(57)【要約】【課題】インタレースの映像信号に対して、伝送路上で発生した誤りが後続のフィールドに伝搬することを防ぐとともに、圧縮率の低下を抑制する。【解決手段】本発明の画像符号化装置１００は、符号化対象のフィールドが奇数フィールドである場合は、当該フィールドを、ＩスライスとＰスライスとに分割し、かつ、Ｉスライスの位置がフィールドの一方端から他方端へと奇数フィールド毎に移動すると共に、リフレッシュ周期毎に当該移動が繰り返されるようにＩスライスの位置を決定するスライス制御回路１２１と、奇数フィールドに含まれるＰスライスのうち、Ｉスライスより一方端側に位置するＰスライスに対して、最後に符号化された奇数フィールドのみを参照フィールドに設定し、偶数フィールドに対して、リフレッシュ周期毎に少なくとも１回は最後に符号化された奇数フィールドのみを参照フィールドに設定する参照画像制御回路１２３とを備える。【選択図】図１
2010103985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フィールドの画像データを、所定の大きさの複数のブロックに分割し、分割したブロックを予測符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象のフィールドが第１フィールドか第２フィールドかを判定するパリティ判定部と、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドを、複数の前記ブロックを含むＩスライスと、複数の前記ブロックを含むＰスライスとに分割し、かつ、前記Ｉスライスの位置がフィールドの一方端から他方端へと第１フィールド単位で移動するとともに、予め設定されたフィールド数毎に前記一方端から他方端への移動が繰り返されるように前記Ｉスライスの位置を決定するスライス制御部と、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドに含まれるＰスライスのうち、前記Ｉスライスより前記一方端側に位置するＰスライスに対して、最後に符号化した第１フィールドのみを参照フィールドに設定し、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、前記予め設定されたフィールド数毎に少なくとも１回は最後に符号化した第１フィールドのみを当該フィールドに対する参照フィールドに設定する参照画像制御部と、
前記Ｉスライスに含まれるブロックの全てを当該スライス内の画素を参照して符号化し、前記Ｐスライスに含まれるブロックを当該フィールド内の画素、又は前記設定された参照フィールドに含まれる画素を参照して符号化する符号化部とを備える
画像符号化装置。
【請求項２】
前記スライス制御部は、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、当該フィールドを、複数の前記Ｐスライスのみに分割する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記参照画像制御部は、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、前記予め設定されたフィールド数毎に少なくとも１回は最後に符号化した第１フィールドのみを当該フィールドに対する参照フィールドに設定し、前記少なくとも１回以外のフィールドに対して複数のフィールドを参照フィールドに設定する
請求項２記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記参照画像制御部は、前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドに含まれるＰスライスのうち、前記Ｉスライスより前記他方端側に位置するＰスライスに対して、複数のフィールドを参照フィールドに設定する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記参照画像制御部は、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドであり、かつ最後に符号化した第１フィールドにおいて前記Ｉスライスが当該第１フィールドの前記一方端に位置する場合は、当該最後に符号化した第１フィールドのみを当該第２フィールドに対する参照フィールドに設定する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記参照画像制御部は、前記予め設定されたフィールド数毎に、前記Ｉスライスの位置がフィールドの前記他方端に達した第１フィールドより後方に位置する少なくとも１つの第２フィールドに対して、最後に符号化した第１フィールドのみを当該第２フィールドに対する参照フィールドに設定する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記画像符号化装置は、さらに、
前記符号化対象のフィールドを、表示順で１つ前のフィールドと同じ画像とみなすスキップ・ピクチャとするべきか否かを判定するスキップ判定部と、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドの場合は、表示順で１つ前のフィールドがスキップ・ピクチャであり、かつ前記スキップ判定部で前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとするべきと判定された場合に、前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャと決定し、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドの場合は、前記スキップ判定部で前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとするべきと判定された場合に、前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャと決定するスキップ決定部とを備え、
前記符号化部は、前記スキップ決定部でスキップ・ピクチャと決定されたフィールド以外を符号化する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項８】
前記符号化部は、前記符号化対象のフィールドが前記第２フィールドであり、かつ前記スキップ決定部で、スキップ・ピクチャと決定されない場合、最後に符号化した第１フィールドまたは最後に符号化した第２フィールドを参照して、前記符号化対象のフィールドを符号化する
請求項７記載の画像符号化装置。
【請求項９】
前記符号化部は、前記スキップ決定部で前記符号化対象のフィールドがスキップ・ピクチャと決定された場合、前記符号化対象のフィールドがスキップ・ピクチャであることを示す情報を符号化する
請求項７記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
前記符号化部は、前記スキップ決定部で前記符号化対象のフィールドがスキップ・ピクチャと決定された場合、前記符号化対象のフィールドに対応するデータを含まないストリームを生成する
請求項７記載の画像符号化装置。
【請求項１１】
前記第１フィールドは、フレームを構成する最初のフィールドであり、
前記第２フィールドは、フレームを構成する次のフィールドである
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
１フィールドの画像データを、所定の大きさの複数のブロックに分割し、分割したブロックを予測符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象のフィールドが第１フィールドか第２フィールドかを判定するパリティ判定ステップと、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドを、複数の前記ブロックを含むＩスライスと、複数の前記ブロックを含むＰスライスとに分割し、かつ、前記Ｉスライスの位置がフィールドの一方端から他方端へと第１フィールド単位で移動するとともに、予め設定されたフィールド数毎に前記一方端から他方端への移動が繰り返されるように前記Ｉスライスの位置を決定するスライス制御ステップと、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドに含まれるＰスライスのうち、前記Ｉスライスより前記一方端側に位置する第１Ｐスライスに対して、最後に符号化した第１フィールドのみを参照フィールドに設定し、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、前記予め設定されたフィールド数毎に少なくとも１回は最後に符号化した第１フィールドのみを当該フィールドに対する参照フィールドに設定する参照画像制御ステップと、
前記Ｉスライスに含まれるブロックの全てを当該スライス内の画素を参照して符号化し、前記Ｐスライスに含まれるブロックを当該フィールド内の画素、又は前記設定された参照フィールドに含まれる画素を参照して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１３】
請求項１２記載の画像符号化方法をコンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１４】
１フィールドの画像データを、所定の大きさの複数のブロックに分割し、分割したブロックを予測符号化する集積回路であって、
符号化対象のフィールドが第１フィールドか第２フィールドかを判定するパリティ判定部と、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドを、複数の前記ブロックを含むＩスライスと、複数の前記ブロックを含むＰスライスとに分割し、かつ、前記Ｉスライスの位置がフィールドの一方端から他方端へと第１フィールド単位で移動するとともに、予め設定されたフィールド数毎に前記一方端から他方端への移動が繰り返されるように前記Ｉスライスの位置を決定するスライス制御部と、
前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドに含まれるＰスライスのうち、前記Ｉスライスより前記一方端側に位置する第１Ｐスライスに対して、最後に符号化した第１フィールドのみを参照フィールドに設定し、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、前記予め設定されたフィールド数毎に少なくとも１回は最後に符号化した第１フィールドのみを当該フィールドに対する参照フィールドに設定する参照画像制御部と、
前記Ｉスライスに含まれるブロックの全てを当該スライス内の画素を参照して符号化し、前記Ｐスライスに含まれるブロックを当該フィールド内の画素、又は前記設定された参照フィールドに含まれる画素を参照して画面間符号化する符号化部とを備える
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタレースの映像信号を符号化する画像符号化装置、画像符号化方法、プログラム及び集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声、画像、及びその他の画素値を統合的に扱うマルチメディア時代を迎え、従来からの情報メディア、つまり新聞、雑誌、テレビ、ラジオ、及び電話等の情報を人に伝達する手段がマルチメディアの対象として取り上げられるようになってきた。一般に、マルチメディアとは、文字だけでなく、図形、音声、特に画像等を同時に関連づけて表すことをいう。ここで、上記従来の情報メディアをマルチメディアの対象とするには、その情報をデジタル形式にして表すことが必須条件となる。
【０００３】
ところが、上記各情報メディアの持つ情報量をデジタル情報量として見積もってみると、文字の場合、１文字当たりの情報量は１〜２バイトである。それに対し、音声の場合は、１秒当たり６４Ｋｂｉｔｓ（電話品質）、さらに動画については１秒当たり１００Ｍｂｉｔｓ（現行テレビ受信品質）以上の情報量が必要となる。それ故、上記情報メディアでその膨大な情報をデジタル形式でそのまま扱うことは現実的ではない。例えば、テレビ電話は、６４Ｋｂｉｔ／ｓ〜１．５Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を持つサービス総合デジタル網（ＩＳＤＮ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）によって既に実用化されている。しかしながら、テレビカメラの映像をそのままＩＳＤＮで送ることは不可能である。
【０００４】
そこで、必要となってくるのが情報の圧縮技術であり、例えば、テレビ電話の場合、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合  電気通信標準化部門）で勧告されたＨ．２６１及びＨ．２６３規格の動画圧縮技術が用いられている。また、ＭＰＥＧ−１規格の情報圧縮技術によると、通常の音楽用ＣＤ（コンパクト・ディスク）に音声情報とともに画像情報を入れることも可能となる。
【０００５】
ここで、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）とは、ＩＳＯ／ＩＥＣ（国際標準化機構  国際電気標準会議）で標準化された動画像信号圧縮の国際規格である。ＭＰＥＧ−１は、動画像信号を１．５Ｍｂｉｔ／ｓまで、つまりテレビ信号の情報を約１００分の１にまで圧縮する規格である。また、ＭＰＥＧ−１規格では対象とする品質を伝送速度が主として約１．５Ｍｂｉｔ／ｓで実現できる程度の中程度の品質としたことから、さらに高画質化の要求をみたすべくＭＰＥＧ−２が規格化された（非特許文献１参照）。このＭＰＥＧ−２では、動画像信号を２〜１５Ｍｂｉｔ／ｓに圧縮することにより、ＴＶ放送品質を実現できる。
【０００６】
さらに現状では、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−２の標準化を進めてきた作業グループ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１）によって、マルチメディア時代に必要な新しい機能を実現するＭＰＥＧ−４が規格化された。ＭＰＥＧ−４は、ＭＰＥＧ−１、及びＭＰＥＧ−２を上回る圧縮率を達成し、さらに物体単位で符号化、復号及び操作を可能とする。
【０００７】
このＭＰＥＧ−４は、当初、低ビットレートの符号化方法の標準化を目指して進められた。しかし、現在のＭＰＥＧ−４はインタレース画像等を含む高ビットレートの動画像も含む、より汎用的な符号化方法の規格に拡張されている。さらに、現在は、ＩＳＯ／ＩＥＣとＩＴＵ−Ｔとの共同で、より高圧縮率の画像符号化方式である、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ及びＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４が規格化された。
【０００８】
ここで、画像信号は、同じ時刻の画素の集合であるピクチャ（フレームまたはフィールドとも呼ばれる）が連続したものであると考えることができる。また、画素はピクチャ内で近傍画素との相関が強いことから、画像信号はピクチャ内の画素の相関を利用して圧縮される。さらに、連続するピクチャ間での画素の相関も強いことから、画像信号はピクチャ間の画素の相関を利用して圧縮される。ここで、ピクチャ間の画素の相関とピクチャ内の画素の相関とを利用した圧縮をインター符号化または画面間符号化と呼ぶ。また、ピクチャ間の画素の相関は用いないがピクチャ内の画素の相関を利用した圧縮をイントラ符号化または画面内符号化と呼ぶ。このインター符号化は、ピクチャ間の相関を利用しているので、イントラ符号化より高い圧縮率を実現できる。
【０００９】
また、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ及びＨ．２６４では、２次元の矩形領域の画素の集合であるブロック（もしくはマクロブロック）単位で、イントラ符号化とインター符号化とが切り替えられる。
【００１０】
具体的には、画像符号化装置は、イントラ符号化の場合はピクチャ内の画素ブロックまたはピクチャ内の画素の相関を利用した予測誤差のブロックを生成し、インター符号化の場合はピクチャ間の相関を利用した予測誤差のブロックを生成する。次に、画像符号化装置は、このブロックをＤＣＴ（ディスクリート・コサイン変換）などの２次元直交変換する。次に、画像符号化装置は、直交変換したブロックの周波数成分を量子化し、量子化した結果である量子化値を可変長符号化したうえでネットワークに伝送する。
【００１１】
ここで、量子化する際の量子化幅である量子化ステップが大きいと画像符号化歪が大きくなるが高圧縮となり、量子化ステップが小さいと画像符号化歪が小さくなるが低圧縮となる。通常は、画像符号化装置は、ビットレートが一定となるように、かつピクチャ内で量子化ステップがほぼ一定となるように量子化ステップを導出する。これは、ピクチャ内で量子化ステップが一様でない場合、符号化歪が一様でなくなることにより、符号化歪が目立ちやすくなるためである。
【００１２】
一方、ＡＤＳＬまたは光ファイバを用いた高速ネットワーク環境が普及している。これにより一般家庭でも数Ｍｂｉｔ／ｓを越えるビットレートでデータの送受信が可能となっている。さらに、今後数年で、数十Ｍｂｉｔ／ｓのデータの送受信が可能になる見込みである。これにより、前述の画像符号化技術を用いることで、専用回線を用いた企業だけでなく、一般家庭でもＴＶ放送品質及びＨＤＴＶ放送品質のＴＶ電話及びＴＶ会議システムの導入が進むと予想される。
【００１３】
ところで、ネットワークを介して符号化した画像データ、すなわちストリームを伝送する際には、ネットワーク輻輳などによりストリームの一部が消失する可能性がある。このようにストリームの一部が消失した場合には、受信側で消失したストリームに対応する箇所の画像を正しく復号できない。つまり、画質劣化が発生する。そこで、ブロックを複数まとめた符号化単位であるスライスが定義された。このスライスは独立に符号化及び復号処理が可能な最小単位である。つまり、ストリームの一部が消失してもスライス単位で復号処理ができる。
【００１４】
図２１は、ＭＰＥＧ−２規格のスライス分割方法を用いた場合におけるスライスとブロックとの関係を示す図である。図２１に示すピクチャ５００（１フレーム、もしくは１フィールド）は、複数のブロック５０２（マクロブロック）で構成される。また、ピクチャ５００を構成するブロック５０２の中で、同じ行のブロック５０２は１つのスライス５０１を構成する。
【００１５】
図２２は、ピクチャ５００に含まれる複数のブロック５０２の符号化順を示す図である。ピクチャ５００に含まれる複数のブロック５０２は、図２２で示す順序、すなわち、ピクチャ５００内において、スライス単位内では左から右へ、かつ、スライス単位で上から下への順序で符号化される。
【００１６】
ここで、上述したようにストリームの一部が消失した場合には、受信側で消失したストリームに対応する箇所の画像を正しく復号できない。さらに、画面間符号化を用いている場合には、正しく復号できない状態が後続の復号するピクチャにも影響する（波及する）。以下では、これをエラー伝搬とも記す。
【００１７】
このエラー伝搬を防ぐ方法として、特許文献１記載の技術が知られている。
【００１８】
図２３は、特許文献１記載の技術におけるストリームの構成例を示す図である。図２３に示すように、特許文献１記載の画像符号化装置では、各ピクチャに画面内符号化のみを行うＩスライス２０１（リフレッシュスライス）を設定し、Ｉスライス２０１の位置をピクチャ毎に順次移動し、当該移動をリフレッシュ周期毎に繰り返す。これにより、特許文献１記載の画像符号化装置は、１リフレッシュ周期の間に、ピクチャ内の全ての位置のスライスを少なくとも１回は強制リフレッシュできるので、エラー伝搬を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平６−３８１９４号公報
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】ＭＰＥＧ−２規格書：ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２、  “Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  −  Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｏｆ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ  Ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：Ｖｉｄｅｏ”、  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ、  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２０００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような問題が生ずる。
【００２２】
従来の技術をプログレッシブの映像信号に用いた場合、圧縮率を大きく落とすことなく強制リフレッシュすることができるが、インタレースの映像信号に対して同様の強制リフレッシュをした場合には、大きく圧縮率が低下してしまうという問題がある。
【００２３】
従来の技術は、プログレッシブの映像信号を想定しており、参照ピクチャを１ピクチャに制限している。このようなプログレッシブの映像信号では、あるフレームと最も相関が高いフレームは、直前のフレームであるので、直前のフレームのみを参照した場合にも圧縮率の低下は少ない。
【００２４】
一方、インタレースの映像信号では、１フレームの画像信号がトップ・フィールド１つとボトム・フィールド１つの合計２つのフィールドで構成されている。フレームを構成する最初のフィールドを第１フィールド、２番目のフィールドを第２フィールドと呼ぶ。さらに、２つのフィールドを比較する際に、トップ・フィールド同士、またはボトム・フィールド同士を同じパリティと呼び、トップ・フィールドとボトム・フィールドとを異なるパリティと呼ぶ。
【００２５】
インタレースの映像信号で１フレームを構成するあるフィールドと時間的に最も近いフィールドは、直前の異なるパリティのフィールドとなる。一方、空間位置的に最も近い（フレームでの画素位置が同じ）フィールドは、同じパリティ状態を有する直前のフィールド、つまり２つ前のフィールドとなる。よって、動きが大きい画素の符号化では時間的に近い、直前の異なるパリティのフィールドを参照するのがよい。また、動きが少ない画素の符号化では空間位置的に近い同じパリティ状態を有する直前のフィールドを参照するのがよい。すなわち、インタレースの映像信号では、直前の１フィールドのみを参照した場合には、圧縮率が著しく低下してしまう。
【００２６】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、インタレースの映像信号に対して、発生した誤りが後続のフィールドに伝搬することを防ぐとともに、圧縮率の低下を抑制できる画像符号化装置及び画像符号化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】
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像符号化装置は、１フィールドの画像データを、所定の大きさの複数のブロックに分割し、分割したブロックを予測符号化する画像符号化装置であって、符号化対象のフィールドが第１フィールドか第２フィールドかを判定するパリティ判定部と、前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドを、複数の前記ブロックを含むＩスライスと、複数の前記ブロックを含むＰスライスとに分割し、かつ、前記Ｉスライスの位置がフィールドの一方端から他方端へと第１フィールド単位で移動するとともに、予め設定されたフィールド数毎に前記一方端から他方端への移動が繰り返されるように前記Ｉスライスの位置を決定するスライス制御部と、前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドに含まれるＰスライスのうち、前記Ｉスライスより前記一方端側に位置するＰスライスに対して、最後に符号化した第１フィールドのみを参照フィールドに設定し、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、前記予め設定されたフィールド数毎に少なくとも１回は最後に符号化した第１フィールドのみを当該フィールドに対する参照フィールドに設定する参照画像制御部と、前記Ｉスライスに含まれるブロックの全てを当該スライス内の画素を参照して符号化し、前記Ｐスライスに含まれるブロックを当該フィールド内の画素、又は前記設定された参照フィールドに含まれる画素を参照して符号化する符号化部とを備える。
【００２８】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置では、第１フィールドにおいて、Ｉスライスの位置がフィールドの一方端から他方端まで１周期（予め設定されたフィールド数）の間に順次移動する。また、第１フィールドに含まれる第１Ｐスライスは、最後に符号化した第１フィールドのみを参照する。これにより、１周期の間に、第１フィールドの全ての位置のデータがリフレッシュされる。よって、本発明に係る画像符号化装置は、符号化した第１フィールドの伝送中にデータの消失が発生した場合でも、少なくとも１周期後には、データの消失によるエラー伝搬を止めることができる。
【００２９】
さらに、本発明に係る画像符号化装置では、１周期に含まれる少なくとも１つの第２フィールドは、最後に符号化した第１フィールドのみを参照する。また、上述したように、第１フィールドでは、１周期毎に全てのスライスがリフレッシュされている。これにより、第２フィールドにおいてデータの消失が発生した場合でも、最後に符号化した第１フィールドのみを参照する第２フィールドでデータの消失によるエラー伝搬を止めることができる。よって、本発明に係る画像符号化装置は、複数のフィールドを参照した場合でも、最後に符号化した第１フィールドのみを参照する第２フィールドでデータの消失によるエラー伝搬を止めることができる。これにより、本発明に係る画像符号化装置は、第１フィールドと第２フィールドとを全て１フィールドのみ参照するように制限した場合と比べ、インタレースの映像信号に対して、圧縮率の低下を抑制できる。
【００３０】
このように、本発明に係る画像符号化装置は、インタレースの映像信号に対して、伝送路上で発生した誤りが後続のフィールドに伝搬することを防ぐとともに、圧縮率の低下を抑制できる。
【００３１】
また、前記スライス制御部は、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、当該フィールドを、複数の前記Ｐスライスのみに分割してもよい。
【００３２】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置では、第２フィールドはＩスライスを含まない。ここで、ＩスライスはＰスライスに比べて符号量が多い。よって、本発明に係る画像符号化装置は、全てのフィールドがＩスライスを含む場合に比べて、符号量を低減できる。
【００３３】
また、前記参照画像制御部は、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドである場合は、前記予め設定されたフィールド数毎に少なくとも１回は最後に符号化した第１フィールドのみを当該フィールドに対する参照フィールドに設定し、前記少なくとも１回以外のフィールドに対して複数のフィールドを参照フィールドに設定してもよい。
【００３４】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置では、１周期に含まれる複数の第２フィールドは、２つ以上のフィールドを参照する第２フィールドを含む。これにより、本発明に係る画像符号化装置は、インタレースの映像信号に対して、圧縮率を向上できる。
【００３５】
また、前記参照画像制御部は、前記符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合は、当該フィールドに含まれるＰスライスのうち、前記Ｉスライスより前記他方端側に位置するＰスライスに対して、複数のフィールドを参照フィールドに設定してもよい。
【００３６】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置では、第１フィールドに含まれる第２Ｐスライスは、複数のフィールドを参照する。これにより、本発明に係る画像符号化装置は、圧縮率を向上できる。
【００３７】
また、前記参照画像制御部は、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドであり、かつ最後に符号化した第１フィールドにおいて前記Ｉスライスが当該第１フィールドの前記一方端に位置する場合は、当該最後に符号化した第１フィールドのみを当該第２フィールドに対する参照フィールドに設定してもよい。
【００３８】
この構成によれば、第１フィールドのリフレッシュが開始されるタイミングと第２フィールドがリフレッシュされるタイミングとが同期する。これにより、本発明に係る画像符号化装置は、第１フィールドのリフレッシュが終了した直後に第２フィールドの誤りの伝搬を停止することができ、隣接するフィールド間でエラー伝搬が停止する時刻が１フィールド以上大きく異なってしまうといった不自然さを防ぐことができる。
【００３９】
また、前記参照画像制御部は、前記予め設定されたフィールド数毎に、前記Ｉスライスの位置がフィールドの前記他方端に達した第１フィールドより後方に位置する少なくとも１つの第２フィールドに対して、最後に符号化した第１フィールドのみを当該第２フィールドに対する参照フィールドに設定してもよい。
【００４０】
この構成によれば、第１フィールドのリフレッシュが終了したタイミングと第２フィールドがリフレッシュされるタイミングが同期する。これにより、本発明に係る画像符号化装置は、第１フィールドのリフレッシュが終了した直後に第２フィールドの誤りの伝搬を停止することができ、隣接するフィールド間でエラー伝搬が停止する時刻が大きく異なってしまうといった不自然さを防ぐことができる。
【００４１】
また、前記画像符号化装置は、さらに、前記符号化対象のフィールドを、表示順で１つ前のフィールドと同じ画像とみなすスキップ・ピクチャとするべきか否かを判定するスキップ判定部と、前記符号化対象のフィールドが第１フィールドの場合は、表示順で１つ前のフィールドがスキップ・ピクチャであり、かつ前記スキップ判定部で前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとするべきと判定された場合に、前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャと決定し、前記符号化対象のフィールドが第２フィールドの場合は、前記スキップ判定部で前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとするべきと判定された場合に、前記符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャと決定するスキップ決定部とを備え、前記符号化部は、前記スキップ決定部でスキップ・ピクチャと決定されたフィールド以外を符号化してもよい。
【００４２】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置では、スキップ・ピクチャが、Ｉスライスを含む第１フィールドから開始されず、第２フィールドから開始される。これにより、最初のスキップ・ピクチャ（第２フィールド）は、直前に符号化された第１フィールドのみを参照する。また、第１フィールドがスキップ・ピクチャとなる場合でも、当該スキップ・ピクチャは、第１フィールドのみを参照したスキップ・ピクチャを参照する。これにより、Ｉスライスを含む第１フィールドにおいてエラー伝搬を防止する場合には、スキップ・ピクチャを用いても、同様に、エラー伝搬を防止できる。また、スキップ・ピクチャ以外のフィールドに対しては、スキップ・ピクチャを含まない場合の参照構造をそのまま用いることができる。つまり、本発明に係る画像符号化装置は、エラー伝搬を防止できるとともに、ピクチャの参照構造の複雑化を低減できる。
【００４３】
また、前記符号化部は、前記符号化対象のフィールドが前記第２フィールドであり、かつ前記スキップ決定部で、スキップ・ピクチャと決定されない場合、最後に符号化した第１フィールドまたは最後に符号化した第２フィールドを参照して、前記符号化対象のフィールドを符号化してもよい。
【００４４】
この構成によれば、第２フィールドは最後に符号化した第１フィールドまたは最後に符号化した第２フィールドの２フィールドから、適切な１フィールドを選択して参照した符号化を行えるので、圧縮効率が向上する。
【００４５】
また、前記符号化部は、前記スキップ決定部で前記符号化対象のフィールドがスキップ・ピクチャと決定された場合、前記符号化対象のフィールドがスキップ・ピクチャであることを示す情報を符号化してもよい。
【００４６】
この構成によれば、当該フィールドがスキップ・ピクチャであることを示す情報を符号化するので、復号装置におけるエラー検出が容易になる。
【００４７】
また、前記符号化部は、前記スキップ決定部で前記符号化対象のフィールドがスキップ・ピクチャと決定された場合、前記符号化対象のフィールドに対応するデータを含まないストリームを生成してもよい。
【００４８】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置は、当該フィールドがスキップ・ピクチャであることを示す情報を符号化する場合に比べて、符号量を削減できる。
【００４９】
また、前記第１フィールドは、フレームを構成する最初のフィールドであり、前記第２フィールドは、フレームを構成する次のフィールドであってもよい。
【００５０】
この構成によれば、本発明に係る画像符号化装置は、フレームの最初のフィールドが伝送エラーに強いＩスライスを含むことで、フレーム単位で画像を抽出して最初のフィールドを表示するランダム再生及び高速再生の用途で伝送誤りによる画質劣化を小さくできる。
【００５１】
なお、本発明は、このような画像符号化装置として実現できるだけでなく、画像符号化装置に含まれる特徴的な手段をステップとする画像符号化方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのはいうまでもない。また、本発明は、このような画像符号化装置の機能を実現する集積回路として実現できる。
【発明の効果】
【００５２】
以上より、本発明は、インタレースの映像信号に対して、伝送路上で発生した誤りが後続のフィールドに伝搬することを防ぐとともに、圧縮率の低下を抑制できる画像符号化装置及び画像符号化方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置による符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置におけるＩスライスの位置を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置におけるスライス構成及び参照フィールドを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置におけるＰスライスの参照先のスライスを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置におけるスライス構成及び参照フィールドの変形例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置におけるスライス構成及び参照フィールドの変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置におけるスライス構成及び参照フィールドの別の変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置による符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置におけるスライス構成及び参照フィールドを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るスキップ・ピクチャを用いた場合の符号量を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の実施の形態３に係る比較例における、スキップ・ピクチャの配置例を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施の形態３に係る比較例における、エラー伝搬を説明するための図である。
【図１３Ａ】本発明の実施の形態３に係る比較例における、スキップ・ピクチャの配置例を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の実施の形態３に係る比較例における、エラー伝搬を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図１５Ａ】本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置におけるスキップ・ピクチャの配置例と参照構造とを示す図である。
【図１５Ｂ】本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置におけるスキップ・ピクチャの配置例と参照構造とを示す図である。
【図１６Ａ】本発明の実施の形態３に係る、エラー伝搬の防止を説明するための図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施の形態３に係る、エラー伝搬の防止の説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る画像符号化方法のフローチャートである。
【図１８Ａ】本発明の実施の形態４に係る画像符号化装置におけるスキップ・ピクチャの配置例と参照構造とを示す図である。
【図１８Ｂ】本発明の実施の形態４に係る画像符号化装置におけるスキップ・ピクチャの配置例と参照構造とを示す図である。
【図１９Ａ】本発明の実施の形態４に係る、エラー伝搬の防止を説明するための図である。
【図１９Ｂ】本発明の実施の形態４に係る、エラー伝搬の防止を説明するための図である。
【図２０Ａ】本発明の実施の形態５に係る記録媒体の構成を示す図である。
【図２０Ｂ】本発明の実施の形態５に係る記録媒体の構成を示す図である。
【図２０Ｃ】本発明の実施の形態５に係るコンピュータシステムの構成を示す図である。
【図２１】ＭＰＥＧ−２のスライスとブロックとの関係を示す図である。
【図２２】ピクチャにおけるブロックの符号化順を示す図である。
【図２３】従来の画像符号化装置におけるスライス構成及び参照画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置では、第１フィールドのみがＩスライスを含み、当該Ｉスライスの位置が第１フィールドの上端から下端まで１リフレッシュ周期の間に順次移動する。さらに、第１フィールドは、直前の第１フィールドのみを参照する。よって、第１フィールドにおいてデータの消失が発生した場合でも、少なくとも１リフレッシュ周期後には、データの消失によるエラー伝搬を止めることができる。
【００５６】
さらに、本発明に係る画像符号化装置では、１周期に含まれる１つの第２フィールドは、直前の第１フィールドのみを参照する。これにより、第２フィールドにおいてデータの消失が発生した場合でも、直前の第１フィールドのみを参照する第２フィールドでデータの消失によるエラー伝搬を止めることができる。
【００５７】
これにより、本発明に係る画像符号化装置は、発生した誤りが後続のフィールドに伝搬することを防ぐことができる。
【００５８】
さらに、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置では、上記１つの第２フィールド以外は、直前の２つのフィールドを参照する。これにより、本発明に係る画像符号化装置は、圧縮率を向上できる。
【００５９】
なお、以下では、第１フィールドが奇数フィールドであり、第２フィールドが偶数フィールドである場合を例に説明する。
【００６０】
まず、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の構成を説明する。
【００６１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の構成を示すブロック図である。
【００６２】
図１に示す画像符号化装置１００は、１フィールドの画像を、所定の大きさの複数のブロックに分割し、その分割したブロックの画像データを画面内符号化と画面間符号化とのうち一方を選択して予測符号化する。
【００６３】
ここで、画面内符号化とは、処理対象のブロックが含まれるフィールド内のブロックを参照して当該処理対象のブロックを予測符号化する符号化である。そして、画面間符号化とは、処理対象のブロックが含まれるフィールドより過去に符号化したフィールドに含まれるブロックを参照して当該処理対象のブロックを予測符号化する符号化である。
【００６４】
また、画像符号化装置１００は、例えば、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣすなわちＩＴＵ  Ｈ．２６４に準拠した動画像符号化装置である。この画像符号化装置１００は、映像入力端子１０１に入力されたインタレースの映像信号をスライス単位で符号化することにより、符号化ストリームを生成する。
【００６５】
この画像符号化装置１００は、映像入力端子１０１と、ブロック分割回路１０３と、バッファメモリ１０８と、符号化データ出力端子１０９と、パリティ判定回路１２０と、スライス制御回路１２１と、リフレッシュ周期発生回路１２２と、参照画像制御回路１２３と、符号化部１３０とを備える。また、スライス制御回路１２１は、カウンタ１２６と、Ｉ／Ｐ（Ｉスライス／Ｐスライス）判定部１２７と、スライス分割部１２８とを備える。
【００６６】
映像入力端子１０１には、デジタル信号であるインタレースの映像信号が入力される。
【００６７】
ブロック分割回路１０３は、映像入力端子１０１に入力されたデジタルの映像信号の画素順序を入れ替えたうえで、複数のブロックに分割する。
【００６８】
パリティ判定回路１２０は、映像入力端子１０１に入力された映像信号に含まれる符号化対象のフィールドのパリティ（トップ・フィールドかボトム・フィールドの識別、もしくは奇数フィールドか偶数フィールドの識別）をチェックすることにより、当該符号化対象のフィールドがＩスライスを含む符号化の可能性のあるパリティか、Ｉスライスを含まない符号化のみを行うパリティかを判定する。以下の説明では、奇数フィールドにＩスライスを含むように制御する例を説明する。具体的には、パリティ判定回路１２０は、符号化対象のフィールドが奇数フィールドの場合には、Ｉスライスを含む符号化の可能性のあるフィールドであると判定する。あるいは、符号化対象のフィールドが偶数フィールドの場合には、Ｉスライスを含まない符号化のみを行うフィールドであると判定する。また、パリティ判定回路１２０は、判定した符号化対象のフィールドが奇数フィールドであるか偶数フィールドであるかを示す情報であるパリティ状態１４０を生成する。また、パリティ判定回路１２０は、生成したパリティ状態１４０を、スキップ決定部１６２、Ｉ／Ｐ判定部１２７及び参照画像制御回路１２３に通知する。
【００６９】
リフレッシュ周期発生回路１２２は、順次増加するフィールド番号を発生する。このフィールド番号は、リフレッシュ周期毎にリセットされる。
【００７０】
スライス制御回路１２１は、パリティ判定回路１２０により生成されたパリティ状態１４０が奇数フィールドである場合、当該奇数フィールドをＩスライスとＰスライスとに分割する。また、スライス制御回路１２１は、パリティ状態１４０が偶数フィールドである場合、Ｉスライスを発生せず、当該偶数フィールドをＰスライスのみに分割する。
【００７１】
ここで、Ｉスライスとは、当該スライス内の画素の相関を利用したスライス内符号化が行われるブロックのみを含むスライスである。そして、Ｐスライスとは、当該スライス内の画素の相関を利用したスライス内符号化、または当該スライス外の画素の相関を利用したスライス間符号化のいずれかが行われるブロックを含むスライスである。
【００７２】
具体的には、スライス間符号化とは、当該スライスと、他のピクチャに含まれるスライスとの間の画素の相関を利用した符号化（インター符号化）を意味する。スライス間符号化には、当該スライスと、当該ピクチャに含まれる当該スライス以外のスライスとの間の画素の相関を利用した符号化を含んでもよい。
【００７３】
また、スライス制御回路１２１は、リフレッシュ周期発生回路１２２により生成されたフィールド番号に応じて、Ｉスライスの位置を決定する。具体的には、スライス制御回路１２１は、当該Ｉスライスの位置が１フィールド内のリフレッシュ開始位置である上端からリフレッシュ終了位置である下端へ奇数フィールド毎に順次移動するようにＩスライスの位置を決定する。また、スライス制御回路１２１は、リフレッシュ周期毎に、フィールドの上端から下端へのＩスライスの移動が繰り返されるようにＩスライスの位置を決定する。ここで、フィールドの上端とは、１つのフィールドにおける、符号化が行われる最初の位置であり、下端とは、符号化が行われる最後の位置である。
【００７４】
また、スライス制御回路１２１は、Ｉスライスの発生タイミングに応じてスライスモード選択信号１４２をＩスライス状態にし、またフィールド番号に応じてフィールドリフレッシュ要求信号１４１をリフレッシュ要求状態にする。
【００７５】
カウンタ１２６は、符号化するブロック数またはスライス数をカウントすることにより、符号化対象のブロックまたはスライスがピクチャのどの位置に対応するかを計測する。また、カウンタ１２６は、計測したブロック数またはスライス数をＩ／Ｐ判定部１２７に通知する。
【００７６】
Ｉ／Ｐ判定部１２７は、符号化対象のフィールドに含まれる符号化対象のスライスをＩスライスとするか、Ｐスライスとするかを判定する。具体的には、Ｉ／Ｐ判定部１２７は、パリティ判定回路１２０で符号化対象のフィールドが奇数フィールドであると判定され、かつカウンタ１２６でＩスライスとすべきスライス位置であることが検出された場合、Ｉスライスとすると判定し、それ以外の場合、Ｐスライスとすると判定する。
【００７７】
これにより、Ｉ／Ｐ判定部１２７は、Ｉスライスの位置が１フィールド内の上端から下端へ奇数フィールド毎に順次移動するように、Ｉスライスの位置を決定する。また、Ｉ／Ｐ判定部１２７は、予め定められた周期毎に、フィールドの上端から下端へのＩスライスの移動が繰り返されるように、Ｉスライスの位置を決定する。
【００７８】
また、Ｉ／Ｐ判定部１２７は、判定結果をスライス分割部１２８及び符号化部１３０に通知する。
【００７９】
スライス分割部１２８は、Ｉ／Ｐ判定部１２７による判定結果に基づき、符号化対象のフィールドをＩスライスとＰスライスとに分割する。また、スライス分割部１２８は、符号化対象のスライスがＩスライスであるかＰスライスであるかに応じて、当該符号化対象のスライスの大きさを決定する。また、スライス分割部１２８は、分割したスライスの情報を符号化部１３０に通知する。
【００８０】
参照画像制御回路１２３は、符号化対象のフィールドに対する参照ピクチャを選択する。ここで参照ピクチャとは、画面間符号化の際に参照されるピクチャ（フィールド）であり、画面間符号化において、符号化対象のブロックに含まれる画素と、当該参照ピクチャに含まれる画素との相関が利用される。
【００８１】
具体的には、参照画像制御回路１２３は、符号化対象のフィールドが奇数フィールドである場合は、直前の奇数フィールド（最後に符号化された奇数フィールド）のみを当該符号化対象の奇数フィールドに対する参照フィールドに設定する。また、符号化対象のフィールドが偶数フィールドである場合は、１リフレッシュ周期内に１回、直前の奇数フィールド（最後に符号化された奇数フィールド）のみを当該偶数フィールドに対する参照フィールドに設定し、当該１回以外は、当該偶数フィールドの直前の２つのフィールド（奇数フィールドと偶数フィールド）を当該偶数フィールドに対する参照フィールドに設定する。
【００８２】
さらに詳細には、参照画像制御回路１２３は、パリティ判定回路１２０により生成されたパリティ状態１４０が奇数フィールドである場合は、２フィールド前の参照画像が格納されたアドレスを生成し、また、参照画像制御回路１２３は、パリティ状態１４０が偶数フィールドであり、かつスライス制御回路１２１により出力されるフィールドリフレッシュ要求信号１４１がリフレッシュ要求状態の場合は、１フィールド前の参照画像が格納されたアドレスを生成する。また、それ以外の場合は、参照画像制御回路１２３は、１フィールド前と２フィールド前との参照画像が格納されたアドレスを生成する。
【００８３】
符号化部１３０は、Ｉ／Ｐ判定部１２７により判定されたスライスの区別（ＩスライスまたはＰスライス）と、スライス分割部１２８により決定されたスライスの大きさと、参照画像制御回路１２３により選択された参照ピクチャとに基づいて映像入力端子１０１に入力された映像信号を符号化して符号化ストリームを生成し、生成した符号化ストリームを符号化データ出力端子１０９に出力する。
【００８４】
具体的には、符号化部１３０は、Ｉスライスに含まれる全てのブロックをスライス内符号化し、Ｐスライスに含まれるブロックを、スライス内符号化、または参照画像制御回路１２３により設定された参照フィールドに含まれるブロックを参照してスライス間符号化する。
【００８５】
この符号化部１３０は、予測誤差算出回路１０４と、直交変換回路１０５と、量子化回路１０６と、可変長符号化回路１０７と、逆量子化回路１１０と、逆直交変換回路１１１と、加算回路１１２と、面内予測回路１１３と、参照画像メモリ１１４と、動きベクトル検出回路１１５と、動き補償回路１１６と、予測判定回路１１７と、予測選択論理回路１１８と、セレクタ回路１１９とを備える。
【００８６】
予測誤差算出回路１０４は、ブロック分割回路１０３により分割されたブロック単位の画像データと、後述するセレクタ回路１１９により選択された予測画像データ１４３（面内予測画像データ１５１、または動き予測画像データ１５４）との差分である差分画素値１４４を算出する。
【００８７】
直交変換回路１０５は、予測誤差算出回路１０４により算出された差分画素値１４４を直交変換することにより係数信号１４５を生成する。
【００８８】
量子化回路１０６は、直交変換回路１０５により生成された係数信号１４５を量子化することにより、量子化係数信号１４６を生成する。
【００８９】
可変長符号化回路１０７は、量子化回路１０６により生成された量子化係数信号１４６を可変長符号化することにより符号化データ１４７を生成する。
【００９０】
バッファメモリ１０８は、可変長符号化回路１０７により生成された符号化データ１４７を一時的に記憶し、外部に出力する符号化データを、所定の範囲内のデータ速度で出力できるよう調整する。
【００９１】
符号化データ出力端子１０９には、バッファメモリ１０８から読み出された符号化データ１４７が符号化ストリームとして出力される。
【００９２】
逆量子化回路１１０は、量子化回路１０６により生成された量子化係数信号１４６を逆量子化することにより係数信号１４８を生成する。
【００９３】
逆直交変換回路１１１は、逆量子化回路１１０により生成された係数信号１４８を逆直交変換することにより、差分画素値１４９を生成する。
【００９４】
加算回路１１２は、逆直交変換回路１１１により生成された差分画素値１４９と、セレクタ回路１１９により選択された予測画像データ１４３（面内予測画像データ１５１、または動き予測画像データ１５４）とを加算することにより、復号画像データ１５０を生成する。
【００９５】
面内予測回路１１３は、ブロック分割回路１０３によりブロック分割された画像データ単位で画面内予測を行うことにより、面内予測画像データ１５１を生成する。
【００９６】
参照画像メモリ１１４は、加算回路１１２により生成された復号画像データ１５０を記憶する。また、参照画像メモリ１１４は、参照画像制御回路１２３により生成されたアドレスに格納される参照画像データ１５２を動きベクトル検出回路１１５及び動き補償回路１１６に出力する。
【００９７】
動きベクトル検出回路１１５は、参照画像メモリ１１４により出力された参照画像データ１５２を用いて、ブロック分割回路１０３によりブロック分割されたブロック単位の画像データの動きベクトル値１５３を生成する。
【００９８】
動き補償回路１１６は、動きベクトル検出回路１１５により出力された動きベクトル値１５３と、参照画像メモリ１１４により出力された参照画像データ１５２とを用いて動き補償を行うことにより、動き予測画像データ１５４を生成する。
【００９９】
予測判定回路１１７は、面内予測回路１１３により生成された面内予測画像データ１５１と、動き補償回路１１６により生成された動き予測画像データ１５４と、ブロック分割回路１０３によりブロック分割された画像データとを比較することにより、面内予測画像データ１５１及び動き予測画像データ１５４のうちどちらか一方を選択するための予測判定信号１５５を生成する。
【０１００】
予測選択論理回路１１８は、スライス制御回路１２１により生成されたスライスモード選択信号１４２がＩスライス状態であれば面内予測を選択するための選択信号１５６を出力する。また、予測選択論理回路１１８は、スライスモード選択信号１４２がＩスライス状態でない場合は、予測判定回路１１７により生成された予測判定信号１５５に従った予測を選択するための選択信号１５６を生成する。
【０１０１】
セレクタ回路１１９は、予測選択論理回路１１８により生成された選択信号１５６に従って、面内予測回路１１３により生成された面内予測画像データ１５１と、動き補償回路１１６により生成された動き予測画像データ１５４とのうちいずれかを選択して出力する。
【０１０２】
次に、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００による動作を説明する。
【０１０３】
図２は、画像符号化装置１００による符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０４】
また、図３は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００のスライス制御回路１２１で決定されるＩスライスの位置を示す図である。
【０１０５】
まず、パリティ判定回路１２０は、符号化対象のフィールドが奇数フィールド（第１フィールド）であるか偶数フィールド（第２フィールド）であるかを判定する（Ｓ１０１）。
【０１０６】
符号化対象のフィールドが奇数フィールドである場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、スライス制御回路１２１は、当該奇数フィールドにＩスライス２０１とＰスライス２０２とを発生する（Ｓ１０２）。また、スライス制御回路１２１は、Ｉスライス２０１を発生させるフィールド内の位置を奇数フィールド毎に順次移動させる。
【０１０７】
具体的には、図３に示すように、スライス制御回路１２１は、フィールド番号が１の時は、当該フィールドの上端部の位置にＩスライス２０１を発生させる。また、スライス制御回路１２１は、次の奇数フィールド（フィールド番号３）に対しては、直前の奇数フィールド（フィールド番号１）におけるＩスライス２０１の位置から、Ｉスライス２０１の位置をＩスライス２０１の幅と同一距離下方へ移動させる。スライス制御回路１２１は、Ｉスライス２０１の位置がフィールドの下端部に移動するまで、奇数フィールド毎に、Ｉスライス２０１の位置の移動を繰り返す。また、スライス制御回路１２１は、Ｉスライス２０１の位置をフィールドの下端部まで移動させたのち、再び、Ｉスライス２０１の位置をフィールドの上端部に移動させ、以降、同様の処理を繰り返す。
【０１０８】
ここで、Ｉスライス２０１の位置が上端部から下端部まで移動し、再び上端部に移動するまでの期間が、１リフレッシュ周期である。
【０１０９】
また、１つのＩスライス２０１は、１ライン分のブロックに相当する範囲であってもよいし、複数ライン分のブロックに相当する範囲であってもよい。さらに、１ラインを複数のスライスに分割し、分割したスライスの１つをＩスライス２０１としてもよい。
【０１１０】
なお、図３において、Ｉスライス２０１がフィールドの下端部に位置する奇数フィールド（フィールド番号９）の後に、Ｉスライス２０１を含まない奇数フィールド（フィールド番号１１）が含まれているが、当該奇数フィールド（フィールド番号１１）は含まれなくてもよい。
【０１１１】
一方、符号化対象のフィールドが偶数フィールドである場合（Ｓ１０１でＮｏ）、スライス制御回路１２１は、当該偶数フィールドにＰスライスのみを発生させる（Ｓ１０５）。なお、図３において、２０２はPスライスとなるスライスの位置を示すものであり、実際には２０２の位置には１つ以上の個数のPスライスを含んでいる。
【０１１２】
図４は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００におけるスライス構成及び参照フィールドを示す図である。なお、図４では、奇数フィールド（第１フィールド）をトップ・フィールド、偶数フィールド（第２フィールド）をボトム・フィールドとする。
【０１１３】
図４に示すように、参照画像制御回路１２３は、フィールド番号が奇数の場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、２フィールド前のフィールド（直前の奇数フィールド）のみを当該フィールドの参照先のフィールドに設定する（Ｓ１０３）。例えば、フィールド番号が３の奇数フィールドは、フィールド番号１の奇数フィールドのみを参照する。
【０１１４】
また、参照画像制御回路１２３は、フィールド番号が偶数の場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、かつ、スライス制御回路１２１により生成されたフィールドリフレッシュ要求信号１４１がハイレベルの場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、直前の１フィールドのみを当該偶数フィールドの参照先のフィールドに設定する（Ｓ１０７）。具体的には、フィールド番号が２の偶数フィールドは、直前のフィールド番号が１の奇数フィールドのみを参照する。
【０１１５】
また、参照画像制御回路１２３は、フィールド番号が偶数の場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、かつ、フィールドリフレッシュ要求信号１４１がローレベルの場合（Ｓ１０６でＮｏ）、１フィールド前と２フィールド前の２つのフィールドを当該偶数フィールドの参照先のフィールドに設定する（Ｓ１０８）。例えば、フィールド番号が４の偶数フィールドは、フィールド番号が３の奇数フィールドと、フィールド番号が２の偶数フィールドとを参照する。
【０１１６】
ここで、スライス制御回路１２１は、当該偶数フィールドが所定の位置のフィールド（以下、例外偶数フィールドとも記す。）である場合に、フィールドリフレッシュ要求信号１４１をハイレベル（リフレッシュ要求状態）にし、それ以外の場合はローレベルにする。具体的には、スライス制御回路１２１は、処理中の偶数フィールドの直前に位置する奇数フィールドにおいて、Ｉスライスが当該奇数フィールドの上端にある場合にフィールドリフレッシュ要求信号１４１をハイレベルにし、それ以外の場合はローレベルにする。
【０１１７】
最後に、符号化部１３０は、参照画像制御回路１２３により設定された参照フィールドを用いて、当該フィールドを符号化する（Ｓ１０４）。
【０１１８】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００では、奇数フィールドにおいて、Ｉスライス２０１の位置がフィールドの最初から最後まで１リフレッシュ周期の間に順次移動する。ここで、Ｉスライス２０１内のブロックはスライス内符号化のみが行われるので、前方に位置するフィールドで発生した誤りの影響を受けることなく、リフレッシュされた状態で符号化される。さらに、奇数フィールドは、直前の奇数フィールドのみを参照する。これにより、１リフレッシュ周期の間に、フィールドの全ての位置のデータがリフレッシュされる。よって、画像符号化装置１００は、奇数フィールドにおいてデータの消失が発生した場合には、少なくとも１リフレッシュ周期後には、データの消失によるエラー伝搬を止めることができる。
【０１１９】
また、インタレースの映像信号では、映像が静止した箇所では同一のパリティ状態１４０のフィールド間での相関性が高い。つまり、映像が静止した箇所では、ある奇数フィールドと直前の奇数フィールドとの相関性が高い。よって、参照フィールドを直前の奇数フィールドのみに制限しても圧縮率の低下は少ない。つまり、画像符号化装置１００は、インタレースの動きの少ない映像信号に対する圧縮率の低下を最小限に抑制できる。
【０１２０】
また、画像符号化装置１００では、１リフレッシュ周期に含まれる１つの例外偶数フィールド（フィールド番号２）は、直前の奇数フィールドのみを参照する。また、上述したように、奇数フィールドでは、１リフレッシュ周期毎に全てのスライスがリフレッシュされている。これにより、画像符号化装置１００は、偶数フィールドにおいてデータの消失が発生した場合でも、例外偶数フィールドでデータの消失によるエラー伝搬を止めることができる。
【０１２１】
さらに、画像符号化装置１００では、１リフレッシュ周期に含まれる例外偶数フィールド以外の偶数フィールドは、直前の２つのフィールドを参照する。ここで、符号化における圧縮率は、一般に参照画像（参照フィールド）の枚数が多いほど高くなる。よって、画像符号化装置１００は、例外偶数フィールド以外の偶数フィールドに対して、参照フィールドの数を制限しないことにより、圧縮率を向上できる。
【０１２２】
さらに、画像符号化装置１００では、偶数フィールドはＩスライスを含まない。一般に、Ｉスライスは、Ｐスライスに比べて、２〜１０倍、符号量（ビット数）が多い。よって、画像符号化装置１００は、全てのフィールドがＩスライスを含む場合に比べて、符号量を低減できる。
【０１２３】
なお、図４において斜線で示す第１Ｐスライス２０３は、リフレッシュ周期内で、リフレッシュ周期の先頭のフィールドから当該フィールドの前のフィールドまでの間にリフレッシュされたＰスライス（リフレッシュ済みのＰスライス）である。ここで、１リフレッシュ周期で、確実にエラー伝搬を止めるためには、各フィールドの画面間予測に用いられる参照先のスライスは、当該リフレッシュ周期内で、リフレッシュ周期の先頭のフィールドから当該フィールドまでの間にリフレッシュされたスライスであることが好ましい。すなわち、以前のフィールドの既にリフレッシュ済みの第１Ｐスライス２０３、または当該リフレッシュ周期内で、リフレッシュ周期の先頭のフィールドから当該フィールドまでの間のＩスライス２０１であることが好ましい。
【０１２４】
図５は、Ｐスライス２０２の参照先のスライスを示す図である。なお、図５では時間的に連続する３枚の奇数フィールドを示している。
【０１２５】
図５に示すように、各奇数フィールドは、リフレッシュ周期の先頭のフィールドから当該フィールドの前のフィールドまでの間にリフレッシュされた第１Ｐスライス２０３を含むリフレッシュ済領域２０５と、Ｉスライス２０１と、リフレッシュ周期の先頭のフィールドから当該フィールドの前のフィールドまでの間にリフレッシュされていないＰスライスを含む未リフレッシュ領域２０６とを含む。
【０１２６】
また、図５に示すエンコード対象領域２０８ａ、２０８ｂ及び２０８ｃを符号化する場合、各エンコード対象領域２０８ａ、２０８ｂ及び２０８ｃは、通常、直前の奇数フィールドにおける当該エンコード対象領域２０８ａ、２０８ｂ及び２０８ｃから予め定められた範囲である動き探索範囲内のスライスを参照する。
【０１２７】
ここで、参照画像制御回路１２３は、リフレッシュ済領域２０５に含まれるエンコード対象領域２０８ａ及び２０８ｂの参照先のスライスをリフレッシュ済領域２０５に含まれる第１Ｐスライス２０３またはＩスライス２０１から選択する。
【０１２８】
具体的には、例えば、画像符号化装置１００が、リフレッシュ済領域２０５の下端に位置するエンコード対象領域２０８ｂの参照先のスライスを、上記予め定められた動き探索範囲内から選択する場合、未リフレッシュ領域２０６に含まれる領域２０７に含まれるＰスライス２０２が選択される可能性がある。エンコード対象領域２０８ｂが、この領域２０７に含まれるＰスライス２０２を参照した場合、エンコード対象領域２０８ｂに誤りが伝搬してしまう。
【０１２９】
一方、参照画像制御回路１２３は、このエンコード対象領域２０８ｂの参照先のスライスを、上記動き探索範囲に含まれる第１Ｐスライス２０３またはＩスライス２０１に制限することにより、このエラー伝搬を防止できる。これにより、画像符号化装置１００は、１リフレッシュ周期で、確実にエラー伝搬を止めることができる。
【０１３０】
なお、一般的には、各Ｐスライス２０２が参照するのは時間的に近いフィールドの同じ位置のスライスであることが多い。よって、各フィールドの画面間予測に用いられる参照先のスライスを、第１Ｐスライス２０３及びＩスライス２０１に制限していない場合であっても、以前に生じたエラーが、エラーを生じた画素と同じ位置の画素を含むスライスがＩスライスであるフィールド以降のフィールドにまで伝搬する可能性は低く、エラー伝搬防止よりも処理の簡単さを重視する場合には、リフレッシュ済領域２０５に含まれるエンコード対象領域２０８ａ及び２０８ｂの参照先のスライスをリフレッシュ済領域２０５に含まれる第１Ｐスライス２０３またはＩスライス２０１から選択するように制限をつけない実装を行ってもよい。
【０１３１】
以上、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０１３２】
例えば、上記実施の形態では、例外偶数フィールドは、直前の奇数フィールドのＩスライスの位置が当該奇数フィールドの上端に位置するフィールドであるとしたが、それ以外の位置の偶数フィールドであってもよい。
【０１３３】
図６は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００におけるスライス構成及び参照フィールドの変形例を示す図である。
【０１３４】
図６に示すように、フィールド番号が偶数の場合、かつ直前の奇数フィールドのＩスライスが当該奇数フィールドの下端に位置する場合に、スライス制御回路１２１は、フィールドリフレッシュ要求信号１４１をハイレベルにしてもよい。これにより、参照画像制御回路１２３は、直前の１フィールドのみを当該偶数フィールドの参照フィールドに設定する。例えば、図６に示す例においては、フィールド番号１０の偶数フィールドが、例外偶数フィールドである。
【０１３５】
さらに、画像符号化装置１００は、直前の奇数フィールドのＩスライスが当該奇数フィールドの下端にある偶数フィールド以降の偶数フィールドを例外偶数フィールドとしてもよい。例えば、画像符号化装置１００は、図６に示すフィールド番号１２の偶数フィールドを、例外偶数フィールドとしてもよい。
【０１３６】
さらに、例外偶数フィールドは、上記以外の位置の偶数フィールドであってもよい。
【０１３７】
図７は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００におけるスライス構成及び参照フィールドの別の変形例を示す図である。例えば、画像符号化装置１００は、図７に示すように、リフレッシュ周期の中央付近に位置するフィールド番号６の偶数フィールドを例外偶数フィールドとしてもよい。
【０１３８】
また、上記説明では、奇数フィールドがＩスライスを含み、偶数フィールドがＰスライスのみを含むとしたが、偶数フィールドがＩスライスを含み、奇数フィールドがＰスライスのみを含んでもよい。つまり、上記実施の形態１における奇数フィールドと偶数フィールドとを入れ替えてもよい。
【０１３９】
また、上記説明では、奇数フィールド（第１フィールド）がトップ・フィールドであり、偶数フィールド（第２フィールド）がボトム・フィールドであるとしたが、奇数フィールドがボトム・フィールドであり、偶数フィールドがトップ・フィールドであってもよい。
【０１４０】
図８は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００におけるスライス構成及び参照フィールドの別の変形例を示す図である。例えば、図８に示すように、奇数フィールドがボトム・フィールドであり、偶数フィールドがトップ・フィールドであってもよい。
【０１４１】
また、上記説明では、奇数フィールドは、直前の奇数フィールドを参照するとしたが、直前に限らず、当該奇数フィールドの前に位置する奇数フィールドを参照してもよい。
【０１４２】
また、上記説明では、例外偶数フィールド以外の偶数フィールドは、２つのフィールドを参照するとしたが、３つ以上のフィールドを参照してもよい。または、例外偶数フィールド以外の偶数フィールドは、直前以外の１つのフィールドのみを参照してもよい。例えば、２つ前のフィールド（直前の偶数フィールド）のみを参照してもよい。
【０１４３】
また、上記説明では、１リフレッシュ周期に１つの例外偶数フィールドが含まれるとしたが、２つ以上の例外偶数フィールドが含まれてもよい。
【０１４４】
また、上記説明では、１リフレッシュ周期の間に、奇数フィールドに含まれるＩスライスは、フィールドの上端から下端へ奇数フィールド毎に移動するとしたが、下端から上端へ奇数フィールド毎に移動してもよい。つまり、奇数フィールドに含まれるＩスライスは、フィールドの一方端から他方端へ奇数フィールド毎に移動すればよい。
【０１４５】
また、ＭＰＥＧ−２またはＭＰＥＧ−４などの画像符号化規格では、１つのフィールドにＩスライスとＰスライスとを混在することができない。その場合は、スライス内の画素相関のみを利用して符号化する特別なＰスライスと、スライス内の画素相関またはスライス間の画素相関を利用して符号化する通常のＰスライスの２通りのＰスライスを構成し、前者のＰスライスを本発明のＩスライスとみなして実現すればよい。
【０１４６】
（実施の形態２）
上記実施の形態１では、第１フィールドに含まれる全てのＰスライス２０２が直前の第１フィールドのみを参照する例を説明した。本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置では、第１フィールドに含まれる複数のＰスライス２０２のうち、リフレッシュ済領域２０５に含まれる第１Ｐスライス２０３は、直前の第１フィールドのみを参照し、未リフレッシュ領域２０６に含まれる第２Ｐスライス２０４は、直前の２枚のフィールドを参照する。
【０１４７】
なお、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置１００の構成は、図１と同様である。また、以下では、上述した実施の形態１との相違点のみを説明する。
【０１４８】
図９は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置１００による符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【０１４９】
また、図１０は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置１００におけるスライス構成及び参照フィールドを示す図である。なお、図１０では、奇数フィールド（第１フィールド）をトップ・フィールド、偶数フィールド（第２フィールド）をボトム・フィールドとする。
【０１５０】
図９に示すステップＳ１０２以降の処理が、実施の形態１と異なる。
【０１５１】
図１０に示すように、参照画像制御回路１２３は、符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、かつ符号化対象のスライスが第１Ｐスライス２０３である場合（Ｓ１１１でＹｅｓ）当該第１Ｐスライス２０３に対して、最後に符号化した第１フィールドのみを参照フィールドに設定する（Ｓ１０３）。
【０１５２】
一方、参照画像制御回路１２３は、符号化対象のフィールドが第１フィールドである場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、かつ符号化対象のスライスが第２Ｐスライス２０４である場合（Ｓ１１１でＮｏ）当該第２Ｐスライス２０４に対して、複数のフィールドを参照フィールドに設定する。具体的には、参照画像制御回路１２３は、１フィールド前と２フィールド前の２つのフィールドを当該第２Ｐスライス２０４の参照先のフィールドに設定する（Ｓ１１２）。
【０１５３】
ここで、第１Ｐスライス２０３は、Ｉスライス２０１より上端側に位置するＰスライス２０２である。また、第２Ｐスライス２０４は、Ｉスライス２０１より下端側に位置するＰスライス２０２である。また、第１フィールドに含まれるＩスライス２０１が、フィールドの一方端から他方端へ奇数フィールド毎に移動する場合を想定すると、第１Ｐスライス２０３は、Ｉスライス２０１より一方端側に位置するＰスライス２０２であり、第２Ｐスライス２０４は、Ｉスライス２０１より他方端側に位置するＰスライス２０２である。
【０１５４】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置１００は、第１Ｐスライス２０３には、上述した実施の形態１と同様に、直前の第１フィールドのみを参照させることにより、データの消失によるエラー伝搬を止めることができる。
【０１５５】
さらに、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置１００では、第１フィールドに含まれる第２Ｐスライス２０４は、直前の２つのフィールドを参照する。ここで、符号化における圧縮率は、一般に参照画像（参照フィールド）の枚数が多いほど高くなる。よって、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置１００は、実施の形態１に係る画像符号化装置１００に比べて、圧縮率を向上できる。
【０１５６】
なお、Ｉスライス２０１の場合は、第１ＰスライスではないためＮｏとなるが、Ｉスライスはピクチャ間の画素を参照しないで符号化するため、Ｓ１１１の判定結果でどのような参照画像が選択されても実際には符号化結果に影響がない。
【０１５７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、上述した実施の形態１に係る画像符号化装置１００において、スキップ・ピクチャを用いる場合の制御方法について説明する。
【０１５８】
まず、スキップ・ピクチャについて説明する。
【０１５９】
一般に、画像信号を一定のビットレートで符号化する際には符号化歪が発生するが、この符号化歪の大きさは符号化する動画像の内容によって変化する。この符号化歪が特に大きい場合には、符号化歪を小さくするために符号化対象ピクチャの符号化に多くのビット数を割り当てたうえで、その後のピクチャは符号化を行わないスキップ・ピクチャとすることで、ビットレートを一定にする。スキップ・ピクチャを用いずに全てのピクチャを符号化すると、全てのピクチャを少ないビット数で符号化することになって符号化歪が許容できない画質になる。このため、スキップ・ピクチャを用いる方が視覚的な画質劣化が少ないことが知られている。このように、スキップ・ピクチャを用いることで、一定のビットレートを維持したまま、圧縮が困難な画像信号でも大きな画質劣化なく動画を符号化できる。
【０１６０】
図１１は、スキップ・ピクチャを用いた場合の符号量を示す図である。ここで図１１に示す符号化データ５５０は、スキップ・ピクチャを用いない場合の符号化されたデータの符号量を示し、符号化データ５５１は、スキップ・ピクチャを用いた場合の符号化されたデータの符号量を示す。また、符号化データ５５０及び５５１は、それぞれ、１つのフィールドに対応する符号化データであるフィールド符号化データ５５２を含む。また、図１１に示す「２Ｎ」等は、フィールド符号化データ５５２に対応するフィールドのフィールド番号（２Ｎ番目）を示す。
【０１６１】
符号化データ５５１のように、フィールド２Ｎからフィールド２Ｎ＋６までの実際の符号量５５４が、目標値５５３を一定値以上超えた場合、一部のピクチャがスキップされる。例えば、図１１に示すフィールド２Ｎ＋５及び２Ｎ＋６をスキップすることにより、フィールド２Ｎからフィールド２Ｎ＋６までの符号化データ５５１の符号量（補正後の符号量５５５）は、目標値５５３内に収まる。その後、フィールド２Ｎ＋８以降が、引き続き符号化される。目標値となるビット数は、任意の時刻の所定フィールド数単位のビット数を使うことが多い。
【０１６２】
以下、上記実施の形態１に係る画像符号化装置１００にこのようなスキップ・ピクチャを単純に適用した場合の例を説明する。
【０１６３】
図１２Ａは、本発明の実施の形態３の比較例におけるスキップ・ピクチャの挿入例を示す図である。スキップ・ピクチャ５２０は、直前に符号化されたピクチャ（フィールド）と同じピクチャ（フィールド）が繰り返されているものとみなし、スキップ・ピクチャ５２０と直前のピクチャとの画素値は一致する。従って、復号する場合は、復号装置は、スキップ・ピクチャを検出すると、直前に復号したピクチャ（フィールド）を繰り返し表示装置などに出力する。
【０１６４】
また、上述した実施の形態１と同様に、１つのフレームはトップ・フィールド５００ａとボトム・フィールド５００ｂとで構成される。
【０１６５】
トップ・フィールド５００ａ（フィールド２Ｎ、フィールド２Ｎ＋２、フィールド２Ｎ＋４、フィールド２Ｎ＋６、フィールド２Ｎ＋８、フィールド２Ｎ＋１０、フィールド２Ｎ＋１２、フィールド２Ｎ＋１４）は、Ｉスライス５１１と、Ｐスライス５１２とを含む。
【０１６６】
ボトム・フィールド５００ｂ（フィールド２Ｎ＋１、フィールド２Ｎ＋３、フィールド２Ｎ＋５、フィールド２Ｎ＋７、フィールド２Ｎ＋９、フィールド２Ｎ＋１１、フィールド２Ｎ＋１３、フィールド２Ｎ＋１５）は、Ｐスライス５１２のみを含み、Ｉスライス５１１を含まない。
【０１６７】
また、トップ・フィールド５００ａに含まれるＩスライス５１１の位置は、ピクチャの上から下の順にピクチャ毎に変更されるとともに、フレームＮからフレームＮ＋７でピクチャの全スライス位置を一巡する。これにより、後述のようにデータの一部が伝送エラーで正しく受信できなかった場合でも、エラー伝搬を防止できる。
【０１６８】
また、トップ・フィールド５００ａは最後に符号化したトップ・フィールド５００ａのみを参照する。
【０１６９】
また、ボトム・フィールド５００ｂは、最後に符号化したトップ・フィールド５００ａ、及び最後に符号化したボトム・フィールド５００ｂのうち一方を参照する。具体的には、符号化対象の画素が含まれるブロック（またはスライス、またはピクチャ）と相関が高いフィールドが適応的に選択される。これにより、符号化の圧縮効率が向上される。具体的には、動きが大きい場合は、符号化対象のボトム・フィールド５００ｂと時間が近い最後に符号化したトップ・フィールド５００ａが参照され、動きが小さい場合は、符号化対象のボトム・フィールド５００ｂと画素位置が一致する最後に符号化されたボトム・フィールド５００ｂが参照されることが多い。なお、最初のボトム・フィールド５００ｂを符号化する際には符号化したボトム・フィールド５００ｂが存在しないので、トップ・フィールド５００ａのみが参照される。
【０１７０】
さて、図１２Ｂは、図１２Ａのように符号化したストリームを復号する際に、フィールド２Ｎに含まれるスライス５１３において伝送エラーが発生し、当該スライス５１３を正しく受信できなかった場合の、エラー伝搬を示す図である。
【０１７１】
図１２Ｂに示すように、ピクチャ間の相関を利用した符号化を行うと、復号の際に正しい画像が復元できないスライス５１３を参照するので、後続ピクチャがスライス５１３を直接参照する場合、及びスライス５１３を参照して復号したピクチャを参照する場合に、当該後続ピクチャを正しく復号できない。その結果、フィールド２Ｎ＋４を除くフィールド２Ｎからフィールド２Ｎ＋９の全てのフィールドが正しく復号できない画像を含むことになる。つまり、エラー伝搬が防止されない。
【０１７２】
これに対して、以下に示すようにピクチャの参照構造を制御することで、上記エラー伝搬を防止できる。
【０１７３】
図１３Ａは、本発明の実施の形態３の比較例に係る画像符号化方法におけるエラー伝搬を防止できる、ピクチャの参照構造を示す図である。
【０１７４】
図１３Ａに示すように、スキップ・ピクチャ５２０の次に符号化するトップ・フィールド５００ａでは、スキップ・ピクチャ５２０を除く直前のトップ・フィールド５００ａ（フィールド２Ｎ＋４）を参照する。
【０１７５】
図１３Ｂは、図１３Ａに示す符号化したストリームを復号する際の、エラー伝搬を示す図である。図１３Ｂに示すように復号する際にフィールド２Ｎのスライス５１３が伝送エラーで正しく受信できなかった場合でも、フィールド２Ｎ＋８は正しく復号できるフィールド２Ｎ＋４を参照するので、正しく復号できる。これにより、エラー伝搬が止まる。
【０１７６】
しかしながら、図１３Ａ及び図１３Ｂに示す参照構造を実現するためには、フィールド２Ｎ＋８を符号化する際には、４フィールド前のフィールド２Ｎ＋４を参照する必要がある。一方、それ以外のトップ・フィールド５００ａの符号化では２フィールド前のピクチャを参照する。このように図１３Ａ及び図１３Ｂに示す参照構造を実現するためには、トップ・フィールド５００ａの参照ピクチャを切り替える制御が必要になる。これにより、下記課題が発生する。
【０１７７】
まず、参照ピクチャを切り替えるために、どのピクチャを参照するかを示すための情報をストリーム単位ではなくピクチャ単位で符号化したうえで、出力する必要がある。これにより、符号化データのビット数が増えるという課題が生じる。
【０１７８】
さらに、ピクチャ単位で参照ピクチャを切り替えると、ピクチャ符号化の際の参照するピクチャが規則的な切り替えでないため、符号化装置及び復号装置の実装が複雑になる。つまり、ピクチャの参照構造が複雑になるという課題がある。
【０１７９】
この課題に対して、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置及び画像符号化方法では、スキップ・ピクチャを、Ｉスライスを含まないパリティのフィールドから開始する。これにより、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置及び画像符号化方法は、エラー伝搬を防止できるとともに、ピクチャの参照構造の複雑化を低減できる。
【０１８０】
まず、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置の構成を説明する。
【０１８１】
図１４は、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置１００Ａの構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１８２】
図１４に示す画像符号化装置１００Ａは、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣすなわちＩＴＵ  Ｈ．２６４に準拠した動画像符号化装置である。また画像符号化装置１００Ａは、映像入力端子１０１に入力されたインタレースの映像信号をスライス単位で符号化することにより、符号化ストリームを生成する。この画像符号化装置１００Ａは、図１に示す画像符号化装置１００の構成に加え、さらに、スキップ判定部１６１と、スキップ決定部１６２とを備える。また、参照画像制御回路１２３Ａ及び符号化部１３０Ａの機能が、図１に示す参照画像制御回路１２３及び符号化部１３０と異なる。
【０１８３】
スキップ判定部１６１は、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすべきか否かを判定する。具体的には、スキップ判定部１６１は、既に符号化したフィールドの符号量の所定期間の累積値が、所定の符号量より大きい場合、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすべきと判定し、既に符号化されたフィールドの符号量の所定期間の累積値が、所定の符号量よりも小さい場合、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとしないと判定する。また、スキップ判定部１６１は、判定結果をスキップ決定部１６２に通知する。
【０１８４】
スキップ決定部１６２は、パリティ判定回路１２０により判定された符号化対象のフィールドのパリティ（奇数フィールド及び偶数フィールド）と、スキップ判定部１６１による判定結果と、直前のフィールドがスキップ・ピクチャであるか否かとに基づいて、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとするか否かを決定する。
【０１８５】
具体的には、スキップ決定部１６２は、スキップ判定部１６１により符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすべきと判定され、かつパリティ判定回路１２０で符号化対象のフィールドが奇数フィールドであると判定され、かつ直前のフィールドがスキップ・ピクチャの場合に、当該符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャにすると決定する。また、スキップ決定部１６２は、スキップ判定部１６１により符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすべきと判定され、かつパリティ判定回路１２０で偶数フィールドと判定された場合に、当該符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすると決定する。
【０１８６】
ここで、スキップ・ピクチャとは、復号装置において、表示順で１つ前のフィールドと同じ画像とみなすピクチャである。また、直前のフィールドとは、復号装置における表示順で１つ前のフィールドであり、言い換えると、当該画像符号化装置１００Ａにおいて、最後（直前）に符号化されたフィールドである。すなわち、奇数フィールドがスキップ・ピクチャの場合は、当該奇数フィールドは、直前の偶数フィールドと同じ画像とみなされる。また、偶数フィールドがスキップ・ピクチャの場合は、当該偶数フィールドは、直前の奇数フィールドと同じ画像とみなされる。つまり、復号装置は、スキップ・ピクチャに対して、同じ画像とみなした直前のフィールドと同じ画像をＴＶなどの表示デバイスに出力する。
【０１８７】
また、スキップ決定部１６２は、それ以外の場合は、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャにしないと判定する。具体的には、スキップ判定部１６１で、スキップ・ピクチャにしないと判定された場合、及びスキップ判定部１６１により符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすべきと判定され、かつパリティ判定回路１２０で符号化対象のフィールドが奇数フィールドであると判定され、かつ直前のフィールドがスキップ・ピクチャでない場合に、当該符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャにしないと決定する。
【０１８８】
また、スキップ決定部１６２は、判定結果を参照画像制御回路１２３Ａ及び符号化部１３０Ａに通知する。
【０１８９】
参照画像制御回路１２３Ａは、スキップ決定部１６２により符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすると決定した場合には、直前に符号化された１つのフィールドを参照ピクチャとして選択する。また、参照画像制御回路１２３Ａは、スキップ決定部１６２により符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとしないと決定した場合、かつパリティ判定回路１２０により符号化対象のフィールドが奇数フィールドであると判定した場合、直前に符号化した同じパリティのフィールド（直前の奇数フィールド）を符号化対象のフィールドの参照ピクチャとして選択する。また、参照画像制御回路１２３Ａは、スキップ決定部１６２により符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとしないと決定された場合、かつパリティ判定回路１２０により符号化対象のフィールドが偶数フィールドであると判定された場合、上記予め定められた周期内に１回、直前の奇数フィールド（最後に符号化された奇数フィールド）のみを当該符号化対象のフィールドに対する参照ピクチャとして選択し、当該１回以外は、当該偶数フィールドの直前の２つのフィールド（直前の奇数フィールド及び直前の偶数フィールド）を当該フィールドに対する参照フィールドとして選択する。
【０１９０】
符号化部１３０Ａは、Ｉ／Ｐ判定部１２７により判定されたスライスの区別（ＩスライスまたはＰスライス）と、スライス分割部１２８により決定されたスライスの大きさと、スキップ決定部１６２により決定されたスキップ・ピクチャの有無と、参照画像制御回路１２３Ａにより選択された参照ピクチャとに基づいて映像入力端子１０１に入力された映像信号を符号化して符号化ストリームを生成し、生成した符号化ストリームを符号化データ出力端子１０９に出力する。
【０１９１】
具体的には、符号化部１３０Ａは、スキップ・ピクチャ以外をスライス単位で符号化する。さらに詳細には、符号化部１３０Ａは、Ｉスライスをスライス内符号化し、Ｐスライスをスライス内符号化またはスライス間符号化する。また、符号化部１３０Ａは、参照画像制御回路１２３Ａに選択された参照ピクチャを参照してＰスライスを画面間符号化する。なお、スキップ・ピクチャ以外の符号化の詳細は、実施の形態１と同様である。
【０１９２】
また、符号化部１３０Ａは、スキップ決定部１６２によりスキップ・ピクチャとすると決定されたフィールドに対しては、当該フィールドを符号化せず、当該フィールドがスキップ・ピクチャであることを示すスキップ情報のみを符号化する。具体的には、スキップ情報は、当該フィールドに含まれる全てのブロックをスキップする、または当該フィールドの全てのスライスに含まれるブロックをスキップすることを示す情報であり、言い換えると、当該フィールドの画素値を直前のフィールドに含まれる対応するブロックと同じ画素値にするという情報である。
【０１９３】
なお、符号化部１３０Ａは、スキップ情報を符号化するのではなく、当該フィールドに対応するデータ（当該フィールドを符号化した符号化データ、及び当該フィールドがスキップ・ピクチャであることを示す情報等）を全く含まない符号化ストリームを生成してもよい。この場合、当該符号化ストリームを復号する復号装置では、一般的に、フィールドに対応するデータが存在しない場合、直前のフィールドと同じ画像を表示デバイス等に出力するという処理を行う。つまり、スキップ情報のみを含む符号化ストリームを生成した場合と、同様の映像が復号装置で表示デバイスに出力される。
【０１９４】
しかしながら、スキップ情報を送信しない場合には、復号装置において、伝送エラー等により当該フィールドのデータが抜け落ちているのか、当該フィールドがスキップ・ピクチャであるために当該フィールドに対応するデータがストリームに含まれていないのかを判定することができない。つまり、スキップ情報を送信することにより、復号装置におけるエラー検出が容易になるという利点がある。一方、スキップ情報を送信しない場合は、符号量を削減できるという利点がある。
【０１９５】
次に、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置１００Ａによる画像符号化方法を説明する。
【０１９６】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置１００Ａにおけるピクチャのスキップと参照構造とを示す図である。
【０１９７】
図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、奇数フィールドであるトップ・フィールド２００ａと、偶数フィールドであるボトム・フィールド２００ｂとが交互に配置される。また、トップ・フィールド２００ａは、Ｉスライス２０１とＰスライス２０２とを含み、ボトム・フィールド２００ｂは、Ｐスライス２０２のみを含む。
【０１９８】
また、フレームＮ〜フレームＮ＋４の期間で、トップ・フィールド２００ａ内のＩスライス２０１の位置が、トップ・フィールド２００ａ間で、トップ・フィールド２００ａ内の上端から下端へ順次移動する。
【０１９９】
図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、画像符号化装置１００Ａでは、スキップ・ピクチャ２２０は、Ｉスライス２０１を含まないボトム・フィールド２００ｂから開始される。図１５Ａでは、フィールド２Ｎ＋５とフィールド２Ｎ＋６との２フィールドがスキップ・ピクチャ２２０であり、図１５Ｂでは、フィールド２Ｎ＋５の１フィールドがスキップ・ピクチャ２２０である。
【０２００】
この場合、最初のピクチャであるフィールド２Ｎを除き、参照ピクチャは下記のように単純な規則により決定できる。
【０２０１】
（１）スキップ・ピクチャ２２０の場合は、最後に符号化したフィールドを参照する。
【０２０２】
（２）スキップ・ピクチャ２２０以外の場合、トップ・フィールド２００ａは、最後に符号化したトップ・フィールド２００ａを参照する。
【０２０３】
（３）スキップ・ピクチャ２２０以外の場合、ボトム・フィールド２００ｂは、最後に符号化したトップ・フィールド２００ａ及び最後に符号化したボトム・フィールド２００ｂを参照する。
【０２０４】
また、スキップ・ピクチャ２２０を除くボトム・フィールド２００ｂのうち、最初のボトム・フィールド２００ｂ（フィールド２Ｎ＋１）は、前にボトム・フィールド２００ｂが存在しないため直前の１つのトップ・フィールド２００ａ（フィールド２Ｎ）のみを参照する。
【０２０５】
まず、本発明の実施の形態３に係る画像符号化方法におけるスキップ・ピクチャ２２０がない場合の、エラー伝搬の防止について説明する。
【０２０６】
スキップ・ピクチャ２２０が含まれない場合、上述した実施の形態１と同様に、各トップ・フィールド２００ａは、Ｉスライス２０１を含み、かつ、Ｉスライス２０１の位置は、所定の周期内（フレームＮ〜Ｎ＋４）で、フィールド内の全ての位置を循環する。さらに、トップ・フィールド２００ａは、直前のトップ・フィールド２００ａのみを参照する。これらにより、トップ・フィールド２００ａにおいて、正しく復号できないスライスがどの位置に発生したとしても、これによるエラー伝搬は、少なくとも所定の周期後には止まることになる。
【０２０７】
一方、ボトム・フィールド２００ｂは、直前の２つのフィールドを参照するため、エラー伝搬は、止まらない。しかしながら、所定の周期内に１回、直前のトップ・フィールド２００ａのみを参照するボトム・フィールド２００ｂ（フィールド２Ｎ＋１）が含まれる。さらに、上述したように、トップ・フィールド２００ａでは、エラー伝搬を防止できるので、当該トップ・フィールド２００ａのみを参照するボトム・フィールド２００ｂ（フィールド２Ｎ＋１）において、エラー伝搬を止めることができる。
【０２０８】
このように、本発明の実施の形態３に係る画像符号化方法は、エラー伝搬を防止できる。
【０２０９】
なお、確実に正しく後続のＰスライス２０２を復号できるのは、当該Ｐスライス２０２が参照する（画素相関を利用する）範囲が、各ピクチャにおいてＩスライス２０１よりも上（先頭）側に位置するスライスまたはＩスライス２０１に限定される場合である。しかし、そのような限定がない場合であっても、一般的に参照するのは空間的に近い（例えば直前の）ピクチャの同じ位置のスライスであることが多いことから、以前に生じたエラーが、エラーを生じた画素と同じ位置の画素を含むスライスがＩスライスであるピクチャ以降のピクチャにまで伝搬する可能性は大きく低減できる。
【０２１０】
次に、スキップ・ピクチャ２２０がある場合のエラー伝搬の防止について説明する。
【０２１１】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す符号化したストリームを復号する際の、エラー伝搬を示す図である。
【０２１２】
ここでは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すフィールド２Ｎのスライス２１３が伝送エラーの影響のために復号装置で正しく復号できなかったとする。その場合、フィールド２Ｎのスライス２１３を参照して復号されるピクチャは正しく復号できないため、正しく復号できないスライス２１３が後続ピクチャに伝搬する。
【０２１３】
しかしながら、トップ・フィールド２００ａにおいては、フィールド２Ｎ＋４でスライス２１３の位置にＩスライス２０１が配置されているので、当該フィールド２Ｎ＋４は正しく復号できる。また、ボトム・フィールド２００ｂにおいては、フィールド２Ｎ＋５は正しく復号したフィールド２Ｎ＋４のみを参照するので正しく復号できる。
【０２１４】
また、図１６Ａに示すように、スキップ・ピクチャ２２０が連続する場合でも、２個目のスキップ・ピクチャ２２０（フィールド２Ｎ＋６）は、正しく復号したフィールド２Ｎ＋５のみを参照するので正しく復号できる。
【０２１５】
このように、ボトム・フィールド２００ｂからスキップ・ピクチャ２２０を開始するようにすれば、参照ピクチャの構造を図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように複雑にしなくても、正しく復号できないピクチャの影響が後続ピクチャに制限なく伝搬することを防止できる。
【０２１６】
なお、スキップ・ピクチャ２２０が３ピクチャ以上連続する場合も、ボトム・フィールド２００ｂからスキップ・ピクチャ２２０を開始すれば、スキップ・ピクチャが単一、または２連続する場合と同様に、上述した単純なピクチャ参照の構造で、エラー伝搬を防止できる。
【０２１７】
図１７は、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置における符号化処理の流れを示すフローチャートである。
【０２１８】
図１７に示すように、まず、パリティ判定回路１２０は、符号化対象のフィールドが、Ｉスライス２０１が挿入されるパリティのフィールドであるか否か、つまりトップ・フィールド２００ａであるか否かを判定する（Ｓ２０１）。
【０２１９】
符号化対象のフィールドがトップ・フィールド２００ａの場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、参照画像制御回路１２３Ａは、符号化対象のフィールドの参照ピクチャを最後に符号化した同じパリティのピクチャ１枚とする（Ｓ２０５）。
【０２２０】
一方、符号化対象のフィールドが、Ｉスライスが挿入されないパリティのフィールド、つまりボトム・フィールド２００ｂの場合（Ｓ２０１でＮｏ）、次に、参照画像制御回路１２３Ａは、当該符号化対象のフィールドが、そのパリティの最初に符号化するフィールド、つまり最初のボトム・フィールド２００ｂであるか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【０２２１】
最初のボトム・フィールド２００ｂの場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、参照画像制御回路１２３Ａは、符号化対象のフィールドの参照ピクチャを、直前に符号化した異なるパリティの１フィールドとする（Ｓ２０４）。一方、最初のボトム・フィールド２００ｂでない場合（Ｓ２０２でＮｏ）、参照画像制御回路１２３Ａは、各パリティで最後に符号化したフィールド、つまり計２つのフィールドを符号化対象のフィールドの参照ピクチャとする（Ｓ２０３）。
【０２２２】
また、符号化対象のフィールドがトップ・フィールド２００ａの場合、ステップＳ２０５の後に、スキップ決定部１６２は、直前のフィールドがスキップ・ピクチャ２２０であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。
【０２２３】
直前のフィールドがスキップ・ピクチャ２２０でない場合（Ｓ２０６でＮｏ）、スキップ決定部１６２は、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャ２２０としないと判定する。一方、直前のフィールドがスキップ・ピクチャ２２０の場合（Ｓ２０６でＹｅｓ）、スキップ判定部１６１は、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャ２２０とするか否かを判定する（Ｓ２０７）。具体的には、スキップ判定部１６１は、既に符号化されたフィールドの符号量が、先に予測した符号量よりも予め定められた値大きい場合、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとすべきと判定し、既に符号化されたフィールドの符号量が、先に予測した符号量よりも予め定められた値小さい場合、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとしないと判定する。
【０２２４】
スキップ・ピクチャ２２０とすると判定された場合（Ｓ２０７でＹｅｓ）、符号化部１３０Ａは、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャとして処理する（Ｓ２０８）。
【０２２５】
また、符号化対象のフィールドがボトム・フィールド２００ｂの場合、ステップＳ２０３の後、または、ステップＳ２０４の後に、同様に、スキップ判定部１６１は、符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャ２２０とするか否かを判定する（Ｓ２０７）。
【０２２６】
一方、スキップ・ピクチャ２２０としないと判定された場合（Ｓ２０７でＮｏ）、及び、ステップＳ２０６で直前のフィールドがスキップ・ピクチャ２２０でない場合（Ｓ２０６でＮｏ）、符号化部１３０Ａは、符号化対象のフィールドに対して通常の符号化を行う（Ｓ２０８〜Ｓ２１１）。
【０２２７】
具体的には、Ｉ／Ｐ判定部１２７は、符号化対象のフィールドに含まれる符号化対象のスライスがＩスライス２０１であるか、Ｐスライス２０２であるかを判定する（Ｓ２０９）。符号化対象のスライスがＩスライス２０１の場合（Ｓ２０９でＹｅｓ）、符号化部１３０Ａは、当該Ｉスライス２０１をスライス内符号化する（Ｓ２１０）。一方、符号化対象のスライスがＰスライス２０２の場合（Ｓ２０９でＮｏ）、符号化部１３０Ａは、当該Ｐスライス２０２を画面内符号化する、または参照画像制御回路１２３Ａにより選択された参照ピクチャを参照した画面間符号化を行う。
【０２２８】
また、画像符号化装置１００Ａは、このステップＳ２０８〜Ｓ２１１の処理を、符号化対象のフィールドに含まれる全てのスライスに対して行う。
【０２２９】
また、画像符号化装置１００Ａは、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２１１の処理を、映像入力端子１０１に入力された映像信号に含まれる全てのフィールドに対して繰り返して行う。
【０２３０】
なお、図１７において、符号化対象のフィールドがトップ・フィールド２００ａの場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、直前のフィールドがスキップ・ピクチャであるか否かの判定（Ｓ２０６）を行った後に、符号量が予測値を超えているために符号化対象のフィールドをスキップ・ピクチャ２２０とすべきか否かの判定（Ｓ２０７）を行っているが、当該スキップ・ピクチャ２２０とすべきか否かの判定（Ｓ２０７）を行った後に、直前のフィールドがスキップ・ピクチャであるか否かの判定（Ｓ２０６）、つまりトップ・フィールド２００ａをスキップ・ピクチャ２２０の開始にしないための判定を行ってもよい。
【０２３１】
また、参照ピクチャの選択（Ｓ２０１〜Ｓ２０５）の後に、スキップ・ピクチャ２２０の判定（Ｓ２０６及びＳ２０７）を行っているが、スキップ・ピクチャ２２０の判定（Ｓ２０６及びＳ２０７）の後に、参照ピクチャの選択（Ｓ２０１〜Ｓ２０５）を行ってもよいし、一部の処理の順序を入れ替えてもよいし、一部の処理を並列に行ってもよい。
【０２３２】
以上より、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置１００Ａは、スキップ・ピクチャ２２０が、Ｉスライス２０１を含むトップ・フィールド２００ａから開始されない。これにより、最初のスキップ・ピクチャ２２０（ボトム・フィールド２００ｂ）は、直前に符号化されたトップ・フィールド２００ａのみを参照する。つまり、最初のスキップ・ピクチャ２２０にはエラーは伝搬されない。
【０２３３】
また、トップ・フィールド２００ａがスキップ・ピクチャ２２０となる場合でも、当該スキップ・ピクチャ２２０は、エラーが伝搬されない直前のスキップ・ピクチャ２２０を参照するので、トップ・フィールド２００ａのスキップ・ピクチャ２２０にはエラーが伝搬されない。
【０２３４】
このように、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置１００Ａは、トップ・フィールド２００ａを先頭のスキップ・ピクチャ２２０としないことにより、トップ・フィールド２００ａにおけるエラー伝搬を防止できる。
【０２３５】
さらに、画像符号化装置１００Ａは、スキップ・ピクチャ２２０以外のフィールドに対しては、図４に示す参照構造をそのまま用いることができる。つまり、本発明の実施の形態３に係る画像符号化装置１００Ａ及び画像符号化方法は、エラー伝搬を防止できるとともに、ピクチャの参照構造の複雑化を低減できる。
【０２３６】
なお、上述した実施の形態２に係る画像符号化装置１００に対して、同様の方法を適用してもよい。
【０２３７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、上述した実施の形態３の変形例を説明する。
【０２３８】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明の実施の形態４に係る画像符号化装置１００Ａにおけるピクチャのスキップと参照構造とを示す図である。
【０２３９】
上述した実施の形態３では、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すようにフレームを構成するトップ・フィールド２００ａがＩスライス２０１を含むとした。一方、本発明の実施の形態４では、ボトム・フィールド２００ｂがＩスライス２０１を含む。
【０２４０】
このように、ボトム・フィールド２００ｂがＩスライス２０１を含む場合でも、実施の形態３と同様の効果を得られる。
【０２４１】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１８Ａ及び図１８Ｂに示す符号化したストリームを復号する際の、エラー伝搬を示す図である。図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、図１６Ａ及び図１６Ｂと同様に、トップ・フィールド２００ａのピクチャ２Ｎ＋５は正しく復号されたピクチャ２Ｎ＋４のみを参照するので正しく復号できる。また、図１９Ａに示すように、スキップ・ピクチャ２２０が連続する場合でも、２個目のスキップ・ピクチャ２２０（フィールド２Ｎ＋６）は、正しく復号したフィールド２Ｎ＋５のみを参照するので正しく復号できる。
【０２４２】
このように、Ｉスライス２０１を含まないトップ・フィールド２００ａからスキップ・ピクチャ２２０を開始するようにすれば、参照ピクチャの構造を複雑にしなくても、正しく復号できないピクチャの影響が後続ピクチャに制限なく伝搬することを防止できる。
【０２４３】
なお、実施の形態３及び実施の形態４において、Ｉスライス２０１を含むフィールドは、フレームを構成する２つのフィールドのうち最初のフィールドとしている。このように、フレームを構成する２つのフィールドのうち最初のフィールドがＩスライス２０１を含むことにより、フレーム単位で画像を抽出して最初のフィールドを表示するランダム再生及び高速再生の用途で、Ｉスライス２０１を含む最初のフィールドに対する伝送誤りによる画質劣化が小さくなるという利点がある。
【０２４４】
また、フレームを構成する２つのフィールドのうち最初のフィールドがトップ・フィールド２００ａであるか、ボトム・フィールド２００ｂであるかを示す情報は、符号化ストリームに含まれ、復号装置は、当該情報を参照することにより、最初のフィールドがトップ・フィールド２００ａであるか、ボトム・フィールド２００ｂであるかを判断する。
【０２４５】
なお、Ｉスライス２０１を含むフィールドを、フレームを構成する２つのフィールドのうち後のフィールドとしてもよい。
【０２４６】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１を含むフィールドは、交互に配置されるとしたが、複数のフィールド毎に１つのフィールドがＩスライス２０１を含んでもよい。例えば、４つのフィールド毎に１つのフィールドがＩスライス２０１を含んでもよい。
【０２４７】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１を含むパリティのフィールドは、直前の同じパリティのフィールドを参照するとしたが、直前に限らず、当該フィールドの前に位置する同じパリティのフィールドを参照してもよい。
【０２４８】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１を含まないパリティのフィールドは、２つのフィールドを参照するとしたが、３つ以上のフィールドを参照してもよい。または、Ｉスライス２０１を含まないパリティのフィールドは、直前以外の１つのフィールドのみを参照してもよい。例えば、直前のフィールドまたは２つ前のフィールド（直前の同じパリティのフィールド）の２つから１つを適応的に選択して参照してもよい。
【０２４９】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１を含まないパリティのフィールドでは、最初のフィールドのみが直前のフィールドを参照するとしたが、その他のＩスライス２０１を含まないパリティのフィールドが直前のフィールドのみを参照してもよい。
【０２５０】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１を含まないパリティのフィールドのうち、直前のフィールドのみを参照するフィールドは、最初のＩスライス２０１を含まないパリティのフィールド（フィールド２Ｎ＋１）であるとしたが、それ以外のＩスライス２０１を含まないパリティのフィールドであってもよい。
【０２５１】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１は、フィールドの上端から下端へＩスライス２０１を含むフィールド毎に移動するとしたが、下端から上端へＩスライス２０１を含むフィールド毎に移動してもよい。つまり、フィールドに含まれるＩスライスは、フィールドの一方端から他方端へＩスライス２０１を含むフィールド毎に移動すればよい。
【０２５２】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、各フィールドを行単位でスライスに分割する例を示したが、スライスを行の途中で分割してもよい。また、Ｉスライス２０１とＰスライス２０２との大きさ（ブロック数）が異なってもよい。さらに、スライスの分割単位はピクチャ毎に異なってもよい。ただし、Ｉスライス２０１の大きさがピクチャ毎に異なると符号化レートは変動する。
【０２５３】
また、上記実施の形態１〜４の説明では、Ｉスライス２０１を含むパリティのフィールドは、１つのＩスライス２０１のみを含む例を示したが、２つ以上のＩスライス２０１を含んでもよい。
【０２５４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、上記実施の形態１で示した画像符号化装置１００を実現するためのプログラムを、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録することにより、上記実施の形態１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実施する例を説明する。
【０２５５】
図２０Ａ〜図２０Ｃは、上記実施の形態１の画像符号化装置１００を、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録されたプログラムを用いて、コンピュータシステムにより実施する場合の説明図である。
【０２５６】
図２０Ａは、記録媒体本体であるフレキシブルディスクの物理フォーマットの例を示す図である。図２０Ｂは、フレキシブルディスク３００を正面からみた外観、フレキシブルディスク３００の断面構造、及びディスク３０１を示す図である。
【０２５７】
フレキシブルディスク３００は、ケース３０２と、ケース３０２内に内蔵されるディスク３０１とを備える。ディスク３０１の表面には、同心円状に外周から内周に向かって複数のトラック３０３が形成される。各トラック３０３は角度方向に１６のセクタ３０４に分割される。従って、ディスク３０１上に割り当てられた領域に、上記プログラムが記録されている。
【０２５８】
また、図２０Ｃは、フレキシブルディスク３００への上記プログラムの記録、及びフレキシブルディスク３００からの上記プログラムの読み出し及び再生を行うコンピュータシステム３１０の構成を示す図である。画像符号化装置１００を実現する上記プログラムをフレキシブルディスク３００に記録する場合は、コンピュータシステム３１０は、上記プログラムを、フレキシブルディスクドライブ３１１を介してフレキシブルディスク３００に書き込む。
【０２５９】
また、フレキシブルディスク３００内のプログラムを実行することにより画像符号化装置１００の機能をコンピュータシステム３１０中に構築する場合は、フレキシブルディスクドライブ３１１によりプログラムをフレキシブルディスク３００から読み出し、コンピュータシステム３１０に転送する。コンピュータシステム３１０は、転送されたプログラムを実行することにより、上述した画像符号化装置１００の機能を実現する。
【０２６０】
なお、上記説明では、記録媒体としてフレキシブルディスク３００を例に説明を行ったが、光ディスクを用いても同様に行うことができる。また、記録媒体はこれに限らず、ＩＣカード、ＲＯＭカセット等、プログラムを記録できるものであれば同様に実施することができる。また、コンピュータシステム３１０に着脱可能な記録媒体に限らず、コンピュータシステム３１０が備えるＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）、不揮発性メモリ、ＲＡＭ及びＲＯＭに記録されるプログラムを、コンピュータシステム３１０が実行してもよい。さらに、コンピュータシステム３１０は有線または無線の通信網を介して取得したプログラムを実行してもよい。
【０２６１】
また、上述した実施の形態２〜４に係る画像符号化装置１００または１００Ａに関しても、同様に、コンピュータシステム３１０で実現可能である。
【０２６２】
なお、図１及び図１４に示す画像符号化装置１００及び１００Ａに含まれる各機能ブロックは集積回路であるＬＳＩとして実現されてもよい。これらは個別に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。例えばメモリ以外の機能ブロックが１チップ化されていてもよい。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。
【０２６３】
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）、または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。
【０２６４】
さらに、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。
【０２６５】
また、各機能ブロックのうち、符号化の対象となるデータを格納する手段だけ１チップ化せずに別構成としてもよい。
【０２６６】
以上、本発明の画像符号化方法及び画像符号化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２６７】
本発明は、画像符号化装置に適用でき、特に、デジタルテレビ、デジタルビデオカメラ、デジタルビデオレコーダ、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、及び携帯電話機等に用いられる、インタレースの映像信号を符号化する画像符号化装置に適用できる。また、本発明は、ネットワークを利用した動画像双方向通信、動画像配信、及び監視カメラなど、動画像を符号化する通信機器及びセット機器に利用できる。
【符号の説明】
【０２６８】
１００、１００Ａ  画像符号化装置
１０１  映像入力端子
１０３  ブロック分割回路
１０４  予測誤差算出回路
１０５  直交変換回路
１０６  量子化回路
１０７  可変長符号化回路
１０８  バッファメモリ
１０９  符号化データ出力端子
１１０  逆量子化回路
１１１  逆直交変換回路
１１２  加算回路
１１３  面内予測回路
１１４  参照画像メモリ
１１５  動きベクトル検出回路
１１６  動き補償回路
１１７  予測判定回路
１１８  予測選択論理回路
１１９  セレクタ回路
１２０  パリティ判定回路
１２１  スライス制御回路
１２２  リフレッシュ周期発生回路
１２３、１２３Ａ  参照画像制御回路
１２６  カウンタ
１２７  Ｉ／Ｐ判定部
１２８  スライス分割部
１３０、１３０Ａ  符号化部
１４０  パリティ状態
１４１  フィールドリフレッシュ要求信号
１４２  スライスモード選択信号
１４３  予測画像データ
１４４、１４９  差分画素値
１４５、１４８  係数信号
１４６  量子化係数信号
１４７  符号化データ
１５０  復号画像データ
１５１  面内予測画像データ
１５２  参照画像データ
１５３  動きベクトル値
１５４  動き予測画像データ
１５５  予測判定信号
１５６  選択信号
１６１  スキップ判定部
１６２  スキップ決定部
２００ａ、５００ａ  トップ・フィールド
２００ｂ、５００ｂ  ボトム・フィールド
２０１、５１１  Ｉスライス
２０２、５１２  Ｐスライス
２０３  第１Ｐスライス
２０４  第２Ｐスライス
２０５  リフレッシュ済領域
２０６  未リフレッシュ領域
２０７  領域
２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ  エンコード対象領域
２１３、５１３  スライス
２２０、５２０  スキップ・ピクチャ
３００  フレキシブルディスク
３０１  ディスク
３０２  ケース
３０３  トラック
３０４  セクタ
３１０  コンピュータシステム
３１１  フレキシブルディスクドライブ
５００  ピクチャ
５０１  スライス
５０２  ブロック
５５０、５５１  符号化データ
５５２  フィールド符号化データ
５５３  目標値
５５４  実際の符号量
５５５  補正後の符号量
【図１】
2010103985.tif 000003
【図２】
2010103985.tif 000004
【図３】
2010103985.tif 000005
【図４】
2010103985.tif 000006
【図５】
2010103985.tif 000007
【図６】
2010103985.tif 000008
【図７】
2010103985.tif 000009
【図８】
2010103985.tif 000010
【図９】
2010103985.tif 000011
【図１０】
2010103985.tif 000012
【図１１】
2010103985.tif 000013
【図１２Ａ】
2010103985.tif 000014
【図１２Ｂ】
2010103985.tif 000015
【図１３Ａ】
2010103985.tif 000016
【図１３Ｂ】
2010103985.tif 000017
【図１４】
2010103985.tif 000018
【図１５Ａ】
2010103985.tif 000019
【図１５Ｂ】
2010103985.tif 000020
【図１６Ａ】
2010103985.tif 000021
【図１６Ｂ】
2010103985.tif 000022
【図１７】
2010103985.tif 000023
【図１８Ａ】
2010103985.tif 000024
【図１８Ｂ】
2010103985.tif 000025
【図１９Ａ】
2010103985.tif 000026
【図１９Ｂ】
2010103985.tif 000027
【図２０Ａ】
2010103985.tif 000028
【図２０Ｂ】
2010103985.tif 000029
【図２０Ｃ】
2010103985.tif 000030
【図２１】
2010103985.tif 000031
【図２２】
2010103985.tif 000032
【図２３】
2010103985.tif 000033