(57)【要約】  高い精度で動きベクトルを予測し、高い符号化効率で画像を符号化することができる画像符号化方法を提供する。画像符号化方法は、逆パリティブロックの動きベクトルから、符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出ステップ（Ｓ１０１）と、逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する選択ステップ（Ｓ１０２）と、１以上の予測ベクトル候補から選択された予測ベクトルに対応する識別情報、および、符号化対象ブロックの動きベクトルと予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する符号化ステップ（Ｓ１０３）とを含む。
2012096164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記符号化対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出ステップと、
前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する選択ステップと、
前記１以上の予測ベクトル候補から選択された前記予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する符号化ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項２】
前記算出ステップでは、前記符号化対象ブロックを含むフィールドに表示順で最も近いフィールドに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出する
請求項１に記載の画像符号化方法。
【請求項３】
前記算出ステップでは、前記符号化対象ブロックを含むピクチャに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出する
請求項１または２に記載の画像符号化方法。
【請求項４】
前記画像符号化方法は、さらに、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めるか否かを判定する判定ステップを含み、
前記選択ステップでは、前記判定ステップで前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定された場合、前記逆パリティ予測ベクトルを含む前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルを選択する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項５】
前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定する
請求項４に記載の画像符号化方法。
【請求項６】
前記符号化ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して逆パリティの関係を有するフィールドを参照している場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を符号化する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項７】
前記符号化ステップでは、さらに、前記１以上の予測ベクトル候補のうち、前記符号化対象ブロックを含まないフィールドまたはピクチャに含まれるブロックの動きベクトルからそれぞれ算出される予測ベクトル候補の数を符号化する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項８】
前記算出ステップでは、多視点映像である前記画像の第１ビューに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記第１ビューとは異なる第２ビューに含まれる前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルを予測するための前記逆パリティ予測ベクトルを算出する
請求項１に記載の画像符号化方法。
【請求項９】
符号化された画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、
復号対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記復号対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記復号対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出ステップと、
前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から符号化時に選択された予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記復号対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを復号する復号ステップと、
前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を用いて、前記予測ベクトルを選択する選択ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項１０】
前記算出ステップでは、前記復号対象ブロックを含むフィールドに表示順で最も近いフィールドに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出する
請求項９に記載の画像復号方法。
【請求項１１】
前記算出ステップでは、前記復号対象ブロックを含むピクチャに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出する
請求項９または１０に記載の画像復号方法。
【請求項１２】
前記画像復号方法は、さらに、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めるか否かを判定する判定ステップを含み、
前記選択ステップでは、前記判定ステップで前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定された場合、前記逆パリティ予測ベクトルを含む前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルを選択する
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１３】
前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定する
請求項１２に記載の画像復号方法。
【請求項１４】
前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値以下である場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定する
請求項１２または１３に記載の画像復号方法。
【請求項１５】
前記復号ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して逆パリティの関係を有するフィールドを参照している場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を復号する
請求項９〜１４のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１６】
前記復号ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値以下である場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値よりも大きい場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を復号する
請求項９〜１５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１７】
前記復号ステップでは、さらに、前記１以上の予測ベクトル候補のうち、前記復号対象ブロックを含まないフィールドまたはピクチャに含まれるブロックの動きベクトルからそれぞれ算出される予測ベクトル候補の数を復号する
請求項９〜１６のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１８】
前記算出ステップでは、多視点映像である前記画像の第１ビューに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記第１ビューとは異なる第２ビューに含まれる前記復号対象ブロックの前記動きベクトルを予測するための前記逆パリティ予測ベクトルを算出する
請求項９に記載の画像復号方法。
【請求項１９】
画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記符号化対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出部と、
前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する選択部と、
前記１以上の予測ベクトル候補から選択された前記予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する符号化部とを備える
画像符号化装置。
【請求項２０】
符号化された画像をブロック毎に復号する画像復号装置であって、
復号対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記復号対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記復号対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出部と、
前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から符号化時に選択された予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記復号対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを復号する復号部と、
前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を用いて、前記予測ベクトルを選択する選択部とを備える
画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法、および、画像をブロック毎に復号する画像復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像符号化装置は、一般に、画像（静止画像および動画像を含む）が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量を圧縮する。空間方向の冗長性を利用する方法として、周波数領域への変換が用いられる。時間方向の冗長性を利用する方法として、インター予測が用いられる。インター予測は、ピクチャ間予測とも呼ばれる。【０００３】
インター予測を用いる画像符号化装置は、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示順で前方または後方の符号化済みのピクチャを、参照ピクチャとして用いる。そして、画像符号化装置は、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動き検出により、動きベクトルを導出する。【０００４】
次に、画像符号化装置は、動きベクトルに基づいて動き補償を行って予測画像データを取得する。次に、画像符号化装置は、予測画像データと、符号化対象ピクチャの画像データとの差分を取得する。次に、画像符号化装置は、取得された差分を符号化する。これにより、画像符号化装置は、時間方向の冗長性を取り除く。【０００５】
ここで、動き検出において、画像符号化装置は、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値を算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックを参照ブロックとして決定する。そして、画像符号化装置は、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルを検出する。【０００６】
Ｈ．２６４と呼ばれる標準化された画像符号化方式（非特許文献１参照）に係る画像符号化装置は、情報量の圧縮のため、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプを用いる。この画像符号化装置は、Ｉピクチャに対して、インター予測を行わない。すなわち、画像符号化装置は、Ｉピクチャに対して、イントラ予測を行う。イントラ予測は、ピクチャ内予測とも呼ばれる。【０００７】
また、画像符号化装置は、Ｐピクチャに対して、表示順で、符号化対象ピクチャの前方または後方の既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測を行う。また、画像符号化装置は、Ｂピクチャに対して、表示順で、符号化対象ピクチャの前方または後方の既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測を行う。【０００８】
また、符号化の際に用いられた動きベクトルは、復号する際にも用いられる。そのため、符号化の際に用いられた動きベクトルの情報は、符号化された画像として出力されるビットストリームに格納される。そして、ビットストリームに含まれる動きベクトルの情報を利用して、画像復号処理が行われる。【０００９】
さらに、動きベクトルの情報を圧縮するため、Ｈ．２６４の画像符号化方式では、動きベクトルを予測する仕組みが取り入れられている。図３９は、動きベクトルの予測を示す図である。図３９には、符号化対象ブロック、および、符号化対象ブロックに隣接する３つの隣接ブロックｍｂＡ、ｍｂＢ、ｍｂＣが示されている。ここで、３つの隣接ブロックｍｂＡ、ｍｂＢ、ｍｂＣは、既に符号化されている。【００１０】
そして、動きベクトルｖＡは、符号化対象ブロックの左に隣接する隣接ブロックｍｂＡの符号化に用いられた動きベクトルである。また、動きベクトルｖＢは、符号化対象ブロックの上に隣接する隣接ブロックｍｂＢの符号化に用いられた動きベクトルである。また、動きベクトルｖＣは、符号化対象ブロックの右上に隣接する隣接ブロックｍｂＣの符号化に用いられた動きベクトルである。【００１１】
符号化対象ブロックの動きベクトルは、３つの動きベクトルｖＡ、ｖＢ、ｖＣの中央値であると予測される。予測によって得られた動きベクトルは、予測動きベクトルあるいは予測ベクトルとも呼ばれる。図３９に示された予測ベクトルは、３つの動きベクトルｖＡ、ｖＢ、ｖＣの中央値であって、符号化対象ブロックに対して予測された動きベクトルである。【００１２】
また、図３９に示された動きベクトルｍｖは、動き検出によって導出された動きベクトルであって、符号化対象ブロックの符号化に用いられる動きベクトルである。動きベクトルｍｖから予測ベクトルを減算することにより、動きベクトルｍｖの情報が圧縮される。動きベクトルｍｖから予測ベクトルを減算することにより得られる動きベクトルは、差分動きベクトルまたは差分ベクトルとも呼ばれる。【００１３】
上記のようにして、符号化により出力されるビットストリームに含まれる動きベクトルの情報が圧縮される。また、画像復号処理でも、同様の予測を利用して、圧縮された動きベクトルが復元される。すなわち、画像復号処理では、ビットストリームに含まれる差分ベクトルと、予測によって得られる予測ベクトルとの加算により、動きベクトルが復元される。これにより、圧縮効率（符号化効率とも呼ばれる）の高い符号化および復号の処理が実現されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒｉｃ  ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、動きベクトルに対する従来の予測方法では、符号化効率が向上しない場合がある。例えば、従来の予測方法は、隣接ブロックの動きベクトルを用いている。そのため、隣接ブロックと動きが異なるブロックでは、動きベクトルの予測が大きくはずれ、符号化効率が向上しない。【００１６】
また、符号化対象ブロックが符号化対象ピクチャの左上のブロックである場合、隣接ブロックが符号化されていない。したがって、動きベクトルの予測に、隣接ブロックの動きベクトルが利用できない。この場合、動きベクトルの予測が困難になる。【００１７】
このように、従来の予測方法では、動きベクトルの予測による符号化効率向上の効果が、十分に得られなかった。そこで、本発明は、高い精度で動きベクトルを予測し、高い符号化効率で画像を符号化することができる画像符号化方法、および、その画像符号化方法に対応する画像復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像符号化方法は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記符号化対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出ステップと、前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する選択ステップと、前記１以上の予測ベクトル候補から選択された前記予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する符号化ステップとを含む。【００１９】
これにより、動きベクトルを高い精度で予測するための逆パリティ予測ベクトルが、予測ベクトルの候補に追加される。よって、動きベクトルが高い精度で予測される。したがって、画像が高い符号化効率で符号化される。【００２０】
また、前記算出ステップでは、前記符号化対象ブロックを含むフィールドに表示順で最も近いフィールドに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出してもよい。【００２１】
これにより、時間的に近い逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、符号化対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。したがって、動きベクトルの予測精度が向上する。【００２２】
また、前記算出ステップでは、前記符号化対象ブロックを含むピクチャに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出してもよい。【００２３】
これにより、符号化対象ブロックと同じピクチャに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、符号化対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。したがって、動きベクトルの予測精度が向上する。【００２４】
また、前記画像符号化方法は、さらに、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めるか否かを判定する判定ステップを含み、前記選択ステップでは、前記判定ステップで前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定された場合、前記逆パリティ予測ベクトルを含む前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルを選択してもよい。【００２５】
これにより、逆パリティ予測ベクトルを追加するか否かの適応的な選択が可能になる。したがって、逆パリティ予測ベクトルを用いることによる処理量の増加の抑制が可能になる。【００２６】
また、前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定してもよい。【００２７】
これにより、逆パリティブロックの動きベクトルが同一フィールドを参照する場合に、逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、符号化対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。逆パリティブロックの動きベクトルの利用をこのような場合に限定することにより、予測精度の向上と、処理量の増加の抑制との両立が可能になる。【００２８】
また、前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値以下である場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定してもよい。【００２９】
これにより、逆パリティブロックの動きベクトルが閾値以下である場合に、逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、符号化対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。逆パリティブロックの動きベクトルの利用をこのような場合に限定することにより、予測精度の向上と、処理量の増加の抑制との両立が可能になる。【００３０】
また、前記符号化ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して逆パリティの関係を有するフィールドを参照している場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を符号化してもよい。【００３１】
これにより、逆パリティブロックの動きベクトルが、同一フィールドを参照し、予測ベクトルとして用いられる場合に、より符号化効率が向上する。【００３２】
また、前記符号化ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値以下である場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値よりも大きい場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を符号化してもよい。【００３３】
これにより、逆パリティブロックの動きベクトルが、閾値以下であり、予測ベクトルとして用いられる場合に、より符号化効率が向上する。【００３４】
また、前記選択ステップでは、前記符号化ステップで前記予測ベクトルに対応する前記識別情報と、前記差分ベクトルとを符号化することによって得られる符号量が最も小さくなるように、前記予測ベクトルを選択してもよい。【００３５】
これにより、全体の符号量に応じて、より適切な候補が予測ベクトルとして選択される。したがって、符号化効率が向上する。【００３６】
また、前記選択ステップでは、前記１以上の予測ベクトル候補のうち、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルに対する誤差が最も小さい予測ベクトル候補を前記予測ベクトルとして選択してもよい。【００３７】
これにより、符号化対象ブロックの動きベクトルに対して誤差の小さい候補が予測ベクトルとして選択される。したがって、動きベクトルの予測精度が向上する。【００３８】
また、前記符号化ステップでは、さらに、前記１以上の予測ベクトル候補のうち、前記符号化対象ブロックを含まないフィールドまたはピクチャに含まれるブロックの動きベクトルからそれぞれ算出される予測ベクトル候補の数を符号化してもよい。【００３９】
これにより、時間ダイレクトベクトルなどの別フィールドまたは別ピクチャを用いて得られる候補の数が、復号側に伝送される。したがって、符号化側と復号側との双方において、予測精度の向上と、処理量の増加の抑制とのバランスが適切に調整される。【００４０】
また、前記算出ステップでは、多視点映像である前記画像の第１ビューに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記第１ビューとは異なる第２ビューに含まれる前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルを予測するための前記逆パリティ予測ベクトルを算出してもよい。【００４１】
これにより、多視点映像において、逆パリティ予測ベクトルが用いられる。よって、多視点映像において、動きベクトルの予測精度が向上する。【００４２】
また、本発明に係る画像復号方法は、符号化された画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、復号対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記復号対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記復号対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出ステップと、前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から符号化時に選択された予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記復号対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを復号する復号ステップと、前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を用いて、前記予測ベクトルを選択する選択ステップとを含む画像復号方法でもよい。【００４３】
これにより、動きベクトルを高い精度で予測するための逆パリティ予測ベクトルが、予測ベクトルの候補に追加される。よって、動きベクトルが高い精度で予測される。したがって、高い符号化効率で符号化された画像の復号が可能になる。【００４４】
また、前記算出ステップでは、前記復号対象ブロックを含むフィールドに表示順で最も近いフィールドに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出してもよい。【００４５】
これにより、時間的に近い逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、復号対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。したがって、動きベクトルの予測精度が向上する。【００４６】
また、前記算出ステップでは、前記復号対象ブロックを含むピクチャに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記逆パリティ予測ベクトルを算出してもよい。【００４７】
これにより、復号対象ブロックと同じピクチャに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、復号対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。したがって、動きベクトルの予測精度が向上する。【００４８】
また、前記画像復号方法は、さらに、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めるか否かを判定する判定ステップを含み、前記選択ステップでは、前記判定ステップで前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定された場合、前記逆パリティ予測ベクトルを含む前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルを選択してもよい。【００４９】
これにより、逆パリティ予測ベクトルを追加するか否かの適応的な選択が可能になる。したがって、逆パリティ予測ベクトルを用いることによる処理量の増加の抑制が可能になる。【００５０】
また、前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定してもよい。【００５１】
これにより、逆パリティブロックの動きベクトルが同一フィールドを参照する場合に、逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、復号対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。逆パリティブロックの動きベクトルの利用をこのような場合に限定することにより、予測精度の向上と、処理量の増加の抑制との両立が可能になる。【００５２】
また、前記判定ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値以下である場合、前記逆パリティ予測ベクトルを前記１以上の予測ベクトル候補に含めると判定してもよい。【００５３】
これにより、逆パリティブロックの動きベクトルが閾値以下である場合に、逆パリティブロックの動きベクトルが用いられる。このような逆パリティブロックの動きベクトルの特性は、復号対象ブロックの動きベクトルの特性に近似することが期待される。逆パリティブロックの動きベクトルの利用をこのような場合に限定することにより、予測精度の向上と、処理量の増加の抑制との両立が可能になる。【００５４】
また、前記復号ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して同一パリティの関係を有するフィールドを参照している場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルが前記逆パリティブロックに対して逆パリティの関係を有するフィールドを参照している場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を復号してもよい。【００５５】
これにより、同一フィールドを参照する動きベクトルから算出され、予測ベクトルとして高い符号化効率で符号化された逆パリティ予測ベクトルが、適切に復号される。すなわち、符号化側の動作に応じて、復号処理が適切に実行される。【００５６】
また、前記復号ステップでは、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値以下である場合、前記逆パリティ予測ベクトルに対応する識別情報に、前記逆パリティブロックの前記動きベクトルの大きさが閾値よりも大きい場合よりも短い符号列を割り当てて、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を復号してもよい。【００５７】
これにより、閾値以下である動きベクトルから算出され、予測ベクトルとして高い符号化効率で符号化された逆パリティ予測ベクトルが、適切に復号される。すなわち、符号化側の動作に応じて、復号処理が適切に実行される。【００５８】
また、前記復号ステップでは、さらに、前記１以上の予測ベクトル候補のうち、前記復号対象ブロックを含まないフィールドまたはピクチャに含まれるブロックの動きベクトルからそれぞれ算出される予測ベクトル候補の数を復号してもよい。【００５９】
これにより、時間ダイレクトベクトルなどの別フィールドまたは別ピクチャを用いて得られる候補の数が、符号化側から得られる。したがって、符号化側と復号側との双方において、予測精度の向上と、処理量の増加の抑制とのバランスが適切に調整される。【００６０】
また、前記算出ステップでは、多視点映像である前記画像の第１ビューに含まれる前記逆パリティブロックの前記動きベクトルから、前記第１ビューとは異なる第２ビューに含まれる前記復号対象ブロックの前記動きベクトルを予測するための前記逆パリティ予測ベクトルを算出してもよい。【００６１】
これにより、多視点映像において、逆パリティ予測ベクトルが用いられる。よって、多視点映像において、動きベクトルの予測精度が向上する。【００６２】
また、本発明に係る画像符号化装置は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、符号化対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記符号化対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出部と、前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する選択部と、前記１以上の予測ベクトル候補から選択された前記予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する符号化部とを備える画像符号化装置でもよい。【００６３】
これにより、本発明に係る画像符号化方法が画像符号化装置として実現される。【００６４】
また、本発明に係る画像復号装置は、符号化された画像をブロック毎に復号する画像復号装置であって、復号対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記復号対象ブロックの位置に対応するブロックである逆パリティブロックの動きベクトルから、前記復号対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する算出部と、前記逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から符号化時に選択された予測ベクトルに対応する識別情報、および、前記復号対象ブロックの前記動きベクトルと前記予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを復号する復号部と、前記１以上の予測ベクトル候補から、前記予測ベクトルに対応する前記識別情報を用いて、前記予測ベクトルを選択する選択部とを備える画像復号装置でもよい。【００６５】
これにより、本発明に係る画像復号方法が画像復号装置として実現される。【００６６】
また、本発明に係る画像符号化復号装置は、第１画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置、および、符号化された第２画像をブロック毎に復号する画像復号装置を備える画像符号化復号装置であって、前記画像符号化装置は、符号化対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記符号化対象ブロックの位置に対応するブロックである第１逆パリティブロックの動きベクトルから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための第１逆パリティ予測ベクトルを算出する第１算出部と、前記第１逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の第１予測ベクトル候補から、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルの予測に用いる第１予測ベクトルを選択する第１選択部と、前記１以上の第１予測ベクトル候補から選択された前記第１予測ベクトルに対応する第１識別情報、および、前記符号化対象ブロックの前記動きベクトルと前記第１予測ベクトルとの差分である第１差分ベクトルを符号化する符号化部とを備え、前記復号装置は、復号対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、前記復号対象ブロックの位置に対応するブロックである第２逆パリティブロックの動きベクトルから、前記復号対象ブロックの動きベクトルを予測するための第２逆パリティ予測ベクトルを算出する第２算出部と、前記第２逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の第２予測ベクトル候補から符号化時に選択された第２予測ベクトルに対応する第２識別情報、および、前記復号対象ブロックの前記動きベクトルと前記第２予測ベクトルとの差分である第２差分ベクトルを復号する復号部と、前記１以上の第２予測ベクトル候補から、前記第２予測ベクトルに対応する前記第２識別情報を用いて、前記第２予測ベクトルを選択する第２選択部とを備える画像符号化復号装置でもよい。【００６７】
これにより、本発明に係る画像符号化装置および画像復号装置が画像符号化復号装置として実現される。
【発明の効果】
【００６８】
本発明により、高い精度で動きベクトルが予測される。したがって、高い符号化効率で画像が符号化される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る画像符号化装置を示す構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補を示す全体概念図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補の具体例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る時間ダイレクトベクトルおよび逆パリティ予測ベクトルを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補の一覧を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る画像符号化装置の処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補を生成する処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態１に係る逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補に追加する処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態１に係る逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補に追加するか否かを判定する処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補から予測ベクトルを選択する処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る予測動きベクトルインデックスの一覧を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る画像復号装置を示す構成図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１に係る画像復号装置の処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態１の変形例に係る画像符号化装置を示す構成図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１の変形例に係る画像復号装置を示す構成図である。
【図１６】図１６は、実施の形態２に係る予測ベクトル候補を示す全体概念図である。
【図１７】図１７は、実施の形態２に係る時間ダイレクトベクトルおよび逆パリティ予測ベクトルを示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態３に係る予測ベクトル候補の一覧を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態３に係る符号化ストリームを示す図である。
【図２０】図２０は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図２１】図２１は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図２２】図２２は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図２３】図２３は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、多重化データの構成を示す図である。
【図２７】図２７は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。
【図２８】図２８は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。
【図２９】図２９は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。
【図３０】図３０は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図３１】図３１は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図３２】図３２は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図３３】図３３は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３４】図３４は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図３５】図３５は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３６】図３６は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。
【図３７】図３７は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
【図３９】図３９は、従来技術に係る予測ベクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００７１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る画像符号化装置を示す構成図である。図１に示された画像符号化装置は、符号化部１０１、インター予測制御部１２１、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３およびピクチャタイプ決定部１２４を備える。また、符号化部１０１は、減算部１０２、直交変換部１０３、量子化部１０４、可変長符号化部１０５、逆量子化部１０６、逆直交変換部１０７、加算部１０８、ブロックメモリ１０９、イントラ予測部１１０、フレームメモリ１１１、インター予測部１１２およびスイッチ１１３を備える。
【００７２】
減算部１０２は、入力画像データから予測画像データを減算して、予測誤差データを出力する。直交変換部１０３は、予測誤差データに対し、画像領域（空間領域）から、周波数領域への変換を行う。量子化部１０４は、周波数領域に変換された予測誤差データに対し、量子化処理を行う。
【００７３】
逆量子化部１０６は、量子化部１０４により、量子化処理された予測誤差データに対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部１０７は、逆量子化処理された予測誤差データに対し、周波数領域から、画像領域への変換を行う。加算部１０８は、予測誤差データと予測画像データを加算して、再構築画像データを出力する。ブロックメモリ１０９は、再構築画像データをブロック単位で保存するためのメモリである。フレームメモリ１１１は、再構築画像データをフレーム単位で保存するためのメモリである。
【００７４】
イントラ予測部１１０は、ブロックメモリ１０９に保存されているブロック単位の再構築画像データを用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測により符号化し、予測画像データを生成する。インター予測部１１２は、フレームメモリ１１１に保存されているフレーム単位の再構築画像データと、動き検出により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測により符号化し、予測画像データを生成する。スイッチ１１３は、イントラ予測またはインター予測に符号化モードを切替える。
【００７５】
ピクチャタイプ決定部１２４は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像列を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。
【００７６】
逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトルを追加するか否かを判定する。逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、逆パリティ予測ベクトルを算出する。インター予測制御部１２１は、１以上の予測ベクトル候補（予測動きベクトル候補とも呼ぶ）から、予測ベクトルを選択する。逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２およびインター予測制御部１２１で実行される処理については、後で詳細に述べる。
【００７７】
可変長符号化部１０５は、量子化処理された予測誤差データ、予測動きベクトルインデックス（予測ベクトルインデックス）、予測動きベクトル候補の予測誤差情報（差分ベクトル）、および、ピクチャタイプ情報等に対して、可変長符号化処理を行う。これにより、可変長符号化部１０５は、ビットストリームを生成する。
【００７８】
図２は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補を示す全体概念図である。動画像は、複数のピクチャで構成される。また、各ピクチャは２つのフィールドで構成される場合がある。図２では、２つのフィールドが、第１フィールドと第２フィールドとして示されている。同一のピクチャにおいて、第１フィールドが最初に符号化され、第２フィールドが次に符号化される。典型的には、第１フィールドがトップフィールドであり、第２フィールドがボトムフィールドであるが、これに限られない。
【００７９】
第１フィールドおよび第２フィールドは、フィールドの属性を示す表現でもある。第１フィールドまたは第２フィールドには、複数のフィールドが含まれる。図２に示された参照フィールドｂ１および符号化対象フィールドは、第２フィールドに属する。同じフィールドに属する関係は、同一パリティと呼ばれる。異なるフィールドに属する関係は、逆パリティと呼ばれる。図２に示された参照フィールドｂ１と参照フィールドｔ１とは、逆パリティである。
【００８０】
符号化対象フィールドに含まれる符号化対象ブロックの周辺には、隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃが示されている。隣接ブロックＡは、符号化対象ブロックの左に隣接するブロックである。隣接ブロックＢは、符号化対象ブロックの上に隣接するブロックである。隣接ブロックＣは、符号化対象ブロックの右上に隣接するブロックである。
【００８１】
隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃは、既に符号化が終了している。動きベクトルＭＶ＿Ａは、隣接ブロックＡの動き補償に用いられた動きベクトルである。以降、ブロックの動き検出などによって検出された動きベクトルであって、当該ブロックの動き補償に用いられた動きベクトルを単にブロックの動きベクトルと呼ぶ。動きベクトルＭＶ＿Ｂは、隣接ブロックＢの動きベクトルである。動きベクトルＭＶ＿Ｃは、隣接ブロックＣの動きベクトルである。
【００８２】
３つの動きベクトルＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃの中央値は、符号化対象ブロックの予測ベクトルの候補（以降、予測ベクトル候補とも呼ぶ）として、利用される。また、３つの動きベクトルＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃのそれぞれが、予測ベクトル候補として、利用されてもよい。
【００８３】
さらに、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから、予測ベクトル候補が算出されてもよい。典型的には、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックは、符号化対象フィールドよりも表示順で後のフィールド、かつ、符号化対象フィールドに対して同一パリティの関係を有するフィールドに属する。また、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックは、符号化対象ブロックのピクチャ（フィールド）内における位置と等しい位置に存在するブロックである。
【００８４】
なお、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックは、必ずしも符号化対象フィールドよりも表示順で後のフィールドに属するとは限らない。すなわち、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックは、符号化対象フィールドよりも表示順で前のフィールドに属してもよい。例えば、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの属するフィールドが符号化対象フィールドよりも後方であるか前方であるかは、ピクチャヘッダ内に格納されるフラグによって切り替えられてもよい。
【００８５】
上述のｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルが、参照フィールドｂ１を指し示す動きベクトルである場合、向きはそのままで、大きさが時間的な距離に基づいて調整された動きベクトルが、予測ベクトル候補として利用されてもよい。このように調整された動きベクトルは、時間ダイレクトベクトルと呼ばれる。なお、動きベクトルが参照フィールドｂ１を指し示していることは、動きベクトルが参照フィールドｂ１を参照しているとして表現される場合がある。
【００８６】
さらに、逆パリティブロックの動きベクトルから、予測ベクトル候補が算出されてもよい。逆パリティブロックは、符号化対象フィールドに対して逆パリティの関係を有するフィールドに属する。また、逆パリティブロックは、符号化対象ブロックのピクチャ（フィールド）内における位置とほぼ等しい位置に存在するブロックである。
【００８７】
また、典型的には、符号化対象ブロックと逆パリティブロックとは、同じピクチャに含まれる。しかし、逆パリティブロックは、符号化対象ブロックを含むピクチャとは異なるピクチャに含まれていてもよい。
【００８８】
逆パリティブロックの動きベクトルが、向きはそのままで、大きさが時間的な距離に基づいて調整された後、調整された動きベクトルが、予測ベクトル候補として利用されてもよい。逆パリティブロックの動きベクトルに基づく予測ベクトルを、逆パリティ予測ベクトルと呼ぶ。
【００８９】
符号化対象ブロックに対して、空間的にほぼ同一の位置に存在し、時間的に近い逆パリティブロックの動きベクトルは、符号化対象ブロックの動きベクトルに近似している場合が多い。逆パリティブロックの動きベクトルを符号化対象ブロックの動きベクトルの予測に用いることにより、符号化効率が高められる。
【００９０】
図３は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補の具体例を示す図である。符号化対象ブロックの周囲に隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃが存在する。３つの隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃに対応する３つの動きベクトルＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃのそれぞれ、または、それらの中央値が、予測動きベクトル候補として利用される。
【００９１】
ここで、符号化対象ブロック、および、３つの隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃが、それぞれ、別の大きさのブロックであってもよい。また、符号化対象ブロックが、さらに、サブブロックに分割され、サブブロック毎に予測ベクトル候補が決定されてもよい。
【００９２】
以上のように、図１に示されたインター予測制御部１２１は、複数の隣接ブロックから、予測ベクトル候補を取得する。
【００９３】
図４は、実施の形態１に係る時間ダイレクトベクトルおよび逆パリティ予測ベクトルを示す図である。時刻Ｂ０ｔ、Ｂ１ｔ、Ｂ２ｔ、Ｂ３ｔにおいて、第１フィールドに属する複数のフィールドが、順に、表示される。また、時刻Ｂ０ｂ、Ｂ１ｂ、Ｂ２ｂ、Ｂ３ｂにおいて、第２フィールドに属する複数のフィールドが、順に、表示される。これにより、第１フィールドに属するフィールドと、第２フィールドに属するフィールドとが交互に表示される。
【００９４】
時刻Ｂ０ｔにける第１フィールドと、時刻Ｂ０ｂにける第２フィールドとは、ひとつのピクチャを構成する。また、時刻Ｂ１ｔにける第１フィールドと、時刻Ｂ１ｂにける第２フィールドとは、ひとつのピクチャを構成する。同様に、時刻Ｂ２ｔにける第１フィールドと、時刻Ｂ２ｂにける第２フィールドとが、ひとつのピクチャを構成し、時刻Ｂ３ｔにける第１フィールドと、時刻Ｂ３ｂにける第２フィールドとが、ひとつのピクチャを構成する。
【００９５】
なお、実施の形態１に係る符号化処理および復号処理は、典型的には、このようなインターレース画像と呼ばれる動画像に適用される。しかし、実施の形態１に係る符号化処理および復号処理は、ピクチャ毎にフレーム符号化とフィールド符号化を切替える動画像に適用されてもよいし、ブロック毎にそれらを切替える動画像に適用されてもよい。
【００９６】
ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックは、符号化対象ブロックから、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ後方参照により参照される。ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルｍｖＣｏｌは、時刻Ｂ３ｂにおけるフィールドから時刻Ｂ１ｂにおけるフィールドを指し示している。符号化対象ブロックは、時刻Ｂ２ｂにおけるフィールドに存在する。このような場合、符号化対象ブロックから時刻Ｂ１ｂにおけるフィールドを指し示す時間ダイレクトベクトルＴｅｍｐｏｒａｌＭＶは、式１によって算出される。
【００９７】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＣｏｌ×（Ｂ２ｂ−Ｂ１ｂ）／（Ｂ３ｂ−Ｂ０ｂ）  ・・・（式１）
時間ダイレクトベクトルＴｅｍｐｏｒａｌＭＶの方向は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルｍｖＣｏｌと方向が同じである。そして、時間ダイレクトベクトルＴｅｍｐｏｒａｌＭＶの大きさと、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルｍｖＣｏｌの大きさとの比は、それぞれのブロックから参照フィールドに対する時間的な距離の比に等しい。このようにして、時間ダイレクトベクトルＴｅｍｐｏｒａｌＭＶが算出される。
【００９８】
逆パリティブロックは、符号化対象フィールドに対して逆パリティの関係を有する逆パリティフィールドに含まれる。逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓは、時刻Ｂ２ｔにおけるフィールドから時刻Ｂ０ｔにおけるフィールドを指し示している。このような場合、符号化対象ブロックから時刻Ｂ１ｂにおけるフィールドを指し示す逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶは、式２によって算出される。
【００９９】
ＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶ＝ｍｖＤｉｓ×（Ｂ２ｂ−Ｂ１ｂ）／（Ｂ２ｔ−Ｂ０ｔ）  ・・・（式２）
逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶの方向は、逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓの方向と同じである。そして、逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶの大きさと、逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓの大きさとの比は、それぞれのブロックから参照フィールドに対する時間的な距離の比に等しい。
【０１００】
図１に示された逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、このような逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶを算出する。そして、インター予測制御部１２１は、逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶおよび時間ダイレクトベクトルＴｅｍｐｏｒａｌＭＶを予測ベクトル候補として取得する。時間ダイレクトベクトルＴｅｍｐｏｒａｌＭＶは、図１に示された複数の処理部のいずれかによって、算出されてもよいし、図示されない時間ダイレクトベクトル算出部によって、算出されてもよい。
【０１０１】
なお、図４では、符号化対象ブロックと逆パリティブロックとが同じピクチャに属する場合の例が示された。しかし、時刻Ｂ２ｔと時刻Ｂ２ｂとの間で画像の変化が大きい場合、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、時刻Ｂ３ｔにおける逆パリティブロックの動きベクトルを利用してもよい。
【０１０２】
また、符号化対象ブロックがひとつのピクチャにおいて最初に符号化される第１フィールドである場合、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、別のピクチャに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルを利用してもよい。例えば、時刻Ｂ２ｔにおける第１フィールドに、符号化対象ブロックが含まれている場合、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、時刻Ｂ１ｂにおける第２フィールドに含まれている逆パリティブロックの動きベクトルを利用してもよい。
【０１０３】
逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、符号化対象フィールドに表示順で最も近いフィールドに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルを用いることが好ましい。表示順で近いフィールドは、動きの情報も似ているためである。逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、符号化された画像の動きの情報を用いて、どのフィールドに属する逆パリティブロックを用いるかを決定してもよい。
【０１０４】
また、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、符号化対象ブロックが第１フィールドおよび第２フィールドのいずれに属しているかに基づいて、どのフィールドに属する逆パリティブロックを用いるかを決定してもよい。また、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、ピクチャタイプがＩピクチャ、ＰピクチャおよびＢピクチャのいずれであるか等に基づいて、どのフィールドに属する逆パリティブロックを用いるかを決定してもよい。
【０１０５】
また、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、複数のフィールドのリオーダリング（並び替え）によって、逆パリティブロックの動きベクトルをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルとして利用してもよい。
【０１０６】
例えば、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、複数のフィールドのリオーダリングコマンドにより、時刻Ｂ２ｔにおけるフィールドと時刻Ｂ３ｂにおけるフィールドとを入れ替える。これにより、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、逆パリティブロックの動きベクトルをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルとして利用できる。
【０１０７】
図５は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補の一覧を示す図である。予測動きベクトルインデックスは、各予測動きベクトル候補を特定するためのインデックスである。予測動きベクトルインデックスは、各予測動きベクトル候補を特定するための識別情報でもある。なお、図５に示された一覧は、例であって、一部が欠けていてもよいし、その他の予測動きベクトル候補が含まれていてもよい。また、予測動きベクトルインデックスも、異なる値が割り当てられていてもよい。
【０１０８】
予測動きベクトルインデックス０に対応する予測動きベクトル候補は、３つの隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃの動きベクトルＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃの中央値に基づいている。この中央値は、３つの動きベクトルＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃについて、垂直方向成分の中央値と、水平方向成分の中央値との組み合わせにより構成される。
【０１０９】
予測動きベクトルインデックス１に対応する予測動きベクトル候補は、隣接ブロックＡの動きベクトルＭＶ＿Ａである。予測動きベクトルインデックス２に対応する予測動きベクトル候補は、隣接ブロックＢの動きベクトルＭＶ＿Ｂである。予測動きベクトルインデックス３に対応する予測動きベクトル候補は、隣接ブロックＣの動きベクトルＭＶ＿Ｃである。
【０１１０】
予測動きベクトルインデックス４に対応する予測動きベクトル候補は、時間ダイレクトベクトルである。予測動きベクトルインデックス５に対応する予測動きベクトル候補は、逆パリティ予測ベクトルである。
【０１１１】
予測動きベクトル候補は、符号化された隣接ブロック、符号化されたｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロック、および、符号化された逆パリティブロックの動きベクトルから、取得される。これらのブロックの動きベクトルは、動き検出により検出された動きベクトルであって、動き補償に用いられた動きベクトルである。しかし、別の方法によって、これらのブロックの動きベクトルが決定されてもよい。
【０１１２】
図１に示されたインター予測制御部１２１は、図５に示された予測動きベクトル候補の一覧を予測動きベクトルインデックスと共に生成する。そして、インター予測制御部１２１は、１以上の予測動きベクトル候補から、１つの予測動きベクトル候補を予測ベクトルとして選択する。
【０１１３】
可変長符号化部１０５は、選択された予測動きベクトル候補と、符号化対象ブロックの動きベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する。また、可変長符号化部１０５は、選択された予測動きベクトル候補に対応する予測動きベクトルインデックスを符号化する。
【０１１４】
図６は、図１に示された実施の形態１に係る画像符号化装置の処理を示すフローチャートである。図６に示されたフローチャートは、１つのブロックの処理に対応する。なお、ブロックは、典型的には、マクロブロックであるが、ピクチャを分割することにより得られるその他のブロックでもよい。
【０１１５】
まず、インター予測制御部１２１は、予測ベクトル候補の一覧を生成する（Ｓ１０１）。この時、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、逆パリティ予測ベクトルを算出する。そして、インター予測制御部１２１は、算出された逆パリティ予測ベクトルを取得して、予測ベクトル候補の一覧に加える。
【０１１６】
次に、インター予測制御部１２１は、１以上の予測ベクトル候補から予測ベクトルを選択する（Ｓ１０２）。予測ベクトルは、符号化対象ブロックの動き補償に用いられる動きベクトルを符号化するときの予測に用いられるベクトルである。
【０１１７】
次に、可変長符号化部１０５は、予測ベクトルに対応する識別情報を符号化する。この識別情報は、１以上の予測ベクトル候補から予測ベクトルを特定するための識別情報である。また、可変長符号化部１０５は、符号化対象ブロックの動きベクトルと、選択された予測ベクトルとの差分である差分ベクトルを符号化する（Ｓ１０３）。差分ベクトルは、インター予測部１１２が算出してもよいし、インター予測制御部１２１が算出してもよい。あるいは、別の処理部が算出してもよい。
【０１１８】
このようにして、動きベクトルの符号化に予測が利用される。そして、画像復号装置においても、同様の予測が利用される。したがって、予測を用いて符号化された動きベクトルが適切に復号される。よって、動きベクトルの符号化効率が向上し、動画像の符号化効率が向上する。
【０１１９】
図７は、図６に示された実施の形態１に係る予測ベクトル候補を生成する処理の詳細を示すフローチャートである。図７のフローチャートでは、図２の全体概念図に示された状態における処理が想定されている。
【０１２０】
まず、インター予測制御部１２１は、隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃを決定する（Ｓ２０１）。隣接ブロックＡ、Ｂ、Ｃは、符号化対象ブロックの左、上、右上に隣接するブロックである。
【０１２１】
次に、インター予測制御部１２１は、隣接ブロックＮ（Ｎ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）について、次の処理を実行する（Ｓ２０２）。すなわち、インター予測制御部１２１は、隣接ブロックＮが参照フィールドｂ１への動きベクトルを有しているか否かを判定する（Ｓ２０３）。言い換えれば、インター予測制御部１２１は、隣接ブロックＮの動きベクトルが参照フィールドｂ１を指し示しているか否かを判定する。
【０１２２】
ここで、隣接ブロックＮが参照フィールドｂ１への動きベクトルを有している場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、インター予測制御部１２１は、動きベクトルＭＶ＿Ｎをリストに追加する（Ｓ２０４）。例えば、インター予測制御部１２１は、動きベクトルＭＶ＿Ａを予測ベクトル候補の一覧に追加する。一方、隣接ブロックＮが参照フィールドｂ１への動きベクトルを有していない場合（Ｓ２０３でＮｏ）、インター予測制御部１２１は、動きベクトルＭＶ＿Ｎをリストに追加しない。
【０１２３】
インター予測制御部１２１は、隣接ブロックＮ（Ｎ＝Ａ、Ｂ、Ｃ）について、上記の処理を実行する。これによって、予測ベクトル候補の一覧に含まれる予測ベクトル候補の数が変化する。復号側でも同様の方法で、予測ベクトル候補の一覧が生成されるため、予測ベクトル候補は、符号化側と復号側で一致する。復号側の処理を符号化側の処理に一致させることにより、柔軟な予測ベクトル候補の設定が可能になる。
【０１２４】
また、インター予測制御部１２１は、予測ベクトル候補の数を減らすことにより、予測ベクトルインデックスの数値を小さくすることができる。また、複数の予測ベクトル候補が同じベクトルを指し示している場合、インター予測制御部１２１は、予測ベクトル候補の一覧に、これらの複数の予測ベクトル候補を単一の予測ベクトル候補として格納してもよい。これにより、インター予測制御部１２１は、予測ベクトル候補の数をさらに減らし、予測ベクトルインデックスの数値を小さくすることができる。
【０１２５】
そして、インター予測制御部１２１は、予測ベクトルインデックスの数値を小さくすることにより、予測ベクトルインデックスが符号化される時の符号量を削減できる。予測ベクトルインデックスの数値を小さくする処理も、符号化側と復号側とで同様のルールが適用されることにより、実現可能である。
【０１２６】
次に、インター予測制御部１２１は、３つの動きベクトルＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃの中央値を予測ベクトル候補の一覧に追加する（Ｓ２０５）。次に、インター予測制御部１２１は、参照フィールドｂ１への時間ダイレクトベクトルを算出する。そして、インター予測制御部１２１は、算出された時間ダイレクトベクトルを予測ベクトル候補の一覧に追加する（Ｓ２０６）。
【０１２７】
次に、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、参照フィールドｂ１への逆パリティ予測ベクトルを算出する。そして、インター予測制御部１２１は、算出された逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補の一覧に追加する（Ｓ２０７）。
【０１２８】
以上のようにして、予測ベクトル候補の一覧が生成される。図１に示された逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトルを追加するか否かを判定してもよい。
【０１２９】
図８は、実施の形態１に係る逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補に追加する処理を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、図７に示された逆パリティ予測ベクトルの算出および追加の処理（Ｓ２０７）、および、それ以降の処理に対応する。
【０１３０】
まず、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトルを追加するか否かを判定する（Ｓ３０１）。そして、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトル追加フラグを設定する。この処理は、後で詳述する。
【０１３１】
次に、逆パリティ予測ベクトル追加フラグがオンである場合（Ｓ３０２でＹｅｓ）、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、逆パリティ予測ベクトルを算出する。そして、インター予測制御部１２１は、算出された逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補の一覧に追加する（Ｓ３０３）。逆パリティ予測ベクトル追加フラグがオンでない場合（Ｓ３０２でＮｏ）、逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、逆パリティ予測ベクトルを算出しない。
【０１３２】
次に、インター予測制御部１２１は、予測ベクトル候補から、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測に用いられる予測ベクトルを選択する。符号化対象ブロックの動きベクトルは、動き検出の結果等により得られた動きベクトルである。そして、可変長符号化部１０５は、選択された予測ベクトルに対応する予測動きベクトルインデックスを可変長符号化する（Ｓ３０４）。この処理は、後で詳述する。
【０１３３】
上記のより、逆パリティ予測ベクトルを利用するか否かが適応的に切替えられる。したがって、より効率的な符号化が実現される。
【０１３４】
図９は、実施の形態１に係る逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補に追加するか否かを判定する処理を示すフローチャートである。本処理は、図８に示された逆パリティ予測ベクトル追加判定（Ｓ３０１）に相当する。
【０１３５】
まず、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、符号化対象フィールドが第２フィールドであるか否かを判定する（Ｓ４０１）。第２フィールドとは、同一のピクチャに含まれる２つのフィールドのうち、２番目に符号化されるフィールドである。符号化対象フィールドが第２フィールドでない場合（Ｓ４０１でＮｏ）、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトル追加フラグをオフに設定する（Ｓ４０４）。
【０１３６】
これにより、符号化対象フィールドが第２フィールドである場合にのみ、逆パリティ予測ベクトルが、予測ベクトルとして利用可能になる。この例は、符号化対象ブロックと逆パリティブロックとが同じピクチャに含まれていることを想定している。同一ピクチャ内の動きベクトルの取得は、比較的容易なためである。
【０１３７】
次に、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓの大きさが閾値以下であって、かつ、逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓが同一フィールドを指し示しているか否かを判定する（Ｓ４０２）。
【０１３８】
そして、これらの条件が満たされている場合（Ｓ４０２でＹｅｓ）、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトル追加フラグをオンに設定する（Ｓ４０３）。これらの条件が満たされていない場合（Ｓ４０２でＮｏ）、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトル追加フラグをオフに設定する（Ｓ４０４）。
【０１３９】
動きが小さい場合、逆パリティブロックの動きベクトルをそのまま利用することができる可能性が高い。したがって、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、このような場合にのみ、逆パリティ予測ベクトルを有効にすることで、処理効率を向上させることができる。
【０１４０】
上記のようにして、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトルを予測ベクトル候補の一覧に追加するか否かを判定する。なお、図９のフローチャートは例であって、他の追加判定が組み込まれてもよい。例えば、ピクチャタイプがＩピクチャである場合、インター予測が用いられないため、逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３は、逆パリティ予測ベクトル追加フラグをオフに設定してもよい。
【０１４１】
図１０は、実施の形態１に係る予測ベクトル候補から予測ベクトルを選択する処理を示すフローチャートである。
【０１４２】
まず、インター予測制御部１２１は、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘに０を代入する。また、最小動きベクトル誤差に∞を代入する（Ｓ５０１）。ここで、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘ、および、最小動きベクトル誤差は、それぞれ変数である。
【０１４３】
次に、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘが予測動きベクトル候補数よりも小さい場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、インター予測制御部１２１は、動き検出結果ベクトルと予測動きベクトル候補との誤差を算出する。ここで、動き検出結果ベクトルは、符号化対象ブロックの動きベクトルであり、動き検出で導出された動きベクトルに対応する。
【０１４４】
より具体的には、この時、インター予測制御部１２１は、符号化対象ブロックの動きベクトルから、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘによって特定される予測動きベクトル候補を減算する。そして、インター予測制御部１２１は、減算した結果を動きベクトル誤差に代入する（Ｓ５０３）。
【０１４５】
次に、動きベクトル誤差が最小動きベクトル誤差よりも小さい場合（Ｓ５０４でＹｅｓ）、インター予測制御部１２１は、最小動きベクトル誤差に動きベクトル誤差を代入する。また、予測動きベクトルインデックスに予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘを代入する（Ｓ５０５）。ここで、最小動きベクトル誤差および予測動きベクトルインデックスは、それぞれ変数である。
【０１４６】
動きベクトル誤差が最小動きベクトル誤差以上である場合（Ｓ５０４でＮｏ）、インター予測制御部１２１は、最小動きベクトル誤差および予測動きベクトルインデックスを変更しない。
【０１４７】
その後、インター予測制御部１２１は、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘに１を追加する（Ｓ５０６）。そして、インター予測制御部１２１は、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘが予測動きベクトル候補数よりも小さいか否かを再度判定する（Ｓ５０２）。
【０１４８】
予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘが予測動きベクトル候補数以上である場合（Ｓ５０２でＮｏ）、その時の予測動きベクトルインデックスにより特定される予測動きベクトルが、インター予測制御部１２１が選択した予測動きベクトルである。また、その時の最小動きベクトル誤差が、差分動きベクトルである。可変長符号化部１０５は、その時の予測動きベクトルインデックスおよび最小動きベクトル誤差を可変長符号化処理によって符号化する（Ｓ５０７）。
【０１４９】
以上のようにして、インター予測制御部１２１は、１以上の予測動きベクトル候補のうち、誤差値が最も小さい予測動きベクトル候補を予測動きベクトルとして選択する。なお、図１０では、誤差値により予測動きベクトルが選択されたが、符号量により予測動きベクトルを選択してもよい。
【０１５０】
図１１は、実施の形態１に係る予測動きベクトルインデックスの一覧を示す図である。各予測動きベクトルインデックスには、符号化時に割り当てられる割当ビット列が定められている。
【０１５１】
図１１の例では、予測動きベクトルインデックス０には、０が割り当てられている。また、予測動きベクトルインデックス１には、１０が割り当てられている。また、予測動きベクトルインデックス２には、１１０が割り当てられている。また、予測動きベクトルインデックス３には、１１１０が割り当てられている。また、予測動きベクトルインデックス４には、１１１１０が割り当てられている。また、予測動きベクトルインデックス５には、１１１１１０が割り当てられている。
【０１５２】
上記のように、予測動きベクトルインデックスが大きい程、長いビット列が割り当てられている。この予測動きベクトルインデックスの一覧は、復号側と同様のルールに基づいて、変更されてもよい。優先的に選択される予測動きベクトル候補には、短いビット列が割り当てられることにより、全体の符号量が削減される。
【０１５３】
例えば、図９で示された判定処理において、逆パリティ予測ベクトル追加フラグがオンにされる場合、逆パリティ予測ベクトルには、短いビット列が割り当てられてもよい。そして、割当ビット列を含む符号量が、図１０で示された選択処理に適用されてもよい。すなわち、インター予測制御部１２１は、割当ビット列および差分動きベクトルを含む符号量に基づいて、符号量が最も小さくなるように、予測ベクトルを選択してもよい。これにより、短いビット列に対応する予測ベクトルが優先的に選択される。
【０１５４】
図１２は、実施の形態１に係る画像復号装置を示す構成図である。図１２に示された画像復号装置は、復号部２０１、インター予測制御部２２１、逆パリティ予測ベクトル算出部２２２および逆パリティ予測ベクトル追加判定部２２３を備える。復号部２０１は、可変長復号部２０５、逆量子化部２０６、逆直交変換部２０７、加算部２０８、ブロックメモリ２０９、イントラ予測部２１０、フレームメモリ２１１、インター予測部２１２およびスイッチ２１３を備える。
【０１５５】
可変長復号部２０５は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号処理を行い、ピクチャタイプ情報、予測動きベクトルインデックス、予測誤差データ等を復号する。逆量子化部２０６は、予測誤差データに対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部２０７は、逆量子化処理を行った予測誤差データを、周波数領域から、画像領域へ変換する。加算部２０８は、予測画像データと、予測誤差データとを加算することにより、復号画像データを生成する。
【０１５６】
ブロックメモリ２０９は、復号画像データを、ブロック単位で保存するためのメモリである。フレームメモリ２１１は、復号画像データをフレーム単位で保存するためのメモリである。
【０１５７】
イントラ予測部２１０は、ブロックメモリ２０９に保存されているブロック単位の復号画像データを用いて、イントラ予測を実行することにより、復号対象ブロックの予測画像データを生成する。インター予測部２１２は、フレームメモリ２１１に保存されているフレーム単位の復号画像データを用いて、インター予測を実行することにより、復号対象ブロックの予測画像データを生成する。スイッチ２１３は、イントラ予測またはインター予測に符号化モード（復号モード）を切替える。
【０１５８】
逆パリティ予測ベクトル追加判定部２２３は、逆パリティ予測ベクトルを追加するか否かを判定する。逆パリティ予測ベクトル算出部２２２は、逆パリティ予測ベクトルを算出する。インター予測制御部２２１は、１以上の予測ベクトル候補から、予測ベクトルを選択する。
【０１５９】
インター予測制御部２２１で実行される処理は、符号化側のインター予測制御部１２１で実行される処理と同様である。逆パリティ予測ベクトル算出部２２２で実行される処理は、符号化側の逆パリティ予測ベクトル算出部１２２で実行される処理と同様である。逆パリティ予測ベクトル追加判定部２２３で実行される処理は、符号化側の逆パリティ予測ベクトル追加判定部１２３で実行される処理と同様である。
【０１６０】
つまり、上述の符号化処理において、符号化の部分を復号に変更することにより、インター予測制御部２２１、逆パリティ予測ベクトル算出部２２２および逆パリティ予測ベクトル追加判定部２２３が実現される。なお、インター予測制御部２２１は、可変長復号部２０５によって復号された予測動きベクトルインデックスを用いて、１以上の予測ベクトル候補から、予測動きベクトルを選択する。
【０１６１】
図１３は、図１２に示された実施の形態１に係る画像復号装置の処理を示すフローチャートである。
【０１６２】
まず、可変長復号部２０５は、予測ベクトルインデックスおよび差分ベクトルを復号する（Ｓ７０１）。予測ベクトルインデックスは、符号化時に選択された予測ベクトルを特定するための識別情報である。差分動きベクトルは、復号対象ブロックの動きベクトルと、符号化時に選択された予測ベクトルとの差分である。
【０１６３】
次に、逆パリティ予測ベクトル算出部２２２は、逆パリティ予測ベクトルを算出する。そして、インター予測制御部２２１は、予測ベクトル候補の一覧を生成する（Ｓ７０２）。この処理は、符号化側の処理と同様である。
【０１６４】
次に、インター予測制御部２２１は、復号された予測ベクトルインデックスを用いて、予測ベクトル候補の一覧から、予測ベクトルを選択する（Ｓ７０３）。その後、インター予測制御部２２１は、差分ベクトルと予測ベクトルとを加算することにより、復号対象画像の動きベクトルを取得する。この動きベクトルを取得する処理は、インター予測部２１２によって行われてもよい。
【０１６５】
復号された動きベクトルは、インター予測部２１２による予測画像データの生成に用いられる。そして、画像復号装置は、復号された動きベクトルを利用して、動き補償を実現する。
【０１６６】
以上のように、画像符号化装置は、逆パリティ予測ベクトルを含む予測ベクトル候補から、動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する。これにより、動きベクトルの符号化効率が向上し、画像の符号化効率が向上する。画像復号装置は、符号化側と同様の処理により、高い符号化効率で符号化された画像を復号することができる。
【０１６７】
（変形例）
図１に示された画像符号化装置は、本発明に係る画像符号化装置の具体例であって、本発明に係る画像符号化装置は、図１に示された具体例に限られない。また、図１２に示された画像復号装置は、本発明に係る画像復号装置の具体例であって、本発明に係る画像復号装置は、図１２に示された具体例に限られない。以下に、図１に示された複数の構成要素のうち主要な構成要素を備える画像符号化装置、および、図１２に示された複数の構成要素のうち主要な構成要素を備える画像復号装置を変形例として示す。
【０１６８】
図１４は、実施の形態１の変形例に係る画像符号化装置を示す構成図である。図１４に示された画像符号化装置は、画像をブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、逆パリティ予測ベクトル算出部（単に、算出部とも呼ぶ）１２２、インター予測制御部（選択部とも呼ぶ）１２１、および、符号化部１０１を備える。本変形例に係る画像符号化装置の構成は、図１に示されたその他の構成要素に限定されない。特に、図１の符号化部１０１の具体的な構成も一例である。
【０１６９】
逆パリティ予測ベクトル算出部１２２は、逆パリティブロックの動きベクトルから逆パリティ予測ベクトルを算出する。ここで、逆パリティブロックは、符号化対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、画像における符号化対象ブロックの空間的な位置に対応するブロックである。逆パリティ予測ベクトルは、符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するためのベクトルである。
【０１７０】
インター予測制御部１２１は、逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測に用いる予測ベクトルを選択する。
【０１７１】
符号化部１０１は、識別情報および差分ベクトルを符号化する。識別情報は、１以上の予測ベクトル候補から選択された予測ベクトルに対応する。差分ベクトルは、符号化対象ブロックの動きベクトルと予測ベクトルとの差分である。
【０１７２】
これにより、動きベクトルを高い精度で予測するための逆パリティ予測ベクトルが、予測ベクトルの候補に追加される。よって、動きベクトルが高い精度で予測される。したがって、画像が高い符号化効率で符号化される。
【０１７３】
図１５は、実施の形態１の変形例に係る画像復号装置を示す構成図である。図１５に示された画像復号装置は、符号化された画像をブロック毎に復号する画像復号装置であって、逆パリティ予測ベクトル算出部（単に、算出部とも呼ぶ）２２２、インター予測制御部（選択部とも呼ぶ）２２１、および、復号部２０１を備える。本変形例に係る画像復号装置の構成は、図１２に示されたその他の構成要素に限定されない。特に、図１２の復号部２０１の具体的な構成も一例である。
【０１７４】
逆パリティ予測ベクトル算出部２２２は、逆パリティブロックの動きベクトルから、逆パリティ予測ベクトルを算出する。ここで、逆パリティブロックは、復号対象ブロックに対して逆パリティの関係を有するブロックであり、画像における復号対象ブロックの空間的な位置に対応するブロックである。逆パリティ予測ベクトルは、復号対象ブロックの動きベクトルを予測するためのベクトルである。
【０１７５】
復号部２０１は、識別情報および差分ベクトルを復号する。ここで、識別情報は、逆パリティ予測ベクトルを含む１以上の予測ベクトル候補から符号化時に選択された予測ベクトルに対応する。差分ベクトルは、復号対象ブロックの動きベクトルと予測ベクトルとの差分である。
【０１７６】
インター予測制御部２２１は、予測ベクトル候補から、識別情報を用いて、予測ベクトルを選択する。
【０１７７】
これにより、動きベクトルを高い精度で予測するための逆パリティ予測ベクトルが、予測ベクトルの候補に追加される。よって、動きベクトルが高い精度で予測される。したがって、高い符号化効率で符号化された画像の復号が可能になる。
【０１７８】
なお、この変形例において示された画像符号化装置および画像復号装置に、図１または図１２に示された複数の構成要素の一部が追加されてもよい。特に、変形例の画像符号化装置に逆パリティ追加判定部（単に、判定部とも呼ぶ）１２３が追加されてもよい。また、変形例の画像復号装置に逆パリティ追加判定部（単に、判定部とも呼ぶ）２２３が追加されてもよい。また、この変形例に係る画像符号化装置および画像復号装置は、実施の形態１で示されたその他の動作を追加で実行してもよい。
【０１７９】
（実施の形態２）
実施の形態１で示された逆パリティ予測ベクトルは、多視点映像符号化に適用されてもよい。実施の形態２は、多視点映像符号化への適用例を示す。なお、実施の形態２の画像符号化装置および画像復号装置の構成は、実施の形態１の画像符号化装置および画像復号装置の構成と同様である。
【０１８０】
多視点映像符号化は、複数のビューで構成される画像を符号化するための技術である。複数のビューにおいても、同一パリティおよび逆パリティの表現が用いられる場合がある。
【０１８１】
２つのピクチャが、同一のビューに属する場合、これらの２つのピクチャは同一パリティである。あるいは、これらの２つのピクチャは、同一パリティの関係を有すると表現される。２つのピクチャが、互いに異なる２つのビューに属する場合、これらの２つのピクチャは逆パリティである。あるいは、これらの２つのピクチャは、逆パリティの関係を有すると表現される。
【０１８２】
図１６は、実施の形態２に係る予測ベクトル候補を示す全体概念図である。図１６のように、実施の形態２に係る予測ベクトル候補は、実施の形態１の図２とほぼ同様の概念で示される。図１６には、第１ビュー、第２ビュー、参照ピクチャｒ１、ｒ２、および、逆パリティピクチャ等が示されている。これらは、それぞれ、図２の第１フィールド、第２フィールド、参照フィールドｔ１、ｂ１、および、逆パリティフィールドに対応する。
【０１８３】
逆パリティピクチャおよび参照ピクチャｒ１は、第１ビューに属する。符号化対象ピクチャおよび参照ピクチャｒ２は、第２ビューに属する。符号化対象ピクチャおよび逆パリティピクチャは、逆パリティの関係を有する。例えば、第１ビューは、ベースビューであり、第２ビューは、ノンベースビューである。
【０１８４】
また、図１６の例では、参照ピクチャｒ１および参照ピクチャｒ２は、表示順が同じであり、同じ時刻に表示される。また、符号化対象ピクチャおよび逆パリティピクチャも、表示順が同じであり、同じ時刻に表示される。逆パリティブロックは、逆パリティピクチャに含まれるブロックであり、符号化対象ブロックの位置に対応するブロックである。
【０１８５】
このような関係においても、実施の形態１と同様に、逆パリティ予測ベクトルが導出される。
【０１８６】
ここで、典型的には、逆パリティピクチャ内における逆パリティブロックの空間的な位置は、符号化対象ピクチャ内における符号化対象ブロックの空間的な位置と同じである。しかし、逆パリティピクチャ内における逆パリティブロックの空間的な位置が、符号化対象ピクチャ内における符号化対象ブロックの空間的な位置と異なっていてもよい。例えば、逆パリティブロックの位置は、符号化対象ブロックの位置からビュー間の視差に相当する距離をずらすことにより得られる位置であってもよい。
【０１８７】
図１７は、実施の形態２に係る時間ダイレクトベクトルおよび逆パリティ予測ベクトルを示す図である。図１７のように、逆パリティ予測ベクトルも、実施の形態１の図４とほぼ同様に示される。
【０１８８】
逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓは、時刻Ｂ２におけるピクチャから時刻Ｂ０におけるピクチャを指し示している。このような場合、符号化対象ブロックから時刻Ｂ１におけるピクチャを指し示す逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶは、式３によって算出される。
【０１８９】
ＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶ＝ｍｖＤｉｓ×（Ｂ２−Ｂ１）／（Ｂ２−Ｂ０）  ・・・（式３）
式３のように、逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓに、時間に対応する比率を掛け合わせることにより、逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶが得られる。
【０１９０】
ここで、式３の乗算の処理負荷を抑制するため、Ｂ２−Ｂ１とＢ２−Ｂ０とが同じである場合にのみ、すなわち、（Ｂ２−Ｂ１）／（Ｂ２−Ｂ０）＝１の場合にのみ、逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶが用いられてもよい。この場合、逆パリティブロックの動きベクトルｍｖＤｉｓが、直接、逆パリティ予測ベクトルＤｉｓｐａｒｉｔｙＭＶとして用いられる。
【０１９１】
実施の形態２の逆パリティ予測ベクトルが、実施の形態１の逆パリティ予測ベクトルに代えて用いられてもよいし、実施の形態１の逆パリティ予測ベクトルに加えて用いられてもよい。
【０１９２】
より具体的には、図１の画像符号化装置におけるインター予測制御部１２１は、第１ビューに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルから、第２ビューに含まれる符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する。ここで、第１ビューおよび第２ビューは、多視点映像である画像に含まれ、互いに異なる。
【０１９３】
同様に、図１２の画像復号装置におけるインター予測制御部２２１は、第１ビューに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルから、第２ビューに含まれる復号対象ブロックの動きベクトルを予測するための逆パリティ予測ベクトルを算出する。
【０１９４】
その他の動作は、実施の形態１と同様である。すなわち、実施の形態２では、実施の形態１の第１フィールドおよび第２フィールドが、多視点映像に係る第１ビューおよび第２ビューに置き換えられる。これにより、逆パリティ予測ベクトルが、多視点映像に適用される。
【０１９５】
なお、実施の形態２では、２つのビューが示されているが、３つ以上のビューが用いられてもよい。そして、符号化対象ピクチャを含まない複数のビューに対応する複数の逆パリティ予測ベクトルが用いられてもよい。一方、処理の簡素化のために、ベースビューに対応する逆パリティ予測ベクトルのみが用いられてもよい。
【０１９６】
また、典型的には、時間的に符号化対象ピクチャと同一のピクチャに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルから、逆パリティ予測ベクトルが算出される。しかし、時間的に符号化対象ピクチャとは異なるピクチャに含まれる逆パリティブロックの動きベクトルから、逆パリティ予測ベクトルが算出されてもよい。
【０１９７】
また、上述の通り、実施の形態２に係る画像符号化装置および画像復号装置は、実施の形態１のフィールドと同等に、ピクチャを用いる。特に、実施の形態２に係る画像符号化装置および画像復号装置は、実施の形態１のフィールドをピクチャとみなして、図７および図９に示された動作を実行することができる。例えば、逆パリティブロックの動きベクトルが同一パリティを参照する場合にのみ、逆パリティ予測ベクトルが用いられてもよい。
【０１９８】
（実施の形態３）
実施の形態３は、追加された予測動きベクトル候補の数を復号側に伝送するための具体的な例を示す。符号化側と復号側とで同じように予測動きベクトル候補が生成される場合、予測動きベクトル候補に対応する予測動きベクトルインデックスも、符号化側と復号側とで同じ値になる。そのため、画像符号化装置は、予測動きベクトル候補の数を復号側に伝送しなくてもよい。しかし、予測動きベクトル候補の算出および追加によって、処理量が増加する場合がある。
【０１９９】
そこで、実施の形態３に係る画像符号化装置は、符号化対象ブロックを含まないピクチャまたはフィールドを参照して算出される予測動きベクトル候補の数を制限する。そして、画像符号化装置は、制限された数を画像復号装置に伝送する。これにより、画像符号化装置および画像復号装置において、動きベクトルの予測精度の向上と、処理量の増加の抑制との両立が実現される。
【０２００】
なお、実施の形態３の画像符号化装置および画像復号装置の構成は、実施の形態１の画像符号化装置および画像復号装置の構成と同様である。
【０２０１】
図１８は、実施の形態３に係る予測ベクトル候補の一覧を示す図である。時間ダイレクトベクトル、第１逆パリティ予測ベクトルおよび第２逆パリティ予測ベクトルは、それぞれ、符号化対象ブロックを含まないピクチャまたはフィールドを参照して算出される予測動きベクトル候補である。図１８のように、予測ベクトル候補に複数の逆パリティ予測ベクトルが含まれる場合がある。
【０２０２】
時間ダイレクトベクトルは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから算出される。第１逆パリティ予測ベクトルは、例えば、図２の逆パリティフィールドに属する逆パリティブロックから算出される。第２逆パリティ予測ベクトルは、例えば、図１６の逆パリティピクチャに属する逆パリティブロックから算出される。
【０２０３】
図１８の例では、符号化対象ブロックを含まないピクチャまたはフィールドを参照して算出される予測動きベクトル候補の数は、３である。逆に、別ピクチャまたは別フィールドを参照して算出される予測動きベクトル候補の数が、３つに限定されている場合、画像符号化装置は、３つ以下の追加の候補を算出する。すなわち、この追加の候補の数は、制限値である。制限値は、画像の特性に応じて予め定められていてもよい。
【０２０４】
また、画像符号化装置は、すべての予測動きベクトル候補に対応する上限に従って、追加の候補の制限値よりも少ない数の予測動きベクトル候補を追加で算出してもよい。
【０２０５】
そして、画像符号化装置は、追加の予測動きベクトル候補の数を符号化する。より具体的には、図１の画像符号化装置における可変長符号化部１０５は、１以上の予測動きベクトル候補のうち、符号化対象ブロックを含まないフィールドまたはピクチャに含まれるブロックの動きベクトルからそれぞれ算出される予測動きベクトル候補の数を符号化する。
【０２０６】
一方、画像復号装置は、画像符号化装置で生成された符号化ストリームを取得し、追加の予測動きベクトル候補の数を復号する。より具体的には、図１２の画像復号装置における可変長復号部２０５は、１以上の予測ベクトル候補のうち、復号対象ブロックを含まないフィールドまたはピクチャに含まれるブロックの動きベクトルからそれぞれ算出される予測ベクトル候補の数を復号する。そして、インター予測制御部２２１は、別ピクチャまたは別フィールドを参照して、復号された数の予測動きベクトル候補を算出する。
【０２０７】
図１９は、実施の形態３に係る符号化ストリームを示す図である。例えば、可変長符号化部１０５は、図１９に示された符号化ストリームに、別ピクチャまたは別フィールドを参照して算出される追加の予測動きベクトル候補の数を挿入する。そして、可変長復号部２０５は、符号化ストリームから、追加の予測動きベクトル候補の数を取得する。
【０２０８】
例えば、このような追加の予測動きベクトル候補の数は、ＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）、ＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔ）、または、スライスヘッダに挿入される。
【０２０９】
これにより、符号化側の動作と復号側の動作とが整合する。したがって、符号化側と復号側とで、動きベクトルの予測精度の向上と、処理量の増加の抑制との両立が実現される。
【０２１０】
以上、本発明に係る画像符号化装置および画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。
【０２１１】
例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
【０２１２】
また、本発明に係る画像符号化装置および画像復号装置は、それらに含まれる任意の構成要素を組み合わせて実現される画像符号化復号装置として実現されてもよい。
【０２１３】
また、本発明は、画像符号化装置および画像復号装置として実現できるだけでなく、画像符号化装置および画像復号装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現できる。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
【０２１４】
また、画像符号化装置および画像復号装置に含まれる複数の構成要素は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２１５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０２１６】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、画像符号化装置および画像復号装置に含まれる構成要素の集積回路化を行ってもよい。
【０２１７】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０２１８】
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
【０２１９】
図２０は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
【０２２０】
このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
【０２２１】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２０のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【０２２２】
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
【０２２３】
コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。
【０２２４】
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
【０２２５】
また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
【０２２６】
また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
【０２２７】
以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
【０２２８】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図２１に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。
【０２２９】
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
【０２３０】
図２２は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
【０２３１】
また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
【０２３２】
まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
【０２３３】
また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
【０２３４】
また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
【０２３５】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図２３に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０２３６】
以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
【０２３７】
図２４に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
【０２３８】
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
【０２３９】
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図２２に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
【０２４０】
図２５Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
【０２４１】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２５Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
【０２４２】
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
【０２４３】
携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
【０２４４】
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
【０２４５】
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
【０２４６】
多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
【０２４７】
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
【０２４８】
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
【０２４９】
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
【０２５０】
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
【０２５１】
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【０２５２】
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
【０２５３】
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
【０２５４】
図２６は、多重化データの構成を示す図である。図２６に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
【０２５５】
多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
【０２５６】
図２７は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
【０２５７】
図２８は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２８における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２８の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
【０２５８】
図２９は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２９下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
【０２５９】
また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｍａｐ  Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｌｏｃｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
【０２６０】
図３０はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
【０２６１】
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
【０２６２】
多重化データ情報ファイルは、図３１に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
【０２６３】
多重化データ情報は図３１に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
【０２６４】
ストリーム属性情報は図３２に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
【０２６５】
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
【０２６６】
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図３３に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
【０２６７】
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
【０２６８】
（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３４に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０２６９】
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ  Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
【０２７０】
なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
【０２７１】
また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
【０２７２】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２７３】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０２７４】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０２７５】
（実施の形態７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【０２７６】
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３５は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
【０２７７】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３４のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３４の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態５で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態５で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３７のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
【０２７８】
図３６は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
【０２７９】
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
【０２８０】
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
【０２８１】
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
【０２８２】
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
【０２８３】
（実施の形態８）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【０２８４】
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３８Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、インター予測に特徴を有していることから、例えば、インター予測については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、直交変換、量子化のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０２８５】
また、処理を一部共有化する他の例を図３８Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
【０２８６】
このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２８７】
本発明に係る画像符号化方法および画像復号方法は、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２８８】
１０１  符号化部
１０２  減算部
１０３  直交変換部
１０４  量子化部
１０５  可変長符号化部
１０６、２０６  逆量子化部
１０７、２０７  逆直交変換部
１０８、２０８  加算部
１０９、２０９  ブロックメモリ
１１０、２１０  イントラ予測部
１１１、２１１  フレームメモリ
１１２、２１２  インター予測部
１１３、２１３  スイッチ
１２１、２２１  インター予測制御部（選択部）
１２２、２２２  逆パリティ予測ベクトル算出部（算出部）
１２３、２２３  逆パリティ予測ベクトル追加判定部（判定部）
１２４  ピクチャタイプ決定部
２０１  復号部
２０５  可変長復号部
【図１】
2012096164.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012096164.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012096164.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2012096164.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2012096164.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2012096164.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
2012096164.tif 000027
【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2012096164.tif 000031
【図２９】
2012096164.tif 000032
【図３０】
2012096164.tif 000033
【図３１】
2012096164.tif 000034
【図３２】
2012096164.tif 000035
【図３３】
2012096164.tif 000036
【図３４】
2012096164.tif 000037
【図３５】
2012096164.tif 000038
【図３６】
2012096164.tif 000039
【図３７】
2012096164.tif 000040
【図３８Ａ】
2012096164.tif 000041
【図３８Ｂ】
2012096164.tif 000042
【図３９】
2012096164.tif 000043
【国際調査報告】
2012096164.tif 000044
2012096164.tif 000045
2012096164.tif 000046
2012096164.tif 000047