JP5638581B2

JP5638581B2 - 動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに動画像復号装置、方法及びプログラム

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Publication number: JP5638581B2
Application number: JP2012205650A
Authority: JP
Inventors: 順也瀧上; ブン　チュンセン; チュンセンブン; タン　ティオ　ケン; ティオケンタン
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Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2027-05-10
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Description

本発明は、動きベクトルによる動き補償に関連する、動画像符号化装置、方法及びプログラム、並びに動画像復号装置、方法及びプログラムに関する。

静止画像や動画像データの伝送や蓄積を効率よく行うために、圧縮符号化技術が用いられている。従来の動画像符号化方式の事例として、ＭＰＥＧ１〜ＭＰＥＧ４やＩＴＵ（International Telecommunication Union）Ｈ．２６１〜Ｈ．２６４の方式が広く用いられている。

これらの符号化方式では、符号化の対象となる画像を複数のブロックに分割した上で符号化・復号処理を行う。ＭＰＥＧ４やＨ．２６４においては、符号化効率をさらに高めるため、画面内の予測符号化については、対象ブロックと同じ画面内にある隣接する既再生の画像信号（圧縮された画像データが復元されたもの）を用いて予測信号を生成した上で、それを対象ブロックの信号から引き算した差分信号を符号化する。画面間の予測符号化については、対象ブロックと異なる画面内にある隣接する既再生の画像信号を参照し、動きの補正を行ない、予測信号を生成し、それを対象ブロックの信号から引き算した差分信号を符号化する（非特許文献１参照）。

上記方式における画面間予測では、動き補償に用いる符号化対象ブロックの動きベクトルを符号化する際に、対象ブロックと同じフレーム内で上・左・左上にあるブロックの動きベクトルの中間値を、対象ブロックの動きベクトルの予測値とし、対象ブロックの動きベクトルから動きベクトル予測値を引き算した差分値を符号化している（特許文献１参照）。

また、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値を算出する際に、対象ブロックを含むフレームとは異なるフレームにあるブロックの動きベクトルを対象ブロックの動きベクトル予測値とし、差分符号化する技術が開示されている（非特許文献２参照）。

MPEG-4の符号化方式では、対象ブロックと異なるフレームにあるブロックの動きベクトルを、対象ブロックの動きベクトル予測値とするダイレクトモード（Direct mode）という方法とともに、対象ブロックと同じフレーム内で隣接するブロックの動きベクトルを対象ブロックの動きベクトル予測値とする方法が使われている。あるブロックでダイレクトモードを用いるかどうかを示すために、予測モードを示すインデックスが使われている（非特許文献３参照）。

さらに、対象ブロックを含むフレーム内のブロックの動きベクトルを対象ブロックの動きベクトル予測値とし、隣り合うフレームにある２つの動きベクトルの差分値に基づいて動きベクトル差分値をエントロピー符号化する際の確率分布を切り替えることで符号化効率を上げる手法が開示されている（非特許文献４参照）。

米国特許５９０５５３５号

"ITU-T H.264" TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR OF ITU SERIES H: AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS Infrastructure of audiovisual services − Coding of moving video 『MOTION COMPENSATION OF MOTION VECTORS』 Yeh, J.; Vetterli, M.; Khansari, M.;Image Processing, 1995. Proceedings., International Conference on, Volume1, 23-26 Oct. 1995 Page(s):574-577 vol.1, Digital Object Identifier 10.1109/ICIP.1995.531431 Text of ISO/IEC 14496-2:2001 (Unifying N2502, N3307, N3056, and N3664) INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION ORGANIZATION INTERNATIONAL NORMALIZATION ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 CODING OF MOVING PICTURES AND AUDIO 『A Spatial and Temporal Motion Vector Coding Algorithm for Low-Bit-Rate Video Coding』 Chen, M.C.; Willson, A.N., Jr.; Image Processing, 1997. Proceedings., International Conference on Volume2, 26-29 Oct. 1997 Page(s):791-794 vol.2 Digital Object Identifier 10.1109/ICIP.1997.638615

しかし、MPEG−４による従来技術は、対象ブロックの動きベクトル予測値を、ダイレクトモードを用いて決めるかどうかを示すための情報を送らなくてはならないため、その分だけ符号量が増えてしまう。

また、対象ブロックの動きベクトルの予測方法を示すモード情報や、対象ブロックの動きベクトルを指示するための情報や、動きベクトル差分値は固定の確率分布に基づいてエントロピー符号化されるため、周囲環境の変化に適応的な符号化ができず、符号化の効率及び精度が良いとはいえない。

また、周囲環境の変化に適応的な例として非特許文献３に記載の従来技術があるが、動きベクトルの空間方向の相関のみに注目している。このため、対象ブロックとは異なるフレームにあるブロックの動きベクトルを動きベクトル予測値とした場合には、符号化の効率及び精度が良くない。

さらに従来技術では、対象ブロックと同じフレーム内で対象ブロックに隣接するブロックの動きベクトルや、対象ブロックを含むフレームと隣り合うフレーム内で対象ブロックと同じ空間位置のブロックの動きベクトルをのみをベクトル予測値としているため、局所的な動きベクトルの変化に影響されてしまう。このため、動きベクトルの変化の大勢を反映した予測値を得ることが困難であり、動きベクトルのノイズの影響を受けやすい。

本発明は、上述の課題を解決するために成されたものであり、符号化及び復号の効率及び精度を向上させることを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の動画像符号化装置は、フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割する領域分割手段と、前記処理対象領域の動きベクトルを検出する動き検出手段と、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記予測信号と前記処理対象領域信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成する符号化手段とを備え、前記予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを符号化することを特徴とする。

この動画像符号化装置は、フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割し、前記処理対象領域の動きベクトルを検出し、前記処理対象領域に対する予測信号を生成し、前記予測信号と前記処理対象領域信号との残差信号を生成し、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成することができる。そして、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルを符号化することを特徴とする。これにより、動きベクトルの変化の大勢を反映した符号化が可能となり、符号化の効率及び精度を向上させることができる。

なお、以下では、対象ブロックを含むフレームと異なるフレームにあるブロックの動きベクトルを対象ブロックの動きベクトル予測値とすることを「時間方向から予測する」といい、対象ブロックを含むフレームにあるブロックの動きベクトルを対象ブロックの動きベクトル予測値をすることを「空間方向から予測する」という。

上記の予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値の決定、又は、動きベクトルの予測値決定方法の選択、を行う構成とすることが望ましい。

この場合、互いに異なるフレームにある複数のブロックの動きベクトルの類似性（例えば差分値、分散値、標準偏差などの類似性を示す情報）、又は、前記類似性及び対象ブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、対象ブロックの動きベクトルの予測値の決定、又は、予測値決定方法の選択を行うことができる。これにより、予測方法を自動的に決定できるため、予測方法を示す情報を送る必要が無く、符号量を削減できる。また、対象ブロックの動きベクトル予測値を時間方向から予測する際や、時間方向および空間方向から予測する際に、予測精度が高い動きベクトルを選択して予測値とすることで、精度よく予測することができる。

また、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定する構成とすることが望ましい。

この場合、上記重み付けによって、周辺の動きベクトルを有効利用することで、局所的な動きベクトルの変化の影響を少なくし、動きベクトルの変化の大勢を反映した予測値を得ることが可能となる。

また、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布、又は、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布、を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を時間方向から予測する際や、時間方向および空間方向から予測する際にも、周辺環境に応じて各インデックスの確率分布を適応化し、適切な符号量で符号化することによって、符号化効率を高めることができる。

更に、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を時間方向から予測する際や、時間方向および空間方向から予測する際にも周辺環境に応じて動きベクトル差分値の発生確率分布を適応化し、適切な符号量で符号化することによって、符号化効率を高めることができる。

本発明の動画像符号化装置は、フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割する領域分割手段と、前記処理対象領域の動きベクトルを検出する動き検出手段と、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記予測信号と前記処理対象領域信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成する符号化手段とを備え、前記予測信号生成手段は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを符号化することを特徴とする。

この動画像符号化装置は、フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割し、前記処理対象領域の動きベクトルを検出し、前記処理対象領域に対する予測信号を生成し、前記予測信号と前記処理対象領域信号との残差信号を生成し、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成することができる。そして、予測信号生成手段は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを符号化することを特徴とする。これにより、動きベクトルの変化の大勢を反映した符号化が可能となり、符号化の効率及び精度を向上させることができる。

なお、上記の「複数のブロック」は、符号化対象のブロックを含むフレームに対して１フレーム以上隔てたフレーム内のブロックを含んでもよい。

上記の予測信号生成手段は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値の決定、又は、動きベクトルの予測値決定方法の選択、を行う構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を空間方向から予測する際に、動きベクトルの変化の大勢を反映することで、精度よく予測することができる。また、ノイズや局所的な変化による影響を打ち消すこともできる。

また、予測信号生成手段は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定する構成とすることが望ましい。

また、予測信号生成手段は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布、又は、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布、を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を空間方向から予測する際に、動きベクトルの予測値を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布、又は、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布、を周辺環境に応じて適応化し、適切な符号量で符号化することによって、符号化効率を高めることができる。

更に、予測信号生成手段は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を空間方向から予測する際に、動きベクトル差分値を符号化する際に用いる確率分布を、周辺環境に応じて適応化し、適切な符号量で符号化することによって、符号化効率を高めることができる。

上述の課題を解決するために、本発明の動画像復号装置は、圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出するデータ抽出手段と、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段を備え、前記予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを復号することを特徴とする。

この動画像復号装置によれば、圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出し、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元し、前記処理対象領域に対する予測信号を生成し、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元することができる。

そして、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルを復号することを特徴とする。これにより、動きベクトルの変化の大勢を反映した復号が可能となり、復号処理の効率及び精度を向上させることができる。

上記の予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値の決定、又は、動きベクトルの予測値決定方法の選択、を行う構成とすることが望ましい。

この場合、予測方法を自動的に決定できるため、予測方法を示す情報が入力される必要が無い。また、対象ブロックの動きベクトル予測値を時間方向から予測する際や、時間方向および空間方向から予測する際に、予測精度が高い動きベクトルを選択して予測値とすることで、精度よく予測することができる。

また、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定する構成とすることが望ましい。

また、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を復号する際に用いる確率分布、又は、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を復号する際に用いる確率分布、を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、動きベクトルの予測値を示すための情報を復号する際に用いる確率分布、又は、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を復号する際に用いる確率分布を、周辺環境に応じて適応化し、動画像符号化装置と同じ確率分布を用いることで、データを抽出することができる。

更に、予測信号生成手段は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を時間方向から予測する際や、時間方向および空間方向から予測する際に、周辺環境に応じて動きベクトル差分値の発生確率分布を適応化し、動画像符号化装置と同じ確率分布を用いることで、データを抽出することができる。

本発明の動画像復号装置は、圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出するデータ抽出手段と、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段を備え、前記予測信号生成手段は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを復号することを特徴とする。

そして、予測信号生成手段は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルを復号することを特徴とする。これにより、動きベクトルの変化の大勢を反映した復号が可能となり、復号処理の効率及び精度を向上させることができる。

上記の予測信号生成手段は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値の決定、又は、動きベクトルの予測値決定方法の選択、を行う構成とすることが望ましい。

また、予測信号生成手段は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定する構成とすることが望ましい。

また、予測信号生成手段は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を復号する際に用いる確率分布、又は、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を復号する際に用いる確率分布、を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

更に、予測信号生成手段は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定する構成とすることが望ましい。

この場合、対象ブロックの動きベクトル予測値を空間方向から予測する際に、周辺環境に応じて動きベクトル差分値の発生確率分布を適応化し、動画像符号化装置と同じ確率分布を用いることで、データを抽出することができる。

なお、本発明は、上記のように動画像符号化装置に係る発明および動画像復号装置に係る発明として記述できる他、以下のように動画像符号化方法に係る発明、動画像符号化プログラムに係る発明、動画像復号方法に係る発明、及び動画像復号プログラムに係る発明としても記述することができる。動画像符号化方法に係る発明および動画像符号化プログラムに係る発明は、動画像符号化装置に係る発明とはカテゴリーが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。また、動画像復号方法に係る発明および動画像復号プログラムに係る発明は、動画像復号装置に係る発明とはカテゴリーが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。

本発明に係る動画像符号化方法は、動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法であって、フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割する領域分割ステップと、前記処理対象領域の動きベクトルを検出する動き検出ステップと、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記予測信号と前記処理対象領域信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成する符号化ステップとを備え、前記予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを符号化することを特徴とする。

上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

本発明に係る動画像符号化方法は、動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法であって、フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割する領域分割ステップと、前記処理対象領域の動きベクトルを検出する動き検出ステップと、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記予測信号と前記処理対象領域信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成する符号化ステップとを備え、前記予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを符号化することを特徴とする。

上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像符号化方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像符号化装置は、符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を符号化する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

本発明に係る動画像復号方法は、動画像復号装置により実行される動画像復号方法であって、圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出するデータ抽出ステップと、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップを備え、前記予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを復号することを特徴とする。

上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性、又は、前記類似性および復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

本発明に係る動画像復号方法は、動画像復号装置により実行される動画像復号方法であって、圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出するデータ抽出ステップと、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップを備え、前記予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記動きベクトルを復号することを特徴とする。

上記動画像復号方法における動き予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けによって、動きベクトルの予測値を決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値を示すための情報を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における動き予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトルの予測値決定方法を示すための情報を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

また、上記動画像復号方法における予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、動きベクトル差分値を復号する際に用いる確率分布を適応的に決定することが望ましい。

本発明に係る動画像符号化プログラムは、コンピュータを、前述したいずれか１つの態様の動画像符号化装置として機能させることを特徴とする。

本発明に係る動画像復号プログラムは、コンピュータを、前述したいずれか１つの態様の動画像復号装置として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、符号化の効率及び精度を向上させることができる。また、復号の効率及び精度を向上させることができる。

第１実施形態にかかる動画像符号化装置の一例を示す概略図である。第１実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第１実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第１実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第１実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第１実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第１実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第１実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第１実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第１実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第１実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第２実施形態にかかる動画像符号化装置の一例を示す概略図である。第２実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第２実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第２実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第２実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第２実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第２実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第２実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第２実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第２実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第３実施形態にかかる動画像符号化装置の一例を示す概略図である。第３実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第３実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第３実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第４実施形態にかかる動画像復号装置の一例を示す概略図である。第４実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第４実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第４実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第４実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第４実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第４実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第４実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第４実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第４実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第４実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第５実施形態にかかる動画像復号装置の一例を示す概略図である。第５実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第５実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第５実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第５実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第５実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第５実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第５実施形態における動き予測器の動作の説明に用いる模式図である。第５実施形態における動き予測器の動作を示すフローチャートである。第５実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第６実施形態にかかる動画像復号装置の一例を示す概略図である。第６実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第６実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第６実施形態における確率切替信号生成器の動作を示すフローチャートである。第１実施形態にかかる動画像符号化プログラムのモジュール図である。第２実施形態にかかる動画像符号化プログラムのモジュール図である。第３実施形態にかかる動画像符号化プログラムのモジュール図である。第４実施形態にかかる動画像復号プログラムのモジュール図である。第５実施形態にかかる動画像復号プログラムのモジュール図である。第６実施形態にかかる動画像復号プログラムのモジュール図である。第１実施形態にて、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を図２のブロックに適用した例を示すフローチャートである。第１実施形態にて、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を図６のブロックに適用した例を示すフローチャートである。第１実施形態にて、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を図８のブロックに適用した例を示すフローチャートである。第４実施形態にて、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を図２７のブロックに適用した例を示すフローチャートである。第４実施形態にて、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を図３１のブロックに適用した例を示すフローチャートである。第４実施形態にて、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を図３３のブロックに適用した例を示すフローチャートである。記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。

本発明の実施形態に係る動画像符号化装置及び動画像復号装置について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１を用いて、本発明に係る動画像符号化装置１０について説明する。動画像符号化装置１０は、機能的な構成要素として、図１に示すように、ブロック分割器１０１と、フレームメモリ１０２と、動き検出器１０３と、予測信号生成器１０４と、動きベクトルメモリ１０５と、減算器１０６と、変換器１０７と、量子化器１０８と、逆量子化器１０９と、逆変換器１１０と、加算器１１１と、動き予測器１１２と、減算器１１３と、エントロピー符号化器１１４とを備えて構成される。

動画像符号化装置１０に入力される入力映像信号（動画像信号）は、フレーム単位の画像信号（以下「フレーム画像信号」という）の時間系列で構成されている。

ブロック分割器１０１は、ラインL１０１を経由して入力された入力映像信号の符号化対象となるフレーム画像信号を複数の領域（ブロック）に分割し、ラインL１０２を経由して符号化対象のブロック（以下「対象ブロック」という）の画像信号を出力する。本実施形態では８×８の画素からなるブロックに分割するが、それ以外の大きさまたは形に分割してもよい。このブロック単位で以下の符号化処理が行われる。

フレームメモリ１０２は、ラインL１０３を経由して入力される過去に符号化済みのフレーム画像信号（以下「参照フレーム画像信号」という）を格納し、必要に応じてラインL１０４を経由して出力する。

動き検出器１０３は、ラインL１０２を経由して入力される対象ブロックの画像信号のパターンに類似した画像信号パターンを、ラインL１０４を経由して入力される参照フレーム画像信号から所定範囲内で探索し、両画像信号パターン間の空間的な変位量である動きベクトルを検出し、ラインL１０５を経由して出力する。また、その動きベクトルが参照するフレームの番号（以下「参照フレーム番号」という）を検出し、ラインL１１５を経由して出力する。

予測信号生成器１０４は、ラインL１０５を経由して入力される対象ブロックの動きベクトル信号値とラインL１１５を経由して入力される参照フレーム番号と、ラインL１０４を経由して入力される参照フレーム画像信号から、対象ブロックに対する予測画像信号を生成し、ラインL１０６を経由して出力する。

動きベクトルメモリ１０５は、過去に符号化済みの動きベクトルや参照フレーム番号と併せて、ラインL１０５を経由して入力される動きベクトルとラインL１１５を経由して入力される参照フレーム番号を格納し、必要に応じてラインL１１２を経由して出力する。

減算器１０６は、ラインL１０２を経由して入力された対象ブロックの画像信号から、ラインL１０６を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を減算し、残差信号を生成し、ラインL１０７を経由して出力する。

変換器１０７は、ラインL１０７を経由して入力された残差信号を直交変換し、ラインL１０８を経由して変換係数を出力する。

量子化器１０８は、ラインL１０８を経由して入力された変換係数を量子化し、ラインL１０９を経由して量子化された変換係数を出力する。

逆量子化器１０９は、ラインL１０９を経由して入力された量子化された変換係数を逆量子化し、ラインL１１０を経由して復元された変換係数を出力する。

逆変換器１１０は、ラインL１１０を経由して入力された変換係数を逆直交変換し、ラインL１１１を経由して復元された残差信号を出力する。

加算器１１１は、ラインL１１１を経由して入力された残差信号と、ラインL１０６を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を加算し、対象ブロックの画像信号を復元し、ラインL１０３を経由して出力する。

動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応した参照フレーム番号とラインL１１５を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、後述するフローに従って対象ブロックの動きベクトル予測値を算出し、ラインL１１３を経由して出力する。

減算器１１３は、ラインL１０５を経由して入力された対象ブロックの動きベクトル値から、ラインL１１３を経由して入力された対象ブロックの動きベクトル予測値を減算し、動きベクトル差分値を生成する。そしてラインL１１４を経由して動きベクトル差分値を出力する。

エントロピー符号化器１１４は、ラインL１０９を経由して入力された量子化された変換係数とラインL１１４を経由して入力された動きベクトル差分値とラインL１１５を経由して入力された対象ブロックの参照フレーム番号を符号化し、多重化したうえで、圧縮ストリームをラインL１１６に出力する。

次に、図２を参照して動き予測器１１２について詳細に説明する。図２は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するための模式図である。

図２で、対象ブロックをHとし、フレームF００１はブロックHを含むフレームである。フレームF００２は既に符号化済みのフレームで、フレームF００１とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF００１において、ブロックDをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF００２において、ブロックAはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。ブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

図３は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号とを取得する（ステップＳ００１）。

なおステップＳ００１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、下記式（１）によって与えられるベクトルである。

なお、このスケーリング処理は必須ではなく、スケーリング処理を行わない場合は各ブロックに対応する参照フレーム番号は必要ない。

また、ステップＳ００１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分が算出される（ステップＳ００２）。

次に、ステップＳ００２で算出された２通りの差分のうち、少なくとも１つが閾値以下かどうかが判定される（ステップＳ００３）。

ステップＳ００３での判定の結果、２通りの差分のうち、少なくとも１つが閾値以下ならば（ステップＳ００３：YES）、処理をステップＳ００４に進める。２通りの差分がともに閾値より大きいならば（ステップＳ００３：NO）、処理をステップＳ００５に進める。

ステップＳ００４では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ００５では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。

最後に、決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ００６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ００３における判定は２通りの差分の両方が閾値以下かどうかを判定しても良い。

また、ステップＳ００５でブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値としたが、動きベクトルをゼロベクトル（すなわち、動きベクトルの予測をしない）としてもよい。あらかじめ決められた任意の動きベクトルを予測値としてもよい。

また、動き予測器１１２における動きベクトル予測値の決定は、図４のフローチャートに従ってもよい。

図４では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１０１）。

なおステップＳ１０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

なお、このスケーリング処理は必須ではなく、スケーリング処理を行わない場合は各ブロックに対応する参照フレーム番号は必要ない。

また、ステップＳ１０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分の４通りが算出される（ステップＳ１０２）。

次に、ステップＳ１０２で算出された４通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックEである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックDとブロックEである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックDとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定される（ステップＳ１０４）。

最後に、ステップＳ１０４で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

なお、図４のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順は図５で説明されるフローチャートに従ってもよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２０１）。

なおステップＳ２０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ２０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、およびブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分が算出され、前者のほうが大きい場合（ステップＳ２０２：YES）は処理をステップＳ２０３に進める。それに該当しない場合（ステップＳ２０２：NO）は処理をステップＳ２０４に進める（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０３では、ブロックEの動きベクトルとブロックBの動きベクトルの差分、およびブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分が算出され、前者のほうが大きい場合（ステップＳ２０３：YES）は処理をステップＳ２０５に進める。それに該当しない場合（ステップＳ２０３：NO）は処理をステップＳ２０６に進める。

ステップＳ２０４では、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、およびブロックCの動きベクトルとブロックAの動きベクトルの差分が算出され、前者のほうが大きい場合（ステップＳ２０４：YES）は処理をステップＳ２０７に進める。それに該当しない場合（ステップＳ２０４：NO）は処理をステップＳ２０８に進める。

ステップＳ２０５では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ２０６では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ２０７では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ２０８では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。

最後に、決定された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ２０９）、処理を終了する。

なお、図５のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図２に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。その際の動きベクトル予測値を決定する手順は図３あるいは図４あるいは図５で説明されるフローチャートのどれに従ってもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF００１はブロックHを含むフレームである。フレームF００２は既に符号化済みのフレームである。

フレームF００２において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

なお上記の定め方をする場合、各ブロックの大きさ以下の精度で類似する画像信号パターンの位置を探し出して動きベクトルの検出を行う際に、ブロックDが参照するブロック、あるいはブロックEが参照するブロック、あるいはブロックFが参照するブロックが動きベクトルをもつ複数のブロックにまたがることが考えられるが、その際はそれら複数のブロックの動きベクトルの平均値、あるいはまたがる領域でもっとも占める割合の高いブロックの動きベクトルを該当するブロック（DあるいはEあるいはF）が参照するブロックの動きベクトルとして用いるものとする。

また、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値の決定は、以下に示すように行われても良い。

図６は、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値の決定手順の説明に用いる模式図である。

図６で、対象ブロックをHとし、フレームF１０１はブロックHを含むフレームである。フレームF１０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF１０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF１０３は既に符号化済みのフレームで、フレームF１０２とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF１０１において、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１０２において、ブロックDはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロック、ブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１０３において、ブロックAはブロックDの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図７は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。

図７では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３０１）。

なおステップＳ３０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ３０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の５通りが算出される（ステップＳ３０２）。

次に、ステップＳ３０２で算出された５通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックEとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックEとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。（ステップＳ３０４）。

最後に、ステップＳ３０４で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３０５）、処理を終了する。

なお、図７のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ３０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ３０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ３０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定される。

また、ステップＳ３０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ３０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ３０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定される。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図６に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF１０１はブロックHを含むフレームである。フレームF１０２は既に符号化済みのフレームである。フレームF１０３は既に符号化済みのフレームである。

フレームF１０２において、ブロックDはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックGの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１０３において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロックとする。

なお上記の定め方をする場合、各ブロックの大きさ以下の精度で類似する画像信号パターンの位置を探し出して動きベクトルの検出を行う際に、ブロックEが参照するブロック、あるいはブロックFが参照するブロック、あるいはブロックGが参照するブロック、あるいはブロックDが参照するブロックが動きベクトルをもつ複数のブロックにまたがることが考えられるが、その際はそれら複数のブロックの動きベクトルの平均値、あるいはまたがる領域でもっとも占める割合の高いブロックの動きベクトルを該当するブロック（EあるいはFあるいはGあるいはD）が参照するブロックの動きベクトルとして用いるものとする。

また、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値の決定は、以下に示すように空間的に１画素以上隔てられたブロックの動きベクトルや、時間方向で１フレーム以上隔てられたフレームにあるブロックの動きベクトルに基づいて行われてもよい。

このような動きベクトルの予測値の決定方法は、動きベクトルの大勢を反映した予測をすることで、高精度の動きベクトル予測値を得る効果がある。また、ノイズや局所的な変化による影響を打ち消す効果もある。

また、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値は、過去に符号化済みのブロックの動きベクトルをそのまま引用して動きベクトル予測値とする代わりに、以下に示すように複数ある動きベクトルの決定方法の中からひとつを選択して、その決定方法にしたがって決定してもよい。

図８は、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値の決定手順の説明に用いる模式図である。

図８で、対象ブロックをJとし、フレームF２０１はブロックJを含むフレームである。フレームF２０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF２０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF２０３は既に符号化済みのフレームで、フレームF２０２とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF２０４は既に符号化済みのフレームで、フレームF２０３とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF２０１において、ブロックIをブロックJの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックHをブロックIの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックJの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックEをブロックFの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF２０２において、ブロックCはブロックJの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF２０３において、ブロックBはブロックCの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF２０４において、ブロックAはブロックBの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図９は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルと対応する参照フレーム番号とラインL１１５を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ４０１）。

なおステップＳ４０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ４０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散、の３組の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ４０２）
次に、ステップＳ４０２で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ４０３）。

ステップＳ４０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値に決定される。ブロックDとブロックEとブロックFである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの平均値に決定される。ブロックGとブロックHとブロックIである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの平均値に決定される（ステップＳ４０４）。

最後に、ステップＳ４０４で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ４０５）、処理を終了する。

なお、図９のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ４０２において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差や、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

ステップＳ４０４において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値としたが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値としてもよい。

図９では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して動きベクトル予測値の決定を行ったが、これは時間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。また時間方向で隣り合うフレームのブロックと空間方向で１ブロック以上隔てたブロックを組み合わせて用いてもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図８に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをJとし、フレームF２０１はブロックJを含むフレームであり、フレームF２０２、F２０３、F２０４は既に符号化済みのフレームである。

フレームF２０２において、ブロックCはブロックIの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックJの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック（ブロックKとする）の動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF２０３において、ブロックBはブロックCの動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF２０４において、ブロックAはブロックBの動きベクトルが参照しているブロックとする。

なお上記の定め方をする場合、各ブロックの大きさ以下の精度で類似する画像信号パターンの位置を探し出して動きベクトルの検出を行う際に、ブロックI、ブロックF、ブロックK、ブロックC、ブロックBが参照するブロックが動きベクトルをもつ複数のブロックにまたがることが考えられるが、その際はそれら複数のブロックの動きベクトルの平均値、あるいはまたがる領域でもっとも占める割合の高いブロックの動きベクトルを該当するブロック（IあるいはFあるいはKあるいはCあるいはB）が参照するブロックの動きベクトルとして用いるものとする。

さらに、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値の決定は、以下に示すように空間的に１画素以上隔てられたブロックの動きベクトル、または時間方向で１フレーム以上隔てられたフレームにあるブロックの動きベクトルに基づいて行われてもよい。

図１０は、動き予測器１１２における動きベクトルの予測値の決定手順の説明に用いる模式図である。

図１０で、対象ブロックをMとし、フレームF３０１はブロックMを含むフレームである。フレームF３０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF３０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF３０３は既に符号化済みのフレームで、フレームF３０２とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF３０４は既に符号化済みのフレームで、フレームF３０３とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF３０１において、ブロックIをブロックMの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックHをブロックIの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックMの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックEをブロックFの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。また、ブロックKをブロックMの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックLをブロックKの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックJをブロックMの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロックとする。

フレームF３０２において、ブロックCはブロックMの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF３０３において、ブロックBはブロックCの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF３０４において、ブロックAはブロックBの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図１１は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、Lの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ５０１）。

なおステップＳ５０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、Lの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ５０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのx成分の分散、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのx成分の分散、ブロックJの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのx成分の分散、の３組のx成分の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ５０２）
次に、ステップＳ５０２で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ５０３）。

ステップＳ５０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のx成分はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのｘ成分の平均値に決定される。ブロックDとブロックEとブロックFである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のx成分はブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのｘ成分の平均値に決定される。ブロックJとブロックKとブロックIである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のx成分はブロックJの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのx成分の平均値に決定される（ステップＳ５０４）。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのy成分の分散、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのy成分の分散、ブロックLの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのy成分の分散、の３組のy成分の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ５０５）
次に、ステップＳ５０５で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ５０６）。

ステップＳ５０６での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のy成分はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのy成分の平均値に決定される。ブロックGとブロックHとブロックIである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のy成分はブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのy成分の平均値に決定される。ブロックLとブロックKとブロックFである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のy成分はブロックLの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのy成分の平均値に決定される（ステップＳ５０７）。

最後に、ステップＳ５０７で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ５０８）、処理を終了する。

また、ステップＳ５０２、ステップＳ５０５において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差や、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

ステップＳ５０４、ステップＳ５０７において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値としたが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値としてもよい。

図１１では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して動きベクトル予測値の決定を行ったが、空間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。また時間方向で隣り合うフレームのブロックと空間方向で１ブロック以上隔てたブロックを組み合わせて用いてもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図１０に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをMとし、フレームF３０１はブロックMを含むフレームであり、フレームF３０２、F３０３、F３０４は既に符号化済みのフレームである。

フレームF３０２において、ブロックCはブロックIの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックKの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF３０３において、ブロックBはブロックCの動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF３０４において、ブロックAはブロックBの動きベクトルが参照しているブロックとする。

なお上記の定め方をする場合、各ブロックの大きさ以下の精度で類似する画像信号パターンの位置を探し出して動きベクトルの検出を行う際に、ブロックI、ブロックK、ブロックF、ブロックC、ブロックBが参照するブロックが動きベクトルをもつ複数のブロックにまたがることが考えられるが、その際はそれら複数のブロックの動きベクトルの平均値、あるいはまたがる領域でもっとも占める割合の高いブロックの動きベクトルを該当するブロック（IあるいはKあるいはFあるいはCあるいはB）が参照するブロックの動きベクトルとして用いるものとする。

ところで、動きベクトル予測値を算出する際に、周辺にある過去に符号化済みの動きベクトルから一部の動きベクトルを選択するのではなく、以下のように重み付けによって周辺の動きベクトルを有効利用する方法を採用してもよい。この場合、重み付けによって周辺の動きベクトルを有効利用することで、局所的な動きベクトルの変化の影響を少なくし、動きベクトルの変化の大勢を反映した予測値を得ることができ、予測精度を高めることができる。

以下では、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を、(a)図２のブロックに適用した例、(b)図６のブロックに適用した例、(c)図８のブロックに適用した例を、順に説明する。

まず、(a)図２のブロックに適用した例としては、例えば、図５７のフローチャートが挙げられる。即ち、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順は、図５７のフローチャートに従って実行すればよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３００１）。

なおステップＳ３００１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ３００１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿２(i=x,y)、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿３(i=x,y)、が算出される（ステップＳ３００２）。

次に、ステップＳ３００２で算出された各差分を変数とする関数Ｆを用いた以下の式（２）に基づいて、ブロックＡ、Ｆ、Ｅの動きベクトル全てを有効利用して、動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出する（ステップＳ３００３）。
最後に、算出された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３００４）、処理を終了する。

なお、図５７のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、式（２）で用いられる関数Ｆとしては、例えば、変数（差分）の逆数を算出する関数を採用してもよい。この場合、例えばブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)が小さいとき、当該差分の逆数、即ち、大きな値がブロックＡの動きベクトルの重み付け係数となるので、ブロックＡの動きベクトルの重みを大きくすることができる。

次に、(b)図６のブロックに適用した例としては、例えば、図５８のフローチャートが挙げられる。即ち、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順は、図５８のフローチャートに従って実行すればよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３１０１）。

なおステップＳ３１０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ３１０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿２(i=x,y)、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿３(i=x,y)、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿４(i=x,y)の５通りが算出される（ステップＳ３１０２）。

次に、ステップＳ３１０２で算出された各差分を変数とする関数Ｆを用いた以下の式（３）に基づいて、ブロックＢ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｆの動きベクトル全てを有効利用して、動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出する（ステップＳ３１０３）。
最後に、算出された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３１０４）、処理を終了する。

なお、図５８のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。また、式（３）で用いられる関数Ｆとしては、例えば、変数（差分）の逆数を算出する関数を採用してもよい。この場合、例えばブロックBの動きベクトルとブロックＦの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)が小さいとき、当該差分の逆数、即ち、大きな値がブロックＢの動きベクトルの重み付け係数となるので、ブロックＢの動きベクトルの重みを大きくすることができる。

また、ステップＳ３１０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)の２通りでもよい。その際、ステップＳ３１０３では、算出されない差分を変数とする関数Ｆ（ＭＶiＤ＿２(i=x,y)）、関数Ｆ（ＭＶiＤ＿３(i=x,y)）及び関数Ｆ（ＭＶiＤ＿４(i=x,y)）は０として動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出すればよい。この場合、空間方向の動きベクトルの差分を含まず、時間方向の動きベクトルの差分のみに基づいて動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出することができる。

更に、ステップＳ３１０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿２(i=x,y)の３通りでもよい。その際、ステップＳ３１０３では、算出されない差分を変数とする関数Ｆ（ＭＶiＤ＿３(i=x,y)）及び関数Ｆ（ＭＶiＤ＿４(i=x,y)）は０として動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出すればよい。この場合、対象ブロックから１フレーム以上隔てたブロック間での動きベクトルの差分を含んだ時間方向の動きベクトルの差分のみに基づいて動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出することができる。

次に、(c)図８のブロックに適用した例としては、例えば、図５９のフローチャートが挙げられる。即ち、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を決定する手順は、図５９のフローチャートに従って実行すればよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器１１２は、ラインL１１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルと対応する参照フレーム番号とラインL１１５を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３２０１）。

なおステップＳ３２０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ３２０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿０(i=x,y)、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿１(i=x,y)、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿２(i=x,y)、の３組の分散をそれぞれ算出する（ステップＳ３２０２）。次に、ステップＳ３２０２で算出された各分散を変数とする関数Ｆを用いた以下の式（４）に基づいて、ブロックＡ〜Ｉの９つの動きベクトル全てを有効利用して、動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出する（ステップＳ３２０３）。
最後に、算出された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３２０４）、処理を終了する。

なお、図５９のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。また、式（４）で用いられる関数Ｆとしては、例えば、変数（分散）の逆数を算出する関数を採用してもよい。この場合、例えばブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿０(i=x,y)が小さいとき、当該分散の逆数、即ち、大きな値がブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値の重み付け係数となるので、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値の重みを大きくすることができる。

また、ステップＳ３２０２において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差や、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

また、ステップＳ３２０３において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値としたが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値としてもよい。

図５９では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して動きベクトル予測値の決定を行ったが、これは時間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。また時間方向で隣り合うフレームのブロックと空間方向で１ブロック以上隔てたブロックを組み合わせて用いてもよい。

また、ステップＳ３２０２において算出する分散は、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿１(i=x,y)、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿２(i=x,y)、の２組のみでもよい。その際、ステップＳ３２０３では、算出されない分散を変数とする関数Ｆ（ＭＶiＶ＿０(i=x,y)）は０として動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出すればよい。この場合、対象ブロックから１ブロック以上隔てた複数ブロックを含む空間方向のみからの動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)の算出を行うことができる。

最後に、コンピュータを動画像符号化装置１０として動作させる動画像符号化プログラムについて説明する。図５１は、本実施形態に係る動画像符号化プログラムＰ１０の構成を示し、この動画像符号化プログラムＰ１０は、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体あるいは半導体メモリ等が例示される。図６３は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図であり、図６４は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。

図６３に示すように、コンピュータ８０は、フレキシブルディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置等の読取装置６２と、作業用メモリ（ＲＡＭ）６４と、記録媒体６０に記憶されたプログラム等を記憶するメモリ６６と、ディスプレイ６８と、マウス７０と、キーボード７２と、データ等の送受信を行う通信装置７４と、プログラムの実行を制御するＣＰＵ７６とを備えている。コンピュータ８０は、記録媒体６０が読取装置６２に挿入されると、読取装置６２から記録媒体６０に格納された動画像符号化プログラムＰ１０にアクセス可能になり、当該動画像符号化プログラムＰ１０によって、動画像符号化装置１０として動作することが可能になる。

図６４に示すように、動画像符号化プログラムＰ１０は、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号９０としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ８０は、通信装置７４によって受信した動画像符号化プログラムＰ１０をメモリ６６に格納し、当該動画像符号化プログラムＰ１０を実行することができる。

図５１に示すように、動画像符号化プログラムＰ１０は、処理を統括するメインモジュールＰ１０１と、ブロック分割モジュールＰ１０２と、変換モジュールＰ１０３と、量子化モジュールＰ１０４と、逆量子化モジュールＰ１０５と、逆変換モジュールＰ１０６と、記憶モジュールＰ１０７と、予測信号生成モジュールＰ１０８と、動き予測モジュールＰ１０９と、動き検出モジュールＰ１１０と、加算モジュールＰ１１１と、減算モジュールＰ１１２と、エントロピー符号化モジュールＰ１１３とを備えている。

ブロック分割モジュールＰ１０２、変換モジュールＰ１０３、量子化モジュールＰ１０４、逆量子化モジュールＰ１０５、逆変換モジュールＰ１０６、予測信号生成モジュールＰ１０８、動き予測モジュールＰ１０９、動き検出モジュールＰ１１０、加算モジュールＰ１１１、エントロピー符号化モジュールＰ１１３がコンピュータ８０に実現させる機能は、それぞれ図１のブロック分割器１０１、変換器１０７、量子化器１０８、逆量子化器１０９、逆変換器１１０、予測信号生成器１０４、動き予測器１１２、動き検出器１０３、加算器１１１、エントロピー符号化器１１４の機能と同様である。記憶モジュールＰ１０７がコンピュータ８０に実現させる機能は、フレームメモリ１０２及び動きベクトルメモリ１０５の機能と同様である。減算モジュールＰ１１２がコンピュータ８０に実現させる機能は、減算器１０６、１１３の機能と同様である。

［第２実施形態］
図１２を用いて、本発明に係る動画像符号化装置２０について説明する。動画像符号化装置２０は、機能的な構成要素として、図１２に示すように、ブロック分割器２０１と、フレームメモリ２０２と、動き検出器２０３と、予測信号生成器２０４と、動きベクトルメモリ２０５と、減算器２０６と、変換器２０７と、量子化器２０８と、逆量子化器２０９と、逆変換器２１０と、加算器２１１と、動き予測器２１２と、確率切替信号生成器２１３と、エントロピー符号化器１１４とを備えて構成される。

動画像符号化装置２０に入力される入力映像信号（動画像信号）は、フレーム単位の画像信号（以下、フレーム画像信号）の時間系列で構成されている。

ブロック分割器２０１は、ラインL２０１を経由して入力された入力映像信号の符号化対象となるフレーム画像信号を複数の領域（ブロック）に分割し、ラインL２０２を経由して符号化対象のブロック（以下、対象ブロック）の画像信号を出力する。本実施形態では８×８の画素からなるブロックに分割するが、それ以外の大きさまたは形に分割してもよい。このブロック単位で以下の符号化処理が行われる。

フレームメモリ２０２は、ラインL２０３を経由して入力される過去に符号化済みのフレーム画像信号（以下、参照フレーム画像信号）を格納し、必要に応じてラインL２０４を経由して出力する。

動き検出器２０３は、ラインL２０２を経由して入力される対象ブロックの画像信号のパターンに類似した画像信号パターンを、ラインL２０４を経由して入力される参照フレーム画像信号から所定範囲内で探索し、両画像信号パターン間の空間的な変位量である動きベクトルを検出し、ラインL２０５を経由して出力する。また、その動きベクトルが参照するフレームの番号（以下、参照フレーム番号）を検出し、ラインL２１６を経由して出力する。

予測信号生成器２０４は、ラインL２０５を経由して入力される対象ブロックの動きベクトル信号値とラインL２１６を経由して入力される参照フレーム番号と、ラインL２０４を経由して入力される参照フレーム画像信号から、対象ブロックに対する予測画像信号を生成し、ラインL２０６を経由して出力する。

動きベクトルメモリ２０５は、過去に符号化済みの動きベクトルや参照フレーム番号と併せて、ラインL２０５を経由して入力される動きベクトルとラインL２１５を経由して入力される参照フレーム番号を格納し、必要に応じてラインL２１２を経由して出力する。

減算器２０６は、ラインL２０２を経由して入力された対象ブロックの画像信号から、ラインL２０６を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を減算し、残差信号を生成し、ラインL２０７を経由して出力する。

変換器２０７は、ラインL２０７を経由して入力された残差信号を直交変換し、ラインL２０８を経由して変換係数を出力する。

量子化器２０８は、ラインL２０８を経由して入力された変換係数を量子化し、ラインL２０９を経由して量子化された変換係数を出力する。

逆量子化器２０９は、ラインL２０９を経由して入力された量子化された変換係数を逆量子化し、ラインL２１０を経由して復元された変換係数を出力する。

逆変換器２１０は、ラインL２１０を経由して入力された変換係数を逆直交変換し、ラインL２１１を経由して復元された残差信号を出力する。

加算器２１１は、ラインL２１１を経由して入力された残差信号と、ラインL２０６を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を加算し、対象ブロックの画像信号を復元し、ラインL２０３を経由して出力する。

動き予測器２１２は、ラインL２１２を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応した参照フレーム番号とラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、後述するフローに従って対象ブロックの動きベクトル予測値を示すインデックスの決定および動きベクトル予測値と実際の動きベクトルの差分である動きベクトル差分値の算出を行い、ラインL２１３を経由して動きベクトル予測値を示すインデックスを出力する。また、ラインL２１４を経由して動きベクトル差分値を出力する。

確率切替信号生成器２１３はラインL２１２を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応する参照フレーム番号と、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、後述するフローに従って切り替える確率テーブルを示す確率切替信号を生成し、ラインL２１５を経由して出力する。

エントロピー符号化器２１４は、ラインL２０９を経由して入力された量子化された変換係数と、ラインL２１４を経由して入力された動きベクトル差分値と、ラインL２１６を経由して入力された対象ブロックの参照フレーム番号を符号化する。また、ラインL２１５を経由して入力された確率切替信号に基づいて、エントロピー符号化を行う際に用いる確率テーブルを後述の方法で切り替えたのち、ラインL２１３を経由して入力された動きベクトル予測値を示すインデックスを符号化する。そして符号化された変換係数および動きベクトル差分値および動きベクトル予測値を示すインデックスを多重化したうえで、圧縮ストリームをラインL２１６に出力する。

上記のようにエントロピー符号化を行う際に用いる確率テーブルを切り替えることは、動きベクトル予測値を示す各インデックスをその出現頻度に基づいた適切な符号量で符号化することによって、インデックスの符号化効率を高める効果がある。

次に、図１３を参照して動き予測器２１２について詳細に説明する。図１３は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を示すインデックスを決定する手順を説明するための模式図である。

図１３で、対象ブロックをHとし、フレームF４０１はブロックHを含むフレームである。フレームF４０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF４０１とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF４０１において、ブロックDをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF４０２において、ブロックAはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。ブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

図１４は、動き予測器２１２における動きベクトル予測値を示すインデックスを決定する手順を説明するためのフローチャートである。動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立にインデックスが決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を示すインデックスを決定・出力し、次にｙ成分の予測値を示すインデックスを決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器２１２は、ラインL２１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、E、Fの動きベクトルと、それに対応する参照フレーム番号と、ラインL２０５を経由して入力される対象ブロックHの動きベクトルと、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ６０１）。

なおステップＳ６０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ６０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックFの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分の３通りの差分値が算出される（ステップＳ６０２）。

次に、ステップＳ６０２で算出された３通りの差分値のうち、どの組み合わせの差分値が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ６０３）。

ステップＳ６０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝０(i=x,y)を生成する、またブロックAとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝１(i=x,y)を生成する、またブロックEとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックFとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝２(i=x,y)を生成する、またブロックAとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする（ステップＳ６０４）。

続いて、ステップＳ６０４で決定されたインデックスIndex_i(i=x,y)を出力する（ステップＳ６０５）。

最後に、ステップＳ６０４で決定された動きベクトル差分値MViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ６０６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ６０２において、動きベクトル予測値と実際の動きベクトルの差分を用いて動きベクトル予測値の決定を行ったが、その代わりに実際に符号化を行い、符号量と歪みの最適化（R-D最適化）によって動きベクトル予測値の決定を行ってもよい。

なお、図１４のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を示すインデックスや動きベクトル差分値を同時に決定してもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図１３に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF４０１はブロックHを含むフレームである。フレームF４０２は既に符号化済みのフレームである。

フレームF４０２において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

上述した実施形態は、同じフレームのブロック間で求めた動きベクトル差分値と、互いに異なるフレームのブロック間で求めた動きベクトル差分値を組み合わせて動きベクトルの予測を行っているが、互いに異なるフレームのブロック間で求めた動きベクトル差分値のみで動きベクトルの予測を行ってもよい。その際は、ブロックAとHの動きベクトルの差分、ブロックBとHの動きベクトルの差分、ブロックCとHの動きベクトルの差分の組み合わせのうち、差分値が最小となるものを用いてもよいし、さらにブロックA、B、Cの動きベクトル平均値とブロックHの動きベクトルの差分を候補に加えてもよい。

このとき、確率切替信号生成器２１３の詳細は図１５のフローチャートに従うことが好ましい。確率切替信号は動きベクトル予測値を示すインデックスの発生確率の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えてエントロピー符号化を行うことで、データの発生確率に応じた適切な符号量でインデックスの符号化を行うことができる。

確率切替信号生成器２１３では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に計算されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の計算を行い、ｘ成分に相当する確率切替信号を出力し、次にｙ成分の計算を行い、y成分に相当する確率切替信号の出力を行う。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず確率切替信号生成器２１３は、ラインL２１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ７０１）。

なおステップＳ７０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ７０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分の４通りが算出される（ステップＳ７０２）。

次に、ステップＳ７０２で算出された４通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ７０３）。

ステップＳ７０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックEである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝０を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝０を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックEである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝１を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックDとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝２を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックDとブロックFの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ７０４）。

最後に、ステップＳ７０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ７０５）、処理を終了する。
なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。

なお、図１５のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

このとき、エントロピー符号化器２１４では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル予測値を示す各インデックスの発生確率分布のテーブルを、ラインL２１５を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって最も発生確率が高いインデックス、MViD(i=x,y)によってその発生確率を予測し、それに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

また、動き予測器２１２は以下に説明するようにしてもよい。図１６を参照して動き予測器２１２について詳細に説明する。図１６は、動き予測器１１２における動きベクトル予測値を示すインデックスを決定する手順を説明するための模式図である。

図１６で、対象ブロックをHとし、フレームF５０１はブロックHを含むフレームである。フレームF５０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF５０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF５０３は既に符号化済みのフレームで、フレームF５０２とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF５０１において、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF５０２において、ブロックDはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロック、ブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF５０３において、ブロックAはブロックDの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図１７は、動き予測器２１２における動きベクトル予測値を示すインデックスを決定する手順を説明するためのフローチャートである。動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立にインデックスが決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を示すインデックスを決定・出力し、次にｙ成分の予測値を示すインデックスを決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器２１２は、ラインL２１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、B、C、D、E、F、Gの動きベクトルと、それに対応する参照フレーム番号と、ラインL２０５を経由して入力される対象ブロックHの動きベクトルと、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ８０１）。

なおステップＳ８０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、B、C、D、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ８０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックFの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分の５通りの差分値が算出される（ステップＳ８０２）。

次に、ステップＳ８０２で算出された５通りの差分値のうち、どの組み合わせの差分値が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ８０３）。

ステップＳ８０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝０(i=x,y)を生成する、またブロックBとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝１(i=x,y)を生成する、またブロックCとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝２(i=x,y)を生成する、またブロックDとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックGとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝３(i=x,y)を生成する、またブロックGとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックFとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝４(i=x,y)を生成する、またブロックFとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする（ステップＳ８０４）。

続いて、ステップＳ８０４で決定されたインデックスIndex_i(i=x,y)を出力する（ステップＳ８０５）。

最後に、ステップＳ８０４で決定された動きベクトル差分値MViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ８０６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ８０２において、動きベクトル予測値と実際の動きベクトルの差分を用いて動きベクトル予測値の決定を行ったが、その代わりに実際に符号化を行い、符号量と歪みの最適化（R-D最適化）によって動きベクトル予測値の決定を行ってもよい。

なお、図１７のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を示すインデックスや動きベクトル差分値を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ８０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ８０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ８０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝０(i=x,y)を生成する、またブロックBとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝１(i=x,y)を生成する、またブロックCとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝２(i=x,y)を生成する、またブロックDとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。

また、ステップＳ３０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックHの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ８０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ８０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝０(i=x,y)を生成する、またブロックBとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックHである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値であることを示すインデックスIndex_i＝１(i=x,y)を生成する、またブロックCとブロックHの動きベクトルの差分を、動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図１６に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF５０１はブロックHを含むフレームである。フレームF５０２は既に符号化済みのフレームである。フレームF５０３は既に符号化済みのフレームである。

フレームF５０２において、ブロックDはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックGの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF５０３において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロックとする。

このとき、確率切替信号生成器２１３の詳細は図１８のフローチャートに従うことが好ましい。確率切替信号は動きベクトル予測値を示すインデックスの発生確率の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えてエントロピー符号化を行うことで、データの発生確率に応じた適切な符号量でインデックスの符号化を行うことができる。

まず確率切替信号生成器２１３は、ラインL２１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ９０１）。

なおステップＳ９０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ９０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の５通りが算出される（ステップＳ９０２）。

次に、ステップＳ９０２で算出された５通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ９０３）。

ステップＳ９０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝３(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックEとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝４(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックEとブロックGの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ９０４）。

最後に、ステップＳ９０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ７０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。

なお、図１８のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ９０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ９０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ９０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。

また、ステップＳ９０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ９０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ９０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。

また、動き予測器２１２において動きベクトル予測値を示すインデックスを生成する代わりに、複数ある動きベクトル予測値決定方法の中からひとつを選択し、選択した決定方法示すインデックスを生成してもよい。この方法の詳細を図１９、図２０を参照して説明する。

図１９は動き予測器２１２において複数ある動きベクトル予測値決定方法の中からひとつを選択し、選択した決定方法示すインデックスを生成する手順を説明するための模式図である。

図１９で、対象ブロックをNとし、フレームF６０１はブロックNを含むフレームである。フレームF６０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF６０１とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF６０１において、ブロックJをブロックNの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックKをブロックNの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックLをブロックNの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロック、ブロックMをブロックNの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF６０２において、ブロックEはブロックNの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。ブロックAをブロックEの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックBをブロックEの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックEの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左下の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックFをブロックEの最も右上の画素の真右の画素を含むブロック、ブロックGをブロックEの最も左下の画素の真左下の画素を含むブロック、ブロックHをブロックEの最も右下の画素の真下の画素を含むブロック、ブロックIをブロックEの最も右下の画素の真右下の画素を含むブロックとする。

図２０は動き予測器２１２において複数ある動きベクトル予測値決定方法の中からひとつを選択し、選択した決定方法示すインデックスを生成する手順を説明するためのフローチャートである。

動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値決定方法が選ばれるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値決定方法を選択・出力し、次にｙ成分の予測値決定方法を選択・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器２１２は、ラインL２１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、L、Mの動きベクトルと、対応する参照フレーム番号と、ラインL２０５を経由して取得される対象ブロックNの動きベクトルと、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１００１）。

なおステップＳ１００１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ１００１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いてブロックA、B、C、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの平均値と対象ブロックNの動きベクトルの差分、ブロックB、D、E、F、Hの動きベクトルの平均値と対象ブロックNの動きベクトルの差分、ブロックE、J、K、L、Mの動きベクトルの平均値と対象ブロックNの動きベクトルの差分の３通りの差分が計算される（ステップＳ１００２）。

続いて、ステップＳ１００２で算出した３通りの差分のうち、もっとも値が小さくなる組み合わせが判定される。（ステップＳ１００３）。

ステップＳ１００３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックA、B、C、D、E、F、G、H、Iと対象ブロックNである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックA、B、C、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの平均値に決定するという方法を示すインデックスIndex_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その方法を用いたときの動きベクトル予測値と対象ブロックの動きベクトルとの差分を動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックB、D、E、F、Hと対象ブロックNである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックB、D、E、F、Hの動きベクトルの平均値に決定するという方法を示すインデックスIndex_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その方法を用いたときの動きベクトル予測値と対象ブロックの動きベクトルとの差分を動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする。もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックE、J、K、L、Mと対象ブロックNである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックE、J、K、L、Mの動きベクトルの平均値に決定するという方法を示すインデックスIndex_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その方法を用いたときの動きベクトル予測値と対象ブロック動きベクトルとの差分を動きベクトル差分値MViD(i=x,y)とする（ステップＳ１００４）。

次に、ステップＳ１００４で決定されたインデックスIndex_i(i=x,y)を出力する（ステップＳ１００５）。

最後にステップＳ１００４で決定された動きベクトル差分値MViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ１００６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ１００２において各ブロック群の動きベクトルの平均値の変わりに、各ブロック群の動きベクトルの中間値を用いてもよい。その際は、ステップＳ１００４で生成されるインデックスは、各ブロック群の平均値を動きベクトル予測値とすることを示す代わりに各ブロック群の中間値を動きベクトル予測値とすることを示すインデックスとなる。

なお、ステップＳ１００２において、動きベクトル予測値と実際の動きベクトルの差分を用いて動きベクトル予測値の決定方法を選択したが、その代わりに実際に符号化を行い、符号量と歪みの最適化（R-D最適化）によって動きベクトル予測値の決定方法を選択してもよい。

図２０のフローチャートに示される実施形態では３通りの動きベクトル予測値決定方法の中から１つを選択したが、３通りのうちいずれか２つの中からどちらかを選択するようにしてもよい。

また、図２０のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分それぞれの決定方法を示すインデックスを同時に選択してもよい。

さらに、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図１９に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをNとし、フレームF６０１はブロックNを含むフレームである。フレームF６０２は既に符号化済みのフレームである。

フレームF６０２において、ブロックEはブロックJの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックKの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックLの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックMの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックAをブロックEの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックBをブロックEの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックEの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左下の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックFをブロックEの最も右上の画素の真右の画素を含むブロック、ブロックGをブロックEの最も左下の画素の真左下の画素を含むブロック、ブロックHをブロックEの最も右下の画素の真下の画素を含むブロック、ブロックIをブロックEの最も右下の画素の真右下の画素を含むブロックとする。

なお上記の定め方をする場合、各ブロックの大きさ以下の精度で類似する画像信号パターンの位置を探し出して動きベクトルの検出を行う際に、ブロックJが参照するブロック、あるいはブロックKが参照するブロック、あるいはブロックLが参照するブロック、あるいはブロックMが参照するブロックが動きベクトルをもつ複数のブロックにまたがることが考えられるが、その際はそれら複数のブロックの動きベクトルの平均値、あるいはまたがる領域でもっとも占める割合の高いブロックの動きベクトルを該当するブロック（JあるいはKあるいはLあるいはM）が参照するブロックの動きベクトルとして用いるものとする。

このとき、確率切替信号生成器２１３の詳細は図２１のフローチャートで説明される。確率切替信号は動きベクトル予測値決定方法を示すインデックスの尤度を示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えてエントロピー符号化を行うことで、データの発生確率に応じた適切な符号量でインデックスの符号化を行うことができる。

まず確率切替信号生成器２１３は、ラインL２１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、L、Mの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL２１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１１０１）。

なおステップＳ１１０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ１１０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックGとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックIとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値を算出する。また、ブロックBとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックFとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックHとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値を算出する。また、ブロックJとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックJとブロックMの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックMの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値を算出する（ステップＳ１１０２）。

続いて、ステップＳ１１０２で算出した３通りの差分平均値のうち、もっとも値が小さくなる組み合わせが判定される。（ステップＳ１１０３）。

ステップＳ１１０３での判定の結果、もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックAとE、ブロックCとE、ブロックGとE、ブロックIとEである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックA、B、C、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの平均値に決定することが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝(i=x,y)０を生成するとともに、その際の平均差分値MViD_mean(i=x,y)をブロックAとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックGとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックIとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値とする。もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックBとE、ブロックDとE、ブロックFとE、ブロックHとEである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックB、D、E、F、Hの動きベクトルの平均値に決定することが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の平均差分値MViD_mean(i=x,y)をブロックBとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックFとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックHとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値とする。もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックJとK、ブロックJとM、ブロックEとK、ブロックEとMである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックJ、K、L、M、Eの動きベクトルの平均値に決定することが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の平均差分値MViD_mean(i=x,y)をブロックJとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックJとブロックMの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックMの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値とする（ステップＳ１１０４）。

最後に、ステップＳ１１０４で決定されたインデックスIndex_i(i=x,y)および動きベクトル平均差分値MViD_mean(i=x,y)を出力し（ステップＳ１１０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。

なお、図２１のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

なお、ステップＳ１１０２において、各ブロック群の動きベクトルの類似性を表す情報として平均差分値を用いたが、そのかわりに各ブロック群の分散値や標準偏差を用いてもよい。その際にはステップＳ１１０４で生成される平均差分値は分散値あるいは標準偏差となる。

図２１のフローチャートに示される実施形態では３通りの確率切替信号の中から１つを選択したが、３通りのうちいずれか２つの中からどちらかを選択するようにしてもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図１３に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。ただし、その定め方は動き予測器２１２と対応させる必要がある。

このとき、エントロピー符号化器２１４では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル予測値決定方法を示す各インデックスの発生確率分布のテーブルを、ラインL２１５を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって最も発生確率が高いインデックス、MViD_mean(i=x,y)によってその発生確率を予測し、それに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

最後に、コンピュータを動画像符号化装置２０として動作させる動画像符号化プログラムについて説明する。図５２は、本実施形態に係る動画像符号化プログラムＰ２０の構成を示し、この動画像符号化プログラムＰ２０は、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体あるいは半導体メモリ等が例示される。なお、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの構成は、既に説明した図６３、図６４の構成と同様であるため、重複した説明は省略する。

図５２に示すように、動画像符号化プログラムＰ２０は、処理を統括するメインモジュールＰ２０１と、ブロック分割モジュールＰ２０２と、変換モジュールＰ２０３と、量子化モジュールＰ２０４と、逆量子化モジュールＰ２０５と、逆変換モジュールＰ２０６と、記憶モジュールＰ２０７と、予測信号生成モジュールＰ２０８と、動き予測モジュールＰ２０９と、動き検出モジュールＰ２１０と、加算モジュールＰ２１１と、減算モジュールＰ２１２と、確率切替信号生成モジュールＰ２１３と、エントロピー符号化モジュールＰ２１４とを備えている。

ブロック分割モジュールＰ２０２、変換モジュールＰ２０３、量子化モジュールＰ２０４、逆量子化モジュールＰ２０５、逆変換モジュールＰ２０６、予測信号生成モジュールＰ２０８、動き予測モジュールＰ２０９、動き検出モジュールＰ２１０、加算モジュールＰ２１１、減算モジュールＰ２１２、確率切替信号生成モジュールＰ２１３、エントロピー符号化モジュールＰ２１４がコンピュータに実現させる機能は、それぞれ図１２のブロック分割器２０１、変換器２０７、量子化器２０８、逆量子化器２０９、逆変換器２１０、予測信号生成器２０４、動き予測器２１２、動き検出器２０３、加算器２１１、減算器２０６、確率切替信号生成器２１３、エントロピー符号化器２１４の機能と同様である。記憶モジュールＰ２０７がコンピュータに実現させる機能は、フレームメモリ２０２及び動きベクトルメモリ２０５の機能と同様である。

［第３実施形態］
図２２を用いて、本発明に係る動画像符号化装置３０について説明する。

動画像符号化装置３０は、機能的な構成要素として、図２２に示すように、ブロック分割器３０１と、フレームメモリ３０２と、動き検出器３０３と、予測信号生成器３０４と、動きベクトルメモリ３０５と、減算器３０６と、変換器３０７と、量子化器３０８と、逆量子化器３０９と、逆変換器３１０と、加算器３１１と、動き予測器３１２と、減算器３１３と、確率切替信号生成器３１４と、エントロピー符号化器３１５とを備えて構成される。

動画像符号化装置３０に入力される入力映像信号（動画像信号）は、フレーム単位の画像信号（以下、フレーム画像信号）の時間系列で構成されている。

ブロック分割器３０１は、ラインL３０１を経由して入力された入力映像信号の符号化対象となるフレーム画像信号を複数の領域（ブロック）に分割し、ラインL３０２を経由して符号化対象のブロック（以下、対象ブロック）の画像信号を出力する。本実施形態では８×８の画素からなるブロックに分割するが、それ以外の大きさまたは形に分割してもよい。このブロック単位で以下の符号化処理が行われる。

フレームメモリ３０２は、ラインL３０３を経由して入力される過去に符号化済みのフレーム画像信号（以下、参照フレーム画像信号）を格納し、必要に応じてラインL３０４を経由して出力する。

動き検出器３０３は、ラインL３０２を経由して入力される対象ブロックの画像信号のパターンに類似した画像信号パターンを、ラインL３０４を経由して入力される参照フレーム画像信号から所定範囲内で探索し、両画像信号パターン間の空間的な変位量である動きベクトルを検出し、ラインL３０５を経由して出力する。また、その動きベクトルが参照するフレームの番号（以下、参照フレーム番号）を検出し、ラインL３１６を経由して出力する。

予測信号生成器３０４は、ラインL３０５を経由して入力される対象ブロックの動きベクトル信号値とラインL３１６を経由して入力される参照フレーム番号と、ラインL３０４を経由して入力される参照フレーム画像信号から、対象ブロックに対する予測画像信号を生成し、ラインL３０６を経由して出力する。

動きベクトルメモリ３０５は、過去に符号化済みの動きベクトルや参照フレーム番号と併せて、ラインL３０５を経由して入力される動きベクトルとラインL３１６を経由して入力される参照フレーム番号を格納し、必要に応じてラインL３１２を経由して出力する。

減算器３０６は、ラインL３０２を経由して入力された対象ブロックの画像信号から、ラインL３０６を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を減算し、残差信号を生成し、ラインL３０７を経由して出力する。

変換器３０７は、ラインL３０７を経由して入力された残差信号を直交変換し、ラインL３０８を経由して変換係数を出力する。

量子化器３０８は、ラインL３０８を経由して入力された変換係数を量子化し、ラインL３０９を経由して量子化された変換係数を出力する。

逆量子化器３０９は、ラインL３０９を経由して入力された量子化された変換係数を逆量子化し、ラインL３１０を経由して復元された変換係数を出力する。

逆変換器３１０は、ラインL３１０を経由して入力された変換係数を逆直交変換し、ラインL３１１を経由して復元された残差信号を出力する。

加算器３１１は、ラインL３１１を経由して入力された残差信号と、ラインL３０６を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を加算し、対象ブロックの画像信号を復元し、ラインL３０３を経由して出力する。

動き予測器３１２は、ラインL３１２を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応した参照フレーム番号と、ラインL３１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、対象ブロックの動きベクトル予測値を算出し、ラインL３１３を経由して出力する。動き予測器３１２の詳細な動作は、動き予測器１１２と同じであるとし、記載を省略する。

減算器３１３は、ラインL３０５を経由して入力された対象ブロックの動きベクトル信号値から、ラインL３１３を経由して入力された対象ブロックの動きベクトル予測値を減算し、動きベクトル差分値を生成する。そしてラインL３１４を経由して動きベクトル差分値を出力する。

確率切替信号生成器３１４はラインL３１２を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応する参照フレーム番号と、ラインL３１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、後述するフローに従って切り替える確率テーブルを示す確率切替信号を生成し、ラインL３１５を経由して出力する。

エントロピー符号化器３１５は、ラインL３０９を経由して入力された量子化された変換係数を符号化する。また、ラインL３１５を経由して入力された確率切替信号に基づいて、エントロピー符号化を行う際に用いる確率テーブルを後述の方法で切り替えたのち、ラインL３１４を経由して入力された動きベクトル差分値を符号化する。そして符号化された変換係数および動きベクトル差分値を多重化したうえで、圧縮ストリームをラインL３１６に出力する。

上記のようにエントロピー符号化を行う際に用いる確率テーブルを切り替えることは、動きベクトル差分値をその出現頻度に基づいた適切な符号量で符号化することによって、符号化効率を高める効果がある。

確率切替信号生成器の３１４の詳細な動作は、動き予測器３１２の動作と対応させることが好ましい。以下では、動きベクトル予測値は符号化済みのブロックの動きベクトルから決定され、動きベクトル予測値を示すためのインデックスを符号化しない形態において説明を行うが、動きベクトル予測値を示すためのインデックスを符号化する形態においても適応できる。

動き予測器３１２の動作が、前述の動き予測器１１２の図２と図４を用いて説明される動作をする場合、確率切替信号生成器の３１４の詳細な動作は図２の模式図と、図２３のフローチャートに従うことが好ましい。図２の説明は前述の動き予測器１１２における説明と同じである。

このとき、確率切替信号は動きベクトル差分値の発生確率分布の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えてエントロピー符号化を行うことで、データの発生確率に応じた適切な符号量で動きベクトル差分値の符号化を行うことができる。

確率切替信号生成器３１４では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に計算されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の計算を行い、ｘ成分に相当する確率切替信号を出力し、次にｙ成分の計算を行い、y成分に相当する確率切替信号の出力を行う。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず確率切替信号生成器３１４は、ラインL３１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL３１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１２０１）。

なおステップＳ１２０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ１２０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分の４通りが算出される（ステップＳ１２０２）。

次に、ステップＳ１２０２で算出された４通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１２０３）。

ステップＳ１２０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックEである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝０を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックEである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックDとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックDとブロックFの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ１２０４）。

最後に、ステップＳ１２０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ１２０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。あるいはMViD(i=x,y)のみでもよい。

なお、図２３のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

このとき、エントロピー符号化器３１５では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル差分値の発生確率分布のテーブルを、ラインL３１５を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって動きベクトル予測値を引用する方向（x軸方向あるいはｙ軸方向あるいは時間方向）を予測し、MViD(i=x,y)によって動きベクトル差分値の発生確率を予測し、それらに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

動き予測器３１２の動作が、前述の動き予測器１１２の図６と図７を用いて説明される動作をする場合、確率切替信号生成器の３１４の詳細な動作は図６の模式図と、図２４のフローチャートに従うことが好ましい。図６の説明は前述の動き予測器１１２における説明と同じである。

まず確率切替信号生成器３１４は、ラインL３１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL３１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１３０１）。

なおステップＳ１３０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ１３０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の５通りが算出される（ステップＳ１３０２）。

次に、ステップＳ１３０２で算出された５通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１３０３）。

ステップＳ１３０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝３(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックEとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝４(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックEとブロックGの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ１３０４）。

最後に、ステップＳ１３０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ７０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。また、MViD(i=x,y)のみでもよい。

なお、図２４のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ１３０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ１３０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ１３０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。

また、ステップＳ１３０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ１３０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ１３０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。

動き予測器３１２の動作が、前述の動き予測器１１２の図８と図９を用いて説明される動作と同じ場合、確率切替信号生成器の３１４の詳細な動作は図８の模式図と、図２５のフローチャートに従うことが好ましい。図８の説明は前述の動き予測器１１２における説明と同じである。

まず確率切替信号生成器３１４は、ラインL３１２を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL３１６を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１４０１）。

また、ステップＳ１４０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散、の３組の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ１４０２）
次に、ステップＳ１４０２で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１４０３）。

ステップＳ１４０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の分散MVi_var(i=x,y)をブロックAとブロックBとブロックCの動きベクトルの分散とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックEとブロックFである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの平均値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の分散MVi_var(i=x,y)をブロックDとブロックEとブロックFの動きベクトルの分散とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックGとブロックHとブロックIである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの平均値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の分散MVi_var(i=x,y)をブロックGとブロックHとブロックIの動きベクトルの分散とする。（ステップＳ１４０４）。

最後に、ステップＳ１４０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMVi_var(i=x,y)を出力し（ステップＳ１４０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。また、MVi_var(i=x,y)のみでもよい。

なお、図２５のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ１４０２において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

ステップＳ１４０４において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値とすることが尤もらしいことを示す信号を生成したが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値とすることが尤もらしいことを示していてもよい。

図２５では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して確率切替信号の決定を行ったが、これは空間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。

このとき、エントロピー符号化器３１５では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル差分値の発生確率分布のテーブルを、ラインL３１５を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって動きベクトル予測値を引用する方向（x軸方向あるいはｙ軸方向あるいは時間方向）を予測し、MViD_var(i=x,y)によって動きベクトル差分値の発生確率を予測し、それらに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

最後に、コンピュータを動画像符号化装置３０として動作させる動画像符号化プログラムについて説明する。図５３は、本実施形態に係る動画像符号化プログラムＰ３０の構成を示し、この動画像符号化プログラムＰ３０は、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体あるいは半導体メモリ等が例示される。なお、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの構成は、既に説明した図６３、図６４の構成と同様であるため、重複した説明は省略する。

図５３に示すように、動画像符号化プログラムＰ３０は、処理を統括するメインモジュールＰ３０１と、ブロック分割モジュールＰ３０２と、変換モジュールＰ３０３と、量子化モジュールＰ３０４と、逆量子化モジュールＰ３０５と、逆変換モジュールＰ３０６と、記憶モジュールＰ３０７と、予測信号生成モジュールＰ３０８と、動き予測モジュールＰ３０９と、動き検出モジュールＰ３１０と、加算モジュールＰ３１１と、減算モジュールＰ３１２と、確率切替信号生成モジュールＰ３１３と、エントロピー符号化モジュールＰ３１４とを備えている。

ブロック分割モジュールＰ３０２、変換モジュールＰ３０３、量子化モジュールＰ３０４、逆量子化モジュールＰ３０５、逆変換モジュールＰ３０６、予測信号生成モジュールＰ３０８、動き予測モジュールＰ３０９、動き検出モジュールＰ３１０、加算モジュールＰ３１１、確率切替信号生成モジュールＰ３１３、エントロピー符号化モジュールＰ３１４がコンピュータに実現させる機能は、それぞれ図２２のブロック分割器３０１、変換器３０７、量子化器３０８、逆量子化器３０９、逆変換器３１０、予測信号生成器３０４、動き予測器３１２、動き検出器３０３、加算器３１１、確率切替信号生成器３１４、エントロピー符号化器３１５の機能と同様である。記憶モジュールＰ３０７がコンピュータに実現させる機能は、フレームメモリ３０２及び動きベクトルメモリ３０５の機能と同様である。また、減算モジュールＰ３１２がコンピュータに実現させる機能は、減算器３０６、３１３の機能と同様である。

［第４実施形態］
図２６を用いて、本発明に係る動画像復号装置４０について説明する。

動画像復号装置４０は、機能的な構成要素として、図１９に示すように、データ解析器４０１と、逆量子化器４０２と、逆変換器４０３と、フレームメモリ４０４と、動きベクトルメモリ４０５と、動き予測器４０６と、加算器４０７と、予測信号生成器４０８と、加算器４０９とを備えて構成される。

動画像復号装置４０には、上述した動画像符号化装置によって符号化された圧縮ストリームを入力する。この圧縮ストリームには、復号対象となるブロックの原信号と予測信号の差分を表す残差信号と、復号対象となるブロックの予測信号の生成に関する情報が含まれている。

データ解析器４０１は、ラインL４０１を経由して入力された圧縮ストリームを解析することにより、直行変換および量子化された復号の対象となるブロック（以下、対象ブロック）の残差信号を抽出しラインL４０２を経由して出力する。また、対象ブロックの動きベクトルとその予測値の差分である動きベクトル差分値を抽出し、ラインL４０３を経由して出力する、また対象ブロックの参照フレーム番号を抽出し、ラインL４０４を経由して出力する。

逆量子化器４０２は、ラインL４０２を経由して入力された量子化された変換係数を逆量子化し、ラインL４０５を経由して復元された変換係数を出力する。

逆変換器４０３は、ラインL４０５を経由して入力された変換係数を逆直交変換し、ラインL４０６を経由して復元された残差信号を出力する。

フレームメモリ４０４は、ラインL４０７を経由して入力される過去に復号済みのフレーム画像信号（以下、参照フレーム画像信号）を格納し、必要に応じてラインL４０８を経由して出力する。

動きベクトルメモリ４０５は、過去に復号済みの動きベクトルとそれに対応した参照フレーム番号と併せて、ラインL４０９を経由して入力される対象ブロックの動きベクトルとラインL４０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を格納し、必要に応じてラインL４１０を経由して出力する。

動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される過去に復号済みのブロックの動きベクトルから、後述のフローに従って対象ブロックの動きベクトル予測値を算出し、ラインL４１１を経由して出力する。

加算器４０７は、ラインL４１１を経由して入力された動きベクトル予測値と、ラインL４０３を経由して入力された動きベクトル差分値を加算し、対象ブロックの動きベクトルを復元し、ラインL４０９を経由して出力する。

予測信号生成器４０８は、ラインL４０９を経由して入力される対象ブロックの動きベクトル信号値と、ラインL４０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号と、ラインL４０８を経由して入力される参照フレーム画像信号から、対象ブロックに対する予測画像信号を生成し、ラインL４１２を経由して出力する。

加算器４０９は、ラインL４０６を経由して入力された残差信号と、ラインL４１２を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を加算し、対象ブロックの画像信号を復元し、ラインL４０７を経由して出力する。

次に、図２７を参照して動き予測器４０６について詳細に説明する。図２７は、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するための模式図である。

図２７で、対象ブロックをHとし、フレームF７０１はブロックHを含むフレームである。フレームF７０２は既に復号済みのフレームで、フレームF７０１とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF７０１において、ブロックDをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF７０２において、ブロックAはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。ブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

図２８は、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１５０１）。

なおステップＳ１５０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ１５０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分が算出される（ステップＳ１５０２）。

次に、ステップＳ１５０２で算出された２通りの差分のうち、少なくとも１つが閾値以下かどうかが判定される（ステップＳ１５０３）。

ステップＳ１５０３での判定の結果、２通りの差分のうち、少なくとも１つが閾値以下ならば（ステップＳ１５０３：YES）処理をステップＳ１５０４に進める。２通りの差分がともに閾値より大きいならば（ステップＳ１５０３：NO）処理をステップＳ１５０５に進める。

ステップＳ１５０４では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ１５０５では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。

最後に、決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ１５０６）、処理を終了する。

なお、ステップＳ１５０３における判定は２通りの差分の両方が閾値以下かどうかを判定しても良い。

また、ステップＳ１５０５でブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値としたが、動きベクトルをゼロベクトル（すなわち、動きベクトルの予測をしない）としてもよい。あらかじめ決められた任意の動きベクトルを予測値としてもよい。

また、動き予測器４０６における動きベクトル予測値の決定は、図２９のフローチャートに従ってもよい。

図２９では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１６０１）。

なおステップＳ１６０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ１６０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分の４通りが算出される（ステップＳ１６０２）。

次に、ステップＳ１６０２で算出された４通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１６０３）。

ステップＳ１６０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックEである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックDとブロックEである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックDとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定される（ステップＳ１６０４）。

最後に、ステップＳ１６０４で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ１６０５）、処理を終了する。

なお、図２９のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順は図３０で説明されるフローチャートに従ってもよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１７０１）。

なおステップＳ１７０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ１７０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、およびブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分が算出され、前者のほうが大きい場合（ステップＳ１７０２：YES）は処理をステップＳ１７０３に進める。それに該当しない場合（ステップＳ１７０２：NO）は処理をステップＳ１７０４に進める（ステップＳ１７０２）。

ステップＳ１７０３では、ブロックEの動きベクトルとブロックBの動きベクトルの差分、およびブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分が算出され、前者のほうが大きい場合（ステップＳ１７０３：YES）は処理をステップＳ１７０５に進める。それに該当しない場合（ステップＳ１７０３：NO）は処理をステップＳ１７０６に進める。

ステップＳ１７０４では、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、およびブロックCの動きベクトルとブロックAの動きベクトルの差分が算出され、前者のほうが大きい場合（ステップＳ１７０４：YES）は処理をステップＳ１７０７に進める。それに該当しない場合（ステップＳ１７０４：NO）は処理をステップＳ１７０８に進める。

ステップＳ１７０５では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ１７０６では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ１７０７では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。

ステップＳ１７０８では、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定される。

最後に、決定された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ１７０９）、処理を終了する。

なお、図３０のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図２７に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。その際の動きベクトル予測値を決定する手順は図２８あるいは図２９あるいは図３０で説明されるフローチャートのどれに従ってもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF７０１はブロックHを含むフレームである。フレームF７０２は既に復号済みのフレームである。

フレームF７０２において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

また、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値の決定は、以下に示すように行われても良い。

図３１は、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値の決定手順の説明に用いる模式図である。

図３１で、対象ブロックをHとし、フレームF８０１はブロックHを含むフレームである。フレームF８０２は既に復号済みのフレームで、フレームF８０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF８０３は既に復号済みのフレームで、フレームF８０２とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF８０１において、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF８０２において、ブロックDはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロック、ブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF８０３において、ブロックAはブロックDの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図３２は、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。

図３２では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１８０１）。

なおステップＳ１８０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ１８０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の５通りが算出される（ステップＳ１８０２）。

次に、ステップＳ１８０２で算出された５通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１８０３）。

ステップＳ１８０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックEとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックEとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定される。（ステップＳ１８０４）。

最後に、ステップＳ１８０４で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ１８０５）、処理を終了する。

なお、図３２のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ１８０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ１８０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ１８０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定される。

また、ステップＳ１８０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ１８０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ１８０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定される。ブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定される。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図３１に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF８０１はブロックHを含むフレームである。フレームF８０２は既に復号済みのフレームである。フレームF８０３は既に復号済みのフレームである。

フレームF８０２において、ブロックDはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックGの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF８０３において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロックとする。

また、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値の決定は、以下に示すように空間的に１画素以上隔てられたブロックの動きベクトルや、時間方向で１フレーム以上隔てられたフレームにあるブロックの動きベクトルに基づいて行われてもよい。

また、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値は、過去に復号済みのブロックの動きベクトルをそのまま引用して動きベクトル予測値とする代わりに、以下に示すように複数ある動きベクトルの決定方法の中からひとつを選択して、その決定方法にしたがって決定してもよい。

図３３は、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値の決定手順の説明に用いる模式図である。

図３３で、対象ブロックをJとし、フレームF９０１はブロックJを含むフレームである。フレームF９０２は既に復号済みのフレームで、フレームF９０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF９０３は既に復号済みのフレームで、フレームF９０２とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF９０４は既に復号済みのフレームで、フレームF９０３とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF９０１において、ブロックIをブロックJの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックHをブロックIの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックJの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックEをブロックFの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF９０２において、ブロックCはブロックJの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF９０３において、ブロックBはブロックCの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF９０４において、ブロックAはブロックBの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図３４は、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルと対応する参照フレーム番号とラインL１１５を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ１９０１）。

なおステップＳ１９０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ１９０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散、の３組の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ１９０２）
次に、ステップＳ１９０２で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ１９０３）。

ステップＳ１９０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値に決定される。ブロックDとブロックEとブロックFである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの平均値に決定される。ブロックGとブロックHとブロックIである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの平均値に決定される（ステップＳ１９０４）。

最後に、ステップＳ１９０４で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ１９０５）、処理を終了する。

なお、図３４のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ１９０２において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差や、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

ステップＳ１９０４において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値としたが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値としてもよい。

図３４では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して動きベクトル予測値の決定を行ったが、これは時間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。また時間方向で隣り合うフレームのブロックと空間方向で１ブロック以上隔てたブロックを組み合わせて用いてもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図３３に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをJとし、フレームF９０１はブロックJを含むフレームであり、フレームF９０２、F９０３、F９０４は既に復号済みのフレームである。

フレームF９０２において、ブロックCはブロックIの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックJの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック（ブロックKとする）の動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF９０３において、ブロックBはブロックCの動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF９０４において、ブロックAはブロックBの動きベクトルが参照しているブロックとする。

さらに、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値の決定は、以下に示すように空間的に１画素以上隔てられたブロックの動きベクトル、または時間方向で１フレーム以上隔てられたフレームにあるブロックの動きベクトルに基づいて行われてもよい。

図３５は、動き予測器４０６における動きベクトルの予測値の決定手順の説明に用いる模式図である。

図３５で、対象ブロックをMとし、フレームF１００１はブロックMを含むフレームである。フレームF１００２は既に復号済みのフレームで、フレームF１００１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF１００３は既に復号済みのフレームで、フレームF１００２とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF１００４は既に復号済みのフレームで、フレームF１００３とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF１００１において、ブロックIをブロックMの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックHをブロックIの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックMの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックEをブロックFの最も左上の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。また、ブロックKをブロックMの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックLをブロックKの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックJをブロックMの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロックとする。

フレームF１００２において、ブロックCはブロックMの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF１００３において、ブロックBはブロックCの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

フレームF１００４において、ブロックAはブロックBの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図３６は、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順を説明するためのフローチャートである。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、Lの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２００１）。

なおステップＳ２００１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、Lの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ２００１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのx成分の分散、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのx成分の分散、ブロックJの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのx成分の分散、の３組のx成分の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ２００２）
次に、ステップＳ２００２で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２００３）。

ステップＳ２００３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のx成分はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのｘ成分の平均値に決定される。ブロックDとブロックEとブロックFである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のx成分はブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのｘ成分の平均値に決定される。ブロックJとブロックKとブロックIである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のx成分はブロックJの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのx成分の平均値に決定される（ステップＳ２００４）。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのy成分の分散、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのy成分の分散、ブロックLの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのy成分の分散、の３組のy成分の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ２００５）
次に、ステップＳ２００５で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２００６）。

ステップＳ２００６での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のy成分はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルのy成分の平均値に決定される。ブロックGとブロックHとブロックIである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のy成分はブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルのy成分の平均値に決定される。ブロックLとブロックKとブロックFである場合には、ブロックMの動きベクトル予測値のy成分はブロックLの動きベクトルとブロックKの動きベクトルとブロックFの動きベクトルのy成分の平均値に決定される（ステップＳ２００７）。

最後に、ステップＳ２００７で決定された値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ２００８）、処理を終了する。

また、ステップＳ２００２、ステップＳ２００５において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差や、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

ステップＳ２００４、ステップＳ２００７において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値としたが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値としてもよい。

図３６では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して動きベクトル予測値の決定を行ったが、空間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。また時間方向で隣り合うフレームのブロックと空間方向で１ブロック以上隔てたブロックを組み合わせて用いてもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図３５に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをMとし、フレームF１００１はブロックMを含むフレームであり、フレームF１００２、F１００３、F１００４は既に復号済みのフレームである。

フレームF１００２において、ブロックCはブロックIの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックKの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF１００３において、ブロックBはブロックCの動きベクトルが参照しているブロックとする。

フレームF１００４において、ブロックAはブロックBの動きベクトルが参照しているブロックとする。

ところで、動きベクトル予測値を算出する際に、周辺にある過去に復号済みの動きベクトルから一部の動きベクトルを選択するのではなく、以下のように重み付けによって周辺の動きベクトルを有効利用する方法を採用してもよい。この場合、重み付けによって周辺の動きベクトルを有効利用することで、局所的な動きベクトルの変化の影響を少なくし、動きベクトルの変化の大勢を反映した予測値を得ることができ、予測精度を高めることができる。

以下では、重み付けによる周辺の動きベクトル利用方法を、(a)図２７のブロックに適用した例、(b)図３１のブロックに適用した例、(c)図３３のブロックに適用した例を、順に説明する。

まず、(a)図２７のブロックに適用した例としては、例えば、図６０のフローチャートが挙げられる。即ち、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順は、図６０のフローチャートに従って実行すればよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３３０１）。

なおステップＳ３３０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ３３０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿２(i=x,y)、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿３(i=x,y)、が算出される（ステップＳ３３０２）。

次に、ステップＳ３３０２で算出された各差分を変数とする関数Ｆを用いた前述の式（２）に基づいて、ブロックＡ、Ｆ、Ｅの動きベクトル全てを有効利用して、動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出する（ステップＳ３３０３）。

最後に、算出された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３３０４）、処理を終了する。

なお、図６０のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。

次に、(b)図３１のブロックに適用した例としては、例えば、図６１のフローチャートが挙げられる。即ち、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順は、図６１のフローチャートに従って実行すればよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３４０１）。

なおステップＳ３４０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ３４０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿２(i=x,y)、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿３(i=x,y)、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿４(i=x,y)の５通りが算出される（ステップＳ３４０２）。

次に、ステップＳ３４０２で算出された各差分を変数とする関数Ｆを用いた前述の式（３）に基づいて、ブロックＢ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｆの動きベクトル全てを有効利用して、動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出する（ステップＳ３４０３）。

最後に、算出された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３４０４）、処理を終了する。

なお、図６１のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。また、式（３）で用いられる関数Ｆとしては、例えば、変数（差分）の逆数を算出する関数を採用してもよい。この場合、例えばブロックBの動きベクトルとブロックＦの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)が小さいとき、当該差分の逆数、即ち、大きな値がブロックＢの動きベクトルの重み付け係数となるので、ブロックＢの動きベクトルの重みを大きくすることができる。

また、ステップＳ３４０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)の２通りでもよい。その際、ステップＳ３４０３では、算出されない差分を変数とする関数Ｆ（ＭＶiＤ＿２(i=x,y)）、関数Ｆ（ＭＶiＤ＿３(i=x,y)）及び関数Ｆ（ＭＶiＤ＿４(i=x,y)）は０として動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出すればよい。この場合、空間方向の動きベクトルの差分を含まず、時間方向の動きベクトルの差分のみに基づいて動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出することができる。

更に、ステップＳ３４０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿０(i=x,y)、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿１(i=x,y)、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分ＭＶiＤ＿２(i=x,y)の３通りでもよい。その際、ステップＳ３４０３では、算出されない差分を変数とする関数Ｆ（ＭＶiＤ＿３(i=x,y)）及び関数Ｆ（ＭＶiＤ＿４(i=x,y)）は０として動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出すればよい。この場合、対象ブロックから１フレーム以上隔てたブロック間での動きベクトルの差分を含んだ時間方向の動きベクトルの差分のみに基づいて動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出することができる。

次に、(c)図３３のブロックに適用した例としては、例えば、図６２のフローチャートが挙げられる。即ち、動き予測器４０６における動きベクトル予測値を決定する手順は、図６２のフローチャートに従って実行すればよい。動きベクトルｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器４０６は、ラインL４１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルと対応する参照フレーム番号とラインL４０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ３５０１）。

なおステップＳ３５０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ３５０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿０(i=x,y)、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿１(i=x,y)、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿２(i=x,y)、の３組の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ３５０２）
次に、ステップＳ３５０２で算出された各分散を変数とする関数Ｆを用いた前述の式（４）に基づいて、ブロックＡ〜Ｉの９つの動きベクトル全てを有効利用して、動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出する（ステップＳ３５０３）。

最後に、算出された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ３５０４）、処理を終了する。

なお、図６２のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を同時に決定してもよい。また、式（４）で用いられる関数Ｆとしては、例えば、変数（分散）の逆数を算出する関数を採用してもよい。この場合、例えばブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿０(i=x,y)が小さいとき、当該分散の逆数、即ち、大きな値がブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値の重み付け係数となるので、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値の重みを大きくすることができる。

また、ステップＳ３５０２において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差や、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

また、ステップＳ３５０３において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値としたが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値としてもよい。

図６２では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して動きベクトル予測値の決定を行ったが、これは時間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。また時間方向で隣り合うフレームのブロックと空間方向で１ブロック以上隔てたブロックを組み合わせて用いてもよい。

また、ステップＳ３５０２において算出する分散は、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿１(i=x,y)、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散ＭＶiＶ＿２(i=x,y)、の２組のみでもよい。その際、ステップＳ３５０３では、算出されない分散を変数とする関数Ｆ（ＭＶiＶ＿０(i=x,y)）は０として動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を算出すればよい。この場合、対象ブロックから１ブロック以上隔てた複数ブロックを含む空間方向のみからの動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)の算出を行うことができる。

最後に、コンピュータを動画像復号装置４０として動作させる動画像復号プログラムについて説明する。図５４は、本実施形態に係る動画像復号プログラムＰ４０の構成を示し、この動画像復号プログラムＰ４０は、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体あるいは半導体メモリ等が例示される。なお、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの構成は、既に説明した図６３、図６４の構成と同様であるため、重複した説明は省略する。

図５４に示すように、動画像復号プログラムＰ４０は、処理を統括するメインモジュールＰ４０１と、データ解析モジュールＰ４０２と、逆量子化モジュールＰ４０３と、逆変換モジュールＰ４０４と、記憶モジュールＰ４０５と、予測信号生成モジュールＰ４０６と、動き予測モジュールＰ４０７と、加算モジュールＰ４０８とを備えている。

データ解析モジュールＰ４０２、逆量子化モジュールＰ４０３、逆変換モジュールＰ４０４、予測信号生成モジュールＰ４０６、動き予測モジュールＰ４０７がコンピュータに実現させる機能は、それぞれ図２６のデータ解析器４０１、逆量子化器４０２、逆変換器４０３、予測信号生成器４０８、動き予測器４０６の機能と同様である。記憶モジュールＰ４０５がコンピュータに実現させる機能は、フレームメモリ４０４及び動きベクトルメモリ４０５の機能と同様である。また、加算モジュールＰ４０８がコンピュータに実現させる機能は、加算器４０７、４０９の機能と同様である。

［第５実施形態］
図３７を用いて、本発明に係る動画像復号装置５０について説明する。

動画像復号装置５０は、機能的な構成要素として、図３７に示すように、データ解析器５０１と、逆量子化器５０２と、逆変換器５０３と、フレームメモリ５０４と、動きベクトルメモリ５０５と、動き予測器５０６と、加算器５０７と、予測信号生成器５０８と、加算器５０９と、確率切替信号生成器５１０を備えて構成される。

動画像復号装置５０には、上述した動画像符号化装置によって符号化された圧縮ストリームを入力する。この圧縮ストリームには、復号対象となるブロックの原信号と予測信号の差分を表す残差信号と、復号対象となるブロックの予測信号の生成に関する情報が含まれている。

データ解析器５０１は、ラインL５０１を経由して入力された圧縮ストリームを解析することにより、直行変換および量子化された復号の対象となるブロック（以下、対象ブロック）の残差信号を抽出しラインL５０２を経由して出力する。また、対象ブロックの動きベクトルとその予測値の差分である動きベクトル差分値を抽出し、ラインL５０３を経由して出力する、また対象ブロックの参照フレーム番号を抽出し、ラインL５０４を経由して出力する。また、ラインL５１２を経由して入力された確率切替信号に基づいて、データの抽出に用いる確率テーブルを後述の方法で切り替えたのち、対象ブロックの動きベクトル予測値を示すインデックスを抽出し、ラインL５１４を経由して出力する。

逆量子化器５０２は、ラインL５０２を経由して入力された量子化された変換係数を逆量子化し、ラインL５０５を経由して復元された変換係数を出力する。

逆変換器５０３は、ラインL５０５を経由して入力された変換係数を逆直交変換し、ラインL５０６を経由して復元された残差信号を出力する。

フレームメモリ５０４は、ラインL５０７を経由して入力される過去に復号済みのフレーム画像信号（以下、参照フレーム画像信号）を格納し、必要に応じてラインL５０８を経由して出力する。

動きベクトルメモリ５０５は、過去に復号済みの動きベクトルとそれに対応した参照フレーム番号と併せて、ラインL５０９を経由して入力される対象ブロックの動きベクトルとラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を格納し、必要に応じてラインL５１０を経由して出力する。

動き予測器５０６は、ラインL５１４を経由して入力される動きベクトル予測値を示すインデックスと、ラインL５１０を経由して入力される過去に復号済みのブロックの動きベクトルから、後述のフローに従って対象ブロックの動きベクトル予測値を算出し、ラインL５１１を経由して出力する。

加算器５０７は、ラインL５１１を経由して入力された動きベクトル予測値と、ラインL５０３を経由して入力された動きベクトル差分値を加算し、対象ブロックの動きベクトルを復元し、ラインL５０９を経由して出力する。

予測信号生成器５０８は、ラインL５０９を経由して入力される対象ブロックの動きベクトル信号値と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号と、ラインL５０８を経由して入力される参照フレーム画像信号から、対象ブロックに対する予測画像信号を生成し、ラインL５１３を経由して出力する。

加算器５０９は、ラインL５０６を経由して入力された残差信号と、ラインL５１３を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を加算し、対象ブロックの画像信号を復元し、ラインL５０７を経由して出力する。

確率切替信号生成器５１０はラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応する参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、後述するフローに従って切り替える確率テーブルを示す確率切替信号を生成し、ラインL５１２を経由して出力する。

次に、図３８を参照して動き予測器５０６について詳細に説明する。図３８は、動き予測器５０６における動きベクトル予測値を示すインデックスから動きベクトル予測値を復元する手順を説明するための模式図である。

図３８で、対象ブロックをHとし、フレームF１１０１はブロックHを含むフレームである。フレームF１１０２は既に復号済みのフレームで、フレームF１１０１とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF１１０１において、ブロックDをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１１０２において、ブロックAはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。ブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

図３９は、動き予測器５０６における動きベクトル予測値を示すインデックスから動きベクトル予測値を復元する手順を説明するためのフローチャートである。動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器５０６は、ラインL５１４を経由して、対象ブロックの動きベクトル予測値を示すインデックスを取得する。（ステップＳ２１０１）。
次に、ステップＳ２１０１で取得されたインデックスが判定される（ステップＳ２１０２）。

ステップＳ２１０２の判定の結果、インデックスが０であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックAの動きベクトルを動きベクトル予測値とし、インデックスが１であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックEの動きベクトルを動きベクトル予測値とし、インデックスが２であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックFの動きベクトルを動きベクトル予測値とする（ステップＳ２１０３）。

なおステップＳ２１０３で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックに対応した参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をta、ブロックＡを含むフレームの時刻をt1とすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

最後に、ステップＳ２１０３で決定された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ２１０５）、処理を終了する。

なお、図２９のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずに、ｘ成分、ｙ成分共通のインデックスを用いて同時に動きベクトル予測値を決定してもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図３８に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF１１０１はブロックHを含むフレームである。フレームF１１０２は既に符号化済みのフレームである。

フレームF１１０２において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックAの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックAの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

このとき、確率切替信号生成器５１０の詳細は図４０のフローチャートで説明される。確率切替信号は動きベクトル予測値を示すインデックスの発生確率の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えて、そのデータを符号化した際に用いた確率テーブルと同じ確率テーブルを用いてデータ解析を行うことで、データを抽出することができる。

したがって、符号化装置と復号装置はあらかじめ共通の確率テーブルを持ち、共通の仕組みによって確率テーブルを切り替える必要がある。

確率切替信号生成器５１０では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に計算されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の計算を行い、ｘ成分に相当する確率切替信号を出力し、次にｙ成分の計算を行い、y成分に相当する確率切替信号の出力を行う。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず確率切替信号生成器５１０は、ラインL５１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２２０１）。

なおステップＳ２２０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をtaとすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ２２０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分の４通りが算出される（ステップＳ２２０２）。

次に、ステップＳ２２０２で算出された４通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２２０３）。

ステップＳ２２０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックEである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝０を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックEである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックDとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックDとブロックFの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ２２０４）。

最後に、ステップＳ２２０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ２２０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。

なお、図４０のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

このとき、データ解析器５０１では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル予測値を示す各インデックスの発生確率分布のテーブルを、ラインL５１２を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって最も発生確率が高いインデックス、MViD(i=x,y)によってその発生確率を予測し、それに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

また、動き予測器５０６は以下のように動作してもよい。図４１を参照して動き予測器５０６について詳細に説明する。図４１は、動き予測器５０６における動きベクトル予測値を示すインデックスから動きベクトル予測値を復元する手順を説明するための模式図である。

図４１で、対象ブロックをHとし、フレームF１２０１はブロックHを含むフレームである。フレームF１２０２は既に符号化済みのフレームで、フレームF１２０１とは時間方向で隣り合うフレームである。フレームF１２０３は既に符号化済みのフレームで、フレームF１２０２とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF１２０１において、ブロックEをブロックHの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックFをブロックHの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックGをブロックHの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１２０２において、ブロックDはブロックHの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロック、ブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１２０３において、ブロックAはブロックDの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。

図４２は、動き予測器５０６における動きベクトル予測値を示すインデックスから動きベクトル予測値を復元する手順を説明するためのフローチャートである。動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に予測値が決定されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の予測値を決定・出力し、次にｙ成分の予測値を決定・出力する。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず動き予測器５０６は、ラインL５１４を経由して、対象ブロックの動きベクトル予測値を示すインデックスを取得する。（ステップＳ２３０１）。

次に、ステップＳ２３０１で取得されたインデックスが判定される（ステップＳ２３０２）。

ステップＳ２３０２の判定の結果、インデックスが０であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックBの動きベクトルを動きベクトル予測値とし、インデックスが１であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックCの動きベクトルを動きベクトル予測値とし、インデックスが２であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックDの動きベクトルを動きベクトル予測値とし、インデックスが３であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックGの動きベクトルを動きベクトル予測値とし、インデックスが４であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックEの動きベクトルを動きベクトル予測値とする（ステップＳ２３０３）。

なおステップＳ２３０３で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックに対応した参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、E、Fの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をtaとすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

最後に、ステップＳ２３０３で決定された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ２３０４）、処理を終了する。

なお、図４２のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずに、ｘ成分、ｙ成分共通のインデックスを用いて同時に動きベクトル予測値を決定してもよい。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図４１に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをHとし、フレームF１２０１はブロックHを含むフレームである。フレームF１２０２は既に符号化済みのフレームである。フレームF１２０３は既に符号化済みのフレームである。

フレームF１２０２において、ブロックDはブロックEの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックFの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックGの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックBをブロックDの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックDの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１２０３において、ブロックAはブロックDの動きベクトルが参照しているブロックとする。

このとき、確率切替信号生成器５１０の詳細は図４３のフローチャートで説明される。

確率切替信号は動きベクトル予測値を示すインデックスの発生確率の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えて、そのデータを符号化した際に用いた確率テーブルと同じ確率テーブルを用いてデータ解析を行うことで、データを抽出することができる。

まず確率切替信号生成器５１０は、ラインL５１０を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２４０１）。

なおステップＳ２４０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をtaとすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ２４０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の５通りが算出される（ステップＳ２４０２）。

次に、ステップＳ２４０２で算出された５通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２４０３）。

ステップＳ２４０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝３(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックEとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝４(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックEとブロックGの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ２４０４）。

最後に、ステップＳ２４０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ２４０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。

なお、図４３のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ２４０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ２４０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ２４０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。

また、ステップＳ２４０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ２４０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ２４０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。

また、動き予測器５０６において動きベクトル予測値を生成する代わりに、複数ある動きベクトル予測値決定方法の中から取得したインデックスに基づいてひとつを選択してもよい。この方法の詳細を図４４、図４５を参照して説明する。

図４４は動き予測器５０６において複数ある動きベクトル予測値決定方法の中から取得したインデックスに基づいてひとつを選択する手順を説明するための模式図である。

図４４で、対象ブロックをNとし、フレームF１３０１はブロックNを含むフレームである。フレームF１３０２は既に復号済みのフレームで、フレームF１３０１とは時間方向で隣り合うフレームである。

フレームF１３０１において、ブロックJをブロックNの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックKをブロックNの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックLをブロックNの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロック、ブロックMをブロックNの最も左上の画素の真左の画素を含むブロックとする。

フレームF１３０２において、ブロックEはブロックNの最も左上の画素と同じ空間位置の画素を含むブロックとする。ブロックAをブロックEの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックBをブロックEの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックEの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左下の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックFをブロックEの最も右上の画素の真右の画素を含むブロック、ブロックGをブロックEの最も左下の画素の真左下の画素を含むブロック、ブロックHをブロックEの最も右下の画素の真下の画素を含むブロック、ブロックIをブロックEの最も右下の画素の真右下の画素を含むブロックとする。

図４５は動き予測器５０６において複数ある動きベクトル予測値決定方法の中から取得したインデックスに基づいてひとつを選択しする手順を説明するためのフローチャートである。

まず動き予測器５０６は、ラインL５１４を経由して、対象ブロックの動きベクトル予測値決定方法を示すインデックスを取得する。（ステップＳ２５０１）。

次に、ステップＳ２５０１で取得されたインデックスが判定される（ステップＳ２５０２）。

ステップＳ２５０２の判定の結果、インデックスが０であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの平均値を動きベクトル予測値とし、インデックスが１であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックB、D、E、F、Hの動きベクトルの平均値を動きベクトル予測値とし、インデックスが２であった場合は、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックJ、K、L、M、Eの動きベクトルの平均値を動きベクトル予測値とする（ステップＳ２５０３）。

なおステップＳ２５０３で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、ラインL５１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックに対応した参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、Lの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をtaとすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

最後に、ステップＳ２５０３で決定された動きベクトル予測値PMVi(i=x,y)を出力し（ステップＳ２５０４）、処理を終了する。

なお、図４５のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずに、ｘ成分、ｙ成分共通のインデックスを用いて同時に動きベクトル予測値を決定してもよい。

さらに、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図４４に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

対象ブロックをNとし、フレームF１３０１はブロックNを含むフレームである。フレームF１３０２は既に復号済みのフレームである。

フレームF１３０２において、ブロックEはブロックJの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックKの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックLの動きベクトルが参照しているブロック、またはブロックMの動きベクトルが参照しているブロックとする。その際もブロックAをブロックEの最も左上の画素の真左上の画素を含むブロック、ブロックBをブロックEの最も左上の画素の真上の画素を含むブロック、ブロックCをブロックEの最も右上の画素の真右上の画素を含むブロック、ブロックDをブロックEの最も左下の画素の真左の画素を含むブロック、ブロックFをブロックEの最も右上の画素の真右の画素を含むブロック、ブロックGをブロックEの最も左下の画素の真左下の画素を含むブロック、ブロックHをブロックEの最も右下の画素の真下の画素を含むブロック、ブロックIをブロックEの最も右下の画素の真右下の画素を含むブロックとする。

このとき、確率切替信号生成器５１０の詳細は図４６のフローチャートで説明される。確率切替信号は動きベクトル予測値決定方法を示すインデックスの発生確率の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えて、そのデータを符号化した際に用いた確率テーブルと同じ確率テーブルを用いてデータ解析を行うことで、データを抽出することができる。

まず確率切替信号生成器５１０は、ラインL５１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、I、J、K、L、Mの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL５０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２６０１）。

なおステップＳ２６０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ２６０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックGとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックIとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値を算出する。また、ブロックBとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックFとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックHとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値を算出する。また、ブロックJとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックJとブロックMの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックMの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値を算出する（ステップＳ２６０２）。

続いて、ステップＳ２６０２で算出した３通りの差分平均値のうち、もっとも値が小さくなる組み合わせが判定される。（ステップＳ２６０３）。

ステップＳ２６０３での判定の結果、もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックAとE、ブロックCとE、ブロックGとE、ブロックIとEである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックA、B、C、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの平均値に決定することが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝(i=x,y)０を生成するとともに、その際の平均差分値MViD_mean(i=x,y)をブロックAとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックGとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックIとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値とする。もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックBとE、ブロックDとE、ブロックFとE、ブロックHとEである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックB、D、E、F、Hの動きベクトルの平均値に決定することが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の平均差分値MViD_mean(i=x,y)をブロックBとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックFとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックHとブロックEの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値とする。もっとも小さい差分平均値を与える組み合わせがブロックJとK、ブロックJとM、ブロックEとK、ブロックEとMである場合にはブロックNの動きベクトル予測値はブロックJ、K、L、M、Eの動きベクトルの平均値に決定することが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の平均差分値MViD_mean(i=x,y)をブロックJとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックJとブロックMの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックKの動きベクトルの差分、ブロックEとブロックMの動きベクトルの差分の計４通りの差分の平均値とする（ステップＳ２６０４）。

最後に、ステップＳ２６０４で決定されたインデックスIndex_i(i=x,y)および動きベクトル平均差分値MViD_mean(i=x,y)を出力し（ステップＳ２６０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。

なお、図３３のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

なお、ステップＳ２６０２において、各ブロック群の動きベクトルの類似性を表す情報として平均差分値を用いたが、そのかわりに各ブロック群の分散値や標準偏差を用いてもよい。その際にはステップＳ２６０４で生成される平均差分値は分散値あるいは標準偏差となる。

また、対象ブロックを含む領域が大きく移動しているような場合の予測精度をあげるために、図４４に示されるブロックの位置関係は以下のように定めてもよい。

最後に、コンピュータを動画像復号装置５０として動作させる動画像復号プログラムについて説明する。図５５は、本実施形態に係る動画像復号プログラムＰ５０の構成を示し、この動画像復号プログラムＰ５０は、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体あるいは半導体メモリ等が例示される。なお、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの構成は、既に説明した図６３、図６４の構成と同様であるため、重複した説明は省略する。

図５５に示すように、動画像復号プログラムＰ５０は、処理を統括するメインモジュールＰ５０１と、データ解析モジュールＰ５０２と、逆量子化モジュールＰ５０３と、逆変換モジュールＰ５０４と、記憶モジュールＰ５０５と、予測信号生成モジュールＰ５０６と、動き予測モジュールＰ５０７と、加算モジュールＰ５０８と、確率切替信号生成モジュールＰ５０９とを備えている。

データ解析モジュールＰ５０２、逆量子化モジュールＰ５０３、逆変換モジュールＰ５０４、予測信号生成モジュールＰ５０６、動き予測モジュールＰ５０７、確率切替信号生成モジュールＰ５０９がコンピュータに実現させる機能は、それぞれ図３７のデータ解析器５０１、逆量子化器５０２、逆変換器５０３、予測信号生成器５０８、動き予測器５０６、確率切替信号生成器５１０の機能と同様である。記憶モジュールＰ５０５がコンピュータに実現させる機能は、フレームメモリ５０４及び動きベクトルメモリ５０５の機能と同様である。また、加算モジュールＰ５０８がコンピュータに実現させる機能は、加算器５０７、５０９の機能と同様である。

［第６実施形態］
図４７を用いて、本発明に係る動画像復号装置６０について説明する。

動画像復号装置６０は、機能的な構成要素として、図４７に示すように、データ解析器６０１と、逆量子化器６０２と、逆変換器６０３と、フレームメモリ６０４と、動きベクトルメモリ６０５と、動き予測器６０６と、加算器６０７と、予測信号生成器６０８と、加算器６０９と、確率切替信号生成器６１０を備えて構成される。

動画像復号装置６０には、上述した動画像符号化装置によって符号化された圧縮ストリームを入力する。この圧縮ストリームには、復号対象となるブロックの原信号と予測信号の差分を表す残差信号と、復号対象となるブロックの予測信号の生成に関する情報が含まれている。

データ解析器６０１は、ラインL６０１を経由して入力された圧縮ストリームを解析することにより、直行変換および量子化された復号の対象となるブロック（以下、対象ブロック）の残差信号を抽出しラインL６０２を経由して出力する。また、対象ブロックの参照フレーム番号を抽出し、ラインL６０４を経由して出力する。また、ラインL６１２を経由して入力された確率切替信号に基づいて、データの抽出に用いる確率テーブルを後述の方法で切り替えたのち、対象ブロックの動きベクトルとその予測値の差分である動きベクトル差分値を抽出し、ラインL６０３を経由して出力する。

逆量子化器６０２は、ラインL６０２を経由して入力された量子化された変換係数を逆量子化し、ラインL６０５を経由して復元された変換係数を出力する。

逆変換器６０３は、ラインL６０５を経由して入力された変換係数を逆直交変換し、ラインL６０６を経由して復元された残差信号を出力する。

フレームメモリ６０４は、過去に復号済みのフレーム画像信号（以下、参照フレーム画像信号）と併せて、ラインL６０７を経由して入力される復元された対象ブロックの画像信号を格納し、必要に応じてラインL６０８を経由して出力する。

動きベクトルメモリ６０５は、過去に復号済みの動きベクトルとそれに対応した参照フレーム番号と併せて、ラインL６０９を経由して入力される対象ブロックの動きベクトルとラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を格納し、必要に応じてラインL６１０を経由して出力する。

動き予測器６０６は、ラインL６１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応した参照フレーム番号と、ラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、対象ブロックの動きベクトル予測値を算出し、ラインL６１１を経由して出力する。動き予測器６０６の詳細な動作は、動き予測器４０６と同じであるとし、記載を省略する。

加算器６０７は、ラインL６１１を経由して入力された動きベクトル予測値と、ラインL６０３を経由して入力された動きベクトル差分値を加算し、対象ブロックの動きベクトルを復元し、ラインL６０９を経由して出力する。

予測信号生成器６０８は、ラインL６０９を経由して入力される対象ブロックの動きベクトル信号値と、ラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号と、ラインL６０８を経由して入力される参照フレーム画像信号から、対象ブロックに対する予測画像信号を生成し、ラインL６１３を経由して出力する。

加算器６０９は、ラインL６０６を経由して入力された残差信号と、ラインL６１３を経由して入力された対象ブロックに対する予測画像信号を加算し、対象ブロックの画像信号を復元し、ラインL６０７を経由して出力する。

確率切替信号生成器６１０はラインL６１０を経由して入力される過去に符号化済みのブロックの動きベクトルと、それに対応する参照フレーム番号と、ラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号から、後述するフローに従って切り替える確率テーブルを示す確率切替信号を生成し、ラインL６１２を経由して出力する。

確率切替信号生成器６１０の詳細な動作は、動き予測器６０６の動作と対応させることが好ましい。以下では、動きベクトル予測値は符号化済みのブロックの動きベクトルから決定され、動きベクトル予測値を示すためのインデックスからの復元をしない形態において説明を行うが、動きベクトル予測値を示すためのインデックスからの復元する形態においても適応できる。

動き予測器６０６の動作が、前述の動き予測器４０６の図２７と図２８を用いて説明される動作と同じ場合、確率切替信号生成器の６１０の詳細な動作は図２７の模式図と、図４８のフローチャートを用いて説明される。図２７の説明は前述の動き予測器４０６における説明と同じである。

このとき、確率切替信号は動きベクトル差分値の発生確率分布の尤もらしさを示すものであって、この信号に基づいて確率テーブルを切り替えて、そのデータを符号化した際に用いた確率テーブルと同じ確率テーブルを用いてデータ解析を行うことで、動きベクトル差分値のデータを抽出することができる。

確率切替信号生成器６１０では、動きベクトルのｘ成分、ｙ成分はそれぞれ独立に計算されるものとする。具体的にはまず動きベクトルのx成分の計算を行い、ｘ成分に相当する確率切替信号を出力し、次にｙ成分の計算を行い、y成分に相当する確率切替信号の出力を行う。以下では必要に応じて、成分を示す添え字をiと記す（iはx又はyである）。

まず確率切替信号生成器６１０は、ラインL６１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、Fの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２７０１）。

なおステップＳ２７０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ２７０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルの差分、ブロックDの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分の４通りが算出される（ステップＳ２７０２）。

次に、ステップＳ２７０２で算出された４通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２７０３）。

ステップＳ２７０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックEである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i(i=x,y)＝０を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックEである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックDとブロックEの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックEの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックDとブロックFの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ２７０４）。

最後に、ステップＳ２７０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ２７０５）、処理を終了する。

なお、発生確率信号はSignal_i(i=x,y)のみでもよい。またMViD(i=x,y)のみでもよい。

なお、図４８のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

このとき、データ解析器６０１では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル差分値の発生確率分布のテーブルを、ラインL６１２を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって動きベクトル予測値を引用する方向（x軸方向あるいはｙ軸方向あるいは時間方向）を予測し、MViD(i=x,y)によって動きベクトル差分値の発生確率を予測し、それらに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

動き予測器６０６の動作が、前述の動き予測器４０６の図３１と図３２を用いて説明される動作と同じ場合、確率切替信号生成器の６１０の詳細な動作は図３１の模式図と、図４９のフローチャートを用いて説明される。図３１の説明は前述の動き予測器４０６における説明と同じである。

まず確率切替信号生成器６１０は、ラインL６１０を経由して入力される符号化済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、Gの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２８０１）。

なおステップＳ２８０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

また、ステップＳ２８０１において符号化済みのブロックそのもの、あるいは符号化済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックEの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の５通りが算出される（ステップＳ２８０２）。

次に、ステップＳ２８０２で算出された５通りの差分のうち、どの組み合わせの差分が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２８０３）。

ステップＳ２８０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックFである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝３(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックEとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックEとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックFの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝４(i=x,y)を生成するとともに、その際の動きベクトル差分値MViD(i=x,y)をブロックEとブロックGの動きベクトルの差分値とする。（ステップＳ２８０４）。

最後に、ステップＳ２８０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMViD(i=x,y)を出力し（ステップＳ７０５）、処理を終了する。

なお、図４９のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ２８０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分、ブロックAの動きベクトルとブロックDの動きベクトルの差分の３通りでもよい。その際もステップＳ２８０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ２８０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックDである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックAとブロックDの動きベクトルの差分値とする。

また、ステップＳ２８０２において算出する差分は、ブロックBの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの差分、ブロックCの動きベクトルとブロックGの動きベクトルの差分の２通りでもよい。その際もステップＳ２８０３で最小となる組み合わせが判定され、ステップＳ２８０４では、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックBとブロックFである場合にはブロックHの動きベクトル予測値はブロックBの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックBとブロックFの動きベクトルの差分値とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックCとブロックGである場合には、ブロックHの動きベクトル予測値はブロックCの動きベクトルと同じ値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の差分MViD(i=x,y)をブロックCとブロックGの動きベクトルの差分値とする。

動き予測器６０６の動作が、前述の動き予測器４０６の図３３と図３４を用いて説明される動作と同じ場合、確率切替信号生成器６１０の詳細な動作は図３３の模式図と、図５０のフローチャートを用いて説明される。図３３の説明は前述の動き予測器４０６における説明と同じである。

まず確率切替信号生成器６１０は、ラインL６１０を経由して入力される復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルと対応する参照フレーム番号と、ラインL６０４を経由して入力される対象ブロックの参照フレーム番号を取得する（ステップＳ２９０１）。

なおステップＳ２９０１で取得される動きベクトルは、対象ブロックを含むフレームと、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームとの時間的距離に基づいてスケーリングされることが好ましい。スケーリングの際には各ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻を用いるため、各ブロックに対応する参照フレーム番号からその時刻を求める必要がある。

スケーリングによって、対象ブロックを含むフレームの時刻t0から、対象ブロックの動きベクトルが参照するフレームの時刻teまでの時間的距離（t0-te）を基準にして、取得した復号済みのブロックＡ、Ｂ、Ｃ、D、E、F、G、H、Iの動きベクトルの大きさを補正することができる。具体的に一例を挙げると、ブロックＡの動きベクトルＭＶiＡ(i=x,y)が参照するフレームの時刻をtaとすると、スケーリングされた動きベクトルＭＶiＡ’(i=x,y)は、式（１）によって与えられるベクトルである。

また、ステップＳ２９０１において復号済みのブロックそのもの、あるいは復号済みのブロックの動きベクトルが存在しない場合、そのブロックは極めて大きい動きベクトルを持つとみなし、十分大きな値とした上で処理を進める。あるいは、処理対象から除く。

続いて、ブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの分散、ブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの分散、ブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの分散、の３組の分散をそれぞれ算出する。（ステップＳ２９０２）
次に、ステップＳ２９０２で算出された３通りの分散のうち、どの組み合わせの分散が最小のものであるかが判定される。（ステップＳ２９０３）。

ステップＳ２９０３での判定の結果、もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックAとブロックBとブロックCである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックAの動きベクトルとブロックBの動きベクトルとブロックCの動きベクトルの平均値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝０(i=x,y)を生成するとともに、その際の分散MVi_var(i=x,y)をブロックAとブロックBとブロックCの動きベクトルの分散とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックDとブロックEとブロックFである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックDの動きベクトルとブロックEの動きベクトルとブロックFの動きベクトルの平均値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝１(i=x,y)を生成するとともに、その際の分散MVi_var(i=x,y)をブロックDとブロックEとブロックFの動きベクトルの分散とする。もっとも小さい差分を与える組み合わせがブロックGとブロックHとブロックIである場合には、ブロックJの動きベクトル予測値はブロックGの動きベクトルとブロックHの動きベクトルとブロックIの動きベクトルの平均値に決定されることが尤もらしいことを示す信号Signal_i＝２(i=x,y)を生成するとともに、その際の分散MVi_var(i=x,y)をブロックGとブロックHとブロックIの動きベクトルの分散とする。（ステップＳ２９０４）。

最後に、ステップＳ２９０４で決定された信号値Signal_i(i=x,y)およびMVi_var(i=x,y)を出力し（ステップＳ２９０５）、処理を終了する。

なお、図５０のフローチャートに示される一連の処理はｘ成分、ｙ成分に分けずにベクトルの差分（具体的にはベクトルノルムなど）を算出し、ｘ成分、ｙ成分に相当する確率切替信号を同時に決定してもよい。

また、ステップＳ２９０２において動きベクトルの類似性をあらわす値として分散を用いたが、標準偏差でもよい。また、各ブロック間の動きベクトルの差分値や、それら複数の差分値の平均を用いてもよい。

ステップＳ２９０４において、３つの動きベクトルの平均値を動きベクトルの予測値とすることが尤もらしいことを示す信号を生成したが、３つの動きベクトルの中間値、あるいはいずれかひとつの値を予測値とすることが尤もらしいことを示していてもよい。

図５０では時間方向、空間方向にそれぞれ連続する３ブロックの動きベクトルを参照して確率切替信号の決定を行ったが、空間方向のみでもよい。またそれぞれの方向に２ブロックのみ、あるいは４ブロック以上のブロックを用いてもよい。

このとき、データ解析器６０１では、あらかじめ複数所持してある動きベクトル差分値の発生確率分布のテーブルを、ラインL６１２を経由して入力される確率切替信号に基づいて切り替える。具体的にはSignal_i(i=x,y)によって動きベクトル予測値を引用する方向（x軸方向あるいはｙ軸方向あるいは時間方向）を予測し、MViD_var(i=x,y)によって動きベクトル差分値の発生確率を予測し、それらに応じた確率テーブルへの切り替えを行う。

最後に、コンピュータを動画像復号装置６０として動作させる動画像復号プログラムについて説明する。図５６は、本実施形態に係る動画像復号プログラムＰ６０の構成を示し、この動画像復号プログラムＰ６０は、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ等の記録媒体あるいは半導体メモリ等が例示される。なお、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの構成は、既に説明した図６３、図６４の構成と同様であるため、重複した説明は省略する。

図５６に示すように、動画像復号プログラムＰ６０は、処理を統括するメインモジュールＰ６０１と、データ解析モジュールＰ６０２と、逆量子化モジュールＰ６０３と、逆変換モジュールＰ６０４と、記憶モジュールＰ６０５と、予測信号生成モジュールＰ６０６と、動き予測モジュールＰ６０７と、加算モジュールＰ６０８と、確率切替信号生成モジュールＰ６０９とを備えている。

データ解析モジュールＰ６０２、逆量子化モジュールＰ６０３、逆変換モジュールＰ６０４、予測信号生成モジュールＰ６０６、動き予測モジュールＰ６０７、確率切替信号生成モジュールＰ６０９がコンピュータに実現させる機能は、それぞれ図４７のデータ解析器６０１、逆量子化器６０２、逆変換器６０３、予測信号生成器６０８、動き予測器６０６、確率切替信号生成器６１０の機能と同様である。記憶モジュールＰ６０５がコンピュータに実現させる機能は、フレームメモリ６０４及び動きベクトルメモリ６０５の機能と同様である。また、加算モジュールＰ６０８がコンピュータに実現させる機能は、加算器６０７、６０９の機能と同様である。

１０、２０、３０…動画像符号化装置、４０、５０、６０…動画像復号装置、Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０…動画像符号化プログラム、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０…動画像復号プログラム、６０…記録媒体、６２…読み取り装置、６４…作業用メモリ、６６…メモリ、６８…ディスプレイ、７０…マウス、７２…キーボード、７４…通信装置、７６…ＣＰＵ、８０…コンピュータ、９０…コンピュータデータ信号。

Claims

フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割する領域分割手段と、前記処理対象領域の動きベクトルを検出する動き検出手段と、前記検出された動きベクトルを用いて前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記予測信号と処理対象領域信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成する符号化手段と、を備え、
前記符号化手段は、
互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性と、符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性との少なくとも一つに基づく重み付けをそれぞれの動きベクトルに対して行い、重み付けした動きベクトルを加算することによって定められた動きベクトルの予測値と前記動きベクトルとの差分値を符号化し、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、符号化対象のブロックと時間方向に対応しており且つ符号化対象のブロックとは異なるフレーム間のブロックの動きベクトル同士の類似性、又は、符号化対象のブロックと同一フレーム上にあるブロックのうち符号化対象のブロックとは異なるブロックの動きベクトルと、当該ブロックと時間方向に対応し且つ符号化対象のブロックとは異なるフレームのブロックの動きベクトルとの類似性であり、
前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、空間方向に基づいた複数のブロックの動きベクトルの類似性であり、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、符号化対象のブロックと異なるフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをし、
前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをする、
ことを特徴とした動画像符号化装置。
前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックは、前記符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む、請求項１に記載の動画像符号化装置。
圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出するデータ抽出手段と、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段を備え、
前記予測信号生成手段は、
互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性と、復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性との少なくとも一つに基づく重み付けをそれぞれの動きベクトルに対して行い、重み付けした動きベクトルを加算することによって定められた動きベクトルの予測値と、前記動きベクトルの情報である動きベクトル差分値とを用いて前記予測信号を生成し、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、復号対象のブロックと時間方向に対応しており且つ復号対象のブロックとは異なるフレーム間のブロックの動きベクトル同士の類似性、又は、復号対象のブロックと同一フレーム上にあるブロックのうち復号対象のブロックとは異なるブロックの動きベクトルと、当該ブロックと時間方向に対応し且つ復号対象のブロックとは異なるフレームのブロックの動きベクトルとの類似性であり、
前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、空間方向に基づいた複数のブロックの動きベクトルの類似性であり、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、復号対象のブロックと異なるフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをし、
前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記復号対象のブロックと同じフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをする、
ことを特徴とした動画像復号装置。
前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックは、前記復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む、請求項３に記載の動画像復号装置。
動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法であって、
フレーム画像信号の時間系列で構成される入力動画像信号を複数の処理対象領域に分割する領域分割ステップと、前記処理対象領域の動きベクトルを検出する動き検出ステップと、前記検出された動きベクトルを用いて前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記予測信号と処理対象領域信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記残差信号と前記動きベクトルを符号化して圧縮データを生成する符号化ステップとを備え、
前記符号化ステップでは、前記動画像符号化装置は、
互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性と、符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性との少なくとも一つに基づく重み付けをそれぞれの動きベクトルに対して行い、重み付けした動きベクトルを加算することによって定められた動きベクトルの予測値と前記動きベクトルとの差分値を符号化し、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、符号化対象のブロックと時間方向に対応しており且つ符号化対象のブロックとは異なるフレーム間のブロックの動きベクトル同士の類似性、又は、符号化対象のブロックと同一フレーム上にあるブロックのうち符号化対象のブロックとは異なるブロックの動きベクトルと、当該ブロックと時間方向に対応し且つ符号化対象のブロックとは異なるフレームのブロックの動きベクトルとの類似性であり、
前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、空間方向に基づいた複数のブロックの動きベクトルの類似性であり、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、符号化対象のブロックと異なるフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをし、
前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをする、
ことを特徴とした動画像符号化方法。
前記符号化対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックは、前記符号化対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む、請求項５に記載の動画像符号化方法。
動画像復号装置により実行される動画像復号方法であって、
圧縮データの中から処理対象領域に関する残差信号と動きベクトルの情報を抽出するデータ抽出ステップと、前記処理対象領域に関する残差信号を再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、前記処理対象領域に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記予測信号と前記再生残差信号を加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップとを備え、
前記予測信号生成ステップでは、前記動画像復号装置は、
互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性と、復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性との少なくとも一つに基づく重み付けをそれぞれの動きベクトルに対して行い、重み付けした動きベクトルを加算することによって定められた動きベクトルの予測値と、前記動きベクトルの情報である動きベクトル差分値とを用いて前記予測信号を生成し、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、復号対象のブロックと時間方向に対応しており且つ復号対象のブロックとは異なるフレーム間のブロックの動きベクトル同士の類似性、又は、復号対象のブロックと同一フレーム上にあるブロックのうち復号対象のブロックとは異なるブロックの動きベクトルと、当該ブロックと時間方向に対応し且つ復号対象のブロックとは異なるフレームのブロックの動きベクトルとの類似性であり、
前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性とは、空間方向に基づいた複数のブロックの動きベクトルの類似性であり、
前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記互いに異なるフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、復号対象のブロックと異なるフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをし、
前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づく重み付けとして、前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックの動きベクトルの類似性に基づいて、前記復号対象のブロックと同じフレーム内にあるブロックの動きベクトルに対して重み付けをする、
ことを特徴とした動画像復号方法。
前記復号対象のブロックと同じフレーム内にある複数のブロックは、前記復号対象のブロックと同じフレーム内で対象ブロックに対して１ブロック以上隔てたブロックを含む、請求項７に記載の動画像復号方法。