JP5521859B2 - 動画像符号化装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、動きベクトルの階層検出を適用して画面間予測を行う動画像符号化装置に関する。

動画像の圧縮符号化方式としては、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)−２／ＭＰＥＧ−４や、Ｈ．２６４／ＡＶＣ(Advanced Video Coding)が知られている。

これらの圧縮符号化方式では、３種類の符号化モードを組み合わせて動画像の符号化を行う。符号化モードの一つは、全画面について画面内予測によって圧縮符号化を行うモードで、この符号化モードで符号化された画像がＩピクチャである。また、画面間予測を行う符号化モードは、前方向予測を行うモードと前方向予測と後方向予測との両方を行うモードとに分けられる。そして、前者の符号化モードで符号化された画像がＰピクチャであり、後者の符号化モードで符号化された画像がＢピクチャである。上述した圧縮符号化方式で生成される符号化データの転送単位であるＧＯＰ(Group of picture)では、ＩピクチャとＰピクチャと間あるいは、２枚のＰピクチャの間には、少なくとも１枚のＢピクチャが挿入されている。Ｂピクチャの符号化処理の際には、前後のＰピクチャあるいはＩピクチャを参照画像として、それぞれの参照画像との比較に基づいて動きベクトルの検出が行われる。このため、Ｂピクチャの符号化処理の演算量は多くなる。

動きベクトルの検出に要する演算量を削減する方法として、階層的な動きベクトル検出方法が知られている。この方法では、例えば、まず、フレームの画素を間引いて生成した縮小画像で動きベクトルを検出する前検出を行う。そして、前検出で検出された動きベクトルで示される元の画像の探索領域について、１画素精度の動きベクトルを検出する主検出を行う。

また、ブロックエリア内の空間パターン情報を特徴量とし、候補数だけの距離演算を比較することにより、動きベクトル検出に要する演算量の削減を図る技術が提案されている(特許文献１参照)。また、動きベクトルの探索を適用するマクロブロックを制限することにより、演算量を削減する技術も提案されている(特許文献２参照)。

特開２００４−６４５６４号公報 特開２００３−１５３２７９号公報

ところで、上述した従来技術は、個々のピクチャに含まれる各マクロブロックに最も類似した参照画像のマクロブロックを検出する処理に要する演算量の削減を図っている。しかし、Ｂピクチャについての予測処理では、前方向予測の動きベクトルと後ろ方向予測の動きベクトルとがそれぞれ独立に検出されている。このため、Ｂピクチャについての予測処理に、Ｐピクチャのおおよそ２倍の演算量が必要であることには変わりがない。

本件開示の装置は、Ｂピクチャについての動きベクトル検出処理に要する演算量の低減が可能な動画像符号化装置および方法を提供することを目的とする。

上述した目的は、以下に開示する動画像符号化装置によって達成することができる。

一つの観点による動画像符号化装置は、符号化対象画像および参照画像の縮小画像を比較して縮小動きベクトルを検出する前置検出部と、参照画像において縮小動きベクトルで示される探索範囲と符号化対象画像に含まれるマクロブロックとを比較して動きベクトルを検出する主検出部と、符号化対象のＢピクチャについて、当該Ｂピクチャについての前方向予測で参照される前方参照画像および後方向予測で参照される後方参照画像に対応して前置検出部でそれぞれ検出された縮小動きベクトルが所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、所定の条件を満たすとされたときに、前方参照画像に対応して検出された縮小動きベクトルと後方参照画像に対応して検出された縮小動きベクトルとに基づいて符号化対象のＢピクチャに対応する縮小動きベクトルを算出し、算出された縮小動きベクトルを主検出部の処理に供するベクトル算出部とを備える。

本件開示の動画像符号化装置によれば、Ｂピクチャについての動きベクトル検出処理に要する演算量を低減することができる。

動画像符号化装置の一実施形態を示す図である。 ピクチャの配列の例を示す図である。 各ピクチャで検出される動きベクトルを説明する図である。 動きベクトル検出動作の一例を表す流れ図である。 ベクトル保持部の例を示す図である。 画面間予測部の別実施形態を示す図である。 動き検出動作の別の一例を表す流れ図(その１)である。 動き検出動作の別の一例を表す流れ図(その２)である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
(一つの実施形態)
図１に、動画像符号化装置の一実施形態を示す。

図１に示した動画像符号化装置は、画面内予測部１０１と、画面間予測部１０２と、符号化モード決定部１０３と、ＤＣＴ量子化部１０４と、エントロピー符号化部１０５と、再構成画像生成部１０６と、再構成画像保持部１０７とを備えている。この動画像符号化装置には、符号化対象の原画像が、例えば、１６画素×１６画素のマクロブロック単位で入力される。

符号化モード決定部１０３は、符号化対象のフレームがＩピクチャである場合に、画面内予測部１０１で得られた画面間予測画像に対応する予測残差をＤＣＴ量子化部１０４の処理に供する。一方、ＰピクチャあるいはＢピクチャである場合に、符号化モード決定部１０３は、画面内予測画像あるいは画面間予測部１０２による画面間予測画像のいずれかに対応する予測残差をＤＣＴ量子化部１０４の処理に供する。このとき、符号化モード決定部１０３は、画面内予測画像に対応する予測残差と画面間予測画像に対応する予測残差とを評価し、この評価結果に基づいて、いずれか一方を選択する。

ＤＣＴ量子化部１０４は、符号化モード決定部１０３を介して受け取った予測残差に対して、ＤＣＴ変換処理と量子化処理とを行って、圧縮データを生成する。この圧縮データは、エントロピー符号化部１０５により符号化され、生成された符号化データが出力される。再構成画像生成部１０６は、上述したＤＣＴ量子化部１０４によって生成された圧縮データに伸長処理および逆ＤＣＴ変換処理を行って、再構成画像を生成する。生成された再構成画像は、再構成画像保持部１０７に保持され、画面間予測部１０２による以降の予測処理において参照画像として用いられる。

画面間符号化部１０２では、ＧＯＰにおけるピクチャの配列順に従って、符号化対象の原画像と参照画像との比較が行われ、この比較結果に基づいて動きベクトルの検出が行われる。

図２に、ピクチャの配列の例を示す。図２に示した配列例では、２枚のＰピクチャＰ０，Ｐ３の間に、これらのＰピクチャを参照する２枚のＢピクチャＢ１，Ｂ２が挿入されている。なお、図２に示したＰピクチャＰ０、Ｐ３は、画面内符号化されるＩピクチャに置き換えられる場合もある。また、図２に示した配列の前後のピクチャも同様に配列されている。

以下の説明では、ＰピクチャＰ０，Ｐ３を、それぞれＰ０ピクチャ、Ｐ３ピクチャと称する。また、ＢピクチャＢ１，Ｂ２を、それぞれＢ１ピクチャ、Ｂ２ピクチャと称する。

Ｐ３ピクチャについては、Ｐ０ピクチャを参照画像とした前方向予測のみが行われる。一方、Ｂ１ピクチャについては、Ｐ０ピクチャを参照画像とした前方向予測と、Ｐ３ピクチャを参照画像とした後方向予測との双方が行われる。同様に、Ｂ２ピクチャについては、Ｐ０ピクチャを参照画像とした前方向予測と、Ｐ３ピクチャを参照画像とした後方向予測との双方が行われる。このため、動画像符号化処理では、Ｐ０ピクチャが符号化された後、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャの処理に先立って、Ｐ３ピクチャの符号化処理が行われる。この符号化処理の過程で、Ｐ３ピクチャの再構成画像が生成され、この再構成画像が、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャの予測処理で参照画像として用いられる。

上述したように、ＧＯＰにおける配列に従って動画像符号化を行う場合には、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャの予測処理を開始する時点では、Ｐ０ピクチャ，Ｐ３ピクチャの動きベクトル検出は既に完了している。そして、フレーム内の任意のマクロブロックに注目したとき、Ｐ０ピクチャ，Ｐ３ピクチャの符号化処理で検出された動きベクトルと、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャで検出される動きベクトルとの間には、相関があると考えられる。

図３に、各ピクチャで検出される動きベクトルを説明する図を示す。図３(ａ)〜(ｄ)では、それぞれＰ０ピクチャ、Ｂ１ピクチャ、Ｂ２ピクチャおよびＰ３ピクチャにおいて、座標(Ｘｃ，Ｙｃ)で示されるマクロブロックＭＢ(Ｘｃ，Ｙｃ)について検出された動きベクトルの例が示されている。

図３に示した例では、前方向予測で得られた動きベクトルを符号Ｖ_Ｐにピクチャの種別を括弧書きで付して示した。同様に、後方向予測で得られた動きベクトルを符号Ｖ_Ｆにピクチャの種別を括弧書きで付して示した。例えば、符号Ｖ_Ｐ(Ｂ１)は、Ｂ１ピクチャの前方向予測の動きベクトルを示し、符号Ｖ_Ｆ(Ｂ２)は、Ｂ２ピクチャの後方向予測の動きベクトルを示している。

図３に示した例では、Ｐ０ピクチャ、Ｂ１ピクチャ、Ｂ２ピクチャおよびＰ３ピクチャのマクロブロックＭＢ(Ｘｃ，Ｙｃ)に、ほぼ等速度で移動する物体の同等の部分が共通して捉えられている。このような場合に、このマクロブロックＭＢ(Ｘｃ，Ｙｃ)に対応して、Ｐ０ピクチャ，Ｐ３ピクチャの画面間予測処理で検出された動きベクトルから、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャの動きベクトルを近似的に求めることが可能である。

また、Ｐ０ピクチャ，Ｐ３ピクチャの画面間予測処理で検出された縮小動きベクトルを用いた補間計算により、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャの縮小動きベクトルを求め、この縮小動きベクトルに基づいて主検出処理を行うことができる。これにより、Ｂ１ピクチャ，Ｂ２ピクチャについての動きベクトルの検出精度を向上することができる。

図１に示した動画像符号化装置の画面間予測部１０２は、前置検出部１１１と主検出部１１２および動き補償部１１３に加えて、探索制御部１１４と、ベクトル保持部１１５と、条件判定部１１６と、ベクトル算出部１１７とを備えている。

前置検出部１１１は、参照画像の縮小画像を生成し、この縮小された参照画像について、符号化対象のマクロブロックに対応する縮小マクロブロックに類似した領域を探索する。そして、前置探索部１１１は、この探索により最も類似するとされた領域の位置と符号化対象のマクロブロックの位置と差として縮小動きベクトルを検出する。主検出部１１２は、縮小動きベクトルで示される参照画像の探索範囲において、符号化対象のマクロブロックに最も類似した領域を探索し、その位置に基づいて動きベクトルを決定する。

このようにして検出された動きベクトルと参照画像とに基づいて、動き補償部１１３により、画面間予測に基づく予測画像が生成される。予測画像は、符号化モード決定部１０３の処理に供される。

図１に示した画面間予測部１０２では、Ｐピクチャについて前置検出部１１１で各マクロブロックに対応して検出された縮小動きベクトルは、探索制御部１１４を介して、ベクトル保持部１１５に保持される。このベクトル保持部１１５に保持された縮小動きベクトルは、Ｂピクチャの符号化の際に、条件判定部１１６によって参照される。また、探索制御部１１４は、Ｂピクチャに含まれる各マクロブロックを符号化する際に、条件判定部１１６により、後述する条件が満たされるとされたときに、検出部１１１の代わりに、ベクトル算出部１１７を動作させる。この場合に、このベクトル算出部１１７によって当該マクロブロックの縮小動きベクトルが算出される。算出された縮小動きベクトルは、主検出部１１１による等倍画像における動きベクトル検出処理に供される。

条件判定部１１６は、前方向予測で参照される前方参照画像に対応する縮小ベクトルと、後方向予測で参照される後方参照画像に対応する縮小ベクトルとが所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件としては、例えば、上述した二つの縮小ベクトルの各成分の差分絶対値がそれぞれについて予め設定された閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙよりも小さい旨の条件を用いることができる。

図１に示した実施形態では、条件判定部１１６は、差分算出部１２１と、比較部１２２とを備えている。また、ベクトル算出部１１７は、係数設定部１２３と、補間計算部１２４とを備えている。

このような構成を備える画面間予測部１０２による動きベクトル検出動作は、以下のようにして行われる。

図４に、動きベクトル検出動作の一例を表す流れ図を示す。また、図５に、ベクトル保持部の例を示す。図５(ａ)に、フレームの左上から走査順に従って各マクロブロックに与えられたブロック番号に対応して、Ｂピクチャの符号化の際に参照される２枚のＰピクチャについて検出された縮小動きベクトルを保持するベクトル保持部の例を示した。なお、図５(ａ)の例では、Ｂピクチャの前方向予測で参照される前方参照画像となるＰピクチャについて検出された縮小動きベクトルを符号Ｖ_Ａにブロック番号を示す添え字を付して示した。同様に、Ｂピクチャの後方向予測で参照される後方参照画像となるＰピクチャについて検出された縮小動きベクトルを符号Ｖ_Ｃにブロック番号を示す添え字を付して示した。

符号化対象のマクロブロックが入力されるごとに、このマクロブロックに対応する縮小画像が生成される(ステップＳ１)。次いで、探索制御部１１４は、符号化対象のピクチャがＰピクチャであるか否かを判定する(ステップＳ２)。

符号化対象のピクチャがＰピクチャである場合に(ステップＳ２の肯定判定)、前置検出部１１１により、ステップＳ１で生成されたマクロブロックの縮小画像について、前方向予測の縮小動きベクトルが検出される(ステップＳ３)。Ｐピクチャについて検出された縮小動きベクトルは、ベクトル保持部１１５にマクロブロックを示すブロック番号に対応して保持される(ステップＳ４)。

また、この縮小動きベクトルは、探索制御部１１４を介して主検出部１１２に渡される。そして、この主検出部１１２により、縮小されていない等倍の参照画像とマクロブロックとの比較に基づいて、１画素精度の動きベクトルを検出する主検出処理が行われる(ステップＳ５)。そして、主検出部１１２は、検出された動きベクトルを出力して(ステップＳ６)、当該マクロブロックについての動きベクトル検出処理を終了する。

符号化対象のピクチャがＰピクチャである場合は、上述したステップＳ１〜ステップＳ６が各マクロブロックについて繰り返される。そして、上述した過程で検出された縮小動きベクトルが、ベクトル保持部１１５に保持される。

ＧＯＰにおけるピクチャ配列では、図２に示した配列の単位の先頭に位置するＰピクチャ(Ｐ０ピクチャ)に続いて、この単位の末尾のＰピクチャ(Ｐ３ピクチャ)が動画像符号化装置に入力され、その後に、Ｂピクチャに含まれる各マクロブロックが動画像符号化装置に入力される。したがって、Ｂピクチャが動画像符号化装置に入力される時点では、前方向予測で参照される前方参照画像に対応する縮小ベクトルと、後方向予測で参照される後方参照画像に対応する縮小ベクトルとは、ベクトル保持部１１５に保持されている。

入力されたマクロブロックがＢピクチャに含まれる場合に(ステップＳ２の否定判定)、処理は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、条件判定部１１６により、前方参照画像および後方参照画像において同じ位置のマクロブロックについて検出された縮小動きベクトルについての条件判定が行われる。このとき、差分算出部１２１は、符号化対象のマクロブロックを示すブロック番号ｉに対応してベクトル保持部１１５に保持された２つの縮小動きベクトルＶ_Ａｉ，Ｖ_Ｃｉの各成分の差分絶対値を算出する(ステップＳ７)。そして、比較部１２２により、差分算出部１２１で算出された各成分の差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙとそれぞれの閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙとの比較が行われる(ステップＳ８)。

比較部１２２により、差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙの双方が対応する閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙよりも小さいとされた場合に(ステップＳ８の肯定判定)、探索制御部１１４は、ベクトル算出部１１７に、当該マクロブロックの縮小動きベクトルの算出を指示する。

ベクトル算出部１１７の補間計算部１２４は、まず、ベクトル保持部１１５から符号化対象のマクロブロックに対応する２つの縮小動きベクトルＶ_Ａｉ，Ｖ_Ｃｉを読み込む。そして、補間計算部１２４は、これらの縮小動きベクトルＶ_Ａｉ，Ｖ_Ｃｉに対応する２つのＰピクチャと符号化対象のＢピクチャとの時間的な位置関係を考慮した線形補間計算を行う。この線形補間計算により、当該Ｂピクチャの縮小動きベクトルが算出される。例えば、係数設定部１２３内に、符号化対象のＢピクチャの位置が図２に示したＢ１ピクチャとＢ２ピクチャとのどちらに相当するかと、予測方向との組み合わせに対応して、補間計算のための係数の組を保持しておくことができる。そして、符号化対象のＢピクチャの位置に対応する前方向予測に対応する係数の組と、後方向予測に対応する係数の組とを、係数設定部１２３により、順次に補間計算部１２３に設定させることができる。補間計算部１２３では、このようにして設定された係数を、上述した縮小動きベクトルＶ_Ａｉ，Ｖ_Ｃｉの各成分(Ｘ_Ａｉ，Ｙ_Ａｉ)，(Ｘ_Ｃｉ，Ｙ_Ｃｉ)の値に適用して補間計算が行われる。この補間計算により、符号化対象のＢピクチャに対応する前方向予測の縮小動きベクトルおよび後方向予測の縮小動きベクトルが順次に算出される(ステップＳ９，Ｓ１０)。

例えば、符号化対象のＢピクチャが、図２に示したＢ１ピクチャの位置に相当する場合に、符号化対象のマクロブロックの前方向予測の縮小動きベクトルＶ_Ｐの各成分(Ｘ_Ｐ１，Ｙ_Ｐ１)は、式(１)、(２)のように表される。なお、式(１)、(２)において、係数の組(α_Ｐ１，β_Ｐ１)は、Ｂ１ピクチャの位置の前方向予測に対応する係数である。

Ｘ_Ｐ１＝α_Ｐ１×Ｘ_Ａｉ＋β_Ｐ１×Ｘ_Ｃｉ ・・・（１）
Ｙ_Ｐ１＝α_Ｐ１×Ｙ_Ａｉ＋β_Ｐ１×Ｙ_Ｃｉ ・・・（２）
一方、Ｂ１ピクチャの位置に相当するＢピクチャに含まれるマクロブロックの後方向予測の縮小動きベクトルＶ_Ｆの各成分(Ｘ_Ｆ１，Ｙ_Ｆ１)は、式(３)、(４)のように表される。なお、式(３)、(４)において、係数の組(α_Ｆ１，β_Ｆ１)は、Ｂ１ピクチャの位置の後方向予測に対応する係数である。

Ｘ_Ｆ１＝α_Ｆ１×Ｘ_Ａｉ＋β_Ｆ１×Ｘ_Ｃｉ ・・・（３）
Ｙ_Ｆ１＝α_Ｆ１×Ｙ_Ａｉ＋β_Ｆ１×Ｙ_Ｃｉ ・・・（４）
また、Ｂ２ピクチャの位置に相当するＢピクチャに含まれるマクロブロックの前方向予測の縮小動きベクトルＶ_Ｐの各成分(Ｘ_Ｐ２，Ｙ_Ｐ２)は、式(５)、(６)のように表される。なお、式(５)、(６)において、係数の組(α_Ｐ２，β_Ｐ２)は、Ｂ２ピクチャの位置の前方向予測に対応する係数である。

Ｘ_Ｐ２＝α_Ｐ２×Ｘ_Ａｉ＋β_Ｐ２×Ｘ_Ｃｉ ・・・（５）
Ｙ_Ｐ２＝α_Ｐ２×Ｙ_Ａｉ＋β_Ｐ２×Ｙ_Ｃｉ ・・・（６）
そして、Ｂ２ピクチャの位置に相当するＢピクチャに含まれるマクロブロックの後方向予測の縮小動きベクトルＶ_Ｆの各成分(Ｘ_Ｆ２，Ｙ_Ｆ２)は、式(７)、(８)のように表される。なお、式(７)、(８)において、係数の組(α_Ｆ２，β_Ｆ２)は、Ｂ２ピクチャの位置の後方向予測に対応する係数である。

Ｘ_Ｆ２＝α_Ｆ２×Ｘ_Ａｉ＋β_Ｆ２×Ｘ_Ｃｉ ・・・（７）
Ｙ_Ｆ２＝α_Ｆ２×Ｙ_Ａｉ＋β_Ｆ２×Ｙ_Ｃｉ ・・・（８）
このようにして算出された縮小動きベクトルは、探索制御部１１４を介して主検出部１１２に渡され、これに応じて、主検出部１１２により、１画素精度の動きベクトルの検出処理が行われる(ステップＳ５)。

上述したように、符号化対象のＢピクチャを挟むＰピクチャにおいて検出された縮小動きベクトルの差が小さいマクロブロックについては、縮小動きベクトルの検出処理の代わりに、上述した補間計算処理によって縮小動きベクトルが算出される。上述した補間計算処理は、前置検出部１１１による縮小動きベクトルの検出処理に比べて演算量が少ない。したがって、上述した補間処理によって縮小動きベクトルの検出処理を置き換えることにより、Ｂピクチャの符号化処理に要する演算量を低減することができる。

しかも、上述したような処理の置き換えを適用したことによる画質の劣化はほとんどない。なぜなら、補間計算による縮小動きベクトルの算出は、算出された縮小動きベクトルと検出部１１１によって検出される縮小動きベクトルとの差が小さいことが予想されるマクロブロックについてのみ適用されているからである。

なお、図４に示したステップＳ８において、差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙのいずれかが対応する閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙよりも大きいとされた場合に（図４に示したステップＳ８の否定判定）、探索制御部１１４は、上述した補間計算への置き換えが不可とする。この場合は、検出部１１１により、従来と同様に、前方向予測の縮小動きベクトルと後ろ方向予測の縮小動きベクトルとが検出される(ステップＳ１１,Ｓ１２)。

ところで、符号化対象のＢピクチャを挟むＰピクチャにおいて、各マクロブロックについて検出された縮小動きベクトルの差が小さいか否かは、Ｂピクチャの入力に先立って判定しておくことができる。例えば、Ｐピクチャの符号化処理の過程で、上述した条件判定を行うように構成することもできる。
(別の実施形態)
図６に、画面間予測部の別実施形態を示す。なお、図６に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。

図６に示した画面間予測部１０２は、探索制御部１１４に代えて、算出／探索判定部１２５を備えている。また、ベクトル選択部１２６は、算出／探索判定部１２５からの選択指示に応じて、前置検出部１１１で検出された縮小動きベクトルあるいはベクトル算出部１１７で算出された縮小動きベクトルを選択的に主検出部１１２に渡す。算出／探索判定部１２５は、例えば、フレーム番号に基づいて、入力される原画像がＰピクチャであるかＢピクチャであるかを判断し、更新処理部１２７に、ベクトル保持部１１５の更新処理を指示する。更新処理部１２７は、算出／探索判定部１２５からの更新指示に応じて、前置検出部１１１でＰピクチャについて検出された縮小動きベクトルを用いてベクトル保持部１１５の内容を更新する。また、図６に示した条件判定部１１６は、例えば、図２に示したＰ３ピクチャに相当するＰピクチャについての画面間予測処理の過程で、各マクロブロックのＢピクチャの縮小動きベクトルを算出可能か否かを判定する。この判定結果を示す算出可フラグは、更新処理部１２７を介して、ベクトル保持部１１５に保持される。

図６に示したベクトル保持部１１５は、例えば、図５(ｂ)に示すように、ブロック番号に対応する２つの縮小動きベクトルに加えて、後述する算出可フラグを保持する。

図７に、動きベクトル検出動作の別の一例を表す流れ図(その１)を示す。また、図８に、動きベクトル検出動作の別の一例を表す流れ図(その２)を示す。なお、図７、図８に示した手順のうち、図４に示した手順と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。

図７に示した流れ図では、ステップＳ３でＰピクチャに含まれる各マクロブロックについての縮小動きベクトルが前置検出部１１１によって検出されるごとに、図４に示したステップＳ７，Ｓ８と同様の条件判定処理が行われる。

ステップＳ７で、条件判定部１１６の差分算出部１２１は、ステップＳ３で検出された新たな縮小動きベクトルと、ベクトル保持部１１５に前のＰピクチャの対応して保持された縮小動きベクトルとについて、各成分の差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙを算出する。

例えば、ステップＳ３で、Ｐ３ピクチャに相当するＰピクチャのｉ番目のマクロブロックについて縮小動きベクトルＶ_Ｐ(Ｐ３)が検出された場合の差分算出部１２１の動作は次のようになる。まず、差分算出部１２１は、ベクトル保持部１１５から、Ｐ０ピクチャに相当するＰピクチャについてブロック番号ｉに対応して保持された縮小動きベクトルＶ_Ｐ(Ｐ０)を読み出す。次いで、差分算出部１２１により、縮小動きベクトルＶ_Ｐ(Ｐ３)の各成分と縮小動きベクトルＶ_Ｐ(Ｐ０)の各成分との差分絶対値Ｄｘ、Ｄｙが算出される。

そして、この差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙと対応する閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙとが比較部１２２によって比較される(ステップＳ８)。この比較結果は、上述した２枚のＰピクチャに挟まれるＢピクチャに含まれるｉ番目のマクロブロックの縮小動きベクトルを、ベクトル算出部１１７によって算出可能とする条件が成立するか否かを示している。つまり、差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙの双方が対応する閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙ以下である旨の比較結果は(ステップＳ８の肯定判定)、Ｂピクチャの当該マクロブロックについては、ベクトル算出部１１７による縮小動きベクトルの算出が許可される旨を示す。この場合に、更新処理部１２７は、ベクトル保持部１１５の当該マクロブロックに対応する算出可フラグを「ＴＲＵＥ」として、縮小動きベクトルの算出が可能であることを示す(ステップＳ１３)。一方、差分絶対値Ｄｘ，Ｄｙの少なくとも一方が対応する閾値Ｔｈｘ，Ｔｈｙよりも大きいとされた場合は(ステップＳ８の否定判定)、ベクトル算出部１１７による縮小動きベクトルの算出は許可されない。この場合に、更新処理部１２７は、ベクトル保持部１１５の当該マクロブロックに対応する算出可フラグを「ＦＡＬＳＥ」として、縮小動きベクトルの算出が不可であることを示す(ステップＳ１４)。

その後、更新処理部１２７は、ステップＳ３で新たに検出された縮小動きベクトルをベクトル保持部１１５に格納する(ステップＳ４)。このとき、更新処理部１２７は、既にベクトル保持部１１５に保持されているＰピクチャに対応する縮小動きベクトルのうち、次に入力されるＢピクチャの動きベクトル検出で参照されない方を新たに検出された縮小動きベクトルで置き換えることができる。つまり、既にベクトル保持部１１５にＰ０ピクチャに相当するＰピクチャに対応して保持された縮小動きベクトルは、新たなＰピクチャの入力に応じて検出された縮小動きベクトルで置き換えられる。そして、置き換えられずに残された縮小動きベクトルが、Ｐ０ピクチャに相当するＰピクチャの縮小動きベクトルとして扱われ、新たなＰピクチャに対応する縮小動きベクトルは、Ｐ３ピクチャに相当する縮小動きベクトルとして扱われる。なお、ベクトル保持部１１４における縮小動きベクトルの更新処理は、ステップＳ７，Ｓ８の条件判定処理に先立って実行することもできる。

Ｐピクチャの処理では、算出／探索判定部１２５からの選択指示に応じて、ベクトル選択部１２６により前置検出部１１１によって検出された縮小動きベクトルが選択的に主検出部１１２に渡される。そして、この縮小動きベクトルに基づいて、主検出部１１２により、ステップＳ５の主検出処理が行われる。

このようにして、Ｐピクチャについての動きベクトル検出処理の過程により、このＰピクチャに続いて入力されるＢピクチャに含まれる各マクロブロックの縮小動きベクトルをＰピクチャの縮小動きベクトルを用いて算出可能か否かの判定が為されている。

したがって、Ｂピクチャについての処理は次のようにして行うことができる。算出／探索判定部１２５は、各マクロブロックの入力に応じて、ベクトル保持部１１５に対応して保持された算出可フラグを参照する(ステップＳ１５)。

算出可フラグが「ＴＲＵＥ」である場合に(ステップＳ１６の肯定判定)、算出／探索判定部１２５からの指示に応じて、ベクトル算出部１１７により、縮小動きベクトルが算出される(ステップＳ９，Ｓ１０)。そして、この場合は、算出／探索判定部１２５からの選択指示に応じて、ベクトル選択部１２６により、ベクトル算出部１１７で算出された前方向予測の縮小動きベクトルおよび後方向予測の縮小動きベクトルが選択される。そして、これらの縮小動きベクトルが、主検出部１１２の処理に供される。

一方、算出可フラグが「ＦＡＬＳＥ」である場合に(ステップＳ１６の否定判定)、前置検出部１１１により、前方向予測および後方向予測の縮小動きベクトルを探索する処理が行われる(ステップＳ１１，Ｓ１２)。そして、この場合は、算出／探索判定部１２５からの選択指示に応じて、ベクトル選択部１２６により、前置検出部１１１の探索処理で得られた前方向予測の縮小動きベクトルおよび後方向予測の縮小動きベクトルが選択される。そして、これらの縮小動きベクトルが、主検出部１１２の処理に供される。

このように、Ｐピクチャの処理において、Ｂピクチャの縮小動きベクトルを算出可能であるか否かを判定しておく構成では、この判定結果を複数のＢピクチャについて共通して適用することができる。

１０１ 画面内予測部
１０２ 画面間予測部
１０３ 符号化モード決定部
１０４ ＤＣＴ量子化部
１０５ エントロピー符号化部
１０６ 再構成画像生成部
１０７ 再構成画像保持部
１１１ 前置検出部
１１２ 主検出部
１１３ 動き補償部
１１４ 探索制御部
１１５ ベクトル保持部
１１６ 条件判定部
１１７ ベクトル算出部
１２１ 差分算出部
１２２ 比較部
１２３ 係数設定部
１２４ 補間計算部
１２５ 算出／探索判定部
１２６ ベクトル選択部
１２７ 更新処理部

Claims (4)

1. 符号化対象画像および参照画像の縮小画像を比較して縮小動きベクトルを検出する前置検出部と、
   前記参照画像において前記縮小動きベクトルで示される探索範囲と前記符号化対象画像に含まれるマクロブロックとを比較して動きベクトルを検出する主検出部と、
   符号化対象のＢピクチャについて、当該Ｂピクチャについての前方向予測で参照される前方参照画像および後方向予測で参照される後方参照画像に対応して前記前置検出部でそれぞれ検出された縮小動きベクトルが所定の条件を満たすか否かを判定する条件判定部と、
   前記所定の条件を満たすとされたときに、前記前方参照画像に対応して検出された縮小動きベクトルと前記後方参照画像に対応して検出された縮小動きベクトルとに基づいて前記符号化対象のＢピクチャに対応する縮小動きベクトルを算出し、算出された縮小動きベクトルを前記主検出部の処理に供するベクトル算出部と、
   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に記載の動画像符号化装置において、
   前記条件判定部は、前記前方参照画像に対応する縮小動きベクトルと前記後方参照画像に対応する縮小動きベクトルとの差分絶対値が所定の閾値よりも小さい場合に、前記所定の条件を満たすと判定する
   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、
   前記ベクトル算出部は、前記前方参照画像に対応して検出された縮小動きベクトルと前記後方参照画像に対応して検出された縮小動きベクトルとを線形補間することにより、前記符号化対象のＢピクチャについて、前方予測の縮小動きベクトルおよび後方予測の縮小動きベクトルをそれぞれ算出する
   ことを特徴とする動画像符号化装置。
4. 符号化対象のＢピクチャについて、前方向予測および後方向予測のための動きベクトルを検出する際に、
   前記前方向予測で参照される前方参照画像の符号化の際に検出された縮小動きベクトルと、前記後方向予測で参照される後方参照画像の符号化の際に検出された縮小動きベクトルとが所定の条件を満たすか否かを判定し、
   前記所定の条件を満たすとされた場合に、前記前方参照画像に対応する縮小動きベクトルと前記後方参照画像に対応する縮小動きベクトルとに基づいて、前記Ｂピクチャに対応する縮小動きベクトルを算出する
   ことを特徴とする動画像符号化装置。
   

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