JP7076221B2 - 映像符号化装置、映像復号装置、及びこれらのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、動き補償予測を用いた映像符号化方式における映像符号化装置、映像復号装置、及びこれらのプログラムに関する。

一般的に、動き補償予測を用いた映像符号化方式では、動きベクトルや差分ベクトルの正負符号（＋，－）は、出現頻度に偏りがないため圧縮符号化を行う意義が無いとされ、圧縮（可逆圧縮）を行わないものとなっている。

例えば、ＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式においては、動きベクトルは予測ベクトル（ＰＭＶ）と差分ベクトル（ＭＶＤ）の和として表現される（例えば、非特許文献１参照）。

差分ベクトルは、ベクトルの絶対値が０の場合と、０以外の場合で表現が異なり、これはabs_mvd_greater0_flagで表され、abs_mvd_greater0_flagが０の場合、差分ベクトルは０となる。一方、abs_mvd_greater0_flagが１の場合、差分ベクトルは、差分ベクトルの絶対値と、mvd_sign_flagと呼ばれる差分ベクトルの正負符号の組合せで表現される。この正負符号の＋と－は、一般に出現頻度に偏りがないため、mvd_sign_flagは可逆圧縮を行わずに、正負符号の＋／－を１／０のビット表現とし、可逆圧縮を行わないバイパスモードで算術符号化して当該差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送している。即ち、ＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式では差分ベクトルの正負符号は全く圧縮が行われていない。

ITU-T Recommendation H.265 (2013) ，High efficiency video coding；ISO/IEC 23008-2:2013, Information technology High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments Part 2: High efficiency video coding, 2003, 〈https://www.iso.org/standard/35424.html〉

上述したように、ＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式等で代表される一般的な映像符号化方式では、差分ベクトルの正負符号の出現頻度に偏りがないため圧縮符号化を行う意義が無いとされ、圧縮（可逆圧縮）を行わないものとなっている。

しかしながら、フレーム内の着目ブロックの位置によっては、差分ベクトルの正負符号（＋，－）についても発生確率に偏りが生じる場合があり、このためコンテキスト適応型の可逆圧縮により圧縮が可能となる場合がある。このため、差分ベクトルの正負符号（＋，－）について圧縮（可逆圧縮）を可能とし、映像符号化に係る圧縮効率をより向上させる技法が望まれる。

そこで、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、動き補償予測を用いた映像符号化方式における差分ベクトルの正負符号（＋，－）に係る圧縮効率を向上可能に構成した映像符号化装置、映像復号装置、及びこれらのプログラムを提供することにある。

本発明の映像符号化装置は、動き補償予測を用いた映像符号化方式における映像符号化装置であって、フレーム内の所定のブロックについて動き補償予測に基づく差分ベクトルを生成する差分ベクトル生成手段と、前記所定のブロックの位置及びサイズ、並びに前記フレームのサイズを含む前記所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則に従って前記差分ベクトルの正負符号を推定することにより、前記差分ベクトルの推定符号を決定する差分ベクトル符号推定手段と、前記差分ベクトル生成手段から得られる前記差分ベクトルの正負符号と、前記差分ベクトル符号推定手段から得られる前記差分ベクトルの推定符号とを比較して、両者が等しい場合は真、異なる場合は偽を示す正誤フラグを生成する正誤フラグ生成手段と、前記正誤フラグ生成手段によって生成した前記正誤フラグに対し、前記所定のブロックの位置に応じたコンテキストに適応させた可逆圧縮処理を施すコンテキスト適応型の可逆圧縮手段と、当該可逆圧縮処理を施した前記正誤フラグを前記差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送するためのストリームを生成するストリーム生成手段と、を備え、前記差分ベクトル符号推定手段は、前記所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記予測ベクトルを用いて正側及び負側の候補ベクトルを算出し、各候補ベクトルのそれぞれに対応するブロックの位置と前記フレームの画面端との位置関係に応じて、或いは前記所定のブロックの座標及び大きさ、前記正側及び負側の候補ベクトル、並びに前記フレームの画面幅の位置関係に応じて、場合分けした予め定めた規則に基づいて前記差分ベクトルの正負符号を推定することを特徴とする。

また、本発明の映像符号化装置は、動き補償予測を用いた映像符号化方式における映像符号化装置であって、フレーム内の所定のブロックについて動き補償予測に基づく差分ベクトルを生成する差分ベクトル生成手段と、前記所定のブロックの位置及びサイズ、並びに前記フレームのサイズを含む前記所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則に従って前記差分ベクトルの正負符号を推定することにより、前記差分ベクトルの推定符号を決定する差分ベクトル符号推定手段と、前記差分ベクトル生成手段から得られる前記差分ベクトルの正負符号と、前記差分ベクトル符号推定手段から得られる前記差分ベクトルの推定符号とを比較して、両者が等しい場合は真、異なる場合は偽を示す正誤フラグを生成する正誤フラグ生成手段と、前記正誤フラグ生成手段によって生成した前記正誤フラグに対し、前記所定のブロックの位置に応じたコンテキストに適応させた可逆圧縮処理を施すコンテキスト適応型の可逆圧縮手段と、当該可逆圧縮処理を施した前記正誤フラグを前記差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送するためのストリームを生成するストリーム生成手段と、前記フレームにおける画面中央の領域と画面端の所定範囲内の領域とに分け、少なくとも前記画面端の所定範囲内の領域に前記所定のブロックが収まっている際に、前記正誤フラグ生成手段を作動させるよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の映像符号化装置において、前記制御手段は、複数分割された前記画面端の所定範囲内の領域のうちいずれの領域に前記所定のブロックが収まっているかに基づいて、前記差分ベクトルの水平成分と垂直成分のそれぞれで前記正誤フラグを使用する成分を切り替えるように制御する手段を有することを特徴とする。

また、本発明の映像符号化装置において、前記制御手段は、前記所定のブロックが前記フレームの画面の上下辺より左右辺に近い場合は、前記差分ベクトル符号推定手段に対し前記差分ベクトルの水平成分の正負符号を先に決定させ、前記所定のブロックが前記フレームの画面の左右辺より上下辺に近い場合は、前記差分ベクトル符号推定手段に対し前記差分ベクトルの垂直成分の正負符号を先に決定させ、前記所定のブロックが前記フレームの画面の左右辺及び上下辺から等距離にある場合は、前記差分ベクトル符号推定手段に対し予め定めた順序で差分ベクトルの水平成分及び垂直成分の正負符号を決定させるように制御する手段を有することを特徴とする。

更に、本発明の映像復号装置は、本発明の映像符号化装置によって伝送されるストリームを入力して読み込み、復号対象のフレーム内の所定のブロックについて前記差分ベクトルの絶対値及び前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグを抽出するストリーム読込手段と、該所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則に従って前記差分ベクトルの正負符号を推定することにより、前記差分ベクトルの推定符号を決定する差分ベクトル符号推定手段と、前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグに対し、当該所定のブロックの位置に応じたコンテキストに適応させた可逆復号処理を施すことにより復号した正誤フラグを生成するコンテキスト適応型の可逆復号手段と、当該復号した前記正誤フラグが真を示すときは、該差分ベクトルの推定符号を当該所定のブロックの差分ベクトルの正負符号とし、偽を示すときは、該差分ベクトルの推定符号を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定する差分ベクトル符号決定手段と、当該所定のブロックの画像を復元するために、当該抽出した前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトル符号決定手段によって決定した差分ベクトルの正負符号を用いて、前記復号対象のフレーム内の当該所定のブロックの差分ベクトルを復元する差分ベクトル復元手段と、を備え、前記コンテキスト適応型の可逆復号手段は、当該所定のブロックの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして予め定められた位置のブロックを参照して、前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグに対し前記可逆復号処理を施す際に、当該所定のブロックの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして、当該所定のブロックが画面上下辺よりも画面左右辺に近い場合、当該所定のブロックの直上のブロックを参照し、当該所定のブロックが画面左右辺よりも画面上下辺に近い場合、当該所定のブロックの直左のブロックを参照し、当該所定のブロックが画面左右辺及び画面上下辺から等距離にある場合、当該所定のブロックの直左、直左上、直上、及び直右上のうち予め定めた１以上のブロックを参照して、前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグに対し前記可逆復号処理を施すことを特徴とする。

更に、本発明のプログラムは、コンピューターを、本発明の映像符号化装置として機能させるためのプログラムとして構成する。

更に、本発明のプログラムは、コンピューターを、本発明の映像復号装置として機能させるためのプログラムとして構成する。

本発明によれば、動き補償予測を用いた映像符号化方式における差分ベクトルの正負符号（＋，－）に関して可逆圧縮が可能となり、少なくとも映像を構成するフレームの画面端に位置する予測対象の着目ブロックにおける差分ベクトルの正負符号（＋，－）に係る圧縮効率が向上可能となる。

本発明による一実施形態の映像符号化装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の映像復号装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置における実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理を示すフローチャートである。 （ａ）,（ｂ）は、本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置における実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理に係る処理の説明図である。 （ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、本発明による一実施形態の映像復号装置における実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理に係る着目ブロックと候補ベクトル、及び候補ベクトルにそれぞれ対応するブロックに関する説明図である。 本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置における実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理に係るパン動作時の説明図である。 本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置に係る正誤フラグを利用する領域と、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域を持つフレームの説明図である。 本発明による一実施形態の映像復号装置における一実施例の差分ベクトルの正負符号の決定処理を示すフローチャートである。 （ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置におけるコンテキスト適応型の可逆圧縮／復号処理に係るコンテキストとして参照するブロックの説明図である。 本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置における実施例２の差分ベクトルの正負符号の推定処理を示すフローチャートである。 本発明による一実施形態の映像符号化装置及び映像復号装置における実施例３の差分ベクトルの正負符号の推定処理を示すフローチャートである。

（用語の定義）
まず、動きベクトルに関して、ＭＰＥＧ－２／Ｈ.２６２方式のように動きベクトルそのものを伝送する場合や、ＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式のように予測ベクトルと差分ベクトルの和として伝送する場合などがある。そこで、本発明に係る映像符号化装置１及び映像復号装置２にて用いる動きベクトルに関して、一般化して述べるために、式（１）を満たすものとして説明する。

動きベクトル ＝ 予測ベクトル ＋ 差分ベクトル（１）

式（１）の「予測ベクトル」は、そのベクトルそのものを伝送せずに、所定の番号等を伝送し、その番号等から予め定められた規則によりベクトルを算出するデータを意味する。また、式（１）の「差分ベクトル」は、ベクトルそのものを伝送するデータを意味する。

本発明は式（１）の予測ベクトルには直接関連せず、差分ベクトルの正負符号に直接関連するものであるため、図１及び図２を参照して後述する本発明による一実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２では、差分ベクトルの正負符号の伝送に関する主要な構成要素のみを図示して説明する。

尚、ＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式の場合、式（１）の予測ベクトルはＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式の予測ベクトル（ＰＭＶ）、式（１）の差分ベクトルはＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式の差分ベクトル（ＭＶＤ）にそのまま対応し、本発明に係る映像符号化装置１及び映像復号装置２を適用可能である。

また、予測ベクトルを用いない映像符号化方式の場合、式（１）の予測ベクトルを０、式（１）の差分ベクトルを当該方式の動きベクトルとして扱うことができ、一般性を失わずに、本発明に係る映像符号化装置１及び映像復号装置２を適用可能である。

また、近年では、動きベクトルを算出するために、予測ベクトル、差分ベクトルに加え、予測ベクトルの算出に関する第三のベクトルを加算する映像符号化方式についても検討されているが、この場合でも、式（１）の予測ベクトルを、当該方式の予測ベクトル＋当該方式の第三のベクトルとし、式（１）の差分ベクトルを当該方式の差分ベクトルとして扱うことができ、一般性を失わずに、本発明に係る映像符号化装置１及び映像復号装置２を適用可能である。

以下、図１及び図２を参照して、本発明による一実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２について説明する。

（映像符号化装置）
図１は、本発明による一実施形態の映像符号化装置１の概略構成を示すブロック図である。映像符号化装置１は、画像符号化部１０、差分ベクトル符号推定部１３、正誤フラグ生成部１４、コンテキスト適応型可逆圧縮部１５、正負二値化部１６、切替部１７、設定制御部１８、及びストリーム生成部１９を備える。画像符号化部１０は、動き補償予測部１１及び差分ベクトル生成部１２を含む。

画像符号化部１０は、符号化対象の映像におけるフレーム画像を入力してブロック分割し、ブロック単位でイントラ予測及びインター予測を行う機能部である。本発明は、インター予測に係る動き補償予測に基づく差分ベクトルの正負符号の圧縮／復号に関する。そこで、図１では、簡潔に、画像符号化部１０は、着目ブロックについて動き補償予測に基づく差分ベクトルを生成する機能を有するとして、動き補償予測部１１及び差分ベクトル生成部１２のみ図示し、予測ベクトルの伝送処理や局部復号処理を含むその他の処理の図示及びその説明は省略している。

尚、動き補償予測部１１は、入力画像の着目ブロックと局部復号済の参照ブロックとを用いた動き検出に基づいて動き補償予測を行い、予測画像のブロックを生成し差分ベクトル生成部１２に出力する。

また、差分ベクトル生成部１２は、当該動き検出によって生成される動きベクトルについて、式（１）に示したように、予測画像のブロックの位置を示す動きベクトルについてインデックス等の所定の番号で近似される予測ベクトルに対しベクトル加算する差分ベクトルを生成する。

ここで、画像符号化部１０は、差分ベクトル生成部１２によって生成した差分ベクトルについて、その差分ベクトルの絶対値と差分ベクトルの正負符号とに分けて出力する。

差分ベクトル符号推定部１３は、画像符号化部１０から、当該着目ブロックに関する着目ブロック情報（着目ブロックの位置、サイズ、及びフレーム画像のサイズを含む）、予測ベクトル、及び差分ベクトルの絶対値を入力し、予め定めた規則（即ち、後述する「差分ベクトルの正負符号の推定処理」）に基づいて、当該差分ベクトルの正負符号を推定し、その推定した正負符号を示す差分ベクトル推定符号を正誤フラグ生成部１４に出力する。

正誤フラグ生成部１４は、差分ベクトル符号推定部１３から得られる差分ベクトル推定符号と、画像符号化部１０から得られる差分ベクトルの正負符号とを比較して、両者が等しい場合は「真」、異なる場合は「偽」を示す正誤フラグを生成し、コンテキスト適応型可逆圧縮部１５に出力する。

コンテキスト適応型可逆圧縮部１５は、画像符号化部１０から当該着目ブロック情報を入力し、且つ正誤フラグ生成部１４から正誤フラグを入力し、当該着目ブロック情報に基づいてコンテキストモデルを指定し、当該正誤フラグに対してコンテキスト適応型の可逆圧縮符号化処理を施すことにより、可逆圧縮した正誤フラグを生成し切替部１７に出力する。尚、コンテキスト適応型の可逆圧縮符号化処理は、例えばＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式に準じる映像符号化方式とする場合ではＣＡＢＡＣ（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding）を、ＡＶＣ/Ｈ.２６４方式に準じる映像符号化方式とする場合ではＣＡＢＡＣ又はＣＡＶＬＣ（Context-based Adaptive Variable Length Coding）を利用できる。即ち、コンテキスト適応型可逆圧縮部１５は、コンテキストモデルに従い、当該着目ブロックの位置における周囲の状況（コンテキスト）に応じて適応的に２値化する符号化を行う。

ただし、本実施形態における映像符号化装置１では、正誤フラグの可逆圧縮に係るコンテキストモデルとして、図９を参照して詳細は後述するが、着目ブロック周辺におけるどのブロックをコンテキストとして参照するかについての好適例がある。

正負二値化部１６は、従来技法と同様に、正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする二値化処理を行って切替部１７に出力する。

切替部１７は、設定制御部１８の制御により、当該着目ブロックの差分ベクトルの正負符号の伝送について、コンテキスト適応型可逆圧縮部１５によって可逆圧縮した正誤フラグにより伝送するか、正負二値化部１６によって単純に二値化した正負符号により伝送するかを切り替えて、ストリーム生成部１９に出力する機能部である。

設定制御部１８は、フレーム画像における当該着目ブロックの位置に応じて、本発明に係る「差分ベクトルの正負符号の推定処理」に係るコンテキストモデルを指定する領域と、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域を予め定めた設定情報を有し、当該設定情報に基づいて切替部１７における切り替えを制御する。本例では、設定制御部１８が当該設定情報をストリーム生成部１９に出力する例を説明するが、当該設定情報について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はない。

尚、図１において、設定制御部１８は、切替部１７における切り替えを制御しコンテキスト適応型可逆圧縮部１５と正負二値化部１６の出力の切り替えを行う構成例を示しているが、差分ベクトル符号推定部１３、正誤フラグ生成部１４及びコンテキスト適応型可逆圧縮部１５の動作と、正負二値化部１６の動作の切り替えを行うよう構成してもよい。

ストリーム生成部１９は、画像符号化部１０から得られる当該着目ブロックに対応する差分ベクトルの絶対値に対し、切替部１７から得られる当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号を対応付けて伝送するためのストリームを生成し外部に出力する。本例では、設定制御部１８から得られる当該設定情報が、着目ブロック情報（着目ブロックの位置、サイズ、及びフレーム画像のサイズを含む）とともに、当該ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込まれる。尚、ストリーム中には予測ベクトル等の復号に必要な情報も含まれる。差分ベクトルの正負符号以外の伝送に関しては従来技法に基づく任意の方法が利用できるため、その説明は省略する。

このように、映像符号化装置１は、着目ブロックについて動き補償予測に基づく差分ベクトルを生成し、その差分ベクトルの正負符号について、着目ブロック情報、差分ベクトルの絶対値、及び差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則（即ち、後述する「差分ベクトルの正負符号の推定処理」）に従って当該差分ベクトルの正負符号を推定する。そして、映像符号化装置１は、当該差分ベクトルについて推定した正負符号（差分ベクトル推定符号）が差分ベクトル生成時に得られる差分ベクトルの正負符号と等しければ真とし、異なっていれば偽とする正誤フラグを生成し、コンテキスト適応型の可逆圧縮処理を行って伝送する。

これにより、発生確率に偏りが生じるフレーム画像内の着目ブロックの場合に、その差分ベクトルの正負符号（＋，－）について正誤フラグで表現し、その圧縮（可逆圧縮）が可能となり、より映像符号化に係る圧縮効率を向上させることが可能となる。

（映像復号装置）
図２は、本発明による一実施形態の映像復号装置２の概略構成を示すブロック図である。映像復号装置２は、ストリーム読込部２０、画像復号部２１、設定制御部２４、切替部２５、コンテキスト適応型可逆復号部２６、差分ベクトル符号推定部２７、差分ベクトル符号決定部２８、及び正負決定部２９を備える。画像復号部２１は、差分ベクトル復元部２２及び動き補償予測部２３を含む。

ストリーム読込部２０は、映像符号化装置１から伝送されたストリームを読み込み、着目ブロックにおける差分ベクトルの絶対値に関する信号については画像復号部２１及び差分ベクトル符号推定部２７に出力し、当該差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送されている、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号については切替部２５に出力する。

画像復号部２１は、ブロック単位でイントラ予測及びインター予測を行って復号を行う機能部である。本発明は、インター予測に係る動き補償予測に基づく差分ベクトルの正負符号の圧縮／復号に関する。そこで、図２では、簡潔に、画像復号部２１は、着目ブロックについて復元した差分ベクトル、予測ベクトル、及び復号済の参照ブロックを用いて動き補償予測を行い、伝送された画像を復元する機能を有するとして、差分ベクトル復元部２２及び動き補償予測部２３のみ図示し、予測ベクトルの復号処理を含むその他の処理の図示及びその説明は省略している。

尚、差分ベクトル復元部２２は、ストリーム読込部２０から入力される差分ベクトルの絶対値と、当該差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送されていた、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号とを用いて、差分ベクトルを復元する。

また、動き補償予測部２３は、差分ベクトル復元部２２によって復元した差分ベクトル、伝送される予測ベクトル、及び復号済の参照ブロックを用いて動き補償予測を行い、当該着目ブロックの画像を復元する。

設定制御部２４は、フレーム画像における当該着目ブロックの位置に応じて、本発明に係る「差分ベクトルの正負符号の推定処理」に係るコンテキストモデルを指定する領域と、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域を予め定めた設定情報に基づいて切替部２５における切り替えを制御する。本例では、当該設定情報が当該ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込まれている。そこで、設定制御部２４は、当該設定情報を抽出し、その抽出した設定情報に基づいて、切替部２５における切り替えを制御する。尚、当該設定情報について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はなく、当該設定情報をヘッダに埋め込む必要もない。

切替部２５は、設定制御部２４の制御により、可逆圧縮した正誤フラグと単純に二値化した差分ベクトルの正負符号を切り替えて、それぞれコンテキスト適応型可逆復号部２６及び正負決定部２９に出力する機能部である。

本例では、図２において、設定制御部２４は、切替部２５における切り替えを制御し、それぞれ後述するコンテキスト適応型可逆復号部１６と正負決定部２９への入力の切り替えを行う構成例を示しているが、それぞれ後述するコンテキスト適応型可逆復号部２６、差分ベクトル符号推定部２７、及び差分ベクトル符号決定部２８の動作と、正負決定部２９の動作の切り替えを行うよう構成してもよい。

コンテキスト適応型可逆復号部２６は、ストリーム読込部２０から、当該着目ブロック情報、及び切替部２５を介して映像符号化装置１側で可逆圧縮された正誤フラグを入力し、当該着目ブロック情報に基づいてコンテキストモデルを指定し、当該正誤フラグに対してコンテキスト適応型の可逆復号処理を施すことにより、復号した正誤フラグを生成し差分ベクトル符号決定部２８に出力する。尚、コンテキスト適応型の可逆復号処理は、例えば、ＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式に準じる映像符号化方式とする場合ではＣＡＢＡＣを利用でき、一方、ＡＶＣ/Ｈ.２６４方式に準じる映像符号化方式とする場合ではＣＡＢＡＣ又はＣＡＶＬＣを利用できる。即ち、コンテキスト適応型可逆復号部２６は、コンテキストモデルに従い、当該着目ブロックの位置における周囲の状況（コンテキスト）に応じて適応的に２値化する復号を行う。また、当該着目ブロック情報（着目ブロックの位置、サイズ、及びフレーム画像のサイズを含む）は、当該ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込まれている。

ただし、本実施形態における映像復号装置２では、正誤フラグの可逆圧縮に係るコンテキストモデルとして、図９を参照して詳細は後述するが、着目ブロック周辺におけるどのブロックをコンテキストとして参照するかについての好適例がある。

差分ベクトル符号推定部２７は、映像符号化装置１側の差分ベクトル符号推定部１３と同様の処理を行う。差分ベクトル符号推定部２７は、ストリーム読込部２０から当該着目ブロック情報及び差分ベクトルの絶対値を入力し、画像復号部２１から予測ベクトルを入力し、当該予め定めた規則（即ち、後述する「差分ベクトルの正負符号の推定処理」）に基づいて、当該差分ベクトルの正負符号を推定し、その推定した正負符号を示す差分ベクトル推定符号を差分ベクトル符号決定部２８に出力する。

差分ベクトル符号決定部２８は、コンテキスト適応型可逆復号部２６から得られる正誤フラグが「真」を示すときは、差分ベクトル符号推定部２７から得られる差分ベクトル推定符号をそのまま差分ベクトルの正負符号として決定して画像復号部２１に出力し、当該正誤フラグが「偽」を示すときは、差分ベクトル推定符号を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定して画像復号部２１に出力する。

正負決定部２９は、切替部２５を介して得られる単純に二値化された差分ベクトルの正負符号の０／１のビット表現に対応して、従来技法と同様に、当該差分ベクトルの正負符号の＋／－を決定し、画像復号部２１に出力する。

これにより、画像復号部２１における差分ベクトル復元部２２は、ストリーム読込部２０から入力される差分ベクトルの絶対値と、当該差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送されていた、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号とを用いて、差分ベクトルを復元する。

このように、映像復号装置２は、ストリームから読み込んだ着目ブロックに関する差分ベクトルの正負符号について、当該予め定めた規則（即ち、後述する「差分ベクトルの正負符号の推定処理」）に基づいて当該差分ベクトルの正負符号を推定し、ストリームから読み込んだコンテキスト適応型の可逆圧縮が施された正誤フラグを可逆復号する。そして、映像復号装置２は、当該正誤フラグが真を示すときは、当該推定した正負符号（差分ベクトル推定符号）を差分ベクトルの正負符号とし、偽を示すときは、当該推定した正負符号（差分ベクトル推定符号）を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定する。

これにより、発生確率に偏りが生じるフレーム画像内の着目ブロックの場合に、その差分ベクトルの正負符号（＋，－）について圧縮（可逆圧縮）された正誤フラグの復号（可逆復号）が可能となり、映像符号化に係る圧縮効率をより向上させることが可能となる。

（実施例１：差分ベクトルの正負符号の推定処理）
図３は、本発明による一実施形態の映像符号化装置１（差分ベクトル符号推定部１３）、及び映像復号装置２（差分ベクトル符号推定部２７）における実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理を示すフローチャートである。

まず、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、着目ブロックについて、差分ベクトルの絶対値を入力（読み込み）（ステップＳ１１）、差分ベクトルの絶対値＝０であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

差分ベクトルの絶対値のビットストリームからの読み込み方法については、従来技法と同様の方法を用いればよい。例えば、ビットストリームからゴロム符号化された差分ベクトルの絶対値を読み込むことや、ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式のように差分ベクトルの絶対値が０より大きいことを示すフラグ、１より大きいことを示すフラグ、ゴロム符号化された差分ベクトルの絶対値などの組合せで読み込んでもよい。

差分ベクトルの絶対値＝０であるとき（ステップＳ１２：Ｙ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトルの正負符号なしとして推定処理を終了する（ステップＳ１３）。読み込んだ差分ベクトルの絶対値が０の場合は正負符号を決める必要がないため、これ以降の処理は行わずに、差分ベクトル＝０となり、差分ベクトルの正負符号なしとして推定処理を終了する。

一方、差分ベクトルの絶対値≠０であるとき（ステップＳ１２：Ｎ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、まず、当該着目ブロックに関する正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出する（ステップＳ１４）。
候補ベクトルＶ_Ａ＝予測ベクトル＋差分ベクトルの絶対値
候補ベクトルＶ_Ｂ＝予測ベクトル－差分ベクトルの絶対値

尚、予測ベクトルはＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式等の従来技法通りの方法で求めることができる。予測ベクトルは、差分ベクトルの絶対値や正誤フラグより先に求めてもよい。

続いて、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、着目ブロックＢＫｎを候補ベクトルＶ_Ａ、候補ベクトルＶ_Ｂにそれぞれ移動したブロックＢＫ_Ａ、ブロックＢＫ_Ｂを算出する（ステップＳ１５）。

続いて、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、ブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面内であるかを判定する（ステップＳ１６）。

ブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面内であるとき（ステップＳ１６：Ｙ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトルの正負符号をデフォルト値として推定し、差分ベクトル推定符号＝デフォルト値として決定する（ステップＳ１７）。本例では“正”をデフォルト値として説明するが、“負”をデフォルト値としてもよい。

尚、ステップＳ１７に係る差分ベクトル推定符号のデフォルト値は、本例では設定情報として、ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込まれる。ただし、当該デフォルト値について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はなく、当該設定情報をヘッダに埋め込む必要もない。

ブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面内でないとき（ステップＳ１６：Ｎ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、続いてブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面外であるかを判定する（ステップＳ１８）。

ブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面外であるとき（ステップＳ１８：Ｙ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、「ブロックＢＫ_Ａとその最近接の画面端との距離」と、「ブロックＢＫ_Ｂとその最近接の画面端との距離」とを比較する（ステップＳ１９）。

ブロックＢＫ_Ａとその最近接の画面端との距離が、ブロックＢＫ_Ｂとその最近接の画面端との距離より大きいとき（ステップＳ１９：Ｙ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝負として決定する（ステップＳ２１）。

また、ブロックＢＫ_Ａとその最近接の画面端との距離が、ブロックＢＫ_Ｂとその最近接の画面端との距離より小さいとき（ステップＳ１９：Ｎ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正として決定する（ステップＳ２０）。

例えば図４（ａ）に示すように、差分ベクトルの正符号が右方向、差分ベクトルの負符号が左方向を示すとして、候補ベクトルＶ_Ａに対応するブロックＢＫ_Ａと候補ベクトルＶ_Ｂに対応するブロックＢＫ_Ｂが双方とも画面外にある例を説明する。ブロックＢＫ_Ａとその最近接の画面端との距離Ｄ_Ａが、候補ベクトルＶ_Ｂに対応するブロックＢＫ_Ｂとその最近接の画面端との距離Ｄ_Ｂより小さいときには、差分ベクトル推定符号＝正として決定することで、ブロックＢＫ_Ａの方がブロックＢＫ_Ｂよりも予測確度が高いとして判断する。

また、ブロックＢＫ_Ａとその最近接の画面端との距離が、ブロックＢＫ_Ｂとその最近接の画面端との距離と等しいとき、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方（図３に示すステップＳ１９では差分ベクトル推定符号＝正）として決定する。

尚、ステップＳ１９に係る比較で、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方として決定するにあたり、第２のデフォルト値として（或いは共通に用いるデフォルト値として）示す設定情報を、ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込んで伝送する形態とすることもできる。ただし、当該第２のデフォルト値について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はなく、当該設定情報をヘッダに埋め込む必要もない。

一方、ブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面内でも画面外でもないとき（ステップＳ１８：Ｎ）、即ち、ブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂのうち少なくとも一方が部分的に画面外であるとき、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、ブロックＢＫ_Ａ, ＢＫ_Ｂの画面外の領域の面積を算出する（ステップＳ２２）。
面積Ｓ_Ａ＝ブロックＢＫ_Ａの画面外にはみ出す面積
面積Ｓ_Ｂ＝ブロックＢＫ_Ｂの画面外にはみ出す面積

続いて、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、面積Ｓ_Ａと面積Ｓ_Ｂとを比較する（ステップＳ２３）。

面積Ｓ_Ａが、面積Ｓ_Ｂより大きいとき（ステップＳ２３：Ｙ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝負として決定する（ステップＳ２５）。

面積Ｓ_Ａが、面積Ｓ_Ｂより小さいとき（ステップＳ２３：Ｎ）、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正として決定する（ステップＳ２４）。

例えば図４（ｂ）に示すように、差分ベクトルの正符号が右方向、差分ベクトルの負符号が左方向を示すとして、候補ベクトルＶ_Ａに対応するブロックＢＫ_Ａと候補ベクトルＶ_Ｂに対応するブロックＢＫ_Ｂとの双方の一部が画面外にある例を説明する。面積Ｓ_Ｂが、面積Ｓ_Ａより大きいときには、差分ベクトル推定符号＝正として決定することで、ブロックＢＫ_Ａの方がブロックＢＫ_Ｂよりも予測確度が高いとして判断する。

面積Ｓ_Ａが、面積Ｓ_Ｂと等しいとき、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方（図３に示すステップＳ２３では差分ベクトル推定符号＝正）として決定する。

尚、ステップＳ２３に係る比較で、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方として決定するにあたり、第３のデフォルト値として（或いは共通に用いるデフォルト値として）示す設定情報を、ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込んで伝送する形態とすることもできる。ただし、当該第３のデフォルト値について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はなく、当該設定情報をヘッダに埋め込む必要もない。

ステップＳ１７，Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２４，Ｓ２５を経て決定した差分ベクトル推定符号は、図１に示す映像符号化装置１側では正誤フラグ１４へ、図２に示す映像復号装置２側では差分ベクトル符号決定部２８へ出力される（ステップＳ２６）。

このようにして、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、当該着目ブロック情報、差分ベクトルの絶対値、及び予測ベクトルを用いて、正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出し、候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂのそれぞれに対応するブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂの位置と画面端との位置関係に応じて場合分けした予め定めた規則に基づいて差分ベクトルの正負符号を推定し、差分ベクトル推定符号を決定する。

そして、映像符号化装置１側では、正誤フラグ生成部１４は、差分ベクトル符号推定部１３から得られる差分ベクトル推定符号と、画像符号化部１０から得られる差分ベクトルの正負符号とを比較して、両者が等しい場合は「真」、異なる場合は「偽」を示す正誤フラグを生成する。

また、映像復号装置２側では、差分ベクトル符号決定部２８は、正誤フラグが「真」を示すときは当該差分ベクトル推定符号をそのまま差分ベクトルの正負符号として決定し、「偽」を示すときは、当該差分ベクトル推定符号を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定する。

（本発明の原理）
ここで、実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理に係る原理を説明する。図５（ａ）,（ｂ）,（ｃ）は、本発明による一実施形態の映像復号装置２における実施例１の差分ベクトルの正負符号の推定処理に係る着目ブロックＢＫｎと候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂ、及び候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂにそれぞれ対応するブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂに関する説明図である。

図５を参照して本発明の原理説明を簡単にするために、予測ベクトル＝０とし、更に差分ベクトルのうち水平成分の符号のみに着目し、映像復号装置２により差分ベクトルの正負符号を求める復号動作と、本発明の効果を説明する。図５に示す説明では、差分ベクトルの正符号が右方向、差分ベクトルの負符号が左方向を示すとする。

図５（ａ）に示すように、着目ブロックＢＫｎが画面内における画面端に存在するとする。この着目ブロックＢＫｎに対して、所定長さを有する差分ベクトルの絶対値を入力（読み込み）したとする。

図５（ｂ）に示すように、まず、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、当該着目ブロックＢＫｎに関する正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出する（図３：ステップＳ１４）。

図５（ｃ）に示すように、次に、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、着目ブロックＢＫｎを候補ベクトルＶ_Ａ、候補ベクトルＶ_Ｂにそれぞれ移動したブロックＢＫ_Ａ、ブロックＢＫ_Ｂを算出する（図３：ステップＳ１５）。

図５（ｃ）に示す例では、ブロックＢＫ_Ａは画面内、ブロックＢＫ_Ｂは画面外に位置しているため、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、ブロックＢＫ_Ａ, ＢＫ_Ｂの画面外の領域の面積Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂを算出する（図３：ステップＳ２２）。

そして、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、面積Ｓ_Ａと、面積Ｓ_Ｂとを比較する（図３：ステップＳ２３）。図５（ｃ）に示す例では、ブロックＢＫ_Ｂの画面外にはみ出す面積Ｓ_Ｂ（＝ブロックＢＫ_Ｂの面積）が、ブロックＢＫ_Ａの画面外にはみ出す面積Ｓ_Ａ（＝０）より大きいため、この着目ブロックＢＫｎの差分ベクトル推定符号は“正”となる（図３：ステップＳ２４）。

映像符号化装置１側では、差分ベクトル符号推定部１３による推定処理で得られた当該差分ベクトル推定符号が、実際の当該差分ベクトルの正負符号と等しければ真とし、異なっていれば偽とする正誤フラグを生成し、コンテキスト適応型の可逆圧縮処理を行って伝送する。例えば映像符号化装置１は、真を示す正誤フラグを映像復号装置２に伝送する。

映像復号装置２側では、当該正誤フラグが真を示すときは、当該差分ベクトル推定符号を差分ベクトルの正負符号とし、偽を示すときは、当該推定した正負符号を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定する。例えば映像符号化装置１が真を示す正誤フラグを映像復号装置２に伝送していた場合、映像復号装置２は、当該差分ベクトル推定符号を差分ベクトルの正負符号とする。このため、図５を参照した本例では、映像復号装置２は、最終的にこの着目ブロックＢＫｎの差分ベクトルの正負符号は正と決定する。

このように、本発明に係る映像符号化装置１及び映像復号装置２では、差分ベクトルの正負符号を正誤フラグで表現しており、以下に示す２つの理由により、コンテキスト適応型の可逆圧縮により圧縮が可能である。

第１の理由として、一般に、候補ベクトルが示すブロックが画面外にはみ出すとき、その画面外にはみ出す面積が大きいと動き補償予測の効果が低下する。このため、多くの動きベクトルは画面外を指さない場合が多い。そこで、本発明に係る「差分ベクトルの正負符号の推定処理」では、着目ブロックＢＫｎの差分ベクトルの正負符号が“正”と仮定した場合（候補ベクトルＶ_Ａ，ブロックＢＫ_Ａ）と、“負”と仮定した場合（候補ベクトルＶ_Ｂ，ブロックＢＫ_Ｂ）とを比較し、各ブロックＢＫ_Ａ, ＢＫ_Ｂの画面外にはみ出す面積が少ない方の符号を推定符号とする。このため、推定符号の正誤を表す正誤フラグは「真」となる確率が高くなり、圧縮（可逆圧縮）が可能となる。

第２の理由として、上記の第１の理由における「多くの動きベクトルは画面外を指さない場合が多い」とする仮定が成り立たないシーンの場合も、圧縮（可逆圧縮）が可能であり、その例を図６に示す。

図６はカメラをパンした映像の例であり、被写体に対し着目フレームＦ_Ｎが前フレームＦ_Ｎ－１に対し相対的に画像が全体的に左方シフトした様子を示している。着目フレームＦ_Ｎにて例えば図示するように画面端に位置する着目ブロックＢＫｎに対し、この着目ブロックＢＫｎの動き補償予測の参照先として適切なブロックは、前フレームＦ_Ｎ－１におけるブロックＢＫ_Ａである。即ち、着目ブロックＢＫｎの動きベクトルは画面外を指し示している。説明を簡単にするために、予測ベクトルを全て０とすると、差分ベクトルの正負符号は正となる。

本発明に係る「差分ベクトルの正負符号の推定処理」では、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出し（図３：ステップＳ１４）、着目ブロックＢＫｎを候補ベクトルＶ_Ａ、候補ベクトルＶ_Ｂにそれぞれ移動したブロックＢＫ_Ａ、ブロックＢＫ_Ｂを算出する（図３：ステップＳ１５）。

このとき、ブロックＢＫ_Ａは画面外にはみ出す領域を持つのに対し、ブロックＢＫ_Ｂは画面内に留まるため、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、ブロックＢＫ_Ａ, ＢＫ_Ｂの画面外の領域の面積Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂを算出する（図３：ステップＳ２２）。

続いて、差分ベクトル符号推定部１３，２７は、面積Ｓ_Ａと、面積Ｓ_Ｂとを比較する（図３：ステップＳ２３）。図６に示す例では、ブロックＢＫ_Ｂの画面外にはみ出す面積Ｓ_Ｂが、ブロックＢＫ_Ａの画面外にはみ出す面積Ｓ_Ａより小さいため、この着目ブロックＢＫｎの差分ベクトル推定符号は“負” （候補ベクトルＶ_Ｂ，ブロックＢＫ_Ｂ）となる（図３：ステップＳ２５）。

従って、映像符号化装置１側では、差分ベクトル符号推定部１３による推定処理で得られた当該差分ベクトル推定符号が、実際の当該差分ベクトルの正負符号と異なっているため、「偽」とする正誤フラグを生成しコンテキスト適応型の可逆圧縮処理を行って伝送する。

そして、映像復号装置２側では、当該正誤フラグが「偽」を示すため、同様に推定した“負”を示す当該差分ベクトル推定符号を反転し、最終的にこの着目ブロックＢＫｎの差分ベクトルの正負符号は“正” （候補ベクトルＶ_Ａ，ブロックＢＫ_Ａ）と決定する。

このように、着目フレームＦ_Ｎにおける着目ブロックＢＫｎに対し、差分ベクトルの正負符号として、最終的には正確な “正”（候補ベクトルＶ_Ａ，ブロックＢＫ_Ａ）を決定しつつ、差分ベクトル推定符号としては各ブロックＢＫ_Ａ, ＢＫ_Ｂの画面外にはみ出す面積が少ない方の符号である“負” （候補ベクトルＶ_Ｂ，ブロックＢＫ_Ｂ）を推定符号とし、正誤フラグは「偽」としている。

同様に、着目フレームＦ_Ｎにて画面端に位置する着目ブロックＢＫｎの上方に位置するブロックＢＫｎ（１），ＢＫｎ（２），ＢＫｎ（３），ＢＫｎ（４）を着目ブロックとするときも、それぞれの動きベクトルは画面外を指し、いずれも正誤フラグは「偽」となる。

そして、映像符号化装置１及び映像復号装置２では着目ブロックＢＫｎに関する差分ベクトルの正負符号に係る正誤フラグに対しコンテキスト適用型の可逆圧縮／復号処理を施す。コンテキスト適用型の可逆圧縮／復号処理では、着目ブロックＢＫｎの周辺（例えば、直上、右上、左上のブロックなど予め定めたコンテキストモデルに従う）の値（即ち、正誤フラグの値）に応じて適応的にビット値を決定することで可逆圧縮符号化／復号を行う。図６に示す例では、周辺に「偽」となる正誤フラグのブロックが多数並んでいるため、正誤フラグは「偽」の方が圧縮の効果が高まり、圧縮（可逆圧縮）が可能となる。特に、映像復号装置２側では、コンテキスト適用型の可逆復号処理により当該着目ブロックＢＫｎについて正誤フラグが「偽」である旨を復元でき、最終的には正確な “正”（候補ベクトルＶ_Ａ，ブロックＢＫ_Ａ）を決定することができる。

従って、本発明に係る映像符号化装置１及び映像復号装置２によれば、正誤フラグが「真」となる確率が高まることにより正誤フラグの可逆圧縮が可能になるか、或いは、多数の「偽」が出現する場合では周辺に「偽」となるブロックが集まる傾向があるためコンテキスト適応型の可逆圧縮により正誤フラグの圧縮が可能となる。

特に、図３に示す実施例１における差分ベクトルの正負符号の推定処理では、着目ブロックＢＫｎを動きベクトルで動き補償した位置が画面外にはみ出る際のはみ出し具合の比較（実施例１では、はみ出る面積Ｓ_Ａ, Ｓ_Ｂの比較）を利用していることに相当するため、画面端の周辺に位置するブロックに限定して適用すると圧縮効果の観点で有効である。

（フレーム画像内で正誤フラグを使用する領域）
本実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２の一実施例として、映像符号化装置１における設定制御部１８、及び映像復号装置２における設定制御部２４は、フレーム画像における当該着目ブロックの位置に応じて、正誤フラグを使用する領域と、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域を、予め定めた設定情報に基づいて制御することができる。

そして、上述したように、本実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２では、当該設定情報に基づいて当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号を切り替えることができる。

以下、より具体的に、一実施例として、映像符号化装置１における設定制御部１８、及び映像復号装置２における設定制御部２４は、当該設定情報に従い、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８のいずれかに収まっているか否かに基づいて、差分ベクトルの正負符号の表現について正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号を切り替える動作を説明する。

図７は、本発明による一実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２に係る正誤フラグを利用する領域と、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域を持つフレーム画像の説明図である。

図７に示すように、フレーム画像を構成するフレームＦ_Ｎは、画面中央の領域ＡＲ０と、画面端の所定範囲内の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域に分離できる。領域ＡＲ０は、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域である。画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域は、正誤フラグのコンテキスト適用型の可逆圧縮／復号処理を行う領域である。また、画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域ごとに、異なるコンテキストモデルが設定される。

これらの領域は、フレームＦ_Ｎのサイズや符号化処理を行う基本単位（マクロブロックやＣＴＵなどと呼ばれるブロック）のサイズに応じて可変とするか、又は固定とする幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の指定で特定でき、映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくか、設定情報を伝送する形態では、その設定情報によって指定する構成とすることもできる。また、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はそれぞれ異なる値としてもよいし、同一値としてもよい。尚、幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、「真」又は「偽」を示す正誤フラグが集まりやすい領域として、符号化処理を行う基本単位（マクロブロックやＣＴＵなどと呼ばれるブロック）のサイズに対し１～３倍の幅とするのが好適である。

差分ベクトルは２次元ベクトルのため、水平成分と垂直成分の２つのベクトルで表現される。そこで、映像符号化装置１における設定制御部１８、及び映像復号装置２における設定制御部２４は、当該設定情報の一実施例として、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８のいずれかに収まっているか否かに基づいて、差分ベクトルの成分ごとに、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号を切り替えることができる。

例えば、映像符号化装置１における設定制御部１８は、着目ブロックＢＫｎが画面の左右辺近傍の領域ＡＲ３，ＡＲ４にある場合、差分ベクトルの水平成分のみ正誤フラグを使用しコンテキスト適応型の可逆圧縮処理を行い、垂直方向の正負符号は従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とするように制御する。

また、映像符号化装置１における設定制御部１８は、映像符号化装置１における設定制御部１８は、着目ブロックＢＫｎが画面の上下辺近傍の領域ＡＲ１，ＡＲ２にある場合、差分ベクトルの垂直成分のみ正誤フラグを使用しコンテキスト適応型の可逆圧縮処理を行い、水平方向の正負符号は従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とするように制御する。

また、映像符号化装置１における設定制御部１８は、着目ブロックＢＫｎが画面の四隅の領域ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８にある場合、水平成分、及び垂直成分ともに正誤フラグを使用しコンテキスト適応型の可逆圧縮処理を行うように制御する。

映像復号装置２における設定制御部２４においても同様に、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８のいずれかの領域に収まっているか否かに基づいて、差分ベクトルの成分ごとに、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号を切り替えることができる。

例えば、図８を参照して、映像復号装置２における設定制御部２４により、一実施例の差分ベクトルの正負符号の決定処理を説明する。図８は、本発明による一実施形態の映像復号装置２における一実施例の差分ベクトルの正負符号の決定処理を示すフローチャートである。

まず、設定制御部２４は、着目ブロックＢＫｎが、画面左右端の所定範囲内（即ち、図７に示す画面の左右辺近傍の領域ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８内）に収まっているかを判定する（ステップＳ３１）。

そして、着目ブロックＢＫｎが画面左右端の所定範囲内（領域ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８内）に収まっていないとき（ステップＳ３１：Ｎ）、従来技法と同様に当該単純に二値化した正負符号とするように差分ベクトルの水平成分の正負符号を決定する（ステップＳ３２）。

一方、着目ブロックＢＫｎが画面左右端の所定範囲内（領域ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８内）に収まっているとき（ステップＳ３１：Ｙ）、本発明に係る「差分ベクトルの正負符号の推定処理」により差分ベクトルの水平成分の正負符号を推定し、正誤フラグを用いて、差分ベクトルの水平成分の正負符号を決定する（ステップＳ３３）。

続いて、設定制御部２４は、着目ブロックＢＫｎが、画面上下端の所定範囲内（即ち、図７に示す画面の左右辺近傍の領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８内）に収まっているかを判定する（ステップＳ３４）。

そして、着目ブロックＢＫｎが画面左右端の所定範囲内（領域ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８内）に収まっていないとき（ステップＳ３４：Ｎ）、従来技法と同様に当該単純に二値化した正負符号とするように差分ベクトルの水平成分の正負符号を決定する（ステップＳ３５）。

一方、着目ブロックＢＫｎが画面左右端の所定範囲内（領域ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６，ＡＲ７，ＡＲ８内）に収まっているとき（ステップＳ３４：Ｙ）、本発明に係る「差分ベクトルの正負符号の推定処理」により差分ベクトルの水平成分の正負符号を推定し、正誤フラグを用いて、差分ベクトルの水平成分の正負符号を決定する（ステップＳ３６）。

従って、差分ベクトルの水平成分と垂直成分のいずれか片方のみに正誤フラグを使用するブロックの場合はビットストリームから正誤フラグを１つ読み込み、水平成分と垂直成分の両方に正誤フラグを使用するブロック場合は正誤フラグを２つ読み込むことになる。

尚、図８に示す例では、差分ベクトルの水平成分の正負符号を決定した後、差分ベクトルの垂直成分の正負符号を決定するように制御する例を説明したが、垂直成分の正負符号の決定後、水平成分の正負符号を決定するように制御する構成とすることもできる。

このように、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８のうちいずれかに収まっているかに基づいて、差分ベクトルの水平成分と垂直成分のそれぞれで、正誤フラグを使用する成分を切り替える構成とすることができる。差分ベクトルの水平成分と垂直成分のそれぞれで、正誤フラグを使用する成分を映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくか、又は当該設定情報に含めるようにして、当該ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込み、映像符号化装置１から映像復号装置２へ伝送する構成とすることができる。

尚、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域内にあるときに、着目ブロックＢＫｎの位置に応じて、差分ベクトルの水平又は垂直成分の決定順序を指定するように当該設定情報に定めておくこともできる。これは、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号の切り替えに関係して、着目ブロックＢＫｎの位置に応じて正誤フラグが使用されている成分を一意に判別でき、逐次いずれが用いられているかを判別するような余分な処理を省くことができ、処理動作が速くなる利点がある。

例えば、映像符号化装置１における設定制御部１８、及び映像復号装置２における設定制御部２４は、差分ベクトルの正負符号の推定処理として、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域内に収まっているときに、画面の上下辺より左右辺に近い場合は、まず差分ベクトルの水平成分の正負符号を決定した後に、垂直成分の正負符号を決定するように制御する。

また、映像符号化装置１における設定制御部１８、及び映像復号装置２における設定制御部２４は、差分ベクトルの正負符号の推定処理として、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域内に収まっているときに、着目ブロックＢＫｎが画面の左右辺より上下辺に近い場合は、まず差分ベクトルの垂直成分の正負符号を決定した後に、水平成分の正負符号を決定するように制御する。

また、映像符号化装置１における設定制御部１８、及び映像復号装置２における設定制御部２４は、差分ベクトルの正負符号の推定処理として、着目ブロックＢＫｎが画面端の領域ＡＲ１～ＡＲ８の領域内に収まっているときに、着目ブロックが、画面の左右辺及び上下辺から等距離にある場合は、予め定めた順序（例えば、先に水平成分の符号を先に求めた後に、垂直成分の符号を求める）で差分ベクトルの水平成分及び垂直成分の正負符号を決定するように制御する。

また、さらなる変形として、画面端の所定範囲のかわりに、着目ブロックＢＫｎが画面上下左右辺に隣接するか否かに基づいて、差分ベクトルの成分ごとに、当該可逆圧縮後の正誤フラグ又は当該単純に二値化した正負符号を切り替えることができる。
特に、着目ブロックＢＫｎが画面上辺のみに接している場合はＡＲ１、画面下辺のみに接している場合はＡＲ２、画面左辺のみに接している場合はＡＲ３、画面右辺のみに接している場合はＡＲ４、画面上辺および左辺の両方に接している場合はＡＲ５、画面上辺および右辺の両方に接している場合はＡＲ６、画面下辺および左辺の両方に接している場合はＡＲ７、画面下辺および右辺の両方に接している場合はＡＲ８、それ以外の場合はＡＲ０の領域内に収まっているブロックとして制御すると好適である。

（コンテキストとして参照するブロック）
上述したように、本実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２では、フレーム画像における当該着目ブロックの位置に応じて、正誤フラグを使用する領域と、従来技法と同様に正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする領域を、予め定めた設定情報に基づいて制御することができる。そして、正誤フラグの伝送には、コンテキスト適応型の可逆圧縮／復号処理を適用する。

即ち、上述したように、本実施形態の映像符号化装置１におけるコンテキスト適応型可逆圧縮部１５、及び映像復号装置２におけるコンテキスト適応型可逆復号部２６は、着目ブロック情報に基づいてコンテキストモデルを指定し、当該正誤フラグに対してコンテキスト適応型の可逆圧縮符号化／復号処理を施す。

コンテキスト適応型の可逆圧縮符号化／復号処理は、例えばＭＰＥＧ－Ｈ ＨＥＶＣ／Ｈ.２６５方式に準じる映像符号化方式とする場合ではＣＡＢＡＣを、ＡＶＣ/Ｈ.２６４方式に準じる映像符号化方式とする場合ではＣＡＢＡＣ又はＣＡＶＬＣを利用できる。

ただし、本実施形態に係る正誤フラグの可逆圧縮／復号に係るコンテキストモデルは、着目ブロック周辺におけるどのブロックをコンテキストとして参照するかについて好適例がある。

即ち、本実施形態に係るコンテキストモデルにおいて、着目ブロックＢＫｎの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックの位置を予め定めておくようにする。これにより、より圧縮効率の向上が期待できる。

より具体的には、着目ブロックＢＫｎの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして、着目ブロックＢＫｎが画面上下辺よりも画面左右辺に近い場合、当該着目ブロックＢＫｎの直上のブロックを参照する。例えば、図９（ａ）に示すように、着目ブロックＢＫｎが画面下辺（距離ｄ２）よりも画面左辺（距離ｄ１）に近い場合（ｄ１＜ｄ２）、当該着目ブロックＢＫｎの直上のブロックＲＢＫを参照する。

また、着目ブロックＢＫｎの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして、着目ブロックＢＫｎが画面左右辺よりも画面上下辺に近い場合、当該着目ブロックＢＫｎの直左のブロックを参照する。例えば、図９（ｂ）に示すように、着目ブロックＢＫｎが画面左辺（距離ｄ１）よりも画面下辺（距離ｄ２）に近い場合（ｄ１＞ｄ２）、当該着目ブロックＢＫｎの直左のブロックＲＢＫを参照する。

また、着目ブロックＢＫｎの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして、着目ブロックＢＫｎが画面左右辺及び画面上下辺から等距離にある場合、当該着目ブロックＢＫｎの直左、直左上、直上、及び直右上のうち予め定めた１以上のブロックを参照する。例えば、図９（ｃ）に示すように、着目ブロックＢＫｎが画面左辺（距離ｄ１）と画面下辺（距離ｄ２）から等距離にある場合（ｄ１＝ｄ２）、当該着目ブロックＢＫｎの直左のブロックＲＢＫ１、直左上のブロックＲＢＫ２、直上のブロックＲＢＫ３、及び直右上のブロックＲＢＫ４のうち予め定めた１以上のブロックを参照する。

このように当該可逆圧縮／復号処理に係るコンテキストとして１つ又は複数のブロックを参照し、参照した各ブロックの値（即ち、正誤フラグの値）に応じて、ＣＡＢＡＣ又はＣＡＶＬＣの方式に準じて適応的に可逆圧縮／復号を行うことができる。

（実施例２：差分ベクトルの正負符号の推定処理）
図３に示す実施例１の「差分ベクトルの正負符号の推定処理」では、差分ベクトル符号推定部１３，２７が、着目ブロックＢＫｎに関する正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出し、これらに対応するブロックＢＫ_Ａ、ブロックＢＫ_Ｂを算出して、その位置関係や画面外にはみ出す面積Ｓ_Ａ，Ｓ_Ｂを基に差分ベクトル推定符号を決定する例を説明した。

この変形例として、ブロックの座標のみを用いて差分ベクトルの正負符号の推定処理を行い、これにより、その処理をより高速かつ処理負担を軽減することもできる。以下、図１０を参照して、処理負担を軽減し、より高速化することができる。図１０は、本発明による一実施形態の映像符号化装置１及び映像復号装置２における実施例２の差分ベクトルの正負符号の推定処理を示すフローチャートである。

ここでは、差分ベクトルの水平成分の正負符号の推定処理について説明する。

まず、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、実施例１と同様に、着目ブロックについて、差分ベクトルの絶対値を入力（読み込み）（ステップＳ１１）、差分ベクトルの絶対値＝０であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

差分ベクトルの絶対値＝０であるとき（ステップＳ１２：Ｙ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、実施例１と同様に、差分ベクトルの正負符号なしとして推定処理を終了する（ステップＳ１３）。

一方、差分ベクトルの絶対値≠０であるとき（ステップＳ１２：Ｎ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、実施例１と同様に、当該着目ブロックに関する正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出する（ステップＳ１４）。
候補ベクトルＶ_Ａ＝予測ベクトル＋差分ベクトルの絶対値
候補ベクトルＶ_Ｂ＝予測ベクトル－差分ベクトルの絶対値

続いて、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、実施例１における正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂにそれぞれ対応するブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂを算出する代わりに、着目ブロックＢＫｎの左上画素の座標ｘ、着目ブロックＢＫｎの幅ｗ、フレーム画像の幅（画面幅）Ｗを設定する（ステップＳ１５’）。

続いて、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、『ｘ＋Ｖ_Ａ≧０、且つｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ≦Ｗ、且つｘ＋Ｖ_Ｂ≧０、且つｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ≦Ｗ』を満たすかを判定する（ステップＳ１６’）。この処理は、実施例１におけるブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面内であるかの判定（図３：ステップＳ１６）に対応する代替処理である。

『ｘ＋Ｖ_Ａ≧０、且つｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ≦Ｗ、且つｘ＋Ｖ_Ｂ≧０、且つｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ≦Ｗ』を満たすとき（ステップＳ１６’：Ｙ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトルの正負符号をデフォルト値として推定し、差分ベクトル推定符号＝デフォルト値として決定する（ステップＳ１７）。本例では“正”をデフォルト値として説明するが、“負”をデフォルト値としてもよい。

『ｘ＋Ｖ_Ａ≧０、且つｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ≦Ｗ、且つｘ＋Ｖ_Ｂ≧０、且つｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ≦Ｗ』を満たさないとき（ステップＳ１６’：Ｎ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、続いて『“ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ≦０、又はｘ＋Ｖ_Ａ≧Ｗ”、且つ“ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ≦０、又はｘ＋Ｖ_Ｂ≧Ｗ”』を満たすかを判定する（ステップＳ１８’）。この処理は、実施例１におけるブロックＢＫ_Ａ，ＢＫ_Ｂが双方とも完全に画面外であるかの判定（図３：ステップＳ１８）に対応する代替処理である。

『“ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ≦０、又はｘ＋Ｖ_Ａ≧Ｗ”、且つ“ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ≦０、又はｘ＋Ｖ_Ｂ≧Ｗ”』を満たすとき（ステップＳ１８’：Ｙ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ａ－Ｗ））」と、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ｂ－Ｗ）」とを比較する（ステップＳ１９’）。ａｂｓ（）は絶対値を算出する関数であり、ｍｉｎ（）は最小値を算出する関数である。この処理は、実施例１における「ブロックＢＫ_Ａとその最近接の画面端との距離」、及び、「ブロックＢＫ_Ｂとその最近接の画面端との距離」の比較（図３：ステップＳ１９）に対応する代替処理である。

「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ａ－Ｗ））」が、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ｂ－Ｗ）」より大きいとき（ステップＳ１９’：Ｙ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝負として決定する（ステップＳ２１）。

また、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ａ－Ｗ））」が、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ｂ－Ｗ）」より小さいとき（ステップＳ１９’：Ｎ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正として決定する（ステップＳ２０）。

また、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ａ－Ｗ））」が、「ｍｉｎ（ａｂｓ（ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）, ａｂｓ（ｘ＋Ｖ_Ｂ－Ｗ）」と等しいとき、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方（図１０に示す例では差分ベクトル推定符号＝正）として決定する。

尚、ステップＳ１９’に係る比較で、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方として決定するにあたり、第２のデフォルト値として（或いは共通に用いるデフォルト値として）示す設定情報を、ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込んで伝送する形態とすることができる。ただし、当該第２のデフォルト値について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はなく、当該設定情報をヘッダに埋め込む必要もない。

一方、ステップＳ１６’，１７’の双方を満たさないとき、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ａ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）－Ｗ）」と、「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ｂ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）－Ｗ）」とを比較する（ステップＳ２３’）。ｍａｘ（）は最大値を算出する関数である。この処理は、実施例１における面積Ｓ_Ａと面積Ｓ_Ｂとの比較（図３：ステップＳ２３）に対応する代替処理である。

「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ａ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）－Ｗ）」が、「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ｂ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）－Ｗ）」より大きいとき（ステップＳ２３’：Ｙ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝負として決定する（ステップＳ２５）。

「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ａ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）－Ｗ）」が、「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ｂ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）－Ｗ）」より小さいとき（ステップＳ２３’：Ｎ）、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正として決定する（ステップＳ２４）。

「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ａ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ａ）－Ｗ）」が、「ｍａｘ（ａｂｓ（ｍｉｎ（０, ｘ＋Ｖ_Ｂ））, ｍａｘ（Ｗ, ｘ＋ｗ＋Ｖ_Ｂ）－Ｗ）」と等しいとき、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方（図１０に示す例では差分ベクトル推定符号＝正）として決定する。

尚、ステップＳ２３’に係る比較で、差分ベクトル推定符号＝正又は負の予め指定された方として決定するにあたり、第３のデフォルト値として（或いは共通に用いるデフォルト値として）示す設定情報を、ストリーム中のヘッダ（スライス又はタイルのヘッダ、ピクチャのヘッダ、及びシーケンスのヘッダのいずれか１つ以上を含む）に埋め込んで伝送する形態とすることができる。ただし、当該第３のデフォルト値について映像符号化装置１及び映像復号装置２間で予め定めておくときは映像符号化装置１から映像復号装置２へと伝送する必要はなく、当該設定情報をヘッダに埋め込む必要もない。

ステップＳ１７，Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２４，Ｓ２５を経て決定した差分ベクトル推定符号は、図１に示す映像符号化装置１側では正誤フラグ１４へ、図２に示す映像復号装置２側では差分ベクトル符号決定部２８へ出力される（ステップＳ２６）。

このようにして、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７は、差分ベクトルの絶対値と予測ベクトルとを用いて、正側及び負側の候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂを算出し、着目ブロックＢＫｎの座標及び大きさ、候補ベクトルＶ_Ａ，Ｖ_Ｂ、及び画面幅の位置関係に応じて場合分けした予め定めた規則に基づいて差分ベクトルの正負符号を推定し、差分ベクトル推定符号を決定する。そして、実施例１と比較して、実施例２では、面積を求める代わりに座標計算で済むため、当該規則を簡素化できる。尚、図１０において、関数ａｂｓ（）、ｍｉｎ（）及びｍａｘ（）を用いる代わりにif文で分類する構成としてもよい。

そして、映像符号化装置１側では、正誤フラグ生成部１４は、差分ベクトル符号推定部１３から得られる差分ベクトル推定符号と、画像符号化部１０から得られる差分ベクトルの正負符号とを比較して、両者が等しい場合は「真」、異なる場合は「偽」を示す正誤フラグを生成する。

また、映像復号装置２側では、差分ベクトル符号決定部２８は、正誤フラグが「真」を示すときは当該差分ベクトル推定符号をそのまま差分ベクトルの正負符号として決定し、「偽」を示すときは、当該差分ベクトル推定符号を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定する。

従って、実施例２に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７をそれぞれ備える映像符号化装置１及び映像復号装置２は、実施例１に係る差分ベクトル符号推定部１３，２７をそれぞれ備える映像符号化装置１及び映像復号装置２と同様の作用・効果を得ることができる。

（実施例３：差分ベクトルの正負符号の推定処理）
実施例２の更なる変形例として、図１１に示すように、図１０のステップＳ１６’，Ｓ１８’，Ｓ１９’をスキップし、ステップＳ１５’の直後にステップＳ２３’を実行して処理を簡略化しても、多くの場合、差分ベクトルの正負符号に関する可逆圧縮／復号として同様の効果を得ることができる。

以上の各実施形態における映像符号化装置１、又は映像復号装置２は、コンピューターにより構成することができ、映像符号化装置１、又は映像復号装置２の各処理部を機能させるためのプログラムを好適に用いることができる。具体的には、映像符号化装置１、又は映像復号装置２の各処理部を制御するための制御部をコンピューター内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）で構成でき、且つ、各処理部を動作させるのに必要となるプログラムを適宜記憶する記憶部を少なくとも１つのメモリで構成させることができる。即ち、そのようなコンピューターに、ＣＰＵによって該プログラムを実行させることにより、映像符号化装置１、又は映像復号装置２の各処理部の有する機能を実現させることができる。更に、映像符号化装置１、又は映像復号装置２の各処理部の有する機能を実現させるためのプログラムを、前述の記憶部（メモリ）の所定の領域に格納させることができる。そのような記憶部は、装置内部のＲＡＭ又はＲＯＭなどで構成させることができ、或いは又、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）で構成させることもできる。また、そのようなプログラムは、コンピューターで利用されるＯＳ上のソフトウェア（ＲＯＭ又は外部記憶装置に格納される）の一部で構成させることができる。更に、そのようなコンピューターに、映像符号化装置１、又は映像復号装置２の各処理部として機能させるためのプログラムは、コンピューター読取り可能な記録媒体に記録することができる。また、映像符号化装置１、又は映像復号装置２の各処理部をハードウェア又はソフトウェアの一部として構成させ、各々を組み合わせて実現させることもできる。

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した実施形態の例では、差分ベクトル符号推定処理に関する規則について、特定の順序・計算方法を例示して説明したが、順序の入れ替えやより簡易な演算式（if文等）、或いはより高精度の演算式（座標・面積の組み合わせ等）など種々の変形例が想定される。

また、上述した実施形態の例では、画面中央（図７：領域ＡＲ０）については従来技法の正負符号の＋／－を１／０のビット表現とする二値化処理を行い、切り替えを行う例を説明したが、画面中央（図７：領域ＡＲ０）についても本発明に係る正誤フラグを用いた圧縮伝送としてもよい。即ち、画面中央（図７：領域ＡＲ０）について正誤フラグを用いた圧縮伝送としても発生確率に偏りが生じにくいことが多いと想定されることから圧縮効率の向上が望めない可能性があるが、換言すると著しい悪化もしない。その代わり、差分ベクトルの正負符号の伝送に関して統一した処理となる点で処理の簡単化（実装容量の低減）等の利点が生じる。従って、本発明に係る映像符号化装置及び映像復号装置は、上述した実施形態の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ制限される。

本発明によれば、動き補償予測を用いた映像符号化方式における差分ベクトルの正負符号（＋，－）に関して可逆圧縮が可能となり圧縮効率が向上するようになるので、映像符号化装置及び映像復号装置の用途に有用である。

１ 映像符号化装置
１０ 画像符号化部
１１ 動き補償予測部
１２ 差分ベクトル生成部
１３ 差分ベクトル符号推定部
１４ 正誤フラグ生成部
１５ コンテキスト適応型可逆圧縮部
１６ 正負二値化部
１７ 切替部
１８ 設定制御部
１９ ストリーム生成部
２０ ストリーム読込部
２１ 画像復号部
２２ 差分ベクトル復元部
２３ 動き補償予測部
２４ 設定制御部
２５ 切替部
２６ コンテキスト適応型可逆復号部
２７ 差分ベクトル符号推定部
２８ 差分ベクトル符号決定部
２９ 正負決定部

Claims (7)

1. 動き補償予測を用いた映像符号化方式における映像符号化装置であって、
   フレーム内の所定のブロックについて動き補償予測に基づく差分ベクトルを生成する差分ベクトル生成手段と、
   前記所定のブロックの位置及びサイズ、並びに前記フレームのサイズを含む前記所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則に従って前記差分ベクトルの正負符号を推定することにより、前記差分ベクトルの推定符号を決定する差分ベクトル符号推定手段と、
   前記差分ベクトル生成手段から得られる前記差分ベクトルの正負符号と、前記差分ベクトル符号推定手段から得られる前記差分ベクトルの推定符号とを比較して、両者が等しい場合は真、異なる場合は偽を示す正誤フラグを生成する正誤フラグ生成手段と、
   前記正誤フラグ生成手段によって生成した前記正誤フラグに対し、前記所定のブロックの位置に応じたコンテキストに適応させた可逆圧縮処理を施すコンテキスト適応型の可逆圧縮手段と、
   当該可逆圧縮処理を施した前記正誤フラグを前記差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送するためのストリームを生成するストリーム生成手段と、
   を備え、
   前記差分ベクトル符号推定手段は、前記所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記予測ベクトルを用いて正側及び負側の候補ベクトルを算出し、各候補ベクトルのそれぞれに対応するブロックの位置と前記フレームの画面端との位置関係に応じて、或いは前記所定のブロックの座標及び大きさ、前記正側及び負側の候補ベクトル、並びに前記フレームの画面幅の位置関係に応じて、場合分けした予め定めた規則に基づいて前記差分ベクトルの正負符号を推定することを特徴とする映像符号化装置。
2. 動き補償予測を用いた映像符号化方式における映像符号化装置であって、
   フレーム内の所定のブロックについて動き補償予測に基づく差分ベクトルを生成する差分ベクトル生成手段と、
   前記所定のブロックの位置及びサイズ、並びに前記フレームのサイズを含む前記所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則に従って前記差分ベクトルの正負符号を推定することにより、前記差分ベクトルの推定符号を決定する差分ベクトル符号推定手段と、
   前記差分ベクトル生成手段から得られる前記差分ベクトルの正負符号と、前記差分ベクトル符号推定手段から得られる前記差分ベクトルの推定符号とを比較して、両者が等しい場合は真、異なる場合は偽を示す正誤フラグを生成する正誤フラグ生成手段と、
   前記正誤フラグ生成手段によって生成した前記正誤フラグに対し、前記所定のブロックの位置に応じたコンテキストに適応させた可逆圧縮処理を施すコンテキスト適応型の可逆圧縮手段と、
   当該可逆圧縮処理を施した前記正誤フラグを前記差分ベクトルの絶対値に対応付けて伝送するためのストリームを生成するストリーム生成手段と、
   前記フレームにおける画面中央の領域と画面端の所定範囲内の領域とに分け、少なくとも前記画面端の所定範囲内の領域に前記所定のブロックが収まっている際に、前記正誤フラグ生成手段を作動させるよう制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする映像符号化装置。
3. 前記制御手段は、複数分割された前記画面端の所定範囲内の領域のうちいずれの領域に前記所定のブロックが収まっているかに基づいて、前記差分ベクトルの水平成分と垂直成分のそれぞれで前記正誤フラグを使用する成分を切り替えるように制御する手段を有することを特徴とする、請求項２に記載の映像符号化装置。
4. 前記制御手段は、
   前記所定のブロックが前記フレームの画面の上下辺より左右辺に近い場合は、前記差分ベクトル符号推定手段に対し前記差分ベクトルの水平成分の正負符号を先に決定させ、
   前記所定のブロックが前記フレームの画面の左右辺より上下辺に近い場合は、前記差分ベクトル符号推定手段に対し前記差分ベクトルの垂直成分の正負符号を先に決定させ、
   前記所定のブロックが前記フレームの画面の左右辺及び上下辺から等距離にある場合は、前記差分ベクトル符号推定手段に対し予め定めた順序で差分ベクトルの水平成分及び垂直成分の正負符号を決定させるように制御する手段を有することを特徴とする、請求項３に記載の映像符号化装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の映像符号化装置によって伝送されるストリームを入力して読み込み、復号対象のフレーム内の所定のブロックについて前記差分ベクトルの絶対値及び前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグを抽出するストリーム読込手段と、
   該所定のブロックに関するブロック情報、前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトルに係る予測ベクトルを基にした予め定めた規則に従って前記差分ベクトルの正負符号を推定することにより、前記差分ベクトルの推定符号を決定する差分ベクトル符号推定手段と、
   前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグに対し、当該所定のブロックの位置に応じたコンテキストに適応させた可逆復号処理を施すことにより復号した正誤フラグを生成するコンテキスト適応型の可逆復号手段と、
   当該復号した前記正誤フラグが真を示すときは、該差分ベクトルの推定符号を当該所定のブロックの差分ベクトルの正負符号とし、偽を示すときは、該差分ベクトルの推定符号を反転した符号を差分ベクトルの正負符号として決定する差分ベクトル符号決定手段と、
   当該所定のブロックの画像を復元するために、当該抽出した前記差分ベクトルの絶対値、及び前記差分ベクトル符号決定手段によって決定した差分ベクトルの正負符号を用いて、前記復号対象のフレーム内の当該所定のブロックの差分ベクトルを復元する差分ベクトル復元手段と、
   を備え、
   前記コンテキスト適応型の可逆復号手段は、当該所定のブロックの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして予め定められた位置のブロックを参照して、前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグに対し前記可逆復号処理を施す際に、
   当該所定のブロックの画面内の位置に応じてコンテキストとして参照するブロックとして、
   当該所定のブロックが画面上下辺よりも画面左右辺に近い場合、当該所定のブロックの直上のブロックを参照し、
   当該所定のブロックが画面左右辺よりも画面上下辺に近い場合、当該所定のブロックの直左のブロックを参照し、
   当該所定のブロックが画面左右辺及び画面上下辺から等距離にある場合、当該所定のブロックの直左、直左上、直上、及び直右上のうち予め定めた１以上のブロックを参照して、前記可逆圧縮処理が施された正誤フラグに対し前記可逆復号処理を施すことを特徴とする映像復号装置。
6. コンピューターを、請求項１から４のいずれか一項に記載の映像符号化装置として機能させるためのプログラム。
7. コンピューターを、請求項５に記載の映像復号装置として機能させるためのプログラム。

Images