WO2007034918A1 - 動画像符号化装置及び動画像復号装置 - Google Patents

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Yoshimi Moriya
Shunichi Sekiguchi
Yoshihisa Yamada
Kohtaro Asai
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Mitsubishi Electric Corporation
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Definitions

  • VOP Video Object Plane
  • the image data that represents the state of each GOV time and is the unit of the sign is called Video Object Plane (VOP).
  • VOP corresponds to a frame.
  • the VOP is encoded for each macroblock, which is a unit of the encoded key area.
  • the macro block is a rectangular block with 16 pixels x 16 lines fixed.
  • the macro block is further divided into blocks of 8 pixels x 8 lines, and motion compensation prediction is performed in units of macro blocks or blocks of 8 pixels x 8 lines.
  • the coding mode can be switched adaptively, the prediction efficiency is improved and the coding efficiency is improved.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • encoding can be performed by adaptively switching the rectangular area size depending on the resolution of the image and the content of the image. It is an object of the present invention to obtain a moving picture coding apparatus and a moving picture decoding apparatus that can suppress an increase in rectangular size information in a coded image.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of area division (part 2) which is a unit of motion compensation in the moving picture coding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of motion vector detection in the video encoding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram when the macroblock size information is changed in units of slices in the video coding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a moving picture coding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the moving picture coding apparatus includes a macroblock size determining unit (rectangular area size determining unit) 1, a macroblock dividing unit (rectangular region dividing unit) 2, and a macroblock code unit (rectangular region encoding unit) 3 ,
  • An entropy code key section (rectangular area size information multiplexing means) 4 is provided.
  • the macroblock code unit 3 includes an encoding mode determination unit (encoding mode determination unit) 5, a motion compensation region division unit (motion compensation region division unit) 6, and a motion detection unit (motion detection unit).
  • the input image 101 is input to the macroblock dividing unit 2, and is divided into predetermined macroblock sizes based on the macroblock size instruction information 102 determined in units of frames.
  • the macroblock size instruction information 102 is information that allows selection of, for example, a size of 16 pixels ⁇ 16 lines or 32 pixels ⁇ 32 lines, which will be described later.
  • the macroblock size indication information 102 specified here is input to the entropy code field unit 4, entropy-coded, and multiplexed into the bitstream 103.
  • the macro block size determination unit 1 calculates a difference between frames and adopts a macro block of 32 pixels x 32 lines when the difference between frames is small, and 16 pixels x 16 lines when the difference between frames is large.
  • the macro block is adopted.
  • motion detection is performed in units of 32 pixels x 32 lines and motion detection is performed in units of 16 pixels x 16 lines, and the prediction error is calculated. Adopted as block size.
  • 32 pixels x 32 lines and 16 pixels x 16 The variance of pixel values is calculated in line units, and the size with a small variance average within the frame is adopted as the macroblock size. It is also possible to decide by combining these multiple methods.
  • a macroblock size is determined in advance based on information (referred to as a profile) that predetermines combinations of sign key parameters that can be used depending on the usage mode, and the macroblock size is automatically set according to the selected profile. You may decide.
  • the input image 101 divided into macroblocks includes a motion compensation region dividing unit 6 and an intra prediction block dividing unit in the macroblock code unit 3 in accordance with the code mode determined for each macroblock. 15. Input to either of the block division units 10.
  • the code mode determined for each macroblock includes macroblock type information, motion compensation region shape information 104, and intra prediction block size information 105.
  • Macro block type information can be selected from inter-screen prediction code mode (inter mode), intra-screen code mode (intra mode), and intra-screen prediction encoding mode (intra prediction mode). Information.
  • the selection of these modes is performed by the sign key mode determination unit 5. However, the selection method of these modes is not directly related to the feature points of the present invention, and thus the description thereof is omitted here.
  • FIG. 2 and FIG. 3 show an example of area division as a unit of motion compensation.
  • each block of 16 pixels ⁇ 16 lines can be divided into any one of (a) to (d) in FIG.
  • Information indicating these division methods is motion compensation region shape information 104.
  • the motion compensation region shape information 104 may switch a selectable region shape according to the macroblock size.
  • the input image divided into region shapes serving as motion compensation units is input to the motion detection unit 7, and motion detection is performed using one or more reference images stored in the reference image memory 14. Is called.
  • the motion detection unit 7 searches a predetermined range of the reference image for each region determined by the motion compensation region dividing unit 6, and detects an optimal motion vector.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of such motion vector detection. Since the motion vector detection operation is publicly known, detailed description thereof is omitted here.
  • the motion vector information 107 obtained from the motion detection unit 7 is input to the entropy code unit 4, entropy-coded, multiplexed into the bitstream 103, and input to the motion compensation unit 8.
  • the motion compensation unit 8 generates a predicted image using the reference image stored in the reference image memory 14 and the motion vector information 107 from the motion detection unit 7. Movement
  • the subtraction unit 9 obtains a difference between the predicted image obtained from the compensation unit 8 and the input image that has been subjected to macroblock coarse division, and the difference is input to the block division unit 10 as a prediction error image.
  • the block division unit 10 divides the block into units that are units of transformation (orthogonal transformation such as DCT) and quantization.
  • the block size instruction information 108 is information that can select, for example, 8 pixels x 8 lines or 4 pixels x 4 lines! As another example, selectable block size instruction information 108 may be switched depending on the macroblock size. For example, in the case of a macro block of 16 pixels x 16 lines, the block size indication information 108 is selectable information of 8 pixels x 8 lines and 4 pixels x 4 lines, and in the case of a macro block of 32 pixels x 32 lines, The block size instruction information 108 is information that can select 16 pixels ⁇ 16 lines and 8 pixels ⁇ 8 lines.
  • the selected block size indication information 108 is input to the entropy code key unit 4, entropy-coded, and multiplexed into the bit stream 103.
  • the input image divided into blocks by the intra prediction block dividing unit 15 is input to the intra prediction unit 16, and intra prediction is performed. Since intra prediction is well known, a detailed description is omitted here, but as shown in FIG. 5, each pixel value in the encoding target block is encoded with a peripheral block (from A in FIG. 5). A predicted image predicted from the pixel value of D) is generated.
  • the subtractor 9 obtains the difference between the prediction image obtained from the intra prediction unit 16 and the input image obtained by dividing the macroblock, and the difference is input to the block division unit 10 as a prediction error image.
  • the operation of the block division unit 10 is the same as in the inter mode.
  • the macro block size information can be changed in units of frames.
  • one frame is divided into a plurality of macro block sets (called slices). It may be possible to change it in units.
  • the sign key processing may be performed as described in the above embodiment, assuming that one slice is one frame.
  • the macroblock size indication information 102 is multiplexed into the bit stream 103 in units of slices.
  • the macroblock size information may be changed in units of a sequence that is a set of a plurality of consecutive frames.
  • the macroblock size indication information 102 is multiplexed into the bitstream 103 in sequence units.
  • the rectangular area size determining means determines the rectangular area size according to the resolution of the input image, so that the rectangular area size information The overhead of processing that does not need to be multiplexed into the bitstream can be reduced.
  • Motion compensation prediction is performed using image information, a motion compensation means for obtaining a predicted image, a prediction image, and a difference between pixel values in a rectangular area are acquired as a prediction error image in a rectangular area, and an input image or A block division unit that divides the rectangular area of the prediction error image into rectangular blocks of a predetermined size, and performs orthogonal transform processing and quantization on a block unit basis by the block division unit. Since a ⁇ Ko of hand stage, even if the inter mode for performing inter prediction coding I spoon as a code I spoon mode determined for each rectangular region size can be accommodated.
  • the rectangular area encoding means includes an intra-screen prediction block dividing unit that divides the rectangular area into rectangular blocks defined by the encoding mode. In-screen prediction is performed in units of rectangular blocks divided by the intra-screen prediction block dividing unit.
  • the intra-screen prediction unit that obtains a predicted image, and the difference between the predicted image and the pixel value in the rectangular region A prediction error image is acquired, and a block dividing unit that divides the rectangular area of the input image or the prediction error image into rectangular blocks of a predetermined size, and quantization and block units divided by the block dividing unit.
  • Orthogonal transformation Since the transform quantization means for performing the transform process is provided, it is possible to cope with the case of the intra prediction mode in which the intra prediction code key is used as the coding mode determined for each rectangular area size.
  • Embodiment 2 is a moving picture decoding apparatus that decodes a coded bitstream by selecting different macroblock sizes in units of frames.
  • the macroblock decoding unit 22 includes an encoding mode switching unit 23, a motion compensation region dividing unit (motion compensation region dividing unit) 24, a motion compensation unit (motion compensation unit) 25, a reference image memory 26, an inverse quantum An inverse conversion unit (inverse quantization inverse conversion unit) 27, an adder 28, an intra prediction block division unit 29, and an intra prediction unit (intra-screen prediction unit) 30 are included.
  • the encoding mode switching unit 23 is a functional unit for switching the encoding mode based on the macroblock type information 204.
  • the motion compensation region dividing unit 24 is a functional unit that divides the macroblock into regions defined by the motion compensation region shape information 206.
  • the motion compensation unit 25 is a functional unit for performing motion compensation prediction using the motion vector information 207 to obtain a predicted image.
  • the inverse quantization inverse transform unit 27 is a functional unit for obtaining a prediction error image by performing inverse quantization and inverse orthogonal transform processing on the coefficient data 208 for each macroblock based on the block size instruction information 203. is there.
  • the adder 28 is an adder for adding the prediction error image output from the inverse quantization inverse transform unit 27 and the prediction image output from the motion compensation unit 25 to obtain a decoded image 209.
  • the reference image memory 26 refers to the decoded image 209. It is a memory for storing as a reference image.
  • an input bit stream 201 is input to the entropy decoding unit 21, and macroblock size indication information 202, block size indication information 203, code key mode (macroblock type information 204, intra prediction block size information 205, motion compensation region) Shape information 206), motion vector information 207, and coefficient data 208 are decoded.
  • the macroblock size indication information 202 is information decoded in units of frames
  • the code mode is information decoded in units of macroblocks having a size determined by the macroblock size indication information 202.
  • the motion vector information 207 is information decoded in units of the decoded motion compensation region shape information 206.
  • the macroblock size is determined by the macroblock size instruction information 202, and the subsequent decoding is performed by the macroblock decoding unit 22 in units of macroblocks of the determined size.
  • the macro block type is the inter mode
  • motion compensation prediction is performed
  • the macro block type is the intra prediction mode
  • intra prediction is performed.
  • the coefficient data 208 decoded by the entropy decoding unit 21 is input to the inverse quantization and inverse transform unit 27.
  • the inverse quantization inverse transform unit 27 performs inverse quantization inverse transform processing based on the decoded block size instruction information 203. That is, if the block size instruction information 203 is, for example, 4 pixels ⁇ 4 lines, inverse quantization and inverse transform are performed in units of 4 pixels ⁇ 4 lines, and as a result, a prediction error image is decoded.
  • the prediction image generated by the motion compensation unit 25 and the prediction decoded by the inverse quantization inverse transformation unit 27 The error images are added by the adder 28, and a decoded image 209 is obtained. Since the decoded image 209 is used for subsequent decoding, it is stored in the reference image memory 26.
  • the decoded coefficient data 208 is input to the inverse quantization inverse transform unit 27.
  • the operation of the inverse quantization and inverse transform unit 27 is the same as that in the inter mode.
  • the result of inverse quantization and inverse transform is output as a decoded image 209.
  • the decoded image 209 is stored in the reference image memory 26 as in the inter mode.
  • the macro block size indication information is decoded in units of frames, and the unit of slices is a set of multiple macro blocks that are decoded by switching the macro block size in units of frames.
  • the macroblock size indication information is decoded in units of frames, and the unit of slices is a set of multiple macro blocks that are decoded by switching the macro block size in units of frames.
  • the power to switch the macroblock size in frame units or the information indicating whether to switch the macroblock size in sequence units is decoded in sequence units, and switching to frame units is selected.
  • the macro block size instruction information may be decoded on a frame basis, and if switching to the sequence unit is selected, the macro block size indication information may be decoded on a sequence basis!
  • the entropy decoding unit 21 decodes the macroblock size indication information multiplexed in the bitstream. For example, when the resolution is higher than a predetermined resolution, 32 pixels x 32 lines are obtained. It may be automatically determined according to the resolution of the image to be decoded, such as adopting 16 pixels x 16 lines if the resolution is lower than the predetermined resolution.
  • the rectangular area size determining means includes the rectangular area multiplexed in the bit stream in units of frames or in units of sequences that are sets of a plurality of consecutive frames. Since the size information is decoded and the rectangular area size is determined based on the decoding result, the rectangular area size can be easily and adaptively switched depending on the characteristics of the image.
  • the rectangular area size determining means determines the rectangular area size according to the resolution of the decoding target image. Processing overhead that does not require decoding of shape area size information can be reduced.
  • motion compensation region shape information indicating a region shape serving as a unit of a motion compensation region is included in the coding mode decoded by the coding mode decoding means.
  • Motion compensation prediction is performed using motion vector information obtained by the motion vector decoding means, and a motion compensation means for obtaining a predicted image and a rectangular block size as a unit for performing inverse quantization / inverse orthogonal transformation are determined.
  • the motion compensation region shape information is obtained by decoding the motion compensation region shape set for each rectangular region size.
  • the case of an inter mode that performs inter-screen prediction code key as a code key mode determined for each size can also be handled.
  • the intra prediction block size information is obtained by decoding the intra prediction block size set for each rectangular region size.
  • the case of the intra prediction mode in which the intra prediction code key is used as the code key mode determined for each size can also be handled.

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Abstract

マクロブロックサイズ決定部１は、フレーム単位にマクロブロックのサイズを決定する。マクロブロック分割部２は、マクロブロックサイズ決定部１によって決められたサイズのマクロブロックに入力画像を分割する。マクロブロック符号化部３は、マクロブロック分割部２で分割されたマクロブロックに対し、マクロブロック毎に符号化モードを決定し、決定した符号化モードによりマクロブロック内の画素値を符号化する。

Description

明 細 書
動画像符号化装置及び動画像復号装置
技術分野
[0001] この発明は、動画像を矩形領域に分割して、矩形領域単位で符号化を行う動画像 符号化装置と、符号化された動画像を矩形領域単位で復号する動画像復号装置に 関するものである。
背景技術
[0002] 従来の画像信号を符号ィ匕または復号する方式として、 MPEG— 4 (Moving Pict ure Experts Group Phase— 4)ビジュアル（ISOZlEC 14496— 2)がある。 MPEG— 4は、動画像シーケンスを時間 Z空間的に任意の形状をとる動画像ォブジ ェタトの集合体としてとらえ、各動画像オブジェクトを単位として符号化'復号ィ匕を行う 方式である。
[0003] MPEG— 4では時間軸を含めた動画像オブジェクトを Video Objectと呼び、 Vid eo Objectの構成要素を Video Object Layer (VOL)と呼び、 VOLの構成要素 を Group of Video Object Plane (GOV)と呼び、 GOVの各時刻の状態を表し 符号ィ匕の単位となる画像データを Video Object Plane (VOP)と呼ぶ。矩形形状 のオブジェクトを扱う場合には、 VOPはフレームに相当する。 VOPは被符号ィ匕領域 の単位であるマクロブロックごとに符号化される。マクロブロックは 16画素 X 16ライン 固定の矩形ブロックである。マクロブロックはさらに 8画素 X 8ラインのブロックに分割 され、マクロブロック単位または 8画素 X 8ラインサイズのブロック単位での動き補償予 測を行う。
[0004] 動き補償予測のブロックサイズの選択はマクロブロック単位に切り替えることができ る。また、対象とするマクロブロックの符号ィ匕を行うかどうかをマクロブロック単位に選 択することができる。対象とするマクロブロックの符号ィ匕を行わな 、場合 (非符号化モ ード)には、 1フレーム前の同位置 (真裏)のマクロブロックの復号データが用いられる。 対象とするマクロブロックの符号ィ匕を行う場合には、動き補償予測を行うか (インター 符号化モード)、あるいは動き補償予測によるフレーム間予測を行わずにフレーム内 の情報のみで符号ィ匕を行うか (イントラ符号ィ匕モード)をマクロブロック単位に選択する ことができる。
[0005] また、符号ィ匕処理におけるブロック分割において、複数のサイズのマクロブロックに 分割できるようにし、画像の中の画質の重要度が高 、部分ではそのサイズを小さくし 、重要度が低い部分ではそのサイズを大きくするようにしたものがあった (例えば、特 許文献 1参照)。
[0006] 特許文献 1 :特開平 11 146367号公報
[0007] このような従来の画像符号化'復号ィ匕方式では、マクロブロックサイズが固定である ため、画像の解像度や画像の内容 (絵柄の細かさ、動きの激しさ等)に応じてマクロブ ロックサイズを適応的に切り替えることができないという問題点があった。特に画像の 解像度が高くなつた場合には、従来の画像符号化 '復号化方式で採用されている固 定のマクロブロックサイズでは、マクロブロックがカバーする領域が局所化し、周辺マ クロブロックで同じ符号ィ匕モードになったり、同じ動きベクトルをもつケースが発生す る。このようなケースでは予測効率が上がらないにもかかわらず、マクロブロックごとに 符号化される符号ィ匕モード情報や動きベクトル情報などのオーバーヘッドが増えるた め、符号化効率全体としては低下する。
[0008] 解像度が低!、画像であっても、動きの少な 、画像やフレーム内で動きが一定の画 像の場合には、周辺マクロブロックで同じ符号ィ匕モード (非符号ィ匕モードが）になった り、同じ動きベクトルをもつケースが発生する。また、一般にマクロブロックのサイズが 大き 、場合には、符号ィ匕モード等のマクロブロック単位に必要なオーバーヘッドに関 わる情報量を少なくすることができる。しかしながら、マクロブロックサイズより小さなサ ィズの領域単位での符号ィ匕モードの切り替えができないため、動きが激しい領域、動 きが異なる (人物と背景など)領域の境界付近での予測効率が低下し、符号化効率 が低下する。逆にマクロブロックのサイズが小さい場合には、マクロブロック数が増え 、符号ィ匕モード等のオーバーヘッドの情報量は増えるが、動きが激しい領域、動きが 異なる (人物と背景など)領域の境界付近では適応的に符号化モードの切り替えが できるため、予測効率が向上し、符号化効率が向上する。
[0009] また、上記の従来の特許文献 1に記載された技術では、フレーム内で適応的にサイ ズを切り替えるため、矩形サイズ情報の符号量が多いという問題点があった。
[0010] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、画像の解像度や画 像の内容によって、適応的に矩形領域サイズを切り替えて符号化することができ、か つ、これによる符号ィ匕画像へ矩形サイズ情報の増加を抑えることのできる動画像符 号化装置及び動画像復号装置を得ることを目的とする。
発明の開示
[0011] この発明に係る動画像符号ィ匕装置は、フレーム単位または複数の連続するフレー ムの集合であるシーケンス単位に矩形領域のサイズを決定する矩形領域サイズ決定 手段と、矩形領域サイズ決定手段によって決められたサイズの矩形領域に入力画像 を分割する矩形領域分割手段と、矩形領域毎に符号化モードを決定し、決定した符 号化モードにより矩形領域内の画素値を符号化する矩形領域符号化手段とを備え たものである。
[0012] この発明の動画像符号ィ匕装置は、フレーム単位または複数の連続するフレームの 集合であるシーケンス単位に矩形領域のサイズを決定するようにしたので、適応的に 矩形領域サイズを切り替えて符号化することができ、かつ、これによる符号化画像へ 矩形サイズ情報の増加を抑えることができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]この発明の実施の形態 1による動画像符号ィ匕装置を示す構成図である。
[図 2]この発明の実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置における動き補償の単位となる 領域分割例 (その 1)を示す説明図である。
[図 3]この発明の実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置における動き補償の単位となる 領域分割例 (その 2)を示す説明図である。
[図 4]この発明の実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置における動きベクトル検出の説 明図である。
[図 5]この発明の実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置におけるイントラ予測の説明図で ある。
[図 6]この発明の実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置におけるマクロブロックサイズ情 報の変更をスライス単位とした場合の説明図である。 [図 7]この発明の実施の形態 2による動画像復号装置を示す構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形 態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態 1.
図 1は、この発明の実施の形態 1による動画像符号ィ匕装置を示す構成図である。 図において、動画像符号化装置は、マクロブロックサイズ決定部 (矩形領域サイズ 決定手段） 1、マクロブロック分割部 (矩形領域分割手段） 2、マクロブロック符号ィ匕部（ 矩形領域符号化手段) 3、エントロピー符号ィ匕部 (矩形領域サイズ情報多重化手段） 4を備えている。また、マクロブロック符号ィ匕部 3は、符号化モード決定部 (符号化モ ード決定手段) 5、動き補償領域分割部 (動き補償領域分割手段) 6、動き検出部 (動 き検出手段) 7、動き補償部 (動き補償手段) 8、減算器 9、ブロック分割部 (ブロック分 割手段） 10、変換量子化部 (変換量子化手段） 11、逆量子化逆変換部 12、加算器 1 3、参照画像メモリ 14、イントラ予測ブロック分割部（画面内予測ブロック分割手段） 1 5、イントラ予測部 (画面内予測手段） 16を備えている。
[0015] マクロブロックサイズ決定部 1は、フレーム単位にマクロブロックのサイズを決定し、 これをマクロブロックサイズ指示情報 (矩形領域サイズ情報） 102として出力する機能 部である。マクロブロック分割部 2は、マクロブロックサイズ決定部 1で決められたサイ ズのマクロブロックに入力画像 101を分割する機能部である。マクロブロック符号ィ匕部 3は、マクロブロック毎に符号ィ匕モードを決定し、その決定した符号化モードにより、 マクロブロック内の画素値を符号ィ匕する機能を有して 、る。エントロピー符号ィ匕部 4は 、マクロブロックサイズ決定部 1で決定されたマクロブロックサイズ指示情報 102と、ブ ロックサイズ指示情報 108と、符号化モード決定部 5から出力された符号化モード情 報 106と、変換量子化部 11で求められた係数データ 109と、動き検出部 7で求めら れた動きベクトル情報 107とをビットストリーム 103に多重化する機能を有している。
[0016] 符号化モード決定部 5は、マクロブロック毎に符号ィ匕モードを決定する機能部であ る。動き補償領域分割部 6は、マクロブロック内を、符号ィ匕モード決定部 5が定める領 域に分割する機能部である。動き検出部 7は、動き補償領域分割部 6によって分割さ れた領域単位に動き検出を行う機能部である。動き補償部 8は、動き検出部 7によつ て得られる動きベクトル情報 107を用いて動き補償予測を行 ヽ、予測画像を得る機 能部である。減算器 9は、動き補償部 8で得られた予測画像と入力画像との画素値の 差分を得るための減算器である。ブロック分割部 10は、減算器 9で得られた画素値 の差分を、マクロブロック単位の予測誤差画像として取得すると共に、入力画像また は予測誤差画像のマクロブロック内を、ブロックサイズ指示情報 108に基づいて、予 め決められたサイズの矩形ブロックに分割する機能部である。
[0017] 変換量子化部 11は、ブロック分割部 10で分割されたブロック単位に直交変換処理 および量子化を行い、係数データ 109を出力する機能部である。逆量子化逆変換部 12は、変換量子化部 11から出力された係数データ 109に基づいて、逆量子化逆変 換を行い、復号予測誤差画像を得るための機能部である。加算器 13は、逆量子化 逆変換部 12で得られた復号予測誤差画像と動き補償部 8で求めた予測画像とをカロ 算し、復号画像を得るための加算器である。参照画像メモリ 14は、加算器 13から出 力された復号画像を参照画像として格納するメモリである。
[0018] 次に、実施の形態 1の動作について説明する。
先ず、入力画像 101がマクロブロック分割部 2へ入力され、フレーム単位で決定さ れるマクロブロックサイズ指示情報 102に基づき、所定のマクロブロックサイズに分割 される。マクロブロックサイズ指示情報 102は、例えば、 16画素 X 16ライン、 32画素 X 32ラインのいずれかのサイズを選択可能な情報であり、これについては後述する。 ここで指定されたマクロブロックサイズ指示情報 102は、エントロピー符号ィ匕部 4へ入 力され、エントロピー符号化され、ビットストリーム 103へ多重化される。
[0019] マクロブロックサイズ指示情報 102はマクロブロックサイズ決定部 1から出力される。
マクロブロックサイズ決定部 1では、フレーム間差分を算出してフレーム間差分が小さ い場合には、 32画素 X 32ラインのマクロブロックを採用し、フレーム間差分が大きい 場合には 16画素 X 16ラインのマクロブロックを採用する。また、第 2の方法としては、 32画素 X 32ライン単位での動き検出と、 16画素 X 16ライン単位での動き検出を行 い、それぞれ予測誤差を算出し、予測誤差力 、さいサイズをマクロブロックサイズとし て採用する。更に、第 3の方法としては、 32画素 X 32ライン単位および 16画素 X 16 ライン単位で画素値の分散を算出し、分散のフレーム内平均が小さいサイズをマクロ ブロックサイズとして採用する。またこれら複数の方法を組み合わせて決定しても良 ヽ
[0020] また、第 4の方法としては、所定の解像度よりも高い解像度の場合には 32画素 X 3 2ラインを採用し、所定の解像度よりも低い解像度の場合には 16画素 X 16ラインを 採用するなど、画像の解像度に応じて自動的に決定しても良い。この場合、解像度 によって、マクロブロックサイズが決まるので、マクロブロックサイズ指示情報 102をビ ットストリーム 103に多重化する必要がない。
[0021] また、利用形態によって利用可能な符号ィ匕パラメータの組み合わせを予め定めた 情報（プロファイルと呼ぶ）によって、予めマクロブロックサイズを決めておき、選択し たプロファイルによって自動的にマクロブロックサイズを決定してもよい。
[0022] マクロブロックに分割された入力画像 101は、マクロブロック毎に決定される符号ィ匕 モードに応じて、マクロブロック符号ィ匕部 3内の動き補償領域分割部 6、イントラ予測 ブロック分割部 15、ブロック分割部 10の 、ずれかへ入力される。
[0023] マクロブロック毎に決定される符号ィ匕モードには、マクロブロックタイプ情報、動き補 償領域形状情報 104、イントラ予測ブロックサイズ情報 105が含まれる。マクロブロッ クタイプ情報とは、画面間予測符号ィ匕を行うモード (インターモード）、画面内符号ィ匕 を行うモード (イントラモード）、画面内予測符号化を行うモード (イントラ予測モード） を選択可能な情報である。これらのモードの選択は、符号ィ匕モード決定部 5にて行わ れるが、これらのモードの選択方法については、本発明の特徴点とは直接関係がな いため、ここでの説明は省略する。
[0024] 符号化モード決定部 5では、上記符号化モードのそれぞれについて、更に詳細な 符号ィ匕モードが決定される。即ち、インターモードのときには、動き補償を行う単位を 示す動き補償領域形状情報 104、イントラ予測モードのときには、イントラ予測を行う 単位を示すイントラ予測ブロックサイズ情報 105が決定される。尚、それぞれの情報 の内容については後述する。また、符号ィ匕モード決定部 5で決定された各種符号ィ匕 モードは、符号ィ匕モード情報 106としてエントロピー符号ィ匕部 4に与えられ、ェントロ ピー符号ィ匕部 4にて、マクロブロック毎に符号ィ匕されビットストリームに多重化される。 [0025] 先ず、インターモードが選択された場合にっ 、て説明する。
マクロブロック分割部 2でマクロブロックに分割された入力画像は、動き補償領域分 割部 6に入力され、符号化モード決定部 5にて選択された動き補償領域形状情報 10 4に基づき、動き補償の単位となる領域形状に分割される。
[0026] 図 2および図 3に動き補償の単位となる領域分割例を示す。
マクロブロックサイズが 16画素 X 16ラインの場合には、図 2に示す（a)から（d)の領 域のいずれか（16画素 X 16ライン、 8画素 X 16ライン、 16画素 X 8ライン、 8画素 X 8ライン）に分割され、（d)の領域に分割された場合には 8画素 X 8ラインの各ブロック は、図 2の（e)から（h)の!、ずれか（8画素 X 8ライン、 4画素 X 8ライン、 8画素 X 4ライ ン、 4画素 X 4ライン）に分割することもできる。マクロブロックサイズが 32画素 X 32ラ インの場合には、 16画素 X 16ラインのマクロブロックサイズのときと同様に、図 2に示 す (a)から（d)の領域のいずれかに分割してもよいが、別の例として、図 3に示す (j) 力ら（k)のいずれか（32画素 X 32ライン、 16画素 X 32ライン、 32画素 X 16ライン、 1 6画素 X 16ライン）に分割し、（k)の領域に分割された場合には、 16画素 X 16ライン の各ブロックを図 2の（a)から (d)のいずれかに分割することもできる。これらの分割方 法を指示する情報が動き補償領域形状情報 104である。上述したように、動き補償 領域形状情報 104は、マクロブロックサイズによって選択可能な領域形状を切り替え てもよい。
[0027] 動き補償の単位となる領域形状に分割された入力画像は、動き検出部 7に入力さ れ、参照画像メモリ 14に格納されている 1枚以上の参照画像を用いて動き検出が行 われる。動き検出部 7では、動き補償領域分割部 6にて決定された領域単位に参照 画像の所定の範囲を探索し、最適な動きベクトルを検出する。図 4は、このような動き ベクトル検出の説明図である。尚、動きベクトル検出動作については、公知であるた め、ここでの詳細な説明は省略する。
[0028] 動き検出部 7から得られる動きベクトル情報 107は、エントロピー符号ィ匕部 4に入力 され、エントロピー符号化されてビットストリーム 103に多重化されると共に、動き補償 部 8へ入力される。動き補償部 8では、参照画像メモリ 14に格納されている参照画像 と、動き検出部 7からの動きベクトル情報 107を用いて予測画像の生成を行う。動き 補償部 8から得られる予測画像は、減算器 9によって、マクロブロック〖こ分割された入 力画像との差分が求められ、この差分が予測誤差画像として、ブロック分割部 10へ 入力される。ブロック分割部 10では、ブロックサイズ指示情報 108に基づいて、変換（ DCTのような直交変換)および量子化の単位となるブロックに分割する。
[0029] ブロックサイズ指示情報 108は、例えば、 8画素 X 8ライン、 4画素 X 4ラインの!/、ず れかを選択可能な情報である。また、他の例としては、選択可能なブロックサイズ指 示情報 108をマクロブロックサイズによって切り替えても良い。例えば 16画素 X 16ラ インのマクロブロックの場合、ブロックサイズ指示情報 108は、 8画素 X 8ライン、 4画 素 X 4ラインを選択可能な情報とし、 32画素 X 32ラインのマクロブロックの場合、プロ ックサイズ指示情報 108は、 16画素 X 16ライン、 8画素 X 8ラインを選択可能な情報 とする。選択したブロックサイズ指示情報 108は、エントロピー符号ィ匕部 4へ入力され 、エントロピー符号ィ匕されてビットストリーム 103に多重化される。
[0030] 更に他の例としては、ブロックサイズはマクロブロックサイズに応じて決めてもよい。
例えば 16画素 X 16ラインのマクロブロックの場合には、ブロックサイズを 4画素 X 4ラ インとし、 32画素 X 32ラインのマクロブロックの場合には、ブロックサイズを 8画素 X 8 ラインとする。この場合、マクロブロックサイズに応じて、ブロックサイズが決まるので、 ブロックサイズ指示情報をビットストリーム 103に多重化する必要がない。
[0031] ブロックに分割された予測誤差画像は変換量子化部 11へ入力され、直交変換およ び量子化が行われる。直交変換および量子化処理の結果得られる係数データ 109 は、エントロピー符号ィ匕部 4にてエントロピー符号ィ匕され、ビットストリーム 103に多重 化される。変換量子化部 11から得られる係数データ 109は、更に、逆量子化逆変換 部 12へ入力され、逆量子化 ·逆変換が行われ、復号予測誤差画像が得られる。復号 予測誤差画像は、動き補償部 8から得られる予測画像と加算器 13で加算され、復号 画像として出力される。復号画像は以降の入力画像の符号ィ匕において、参照画像と して使用されるため、参照画像メモリ 14に格納される。
[0032] 次に、イントラモードが選択された場合について説明する。
マクロブロック分割部 2にてマクロブロックに分割された入力画像は、ブロック分割部 10へ入力される。ブロック分割部 10の動作は、インターモードのときと同様である。ブ ロックに分割された入力画像は変換量子化部 11にて直交変換および量子化が行わ れる。直交変換および量子化処理の結果得られる係数データ 109は、エントロピー 符号ィ匕部 4でエントロピー符号ィ匕され、ビットストリーム 103に多重化される。変換量 子化部 11から得られる係数データ 109は、更に、逆量子化逆変換部 12へ入力され 、逆量子化'逆変換が行われ、復号画像が得られる。復号画像は以降の入力画像の 符号ィ匕において参照画像として使用されるため、参照画像メモリ 14に格納される。
[0033] 次に、イントラ予測モードが選択された場合について説明する。
マクロブロック分割部 2にてマクロブロックに分割された入力画像は、イントラ予測ブ ロック分割部 15へ入力される。イントラ予測ブロック分割部 15では、イントラ予測プロ ックサイズ情報 105に基づいて、イントラ予測の単位となるブロックに分割する。イント ラ予測ブロックサイズ情報 105は、 16画素 X 16ライン、 4画素 X 4ラインのいずれか を選択可能な情報である。他の例としては、選択可能なイントラ予測ブロックサイズ情 報 105をマクロブロックサイズによって切り替えても良い。例えば 16画素 X 16ライン のマクロブロックの場合、イントラ予測ブロックサイズ情報 105は、 16画素 X 16ライン 、 4画素 X 4ラインを選択可能な情報とし、 32画素 X 32ラインのマクロブロックの場合 、イントラ予測ブロックサイズ情報 105は、 32画素 X 32ライン、 8画素 X 8ラインを選 択可能な情報とする。
[0034] イントラ予測ブロック分割部 15にてブロックに分割された入力画像はイントラ予測部 16へ入力され、イントラ予測が行われる。イントラ予測については公知であるため、こ こでは詳細な説明は省略するが、図 5に示すように、符号化対象ブロック内の各画素 値を符号ィ匕済みの周辺ブロック（図 5の Aから D)の画素値から予測した予測画像を 生成する。イントラ予測部 16から得られた予測画像と、マクロブロック〖こ分割された入 力画像との差分を減算器 9で求め、この差分が予測誤差画像として、ブロック分割部 10へ入力される。ブロック分割部 10の動作はインターモードのときと同様である。
[0035] ブロックに分割された予測誤差画像は変換量子化部 11へ入力され、直交変換およ び量子化が行われる。直交変換および量子化処理の結果得られる係数データ 109 は、エントロピー符号ィ匕部 4にてエントロピー符号ィ匕され、ビットストリーム 103に多重 化される。変換量子化部 11から得られる係数データ 109は、更に逆量子化逆変換部 12へ入力され、逆量子化 ·逆変換が行われ、復号予測誤差画像が得られる。復号予 測誤差画像は、イントラ予測部 16力も得られる予測画像と加算器 13で加算され、復 号画像として出力される。復号画像は以降の入力画像の符号ィ匕において、参照画像 として使用されるため、参照画像メモリ 14に格納される。
[0036] 以上の実施の形態では、フレーム単位でマクロブロックサイズ情報を変更できるよう にしたが、図 6に示す例のように 1フレーム内を複数のマクロブロックの集合 (スライス と呼ぶ）に分割した単位で変更できるようにしてもよい。符号ィ匕処理については、 1ス ライスを 1フレームとみなし、以上の実施の形態で述べたように行えばよい。このとき にはマクロブロックサイズ指示情報 102はスライス単位にビットストリーム 103に多重 化される。
[0037] また、複数の連続するフレームの集合であるシーケンス単位にマクロブロックサイズ 情報を変更できるようにしてもよい。このときにはマクロブロックサイズ指示情報 102は シーケンス単位にビットストリーム 103に多重化される。
[0038] 更に、変形例としては、フレーム単位に変更する力、あるいはシーケンス単位に変 更するかを選択してもよい。このときにはフレーム単位に変更するかどうかの情報をシ 一ケンス単位にビットストリーム 103に多重化し、フレーム単位に変更することが選択 された場合にフレーム単位にマクロブロックサイズ指示情報 102をビットストリーム 10 3に多重化し、シーケンス単位に変更することが選択された場合にはシーケンス単位 にマクロブロックサイズ指示情報 102をビットストリーム 103に多重化する。
[0039] 以上のように、実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置によれば、動画像を矩形領域に 分割して、矩形領域単位で符号ィ匕を行う動画像符号ィ匕装置において、フレーム単位 または複数の連続するフレームの集合であるシーケンス単位に矩形領域のサイズを 決定する矩形領域サイズ決定手段と、矩形領域サイズ決定手段によって決められた サイズの矩形領域に入力画像を分割する矩形領域分割手段と、矩形領域毎に符号 化モードを決定し、決定した符号ィ匕モードにより矩形領域内の画素値を符号ィ匕する 矩形領域符号ィ匕手段とを備えたので、画像の内容 (動きの激しさや絵柄の細力さ等） や解像度、プロファイルに応じて適切な矩形領域サイズを選択することができ、符号 化効率を向上させることができると共に、矩形サイズ情報の符号量として、例えば、 1 フレームまたは 1シーケンスに対して数ビットの符号量しかかからない等、矩形サイズ 情報の追カ卩による符号量の増加を小さくすることができる。
[0040] また、実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置によれば、矩形領域サイズ決定手段によ つて定められた矩形領域サイズ情報をビットストリームに多重化する矩形領域サイズ 情報多重化手段を備えたので、矩形領域サイズを画像の特徴などによって適応的に 切り替えることができる。
[0041] また、実施の形態 1の動画像符号化装置によれば、矩形領域サイズ決定手段は、 入力画像の解像度に応じて矩形領域サイズを決定するようにしたので、矩形領域サ ィズ情報をビットストリームに多重化する必要がなぐ処理のオーバーヘッドを減らす ことができる。
[0042] また、実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置によれば、矩形領域符号化手段は、矩形 領域毎に符号ィ匕モードを決定する符号ィ匕モード決定手段と、矩形領域内を、符号ィ匕 モード決定手段が定める領域に分割する動き補償領域分割手段と、動き補償領域 分割手段によって分割された領域単位に動き検出を行う動き検出手段と、動き検出 手段によって得られる動きべ外ル情報を用いて動き補償予測を行 、、予測画像を 得る動き補償手段と、予測画像と、矩形領域内の画素値の差分を、矩形領域単位の 予測誤差画像として取得すると共に、入力画像または予測誤差画像の矩形領域内 を予め定められたサイズの矩形ブロックに分割するブロック分割手段と、ブロック分割 手段で分割されたブロック単位に直交変換処理および量子化を行う変換量子化手 段とを備えたので、矩形領域サイズ毎に決定される符号ィ匕モードとして画面間予測 符号ィ匕を行うインターモードの場合も対応することができる。
[0043] また、実施の形態 1の動画像符号ィ匕装置によれば、矩形領域符号化手段は、矩形 領域内を符号ィ匕モードが定める矩形ブロックに分割する画面内予測ブロック分割手 段と、画面内予測ブロック分割手段によって分割された矩形ブロック単位に画面内予 測を行 ヽ予測画像を得る画面内予測手段と、予測画像と矩形領域内の画素値の差 分として、矩形領域単位の予測誤差画像を取得すると共に、入力画像または予測誤 差画像の矩形領域内を予め定められたサイズの矩形ブロックに分割するブロック分 割手段と、ブロック分割手段によって分割されたブロック単位に量子化および直交変 換処理を行う変換量子化手段とを備えたので、矩形領域サイズ毎に決定される符号 化モードとして画面内予測符号ィ匕を行うイントラ予測モードの場合も対応することが できる。
[0044] 実施の形態 2.
実施の形態 2は、フレーム単位で異なるマクロブロックサイズを選択して符号ィ匕され たビットストリームを復号する動画像復号装置である。
[0045] 図 7は、実施の形態 2による動画像復号装置の構成図である。
図において、動画像復号装置は、エントロピー復号部 21とマクロブロック復号部（矩 形領域復号手段） 22とを備えている。ここで、エントロピー復号部 21は、入力ビットス トリーム 201に対してエントロピー復号を行う処理部であり、フレーム単位または複数 の連続するフレームの集合であるシーケンス単位に矩形領域のサイズを決定する矩 形領域サイズ決定手段と、矩形領域単位に定められる符号化モードを復号する符号 化モード復号手段と、動き補償領域単位に動きべ外ル情報を復号する動きべ外ル 情報復号手段と、逆量子化，逆直交変換を行う単位となる矩形ブロックサイズを決定 するブロックサイズ決定手段とを実現して 、る。
[0046] また、マクロブロック復号部 22は、符号化モード切替部 23、動き補償領域分割部（ 動き補償領域分割手段) 24、動き補償部 (動き補償手段) 25、参照画像メモリ 26、逆 量子化逆変換部 (逆量子化逆変換手段) 27、加算器 28、イントラ予測ブロック分割 部 29、イントラ予測部 (画面内予測手段） 30からなる。
[0047] 符号化モード切替部 23は、マクロブロックタイプ情報 204に基づいて、符号化モー ドを切り替えるための機能部である。動き補償領域分割部 24は、マクロブロック内を、 動き補償領域形状情報 206が定める領域に分割する機能部である。動き補償部 25 は、動きベクトル情報 207を用いて動き補償予測を行い、予測画像を得るための機 能部である。逆量子化逆変換部 27は、ブロックサイズ指示情報 203に基づいて、係 数データ 208をマクロブロック単位に、逆量子化および逆直交変換処理を行い、予 測誤差画像を求めるための機能部である。加算器 28は、逆量子化逆変換部 27から 出力された予測誤差画像と動き補償部 25から出力された予測画像とを加算し、復号 画像 209を得るための加算器である。また、参照画像メモリ 26は、復号画像 209を参 照画像として格納するためのメモリである。
[0048] 次に、実施の形態 2の動作について説明する。
先ず、入力ビットストリーム 201がエントロピー復号部 21へ入力され、マクロブロック サイズ指示情報 202、ブロックサイズ指示情報 203、符号ィ匕モード (マクロブロックタイ プ情報 204、イントラ予測ブロックサイズ情報 205、動き補償領域形状情報 206)、動 きベクトル情報 207、係数データ 208が復号される。尚、マクロブロックサイズ指示情 報 202はフレーム単位に復号される情報であり、符号ィ匕モードはマクロブロックサイズ 指示情報 202で決定されるサイズのマクロブロック単位に復号される情報である。ま た、動きベクトル情報 207は復号した動き補償領域形状情報 206単位に復号される 情報である。
[0049] 次に、マクロブロックサイズ指示情報 202によって、マクロブロックサイズが決定され 、以降の復号は、決定されたサイズのマクロブロック単位にマクロブロック復号部 22に て行われる。マクロブロックタイプがインターモードのときには、動き補償予測が行わ れ、イントラ予測モードのときには、イントラ予測が行われる。
[0050] 先ず、マクロブロックタイプがインターモードのときについて説明する。
動き補償領域分割部 24では、エントロピー復号部 21で復号された動き補償領域形 状情報 206に基づき、指定サイズのマクロブロック内を動き補償を行う単位の領域に 分割する。動き補償領域形状情報 206の内容は、実施の形態 1の動き補償領域形 状情報 104と同様である。動き補償部 25は、動き補償領域分割部 24で決定された 領域単位に、復号された動きベクトル情報 207と参照画像メモリ 26に含まれる参照画 像を用いて予測画像を生成する。また、動きベクトル情報 207についても、実施の形 態 1の動きベクトル情報 107と同様である。
[0051] エントロピー復号部 21にて復号された係数データ 208は、逆量子化逆変換部 27へ 入力される。逆量子化逆変換部 27では、復号されたブロックサイズ指示情報 203〖こ 基づき、逆量子化逆変換処理を行う。即ち、ブロックサイズ指示情報 203が、例えば 4画素 X 4ラインならば、 4画素 X 4ライン単位の逆量子化、逆変換を行い、その結果 予測誤差画像が復号される。
[0052] 動き補償部 25で生成された予測画像と、逆量子化逆変換部 27で復号された予測 誤差画像は加算器 28で加算され、復号画像 209が得られる。復号画像 209は以降 の復号に用 、られるため、参照画像メモリ 26に格納される。
[0053] 次に、符号ィ匕モード力イントラモードのときについて説明する。
復号した係数データ 208は、逆量子化逆変換部 27へ入力される。逆量子化逆変 換部 27の動作は、インターモードのときと同様である。逆量子化逆変換の結果は復 号画像 209として出力される。復号画像 209はインターモードのときと同様、参照画 像メモリ 26に格納される。
[0054] 次に、符号ィ匕モード力 Sイントラ予測モードのときについて説明する。
イントラ予測ブロック分割部 29では、エントロピー復号部 21で復号されたイントラ予 測ブロックサイズ情報 205に基づき、マクロブロック内をイントラ予測を行う単位のブロ ックに分割する。イントラ予測ブロックサイズ情報 205の内容は、実施の形態 1のイント ラ予測ブロックサイズ情報 105と同様である。イントラ予測部 30は、イントラ予測ブロッ ク分割部 29で決定されたブロック単位に、イントラ予測を行う。イントラ予測について は公知であるため、ここでの詳細な説明は省略するが、実施の形態 1のイントラ予測 部 16と同様、復号済みの周辺ブロックの画素値を用いて、符号ィ匕対象ブロックの予 測値 (予測画像)を生成する。
[0055] 一方、エントロピー復号部 21で復号された係数データ 208は、逆量子化逆変換部 27へ入力される。逆量子化逆変換部 27の動作は、インターモードのときと同様であ る。逆量子化逆変換の結果は予測誤差画像として出力される。イントラ予測部 30で 生成された予測画像と逆量子化逆変換部 27で復号された予測誤差画像は加算器 2 8にて加算され、復号画像 209が得られる。復号画像 209は以降の復号に用いられ るため、参照画像メモリ 26に格納される。
[0056] 尚、上記実施の形態 2においては、フレーム単位にマクロブロックサイズ指示情報 を復号し、フレーム単位にマクロブロックサイズを切り替えて復号するようにした力 複 数マクロブロックの集合であるスライス単位にマクロブロックサイズ指示情報を復号し
、スライス単位にマクロブロックサイズを切り替えて復号するようにしてもょ 、。
[0057] また、他の例では、複数フレームの集合であるシーケンス単位にマクロブロックサイ ズ指示情報を復号し、シーケンス単位にマクロブロックサイズを切り替えて復号するよ うにしてもよい。
[0058] 更に他の例では、フレーム単位でマクロブロックサイズを切り替える力、またはシー ケンス単位でマクロブロックサイズを切り替えるかを指示する情報をシーケンス単位に 復号し、フレーム単位に切り替えることが選択された場合にはフレーム単位にマクロ ブロックサイズ指示情報を復号し、シーケンス単位に切り替えることが選択された場合 にはシーケンス単位にマクロブロックサイズ指示情報を復号するようにしてもよ!、。
[0059] また、エントロピー復号部 21は、ビットストリームに多重化されたマクロブロックサイズ 指示情報を復号するようにしたが、例えば、所定の解像度よりも高い解像度の場合に は 32画素 X 32ラインを採用し、所定の解像度よりも低い解像度の場合には 16画素 X 16ラインを採用するなど、復号対象画像の解像度に応じて自動的に決定しても良 い。
[0060] 以上のように、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、動画像を矩形領域に分 割して、矩形領域単位で復号を行う動画像復号装置において、フレーム単位または 複数の連続するフレームの集合であるシーケンス単位に矩形領域のサイズを決定す る矩形領域サイズ決定手段と、矩形領域単位に定められる符号化モードを復号する 符号化モード復号手段と、符号化モード復号手段によって復号された符号化モード により矩形領域内の画素値を復号する矩形領域復号手段とを備えたので、フレーム またはシーケンス単位で矩形領域サイズを変更して効率よく符号ィ匕した動画像を復 号することができる。また、矩形領域サイズの変更は、フレームまたはシーケンス単位 であるため、例えばフレーム内で矩形領域サイズを切り替える場合等に比べて、矩形 領域サイズ切替のための処理量が小さくて済む効果がある。
[0061] また、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、矩形領域サイズ決定手段は、ビッ トストリームにフレーム単位または複数の連続するフレームの集合であるシーケンス 単位に多重化された矩形領域サイズ情報を復号し、復号結果に基づき、矩形領域サ ィズを決定するようにしたので、矩形領域サイズを、画像の特徴などによって容易か つ適応的に切り替えることができる。
[0062] また、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、矩形領域サイズ決定手段は、復 号対象画像の解像度に応じて矩形領域サイズを決定するようにしたので、別途に矩 形領域サイズ情報を復号する必要がなぐ処理のオーバーヘッドを減らすことができ る。
[0063] また、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、符号化モード復号手段によって 復号された符号化モードには、動き補償領域の単位となる領域形状を示す動き補償 領域形状情報を含み、矩形領域復号手段は、矩形領域内を動き補償領域形状情報 が定める領域に分割する動き補償領域分割手段と、動き補償領域単位に動きべ外 ル情報を復号する動きベクトル情報復号手段と、動きベクトル復号手段によって得ら れる動きべ外ル情報を用いて動き補償予測を行 ヽ、予測画像を得る動き補償手段 と、逆量子化 ·逆直交変換を行う単位となる矩形ブロックサイズを決定するブロックサ ィズ決定手段と、矩形ブロック単位に逆量子化および逆直交変換処理を行う逆量子 化逆変換手段とを備えたので、符号ィ匕モードとして画面間予測符号ィ匕を行うインター モードの場合も復号装置として対応することができる。
[0064] また、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、符号化モード復号手段によって 復号された符号化モードには、画面内予測の単位となる領域形状を示すイントラ予 測ブロックサイズ情報を含み、矩形領域復号手段は、イントラ予測ブロックサイズ情報 が定める矩形ブロック単位に画面内予測を行い予測画像を得る画面内予測手段を 備えたので、符号ィ匕モードとして画面内予測符号ィ匕を行うイントラ予測モードの場合 も復号装置として対応することができる。
[0065] また、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、動き補償領域形状情報は、矩形 領域サイズ毎に設定される動き補償領域形状を復号したものであるようにしたので、 矩形領域サイズ毎に決定される符号ィ匕モードとして画面間予測符号ィ匕を行うインタ 一モードの場合も対応することができる。
[0066] また、実施の形態 2の動画像復号装置によれば、イントラ予測ブロックサイズ情報は 、矩形領域サイズ毎に設定されるイントラ予測ブロックサイズを復号したものであるよう にしたので、矩形領域サイズ毎に決定される符号ィ匕モードとして画面内予測符号ィ匕 を行うイントラ予測モードの場合も対応することができる。
産業上の利用可能性
[0067] 以上のように、この発明に係る、動画像の解像度や内容 (動きが激 、領域や動き が異なる (人物と背景など)領域の境界付近）によって、適応的に矩形領域サイズを切 り替えて符号ィ匕することができ、かつ、これによる符号ィ匕画像へ矩形サイズ情報の増 加を抑えることのできる動画像符号ィ匕装置及び動画像復号装置は、ディジタル動画 像を送受信可能な装置 (例えば、テレビ電話機能付き携帯端末)などに用いるのに 適している。

Claims

請求の範囲
[1] 動画像を矩形領域に分割して、矩形領域単位で符号化を行う動画像符号化装置 において、
フレーム単位または複数の連続するフレームの集合であるシーケンス単位に矩形 領域のサイズを決定する矩形領域サイズ決定手段と、
前記矩形領域サイズ決定手段によって決められたサイズの矩形領域に入力画像を 分割する矩形領域分割手段と、
前記矩形領域毎に符号ィ匕モードを決定し、当該決定した符号ィ匕モードにより前記 矩形領域内の画素値を符号化する矩形領域符号化手段とを備えた動画像符号化装 置。
[2] 矩形領域サイズ決定手段によって定められた矩形領域サイズ情報をビットストリーム に多重化する矩形領域サイズ情報多重化手段を備えたことを特徴とする請求項 1記 載の動画像符号化装置。
[3] 矩形領域サイズ決定手段は、入力画像の解像度に応じて矩形領域サイズを決定 することを特徴とする請求項 1記載の動画像符号化装置。
[4] 矩形領域符号化手段は、
矩形領域毎に符号ィ匕モードを決定する符号ィ匕モード決定手段と、
矩形領域内を、前記符号ィヒモード決定手段が定める領域に分割する動き補償領 域分割手段と、
前記動き補償領域分割手段によって分割された領域単位に動き検出を行う動き検 出手段と、
前記動き検出手段によって得られる動きベクトル情報を用いて動き補償予測を行い 、予測画像を得る動き補償手段と、
前記予測画像と、前記矩形領域内の画素値の差分を、矩形領域単位の予測誤差 画像として取得すると共に、入力画像または前記予測誤差画像の矩形領域内を予め 定められたサイズの矩形ブロックに分割するブロック分割手段と、
前記ブロック分割手段で分割されたブロック単位に直交変換処理および量子化を 行う変換量子化手段とを備えたことを特徴とする請求項 1記載の動画像符号ィ匕装置
[5] 矩形領域符号化手段は、
矩形領域内を符号ィ匕モードが定める矩形ブロックに分割する画面内予測ブロック 分割手段と、
前記画面内予測ブロック分割手段によって分割された矩形ブロック単位に画面内 予測を行 ヽ予測画像を得る画面内予測手段と、
前記予測画像と前記矩形領域内の画素値の差分として、矩形領域単位の予測誤 差画像を取得すると共に、入力画像または前記予測誤差画像の矩形領域内を予め 定められたサイズの矩形ブロックに分割するブロック分割手段と、
前記ブロック分割手段によって分割されたブロック単位に量子化および直交変換処 理を行う変換量子化手段とを備えたことを特徴とする請求項 4記載の動画像符号ィ匕 装置。
[6] 動画像を矩形領域に分割して、矩形領域単位で復号を行う動画像復号装置にお いて、
フレーム単位または複数の連続するフレームの集合であるシーケンス単位に矩形 領域のサイズを決定する矩形領域サイズ決定手段と、
前記矩形領域単位に定められる符号ィヒモードを復号する符号ィヒモード復号手段と 前記符号ィ匕モード復号手段によって復号された符号ィ匕モードにより前記矩形領域 内の画素値を復号する矩形領域復号手段とを備えた動画像復号装置。
[7] 矩形領域サイズ決定手段は、ビットストリームにフレーム単位または複数の連続する フレームの集合であるシーケンス単位に多重化された矩形領域サイズ情報を復号し 、復号結果に基づき、矩形領域サイズを決定することを特徴とする請求項 6記載の動 画像復号装置。
[8] 矩形領域サイズ決定手段は、復号対象画像の解像度に応じて矩形領域サイズを 決定することを特徴とする請求項 6記載の動画像復号装置。
[9] 符号化モード復号手段によって復号された符号化モードには、動き補償領域の単 位となる領域形状を示す動き補償領域形状情報を含み、 矩形領域復号手段は、
矩形領域内を前記動き補償領域形状情報が定める領域に分割する動き補償領域 分割手段と、
前記動き補償領域単位に動きベクトル情報を復号する動きベクトル情報復号手段 と、
前記動きベクトル復号手段によって得られる動きベクトル情報を用いて動き補償予 測を行い、予測画像を得る動き補償手段と、
逆量子化 ·逆直交変換を行う単位となる矩形ブロックサイズを決定するブロックサイ ズ決定手段と、
前記矩形ブロック単位に逆量子化および逆直交変換処理を行う逆量子化逆変換 手段とを備えたことを特徴とする請求項 6記載の動画像復号装置。
[10] 符号化モード復号手段によって復号された符号化モードには、画面内予測の単位 となる領域形状を示すイントラ予測ブロックサイズ情報を含み、
矩形領域復号手段は、
前記イントラ予測ブロックサイズ情報が定める矩形ブロック単位に画面内予測を行 い予測画像を得る画面内予測手段を備えたことを特徴とする請求項 9記載の動画像 復号装置。
[11] 動き補償領域形状情報は、矩形領域サイズ毎に設定される動き補償領域形状を復 号したものであることを特徴とする請求項 9記載の動画像復号装置。
[12] イントラ予測ブロックサイズ情報は、矩形領域サイズ毎に設定されるイントラ予測ブ ロックサイズを復号したものであることを特徴とする請求項 10記載の動画像復号装置
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