(57)【要約】【課題】符号化時と復号時における参照画像の不一致を起こすことなく、動画像を分割領域ごとに符号化する。【解決手段】動きベクトル出力部１１は、分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルとフィールド種別とを出力し、参照領域判定部１２は、符号化対象領域のフィールド種別と動きベクトル出力部１１からのフィールド種別との組み合わせごとに参照画像３１の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、動きベクトル出力部１１からの輝度成分の動きベクトルに基づく色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定し、指示すると判定された場合、動きベクトル出力制限部１３は、その輝度成分の動きベクトルが、符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する。【選択図】図１
2010206664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する画像符号化装置において、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルと、当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別とを出力する動きベクトル出力部と、
前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力部からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定する参照領域判定部と、
前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する動きベクトル出力制限部と、
を有することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記参照領域判定部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに異なる計算式を用いて色差成分の動きベクトルを算出し、算出された色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記参照領域判定部は、前記符号化対象領域のフィールド種別がトップフィールドであり、前記参照画像のフィールド種別がボトムフィールドである場合には、前記参照画像の上側の境界外を前記参照禁止領域として設定し、前記符号化対象領域のフィールド種別がボトムフィールドであり、前記参照画像のフィールド種別がトップフィールドである場合には、前記参照画像の下側の境界外を前記参照禁止領域として設定し、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別とが同じ場合には、前記参照禁止領域を設定しないことを特徴とする請求項２記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記参照領域判定部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基にそれぞれ異なる計算式を用いて色差成分の動きベクトルを算出可能な複数の演算処理部を備え、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせに応じて、いずれか１つの前記演算処理部を選択して色差成分の動きベクトルを算出することを特徴とする請求項２記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記参照領域判定部には、輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に当該輝度成分の動きベクトルが指示する参照禁止輝度領域が、前記参照画像の内部領域にあらかじめ設定され、前記参照領域判定部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルが前記参照禁止輝度領域を指示しているか否かを判定し、
前記動きベクトル出力制限部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルが前記参照禁止輝度領域を指示している場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指し示す動きベクトルとして出力されることを禁止することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記動きベクトル出力部、前記参照領域判定部および前記動きベクトル出力制限部をそれぞれ備えて、入力された前記分割画像を符号化する複数の符号化部と、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を前記分割画像に分割し、１つのフィールドの画像から分割した前記分割画像をそれぞれ個別の前記符号化部に入力する画像分割部と、
前記各符号化部により符号化された前記分割画像の符号化データを多重化し、前記入力動画像の符号化データとして出力する多重化部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記入力動画像に含まれるフィールドの最上部に対応する前記分割画像が入力される前記符号化部の前記参照領域判定部では、前記参照禁止領域は前記参照画像の下側の境界外に設定され、前記入力動画像に含まれるフィールドの最下部に対応する前記分割画像が入力される前記符号化部の前記参照領域判定部では、前記参照禁止領域は前記参照画像の上側の境界外に設定され、前記入力動画像に含まれるフィールドの最上部と最下部とを除く領域に対応する前記分割画像が入力される前記符号化部の前記参照領域判定部では、前記参照禁止領域は、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせのうち、１つの組み合わせに対して前記参照画像の上側の境界外に設定され、他の１つの組み合わせに対して前記参照画像の下側の境界外に設定されることを特徴とする請求項６記載の画像符号化装置。
【請求項８】
前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルにより指示される前記参照画像に基づく画像領域と、前記符号化対象領域との類似度に応じた類似度情報を、輝度成分の動きベクトルが出力されるたびに出力する類似度出力部と、
前記類似度出力部からの前記類似度情報と当該類似度情報に対応する輝度成分の動きベクトルとを保持する機能を備え、１つの前記符号化対象領域と類似する領域を探索する間、自身が保持している前記類似度情報と前記類似度算出部から新たに出力された前記類似度情報とに基づき、新たに出力された前記類似度情報に対応する輝度成分の動きベクトルにより指示される画像領域が、自身が保持している輝度成分の動きベクトルにより指示される画像領域より前記符号化対象領域と類似している場合に、新たに出力された前記類似度情報および輝度成分の動きベクトルによって自身が保持している情報を更新する動きベクトル保持部と、
をさらに有し、
前記動きベクトル出力制限部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合には、当該輝度成分の動きベクトルおよびこれに対応する前記類似度情報によって、前記動きベクトル保持部が保持している情報を更新させないことを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項９】
復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する処理を制御する画像符号化制御方法において、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルを出力する動きベクトル出力手段から、参照領域判定手段が、輝度成分の動きベクトルと当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別との入力を受け、
前記参照領域判定手段が、前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力手段からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定し、
動きベクトル出力制限手段が、前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する、
ことを特徴とする画像符号化制御方法。
【請求項１０】
復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する処理を制御する画像符号化制御プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルを出力する動きベクトル出力手段から、輝度成分の動きベクトルと当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別との入力を受け、
前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力手段からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定し、
前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する、
処理を実行させることを特徴とする画像符号化制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する画像符号化装置、画像符号化制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、動画像データはデータ量が大きいため、送信装置から受信装置へ伝送される際、あるいは記憶装置に格納される際には、圧縮符号化処理が施されることが多い。代表的な動画像の圧縮符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣ（International Standardization Organization／International Electrotechnical Commission）で策定されたＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）−２／ＭＰＥＧ−４が広く利用されている。
【０００３】
ＭＰＥＧ方式の特徴的な要素技術として、過去に符号化した時間的に前の画像あるいは前後の画像を参照して、動き予測を行い、その予測値を用いて符号化することが挙げられる。このような符号化の際には、現画像のブロックデータと、すでに符号化された画像を復号した参照画像のブロックデータとを用いて、動きベクトルが算出される。動きベクトルは、ブロック単位で参照画像から現画像に最も類似している位置を検索するブロックマッチング技術などを用いて求められる、ブロック単位の空間的なずれを示す値である。
【０００４】
ところで、ＭＰＥＧ−４では、動きベクトルが入力画像の境界より外側を指していてもよい。換言すると、入力画像の境界外にある領域を参照して動き補償することが可能である。動きベクトルによって指示される領域が入力画像の境界外にある場合、符号化回路の内部で復号された参照画像の境界付近にある画素の値を基に、その参照画像が拡張され、拡張された領域の値が予測値として用いられる。
【０００５】
また、ＩＴＵ（International Telecommunication Union）により勧告されたＨ．２６４は、より少ないデータ量で高画質の動画像を伝送できる圧縮符号化方式として注目されている。このＨ．２６４では、輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成する方法が規定されている。この場合の動きベクトルの生成方法は、動きベクトルの参照元フィールドと参照先フィールドのパリティ（トップフィールドであるか、あるいはボトムフィールドであるか）の組み合わせによって異なる。
【０００６】
これらの組み合わせのうち、特に、両者のパリティが互いに異なる場合には、色差成分の動きベクトルは、輝度成分の動きベクトルが指示する位置より上方または下方を指示するように算出される。従って、この場合には、色差成分の動きベクトルにより指示され得る領域がさらに拡大される。
【０００７】
一方、画素数の多い画像を符号化するためには、膨大な処理が必要となる。そこで、動画像の１ピクチャを複数の分割画像に分割し、各分割画像をそれぞれ個別の符号化器に入力して符号化することが考えられている。この場合、各符号化器は、入力された分割画像を１ピクチャと見なしてそれぞれ独立して符号化を行い、最終的に、各符号化器から出力された符号化データは多重化されて出力される。このような処理によれば、符号化器としてそれぞれ処理能力の低いものを利用できるため、例えば、全体として符号化装置の製造コストを抑制できる場合がある。
【０００８】
また、このように複数の符号化器を用いて分割画像を符号化する方法では、分割前の画像全体のデータを保存して、その画像の任意の画素に対して各符号化器からアクセス可能とされた共有のメモリを設けないようにすることが考えられている。この場合、１つの符号化器がアクセス可能な参照画像の領域は、過去に符号化された画像の領域のうち、その符号化器に入力される分割画像と同じ領域に限定されることになる。このようなシステムとすることで、１つのメモリ当たりで必要な容量を小さくし、製造コストをさらに削減することができる。
【０００９】
なお、上記に関連する技術として、動画像の画面を複数の領域に分割し、各領域ごとに個別の符号化器を用いて符号化する符号化装置において、符号化対象である画面が予測符号化において他の画面群から参照される場合に、その参照が及ぶ分だけ分割領域を拡大して符号化するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、画面内の部分画面に含まれているマクロブロックの動きベクトルを検出する際に、この部分画面に含まれる画像のみを参照画像として使用するようにした符号化装置があった（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
さらに、半画素精度の動きベクトル検出用の探索領域が参照画像のフレーム境界外またはスライス境界外の領域を含むときには、動きベクトル検出に寄与しない補間画素を生成しないように、探索領域画素データメモリからの読み出しアドレスを制御するようにした動きベクトル検出装置があった（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１３５６５４号公報
【特許文献２】特開平１０−２７６４３７号公報
【特許文献３】特開２０００−１６５８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、前述のように、複数の符号化器を用いて分割画像を符号化するシステムでは、各符号化器がアクセス可能な参照画像の領域が、入力された分割画像と同じ領域に限定されるものがある。しかしながら、このようなシステムにおいて、動き補償の際に入力画像の境界外の参照を許可すると、復号の際に誤った予測画像が生成される可能性がある。
【００１４】
具体的には、各符号化器は入力される分割画像を個別のピクチャと見なしているため、対応する分割画像の境界外を参照する場合には、その分割画像の内部の画素のデータを基に参照画像を拡張する。しかし、復号の際に動きベクトルが分割画像の境界外を指示していた場合、復号器は、その分割画像の内部の画素ではなく、隣接する別の分割画像の画素のデータを基に参照画像を拡張してしまうことが十分あり得る。このため、参照画像が符号化時と復号時とで異なる“動き補償ミスマッチ”と呼ばれる事態が発生する。
【００１５】
特に、前述のように、輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成する方法を採った場合には、たとえ輝度成分の動きベクトルが入力画像の内部を指示していたとしても、色差成分の動きベクトルが入力画像の境界外を指示する場合があり得る。このため、このような動きベクトルの生成方法を、上記の複数の符号化器を用いたシステムに適用すると、動き補償ミスマッチが発生する可能性が高まる。
【００１６】
また、このような問題は、例えば、１つの符号化器を用いて、画像データを分割領域ごとに取り込んで符号化した場合でも発生し得る。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、符号化時と復号時における参照画像の不一致を起こすことなく、動画像を分割領域ごとに符号化することが可能な画像符号化装置、画像符号化制御方法およびプログラム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】
【００１７】
上記目的を達成するために、復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する画像符号化装置が提供される。この画像符号化装置は、前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルと、当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別とを出力する動きベクトル出力部と、前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力部からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定する参照領域判定部と、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する動きベクトル出力制限部と、を有する。
【００１８】
このような画像符号化装置では、入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータが、動きベクトル出力部により順次受信される。動きベクトル出力部は、受信したうちの１つの分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルと、この動きベクトルにより参照される参照画像のフィールド種別とを出力する。参照領域判定部は、動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが、あらかじめ設定された参照禁止領域を指示するか否かを判定する。ここで、参照禁止領域は、符号化対象領域のフィールド種別と、動きベクトル出力部からの、参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに、参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外に設定される。動きベクトル出力制限部は、参照領域判定部により、動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが参照禁止領域を指示すると判定された場合に、この輝度成分の動きベクトルが、符号化対象領域に最も類似する領域を指示するものとして出力されることを禁止する。
【発明の効果】
【００１９】
上記の画像符号化装置では、符号化時と復号時における参照画像の不一致を起こすことなく、動画像を分割画像ごとに符号化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態に係る画像符号化装置の構成例を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係る画像符号化装置の構成例を示す図である。
【図３】画面分割部により分割される画像の例を示す図である。
【図４】符号化部の内部構成例を示す図である。
【図５】参照画像の拡張について説明するための図である。
【図６】動きベクトルの指示領域を制限した場合の参照画像の拡張について説明するための図である。
【図７】小数画素精度での動き補償を説明するための図である。
【図８】参照画像の上端における参照禁止領域を説明するための図である。
【図９】参照画像の下端における参照禁止領域を説明するための図である。
【図１０】色差ベクトルにより参照される領域を説明するための図である。
【図１１】動きベクトル演算部の内部構成例を示す図である。
【図１２】輝度ベクトル出力部における処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】輝度ベクトル判定部における処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】色差ベクトル演算部の内部構成例を示す図である。
【図１５】色差ベクトル判定部における処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】参照画像の上端における参照禁止領域を説明するための図である。
【図１７】参照画像の下端における参照禁止領域を説明するための図である。
【図１８】第３の実施の形態に係る動きベクトル演算部の内部構成例を示す図である。
【図１９】第３の実施の形態に係る色差ベクトル判定部における処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】第４の実施の形態に係る動きベクトル演算部の内部構成例を示す図である。
【図２１】第４の実施の形態に係る輝度ベクトル出力部における処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】第５の実施の形態に係るコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る画像符号化装置の構成例を示す図である。
図１に示す画像符号化装置１は、インタレース方式の入力動画像２を符号化する装置である。また、画像符号化装置１で用いられる符号化方式では、輝度成分の動きベクトルを基に所定の演算式により色差成分の動きベクトルを生成することが可能になっている。
【００２２】
さらに、この画像符号化装置１では、入力動画像２に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像ごとに、それぞれ独立して画像データが符号化される。図１の例では、入力動画像２は４つの分割画像２１〜２４に分割されている。そして、分割画像ごとに符号化された符号化データは、図示しない多重化部によって多重化され、これにより入力動画像２の符号化データが生成される。
【００２３】
このような画像符号化装置１は、符号化処理のための機能として、この画像符号化装置１は、動きベクトル出力部１１、参照領域判定部１２および動きベクトル出力制限部１３を備えている。なお、例えば、動きベクトル出力部１１、参照領域判定部１２および動きベクトル出力制限部１３の各機能が分割画像ごとに個別に設けられ、これらの機能により各分割画像が並列に符号化されるようにしてもよい。
【００２４】
動きベクトル出力部１１は、入力動画像２における同じ位置の分割画像の入力を受けて、動き補償のための動きベクトルを出力する。具体的には、動きベクトル出力部１１は、分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の分割画像に基づく参照画像３１から探索するための輝度成分の動きベクトルを出力する。また、その動きベクトルにより参照される参照画像３１のフィールド種別も出力する。なお、参照画像３１は、同じ位置の分割画像のうち、すでに符号化された分割画像の符号化データを復号することで得られたものである。
【００２５】
また、図示しないが、画像符号化装置１では、１つの符号化対象領域に対して、これに類似する領域を参照画像３１から探索するために、動きベクトル出力部１１から複数の動きベクトルが出力される。そして、それらの動きベクトルの中から、符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルが、最終的に符号化される動きベクトルとして出力される。
【００２６】
参照領域判定部１２は、動きベクトル出力部１１からの輝度成分の動きベクトルを基に所定の演算式に従って生成される色差成分の動きベクトルが、あらかじめ設定された参照禁止領域を指示するか否かを判定する。ここで、参照禁止領域は、符号化対象領域のフィールド種別と、動きベクトル出力部１１からの、参照画像３１のフィールド種別との組み合わせごとに、参照画像３１の少なくとも上側の境界外または下側の境界外に設定される。これにより、色差成分の動きベクトルを生成するための演算式が、各フィールド種別の組み合わせごとに異なっている場合に、各演算式に適する参照禁止領域を設定することができる。
【００２７】
なお、参照領域判定部１２による判定処理では、例えば、実際に色差成分の動きベクトルを求めてから、その動きベクトルが指示している領域と参照禁止領域とが比較される。あるいは、参照禁止領域を輝度成分の動きベクトルによって換算した参照禁止輝度領域を設定しておき、色差成分の動きベクトルを求めることなく、元の輝度成分の動きベクトルが指示している領域を参照禁止輝度領域と比較してもよい。
【００２８】
動きベクトル出力制限部１３は、参照領域判定部１２による判定結果に基づき、必要に応じて、動きベクトル出力部１１からの輝度成分の動きベクトルが、符号化対象領域に最も類似する領域を指示する最終的な動きベクトルとして出力されることを禁止する。出力が禁止されるのは、参照領域判定部１２により、動きベクトル出力部１１からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが参照禁止領域を指示すると判定された場合である。
【００２９】
ここで、本実施の形態のように、入力動画像２を分割画像ごとに独立して符号化する場合には、色差成分の動きベクトルが参照画像３１の境界外を指示すると、符号化時と復号時とで、その動きベクトルを基に参照される参照画像が一致しない可能性がある。また、色差成分の動きベクトルは輝度成分の動きベクトルから生成されるので、たとえ輝度成分の動きベクトルが参照画像３１の内部を指示していたとしても、色差成分の動きベクトルが参照画像３１の内部を指示するとは限らない。
【００３０】
従って、上記のように、参照画像３１の境界外に参照禁止領域を設定し、輝度成分の動きベクトルに基づく色差成分の動きベクトルが参照禁止領域を指示すると判定された場合には、その輝度成分の動きベクトルが最終的に出力されないようにする。これにより、符号化時と復号時とで参照画像が一致せず、正しい復号が行われないという事態を防止できる。
【００３１】
次に、動画像の圧縮符号化方式としてＨ．２６４を適用した場合の例を挙げて、実施の形態についてさらに説明する。
〔第２の実施の形態〕
図２は、第２の実施の形態に係る画像符号化装置の構成例を示す図である。
【００３２】
図２に示す画像符号化装置１００は、動画像データの入力を受けて、これを圧縮符号化し、動画像ストリームを出力する装置である。この画像符号化装置１００は、画面分割部１０１と、複数の符号化部１０２ａ〜１０２ｄと、多重化部１０３とを備えている。
【００３３】
画面分割部１０１は、入力画像の１画面を複数のスライスに分割し、各スライスの画像データを個別の符号化部１０２ａ〜１０２ｄに出力する。符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、入力されたスライスのデータをＨ．２６４方式で圧縮符号化する。なお、これらの符号化部は、画面分割部１０１による画像の分割数と同数だけ設けられ、本実施の形態では、例として４つ設けられる。多重化部１０３は、符号化部１０２ａ〜１０２ｄによってそれぞれ符号化されたデータを多重化し、１つの画像のストリームを生成して出力する。
【００３４】
なお、上記の画像符号化装置１００がハードウェアとして構成される場合には、画像符号化装置１００内の各機能は、例えば、１つの半導体基板上に一体に設けられてもよいし、あるいは、各機能のうちの複数の機能が個別の半導体基板上に設けられてもよい。例えば、符号化部１０２ａ〜１０２ｄがそれぞれ個別の半導体集積回路として実現され、これらの回路と、画面分割部１０１および多重化部１０３を含む別の半導体集積回路とが接続される構成としてもよい。
【００３５】
図３は、画面分割部により分割される画像の例を示す図である。
本実施の形態では、例として、画面分割部１０１は、図３に示すように、入力画像を垂直方向に４つのスライスＳＬ１〜ＳＬ４に分割する。スライスＳＬ１〜ＳＬ４は、それぞれ等しい面積（画素数）を有するものとする。そして、符号化部１０２ａはスライスＳＬ１を、符号化部１０２ｂはスライスＳＬ２を、符号化部１０２ｃはスライスＳＬ３を、符号化部１０２ｄはスライスＳＬ４を、それぞれ圧縮符号化する。
【００３６】
このような構成とすることにより、各符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、画面分割部１０１に入力される１画面分の画像を符号化する能力を備える必要がなくなる。このため、例えば、符号化部１０２ａ〜１０２ｄをそれぞれ個別の回路として実現した場合には、各回路として、処理能力の低い比較的安価な回路を用いることができる。
【００３７】
図４は、符号化部の内部構成例を示す図である。なお、図２に示した符号化部１０２ａ〜１０２ｄについては、基本的な構成を同じとすることができる。このため、以下の説明では、これらの符号化部１０２ａ〜１０２ｄを“符号化部１０２”としてまとめて説明する。
【００３８】
符号化部１０２は、マクロブロック（ＭＢ）生成部１１１、予測誤差信号生成部１１２、直交変換部１１３、量子化部１１４、エントロピー符号化部１１５、逆量子化部１１６、逆直交変換部１１７、参照画像生成部１１８、参照画像記憶部１１９、イントラ予測画像生成部１２０、インター予測画像生成部１２１、動きベクトル演算部１２２および予測画像選択部１２３を備えている。
【００３９】
マクロブロック生成部１１１は、入力されたスライスを、１６画素×１６画素のブロックであるマクロブロックに分割し、予測誤差信号生成部１１２および動きベクトル演算部１２２に出力する。以下、マクロブロック単位の画像データを“ブロックデータ”と呼ぶ。
【００４０】
予測誤差信号生成部１１２は、マクロブロック生成部１１１からのブロックデータと、予測画像選択部１２３からの予測画像のデータとの差分を演算することにより、予測誤差信号を生成する。直交変換部１１３は、予測誤差信号生成部１１２からの予測誤差信号を直交変換し、水平方向および垂直方向の周波数成分に分離された信号を出力する。量子化部１１４は、直交変換部１１３からの出力信号を量子化する。これにより、予測誤差信号の符号量が低減される。
【００４１】
エントロピー符号化部１１５は、量子化部１１４からの量子化データをエントロピー符号化し、符号化画像データを出力する。ここで、エントロピー符号化とは、シンボルの出現頻度に応じて可変長の符号を割り当てる符号化方式を指す。
【００４２】
逆量子化部１１６は、量子化部１１４からの量子化データを逆量子化する。逆直交変換部１１７は、逆量子化部１１６からの出力データに逆直交変換処理を施す。これにより、符号化前の予測誤差信号と同程度の信号が得られる。
【００４３】
参照画像生成部１１８は、インター予測画像生成部１２１により動き補償されたブロックデータと、逆量子化部１１６および逆直交変換部１１７によって復号された予測誤差信号とを加算する。これにより、動き補償された参照画像のブロックデータが生成され、参照画像記憶部１１９に格納される。
【００４４】
イントラ予測画像生成部１２０は、同じピクチャ（ここではスライス）におけるすでに符号化された周辺画素から、予測画像のブロックデータを生成する。一方、インター予測画像生成部１２１は、参照画像記憶部１１９から読み込んだ参照画像のデータを、動きベクトル演算部１２２から出力される動きベクトルによって動き補償することにより、動き補償された予測画像のブロックデータを生成する。
【００４５】
動きベクトル演算部１２２は、マクロブロック生成部１１１から出力された現画像のブロックデータと、参照画像記憶部１１９から読み込んだ参照画像のデータとを基に、動きベクトルを算出する。動きベクトルは、原画像と参照画像との間のブロック単位での空間的なずれを示す値であり、参照画像から現画像に最も類似している位置をブロック単位で探索するブロックマッチング技術を用いて求められる。
【００４６】
予測画像選択部１２３は、イントラ予測画像生成部１２０またはインター予測画像生成部１２１のどちらか一方から出力される予測画像を選択し、予測誤差信号生成部１１２および参照画像生成部１１８に出力する。
【００４７】
次に、このような符号化部１０２の動きベクトル演算部１２２において、輝度成分の動きベクトルが指示する領域を制限する方法について説明する。なお、以下の説明では、動きベクトルにより指示されることを禁止する領域を、“参照禁止領域”と呼ぶ。
【００４８】
上記の符号化部１０２においては、符号化処理の過程で参照画像が復号されて、そのデータが参照画像記憶部１１９に記憶される。ここで、参照画像記憶部１１９としては、図２の符号化部１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれにおいて個別の記憶回路として設けられてもよいし、あるいは、同じ記憶回路が共用されてもよい。ただし、いずれの場合でも、符号化部１０２ａ〜１０２ｄがそれぞれ備える参照画像記憶部１１９の記憶領域は、それぞれ個別の領域とされる。そして、互いに他の符号化部に対応する記憶領域にはアクセスできなくなっている。従って、各符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれに入力されるスライスを個別のピクチャと見なし、それぞれ独立して符号化処理を実行する。
【００４９】
一方、Ｈ．２６４では、動き補償の際に、動きベクトルが指示する領域を、入力画像の領域の境界の外側とすることが許容されている。換言すると、Ｈ．２６４では、入力画像の境界外にある領域を参照して動き補償することが可能となっている。動きベクトルによって指示される領域が入力画像の境界外にある場合、インター予測画像生成部１２１は、参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像のデータのうち、その境界付近にある画素のデータを基に参照画像を拡張する。そして、拡張した領域の画素のデータを予測値として出力する。
【００５０】
拡張領域の画素の座標（ｘ’，ｙ’）は、例えば次の式（１）および式（２）によって求められる。そして、これらの式により求められたデータが、動きベクトルによって参照される拡張領域の画素のデータとして出力される。
ｘ’＝ｍｉｎ（ｍａｘ（ｘ＋ｄｘ，０），ｈ＿ｓｉｚｅ−１）              ……（１）
ｙ’＝ｍｉｎ（ｍａｘ（ｙ＋ｄｙ，０），ｖ＿ｓｉｚｅ−１）              ……（２）
なお、（ｘ、ｙ）は、符号化対象画素の座標、（ｄｘ、ｄｙ）は、符号化対象画素の動きベクトル、（ｈ＿ｓｉｚｅ，ｖ＿ｓｉｚｅ）は、符号化対象画像の水平／垂直方向の各画素数をそれぞれ示す。また、ｍｉｎ（ｊ，ｋ）は、ｊ，ｋのうちの小さい方の値を出力するための演算子であり、ｍａｘ（ｊ，ｋ）は、ｊ，ｋのうちの大きい方の値を出力するための演算子である。
【００５１】
ここで、図５は、参照画像の拡張について説明するための図である。
符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれ、入力されたスライスＳＬ１〜ＳＬ４を１つのピクチャと見なし、それぞれ独立して符号化処理を行う。このため、符号化部１０２ａが備える参照画像記憶部１１９には、スライスＳＬ１と同じ領域に対応する参照画像のデータが記憶される。同様に、符号化部１０２ｂが備える参照画像記憶部１１９には、スライスＳＬ２と同じ領域に対応する参照画像のデータが記憶される。また、符号化部１０２ｃが備える参照画像記憶部１１９には、スライスＳＬ３と同じ領域に対応する参照画像のデータが記憶される。また、符号化部１０２ｄが備える参照画像記憶部１１９には、スライスＳＬ４と同じ領域に対応する参照画像のデータが記憶される。
【００５２】
このような符号化部１０２ａ〜１０２ｄにおいて、動き補償の際に、動きベクトルが入力画像の領域の境界外を指示したとする。この場合、符号化部１０２ａ〜１０２ｄのインター予測画像生成部１２１は、参照画像の領域をそれぞれに入力されたスライスＳＬ１〜ＳＬ４の境界外まで拡張し、拡張された参照画像のデータを基に予測画像のデータを生成する。
【００５３】
図５では、スライスＳＬ１〜ＳＬ４を拡張した領域を、網掛けを付して示している。例えば、符号化部１０２ａのインター予測画像生成部１２１は、スライスＳＬ１の領域に対応する参照画像の境界内のデータを基に、スライスＳＬ１の４辺の周囲を拡張した領域のデータを予測画像のデータとして出力し得る。同様に、例えば、符号化部１０２ｂのインター予測画像生成部１２１は、スライスＳＬ２の領域に対応する参照画像の境界内のデータを基に、スライスＳＬ２の４辺の周囲を拡張した領域のデータを予測画像のデータとして出力し得る。
【００５４】
ところが、このような手法により予測画像が生成されると、復号の際に符号化時とは異なる参照画像が生成される“動き補償ミスマッチ”が発生する可能性がある。この事態は、隣接するスライスとスライスとの間の領域が、動きベクトルによって指示された場合に発生する。
【００５５】
例えば、符号化部１０２ａでの動き補償の際に、動きベクトルがスライスＳＬ１の下側の領域Ｒ１を指示した場合、スライスＳＬ１の領域に対応する参照画像のデータを基に領域Ｒ１のデータが生成される。一方、上記構成の画像符号化装置１００により符号化された画像データが復号される際には、領域Ｒ１の予測値は、隣接するスライスＳＬ２の領域のデータを基に生成される可能性がある。このような場合、動き補償ミスマッチが発生し、正しい画像が復号されない。
【００５６】
また、符号化部１０２ｂでの動き補償の際に、動きベクトルがスライスＳＬ２の上側の領域Ｒ２を指示した場合、スライスＳＬ２の領域に対応する参照画像のデータを基に領域Ｒ２のデータが生成される。一方、上記構成の画像符号化装置１００により符号化された画像データが復号される際には、領域Ｒ２の予測値は、隣接するスライスＳＬ１の領域のデータを基に生成される可能性がある。このような場合にも、動き補償ミスマッチが発生し、正しい画像が復号されない。
【００５７】
図６は、動きベクトルの指示領域を制限した場合の参照画像の拡張について説明するための図である。
上記のような動き補償ミスマッチの発生を防止するために、符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、図６に示すように、動き補償の際に、スライス間の拡張領域を指示しないように動きベクトルが指示する領域を制限する。例えば、符号化部１０２ａは、スライスＳＬ１に対応する領域の下側を参照禁止領域とする。また、符号化部１０２ｂは、スライスＳＬ２に対応する領域の上側および下側の両方を参照禁止領域とし、符号化部１０２ｃは、スライスＳＬ３に対応する領域の上側および下側の両方を参照禁止領域とする。また、符号化部１０２ｄは、スライスＳＬ４に対応する領域の上側を参照禁止領域とする。
【００５８】
なお、このような処理を実行させるために、少なくとも符号化部１０２ｂ，１０２ｃはそれぞれ同じ構成とすることができる。ただし、符号化部１０２ａ，１０２ｄも、符号化部１０２ｂ，１０２ｃと同様に、それぞれスライスＳＬ１，ＳＬ４に対応する領域の上側および下側の両方を参照禁止領域としてもよい。これにより、すべての符号化部１０２ａ〜１０２ｄの構成を同じにすることができ、画像符号化装置１００の製造効率が高められる。
【００５９】
次に、図７は、小数画素精度での動き補償を説明するための図である。
Ｈ．２６４では、１／２画素および１／４画素という小数画素精度での動き補償を行うことが可能になっている。動きベクトルによってこのような小数画素が指示された場合、小数画素のデータは、その周囲の整数画素のデータを基にフィルタ演算によって演算される。
【００６０】
ところが、動きベクトルによって小数画素が指示されると、たとえその小数画素が対応するスライスの境界内に存在しても、画素データの演算の過程でスライスの境界外の画素のデータが用いられる場合がある。このため、上記のように、符号化部１０２ａ〜１０２ｄがそれぞれ独立して符号化処理を行う場合には、動き補償ミスマッチが発生することがある。
【００６１】
図７では、参照画像に含まれる整数画素を実線で示し、整数画素の間に設定し得る小数画素を点線で示している。また、各画素の中の文字は、その画素のデータを示している。１／２画素の例としては、整数画素Ｐ１，Ｐ２の中間に位置する小数画素Ｐ１１が、動きベクトルによって指示される場合がある。この小数画素Ｐ１１のデータは、小数画素Ｐ１１を挟んで水平方向に並列する６つの整数画素のデータを基に、６タップフィルタを用いて求めることができる。フィルタ係数を（１，−５，２０，２０，−５，１）とすると、小数画素Ｐ１１のデータｃは次の式（３）および式（４）によって求められる。
ｃ１＝Ａ−５＊Ｂ＋２０＊Ｃ＋２０＊Ｄ−５＊Ｅ＋Ｆ                      ……（３）
ｃ＝（ｃ１＋１６）＞＞５                                              ……（４）
なお、式（４）において、“＞＞Ｘ”は、Ｘビット分の右ビットシフトを表す演算子である。
【００６２】
また、１／２画素の他の例として、整数画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の中間に位置する小数画素Ｐ１２が、動きベクトルによって指示される場合もある。この小数画素Ｐ１２のデータｇは、次の式（５）および式（６）によって求めることができる。
ｇ１＝ａ−５＊ｂ＋２０＊ｃ１＋２０＊ｄ１−５＊ｅ＋ｆ                  ……（５）
ｇ＝（ｇ１＋５１２）＞＞１０                                          ……（６）
なお、式（５）において、データｄ１は、データｃ１と同様の演算方法により、小数画素Ｐ１３を挟んで水平方向に並列する６つの整数画素のデータを基に求められる。また、データａ，ｂは、データｃと同様の演算方法により、それぞれ小数画素Ｐ１４，Ｐ１５を挟んで水平方向に並列する６つの整数画素のデータを基に求められる。
【００６３】
ここで、整数画素Ｐ１，Ｐ２が配置された列が、参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像における最も上側の列であったとする。このとき、動きベクトルによって小数画素Ｐ１１や小数画素Ｐ１２が指示されると、各画素のデータの演算のために、参照画像の境界外の整数画素のデータが利用される。符号化部１０２ａ〜１０２ｄがそれぞれ独立して符号化処理を行う場合、参照画像の境界外の整数画素のデータは、境界内の画素のデータを基に生成される。
【００６４】
また、１／４画素の例として、小数画素Ｐ１１，Ｐ１２の中間に位置する小数画素Ｐ２１が、動きベクトルによって指示される場合がある。あるいは、小数画素Ｐ１２，Ｐ１３の中間に位置する小数画素Ｐ２２が、動きベクトルによって指示される場合もある。これらの小数画素Ｐ２１，Ｐ２２のデータは、各小数画素を挟んで垂直方向に並列する６つの１／２画素のデータを基に演算される。従って、整数画素Ｐ１，Ｐ２が配置された列が参照画像における最上列である場合には、動きベクトルにより小数画素Ｐ２１，Ｐ２２が指示された場合にも、各画素のデータの演算のために参照画像の境界外の整数画素のデータが利用されることになる。符号化部１０２ａ〜１０２ｄがそれぞれ独立して符号化処理を行う場合、参照画像の境界外の整数画素のデータは、境界内の領域に対応する参照画像のデータを基に生成される。
【００６５】
しかしながら、これらの例のように、符号化処理の過程において参照画像の境界外の画素のデータが利用された場合、復号の際には、符号化時とは異なる参照画像が生成されることがある。例えば、復号の際に、小数画素Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２のデータを算出するためには、整数画素Ｐ１，Ｐ２を含む列より上側のスライスに対応する参照画像のデータが利用される場合がある。このとき、動き補償ミスマッチが発生する。
【００６６】
このような事態を防止するために、符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、次の図８および図９に示すように、動き補償の際に、入力されたスライスに対応する領域の境界に近い特定の領域を指示しないように、動きベクトルが指示する領域を制限する。
【００６７】
図８は、参照画像の上端における参照禁止領域を説明するための図である。
この図８は、参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像の上端付近の領域を示しており、図８中の一点鎖線が、参照画像の上側の画面境界を示している。ここで、図６において説明したように、少なくとも符号化部１０２ｂ〜１０２ｄは、入力されたスライスに対応する領域の上側を参照禁止領域としている。
【００６８】
これらの符号化部１０２ｂ〜１０２ｄでは、さらに、それぞれの参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像の領域のうち、上端部に対応するｙ＝０の列からｙ＝ｎ（ただし、ｎは１以上の整数）の列までの各列に挟まれる領域を、参照禁止領域とする。例えば、本実施の形態のように、６タップフィルタによる小数画素のデータを演算する場合、ｎは“２”とされる。従って、図８に示すように、参照画像におけるｙ＝０の列とｙ＝１の列とに挟まれる小数画素の領域Ｒ１１と、ｙ＝１の列とｙ＝２の列とに挟まれる小数画素の領域Ｒ１２とが、参照禁止領域とされる。これにより、動き補償ミスマッチの発生が防止される。
【００６９】
また、図９は、参照画像の下端における参照禁止領域を説明するための図である。
この図９は、参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像の下端付近の領域を示しており、図９中の一点鎖線が、参照画像の下側の画面境界を示している。ここで、図６において説明したように、少なくとも符号化部１０２ａ〜１０２ｃは、入力されたスライスに対応する領域の下側を参照禁止領域としている。
【００７０】
ここで、入力されたスライスが、垂直方向に対してｙ＝０からｙ＝ｍまでの（ｍ＋１）個の整数画素を有するものとする。このとき、これらの符号化部１０２ｂ〜１０２ｄでは、さらに、それぞれの参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像の領域のうち、下端部に対応するｙ＝ｍの列からｙ＝ｍ−ｎの列までの各列に挟まれる領域を、参照禁止領域とする。例えば、本実施の形態のように、６タップフィルタによる小数画素のデータを演算する場合、ｎは“２”とされる。従って、図９に示すように、参照画像におけるｙ＝ｍの列とｙ＝ｍ−１の列とに挟まれる小数画素の領域Ｒ１３と、ｙ＝ｍ−１の列とｙ＝ｍ−２の列とに挟まれる小数画素の領域Ｒ１４とが、参照禁止領域とされる。これにより、動き補償ミスマッチの発生が防止される。
【００７１】
なお、符号化部１０２ａ〜１０２ｄをすべて同じ構成とするために、符号化部１０２ａ〜１０２ｄのすべてにおいて上記の領域Ｒ１１〜Ｒ１４を参照禁止領域としてもよい。
次に、Ｈ．２６４における色差成分の動きベクトルの生成方法について説明する。なお、以下の説明では、輝度成分の動きベクトルを“輝度ベクトル”、色差成分の動きベクトルを“色差ベクトル”と呼ぶことにする。
【００７２】
Ｈ．２６４では、インタレース方式の動画像について、復号時に輝度ベクトルを基に色差ベクトルを生成する方法が規定されている。この規定では、色差ベクトルの垂直方向成分の演算方法が、符号化対象の画像領域（以下、参照元フィールドと呼ぶ）のパリティ（フィールド種別）と参照先の画像領域（以下、参照先フィールドと呼ぶ）のパリティとの組み合わせによって異なっている。
【００７３】
参照元フィールドのパリティと参照先フィールドのパリティとが同じである場合には、色差ベクトルの垂直方向成分ＭＶＣｙは、輝度ベクトルの垂直方向成分ＭＶｙを基に次の式（７）によって求められる。
ＭＶＣｙ＝ＭＶｙ／２                                                  ……（７）
また、参照元フィールドのパリティと参照先フィールドのパリティとが異なる場合には、パリティの組み合わせに応じて次の２通りの演算方法により色差ベクトルが求められる。参照元フィールドがトップフィールド、参照先フィールドがボトムフィールドの場合、色差ベクトルの垂直方向成分ＭＶＣｙは次の式（８）によって求められる。
ＭＶＣｙ＝（ＭＶｙ／２）−（１／４）                                  ……（８）
また、参照元フィールドがボトムフィールド、参照先フィールドがトップフィールドの場合、色差ベクトルの垂直方向成分ＭＶＣｙは次の式（９）によって求められる。
ＭＶＣｙ＝（ＭＶｙ／２）＋（１／４）                                  ……（９）
ここで、図１０は、色差ベクトルにより参照される領域を説明するための図である。
【００７４】
この図１０では、例として、スライスＳＬ１に対応する参照画像において動きベクトルにより参照される領域を示している。また、符号化対象のマクロブロックのパリティがボトムフィールドであり、参照画像のパリティがトップフィールドであるものとする。この場合、上記の式（９）により色差ベクトルの垂直方向成分が求められる。
【００７５】
図１０において、符号化対象画像における所定位置のマクロブロックを符号化する際に、輝度ベクトルＭＶが算出されたものとする。このとき、参照画像では、輝度ベクトルＭＶにより、実線で示した領域Ｒ２１が参照される。また、色差ベクトルＭＶＣは、上記の式（９）に基づき、輝度ベクトルＭＶを下方向に１／４画素分だけシフトしたベクトルとして求められる。このとき、参照画像では、色差ベクトルＭＶＣにより、破線で示した領域Ｒ２２が参照される。
【００７６】
ここで、図１０の例のように、輝度ベクトルＭＶにより参照される領域Ｒ２１が参照画像の下端付近に存在する場合には、色差ベクトルＭＶＣにより参照される領域Ｒ２２は、参照画像の境界外の領域を含む場合があり得る。色差ベクトルＭＶＣにより参照される領域が参照画像の境界外にある場合には、前述の輝度ベクトルの場合と同様に、参照画像の境界内のデータを基に参照画像の周囲を拡張したデータが、予測画像のデータとして出力される。
【００７７】
しかしながら、スライスＳＬ１を符号化する符号化部１０２ａでは、輝度ベクトルの場合と同様に、色差ベクトルにより参照画像の境界より下側領域が参照された場合には、動き補償ミスマッチが発生する可能性が生じる。このことは、符号化部１０２ｂ，１０２ｃでも同様である。
【００７８】
一方、符号化対象のマクロブロックのパリティがトップフィールドであり、参照画像のパリティがボトムフィールドであった場合には、上記の式（８）により色差ベクトルの垂直方向成分が求められる。この場合、輝度ベクトルにより参照画像の境界内が参照されたとしても、色差ベクトルにより参照画像の境界より上側領域が参照されることがあり得る。符号化部１０２ａ〜１０２ｃでは、輝度ベクトルの場合と同様に、色差ベクトルにより参照画像の境界より上側領域が参照された場合には、動き補償ミスマッチが発生する可能性が生じる。
【００７９】
そこで、符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、符号化対象のマクロブロックのパリティと参照画像のパリティとの組み合わせに応じて、色差ベクトルにより参照画像の境界より上側領域あるいは下側領域が参照されないように、輝度ベクトルの出力を制限する。これにより、色差成分の動き補償における動き補償ミスマッチの発生を防止する。
【００８０】
次に、上記のような動きベクトルの出力制限機能を備えた動きベクトル演算部１２２の具体的な構成について説明する。
図１１は、動きベクトル演算部の内部構成例を示す図である。
【００８１】
動きベクトル演算部１２２は、輝度ベクトル出力部１３０、輝度ベクトル判定部１４０、色差ベクトル判定部１５０および輝度ベクトル制限部１６０を備えている。
輝度ベクトル出力部１３０は、マクロブロック生成部１１１から、符合化対象のマクロブロック（以下、参照元ブロックと呼ぶ）と、そのマクロブロックの位置とを受信する。そして、参照元ブロックに類似する画像領域を、参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像から探索し、参照元ブロックに最も類似する画像領域を指示する輝度ベクトルを出力する。このような処理のために、輝度ベクトル出力部１３０は、輝度ベクトル生成部１３１、予測画像生成部１３２、コスト演算部１３３および最小コストベクトル更新部１３４を備えている。
【００８２】
輝度ベクトル生成部１３１は、参照元ブロックに類似する画像領域を探索するための参照画像における参照位置を指定する。具体的には、輝度ベクトル生成部１３１は、参照先とする参照画像のパリティを指定するとともに、参照元ブロックの位置を基準とした参照先の位置を示す輝度ベクトルを出力する。本実施の形態では、輝度ベクトルにより最小で１／４画素単位の位置を指定することが可能になっている。
【００８３】
予測画像生成部１３２は、参照画像記憶部１１９に記憶された参照画像のデータのうち、輝度ベクトル生成部１３１から参照先として指定されたパリティのデータを読み込む。そして、参照元ブロックの位置と、輝度ベクトル生成部１３１からの輝度ベクトルとを基に、参照画像における参照位置を求め、参照画像から参照位置に対応する予測画像を生成する。予測画像は、参照元ブロックと同じ１６画素×１６画素の大きさを有する。また、予測画像生成部１３２は、例えば、輝度ベクトルにより小数画素単位の領域が指示された場合や、輝度ベクトルにより参照画像の境界外の領域が指示された場合などには、必要に応じて、参照画像の拡張処理やフィルタ演算などを実行する。
【００８４】
コスト演算部１３３は、予測画像生成部１３２により生成された予測画像と、参照元ブロックとの類似度を示すコストを演算する。コストＣＳＴは、次の式（１０）に示すように、参照元ブロック内の各画素のデータＣｕｒｒ＿Ｐｉｘと、予測画像内の各画素のデータＰｒｅｄ＿Ｐｉｘとの差分絶対値和として算出される。
ＣＳＴ＝Σ｜Ｃｕｒｒ＿Ｐｉｘ−Ｐｒｅｄ＿Ｐｉｘ｜                    ……（１０）
コスト演算部１３３は、算出されたコストを、輝度ベクトル生成部１３１からの輝度ベクトルおよびパリティとともに、最小コストベクトル更新部１３４に出力する。また、コスト演算部１３３は、輝度ベクトルを輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０に出力するとともに、パリティを色差ベクトル判定部１５０に出力する。
【００８５】
最小コストベクトル更新部１３４は、コスト演算部１３３から順次出力されるコストのうち最小の値を、メモリ１３４ａに常に保持するとともに、コストが最小値のときの輝度ベクトルおよびパリティもメモリ１３４ａに保持する。ただし、最小コストベクトル更新部１３４は、輝度ベクトル制限部１６０から更新禁止信号を受信したときは、そのときにコスト演算部１３３から受信したコストが最小値であっても、保持している情報を更新しない。
【００８６】
輝度ベクトル判定部１４０、色差ベクトル判定部１５０および輝度ベクトル制限部１６０は、動き補償ミスマッチが発生しないように、輝度ベクトル出力部１３０から出力される輝度ベクトルを制限するために設けられている。輝度ベクトル判定部１４０は、Ｈ．２６４方式を除くＭＰＥＧ−４方式での動き補償ミスマッチ、すなわち、輝度ベクトルが入力画像の境界外と境界付近の少数画素とをそれぞれ指示することに起因する動き補償ミスマッチの発生を防止するためのものである。一方、色差ベクトル判定部１５０は、Ｈ．２６４方式での動き補償ミスマッチ、すなわち、輝度ベクトルに基づいて色差ベクトルが生成されることに起因する動き補償ミスマッチの発生を防止するためのものである。このように、Ｈ．２６４方式での動き補償ミスマッチを防止する機能を付加した構成とすることで、ＭＰＥＧ−４方式に対応していた動きベクトル演算部１２２の構成変更を最小限に留めながら、Ｈ．２６４方式にも対応できるようにしている。
【００８７】
輝度ベクトル判定部１４０は、現在の参照先を示す輝度ベクトルをコスト演算部１３３から受信するとともに、符号化対象のマクロブロックの位置をマクロブロック生成部１１１から受信する。そして、これらの情報を基に、現在の参照先を示す輝度ベクトルが、上記の図６、図８、図９で説明した参照禁止領域を指示しているか否かを判定し、その判定結果を示す判定フラグを輝度ベクトル制限部１６０に対して出力する。ここでは、輝度ベクトルが参照禁止領域を指示している場合に、判定フラグが“１”とされるものとする。
【００８８】
本実施の形態では、輝度ベクトル判定部１４０は、整数画素領域判定部１４１、１／２画素領域判定部１４２および１／４画素領域判定部１４３を備えている。整数画素領域判定部１４１は、輝度ベクトルにより整数画素単位での探索が行われたときに、輝度ベクトルが参照禁止領域を指示しているか否かを判定する。１／２画素領域判定部１４２は、輝度ベクトルにより１／２画素単位での探索が行われたときに、輝度ベクトルが参照禁止領域を指示しているか否かを判定する。１／４画素領域判定部１４３は、輝度ベクトルにより１／４画素単位での探索が行われたときに、輝度ベクトルが参照禁止領域を指示しているか否かを判定する。
【００８９】
前述の通り、輝度ベクトルの参照禁止領域は、符号化対象とするスライスの位置によって異なる。従って、符号化部１０２ａ〜１０２ｄにそれぞれ設けられた輝度ベクトル判定部１４０では、それぞれが符号化対象とするスライスの位置に応じて、参照禁止領域が設定される。また、例えば、符号化部１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれの輝度ベクトル判定部１４０に対して、符号化対象とするスライスの位置を示すスライス位置情報が入力されるようにしてもよい。そして、各輝度ベクトル判定部１４０は、入力されたスライス位置情報に応じて参照禁止領域を設定するようにしてもよい。この場合、符号化部１０２ａ〜１０２ｄを同じ構成とすることができる。
【００９０】
色差ベクトル判定部１５０は、現在の参照先を示す輝度ベクトルおよびパリティをコスト演算部１３３から受信するとともに、符号化対象のマクロブロックの位置をマクロブロック生成部１１１から受信する。そして、これらの情報を基に、現在の参照先を示す輝度ベクトルから生成される色差ベクトルが、前述したような動き補償ミスマッチを起こす可能性のある領域を指示しているか否かを判定する。さらに、その判定結果を示す判定フラグを輝度ベクトル制限部１６０に対して出力する。ここでは、輝度ベクトルが動き補償ミスマッチを引き起こす領域を指示している場合に、判定フラグが“１”とされるものとする。
【００９１】
本実施の形態では、色差ベクトル判定部１５０は、色差ベクトル演算部１５１および色差ベクトル領域判定部１５２を備えている。
色差ベクトル演算部１５１は、コスト演算部１３３からの輝度ベクトルを基に色差ベクトルを演算する。この色差ベクトル演算部１５１は、コスト演算部１３３から出力されるパリティと、マクロブロック生成部１１１から受信したマクロブロックのパリティとの組み合わせに応じて、前述の式（７）〜式（９）のいずれか１つに従って色差ベクトルを演算する。
【００９２】
色差ベクトル領域判定部１５２は、符号化対象のマクロブロックの位置を基に、色差ベクトル演算部１５１によって算出された色差ベクトルが指示する領域を認識する。そして、色差ベクトル演算部１５１によって算出された色差ベクトルが、動き補償ミスマッチを起こす可能性のある参照禁止領域を指示しているか否かを判定し、判定結果に応じた判定フラグを出力する。
【００９３】
ここで、色差ベクトルによる参照禁止領域は、コスト演算部１３３から出力される、参照画像のパリティと、マクロブロック生成部１１１から受信した、参照元ブロックのパリティとの組み合わせに応じて、異なる領域に設定される。本実施の形態では、参照元ブロックがトップフィールド、参照画像がボトムフィールドの場合、参照画像の上側の境界外が参照禁止領域に設定される。また、参照元ブロックがボトムフィールド、参照画像がトップフィールドの場合、参照画像の下側の境界外が参照禁止領域に設定される。また、各パリティが同じ場合には、参照禁止領域は設定されない。
【００９４】
さらに、輝度ベクトル判定部１４０と同様に、色差ベクトル判定部１５０でも、色差ベクトルによる参照禁止領域は、符号化対象とするスライスの位置に応じて異なる位置に設定される。また、例えば、符号化部１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれの色差ベクトル判定部１５０に対して、符号化対象とするスライスの位置を示すスライス位置情報が入力されてもよい。そして、各色差ベクトル判定部１５０は、入力されたスライス位置情報に応じて参照禁止領域を設定するようにしてもよい。この場合、符号化部１０２ａ〜１０２ｄを同じ構成とすることができる。
【００９５】
なお、スライス位置情報は、例えば、画面分割部１０１から入力される。あるいは、スライス位置情報は、各符号化部１０２ａ〜１０２ｄが備えるメモリにあらかじめ記憶されていてもよい。
【００９６】
輝度ベクトル制限部１６０は、輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０からの各判定フラグの値に応じて、最小コストベクトル更新部１３４に対して更新禁止信号を出力する。本実施の形態では、輝度ベクトル制限部１６０は、輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０のそれぞれから判定フラグの供給を受け、これらの論理和をとる。すなわち、輝度ベクトル判定部１４０からの判定フラグ、または色差ベクトル判定部１５０からの判定フラグのどちらか一方でも“１”であれば、更新禁止信号が出力される。
【００９７】
図１２は、輝度ベクトル出力部における処理手順を示すフローチャートである。なお、この図１２に示す処理は、マクロブロック生成部１１１からマクロブロックが入力されるごとに実行される。
【００９８】
［ステップＳ１１］輝度ベクトル生成部１３１は、参照先の位置を示す輝度ベクトルと、参照先とする参照画像のパリティとを、予測画像生成部１３２およびコスト演算部１３３に出力する。
【００９９】
［ステップＳ１２］予測画像生成部１３２は、輝度ベクトル生成部１３１からの輝度ベクトルおよびパリティに従って、予測画像を生成する。
［ステップＳ１３］コスト演算部１３３は、マクロブロック生成部１１１からのマクロブロックと、予測画像生成部１３２により生成された予測画像の各データを基に、上記の式（１０）に従ってコストを算出する。そして、算出したコストを、輝度ベクトル生成部１３１からの輝度ベクトルおよびパリティとともに、最小コストベクトル更新部１３４に出力する。
【０１００】
このとき、コスト演算部１３３からは、輝度ベクトル判定部１４０に対して輝度ベクトルが出力されるとともに、色差ベクトル判定部１５０に対して、輝度ベクトルと参照画像のパリティとが出力される。輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０では、コスト演算部１３３からの情報を基に判定処理を実行し、判定結果をそれぞれの判定フラグに反映する。
【０１０１】
［ステップＳ１４］最小コストベクトル更新部１３４は、コスト演算部１３３により算出されたコストの値が、メモリ１３４ａに保持しているコストの値より小さいか否かを判定する。算出されたコストの方が小さい場合には、ステップＳ１５の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ１７の処理が実行される。
【０１０２】
［ステップＳ１５］最小コストベクトル更新部１３４は、輝度ベクトル制限部１６０から更新禁止信号を受信しているか否かを判定する。受信している場合には、ステップＳ１７の処理が実行され、受信していない場合には、ステップＳ１６の処理が実行される。
【０１０３】
［ステップＳ１６］最小コストベクトル更新部１３４は、メモリ１３４ａに保持している情報を、コスト演算部１３３からのコスト、輝度ベクトルおよびパリティで更新する。
［ステップＳ１７］ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が実行されると、最小コストベクトル更新部１３４は、輝度ベクトル生成部１３１に対して、次の参照先の位置を指定するように要求する。輝度ベクトル生成部１３１は、１つのマクロブロックの符号化のためのすべての参照先を指定したか否かを判定する。
【０１０４】
ここで、指定していない参照先が残っている場合には、ステップＳ１１の処理が再度実行され、輝度ベクトル生成部１３１により、次の参照先を指示する輝度ベクトルおよびパリティが出力される。一方、すべての参照先の指示が完了した場合には、輝度ベクトル生成部１３１はそのことを最小コストベクトル更新部１３４に通知し、この後、ステップＳ１８の処理が実行される。
【０１０５】
［ステップＳ１８］最小コストベクトル更新部１３４は、メモリ１３４ａに現在保持している輝度ベクトルおよびパリティを、エントロピー符号化部１１５およびインター予測画像生成部１２１に出力する。そして、メモリ１３４ａに保持している情報をすべてクリアする。
【０１０６】
図１３は、輝度ベクトル判定部における処理手順を示すフローチャートである。
なお、ここでは、符号化部１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれには、入力されたスライスの位置を示すスライス位置情報が入力されるものとする。また、この図１３は、輝度ベクトル判定部１４０が備える整数画素領域判定部１４１、１／２画素領域判定部１４２および１／４画素領域判定部１４３のそれぞれにおける処理手順を示している。
【０１０７】
［ステップＳ２１］各領域判定部は、スライス位置情報に基づき、符号化対象のスライスが分割前の画像の上端に位置するか否かを判定する。上端に位置する場合には、ステップＳ２２の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ２３の処理が実行される。
【０１０８】
［ステップＳ２２］各領域判定部は、入力された輝度ベクトルが、参照画像における下側の参照禁止領域を指示しているか否かを判定する。
具体的には、整数画素領域判定部１４１では、参照禁止領域は、参照画像の下側の境界外の整数画素に設定される。また、１／２画素領域判定部１４２では、参照禁止領域は、参照画像の下側の境界外の１／２画素と、参照画像の下端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図９の領域Ｒ１３，Ｒ１４）内の１／２画素の各領域に設定される。さらに、１／４画素領域判定部１４３では、参照禁止領域は、参照画像の下側の境界外の１／４画素と、参照画像の下端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図９の領域Ｒ１３，Ｒ１４）内の１／４画素の各領域に設定される。
【０１０９】
以上の判定処理の結果、輝度ベクトルが下側の参照禁止領域を指示している場合には、ステップＳ２６の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ２７の処理が実行される。
【０１１０】
［ステップＳ２３］各領域判定部は、スライス位置情報に基づき、符号化対象のスライスが分割前の画像の下端に位置するか否かを判定する。下端に位置する場合には、ステップＳ２４の処理が実行され、それ以外の場合、すなわち、スライス位置が分割前の画像の上端でも下端でもない場合には、ステップＳ２５の処理が実行される。
【０１１１】
［ステップＳ２４］各領域判定部は、入力された輝度ベクトルが、参照画像における上側の参照禁止領域を指示しているか否かを判定する。具体的には、整数画素領域判定部１４１では、参照禁止領域は、参照画像の上側の境界外の整数画素に設定される。また、１／２画素領域判定部１４２では、参照禁止領域は、参照画像の上側の境界外の１／２画素と、参照画像の上端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図８の領域Ｒ１１，Ｒ１２）内の１／２画素の各領域に設定される。さらに、１／４画素領域判定部１４３では、参照禁止領域は、参照画像の上側の境界外の１／４画素と、参照画像の上端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図８の領域Ｒ１１，Ｒ１２）内の１／４画素の各領域に設定される。
【０１１２】
以上の判定処理の結果、輝度ベクトルが下側の参照禁止領域を指示している場合には、ステップＳ２６の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ２７の処理が実行される。
【０１１３】
［ステップＳ２５］各領域判定部は、入力された輝度ベクトルが、参照画像における上側または下側の参照禁止領域を指示しているか否かを判定する。
具体的には、整数画素領域判定部１４１では、参照禁止領域は、参照画像の上側の境界外の整数画素と、下側の境界外の整数画素の各領域に設定される。また、１／２画素領域判定部１４２では、参照禁止領域は、参照画像の上側の境界外の１／２画素と、下側の境界外の１／２画素と、参照画像の上端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図８の領域Ｒ１１，Ｒ１２）内の１／２画素と、参照画像の下端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図９の領域Ｒ１３，Ｒ１４）内の１／２画素の各領域に設定される。さらに、１／４画素領域判定部１４３では、参照禁止領域は、参照画像の上側の境界外の１／４画素と、参照画像の下側の境界外の１／４画素と、参照画像の上端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図８の領域Ｒ１１，Ｒ１２）内の１／４画素と、参照画像の下端部から所定数の列のそれぞれに挟まれる領域（図９の領域Ｒ１３，Ｒ１４）内の１／４画素の各領域に設定される。
【０１１４】
以上の判定処理の結果、輝度ベクトルが上記の参照禁止領域を指示している場合には、ステップＳ２６の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ２７の処理が実行される。
【０１１５】
［ステップＳ２６］各領域判定部は、判定フラグを“１”に設定する。
［ステップＳ２７］各領域判定部は、判定フラグを“０”に設定する。
ただし、輝度ベクトル判定部１４０から最終的に輝度ベクトル制限部１６０に出力される判定フラグは、上記の各領域判定部から出力される判定フラグの論理和がとられる。
【０１１６】
以上の処理により、動き補償ミスマッチが生じ得る領域を輝度ベクトルが指示した場合に、輝度ベクトル判定部１４０から出力される判定フラグは“１”とされる。
次に、図１４は、色差ベクトル演算部の内部構成例を示す図である。なお、ここでは、図１３で説明した例のように、符号化部１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれには、入力されたスライスの位置を示すスライス位置情報が入力されるものとする。
【０１１７】
色差ベクトル演算部１５１は、例えば、輝度ベクトルを基に色差ベクトルを演算する第１〜第３の演算処理部１５１ａ〜１５１ｃと、パリティ判定部１５１ｄとを備えている。
第１〜第３の演算処理部１５１ａ〜１５１ｃは、それぞれ別の演算式を用いて色差ベクトルを演算することが可能な演算処理部である。本実施の形態では、第１の演算処理部１５１ａは、上記の式（７）に従って色差ベクトルを演算し、第２の演算処理部１５１ｂは、式（８）に従って色差ベクトルを演算し、第３の演算処理部１５１ｃは、式（９）に従って色差ベクトルを演算する。
【０１１８】
パリティ判定部１５１ｄは、参照元ブロックのパリティと参照画像のパリティとの組み合わせに応じて、入力された輝度ベクトルを第１〜第３の演算処理部１５１ａ〜１５１ｃのいずれか１つに選択的に出力する。具体的な選択処理については、後の図１５において説明する。
【０１１９】
なお、この図１４に示すように、それぞれ別の演算式を用いて色差ベクトルを演算可能な個別の演算処理部を設けることにより、例えば、新たな符号化規格によって色差ベクトルの演算式が変更された場合にも、容易に対応可能になる。従って、符号化部１０２ａ〜１０２ｄの汎用性が高められ、製造・開発コストが抑制される。
【０１２０】
図１５は、色差ベクトル判定部における処理手順を示すフローチャートである。
［ステップＳ３１］パリティ判定部１５１ｄは、参照元ブロックがトップフィールドであり、なおかつ参照画像がボトムフィールドであるか否かを判定する。上記条件に合致している場合には、ステップＳ３２の処理が実行され、合致していない場合には、ステップＳ３５の処理が実行される。
【０１２１】
［ステップＳ３２］パリティ判定部１５１ｄは、第２の演算処理部１５１ｂを選択して、輝度ベクトルを供給する。第２の演算処理部１５１ｂは、上記の式（８）に従って色差ベクトルを演算し、色差ベクトル領域判定部１５２に出力する。
【０１２２】
［ステップＳ３３］色差ベクトル領域判定部１５２は、スライス位置情報に基づき、符号化対象のスライスが分割前の画像の上端に位置するか否かを判定する。上端に位置する場合には、ステップＳ４１の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ３４の処理が実行される。
【０１２３】
［ステップＳ３４］色差ベクトル領域判定部１５２は、参照元ブロックの位置に基づき、色差ベクトル演算部１５１からの色差ベクトルが、参照画像の上側の境界外を指示しているか否かを判定する。指示している場合には、ステップＳ４０の処理が実行され、指示していない場合には、ステップＳ４１の処理が実行される。
【０１２４】
［ステップＳ３５］パリティ判定部１５１ｄは、参照元ブロックがボトムフィールドであり、なおかつ参照画像がトップフィールドであるか否かを判定する。上記条件に合致している場合には、ステップＳ３６の処理が実行される。一方、合致していない場合、すなわち、参照元ブロックのパリティと参照画像のパリティとが同じである場合には、ステップＳ３９の処理が実行される。
【０１２５】
［ステップＳ３６］パリティ判定部１５１ｄは、第３の演算処理部１５１ｃを選択して、輝度ベクトルを供給する。第３の演算処理部１５１ｃは、上記の式（９）に従って色差ベクトルを演算し、色差ベクトル領域判定部１５２に出力する。
【０１２６】
［ステップＳ３７］色差ベクトル領域判定部１５２は、スライス位置情報に基づき、符号化対象のスライスが分割前の画像の下端に位置するか否かを判定する。下端に位置する場合には、ステップＳ４１の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ３８の処理が実行される。
【０１２７】
［ステップＳ３８］色差ベクトル領域判定部１５２は、参照元ブロックの位置に基づき、色差ベクトル演算部１５１からの色差ベクトルが、参照画像の下側の境界外を指示しているか否かを判定する。指示している場合には、ステップＳ４０の処理が実行され、指示していない場合には、ステップＳ４１の処理が実行される。
【０１２８】
［ステップＳ３９］パリティ判定部１５１ｄは、第１の演算処理部１５１ａを選択して、輝度ベクトルを供給する。第１の演算処理部１５１ａは、上記の式（７）に従って色差ベクトルを演算し、色差ベクトル領域判定部１５２に出力する。この後、ステップＳ４１の処理が実行される。
【０１２９】
［ステップＳ４０］色差ベクトル領域判定部１５２は、判定フラグを“１”に設定する。
［ステップＳ４１］色差ベクトル領域判定部１５２は、判定フラグを“０”に設定する。
【０１３０】
以上の図１５の処理により、輝度ベクトルがいかなる領域を指示していても、色差ベクトルが参照画像の境界外を指示した場合には、色差ベクトル判定部１５０から出力される判定フラグが“１”とされる。
【０１３１】
輝度ベクトル制限部１６０は、前述のように、輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０のそれぞれから出力される判定フラグの論理和をとることにより、更新禁止信号を出力する。このため、最小コストベクトル更新部１３４では、動き補償ミスマッチが生じ得る領域を指示するような輝度ベクトルは、たとえコストが最小となっても保持されなくなる。従って、動き補償ミスマッチが生じることが確実に防止される。
【０１３２】
ここで、参考のために、最小コストベクトル更新部１３４から最終的に出力される輝度ベクトルについて説明する。
図１６は、参照画像の上端における参照禁止領域を説明するための図である。
【０１３３】
この図１６は、図８と同様に、参照画像の上端付近の領域を示しており、図１６中の一点鎖線が参照画像の上側の画面境界を示している。参照元ブロックがトップフィールド、参照画像がボトムフィールドの場合には、上記の式（８）に従い、色差ベクトルは輝度ベクトルより上側に１／４画素分だけシフトされる。一方、Ｈ．２６４では、動きベクトルは最小で１／４画素単位の位置を指し示す。
【０１３４】
このため、輝度ベクトルが、参照画像の上端部に対応するｙ＝０の列、すなわち図１６における領域Ｒ３１を指示する場合に、式（８）より色差ベクトルが参照画像の上側の境界外を指示するようになる。従って、少なくとも、符号化部１０２ｂ〜１０２ｄの最小コストベクトル更新部１３４では、パリティの組み合わせが上記の場合、参照画像の上側の境界外領域と、領域Ｒ１１，Ｒ１２とに加えて、領域Ｒ３１を指示する動きベクトルの出力が禁止される。
【０１３５】
なお、動きベクトルが最小で１／ｐ画素単位（ただし、ｐ＞０）の位置を指示可能であり、輝度ベクトルを１／ｑ（ただし、ｑ≦ｐ）画素分だけ上側にシフトすることにより色差ベクトルが生成されるものとする。このとき、輝度ベクトルによる参照が禁止される領域Ｒ３１は、ｙ＝０の位置に対応する列から、ｙ＝（１／ｑ）−（１／ｐ）の位置に対応する列までの領域と表すことができる。
【０１３６】
図１７は、参照画像の下端における参照禁止領域を説明するための図である。
この図１７は、図９と同様に、参照画像の下端付近の領域を示しており、図１７中の一点鎖線が参照画像の下側の画面境界を示している。参照元ブロックがボトムフィールド、参照画像がトップフィールドの場合には、上記の式（９）に従い、色差ベクトルは輝度ベクトルより下側に１／４画素分だけシフトされる。一方、Ｈ．２６４では、動きベクトルは最小で１／４画素単位の位置を指し示す。
【０１３７】
ここで、入力されたスライスが、垂直方向に対してｙ＝０からｙ＝ｍまでの（ｍ＋１）個（ただし、ｍは１以上の整数）の整数画素を有するものとする。このとき、輝度ベクトルが、参照画像の下端部に対応するｙ＝ｍの列、すなわち図１７における領域Ｒ３２を指示する場合に、式（９）より色差ベクトルが参照画像の下側の境界外を指示するようになる。従って、少なくとも、符号化部１０２ａ〜１０２ｃの最小コストベクトル更新部１３４では、パリティの組み合わせが上記の場合、参照画像の下側の境界外領域と、領域Ｒ１３，Ｒ１４とに加えて、領域Ｒ３２を指示する動きベクトルの出力が禁止される。
【０１３８】
なお、動きベクトルが最小で１／ｐ画素単位の位置を指示可能であり、輝度ベクトルを１／ｑ画素分（ただし、ｑ≦ｐ）だけ下側にシフトすることにより色差ベクトルが生成されるものとする。このとき、輝度ベクトルによる参照が禁止される領域Ｒ３２は、ｙ＝ｍの位置に対応する列から、ｙ＝ｍ−｛（１／ｑ）−（１／ｐ）｝の位置に対応する列までの領域と表すことができる。
【０１３９】
〔第３の実施の形態〕
図１８は、第３の実施の形態に係る動きベクトル演算部の内部構成例を示す図である。なお、図１８では、図１１に対応する構成要素については同じ符号を付して示している。
【０１４０】
図１８に示す動きベクトル演算部１２２ａは、図１１に示した動きベクトル演算部１２２の構成において、色差ベクトル判定部１５０の代わりに、輝度ベクトル領域判定部１５３を備えた色差ベクトル判定部１５０ａを設けたものである。
【０１４１】
輝度ベクトル領域判定部１５３は、現在の参照先を示す輝度ベクトルおよびパリティをコスト演算部１３３から受信するとともに、符号化対象のマクロブロックの位置をマクロブロック生成部１１１から受信する。そして、これらの情報を基に、輝度ベクトルを基に色差ベクトルを生成したときに、その色差ベクトルが前述したような動き補償ミスマッチを起こす可能性のある領域を指示するか否かを判定する。すなわち、輝度ベクトル領域判定部１５３は、輝度ベクトルを基に実際に色差ベクトルを算出することなく、Ｈ．２６４方式での動き補償ミスマッチの発生を防止するように動作する。
【０１４２】
図１９は、第３の実施の形態に係る色差ベクトル判定部における処理手順を示すフローチャートである。
［ステップＳ５１］色差ベクトル判定部１５０ａの輝度ベクトル領域判定部１５３は、参照元ブロックがトップフィールドであり、なおかつ探索先とする参照画像がボトムフィールドであるか否かを判定する。上記条件に合致している場合には、ステップＳ５２の処理が実行され、合致していない場合には、ステップＳ５４の処理が実行される。
【０１４３】
［ステップＳ５２］輝度ベクトル領域判定部１５３は、スライス位置情報に基づき、符号化対象のスライスが分割前の画像の上端に位置するか否かを判定する。上端に位置する場合には、ステップＳ５８の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ５３の処理が実行される。
【０１４４】
［ステップＳ５３］輝度ベクトル領域判定部１５３は、コスト演算部１３３からの輝度ベクトルが、参照画像における上側の参照禁止領域、すなわち、図１６に示した領域Ｒ３１を指示しているか否かを判定する。指示している場合には、ステップＳ５７の処理が実行され、指示していない場合には、ステップＳ５８の処理が実行される。
【０１４５】
［ステップＳ５４］輝度ベクトル領域判定部１５３は、参照元ブロックがボトムフィールドであり、なおかつ探索先とする参照画像がトップフィールドであるか否かを判定する。上記条件に合致している場合には、ステップＳ５５の処理が実行される。一方、合致していない場合、すなわち、参照元ブロックのパリティと参照画像のパリティとが同じである場合には、ステップＳ５８の処理が実行される。
【０１４６】
［ステップＳ５５］輝度ベクトル領域判定部１５３は、スライス位置情報に基づき、符号化対象のスライスが分割前の画像の下端に位置するか否かを判定する。下端に位置する場合には、ステップＳ５８の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ５６の処理が実行される。
【０１４７】
［ステップＳ５６］輝度ベクトル領域判定部１５３は、コスト演算部１３３からの輝度ベクトルが、参照画像における下側の参照禁止領域、すなわち、図１７に示した領域Ｒ３２を指示しているか否かを判定する。指示している場合には、ステップＳ５７の処理が実行され、指示していない場合には、ステップＳ５８の処理が実行される。
【０１４８】
［ステップＳ５７］輝度ベクトル領域判定部１５３は、判定フラグを“１”に設定する。
［ステップＳ５８］輝度ベクトル領域判定部１５３は、判定フラグを“０”に設定する。
【０１４９】
以上の図１９の処理により、輝度ベクトルを基に生成される色差ベクトルが、参照画像の境界外を指示する場合には、色差ベクトル判定部１５０ａから出力される判定フラグが“１”とされる。従って、輝度ベクトルを基に色差ベクトルが算出されることに起因する動き補償ミスマッチの発生が防止される。また、実際に色差ベクトルが算出されないので、第２の実施の形態の場合と比較して、処理負荷が軽減される。
【０１５０】
〔第４の実施の形態〕
図２０は、第４の実施の形態に係る動きベクトル演算部の内部構成例を示す図である。なお、図２０では、図１１に対応する構成要素については同じ符号を付して示している。
【０１５１】
前述した第２，第３の実施の形態では、動き補償ミスマッチが生じるような輝度ベクトルが出力されたときに、輝度ベクトル制限部１６０から更新禁止信号を出力することで、最小コストベクトル更新部１３４での記憶データの更新を禁止していた。これに対して、図２０に示す動きベクトル演算部１２２ｂでは、動き補償ミスマッチが生じるような探索先が指定されたときに、その探索先を指定する輝度ベクトルを予測画像生成部１３２およびコスト演算部１３３に出力しないようにする。
【０１５２】
図２０において、輝度ベクトル出力部１３０ｂが備える輝度ベクトル生成部１３１ｂは、図１１に示した輝度ベクトル生成部１３１の機能に加えて、予測画像生成部１３２およびコスト演算部１３３への輝度ベクトルおよびパリティの出力制限機能を備えている。輝度ベクトル生成部１３１ｂは、探索先を指定する輝度ベクトルおよびパリティを、まず、輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０に出力する。そして、輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０での判定処理に基づき、輝度ベクトル制限部１６０から出力禁止信号が入力された場合には、予測画像生成部１３２およびコスト演算部１３３に対して輝度ベクトルおよびパリティを出力しない。
【０１５３】
なお、輝度ベクトル制限部１６０から出力される出力禁止信号は、基本的に、第２，第３の実施の形態における更新禁止信号と同様の信号である。また、本実施の形態では、第２の実施の形態で示した色差ベクトル判定部１５０を用いているが、その代わりに、第３の実施の形態で示した色差ベクトル判定部１５０ａが用いられてもよい。
【０１５４】
図２１は、第４の実施の形態に係る輝度ベクトル出力部における処理手順を示すフローチャートである。なお、この図２１に示す処理は、マクロブロック生成部１１１からマクロブロックが入力されるごとに実行される。
【０１５５】
［ステップＳ６１］輝度ベクトル生成部１３１ｂは、参照先の位置を示す輝度ベクトルと、参照先とする参照画像のパリティとを、輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０に出力する。輝度ベクトル判定部１４０および色差ベクトル判定部１５０では、輝度ベクトル生成部１３１ｂからの情報を基に判定処理を実行し、判定結果をそれぞれの判定フラグに反映する。
【０１５６】
［ステップＳ６２］輝度ベクトル生成部１３１ｂは、輝度ベクトル制限部１６０から出力禁止信号を受信しているか否かを判定する。受信している場合には、ステップＳ６８の処理が実行され、受信していない場合には、ステップＳ６３の処理が実行される。
【０１５７】
［ステップＳ６３］輝度ベクトル生成部１３１ｂは、ステップＳ６１で出力したものと同一の輝度ベクトルおよびパリティを、予測画像生成部１３２およびコスト演算部１３３に出力する。
【０１５８】
［ステップＳ６４］予測画像生成部１３２は、輝度ベクトル生成部１３１ｂからの輝度ベクトルおよびパリティに従って、予測画像を生成する。
［ステップＳ６５］コスト演算部１３３は、マクロブロック生成部１１１からのマクロブロックと、予測画像生成部１３２により生成された予測画像の各データを基に、上記の式（１０）に従ってコストを算出する。そして、算出したコストを、輝度ベクトル生成部１３１ｂからの輝度ベクトルおよびパリティとともに、最小コストベクトル更新部１３４に出力する。
【０１５９】
［ステップＳ６６］最小コストベクトル更新部１３４は、コスト演算部１３３により算出されたコストの値が、メモリ１３４ａに保持しているコストの値より小さいか否かを判定する。算出されたコストの方が小さい場合には、ステップＳ６７の処理が実行され、それ以外の場合には、ステップＳ６８の処理が実行される。
【０１６０】
［ステップＳ６７］最小コストベクトル更新部１３４は、メモリ１３４ａに保持している情報を、コスト演算部１３３からのコスト、輝度ベクトルおよびパリティで更新する。
［ステップＳ６８］最小コストベクトル更新部１３４は、輝度ベクトル生成部１３１ｂに対して、次の参照先の位置を指定するように要求する。輝度ベクトル生成部１３１ｂは、１つのマクロブロックの符号化のためのすべての参照先を指定したか否かを判定する。
【０１６１】
ここで、指定していない参照先が残っている場合には、ステップＳ６１の処理が再度実行され、輝度ベクトル生成部１３１ｂにより、次の参照先を指示する輝度ベクトルおよびパリティが出力される。一方、すべての参照先の指示が完了した場合には、輝度ベクトル生成部１３１ｂはそのことを最小コストベクトル更新部１３４に通知し、この後、ステップＳ６９の処理が実行される。
【０１６２】
［ステップＳ６９］最小コストベクトル更新部１３４は、現在メモリ１３４ａに保持している輝度ベクトルおよびパリティを、エントロピー符号化部１１５およびインター予測画像生成部１２１に出力する。そして、メモリ１３４ａに保持している情報をすべてクリアする。
【０１６３】
以上の処理によれば、輝度ベクトル生成部１３１ｂから出力された輝度ベクトルが、動き補償ミスマッチを生じうる位置を指示している場合には、メモリ１３４ａに保持する情報は更新されない。それだけでなく、予測画像の生成処理やコストの演算処理も実行されない。このため、動きベクトル演算部１２２ｂでの処理負荷をより軽減することができる。
【０１６４】
〔第５の実施の形態〕
図２２は、第５の実施の形態に係るコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
【０１６５】
上記の第２〜第４の実施の形態で示した画像符号化装置のすべての機能、あるいはそれらの一部は、ソフトウェア処理によって実現することもできる。図２２では、これらの機能をソフトウェアの実行により実現するコンピュータを示している。
【０１６６】
図２２に示すコンピュータ２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＨＤＤ２０３、グラフィック処理部２０４，入力Ｉ／Ｆ２０５、読み取り部２０６および通信Ｉ／Ｆ２０７を備えており、これらの各部はバス２０８によって相互に接続されている。
【０１６７】
ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２０３に記憶された各種プログラムを実行することにより、このコンピュータ２００全体を統括的に制御する。ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１に実行させるプログラムの少なくとも一部や、このプログラムによる処理に必要な各種データを一時的に記憶する。ＨＤＤ２０３は、ＣＰＵ２０１により実行されるプログラムやその実行に必要な各種のデータなどを記憶する。
【０１６８】
グラフィック処理部２０４には、モニタ２０４ａが接続されている。このグラフィック処理部２０４は、ＣＰＵ２０１からの命令に従って、モニタ２０４ａの画面上に画像を表示させる。入力Ｉ／Ｆ２０５には、キーボード２０５ａやマウス２０５ｂが接続されている。この入力Ｉ／Ｆ２０５は、キーボード２０５ａやマウス２０５ｂからの信号を、バス２０８を介してＣＰＵ２０１に送信する。
【０１６９】
読み取り部２０６は、可搬型の記録媒体２０６ａからデータを読み取り、バス２０８を介してＣＰＵ２０１に送信する。記録媒体２０６ａとしては、例えば光ディスクなどを適用可能である。通信Ｉ／Ｆ２０７は、図示しないコネクタを介して外部装置と接続し、外部装置との間でデータの送受信を行う。
【０１７０】
ここで、上記の第２〜第４の実施の形態で示した機能のすべて、あるいはそれらの一部がソフトウェア処理によって実現される場合には、それらの機能の処理内容を記述したプログラムが、例えばＨＤＤ２０３に記憶される。そして、そのプログラムがＣＰＵ２０１に実行されることによって、それらの機能が実現される。
【０１７１】
また、例えば、第２〜第４の実施の形態で示した機能のうち、輝度ベクトル出力部１３０，１３０ｂの機能のみをそれぞれ備えた符号化部１０２ａ〜１０２ｄが、グラフィック処理部２０４内にハードウェア回路として設けられてもよい。この場合、このような符号化部１０２ａ〜１０２ｄは、それぞれ個別の半導体集積回路として実現されてもよいし、一体の半導体集積回路として実現されてもよい。
【０１７２】
このような場合に、輝度ベクトル判定部１４０、色差ベクトル判定部１５０，１５０ａおよび輝度ベクトル制限部１６０の機能のみを、ＣＰＵ２０１によるソフトウェア処理によって実現してもよい。なお、この場合、図２に示した画面分割部１０１および多重化部１０３の機能は、グラフィック処理部２０４内のハードウェア回路によって実現されてもよいし、あるいはＣＰＵ２０１によるソフトウェア処理によって実現されてもよい。
【０１７３】
なお、以上の第２〜第５の実施の形態では、画面分割部１０１によって分割されたスライスを、それぞれ個別の符号化部１０２ａ〜１０２ｄによって符号化する構成としていた。しかし、この他の例として、分割されたスライスを１つの符号化部１０２によって符号化する構成としてもよい。この場合、例えば、画面分割部１０１によって分割されたスライスのデータは、一旦メモリにバッファされる。そして、そのメモリから、１つの符号化部１０２に対して、各スライスのデータが順次入力されて、スライスごとに符号化処理が実行される。また、符号化された各スライスのデータはメモリにバッファされた後、多重化部１０３によって多重化される。
【０１７４】
なお、前述のように、上記の画像符号化装置が有する機能の少なくとも一部は、コンピュータによって実現することができる。その場合には、上記機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そして、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。
【０１７５】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録された光ディスクなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、そのプログラムを、サーバコンピュータからネットワークを介して他のコンピュータに転送することもできる。
【０１７６】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１７７】
以上の各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する画像符号化装置において、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルと、当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別とを出力する動きベクトル出力部と、
前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力部からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定する参照領域判定部と、
前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する動きベクトル出力制限部と、
を有することを特徴とする画像符号化装置。
【０１７８】
（付記２）  前記参照領域判定部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに異なる計算式を用いて色差成分の動きベクトルを算出し、算出された色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示しているか否かを判定することを特徴とする付記１記載の画像符号化装置。
【０１７９】
（付記３）  前記参照領域判定部は、前記符号化対象領域のフィールド種別がトップフィールドであり、前記参照画像のフィールド種別がボトムフィールドである場合には、前記参照画像の上側の境界外を前記参照禁止領域として設定し、前記符号化対象領域のフィールド種別がボトムフィールドであり、前記参照画像のフィールド種別がトップフィールドである場合には、前記参照画像の下側の境界外を前記参照禁止領域として設定し、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別とが同じ場合には、前記参照禁止領域を設定しないことを特徴とする付記２記載の画像符号化装置。
【０１８０】
（付記４）  前記参照領域判定部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基にそれぞれ異なる計算式を用いて色差成分の動きベクトルを算出可能な複数の演算処理部を備え、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせに応じて、いずれか１つの前記演算処理部を選択して色差成分の動きベクトルを算出することを特徴とする付記２記載の画像符号化装置。
【０１８１】
（付記５）  前記参照領域判定部には、輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に当該輝度成分の動きベクトルが指示する参照禁止輝度領域が、前記参照画像の内部領域にあらかじめ設定され、前記参照領域判定部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルが前記参照禁止輝度領域を指示しているか否かを判定し、
前記動きベクトル出力制限部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルが前記参照禁止輝度領域を指示している場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指し示す動きベクトルとして出力されることを禁止することを特徴とする付記１記載の画像符号化装置。
【０１８２】
（付記６）  前記分割画像が垂直方向に対してｙ＝０からｙ＝ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）までの（ｍ＋１）個の画素を有し、輝度成分の動きベクトルが最小で１／ｐ画素単位（ただし、ｐ＞０）の位置を指示することが可能であり、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせに応じて、輝度成分の動きベクトルを１／ｑ画素分（ただし、ｑ≦ｐ）だけ上側または下側にシフトすることにより色差成分の動きベクトルが生成されるものとすると、
前記参照禁止輝度領域は、ｙ＝０の位置に対応する列からｙ＝（１／ｑ）−（１／ｐ）の位置に対応する列までの領域、または、ｙ＝ｍの位置に対応する列からｙ＝ｍ−｛（１／ｑ）−（１／ｐ）｝の位置に対応する列までの領域に設定されることを特徴とする付記５記載の画像符号化装置。
【０１８３】
（付記７）  前記参照領域判定部は、前記符号化対象領域のフィールド種別がトップフィールドであり、前記参照画像のフィールド種別がボトムフィールドである場合には、ｙ＝０の位置に対応する列からｙ＝（１／ｑ）−（１／ｐ）の位置に対応する列までの領域を前記参照禁止輝度領域として設定し、前記符号化対象領域のフィールド種別がボトムフィールドであり、前記参照画像のフィールド種別がトップフィールドである場合には、ｙ＝ｍの位置に対応する列からｙ＝ｍ−｛（１／ｑ）−（１／ｐ）｝の位置に対応する列までの領域を前記参照禁止輝度領域として設定し、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別とが同じ場合には、前記参照禁止領域を設定しないことを特徴とする付記６記載の画像符号化装置。
【０１８４】
（付記８）  前記動きベクトル出力部、前記参照領域判定部および前記動きベクトル出力制限部をそれぞれ備えて、入力された前記分割画像を符号化する複数の符号化部と、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を前記分割画像に分割し、１つのフィールドの画像から分割した前記分割画像をそれぞれ個別の前記符号化部に入力する画像分割部と、
前記各符号化部により符号化された前記分割画像の符号化データを多重化し、前記入力動画像の符号化データとして出力する多重化部と、
を有することを特徴とする付記１記載の画像符号化装置。
【０１８５】
（付記９）  前記入力動画像に含まれるフィールドの最上部に対応する前記分割画像が入力される前記符号化部の前記参照領域判定部では、前記参照禁止領域は前記参照画像の下側の境界外に設定され、前記入力動画像に含まれるフィールドの最下部に対応する前記分割画像が入力される前記符号化部の前記参照領域判定部では、前記参照禁止領域は前記参照画像の上側の境界外に設定され、前記入力動画像に含まれるフィールドの最上部と最下部とを除く領域に対応する前記分割画像が入力される前記符号化部の前記参照領域判定部では、前記参照禁止領域は、前記符号化対象領域のフィールド種別と前記参照画像のフィールド種別との組み合わせのうち、１つの組み合わせに対して前記参照画像の上側の境界外に設定され、他の１つの組み合わせに対して前記参照画像の下側の境界外に設定されることを特徴とする付記８記載の画像符号化装置。
【０１８６】
（付記１０）  前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルにより指示される前記参照画像に基づく画像領域と、前記符号化対象領域との類似度に応じた類似度情報を、輝度成分の動きベクトルが出力されるたびに出力する類似度出力部と、
前記類似度出力部からの前記類似度情報と当該類似度情報に対応する輝度成分の動きベクトルとを保持する機能を備え、１つの前記符号化対象領域と類似する領域を探索する間、自身が保持している前記類似度情報と前記類似度算出部から新たに出力された前記類似度情報とに基づき、新たに出力された前記類似度情報に対応する輝度成分の動きベクトルにより指示される画像領域が、自身が保持している輝度成分の動きベクトルにより指示される画像領域より前記符号化対象領域と類似している場合に、新たに出力された前記類似度情報および輝度成分の動きベクトルによって自身が保持している情報を更新する動きベクトル保持部と、
をさらに有し、
前記動きベクトル出力制限部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合には、当該輝度成分の動きベクトルおよびこれに対応する前記類似度情報によって、前記動きベクトル保持部が保持している情報を更新させないことを特徴とする付記１記載の画像符号化装置。
【０１８７】
（付記１１）  前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルと当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別とに基づいて、前記参照画像から前記符号化対象領域と比較するための予測画像を生成する予測画像生成部をさらに有し、
前記動きベクトル出力制限部は、前記動きベクトル出力部からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、前記動きベクトル出力部から前記予測画像生成部への輝度成分の動きベクトルおよび前記参照画像のフィールド種別の出力を禁止することを特徴とする付記１記載の画像符号化装置。
【０１８８】
（付記１２）  復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する処理を制御する画像符号化制御方法において、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルを出力する動きベクトル出力手段から、参照領域判定手段が、輝度成分の動きベクトルと当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別との入力を受け、
前記参照領域判定手段が、前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力手段からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定し、
動きベクトル出力制限手段が、前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する、
ことを特徴とする画像符号化制御方法。
【０１８９】
（付記１３）  復号時に輝度成分の動きベクトルを基に色差成分の動きベクトルを生成可能な動画像符号化方式を用いて、インタレース方式の入力動画像のデータを符号化する処理を制御する画像符号化制御プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記入力動画像に含まれる各フィールドの画像を少なくとも垂直方向に分割した分割画像のデータを順次受信し、１つの前記分割画像内の符号化対象領域に類似する領域を、同じ位置の他の前記分割画像に基づく参照画像から探索するための輝度成分の動きベクトルを出力する動きベクトル出力手段から、輝度成分の動きベクトルと当該動きベクトルにより参照される前記参照画像のフィールド種別との入力を受け、
前記符号化対象領域のフィールド種別と、前記動きベクトル出力手段からの、前記参照画像のフィールド種別との組み合わせごとに前記参照画像の少なくとも上側の境界外または下側の境界外にあらかじめ設定された参照禁止領域を、前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが指示するか否かを判定し、
前記動きベクトル出力手段からの輝度成分の動きベクトルを基に生成される色差成分の動きベクトルが前記参照禁止領域を指示する場合に、当該輝度成分の動きベクトルが、前記符号化対象領域に最も類似する領域を指示する動きベクトルとして出力されることを禁止する、
処理を実行させることを特徴とする画像符号化制御プログラム。
【符号の説明】
【０１９０】
１  画像符号化装置
２  入力動画像
１１  動きベクトル出力部
１２  参照領域判定部
１３  動きベクトル出力制限部
２１〜２４  分割画像
３１  参照画像
【図１】
2010206664.tif 000003
【図２】
2010206664.tif 000004
【図３】
2010206664.tif 000005
【図４】
2010206664.tif 000006
【図５】
2010206664.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010206664.tif 000009
【図８】
2010206664.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2010206664.tif 000012
【図１１】
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【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】
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【図１８】
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【図１９】
2010206664.tif 000021
【図２０】
2010206664.tif 000022
【図２１】
2010206664.tif 000023
【図２２】
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