ベクトル候補リスト生成部の構成を説明する図である。 第１の実施の形態の拡張例による予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態の拡張例によるＰＯＣ差による所定閾サイズを説明する図である。 第１の実施の形態の拡張例による予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態の動画像符号化装置の構成を説明する図である。 図２１の動き情報圧縮部と動き情報伸張部による動き情報の圧縮と伸張を説明する図である。 第２の実施の形態のＳＰＳのシンタックスの一部を説明する図である。 第２の実施の形態の動画像符号化装置の符号化の動作を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態の動画像復号装置を説明する図である。 第２の実施の形態の動画像復号装置の復号の動作を説明するフローチャートである。 予測符号化モードを説明する図である。 画像を最大符号化ブロックに分割する例を説明する図である。 符号化ブロックを説明する図である。 予測ブロックを説明する図である。 予測ブロックサイズを説明する図である。 予測ブロックのシンタックスの一例を説明する図である。 Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ Ｕｎａｒｙ符号列を説明する図である。

まず、本発明の実施の形態の前提となる技術を説明する。

現在、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などの符号化方式に準拠した装置お
よびシステムが普及している。そのような符号化方式では、時間軸上に連続する複数の画
像をデジタル信号の情報として取り扱う。その際、効率の高い情報の放送、伝送または蓄
積などを目的とし、時間方向の冗長性を利用した動き補償予測、および空間方向の冗長性
を利用した離散コサイン変換などの直交変換を用いて圧縮符号化する。

１９９５年にはＭＰＥＧ−２ビデオ（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−２）符号化方式が
、汎用の映像圧縮符号化方式として制定され、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）および
Ｄ−ＶＨＳ（登録商標）規格のデジタルＶＴＲによる磁気テープなどの蓄積メディア、な
らびにデジタル放送などのアプリケーションとして広く用いられている。

さらに、２００３年に、国際標準化機構（ＩＳＯ）と国際電気標準会議（ＩＥＣ）のジ
ョイント技術委員会（ＩＳＯ／ＩＥＣ）と、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴ
Ｕ−Ｔ）の共同作業によってＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４と呼ばれる符号化方式（
ＩＳＯ／ＩＥＣでは１４４９６−１０、ＩＴＵ−ＴではＨ．２６４の規格番号がつけられ
ている。以下、これをＭＰＥＧ−４ＡＶＣと呼ぶ）が国際標準として制定された。

現在、国際標準化機構（ＩＳＯ）と国際電気標準会議（ＩＥＣ）のジョイント技術委員
会（ＩＳＯ／ＩＥＣ）と、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）の共同作
業によってＨＥＶＣと呼ばれる符号化方式の標準化が検討されている。

（予測符号化モード）
本発明の実施の形態では、動き補償予測の方向や符号化ベクトル数を様々なブロックサ
イズで切り替えることが可能となっている。

ここで、動き補償予測の方向と符号化ベクトル数を関連付けた予測符号化モードの一例
について図２８を用いて簡単に説明する。

動き補償予測の方向が単方向であって符号化ベクトル数が１である単方向モード（Ｕｎ
ｉＰｒｅｄ）、動き補償予測の方向が双方向であって符号化ベクトル数が２である双方向
モード（ＢｉＰｒｅｄ）、動き補償予測の方向が双方向であって符号化ベクトル数が０で
ある時間ダイレクトモード（Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｄｉｒｅｃｔ）と空間ダイレクトモード
（Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｉｅｒｃｔ）がある。また、動き補償予測を実施しない予測符号化
モードであるイントラモード（Ｉｎｔｒａ）もある。

（参照画像インデックス）
本発明の実施の形態では、動き補償予測の精度向上のために、動き補償予測において複
数の参照画像の中から最適な参照画像を選択することを可能とする。そのため、動き補償
予測で利用した参照画像を参照画像インデックスとして符号化ベクトルとともに符号化ス
トリーム中に符号化する。動き補償予測で利用する参照画像インデックスは０以上の数値
となる。

（符号化ブロック）
本発明の実施の形態では、入力された画像信号を図２９のように最大符号化ブロック単
位に分割し、分割した符号化ブロックをラスタースキャン順序で処理する。

符号化ブロックは階層構造となっており、符号化効率などを考慮して順次均等に４分割
することでより小さい符号化ブロックにすることができる。なお、４分割された符号化ブ
ロックはジグザグスキャン順で符号化される。これ以上小さくすることのできない符号化
ブロックを最小符号化ブロックと呼ぶ。符号化ブロックは符号化の単位となり、最大符号
化ブロックも分割数が０である場合は符号化ブロックとなる。

本実施の形態では、最大符号化ブロックを６４画素×６４画素、最小符号化ブロックを
８画素×８画素とする。

図３０に最大符号化ブロックの分割の一例を示す。図３０の例では、符号化ブロックが
１０個に分割されている。ＣＵ０、ＣＵ１、ＣＵ９は３２画素×３２画素の符号化ブロッ
ク、ＣＵ２、ＣＵ３、ＣＵ８は１６画素ｘ１６画素の符号化ブロック、ＣＵ４、ＣＵ５、
ＣＵ６は８画素×８画素の符号化ブロックとなっている。

（予測ブロック）
本発明の実施の形態では、符号化ブロックはさらに予測ブロックに分割される。予測ブ
ロックの分割のパターンを図３１に示す。符号化ブロックを分割しない２Ｎ×２Ｎ、水平
方向に分割する２Ｎ×Ｎ、垂直方向に分割するＮ×２Ｎ、水平と垂直に分割するＮ×Ｎが
ある。つまり、予測ブロックサイズは図３２に示すように、ＣＵ分割数が０であって最大
の予測ブロックサイズである６４画素×６４画素からＣＵ分割数が３であって最小の予測
ブロックサイズである４画素×４画素までの１３の予測ブロックサイズが存在することに
なる。

本発明の実施の形態では、最大符号化ブロックを６４画素×６４画素、最小符号化ブロ
ックを８画素×垂直８とするが、この組み合わせに限定されない。また、予測ブロックの
分割のパターンを図３１としたが、１以上に分割されればよくこれに限定されない。

（予測ベクトルインデックス）
ＨＥＶＣでは、更に予測ベクトルの精度を向上させるために、複数の予測ベクトルの候
補の中から最適な予測ベクトルを選択し、選択した予測ベクトルを示すための予測ベクト
ルインデックスを符号化することが検討されている。また、予測ベクトルの候補として別
の画像の動きベクトルを利用することも検討されている。従来の動画像圧縮符号化では、
別の画像の動きベクトルは動き補償予測において利用されることはあっても、予測ベクト
ルとして利用されることはなかった。

本発明の実施の形態では、上記の予測ベクトルインデックスを導入し、また予測ベクト
ルの候補として別の画像の動きベクトルを利用する。

（引き継ぎ方向インデックス）
ＨＥＶＣでは、更に符号化効率を向上させるために、複数の隣接ブロックの候補の中か
ら最適な隣接ブロックを選択し、選択した隣接ブロックを示すための引き継ぎ方向インデ
ックス（マージインデックス）を符号化及び復号することが検討されている。これは、選
択されたマージインデックスの示すブロックの動き情報（動きベクトル、参照画像インデ
ックス及び動き補償予測の方向）を処理対象ブロックでそのまま利用する方法である。こ
の方法でも、予測ベクトルインデックスと同様に別の画像の処理済みのブロックを利用す
ることが検討されている。

（シンタックス）
本実施の形態による予測ブロックのシンタックスの一例を図３３を用いて説明する。予
測ブロックがイントラであるかインターであるかは上位の符号化ブロックによって指定さ
れており、図３３は予測ブロックがインターの場合のシンタックスを示す。引き継ぎ方向
フラグ（ｍｅｒｇｅ＿ｆｌａｇ）、引き継ぎ方向インデックス（ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘ）、
動き補償予測の方向（ｂｉｐｒｅｄ＿ｆｌａｇ）、参照インデックス（ｒｅｆ＿ｉｄｘ＿
ｌ０とｒｅｆ＿ｉｄｘ＿ｌ１）、差分動きベクトル（ｍｖｄ＿ｌ０［０］、ｍｖｄ＿ｌ０
［１］、ｍｖｄ＿ｌ１［０］、ｍｖｄ＿ｌ１［１］）、予測ベクトルインデックス（ｍｖ
ｐ＿ｉｄｘ＿ｌ０及びｍｖｐ＿ｉｄｘ＿ｌ１）が設置されている。

図３３では予測ベクトルインデックスの復号（符号化）の前段に予測ベクトルの候補数
を算出する関数であるＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）が設置されている。これは周辺ブロッ
クの状況によって、予測ベクトルの候補数が予測ブロック毎に変化するためである。

なお、予測ベクトルの候補数が１である場合は予測ベクトルインデックスを復号（符号
化）しない。予測ベクトルの候補数が１である場合は指定しなくとも一意に決定できるた
めである。ＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）の詳細については後述する。

また、予測ベクトルインデックスの符号列について図３４を用いて説明する。本実施の
形態では、予測ベクトルインデックスの符号列としてＴｒｕｎｃａｔｅｄ Ｕｎａｒｙ符
号列を用いる。図３４（ａ）は予測ベクトルの候補数が２個の場合のＴｒｕｎｃａｔｅｄ
Ｕｎａｒｙ符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を、図３４（ｂ）は予測ベ
クトルの候補数が３個の場合のＴｒｕｎｃａｔｅｄ Ｕｎａｒｙ符号列による予測ベクト
ルインデックスの符号列を、図３４（ｃ）は予測ベクトルの候補数が４個の場合のＴｒｕ
ｎｃａｔｅｄ Ｕｎａｒｙ符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を示す。

図３４から同じ予測ベクトルインデックスの値を符号化する場合でも予測ベクトルの候
補数が少ないほど予測ベクトルインデックスに割り当てられる符号ビットが小さくなるこ
とがわかる。例えば、予測ベクトルインデックスが１である場合、予測ベクトルの候補数
が２個であれば‘１’の１ビットであるが、予測ベクトルの候補数が３個であれば‘１０
’の２ビットとなる。

以上のように、予測ベクトルの候補数は少ないほど予測ベクトルインデックスの符号化
効率は向上する。反面、予測ベクトルの候補数が予測ブロック毎に変化するため、予測ベ
クトルインデックスを復号するためには予測ベクトルの候補数を事前に算出しておく必要
がある。

従来の動画像符号化では別の画像の動きベクトルへのメモリアクセスは動き補償予測を
行う場合のみであったが、本発明の実施の形態では上述のように予測ベクトルインデック
スの算出においても事前に予測ベクトルの候補数を算出しておく必要があるため動きベク
トルメモリへのアクセス量が大きく増加する。

（ＰＯＣ）
本発明の実施の形態では、画像の時間情報（距離情報）としてＰＯＣ（Ｐｉｃｔｕｒｅ
Ｏｒｄｅｒ Ｃｏｕｎｔ）を用いる。ＰＯＣはＭＰＥＧ−４ＡＶＣで定義された画像の
表示順序を示すカウンタである。画像の表示順序が１増加するとＰＯＣも１増加する。し
たがって、画像間のＰＯＣ差から画像間の時間差（距離）を取得できる。

（隣接ブロックの動きベクトルの特性）
一般的に処理対象ブロックの動きベクトルと処理対象ブロックに隣接するブロックの動
きベクトルの相関度が高いのは、処理対象ブロックと処理対象ブロックに隣接するブロッ
クが同じ動きをしている場合、例えば、処理対象ブロックと処理対象ブロックに隣接する
ブロックを含めた領域が平行移動している場合である。

（別の画像の動きベクトルの特性）
一方、一般的に時間ダイレクトモードや空間ダイレクトモードで利用されている復号済
みの別の画像上で処理対象ブロックと同一位置にあるブロック（同一位置ブロック）と処
理対象ブロックの相関度が高いのは、同一位置ブロックと処理対象ブロックが静止状態に
あるか、同一位置ブロックと処理対象ブロックが平行移動している場合である。

（小ブロックの動きベクトルの特性）
また、一般的にブロックの大きさが小さくなるのは、処理対象ブロックの動き（動きベ
クトル）と隣接ブロックの動き（動きベクトル）の相関度が低い場合、つまり動きが複雑
であると考えられ、この場合はまた処理対象ブロックと別画像の動きベクトルの同一位置
ブロックが静止状態にあるか、処理対象ブロックと同一位置ブロックが平行移動している
可能性は低い。

以下、図面とともに本発明に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化
プログラムの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明には同一要素
には同一符号を付与して重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
（動画像符号化装置１００の構成）
図１は本発明の第１の実施の形態の動画像符号化装置１００の構成を示す。動画像符号
化装置１００は、動画像信号を動き補償予測を実施する予測ブロック単位で符号化する装
置である。符号化ブロックの分割、予測ブロックサイズの決定、予測符号化モードの決定
は上位の符号化制御部で決定されているものとする。動画像符号化装置１００は、ＣＰＵ
（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、フレームメモリ、ハードディス
クなどを備える情報処理装置等のハードウェアにより実現される。動画像符号化装置１０
０は、上記の構成要素が動作することにより、以下に説明する機能的な構成要素を実現す
る。

なお、処理対象の予測ブロックの位置情報、予測ブロックサイズ、参照画像インデック
ス、動き補償予測の方向に関しては動画像符号化装置１００内で共有していることとし、
図示しない。

本実施の形態の動画像符号化装置１００は、予測ブロック画像取得部１０１、減算部１
０２、予測誤差符号化部１０３、符号列生成部１０４、予測誤差復号部１０５、動き補償
部１０６、加算部１０７、動きベクトル検出部１０８、動き情報生成部１０９、フレーム
メモリ１１０、第１動き情報メモリ１１１、および第２動き情報メモリ１１２を含む。

（動画像符号化装置１００の機能）
以下、各部の機能について説明する。
予測ブロック画像取得部１０１は、予測ブロックの位置情報と予測ブロックサイズに基
づいて、端子１０より供給される画像信号から処理対象の予測ブロックの画像信号を取得
し、予測ブロックの画像信号を減算部１０２と動きベクトル検出部１０８に供給する。

減算部１０２は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号と動き補償部
１０６より供給される予測信号を減算して予測誤差信号を算出し、予測誤差信号を予測誤
差符号化部１０３に供給する。

予測誤差符号化部１０３は、減算部１０２より供給される予測誤差信号を量子化や直交
変換などの処理を行って予測誤差符号化データを生成し、予測誤差符号化データを符号列
生成部１０４及び予測誤差復号部１０５に供給する。

符号列生成部１０４は、予測誤差符号化部１０３より供給される予測誤差符号化データ
、および動き情報生成部１０９より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックス
を、動き補償予測の方向、参照インデックスとともにシンタックスに従ってエントロピー
符号化して符号列を生成し、符号列を端子１１に供給する。

なお、本実施の形態では上記のように予測ベクトルインデックスの符号化にＴｒｕｎｃ
ａｔｅｄ Ｕｎａｒｙ符号列を利用したが、予測ベクトルインデックスが予測ベクトルの
候補数が小さいほど少ないビットで符号化できる符号列であればこれに限定されない。

予測誤差復号部１０５は、予測誤差符号化部１０３より供給される予測誤差符号化デー
タを逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成し、予測誤差信号を加
算部１０７に供給する。

動き補償部１０６は、フレームメモリ１１０内の参照画像を、動きベクトル検出部１０
８より供給される動きベクトルだけ動き補償して予測信号を生成する。動き補償予測の方
向が双方向であれば、それぞれの方向の予測信号を平均したものを予測信号とし、予測信
号を加算部１０７に供給する。

加算部１０７は、予測誤差復号部１０５より供給される予測誤差信号と動き補償部１０
６より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成し、復号画像信号をフレームメ
モリ１１０に供給する。

動きベクトル検出部１０８は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号
と時間の異なる画像信号から動きベクトルを検出し、動きベクトルを動き補償部１０６に
供給する。なお、動き補償予測の方向が双方向であれば、それぞれの方向の動きベクトル
を検出し、動きベクトルを動き補償部１０６に供給する。

一般的な動きベクトルの検出方法は、画像信号と同一位置より所定の移動量だけ移動さ
せた位置の異なる画像信号について誤差評価値を算出し、誤差評価値が最小となる移動量
を動きベクトルとする。誤差評価値としては、絶対差分和を示すＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ
Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）や自乗誤差平均を示すＭＳＥ（Ｍｅａｎ Ｓ
ｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）等を利用することが可能である。

動き情報生成部１０９は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルと、
第１動き情報メモリ１１１より供給される第１の候補ブロック群と、第２動き情報メモリ
１１２より供給される第２の候補ブロック群から差分ベクトルと予測ベクトルインデック
スを生成し、差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを符号列生成部１０４に供給する
。

動き情報生成部１０９の詳細な構成については後述する。

フレームメモリ１１０は、加算部１０７より供給される復号画像信号を記憶する。また
、画像全体の復号が完了した復号画像については参照画像として１以上の所定画像数記憶
し、参照画像信号を動き補償部１０６に供給する。参照画像を記憶する記憶領域はＦＩＦ
Ｏ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）方式で制御される。

第１動き情報メモリ１１１は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトル
と参照画像インデックスを最小の予測ブロックサイズ単位で１画像分記憶し、処理対象の
予測ブロックの隣接ブロックの情報を第１の候補ブロック群として動き情報生成部１０９
に供給する。また、第１動き情報メモリ１１１は、画像全体の処理が終了すると、記憶し
ている動きベクトルと参照画像インデックスを第２動き情報メモリ１１２に移動させる。

第２動き情報メモリ１１２は、第１動き情報メモリ１１１より供給される動きベクトル
と参照画像インデックスを所定画像数だけ記憶し、処理対象の予測ブロックと同一位置の
ＣｏｌＰｉｃ上のブロックとその周辺ブロックを第２の候補ブロック群として動き情報生
成部１０９に供給する。動きベクトルと参照画像インデックスを記憶する記憶領域はフレ
ームメモリ１１０と同期しており、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）
方式で制御される。ＣｏｌＰｉｃとは、処理対象の予測ブロックとは別の復号済みの画像
であって、フレームメモリ１１０に参照画像として記憶されている。本実施の形態では、
ＣｏｌＰｉｃは直前に復号した参照画像とする。なお、本実施の形態では、ＣｏｌＰｉｃ
は直前に復号した参照画像としたが、表示順で直前の参照画像や表示順で直後の参照画像
としたり、符号化ストリーム中で任意の参照画像を指定することも可能である。

ここで、第１動き情報メモリ１１１と第２動き情報メモリ１１２における動きベクトル
と参照画像インデックスの管理方法について図２を用いて説明する。動きベクトルと参照
画像インデックスは最小の予測ブロック単位で各メモリエリアに記憶される。図２は処理
対象の予測ブロックサイズが１６画素×１６画素である場合の様子を示している。この場
合、この予測ブロックの動きベクトルと参照画像インデックスは図２の斜線部の１６個の
メモリエリアに格納される。

なお、予測符号化モードがイントラモードである場合、動きベクトルとして（０，０）
が記憶され、参照画像インデックスとして−１が記憶される。なお、参照画像インデック
スの−１は動き補償予測を実施しないモードであることが判定できればどのような値でも
よい。

これ以降は特に断らない限り単にブロックと表現する場合には、最小の予測ブロック単
位のことを示すこととする。

続いて、本実施の形態の特徴となる動き情報生成部１０９の詳細な構成について図３を
用いて説明する。図３は動き情報生成部１０９の構成を示す。

動き情報生成部１０９は、予測ベクトル候補リスト生成部１２０と予測ベクトル選択部
１２１と減算部１２２とを含む。端子１２は第１動き情報メモリ１１１に、端子１３は第
２動き情報メモリ１１２に、端子１４は動きベクトル検出部１０８に、端子１５は符号列
生成部１０４に接続されている。

予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、本実施の形態による動画像符号化装置により
生成された符号列を復号する動画像復号装置にも同様に設置されて動画像符号化装置と動
画像復号装置にて矛盾のない予測ベクトル候補リストが生成される。

なお、シンタックスで説明したＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）は予測ベクトル候補リスト
生成部１２０により生成された予測ベクトル候補リストに含まれる予測ベクトル候補数を
返す。

以下、各部の機能について説明する。

予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、端子１２より供給される第１の候補ブロック
群と端子１３より供給される第２の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成し
、予測ベクトル候補リストを予測ベクトル選択部１２１に供給する。

（候補ブロック群）
ここで、第１の候補ブロック群について図４を用いて説明する。図４は処理対象の予測
ブロックサイズが１６画素×１６画素である場合の様子を示している。図４に示すように
処理対象の予測ブロックの隣接ブロックを、左に位置するブロックＡ１、ブロックＡ２、
Ａ３、Ａ４、上に位置するブロックＢ１、ブロックＢ２、ブロックＢ３、ブロックＢ４、
右上に位置するブロックＣ、左上に位置するブロックＤ、左下に位置するブロックＥとし
、これらを第１の候補ブロック群とする。

本実施の形態では第１の候補ブロック群を図４としたが、本発明の実施の形態では、第
１の候補ブロック群は、処理対象の予測ブロックに隣接する少なくとも１以上の処理済み
のブロックであればよく、図４に限定されない。例えば、各方向から１つずつ選択してブ
ロックＡ１、ブロックＣ、ブロックＤ及びブロックＢ１、ブロックＥなどとしてもよい。

次に、第２の候補ブロック群について図５を用いて説明する。図５は処理対象の予測ブ
ロックサイズが１６画素×１６画素である場合の様子を示している。図５に示すように処
理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロック内のブロックとそ
の周辺ブロックを第２の候補ブロック群とする。具体的には、処理対象の予測ブロックと
同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロック内のブロックＩ１からブロックＩ１６、左
に位置するブロックＡ１からブロックＡ４、上に位置するブロックＢ１からブロックＢ４
、右上に位置するブロックＣ、左上に位置するブロックＤ、左下に位置するブロックＥ、
右に位置するブロックＦ１からブロックＦ４、下に位置するＧ１からＧ４、右下に位置す
るＨとし、これらのブロックを第２の候補ブロック群とする。

本実施の形態では第２の候補ブロック群をＣｏｌＰｉｃ上のブロックＩ１からブロック
Ｉ１６、ブロックＡ１からブロックＡ４、ブロックＢ１からブロックＢ４、ブロックＣ、
ブロックＤ、ブロックＥ、ブロックＦ１からブロックＦ４、ブロックＧ１からブロックＧ
４、ブロックＨとしたが、本発明の実施の形態では、第２の候補ブロック群は、処理対象
の予測ブロックとは別の復号済みの画像上の少なくとも１以上のブロックであればよく、
上記に限定されない。第２の候補ブロック群を１ブロックとしてもよく、例えば、ブロッ
クＩ１の１ブロックだけ、ブロックＨの１ブロックだけ、などとしてもよい。

予測ベクトル選択部１２１は、予測ベクトル候補リスト生成部１２０より供給される予
測ベクトル候補リストの中から、端子１４より供給される動きベクトルに対応する予測ベ
クトルを選択し、予測ベクトルを減算部１２２に供給するとともに、選択された予測ベク
トルを示す情報である予測ベクトルインデックスを端子１５に出力する。

減算部１２２は、端子１４より供給される動きベクトルから予測ベクトル選択部１２１
より供給される予測ベクトルを減算して差分ベクトルを算出し、差分ベクトルを端子１５
に供給する。

図６は予測ベクトル候補リスト生成部１２０の構成を示す。

予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０と
結合判定部１３１と第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２と予測ベクトル候補リスト
決定部１３３とを含む。端子１６は予測ベクトル選択部１２１に接続されている。

以下、各部の機能について説明する。

第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０は、端子１２より供給される第１の候補ブロ
ック群から１以上の動きベクトルを含む第１の予測ベクトル候補リストを生成し、第１の
予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リスト決定部１３３に供給する。

結合判定部１３１は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズから結合判定結
果を導出し、結合判定結果を予測ベクトル候補リスト決定部１３３に供給する。

第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２は、端子１３より供給される第２の候補ブロ
ック群から０以上の動きベクトルを含む第２の予測ベクトル候補リストを生成し、第２の
予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リスト決定部１３３に供給する。

予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、結合判定部１３１より供給される結合判定結
果に基づいて、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベク
トル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベ
クトル候補リストから第３の予測ベクトル候補リストを決定し、第３の予測ベクトル候補
リストを端子１６に供給する。

（動画像符号化装置１００の動作）
続いて、図７のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像符号化装置１００にお
ける符号化の動作を説明する。

予測ブロック画像取得部１０１は、予測ブロックの位置情報と予測ブロックサイズに基
づいて、端子１０より供給される画像信号から処理対象の予測ブロックの画像信号を取得
する（ステップＳ１００）。

動きベクトル検出部１０８は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号
とフレームメモリ１１０より供給される参照画像信号から動きベクトルを検出する（ステ
ップＳ１０１）。

動き情報生成部１０９は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルと、
第１動き情報メモリ１１１より供給される第１の候補ブロック群と、第２動き情報メモリ
１１２より供給される第２の候補ブロック群とから、差分ベクトルと予測ベクトルインデ
ックスを生成する（ステップＳ１０２）。

動き補償部１０６は、フレームメモリ１１０内の参照画像を動きベクトル検出部１０８
より供給される動きベクトルにもとづいて動き補償して予測信号を生成する（ステップＳ
１０３）。

減算部１０２は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号と動き補償部
１０６より供給される予測信号を減算して予測誤差信号を算出する（ステップＳ１０４）
。

予測誤差符号化部１０３は、減算部１０２より供給される予測誤差信号を量子化や直交
変換などの処理を行って予測誤差符号化データを生成する（ステップＳ１０５）。

符号列生成部１０４は、予測誤差符号化部１０３より供給される予測誤差符号化データ
、および動き情報生成部１０９より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックス
を、動き補償予測の方向、参照インデックスとともにシンタックスに従ってエントロピー
符号化して符号列を生成する（ステップＳ１０６）。

加算部１０７は、予測誤差復号部１０５より供給される予測誤差信号と動き補償部１０
６より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成する（ステップＳ１０７）。

フレームメモリ１１０は、加算部１０７より供給される復号画像信号を記憶する（ステ
ップＳ１０８）。

第１動き情報メモリ１１１は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトル
を最小の予測ブロックサイズ単位で１画像分記憶する（ステップＳ１０９）。

画像全体の処理が終了すると（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、第１動き情報メモリ２０
７は第２動き情報メモリ２０８に記憶されている１画面分の動きベクトルを移動させ、第
２動き情報メモリ１１２は、第１動き情報メモリ１１１より供給される動きベクトルを所
定画像数だけ記憶する（ステップＳ１１１）。なお、本実施の形態ではステップＳ１１１
を画像全体の処理が終了した時としたが、処理対象の予測ブロック毎に行うこともできる
。

引き続いて、図８のフローチャートを用いて、動き情報生成部１０９の動作を説明する
。

予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、端子１２より供給される第１の候補ブロック
群と端子１３より供給される第２の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成す
る（ステップＳ１２０）。

予測ベクトル選択部１２１は、予測ベクトル候補リスト生成部１２０より供給される予
測ベクトル候補リストの中から、端子１４より供給される動きベクトルに対応する予測ベ
クトルを決定する（ステップＳ１２１）。ここで、予測ベクトルの決定方法について説明
する。動きベクトルと予測ベクトル候補リストに含まれる各予測ベクトル候補の水平成分
と垂直成分の絶対差分和を求め、絶対差分和が最小となる予測ベクトル候補を予測ベクト
ルとして決定する。これは符号化ベクトルの符号量が最小になることが期待できるからで
ある。なお、符号化ベクトルの符号量が最小になる方法であれば、この方法に限定されな
い。

減算部１２２は、端子１４より供給される動きベクトルから予測ベクトル選択部１２１
より供給される予測ベクトルを減算して差分ベクトルを算出する（ステップＳ１２２）。

引き続いて、図９のフローチャートを用いて、予測ベクトル候補リスト生成部１２０の
動作を説明する。

第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０は、端子１２より供給される第１の候補ブロ
ック群から１以上の動きベクトルを含む第１の予測ベクトル候補リストを生成する（ステ
ップＳ１３０）。

第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２は、端子１３より供給される第２の候補ブロ
ック群から０以上の動きベクトルを含む第２の予測ベクトル候補リストを生成する（ステ
ップＳ１３１）する。

結合判定部１３１は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズと所定閾サイズ
から結合判定結果を導出する（ステップＳ１３２）。

結合判定結果の導出は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズを予め定められた所定
閾サイズと比較することによって行われる。処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所
定閾サイズ以上であれば結合判定結果を１とし、それ以外では０とする。なお、本実施の
形態の結合判定は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズを予め定められた所定閾サイ
ズと比較することによって行われるため、処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所定
閾サイズより大きければ結合判定結果を１とし、それ以外では０としてもよい。

本実施の形態では、予め定められた所定閾サイズを最大の予測ブロックサイズの１／４
である１６画素×１６画素に設定する。予め定められた所定閾サイズはこれに限定されず
、ハードウェアの制約などによって設定されてもよい。

予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、結合判定部１３１より供給される結合判定結
果が１であれば（ステップＳ１３２のＹＥＳ）、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３
０より供給される第１の予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１
３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストと
する（ステップＳ１３３）。

予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、結合判定部１３１より供給される結合判定結
果が０であれば（ステップＳ１３２のＮＯ）、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０
より供給される第１の予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リストとする（ステッ
プＳ１３４）。つまり、結合判定部１３１より供給される結合判定結果が０であれば、第
２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストに
含まれる予測ベクトル候補は予測ベクトル候補リストには含まれない。

予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、予測ベクトル候補リストに含まれる予測ベク
トル候補を順次検査して同一の動きベクトルを検出し、同一と検出された一方の予測ベク
トル候補を予測ベクトル候補リストから削除して、予測ベクトル候補が重複しないように
し、予測ベクトル候補リストを更新して冗長な予測ベクトル候補を削除する（ステップＳ
１３５）。

本実施の形態では、予測ベクトルインデックスの符号化効率を向上させるためにステッ
プＳ１３５を実施したが、ステップＳ１３５を省略することもできる。

また、本実施の形態では、説明を容易にするためにステップＳ１３１をステップＳ１３
２よりも先に実施するとしたが、ステップＳ１３２を先に行い、結合判定結果が０の場合
にはステップＳ１３１を省略することもできる。

引き続いて、図１０のフローチャートを用いて、第１予測ベクトル候補リスト生成部１
３０の動作を説明する。図１０内の第Ｎは第１となる。

最初に、第１予測ベクトル候補リストの登録数を０として第１予測ベクトル候補リスト
が初期化される（ステップＳ１４０）。

次に、第１の候補ブロック群に対して検査方向として水平方向（方向１）と垂直方向（
方向２）の２方向を定義して、以下の処理が行われる（ステップＳ１４１）。第１の候補
ブロック群に対しての各方向の検査については図１１を用いて説明する。

水平方向の検査はブロックＣからブロックＢ１、ブロックＢ２、ブロックＢ３、ブロッ
クＢ４、ブロックＤまで順次行われる。垂直方向の検査は、ブロックＥからブロックＡ１
、ブロックＡ２、ブロックＡ３、ブロックＡ４まで順次行われる。

次に、第１予測ベクトル候補リストに追加するかどうかを検査する検査個数が決定され
る（ステップＳ１４２）。

本実施の形態では、水平方向に検査する最大数を最大の予測ブロックサイズの半分であ
る８個にブロックＣとブロックＤを加えた１０個とし、垂直方向に検査する最大数を最大
の予測ブロックサイズの半分である８個にブロックＥを加えた９個とする。ところが、ブ
ロックＣ、ブロックＤ、及びブロックＥは処理対象の予測ブロックの位置によっては存在
しない可能性がある。ブロックＣ、ブロックＤ、及びブロックＥが存在しない場合は検査
する最大数から存在しないブロック数を減じておく。そして、第１の候補ブロック群に含
まれる各方向の候補ブロック数が検査する最大数を超える場合には検査個数を最大数に制
限する。

次に、第１の候補ブロック群の各方向に含まれる各候補ブロックに対して検査個数だけ
以下の処理が繰り返し実施される（ステップＳ１４３）。

候補ブロックの参照インデックスが−１でないこと、すなわちイントラモードでないか
が判定される（ステップＳ１４４）。

候補ブロックがイントラモードでなければ（ステップＳ１１４のＹＥＳ）、候補ブロッ
クの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であるか
が判定される（ステップＳ１４５）。

候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと
同一であれば（ステップＳ１４５のＹＥＳ）、第１予測ベクトル候補リストに候補ブロッ
クの動きベクトルが追加される（ステップＳ１４６）。

候補ブロックの参照インデックスが−１であるか（ステップＳ１１４のＮＯ）、候補ブ
ロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一でな
ければ（ステップＳ１４５のＮＯ）、次の候補ブロックが検査される（ステップＳ１４７
）。

候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと
同一であるか、各方向の検査個数だけ処理されるまで上記の処理が繰り返される（ステッ
プＳ１４８）。

次に、第１予測ベクトル候補リストの登録数が０であるかが検査される（ステップＳ１
４９）。

第１予測ベクトル候補リストの登録数が０であれば（ステップＳ１４９のＹＥＳ）、第
１予測ベクトル候補リストに動きベクトル（０，０）が追加され（ステップＳ１５０）、
処理を終了する。

第１予測ベクトル候補リストの登録数が０でなければ（ステップＳ１４９のＮＯ）、処
理を終了する。以上のように、第１予測ベクトル候補リストに追加される動きベクトルが
導出される。

引き続いて、図１０のフローチャートを用いて、第２予測ベクトル候補リスト生成部１
３２の動作を説明する。図１０内の第Ｎは第２となる。

第２の候補ブロック群に対しての各方向の検査順を図１２に示す。

第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０の動作との第１の相違点は、検査方向として
同一位置方向（方向０）を有することであり、検査方向は同一位置方向、水平方向、垂直
方向の順で実施される。同一位置方向の候補ブロックは図１２のＩ１からＩ１６に相当し
、同一位置方向の検査はラスタースキャン順序で実施される。

第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０の動作との第２の相違点は、ステップＳ１４
９とステップＳ１５０が実施されないことである。これは第１予測ベクトル候補リストと
第２予測ベクトル候補リストのいずれか、または予測ベクトル候補リストに１以上の予測
ベクトル候補を追加するためになされるため、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０
または第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２のいずれで行われてもよく、また予測ベ
クトルリスト決定部１３３で行われてもよい。

本実施例では、メモリアクセス量を低減するため、検査する最大数を９個に制限したが
、特に制限を設けなくてもよい。

本実施の形態では、処理速度を優先し、ステップＳ１４６で候補ブロックの参照インデ
ックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であれば次の方向の検査
としたが、各方向の検査個数だけ処理されるまで繰り返してもよい。

本実施例では、第１の候補ブロック群に対しての各方向の検査方法を図１１としたが、
全方向の合計の検査数が１以上であればよく、この検査方法に限定されない。例えば、方
向１をブロックＣ、ブロックＢ１、ブロックＤ、方向２をブロックＥ、ブロックＡ１だけ
としてもよい。

本実施例では、第２の候補ブロック群に対しての各方向の検査方法を図１２としたが、
全方向の合計の検査数が１以上であればよく、この検査方法に限定されない。例えば、方
向２のブロックＨだけとしてもよいし、ブロックＨとブロックＩの２ブロックとしてもよ
い。

（動画像復号装置２００の構成）
次に、本実施の形態の動画像復号装置を説明する。図１３に本実施の形態の動画像復号
装置２００を示す。動画像復号装置２００は、動画像符号化装置１００により符号化され
た符号列を復号して再生画像を生成する装置である。

動画像復号装置２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ
）、フレームメモリ、ハードディスクなどを備える情報処理装置等のハードウェアにより
実現される。動画像復号装置２００は、上記の構成要素が動作することにより、以下に説
明する機能的な構成要素を実現する。

なお、復号対象の予測ブロックの位置情報、予測ブロックサイズ、参照画像インデック
ス、動き補償予測の方向に関しては動画像復号装置２００内で共有していることとし、図
示しない。

本実施の形態の動画像復号装置２００は、符号列解析部２０１、予測誤差復号部２０２
、加算部２０３、動き情報再生部２０４、動き補償部２０５、フレームメモリ２０６、第
１動き情報メモリ２０７、第２動き情報メモリ２０８で構成される。

（動画像復号装置２００の機能）
以下、各部の機能について説明する。

符号列解析部２０１は、端子２０より供給された符号列を復号して予測誤差符号化デー
タ、動き補償予測の方向、参照画像インデックス、差分ベクトル、および予測ベクトルイ
ンデックスをシンタックスに従って復号し、予測誤差符号化データを予測誤差復号部２０
２に、差分ベクトルおよび予測ベクトルインデックスを動き情報再生部２０４に供給する
。

予測誤差復号部２０２は、符号列解析部２０１より供給される予測誤差符号化データを
逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成し、予測誤差信号を加算部
２０３に供給する。

加算部２０３は、予測誤差復号部２０２より供給される予測誤差信号と動き補償部２０
５より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成し、復号画像信号をフレームメ
モリ２０６に供給する。

動き情報再生部２０４は、符号列解析部２０１より供給される差分ベクトルと予測ベク
トルインデックスと、第１動き情報メモリ２０７より供給される第１の候補ブロック群と
、第２動き情報メモリ２０８より供給される第２の候補ブロック群とから動きベクトルを
再生し、動きベクトルを動き補償部２０５に供給する。

動き情報再生部２０４の詳細な構成については後述する。

動き補償部２０５は、フレームメモリ２０６内の参照画像を、動き情報再生部２０４よ
り供給される動きベクトルだけ動き補償して予測信号を生成する。動き補償予測の方向が
双方向であれば、それぞれの方向の予測信号を平均したものを予測信号とし、予測信号を
加算部２０３に供給する。

フレームメモリ２０６、第１動き情報メモリ２０７、第２動き情報メモリ２０８は、そ
れぞれフレームメモリ１１０、第１動き情報メモリ１１１、第２動き情報メモリ１１２と
同一の機能を有する。

続いて、本実施の形態の特徴となる動き情報再生部２０４の詳細な構成について図１４
を用いて説明する。図１４は動き情報再生部２０４の構成を示す。

動き情報再生部２０４は、予測ベクトル候補リスト生成部２２０と予測ベクトル決定部
２２１と加算部２２２とを含む。端子２２は第１動き情報メモリ２０７に、端子２３は第
２動き情報メモリ２０８に、端子２４は符号列解析部２０１に、端子２５は動き補償部２
０５に接続されている。

以下、各部の機能について説明する。

予測ベクトル候補リスト生成部２２０は予測ベクトル候補リスト生成部１２０と同一の
機能を有する。

予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補リスト生成部２２０より供給される予
測ベクトル候補リストと、端子２４より供給される予測ベクトルインデックスとから予測
ベクトルを決定して加算部２２２に供給する。

加算部２２２は、端子２４より供給される差分ベクトルと予測ベクトル決定部２２１よ
り供給される予測ベクトルを加算して動きベクトルを算出し、動きベクトルを端子２５に
供給する。

（復号装置の動作）
続いて、図１５のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像復号装置２００にお
ける復号の動作を説明する。

符号列解析部２０１は、端子２０より供給された符号列を復号して予測誤差符号化デー
タ、動き補償予測の方向、参照画像インデックス、差分ベクトル、および予測ベクトルイ
ンデックスをシンタックスに従って復号する（ステップＳ２００）。

動き情報再生部２０４は、符号列解析部２０１より供給される差分ベクトルと予測ベク
トルインデックスと、第１動き情報メモリ２０７より供給される第１の候補ブロック群と
、第２動き情報メモリ２０８より供給される第２の候補ブロック群とから動きベクトルを
再生する（ステップＳ２０１）。

動き補償部２０５は、フレームメモリ２０６内の参照画像を動き情報再生部２０４より
供給される動きベクトルにもとづいて動き補償して予測信号を生成する（ステップＳ２０
２）。

予測誤差復号部２０２は、符号列解析部２０１より供給される予測誤差符号化データを
逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成する（ステップＳ２０３）
。

加算部２０３は、予測誤差復号部２０２より供給される予測誤差信号と動き補償部２０
５より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成する（ステップＳ２０４）。

フレームメモリ２０６は、加算部２０３より供給される復号画像信号を記憶する（ステ
ップＳ２０６）。

第１動き情報メモリ２０７は、動き情報再生部２０４より供給される動きベクトルを最
小の予測ブロックサイズ単位で１画像分記憶する（ステップＳ２０７）。

画像全体の処理が終了すると（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、第１動き情報メモリ２０
７は第２動き情報メモリ２０８に記憶している１画面分の動きベクトルを移動させ、第２
動き情報メモリ２０８は、第１動き情報メモリ２０７より供給される動きベクトルを所定
画像数だけ記憶する（ステップＳ２０９）。

引き続いて、図１６のフローチャートを用いて、動き情報再生部２０４の動作を説明す
る。

予測ベクトル候補リスト生成部２２０は、端子２２より供給される第１の候補ブロック
群と端子２３より供給される第２の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成す
る（ステップＳ２２０）。

予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補リスト生成部２２０より供給される予
測ベクトル候補リストの予測ベクトル候補数が１より大きいかを判定する（ステップＳ２
２１）。

予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補数が１より大きければ（ステップＳ２
２１のＹＥＳ）、符号列解析部２０１より供給される予測ベクトルインデックスを取得す
る（ステップＳ２２２）。そして予測ベクトル候補リストの中から予測ベクトルインデッ
クスで示される予測ベクトル候補を予測ベクトルとして選択する（ステップＳ２２３）。

予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補数が１であれば（ステップＳ２２１の
ＮＯ）、予測ベクトル候補リストに含まれる唯一の予測ベクトル候補を予測ベクトルとし
て選択する（ステップＳ２２４）。

加算部２２２は、端子２４より供給される差分ベクトルと予測ベクトル決定部２２１よ
り供給される予測ベクトルを加算して動きベクトルを算出する（ステップＳ２２５）。

（第１の実施の形態の拡張例）
なお、本実施の形態は以下のように拡張できる。

（所定閾サイズ）
本実施の形態では、予め定められた所定閾サイズを最大の予測ブロックサイズの１／４
である１６画素×１６画素に設定したが、所定閾サイズは最小の予測ブロックサイズ以上
で最大の予測ブロックサイズ以下であれば、例えば、３２×１６や４×８などの非対称ブ
ロックでもよい。また、所定閾サイズが最大の予測ブロックサイズである場合に、全ての
予測ブロックサイズで結合判定結果が０となるようにしてもよい。この場合、全ての予測
ブロックサイズで結合判定結果が０であるため、結果的に第２の予測ベクトル候補リスト
に含まれるＣｏｌＰｉｃ上の動きベクトルは予測ベクトルとして利用されないことになる
。

なお、本実施の形態では、所定閾サイズを予め定義したが、所定閾サイズを符号列に符
号化して復号することで符号化装置において動画像の特性などに応じて適応的に設定する
こともできる。例えば、画面サイズが大きくなる程大きくし、動きが大きい程大きくなる
ように適応的に設定することもできる。

ここでは、所定閾サイズを符号列に符号化して復号するとしたが、所定閾サイズが符号
化側と復号側で共有できればよく、これに限定されない。例えば、固定の所定閾サイズ（
４×４、８×８など）を示すフラグを符号列に符号化して復号し、符号化側と復号側にお
いて、所定閾サイズを示すフラグが０であれば固定の所定閾サイズが設定されて、所定閾
サイズを示すフラグが１であれば所定閾サイズが設定されないようすることでも実現でき
る。なお、所定閾サイズが設定されない場合には、第１の予測ベクトル候補リストと第２
の予測ベクトル候補リストが結合されて予測ベクトル候補リストは生成されるようにして
もよい。

また、所定閾サイズを最大の予測ブロックサイズに設定して動画像の特性などに応じて
適応的に設定することは、所定閾サイズが最大の予測ブロックサイズであることを示す情
報（以下、時間候補利用フラグ）をシーケンス毎やピクチャ毎に符号列に符号化して復号
し、時間候補利用フラグが０であれば、符号化側と復号側において第２の予測ベクトル候
補リストに含まれるＣｏｌＰｉｃ上の動きベクトルを予測ベクトルとして利用しないよう
にし、時間候補利用フラグが１であれば、符号化側と復号側において第２の予測ベクトル
候補リストに含まれるＣｏｌＰｉｃ上の動きベクトルを予測ベクトルとして利用するよう
にすることでも実現できる。

また、無線伝送などのように伝送エラーなどが生じ易い場合には、所定閾サイズを最大
の予測ブロックサイズに設定し、常に第２の予測ベクトル候補リストに含まれるＣｏｌＰ
ｉｃ上の動きベクトルを予測ベクトルとして利用しないようにすることで、ＣｏｌＰｉｃ
が損失した場合であっても予測動きベクトルが取得できるようにし、符号化ストリームを
復号できないような深刻なエラーを回避することができる。

（距離依存）
本実施の形態では、所定閾サイズを予め定義したが、処理対象の予測ブロックが存在す
る処理対象画像と第２の候補ブロック群が存在する別の復号済みの画像との距離（時間差
）によって、画像間の距離が大きくなるほど上記所定閾サイズが大きくなるように制御す
ることも可能である。これは画像間の距離が大きくなるほど画像間の動き情報の相関性が
減少するために行われる。

この場合の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の構成と動作をそれぞれ図１７と図１
８に示す。本実施の形態の拡張例による予測ベクトル候補リスト生成部１２０では、結合
判定部１３１に端子１７及び端子１８が接続されている。端子１７からは処理対象画像の
時間情報が、端子１８からは別の復号済みの画像の時間情報が供給される。結合判定部１
３１は、端子１７より供給される処理対象画像の時間情報と端子１８より供給される別の
復号済みの画像の時間情報によって、画像間の距離が大きくなるほど上記所定閾サイズが
大きくなるように所定閾サイズを設定する（ステップＳ１３６）。本実施例では、時間情
報としてＰＯＣを用いる。図１９にＰＯＣ差が大きくなるほど所定閾サイズが大きくなる
ように制御した一例を示す。また、ＰＯＣ差が所定値以上であれば、所定閾サイズが常に
最大の予測ブロックサイズとして作用するようにすることもできる。

（予測ベクトルの優先順位）
本実施の形態では、結合判定結果が１であれば、第１の予測ベクトル候補リストと第２
の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成するとした。一般的
に処理対象の予測ブロックサイズを含めた周辺領域が平行移動や静止している場合、すな
わち処理対象の予測ブロックサイズが大きい場合は、処理対象の予測ブロックとは別の画
像の動きベクトルは有効となるため、第２の予測ベクトル候補リストを優先し、その後に
第１の予測ベクトル候補リストを追加することもできる。第１の予測ベクトル候補リスト
と第２の予測ベクトル候補リストを結合した予測ベクトル候補リストにおいて優先する位
置にあるものほどインデックスに短い符号長の符号を割り当てて符号化するため、インデ
ックスの符号化効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では、結合判定結果が１であれば、第１の予測ベクトル候補リスト
と第２の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成し、結合判定
結果が０であれば、第１の予測ベクトル候補リストから予測ベクトル候補リストを生成す
るとした。本実施の形態によれば、処理対象ブロックが所定閾サイズ以上である場合に別
の復号済みの画像の動きベクトルを優先すればよく、結合判定結果が１であれば、第２の
予測ベクトル候補リストと第１の予測ベクトル候補リストを順次結合して予測ベクトル候
補リストを生成し、結合判定結果が０であれば、第１の予測ベクトル候補リストと第２の
予測ベクトル候補リストを順次結合して予測ベクトル候補リストを生成することもできる
。

本実施の形態の拡張例による予測ベクトル候補リスト生成部１２０の動作を説明するフ
ローチャートを図２０に示す。第１の実施の形態との違いは、ステップＳ１３３の代わり
に、第２の予測ベクトル候補リストと第１の予測ベクトル候補リストを順次結合して予測
ベクトル候補リストとし（ステップＳ１３６）、ステップＳ１３４の代わりに、第１の予
測ベクトル候補リストと第２の予測ベクトル候補リストを順次結合して予測ベクトル候補
リストとすることである（ステップＳ１３６）。

（符号化制御）
本実施の形態では、結合判定結果が１であれば、第１の予測ベクトル候補リストと第２
の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成し、結合判定結果が
０であれば、第１の予測ベクトル候補リストだけから予測ベクトル候補リストを生成する
とした。これは符号化と復号において共通動作を定義することで予測ベクトルインデック
スの符号量を削減するためにおこなった処理である。

演算量を削減する目的だけであれば、結合判定結果によらず、第１の予測ベクトル候補
リストと第２の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成して、
符号化装置において予測ベクトルインデックスの選択時に、結合判定結果が０であれば、
第２の予測ベクトル候補リストに含まれる動きベクトルを予測ベクトルとして選択しない
ように制御することもできる。この場合の動画像符号化装置は以下のような特徴を有する
。

複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第
１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベク
トル候補リスト生成部と、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位
置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトル
の候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成部
と、
前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予
測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズの比較結果により、前記第
２予測ベクトル候補リストを利用するか否かを判定する結合判定部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも小さい場合、前
記第３予測ベクトル候補リスト中の前記第２予測ベクトル候補リストを選択対象とせずに
、前記第３予測ベクトル候補リスト中の前記第１予測ベクトル候補リストから予測動きベ
クトルを選択する予測ベクトル選択部と、
前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示
す情報を符号化する符号化部とを備える。

（候補リスト生成の拡張）
本実施の形態では、候補リストの生成対象を動きベクトルとして予測ベクトルインデッ
クスの符号化及び復号について説明した。本実施の形態によれば、候補リストの生成対象
は動きベクトルに限定されず、処理対象ブロックに隣接する処理済みのブロックの情報か
ら第１の候補リストを生成し、既に処理済み画像の処理対象ブロックと同一位置に隣接す
るブロックの情報から第２の候補リストを生成し、第１の候補リストと第２の候補リスト
から生成した第３の候補リストを生成して、第３の候補リストから符号化及び復号するイ
ンデックスを決定する方法であればよい。例えば、本実施の形態は、動き情報を引き継ぐ
方向を示す引き継ぎ方向インデックス（マージインデックス）に適用できる。

この場合、第１の候補リスト、第２の候補リスト、第３の候補リストでは動きベクトル
に加えて参照画像インデックス及び動き補償予測の方向が同様に管理されて、引き継ぎ方
向インデックスによって示されたブロックの動き情報として動きベクトル、参照画像イン
デックス及び動き補償予測の方向が処理対象ブロックの動き情報として利用される。すな
わち、本実施の形態で説明した予測ベクトルがそのまま動きベクトルとして利用される。
なお、シンタックスで説明したＮｕｍＭｅｒｇｅＣａｎｄｓ（）はＮｕｍＭｖｐＣａｎｄ
ｓ（）と同様に候補リストに含まれる候補数を返す。また、引き継ぎ方向インデックスの
符号列には予測ベクトルインデックスの符号列と同様にＴｒｕｎｃａｔｅｄ Ｕｎａｒｙ
符号列が用いられる。

（第１の実施の形態の効果）
以上のように、処理対象の予測ブロックサイズを含めた周辺領域が平行移動しているか
静止している可能性が低い場合、すなわち、処理対象の予測ブロックサイズが小さい場合
に、処理対象の予測ブロックとは別の画像の動きベクトルを予測動きベクトル候補に加え
ないように制御することで、予測ベクトル候補数が削減され、予測ベクトルインデックス
の符号量を削減でき、動き補償予測の効率の低下を抑制する動画像符号化装置を実現でき
る。一方、処理対象の予測ブロックサイズが大きい場合に、処理対象の予測ブロックとは
別の画像の動きベクトルを予測動きベクトル候補に加えることで、予測ベクトルの精度を
向上させることができる。

予測ベクトル候補数が削減されることで、動きベクトルメモリへのアクセス量が抑制さ
れ、処理量が削減される効果もある。例えば、別の画像の動きベクトルが外部メモリなど
に所在する場合に、動きベクトルメモリへのアクセス量を抑制する効果は大きい。

また、処理対象の予測ブロックが存在する処理対象画像と第２の候補ブロック群が存在
する対象処理画像とは別の復号済みの画像との距離（時間差）が大きくなる、つまり、動
き情報の相関度は小さくなる場合に、別の画像の動きベクトルを予測動きベクトル候補に
加えないように制御することで、上記と同様な効果を実現できる。

以上のような効果は画面サイズが大きいほど顕著となる。

［第２の実施の形態］
図２１は本発明の第２の実施の形態の動画像符号化装置３００の構成を示す。本発明の
第２の実施の形態の動画像符号化装置３００の構成は、端子３０の設定と、動き情報圧縮
部３０１、第２動き情報メモリ３０２、動き情報伸張部３０３、および動き情報生成部１
０９をいて、第１の実施の形態の動画像符号化装置１００の構成と同一である。

以下、本実施の形態における端子３０の設定と、動き情報圧縮部３０１、第２動き情報
メモリ３０２、動き情報伸張部３０３、動き情報生成部１０９の機能について第１の実施
の形態との相違を説明する。

端子３０より動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβが供給され、動
き情報メモリ圧縮率αは、動き情報生成部１０９、動き情報圧縮部３０１、および動き情
報伸張部３０３に供給され、時間ベクトル利用制限レベルβは動き情報生成部１０９に供
給される。

動き情報圧縮部３０１は、第１動き情報メモリ１１１より供給される動きベクトルと参
照画像インデックスを、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、１／２^αのメモリエリアに
圧縮して、第２動き情報メモリ３０２に供給する。

第２動き情報メモリ３０２は、第１の実施の形態の第２動き情報メモリ１１２の１／２
^αのメモリ容量を持ち、動き情報圧縮部３０１より供給される動きベクトルと参照画像イ
ンデックスを所定画像数だけ記憶する。

動き情報伸張部３０３は、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、第２動き情報メモリ３
０２より供給される動きベクトルと参照画像インデックスを伸張して、動き情報生成部１
０９に供給する。

動き情報メモリ圧縮率αについて説明する。動き情報メモリ圧縮率αは、第２動き情報
メモリ３０２のメモリ容量を削減するために設定されるもので、水平・垂直方向それぞれ
について２^αのサイズ（「圧縮サイズ」という）の動き情報のメモリエリアが１つのメモ
リエリアに圧縮される。このとき、２^αのサイズのメモリエリアに格納されていた動き情
報をまとめられて１つの代表値に置き換えられ、代表値は１／２^αに圧縮されたブロック
サイズ単位で割り当てられたメモリエリアに格納される。たとえば、２^αのサイズのメモ
リエリアに格納されていた動きベクトルは平均値を取るなどにより、１つの代表動きベク
トルに置き換えられ、１／２^αに圧縮されたメモリエリアに格納される。本実施の形態で
はαを５とする。

図２２を用いて動き情報の圧縮と伸張について説明する。図２２（ａ）は圧縮前の第１
動き情報メモリ１１１のメモリエリア０からメモリエリア６３までの６４個のメモリエリ
アを示す。本実施例では６４個のメモリエリアの代表値をメモリエリア０に格納された値
とする。図２２（ｂ）は圧縮後の第２動き情報メモリ３０２の１個のメモリエリアに第１
動き情報メモリ１１１のメモリエリア０の値が記憶されている様子を示す。図２２（ｃ）
は伸張後の動き情報生成部１０９に供給に供給される６４個のメモリエリアに第２動き情
報メモリ３０２の１個のメモリエリアの値が複製されて記憶されている様子を示す。

本実施の形態では動き情報メモリ圧縮率αを５としたが、動き情報メモリ圧縮率αは０
以上であればよい。また、メモリエリアの代表値をメモリエリア０としたが、中央に位置
するメモリエリア２７やその隣接ブロックエリアとしてもよいし、メモリエリア０からメ
モリエリア６３の平均値や中央値でもよい。

動き情報生成部１０９には、動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβ
が供給され、予測ベクトル候補リスト生成部１２０内の結合判定部１３１の機能だけが第
１の実施の形態とは異なる。

以下、結合判定部１３１について説明する。本実施例における結合判定結果の導出は、
第１の実施の形態の結合判定結果の導出とは基準値となる所定閾サイズを以下の結合許可
サイズに置き換えたものに等しい。

本実施例における結合判定結果の導出は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズが動
き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβにより導出される結合許可サイズ
と比較することによって行われる。処理対象ブロックの予測ブロックサイズが動き情報メ
モリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβにより決定される結合許可サイズ以上であ
れば結合判定結果を１とし、それ以外では０とする。

結合許可サイズは水平方向、垂直方向とも２^α−β（β≦α）とする。β＝０とすれば
、結合許可サイズは動き情報メモリ圧縮率により決まるメモリエリアサイズ（すなわち上
述の圧縮サイズ）に等しくなり、β＝αとすれば、結合許可サイズは１となるから、全て
の予測ブロックサイズについて結合を許可することになる。本実施の形態ではβ＝０とす
る。つまり、結合許可サイズは３２画素×３２画素となる。

本実施の形態による動画像符号化装置１００では、上位のＳＰＳにおいて図２３のシン
タックスに従って動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβが符号化され
て符号列となる。図２３のシンタックスでは、動き情報メモリ圧縮率α（ｍｖ＿ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｉｏｎ＿ｒａｔｉｏ）と時間ベクトル利用制限レベルβ（ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍ
ｖ＿ｒｅｓｔｒｉｃｔ＿ｉｄｃ）をＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓ
ｅｔ）の一部に設定しているが、ＳＰＳよりも下位階層のＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａ
ｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やスライスヘッダなどに設置することもできる。なお、動き情
報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβは、メモリエリアサイズと結合許可サ
イズが導出できればよく、図２３の形式には限定されない。例えば、動き情報メモリ圧縮
率αや時間ベクトル利用制限レベルβを図３２で示されるＣＵ分割数で示すこともできる
。また、水平方向と垂直方向に分けて動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レ
ベルβを設定することもできる。

（符号化装置の動作）
続いて、図２４のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像符号化装置３００に
おける符号化の動作を説明する。第１の実施の形態との相違について説明する。

最初に、上位のＳＰＳにおいて動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベル
βが符号化される。

そして、全ての予測ブロックの処理の終了後（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、動き情報
圧縮部３０１は、第１動き情報メモリ１１１より供給される動きベクトルと参照画像イン
デックスを、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、１／２^αのメモリエリアに圧縮する（
ステップＳ３００）。

また、ステップＳ１０１の後に、動き情報伸張部３０３は、動き情報メモリ圧縮率αに
基づいて、第２動き情報メモリ３０２より供給される動きベクトルと参照画像インデック
スを伸張して、動き情報生成部１０９に供給する（ステップＳ３０１）。

続いて、図２５のフローチャートを用いて、本実施の形態の予測ベクトル候補リスト生
成部１２０内の結合判定部１３１の動作について第１の実施の形態との相違点について説
明する。図２５は予測ベクトル候補リスト生成部１２０の動作を示す。

最初に、結合判定部１３１は、動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベル
βにより結合許可サイズを導出する（ステップＳ３３０）。

結合判定部１３１は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズと結合許可サイ
ズから結合判定結果を導出する（ステップＳ１３２）。

（復号装置の構成と機能）
次に、本実施の形態の動画像復号装置を説明する。図２６に本実施の形態の動画像復号
装置４００を示す。動画像復号装置４００は、動画像符号化装置３００により符号化され
た符号列を復号して再生画像を生成する装置である。

本発明の第２の実施の形態の動画像復号装置４００の構成は、動き情報圧縮部４０１、
第２動き情報メモリ４０２、動き情報伸張部４０３、動き情報再生部２０４を除いて第１
の実施の形態の動画像復号装置２００の構成と同一である。

以下、本実施の形態における動き情報圧縮部４０１、第２動き情報メモリ４０２、動き
情報伸張部４０３、動き情報再生部２０４の機能について第１の実施の形態との相違を説
明する。

本実施の形態による動画像復号装置４００では、上位のＳＰＳにおいて図２３のシンタ
ックスに従って動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβが符号列から復
号されて、端子４０より供給される。端子４０より動き情報メモリ圧縮率αが動き情報圧
縮部４０１、動き情報伸張部４０３、動き情報再生部２０４に供給され、時間ベクトル利
用制限レベルβが動き情報再生部２０４に供給される。

動き情報圧縮部４０１、第２動き情報メモリ４０２、動き情報伸張部４０３の機能は、
本実施例の動画像符号化装置３００の動き情報圧縮部３０１、第２動き情報メモリ３０２
、動き情報伸張部３０３と同一である。

動き情報再生部２０４には、動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベルβ
が供給され、予測ベクトル候補リスト生成部１２０内の結合判定部１３１の機能だけが異
なる。予測ベクトル候補リスト生成部１２０内の結合判定部１３１の機能は、本実施例の
動画像符号化装置３００と同一である。

（復号装置の動作）
続いて、図２７のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像復号装置４００にお
ける復号の動作を説明する。第１の実施の形態との相違について説明する。

最初に、上位のＳＰＳにおいて動き情報メモリ圧縮率αと時間ベクトル利用制限レベル
βが復号される。

そして、全ての予測ブロックの処理の終了後（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、動き情報
圧縮部４０１は、第１動き情報メモリ２０７より供給される動きベクトルと参照画像イン
デックスを、動き情報メモリ圧縮率αに基づいて、１／２^αのメモリエリアに圧縮する（
ステップＳ４００）。

また、ステップＳ２０１の前に、動き情報伸張部４０３は、動き情報メモリ圧縮率αに
基づいて、第２動き情報メモリ４０２より供給される動きベクトルと参照画像インデック
スを伸張して、動き情報再生部２０４に供給する（ステップＳ４０１）。

（第２の実施の形態の変形例）
なお、本実施の形態は以下の変形例を適用できる。

本実施の形態では、第２動き情報メモリに記憶された圧縮された動きベクトルと参照イ
ンデックスを動き情報伸張部にて伸張し、伸張した動きベクトルと参照インデックスを動
き情報生成部や動き情報再生部に供給しているが、本実施の形態は、圧縮された動きベク
トルと参照インデックスを圧縮や伸張をしなくとも同様に実施できる。

例えば、動き情報伸張部の代わりにメモリアドレス変換部を設置し、伸張されたメモリ
エリアにおいて参照されるメモリアドレスを圧縮されたメモリエリアのメモリアドレスに
変換することで、伸張せずに動き情報にアクセスすることもできる。

例えば、図２２のように水平８ブロック、垂直８ブロックの６４個のメモリエリアの代
表値をメモリエリア０に格納された値とする場合には、伸張されたメモリエリアにおいて
参照されるメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれblkX、blkY、圧縮されたメモ
リエリアのメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれrblkX、rblkYとすると、式１
と式２によって算出することができる。ここで、Floor関数は入力値を切り捨てて整数と
する関数とする。
rblkX= Floor(blkX*8); （式１）
rblkY= Floor(blkY*8); （式２）
また、動き情報圧縮部３０１を省略し、動き情報伸張部の代わりにメモリアドレス変換
部を設置して、参照されるメモリアドレスを動き情報の代表値が格納されているメモリア
ドレスに変換することでも実現できる。例えば、図２２のように水平８ブロック、垂直８
ブロックの６４個のメモリエリアの代表値をメモリエリア０に格納された値とする場合に
は、参照されるメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれblkX、blkY、代表値が格
納されているメモリアドレスの水平位置と垂直位置をそれぞれrblkX、rblkYとすると、式
３と式４によって算出することができる。
rblkX= Floor(blkX/8)*8; （式３）
rblkY= Floor(blkY/8)*8; （式４）
メモリアドレス変換することで、メモリ容量を削減することはできないが、圧縮や伸張
する処理を削減することができる。

（第２の実施の形態の効果）
以上のように、処理対象の予測ブロックサイズが小さい場合、圧縮された別の画像の動
きベクトルを予測動きベクトル候補に加えないように制御することで、本来の動き情報と
は異なる動き情報の利用を制限して動き補償予測の精度の低下を抑制しながら演算量を削
減し、予測ベクトル候補数を削減し、予測ベクトルインデックスの符号量を削減すること
のできる動画像符号化装置を実現できる。

また、例えば圧縮された別の画像の動きベクトルが外部メモリなどに所在する場合には
、動きベクトルメモリへのアクセス量を抑制する効果もある。

また、予測ベクトルとして別の画像の動きベクトルの利用を制限する条件を示す情報を
復号する場合には、動き情報メモリ圧縮率の定義も合わせて復号することで、別の画像の
動きベクトルの利用が制限された場合には動き情報メモリの圧縮を促し、効率的な動き情
報メモリの利用が実現できる。また、フラグを共用することで、より低位階層で別の画像
の動きベクトルの利用の制限や動き情報メモリ圧縮率の定義において、フラグの符号量の
増加を抑制できる。

以上述べた実施の形態の動画像符号化装置が出力する動画像の符号化ストリームは、実
施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォ
ーマットを有しており、動画像符号化装置に対応する動画像復号装置がこの特定のデータ
フォーマットの符号化ストリームを復号することができる。

動画像符号化装置と動画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有
線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に
適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、動画像符号化装置が出力する符
号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネット
ワークに送信する動画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ス
トリームに復元して動画像復号装置に供給する動画像受信装置とが設けられる。

動画像送信装置は、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモ
リと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化デ
ータをネットワークを介して送信する送信部とを含む。動画像受信装置は、パケット化さ
れた符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データを
バッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、動
画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。

以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置と
して実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッ
シュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっ
ても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムを
コンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線
のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送
のデータ放送として提供することも可能である。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構
成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例
も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００ 動画像符号化装置、 １０１ 予測ブロック画像取得部、 １０２ 減算部、
１０３ 予測誤差符号化部、 １０４ 符号列生成部、 １０５ 予測誤差復号部、
１０６ 動き補償部、 １０７ 加算部、 １０８ 動きベクトル検出部、 １０９ 動
き情報生成部、 １１０ フレームメモリ、 １１１ 第１動き情報メモリ、 １１２
第２動き情報メモリ、 １２０ 予測ベクトル候補リスト生成部、 １２１ 予測ベクト
ル選択部、 １２２ 減算部、 １３０ 第１予測ベクトル候補リスト生成部、 １３１
結合判定部、 １３２ 第２予測ベクトル候補リスト生成部、 １３３ 予測ベクトル
候補リスト決定部、 ２００ 動画像復号装置、 ２０１ 符号列解析部、 ２０２ 予
測誤差復号部、 ２０３ 加算部、 ２０４ 動き情報再生部、 ２０５ 動き補償部、
２０６ フレームメモリ、 ２０７ 第１動き情報メモリ、 ２０８ 第２動き情報メ
モリ、 ２２０ 予測ベクトル候補リスト生成部、 ２２１ 予測ベクトル決定部、 ２
２２ 加算部、 ３００ 動画像符号化装置、 ３０１ 動き情報圧縮部、 ３０２ 第
２動き情報メモリ、 ３０３ 動き情報伸張部、 ４００ 動画像復号装置、 ４０１
動き情報圧縮部、 ４０２ 第２動き情報メモリ、 ４０３ 動き情報伸張部。

Claims (6)

1. ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号装置であって、
   復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成部と、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号部と、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部と
   を備え
   前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、
   ことを特徴とする動画像復号装置。
2. ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号方法であって、
   復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと
   を有し、
   前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、
   ことを特徴とする動画像復号方法。
3. ブロック単位で動き補償予測を行う動画像復号プログラムであって、
   復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を復号する復号ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと
   をコンピュータに実行させ、
   前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、
   ことを特徴とする動画像復号プログラム。
4. ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信装置であって
   復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成部と、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記符号化ビット列から復号する復号部と、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択部と
   を備え、
   前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、
   ことを特徴とする受信装置。
5. ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信方法であって、
   復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記符号化ビット列から復号する復号ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと
   を有し、
   前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、
   ことを特徴とする受信方法。
6. ブロック単位で動き補償予測を行うことにより動画像が符号化された符号化ビット列を受信して復号する受信プログラムであって、
   復号対象ブロックのブロックサイズが所定の閾サイズより大きい場合、復号済み画像にあるブロックから得られる予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストに含め、前記復号対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズ以下の場合、前記予測動きベクトル候補を前記予測動きベクトル候補リストに含めない予測動きベクトル候補リスト生成ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記符号化ビット列から復号する復号ステップと、
   前記予測動きベクトル候補リストにおける参照すべき予測動きベクトルの位置を示す情報に基づいて前記予測動きベクトル候補リストから前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測動きベクトル選択ステップと
   をコンピュータに実行させ、
   前記復号済み画像にあるブロックは前記復号対象ブロックと同一位置のブロックまたは前記同一位置のブロックの周辺にあるブロックである、
   ことを特徴とする受信プログラム。

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