JPH1032820A - 動画像符号化方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、フレームおよびフィールド動きベ
クトルのそれぞれの類似ブロックの参照画像上の重なり
具合を判定し、両者のうち何れか一方または双方を参照
画像メモリから読み出して最適な動き補償予測モードを
判定することで、アクセス量を略半減させて符号化の処
理速度を向上させることができる動画像符号化方法およ
び装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 共通ブロック判定ユニット２３０により
共通ブロックの列数、行数がそれぞれ最大列数、最大行
数以下と判定された場合、予測画像生成ユニット２４０
により共通ブロックを参照画像記憶ユニット２から読み
出しフレームおよびフィールド予測画像を生成し、他の
場合、フレーム／フィールド判定ユニット２１０によっ
て判定された何れかの予測画像を生成するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル動画像を
符号化する動画像符号化方法および装置に係り、詳しく
は、デジタル動画像を構成する各画像を複数種類の予測
画像から最適な予測画像を選択して符号化する動画像符
号化方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字、図形、音声、映像などの異なる情
報をデジタルデータで表現し、これらのメディアを統合
して一元的に取り扱うマルチメディアが近年注目を浴び
ている。このマルチメディアをより効果的に実現するキ
ー・テクノロジーのひとつとして情報圧縮技術がある。
情報圧縮技術は、情報の冗長性に着目し、冗長な部分の
情報を削減することにより、情報量を少なくする技術で
あり、これにより、大量の情報を効率的に処理し、蓄積
し、伝送することが可能となる。

【０００３】各種のメディアの情報量には大きな差があ
り、とりわけ、動画像は膨大な情報量を有するため、大
幅な情報の圧縮が必要となる。情報の圧縮方法には各種
方式があり、これらの方式を組み合わせることにより、
大幅な圧縮を実現している。一般に、これらの圧縮機能
はＬＳＩ（Large scale integrated circuit）として提
供されている。

【０００４】マルチメディアに対応するオーディオ・ビ
デオ符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣのＭＰＥＧ（Mo
ving Picture Experts Group）１およびＭＰＥＧ２がそ
れぞれ国際標準として認められるようになった。これら
の符号化方式では、まず、動画像を構成する各画像（以
下、ピクチャともいう）が、例えば１６画素×１６ライ
ンの矩形ブロック（以下、マクロブロックという）に分
割される。次いで、これらのブロック毎に、参照画像の
サーチウィンドウから圧縮される現画像のマクロブロッ
クに類似した同サイズの類似ブロックが特定され、特定
されたブロックとの空間的な距離および方位を表す動き
ベクトルが検出されて動き補償が行なわれる。次いで、
現画像と動き補償が行われた予測画像との差分情報がＤ
ＣＴ変換（Discrete Cosine Transfom；離散コサイン変
換）、量子化および可変長符号化されて圧縮される。こ
のように、差分情報を圧縮すると、原画像そのものを圧
縮するよりもさらに効率良く圧縮することができる。

【０００５】図２８に示すように、動きベクトルの検出
では、まず、複数のマクロブロックに分割された現画像
１０の一つのマクロブロック１１に対し、参照画像２０
のサーチウィンドウ２１内の複数の同一サイズのブロッ
ク（以下、候補ブロックという）から最も類似した一つ
の類似ブロック２３が特定され、この類似ブロックとマ
クロブロック１１との水平走査方向の変位および垂直走
査方向の変位を表す動きベクトルＶが検出される。

【０００６】サーチウィンドウ２１は、通常、現画像１
０上のマクロブロック１１と同じ位置に相当する参照画
像上のブロック２２を基準として水平走査方向および垂
直走査方向に拡大した範囲で設定される。類似ブロック
２３の特定では、マクロブロック１１と各候補ブロック
と間のディストーションがそれぞれ算出され、算出され
た各候補ブロックのディストーションの中から最小値の
ディストーションを検出し、検出された最小値のディス
トーションに対応する候補ブロックが類似ブロック２３
として特定される。

【０００７】ここで、ディストーションとはマクロブロ
ック１１と候補ブロックとの類似性を表すものであり、
マクロブロック内および候補ブロック内の互いに位置的
に対応する画素データ（輝度情報、色差情報）の差分値
を求め、これらの差分値を絶対値演算または二乗演算に
よって正数に変換して総和した値である。ディストーシ
ョンが小さいほどマクロブロックと候補ブロックとの画
像情報の相関度が高いと評価している。

【０００８】具体的には、図２９に示すように、マクロ
ブロック１１がＮＹ画素×ＮＸラインの画素から構成さ
れ、サーチウィンドウがＭＹ画素×ＭＸライン列から構
成されているとすると、マクロブロック１１の候補ブロ
ックは、サーチウィンドウ２１内に（ＭＹ−ＮＹ＋１）
×（ＭＸ−ＮＸ＋１）個存在する。マクロブロック１１
の左上角の画素データをａ（０，０）で表すと、サーチ
ウィンドウ２１内でこの画素データａ（０，０）と位置
的に対応する各候補ブロック２４の画素の取り得る範囲
は図中の斜線領域で示される（以下、この斜線領域をサ
ーチエリアという）。

【０００９】また、図３０に示すように、マクロブロッ
ク１１内の画素データａ（ｘ，ｙ）と位置的に対応する
各候補ブロック２４内の画素データは、サーチウィンド
ウ２１内の画素データｂ（Ｘ＋ｘ，Ｙ＋ｙ）で表され
る。ここで、ＸおよびＹはサーチウィンドウ２１内の各
候補ブロック２４を特定する値であり、サーチウィンド
ウ２１内の画素データｂ（Ｘ，Ｙ）は候補ブロック５３
０の左上角の画素データであり、マクロブロック１１の
左上角の画素データａ（０，０）と位置的に対応する。

【００１０】マクロブロック１１と各候補ブロック２４
とのディストーションをＤ（Ｘ，Ｙ）とすると、Ｄ
（Ｘ，Ｙ）は以下の式により表される。

【００１１】

【数１】

【００１２】ここで、‖‖はディストーションを演算す
るノルムを示し、ｄ（ｘ，ｙ）は、 ｄ（ｘ，ｙ）＝ｂ（Ｘ＋ｘ，Ｙ＋ｙ）−ａ（ｘ，ｙ） で表され、互いに位置的に対応するマクロブロック１１
の画素データと各候補ブロック２４の画素データとの差
分値を表し、局所ディストーションと呼ばれている。ノ
ルム演算は、一般に、絶対値演算および二乗演算が用い
られるが、計算の複雑さと効率の点で絶対値演算が最も
頻繁に用いられる。

【００１３】なお、このように現画像と参照画像とをブ
ロック単位で比較する方法は、ブロック・マッチング法
と呼ばれており、さらにサーチウィンドウ内に含まれる
全ての候補ブロックとマクロブロックとを比較する場合
には、フル・サーチ・ブロック・マッチング法（全点探
索法）と呼ばれている。また、ＭＰＥＧでは、図３１に
示すように、Ｉピクチャ、ＰピクチャおよびＢピクチャ
の３種類のピクチャタイプ（予測符号化画像タイプ）が
規定されている。Ｉピクチャ（Intra-Picture ；フレー
ム内予測符号化画像）は、ピクチャ内の全てのマクロブ
ロックが他の画像を参照しないイントラ（Intra ；フレ
ーム内符号化）ブロックで構成され、他のピクチャタイ
プを圧縮および再生するために周期的に設けられてい
る。また、Ｉピクチャは画像のランダムアクセスやエラ
ー回復ポイントとしても利用されている。

【００１４】Ｐピクチャ（Predictive-Picture；前方向
予測符号化画像）は、時間的に前方向（過去）のＩピク
チャまたはＰピクチャを参照画像として符号化されるも
のである。Ｐピクチャの場合には、マクロブロック毎に
最適な予測モードが判定され、例えばイントラブロック
が含まれる場合がある。Ｂピクチャ（Bidirectionally
predictive-Picture；双方向予測符号化画像）は、時間
的に前方向（過去）および後方向（未来）のＩピクチャ
またはＰピクチャをそれぞれ参照画像として符号化され
るものである。Ｂピクチャの場合にも、マクロブロック
毎に最適な予測モードが判定され、例えばイントラブロ
ックが含まれる場合がある。ただし、Ｂピクチャは他の
参照画像としては利用されない。

【００１５】ＩピクチャおよびＰピクチャは時間的に原
画像と同じ順序で符号化されるが、ＢピクチャはＩピク
チャおよびＰピクチャが符号化された後に間に挿入され
る。例えば、図３１（ａ）では、周期Ｍ＝２であり、Ｉ
ピクチャーに対して、２枚目置きにＰピクチャーが生成
され、生成されたＰピクチャーまたはＩピクチャーおよ
びＰピクチャーから１枚のＢピクチャーが生成されてい
る。また、図３１（ｂ）では、周期Ｍ＝３であり、Ｉピ
クチャに対して、３枚目置きにＰピクチャが生成され、
生成されたＰピクチャーまたはＩピクチャーおよびＰピ
クチャーから２枚のＢピクチャーが生成されている。

【００１６】ＩピクチャおよびＢピクチャだけで予測符
号化画像を構成するよりも、Ｂピクチャを組合わせて予
測符号化画像を構成したほうが、より高い圧縮効率を得
ることができる。なお、ＰピクチャおよびＢピクチャに
おいてマクロブロック毎に判定される予測モードについ
ては後述する。さらに、ＭＰＥＧ１では順次走査方式の
画像のみを符号化の対象としていたのに対し、ＭＰＥＧ
２では通常のテレビジョン信号の符号化を行うことがで
きるよう、インタレース走査方式の画像の符号化方式も
規定されている。インタレース走査方式は、所定の走査
ライン毎に飛び越して垂直走査を行い、飛び越した走査
ラインの本数に対応した走査回数によって１枚の画面を
表すフレーム画像を構成するものである。

【００１７】図３２に示すように、テレビジョン信号の
場合、フレームを奇数走査ラインからなるフィールドと
偶数走査ラインからなるフィールド画像との２枚のフィ
ールドで構成し、一方のフィールドの走査と他方のフィ
ールドの走査とを交互に繰り返すようになっている。ま
た、フィールド画像の時間間隔はフレーム画像の時間間
隔の半分であり、垂直方向の解像度も半分のライン数に
なっている。

【００１８】通常、各フレーム中で早い時間にサンプリ
ングされた方を第１フィールドと呼び、遅い時間にサン
プリングされた方を第２フィールドと呼ぶ。また、各フ
ィールド中で第１ラインがある方のフィールドをトップ
フィールドと呼び、他方のフィールドをボトムフィール
ドと呼ぶ。図３２では、フレーム３０の奇数走査ライン
からなるフィールド３１が第１フィールドかつトップフ
ィールドとなっており、フレーム３０の偶数走査ライン
からなるフィールド３２が第２フィールドかつボトムフ
ィールドとなっている。

【００１９】ＭＰＥＧ２ではインタレース走査方式の画
像の符号化方式として、フレームを符号化の単位とする
フレーム構造とフィールドを符号化の単位とするフィー
ルド構造とが提供され、さらに、予測方式には、フレー
ム予測方式とフィールド予測方式とが提供されている。
ただし、フィールド構造の場合には、フレーム予測方式
は使えない。

【００２０】まず、フレーム構造における予測方式を説
明する。図３３に示すように、現画像フレーム４０が奇
数走査ラインからなる現画像トップフィールドおよび偶
数走査ラインからなる現画像ボトムフィールドから構成
され、参照画像フレーム５１が奇数走査ラインからなる
参照画像トップフィールド５２および偶数走査ラインか
らなる参照画像ボトムフィールド５３から構成されてい
るとする。現画像フレームブロック４１は現画像４０の
一つのマクロブロックであり、１６画素×１６ラインの
画素によって構成されている。現画像フレームブロック
４１のトップフィールドは１６画素×８ラインの現画像
トップフィールドブロック４２であり、現画像フレーム
ブロック４１のボトムフィールドは１６画素×８ライン
の現画像ボトムフィールドブロック４３である。

【００２１】フレーム構造におけるフレーム予測方式
は、現画像フレームブロック４１を参照画像フレーム５
１に基づいて得られた動きベクトルＶｆｒｍによって予
測するものである。一方、フレーム構造におけるフィー
ルド予測方式は、現画像トップフィールドブロック４２
を参照画像トップフィールド５２に基づいて得られた動
きベクトルＶ１１または参照画像ボトムフィールド５３
に基づいて得られた動きベクトルＶ１２によって予測す
るとともに、現画像第２フィールドブロック４３を参照
画像トップフィールド５２に基づいて得られた動きベク
トルＶ２１または参照画像ボトムフィールド５３に基づ
いて得られた動きベクトルＶ２２によって予測するもの
である。

【００２２】図３４に示すように、フレーム構造では、
まず、フレーム予測方式による１本の動きベクトルＶｆ
ｒｍとフィールド予測方式による４本の動きベクトルＶ
１１，Ｖ１２，Ｖ２１およびＶ２２とが検出される。次
いで、動きベクトルＶ１１およびＶ１２は、動きベクト
ル検出時に算出されたそれぞれの類似ブロックのディス
トーションが比較され、値の小さいディストーションに
対応する動きベクトルが現画像トップフィールドブロッ
ク４２の動きベクトルＶｆｌｄ１として選択される。ま
た、動きベクトルＶ２１およびＶ２２も、動きベクトル
検出時に算出されたそれぞれの類似ブロックのディスト
ーションが比較され、値の小さいディストーションに対
応する動きベクトルが現画像ボトムフィールドブロック
４３の動きベクトルＶｆｌｄ２として選択される。

【００２３】このように、フレーム構造における予測方
式では、１本のフレーム動きベクトルおよび２本のフィ
ールド動きベクトルが検出され、さらにこれらの動きベ
クトルに基づいて生成された予測画像から最適な予測画
像を選択して動き補償を行うことでさらに圧縮効率を高
めている。次に、フレーム構造の動画像における予測モ
ードについて説明する。ＭＰＥＧでは、ピクチャタイプ
の違いや走査方式の違いによって求める動きベクトルお
よび動きベクトルに基づいて生成される予測画像の種類
が異なる。

【００２４】Ｉピクチャの場合には、全てのマクロブロ
ックがイントラマクロブロックなので動き補償を行わな
いイントラ予測モードとなる。Ｐピクチャの場合には、
時間的に過去の参照画像から前方向予測を行うために、
１本のフレーム前方向動きベクトルＶｆｒｍＦおよび２
本のフィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ１，Ｖｆ
ｌｄＦ２が検出され、１本のフレーム前方向動きベクト
ルＶｆｒｍＦに基づいてフレーム前方向予測画像が生成
され、２本のフィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ
１，ＶｆｌｄＦ２に基づいてフィールド前方向予測画像
が生成され、２種類の動き補償予測モードが可能とな
る。

【００２５】Ｂピクチャの場合には、時間的に過去の参
照画像から前方向予測を行うために、それぞれ１本のフ
レーム前方向動きベクトルＶｆｒｍＦおよび２本のフィ
ールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ１，ＶｆｌｄＦ２
が検出され、フレーム前方向動きベクトルＶｆｒｍＦに
基づいてフレーム前方向予測画像が生成され、フィール
ド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ１，ＶｆｌｄＦ２に基
づいてフィールド前方向予測画像が生成される。

【００２６】また、時間的に未来の参照画像から後方向
予測を行うために、それぞれ１本のフレーム後方向動き
ベクトルＶｆｒｍＢおよび２本のフィールド後方向動き
ベクトルＶｆｌｄＢ１，ＶｆｌｄＢ２が検出され、フレ
ーム後方向動きベクトルＶｆｒｍＢに基づいてフレーム
後方向予測画像が生成され、フィールド後方向動きベク
トルＶｆｌｄＢ１，ＶｆｌｄＢ２に基づいてフィールド
後方向予測画像が生成される。

【００２７】さらに、フレーム前方向予測画像とフレー
ム後方向予測画像との互いに位置的に対応する画素間で
平均化したフレーム双方向予測画像と、フィールド前方
向予測画像とフィールド後方向予測画像との互いに位置
的に対応する画素間で平均化したフィールド双方向予測
画像とが生成され、合計６種類の動き補償予測モードが
可能となる。

【００２８】ＰピクチャおよびＢピクチャの各動き補償
予測モードの予測画像は、さらにイントラ予測モードの
予測画像とも比較され、最適な予測モードが選択され
る。図３５は従来の動画像符号化装置の一例を示すブロ
ック図である。同図において、現画像供給ユニット１
は、現画像を記憶した図外の画像メモリから画像信号を
符号化順のピクチャ単位に入力し、入力された画像信号
を１６画素×１６ラインのマクロブロック単位に分割し
て参照画像記憶ユニット２、動きベクトル検出ユニット
３、予測モード判定ユニット１００および差分画像生成
ユニット５に出力する。

【００２９】Ｉピクチャの場合には、イントラ予測モー
ドであるため、現画像供給ユニット１から出力され差分
画像生成ユニット５に入力された画像信号は、そのまま
予測誤差信号として出力され、直交変換／量子化ユニッ
ト６によって空間周波数領域に変換されるとともに目標
ビットレートや視覚特性に合せて量子化され、可変長符
号化ユニット７により低周波成分から順に１次元情報に
変換されるとともに可変長符号に符号化されビットスト
リームとして出力される。

【００３０】また、直交変換／量子化ユニット６により
量子化された画像信号は、逆量子化／逆直交変換ユニッ
ト８によって逆量子化および逆ＤＣＴ変換が行われ、局
部復号画像生成ユニット９によってそのまま局部復号画
像として出力されて参照画像記憶ユニット２に記憶され
る。この局部符号画像は次に符号化すべきピクチャの参
照画像となる。

【００３１】Ｐピクチャの場合には、まず、動きベクト
ル検出ユニット３に現画像供給ユニット１から出力され
た画像信号と参照画像記憶ユニット２に記憶された時間
的に前方向の参照画像の画像信号とが入力され、現画像
のマクロブロックを現画像フレームブロックとして１本
のフレーム前方向動きベクトルＶｆｒｍＦが検出される
とともに、マクロブロックのトップフィールドを現画像
トップフィールドブロック、マクロブロックのボトムフ
ィールドを現画像ボトムフィールドブロックとして２本
のフレーム前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ１，Ｖｆｌｄ
Ｆ２がそれぞれ検出される。

【００３２】次いで、予測モード判定ユニット１００に
よって、マクロブロック毎に、動きベクトル検出ユニッ
ト３により各動きベクトルに基づいて参照画像記憶ユニ
ット２に記憶された参照画像（局部復号画像）からそれ
ぞれ予測画像が生成され、これらの予測画像の中から最
適な予測モードが判定される。ここで、イントラ符号化
モードと判定されたときには、Ｉピクチャと同様の処理
によって符号化が行われる。一方、動き補償予測モード
と判定されたときには、差分画像生成ユニット５により
現画像供給ユニット１から出力された画像信号と判定さ
れた予測画像の画像信号との差分情報が予測誤差信号と
して出力され、動きベクトル等の付加情報とともに符号
化が行われる。また、逆量子化／逆直交変換ユニット８
により逆量子化／逆直交変換された信号と予測モード判
定ユニット１００によって生成された予測画像信号とが
局部復号画像生成ユニット９によって加算され、局部復
号画像として参照画像記憶ユニット２に記憶される。Ｐ
ピクチャの局部復号画像も次に符号化すべきピクチャの
参照画像となる。

【００３３】Ｂピクチャの場合には、動きベクトル検出
ユニット３に時間的に前方向および後方向の参照画像の
画像信号が入力され、それぞれ１本のフレーム動きベク
トルＶｆｒｍＦ，ＶｆｒｍＢおよび２本のフレーム動き
ベクトルＶｆｌｄＦ１，ＶｆｌｄＦ２，ＶｆｌｄＢ１，
ＶｆｌｄＢ２が検出される。次いで、予測モード判定ユ
ニット１００によって、動きベクトル検出ユニット３に
より検出された各動きベクトルに基づいてそれぞれ対応
する参照画像から前方向予測画像および後方向予測画像
が生成され、さらに双方向予測画像が生成される。そし
て、これらの予測画像から最適な予測モードが判定され
る。以後、Ｐピクチャと同様な処理により符号化が行わ
れる。ただし、Ｂピクチャは参照画像とはならないの
で、局部復号は行われない。

【００３４】これらの圧縮された情報は、動画像復号装
置によって符号化時と逆の処理が行われ、すなわち可変
長復号、逆量子化、逆ＤＣＴ直交変換および参照画像と
の加算が行なわれることにより伸長され、動画像として
再生される。図３６は予測モード判定ユニット１００の
構成を示すブロック図である。ここでは、Ｂピクチャの
予測モード判定を例にあげて各ユニットについて説明す
る。予測モード判定ユニット１００は、予測画像生成ユ
ニット１１０、画像誤差値算出ユニット１２０、最小誤
差値判定ユニット１３０およびイントラ判定ユニット１
４０によって構成されている。

【００３５】まず、予測画像生成ユニット１１０のフレ
ーム前方向予測画像生成ユニット１１１、フレーム後方
向予測画像生成ユニット１１３、フィールド前方向予測
画像生成ユニット１１４およびフィールド後方向予測画
像生成ユニット１１６にそれぞれ入力端子Ａを通して動
きベクトル検出ユニット３によって検出された動きベク
トルが入力されるとともに、入力端子Ｂを通して参照画
像の画像信号が入力され、それぞれフレーム前方向予測
画像、フレーム後方向予測画像、フィールド前方向予測
画像およびフィールド後方向予測画像が生成される。

【００３６】次いで、フレーム双方向予測画像生成ユニ
ット１１２によってフレーム前方向予測画像およびフレ
ーム後方向予測画像からフレーム双方向予測画像が生成
され、フィールド双方向予測画像生成ユニット１１５に
よってフィールド前方向予測画像およびフィールド後方
向予測画像からフィールド双方向予測画像が生成され
る。各予測画像生成ユニット１１１〜１１６によって生
成された予測画像はそれぞれの出力端子Ｃを通して出力
され、それぞれ画像誤差値算出ユニット１２０の画像誤
差値算出ユニット１２１〜１２６に入力される。

【００３７】次いで、画像誤差算出ユニット１２０のフ
レーム前方向画像誤差算出ユニット１２１、フレーム双
方向画像誤差算出ユニット１２２、フレーム後方向画像
誤差算出ユニット１２３、フィールド前方向画像誤差算
出ユニット１２４、フィールド双方向画像誤差算出ユニ
ット１２５およびフレーム後方向画像誤差算出ユニット
１２６には、それぞれ入力端子Ｄを通して現画像の画像
信号が入力されるとともに、入力端子Ｅを通して予測画
像が入力され、互いに位置的に対応する画素間の二乗予
測誤差値が算出される。各画像誤差値算出ユニット１２
１〜１２６によって算出されたそれぞれの誤差値は出力
端子Ｆを通して出力され、最小誤差値判定ユニット１３
０に入力される。

【００３８】次いで、最小誤差値判定ユニット１３０に
よって誤差値が最小となる予測モードが最適な動き補償
予測モードとして選択され、選択された予測モードの誤
差値がイントラ判定ユニット１４０に出力される。次い
で、イントラ判定ユニット１４０には、現画像供給ユニ
ット１から現画像の画像信号が入力されるとともに、最
小誤差値判定ユニット１３０によって選択された予測モ
ードの誤差値が入力され、それぞれの平均画素値からの
分散が比較される。その結果、現画像の分散が誤差値の
分散より小さい場合には、イントラ符号化を行ったほう
が符号化効率が高いと判定され、イントラ符号化モード
となる。一方、現画像の分散が誤差値の分散以上の場合
には、動き補償を行ったほうが符号化効率が高いと判定
され、最小誤差値判定ユニット１３０により判定された
予測モードの予測画像が差分画像生成ユニット５に出力
される。

【００３９】次に、フィールド構造における予測方式を
説明する。フィールド構造における予測方式には、１６
×１６フィールド予測方式と１６×８フィールド予測方
式とがある。図３７に示すように、マクロブロックが例
えば１６画素×１６ラインの画素によって構成された現
画像全体フィールドブロック６１からなり、現画像全体
フィールドブロック６１の上半分を構成する１６画素×
８ラインのブロックを現画像上半分フィールドブロック
６２と呼び、現画像全体フィールドブロック６１の下半
分を構成する１６画素×８ラインのブロックを現画像下
半分フィールドブロック６３と呼ぶとする。

【００４０】１６×１６フィールド予測方式は、現画像
全体フィールドブロック６１を第１フィールド参照画像
７０のサーチウィンドウ７１から得られた動きベクトル
Ｖｆｌｄ１または第２フィールド参照画像８０のサーチ
ウィンドウ８１から得られた動きベクトルＶｆｌｄ２に
よって予測するものである。１６×８フィールド予測方
式は、現画像上半分フィールドブロック６２を第１フィ
ールド参照画像７０のサーチウィンドウ７２から得られ
た動きベクトルＶｕｐ１または第２フィールド参照画像
８０のサーチウィンドウ８２から得られた動きベクトル
Ｖｕｐ２によって予測するとともに、現画像下半分フィ
ールドブロック６３を第１フィールド参照画像７０のサ
ーチウィンドウ７３から得られた動きベクトルＶｌｏｗ
１または第２フィールド参照画像８０のサーチウィンド
ウ８３から得られた動きベクトルＶｌｏｗ２によって予
測するものである。

【００４１】図３８に示すように、フィールド構造で
は、まず、１６×１６フィールド予測方式による２本の
動きベクトルＶｆｌｄ１およびＶｆｌｄ２と１６×８フ
ィールド予測方式による４本の動きベクトルＶｕｐ１，
Ｖｕｐ２，Ｖｌｏｗ１およびＶｌｏｗ２とが検出され
る。次いで、動きベクトルＶｕｐ１およびＶｕｐ２は、
動きベクトル検出時に算出されたそれぞれの類似ブロッ
クのディストーションが比較され、値の小さいディスト
ーションに対応する動きベクトルが現画像上半分フィー
ルドブロック６２の動きベクトルＶｕｐとして選択され
る。また、動きベクトルＶｌｏｗ１およびＶｌｏｗ２
も、動きベクトル検出時に算出されたそれぞれの類似ブ
ロックのディストーションが比較され、値の小さいディ
ストーションに対応する動きベクトルが現画像下半分フ
ィールドブロック６３の動きベクトルＶｌｏｗとして選
択される。

【００４２】このように、フィールド構造における予測
方式では、１本の１６×１６フィールド動きベクトルＶ
ｆｌｄおよび２本の１６×８フィールド動きベクトルＶ
ｕｐ，Ｖｌｏｗが検出され、さらにこれらの動きベクト
ルに基づいて生成された予測画像から最適な予測画像を
選択して動き補償を行うことでさらに圧縮効率を高めて
いる。

【００４３】次に、フィールド構造の動画像における予
測モードについて説明する。フィールド構造でも、ピク
チャタイプの違いや走査方式の違いによって求める動き
ベクトルおよび動きベクトルに基づいて生成される予測
画像の種類が異なる。Ｉピクチャの場合には、全てのマ
クロブロックがイントラマクロブロックなので、動き補
償を行わないイントラ予測モードとなる。

【００４４】Ｐピクチャの場合には、時間的に過去の参
照画像から前方向予測を行うために、１本の１６×１６
フィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦおよび２本の
１６×８フィールド前方向動きベクトルＶｕｐＦ，Ｖｌ
ｏｗＦが検出され、１本の１６×１６フィールド前方向
動きベクトルＶｆｌｄＦに基づいて１６×１６フィール
ド前方向予測画像が生成され、２本の１６×８フィール
ド前方向動きベクトルＶｕｐＦ，ＶｌｏｗＦに基づいて
１６×８フィールド前方向予測画像が生成され、２種類
の動き補償予測モードが可能となる。

【００４５】Ｂピクチャの場合には、時間的に過去の参
照画像から前方向予測を行うために、それぞれ１本の１
６×１６フィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦおよ
び２本の１６×８フィールド前方向動きベクトルＶｕｐ
Ｆ１，ＶｌｏｗＦ２が検出され、１６×１６フィールド
前方向動きベクトルＶｆｌｄＦに基づいて１６×１６フ
ィールド前方向予測画像が生成され、１６×８フィール
ド前方向動きベクトルＶｕｐＦ，ＶｌｏｗＦに基づいて
１６×８フィールド前方向予測画像が生成される。

【００４６】また、時間的に未来の参照画像から後方向
予測を行うために、それぞれ１本の１６×１６フレーム
後方向動きベクトルＶｆｌｄＢおよび２本の１６×８フ
ィールド後方向動きベクトルＶｕｐＢ，ＶｌｏｗＢが検
出され、フレーム後方向動きベクトルＶｆｌｄＢに基づ
いて１６×１６フィールド後方向予測画像が生成され、
１６×８フィールド後方向動きベクトルＶｕｐＢ，Ｖｌ
ｏｗＢに基づいて１６×８フィールド後方向予測画像が
生成される。

【００４７】さらに、１６×１６フィールド前方向予測
画像と１６×１６フィールド後方向予測画像との互いに
位置的に対応する画素間で平均化した１６×１６フィー
ルド双方向予測画像と、１６×８フィールド前方向予測
画像と１６×８フィールド後方向予測画像との互いに位
置的に対応する画素間で平均化した１６×８フィールド
双方向予測画像とが生成され、合計６種類の動き補償予
測モードが可能となる。

【００４８】ＰピクチャおよびＢピクチャの各動き補償
予測モードの予測画像は、さらにイントラ予測モードの
予測画像とも比較され、最適な予測モードが選択され
る。図３９は従来の動画像符号化装置の他の例を示すブ
ロック図である。この動画像符号化装置は、図３５に示
されたフレーム構造の動画像に対応する動きベクトル検
出ユニット３および予測判定モード１００をそれぞれフ
ィールド構造の動画像に対応する動きベクトル検出ユニ
ット６０３および予測モード判定ユニット６００に置き
換えたものである。なお、図３５に示された各ユニット
と同様なものには同一符号を付して説明する。

【００４９】この動画像圧縮装置においても、Ｉピクチ
ャ、ＰピクチャおよびＢピクチャの各ピクチャタイプの
違いに応じて同様の処理が行われる。すなわち、Ｉピク
チャの場合には、イントラ予測モードであるため、現画
像供給ユニット１から出力され差分画像生成ユニット５
に入力された画像信号は、そのまま予測誤差信号として
出力され、直交変換／量子化ユニット６により量子化さ
れ、可変長符号化ユニット７により可変長符号に符号化
されビットストリームとして出力される。

【００５０】また、直交変換／量子化ユニット６により
量子化された画像信号は、逆量子化／逆直交変換ユニッ
ト８および局部復号画像生成ユニット９によってそのま
ま局部復号画像として出力されて参照画像記憶ユニット
２に記憶される。Ｐピクチャの場合には、まず、動きベ
クトル検出ユニット６０３により現画像１６×１６フィ
ールドブロック６１の１６×１６フィールド前方向動き
ベクトルＶｆｌｄＦが検出されるとともに、現画像上半
分フィールドブロック６２および現画像下半分フィール
ドブロック６３の２本１６×８フィールド前方向動きベ
クトルＶｕｐＦ，ＶｌｏｗＦがそれぞれ検出される。次
いで、予測モード判定ユニット６００によって、マクロ
ブロック毎に、動きベクトル検出ユニット６０３により
各動きベクトルに基づいてそれぞれ予測画像が生成さ
れ、これらの予測画像の中から最適な予測モードが判定
される。

【００５１】Ｂピクチャの場合には、動きベクトル検出
ユニット６０３に時間的に前方向および後方向の１本の
１６×１６フィールド動きベクトルＶｆｌｄＦ，Ｖｆｌ
ｄＢ並びに２本の１６×８フィールド動きベクトルＶｕ
ｐＦ，ＶｌｏｗＦ，ＶｕｐＢ，ＶｌｏｗＢが検出され
る。次いで、予測モード判定ユニット６００によって、
動きベクトル検出ユニット６０３により検出された各動
きベクトルに基づいてそれぞれ対応する参照画像から前
方向予測画像および後方向予測画像が生成され、さらに
双方向予測画像が生成される。そして、これらの予測画
像から最適な予測モードが判定される。

【００５２】図４０は予測モード判定ユニット６００の
構成を示すブロック図である。ここでは、Ｂピクチャの
予測モード判定を例にあげて各ユニットについて説明す
る。予測モード判定ユニット６００は、予測画像生成ユ
ニット６１０、画像誤差値算出ユニット６２０、最小誤
差値判定ユニット６３０およびイントラ判定ユニット６
４０によって構成されている。

【００５３】まず、予測画像生成ユニット６１０の１６
×１６フィールド前方向予測画像生成ユニット６１１、
１６×１６フィールド後方向予測画像生成ユニット６１
３、１６×８フィールド前方向予測画像生成ユニット６
１４および１６×８フィールド後方向予測画像生成ユニ
ット６１６にそれぞれ入力端子Ａを通して動きベクトル
検出ユニット３によって検出された動きベクトルが入力
されるとともに、入力端子Ｂを通して参照画像の画像信
号が入力され、それぞれ１６×１６フィールド前方向予
測画像、１６×１６フィールド後方向予測画像、１６×
８フィールド前方向予測画像および１６×８フィールド
後方向予測画像が生成される。

【００５４】次いで、１６×１６フィールド双方向予測
画像生成ユニット６１２によって１６×１６フィールド
前方向予測画像および１６×１６フィールド後方向予測
画像から１６×１６フィールド双方向予測画像が生成さ
れ、１６×８フィールド双方向予測画像生成ユニット６
１５によって１６×８フィールド前方向予測画像および
１６×８フィールド後方向予測画像から１６×８フィー
ルド双方向予測画像が生成される。各予測画像生成ユニ
ット６１１〜６１６によって生成された予測画像はそれ
ぞれの出力端子Ｃを通して出力され、それぞれ画像誤差
値算出ユニット６２０の画像誤差値算出ユニット６２１
〜６２６に入力される。

【００５５】次いで、画像誤差算出ユニット６２０の１
６×１６フィールド前方向画像誤差算出ユニット６２
１、１６×１６フィールド双方向画像誤差算出ユニット
６２２、１６×１６フィールド後方向画像誤差算出ユニ
ット６２３、１６×８フィールド前方向画像誤差算出ユ
ニット６２４、１６×８フィールド双方向画像誤差算出
ユニット６２５および１６×１６フィールド後方向画像
誤差算出ユニット６２６には、それぞれ入力端子Ｄを通
して現画像の画像信号が入力されるとともに、入力端子
Ｅを通して予測画像が入力され、互いに位置的に対応す
る画素間の二乗予測誤差値が算出される。各画像誤差値
算出ユニット６２１〜６２６によって算出されたそれぞ
れの誤差値は出力端子Ｆを通して出力され、最小誤差値
判定ユニット６３０に入力される。

【００５６】次いで、最小誤差値判定ユニット６３０に
よって誤差値が最小となる予測モードが最適な動き補償
予測モードとして選択され、選択された予測モードの誤
差値がイントラ判定ユニット６４０に出力される。次い
で、イントラ判定ユニット６４０には、現画像供給ユニ
ット１から現画像の画像信号が入力されるとともに、最
小誤差値判定ユニット６３０によって選択された予測モ
ードの誤差値が入力され、それぞれの平均画素値からの
分散が比較される。その結果、現画像の分散が誤差値の
分散より小さい場合には、イントラ符号化を行ったほう
が符号化効率が高いと判定され、イントラ符号化モード
となる。一方、現画像の分散が誤差値の分散以上の場合
には、動き補償を行ったほうが符号化効率が高いと判定
され、最小誤差値判定ユニット６３０により判定された
予測モードの予測画像が差分画像生成ユニット５に出力
される。

【００５７】このように、ＭＰＥＧでは、フレーム構造
においても、フィールド構造においても、それぞれ複数
種類の予測モードから最適な予測モードを判定して符号
化を行うので、画像符号化処理の大部分は積和演算処理
と画像メモリ（現画像メモリおよび参照画像メモリ）へ
のアクセス処理となっており、これらの処理を効率良く
行うことがＬＳＩの処理速度を向上させる決め手となっ
ている。

【００５８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
動画像符号化方法および装置にあっては、フレーム構造
の動画像の場合、マクロブロックの動き補償予測モード
を判定する際、現画像フレームブロック、現画像第１フ
ィールドブロックおよび現画像第２フィールドブロック
のそれぞれの類似ブロックを参照画像メモリからそれぞ
れ独立に読み出してフレーム予測画像およびフィールド
予測画像を生成しており、参照画像メモリへのメモリア
クセス量（バンド幅）が、Ｐピクチャのときには、前方
向の参照画像からマクロブロック略２個分の画像信号を
読み出すように設定され、Ｂピクチャのときには、前お
よび後方向の参照画像からマクロブロック略４個分の画
像信号を読み出すように設定されて回路が構成されてい
た。したがって、膨大なメモリアクセス量を設定するた
め、回路規模が大きなるとともに回路が複雑化してしま
う、あるいは処理時間がかかってしまうといった問題が
あった。

【００５９】また、フィールド構造の動画像の場合に
も、マクロブロックの動き補償予測モードを判定する
際、現画像全体フィールドブロック、現画像上半分フィ
ールドブロックおよび現画像下半分フィールドブロック
のそれぞれの類似ブロックを参照画像メモリからそれぞ
れ独立に読み出して１６×１６フィールド予測画像およ
び１６×８フィールド予測画像を生成しており、参照画
像メモリへのメモリアクセス量（バンド幅）が、Ｐピク
チャのときには前方向の参照画像からマクロブロック略
２個分の画像信号を読み出すように設定され、Ｂピクチ
ャのときには前および後方向の参照画像からマクロブロ
ック略４個分の画像信号を読み出すように設定されて回
路が構成されていたので、同様な問題があった。

【００６０】特に、画素数が多いＨＤＴＶ（high defin
ition ＴＶ；高精細度テレビジョン放送）用の動画像を
符号化する場合には、実時間処理に対応するよう高速か
つ効率の良い画像処理が望まれる。そこで、本発明は、
例えばフレーム構造の動画像の場合、マクロブロックの
動き補償予測モードを判定する際、フレーム動きベクト
ルおよびフィールド動きベクトルに基づいてフレーム動
きベクトルおよびフィールド動きベクトルのそれぞれ類
似ブロックの参照画像上の重なり具合を判定し、フレー
ム動きベクトルの類似ブロックおよびフィールド動きベ
クトルの類似ブロックのうち何れか一方または双方を参
照画像メモリから読み出して最適な動き補償予測モード
を判定することで、画質を低下させることなく、参照画
像メモリへのメモリアクセス量を略半減させ、回路を簡
素化して回路規模を小さくするとともに、符号化の処理
速度を向上させることができる動画像符号化方法および
装置を提供することを目的としている。

【００６１】また、本発明は、例えばフィールド構造の
動画像の動き補償予測モードを判定する際、１６×１６
フィールド動きベクトルおよび１６×８フィールド動き
ベクトルに基づいて１６×１６フィールド動きベクトル
および１６×８フィールド動きベクトルのそれぞれ類似
ブロックの参照画像上の重なり具合を判定し、１６×１
６フィールド動きベクトルの類似ブロックおよび１６×
８フィールド動きベクトルの類似ブロックのうち何れか
一方または双方を参照画像メモリから読み出して最適な
動き補償予測モードを判定することで、画質を低下させ
ることなく、参照画像メモリへのメモリアクセス量を略
半減させ、回路を簡素化して回路規模を小さくするとと
もに、符号化の処理速度を向上させることができる動画
像符号化方法および装置を提供することを目的としてい
る。

【００６２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、動画像を部分的に構成する
現画像が複数行複数列の画素からなるマクロブロックを
含み、該マクロブロックが複数行複数列の画素からなる
第１および第２セグメントブロックからなり、前記現画
像を、前記動画像および局部復号された前記動画像を部
分的に構成する参照画像に基づいてマクロブロック単位
に符号化する動画像符号化方法であって、前記現画像の
参照画像を記憶する参照画像記憶手段を準備する工程
と、前記マクロブロック、前記第１セグメントブロック
および前記第２セグメントブロックをそれぞれ現画像ブ
ロックとし、各現画像ブロック毎に、前記参照画像記憶
手段に記憶されたそれぞれの参照画像に基づいて現画像
ブロックと参照画像上の同一サイズの複数の候補ブロッ
クとの間にそれぞれブロック間の類似性を表す相関値を
算出し、算出された相関値を比較して前記複数の候補ブ
ロックの中から現画像ブロックに最も類似した一つの類
似ブロックを特定し、特定された類似ブロックと現画像
ブロックとの水平方向および垂直方向の変位を表す動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出工程と、前記動き
ベクトル検出工程によって算出された類似ブロックの相
関値に基づいて、前記マクロブロックと前記第１および
第２セグメントブロックとのうち、何れのブロックの予
測画像を生成するかを判定する予測画像判定工程と、前
記参照画像記憶手段から読み出し可能な画素の最大列数
および最大行数をそれぞれ設定する設定工程と、前記動
きベクトル検出工程によって検出されたマクロブロッ
ク、第１セグメントブロックおよび第２のセグメントブ
ロックの動きベクトルに基づいて、前記動きベクトル検
出工程によって特定されたマクロブロック、第１セグメ
ントブロックおよび第２セグメントブロックの類似ブロ
ックを含む参照画像上の最小のブロックを表す共通ブロ
ックの列数および行数が、それぞれ前記設定工程によっ
て設定された最大列数および最大行数以下であるか否か
を判定する共通ブロック判定工程と、該共通ブロック判
定工程によって前記共通ブロックの列数および行数がそ
れぞれ前記最大列数および最大行数以下であると判定さ
れた場合には、前記共通ブロックを前記参照画像記憶手
段から読み出し、マクロブロックの動きベクトルに基づ
いて動き補償を行ってマクロブロックの予測画像を生成
するとともに、第１および第２セグメントブロックの動
きベクトルに基づいてそれぞれ動き補償を行ってマクロ
ブロックの予測画像を生成し、前記共通ブロック判定工
程によって前記共通ブロックの列数が前記最大列数より
多いと判定された場合および前記共通ブロック判定工程
によって前記共通ブロックの行数が前記最大行数より多
いと判定された場合には、前記予測画像判定工程によっ
て生成される予測画像として判定されたブロックの類似
ブロックを前記参照画像記憶手段から読み出し、読み出
された類似ブロックに対応する動きベクトルに基づいて
動き補償を行ってマクロブロックの予測画像を生成する
予測画像生成工程と、を含むことを特徴とする。

【００６３】請求項１記載の発明では、設定工程によっ
て前記参照画像記憶手段から読み出し可能な画素の最大
列数および最大行数をそれぞれ設定しておき、前記現画
像の参照画像を記憶する参照画像記憶手段を準備する。
次いで、動きベクトル検出工程によって、前記マクロブ
ロック、前記第１セグメントブロックおよび前記第２セ
グメントブロックをそれぞれ現画像ブロックとし、各現
画像ブロック毎に、前記参照画像記憶手段に記憶された
それぞれの参照画像に基づいて現画像ブロックと参照画
像上の同一サイズの複数の候補ブロックとの間にそれぞ
れブロック間の類似性を表す相関値が算出され、算出さ
れた相関値を比較して前記複数の候補ブロックの中から
現画像ブロックに最も類似した一つの類似ブロックが特
定され、特定された類似ブロックと現画像ブロックとの
水平方向および垂直方向の変位を表す動きベクトルが検
出される。次いで、予測画像判定工程によって、動きベ
クトル検出時に算出された類似ブロックの相関値に基づ
いて前記マクロブロックと前記第１および第２セグメン
トブロックとのうち何れのブロックの予測画像を生成す
るかが判定される。次いで、共通ブロック判定工程によ
って、前記動きベクトル検出工程により検出されたマク
ロブロック、第１セグメントブロックおよび第２のセグ
メントブロックの動きベクトルに基づいて前記動きベク
トル検出工程によって特定されたマクロブロック、第１
セグメントブロックおよび第２セグメントブロックの類
似ブロックを含む参照画像上の最小のブロックを表す共
通ブロックの列数および行数がそれぞれ前記設定工程に
よって設定された最大列数および最大行数以下であるか
否かが判定される。次いで、予測画像生成工程によっ
て、前記共通ブロック判定工程により前記共通ブロック
の列数および行数がそれぞれ前記最大列数および最大行
数以下であると判定された場合には、前記共通ブロック
を前記参照画像記憶手段から読み出し、マクロブロック
の動きベクトルの動きベクトルに基づいて動き補償を行
ってマクロブロックの予測画像が生成されるとともに、
第１および第２セグメントブロックの動きベクトルに基
づいてそれぞれ動き補償を行ってマクロブロックの予測
画像が生成され、前記共通ブロック判定工程により前記
共通ブロックの列数が前記最大列数より多いと判定され
た場合および前記共通ブロック判定工程によって前記共
通ブロックの行数が前記最大行数より多いと判定された
場合には、前記予測画像判定工程によって生成される予
測画像として判定されたブロックの類似ブロックを前記
参照画像記憶手段から読み出し、読み出された類似ブロ
ックに対応する動きベクトルに基づいて動き補償を行っ
てマクロブロックの予測画像が生成される。

【００６４】このため、マクロブロック、第１セグメン
トブロックおよび第２セグメントブロックの類似ブロッ
クを含む参照画像上の共通ブロックの列数および行数が
それぞれ設定工程により設定された列数および行数の範
囲内にある場合には、共通ブロックを１回の読出処理で
参照画像記憶手段から読み出し、マクロブロックの動き
ベクトルにより動き補償が行われた予測画像と第１およ
び第２セグメントブロックの動きベクトルにより動き補
償が行われた予測画像を生成することができるので、設
定工程により最大列数および最大行数を適切に設定する
ことで、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を少な
くし、かつ大部分のマクロブロックに対しマクロブロッ
ク、第１セグメントブロックおよび第２セグメントブロ
ックの類似ブロックを１回の読出処理で参照画像記憶手
段から読み出して最適な動き補償予測モードを判定する
ことができる。また、共通ブロックの列数が設定工程に
より設定された最大列数を超える場合および共通ブロッ
クの行数が設定工程により設定された最大行数を超える
場合には、動きベクトル検出時に算出された相関値に基
づいてマクロブロックと第１および第２セグメントブロ
ックとのうち何れか一方の類似ブロックを読み出して予
測画像を生成することができるので、参照画像記憶手段
へのメモリアクセス量を少なくし、かつ元々２つのブロ
ック間の類似性を表す相関値を有効利用して予測画像を
生成して最適な動き補償モードを判定することができ
る。したがって、画質を低下させることなく、参照画像
記憶手段へのメモリアクセス量を少なくすることができ
るので、回路を簡素化して回路規模を小さくすることが
できるとともに、メモリアクセスの割当時間を少なくし
て符号化の処理速度を向上させることができる。

【００６５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記相関値は、２つのブロック間の互いに
位置的に対応する画素間の差分絶対値または差分ニ乗演
算値を総和したディストーションからなることを特徴と
する。請求項２記載の発明では、前記相関値を、２つの
ブロック間の互いに位置的に対応する画素間の差分絶対
値または差分ニ乗演算値を総和したディストーションと
しているので、コスト性能に優れた動き補償モード判定
が容易にかつ確実に行われる。

【００６６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記予測画像判定工程が、前記第１および
第２セグメントブロックの類似ブロックのディストーシ
ョンを加算するディストーション加算工程と、該ディス
トーション加算工程によって加算されたディストーショ
ンと前記マクロブロックの類似ブロックのディストーシ
ョンとの大小を比較するディストーション比較工程と、
該比較工程によって比較された小さいほうのディストー
ションに対応するブロックを予測画像を生成するブロッ
クとして判定するディストーション判定工程と、を含む
ことを特徴とする。

【００６７】請求項３記載の発明では、前記予測画像判
定工程を、ディストーション加算工程によって前記第１
および第２セグメントブロックの類似ブロックのディス
トーションが加算され、次いで、ディストーション比較
工程によって該ディストーション加算工程により加算さ
れたディストーションと前記マクロブロックの類似ブロ
ックのディストーションとの大小が比較され、次いで、
ディストーション判定工程によって、該比較工程により
比較された小さいほうのディストーションに対応するブ
ロックが予測画像を生成するブロックとして判定される
ように構成している。このため、マクロブロックの類似
ブロックおよび第１および第２セグメントブロックの類
似ブロックのうちマクロブロックにより類似する類似ブ
ロックを容易にかつ確実に判定することができる。

【００６８】請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何
れかに記載の発明において、前記マクロブロックを時間
的に前方向および後方向の参照画像に基づいて符号化す
る場合、前記動きベクトル検出工程が、前方向および後
方向の参照画像に基づいてそれぞれ前記マクロブロッ
ク、前記第１セグメントブロックおよび第２セグメント
ブロックの動きベクトルを検出し、前記共通ブロック判
定工程が、前方向の参照画像に対応する動きベクトルが
含まれる前記共通ブロックの列数および行数がそれぞれ
前記設定工程によって設定された最大列数および最大行
数以下であるか否かを判定するとともに、後方向の参照
画像に対応する動きベクトルが含まれる前記共通ブロッ
クの列数および行数がそれぞれ前記設定工程によって設
定された最大列数および最大行数以下であるか否かを判
定し、前記予測画像生成工程が、前記共通ブロック判定
工程の判定結果に基づいて前方向の参照画像に対応する
マクロブロックの動きベクトルおよび後方向の参照画像
に対応するマクロブロックの動きベクトルに基づくマク
ロブロックの予測画像をそれぞれ生成したとき、これら
２つの予測画像から双方向予測画像を生成するととも
に、前記共通ブロック判定工程の判定結果に基づいて前
方向の参照画像に対応する第１および第２のセグメント
ブロックの動きベクトルおよび後方向の参照画像に対応
する第１および第２のセグメントブロックの動きベクト
ルに基づくマクロブロックの予測画像をそれぞれ生成し
たとき、これら２つの予測画像から双方向予測画像を生
成することを特徴とする。

【００６９】請求項４記載の発明では、前記マクロブロ
ックを時間的に前方向および後方向の参照画像に基づい
て符号化する場合、前記動きベクトル検出工程によっ
て、前方向および後方向の参照画像に基づいてそれぞれ
前記マクロブロック、前記第１セグメントブロックおよ
び第２セグメントブロックの動きベクトルが検出され、
次いで、前記共通ブロック判定工程によって、前方向の
参照画像に対応する動きベクトルが含まれる前記共通ブ
ロックの列数および行数が、それぞれ前記設定工程によ
って設定された最大列数および最大行数以下であるか否
かが判定されるとともに、後方向の参照画像に対応する
動きベクトルが含まれる前記共通ブロックの列数および
行数が、それぞれ前記設定工程によって設定された最大
列数および最大行数以下であるか否かが判定される。次
いで、前記予測画像生成工程によって、前記共通ブロッ
ク判定工程の判定結果に基づいて前方向の参照画像に対
応するマクロブロックの動きベクトルおよび後方向の参
照画像に対応するマクロブロックの動きベクトルに基づ
くマクロブロックの予測画像がそれぞれ生成されたと
き、これら２つの予測画像から双方向予測画像が生成さ
れるとともに、前記共通ブロック判定工程の判定結果に
基づいて前方向の参照画像に対応する第１および第２の
セグメントブロックの動きベクトルおよび後方向の参照
画像に対応する第１および第２のセグメントブロックの
動きベクトルに基づくマクロブロックの予測画像がそれ
ぞれ生成されたとき、これら２つの予測画像から双方向
予測画像が生成される。

【００７０】このため、時間的に前方向および後方向の
参照画像に基づいて符号化する場合には、共通ブロック
を判定する最大列数および最大行数を適切に設定するこ
とで、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を少なく
し、かつ大部分のマクロブロックに対し双方向予測画像
を生成して最適な動き補償予測モードを判定することが
できるので、さらに圧縮効率が高い最適な動き補償予測
モードを得ることができる。したがって、画質を低下さ
せることなく、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量
を少なくすることができるので、回路を簡素化して回路
規模を小さくすることができるとともに、メモリアクセ
スの割当時間を少なくして符号化の処理速度を向上させ
ることができる。

【００７１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の発明において、前記現画像および前記参照
画像がそれぞれ２つのフィールドからなるフレームによ
って構成され、前記マクロブロックを構成する前記第１
および第２セグメントブロックがそれぞれ異なるフィー
ルドの画素からなることを特徴とする。請求項５記載の
発明では、前記現画像および前記参照画像がそれぞれ２
つのフィールドからなるフレームによって構成され、前
記マクロブロックを構成する前記第１および第２セグメ
ントブロックがそれぞれ異なるフィールドの画素からな
るので、マクロブロックをフレームブロック、マクロブ
ロックの一方のフィールドをトップフィールドブロッ
ク、マクロブロックのもう一方のフィールドをボトムフ
ィールドブロックと呼ぶとすると、前記動きベクトル検
出工程によってフレームブロックに対応するフレーム動
きベクトルと、トップおよびボトムフィールドブロック
にそれぞれ対応するトップおよびおよびボトムフィール
ド動きベクトルを検出し、前記予測画像生成工程によっ
て前記共通ブロックの判定工程の判定結果に基づいてフ
レーム動きベクトルに基づく予測画像、並びに、トップ
およびボトムフィールド動きベクトルに基づく予測画像
を生成して最適な動き補償予測モードを判定することが
可能となる。したがって、インタレース走査方式の動画
像をフレーム構造予測方式により符号化する際に、画質
を低下させることなく、参照画像記憶手段へのメモリア
クセス量を少なくすることができるので、回路を簡素化
して回路規模を小さくすることができるとともに、メモ
リアクセスの割当時間を少なくして符号化の処理速度を
向上させることができる。

【００７２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記予測画像生成工程が、前記動きベクト
ル検出工程によって検出された動きベクトルの水平方向
成分の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記
憶手段から読み出されたブロックに基づいて水平方向の
画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する水平補間
工程と、前記参照画像記憶手段から読み出されるブロッ
クに前記マクロブロックの類似ブロックが含まれる場
合、かつ前記マクロブロックの動きベクトルの垂直方向
の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手
段から読み出されたブロックに基づいて垂直方向の画素
精度が整数画素未満の予測画像を生成するフレーム垂直
補間工程と、前記参照画像記憶手段から読み出されるブ
ロックに前記第１および第２のセグメントブロックの類
似ブロックが含まれる場合、かつ前記第１および第２の
セグメントブロックのうち少なくとも一方の動きベクト
ルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、前
記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づい
て垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成
するフィールド垂直補間工程と、を含むことを特徴とす
る。

【００７３】請求項６記載の発明では、前記予測画像生
成工程を、水平補間工程によって、前記動きベクトル検
出工程によって検出された動きベクトルの水平方向成分
の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手
段から読み出されたブロックに基づいて水平方向の画素
精度が整数画素未満の予測画像が生成され、次いで、フ
レーム垂直補間工程によって、前記参照画像記憶手段か
ら読み出されるブロックに前記マクロブロックの類似ブ
ロックが含まれる場合、かつ前記マクロブロックの動き
ベクトルの垂直方向の画素精度が整数画素未満の場合、
前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
いて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像が生
成され、フィールド垂直補間工程によって、前記参照画
像記憶手段から読み出されるブロックに前記第１および
第２のセグメントブロックの類似ブロックが含まれる場
合、かつ前記第１および第２のセグメントブロックのう
ち少なくとも一方の動きベクトルの垂直方向成分の画素
精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段から
読み出されたブロックに基づいて垂直方向の画素精度が
整数画素未満の予測画像が生成されるように構成してい
る。

【００７４】このため、水平補間工程によってフレーム
動きベクトル、並びに、トップおよびボトムフィールド
動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素
未満の予測画像をそれぞれ生成することができるので、
フレーム動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が
整数画素未満の予測画像を生成する回路とトップおよび
ボトムフィールド動きベクトルに基づいて水平方向の画
素精度が整数画素未満の予測画像を生成する回路を共通
化することができる。また、２つ以上の動きベクトルの
水平成分の画素精度が整数画素未満の場合には、それぞ
れの動きベクトルに対応する予測画像を同時に生成する
ことができる。したがって、回路を簡素化して回路規模
を小さくすることができるとともに、符号化の処理速度
を向上させることができる。

【００７５】請求項７記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の発明において、前記現画像および前記参照
画像がそれぞれフィールドによって構成され、前記マク
ロブロックを構成する前記第１および第２セグメントブ
ロックがそれぞれ前記マクロブロックの上半分のブロッ
クを構成する上半分ブロックおよび前記マクロブロック
の下半分のブロックを構成する下半分ブロックからなる
ことを特徴とする。

【００７６】請求項７記載の発明では、前記現画像およ
び前記参照画像がそれぞれフィールドによって構成さ
れ、前記マクロブロックを構成する前記第１および第２
セグメントブロックがそれぞれ前記マクロブロックの上
半分のブロックを構成する上半分ブロックおよび前記マ
クロブロックの下半分のブロックを構成する下半分ブロ
ックからなるので、マクロブロックをフィールドブロッ
クと呼ぶとすると、前記動きベクトル検出工程によって
フィールドブロックに対応するフィールド動きベクトル
と、上半分および下半分ブロックにそれぞれ対応する上
半分および下半分動きベクトルを検出し、前記予測画像
生成工程によって前記共通ブロックの判定工程の判定結
果に基づいてフィールド動きベクトルに基づく予測画
像、並びに、上半分および下半分動きベクトルに基づく
予測画像を生成して最適な動き補償予測モードを判定す
ることが可能となる。したがって、インタレース走査方
式の動画像をフィールド構造予測方式により符号化する
際に、画質を低下させることなく、参照画像記憶手段へ
のメモリアクセス量を少なくすることができるので、回
路を簡素化して回路規模を小さくすることができるとと
もに、メモリアクセスの割当時間を少なくして符号化の
処理速度を向上させることができる。

【００７７】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、前記予測画像生成工程が、前記動きベクト
ル検出工程によって検出された動きベクトルの水平方向
成分の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記
憶手段から読み出されたブロックに基づいて水平方向の
画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する水平補間
工程と、前記動きベクトル検出工程によって検出された
動きベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満
の場合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロッ
クに基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測
画像を生成する垂直補間工程と、を有することを特徴と
する。

【００７８】請求項８記載の発明では、前記予測画像生
成工程を、水平補間工程によって前記動きベクトル検出
工程により検出された動きベクトルの水平方向成分の画
素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段か
ら読み出されたブロックに基づいて水平方向の画素精度
が整数画素未満の予測画像が生成され、垂直補間工程に
よって前記動きベクトル検出工程により検出された動き
ベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の場
合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに
基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像
が生成されるように構成している。

【００７９】このため、水平補間工程によってフィール
ド動きベクトル、並びに、上半分および下半分動きベク
トルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素未満の予
測画像をそれぞれ生成するとともに、垂直補間工程によ
ってフィールド動きベクトル、並びに、上半分および下
半分動きベクトルに基づいて垂直方向の画素精度が整数
画素未満の予測画像をそれぞれ生成することができるの
で、フィールド動きベクトルに基づいて画素精度が整数
画素未満の予測画像を生成する回路と上半分および下半
分動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画
素未満の予測画像を生成する回路を共通化することがで
きる。また、２つ以上の動きベクトルの水平成分の画素
精度が整数画素未満の場合には、それぞれの動きベクト
ルに対応する予測画像を同時に生成することができる。
したがって、回路を簡素化して回路規模を小さくするこ
とができるとともに、符号化の処理速度を向上させるこ
とができる。

【００８０】請求項９記載の発明は、請求項５〜８の何
れかに記載の発明において、ＮＸおよびＮＹを整数と
し、前記マクロブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素
からなり、前記第１および２のセグメントブロックがそ
れぞれＮＹ行ＮＸ列の画素からなるとするとき、前記設
定工程が前記最大列数および前記最大行数をそれぞれ
（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定するこ
とを特徴とする。

【００８１】請求項９記載の発明では、前記設定工程に
よって前記最大列数および前記最大行数がそれぞれ（Ｎ
Ｘ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定されるの
で、画素精度が整数画素未満の第１および第２セグメン
トブロックの類似ブロックを参照画像記憶手段からそれ
ぞれ独立に読み出すことができるとともに、参照画像記
憶手段へのメモリアクセス量を略半減することができ
る。

【００８２】請求項１０記載の発明は、請求項５または
７記載の発明において、ＮＸおよびＮＹを整数とし、前
記マクロブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素からな
り、前記第１および２のセグメントブロックがそれぞれ
ＮＹ行ＮＸ列の画素からなるとするとき、前記設定工程
が前記最大列数および前記最大行数をそれぞれＮＸ列、
（ＮＹ×２）行に設定することを特徴とする。

【００８３】請求項１０記載の発明では、前記設定工程
によって前記最大列数および前記最大行数がそれぞれＮ
Ｘ列、（ＮＹ×２）行に設定されるので、画素精度が整
数画素の第１および第２セグメントブロックの類似ブロ
ックを参照画像記憶手段からそれぞれ独立に読み出すこ
とができるとともに、参照画像記憶手段へのメモリアク
セス量を略半減することができる。

【００８４】請求項１１記載の発明は、動画像を部分的
に構成する現画像が複数行複数列の画素からなるマクロ
ブロックを含み、該マクロブロックが複数行複数列の画
素からなる第１および第２セグメントブロックからな
り、前記現画像を、前記動画像および局部復号された前
記動画像を部分的に構成する参照画像に基づいてマクロ
ブロック単位に符号化する動画像符号化装置において、
前記現画像の参照画像を記憶する参照画像記憶手段と、
前記マクロブロック、前記第１セグメントブロックおよ
び前記第２セグメントブロックをそれぞれ現画像ブロッ
クとし、各現画像ブロック毎に、前記参照画像記憶手段
に記憶されたそれぞれの参照画像に基づいて現画像ブロ
ックと参照画像上の同一サイズの複数の候補ブロックと
の間にそれぞれブロック間の類似性を表す相関値を算出
し、算出された相関値を比較して前記複数の候補ブロッ
クの中から現画像ブロックに最も類似した一つの類似ブ
ロックを特定し、特定された類似ブロックと現画像ブロ
ックとの水平方向および垂直方向の変位を表す動きベク
トルを検出する動きベクトル検出手段と、前記動きベク
トル検出手段によって算出された類似ブロックの相関値
に基づいて、前記マクロブロックと前記第１および第２
セグメントブロックとのうち、何れのブロックの予測画
像を生成するかを判定する予測画像判定手段と、前記参
照画像記憶手段から読み出し可能な画素の最大列数およ
び最大行数をそれぞれ設定する設定手段と、前記動きベ
クトル検出手段によって検出されたマクロブロック、第
１セグメントブロックおよび第２のセグメントブロック
の動きベクトルに基づいて、前記動きベクトル検出手段
によって特定されたマクロブロック、第１セグメントブ
ロックおよび第２セグメントブロックの類似ブロックを
含む参照画像上の最小のブロックを表す共通ブロックの
列数および行数がそれぞれ前記設定手段によって設定さ
れた最大列数および最大行数以下であるか否かを判定す
る共通ブロック判定手段と、該共通ブロック判定手段に
よって前記共通ブロックの列数および行数がそれぞれ前
記最大列数および最大行数以下であると判定された場合
には、前記共通ブロックを前記参照画像記憶手段から読
み出し、マクロブロックの動きベクトルの動きベクトル
に基づいて動き補償を行ってマクロブロックの予測画像
を生成するとともに、第１および第２セグメントブロッ
クの動きベクトルに基づいてそれぞれ動き補償を行って
マクロブロックの予測画像を生成し、前記共通ブロック
判定手段によって前記共通ブロックの列数が前記最大列
数より多いと判定された場合および前記共通ブロック判
定手段によって前記共通ブロックの行数が前記最大行数
より多いと判定された場合には、前記予測画像判定手段
によって生成される予測画像として判定されたブロック
の類似ブロックを前記参照画像記憶手段から読み出し、
読み出された類似ブロックに対応する動きベクトルに基
づいて動き補償を行ってマクロブロックの予測画像を生
成する予測画像生成手段と、を備えたことを特徴とす
る。

【００８５】請求項１１記載の発明では、前記参照画像
記憶手段に前記現画像の参照画像を記憶するとともに、
設定手段によって前記参照画像記憶手段から読み出し可
能な画素の最大列数および最大行数をそれぞれ設定して
おき、次いで、動きベクトル検出手段によって、前記マ
クロブロック、前記第１セグメントブロックおよび前記
第２セグメントブロックをそれぞれ現画像ブロックと
し、各現画像ブロック毎に、前記参照画像記憶手段に記
憶されたそれぞれの参照画像に基づいて現画像ブロック
と参照画像上の同一サイズの複数の候補ブロックとの間
にそれぞれブロック間の類似性を表す相関値が算出さ
れ、算出された相関値を比較して前記複数の候補ブロッ
クの中から現画像ブロックに最も類似した一つの類似ブ
ロックが特定され、特定された類似ブロックと現画像ブ
ロックとの水平方向および垂直方向の変位を表す動きベ
クトルが検出される。次いで、予測画像判定手段によっ
て、動きベクトル検出時に算出された類似ブロックの相
関値に基づいて前記マクロブロックと前記第１および第
２セグメントブロックとのうち何れのブロックの予測画
像を生成するかが判定される。次いで、共通ブロック判
定手段によって、前記動きベクトル検出手段により検出
されたマクロブロック、第１セグメントブロックおよび
第２のセグメントブロックの動きベクトルに基づいて前
記動きベクトル検出手段によって特定されたマクロブロ
ック、第１セグメントブロックおよび第２セグメントブ
ロックの類似ブロックを含む参照画像上の最小のブロッ
クを表す共通ブロックの列数および行数がそれぞれ前記
設定手段によって設定された最大列数および最大行数以
下であるか否かが判定される。次いで、予測画像生成手
段によって、前記共通ブロック判定手段により前記共通
ブロックの列数および行数がそれぞれ前記最大列数およ
び最大行数以下であると判定された場合には、前記共通
ブロックを前記参照画像記憶手段から読み出し、マクロ
ブロックの動きベクトルに基づいて動き補償を行ってマ
クロブロックの予測画像が生成されるとともに、第１お
よび第２セグメントブロックの動きベクトルに基づいて
それぞれ動き補償を行ってマクロブロックの予測画像が
生成され、前記共通ブロック判定手段により前記共通ブ
ロックの列数が前記最大列数より多いと判定された場合
および前記共通ブロック判定手段によって前記共通ブロ
ックの行数が前記最大行数より多いと判定された場合に
は、前記予測画像判定手段によって生成される予測画像
として判定されたブロックの類似ブロックを前記参照画
像記憶手段から読み出し、読み出された類似ブロックに
対応する動きベクトルに基づいて動き補償を行ってマク
ロブロックの予測画像が生成される。

【００８６】このため、マクロブロック、第１セグメン
トブロックおよび第２セグメントブロックの類似ブロッ
クを含む参照画像上の共通ブロックの列数および行数が
それぞれ設定手段により設定された列数および行数以下
の場合には、共通ブロックを１回の読出処理で参照画像
記憶手段から読み出し、マクロブロックの動きベクトル
により動き補償が行われた予測画像と第１および第２セ
グメントブロックの動きベクトルにより動き補償が行わ
れた予測画像を生成することができるので、設定手段に
より最大列数および最大行数を適切に設定することで、
参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を少なくし、か
つ大部分のマクロブロックに対しマクロブロック、第１
セグメントブロックおよび第２セグメントブロックの類
似ブロックを１回の読出処理で参照画像記憶手段から読
み出して最適な動き補償予測モードを判定することがで
きる。また、共通ブロックの列数が設定手段により設定
された列数を超える場合および共通ブロックの行数が設
定手段により設定された行数を超える場合には、動きベ
クトル検出時に算出された相関値に基づいてマクロブロ
ックと第１および第２セグメントブロックとのうち何れ
か一方の類似ブロックを読み出して予測画像を生成する
ことができるので、参照画像記憶手段へのメモリアクセ
ス量を少なくし、かつ元々２つのブロック間の類似性を
表す相関値を有効利用して予測画像を生成して最適な動
き補償モードを判定することができる。したがって、画
質を低下させることなく、参照画像記憶手段へのメモリ
アクセス量を少なくすることができるので、回路を簡素
化して回路規模を小さくすることができるとともに、メ
モリアクセスの割当時間を少なくして符号化の処理速度
を向上させることができる。

【００８７】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の発明において、前記相関値は、２つのブロック間の互
いに位置的に対応する画素間の差分絶対値または差分ニ
乗演算値を総和したディストーションからなることを特
徴とする。請求項１２記載の発明では、前記相関値を、
２つのブロック間の互いに位置的に対応する画素間の差
分絶対値または差分ニ乗演算値を総和したディストーシ
ョンとしているので、コスト性能に優れた動き補償モー
ド判定が容易にかつ確実に行われる。

【００８８】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の発明において、前記予測画像判定手段が、前記第１お
よび第２セグメントブロックの類似ブロックのディスト
ーションを加算するディストーション加算手段と、該デ
ィストーション加算手段によって加算されたディストー
ションと前記マクロブロックの類似ブロックのディスト
ーションとの大小を比較するディストーション比較手段
と、該比較手段によって比較された小さいほうのディス
トーションに対応するブロックを予測画像を生成するブ
ロックとして判定するディストーション判定手段と、を
有することを特徴とする。

【００８９】請求項１３記載の発明では、前記予測画像
判定手段を、ディストーション加算手段によって前記第
１および第２セグメントブロックの類似ブロックのディ
ストーションが加算され、次いで、ディストーション比
較手段によって該ディストーション加算手段により加算
されたディストーションと前記マクロブロックの類似ブ
ロックのディストーションとの大小が比較され、次い
で、ディストーション判定手段によって、該比較手段に
より比較された小さいほうのディストーションに対応す
るブロックが予測画像を生成するブロックとして判定さ
れるように構成している。

【００９０】このため、マクロブロックの類似ブロック
および第１および第２セグメントブロックの類似ブロッ
クのうちマクロブロックにより類似する類似ブロックを
容易にかつ確実に判定することができる。請求項１４記
載の発明は、請求項１１〜１３の何れかに記載の発明に
おいて、前記マクロブロックを時間的に前方向および後
方向の参照画像に基づいて符号化する場合、前記動きベ
クトル検出手段が、前方向および後方向の参照画像に基
づいてそれぞれ前記マクロブロック、前記第１セグメン
トブロックおよび第２セグメントブロックの動きベクト
ルを検出し、前記共通ブロック判定手段が、前方向の参
照画像に対応する動きベクトルが含まれる前記共通ブロ
ックの列数および行数が、それぞれ前記設定手段によっ
て設定された最大列数および最大行数以下であるか否か
を判定するとともに、後方向の参照画像に対応する動き
ベクトルが含まれる前記共通ブロックの列数および行数
がそれぞれ前記設定手段によって設定された最大列数お
よび最大行数以下であるか否かを判定し、前記予測画像
生成手段が、前記共通ブロック判定手段の判定結果に基
づいて前方向の参照画像に対応するマクロブロックの動
きベクトルおよび後方向の参照画像に対応するマクロブ
ロックの動きベクトルに基づくマクロブロックの予測画
像をそれぞれ生成したとき、これら２つの予測画像から
双方向予測画像を生成するとともに、前記共通ブロック
判定手段の判定結果に基づいて前方向の参照画像に対応
する第１および第２のセグメントブロックの動きベクト
ルおよび後方向の参照画像に対応する第１および第２の
セグメントブロックの動きベクトルに基づくマクロブロ
ックの予測画像をそれぞれ生成したとき、これら２つの
予測画像から双方向予測画像を生成することを特徴とす
る。

【００９１】請求項１４記載の発明では、前記マクロブ
ロックを時間的に前方向および後方向の参照画像に基づ
いて符号化する場合、前記動きベクトル検出手段によっ
て、前方向および後方向の参照画像に基づいてそれぞれ
前記マクロブロック、前記第１セグメントブロックおよ
び第２セグメントブロックの動きベクトルが検出され、
次いで、前記共通ブロック判定手段によって、前方向の
参照画像に対応する動きベクトルが含まれる前記共通ブ
ロックの列数および行数がそれぞれ前記設定手段によっ
て設定された最大列数および最大行数以下であるか否か
が判定されるとともに、後方向の参照画像に対応する動
きベクトルが含まれる前記共通ブロックの列数および行
数が、それぞれ前記設定手段によって設定された最大列
数および最大行数以下であるか否かが判定される。次い
で、前記予測画像生成手段によって、前記共通ブロック
判定手段の判定結果に基づいて前方向の参照画像に対応
するマクロブロックの動きベクトルおよび後方向の参照
画像に対応するマクロブロックの動きベクトルに基づく
マクロブロックの予測画像がそれぞれ生成されたとき、
これら２つの予測画像から双方向予測画像が生成される
とともに、前記共通ブロック判定手段の判定結果に基づ
いて前方向の参照画像に対応する第１および第２のセグ
メントブロックの動きベクトルおよび後方向の参照画像
に対応する第１および第２のセグメントブロックの動き
ベクトルに基づくマクロブロックの予測画像がそれぞれ
生成されたとき、これら２つの予測画像から双方向予測
画像が生成される。

【００９２】このため、時間的に前方向および後方向の
参照画像に基づいて符号化する場合には、共通ブロック
を判定する最大列数および最大行数を適切に設定するこ
とで、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を少なく
し、かつ大部分のマクロブロックに対し双方向予測画像
を生成して最適な動き補償予測モードを判定することが
できるので、さらに圧縮効率が高い最適な動き補償予測
モードを得ることができる。したがって、画質を低下さ
せることなく、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量
を少なくすることができるので、回路を簡素化して回路
規模を小さくすることができるとともに、メモリアクセ
スの割当時間を少なくして符号化の処理速度を向上させ
ることができる。

【００９３】請求項１５記載の発明は、請求項１１〜１
４の何れかに記載の発明において、前記現画像および前
記参照画像がそれぞれ２つのフィールドからなるフレー
ムによって構成され、前記マクロブロックを構成する前
記第１および第２セグメントブロックがそれぞれ異なる
フィールドの画素からなることを特徴とする。請求項１
５記載の発明では、前記動画像がインタレース走査方式
の動画像であって、前記現画像および前記参照画像がそ
れぞれ２つのフィールドからなるフレームによって構成
され、前記マクロブロックを構成する前記第１および第
２セグメントブロックがそれぞれ異なるフィールドの画
素からなるので、マクロブロックをフレームブロック、
マクロブロックの一方のフィールドをトップフィールド
ブロック、マクロブロックのもう一方のフィールドをボ
トムフィールドブロックと呼ぶとすると、前記動きベク
トル検出手段によってフレームブロックに対応するフレ
ーム動きベクトルと、トップおよびボトムフィールドブ
ロックにそれぞれ対応するトップおよびボトムフィール
ド動きベクトルを検出し、前記予測画像生成手段によっ
て前記共通ブロックの判定手段の判定結果に基づいてフ
レーム動きベクトルに基づく予測画像、並びに、トップ
およびボトムフィールド動きベクトルに基づく予測画像
を生成して最適な動き補償予測モードを判定することが
可能となる。したがって、インタレース走査方式の動画
像をフレーム構造予測方式により符号化する際に、画質
を低下させることなく、参照画像記憶手段へのメモリア
クセス量を少なくすることができるので、回路を簡素化
して回路規模を小さくすることができるとともに、メモ
リアクセスの割当時間を少なくして符号化の処理速度を
向上させることができる。

【００９４】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の発明において、前記予測画像生成手段が、前記動きベ
クトル検出手段によって検出された動きベクトルの水平
方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画
像記憶手段から読み出されたブロックに基づいて水平方
向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する水平
補間手段と、前記参照画像記憶手段から読み出されるブ
ロックに前記マクロブロックの類似ブロックが含まれる
場合、かつ前記動きベクトル検出手段によって検出され
た動きベクトルの垂直方向の画素精度が整数画素未満の
場合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロック
に基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画
像を生成するフレーム垂直補間手段と、前記参照画像記
憶手段から読み出されるブロックに前記第１および第２
のセグメントブロックの類似ブロックが含まれる場合、
かつ前記動きベクトル検出手段によって検出された動き
ベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の場
合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに
基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像
を生成するフィールド垂直補間手段と、を有することを
特徴とする。

【００９５】請求項１５記載の発明では、前記予測画像
生成手段を、水平補間手段によって、前記動きベクトル
検出手段によって検出された動きベクトルの水平方向成
分の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶
手段から読み出されたブロックに基づいて水平方向の画
素精度が整数画素未満の予測画像が生成され、次いで、
フレーム垂直補間手段によって、前記参照画像記憶手段
から読み出されるブロックに前記マクロブロックの類似
ブロックが含まれる場合、かつ前記マクロブロックの動
きベクトルの垂直方向の画素精度が整数画素未満の場
合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに
基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像
が生成され、フィールド垂直補間手段によって、前記参
照画像記憶手段から読み出されるブロックに前記第１お
よび第２のセグメントブロックの類似ブロックが含まれ
る場合、かつ前記第１および第２のセグメントブロック
のうち少なくとも一方の動きベクトルの垂直方向成分の
画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段
から読み出されたブロックに基づいて垂直方向の画素精
度が整数画素未満の予測画像が生成されるように構成し
ている。

【００９６】このため、水平補間手段によってフレーム
動きベクトル、並びに、トップおよびボトムフィールド
動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素
未満の予測画像をそれぞれ生成することができるので、
フレーム動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が
整数画素未満の予測画像を生成する回路とトップおよび
ボトムフィールド動きベクトルに基づいて水平方向の画
素精度が整数画素未満の予測画像を生成する回路を共通
化することができる。また、２つ以上の動きベクトルの
水平成分の画素精度が整数画素未満の場合には、それぞ
れの動きベクトルに対応する予測画像を同時に生成する
ことができる。したがって、回路を簡素化して回路規模
を小さくすることができるとともに、符号化の処理速度
を向上させることができる。

【００９７】請求項１７記載の発明は、請求項１１〜１
４の何れかに記載の発明において、前記現画像および前
記参照画像がそれぞれフィールドによって構成され、前
記マクロブロックを構成する前記第１および第２セグメ
ントブロックがそれぞれ前記マクロブロックの上半分の
ブロックを構成する上半分ブロックおよび前記マクロブ
ロックの下半分のブロックを構成する下半分ブロックか
らなることを特徴とする。

【００９８】請求項１７記載の発明では、前記現画像お
よび前記参照画像がそれぞれフィールドによって構成さ
れ、前記マクロブロックを構成する前記第１および第２
セグメントブロックがそれぞれ前記マクロブロックの上
半分のブロックを構成する上半分ブロックおよび前記マ
クロブロックの下半分のブロックを構成する下半分ブロ
ックからなるので、マクロブロックをフィールドブロッ
クと呼ぶとすると、前記動きベクトル検出手段によって
フィールドブロックに対応するフィールド動きベクトル
と、上半分および下半分ブロックにそれぞれ対応する上
半分および下半分動きベクトルとを検出し、前記予測画
像生成手段によって前記共通ブロックの判定手段の判定
結果に基づいてフィールド動きベクトルに基づく予測画
像、並びに、上半分および下半分動きベクトルに基づく
予測画像を生成して最適な動き補償予測モードを判定す
ることが可能となる。したがって、インタレース走査方
式の動画像をフィールド構造予測方式により符号化する
際に、画質を低下させることなく、参照画像記憶手段へ
のメモリアクセス量を少なくすることができるので、回
路を簡素化して回路規模を小さくすることができるとと
もに、メモリアクセスの割当時間を少なくして符号化の
処理速度を向上させることができる。

【００９９】請求項１８記載の発明は、請求項１７記載
の発明において、前記予測画像生成手段が、前記動きベ
クトル検出手段によって検出された動きベクトルの水平
方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画
像記憶手段から読み出されたブロックに基づいて水平方
向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する水平
補間手段と、前記動きベクトル検出手段によって検出さ
れた動きベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素
未満の場合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブ
ロックに基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の
予測画像を生成する垂直補間手段と、を有することを特
徴とする。

【０１００】請求項１８記載の発明では、前記予測画像
生成手段を、水平補間手段によって前記動きベクトル検
出手段により検出された動きベクトルの水平方向成分の
画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段
から読み出されたブロックに基づいて水平方向の画素精
度が整数画素未満の予測画像が生成され、垂直補間手段
によって前記動きベクトル検出手段により検出された動
きベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の
場合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロック
に基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画
像が生成されるように構成している。

【０１０１】このため、水平補間手段によってフィール
ド動きベクトル、並びに、上半分および下半分動きベク
トルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素未満の予
測画像をそれぞれ生成するとともに、垂直補間手段によ
ってフィールド動きベクトル、並びに、上半分および下
半分動きベクトルに基づいて垂直方向の画素精度が整数
画素未満の予測画像をそれぞれ生成することができるの
で、フィールド動きベクトルに基づいて画素精度が整数
画素未満の予測画像を生成する回路と上半分および下半
分動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画
素未満の予測画像を生成する回路を共通化することがで
きる。また、２つ以上の動きベクトルの水平成分の画素
精度が整数画素未満の場合には、それぞれの動きベクト
ルに対応する予測画像を同時に生成することができる。
したがって、回路を簡素化して回路規模を小さくするこ
とができるとともに、符号化の処理速度を向上させるこ
とができる。

【０１０２】請求項１９記載の発明は、請求項１１〜１
８の何れかに記載の発明において、ＮＸおよびＮＹを整
数とし、前記マクロブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の
画素からなり、前記第１および２のセグメントブロック
がそれぞれＮＹ行ＮＸ列の画素からなるとするとき、前
記設定手段が前記最大列数および前記最大行数をそれぞ
れ（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定する
ことを特徴とする。

【０１０３】請求項１９記載の発明では、前記設定手段
によって前記最大列数および前記最大行数がそれぞれ
（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定される
ので、画素精度が整数画素未満の第１および第２フィー
ルドの類似ブロックを参照画像記憶手段からそれぞれ独
立に読み出すことができるとともに、参照画像記憶手段
へのメモリアクセス量を略半減することができる。

【０１０４】請求項２０記載の発明は、請求項１１〜１
５および１７の何れかに記載の発明において、ＮＸおよ
びＮＹを整数とし、前記マクロブロックが（ＮＹ×２）
行ＮＸ列の画素からなり、前記第１および第２セグメン
トブロックがそれぞれＮＹ行ＮＸ列の画素からなるとす
るとき、前記設定手段が前記最大列数および前記最大行
数をそれぞれＮＸ列、（ＮＹ×２）行に設定することを
特徴とする。

【０１０５】請求項２０記載の発明では、前記設定手段
によって前記最大列数および前記最大行数がそれぞれＮ
Ｘ列、（ＮＹ×２）行に設定されるので、画素精度が整
数画素の第１および第２セグメントブロックの類似ブロ
ックを参照画像記憶手段からそれぞれ独立に読み出すこ
とができるとともに、参照画像記憶手段へのメモリアク
セス量を略半減することができる。

【０１０６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ説明する。 （第１の実施の形態）図１〜図１７は本発明に係る動画
像符号化装置の好ましい実施の形態を示す図であり、図
１は動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
なお、図２５に示された従来の動画像符号化装置の各部
と同様の機能を有するものにはそれぞれ同一符号が付さ
れている。図１に示すように、動画像符号化装置は、現
画像供給ユニット１、参照画像記憶ユニット２、動きベ
クトル検出ユニット３、予測モード判定ユニット２０
０、差分画像生成ユニット５、直交変換／量子化ユニッ
ト６、可変長符号化７および逆量子化／逆直交変換ユニ
ット８を備えている。

【０１０７】現画像供給ユニット１は、図外の画像メモ
リから動画像を部分的に構成する現画像の画像信号を入
力し、参照画像記憶ユニット２、動きベクトル検出ユニ
ット３、予測モード判定ユニット４および差分画像生成
ユニット５に出力する。動画像は１枚のフレームが２枚
のフィールドからなるインタレース走査方式の動画像で
あり、現画像供給ユニット１は、現画像の画像信号を符
号化順に並べ替えて入力し、画素に含まれる輝度情報お
よび色差情報を所定の標本化周波数に基づいて水平走査
方向および垂直走査方向に抽出し、いわゆる４：２：
０、４：２：２または４：４：４の画像フォーマットに
変換し、フォーマット変換された各画像の画像信号をさ
らに１６画素×１６ラインの矩形ブロック（以下、マク
ロブロックという）に分割し、これらのマクロブロック
毎に出力する。また、現画像供給ユニット１は、動画像
を部分的に構成する時間的に前方向および後方向の画像
を参照画像として参照画像記憶ユニット２に出力する。

【０１０８】参照画像記憶ユニット２は、参照画像記憶
手段の機能を有し、揮発性メモリによって構成され、現
画像供給ユニット１から出力された入力画像および後述
する局部復号画像生成ユニット９より生成された局部復
号画像を参照画像としてフレーム単位に記憶する。動き
ベクトル検出ユニット３は、動きベクトル検出手段の機
能を有し、現画像供給ユニット１から出力された現画像
と参照画像記憶ユニット２に記憶された参照画像に基づ
いてマクロブロック毎に複数の動きベクトルを検出して
予測モード判定ユニット２００および可変長符号化ユニ
ット７に出力する。また、動きベクトル検出ユニット３
は、動きベクトル検出時に算出された類似ブロックのデ
ィストーションを予測モード判定ユニット２００に出力
する。

【０１０９】ここで、１６画素×１６ラインのマクロブ
ロックは、従来の技術の欄において説明した現画像フレ
ームブロックに相当し、現画像のピクチャタイプがＰピ
クチャの場合には、時間的に前方向の参照画像に基づい
て現画像フレームブロックに対応するフレーム前方向動
きベクトルＶｆｒｍＦ、現画像トップフィールドブロッ
クに対応するトップフィールド前方向動きベクトルＶｆ
ｌｄＦ１および現画像ボトムフィールドブロックに対応
するボトムフィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ２
がそれぞれ検出される。

【０１１０】一方、現画像のピクチャタイプがＢピクチ
ャの場合には、時間的に前方向の参照画像に基づいて１
本のフレーム前方向動きベクトルＶｆｒｍＦおよび２本
のフィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦ１，Ｖｆｌ
ｄＦ２がそれぞれ検出されるとともに、時間的に後方向
の参照画像に基づいて１本のフレーム後方向動きベクト
ルＶｆｒｍＢおよび２本のフィールド後方向動きベクト
ルＶｆｌｄＢ１，ＶｆｌｄＢ２がそれぞれ検出される。

【０１１１】また、動きベクトルの検出は次のようにし
て行われる。まず、各候補ブロックの画素データと現画
像ブロックの画素データとの差分を表すディストーショ
ンがそれぞれ演算される。次いで、演算されたディスト
ーションの中から最小の値をもつディストーションが検
出され、現画像ブロックに最も類似した候補ブロック
（類似ブロック）が特定される。次いで、この類似ブロ
ックと現画像ブロックとの水平走査方向および垂直走査
方向の変位が算出されて動きベクトルが検出される。

【０１１２】予測モード判定ユニット２００は、動きベ
クトル検出ユニット３によって検出された動きベクトル
に基づいて、参照画像記憶ユニット２に記憶された同一
フレームの参照画像上の各類似ブロックの位置的な重な
り具合を判定するとともに、動きベクトル検出時に算出
されたディストーションに基づいて同一フレームの参照
画像に対応するフレーム予測画像およびフィールド予測
画像のうち何れの予測画像を生成すべきかを判定し、こ
れらの判定結果に基づいて予測画像を生成し、生成され
た予測画像に基づいて最適な動き補償予測モードを判定
する。

【０１１３】さらに、予測モード判定ユニット２００
は、動き補償予測モードかイントラ予測モードかを判定
する。この結果、イントラ予測モードが最適な予測モー
ドとして判定された場合には、イントラ予測モードであ
ることを表す信号を差分画像生成ユニット５、局部復号
画像生成ユニット９および参照画像記憶ユニット２に出
力する。一方、動き補償予測モードが最適な予測モード
として判定された場合には、該当する動き補償予測モー
ドを表す信号およびその予測画像が差分画像生成ユニッ
ト５および参照画像記憶ユニット２に出力する。

【０１１４】差分画像生成ユニット５は、予測モード判
定ユニット２００により判定された最適な予測モードに
基づいて予測誤差信号を直交変換／量子化ユニット６に
出力する。ここで、イントラ予測モードの場合には、現
画像供給ユニット１から出力された現画像（イントラブ
ロック）をそのまま予測誤差信号として出力する。一
方、動き補償予測モードの場合には、現画像と予測モー
ド判定ユニット２００により判定された最適な動き補償
予測モードの予測画像との差分画像を予測画像信号とし
て出力する。

【０１１５】直交変換／量子化ユニット６は、差分画像
生成ユニット５から出力されたマクロブロックの画像信
号を８画素×８ラインのブロックに分割し、このブロッ
ク毎に公知の２次元ＤＣＴ演算を行い、画像データを直
流成分（ＤＣ成分）および交流成分（ＡＣ成分）を含む
低周波項から高周波項までの複数のＤＣＴ係数に変換す
る。

【０１１６】このＤＣＴ演算によって、各ブロックの画
像データは、第１低周波項であるＤＣ成分から高周波項
のＡＣ成分まで、徐々に精細さを表現する段階的な複数
の周波数成分に分解される。また、ＤＣＴ演算前には、
低い空間的相関を示していた画像信号の画素値（輝度情
報および色差情報）が、ＤＣＴ演算により低周波項に集
中することから、高周波項を除去することで有効な情報
圧縮が可能となる。

【０１１７】なお、ＤＣＴは、好ましい直交変換方式と
して採用されているが、これに限るものではない。例え
ば、現在のテレビ信号はコンポーネント信号とコンポジ
ット信号が混在しているが、コンポーネント信号に対し
てはＤＣＴが優れた特性を示すが、コンポジット信号に
対してはアダマール変換が優れた特性を示すことが知ら
れている。このように、符号化される画像の特性に応じ
て適した方式の直交変換方式を採用すれば良い。

【０１１８】また、直交変換／量子化ユニット６は、Ｄ
ＣＴ係数を量子化ステップにより割算し、高周波を除去
するよう余りを丸めることにより量子化を行い、可変長
符号化ユニット７および逆量子化／逆直交変換ユニット
８に出力する。ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数の
ＤＣ成分とＡＣ成分とはそれぞれ独立の量子化ステップ
により量子化され、イントラブロックのＤＣ係数につい
ては、ピクチャ単位に量子化ステップが制御され、その
他の係数については、ピクチャタイプに応じた量子化マ
トリックスにマクロブロック毎に定まる量子化スケール
を乗ずることにより量子化ステップが制御される。量子
化マトリックスは量子化特性を視覚特性に合せるための
パラメータである。量子化スケールは発生符号量を制御
するためのパラメータであり、可変長符号化ユニット７
により可変長符号化された符号化データを監視すること
にによって制御される。

【０１１９】可変長符号化ユニット７は、直交変換／量
子化ユニット６から出力された画像信号をヘッダ情報や
動きベクトル情報等の付加情報とともに可変長符号化
し、符号化データを出力する。直交変換／量子化ユニッ
ト６により量子化されたＤＣＴ係数は、低周波成分から
順次スキャンされて２次元の係数が１次元の係数列に変
換され、これらの係数が１次元係数列の連続する零係数
の数を表すランおよび非零係数の値を表すレベルに基づ
いて可変長符号化される。スキャン順序としては、いわ
ゆるジグザグスキャン（Zig-zag Scanning）とオルタネ
ートスキャン（Alternate Scanning）とがあり、画像の
種類に応じて切り換えて使用される。オルタネートスキ
ャンは、インタレース画像の場合に有効である。

【０１２０】また、可変長符号化ユニット７は、内部に
図示しない揮発性のバッファメモリを有し、このバッフ
ァメモリ内の符号化データの占有率を監視することによ
って発生符号量を把握し、目標ビットレートに合せるよ
う直交変換／量子化ユニット６の量子化スケールを制御
する。すなわち、符号化データはその画像の複雑さや動
きの激しさによって発生符号量が変動するため、この変
動を吸収して略一定の伝送速度でビットストリームとし
て出力され、図外の伝送路を経て外部デコーダに伝送さ
れる。

【０１２１】逆量子化／逆直交変換ユニット８は、直交
変換／量子化ユニット６により量子化された各ＤＣＴ係
数に量子化時と同じ量子化ステップを乗ずることにより
逆量子化を行い、逆量子化された２次元係数を逆ＤＣＴ
演算した後、８画素×８画素の各ブロックから１６画素
×１６画素のマクロブロックを合成することで、予測誤
差信号の復元画像を生成し、局部復号画像生成ユニット
９に出力する。

【０１２２】局部復号画像生成ユニット９は、逆量子化
／逆直交変換ユニット８から出力された画像および予測
モード判定ユニット２００から出力された予測画像に基
づいて現画像に対応する局部復号画像を生成し、参照画
像記憶ユニット２に記憶する。次に、予測モード判定ユ
ニット２００について具体的に説明する。図２は予測モ
ード判定ユニット２００の構成を示すブロック図であ
る。図２に示すように、予測モード判定ユニット２００
は、フレーム／フィールド判定ユニット２１０、設定ユ
ニット２２０、共通ブロック判定ユニット２３０、予測
画像生成ユニット２４０、画像誤差値算出ユニット２５
０、最小評価値判定ユニット２６０およびイントラ判定
ユニット２７０を備えている。

【０１２３】フレーム／フィールド判定ユニット２１０
は、予測画像判定手段の機能を有し、動きベクトル検出
ユニット３により算出された類似ブロックのディストー
ションに基づいて同一フレームの参照画像に基づいて生
成されるフレーム予測画像およびフィールド予測画像の
うち何れの予測画像を予測画像生成ユニット２４０によ
り生成すべきかを判定するものであり、図３に示すよう
に、さらに、ディストーション加算ユニット２１１、デ
ィストーション比較ユニット２１２およびディストーシ
ョン判定ユニット２１３を備えている。

【０１２４】ディストーション加算ユニット２１２は、
ディストーションユニット加算手段の機能を有し、現画
像トップフィールドブロックのディストーションと現画
像ボトムフィールドブロックのディストーションとを加
算して、ディストーション比較ユニット２１２に出力す
る。ディストーション比較ユニット２１２は、ディスト
ーション比較手段の機能を有し、ディストーション加算
ユニット２１２により加算された現画像トップおよびボ
トムフィールドブロックのディストーションと現画像フ
レームブロックのディストーションとの大小関係を比較
する。

【０１２５】ディストーション判定ユニット２１３は、
ディストーション判定手段の機能を有し、ディストーシ
ョン比較ユニット２１２の比較結果に基づいてディスト
ーションが小さいほうのブロックを表す信号を共通ブロ
ック判定ユニット２３０に出力する。設定ユニット２２
０は、設定手段の機能を有し、書き換え可能な不揮発性
メモリによって構成されている。設定ユニット２２０
は、参照画像記憶ユニット２から読み出し可能な同一フ
レームの参照画像の画素の最大列数および最大行数を設
定して参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセス量を
設定するものである。

【０１２６】最大列数および最大行数は、半画素精度の
現画像トップおよびボトムフィールドブロックの類似ブ
ロック（１７画素×９ライン）をそれぞれ独立に読み出
すことができるように、それぞれ１７画素および１８ラ
インに設定されている。従来の動画像符号化装置では、
現画像フレームブロック、現画像トップフィールドブロ
ックおよび現画像ボトムフィールドブロックに対する類
似ブロックはそれぞれ独立に読み出されていたのに対
し、メモリアクセス量は略半減されている。

【０１２７】共通ブロック判定ユニット２３０は、共通
ブロック判定手段の機能を有し、動きベクトル検出ユニ
ット３よって検出された複数の動きベクトルに基づい
て、参照画像記憶ユニット２に記憶された同一フレーム
の参照画像上の各類似ブロックの位置的な重なり具合を
判定し、この判定結果およびフレーム／フィールド判定
ユニット２１０の判定結果に基づいて予測画像生成ユニ
ット２４０により生成される予測画像を決定するもので
あり、図４に示すように、さらに、水平位置判定ユニッ
ト２３１、垂直位置判定ユニット２３２および読出ブロ
ック決定ユニット２３３を備えている。

【０１２８】ここで、重なり具合を判定するとは、フレ
ーム動きベクトル、トップフィールド動きベクトルおよ
びボトムフィールド動きベクトルの各類似ブロックを含
む参照画像上の最小ブロックを共通ブロックと呼ぶとす
ると、この共通ブロックの列数および行数がそれぞれ設
定ユニット２２０により設定された最大列数および最大
行数以下であるか否かを判定することを表す。

【０１２９】水平位置判定ユニット２３１は、フレーム
動きベクトル、トップフィールド動きベクトルおよびボ
トムフィールド動きベクトルの水平成分に基づいて共通
ブロックの列数が設定ユニット２２０により設定された
最大列数以下であるか否かを判定し、その判定結果を垂
直位置判定ユニット２３２および読出ブロック決定ユニ
ット２３３に出力する。

【０１３０】垂直位置判定ユニット２３２は、フレーム
動きベクトル、トップフィールド動きベクトルおよびボ
トムフィールド動きベクトルの垂直成分に基づいて共通
ブロックの行数が設定ユニット２２０により設定された
最大行数以下であるか否かを判定し、その判定結果を読
出ブロック決定ユニット２３３に出力する。読出ブロッ
ク決定ユニット２３３は、水平位置判定ユニット２３１
の判定結果および垂直位置判定ユニット２３２の判定結
果に基づいて予測画像生成ユニット２４０により生成さ
れる予測画像を決定するとともに、参照画像記憶ユニッ
ト２から読み出す参照画像上のブロックを決定する。

【０１３１】ここで、垂水平置判定ユニット２３１によ
り共通ブロックの列数が最大列数以下であると判定さ
れ、かつ垂直位置判定ユニット２３２により共通ブロッ
クの行数が最大行数以下であると判定された場合には、
フレーム予測画像およびフィールド予測画像を生成する
よう、参照画像記憶ユニット２から共通ブロックを読み
出すように決定される。

【０１３２】一方、水平位置判定ユニット２３１により
共通ブロックの列数が最大列数を超えると判定された場
合および垂直位置判定ユニット２３２により共通ブロッ
クの行数が最大行数を超えると判定された場合には、フ
レーム／フィールド判定ユニット２１０により生成され
る予測画像として判定された予測画像を生成するよう、
現画像フレームと現画像トップおよびボトムフィールド
ブロックとのうち何れか一方の類似ブロックを参照画像
記憶ユニット２から読み出すように決定される。

【０１３３】予測画像生成ユニット２４０は、予測画像
生成手段の機能を有し、共通ブロック判定ユニット２３
０により決定された予測画像を動きベクトルに基づいて
生成するものであり、図２に示すように、水平補間ユニ
ット２４１、フレーム垂直補間ユニット２４２、フィー
ルド垂直補間ユニット２４３および双方向予測画像生成
ユニット２４４を備えている。

【０１３４】水平補間ユニット２４１は、水平補間手段
の機能を有し、読出ブロック決定ユニット２３３により
決定されたブロックを参照画像記憶ユニット２から読み
出し、読み出されたブロックから動きベクトルに基づい
て類似ブロックを抽出するものである。水平補間ユニッ
ト２４１は、動きベクトルの水平成分が半画素精度の場
合には、互いに水平方向に隣接する画素から半画素精度
の画素を補間して水平補間画像を生成し、動きベクトル
の水平成分が整数画素精度の場合には、類似ブロックそ
のものを水平補間画像とする。

【０１３５】ここで、共通ブロックが参照画像記憶ユニ
ット２から読み出された場合には、現画像フレームブロ
ック、現画像トップフィールドブロックおよび現画像ボ
トムフィールドブロックに対応する予測用水平補間画像
がそれぞれ生成されるが、さらに、フレーム動きベクト
ル、トップフィールド動きベクトルおよびボトムフィー
ルド動きベクトルのうち１つ以上の動きベクトルの水平
成分が半画素精度のときには、まず、半画素精度の動き
ベクトルの類似ブロックが含まれる最小のブロックの水
平補間画像を生成し、次いで、生成された画像からそれ
ぞれの動きベクトルの水平補間画像を抽出することで、
半画素精度の画素を補間するための演算回数を減らして
いる。

【０１３６】一方、現画像フレームブロックと現画像ト
ップおよびボトムフィールドブロックとのうち何れか一
方の類似ブロックが読み出された場合には、類似ブロッ
クそのものが読み出されるので、動きベクトルの水平成
分が半画素精度のときには、互いに水平方向に隣接する
画素から半画素精度の画素を補間して水平補間画像が出
力され、動きベクトルの水平成分が整数画素精度のとき
には、類似ブロックそのものが水平補間画像として出力
される。

【０１３７】水平補間ユニット２４１は、フレーム動き
ベクトルに基づく水平補間画像をフレーム垂直補間ユニ
ット２４２に出力するとともに、トップおよびボトムフ
ィールド動きベクトルに基づく水平補間画像をフィール
ド垂直補間ユニット２４３に出力する。フレーム垂直補
間ユニット２４２は、フレーム垂直補間手段の機能を有
し、水平補間ユニット２４１により出力された水平補間
画像からフレーム動きベクトルに基づいてフレーム予測
画像を生成するものであり、フレーム動きベクトルの垂
直成分が半画素精度の場合には、互いに垂直方向に隣接
する画素から半画素精度の画素を補間してフレーム垂直
補間画像を生成してフレーム予測画像を生成し、動きベ
クトルの垂直成分が整数画素精度の場合には、入力され
た水平補間画像そのものをフレーム垂直補間画像として
フレーム予測画像を生成するものである。

【０１３８】フィールド垂直補間ユニット２４３は、フ
ィールド垂直補間手段の機能を有し、水平補間ユニット
２４１により出力されたトップおよびボトムフィールド
ブロックのそれぞれ水平補間画像からトップおよびボト
ムフィールド動きベクトルに基づいてフィールド予測画
像を生成するものであり、フィールド動きベクトルの垂
直成分が半画素精度の場合には、互いに垂直方向に隣接
する画素から半画素精度の画素を補間してフィールド垂
直補間画像を生成し、動きベクトルの垂直成分が整数画
素精度の場合には、入力された水平補間画像そのものを
フィールド垂直補間画像とし、トップフィールドブロッ
クのフィールド垂直補間画像とボトムフィールドブロッ
クの垂直補間画像とを合成してフィールド予測画像を生
成する。

【０１３９】双方向予測画像生成ユニット２４０は、ピ
クチャタイプがＢピクチャの場合に、共通ブロック判定
ユニット２３０の判定結果に基づいてフレーム垂直補間
ユニット２４２によりフレーム前方向予測画像およびフ
レーム後方向予測画像が生成されたとき、これら２つの
予測画像からフレーム双方向予測画像を生成し、共通ブ
ロック判定ユニット２３０の判定結果に基づいてフィー
ルド垂直補間ユニット２４２によりフィールド前方向予
測画像およびフィールド後方向予測画像が生成されたと
き、これら２つの予測画像からフィールド双方向予測画
像を生成するものである。

【０１４０】画像誤差値算出ユニット２５０は、現画像
供給ユニット１から出力された現画像（マクロブロッ
ク）と予測画像生成ユニット２４０によって生成された
予測画像とに基づいて、現画像と予測画像との間の類似
性を表す相関値を算出するものであり、さらに、フレー
ム双方向画像誤差値算出ユニット２５１、フィールド双
方向画像誤差値算出ユニット２５２、フレーム前方向画
像誤差値算出ユニット２５３、フレーム後方向画像誤差
値算出ユニット２５４、フィールド前方向画像誤差値算
出ユニット２５５およびフィールド後方向画像誤差値算
出ユニット２５６を備えている。相関値としては、現画
像および予測画像のブロック内の位置的に対応する画素
間の二乗予測誤差値が用いられる。

【０１４１】フレーム双方向画像誤差値算出ユニット２
５１は、双方向予測画像生成ユニット２４４により生成
されたフレーム双方向予測画像と現画像との間の二乗予
測誤差値を算出するものであり、フィールド双方向画像
誤差値算出ユニット２５２は、双方向予測画像生成ユニ
ット２４４により生成されたフィールド双方向予測画像
と現画像との間の二乗予測誤差値を算出するものであ
る。

【０１４２】フレーム前方向画像誤差値算出ユニット２
５３は、フレーム垂直補間ユニット２４２により生成さ
れたフレーム前方向予測画像と現画像との間の二乗予測
誤差値を算出するものであり、フレーム後方向画像誤差
値算出ユニット２５４は、フレーム垂直補間ユニット２
４２により生成されたフレーム後方向予測画像と現画像
との間の二乗予測誤差値を算出するものである。

【０１４３】フィールド前方向画像誤差値算出ユニット
２５５は、フィールド垂直補間ユニット２４３により生
成されたフィールド前方向予測画像と現画像との間の二
乗予測誤差値を算出するものであり、フィールド後方向
画像誤差値算出ユニット２５６は、フィールド垂直補間
ユニット２４３により生成されたフィールド後方向予測
画像と現画像との間の二乗予測誤差値を算出するもので
ある。

【０１４４】最小誤差値判定ユニット２６０は、画像誤
差値算出ユニット２５０により算出された二乗予測誤差
値を比較して最適な動き補償予測モードを判定するもの
であり、最小の二乗予測誤差値をもつ予測画像を最適な
予測画像として判定し、予測画像およびその動き補償予
測モードをイントラ判定ユニット２７０に出力する。イ
ントラ判定ユニット２７０は、現画像供給ユニット１か
ら出力された現画像（マクロブロック）および最小誤差
値判定ユニット２６０により出力された予測画像に基づ
いて最適な予測モードを判定するするものであり、現画
像および予測画像の誤差値の平均画素値からの分散を比
較して、現画像の分散が誤差値の分散より小さい場合に
は、イントラ符号化を行ったほうが符号化効率が高いと
判定し、イントラ符号化モードを表す信号を出力する一
方、現画像の分散が誤差値の分散以上の場合には、動き
補償を行ったほうが符号化効率が高いと判定され、最小
誤差値判定ユニット２６０により判定された最適な予測
画像およびその動き補償モードを表す信号を出力する。

【０１４５】すなわち、本動画像符号化装置は、参照画
像記憶ユニット２に記憶された同一フレームの参照画像
上の各類似ブロックの位置的な重なり具合を共通ブロッ
ク判定ユニット２３０によって判定し、その判定結果に
基づいてフレーム予測画像およびフィールド予測画像の
うち双方または何れか一方の予測画像を生成し、さらに
ピクチャタイプがＢピクチャの場合には、共通ブロック
判定ユニット２３０の判定結果に基づいて双方向予測を
生成し、生成された予測画像から最適な動き補償予測モ
ードを判定するものである。

【０１４６】次に、作用を説明する。まず、図４に示さ
れた水平位置判定ユニット２３１および垂直位置判定ユ
ニット２３２により、フレーム動きベクトルＶｆｒｍお
よびフィールド動きベクトルＶｆｌｄに基づいて共通ブ
ロックの列数および行数がそれぞれ設定ユニット２２０
により設定された最大列数および最大行数以下であるか
否かを判定する方法について説明する。

【０１４７】以下、説明を容易にするため、図５に示す
ように、現画像４００および参照画像４１０のトップフ
ィールドの画素をそれぞれ白丸で表し、ボトムフィール
ドの画素を四角で表し、現画像フレームブロック４０１
が４画素×４ラインの画素からなり、現画像トップフィ
ールドブロックがトップフィールドの４画素×２ライン
の画素からなり、現画像ボトムフィールドブロックがボ
トムフィールドの４画素×２ラインの画素からなるもの
とする。また、設定ユニット２２０の最大列数および最
大行数は、それぞれ５列（画素）、６行（ライン）に設
定されているものとする。

【０１４８】また、動きベクトルの水平成分をＶ（ｘ）
で表し、動きベクトルの垂直成分をＶ（ｙ）で表し、両
者を同時に表すときにはＶ（ｘ，ｙ）によって表すもの
とする。動きベクトルの各成分は半画素単位を１として
表すものとし、例えば参照画像上の互いに隣接する画素
間は２となる。フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ，
ｙ）の水平成分の表し方とフィールド動きベクトルのＶ
ｆｌｄ（ｘ，ｙ）の水平成分の表し方とは同じである。
一方、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ，ｙ）の垂直
成分の表し方とフィールド動きベクトルのＶｆｌｄ
（ｘ，ｙ）の垂直成分の表し方とは異なり、フレーム動
きベクトルＶｆｒｍ（ｘ，ｙ）の垂直成分は参照画像フ
レーム内の垂直方向に互いに隣接するトップフィールド
とボトムフィールドの画素間を２で表しており、フィー
ルド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ，ｙ）の垂直成分はトッ
プフィールドおよびボトムフィールドのうち何れかの参
照画像の垂直方向に互いに隣接する画素間を２で表して
いる。

【０１４９】図５に示すように、例えば点Ｐ１〜Ｐ３を
それぞれフレーム動きベクトル（ｘ，ｙ）の示す位置と
すると、点Ｐ１はフレーム動きベクトルはＶｆｒｍ
（０，０）であり、現画像４００上の現画像ブロック４
０１に対応する参照画像４１０上の同じ位置に整数画素
精度の類似ブロック４１１があることが特定される。ま
た、点Ｐ２は点Ｐ１より図中右方向に１画素分シフトし
た位置にあり、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（２，
０）で表され、整数画素精度の類似ブロック４１２が特
定される。また、点Ｐ３は水平方向が点Ｐ１と点Ｐ２の
間にあるとともに、垂直方向が点Ｐ１や点Ｐ２より図中
下方向に１画素分シフトした位置にあり、フレーム動き
ベクトルＶｆｒｍ（１，２）で表され、水平方向が半画
素精度の５画素×４ラインの類似ブロック４１３が特定
される。

【０１５０】すなわち、動きベクトルの水平成分が偶数
のときには、動きベクトルの水平成分は整数画素精度で
あり、類似ブロックの列数が４列であることが特定さ
れ、動きベクトルの水平成分が奇数のときには、動きベ
クトルの垂直成分が半画素精度であり、類似ブロックの
列数が５列であることが特定される。同様に、フレーム
動きベクトルの垂直成分が偶数のときには、動きベクト
ルの垂直成分は整数画素精度であり、類似ブロックの行
数が４行であることが特定され、動きベクトルの垂直成
分が奇数のときには、動きベクトルの垂直成分が半画素
精度であり、類似ブロックの行数が５行であることが特
定される。

【０１５１】同様に、フィールド動きベクトルの垂直成
分が偶数のときには、動きベクトルの垂直成分は整数画
素精度であり、類似ブロックの行数が２行であることが
特定され、動きベクトルの垂直成分が奇数のときには、
動きベクトルの垂直成分が半画素精度であり、類似ブロ
ックの行数が３行であることが特定される。さらに、図
６に示すように、図５に示された現画像フレームブロッ
ク４０１および類似ブロック４１１の垂直成分に注目
し、現画像フレームブロック４０１の１列目の垂直４ラ
インをフレームブロック４２０で表し、現画像トップフ
ィールドブロックの１列目の垂直２ラインをトップフィ
ールドブロック４２１で表し、現画像ボトムフィールド
ブロックの１列目を垂直２ラインをボトムフィールドブ
ロック４２２で表し、さらに、類似ブロック４１１の１
列目の垂直４ラインをブロック４３０で表すと、フレー
ムブロック４２０の動きベクトルの垂直成分が０となる
位置は図中Ｖｆｒｍで示された位置となる。

【０１５２】また、トップフィールドブロック４２１の
動きベクトルの垂直成分が０となる位置は、参照画像４
１０のトップフィールドを参照した場合には、図中Ｖ１
１で示された位置となり、参照画像４１０のボトムフィ
ールドを参照した場合には、図中Ｖ１２で示された位置
となる。同様に、ボトムフィールドブロック４２２の動
きベクトルの垂直成分が０となる位置は、参照画像４１
０のトップフィールドを参照した場合には、図中Ｖ２１
で示された位置となり、参照画像４１０のボトムフィー
ルドを参照した場合には、図中Ｖ２２で示された位置と
なる。

【０１５３】図６から理解されるように、Ｖ１１および
Ｖ２１、並びに、Ｖ１２およびＶ２２はそれぞれ同位置
を示すことから、同一参照フィールド内であれば現画像
フィールドブロックがトップフィールドブロック４２
１、ボトムフィールドブロック４２２の何れかに拘らず
動きベクトルが示す位置は同じとなる。次に、水平位置
判定ユニット２３１により、フレーム動きベクトルＶｆ
ｒｍおよびフィールド動きベクトルＶｆｌｄの水平成分
に基づいて共通ブロックの列数が設定ユニット２２０に
より設定された最大列数以下であるか否かを判定する方
法について説明する。

【０１５４】図７は参照画像上のフレーム動きベクトル
Ｖｆｒｍ（ｘ）とその類似ブロックおよびフィールド動
きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）とその類似ブロックとの位置
関係を示す図であり、各類似ブロックはその１行目の画
素が表されている。図７（ａ）に示すように、点Ｐａで
示されたフレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ）が整数画
素精度の場合には、類似ブロック４４０の列数は４とな
り、設定ユニット２２０の最大列数が５であるで、参照
画像記憶ユニット２から１列余分の画素を読み出すこと
が可能となる。このとき、フレーム動きベクトルＶｆｒ
ｍ（ｘ）とフィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）とを
参照画像記憶ユニット２から一緒に読み出すためには、
フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐｂ１〜点
Ｐｂ５のうち何れかの位置にある必要がある。点Ｐｂ１
〜点Ｐｂ３はフィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が
整数画素精度の場合を示しており、点Ｐｂ４および点Ｐ
ｂ５はフィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が半画素
精度の場合を示している。

【０１５５】ここで、フィールド動きベクトルＶｆｌｄ
（ｘ）が点Ｐｂ１に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X)-2 であり、フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐ
ｂ２に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X) であり、フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐ
ｂ３に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X)+2 である。

【０１５６】フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が
点Ｐｂ４に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X)-1 であり、フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐ
ｂ２に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X)+1 である。すなわち、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｘ）が整数画素精度の場合には、 Vfrm(X)-2≦Vfld(x)≦Vfrm(X)+2 ……（１） の関係にあれば、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ）
およびフィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が指す類
似ブロックを参照画像記憶ユニット２から一緒に読み出
すことができる。

【０１５７】また、図７（ｂ）に示すように、点Ｐｃで
示されたフレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ）が半画素
精度の場合には、類似ブロック４４１の列数は５とな
り、参照画像記憶ユニット２から余分な列の画素を読み
出すことはできないので、フレーム動きベクトルＶｆｒ
ｍ（ｘ）とフィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）とを
参照画像記憶ユニット２から一緒に読み出すためには、
フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐｄ１〜点
Ｐｄ３で示される位置にある必要がある。

【０１５８】フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が
点Ｐｄ１に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X)-1 であり、フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐ
ｄ２に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X)+1 であり、フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が点Ｐ
ｄ３に位置するとき、 Vfld(x)=Vfrm(X) である。すなわち、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｘ）が半画素精度の場合には、 Vfrm(X)-1≦Vfld(x)≦Vfrm(X)+1 ……（２） の関係にあれば、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ）
およびフィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が指す類
似ブロックを参照画像記憶ユニット２から一緒に読み出
すことができる。式（１）と式（２）とをまとめて表す
と次式のようになる。

【０１５９】 Vfrm(X)+(Vfrm(X)&1)-2≦Vfld(x)≦Vfrm(X)-(Vfrm(X)&1)+2 ……（３） ここで、Ｖｆｒｍ（ｘ）＆１は論理積演算を表し、フレ
ーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ）が整数画素精度のとき
には０を表し、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｘ）が
整数画素精度のときには１を表す。このように、フレー
ム動きベクトルｆｒｍ（ｘ）とトップおよびボトムフィ
ールド動きベクトルＶｆｌｄ１（ｘ），Ｖｆｌｄ２
（ｘ）とが式（３）を満たすか否かを判定することで、
共通ブロックの列数が設定ユニット２２０の最大列数以
下であるか否かが判定される。

【０１６０】次に、垂直位置判定ユニット２３１によ
り、フレーム動きベクトルＶｆｒｍおよびフィールド動
きベクトルＶｆｌｄの垂直成分に基づいて共通ブロック
の行数が設定ユニット２２０により設定された最大行数
以下であるか否かを判定する方法について説明する。ま
ず、フレーム動きベクトルのｙ方向成分Ｖｆｒｍ（ｙ）
が整数画素精度の場合を考える。図８に示すように、例
えば点Ｓ１〜Ｓ３をそれぞれ現画像フレームブロック４
５１の左上角の画素のフレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｘ，ｙ）によって示される位置とすると、点Ｓ１はフ
レーム動きベクトルＶｆｒｍ（０，０）を示し、その類
似ブロック４６１は現画像４５０上の現画像ブロック４
５１に対応する参照画像４６０上の同じ位置にある。ま
た、点Ｓ２はフレーム動きベクトルＶｆｒｍ（０，２）
を示し、その類似ブロック４６２は類似ブロック４６１
の図中下方向に１画素分シフトした位置にある。点Ｓ３
はフレーム動きベクトルＶｆｒｍ（０，４）を示し、そ
の類似ブロック４６３は類似ブロック４６１の図中下方
向に２画素分シフトした位置にある。

【０１６１】また、図９に示すように、現画像フレーム
ブロック４５１および各類似ブロック４６１，４６２，
４６３の垂直成分に注目し、現画像フレームブロック４
５１の１列目の垂直４ラインをフレームブロック４７０
で表し、現画像トップフィールドブロックの１列目の垂
直２ラインをトップフィールドブロック４７１で表し、
現画像ボトムフィールドブロックの１列目の垂直２ライ
ンをボトムフィールドブロック４７２で表すとともに、
類似ブロック４６１の１列目の垂直４ラインをブロック
４８０で表し、類似ブロック４６２の１列目の垂直４ラ
インをブロック４９０で表し、類似ブロック４６３の１
列目の垂直４ラインをブロック５００で表すとする。

【０１６２】さらに、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｙ）を２で除し、−∞方向の最も近い整数値に丸めた
値をＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）で表し、類似ブロック内にあ
るトップフィールドブロックおよびボトムフィールドブ
ロックの左上角の画素を指すフィールド動きベクトルの
ｙ方向成分をそれぞれＶｔｏｐＴＭＰ（ｙ）、Ｖｂｏｔ
ＴＭＰ（ｙ）で表すとする。

【０１６３】このとき、現画像トップフィールドブロッ
ク４７１および現画像ボトムフィールドブロック４７２
はフィールド画像で比較した場合に同位置となるため、
ＶｔｏｐＴＭＰ（ｙ）、ＶｂｏｔＴＭＰ（ｙ）は何れも
現画像トップフィールドブロック４７１および現画像ボ
トムフィールドブロック４７２から見たフィールド動き
ベクトルと見なすことができる。

【０１６４】よって、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｙ）＝０およびＶｆｒｍ（ｙ）＝４の場合、すなわち
図９（ａ）、（ｃ）の場合には、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）
＝０、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）＝２となり、 VtopTMP(y)=VfrmTMP(y) ……（４） VbotTMP(y)=VfrmTMP(y) ……（５） の関係が成立する。また、Ｖｆｒｍ（ｙ）＝２の場合、
すなわち図９（ｂ）の場合には、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）
＝１となり、 VtopTMP(y)=VfrmTMP(y)+1 ……（６） VbotTMP(y)=VfrmTMP(y)-1 ……（７） の関係が成立する。

【０１６５】すなわち、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
の類似ブロックのトップフィールドおよびボトムフィー
ルドがそれぞれ現画像フィールドブロックのトップフィ
ールドおよびボトムフィールドにある（以下、同一パリ
ティーにあるという）ときには式（４）および式（５）
が成り立ち、フレーム動きベクトルＶｆｒｍの類似ブロ
ックのトップフィールドおよびボトムフィールドがそれ
ぞれ現画像フィールドブロックのボトムフィールドおよ
びトップフィールドにある（以下、逆パリティーにある
という）ときには式（６）および式（７）が成り立つ。

【０１６６】次に、フレーム動きベクトルのｙ成分Ｖｆ
ｒｍ（ｙ）が半画素精度の場合を考える。図１０に示す
ように、例えば点Ｓ４およびＳ５をそれぞれ現画像フレ
ームブロック４５１のフレーム動きベクトル（ｘ，ｙ）
の示す位置とすると、点Ｓ４はフレーム動きベクトルＶ
ｆｒｍ（０，１）を示し、その類似ブロック４６４の左
上角の画素は現画像４５０上は現画像ブロック４５１の
左上角の画素と位置的に対応する。また、点Ｓ５はフレ
ーム動きベクトルＶｆｒｍ（０，３）を示し、その類似
ブロック４６５は類似ブロック４６４の図中下方向に１
画素分シフトした位置にある。

【０１６７】また、図１１に示すように、現画像フレー
ムブロック４５１および各類似ブロック４６４，４６５
の垂直成分に注目し、現画像フレームブロック４５１の
１列目の垂直４ラインをフレームブロック４７０で表
し、現画像トップフィールドブロックの１列目の垂直２
ラインをトップフィールドブロック４７１で表し、現画
像ボトムフィールドブロックの１列目を垂直２ラインを
ボトムフィールドブロック４７２で表すとともに、類似
ブロック４６４の１列目の垂直５ラインをブロック５１
０で表し、類似ブロック４６５の１列目の垂直５ライン
をブロック５２０で表すとする。

【０１６８】このとき、Ｖｆｒｍ（ｙ）の値に応じてＶ
ｔｏｐＴＭＰ（ｙ）およびＶｂｏｔＴＭＰ（ｙ）の値が
決定される。フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｙ）＝１
の場合、すなわち図１１（ａ）の場合には、ＶｆｒｍＴ
ＭＰ（ｙ）＝０となり、 VtopTMP(y)=VfrmTMP(y) ……（８） VbotTMP(y)=VfrmTMP(y) ……（９） の関係が成立する。また、フレーム動きベクトルＶｆｒ
ｍ（ｙ）＝３の場合、すなわち図１１（ｂ）の場合に
は、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）＝１となり、 VtopTMP(y)=VfrmTMP(y)+1 ……（10） VbotTMP(y)=VfrmTMP(y)-1 ……（11） の関係が成立する。すなわち、式（４）〜式（７）と同
様に、同一パリティーの関係にあるときには式（８）お
よび式（９）が成り立ち、逆パリティーの関係にあると
きには式（10）および式（11）が成り立つ。上記式
（４）〜式（11）をまとめると次のようになる。

【０１６９】 VtopTMP(y)=VfrmTMP(y)+(VfrmTMP(y)&1) ……（12） VbotTMP(y)=VfrmTMP(y)-(VfrmTMP(y)&1) ……（13） ここで、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）＆１は論理積演算を表
し、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）が偶数のときには０を表し、
ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）が奇数のときには１を表す。

【０１７０】以下、検出されたトップフィールド動きベ
クトルのｙ成分をＶｔｏｐ（ｙ）で表し、ボトムフィー
ルド動きベクトルのｙ成分をＶｂｏｔ（ｙ）で表し、Ｖ
ｔｏｐＴＭＰ（ｙ）およびＶｂｏｔＴＭＰ（ｙ）に基づ
いて共通ブロックの行数が設定ユニット２２０により設
定された最大行数以下であるか否かを判定する方法につ
いて説明する。

【０１７１】まず、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｙ）が整数画素精度の場合を考える。このとき、現画
像フレームブロックの類似ブロックの行数は４になり、
設定ユニット２２０の最大列数が６であるで、参照画像
記憶ユニット２から２行余分の画素を読み出すことが可
能となる。フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｙ）が同一
パリティーであり、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｙ）の示す位置を点Ａ１で表し、その類似ブロックの
１列目をブロック５３０で表すものすると、フィールド
動きベクトルの取り得る範囲は図１２および図１３に示
される。図１２はフィールド動きベクトルが整数画素精
度のときの範囲を図７と同様に表したものであり、図１
３はフィールド動きベクトルが半画素精度のときの範囲
を図７と同様に表したものである。

【０１７２】このとき、トップおよびボトムフィールド
動きベクトルＶｔｏｐ（ｙ）、Ｖｂｏｔ（ｙ）がそれぞ
れ以下の条件を満たせばよい。ボトムフィールドから余
分に２行読み出すときには、 Vtop(y)=VtopTMP(y) ……（14） VbotTMP(y)-4≦Vbot(y)≦VbotTMP(y)+4 ……（15） を同時に満たせばよい。また、トップフィールドおよび
ボトムフィールドともに１行余分に読み出すときには、 VtopTMP(y)-2≦Vtop(y)≦VtopTMP(y)+2 ……（16） VbotTMP(y)-2≦Vbot(y)≦VbotTMP(y)+2 ……（17） を同時に満たせばよい。また、トップフィールドから余
分に２行読み出すときには、 VtopTMP(y)-4≦Vtop(y)≦VtopTMP(y)+4 ……（18） Vbot(y)=VbotTMP(y) ……（19） フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｙ）が逆パリティーの
場合にも、同様に上記式（14）および式（15）を同時に
満たすか、式（16）および式（17）を同時に満たすか、
式（18）および式（19）を同時に満たすかすればよい。

【０１７３】次に、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｙ）が半画素精度の場合を考える。このとき、現画像
フレームブロックの類似ブロックのライン数は５にな
り、設定ユニット２２０の最大ライン数が６であるで、
参照画像記憶ユニット２から１ライン余分の画素を読み
出すことが可能となる。フレーム動きベクトルＶｆｒｍ
（ｙ）が同一パリティーであり、フレーム動きベクトル
Ｖｆｒｍ（ｙ）の示す位置を点Ｂ１で表し、その類似ブ
ロックの１列目をブロック５４０で表すとすると、フィ
ールド動きベクトルの取り得る範囲は図１４および図１
５に示される。図１４はフィールド動きベクトルが整数
画素精度のときの範囲を図７と同様に表したものであ
り、図１５はフィールド動きベクトルが半画素精度のと
きの範囲を図７と同様に表したものである。

【０１７４】このとき、トップおよびボトムフィールド
動きベクトルＶｔｏｐ（ｙ）、Ｖｂｏｔ（ｙ）はそれぞ
れ上記式（16）および式（17）を同時に満たすか、式
（18）および式（19）を同時に満たすかすればよい。一
方、フレーム動きベクトルＶｆｒｍ（ｙ）が逆パリティ
ーの場合には、トップおよびボトムフィールド動きベク
トルＶｔｏｐ（ｙ）、Ｖｂｏｔ（ｙ）はそれぞれ上記式
（14）および式（15）を同時に満たすか、式（16）およ
び式（17）を同時に満たすかすればよい。

【０１７５】動きベクトルの成分は、最下位ビットから
見て１ビット目が整数画素精度か半画素精度を表し、２
ビット目が同一パリティーか逆パリティーかを表してお
り、動きベクトルの下位２ビットを抽出し論理演算を行
うことで、上記条件式が選択されるようになっている。
すなわち、Ｖｆｒｍ（ｙ）の最下位ビットが０のときに
は整数画素精度を表し、１のときには半画素精度を表
す。また、ＶｆｒｍＴＭＰ（ｙ）の最下位ビットが０の
ときには同一パリティを表し、１のときには逆パリティ
ーを表す。

【０１７６】このように、フレーム動きベクトルｆｒｍ
（ｘ）とトップおよびボトムフィールド動きベクトルＶ
ｔｏｐ（ｘ），Ｖｂｏｔ（ｘ）とが上記各式を満たすか
否かを判定することで、共通ブロックの列数が設定ユニ
ット２２０の最大列数以下であるか否かが判定される。
次に、ピクチャタイプがＰピクチャの場合、予測モード
判定ユニット２００の予測画像生成ユニット２４０によ
って予測画像を生成する動作を図１６に示されたフロー
チャートに基づいて説明する。

【０１７７】まず、共通ブロック判定ユニット２３０の
水平位置判定ユニット２３１によって共通ブロックの列
数が設定ユニット２２０により設定された最大列数以内
か否かが判定される（ステップＳ１）。ここで、共通ブ
ロックの列数が最大列数以内の場合には、共通ブロック
判定ユニット２３０の垂直位置判定ユニット２３２によ
って共通ブロックの行数が設定ユニット２２０により設
定された最大行数以内か否かが判定される（ステップＳ
２）。ここで、共通ブロックの列数が最大列数以内の場
合には、読出ブロック決定ユニット２３３によって共通
ブロックを読み出すように決定される（ステップＳ
３）。

【０１７８】一方、ステップＳ１で共通ブロックの列数
が最大列数を超えた場合およびステップＳ２で共通ブロ
ックの行数が最大行数を超えた場合には、フレーム／フ
ィールド判定ユニット２１０により判定されたフレーム
動きベクトルとトップおよびボトムフィールド動きベク
トルのうち何れかに対応する類似ブロックを読み出すよ
うに決定される（ステップＳ４）。

【０１７９】次いで、水平補間ユニット２４１により読
出ブロック決定ユニット２３３により決定されたブロッ
クが読み出され、水平補間画像が生成される（ステップ
Ｓ５）。ここで、生成された水平補間画像がフレーム動
きベクトルに対応するかトップおよびボトムフィールド
動きベクトルに対応するかが判断され（ステップＳ
６）、水平補間画像がフレーム動きベクトルに対応する
場合には、フレーム垂直補間ユニット２４２によりフレ
ーム垂直補間画像が生成され（ステップＳ７）、そのま
まフレーム前方向予測画像として出力される（ステップ
Ｓ８）。

【０１８０】一方、水平補間画像がトップおよびボトム
フィールド動きベクトルに対応する場合には、フィール
ド補間ユニット２４３によりそれぞれトップおよびボト
ムフィールド動きベクトルに対応する垂直補間画像が生
成され（ステップＳ９）、生成された２つの垂直補間画
像を合成することによってフィールド前方向予測画像が
生成される（ステップＳ１０）。

【０１８１】なお、ピクチャタイプがＢピクチャの場合
には、ステップＳ１〜Ｓ１０と同様の動作により時間的
に前方向および後方向の動きベクトルに基づくそれぞれ
の予測画像が生成される。次に、ピクチャタイプがＢピ
クチャの場合、双方向予測画像生成ユニット２４４によ
って双方向予測画像を生成する動作を図１７に示された
フローチャートに基づいて説明する。

【０１８２】まず、共通ブロック判定ユニット２３０に
よりフレーム前方向予測画像が生成されるか否かが判定
され（ステップＳ１１）、フレーム前方向予測画像が生
成されると判定された場合には、さらに、共通ブロック
判定ユニット２３０によりフレーム後方向予測画像が生
成されるか否かが判定され（ステップＳ１２）、フレー
ム後方向予測画像が生成されると判定された場合には、
双方向予測画像生成ユニット２４４によってフレーム双
方向予測画像が生成される（ステップＳ１３）。

【０１８３】一方、ステップＳ１１でフレーム前方向予
測画像が生成されないと判定された場合およびステップ
Ｓ１２でフレーム後方向予測画像が生成されないと判定
された場合には、ステップＳ１４に進む。次いで、共通
ブロック判定ユニット２３０によりフィールド前方向予
測画像が生成されるか否かが判定され（ステップＳ１
４）、フィールド前方向予測画像が生成されると判定さ
れた場合には、さらに、共通ブロック判定ユニット２３
０によりフィールド後方向予測画像が生成されるか否か
が判定され（ステップＳ１５）、フィールド後方向予測
画像が生成されると判定された場合には、双方向予測画
像生成ユニット２４４によってフィールド双方向予測画
像が生成される（ステップＳ１３）。

【０１８４】一方、ステップＳ１４でフィールド前方向
予測画像が生成されないと判定された場合およびステッ
プＳ１５でフィールド後方向予測画像が生成されないと
判定された場合には、処理を終了する。このように、本
実施の形態では、参照画像記憶ユニット２に参照画像を
記憶するとともに、設定ユニット２２０によって参照画
像記憶ユニット２から読み出し可能な画素の最大列数お
よび最大行数をそれぞれ設定しておき、次いで、動きベ
クトル検出ユニット３によって、現画像フレームブロッ
ク、現画像トップフィールドブロックおよび現画像ボト
ムフィールドブロックをそれぞれ現画像ブロックとし、
各現画像ブロック毎に、参照画像記憶ユニット２に記憶
されたそれぞれの参照画像に基づいて現画像ブロックと
参照画像上の同一サイズの複数の候補ブロックとの間に
それぞれブロック間の類似性を表すディストーションが
算出され、算出されたディストーションを比較して前記
複数の候補ブロックの中から現画像ブロックに最も類似
した一つの類似ブロックが特定され、特定された類似ブ
ロックと現画像ブロックとの水平方向および垂直方向の
変位を表す動きベクトルが検出される。次いで、フレー
ム／フィールド判定ユニット２１０によって、動きベク
トル検出時に算出された類似ブロックのディストーショ
ンに基づいてフレーム予測画像およびフィールド予測画
像のうち何れか一方の予測画像を生成するかが判定され
る。次いで、共通ブロック判定ユニット２３０によっ
て、動きベクトル検出ユニット３により検出されたフレ
ーム動きベクトル、トップフィールド動きベクトルおよ
びボトムフィールド動きベクトルに基づいて動きベクト
ル検出ユニット３によって特定された現画像フレームブ
ロック、現画像トップフィールドブロックおよび現画像
ボトムフィールドブロックの類似ブロックを含む参照画
像上の最小のブロックを表す共通ブロックの列数および
行数がそれぞれ設定ユニット２２０によって設定された
最大列数および最大行数以下であるか否かが判定され
る。

【０１８５】次いで、予測画像生成ユニット２４０によ
って、共通ブロック判定ユニット２３０より共通ブロッ
クの列数および行数がそれぞれ最大列数および最大行数
以下であると判定された場合には、共通ブロックを参照
画像記憶ユニット２から読み出し、フレーム動きベクト
ルに基づいて動き補償を行ってフレーム予測画像が生成
されるとともに、トップおよびボトムフィールド動きベ
クトルに基づいてそれぞれ動き補償を行ってフィールド
予測画像が生成され、共通ブロック判定ユニット２３０
により共通ブロックの列数が最大列数より多いと判定さ
れた場合および共通ブロック判定ユニット２３０によっ
て共通ブロックの行数が前記最大行数より多いと判定さ
れた場合には、フレーム／フィールド判定ユニット２１
０によって生成される予測画像として判定された現画像
ブロックの類似ブロックを参照画像記憶ユニット２から
読み出し、読み出された類似ブロックに対応する動きベ
クトルに基づいて動き補償を行って予測画像が生成され
る。

【０１８６】このため、現画像フレームブロック、現画
像トップフィールドブロックおよび現画像ボトムフィー
ルドブロックの類似ブロックを含む参照画像上の共通ブ
ロックの列数および行数がそれぞれ設定ユニット２２０
により設定された列数および行数以下の場合には、共通
ブロックを１回の読出処理で参照画像記憶ユニット２か
ら読み出し、フレーム予測画像およびフィールド予測画
像を生成することができるので、設定ユニット２２０に
より最大列数および最大行数を適切に設定することで、
参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセス量を少なく
し、かつ大部分のマクロブロックに対し共通ブロックを
１回の読出処理で参照画像記憶ユニット２から読み出し
て最適な動き補償予測モードを判定することができる。
また、共通ブロックの列数が設定ユニット２２０により
設定された列数を超える場合および共通ブロックの行数
が設定ユニット２２０により設定された行数を超える場
合には、動きベクトル検出時に算出されたディストーシ
ョンに基づいて現画像フレームブロックと現画像トップ
およびボトムフィールドブロックとのうち何れか一方の
類似ブロックを読み出して予測画像を生成することがで
きるので、参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセス
量を少なくし、かつ元々２つのブロック間の類似性を表
すディストーションを有効利用して予測画像を生成して
最適な動き補償モードを判定することができる。したが
って、画質を低下させることなく、参照画像記憶ユニッ
ト２へのメモリアクセス量を少なくすることができるの
で、回路を簡素化して回路規模を小さくすることができ
るとともに、メモリアクセスの割当時間を少なくして符
号化の処理速度を向上させることができる。

【０１８７】また、フレーム／フィールド判定ユニット
２１０を、ディストーション加算ユニット２１１によっ
て現画像トップおよびボトムフィールドブロックの類似
ブロックのディストーションが加算され、次いで、ディ
ストーション比較ユニット２１２によってディストーシ
ョン加算ユニット２１１により加算されたディストーシ
ョンと現画像フレームの類似ブロックのディストーショ
ンとの大小が比較され、次いで、ディストーション判定
ユニット２１３によって、ディストーション比較ユニッ
ト２１２により比較された小さいほうのディストーショ
ンに対応する現画像ブロックの予測画像を生成するよう
に判定されるように構成しているので、現画像フレーム
ブロックの類似ブロックおよび現画像トップおよびボト
ムフィールドブロックの類似ブロックのうちマクロブロ
ックにより類似する類似ブロックを容易にかつ確実に判
定することができる。

【０１８８】さらに、マクロブロックを時間的に前方向
および後方向の参照画像に基づいて符号化する場合、前
記動きベクトル検出ユニット３によって、前方向および
後方向の参照画像に基づいてそれぞれフレーム動きベク
トル、トップフィールド動きベクトルおよびボトムフィ
ールド動きベクトルが検出され、次いで、共通ブロック
判定ユニット２３０よって、前方向の参照画像に対応す
る動きベクトルが含まれる共通ブロックの列数および行
数がそれぞれ設定ユニット２２０によって設定された最
大列数および最大行数以下であるか否かが判定されると
ともに、後方向の参照画像に対応する動きベクトルが含
まれる共通ブロックの列数および行数が、それぞれ設定
ユニット２２０によって設定された最大列数および最大
行数以下であるか否かが判定される。次いで、予測画像
生成ユニット２４０によって、共通ブロック判定ユニッ
ト２２０の判定結果に基づいてフレーム前方向予測画像
およびフレーム後方向予測画像がそれぞれ生成されたと
き、双方向予測画像生成ユニット２４４によってフレー
ム双方向予測画像が生成されるとともに、共通ブロック
判定ユニット２２０の判定結果に基づいてフィールド前
方向予測画像およびフィールド後方向予測画像がそれぞ
れ生成されたとき、双方向予測画像生成ユニット２４４
によってフィールド双方向予測画像が生成される。

【０１８９】このため、時間的に前方向および後方向の
参照画像に基づいて符号化する場合には、共通ブロック
を判定する最大列数および最大行数を適切に設定するこ
とで、参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセス量を
少なくし、かつ大部分のマクロブロックに対し双方向予
測画像を生成して最適な動き補償予測モードを判定する
ことができるので、さらに圧縮効率が高い最適な動き補
償予測モードを得ることができる。したがって、画質を
低下させることなく、参照画像記憶ユニット２へのメモ
リアクセス量を少なくすることができるので、回路を簡
素化して回路規模を小さくすることができるとともに、
メモリアクセスの割当時間を少なくして符号化の処理速
度を向上させることができる。

【０１９０】また、予測画像生成ユニット２４０を、水
平補間ユニット２４１によって、動きベクトル検出ユニ
ット３により検出された動きベクトルの水平成分の画素
精度が整数画素未満の場合、参照画像記憶ユニット２か
ら読み出されたブロックに基づいて水平方向の画素精度
が整数画素未満の水平補間画像が生成され、次いで、参
照画像記憶ユニット２から読み出されるブロックに現画
像フレームブロックの類似ブロックが含まれる場合、か
つ現画像フレームブロックの動きベクトルの垂直成分の
画素精度が整数画素未満の場合、フレーム垂直補間ユニ
ット２４２によって、水平補間画像から垂直方向の画素
精度が整数画素未満のフレーム垂直補間画像が生成され
てフレーム予測画像が生成される。一方、参照画像記憶
ユニット２から読み出されるブロックに現画像トップお
よびボトムのフィールドブロックの類似ブロックが含ま
れる場合、かつ現画像トップおよびボトムのセグメント
ブロックのうち少なくとも一方の動きベクトルの垂直成
分の画素精度が整数画素未満の場合、フィールド垂直補
間ユニット２４３によって、水平補間画像から垂直方向
の画素精度が整数画素未満のフィールド垂直補間画像が
生成されてフィールド予測画像が生成されるように構成
している。

【０１９１】このため、水平補間ユニット２４１によっ
てフレーム動きベクトル、並びに、トップおよびボトム
フィールド動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度
が整数画素未満の予測画像をそれぞれ生成することがで
きるので、フレーム動きベクトルに基づいて水平方向の
画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する回路とト
ップおよびボトムフィールド動きベクトルに基づいて水
平方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する
回路を共通化することができる。また、２つ以上の動き
ベクトルの水平成分の画素精度が整数画素未満の場合に
は、それぞれの動きベクトルに対応する予測画像を同時
に生成することができる。したがって、回路を簡素化し
て回路規模を小さくすることができるとともに、符号化
の処理速度を向上させることができる。

【０１９２】さらに、ＮＸおよびＮＹを整数とし、現画
像フレームブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素から
なり、現画像トップおよび２フィールドブロックがそれ
ぞれＮＹ行ＮＸ列の画素からなるとすると、設定ユニッ
ト２２０によって最大列数および前記最大行数がそれぞ
れ（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定され
るので、画素精度が整数画素未満のトップおよびボトム
フィールドの類似ブロックを参照画像記憶ユニット２か
らそれぞれ独立に読み出すことができるとともに、参照
画像記憶ユニット２へのメモリアクセス量を略半減する
ことができる。

【０１９３】なお、本発明の実施形態では、画素精度が
整数画素未満のトップおよびボトムフィールドの類似ブ
ロックを参照画像記憶ユニット２からそれぞれ独立に読
み出すことができるように設定ユニット２２０の最大列
数および前記最大行数をそれぞれ（ＮＸ＋１）列、
（（ＮＹ＋１）×２）行に設定したが、これに限るもの
ではない。

【０１９４】例えば、予測画像の画素精度が整数画素の
場合には、画素精度が整数画素のトップおよびボトムフ
ィールドの類似ブロックを参照画像記憶ユニット２から
それぞれ独立に読み出すことができるように、設定ユニ
ット２２０の最大列数および最大行数をそれぞれＮＸ
列、（ＮＹ×２）行に設定してもよく、また、最大列数
および最大行数を多くすることで、共通ブロックを読み
出す確立を高くすることができる。さらに、予め複数種
類の設定モードを記憶しておき、ディップスイッチ等の
操作入力により所望の設定モードに切り換え可能なよう
に設定ユニット２２０を構成してもよい。 （第２の実施の形態）図１８〜図２７は本発明に係る動
画像符号化装置の他の例を示す図であり、図１８は動画
像符号化装置の構成を示すブロック図である。この動画
像符号化装置は、図１に示されたフレーム構造の動画像
に対応する動きベクトル検出ユニット３および予測判定
モード１００をそれぞれフィールド構造の動画像に対応
する動きベクトル検出ユニット７０３および予測モード
判定ユニット７００に置き換えたものである。なお、ユ
ニット１および５〜９は、画像をフィールド単位で取り
扱う以外には図１に示された各ユニットと同様な機能を
有するので、同一符号を付してその説明を省略する。

【０１９５】１６画素×１６ラインのマクロブロック
は、従来の技術の欄において説明した現画像全体フィー
ルドブロックに相当し、動きベクトル検出ユニット７０
３は、現画像のピクチャタイプがＰピクチャの場合に
は、時間的に前方向の参照画像に基づいて現画像全体フ
ィールドブロックに対応する１６×１６フィールド前方
向動きベクトルＶｆｌｄＦ、現画像上半分フィールドブ
ロックに対応する１６×８フィールド前方向動きベクト
ルＶｕｐＦおよび現画像下半分フィールドブロックに対
応する１６×８フィールド前方向動きベクトルＶｌｏｗ
Ｆをそれぞれ検出する。

【０１９６】一方、現画像のピクチャタイプがＢピクチ
ャの場合には、時間的に前方向の参照画像に基づいて１
本の１６×１６フィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄ
Ｆおよび２本の１６×８フィールド前方向動きベクトル
ＶｕｐＦ，ＶｆｌｏｗＦをそれぞれ検出するとともに、
時間的に後方向の参照画像に基づいて１本の１６×１６
フィールド後方向動きベクトルＶｆｌｄＢおよび２本の
１６×８フィールド後方向動きベクトルＶｕｐＢ，Ｖｌ
ｏｗＢを検出する。

【０１９７】予測モード判定ユニット７００は、図１９
に示すように、１６×１６／１６×８判定ユニット７１
０、設定ユニット７２０、共通ブロック判定ユニット７
３０、予測画像生成ユニット７４０、画像誤差値算出ユ
ニット７５０、最小評価値判定ユニット７６０およびイ
ントラ判定ユニット７７０を備えている。１６×１６／
１６×８判定ユニット７１０は、動きベクトル検出ユニ
ット７０３により算出された類似ブロックのディストー
ションに基づいて時間的に同一方向の参照画像に基づい
て生成される１６×１６フィールド予測画像および１６
×８フィールド予測画像のうち何れの予測画像を予測画
像生成ユニット７４０により生成すべきかを判定するも
のであり、図２０に示すように、さらに、ディストーシ
ョン加算ユニット７１１、ディストーション比較ユニッ
ト７１２およびディストーション判定ユニット７１３を
備えている。

【０１９８】ディストーション加算ユニット７１２は、
現画像上半分フィールドブロックのディストーションと
現画像下半分フィールドブロックのディストーションと
を加算して、ディストーション比較ユニット７１２に出
力する。ディストーション比較ユニット７１２は、ディ
ストーション加算ユニット７１２により加算された現画
像上半分および現画像下半分フィールドブロックのディ
ストーションと現画像全体フィールドブロックのディス
トーションとの大小関係を比較する。

【０１９９】ディストーション判定ユニット７１３は、
ディストーション比較ユニット７１２の比較結果に基づ
いてディストーションが小さいほうのブロックを表す信
号を共通ブロック判定ユニット７３０に出力する。設定
ユニット７２０は、書き換え可能な不揮発性メモリによ
って構成され、参照画像記憶ユニット２から読み出し可
能な時間的に同一方向のフィールドの参照画像の画素の
最大列数および最大行数を設定して参照画像記憶ユニッ
ト２へのメモリアクセス量を設定するものである。

【０２００】最大列数および最大行数は、半画素精度の
現画像上半分および現画像下半分フィールドブロックの
類似ブロック（１７画素×９ライン）をそれぞれ独立に
読み出すことができるように、それぞれ１７画素および
１８ラインに設定されている。従来の動画像符号化装置
では、現画像全体フィールドブロック、現画像上半分お
よび現画像下半分フィールドブロックに対する類似ブロ
ックはそれぞれ独立に読み出されていたのに対し、メモ
リアクセス量は略半減されている。

【０２０１】共通ブロック判定ユニット７３０は、動き
ベクトル検出ユニット７０３よって検出された動きベク
トルに基づいて予測画像生成ユニット７４０により生成
される予測画像を決定するものであり、図２１に示すよ
うに、さらに、同一フィールド判別ユニット７３１、水
平位置判定ユニット７３２、垂直位置判定ユニット７３
３および読出ブロック決定ユニット７３４を備えてい
る。

【０２０２】同一フィールド判別ユニット７３１は、動
きベクトル検出ユニット７０３よって検出された動きベ
クトルに基づいて、参照画像記憶ユニット２に記憶され
た時間的に同一方向（前方向または後方向）の類似ブロ
ックが、同じフィールド（参照画像）上に有るか否かを
判別するものである。ここで、時間的に同一方向のすべ
ての類似ブロックが同じフィールド上に有ると判別され
た場合には、動きベクトルの水平成分が水平位置判定ユ
ニット７３２に出力されるとともに、動きベクトルの垂
直成分が垂直位置判定ユニット７３３に出力される。一
方、時間的に同一方向の少なくとも一つの類似ブロック
が同じフィールド上にないと判別された場合には、共通
ブロックを読み出すとができない旨を表す情報が読出ブ
ロック決定ユニット７３４に出力される。

【０２０３】水平位置判定ユニット７３２は、同一フィ
ールド判別ユニット７３１から出力された同一フィール
ドの１６×１６フィールド動きベクトルＶｆｌｄおよび
１６×８フィールド動きベクトルＶｕｐ，Ｖｌｏｗの水
平成分に基づいて共通ブロックの列数が設定ユニット７
２０により設定された最大列数以下であるか否かを判定
し、その判定結果を読出位置判定７３４に出力する。

【０２０４】垂直位置判定ユニット７３３は、同一フィ
ールド判別ユニット７３２から出力された同一フィール
ドの１６×１６フィールド動きベクトルＶｕｐおよび１
６×８フィールド動きベクトルＶｕｐ，Ｖｌｏｗの垂直
成分に基づいて共通ブロックの行数が設定ユニット７２
０により設定された最大行数以下であるか否かを判定
し、その判定結果を読出ブロック決定ユニット７３４に
出力する。

【０２０５】なお、共通ブロックは、１６×１６フィー
ルド動きベクトルＶｆｌｄおよび１６×８フィールド動
きベクトルＶｕｐ，Ｖｌｏｗの各類似ブロックを含むフ
ィールド（参照画像）上の最小ブロックをいう。読出ブ
ロック決定ユニット７３４は、同一フィールド判別ユニ
ット７３１の判別結果、並びに、水平位置判定ユニット
７３２および垂直位置判定ユニット７３３の判定結果に
基づいて予測画像生成ユニット７４０により生成される
予測画像を決定するとともに、参照画像記憶ユニット２
から読み出す参照画像上のブロックを決定するものであ
る。

【０２０６】ここで、同一フィールド判別ユニット７３
１から共通ブロックを読み出すとができない旨を表す情
報が入力された場合には、そもそも共通ブロックを構成
することができないので、１６×１６／１６×８判定ユ
ニット７１０により生成される予測画像として判定され
た予測画像を生成するよう、現画像全体フィールドブロ
ックと現画像上半分および現画像下半分フィールドブロ
ックとのうち何れか一方の類似ブロックを参照画像記憶
ユニット２から読み出すように決定される。

【０２０７】また、水平位置判定ユニット７３２により
共通ブロックの列数が最大列数を超えると判定された場
合および垂直位置判定ユニット７３３により共通ブロッ
クの行数が最大行数を超えると判定された場合にも、共
通ブロックを読み出すにはメモリアクセス量が不足して
いるので、１６×１６／１６×８判定ユニット７１０に
より生成される予測画像として判定された予測画像を生
成するよう、現画像全体フィールドブロックと現画像上
半分および下半分フィールドブロックとのうち何れか一
方の類似ブロックを参照画像記憶ユニット２から読み出
すように決定される。

【０２０８】一方、水平位置判定ユニット７３２により
共通ブロックの列数が最大列数以下であると判定され、
かつ垂直位置判定ユニット７３３により共通ブロックの
行数が最大行数以下であると判定された場合には、１６
×１６フィールド予測画像および１６×８フィールド予
測画像を生成するよう、参照画像記憶ユニット２から共
通ブロックを読み出すように決定される。

【０２０９】予測画像生成ユニット７４０は、共通ブロ
ック判定ユニット７３０により決定された予測画像を動
きベクトルに基づいて生成するものであり、図１９に示
すように、水平補間ユニット７４１、垂直補間ユニット
７４２および双方向予測画像生成ユニット７４３を備え
ている。水平補間ユニット７４１は、読出ブロック決定
ユニット７３３により決定されたブロックを参照画像記
憶ユニット２から読み出し、読み出されたブロックから
動きベクトルに基づいて類似ブロックを抽出し、動きベ
クトルの水平成分が半画素精度の場合には、互いに水平
方向に隣接する画素から半画素精度の画素を補間して水
平補間画像を生成し、動きベクトルの水平成分が整数画
素精度の場合には、類似ブロックそのものを水平補間画
像として垂直補間ユニット７４２に出力するものであ
る。

【０２１０】ここで、共通ブロックが参照画像記憶ユニ
ット２から読み出された場合には、現画像１６×１６フ
ィールドブロック、現画像上半分および現画像下半分フ
ィールドブロックに対応する予測用水平補間画像がそれ
ぞれ生成されるが、さらに、１６×１６フィールド動き
ベクトルＶｆｌｄおよび１６×８フィールド動きベクト
ルＶｕｐ，ＶｌｏＷのうち１つ以上の動きベクトルの水
平成分が半画素精度のときには、まず、半画素精度の動
きベクトルの類似ブロックが含まれる最小のブロックの
水平補間画像を生成することで、半画素精度の画素を補
間するための演算回数を減らしている。

【０２１１】一方、現画像全体フィールドブロックと現
画像上半分および現画像下半分フィールドブロックとの
うち何れか一方の類似ブロックが読み出された場合に
は、類似ブロックそのものが読み出されるので、動きベ
クトルの水平成分が半画素精度のときには、互いに水平
方向に隣接する画素から半画素精度の画素を補間して水
平補間画像が出力され、動きベクトルの水平成分が整数
画素精度のときには、類似ブロックそのものが水平補間
画像として出力される。

【０２１２】垂直補間ユニット７４２は、水平補間ユニ
ット７４１により出力された水平補間画像から動きベク
トルに基づいてフィールド予測画像を生成するものであ
り、フィールド動きベクトルの垂直成分が半画素精度の
場合には、互いに垂直方向に隣接する画素から半画素精
度の画素を補間して垂直補間画像を生成してフィールド
予測画像を生成し、動きベクトルの垂直成分が整数画素
精度の場合には、入力された水平補間画像そのものをフ
ィールド垂直補間画像としてフィールド予測画像を生成
するものである。

【０２１３】この垂直補間ユニット７４２では、水平補
間ユニット７４１で前記最小のブロックにより同時に半
画素精度に補間された水平補間画像のうち、対応する２
つ以上の動きベクトルの垂直成分が半画素精度のときに
は、まず、半画素精度の動きベクトルの類似ブロックが
含まれる最小のブロックの垂直補間画像を生成し、次い
で、生成された画像からそれぞれの動きベクトルの垂直
補間画像を抽出することで、半画素精度の画素を補間す
るための演算回数を減らしている。

【０２１４】双方向予測画像生成ユニット７４０は、ピ
クチャタイプがＢピクチャの場合に、共通ブロック判定
ユニット７３０の判定結果に基づいて垂直補間ユニット
７４２により１６×１６フィールド前方向予測画像およ
び１６×１６フィールド後方向予測画像が生成されたと
き、これら２つの予測画像から１６×１６フィールド双
方向予測画像を生成し、共通ブロック判定ユニット７３
０の判定結果に基づいて垂直補間ユニット７４２により
１６×８フィールド前方向予測画像および１６×８フィ
ールド後方向予測画像が生成されたとき、これら２つの
予測画像から１６×８フィールド双方向予測画像を生成
するものである。

【０２１５】画像誤差値算出ユニット７５０は、現画像
供給ユニット１から出力された現画像（マクロブロッ
ク）と予測画像生成ユニット７４０によって生成された
予測画像とに基づいて、現画像と予測画像との間の類似
性を表す相関値を算出するものであり、さらに、１６×
１６フィールド双方向画像誤差値算出ユニット７５１、
１６×８フィールド双方向画像誤差値算出ユニット７５
２、１６×１６フィールド前方向画像誤差値算出ユニッ
ト７５３、１６×１６フィールド後方向画像誤差値算出
ユニット７５４、１６×８フィールド前方向画像誤差値
算出ユニット７５５および１６×８フィールド後方向画
像誤差値算出ユニット７５６を備えている。相関値とし
ては、現画像および予測画像のブロック内の位置的に対
応する画素間の二乗予測誤差値が用いられる。

【０２１６】１６×１６フィールド双方向画像誤差値算
出ユニット７５１は、双方向予測画像生成ユニット７４
３により生成された１６×１６フィールド双方向予測画
像と現画像との間の二乗予測誤差値を算出するものであ
り、１６×８フィールド双方向画像誤差値算出ユニット
７５２は、双方向予測画像生成ユニット７４３により生
成された１６×８フィールド双方向予測画像と現画像と
の間の二乗予測誤差値を算出するものである。

【０２１７】１６×１６フィールド前方向画像誤差値算
出ユニット７５３は、垂直補間ユニット７４２により生
成された１６×１６フィールド前方向予測画像と現画像
との間の二乗予測誤差値を算出するものであり、１６×
１６フィールド後方向画像誤差値算出ユニット７５４
は、垂直補間ユニット７４２により生成された１６×１
６フィールド後方向予測画像と現画像との間の二乗予測
誤差値を算出するものである。

【０２１８】１６×８フィールド前方向画像誤差値算出
ユニット７５５は、フィールド垂直補間ユニット７４２
により生成された１６×８フィールド前方向予測画像と
現画像との間の二乗予測誤差値を算出するものであり、
１６×８フィールド後方向画像誤差値算出ユニット７５
６は、垂直補間ユニット７４３により生成された１６×
８フィールド後方向予測画像と現画像との間の二乗予測
誤差値を算出するものである。

【０２１９】最小誤差値判定ユニット７６０は、画像誤
差値算出ユニット７５０により算出された二乗予測誤差
値を比較して最適な動き補償予測モードを判定するもの
であり、最小の二乗予測誤差値をもつ予測画像を最適な
予測画像として判定し、予測画像およびその動き補償予
測モードをイントラ判定ユニット７７０に出力する。イ
ントラ判定ユニット７７０は、現画像供給ユニット１か
ら出力された現画像（マクロブロック）および最小誤差
値判定ユニット７６０により出力された予測画像に基づ
いて最適な予測モードを判定するするものであり、現画
像および予測画像の誤差値の平均画素値からの分散を比
較して、現画像の分散が誤差値の分散より小さい場合に
は、イントラ符号化を行ったほうが符号化効率が高いと
判定し、イントラ符号化モードを表す信号を出力する一
方、現画像の分散が誤差値の分散以上の場合には、動き
補償を行ったほうが符号化効率が高いと判定し、最小誤
差値判定ユニット７６０により判定された最適な予測画
像およびその動き補償モードを表す信号を出力する。

【０２２０】すなわち、本動画像符号化装置は、参照画
像記憶ユニット２に記憶された時間的に同一方向の類似
ブロックが、同一のフィールドに有るか否かを判別し、
同一のフィールドに有ると判別された場合には、そのフ
ィールド上の類似ブロックの位置的な重なり具合を共通
ブロック判定ユニット７３０によって判定し、その判定
結果に基づいて１６×１６フィールド予測画像および１
６×８フィールド予測画像のうち双方または何れか一方
の予測画像を生成し、さらにピクチャタイプがＢピクチ
ャの場合には、共通ブロック判定ユニット７３０の判定
結果に基づいて双方向予測を生成し、生成された予測画
像から最適な動き補償予測モードを判定するものであ
る。

【０２２１】次に、作用を説明する。まず、その前提と
して、現画像全体フィールドブロック、現画像上半分フ
ィールドブロックおよび現画像下半分フィールドブロッ
クと同一フィールド上にあるそれぞれのサーチウィンド
ウとの位置的な関係について説明する。図２２に示すよ
うに、ＮＸ、ＮＹ、ＭＸ、ＭＹを整数とし、現画像全体
フィールドブロック８０１がＮＸ列（画素）、（ＮＹ×
２）行（ライン）の画素からなり、そのサーチウィンド
ウ８１１がＭＸ画素、（ＭＹ＋ＮＹ）画素からなり、そ
のサーチエリア８２１を斜線で示された領域で表すと、
図２３に示すように、現画像上半分フィールドブロック
８０２のサーチウィンドウ８１２は、ＭＸ画素、ＭＹラ
インの画素によって表され、斜線で示されたそのサーチ
エリア８２２はサーチエリア８２１と位置的に一致す
る。また、図２４に示すように、現画像下半分フィール
ドブロック８０３のサーチウィンドウ８１３は、ＭＸ画
素、ＭＹラインの画素によって表されるが、斜線で示さ
れたそのサーチエリア８２３はサーチエリア８２１に対
して位置的にＮＹライン分垂直走査方向にシフトしてい
る。

【０２２２】図２２〜図２４から理解されるように、動
きベクトルの水平成分をＶ（ｘ）で表し、動きベクトル
の垂直成分をＶ（ｙ）で表し、両者を同時に表すときに
はＶ（ｘ，ｙ）によって表し、動きベクトルの各成分は
半画素単位を１として表すものとすると、各動きベクト
ルが参照画像上の同じ位置を示すとき、 Vfld(x,y)=Vup(x,y)=Vlow(x,y-(NY×2)) ……（20） の関係が成立する。

【０２２３】次に、図２１に示された同一フィールド判
別ユニット７３１により現画像全体フィールドブロッ
ク、現画像上半分フィールドブロックおよび現画像下半
分フィールドブロックの類似ブロックが同一フィールド
に有ると判別された場合に、水平位置判定ユニット７３
２および垂直位置判定ユニット７３３により、１６×１
６フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ，ｙ）および１
６×８フィールド動きベクトルＶｕｐ（ｘ，ｙ），Ｖｌ
ｏｗ（ｘ，ｙ）に基づいて共通ブロックの列数および行
数がそれぞれ設定ユニット７２０により設定された最大
列数および最大行数以下であるか否かを判定する方法に
ついて説明する。ここで、設定ユニット７２０の最大列
数および最大行数は、それぞれ（ＮＸ＋１）列、（（Ｎ
Ｙ＋１）×２）行に設定されているものとする。具体的
には、ＮＸ＝１６、ＮＹ＝８のとき、最大列数は１７列
（画素）、最大行数は１８行に設定される。

【０２２４】まず、水平位置判定ユニット７３２によ
り、１６×１６フィールド動きベクトルの水平成分Ｖｆ
ｌｄ（ｘ）および１６×８フィールド動きベクトルの水
平成分Ｖｕｐ（ｘ），Ｖｌｏｗ（ｘ）に基づいて共通ブ
ロックの列数が設定ユニット７２０により設定された最
大列数以下であるか否かを判定する方法について説明す
る。

【０２２５】１６×１６フィールド動きベクトルの水平
成分Ｖｆｌｄ（ｘ）と１６×８フィールド動きベクトル
の水平成分Ｖｕｐ（ｘ），Ｖｌｏｗ（ｘ）は、式（20）
に示されるように、同じ位置を指すとき同じ値となる。
また、設定ユニット７２０の最大列数が（ＮＸ＋１）な
ので、参照画像記憶ユニット２から１列余分の画素を読
み出すことが可能となる。したがって、前述の式（１）
〜（３）と同様の条件が適用される。すなわち、 Vfld(X)+(Vfld(X)&1)-2≦Vup(x)≦Vfld(X)-(Vfld(X)&1)+2 ……（21） Vfld(X)+(Vfld(X)&1)-2≦Vlow(x)-(NX×2)≦Vfld(X)-(Vfld(X)&1)+2 ……（22） の関係にあれば、１６×１６フィールド動きベクトルＶ
ｆｌｄ（ｘ）および１６×８フィールド動きベクトルＶ
ｕｐ（ｘ），Ｖｌｏｗ（ｘ）が指す類似ブロックを参照
画像記憶ユニット２から一緒に読み出すことができる。
ただし、Ｖｆｌｄ（ｘ）＆１は論理積演算を表し、１６
×１６フィールド動きベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が整数画
素精度のときには０を表し、１６×１６フィールド動き
ベクトルＶｆｌｄ（ｘ）が整数画素精度のときには１を
表す。

【０２２６】このように、１６×１６フィールド動きベ
クトルｆｌｄ（ｘ）と１６×８フィールド動きベクトル
Ｖｕｐ（ｘ），Ｖｌｏｗ（ｘ）とが式（21）、式（22）
を同時に満たすか否かを判定することで、共通ブロック
の列数が設定ユニット７２０の最大列数以下であるか否
かが判定される。次に、垂直位置判定ユニット７３３に
より、１６×１６フィールド動きベクトルの垂直成分Ｖ
ｆｌｄ（ｙ）および１６×８フィールド動きベクトルの
垂直成分Ｖｕｐ（ｙ），Ｖｌｏｗ（ｙ）に基づいて共通
ブロックの列数が設定ユニット７２０により設定された
最大列数以下であるか否かを判定する方法について説明
する。

【０２２７】まず、１６×１６フィールド動きベクトル
の垂直成分Ｖｆｌｄ（ｙ）が整数画素精度の場合を考え
る。この場合、現画像全体フィールドブロックの類似ブ
ロックの行数は（ＮＹ×２）行になり、設定ユニット７
２０の最大行数は（（ＮＹ＋１）×２）行に設定されて
いるので、参照画像記憶ユニット２から２行余分の画素
を読み出すことが可能となる。

【０２２８】ここで、図２５（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、例えば、参照画像の画素を白丸で表し、現画像全体
フィールドブロックの類似ブロックを垂直８画素のブロ
ック９０１で表し、対応する１６×１６フィールド動き
ベクトルの垂直成分Ｖｆｌｄ（ｙ）の指す位置を点Ｐで
表すとすると、図２５（ａ）に示すように、図中、類似
ブロック９０１の上側の２ラインを余分に読み出す場合
と、図２５（ｂ）に示すように、図中、類似ブロック９
０１の上側および下側の１ラインずつを余分に読み出す
場合と、図２５（ｃ）に示すように、図中、類似ブロッ
ク９０１の下側の２ラインを余分に読み出す場合とが考
えられる。

【０２２９】図２５（ａ）に示すように、図中、類似ブ
ロック９０１の上側の２ラインを余分に読み出す場合、
図中、矢印Ａで示される範囲内に１６×８フィールド動
きベクトルの垂直成分Ｖｕｐ（ｙ），Ｖｌｏｗ（ｙ）が
あれば、各類似ブロックを共通ブロックとして一緒に読
み出すことができる。すなわち、 Vfld(y)-4≦Vup(y)≦Vfld(y)+(NY×2) ……（23） Vfld(y)-4≦Vlow(y)-(NY×2)≦Vfld(y)+(NY×2) ……（24） を同時に満たせばよい。

【０２３０】また、図２５（ｂ）に示すように、図中、
類似ブロック９０１の上側および下側の１ラインずつを
余分に読み出す場合、図中、矢印Ｂで示される範囲内に
１６×８フィールド動きベクトルの垂直成分Ｖｕｐ
（ｙ），Ｖｌｏｗ（ｙ）があれば、各類似ブロックを共
通ブロックとして一緒に読み出すことができる。すなわ
ち、 Vfld(y)-2≦Vup(y)≦Vfld(y)+(NY×2)+2 ……（25） Vfld(y)-2≦Vlow(y)-(NY×2)≦Vfld(y)+(NY×2)+2 ……（26） を同時に満たせばよい。

【０２３１】また、図２５（ｃ）に示すように、図中、
類似ブロック９０１の下側の２ラインを余分に読み出す
場合、図中、矢印Ｃで示される範囲内に１６×８フィー
ルド動きベクトルの垂直成分Ｖｕｐ（ｙ），Ｖｌｏｗ
（ｙ）があれば、各類似ブロックを共通ブロックとして
一緒に読み出すことができる。すなわち、 Vfld(y)≦Vup(y)≦Vfld(y)+(NY×2)+4 ……（27） Vfld(y)≦Vlow(y)-(NY×2)≦Vfld(y)+(NY×2)+4 ……（28） を同時に満たせばよい。

【０２３２】次に、１６×１６フィールド動きベクトル
の垂直成分Ｖｆｌｄ（ｙ）が半画素精度の場合を考え
る。この場合、現画像全体フィールドブロックの類似ブ
ロックの行数は（（ＮＹ×２）＋１）行になり、設定ユ
ニット７２０の最大行数は（（ＮＹ＋１）×２）行に設
定されているので、参照画像記憶ユニット２から１行余
分の画素を読み出すことが可能となる。

【０２３３】ここで、図２５（ｄ）〜（ｅ）に示すよう
に、例えば、参照画像の画素を白丸で表し、現画像全体
フィールドブロックの類似ブロックを垂直９画素のブロ
ック９０２で表し、対応する１６×１６フィールド動き
ベクトルの垂直成分Ｖｆｌｄ（ｙ）の指す位置を点Ｓで
表すとすると、図２５（ｄ）に示すように、図中、類似
ブロック９０２の上側の１ラインを余分に読み出す場合
と、図２５（ｅ）に示すように、図中、類似ブロック９
０２の下側の１ラインを余分に読み出す場合とが考えら
れる。

【０２３４】図２５（ｄ）に示すように、図中、類似ブ
ロック９０２の上側の１ラインを余分に読み出す場合、
図中、矢印Ｄで示される範囲内に１６×８フィールド動
きベクトルの垂直成分Ｖｕｐ（ｙ），Ｖｌｏｗ（ｙ）が
あれば、各類似ブロックを共通ブロックとして一緒に読
み出すことができる。すなわち、 Vfld(y)-3≦Vup(y)≦Vfld(y)+(NY×2)-1 ……（29） Vfld(y)-3≦Vlow(y)-(NY×2)≦Vfld(y)+(NY×2)-1 ……（30） を同時に満たせばよい。

【０２３５】また、図２５（ｅ）に示すように、図中、
類似ブロック９０２の下側の１ラインを余分に読み出す
場合、図中、矢印Ｅで示される範囲内に１６×８フィー
ルド動きベクトルの垂直成分Ｖｕｐ（ｙ），Ｖｌｏｗ
（ｙ）があれば、各類似ブロックを共通ブロックとして
一緒に読み出すことができる。すなわち、 Vfld(y)-1≦Vup(y)≦Vfld(y)+(NY×2)+1 ……（31） Vfld(y)-1≦Vlow(y)-(NY×2)≦Vfld(y)+(NY×2)+1 ……（32） を同時に満たせばよい。

【０２３６】すなわち、まず、１６×１６フィールド動
きベクトルｆｌｄ（ｙ）が整数画素精度か半画素精度か
を判別し、１６×１６フィールド動きベクトルｆｌｄ
（ｙ）が整数画素精度の場合には、式（23）および式
（24）、式（25）および式（26）、並びに、式（27）お
よび式（28）のうち何れかを満たすかを判定し、１６×
１６フィールド動きベクトルｆｌｄ（ｙ）が半画素精度
の場合には、式（29）および式（30）、並びに、式（3
1）および式（32）のうち何れかを満たすかを判定する
ことで、共通ブロックの列数が設定ユニット７２０の最
大行数以下であるか否かが判定される。

【０２３７】次に、ピクチャタイプがＰピクチャの場
合、予測モード判定ユニット７００の予測画像生成ユニ
ット７４０によって予測画像を生成する動作を図２６に
示されたフローチャートに基づいて説明する。まず、共
通ブロック判定ユニット７３０の同一フィールド判別ユ
ニット７３１によって、動きベクトルで検出された１６
×１６フィールド前方向動きベクトルＶｆｌｄＦおよび
１６×８フィールド前方向動きベクトルＶｕｐＦ，Ｖｌ
ｏｗＦが同じフィールド（参照画像）上に有るか否かが
判定される（ステップＳ２１）。

【０２３８】ここで、各動きベクトルのうち少なくとも
１つの動きベクトルが同じフィールドにない場合には、
それぞれの類似ブロックを共通ブロックとして読み出す
ことができないので、１６×１６／１６×８判定ユニッ
ト７１０により判定された１６×１６フィールド前方向
動きベクトルＶｆｌｄＦと１６×８フィールド前方向動
きベクトルＶｕｐＦ，ＶｌｏｗＦとのうち何れかに対応
する類似ブロックを読み出すように決定される（ステッ
プＳ２２）。

【０２３９】一方、すべての動きベクトルが同一フィー
ルド上に有る場合には、共通ブロック判定ユニット７３
０の水平位置判定ユニット７３２によって共通ブロック
の列数が設定ユニット７２０により設定された最大列数
以内か否かが判定される（ステップＳ２３）。ここで、
共通ブロックの列数が最大列数以内の場合には、共通ブ
ロック判定ユニット７３０の垂直位置判定ユニット７３
３によって共通ブロックの行数が設定ユニット７２０に
より設定された最大行数以内か否かが判定される（ステ
ップＳ２４）。

【０２４０】ここで、共通ブロックの列数が最大列数以
内の場合には、読出ブロック決定ユニット７３４によっ
て共通ブロックを読み出すように決定される（ステップ
Ｓ２５）。一方、ステップＳ２３で共通ブロックの列数
が最大列数を超えた場合およびステップＳ２４で共通ブ
ロックの行数が最大行数を超えた場合には、ステップＳ
２２に進む。

【０２４１】次いで、水平補間ユニット７４１により読
出ブロック決定ユニット７４４により決定されたブロッ
クが読み出され、水平補間画像が生成され（ステップＳ
２６）、次いで、垂直補間ユニット７４２により垂直補
間画像が生成されて予測画像が生成される（ステップＳ
２７）。なお、ピクチャタイプがＢピクチャの場合に
は、ステップＳ２１〜Ｓ２７と同様の動作により時間的
に前方向および後方向の動きベクトルに基づくそれぞれ
の予測画像が生成される。

【０２４２】次に、ピクチャタイプがＢピクチャの場
合、双方向予測画像生成ユニット７４３によって双方向
予測画像を生成する動作を図２７に示されたフローチャ
ートに基づいて説明する。まず、共通ブロック判定ユニ
ット７３０により１６×１６フィールド前方向予測画像
が生成されるか否かが判定され（ステップＳ３１）、１
６×１６フィールド前方向予測画像が生成されると判定
された場合には、さらに、共通ブロック判定ユニット７
３０により１６×１６フィールド後方向予測画像が生成
されるか否かが判定され（ステップＳ３２）、１６×１
６フィールド後方向予測画像が生成されると判定された
場合には、双方向予測画像生成ユニット７４３によって
１６×１６双方向予測画像が生成される（ステップＳ３
３）。

【０２４３】一方、ステップＳ３１で１６×１６フィー
ルド前方向予測画像が生成されないと判定された場合お
よびステップＳ３２でフレーム後方向予測画像が生成さ
れないと判定された場合には、ステップＳ３４に進む。
次いで、共通ブロック判定ユニット７３０により１６×
８フィールド前方向予測画像が生成されるか否かが判定
され（ステップＳ３４）、１６×８フィールド前方向予
測画像が生成されると判定された場合には、さらに、共
通ブロック判定ユニット７３０により１６×８フィール
ド後方向予測画像が生成されるか否かが判定され（ステ
ップＳ３５）、１６×８フィールド後方向予測画像が生
成されると判定された場合には、双方向予測画像生成ユ
ニット７４３によって１６×８フィールド双方向予測画
像が生成される（ステップＳ３６）。

【０２４４】一方、ステップＳ３４で１６×８フィール
ド前方向予測画像が生成されないと判定された場合およ
びステップＳ３５で１６×８フィールド後方向予測画像
が生成されないと判定された場合には、処理を終了す
る。このように、本発明の実施形態では、参照画像記憶
ユニット２に参照画像を記憶するとともに、設定ユニッ
ト７２０によって参照画像記憶ユニット２から読み出し
可能な画素の最大列数および最大行数をそれぞれ設定し
ておき、次いで、動きベクトル検出ユニット３によっ
て、現画像全体フィールドブロック、現画像上半分フィ
ールドブロックおよび現画像下半分フィールドブロック
をそれぞれ現画像ブロックとし、各現画像ブロック毎
に、参照画像記憶ユニット２に記憶されたそれぞれの参
照画像に基づいて現画像ブロックと参照画像上の同一サ
イズの複数の候補ブロックとの間にそれぞれブロック間
の類似性を表すディストーションが算出され、算出され
たディストーションを比較して前記複数の候補ブロック
の中から現画像ブロックに最も類似した一つの類似ブロ
ックが特定され、特定された類似ブロックと現画像ブロ
ックとの水平方向および垂直方向の変位を表す動きベク
トルが検出される。次いで、１６×１６／１６×８判定
ユニット７１０によって、動きベクトル検出時に算出さ
れた類似ブロックのディストーションに基づいて１６×
１６フィールド予測画像および１６×８フィールド予測
画像のうち何れか一方の予測画像を生成するかが判定さ
れる。次いで、共通ブロック判定ユニット７３０によっ
て、動きベクトル検出ユニット７０３により検出された
１６×１６フィールド動きベクトルＶｆｌｄおよび１６
×８フィールド動きベクトルＶｕｐ，Ｖｌｏｗに基づい
て動きベクトル検出ユニット７０３によって特定された
現画像フレームブロック、現画像上半分フィールドブロ
ックおよび現画像下半分フィールドブロックの類似ブロ
ックを含む同一フィールド（参照画像）上の最小のブロ
ックを表す共通ブロックの列数および行数がそれぞれ設
定ユニット７２０によって設定された最大列数および最
大行数以下であるか否かが判定される。

【０２４５】次いで、予測画像生成ユニット７４０によ
って、共通ブロック判定ユニット７３０より共通ブロッ
クの列数および行数がそれぞれ最大列数および最大行数
以下であると判定された場合には、共通ブロックを参照
画像記憶ユニット２から読み出し、１６×１６フィール
ド動きベクトルＶｆｌｄに基づいて動き補償を行って１
６×１６フィールド予測画像が生成されるとともに、１
６×８フィールド動きベクトルＶｌｏｗに基づいてそれ
ぞれ動き補償を行って１６×８フィールド予測画像が生
成される。一方、共通ブロック判定ユニット７３０によ
り共通ブロックの列数が最大列数より多いと判定された
場合および共通ブロック判定ユニット７３０によって共
通ブロックの行数が前記最大行数より多いと判定された
場合には、１６×１６／１６×８判定ユニット７１０に
よって生成される予測画像として判定された現画像ブロ
ックの類似ブロックを参照画像記憶ユニット２から読み
出し、読み出された類似ブロックに対応する動きベクト
ルに基づいて動き補償を行って予測画像が生成される。

【０２４６】このため、現画像全体フィールドブロッ
ク、現画像上半分および現画像下半分フィールドブロッ
クの類似ブロックを含む参照画像上の共通ブロックの列
数および行数がそれぞれ設定ユニット７２０により設定
された列数および行数以下の場合には、共通ブロックを
１回の読出処理で参照画像記憶ユニット２から読み出
し、１６×１６フィールド予測画像および１６×８フィ
ールド予測画像を生成することができるので、設定ユニ
ット７２０により最大列数および最大行数を適切に設定
することで、参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセ
ス量を少なくし、かつ大部分のマクロブロックに対し共
通ブロックを１回の読出処理で参照画像記憶ユニット２
から読み出して最適な動き補償予測モードを判定するこ
とができる。また、共通ブロックの列数が設定ユニット
７２０により設定された列数を超える場合および共通ブ
ロックの行数が設定ユニット７２０により設定された行
数を超える場合には、動きベクトル検出時に算出された
ディストーションに基づいて現画像全体フィールドブロ
ックと現画像上半分および下半分フィールドブロックと
のうち何れか一方の類似ブロックを読み出して予測画像
を生成することができるので、参照画像記憶ユニット２
へのメモリアクセス量を少なくし、かつ元々２つのブロ
ック間の類似性を表すディストーションを有効利用して
予測画像を生成して最適な動き補償モードを判定するこ
とができる。したがって、画質を低下させることなく、
参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセス量を少なく
することができるので、回路を簡素化して回路規模を小
さくすることができるとともに、メモリアクセスの割当
時間を少なくして符号化の処理速度を向上させることが
できる。

【０２４７】また、１６×１６／１６×８判定ユニット
７１０を、ディストーション加算ユニット７１１によっ
て現画像上半分および下半分フィールドブロックの類似
ブロックのディストーションが加算され、次いで、ディ
ストーション比較ユニット７１２によってディストーシ
ョン加算ユニット７１１により加算されたディストーシ
ョンと現画像全体フィールドブロックの類似ブロックの
ディストーションとの大小が比較され、次いで、ディス
トーション判定ユニット７１３によって、ディストーシ
ョン比較ユニット７１２により比較された小さいほうの
ディストーションに対応する現画像ブロックの予測画像
を生成するように判定されるように構成しているので、
現画像全体フィールドブロックの類似ブロックおよび現
画像上半分および現画像下半分フィールドブロックの類
似ブロックのうちマクロブロックにより類似する類似ブ
ロックを容易にかつ確実に判定することができる。

【０２４８】さらに、マクロブロックを時間的に前方向
および後方向の参照画像に基づいて符号化する場合、前
記動きベクトル検出ユニット７０３によって、前方向お
よび後方向の参照画像に基づいてそれぞれ１６×１６フ
ィールド動きベクトルＶｆｌｄ、１６×８フィールド動
きベクトルＶｕｐ，Ｖｌｏｗが検出され、次いで、共通
ブロック判定ユニット７３０よって、前方向の参照画像
に対応する動きベクトルが含まれる共通ブロックの列数
および行数がそれぞれ設定ユニット７２０によって設定
された最大列数および最大行数以下であるか否かが判定
されるとともに、後方向の参照画像に対応する動きベク
トルが含まれる共通ブロックの列数および行数が、それ
ぞれ設定ユニット７２０によって設定された最大列数お
よび最大行数以下であるか否かが判定される。次いで、
予測画像生成ユニット７４０によって、共通ブロック判
定ユニット７２０の判定結果に基づいて１６×１６フィ
ールド前方向予測画像および１６×１６フィールド後方
向予測画像がそれぞれ生成されたとき、双方向予測画像
生成ユニット７４３によって１６×１６フィールド双方
向予測画像が生成されるとともに、共通ブロック判定ユ
ニット７２０の判定結果に基づいて１６×８フィールド
前方向予測画像および１６×８フィールド後方向予測画
像がそれぞれ生成されたとき、双方向予測画像生成ユニ
ット７４３によって１６×８フィールド双方向予測画像
が生成される。

【０２４９】このため、時間的に前方向および後方向の
参照画像に基づいて符号化する場合には、共通ブロック
を判定する最大列数および最大行数を適切に設定するこ
とで、参照画像記憶ユニット２へのメモリアクセス量を
少なくし、かつ大部分のマクロブロックに対し双方向予
測画像を生成して最適な動き補償予測モードを判定する
ことができるので、さらに圧縮効率が高い最適な動き補
償予測モードを得ることができる。したがって、画質を
低下させることなく、参照画像記憶手段へのメモリアク
セス量を少なくすることができるので、回路を簡素化し
て回路規模を小さくすることができるとともに、メモリ
アクセスの割当時間を少なくして符号化の処理速度を向
上させることができる。

【０２５０】また、予測画像生成ユニット７４０、水平
補間ユニット７４１によって動きベクトル検出ユニット
７０３により検出された動きベクトルの水平方向成分の
画素精度が整数画素未満の場合、参照画像記憶ユニット
２から読み出されたブロックに基づいて水平方向の画素
精度が整数画素未満の予測画像が生成され、垂直補間ユ
ニット７４２によって動きベクトル検出ユニット７０３
により検出された動きベクトルの垂直方向成分の画素精
度が整数画素未満の場合、参照画像記憶ユニット７０３
から読み出されたブロックに基づいて垂直方向の画素精
度が整数画素未満の予測画像が生成されるように構成し
ている。

【０２５１】このため、水平補間ユニット７４１によっ
て１６×１６フィールド動きベクトルＶｆｌｄおよび１
６×８フィールド動きベクトルＶｕｐ，Ｖｌｏｗに基づ
いて水平方向の画素精度が整数画素未満の予測画像をそ
れぞれ生成するとともに、垂直補間ユニット７４２によ
って１６×１６フィールド動きベクトルおよび１６×８
フィールド動きベクトルに基づいて垂直方向の画素精度
が整数画素未満の予測画像をそれぞれ生成することがで
きるので、１６×１６フィールド動きベクトルＶｆｌｄ
に基づいて画素精度が整数画素未満の予測画像を生成す
る回路と１６×８フィールド動きベクトルＶｕｐ，ｌｏ
ｗに基づいて水平方向の画素精度が整数画素未満の予測
画像を生成する回路を共通化することができる。また、
２つ以上の動きベクトルの水平成分の画素精度が整数画
素未満の場合には、それぞれの動きベクトルに対応する
予測画像を同時に生成することができる。したがって、
回路を簡素化して回路規模を小さくすることができると
ともに、符号化の処理速度を向上させることができる。

【０２５２】さらに、ＮＸおよびＮＹを整数とし、現画
像全体フィールドブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画
素からなり、現画像上半分および現画像下半分フィール
ドブロックがそれぞれＮＹ行ＮＸ列の画素からなるとす
ると、設定ユニット７２０によって最大列数および前記
最大行数がそれぞれ（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×
２）行に設定されるので、画素精度が整数画素未満の現
画像上半分および現画像下半分フィールドブロックの類
似ブロックを参照画像記憶ユニット２からそれぞれ独立
に読み出すことができるとともに、参照画像記憶ユニッ
ト２へのメモリアクセス量を略半減することができる。

【０２５３】なお、本発明の実施形態では、画素精度が
整数画素未満の現画像上半分および現画像下半分フィー
ルドブロックの類似ブロックを参照画像記憶ユニット２
からそれぞれ独立に読み出すことができるように設定ユ
ニット７２０の最大列数および前記最大行数をそれぞれ
（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定した
が、これに限るものではない。

【０２５４】例えば、予測画像の画素精度が整数画素の
場合には、画素精度が整数画素の現画像上半分および現
画像下半分フィールドブロックの類似ブロックを参照画
像記憶ユニット２からそれぞれ独立に読み出すことがで
きるように、設定ユニット７２０の最大列数および最大
行数をそれぞれＮＸ列、（ＮＹ×２）行に設定してもよ
く、また、最大列数および最大行数を多くすることで、
共通ブロックを読み出す確立を高くすることができる。
さらに、予め複数種類の設定モードを記憶しておき、デ
ィップスイッチ等の操作入力により所望の設定モードに
切り換え可能なように設定ユニット７２０を構成しても
よい。

【０２５５】また、上記第１および第２の実施形態で
は、ＭＰＥＧを例としたが、これに限るものではなく、
複数行複数列の画素からなる一つのマクロブロックを複
数の小ブロックに分割し、マクロブロックの動きベクト
ルに基づく予測画像および複数の小ブロックの動きベク
トルに基づく予測画像を生成して、最適な動き補償予測
モードを判定する動画像圧縮装置に適用される。例え
ば、第２の実施の形態のように、マクロブロックを上下
の２分割して予測画像を判定する方法は、プログレッシ
ブ（順次）走査方式の動画像にも適用される。

【０２５６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、参照画像
上のマクロブロック、第１セグメントブロックおよび第
２セグメントブロックの類似ブロックを含む共通ブロッ
クの列数および行数がそれぞれ設定工程により設定され
た列数および行数の範囲内にある場合には、共通ブロッ
クが１回の読出処理で参照画像記憶手段から読み出し、
マクロブロックの動きベクトルにより動き補償が行われ
た予測画像と第１および第２セグメントブロックの動き
ベクトルにより動き補償が行われた予測画像を生成する
ことができるので、設定工程により最大列数および最大
行数を適度に設定することで、参照画像記憶手段へのメ
モリアクセス量を少なくし、かつ大部分のマクロブロッ
クに対しマクロブロック、第１セグメントブロックおよ
び第２セグメントブロックの類似ブロックを１回の読出
処理で参照画像記憶手段から読み出して最適な動き補償
予測モードを判定することができる。また、共通ブロッ
クの列数が設定工程により設定された最大列数を超える
場合および共通ブロックの行数が設定工程により設定さ
れた最大行数を超える場合には、動きベクトル検出時に
算出された相関値に基づいてマクロブロックと第１およ
び第２セグメントブロックとのうち何れか一方の類似ブ
ロックを読み出して予測画像を生成することができるの
で、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を少なく
し、かつ元々２つのブロック間の類似性を表す相関値を
有効利用して予測画像を生成して最適な動き補償モード
を判定することができる。したがって、画質を低下させ
ることなく、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を
少なくすることができるので、回路を簡素化して回路規
模を小さくすることができるとともに、メモリアクセス
の割当時間を少なくして符号化の処理速度を向上させる
ことができる。

【０２５７】請求項２記載の発明によれば、前記相関値
を、２つのブロック間の互いに位置的に対応する画素間
の差分絶対値または差分ニ乗演算値を総和したディスト
ーションとしているので、動き補償モード判定が容易に
かつ確実に行われる。請求項３記載の発明によれば、前
記予測画像判定工程を、ディストーション加算工程によ
って前記第１および第２セグメントブロックの類似ブロ
ックのディストーションを加算し、次いで、ディストー
ション比較工程によって該加算工程により加算されたデ
ィストーションと前記マクロブロックの類似ブロックの
ディストーションとの大小を比較し、次いで、ディスト
ーション判定工程によって、該比較工程により比較され
た小さいほうのディストーションに対応するブロックを
予測画像を生成するブロックとして判定するように構成
している。このため、マクロブロックの類似ブロックお
よび第１および第２セグメントの類似ブロックのうちマ
クロブロックにより類似する類似ブロックを容易にかつ
確実に判定することができる。

【０２５８】請求項４記載の発明によれば、前記マクロ
ブロックを時間的に前方向および後方向の参照画像に基
づいて符号化する場合、前記予測画像生成工程によっ
て、前記共通ブロック判定工程の判定結果に基づいて前
方向の参照画像に対応するマクロブロックの動きベクト
ルおよび後方向の参照画像に対応するマクロブロックの
動きベクトルに基づくマクロブロックの予測画像をそれ
ぞれ生成したとき、これら２つの予測画像から双方向予
測画像を生成するとともに、前記共通ブロック判定工程
の判定結果に基づいて前方向の参照画像に対応する第１
および第２のセグメントブロックの動きベクトルおよび
後方向の参照画像に対応する第１および第２のセグメン
トブロックの動きベクトルに基づくマクロブロックの予
測画像をそれぞれ生成したとき、これら２つの予測画像
から双方向予測画像を生成する。このため、時間的に前
方向および後方向の参照画像に基づいて符号化する場合
には、共通ブロックを判定する最大列数および最大行数
を適度に設定することで、参照画像記憶手段へのメモリ
アクセス量を少なくし、かつ大部分のマクロブロックに
対し双方向予測画像を生成して最適な動き補償予測モー
ドを判定することができるので、さらに圧縮効率が高い
最適な動き補償予測モードを得ることができる。したが
って、画質を低下させることなく、参照画像記憶手段へ
のメモリアクセス量を少なくすることができるので、回
路を簡素化して回路規模を小さくすることができるとと
もに、メモリアクセスの割当時間を少なくして符号化の
処理速度を向上させることができる。

【０２５９】請求項５記載の発明によれば、前記現画像
および前記参照画像がそれぞれ２つのフィールドからな
るフレームによって構成され、前記マクロブロックを構
成する前記第１および第２セグメントブロックがそれぞ
れ異なるフィールドの画素からなるので、マクロブロッ
クをフレームブロック、マクロブロックの一方のフィー
ルドをトップフィールドブロック、マクロブロックのも
う一方のフィールドをボトムフィールドブロックと呼ぶ
とすると、前記動きベクトル検出工程によってフレーム
ブロックに対応するフレーム動きベクトルと、トップお
よびボトムフィールドブロックにそれぞれ対応するトッ
プおよびボトムフィールド動きベクトルを検出し、前記
予測画像生成工程によって前記共通ブロックの判定工程
の判定結果に基づいてフレーム動きベクトルに基づく予
測画像、並びに、トップおよびボトムフィールド動きベ
クトルに基づく予測画像を生成して最適な動き補償予測
モードを判定することが可能となる。したがって、イン
タレース走査方式の動画像をフレーム構造予測方式によ
り符号化する際に、画質を低下させることなく、参照画
像記憶手段へのメモリアクセス量を少なくすることがで
きるので、回路を簡素化して回路規模を小さくすること
ができるとともに、メモリアクセスの割当時間を少なく
して符号化の処理速度を向上させることができる。

【０２６０】請求項６記載の発明によれば、水平補間工
程によって動きベクトルの水平成分に基づいて水平方向
の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成し、フレー
ム垂直補間工程によって前記マクロブロックの動きベク
トルに基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予
測画像を生成し、フィールド垂直補間工程によって前記
第１および第２のセグメントブロックの動きベクトルに
基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像
を生成する。このため、水平補間工程によってフレーム
動きベクトル、並びに、トップおよびボトムフィールド
動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素
未満の予測画像をそれぞれ生成することができるので、
フレーム動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が
整数画素未満の予測画像を生成する回路とトップおよび
ボトムフィールド動きベクトルに基づいて水平方向の画
素精度が整数画素未満の予測画像を生成する回路を共通
化することができる。また、２つ以上の動きベクトルの
水平成分が参照画像上で略一致している場合には、それ
ぞれの動きベクトルに対応する水平方向の画素精度が整
数画素未満の予測画像を同時に生成することができる。
したがって、回路を簡素化して回路規模を小さくするこ
とができるとともに、符号化の処理速度を向上させるこ
とができる。

【０２６１】請求項７記載の発明によれば、前記現画像
および前記参照画像をそれぞれフィールドによって構成
し、前記マクロブロックを構成する前記第１および第２
セグメントブロックがそれぞれ前記マクロブロックの上
半分のブロックを構成する上半分ブロックおよび前記マ
クロブロックの下半分のブロックを構成する下半分ブロ
ックからなるように構成するので、マクロブロックをフ
ィールドブロックと呼ぶとすると、前記動きベクトル検
出工程によってフィールドブロックに対応するフィール
ド動きベクトルと、上半分および下半分ブロックにそれ
ぞれ対応する上半分および下半分動きベクトルを検出
し、前記予測画像生成工程によって前記共通ブロックの
判定工程の判定結果に基づいてフィールド動きベクトル
に基づく予測画像、並びに、上半分および下半分動きベ
クトルに基づく予測画像を生成して最適な動き補償予測
モードを判定することが可能となる。したがって、イン
タレース走査方式の動画像をフィールド構造予測方式に
より符号化する際に、画質を低下させることなく、参照
画像記憶手段へのメモリアクセス量を少なくすることが
できるので、回路を簡素化して回路規模を小さくするこ
とができるとともに、メモリアクセスの割当時間を少な
くして符号化の処理速度を向上させることができる。

【０２６２】請求項８記載の発明によれば、前記予測画
像生成工程を、水平補間工程によって前記動きベクトル
検出工程により検出された動きベクトルの水平方向成分
の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手
段から読み出されたブロックに基づいて水平方向の画素
精度が整数画素未満の予測画像を生成し、垂直補間工程
によって前記動きベクトル検出工程により検出された動
きベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の
場合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロック
に基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画
像を生成するように構成している。

【０２６３】このため、水平補間工程によってフィール
ド動きベクトル、並びに、上半分および下半分動きベク
トルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素未満の予
測画像をそれぞれ生成するとともに、垂直補間工程によ
ってフィールド動きベクトル、並びに、上半分および下
半分動きベクトルに基づいて垂直方向の画素精度が整数
画素未満の予測画像をそれぞれ生成することができるの
で、フィールド動きベクトルに基づいて画素精度が整数
画素未満の予測画像を生成する回路と上半分および下半
分動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画
素未満の予測画像を生成する回路を共通化することがで
きる。また、２つ以上の動きベクトルの水平成分の画素
精度が整数画素未満の場合には、それぞれの動きベクト
ルに対応する予測画像を同時に生成することができる。
したがって、回路を簡素化して回路規模を小さくするこ
とができるとともに、符号化の処理速度を向上させるこ
とができる。

【０２６４】請求項９記載の発明によれば、前記設定工
程によって前記最大列数および前記最大行数をそれぞれ
（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定するの
で、画素精度が整数画素未満の第１および第２セグメン
トブロックの類似ブロックを参照画像記憶手段からそれ
ぞれ独立に読み出すことができるとともに、参照画像記
憶手段へのメモリアクセス量を略半減することができ
る。

【０２６５】請求項１０記載の発明によれば、前記設定
工程によって前記最大列数および前記最大列数をそれぞ
れＮＸ列、（ＮＹ×２）行に設定するので、画素精度が
整数画素の第１および第２セグメントブロックの類似ブ
ロックを参照画像記憶手段からそれぞれ独立に読み出す
ことができるとともに、参照画像記憶手段へのメモリア
クセス量を略半減することができる。

【０２６６】請求項１１記載の発明によれば、参照画像
上のマクロブロック、第１セグメントブロックおよび第
２セグメントブロックの類似ブロックを含む共通ブロッ
クの列数および行数がそれぞれ設定手段により設定され
た列数および行数以下の場合には、共通ブロックが１回
の読出処理で参照画像記憶手段から読み出し、マクロブ
ロックの動きベクトルにより動き補償が行われた予測画
像と第１および第２セグメントブロックの動きベクトル
により動き補償が行われた予測画像を生成することがで
きるので、設定手段により最大列数および最大行数を適
度に設定することで、参照画像記憶手段へのメモリアク
セス量を少なくし、かつ大部分のマクロブロックに対し
マクロブロック、第１セグメントブロックおよび第２セ
グメントブロックの類似ブロックを１回の読出処理で参
照画像記憶手段から読み出して最適な動き補償予測モー
ドを判定することができる。また、共通ブロックの列数
が設定手段により設定された列数を超える場合および共
通ブロックの行数が設定手段により設定された行数を超
える場合には、動きベクトル検出時に算出された相関値
に基づいてマクロブロックと第１および第２セグメント
ブロックとのうち何れか一方の類似ブロックを読み出し
て予測画像を生成することができるので、参照画像記憶
手段へのメモリアクセス量を少なくし、かつ元々２つの
ブロック間の類似性を表す相関値を有効利用して予測画
像を生成して最適な動き補償モードを判定することがで
きる。したがって、画質を低下させることなく、参照画
像記憶手段へのメモリアクセス量を少なくすることがで
きるので、回路を簡素化して回路規模を小さくすること
ができるとともに、メモリアクセスの割当時間を少なく
して符号化の処理速度を向上させることができる。

【０２６７】請求項１２記載の発明によれば、前記相関
値を、２つのブロック間の互いに位置的に対応する画素
間の差分絶対値または差分ニ乗演算値を総和したディス
トーションとしているので、コスト性能に優れた動き補
償モード判定が容易にかつ確実に行われる。請求項１３
記載の発明によれば、前記予測画像判定手段を、ディス
トーション加算手段によって前記第１および第２セグメ
ントブロックの類似ブロックのディストーションを加算
し、次いで、ディストーション比較手段によって該加算
手段により加算されたディストーションと前記マクロブ
ロックの類似ブロックのディストーションとの大小を比
較し、次いで、ディストーション判定手段によって、該
比較手段により比較された小さいほうのディストーショ
ンに対応するブロックを予測画像を生成するブロックと
して判定するように構成している。このため、マクロブ
ロックの類似ブロックおよび第１および第２セグメント
の類似ブロックのうちマクロブロックにより類似する類
似ブロックを容易にかつ確実に判定することができる。

【０２６８】請求項１４記載の発明によれば、前記マク
ロブロックを時間的に前方向および後方向の参照画像に
基づいて符号化する場合、前記予測画像生成手段によっ
て、前記共通ブロック判定手段の判定結果に基づいて前
方向の参照画像に対応するマクロブロックの動きベクト
ルおよび後方向の参照画像に対応するマクロブロックの
動きベクトルに基づくマクロブロックの予測画像をそれ
ぞれ生成したとき、これら２つの予測画像から双方向予
測画像を生成するとともに、前記共通ブロック判定手段
の判定結果に基づいて前方向の参照画像に対応する第１
および第２のセグメントブロックの動きベクトルおよび
後方向の参照画像に対応する第１および第２のセグメン
トブロックの動きベクトルに基づくマクロブロックの予
測画像をそれぞれ生成したとき、これら２つの予測画像
から双方向予測画像を生成する。このため、時間的に前
方向および後方向の参照画像に基づいて符号化する場合
には、共通ブロックを判定する最大列数および最大行数
を適度に設定することで、参照画像記憶手段へのメモリ
アクセス量を少なくし、かつ大部分のマクロブロックに
対し双方向予測画像を生成して最適な動き補償予測モー
ドを判定することができるので、さらに圧縮効率が高い
最適な動き補償予測モードを得ることができる。したが
って、画質を低下させることなく、参照画像記憶手段へ
のメモリアクセス量を少なくすることができるので、回
路を簡素化して回路規模を小さくすることができるとと
もに、メモリアクセスの割当時間を少なくして符号化の
処理速度を向上させることができる。

【０２６９】請求項１５記載の発明によれば、前記動画
像がインタレース走査方式の動画像であって、前記現画
像および前記参照画像がそれぞれ２つのフィールドから
なるフレームによって構成され、前記マクロブロックを
構成する前記第１および第２セグメントブロックがそれ
ぞれ異なるフィールドの画素からなるので、マクロブロ
ックをフレームブロック、マクロブロックの一方のフィ
ールドをトップフィールドブロック、マクロブロックの
もう一方のフィールドをボトムフィールドブロックと呼
ぶとすると、前記動きベクトル検出手段によってフレー
ムブロックに対応するフレーム動きベクトルと、トップ
およびボトムフィールドブロックにそれぞれ対応するト
ップおよびボトムフィールド動きベクトルを検出し、前
記予測画像生成手段によって前記共通ブロックの判定手
段の判定結果に基づいてフレーム動きベクトルに基づく
予測画像、並びに、トップおよびボトムフィールド動き
ベクトルに基づく予測画像を生成して最適な動き補償予
測モードを判定することが可能となる。したがって、し
たがって、インタレース走査方式の動画像をフレーム構
造予測方式により符号化する際に、画質を低下させるこ
となく、参照画像記憶手段へのメモリアクセス量を少な
くすることができるので、回路を簡素化して回路規模を
小さくすることができるとともに、メモリアクセスの割
当時間を少なくして符号化の処理速度を向上させること
ができる。

【０２７０】請求項１６に記載の発明によれば、水平補
間手段によって動きベクトルの水平成分に基づいて水平
方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成し、フ
レーム垂直補間手段によって前記マクロブロックの動き
ベクトルに基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満
の予測画像を生成し、フィールド垂直補間手段によって
前記第１および第２のセグメントブロックの動きベクト
ルに基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測
画像を生成する。このため、水平補間手段によってフレ
ーム動きベクトル、並びに、トップおよびボトムフィー
ルド動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数
画素未満の予測画像をそれぞれ生成することができるの
で、フレーム動きベクトルに基づいて水平方向の画素精
度が整数画素未満の予測画像を生成する回路とトップお
よびボトムフィールド動きベクトルに基づいて水平方向
の画素精度が整数画素未満の予測画像を生成する回路を
共通化することができる。また、２つ以上の動きベクト
ルの水平成分が参照画像上で略一致している場合には、
それぞれの動きベクトルに対応する水平方向の画素精度
が整数画素未満の予測画像を同時に生成することができ
る。したがって、回路を簡素化して回路規模を小さくす
ることができるとともに、符号化の処理速度を向上させ
ることができる。

【０２７１】請求項１７記載の発明によれば、前記現画
像および前記参照画像がそれぞれフィールドによって構
成し、前記マクロブロックを構成する前記第１および第
２セグメントブロックがそれぞれ前記マクロブロックの
上半分のブロックを構成する上半分ブロックおよび前記
マクロブロックの下半分のブロックを構成する下半分ブ
ロックからなるので、マクロブロックをフィールドブロ
ックと呼ぶとすると、前記動きベクトル検出手段によっ
てフィールドブロックに対応するフィールド動きベクト
ルと、上半分および下半分ブロックにそれぞれ対応する
上半分および下半分動きベクトルとを検出し、前記予測
画像生成手段によって前記共通ブロックの判定手段の判
定結果に基づいてフィールド動きベクトルに基づく予測
画像、並びに、上半分および下半分動きベクトルに基づ
く予測画像を生成して最適な動き補償予測モードを判定
することが可能となる。したがって、インタレース走査
方式の動画像をフィールド構造予測方式により符号化す
る際に、画質を低下させることなく、参照画像記憶手段
へのメモリアクセス量を少なくすることができるので、
回路を簡素化して回路規模を小さくすることができると
ともに、メモリアクセスの割当時間を少なくして符号化
の処理速度を向上させることができる。

【０２７２】請求項１８記載の発明によれば、前記予測
画像生成手段を、水平補間手段によって前記動きベクト
ル検出手段により検出された動きベクトルの水平方向成
分の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶
手段から読み出されたブロックに基づいて水平方向の画
素精度が整数画素未満の予測画像を生成し、垂直補間手
段によって前記動きベクトル検出手段により検出された
動きベクトルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満
の場合、前記参照画像記憶手段から読み出されたブロッ
クに基づいて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測
画像を生成するように構成している。

【０２７３】このため、水平補間手段によってフィール
ド動きベクトル、並びに、上半分および下半分動きベク
トルに基づいて水平方向の画素精度が整数画素未満の予
測画像をそれぞれ生成するとともに、垂直補間手段によ
ってフィールド動きベクトル、並びに、上半分および下
半分動きベクトルに基づいて垂直方向の画素精度が整数
画素未満の予測画像をそれぞれ生成することができるの
で、フィールド動きベクトルに基づいて画素精度が整数
画素未満の予測画像を生成する回路と上半分および下半
分動きベクトルに基づいて水平方向の画素精度が整数画
素未満の予測画像を生成する回路を共通化することがで
きる。また、２つ以上の動きベクトルの水平成分の画素
精度が整数画素未満の場合には、それぞれの動きベクト
ルに対応する予測画像を同時に生成することができる。
したがって、回路を簡素化して回路規模を小さくするこ
とができるとともに、符号化の処理速度を向上させるこ
とができる。

【０２７４】請求項１９記載の発明によれば、前記設定
手段によって前記最大列数および前記最大行数をそれぞ
れ（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定する
ので、画素精度が整数画素未満の第１および第２セグメ
ントブロックの類似ブロックを参照画像記憶手段からそ
れぞれ独立に読み出すことができるとともに、参照画像
記憶手段へのメモリアクセス量を略半減することができ
る。

【０２７５】請求項２０記載の発明によれば、前記設定
手段によって前記最大列数および前記最大列数をそれぞ
れＮＸ列、（ＮＹ×２）行に設定するので、画素精度が
整数画素の第１および第２セグメントブロックの類似ブ
ロックを参照画像記憶手段からそれぞれ独立に読み出す
ことができるとともに、参照画像記憶手段へのメモリア
クセス量を略半減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の動画像符号化
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示された予測モード判定ユニット２００
の構成を示すブロック図である。

【図３】図２に示されたフレーム／フィールド判定ユニ
ット２１０の構成を示すブロック図である。

【図４】図２に示された共通ブロック判定ユニット２３
０の構成を示すブロック図である。

【図５】フレーム動きベクトルおよびその類似ブロック
を示す図である。

【図６】フィールド動きベクトルの垂直成分が０となる
位置を示す図である。

【図７】フレーム動きベクトルの水平成分と第１および
第２フィールド動きベクトルの水平成分との位置関係を
示す図である。

【図８】整数画素精度のフレーム動きベクトルおよびそ
の類似ブロックを示す図である。

【図９】図８に示されたフレーム動きベクトルの垂直成
分と第１および第２フィールド動きベクトルの垂直成分
との位置関係を示す図である。

【図１０】半画素精度のフレーム動きベクトルおよびそ
の類似ブロックを示す図である。

【図１１】図１０に示されたフレーム動きベクトルの垂
直成分と第１および第２フィールド動きベクトルの垂直
成分との位置関係を示す図である。

【図１２】整数画素精度のフレーム動きベクトルの垂直
成分と整数画素精度のフィールド動きベクトルの垂直成
分との位置関係を示す図である。

【図１３】整数画素精度のフレーム動きベクトルの垂直
成分と半画素精度のフィールド動きベクトルの垂直成分
との位置関係を示す図である。

【図１４】半画素精度のフレーム動きベクトルの垂直成
分と整数画素精度のフィールド動きベクトルの垂直成分
との位置関係を示す図である。

【図１５】半画素精度のフレーム動きベクトルの垂直成
分と半画素精度のフィールド動きベクトルの垂直成分と
の位置関係を示す図である。

【図１６】ピクチャタイプがＰピクチャの場合、予測モ
ード判定ユニット２００の予測画像生成ユニット２４０
によって予測画像を生成する動作を示すフローチャート
である。

【図１７】ピクチャタイプがＢピクチャの場合、双方向
予測画像生成ユニット２４４によって双方向予測画像を
生成する動作を示すフローチャートである。

【図１８】本発明に係る第２の実施の形態の動画像符号
化装置を構成を示すブロック図である。

【図１９】図１８に示された予測モード判定ユニット７
００の構成を示すブロック図である。

【図２０】図１９に示された１６×１６／１６×８判定
ユニット７１０の構成を示すブロック図である。

【図２１】図１９に示された共通ブロック判定ユニット
７３０の構成を示すブロック図である。

【図２２】現画像全体フィールドブロック８０１に対応
するサーチウィンドウ８１１の探索領域を示す図であ
る。

【図２３】現画像上半分フィールドブロック８０２に対
応するサーチウィンドウ８１２の探索領域を示す図であ
る。

【図２４】現画像下半分フィールドブロック８０３に対
応するサーチウィンドウ８１３の探索領域を示す図であ
る。

【図２５】共通ブロックを読み出す動きベクトルの垂直
成分の条件を示す図である。

【図２６】ピクチャタイプがＰピクチャの場合、予測モ
ード判定ユニット７００の予測画像生成ユニット７４０
によって予測画像を生成する動作を示すフローチャート
である。

【図２７】ピクチャタイプがＢピクチャの場合、双方向
予測画像生成ユニット７４３によって双方向予測画像を
生成する動作を示すフローチャートである。

【図２８】ブロックマッチング法による動きベクトル検
出方法を示す図である。

【図２９】マクロブロック１１とサーチウィンドウ２１
内の複数の候補ブロック２４との関係を示す図である。

【図３０】マクロブロックに含まれる画素と候補ブロッ
ク２４に含まれる画素との位置的な対応関係を示す図で
ある。

【図３１】動画像を構成するピクチャ構造を示す図であ
る。

【図３２】インタレース走査方式のフレームおよびフィ
ールドを示す図である。

【図３３】フレーム構造におけるフレーム予測方式およ
びフィールド予測方式を示す図である。

【図３４】フレーム構造における現画像、参照画像およ
び動きベクトルの対応関係を示す図である。

【図３５】従来の動画像符号化装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【図３６】図３５に示された予測モード判定ユニット１
００の構成を示すブロック図である。

【図３７】フィールド構造における１６×１６フィール
ド予測方式および１６×８フィールド予測方式を示す図
である。

【図３８】フィールド構造における現画像、参照画像お
よび動きベクトルの対応関係を示す図である。

【図３９】従来の動画像符号化装置の他の例を示すブロ
ック図である。

【図４０】図３９に示された予測モード判定ユニット６
００の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 現画像供給ユニット ２ 参照画像記憶ユニット（参照画像記憶手段） ３ 動きベクトル検出ユニット（動きベクトル検出手
段） ５ 差分画像生成ユニット ６ 直交変換／量子化ユニット ７ 可変長符号化ユニット ８ 逆量子化／逆直交変換ユニット １０ 現画像 １１ マクロブロック ２０ 参照画像 ２１ サーチウィンドウ ２２ ブロック ２３ 類似ブロック ２４ 候補ブロック ３０ フレーム ３１、３２ フィールド ４０ 現画像フレーム ４１ 現画像フレームブロック ４２ 現画像第１フィールドブロック ４３ 現画像第２フィールドブロック ５１ 参照画像フレーム ５２ 参照画像第１フィールド ５３ 参照画像第２フィールド ６０ 現画像フィールド ６１ 現画像全体フィールド ６２ 現画像上半分フィールドブロック ６３ 現画像下半分フィールドブロック ７０ 第１フィールド参照画像 ７１、７２、７３ サーチウィンドウ ８０ 第２フィールド参照画像 ８１、８２、８３ サーチウィンドウ １００ 予測モード判定ユニット １１０ 予測画像生成ユニット １１１ フレーム前方向予測画像生成ユニット １１２ フレーム双方向予測画像生成ユニット １１３ フレーム後方向予測画像生成ユニット １１４ フィールド前方向予測画像生成ユニット １１５ フィールド双方向予測画像生成ユニット １１６ フィールド後方向予測画像生成ユニット １２０ 画像誤差値算出ユニット １２１ フレーム前方向画像誤差値算出ユニット １２２ フレーム双方向画像誤差値算出ユニット １２３ フレーム後方向画像誤差値算出ユニット １２４ フィールド前方向画像誤差値算出ユニット １２５ フィールド双方向画像誤差値算出ユニット １２６ フィールド後方向画像誤差値算出ユニット １３０ 最小誤差値判定ユニット １４０ イントラ判定ユニット ２００ 予測モード判定ユニット ２１０ フレーム／フィールド判定ユニット（予測画像
判定手段） ２１１ ディストーション加算ユニット（ディストーシ
ョン加算手段） ２１２ ディストーション比較ユニット（ディストーシ
ョン比較手段） ２１３ ディストーション判定ユニット（ディストーシ
ョン判定手段） ２２０ 設定ユニット（設定手段） ２３０ 共通ブロック判定ユニット（共通ブロック判定
手段） ２３１ 水平位置判定ユニット ２３２ 垂直位置判定ユニット ２３３ 読出ブロック決定ユニット ２４０ 予測画像生成ユニット（予測画像生成手段） ２４１ 水平補間ユニット（水平補間手段） ２４２ フレーム垂直補間ユニット（フレーム垂直補間
手段） ２４３ フィールド垂直補間ユニット（フィールド垂直
補間手段） ２４４ 双方向予測画像生成ユニット ２５０ 画像誤差値算出ユニット ２５１ フレーム双方向画像誤差値算出ユニット ２５２ フィールド双方向画像誤差値算出ユニット ２５３ フレーム前方向画像誤差値算出ユニット ２５４ フレーム後方向画像誤差値算出ユニット ２５５ フィールド前方向画像誤差値算出ユニット ２５６ フィールド後方向画像誤差値算出ユニット ２６０ 最小誤差値値判定ユニット ２７０ イントラ判定ユニット ４０１，４５１ 現画像フレームブロック ４１１，４１２，４１３，４６１，４６２，４６３４６
４，４６５ 類似ブロック ６００ 予測モード判定ユニット ６０３ 動きベクトル検出ユニット（動きベクトル検出
手段） ６１０ 予測画像生成ユニット ６１１ １６×１６フィールド前方向予測画像生成ユニ
ット ６１２ １６×１６フィールド双方向予測画像生成ユニ
ット ６１３ １６×１６フィールド後方向予測画像生成ユニ
ット ６１４ １６×８フィールド前方向予測画像生成ユニッ
ト ６１５ １６×８フィールド双方向予測画像生成ユニッ
ト ６１６ １６×８フィールド後方向予測画像生成ユニッ
ト ６２０ 画像誤差値算出ユニット ６２１ １６×１６フィールド前方向画像誤差値算出ユ
ニット ６２２ １６×１６フィールド双方向画像誤差値算出ユ
ニット ６２３ １６×１６フィールド後方向画像誤差値算出ユ
ニット ６２４ １６×８フィールド前方向画像誤差値算出ユニ
ット ６２５ １６×８フィールド双方向画像誤差値算出ユニ
ット ６２６ １６×８フィールド後方向画像誤差値算出ユニ
ット ６３０ 最小誤差値判定ユニット ６４０ イントラ判定ユニット ７００ 予測モード判定ユニット ７０３ 動きベクトル検出ユニット（動きベクトル検出
手段） ７１０ １６×１６／１６×８フィールド判定ユニット
（予測画像判定手段） ７１１ ディストーション加算ユニット（ディストーシ
ョン加算手段） ７１２ ディストーション比較ユニット（ディストーシ
ョン比較手段） ７１３ ディストーション判定ユニット（ディストーシ
ョン判定手段） ７２０ 設定ユニット（設定手段） ７３０ 共通ブロック判定ユニット（共通ブロック判定
手段） ７３１ 水平位置判定ユニット ７３２ 垂直位置判定ユニット ７３３ 読出ブロック決定ユニット ７４０ 予測画像生成ユニット（予測画像生成手段） ７４１ 水平補間ユニット（水平補間手段） ７４２ 垂直補間ユニット（垂直補間手段） ７４３ 双方向予測画像生成ユニット ７５０ 画像誤差値算出ユニット ７５１ １６×１６フィールド双方向画像誤差値算出ユ
ニット ７５２ １６×８フィールド双方向画像誤差値算出ユニ
ット ７５３ １６×１６フィールド前方向画像誤差値算出ユ
ニット ７５４ １６×１６フィールド後方向画像誤差値算出ユ
ニット ７５５ １６×８フィールド前方向画像誤差値算出ユニ
ット ７５６ １６×８フィールド後方向画像誤差値算出ユニ
ット ７６０ 最小誤差値値判定ユニット ７７０ イントラ判定ユニット ８０１ 現画像全体フィールドブロック ８０２ 現画像上半分フィールドブロック ８０３ 現画像下半分フィールドブロック ８１１、８１２、８１３ サーチウィンドウ ８２１、８２１、８２３ サーチエリア ９０１、９０２ 類似ブロック

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 真樹 東京都渋谷区代々木４丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 大山 公一 東京都渋谷区代々木４丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 山田 恭裕 東京都渋谷区代々木４丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動画像を部分的に構成する現画像が複数行
   複数列の画素からなるマクロブロックを含み、該マクロ
   ブロックが複数行複数列の画素からなる第１および第２
   セグメントブロックからなり、前記現画像を、前記動画
   像および局部復号された前記動画像を部分的に構成する
   参照画像に基づいてマクロブロック単位に符号化する動
   画像符号化方法であって、 前記現画像の参照画像を記憶する参照画像記憶手段を準
   備する工程と、 前記マクロブロック、前記第１セグメントブロックおよ
   び前記第２セグメントブロックをそれぞれ現画像ブロッ
   クとし、各現画像ブロック毎に、前記参照画像記憶手段
   に記憶されたそれぞれの参照画像に基づいて現画像ブロ
   ックと参照画像上の同一サイズの複数の候補ブロックと
   の間にそれぞれブロック間の類似性を表す相関値を算出
   し、算出された相関値を比較して前記複数の候補ブロッ
   クの中から現画像ブロックに最も類似した一つの類似ブ
   ロックを特定し、特定された類似ブロックと現画像ブロ
   ックとの水平方向および垂直方向の変位を表す動きベク
   トルを検出する動きベクトル検出工程と、 前記動きベクトル検出工程によって算出された類似ブロ
   ックの相関値に基づいて、前記マクロブロックと前記第
   １および第２セグメントブロックとのうち、何れのブロ
   ックの予測画像を生成するかを判定する予測画像判定工
   程と、 前記参照画像記憶手段から読み出し可能な画素の最大列
   数および最大行数をそれぞれ設定する設定工程と、 前記動きベクトル検出工程によって検出されたマクロブ
   ロック、第１セグメントブロックおよび第２セグメント
   ブロックの動きベクトルに基づいて、前記動きベクトル
   検出工程によって特定されたマクロブロック、第１セグ
   メントブロックおよび第２セグメントブロックの類似ブ
   ロックを含む参照画像上の最小のブロックを表す共通ブ
   ロックの列数および行数が、それぞれ前記設定工程によ
   って設定された最大列数および最大行数以下であるか否
   かを判定する共通ブロック判定工程と、 該共通ブロック判定工程によって前記共通ブロックの列
   数および行数がそれぞれ前記最大列数および最大行数以
   下であると判定された場合には、前記共通ブロックを前
   記参照画像記憶手段から読み出し、マクロブロックの動
   きベクトルの動きベクトルに基づいて動き補償を行って
   マクロブロックの予測画像を生成するとともに、第１お
   よび第２セグメントブロックの動きベクトルに基づいて
   それぞれ動き補償を行ってマクロブロックの予測画像を
   生成し、前記共通ブロック判定工程によって前記共通ブ
   ロックの列数が前記最大列数より多いと判定された場合
   および前記共通ブロック判定工程によって前記共通ブロ
   ックの行数が前記最大行数より多いと判定された場合に
   は、前記予測画像判定工程によって生成される予測画像
   として判定されたブロックの類似ブロックを前記参照画
   像記憶手段から読み出し、読み出された類似ブロックに
   対応する動きベクトルに基づいて動き補償を行ってマク
   ロブロックの予測画像を生成する予測画像生成工程と、
   を含むことを特徴とする動画像符号化方法。
2. 【請求項２】前記相関値は、２つのブロック間の互いに
   位置的に対応する画素間の差分絶対値または差分ニ乗演
   算値を総和したディストーションからなることを特徴と
   する請求項１記載の動画像符号化方法。
3. 【請求項３】前記予測画像判定工程が、 前記第１および第２セグメントブロックの類似ブロック
   のディストーションを加算するディストーション加算工
   程と、 該加算工程によって加算されたディストーションと前記
   マクロブロックの類似ブロックのディストーションとの
   大小を比較するディストーション比較工程と、 該比較工程によって比較された小さいほうのディストー
   ションに対応するブロックを予測画像を生成するブロッ
   クとして判定するディストーション判定工程と、を含む
   ことを特徴とする請求項２記載の動画像符号化方法。
4. 【請求項４】前記マクロブロックを時間的に前方向およ
   び後方向の参照画像に基づいて符号化する場合、 前記動きベクトル検出工程が、前方向および後方向の参
   照画像に基づいてそれぞれ前記マクロブロック、前記第
   １セグメントブロックおよび第２セグメントブロックの
   動きベクトルを検出し、 前記共通ブロック判定工程が、前方向の参照画像に対応
   する動きベクトルが含まれる前記共通ブロックの列数お
   よび行数が、それぞれ前記設定工程によって設定された
   最大列数および最大行数以下であるか否かを判定すると
   ともに、後方向の参照画像に対応する動きベクトルが含
   まれる前記共通ブロックの列数および行数が、それぞれ
   前記設定工程によって設定された最大列数および最大行
   数以下であるか否かを判定し、 前記予測画像生成工程が、 前記共通ブロック判定工程の判定結果に基づいて前方向
   の参照画像に対応するマクロブロックの動きベクトルお
   よび後方向の参照画像に対応するマクロブロックの動き
   ベクトルに基づくマクロブロックの予測画像をそれぞれ
   生成したとき、これら２つの予測画像から双方向予測画
   像を生成するとともに、 前記共通ブロック判定工程の判定結果に基づいて前方向
   の参照画像に対応する第１および第２セグメントブロッ
   クの動きベクトルおよび後方向の参照画像に対応する第
   １および第２セグメントブロックの動きベクトルに基づ
   くマクロブロックの予測画像をそれぞれ生成したとき、
   これら２つの予測画像から双方向予測画像を生成するこ
   とを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の動画像符
   号化方法。
5. 【請求項５】前記現画像および前記参照画像がそれぞれ
   ２つのフィールドからなるフレームによって構成され、
   前記マクロブロックを構成する前記第１および第２セグ
   メントブロックがそれぞれ異なるフィールドの画素から
   なることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の動
   画像符号化方法。
6. 【請求項６】前記予測画像生成工程が、 前記動きベクトル検出工程によって検出された動きベク
   トルの水平方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、
   前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
   いて水平方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生
   成する水平補間工程と、 前記参照画像記憶手段から読み出されるブロックに前記
   マクロブロックの類似ブロックが含まれる場合、かつ前
   記マクロブロックの動きベクトルの垂直方向の画素精度
   が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段から読み
   出されたブロックに基づいて垂直方向の画素精度が整数
   画素未満の予測画像を生成するフレーム垂直補間工程
   と、 前記参照画像記憶手段から読み出されるブロックに前記
   第１および第２セグメントブロックの類似ブロックが含
   まれる場合、かつ第１および第２セグメントブロックの
   うち少なくとも一方の動きベクトルの垂直方向成分の画
   素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段か
   ら読み出されたブロックに基づいて垂直方向の画素精度
   が整数画素未満の予測画像を生成するフィールド垂直補
   間工程と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の動
   画像符号化方法。
7. 【請求項７】前記現画像および前記参照画像がそれぞれ
   フィールドによって構成され、前記マクロブロックを構
   成する前記第１および第２セグメントブロックがそれぞ
   れ前記マクロブロックの上半分のブロックを構成する上
   半分ブロックおよび前記マクロブロックの下半分のブロ
   ックを構成する下半分ブロックからなることを特徴とす
   る請求項１〜４の何れかに記載の動画像符号化装置。
8. 【請求項８】前記予測画像生成工程が、 前記動きベクトル検出工程によって検出された動きベク
   トルの水平方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、
   前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
   いて水平方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生
   成する水平補間工程と、 前記動きベクトル検出工程によって検出された動きベク
   トルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、
   前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
   いて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生
   成する垂直補間工程と、を有することを特徴とする請求
   項７記載の動画像符号化装置。
9. 【請求項９】ＮＸおよびＮＹを整数とし、前記マクロブ
   ロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素からなり、前記第
   １および２のセグメントブロックがそれぞれＮＹ行ＮＸ
   列の画素からなるとするとき、 前記設定工程が前記最大列数および前記最大行数をそれ
   ぞれ（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定す
   ることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の動画
   像符号化方法。
10. 【請求項１０】ＮＸおよびＮＹを整数とし、前記マクロ
    ブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素からなり、前記
    第１および２のセグメントブロックがそれぞれＮＹ行Ｎ
    Ｘ列の画素からなるとするとき、 前記設定工程が前記最大列数および前記最大行数をそれ
    ぞれＮＸ列、（ＮＹ×２）行に設定することを特徴とす
    る請求項１〜５および７の何れかに記載の動画像符号化
    方法。
11. 【請求項１１】動画像を部分的に構成する現画像が複数
    行複数列の画素からなるマクロブロックを含み、該マク
    ロブロックが複数行複数列の画素からなる第１および第
    ２セグメントブロックからなり、前記現画像を、前記動
    画像および局部復号された前記動画像を部分的に構成す
    る参照画像に基づいてマクロブロック単位に符号化する
    動画像符号化装置において、 前記現画像の参照画像を記憶する参照画像記憶手段と、 前記マクロブロック、前記第１セグメントブロックおよ
    び前記第２セグメントブロックをそれぞれ現画像ブロッ
    クとし、各現画像ブロック毎に、前記参照画像記憶手段
    に記憶されたそれぞれの参照画像に基づいて現画像ブロ
    ックと参照画像上の同一サイズの複数の候補ブロックと
    の間にそれぞれブロック間の類似性を表す相関値を算出
    し、算出された相関値を比較して前記複数の候補ブロッ
    クの中から現画像ブロックに最も類似した一つの類似ブ
    ロックを特定し、特定された類似ブロックと現画像ブロ
    ックとの水平方向および垂直方向の変位を表す動きベク
    トルを検出する動きベクトル検出手段と、 前記動きベクトル検出手段によって算出された類似ブロ
    ックの相関値に基づいて、前記マクロブロックと前記第
    １および第２セグメントブロックとのうち、何れのブロ
    ックの予測画像を生成するかを判定する予測画像判定手
    段と、 前記参照画像記憶手段から読み出し可能な画素の最大列
    数および最大行数をそれぞれ設定する設定手段と、 前記動きベクトル検出手段によって検出されたマクロブ
    ロック、第１セグメントブロックおよび第２セグメント
    ブロックの動きベクトルに基づいて、前記動きベクトル
    検出手段によって特定されたマクロブロック、第１セグ
    メントブロックおよび第２セグメントブロックの類似ブ
    ロックを含む参照画像上の最小のブロックを表す共通ブ
    ロックの列数および行数が、それぞれ前記設定手段によ
    って設定された最大列数および最大行数以下であるか否
    かを判定する共通ブロック判定手段と、 該共通ブロック判定手段によって前記共通ブロックの列
    数および行数がそれぞれ前記最大列数および最大行数以
    下であると判定された場合には、前記共通ブロックを前
    記参照画像記憶手段から読み出し、マクロブロックの動
    きベクトルの動きベクトルに基づいて動き補償を行って
    マクロブロックの予測画像を生成するとともに、第１お
    よび第２セグメントブロックの動きベクトルに基づいて
    それぞれ動き補償を行ってマクロブロックの予測画像を
    生成し、前記共通ブロック判定手段によって前記共通ブ
    ロックの列数が前記最大列数より多いと判定された場合
    および前記共通ブロック判定手段によって前記共通ブロ
    ックの行数が前記最大行数より多いと判定された場合に
    は、前記予測画像判定手段によって生成される予測画像
    として判定されたブロックの類似ブロックを前記参照画
    像記憶手段から読み出し、読み出された類似ブロックに
    対応する動きベクトルに基づいて動き補償を行ってマク
    ロブロックの予測画像を生成する予測画像生成手段と、
    を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
12. 【請求項１２】前記相関値は、２つのブロック間の互い
    に位置的に対応する画素間の差分絶対値または差分ニ乗
    演算値を総和したディストーションからなることを特徴
    とする請求項１１に記載の動画像符号化装置。
13. 【請求項１３】前記予測画像判定手段が、 前記第１および第２セグメントブロックの類似ブロック
    のディストーションを加算するディストーション加算手
    段と、 該加算手段によって加算されたディストーションと前記
    マクロブロックの類似ブロックのディストーションとの
    大小を比較するディストーション比較手段と、 該比較手段によって比較された小さいほうのディストー
    ションに対応するブロックを予測画像を生成するブロッ
    クとして判定するディストーション判定手段と、を有す
    ることを特徴とする請求項１２に記載の動画像符号化装
    置。
14. 【請求項１４】前記マクロブロックを時間的に前方向お
    よび後方向の参照画像に基づいて符号化する場合、 前記動きベクトル検出手段が、前方向および後方向の参
    照画像に基づいてそれぞれ前記マクロブロック、前記第
    １セグメントブロックおよび第２セグメントブロックの
    動きベクトルを検出し、 前記共通ブロック判定手段が、前方向の参照画像に対応
    する動きベクトルが含まれる前記共通ブロックの列数お
    よび行数が、それぞれ前記設定手段によって設定された
    最大列数および最大行数以下であるか否かを判定すると
    ともに、後方向の参照画像に対応する動きベクトルが含
    まれる前記共通ブロックの列数および行数が、それぞれ
    前記設定手段によって設定された最大列数および最大行
    数以下であるか否かを判定し、 前記予測画像生成手段が、 前記共通ブロック判定手段の判定結果に基づいて前方向
    の参照画像に対応するマクロブロックの動きベクトルお
    よび後方向の参照画像に対応するマクロブロックの動き
    ベクトルに基づくマクロブロックの予測画像をそれぞれ
    生成したとき、これら２つの予測画像から双方向予測画
    像を生成するとともに、 前記共通ブロック判定手段の判定結果に基づいて前方向
    の参照画像に対応する第１および第２セグメントブロッ
    クの動きベクトルおよび後方向の参照画像に対応する第
    １および第２セグメントブロックの動きベクトルに基づ
    くマクロブロックの予測画像をそれぞれ生成したとき、
    これら２つの予測画像から双方向予測画像を生成するこ
    とを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の動画
    像符号化装置。
15. 【請求項１５】前記現画像および前記参照画像がそれぞ
    れ２つのフィールドからなるフレームによって構成さ
    れ、前記マクロブロックを構成する前記第１および第２
    セグメントブロックがそれぞれ異なるフィールドの画素
    からなることを特徴とする請求項１１〜１４の何れかに
    記載の動画像符号化装置。
16. 【請求項１６】前記予測画像生成手段が、 前記動きベクトル検出手段によって検出された動きベク
    トルの水平方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、
    前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
    いて水平方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生
    成する水平補間手段と、 前記参照画像記憶手段から読み出されるブロックに前記
    マクロブロックの類似ブロックが含まれる場合、かつ前
    記マクロブロックの動きベクトルの垂直方向の画素精度
    が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手段から読み
    出されたブロックに基づいて垂直方向の画素精度が整数
    画素未満の予測画像を生成するフレーム垂直補間手段
    と、 前記参照画像記憶手段から読み出されるブロックに前記
    第１および第２セグメントブロックの類似ブロックが含
    まれる場合、かつ前記第１および第２セグメントブロッ
    クのうち少なくとも一方の動きベクトルの垂直方向成分
    の画素精度が整数画素未満の場合、前記参照画像記憶手
    段から読み出されたブロックに基づいて垂直方向の画素
    精度が整数画素未満の予測画像を生成するフィールド垂
    直補間手段と、を有することを特徴とする請求項１５に
    記載の動画像符号化装置。
17. 【請求項１７】前記現画像および前記参照画像がそれぞ
    れフィールドによって構成され、前記マクロブロックを
    構成する前記第１および第２セグメントブロックがそれ
    ぞれ前記マクロブロックの上半分のブロックを構成する
    上半分ブロックおよび前記マクロブロックの下半分のブ
    ロックを構成する下半分ブロックからなることを特徴と
    する請求項１１〜１４の何れかに記載の動画像符号化装
    置。
18. 【請求項１８】前記予測画像生成手段が、 前記動きベクトル検出手段によって検出された動きベク
    トルの水平方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、
    前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
    いて水平方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生
    成する水平補間手段と、 前記動きベクトル検出手段によって検出された動きベク
    トルの垂直方向成分の画素精度が整数画素未満の場合、
    前記参照画像記憶手段から読み出されたブロックに基づ
    いて垂直方向の画素精度が整数画素未満の予測画像を生
    成する垂直補間手段と、を有することを特徴とする請求
    項１７に記載の動画像符号化装置。
19. 【請求項１９】ＮＸおよびＮＹを整数とし、前記マクロ
    ブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素からなり、前記
    第１および２のセグメントブロックがそれぞれＮＹ行Ｎ
    Ｘ列の画素からなるとするとき、 前記設定手段が前記最大列数および前記最大行数をそれ
    ぞれ（ＮＸ＋１）列、（（ＮＹ＋１）×２）行に設定す
    ることを特徴とする請求項１１〜１８の何れかに記載の
    動画像符号化装置。
20. 【請求項２０】ＮＸおよびＮＹを整数とし、前記マクロ
    ブロックが（ＮＹ×２）行ＮＸ列の画素からなり、前記
    第１および２のセグメントブロックがそれぞれＮＹ行Ｎ
    Ｘ列の画素からなるとするとき、 前記設定手段が前記最大行数および前記最大列数をそれ
    ぞれＮＸ列、（ＮＹ×２）行に設定することを特徴とす
    る請求項１１〜１５および１７の何れかに記載の動画像
    符号化装置。