JP4809296B2 - 動画像符号化装置及び動画像復号装置 - Google Patents

Description

本発明は、動画像符号化装置及び動画像復号装置、より詳細には、動き補償予測処理で使用する動きベクトルの符号化および復号を行う動画像符号化装置及び動画像復号装置に関する。

動き補償予測方式は、動画像符号化装置および動画像復号装置において符号化効率を高めるための技術の１つである。これは時間的に近傍にあるピクチャ間の相関を利用し、符号化対象ピクチャの符号化対象ブロック（以下、符号化ブロック）と、既に符号化された参照ピクチャ中で符号化ブロックに対応する位置にあるブロック（以下、予測ブロック）との差分値（以下、予測誤差データ）を符号化することにより、情報量を削減する技術である。この時予測ブロックを特定するために、符号化ブロックと予測ブロックとの相対位置を動きベクトルで表し、符号化する。

一方、動画像復号装置側では符号化された動きベクトルと予測誤差データを復号し、動きベクトルを用いて既に復号された参照ピクチャの中から予測ブロックを計算し、これに予測誤差データを加算することで復号ブロックを得る。

前述の動きベクトルは、予測誤差データの符号量を最小にするために、より高い精度で広範囲にわたって検索し、予測誤差データの符号量を最小とするものを選択するのが理想である。一方で、このようにすると動きベクトルの符号量が増加する場合があり、予測誤差データの符号量が削減されても、必ずしも全体の符号量が小さくなるとは限らない。

これに対して、特許文献１には、動き量が小さい場合は精度が高く、動き量が大きくなると精度が低下する人間の視覚特性を利用して、動きベクトルの密度を動きベクトルの絶対値によって変える方法が記載されている。この方法によれば、動きベクトルの絶対値が小さい領域では動きベクトルを密に設定（精度を細かくする）し、絶対値が大きい領域では動きベクトルを疎に設定（精度を粗くする）することで、視覚的な劣化を防ぎながら符号量を小さくしている。例えば、動きベクトルの絶対値が水平・垂直方向に３画素以内であれば、精度を１画素単位として間隔を密に設定し、それより動きベクトルの絶対値が大きい場合は、精度を２画素単位として間隔を疎に設定する。

ところでピクチャ内の空間方向の相関性から、近傍ブロックの動きベクトルは互いに似た値をとることが多い。そこで動きベクトルの符号化は、動きベクトルの水平方向成分mvx、垂直方向成分mvyを直接符号化するのではなく、近傍ブロックの動きベクトルから計算した予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化する方法が効率よく、一般的である。特許文献２では、図２３に示すように、符号化ブロックの動きベクトルを(mvx,mvy)、符号化ブロックの左、上、右上に位置する近傍ブロックの既に符号化された動きベクトルを(mv1x,mv1y)、(mv2x,mv2y)、(mv3x,mv3y)とし、下式で求めた差分ベクトルに対して符号化を行う。
pmvx = median( mv1x, mv2x, mv3x )
pmvy = median( mv1y, mv2y, mv3y )
dmvx = mvx - pmvx
dmvy = mvy - pmvy
ここでmedian(A,B,C)はA、B、Cのメジアンを表し、３近傍ブロックの動きベクトルのメジアンを予測ベクトルpmvとして用いる。

上記差分ベクトル(dmvx,dmvy)は可変長符号表を用いて符号化される。この時、動きが一様なシーンと乱雑なシーンとでは予測ベクトルの精度が変わるため、２種類の可変長符号表を切替えて符号化する。すなわち、下記２つの条件の少なくとも一方が満たされた時は、近傍ブロックの動きが乱雑であるとみなし、そうでなければ近傍ブロックの動きが一様であるとみなす。
（条件１） abs(mv1x-mv2x) > TH1 かつ
abs(mv1x-mv3x) > TH1 かつ
abs(mv2x-mv3x) > TH1
（条件２） abs(mv1y-mv2y) > TH1 かつ
abs(mv1y-mv3y) > TH1 かつ
abs(mv2y-mv3y) > TH1
ここでTH1は予め定められた閾値である。

近傍ブロックの動きが一様な場合は、予測ベクトルの精度が高く差分ベクトルの絶対値が小さい場合が多いので、差分ベクトルの絶対値が小さい場合に符号量が小さく、大きい場合に符号量が大きくなるように割当てられた可変長符号表を用いる。近傍ブロックの動きが乱雑な場合は、予測ベクトルの精度が低く差分ベクトルの絶対値が大きくなる可能性が高いので、差分ベクトルの大小に対して、上記可変長符号表よりも符号量の差の小さい別の可変長符号表を用いる。この方法により、符号化結果の平均符号量を削減することができる。
特開平４−１８９０９３号公報 特開２００６−２７１０００号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術の場合、符号化ブロックの動きベクトルを直接符号化するため、差分ベクトルを符号化する場合に比べて符号化効率が低いという問題がある。
また特許文献２に記載の技術の場合、符号化ブロックの近傍ブロックの動きベクトルが一様か否かで、予測ベクトルの精度を推定し、可変長符号表を切り替えることで差分ベクトルの符号化効率を高める。
しかしながら、近傍ブロックの動きベクトルの乱雑さを指標とするため、各動きベクトルの絶対値は小さくても方向がばらばらであれば、前述の条件１および２を満たすことがある。また動きベクトルの精度はどちらの可変長符号表を用いても同じ（０．５画素精度）であるため、動きベクトルの大きさに応じて精度を変更しておらず、視覚特性を利用した符号量削減は行っていない。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、符号化ブロックの動きベクトルとその予測ベクトルとの差分ベクトルの符号化において、視覚特性を利用することにより画質劣化を防ぎつつ、符号量削減を実現できる動画像符号化装置及び動画像復号装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動きベクトルを検出して符号化する動画像符号化装置であって、符号化対象ブロックの近傍ブロックの動きベクトルから予測ベクトルを計算する予測ベクトル計算手段と、前記動きベクトルと前記予測ベクトルから差分ベクトルを計算する差分計算手段と、該差分ベクトルの精度を変更するベクトル精度変更手段と、該精度を変更した差分ベクトルを可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、前記ベクトル精度変更手段は、前記予測ベクトルの値と予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値以下の場合、前記差分ベクトルの精度を細かくし、また、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値より大きい場合、前記差分ベクトルの精度を粗くするように変更し、前記可変長符号化手段は、前記ベクトル精度変更手段により精度を変更した差分ベクトルを符号化するための可変長符号表を備えたことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記差分計算手段は、第１の差分計算手段と第２の差分計算手段で構成され、前記ベクトル精度変更手段は、第１のベクトル精度変更手段と第２のベクトル精度変更手段で構成され、前記第１の差分計算手段は、前記符号化対象ブロックの第１の動きベクトルと前記予測ベクトルから第１の差分ベクトルを計算し、前記第１のベクトル精度変更手段は、前記予測ベクトルの値と予め定められた第１の閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた第１の閾値以下の場合、前記第１の差分ベクトルの精度を細かくし、また、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた第１の閾値より大きい場合、前記第１の差分ベクトルの精度を粗くするように変更し、前記第２の差分計算手段は、前記第１のベクトル精度変更手段により精度を変更した第１の差分ベクトルと前記予測ベクトルを加算して第２の動きベクトルを計算し、該第２の動きベクトルと前記第１の動きベクトルから第２の差分ベクトルを計算し、前記第２のベクトル精度変更手段は、前記第２の動きベクトルと予め定められた第２の閾値とを比較し、前記第２の動きベクトルの値が前記予め定められた第２の閾値以下の場合、前記第２の差分ベクトルの精度を前記第１の差分ベクトルの精度よりも細かくするように変更し、前記可変長符号化手段は、前記第１の差分ベクトルと前記第２の差分ベクトルを符号化するための可変長符号表を備えたことを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記動きベクトルと前記差分ベクトルの符号化に必要な符号量を計算する手段と、前記動きベクトルと前記差分ベクトルのいずれを符号化するか選択する選択手段とを備え、前記選択手段は、前記予測ベクトルと予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルが閾値以下の場合には前記差分ベクトルの符号化を選択し、前記予測ベクトルが閾値より大きい場合には前記動きベクトルの符号量と前記差分ベクトルの符号量の比較結果に基づいて選択結果を示すフラグを付加し、前記可変長符号化手段は、前記選択手段で選択された差分ベクトルあるいは動きベクトルを可変長符号化することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第３の技術手段において、前記選択手段は、前記予測ベクトルが閾値より大きい場合、前記動きベクトルの符号量が前記差分ベクトルの符号量以下であれば、前記動きベクトルの符号化を選択し、一方、前記動きベクトルの符号量が前記差分ベクトルの符号量より大きければ、前記差分ベクトルの符号化を選択することを特徴としたものである。

第５の技術手段は、動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動きベクトルを復号する動画像復号装置であって、可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルを復号する可変長復号手段と、復号対象ブロックの近傍ブロックの動きベクトルから予測ベクトルを計算する予測ベクトル計算手段と、前記差分ベクトルと前記予測ベクトルから前記復号対象ブロックの動きベクトルを計算する動きベクトル計算手段とを備え、前記可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルは、予測ベクトルの値と予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値以下の場合、前記差分ベクトルの精度を細かくし、また、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値より大きい場合、前記差分ベクトルの精度を粗くするように変更されたものであり、前記可変長復号手段は、前記可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルを復号するための可変長符号表を備えたことを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第５の技術手段において、前記動きベクトル計算手段は、前記可変長復号手段で復号した第１の差分ベクトルと予測ベクトルを加算し、前記復号対象ブロックの第１の動きベクトルを計算する第１のベクトル計算手段と、前記予測ベクトルの値と予め定められた第１の閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた第１の閾値より大きい場合、前記第１の動きベクトルと予め定められた第２の閾値とを比較し、前記第１の動きベクトルが前記予め定められた第２の閾値以下の場合、第２の差分ベクトルの復号が必要と判定し、前記可変長復号手段に対し前記第２の差分ベクトルの復号を要求する判定手段と、前記第２の差分ベクトルが復号された場合、前記第１の動きベクトルと前記第２の差分ベクトルを加算して第２の動きベクトルを計算する第２のベクトル計算手段とを備え、前記可変長復号手段は、前記第１の差分ベクトルおよび前記第２の差分ベクトルを復号するための可変長符号表を備えたことを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第５の技術手段において、前記動きベクトル計算手段は、前記予測ベクトルと予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルが閾値以下の場合には前記可変長復号手段に前記差分ベクトルの復号を要求し、前記予測ベクトルが閾値よりも大きい場合には前記可変長復号手段に対して、前記差分ベクトルあるいは前記動きベクトルを示すフラグと前記差分ベクトルの復号を要求し、前記可変長復号手段は、前記フラグおよび前記差分ベクトルを復号することを特徴としたものである。

第８の技術手段は、第７の技術手段において、前記動きベクトル計算手段は、前記予測ベクトルが閾値以下の場合、前記差分ベクトルに基づいて前記復号対象ブロックの動きベクトルを計算し、一方、前記フラグが前記差分ベクトルを示す場合、前記復号対象ブロックの動きベクトルを計算し、前記フラグが前記動きベクトルを示す場合、前記差分ベクトルを前記復号対象ブロックの動きベクトルとすることを特徴としたものである。

本発明によれば、動きベクトルの符号化・復号において、予測ベクトルの大きさ、あるいは動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルの大きさに基づいて差分ベクトルの精度を変更することで、視覚特性を利用して画質劣化を抑えつつも、効率のよい符号化・復号が可能となる。
また本発明によれば、動きベクトルを複数段階に分けて符号化・復号することで、動きベクトルの精度の変更をより正確に行うことができる。
さらに本発明によれば、動きベクトルと差分ベクトルの符号化に必要な符号量に基づいて符号化対象を切り替えることで、効率のよい符号化・復号が可能となる。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る動画像符号化装置の構成例を示すブロック図で、図中、１０は動画像符号化装置を示す。図中、動画像符号化装置１０は、入力画像とピクチャ内あるいはピクチャ間予測画像（予測ブロック）との差分値（予測誤差データ）を計算する予測誤差計算部１１と、予測誤差データを直交変換する直交変換部１２と、予測誤差データの直交変換係数を量子化する量子化部１３と、量子化係数，差分ベクトル等の符号化に必要な情報を可変長符号化する可変長符号化部１４と、量子化係数を逆量子化する逆量子化部１５と、逆量子化された直交変換係数を逆直交変換する逆直交変換部１６と、逆直交変換された予測誤差データとピクチャ内あるいはピクチャ間予測ブロックとを加算する加算部１７と、加算部１７から出力される復号画像を格納するフレームメモリ１８と、ピクチャ間予測ブロックを作成する動き補償部１９と、ピクチャ内予測ブロックを作成するピクチャ内予測部２０と、符号化ブロックに対応する参照ピクチャ内の予測ブロックを探索し、両者の位置関係を動きベクトルとして計算する動き検出部２１と、動き補償部１９あるいはピクチャ内予測部２０で求めた予測ブロックのうち一方を選択する予測モード選択部２２と、動きベクトルから差分ベクトルを計算する差分ベクトル計算部２３とで構成される。

次に、差分ベクトル計算部２３について、図２に一例を示しながら説明する。図中、差分ベクトル計算部２３は、予測ベクトルを計算する予測ベクトル計算部２３１と、符号化ブロックの動きベクトルと予測ベクトルとから差分ベクトルを計算する差分計算部２３２と、視覚特性に応じて差分ベクトルの精度を変更するベクトル精度変更部２３３とを備える。予測ベクトル計算部２３１は、前述の図２３に示したように、符号化ブロックの３近傍ブロック１，２，３の動きベクトルを各々mv1=(mv1x,mv1y)，mv2=(mv2x,mv2y)，mv3=(mv3x,mv3y)とすると、符号化ブロックの予測ベクトルpmv=(pmvx,pmvy)は下式で計算される。
pmvx = median( mv1x, mv2x, mv3x ) …式（１）
pmvy = median( mv1y, mv2y, mv3y ) …式（２）

なお上記は予測ベクトルの計算方法の１つであり、これ以外にも参照ピクチャ内の符号化ブロックに対応する位置にあるブロックの動きベクトルを予測ベクトルとする方法や、符号化ブロックの上あるいは左のブロック、あるいはその平均値を予測ベクトルとする方法など様々な方法がある。差分計算部２３２は、符号化ブロックの動きベクトルmv=(mvx,mvy)と上記で求めた予測ベクトルpmvから差分ベクトルdmv=(dmvx,dmvy)を下記式により計算する。
dmvx = mvx - pmvx …式（３）
dmvy = mvy - pmvy …式（４）

すなわち、実施例１に係る動画像符号化装置１０は、符号化対象ブロックの近傍ブロックの動きベクトルmv1,mv2,mv3から予測ベクトルpmvを計算する予測ベクトル計算部２３１と、動きベクトルmvと予測ベクトルpmvから差分ベクトルdmvを計算する差分計算部２３２と、差分ベクトルdmvの精度を変更するベクトル精度変更部２３３と、精度を変更した差分ベクトルdmvを可変長符号化する可変長符号化部１４とを備える。ベクトル精度変更部２３３は、予め定められた指標（差分ベクトルあるいは予測ベクトル）の値と閾値THAとを比較し、その大小関係に基づいて差分ベクトルdmvの精度を変更する。可変長符号化部１４は、ベクトル精度変更部２３３により精度を変更した差分ベクトルdmvを符号化するための可変長符号表（後述の図４参照）を備える。

ベクトル精度変更部２３３の処理の一例を図３に、差分ベクトルに割当てられる符号と、精度を変更した差分ベクトル値dmvoutを図４に示す。ここで図３および図４では、差分ベクトルのプラス側のみ示すが、マイナス側についても同様のことが成り立つ。またdmvin、dmvoutは、水平方向成分あるいは垂直方向成分の差分ベクトルの入力と出力を表す。図３の横軸はベクトル精度変更部２３３への入力である差分ベクトルdmvin、縦軸は精度を変更した差分ベクトルdmvoutである。
図３（Ａ）は従来技術と等価な処理の場合であり、差分ベクトルの入力値dmvinと出力値dmvoutは同じである。これに対応する可変長符号と差分ベクトルの値を、図４の符号と“従来技術dmvout”の列に示す。
図３（Ｂ）は本発明の処理の一例を表し、図５に示す精度変更処理を施したときの差分ベクトルの入力値dmvinと出力値dmvoutの関係を示す。なお図５において、floor(x)は、xを超えない最大の整数を表す。

図３（Ｂ）は、図５においてTHA1=２、THA2=５、THA3=１１を設定した場合の例を示したものである。図４において、“本発明１dmvout”と符号の列に、それぞれ図３（Ｂ）の方法で精度を変更した差分ベクトルdmvoutとそれに対応する符号を示す。例えば、“本発明１dmvout”ではdmvin = ２．５〜３，５．５〜７，１１．５〜１５に各々dmvoutの３，７，１５が対応するように、差分ベクトルの精度は絶対値が大きくなるにつれて粗くなる。

また図４の“本発明２dmvout”の列に、図５および図３（Ｂ）とは異なる別の差分ベクトルdmvoutの例を示す。“本発明２dmvout”は図６に示す精度変更処理を施した時の、差分ベクトルの入力値dmvinと出力値dmvoutの関係を示す。

図５に従って精度を変更した差分ベクトルdmvoutは可変長符号化部１４で符号化される。この時、可変長符号化方法としては次の２つがある。１つは、ベクトル精度変更部２３３の出力として、精度を変更した差分ベクトルdmvoutの代わりに、図４のベクトル番号を出力し、可変長符号化部１４では従来と同じくベクトル番号に対応する符号を符号化する方法である。もう１つは、ベクトル精度変更部２３３の出力として、精度を変更した差分ベクトルdmvoutを出力し、可変長符号化部１４で対応するベクトル番号に修正して、可変長符号化する方法である。これらは復号側で符号化側に対応した処理を行う限り、どちらの方法を用いても構わない。

上述の方法を用いることで、例えばdmvin=１．５，４，９という差分ベクトルの符号化では、従来方式では各々５bit，１０bit，１１bitの符号量が必要であるが、本発明（“本発明１dmvout”の場合）では５bit，８bit，１０bitの符号量となり、各々０bit，２bit，１bitの符号量削減が可能となる。

なお、差分ベクトル計算部２３は、動き補償部１９に対し、精度を変更した差分ベクトルdmvoutと予測ベクトルpmvから計算した動きベクトルmv’=pmv+dmvoutを出力する。この時、mv’をそのまま用いて動き補償をする以外に、mv’が整数の場合には、mv’の絶対値より小さい小数精度の動きベクトルとして使用することも可能である。例えばmv’=４の場合、動き補償部１９では動きベクトルmv’’=３．５を使用する。このように小数表現された動きベクトルを用いる場合、符号化時に発生する雑音の累積を防止し、予測効率の低下を防ぐことができる。

ベクトル精度変更部２３３の別の実施例について、以下に説明する。
図３においては、差分ベクトルの精度を変更する指標を差分ベクトルの入力値dmvinとしたが、これを予測ベクトルpmvとすることも可能である。つまり予測ベクトルpmvの水平方向および垂直方向成分の値をもとに、差分ベクトルdmvoutの精度を変更する。図７に予測ベクトルpmvと精度を変更した差分ベクトルdmvout、および精度の関係の一例を示す。ここでpmvは予測ベクトルpmvの水平方向成分pmvxあるいは垂直方向成分pmvyを表す。

図８に精度を変更した差分ベクトルdmvoutとそれに対応する符号の一例を示す。THA1=２、THA2=５、THA3=１１の場合、pmv≦２であれば、図８に示す“ケース１のdmvout”を用い、２＜pmv≦５であれば、図８に示す“ケース２のdmvout”を用いる。このようにして差分ベクトルの精度をpmvの絶対値が大きくなるにつれて粗くすることもできる。

以上で説明したように、予測ベクトルあるいは差分ベクトルの大きさを指標として差分ベクトルの精度を変更し、それに対応する可変長符号表を使用することにより、視覚特性を利用した効率のよい符号化が実現できる。

（実施例２）
本発明の実施例２について以下に説明する。
図９は、本発明の実施例２に係る差分ベクトル計算部２３の構成例を示すブロック図である。この差分ベクトル計算部２３以外の構成要素は実施例１と同じである。ここで予測ベクトル計算部２３１、差分計算部２３２ａ、およびベクトル精度変更部２３３ａは、図２に示した予測ベクトル計算部２３１、差分計算部２３２、およびベクトル精度変更部２３３と同じものなので、説明を省略する。以降では、ベクトル精度変更部２３３ａは実施例１で説明した方法のうち、予測ベクトルを指標として差分ベクトルの精度を変更する方法（可変長符号表は図８に対応）に基づいて説明する。差分計算部２３２ｂでは、ベクトル精度変更部２３３ａで精度を変更した差分ベクトルdmvoutと予測ベクトルpmvから動きベクトルmv’を下記式から復元する。
mv’ = pmv + dmvout …式（５）

この動きベクトルmv’は、予測ベクトルpmvよりも差分ベクトル計算部２３に入力された動きベクトルmvに近い値となる。予測ベクトルpmvがTHA1以下の場合は、図８に示すように精度は０．５画素精度のままであるので、以降の処理は行わない。予測ベクトルpmvがTHA1より大きい時は、前述の動きベクトルmv’と差分ベクトル計算部２３に入力された動きベクトルmvとの差分ベクトルdmv2を下記式より計算する。
dmv2 = mv - mv’ …式（６）

このdmv2は、ベクトル精度変更部２３３ａで差分ベクトルの精度を変更したために発生した誤差である。ベクトル精度変更部２３３ｂでは動きベクトルmv’を指標としてdmv2の精度を変更する。これは基本的に図７の予測ベクトルpmvを動きベクトルmv’に置き換えたものであり、その一例を図１０に示す。dmv2の精度を変更した差分ベクトルをdmv2outとする。動きベクトルmv’を精度変更の指標とすることで、予測ベクトルpmvを用いた場合よりも正しい精度の判定が可能となる。

ここで、動きベクトルmv’の値がある程度大きい場合（図８のケース４）には、誤差を小さくするために差分ベクトルdmv2をさらに符号化することはしない。このように差分ベクトルを２段階に分けて符号化すると、1段目で動きベクトルの絶対値を大まかに求め、２段目で動きベクトルの絶対値がある程度小さい場合（図８のケース１〜３）には、その絶対値を指標としてさらに精度を上げて差分ベクトルを計算することが可能となる。

すなわち、実施例２に係る動画像符号化装置１０は、本発明の第１の差分計算手段に相当する差分計算部２３２ａと、第２の差分計算手段に相当する差分計算部２３２ｂと、第１のベクトル精度変更手段に相当するベクトル精度変更部２３３ａと、第２のベクトル精度変更手段に相当するベクトル精度変更部２３３ｂとを備える。差分計算部２３２ａは、符号化対象ブロックの第１の動きベクトルmvと予測ベクトルpmvから第１の差分ベクトルdmvを計算する。ベクトル精度変更部２３３ａは、予め定められた指標（差分ベクトルあるいは予測ベクトル）の値と第１の閾値THAとを比較し、その大小関係に基づいて第１の差分ベクトルdmvの精度を変更する。差分計算部２３２ｂは、ベクトル精度変更部２３３ａにより精度を変更した第１の差分ベクトルdmvoutと予測ベクトルpmvを加算して第２の動きベクトルmv’を計算し、第２の動きベクトルmv’と第１の動きベクトルmvから第２の差分ベクトルdmv2を計算する。ベクトル精度変更部２３３ｂは、第２の動きベクトルmv’と第２の閾値THBとを比較し、その大小関係に基づいて第２の差分ベクトルdmv2の精度を変更する。可変長符号化部１４は、精度を変更した第１の差分ベクトルdmvoutと第２の差分ベクトルdmv2outを符号化するための可変長符号表（後述の図１２参照）を備える。

図１１は、差分ベクトル計算部２３による処理の一例を説明するためのフロー図である。まず、予測ベクトル計算部２３１は、予測ベクトルpmvを計算し（ステップＳ１）、差分計算部２３２ａは、動きベクトルmvから予測ベクトルpmvを減じて差分ベクトルdmvinを求める（ステップＳ２）。ベクトル精度変更部２３３ａは、abs(pmv)がTHA1以下であるかどうかを判定し（ステップＳ３）、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmvout（出力）をdmvin（入力）とし（ステップＳ４）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力する。また、上記条件を満たさない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ５に移行する。なお、abs(x)はxの絶対値を表す。

次に、ベクトル精度変更部２３３ａは、上記ステップＳ５において、abs(pmv)がTHA2以下であるかどうかを判定し、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmvoutをfloor(dmvin)とし（ステップＳ６）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力すると共に、ステップＳ１０に移行する。また、上記条件を満たさない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ７に移行する。

次に、ベクトル精度変更部２３３ａは、上記ステップＳ７において、abs(pmv)がTHA3以下であるかどうかを判定し、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmvoutをfloor(dmvin/2)*2とし（ステップＳ８）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力すると共に、ステップＳ１０に移行する。また、上記条件を満たさない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ９に移行する。そして、ベクトル精度変更部２３３ａは、差分ベクトルdmvoutをfloor(dmvin/4)*4とし（ステップＳ９）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力すると共に、ステップＳ１０に移行する。

次に、差分計算部２３２ｂは、予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvoutとを加算して第２の動きベクトルmv’を求め（ステップＳ１０）、さらに、第１の動きベクトルmvから第２の動きベクトルmv’を減算して第２の差分ベクトルdmv2を求め（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に移行する。

次に、ベクトル精度変更部２３３ｂは、abs(mv’)がTHB1以下であるかどうかを判定し（ステップＳ１２）、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmv2outをdmv2とし（ステップＳ１３）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力する。また、上記条件を満たさない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１４に移行する。

次に、ベクトル精度変更部２３３ｂは、上記ステップＳ１４において、abs(mv’)がTHB2以下であるかどうかを判定し、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmv2outをfloor(dmv2)とし（ステップＳ１５）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力する。また、上記条件を満たさない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１６に移行する。

次に、ベクトル精度変更部２３３ａは、上記ステップＳ１６において、abs(pmv)がTHB3以下であるかどうかを判定し、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmv2outをfloor(dmv2/2)*2とし（ステップＳ１７）、差分ベクトルを可変長符号化部１４へ出力する。また、上記条件を満たさない場合（ＮＯの場合）、終了する。

図１２に、前述の図１０の処理を行う場合の、精度を変更した差分ベクトルdmv2outとそれに割当てられる符号とを示す。図１３は実施例２において、動きベクトルmv及び予測ベクトルpmvを設定した時の、各動きベクトルの符号化に必要な符号量を示したものである。なお、この例ではTHB1=２、THB2=５、THB3=１１とする。

図１３中の“-”は処理を行わないことを示している。従来方式の符号量は図４の従来技術を使用した時に必要な符号量、本発明の符号量は図８(dmvout)と図１２(dmv2out)で必要な符号量の和である。図１３から、従来方式の符号量よりも本発明で必要な符号量は削減される傾向にあることがわかる。差分ベクトル計算部２３に入力された動きベクトルmvとの誤差は、動きベクトルmvが大きい場合に多く発生し、視覚特性から劣化を感じさせないものとなっている。

以上のように、動きベクトルを複数段階に分けて符号化することによって、差分ベクトルの精度変更がより正確に行える。

（実施例３）
図１４は、本発明の実施例３に係る動画像符号化装置の構成例を示すブロック図で、図中、３０は動画像符号化装置を示す。動画像符号化装置３０が備える予測誤差計算部３１、直交変換部３２、量子化部３３、可変長符号化部３４、逆量子化部３５、逆直交変換部３６、加算部３７、フレームメモリ３８、動き補償部３９、ピクチャ内予測部４０、動き検出部４１、及び予測モード選択部４２は、図１に示した予測誤差計算部１１、直交変換部１２、量子化部１３、可変長符号化部１４、逆量子化部１５、逆直交変換部１６、加算部１７、フレームメモリ１８、動き補償部１９、ピクチャ内予測部２０、動き検出部２１、予測モード選択部２２と同じ構成要素であるため、説明は省略する。

動画像符号化装置３０は、符号化方法選択部を４３を備える点が動画像符号化装置１０と異なる。符号化方法選択部４３は動きベクトルの符号化方法について、動きベクトル自体を符号化するか、差分ベクトルを符号化するかを切り替える。

次に符号化方法選択部４３について、図１５に詳細な構成例を示しながら説明する。
図１５に示す予測ベクトル計算部４３１，差分計算部４３２は、図２に示した予測ベクトル計算部２３１、差分計算部２３２と同じ構成であるため、説明を省略する。ベクトル符号化方法判定部４３３は、予測ベクトル計算部４３１、差分計算部４３２で計算した予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvを用いて、可変長符号化部３４で動きベクトルmvを符号化するか、差分ベクトルdmvを符号化するかを決定する。

予測ベクトルpmvがあらかじめ定められた閾値THC以下の場合は、従来技術と同様、差分ベクトルdmvを可変長符号化部３４に出力する。そうでない場合は、動きベクトルmvと差分ベクトルdmvを可変長符号化する場合に必要な符号量を各々求める。そして、動きベクトルmvの符号量が差分ベクトルdmvの符号量以下の場合は、フラグflgを“１”にセットし、この１ビットのフラグflgと動きベクトルmvを可変長符号化部３４に出力する。そうでない場合は、1ビットのフラグflgを“０”にセットし、このフラグflgと差分ベクトルdmvを可変長符号化部３４に出力する。可変長符号化部３４では、動きベクトルmvおよび差分ベクトルdmvの可変長符号化は、例えば図４の“従来技術dmvout”と対応する符号を用いて符号化する。

このようにして、予測ベクトルpmvの絶対値が大きく符号量が大きいと予想される場合は、１ビットのフラグを追加し、動きベクトルmvと差分ベクトルpmvのうち符号量の小さい方を選択して符号化することで、符号量を削減することができる。

すなわち、実施例３に係る動画像符号化装置３０は、動きベクトルmvと差分ベクトルdmvの符号化に必要な符号量を計算するベクトル符号化方法判定部４３３を備え、このベクトル符号化方法判定部４３３は、動きベクトルmvと差分ベクトルdmvのいずれを符号化するか選択する本発明の選択手段に相当する。ベクトル符号化方法判定部４３３は、予測ベクトルpmvと閾値THCとを比較し、予測ベクトルpmvが閾値THC以下の場合には差分ベクトルdmvの符号化を選択し、予測ベクトルpmvが閾値THCより大きい場合には動きベクトルmvの符号量と差分ベクトルdmvの符号量の比較結果に基づいて選択結果を示すフラグを付加する。可変長符号化部３４は、ベクトル符号化方法判定部４３３で選択された差分ベクトルあるいは動きベクトルを可変長符号化する。

なお本例の場合、ベクトル符号化方法判定部４３３は、予測ベクトルpmvが閾値THCより大きい場合、動きベクトルmvの符号量が差分ベクトルdmvの符号量以下であれば、動きベクトルmvの符号化を選択し（フラグ＝１）、一方、動きベクトルmvの符号量が差分ベクトルdmvの符号量より大きければ、差分ベクトルdmvの符号化を選択する（フラグ＝０）。

図１６は、符号化方法選択部４３による処理の一例を説明するためのフロー図である。予測ベクトル計算部４３１は、予測ベクトルpmvを計算し（ステップＳ２１）、差分計算部４３２は、差分ベクトルdmvを動きベクトルmvから予測ベクトルpmvを減算して求める（ステップＳ２２）。そして、ベクトル符号化方法判定部４３３は、abs(pmv)が閾値THC以下であるかどうかを判定し（ステップＳ２３）、そうである場合（ＹＥＳの場合）、差分ベクトルdmvを可変長符号化部３４に出力する。そうでない場合（ＮＯの場合）、動きベクトルmvと差分ベクトルdmvを可変長符号化する場合に必要な符号量を各々求める。そして、ベクトル符号化方法判定部４３３は、動きベクトルmvの符号量が差分ベクトルdmvの符号量以下であるかどうかを判定し（ステップＳ２４）、そうである場合（ＹＥＳの場合）、フラグflgを“１”にセットし（ステップＳ２５）、この１ビットのフラグflgと動きベクトルmvを可変長符号化部３４に出力する。一方、そうでない場合（ＮＯの場合）、1ビットのフラグflgを“０”にセットし（ステップＳ２６）、このフラグflgと差分ベクトルdmvを可変長符号化部３４に出力する。

図１７に閾値THCを１５とした場合の、本発明の実施例３の具体例を示す。
図１７のＢ１，Ｂ２では、予測ベクトルpmvが閾値THC以下なので、従来技術と同様、差分ベクトルdmvを符号化する。一方、Ａ１，Ａ２では、予測ベクトルpmvが閾値THCより大きいので、各々動きベクトルmvと差分ベクトルdmvの符号量を比較し、１ビットのフラグと符号量の小さいベクトル、Ａ１では動きベクトルmv、Ａ２では差分ベクトルdmvを可変長符号化部３４に出力する。

この方法が有効な場合は、近傍ブロックの動きが大きく、符号化ブロックの動きが小さい場合である。物体の境界部のような特殊な部分に多いため、予測ベクトルpmvが閾値THCより大きい全てのブロックに１ビットのフラグを付加する方法以外にも、動きベクトルmvを符号化するブロックの位置情報をあらかじめ別途符号化する方法によって、さらに符号化効率を高めることが可能である。
またmv、dmvの可変長符号化においては、実施例１（図４の本発明、図８）あるいは実施例２の方法（図８、図１２）を用いることにより、さらに符号化効率を高めることができる。

以上のように、予測ベクトルと差分ベクトルの符号化に必要な符号量に基づき、符号化対象を動きベクトル自体か、差分ベクトルかを切り替えることで、効率のよい符号化が可能となる。

（実施例４）
図１８は、本発明の実施例４に係る動画像復号装置の構成例を示すブロック図で、図中、５０は動画像復号装置を示す。本例の動画像復号装置５０は実施例１の復号側を説明するものである。図中、逆量子化部５２、逆直交変換部５３、加算部５４、ピクチャ内予測部５５、動き補償部５６、フレームメモリ５８は、図１に示した逆量子化部１５、逆直交変換部１６、加算部１７、ピクチャ内予測部２０、動き補償部１９、フレームメモリ１８と同じ構成要素であるため、説明は省略する。

本実施例に係る動画像復号装置５０は、可変長復号部５１、動きベクトル計算部５７、及び予測画像選択部５９を備える。可変長復号部５１は実施例１で生成した符号化データを可変長復号する。動きベクトル計算部５７は可変長復号部５１で復号した差分ベクトルから動きベクトルを計算する。予測画像選択部５９は可変長復号部５１で復号した予測モードに従って、ピクチャ内予測部５５あるいは動き補償部５６で作成した予測ブロックのうちの１つを選択する。

次に、可変長復号部５１における差分ベクトルの復号について説明する。
可変長復号部５１では、差分ベクトルdmvを図４あるいは図８を用いて復号する。動画像符号化装置がdmvの絶対値をもとに差分ベクトルdmvoutを計算した場合は、図４を用いて差分ベクトルを復号し、これを動きベクトル計算部５７で予測ベクトルpmvと加算することによって、動きベクトルmv’を計算する。この動きベクトルmv’は動き補償部５６で予測ブロックを作成するために使用される。

また、可変長復号部５１における別の差分ベクトルの復号について説明する。
動画像符号化装置が予測ベクトルpmvの絶対値をもとに差分ベクトルdmvoutを求めた場合は、図８を用いて差分ベクトルを復号し、これを動きベクトル計算部５７で予測ベクトルpmvと加算することによって、動きベクトルmv’を計算する。ここでは、図７に示す予測ベクトルpmvの絶対値に応じて、図８のケース１〜４の中から適切な差分ベクトルdmvoutを復号しなければならない。この動きベクトルmv’は動き補償部５６で予測画像を作成するために使用される。

実施例４に係る動画像復号装置５０は、可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルdmvを復号する可変長復号部５１と、復号対象ブロックの近傍ブロックの動きベクトルmvから予測ベクトルpmvを計算する予測ベクトル計算部５７１（後述の図１９に示す）と、差分ベクトルdmvと予測ベクトルpmvから復号対象ブロックの動きベクトルmv’を計算する動きベクトル計算部５７とを備える。可変長復号部５１は、可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルを復号するための可変長符号表（前述の図４あるいは図８参照）を備える。

なお、実施例１の動画像符号化装置と同様、動き補償部５６では動きベクトルmv’をそのまま用いる以外に、mv’が整数の場合、mv’の絶対値より小さい小数精度の動きベクトルとして使用することも可能である。例えばmv’=４の場合、動き補償部５６では動きベクトルmv’’=３．５を使用する。このように小数表現された動きベクトルを用いる場合、発生する雑音の累積を防止し、予測効率の低下を防ぐことができる。

以上のように、動画像符号化装置と動画像復号装置双方が、予測ベクトルあるいは差分ベクトルの大きさに基づいて差分ベクトルの精度を変えた可変長符号表を持つことによって、視覚特性を利用して劣化を感じさせず、かつ符号量削減が可能な動画像復号装置を提供することができる。

（実施例５）
本発明の実施例５は本発明の実施例２の復号側を説明するものである。
前述の図１８は実施例５の動画像復号装置を説明するためのブロック図でもあり、動きベクトル計算部５７の一例を図１９に基づいて説明する。
図１９において、動きベクトル計算部５７は、予測ベクトル計算部５７１、ベクトル計算部５７２ａ，５７２ｂ、及び判定部５７３を備える。予測ベクトル計算部５７１は図２の予測ベクトル計算部２３１と同じ構成要素であるため、説明を省略する。ベクトル計算部５７２ａは、下式に示すように、可変長復号部５１で復号した差分ベクトルdmvを予測ベクトル計算部５７１で求めた予測ベクトルpmvと加算して、動きベクトルmv’を計算する。なお、可変長復号部５１では、実施例２と同じく図８に示す可変長符号表を用いるものとする。
mv’ = pmv + dmv …式（７）

判定部５７３は追加の差分ベクトルdmv2を復号するか否かを判定する。判定部５７３では、まず予測ベクトルpmvとあらかじめ定められた閾値THA1を比較し、
abs(pmv) ≦ THA1 …式（８）
を満たす場合は、追加の差分ベクトルの復号は行わず、動きベクトルmv’が動きベクトル計算部５７の出力となる。そうでない場合、ベクトル計算部５７２ａで計算した動きベクトルmv’とあらかじめ定められた閾値THB3を比較し、
abs(mv’) ≦ THB3 …式（９）
を満たす場合は、可変長復号部５１に追加の差分データdmv2の復号を要求する（この要求は図１８に図示されていない）。上記式を満たさない場合、動きベクトルmv’が動きベクトル計算部５７の出力となる。ここでTHB3は実施例２と同じ値を用いる。

ベクトル計算部５７２ｂは、下式のように、動きベクトルmv’と可変長復号部５１から出力された追加の差分ベクトルdmv2を加算して、動きベクトルmv’’を計算する。なお、可変長復号部５１では、実施例２と同じく図１２に示す可変長符号表を用いるものとする。
mv’’ = mv’ + dmv2 …式（１０）

すなわち、実施例５に係る動きベクトル計算部５７は、可変長復号部５１で復号した第１の差分ベクトルdmvと予測ベクトルpmvを加算し、復号対象ブロックの第１の動きベクトルmv’を計算する本発明の第１のベクトル計算手段に相当するベクトル計算部５７２ａと、予め定められた指標（差分ベクトルあるいは予測ベクトル）の値と第１の閾値THAとを比較し、その大小関係で第２の差分ベクトルdmv2を復号するか否かを判定し、第２の差分ベクトルdmv2の復号が必要と判定された場合、可変長復号部５１に対し第２の差分ベクトルdmv2の復号を要求する判定部５７３と、第２の差分ベクトルdmv2が復号された場合、第１の動きベクトルmv’と第２の差分ベクトルdmv2を加算して第２の動きベクトルmv’’を計算する第２のベクトル計算手段に相当するベクトル計算部５７２ｂとを備える。可変長復号部５１は、第１の差分ベクトルdmvおよび第２の差分ベクトルdmv2を復号するための可変長符号表（前述の図１２参照）を備える。

図２０は、本発明の実施例５に係る動きベクトル計算部５７による処理の一例を説明するためのフロー図である。予測ベクトル計算部５７１は、予測ベクトルpmvを計算し（ステップＳ３１）、ベクトル計算部５７２ａは、動きベクトルmv’を予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvとを加算して求める（ステップＳ３２）。次に、判定部５７３は、abs(pmv)がTHA1以下であるかどうかを判定し（ステップＳ３３）、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、ベクトル計算部５７２ｂが動きベクトルmv’’を動きベクトルmv’とする（ステップＳ３６）。また、そうでなければ（ＮＯの場合）、判定部５７３は、abs(mv’)がTHB3以下であるかどうかを判定する（ステップＳ３４）。

次に、ステップＳ３４において、条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、ベクトル計算部５７２ｂが、動きベクトルmv’’を動きベクトルmv’と差分ベクトルdmv2とを加算して求める（ステップＳ３５）。また、そうでなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ３６に移行して、ベクトル計算部５７２ｂが動きベクトルmv’’を動きベクトルmv’とする。

以上のように予測ベクトルpmvよりも正確な動きベクトルmv’を用いることで、動きベクトルの精度のより正しい判定が可能な実施例２の符号化データを復号することができる。

（実施例６）
本発明の実施例６は実施例３の復号側を説明するためのものである。
前述の図１８は実施例６の動画像復号装置を説明するためのブロック図でもあり、動きベクトル計算部５７の一例を図２１に基づいて説明する。
図２１において、予測ベクトル計算部５７１は図１５の予測ベクトル計算部４３１と同じ構成であるため、説明を省略する。復号方法判定部５７４は予測ベクトル計算部５７１で求めた予測ベクトルpmvに基づいて、動きベクトルの復号方法を判定する。予測ベクトルpmvの絶対値があらかじめ定められた閾値THC以下の場合、可変長復号部５１に対し、差分ベクトルdmvを復号するよう要求を出す（ケース６−１）。また、予測ベクトルpmvの絶対値があらかじめ定められた閾値THCより大きい場合、可変長復号部５１に対し、１ビットのフラグflgと差分ベクトルdmvを復号するよう要求を出す（ケース６−２）（これらの要求は図１８には図示されていない）。なおTHCは実施例３と同じ値を用いる。

ベクトル計算部５７２は、復号方法判定部５７４で判定された動きベクトルの計算方法に従って、可変長復号部５１から入力される差分ベクトルdmvと、もしあればフラグflgを用いて動きベクトルを計算する。復号方法判定部５７４で上記ケース６−１と判定された場合は、従来技術と同じく、下式のように、予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvを加算して動きベクトルmv’を計算する。
mv’ = pmv + dmv …式（１１）

一方、復号方法判定部５７４で上記ケース６−２と判定された場合は、フラグflgの値を参照し、flgが“１”であればdmv自体を動きベクトルmv’とする。
mv’ = dmv …式（１２）
また、フラグflgが“０”であれば、予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvを加算して動きベクトルmv’を計算する。
mv’ = pmv + dmv …式（１３）

すなわち、実施例６に係る動きベクトル計算部５７は、予測ベクトルpmvと閾値THCとを比較し、予測ベクトルpmvが閾値THC以下の場合には可変長復号部５１に差分ベクトルdmvの復号を要求し、予測ベクトルpmvが閾値THCよりも大きい場合には可変長復号部５１に対して、差分ベクトルdmvあるいは動きベクトルmv’を示すフラグと差分ベクトルdmvの復号を要求する。可変長復号部５１は、フラグflgおよび差分ベクトルdmvを復号する。

なお本例の場合、動きベクトル計算部５７は、予測ベクトルpmvが閾値THC以下の場合、差分ベクトルdmvに基づいて復号対象ブロックの動きベクトルmv’を計算する。一方、予測ベクトルpmvが閾値THCより大きい場合で、かつflg=0、すなわちフラグが差分ベクトルdmvを示す場合、復号対象ブロックの動きベクトルmv’を計算する。また予測ベクトルpmvが閾値THCより大きい場合で、かつflg=1、すなわちフラグが動きベクトルmv’を示す場合、差分ベクトルdmvを復号対象ブロックの動きベクトルmv’とする。

図２２は、本発明の実施例６に係る動きベクトル計算部５７による処理の一例を説明するためのフロー図である。予測ベクトル計算部５７１は、予測ベクトルpmvを計算する（ステップＳ４１）。次に、復号方法判定部５７４は、abs(pmv)がTHC以下であるかどうかを判定し（ステップＳ４２）、この条件を満たす場合（ＹＥＳの場合）、ベクトル計算部５７２が、動きベクトルmv’を予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvとを加算して求める（ステップＳ４３）。また、そうでなければ（ＮＯの場合）、ベクトル計算部５７２は、flgが“１”であるかどうかを判定する（ステップＳ４４）。

ステップＳ４４において、flgが“１”の場合（ＹＥＳの場合）、ベクトル計算部５７２が、動きベクトルmv’を差分ベクトルdmvとする（ステップＳ４５）。また、そうでなければ（ＮＯの場合）、flgが“０”であるため、ベクトル計算部５７２が、動きベクトルmv’を予測ベクトルpmvと差分ベクトルdmvとを加算して求める（ステップＳ４６）。
すなわち、ステップＳ４３は上記ケース６−１の場合、また、ステップＳ４４〜Ｓ４６は上記ケース６−２の場合におけるベクトル計算部５７２の動作である。これらの処理を行うことで、差分ベクトルの符号量が大きいと予想される予測ベクトルの大きい場合に、動きベクトルと差分ベクトルのうち符号量の小さい方を選択することで符号量を削減する実施例３の符号化データを復号することができる。

なお、動画像符号化装置でのフラグの符号化方法は、予測ベクトルがあらかじめ定められた閾値より大きい全てのブロックに１ビットのフラグを付加する方法以外にも、動きベクトル自体を符号化するブロックの位置情報をあらかじめ別途符号化する方法等、様々な方法があり、動画像復号装置では動画像符号化装置で用いた方法と対応する方法を用いて復号処理を行う。
またmv、dmvを実施例１あるいは実施例２の方法を用いて可変長符号化した場合、復号側でこれに対応する実施例４あるいは実施例５の方法で復号することで、さらに高効率の符号化データを可変長復号することができる。

本発明の実施例１に係る動画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る差分ベクトル計算部を説明するためのブロック図である。 本発明の実施例１に係るベクトル精度変更部による処理の一例を説明するための図である。 本発明の実施例１に係る可変長符号表の一例を示す図である。 実施例１に係る差分ベクトルの入力値dmvinと精度を変更した出力値dmvout、および精度の関係の一例を示した図である。 実施例１に係る差分ベクトルの入力値dmvinと精度を変更した出力値dmvout、および精度の関係の別の一例を示した図である。 実施例１に係る予測ベクトルpmvと精度を変更した差分ベクトルdmvout、および精度の関係の一例を示した図である。 本発明の実施例１に係る可変長符号表の他の例を示す図である。 本発明の実施例２に係る差分ベクトル計算部の構成例を示すブロック図である。 実施例２に係る動きベクトルmv’と差分ベクトルの出力値dmv2out、および精度の関係の一例を示した図である。 本発明の実施例２に係る差分ベクトル計算部による処理の一例を説明するためのフロー図である。 本発明の実施例２に係る可変長符号表の一例を示す図である。 実施例２に係る動きベクトルmv及び予測ベクトルpmvを設定した時の各動きベクトルの符号化に必要な符号量を示した図である。 本発明の実施例３に係る動画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る符号化方法選択部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係る符号化方法選択部による処理の一例を説明するためのフロー図である。 閾値THCを１５とした場合の、本発明の実施例３の具体例を示す図である。 本発明の実施例４に係る動画像復号装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例５に係る動きベクトル計算部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例５に係る動きベクトル計算部による処理の一例を説明するためのフロー図である。 本発明の実施例６に係る動きベクトル計算部の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施例６に係る動きベクトル計算部による処理の一例を説明するためのフロー図である。 予測ベクトルの作成に必要な近傍ブロックの動きベクトルを示す図である。

符号の説明

１０，３０…動画像符号化装置、１１，３１…予測誤差計算部、１２，３２…直交変換部、１３，３３…量子化部、１４，３４…可変長符号化部、１５，３５，５２…逆量子化部、１６，３６，５３…逆直交変換部、１７，３７，５４…加算部、１８，３８，５８…フレームメモリ、１９，３９，５６…動き補償部、２０，４０，５５…ピクチャ内予測部、２１，４１…動き検出部、２２，４２…予測モード選択部、２３…差分ベクトル計算部、４３…符号化方法選択部、２３１，４３１，５７１…予測ベクトル計算部、２３２，２３２ａ，２３２ｂ，４３２…差分計算部、２３３，２３３ａ，２３３ｂ…ベクトル精度変更部、４３３…ベクトル符号化方法判定部、５０…動画像復号装置、５１…可変長復号部、５７…動きベクトル計算部、５９…予測画像選択部、５７２ａ，５７２ｂ…ベクトル計算部、５７３…判定部、５７４…復号方法判定部。

Claims (8)

1. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動きベクトルを検出して符号化する動画像符号化装置であって、
   符号化対象ブロックの近傍ブロックの動きベクトルから予測ベクトルを計算する予測ベクトル計算手段と、前記動きベクトルと前記予測ベクトルから差分ベクトルを計算する差分計算手段と、該差分ベクトルの精度を変更するベクトル精度変更手段と、該精度を変更した差分ベクトルを可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、
   前記ベクトル精度変更手段は、前記予測ベクトルの値と予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値以下の場合、前記差分ベクトルの精度を細かくし、また、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値より大きい場合、前記差分ベクトルの精度を粗くするように変更し、
   前記可変長符号化手段は、前記ベクトル精度変更手段により精度を変更した差分ベクトルを符号化するための可変長符号表を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
2. 請求項１に記載に動画像符号化装置において、前記差分計算手段は、第１の差分計算手段と第２の差分計算手段で構成され、前記ベクトル精度変更手段は、第１のベクトル精度変更手段と第２のベクトル精度変更手段で構成され、
   前記第１の差分計算手段は、前記符号化対象ブロックの第１の動きベクトルと前記予測ベクトルから第１の差分ベクトルを計算し、
   前記第１のベクトル精度変更手段は、前記予測ベクトルの値と予め定められた第１の閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた第１の閾値以下の場合、前記第１の差分ベクトルの精度を細かくし、また、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた第１の閾値より大きい場合、前記第１の差分ベクトルの精度を粗くするように変更し、
   前記第２の差分計算手段は、前記第１のベクトル精度変更手段により精度を変更した第１の差分ベクトルと前記予測ベクトルを加算して第２の動きベクトルを計算し、該第２の動きベクトルと前記第１の動きベクトルから第２の差分ベクトルを計算し、
   前記第２のベクトル精度変更手段は、前記第２の動きベクトルと予め定められた第２の閾値とを比較し、前記第２の動きベクトルの値が前記予め定められた第２の閾値以下の場合、前記第２の差分ベクトルの精度を前記第１の差分ベクトルの精度よりも細かくするように変更し、
   前記可変長符号化手段は、前記第１の差分ベクトルと前記第２の差分ベクトルを符号化するための可変長符号表を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
3. 請求項１に記載の動画像符号化装置において、前記動きベクトルと前記差分ベクトルの符号化に必要な符号量を計算する手段と、前記動きベクトルと前記差分ベクトルのいずれを符号化するか選択する選択手段とを備え、
   前記選択手段は、前記予測ベクトルと予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルが閾値以下の場合には前記差分ベクトルの符号化を選択し、前記予測ベクトルが閾値より大きい場合には前記動きベクトルの符号量と前記差分ベクトルの符号量の比較結果に基づいて選択結果を示すフラグを付加し、
   前記可変長符号化手段は、前記選択手段で選択された差分ベクトルあるいは動きベクトルを可変長符号化することを特徴とする動画像符号化装置。
4. 請求項３に記載の動画像符号化装置において、前記選択手段は、前記予測ベクトルが閾値より大きい場合、前記動きベクトルの符号量が前記差分ベクトルの符号量以下であれば、前記動きベクトルの符号化を選択し、一方、前記動きベクトルの符号量が前記差分ベクトルの符号量より大きければ、前記差分ベクトルの符号化を選択することを特徴とする動画像符号化装置。
5. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動きベクトルを復号する動画像復号装置であって、
   可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルを復号する可変長復号手段と、復号対象ブロックの近傍ブロックの動きベクトルから予測ベクトルを計算する予測ベクトル計算手段と、前記差分ベクトルと前記予測ベクトルから前記復号対象ブロックの動きベクトルを計算する動きベクトル計算手段とを備え、
   前記可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルは、予測ベクトルの値と予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値以下の場合、前記差分ベクトルの精度を細かくし、また、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた閾値より大きい場合、前記差分ベクトルの精度を粗くするように変更されたものであり、
   前記可変長復号手段は、前記可変長符号化され且つ精度が変更された差分ベクトルを復号するための可変長符号表を備えたことを特徴とする動画像復号装置。
6. 請求項５に記載の動画像復号装置において、前記動きベクトル計算手段は、前記可変長復号手段で復号した第１の差分ベクトルと予測ベクトルを加算し、前記復号対象ブロックの第１の動きベクトルを計算する第１のベクトル計算手段と、前記予測ベクトルの値と予め定められた第１の閾値とを比較し、前記予測ベクトルの値が前記予め定められた第１の閾値より大きい場合、前記第１の動きベクトルと予め定められた第２の閾値とを比較し、前記第１の動きベクトルが前記予め定められた第２の閾値以下の場合、第２の差分ベクトルの復号が必要と判定し、前記可変長復号手段に対し前記第２の差分ベクトルの復号を要求する判定手段と、前記第２の差分ベクトルが復号された場合、前記第１の動きベクトルと前記第２の差分ベクトルを加算して第２の動きベクトルを計算する第２のベクトル計算手段とを備え、
   前記可変長復号手段は、前記第１の差分ベクトルおよび前記第２の差分ベクトルを復号するための可変長符号表を備えたことを特徴とする動画像復号装置。
7. 請求項５に記載の動画像復号装置において、前記動きベクトル計算手段は、前記予測ベクトルと予め定められた閾値とを比較し、前記予測ベクトルが閾値以下の場合には前記可変長復号手段に前記差分ベクトルの復号を要求し、前記予測ベクトルが閾値よりも大きい場合には前記可変長復号手段に対して、前記差分ベクトルあるいは前記動きベクトルを示すフラグと前記差分ベクトルの復号を要求し、
   前記可変長復号手段は、前記フラグおよび前記差分ベクトルを復号することを特徴とする動画像復号装置。
8. 請求項７に記載の動画像復号装置において、前記動きベクトル計算手段は、前記予測ベクトルが閾値以下の場合、前記差分ベクトルに基づいて前記復号対象ブロックの動きベクトルを計算し、一方、前記フラグが前記差分ベクトルを示す場合、前記復号対象ブロックの動きベクトルを計算し、前記フラグが前記動きベクトルを示す場合、前記差分ベクトルを前記復号対象ブロックの動きベクトルとすることを特徴とする動画像復号装置。

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