JP4155063B2 - 画像符号化装置と画像復号装置および画像符号化方法と画像復号方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像符号化装置と画像復号装置および画像符号化方法と画像復号方法に関し、特に画像全体を所定のマクロブロックに分割し、マクロブロックごとに予測処理を行なって符号化する画像符号化装置とその画像符号化方法と、符号化された符号化画像信号を復号する画像復号装置およびその画像復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、関係機関によって動画音声符号化方式の規格標準化作業が行なわれており、制定された規格に沿って順次実用化が進められている。
【０００３】
このうち、ＩＳＯ／ＩＥＣ動画圧縮標準化グループ、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）によってＭＰＥＧ４が制定されている。ＭＰＥＧ４の規格は、規格書「ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｓｕａｌ Ｏｂｊｅｃｔ」において定められ、標準化されている。しかし、上記の説明のＭＰＥＧ４規格書は、規格自体が復号方法を規定するものであり、符号化の実装方法に関しての規定はない。また、書籍「ＭＰＥＧ−４のすべて （三木 弼一編著 １９９８、(株)工業調査会発行）」では、符号化の原理的な説明はなされているものの、実装方法についての説明はない。
【０００４】
このように、規格書および参考書籍において、予測処理に使用するメモリ管理方法は規定されていないため、メモリ領域を自由に実装することができる。そこで、画像サイズ分のメモリ領域を確保する方法が考えられる。
【０００５】
しかし、予測処理、逆予測処理を実現する画像符号化装置および画像復号装置では、無制限にメモリを搭載することはできない。さらに、装置として回路規模が小さく、消費電力が少ないものが望まれるため、メモリ容量を少なくすることが要求される。このため、離散コサイン変換（ＤＣＴ；Discrete Cosine Transform）、量子化および可変長符号化により符号化されている符号化画像信号を復号する際の予測処理に用いられるメモリ容量を少なくする画像復号装置および画像復号方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このような画像復号装置では、１ライン分の予測処理が終了するごとに、次の注目マクロブロックの予測処理に用いる参照値を格納する格納部にコピーしていくことにより、画像サイズ全体の直流（ＤＣ）成分および交流（ＡＣ）成分を格納する領域を削減し、メモリ容量を少なくしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１１８８５３号公報（第１１頁〜第１５頁、第７図〜第１２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の画像符号化装置および画像復号装置では、上記手法を行なってもまだメモリ容量が大きいという問題がある。
【０００９】
ＭＰＥＧ４では、従来のマクロブロック単位の動き補償に加えて、マクロブロックを構成する４つの輝度成分（Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）のブロックに対し、それぞれの動きベクトルを用いて予測信号を動き補償することができる。以下、このような動き補償で行なわれる予測処理および逆予測処理を、通常のインター（Ｉｎｔｅｒ）に対して、インターで４本のベクトル（Ｖｅｃｔｏｒ）があるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理と呼ぶ。
【００１０】
ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理および逆予測処理に必要なメモリ構成について説明する。図１６は、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理で用いるメモリ構成を示した図である。ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、予測対象となる注目マクロブロック１００の動きベクトルが、マクロブロックを構成する４つの輝度成分に対して用意される。図の例では、輝度成分ごとにブロックＢ０（１０１）、ブロックＢ１（１０２）、ブロックＢ２（１０３）およびブロックＢ３（１０４）の動作ベクトルがメモリに格納されている。この注目マクロブロック１００の予測動作ベクトルは、注目マクロブロック１００と隣接する参照マクロブロック１１０、１２０、１３０に含まれる３つの参照動きベクトルの中央値を求める。このとき参照される動きベクトルは、予測対象となる注目マクロブロック１００の輝度成分ブロック（Ｂ０（１０１）、Ｂ１（１０２）、Ｂ２（１０３）、Ｂ３（１０４））に応じて規定され、それぞれの輝度成分ブロックによって異なる。従って、予測動きベクトルを算出するため、隣接する参照マクロブロック１１０、１２０、１３０の動きベクトルを保持しておく必要がある。
【００１１】
ところが、ＭＰＥＧ４の規格書には、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理におけるメモリ管理方法は規定されていない。また、上記の説明の従来の画像復号装置は、ＤＣ／ＡＣ予測処理において用いられるメモリ容量を小さくする方法が述べられており、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測に用いるメモリ容量については言及されていない。このため、必要なメモリ領域は、フレームに存在するマクロブロック数分実装することが考えられる。
【００１２】
従って、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測に使用する予測動きベクトルを記憶するメモリ領域は、フレームメモリ２００として、フレームを構成するマクロブロック数分が実装される。
【００１３】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、参照マクロブロックの動きベクトルを用いて算出される予測動きベクトルと注目ブロックの動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。そして、この差分動きベクトルが、可変長符号化され、画像符号化信号が生成される。
【００１４】
一方、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理では、ＩＮＴＥＲＶ４予測処理と同じ参照マクロブロックの動きベクトルを用いて算出される予測動きベクトルと可変長復号された差分動きベクトルとから注目ブロックの動きベクトルを復元する。すなわち、参照するマクロブロックは、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理およびＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理も同じになる。従って、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理に用いるメモリ領域も、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理と同様に実装される。
【００１５】
しかしながら、従来の注目マクロブロックに隣接する参照マクロブロックの予測動きベクトルを記憶するメモリ領域を、フレームに存在するマクロブロック数分実装し、予測処理、逆予測処理を行なう方法では、符号化、復号するフレームが大きくなるほど、処理に必要とするメモリ容量が増大していく。メモリ容量が増大すれば、搭載するメモリを増加しなければならず、消費電力の増加やチップサイズが増加するという問題が生じる。この結果、画像符号化装置および画像復号装置のコストが増大するという問題が発生する。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、予測処理および逆予測処理に用いるメモリ容量を少なくすることが可能な画像符号化装置と画像復号装置および画像符号化方法と画像復号方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、画像全体を所定のマクロブロックに分割し、前記マクロブロックごとに予測処理を施して符号化を行なう画像符号化装置において、前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記憶手段と、予測対象となる注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックごとに規定される参照対象の前記輝度成分ブロックについて算出されている前記予測動きベクトルを前記予測値記憶手段から抽出し、抽出された前記予測動きベクトルに基づいて前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出して前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の領域に格納する予測手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置、が提供される。
【００１８】
このような構成の画像符号化装置では、予測値記憶手段には、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルをマクロブロックの１水平列分格納する。予測手段は、予測処理に用いる参照値として、予測対象の注目マクロブロックの輝度成分ブロックごとに規定される参照対象の輝度成分ブロックについて予測値記憶手段に格納されている予測動きベクトルを抽出し、抽出された予測動きベクトルに基づいて予測対象の輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出する。算出された予測動きベクトルは、予測値記憶手段の輝度成分ブロックに対応する領域に格納する。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、上記の説明の画像符号化装置により符号化された画像符号化信号を復号する画像復号装置が提供される。この画像復号装置では、上記の画像符号化装置と同様、逆予測値記憶手段には、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、輝度成分ブロックに対して算出される逆予測動きベクトルが、マクロブロックの１水平列分格納される。逆予測手段では、逆予測値記憶手段に格納される逆予測動きベクトルに基づいて逆予測処理を行う。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、画像全体を所定のマクロブロックに分割し、前記マクロブロックごとに予測処理を施して符号化を行なう画像符号化方法において、前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記憶手段から、規定に従って対象となる参照対象の前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルを抽出するステップと、抽出された参照対象の前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルに基づいて注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックについての前記予測動きベクトルを算出するステップと、算出された前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルを前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の記憶領域に格納するステップと、を有し、前記輝度成分ブロックの値と算出された前記予測動きベクトルとの差分に基づいて符号化処理を行なうことを特徴とする画像符号化方法、が提供される。
【００２１】
このような手順の画像符号化方法では、予測処理に用いる予測値記憶手段には、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを格納する領域がマクロブロックの１水平列分確保されている。予測処理では、規定に応じて参照される参照対象の輝度成分ブロックの予測動きベクトルを予測値記憶手段より抽出し、抽出された予測動きベクトルに基づいて注目マクロブロックの輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出する。算出された予測動きベクトルは、輝度成分ブロックに対応する予測値記憶手段の記憶領域に格納される。こうして算出されて格納された予測値動きベクトルが、続く輝度成分ブロックの予測処理で参照される。なお、このようにして算出された輝度成分ブロックの予測動きベクトルと、輝度成分ブロックの動きベクトルとの差分を取ることにより、符号化を行なうことができる。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、上記の説明の画像符号化方法により符号化された画像符号化信号を復号する画像復号方法が提供される。
この画像復号方法では、画像符号化方法と同様の規定に基づいて逆予測対象の注目マクロブロックの輝度成分ブロックに応じて規定される参照ブロックの逆予測動きベクトルが格納された予測値記憶手段から逆予測動きベクトルを抽出し、逆予測動きベクトルに基づいて対象の輝度成分ブロックの逆予測動きベクトルを算出する。算出された逆予測動きベクトルは、輝度成分ブロックに対応する予測値記憶手段の記憶領域に格納され、続く逆予測処理で参照される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下、実施の形態として、ＭＰＥＧ４の動き補償に用いられるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理の場合を例にとり、画像符号化装置について説明し、続いて画像復号装置について説明する。
【００２４】
ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理を実現する画像符号化装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態の画像符号化装置の構成図である。
本発明に係る画像符号化装置は、減算器１、離散コサイン変換（ＤＣＴ）ブロック２、量子化器３、ＤＣ／ＡＣ予測器４、可変長符号化器５、逆量子化器６、逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック７、加算器８、ビデオメモリ９、動き検出ブロック１０、動き補償ブロック１１、動きベクトルを予測する予測手段である動きベクトル予測器１２および動きベクトル予測時に参照される予測値を記憶する予測値記憶手段である動きベクトルメモリ１３の各処理部を有する。
【００２５】
減算器１は、外部から入力される外部入力信号（図の例では、輝度信号、色差信号）を第１の入力とし、動き補償ブロック１１の出力信号を第２の入力信号とし、外部入力信号、または外部入力信号と動き補償ブロック１１との差分をＤＣＴブロック２へ出力する。ＤＣＴブロック２は、減算器１より入力された信号に対して離散コサイン変換を施し、量子化器３へ出力する。量子化器３は、ＤＣＴ変換によって得られたＤＣＴ係数を量子化し、ＤＣ／ＡＣ予測器４および逆量子化器６に出力する。ＤＣ／ＡＣ予測器４は、量子化された信号に基づいて、直流（ＤＣ）成分、交流（ＡＣ）成分の量子化値を算出し、可変長符号化器５の第１入力に与える。ここで、可変長符号化器５は、量子化されたＤＣＴ係数と量子化幅を可変長符号化する。これが、イントラ（Ｉｎｔｒａ）符号化であり、符号化されたＶＯＰ（Video Object Plane）をＩ−ＶＯＰと呼ぶ。なお、Ｉ−ＶＯＰ処理では、減算器１の第２の入力は、ゼロが供給されている。
【００２６】
一方、量子化器３の出力信号を逆量子化器６および逆ＤＣＴブロック７を通過させることにより、ＤＣＴブロック２入力前の信号が得られる。この信号は、加算器８の第１の入力に与えられる。加算器８によって元の画像信号が得られ、動き検出ブロック１０および動き補償ブロック１１の参照用画像信号としてビデオメモリ９に格納される。動き検出ブロック１０は、画像の動き部分を検出し、動きベクトル情報を生成する。動きベクトル情報は、動き補償ブロック１１および動きベクトル予測器１２に送られる。動き補償ブロック１１は、動きベクトル情報を使用して、動き補償した参照画像信号を生成し、減算器１および加算器８に出力する。減算器１では、画像信号と参照画像信号との差分（予測誤差信号）が算出される。この差分信号は、ＤＣＴブロック２、量子化器３、およびＤＣ／ＡＣ予測器４を経て、可変長符号化器５に送られる。
【００２７】
さらに、動きベクトル予測器１２は、予測動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリ１３と接続し、動き検出ブロック１０で検出された動きベクトル情報を使用してＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理を行なう。動きベクトルメモリ１３は、８×８のマクロブロックの４つの輝度成分に対する予測動作ベクトルを、規格に応じて決まる参照ブロック分を記憶する領域を有している。動きベクトル予測器１２によるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、注目の輝度成分ブロックについて、ＭＰＥＧ４により規定される参照とする予測動きベクトルを動きベクトルメモリ１３より抽出し、抽出された参照予測動きベクトルを用いて注目の輝度成分ブロックについての予測動きベクトルを算出する。算出された予測動きベクトルは、動きベクトルメモリ１３の対応する領域に格納され、以降の注目ブロックの予測動きベクトル算出時に参照される。このように、算出された予測動きベクトルを順次動きベクトルメモリ１３に格納し、次の参照値とすることにより、動きベクトルメモリ１３の記憶容量を予測に必要な容量、例えば、１水平列マクロブロック分とすることが可能となる。処理の詳細については、後述する。
【００２８】
最後に、注目輝度成分ブロックと予測動きベクトルとの差分動きベクトルが算出され、可変長符号化器５へ出力される。可変長符号化器５では、差分信号の量子化ＤＣＴ係数を動きベクトルや量子化幅とともに可変長符号化する。これは、ＶＯＰ間符号化またはインター（Ｉｎｔｅｒ）符号化と呼ばれる。
【００２９】
上記の説明のように、本発明に係る画像符号化装置では、動きベクトル予測器１２で使用する動きベクトルメモリ１３の予測動きベクトル格納量は、従来の画像全体の予測動きベクトルを格納していた場合の格納量に比べて、ずっと小さくすることが可能となっている。
【００３０】
次に、画像復号装置について説明する。図２は、本発明の実施の形態の画像復号装置の構成図である。
本発明に係る画像復号装置は、可変長復号器２０、ＤＣ／ＡＣ逆予測器２１、逆量子化器２２、逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック２３、加算器２４、ビデオメモリ２５、動き補償ブロック２６、動きベクトルを逆予測する逆予測手段である動きベクトル逆予測器２７および動きベクトル逆予測時に参照される逆予測値を記憶する動きベクトルメモリ２８の各処理部を有する。
【００３１】
可変長復号器２０は、図１に示した画像符号化装置により符号化されたビデオビットストリームを入力とし、可変長復号を行なう。可変長復号器２０により復号された信号は、ＤＣ／ＡＣ逆予測器２１および動きベクトル逆予測器２７へ出力される。
【００３２】
ＤＣ／ＡＣ逆予測器２１は、可変長復号器２０により復号された信号の直流（ＤＣ）成分、交流（ＡＣ）成分について量子化値を逆予測し、逆量子化器２２へ出力する。逆量子化器２２は、算出された量子化値に対して逆量子化処理を施し、逆離散コサイン変換を行なう逆ＤＣＴブロック２３に出力する。逆ＤＣＴブロック２３、加算器２４を経て復号された輝度信号および色差信号は、参照画像信号としてビデオメモリ２５に格納される。
【００３３】
動きベクトル逆予測器２７は、逆予測された逆予測動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリ２８と接続し、可変長復号された信号に対してＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測を行なって、動きベクトルを復元する。動きベクトルメモリ２８は、画像符号化装置の動きベクトルメモリ１３と同様、８×８のマクロブロックの４つの輝度成分に対する予測動作ベクトルを、規格に応じて決まる参照ブロック分記憶している。動きベクトル逆予測器２７によるＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理では、注目の輝度成分ブロックについて、ＭＰＥＧ４により規定される参照とする逆予測動きベクトルを動きベクトルメモリ２８より抽出し、抽出された参照逆予測動きベクトルを用いて注目の輝度成分ブロックについての逆予測動きベクトルを算出する。算出された逆予測動きベクトルは、動きベクトルメモリ２８の対応する領域に格納され、以降の注目ブロックの逆予測動きベクトル算出時に参照される。このように、算出された逆予測動きベクトルを順次動きベクトルメモリ２８に格納し、次の参照値とすることにより、動きベクトルメモリ２８の記憶容量を予測に必要な容量、例えば、１水平列マクロブロック分とすることが可能となる。処理の詳細については、後述する。
【００３４】
そして、可変長復号された差分動きベクトルと逆予測動きベクトルとに基づいて、注目輝度成分ブロックの動きベクトルを復号し、動き補償ブロック２６へ出力する。動き補償ブロック２６は、動きベクトル情報に基づいて逆予測マクロブロックを取得し、加算器２４へ出力する。この信号は、加算器２４で、差分信号と加算されることにより、元の画像信号となる。
【００３５】
図１に示した画像符号化装置の場合と同様に、動きベクトル逆予測器２７で使用する動きベクトルメモリ２８は、従来の画像全体の逆予測動きベクトルを格納していた場合の格納量に比べて、メモリ容量をずっと小さくすることが可能となっている。
【００３６】
ここで、動きベクトル予測器１２および動きベクトル逆予測器２７によって参照されるマクロブロックについて説明する。なお、参照されるブロックは、どちらの場合も同じであるので、以降は動きベクトル予測処理の場合で説明する。図３は、動きベクトル予測処理で参照するマクロブロックを示した図である。
【００３７】
注目ブロックの動きベクトルを予測するＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、１マクロブロック１００を構成する４つの輝度成分に対応するブロック（Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に対する動きベクトルの予測動きベクトルを算出する。対象となる注目ブロックの予測動きベクトルとして、この動きベクトルを含むブロックに隣接するマクロブロック（左、上、右上）の動きベクトル（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２）を参照し、その中央値を求める。このとき参照する動きベクトルは、対象となる注目動きベクトルによって異なる。図に示したように、ブロック０（Ｂ０）の注目動きベクトル（１０１）が対象の場合、左に隣接するマクロブロックの動きベクトルＶ０（１１１）、上に隣接するマクロブロックの動きベクトルＶ１（１１２）、および右上に隣接するマクロブロックの動きベクトルＶ２（１１３）が参照される。また、ブロック１（Ｂ１）の注目動きベクトル（１０２）が対象の場合、動きベクトルＶ０（１１４）、動きベクトルＶ１（１１５）および動きベクトルＶ２（１１６）が参照される。同様に、ブロック２（Ｂ２）の注目動きベクトル１０３では、動きベクトルＶ０（１１７）、動きベクトルＶ１（１１８）および動きベクトルＶ２（１１９）が参照され、ブロック３（Ｂ３）の注目動きベクトル１０４では、動きベクトルＶ０（１２０）、動きベクトルＶ１（１２１）および動きベクトルＶ２（１２２）が参照される。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態では、上記説明の注目ブロックと注目ブロックに応じて規定される参照ブロックとの関係に着目し、動きベクトル予測器１２および動きベクトル逆予測器２７で参照する動きベクトルメモリ１３、２８のメモリ容量をマクロブロックの１水平列分とした。
【００３９】
図４は、本発明の第１の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である。動きベクトルメモリ１３ａは、マクロブロック１００を構成する４つの輝度成分に対応する予測動きベクトルを格納する４つの領域、ブロックＢ０（１０１）、ブロックＢ１（１０２）、ブロックＢ２（１０３）、およびブロックＢ３（１０４）について、マクロブロックの１水平列分の予測動きベクトルを格納することが可能なメモリ領域を備える。すなわち、動きベクトルメモリ１３ａは、１水平列分のマクロブロック数をＮとすると、ブロックごとにＮ個分の予測動きベクトルを格納するメモリ領域から構成される。図に示したように、ブロックＢ０に関するＢ０［０］、Ｂ０［１］、・・・、Ｂ０［ｎ］、・・・、Ｂ０［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ０の水平列メモリ１３１、ブロックＢ１に関するＢ１［０］、Ｂ１［１］、・・・、Ｂ１［ｎ］、・・・、Ｂ１［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ１の水平列メモリ１３２、ブロックＢ２に関するＢ２［０］、Ｂ２［１］、・・・、Ｂ２［ｎ］、Ｂ２［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ２の水平列メモリ１３３、およびブロックＢ３に関するＢ３［０］、Ｂ３［１］、・・・、Ｂ３［ｎ］、Ｂ３［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ３の水平列メモリ１３４から構成される。ここで、ｎは、任意の１ブロックを指す。
【００４０】
次に、このような構成の動きベクトルメモリ１３ａのメモリ管理について説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態の動きベクトルメモリの管理方法を示した図である。（Ａ）は現在の注目マクロブロックとその参照マクロブロックを示しており、（Ｂ）は次の注目マクロブロックとその参照マクロブロックを示している。上記の説明のように、画像は所定のマクロブロック（以下、ＭＢ）に分割されている。図の例では、ＭＢの水平列を０、１、・・・、ｎ、・・・とし、垂直方向を０、１、・・・、ｍ、・・・としている。
【００４１】
（Ａ）に示した現在の注目ＭＢ［ｎ］３０１（水平列ｍ＋１のｎ番目のＭＢ）についての予測動きベクトル処理を行なう場合、１水平列設けられた動作ベクトルメモリ１３の記憶領域には、水平列ｍのＭＢ［ｎ］から順に、１水平列ＭＢ分の予測動きベクトルが格納されている。また、ブロックＭＢ［ｎ−１］に対応する領域には、前の処理における注目ブロックである水平列ｍ＋１のブロックＭＢ［ｎ−１］の予測動きベクトルが格納されている。図の例では、注目ＭＢ［ｎ］を除く参照ＭＢの予測動きベクトルが、参照ＭＢ［ｎ−１］３０２、参照ＭＢ［ｎ］３０３、参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４、の順に格納されている。予測処理開始の際には、動作ベクトルメモリ１３のメモリポインタは、ｎを指している。
【００４２】
注目ＭＢ［ｎ］３０１の予測動きベクトルを算出するため、注目ＭＢ［ｎ］３０１に隣接する参照ＭＢ［ｎ−１］３０２、参照ＭＢ［ｎ］３０３、および参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４の予測動きベクトルが参照予測動きベクトルとして選ばれる。こうして参照ＭＢに存在する規定の予測動きベクトルを抽出し、その中央値を算出する。算出された中央値は、注目ＭＢ［ｎ］３０１の予測動きベクトルとして、ポインタの示すブロック［ｎ］の記憶領域に保存される。
【００４３】
これが（Ｂ）の状態である。動きベクトルメモリ１３のメモリポインタが１進み、ｎは次の注目ＭＢ［ｎ］３０５を指す。前回の注目ＭＢ［ｎ］３０１は、参照ＭＢ［ｎ−１］３０１となる。また、ＭＢ３０４は、（Ａ）では参照ＭＢ［ｎ＋１］であったが、ポインタが１進んだことにより、参照ＭＢ［ｎ］となる。同様に、参照ＭＢ［ｎ＋１］は、隣のＭＢ３０６を指す。
【００４４】
このように、動きベクトル予測器１２がマクロブロックの１水平列分設けられた予測動きベクトルの記憶領域（動きベクトルメモリ１３ａ）を参照して予測動きベクトルを算出し、算出された予測動きベクトルを動きベクトルメモリ１３ａに格納し、次の注目ブロックで参照することにより、動きベクトルメモリ１３ａのメモリ容量を小さくすることができる。
【００４５】
次に、動きベクトル予測器１２の行なうＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理について説明する。図６および図７は、本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理の動作を示した図である。図６（Ａ）はブロックＢ０、図６（Ｂ）はブロックＢ１、図７（Ｃ）はブロックＢ２、図７（Ｄ）はブロックＢ３の動きベクトル予測処理の動作を示している。なお、使用する動きベクトルメモリ１３ａのメモリ構造は、図４に示したものであるとする。
【００４６】
動きベクトル予測器１２における処理は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に実行されるので、実行順に従って説明する。
（Ａ）ブロックＢ０の動き予測処理１２−１では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ０の左隣のＢ１［ｎ−１］、上のＢ２［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択されるので、これらの予測動きベクトルをブロックＢ１の水平列メモリ１３２およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出し、中央値を算出する。算出されたブロックＢ０の予測動きベクトルは、ブロックＢ０の水平列メモリ１３１のＢ０［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００４７】
続く（Ｂ）ブロックＢ１の動き予測処理１２−２では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ１の左隣であって、（Ａ）の処理で算出されたＢ０［ｎ］、上のＢ３［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択され、これらの予測動きベクトルがブロックＢ０の水平列メモリ１３１、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出される。そして、予測動きベクトルとして中央値が算出され、算出された予測動きベクトルは、ブロックＢ１の水平列メモリ１３２のＢ１［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００４８】
次の（Ｃ）ブロックＢ２の動き予測処理１２−３では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ２の左隣のＢ３［ｎ−１］、上のＢ０［ｎ］、右上であって（Ｂ）の処理で算出されたＢ１［ｎ］の予測動きベクトルが、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４、ブロックＢ０の水平列メモリ１３１およびブロックＢ１の水平列メモリ１３２より読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ２の予測動きベクトルとしてブロックＢ２の水平列メモリ１３３のＢ２［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００４９】
最後の（Ｄ）ブロックＢ３の動き予測処理１２−４では、参照予測動きベクトルとして、これまでの処理で算出された左隣のＢ２［ｎ］、左上のＢ０［ｎ］、上のＢ１［ｎ］の予測動きベクトルが、ブロックＢ２の水平列メモリ１３３、ブロックＢ０の水平列メモリ１３１およびブロックＢ１の水平列メモリ１３２から読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ３の予測動きベクトルとして、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４のＢ３［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００５０】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置および画像復号装置によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用するメモリ容量を、マクロブロックの１水平列分とすることができ、メモリ容量を格段に小さくすることが可能となる。この結果、回路規模が小さく、消費電力の少ない装置を提供することができる。
【００５１】
次に、本発明の第１の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法で用いるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理の処理手順について説明する。図８および図９は、本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法の処理手順を示したフローチャートである。図８は、ブロックＢ０およびブロックＢ１についての処理手順、図９は、ブロックＢ２およびブロックＢ３についての処理手順を示している。
【００５２】
それぞれの動きベクトルが検出されて、処理が開始される。
[ステップＳ０１] ブロックＢ０の処理が開始される。注目ブロックＢ０の参照ベクトルとして、Ｂ１［ｎ−１］、Ｂ２［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。[ステップＳ０２] 注目ブロックＢ０の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ０の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ０３] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ０の予測動きベクトルをブロックＢ０の水平列メモリのＢ０［ｎ］に書き込む。
[ステップＳ０４] ブロックＢ１の処理が開始される。注目ブロックＢ１の参照ベクトルとして、Ｂ０［ｎ］、Ｂ３［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ０５] 注目ブロックＢ１の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ１の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ０６] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ１の予測動きベクトルをブロックＢ１の水平列メモリのＢ１［ｎ］に書き込む。
【００５３】
Ａ点を経由して、図９の処理へ進む。
[ステップＳ０７] ブロックＢ２の処理が開始される。注目ブロックＢ２の参照ベクトルとして、Ｂ３［ｎ−１］、Ｂ０［ｎ］、Ｂ１［ｎ］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ０８] 注目ブロックＢ２の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ２の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ０９] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ２の予測動きベクトルをブロックＢ２の水平列メモリのＢ２［ｎ］に書き込む。
[ステップＳ１０] ブロックＢ３の処理が開始される。注目ブロックＢ３の参照ベクトルとして、Ｂ２［ｎ］、Ｂ０［ｎ］、Ｂ１［ｎ］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ１１] 注目ブロックＢ３の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ３の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ１２] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ３の予測動きベクトルをブロックＢ３の水平列メモリのＢ３［ｎ］に書き込む。
【００５４】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測の場合は、上記手順の動き予測処理が動き逆予測処理となる以外はＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理の場合と同じであるので、説明は省略する。
【００５５】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用するメモリ容量を、マクロブロックの１水平列分とすることができる。
【００５６】
ここで、注目ブロックと参照ブロックとの関係をさらに詳しく調べる。図１０は、本発明の実施の形態における注目ブロックと参照ブロックとの関係を示した図である。
【００５７】
予測対象を注目ＭＢ［ｎ］３０１とすると、参照されるＭＢは、参照ＭＢ［ｎ−１］３０２、参照ＭＢ［ｎ］３０３、および参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４が選択される。これを輝度成分ブロック単位で示すと、注目ＭＢ［ｎ］３０１の８×８ブロックＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３についての予測動作ベクトルを算出するために、参照ＭＢ［ｎ−１］３０２のＢ１［ｎ−１］とＢ３［ｎ−１］、参照ＭＢ［ｎ］３０３のＢ２［ｎ］とＢ３［ｎ］、参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４のＢ２［ｎ＋１］、および注目ＭＢ［ｎ］３０１のＢ０、Ｂ１、Ｂ２とが用いられる。
【００５８】
このことから、１つのＭＢについて参照される輝度成分ブロックは、ブロックＢ０ではＢ０、ブロックＢ１ではＢ１［ｎ−１］であり、それぞれ１ブロック分の予測動きベクトルを記憶するメモリ領域が必要であることがわかる。また、ブロックＢ２ではＢ２とＢ２［ｎ＋１］、ブロックＢ３ではＢ３［ｎ−１］とＢ３［ｎ］、が参照されるため、それぞれ１水平列メモリの予測動きベクトルを記憶するメモリ領域が必要であることがわかる。
【００５９】
以上のことから、本発明の第２の実施の形態では、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理および逆予測処理に用いるメモリ構成を、１ブロック分の予測動きベクトルを記憶するメモリ２つと、１水平列分のブロックの予測動きベクトルを記憶するメモリ２つとする。
【００６０】
図１１は、本発明の第２の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である。図４と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
第２の実施の形態の動きベクトルメモリ１３ｂは、ＭＢ１００を構成する４つのブロックＢ０（１０１）、Ｂ１（１０２）、Ｂ２（１０３）、Ｂ３（１０４）ごとに、予測動きベクトルを格納するメモリ領域を備える。具体的には、動きベクトルメモリ１３ｂは、ブロックＢ０については、１ブロック分の予測動きベクトルを格納するＢ０の１ブロックメモリ１３５を備える。同様に、ブロックＢ１についても、１ブロック分の予測動きベクトルを格納するＢ１の１ブロックメモリ１３６を備える。一方、ブロックＢ２およびブロックＢ３については、第１の実施の形態と同様に、１水平列分のメモリ、Ｂ２の水平列メモリ１３３およびＢ３の水平列メモリ１３４を備える。
【００６１】
このように、ブロックＢ０およびブロックＢ１については、１ブロックメモリ分のみを確保することにより、第１の実施の形態のメモリ容量をさらに半分程度まで削減することができる。
【００６２】
次に、このような構成の動きベクトル記憶領域を用いた動きベクトル予測器１２によるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理について説明する。
図１２および図１３は、本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理の動作を示した図である。図１２（Ａ）はブロックＢ０、図１２（Ｂ）はブロックＢ１、図１３（Ｃ）はブロックＢ２、図１３（Ｄ）はブロックＢ３の動きベクトル予測処理の動作を示している。また、処理は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に実行される。
【００６３】
（Ａ）ブロックＢ０の動き予測処理１２−５では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ０の左隣のＢ１［ｎ−１］、上のＢ２［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択されるので、これらの予測動きベクトルをブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６（注目ブロックのＢ１処理前であるので、ブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６には、前の注目ＭＢ［ｎ−１］の予測動きベクトルが格納されている）およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出し、中央値を算出する。算出されたブロックＢ０の予測動きベクトルは、ブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５に書き込まれる。
【００６４】
続く（Ｂ）ブロックＢ１の動き予測処理１２−６では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ１の左隣であって、（Ａ）の処理で算出されたＢ０、上のＢ３［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択され、これらの予測動きベクトルがブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出される。そして、予測動きベクトルとして中央値が算出され、算出された予測動きベクトルは、ブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６に書き込まれる。
【００６５】
次の（Ｃ）ブロックＢ２の動き予測処理１２−７では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ２の左隣のＢ３［ｎ−１］、上のＢ０、右上であって（Ｂ）の処理で算出されたＢ１の予測動きベクトルが、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４、ブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５およびブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６より読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ２の予測動きベクトルとしてブロックＢ２の水平列メモリ１３３のＢ２［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００６６】
最後の（Ｄ）ブロックＢ３の動き予測処理１２−８では、参照予測動きベクトルとして、これまでの処理で算出された左隣のＢ２［ｎ］、左上のＢ０、上のＢ１の予測動きベクトルが、ブロックＢ２の水平列メモリ１３３、ブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５およびブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６から読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ３の予測動きベクトルとして、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４のＢ３［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００６７】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理では、予測値の算出が逆予測値の算出となるのみで、参照するブロックの動作については同じであるので、説明は省略する。以上のように、本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置および画像復号装置によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用されるメモリを２つのブロックメモリと、２つの水平列メモリとから構成することができ、第１の実施の形態に比べて、メモリ容量をさらに削減することができる。この結果、回路規模が小さく、消費電力の少ない装置を提供することができる。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法で用いるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理の処理手順について説明する。図１４および図１５は、本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法の処理手順を示したフローチャートである。図１４は、ブロックＢ０およびブロックＢ１についての処理手順、図１５は、ブロックＢ２およびブロックＢ３についての処理手順を示している。
【００６９】
それぞれの動きベクトルが検出されて、処理が開始される。
[ステップＳ２１] ブロックＢ０の処理が開始される。注目ブロックＢ０の参照ベクトルとして、Ｂ１［ｎ−１］、Ｂ２［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ２２] 注目ブロックＢ０の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ０の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ２３] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ０の予測動きベクトルをブロックＢ０の１ブロックメモリＢ０に書き込む。
[ステップＳ２４] ブロックＢ１の処理が開始される。注目ブロックＢ１の参照ベクトルとして、Ｂ０、Ｂ３［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ２５] 注目ブロックＢ１の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ１の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ２６] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ１の予測動きベクトルをブロックＢ１の１ブロックメモリＢ１に書き込む。
【００７０】
Ｂ点を経由して、図１５の処理へ進む。
[ステップＳ２７] ブロックＢ２の処理が開始される。注目ブロックＢ２の参照ベクトルとして、Ｂ３［ｎ−１］、Ｂ０、Ｂ１の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ２８] 注目ブロックＢ２の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ２の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ２９] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ２の予測動きベクトルをブロックＢ２の水平列メモリのＢ２［ｎ］に書き込む。
[ステップＳ３０] ブロックＢ３の処理が開始される。注目ブロックＢ３の参照ベクトルとして、Ｂ２［ｎ］、Ｂ０、Ｂ１の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ３１] 注目ブロックＢ３の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ３の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ３２] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ３の予測動きベクトルをブロックＢ３の水平列メモリのＢ３［ｎ］に書き込む。
【００７１】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測の場合は、上記手順の動き予測処理が動き逆予測処理となる以外はＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理の場合と同じであるので、説明は省略する。
【００７２】
以上のように、本発明の第２の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用するメモリ容量を、第１の実施の形態よりさらに削減することができる。
【００７３】
上記の説明では、ＭＰＥＧ４のＩＮＴＥＲ４Ｖ予測、逆予測を例にとり説明したが、本発明は、これに限定されることなく、前の処理で算出した予測値を参照して次の予測値を生成する画像信号処理において適用することができる。
【００７４】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、画像符号化装置および画像復号装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像符号化装置および画像符号化方法では、予測対象の注目マクロブロックの輝度成分ブロックに応じて規定される参照ブロックについて算出された予測動きベクトルを用いて予測を行なう。このとき、参照される予測動きベクトルを保持する記憶手段として、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、マクロブロックの１水平列分の予測動きベクトルを格納することが可能な領域が確保される。このように、マクロブロックの１水平列分の予測動きベクトルを格納する領域のみが確保されればよいことから、予測処理に必要な記憶領域を削減することができる。さらに、記憶領域が削減できるため、回路規模が小さく、消費電力の少ない画像符号化装置を実現することができる。
【００７６】
また、本発明の画像復号装置および画像復号方法では、上記の画像符号化装置により生成された画像符号化信号を同じように規定される参照ブロックの逆予測動きベクトルを用いて逆予測を行なう。このため、参照される逆予測動きベクトルを含む参照ブロックの記憶領域は、画像符号化装置と同じように、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、マクロブロックの１水平列分の領域が確保される。この結果、逆予測処理に必要な記憶領域を削減することができ、回路規模が小さく、消費電力の少ない画像復号装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像符号化装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の画像復号装置の構成図である。
【図３】ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理で参照する動きベクトルを示した図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動きベクトルメモリの管理方法を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック０、ブロック１）の動作を示した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック２、ブロック３）の動作を示した図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック０、ブロック１）の処理手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック２、ブロック３）の処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態における注目ブロックと参照ブロックとの関係を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である
【図１２】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック０、ブロック１）の動作を示した図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック２、ブロック３）の動作を示した図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック０、ブロック１）の処理手順を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック２、ブロック３）の処理手順を示したフローチャートである。
【図１６】ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理で用いるメモリ構成を示した図である。
【符号の説明】
１・・・減算器、２・・・離散コサイン変換（ＤＣＴ）ブロック、３・・・量子化器、４・・・ＤＣ／ＡＣ予測器、５・・・可変長符号化器、６・・・逆量子化器、７・・・逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック、８・・・加算器、９・・・ビデオメモリ、１０・・・動き検出ブロック、１１・・・動き補償ブロック、１２・・・動きベクトル予測器、１３・・・動きベクトルメモリ、２０・・・可変長復号器、２１・・・ＤＣ／ＡＣ逆予測器、２２・・・逆量子化器、２３・・・逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック、２４・・・加算器、２５・・・ビデオメモリ、２６・・・動き補償ブロック、２７・・・動きベクトル逆予測器、２８・・・動きベクトルメモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は画像符号化装置と画像復号装置および画像符号化方法と画像復号方法に関し、特に画像全体を所定のマクロブロックに分割し、マクロブロックごとに予測処理を行なって符号化する画像符号化装置とその画像符号化方法と、符号化された符号化画像信号を復号する画像復号装置およびその画像復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、関係機関によって動画音声符号化方式の規格標準化作業が行なわれており、制定された規格に沿って順次実用化が進められている。
【０００３】
このうち、ＩＳＯ／ＩＥＣ動画圧縮標準化グループ、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）によってＭＰＥＧ４が制定されている。ＭＰＥＧ４の規格は、規格書「ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｓｕａｌ Ｏｂｊｅｃｔ」において定められ、標準化されている。しかし、上記の説明のＭＰＥＧ４規格書は、規格自体が復号方法を規定するものであり、符号化の実装方法に関しての規定はない。また、書籍「ＭＰＥＧ−４のすべて （三木 弼一編著 １９９８、(株)工業調査会発行）」では、符号化の原理的な説明はなされているものの、実装方法についての説明はない。
【０００４】
このように、規格書および参考書籍において、予測処理に使用するメモリ管理方法は規定されていないため、メモリ領域を自由に実装することができる。そこで、画像サイズ分のメモリ領域を確保する方法が考えられる。
【０００５】
しかし、予測処理、逆予測処理を実現する画像符号化装置および画像復号装置では、無制限にメモリを搭載することはできない。さらに、装置として回路規模が小さく、消費電力が少ないものが望まれるため、メモリ容量を少なくすることが要求される。このため、離散コサイン変換（ＤＣＴ；Discrete Cosine Transform）、量子化および可変長符号化により符号化されている符号化画像信号を復号する際の予測処理に用いられるメモリ容量を少なくする画像復号装置および画像復号方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このような画像復号装置では、１ライン分の予測処理が終了するごとに、次の注目マクロブロックの予測処理に用いる参照値を格納する格納部にコピーしていくことにより、画像サイズ全体の直流（ＤＣ）成分および交流（ＡＣ）成分を格納する領域を削減し、メモリ容量を少なくしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１１８８５３号公報（第１１頁〜第１５頁、第７図〜第１２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の画像符号化装置および画像復号装置では、上記手法を行なってもまだメモリ容量が大きいという問題がある。
【０００９】
ＭＰＥＧ４では、従来のマクロブロック単位の動き補償に加えて、マクロブロックを構成する４つの輝度成分（Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）のブロックに対し、それぞれの動きベクトルを用いて予測信号を動き補償することができる。以下、このような動き補償で行なわれる予測処理および逆予測処理を、通常のインター（Ｉｎｔｅｒ）に対して、インターで４本のベクトル（Ｖｅｃｔｏｒ）があるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理と呼ぶ。
【００１０】
ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理および逆予測処理に必要なメモリ構成について説明する。図１６は、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理で用いるメモリ構成を示した図である。ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、予測対象となる注目マクロブロック１００の動きベクトルが、マクロブロックを構成する４つの輝度成分に対して用意される。図の例では、輝度成分ごとにブロックＢ０（１０１）、ブロックＢ１（１０２）、ブロックＢ２（１０３）およびブロックＢ３（１０４）の動作ベクトルがメモリに格納されている。この注目マクロブロック１００の予測動作ベクトルは、注目マクロブロック１００と隣接する参照マクロブロック１１０、１２０、１３０に含まれる３つの参照動きベクトルの中央値を求める。このとき参照される動きベクトルは、予測対象となる注目マクロブロック１００の輝度成分ブロック（Ｂ０（１０１）、Ｂ１（１０２）、Ｂ２（１０３）、Ｂ３（１０４））に応じて規定され、それぞれの輝度成分ブロックによって異なる。従って、予測動きベクトルを算出するため、隣接する参照マクロブロック１１０、１２０、１３０の動きベクトルを保持しておく必要がある。
【００１１】
ところが、ＭＰＥＧ４の規格書には、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理におけるメモリ管理方法は規定されていない。また、上記の説明の従来の画像復号装置は、ＤＣ／ＡＣ予測処理において用いられるメモリ容量を小さくする方法が述べられており、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測に用いるメモリ容量については言及されていない。このため、必要なメモリ領域は、フレームに存在するマクロブロック数分実装することが考えられる。
【００１２】
従って、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測に使用する予測動きベクトルを記憶するメモリ領域は、フレームメモリ２００として、フレームを構成するマクロブロック数分が実装される。
【００１３】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、参照マクロブロックの動きベクトルを用いて算出される予測動きベクトルと注目ブロックの動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。そして、この差分動きベクトルが、可変長符号化され、画像符号化信号が生成される。
【００１４】
一方、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理では、ＩＮＴＥＲＶ４予測処理と同じ参照マクロブロックの動きベクトルを用いて算出される予測動きベクトルと可変長復号された差分動きベクトルとから注目ブロックの動きベクトルを復元する。すなわち、参照するマクロブロックは、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理およびＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理も同じになる。従って、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理に用いるメモリ領域も、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理と同様に実装される。
【００１５】
しかしながら、従来の注目マクロブロックに隣接する参照マクロブロックの予測動きベクトルを記憶するメモリ領域を、フレームに存在するマクロブロック数分実装し、予測処理、逆予測処理を行なう方法では、符号化、復号するフレームが大きくなるほど、処理に必要とするメモリ容量が増大していく。メモリ容量が増大すれば、搭載するメモリを増加しなければならず、消費電力の増加やチップサイズが増加するという問題が生じる。この結果、画像符号化装置および画像復号装置のコストが増大するという問題が発生する。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、予測処理および逆予測処理に用いるメモリ容量を少なくすることが可能な画像符号化装置と画像復号装置および画像符号化方法と画像復号方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、画像全体を所定のマクロブロックに分割し、前記マクロブロックごとに予測処理を施して符号化を行なう画像符号化装置において、前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記憶手段と、予測対象となる注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックごとに規定される参照対象の前記輝度成分ブロックについて算出されている前記予測動きベクトルを前記予測値記憶手段から抽出し、抽出された前記予測動きベクトルに基づいて前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出して前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の領域に格納する予測手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置、が提供される。
【００１８】
このような構成の画像符号化装置では、予測値記憶手段には、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルをマクロブロックの１水平列分格納する。予測手段は、予測処理に用いる参照値として、予測対象の注目マクロブロックの輝度成分ブロックごとに規定される参照対象の輝度成分ブロックについて予測値記憶手段に格納されている予測動きベクトルを抽出し、抽出された予測動きベクトルに基づいて予測対象の輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出する。算出された予測動きベクトルは、予測値記憶手段の輝度成分ブロックに対応する領域に格納する。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、上記の説明の画像符号化装置により符号化された画像符号化信号を復号する画像復号装置が提供される。この画像復号装置では、上記の画像符号化装置と同様、逆予測値記憶手段には、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、輝度成分ブロックに対して算出される逆予測動きベクトルが、マクロブロックの１水平列分格納される。逆予測手段では、逆予測値記憶手段に格納される逆予測動きベクトルに基づいて逆予測処理を行う。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、画像全体を所定のマクロブロックに分割し、前記マクロブロックごとに予測処理を施して符号化を行なう画像符号化方法において、前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記憶手段から、規定に従って対象となる参照対象の前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルを抽出するステップと、抽出された参照対象の前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルに基づいて注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックについての前記予測動きベクトルを算出するステップと、算出された前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルを前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の記憶領域に格納するステップと、を有し、前記輝度成分ブロックの値と算出された前記予測動きベクトルとの差分に基づいて符号化処理を行なうことを特徴とする画像符号化方法、が提供される。
【００２１】
このような手順の画像符号化方法では、予測処理に用いる予測値記憶手段には、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを格納する領域がマクロブロックの１水平列分確保されている。予測処理では、規定に応じて参照される参照対象の輝度成分ブロックの予測動きベクトルを予測値記憶手段より抽出し、抽出された予測動きベクトルに基づいて注目マクロブロックの輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出する。算出された予測動きベクトルは、輝度成分ブロックに対応する予測値記憶手段の記憶領域に格納される。こうして算出されて格納された予測値動きベクトルが、続く輝度成分ブロックの予測処理で参照される。なお、このようにして算出された輝度成分ブロックの予測動きベクトルと、輝度成分ブロックの動きベクトルとの差分を取ることにより、符号化を行なうことができる。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、上記の説明の画像符号化方法により符号化された画像符号化信号を復号する画像復号方法が提供される。
この画像復号方法では、画像符号化方法と同様の規定に基づいて逆予測対象の注目マクロブロックの輝度成分ブロックに応じて規定される参照ブロックの逆予測動きベクトルが格納された予測値記憶手段から逆予測動きベクトルを抽出し、逆予測動きベクトルに基づいて対象の輝度成分ブロックの逆予測動きベクトルを算出する。算出された逆予測動きベクトルは、輝度成分ブロックに対応する予測値記憶手段の記憶領域に格納され、続く逆予測処理で参照される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下、実施の形態として、ＭＰＥＧ４の動き補償に用いられるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理の場合を例にとり、画像符号化装置について説明し、続いて画像復号装置について説明する。
【００２４】
ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理を実現する画像符号化装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態の画像符号化装置の構成図である。
本発明に係る画像符号化装置は、減算器１、離散コサイン変換（ＤＣＴ）ブロック２、量子化器３、ＤＣ／ＡＣ予測器４、可変長符号化器５、逆量子化器６、逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック７、加算器８、ビデオメモリ９、動き検出ブロック１０、動き補償ブロック１１、動きベクトルを予測する予測手段である動きベクトル予測器１２および動きベクトル予測時に参照される予測値を記憶する予測値記憶手段である動きベクトルメモリ１３の各処理部を有する。
【００２５】
減算器１は、外部から入力される外部入力信号（図の例では、輝度信号、色差信号）を第１の入力とし、動き補償ブロック１１の出力信号を第２の入力信号とし、外部入力信号、または外部入力信号と動き補償ブロック１１との差分をＤＣＴブロック２へ出力する。ＤＣＴブロック２は、減算器１より入力された信号に対して離散コサイン変換を施し、量子化器３へ出力する。量子化器３は、ＤＣＴ変換によって得られたＤＣＴ係数を量子化し、ＤＣ／ＡＣ予測器４および逆量子化器６に出力する。ＤＣ／ＡＣ予測器４は、量子化された信号に基づいて、直流（ＤＣ）成分、交流（ＡＣ）成分の量子化値を算出し、可変長符号化器５の第１入力に与える。ここで、可変長符号化器５は、量子化されたＤＣＴ係数と量子化幅を可変長符号化する。これが、イントラ（Ｉｎｔｒａ）符号化であり、符号化されたＶＯＰ（Video Object Plane）をＩ−ＶＯＰと呼ぶ。なお、Ｉ−ＶＯＰ処理では、減算器１の第２の入力は、ゼロが供給されている。
【００２６】
一方、量子化器３の出力信号を逆量子化器６および逆ＤＣＴブロック７を通過させることにより、ＤＣＴブロック２入力前の信号が得られる。この信号は、加算器８の第１の入力に与えられる。加算器８によって元の画像信号が得られ、動き検出ブロック１０および動き補償ブロック１１の参照用画像信号としてビデオメモリ９に格納される。動き検出ブロック１０は、画像の動き部分を検出し、動きベクトル情報を生成する。動きベクトル情報は、動き補償ブロック１１および動きベクトル予測器１２に送られる。動き補償ブロック１１は、動きベクトル情報を使用して、動き補償した参照画像信号を生成し、減算器１および加算器８に出力する。減算器１では、画像信号と参照画像信号との差分（予測誤差信号）が算出される。この差分信号は、ＤＣＴブロック２、量子化器３、およびＤＣ／ＡＣ予測器４を経て、可変長符号化器５に送られる。
【００２７】
さらに、動きベクトル予測器１２は、予測動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリ１３と接続し、動き検出ブロック１０で検出された動きベクトル情報を使用してＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理を行なう。動きベクトルメモリ１３は、８×８のマクロブロックの４つの輝度成分に対する予測動作ベクトルを、規格に応じて決まる参照ブロック分を記憶する領域を有している。動きベクトル予測器１２によるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、注目の輝度成分ブロックについて、ＭＰＥＧ４により規定される参照とする予測動きベクトルを動きベクトルメモリ１３より抽出し、抽出された参照予測動きベクトルを用いて注目の輝度成分ブロックについての予測動きベクトルを算出する。算出された予測動きベクトルは、動きベクトルメモリ１３の対応する領域に格納され、以降の注目ブロックの予測動きベクトル算出時に参照される。このように、算出された予測動きベクトルを順次動きベクトルメモリ１３に格納し、次の参照値とすることにより、動きベクトルメモリ１３の記憶容量を予測に必要な容量、例えば、１水平列マクロブロック分とすることが可能となる。処理の詳細については、後述する。
【００２８】
最後に、注目輝度成分ブロックと予測動きベクトルとの差分動きベクトルが算出され、可変長符号化器５へ出力される。可変長符号化器５では、差分信号の量子化ＤＣＴ係数を動きベクトルや量子化幅とともに可変長符号化する。これは、ＶＯＰ間符号化またはインター（Ｉｎｔｅｒ）符号化と呼ばれる。
【００２９】
上記の説明のように、本発明に係る画像符号化装置では、動きベクトル予測器１２で使用する動きベクトルメモリ１３の予測動きベクトル格納量は、従来の画像全体の予測動きベクトルを格納していた場合の格納量に比べて、ずっと小さくすることが可能となっている。
【００３０】
次に、画像復号装置について説明する。図２は、本発明の実施の形態の画像復号装置の構成図である。
本発明に係る画像復号装置は、可変長復号器２０、ＤＣ／ＡＣ逆予測器２１、逆量子化器２２、逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック２３、加算器２４、ビデオメモリ２５、動き補償ブロック２６、動きベクトルを逆予測する逆予測手段である動きベクトル逆予測器２７および動きベクトル逆予測時に参照される逆予測値を記憶する動きベクトルメモリ２８の各処理部を有する。
【００３１】
可変長復号器２０は、図１に示した画像符号化装置により符号化されたビデオビットストリームを入力とし、可変長復号を行なう。可変長復号器２０により復号された信号は、ＤＣ／ＡＣ逆予測器２１および動きベクトル逆予測器２７へ出力される。
【００３２】
ＤＣ／ＡＣ逆予測器２１は、可変長復号器２０により復号された信号の直流（ＤＣ）成分、交流（ＡＣ）成分について量子化値を逆予測し、逆量子化器２２へ出力する。逆量子化器２２は、算出された量子化値に対して逆量子化処理を施し、逆離散コサイン変換を行なう逆ＤＣＴブロック２３に出力する。逆ＤＣＴブロック２３、加算器２４を経て復号された輝度信号および色差信号は、参照画像信号としてビデオメモリ２５に格納される。
【００３３】
動きベクトル逆予測器２７は、逆予測された逆予測動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリ２８と接続し、可変長復号された信号に対してＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測を行なって、動きベクトルを復元する。動きベクトルメモリ２８は、画像符号化装置の動きベクトルメモリ１３と同様、８×８のマクロブロックの４つの輝度成分に対する予測動作ベクトルを、規格に応じて決まる参照ブロック分記憶している。動きベクトル逆予測器２７によるＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理では、注目の輝度成分ブロックについて、ＭＰＥＧ４により規定される参照とする逆予測動きベクトルを動きベクトルメモリ２８より抽出し、抽出された参照逆予測動きベクトルを用いて注目の輝度成分ブロックについての逆予測動きベクトルを算出する。算出された逆予測動きベクトルは、動きベクトルメモリ２８の対応する領域に格納され、以降の注目ブロックの逆予測動きベクトル算出時に参照される。このように、算出された逆予測動きベクトルを順次動きベクトルメモリ２８に格納し、次の参照値とすることにより、動きベクトルメモリ２８の記憶容量を予測に必要な容量、例えば、１水平列マクロブロック分とすることが可能となる。処理の詳細については、後述する。
【００３４】
そして、可変長復号された差分動きベクトルと逆予測動きベクトルとに基づいて、注目輝度成分ブロックの動きベクトルを復号し、動き補償ブロック２６へ出力する。動き補償ブロック２６は、動きベクトル情報に基づいて逆予測マクロブロックを取得し、加算器２４へ出力する。この信号は、加算器２４で、差分信号と加算されることにより、元の画像信号となる。
【００３５】
図１に示した画像符号化装置の場合と同様に、動きベクトル逆予測器２７で使用する動きベクトルメモリ２８は、従来の画像全体の逆予測動きベクトルを格納していた場合の格納量に比べて、メモリ容量をずっと小さくすることが可能となっている。
【００３６】
ここで、動きベクトル予測器１２および動きベクトル逆予測器２７によって参照されるマクロブロックについて説明する。なお、参照されるブロックは、どちらの場合も同じであるので、以降は動きベクトル予測処理の場合で説明する。図３は、動きベクトル予測処理で参照するマクロブロックを示した図である。
【００３７】
注目ブロックの動きベクトルを予測するＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理では、１マクロブロック１００を構成する４つの輝度成分に対応するブロック（Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に対する動きベクトルの予測動きベクトルを算出する。対象となる注目ブロックの予測動きベクトルとして、この動きベクトルを含むブロックに隣接するマクロブロック（左、上、右上）の動きベクトル（Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２）を参照し、その中央値を求める。このとき参照する動きベクトルは、対象となる注目動きベクトルによって異なる。図に示したように、ブロック０（Ｂ０）の注目動きベクトル（１０１）が対象の場合、左に隣接するマクロブロックの動きベクトルＶ０（１１１）、上に隣接するマクロブロックの動きベクトルＶ１（１１２）、および右上に隣接するマクロブロックの動きベクトルＶ２（１１３）が参照される。また、ブロック１（Ｂ１）の注目動きベクトル（１０２）が対象の場合、動きベクトルＶ０（１１４）、動きベクトルＶ１（１１５）および動きベクトルＶ２（１１６）が参照される。同様に、ブロック２（Ｂ２）の注目動きベクトル１０３では、動きベクトルＶ０（１１７）、動きベクトルＶ１（１１８）および動きベクトルＶ２（１１９）が参照され、ブロック３（Ｂ３）の注目動きベクトル１０４では、動きベクトルＶ０（１２０）、動きベクトルＶ１（１２１）および動きベクトルＶ２（１２２）が参照される。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態では、上記説明の注目ブロックと注目ブロックに応じて規定される参照ブロックとの関係に着目し、動きベクトル予測器１２および動きベクトル逆予測器２７で参照する動きベクトルメモリ１３、２８のメモリ容量をマクロブロックの１水平列分とした。
【００３９】
図４は、本発明の第１の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である。動きベクトルメモリ１３ａは、マクロブロック１００を構成する４つの輝度成分に対応する予測動きベクトルを格納する４つの領域、ブロックＢ０（１０１）、ブロックＢ１（１０２）、ブロックＢ２（１０３）、およびブロックＢ３（１０４）について、マクロブロックの１水平列分の予測動きベクトルを格納することが可能なメモリ領域を備える。すなわち、動きベクトルメモリ１３ａは、１水平列分のマクロブロック数をＮとすると、ブロックごとにＮ個分の予測動きベクトルを格納するメモリ領域から構成される。図に示したように、ブロックＢ０に関するＢ０［０］、Ｂ０［１］、・・・、Ｂ０［ｎ］、・・・、Ｂ０［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ０の水平列メモリ１３１、ブロックＢ１に関するＢ１［０］、Ｂ１［１］、・・・、Ｂ１［ｎ］、・・・、Ｂ１［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ１の水平列メモリ１３２、ブロックＢ２に関するＢ２［０］、Ｂ２［１］、・・・、Ｂ２［ｎ］、Ｂ２［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ２の水平列メモリ１３３、およびブロックＢ３に関するＢ３［０］、Ｂ３［１］、・・・、Ｂ３［ｎ］、Ｂ３［Ｎ−１］のメモリ領域を有するブロックＢ３の水平列メモリ１３４から構成される。ここで、ｎは、任意の１ブロックを指す。
【００４０】
次に、このような構成の動きベクトルメモリ１３ａのメモリ管理について説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態の動きベクトルメモリの管理方法を示した図である。（Ａ）は現在の注目マクロブロックとその参照マクロブロックを示しており、（Ｂ）は次の注目マクロブロックとその参照マクロブロックを示している。上記の説明のように、画像は所定のマクロブロック（以下、ＭＢ）に分割されている。図の例では、ＭＢの水平列を０、１、・・・、ｎ、・・・とし、垂直方向を０、１、・・・、ｍ、・・・としている。
【００４１】
（Ａ）に示した現在の注目ＭＢ［ｎ］３０１（水平列ｍ＋１のｎ番目のＭＢ）についての予測動きベクトル処理を行なう場合、１水平列設けられた動作ベクトルメモリ１３の記憶領域には、水平列ｍのＭＢ［ｎ］から順に、１水平列ＭＢ分の予測動きベクトルが格納されている。また、ブロックＭＢ［ｎ−１］に対応する領域には、前の処理における注目ブロックである水平列ｍ＋１のブロックＭＢ［ｎ−１］の予測動きベクトルが格納されている。図の例では、注目ＭＢ［ｎ］を除く参照ＭＢの予測動きベクトルが、参照ＭＢ［ｎ−１］３０２、参照ＭＢ［ｎ］３０３、参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４、の順に格納されている。予測処理開始の際には、動作ベクトルメモリ１３のメモリポインタは、ｎを指している。
【００４２】
注目ＭＢ［ｎ］３０１の予測動きベクトルを算出するため、注目ＭＢ［ｎ］３０１に隣接する参照ＭＢ［ｎ−１］３０２、参照ＭＢ［ｎ］３０３、および参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４の予測動きベクトルが参照予測動きベクトルとして選ばれる。こうして参照ＭＢに存在する規定の予測動きベクトルを抽出し、その中央値を算出する。算出された中央値は、注目ＭＢ［ｎ］３０１の予測動きベクトルとして、ポインタの示すブロック［ｎ］の記憶領域に保存される。
【００４３】
これが（Ｂ）の状態である。動きベクトルメモリ１３のメモリポインタが１進み、ｎは次の注目ＭＢ［ｎ］３０５を指す。前回の注目ＭＢ［ｎ］３０１は、参照ＭＢ［ｎ−１］３０１となる。また、ＭＢ３０４は、（Ａ）では参照ＭＢ［ｎ＋１］であったが、ポインタが１進んだことにより、参照ＭＢ［ｎ］となる。同様に、参照ＭＢ［ｎ＋１］は、隣のＭＢ３０６を指す。
【００４４】
このように、動きベクトル予測器１２がマクロブロックの１水平列分設けられた予測動きベクトルの記憶領域（動きベクトルメモリ１３ａ）を参照して予測動きベクトルを算出し、算出された予測動きベクトルを動きベクトルメモリ１３ａに格納し、次の注目ブロックで参照することにより、動きベクトルメモリ１３ａのメモリ容量を小さくすることができる。
【００４５】
次に、動きベクトル予測器１２の行なうＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理について説明する。図６および図７は、本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理の動作を示した図である。図６（Ａ）はブロックＢ０、図６（Ｂ）はブロックＢ１、図７（Ｃ）はブロックＢ２、図７（Ｄ）はブロックＢ３の動きベクトル予測処理の動作を示している。なお、使用する動きベクトルメモリ１３ａのメモリ構造は、図４に示したものであるとする。
【００４６】
動きベクトル予測器１２における処理は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に実行されるので、実行順に従って説明する。
（Ａ）ブロックＢ０の動き予測処理１２−１では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ０の左隣のＢ１［ｎ−１］、上のＢ２［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択されるので、これらの予測動きベクトルをブロックＢ１の水平列メモリ１３２およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出し、中央値を算出する。算出されたブロックＢ０の予測動きベクトルは、ブロックＢ０の水平列メモリ１３１のＢ０［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００４７】
続く（Ｂ）ブロックＢ１の動き予測処理１２−２では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ１の左隣であって、（Ａ）の処理で算出されたＢ０［ｎ］、上のＢ３［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択され、これらの予測動きベクトルがブロックＢ０の水平列メモリ１３１、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出される。そして、予測動きベクトルとして中央値が算出され、算出された予測動きベクトルは、ブロックＢ１の水平列メモリ１３２のＢ１［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００４８】
次の（Ｃ）ブロックＢ２の動き予測処理１２−３では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ２の左隣のＢ３［ｎ−１］、上のＢ０［ｎ］、右上であって（Ｂ）の処理で算出されたＢ１［ｎ］の予測動きベクトルが、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４、ブロックＢ０の水平列メモリ１３１およびブロックＢ１の水平列メモリ１３２より読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ２の予測動きベクトルとしてブロックＢ２の水平列メモリ１３３のＢ２［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００４９】
最後の（Ｄ）ブロックＢ３の動き予測処理１２−４では、参照予測動きベクトルとして、これまでの処理で算出された左隣のＢ２［ｎ］、左上のＢ０［ｎ］、上のＢ１［ｎ］の予測動きベクトルが、ブロックＢ２の水平列メモリ１３３、ブロックＢ０の水平列メモリ１３１およびブロックＢ１の水平列メモリ１３２から読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ３の予測動きベクトルとして、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４のＢ３［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００５０】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置および画像復号装置によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用するメモリ容量を、マクロブロックの１水平列分とすることができ、メモリ容量を格段に小さくすることが可能となる。この結果、回路規模が小さく、消費電力の少ない装置を提供することができる。
【００５１】
次に、本発明の第１の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法で用いるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理の処理手順について説明する。図８および図９は、本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法の処理手順を示したフローチャートである。図８は、ブロックＢ０およびブロックＢ１についての処理手順、図９は、ブロックＢ２およびブロックＢ３についての処理手順を示している。
【００５２】
それぞれの動きベクトルが検出されて、処理が開始される。
[ステップＳ０１] ブロックＢ０の処理が開始される。注目ブロックＢ０の参照ベクトルとして、Ｂ１［ｎ−１］、Ｂ２［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。[ステップＳ０２] 注目ブロックＢ０の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ０の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ０３] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ０の予測動きベクトルをブロックＢ０の水平列メモリのＢ０［ｎ］に書き込む。
[ステップＳ０４] ブロックＢ１の処理が開始される。注目ブロックＢ１の参照ベクトルとして、Ｂ０［ｎ］、Ｂ３［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ０５] 注目ブロックＢ１の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ１の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ０６] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ１の予測動きベクトルをブロックＢ１の水平列メモリのＢ１［ｎ］に書き込む。
【００５３】
Ａ点を経由して、図９の処理へ進む。
[ステップＳ０７] ブロックＢ２の処理が開始される。注目ブロックＢ２の参照ベクトルとして、Ｂ３［ｎ−１］、Ｂ０［ｎ］、Ｂ１［ｎ］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ０８] 注目ブロックＢ２の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ２の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ０９] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ２の予測動きベクトルをブロックＢ２の水平列メモリのＢ２［ｎ］に書き込む。
[ステップＳ１０] ブロックＢ３の処理が開始される。注目ブロックＢ３の参照ベクトルとして、Ｂ２［ｎ］、Ｂ０［ｎ］、Ｂ１［ｎ］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックの水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ１１] 注目ブロックＢ３の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ３の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ１２] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ３の予測動きベクトルをブロックＢ３の水平列メモリのＢ３［ｎ］に書き込む。
【００５４】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測の場合は、上記手順の動き予測処理が動き逆予測処理となる以外はＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理の場合と同じであるので、説明は省略する。
【００５５】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用するメモリ容量を、マクロブロックの１水平列分とすることができる。
【００５６】
ここで、注目ブロックと参照ブロックとの関係をさらに詳しく調べる。図１０は、本発明の実施の形態における注目ブロックと参照ブロックとの関係を示した図である。
【００５７】
予測対象を注目ＭＢ［ｎ］３０１とすると、参照されるＭＢは、参照ＭＢ［ｎ−１］３０２、参照ＭＢ［ｎ］３０３、および参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４が選択される。これを輝度成分ブロック単位で示すと、注目ＭＢ［ｎ］３０１の８×８ブロックＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３についての予測動作ベクトルを算出するために、参照ＭＢ［ｎ−１］３０２のＢ１［ｎ−１］とＢ３［ｎ−１］、参照ＭＢ［ｎ］３０３のＢ２［ｎ］とＢ３［ｎ］、参照ＭＢ［ｎ＋１］３０４のＢ２［ｎ＋１］、および注目ＭＢ［ｎ］３０１のＢ０、Ｂ１、Ｂ２とが用いられる。
【００５８】
このことから、１つのＭＢについて参照される輝度成分ブロックは、ブロックＢ０ではＢ０、ブロックＢ１ではＢ１［ｎ−１］であり、それぞれ１ブロック分の予測動きベクトルを記憶するメモリ領域が必要であることがわかる。また、ブロックＢ２ではＢ２とＢ２［ｎ＋１］、ブロックＢ３ではＢ３［ｎ−１］とＢ３［ｎ］、が参照されるため、それぞれ１水平列メモリの予測動きベクトルを記憶するメモリ領域が必要であることがわかる。
【００５９】
以上のことから、本発明の第２の実施の形態では、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理および逆予測処理に用いるメモリ構成を、１ブロック分の予測動きベクトルを記憶するメモリ２つと、１水平列分のブロックの予測動きベクトルを記憶するメモリ２つとする。
【００６０】
図１１は、本発明の第２の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である。図４と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
第２の実施の形態の動きベクトルメモリ１３ｂは、ＭＢ１００を構成する４つのブロックＢ０（１０１）、Ｂ１（１０２）、Ｂ２（１０３）、Ｂ３（１０４）ごとに、予測動きベクトルを格納するメモリ領域を備える。具体的には、動きベクトルメモリ１３ｂは、ブロックＢ０については、１ブロック分の予測動きベクトルを格納するＢ０の１ブロックメモリ１３５を備える。同様に、ブロックＢ１についても、１ブロック分の予測動きベクトルを格納するＢ１の１ブロックメモリ１３６を備える。一方、ブロックＢ２およびブロックＢ３については、第１の実施の形態と同様に、１水平列分のメモリ、Ｂ２の水平列メモリ１３３およびＢ３の水平列メモリ１３４を備える。
【００６１】
このように、ブロックＢ０およびブロックＢ１については、１ブロックメモリ分のみを確保することにより、第１の実施の形態のメモリ容量をさらに半分程度まで削減することができる。
【００６２】
次に、このような構成の動きベクトル記憶領域を用いた動きベクトル予測器１２によるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理について説明する。
図１２および図１３は、本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理の動作を示した図である。図１２（Ａ）はブロックＢ０、図１２（Ｂ）はブロックＢ１、図１３（Ｃ）はブロックＢ２、図１３（Ｄ）はブロックＢ３の動きベクトル予測処理の動作を示している。また、処理は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に実行される。
【００６３】
（Ａ）ブロックＢ０の動き予測処理１２−５では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ０の左隣のＢ１［ｎ−１］、上のＢ２［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択されるので、これらの予測動きベクトルをブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６（注目ブロックのＢ１処理前であるので、ブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６には、前の注目ＭＢ［ｎ−１］の予測動きベクトルが格納されている）およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出し、中央値を算出する。算出されたブロックＢ０の予測動きベクトルは、ブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５に書き込まれる。
【００６４】
続く（Ｂ）ブロックＢ１の動き予測処理１２−６では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ１の左隣であって、（Ａ）の処理で算出されたＢ０、上のＢ３［ｎ］、右上のＢ２［ｎ＋１］が選択され、これらの予測動きベクトルがブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４およびブロックＢ２の水平列メモリ１３３から読み出される。そして、予測動きベクトルとして中央値が算出され、算出された予測動きベクトルは、ブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６に書き込まれる。
【００６５】
次の（Ｃ）ブロックＢ２の動き予測処理１２−７では、参照予測動きベクトルとして、ブロックＢ２の左隣のＢ３［ｎ−１］、上のＢ０、右上であって（Ｂ）の処理で算出されたＢ１の予測動きベクトルが、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４、ブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５およびブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６より読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ２の予測動きベクトルとしてブロックＢ２の水平列メモリ１３３のＢ２［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００６６】
最後の（Ｄ）ブロックＢ３の動き予測処理１２−８では、参照予測動きベクトルとして、これまでの処理で算出された左隣のＢ２［ｎ］、左上のＢ０、上のＢ１の予測動きベクトルが、ブロックＢ２の水平列メモリ１３３、ブロックＢ０の１ブロックメモリ１３５およびブロックＢ１の１ブロックメモリ１３６から読み出される。これらの中央値が算出され、ブロックＢ３の予測動きベクトルとして、ブロックＢ３の水平列メモリ１３４のＢ３［ｎ］の位置に書き込まれる。
【００６７】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測処理では、予測値の算出が逆予測値の算出となるのみで、参照するブロックの動作については同じであるので、説明は省略する。以上のように、本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置および画像復号装置によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用されるメモリを２つのブロックメモリと、２つの水平列メモリとから構成することができ、第１の実施の形態に比べて、メモリ容量をさらに削減することができる。この結果、回路規模が小さく、消費電力の少ない装置を提供することができる。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法で用いるＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理の処理手順について説明する。図１４および図１５は、本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法の処理手順を示したフローチャートである。図１４は、ブロックＢ０およびブロックＢ１についての処理手順、図１５は、ブロックＢ２およびブロックＢ３についての処理手順を示している。
【００６９】
それぞれの動きベクトルが検出されて、処理が開始される。
[ステップＳ２１] ブロックＢ０の処理が開始される。注目ブロックＢ０の参照ベクトルとして、Ｂ１［ｎ−１］、Ｂ２［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ２２] 注目ブロックＢ０の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ０の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ２３] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ０の予測動きベクトルをブロックＢ０の１ブロックメモリＢ０に書き込む。
[ステップＳ２４] ブロックＢ１の処理が開始される。注目ブロックＢ１の参照ベクトルとして、Ｂ０、Ｂ３［ｎ］、Ｂ２［ｎ＋１］の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ２５] 注目ブロックＢ１の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ１の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ２６] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ１の予測動きベクトルをブロックＢ１の１ブロックメモリＢ１に書き込む。
【００７０】
Ｂ点を経由して、図１５の処理へ進む。
[ステップＳ２７] ブロックＢ２の処理が開始される。注目ブロックＢ２の参照ベクトルとして、Ｂ３［ｎ−１］、Ｂ０、Ｂ１の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ２８] 注目ブロックＢ２の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ２の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ２９] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ２の予測動きベクトルをブロックＢ２の水平列メモリのＢ２［ｎ］に書き込む。
[ステップＳ３０] ブロックＢ３の処理が開始される。注目ブロックＢ３の参照ベクトルとして、Ｂ２［ｎ］、Ｂ０、Ｂ１の３つの参照ブロックの予測動きベクトルをそれぞれのブロックのブロックメモリおよび水平列メモリより読み出す。
[ステップＳ３１] 注目ブロックＢ３の動き予測処理を行ない、読み出された参照ベクトルの中央値を算出し、ブロックＢ３の予測動きベクトルを得る。
[ステップＳ３２] 以降の処理において参照ベクトルとなるブロックＢ３の予測動きベクトルをブロックＢ３の水平列メモリのＢ３［ｎ］に書き込む。
【００７１】
なお、ＩＮＴＥＲ４Ｖ逆予測の場合は、上記手順の動き予測処理が動き逆予測処理となる以外はＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理の場合と同じであるので、説明は省略する。
【００７２】
以上のように、本発明の第２の実施の形態の画像符号化方法および画像復号方法によれば、ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理、逆予測処理において使用するメモリ容量を、第１の実施の形態よりさらに削減することができる。
【００７３】
上記の説明では、ＭＰＥＧ４のＩＮＴＥＲ４Ｖ予測、逆予測を例にとり説明したが、本発明は、これに限定されることなく、前の処理で算出した予測値を参照して次の予測値を生成する画像信号処理において適用することができる。
【００７４】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、画像符号化装置および画像復号装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像符号化装置および画像符号化方法では、予測対象の注目マクロブロックの輝度成分ブロックに応じて規定される参照ブロックについて算出された予測動きベクトルを用いて予測を行なう。このとき、参照される予測動きベクトルを保持する記憶手段として、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、マクロブロックの１水平列分の予測動きベクトルを格納することが可能な領域が確保される。このように、マクロブロックの１水平列分の予測動きベクトルを格納する領域のみが確保されればよいことから、予測処理に必要な記憶領域を削減することができる。さらに、記憶領域が削減できるため、回路規模が小さく、消費電力の少ない画像符号化装置を実現することができる。
【００７６】
また、本発明の画像復号装置および画像復号方法では、上記の画像符号化装置により生成された画像符号化信号を同じように規定される参照ブロックの逆予測動きベクトルを用いて逆予測を行なう。このため、参照される逆予測動きベクトルを含む参照ブロックの記憶領域は、画像符号化装置と同じように、マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、マクロブロックの１水平列分の領域が確保される。この結果、逆予測処理に必要な記憶領域を削減することができ、回路規模が小さく、消費電力の少ない画像復号装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像符号化装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の画像復号装置の構成図である。
【図３】ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理で参照する動きベクトルを示した図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動きベクトルメモリの管理方法を示した図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック０、ブロック１）の動作を示した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック２、ブロック３）の動作を示した図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック０、ブロック１）の処理手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック２、ブロック３）の処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態における注目ブロックと参照ブロックとの関係を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の動きベクトル記憶領域の構成図である
【図１２】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック０、ブロック１）の動作を示した図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測処理（ブロック２、ブロック３）の動作を示した図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック０、ブロック１）の処理手順を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の画像符号化装置における動きベクトル予測方法（ブロック２、ブロック３）の処理手順を示したフローチャートである。
【図１６】ＩＮＴＥＲ４Ｖ予測処理で用いるメモリ構成を示した図である。
【符号の説明】
１・・・減算器、２・・・離散コサイン変換（ＤＣＴ）ブロック、３・・・量子化器、４・・・ＤＣ／ＡＣ予測器、５・・・可変長符号化器、６・・・逆量子化器、７・・・逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック、８・・・加算器、９・・・ビデオメモリ、１０・・・動き検出ブロック、１１・・・動き補償ブロック、１２・・・動きベクトル予測器、１３・・・動きベクトルメモリ、２０・・・可変長復号器、２１・・・ＤＣ／ＡＣ逆予測器、２２・・・逆量子化器、２３・・・逆離散コサイン変換（逆ＤＣＴ）ブロック、２４・・・加算器、２５・・・ビデオメモリ、２６・・・動き補償ブロック、２７・・・動きベクトル逆予測器、２８・・・動きベクトルメモリ
Claims (6)
- 画像全体を所定のマクロブロックに分割し、前記マクロブロックごとに予測処理を施して符号化を行なう画像符号化装置において、
前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記憶手段と、
予測対象となる注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックごとに規定される参照対象の前記輝度成分ブロックについて算出されている前記予測動きベクトルを前記予測値記憶手段から抽出し、抽出された前記予測動きベクトルに基づいて前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの予測動きベクトルを算出して前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の領域に格納する予測手段と、
を具備することを特徴とする画像符号化装置。 - 前記予測値記憶手段では、前記予測手段において前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックおよび隣接する１つの前記輝度成分ブロックのみが参照される前記輝度成分ブロックについて前記予測動きベクトルが格納される領域は、１つの前記輝度成分ブロック分の領域のみであることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
- 所定のマクロブロックに分割され、前記マクロブロックごとに予測処理が施されて符号化された符号化画像信号を復号する画像復号装置において、
前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される逆予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する逆予測値記憶手段と、
逆予測対象となる注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックごとに規定される参照対象の前記輝度成分ブロックについて算出されている前記逆予測動きベクトルを前記逆予測値記憶手段から抽出し、抽出された前記逆予測動きベクトルに基づいて前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの逆予測動きベクトルを算出して前記輝度成分ブロックに対応する前記逆予測値記憶手段の領域に格納する逆予測手段と、
を具備することを特徴とする画像復号装置。 - 前記逆予測値記憶手段では、前記逆予測手段において前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックおよび隣接する１つの前記輝度成分ブロックのみが参照される前記輝度成分ブロックについて前記逆予測動きベクトルが格納される領域は、１つの前記輝度成分ブロック分の領域のみであることを特徴とする請求項３記載の画像復号装置。
- 画像全体を所定のマクロブロックに分割し、前記マクロブロックごとに予測処理を施して符号化を行なう画像符号化方法において、
前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出される予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記憶手段から、規定に従って対象となる参照対象の前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルを抽出するステップと、
抽出された前記参照対象の前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルに基づいて注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックについての予測動きベクトルを算出するステップと、
算出された前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの前記予測動きベクトルを前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の記憶領域に格納するステップと、
を有し、前記輝度成分ブロックの値と算出された前記予測動きベクトルとの差分に基づいて符号化処理を行なうことを特徴とする画像符号化方法。 - 所定のマクロブロックに分割され、前記マクロブロックごとに予測処理が施されて符号化された符号化画像信号を復号する画像復号方法において、
前記マクロブロックの４つの輝度成分ブロックごとに、前記輝度成分ブロックに対して算出されている逆予測動きベクトルを前記マクロブロックの１水平列分格納する予測値記 憶手段から、規定に従って対象となる参照対象の前記輝度成分ブロックの前記逆予測動きベクトルを抽出するステップと、
抽出された前記参照対象の前記輝度成分ブロックの前記逆予測動きベクトルに基づいて注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの逆予測動きベクトルを算出するステップと、
算出された前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの前記逆予測動きベクトルを前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックに対応する前記予測値記憶手段の記憶領域に格納するステップと、
を有し、前記符号化画像信号より得られる前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの動きベクトルと予測動きベクトルとの差分と、前記注目マクロブロックの前記輝度成分ブロックの前記逆予測動きベクトルとに基づいて復号処理を行なうことを特徴とする画像復号方法。
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