(57)【要約】  符号化時の画面間予測モード情報の符号量を削減することにより、さらなる符号量の低減を実現する。動画像符号化装置は、符号化済み画像の各ブロックについて予測画像を生成したときの予測モードを保持するフレームメモリ１１６を備える。画面間予測部１０６はフレームメモリ１１６を参照し、符号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を可能とする。画面間予測部１０６にて予測モードスキップ動作を実行した場合、符号化ストリーム生成部１１１は符号化ストリーム中の予測モード情報を削除するとともに、予測モードスキップを実行したことを示すスキップフラグを付与する。
2010070818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像に対し、画面間予測による予測画像との予測差分を符号化する動画像符号化装置において、
入力画像を複数のサイズのうち所定のサイズのブロックに分割するブロック分割部と、
前記ブロックに対し、参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測部と、
前記予測画像と前記入力画像の予測差分を算出する減算部と、
前記予測差分に対して周波数変換処理と量子化処理と可変長符号化処理を行い符号化ストリームを生成する符号化ストリーム生成部と、
符号化済み画像の各ブロックについて予測画像を生成したときの予測モードを保持するフレームメモリとを備え、
前記画面間予測部は、前記フレームメモリに保持される符号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を実行することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動画像符号化装置において、
前記画面間予測部にて前記予測モードスキップ動作を実行した場合、前記符号化ストリーム生成部は前記符号化ストリーム中の予測モード情報を削除するとともに、前記予測モードスキップ動作を実行したことを示すスキップフラグを付与することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の動画像符号化装置において、
前記スキップフラグは、ブロック単位、あるいは連続する複数のブロックからなるストリーム単位、ＧＯＰ単位、ピクチャ単位、スライス単位のいずれかを単位として付与することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の動画像符号化装置において、
前記画面間予測部は、符号化済みの前ピクチャの動きベクトルを参照し、該動きベクトルの大きさが所定値より小さい場合は当該ブロックについて前記予測モードスキップ動作を実行することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の動画像符号化装置において、
前記画面間予測部は、当該ブロックに隣接する符号化済みブロックの予測モードを参照し、該隣接ブロックが予測モードスキップ動作を行った場合は当該ブロックについても予測モードスキップ動作を実行することを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項６】
入力画像に対し、画面間予測による予測画像との予測差分を符号化する動画像符号化方法において、
入力画像を複数のサイズのうち所定のサイズのブロックに分割するブロック分割ステップと、
前記ブロックに対し、参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測ステップと、
前記予測画像と前記入力画像の予測差分を算出する減算ステップと、
前記予測差分に対して周波数変換処理と量子化処理と可変長符号化処理を行い符号化ストリームを生成する符号化ストリーム生成ステップとを備え、
前記画面間予測ステップには、符号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を含むことを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項７】
請求項６に記載の動画像符号化方法において、
前記画面間予測ステップにて前記予測モードスキップを実行した場合、前記符号化ストリーム中の予測モード情報を削除するとともに、前記予測モードスキップ動作を実行したことを示すスキップフラグを付与することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項８】
請求項７に記載の動画像符号化方法において、
前記スキップフラグは、ブロック単位、あるいは連続する複数のブロックからなるストリーム単位、ＧＯＰ単位、ピクチャ単位、スライス単位のいずれかを単位として付与することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項９】
請求項６に記載の動画像符号化方法において、
前記画面間予測ステップは、符号化済み前ピクチャの動きベクトルを参照し、該動きベクトルの大きさが所定値より小さい場合に当該ブロックについて前記予測モードスキップ動作を実行することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の動画像符号化方法において、
前記画面間予測ステップは、当該ブロックに隣接する符号化済みブロックの予測モードを参照し、該隣接ブロックが予測モードスキップ動作を行った場合に当該ブロックについても予測モードスキップ動作を実行することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項１１】
符号化ストリームを復号化して予測差分とし、画面間予測による予測画像を加算して復号化画像を生成する動画像復号化装置において、
前記符号化ストリームに対して可変長復号化処理と逆量子化処理と逆周波数変換処理を行い予測差分を生成する差分画像復号化部と、
前記符号化ストリームを復号化するブロックに分割し、参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測部と、
前記予測画像と前記予測差分を加算して復号化画像を生成する加算部と、
復号化済み画像の各ブロックについて予測画像を生成したときの予測モードを保持するフレームメモリとを備え、
前記画面間予測部は、前記フレームメモリに保持される復号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を実行することを特徴とする動画像復号化装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の動画像復号化装置において、
前記画面間予測部は、前記符号化ストリームに符号化時の画面間予測モード情報が付与されている場合は指定された予測モードに従い予測画像を生成し、符号化時に予測モードスキップ動作を実行したことを示すスキップフラグが付与されている場合は前記予測モードスキップ動作を実行して予測画像を生成することを特徴とする動画像復号化装置。
【請求項１３】
符号化ストリームを復号化して予測差分とし、画面間予測による予測画像を加算して復号化画像を生成する動画像復号化方法において、
前記符号化ストリームに対して可変長復号化処理と逆量子化処理と逆周波数変換処理を行い予測差分を生成する差分画像復号化ステップと、
前記符号化ストリームを復号化するブロックに分割し、参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測ステップと、
前記予測画像と前記予測差分を加算して復号化画像を生成する加算ステップとを備え、
前記画面間予測ステップには、復号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を含むことを特徴とする動画像復号化方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の動画像復号化方法において、
前記画面間予測ステップでは、前記符号化ストリームに符号化時の画面間予測モード情報が付与されている場合は指定された予測モードに従い予測画像を生成し、符号化時に予測モードスキップ動作を実行したことを示すスキップフラグが付与されている場合は前記予測モードスキップ動作を実行して予測画像を生成することを特徴とする動画像復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像を符号化及び復号化する動画像符号化・復号化技術に関し、特に画面間予測における符号量の削減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の動画像符号化規格では、画像の時間的・空間的な相関性を利用した様々な画素値予測方法を利用して、画面を細かな小領域に分割した可変長のブロック単位で符号化を行う方式を採用している。２００３年に策定されたＨ．２６４／ＡＶＣ（Advanced Video Coding）規格では、符号化モードをこのような画素値予測方法とブロックサイズの組み合わせとして定めており、多数の符号化モードの中から画像の性質に応じて最適なモードを選択することによって、符号化効率を高めている。また、Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、想定するアプリケーションの種類に応じて利用可能な符号化技術を限定するために、プロファイルと呼ばれる符号化ツール群の集合体を規定している。【０００３】
Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、１６×１６画素サイズのマクロブロックごとに符号化モードを決定する。ここでは、画面内ブロックの画素相関を利用して圧縮を行う画面内予測（Intra予測）、および画面間ブロックの画素相関を利用する画面間予測（Inter予測）のうちいずれかの予測方法を適用する。画面間の画素値予測方法として、１枚の参照画像を指定する順方向予測（Predictive予測）と、２枚の参照画像を指定することが可能な双方向予測（Bi-directional predictive予測）を規定している（Baselineプロファイルを利用する場合は、Predictive予測のみが利用可能となっている）。【０００４】
さらにＨ．２６４／ＡＶＣ方式では、予測に利用するブロックのサイズを１６×１６画素サイズから８×８、８×４、４×８、４×４の小ブロックに分割することで、より符号化効率を高めている。ブロック分割の技術に関し、例えば特許文献１には、入力画像をＭ×Ｎサイズの第１のブロックに分割し、さらに第１のブロックをｍ×ｎサイズの第２のブロックに分割し、第２のブロックの画像から抽出した特徴情報に基づいて第１のブロックの分割形状を決定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｈ．２６４／ＡＶＣの符号化方式において、画面間予測を用いる場合には、マクロブロック毎に複数の画素値予測方法とブロックサイズを切り替えながら予測を行う。そのため、マクロブロック毎に画面間予測モード情報として、画素値予測方法とブロックサイズ情報を符号化してストリームに付与する必要がある。具体的にはこの画面間予測モード情報として、１マクロブロック当たり１〜８ｂｉｔの符号を割り当てている。１マクロブロック当たりの平均符号量が数ｂｉｔであることを考慮すると、この予測モード情報は決して少ない量ではなく、これを削減できれば符号量の大幅な低減が可能となる。【０００７】
本発明の目的は、この画面間予測モード情報の符号量を削減することにより、さらなる符号量の低減を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の動画像符号化装置は、入力画像を複数のサイズのうち所定のサイズのブロックに分割するブロック分割部と、前記ブロックに対し参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測部と、前記予測画像と前記入力画像の予測差分を算出する減算部と、前記予測差分に対して周波数変換処理と量子化処理と可変長符号化処理を行い符号化ストリームを生成する符号化ストリーム生成部と、符号化済み画像の各ブロックについて予測画像を生成したときの予測モードを保持するフレームメモリとを備え、前記画面間予測部は、前記フレームメモリに保持される符号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を実行する。【０００９】
前記画面間予測部にて前記予測モードスキップ動作を実行した場合、前記符号化ストリーム生成部は前記符号化ストリーム中の予測モード情報を削除するとともに、前記予測モードスキップ動作を実行したことを示すスキップフラグを付与する。【００１０】
本発明の動画像符号化方法は、入力画像を複数のサイズのうち所定のサイズのブロックに分割するブロック分割ステップと、前記ブロックに対し、参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測ステップと、前記予測画像と前記入力画像の予測差分を算出する減算ステップと、前記予測差分に対して周波数変換処理と量子化処理と可変長符号化処理を行い符号化ストリームを生成する符号化ストリーム生成ステップとを備え、前記画面間予測ステップには、符号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を含む。【００１１】
本発明の動画像復号化装置は、符号化ストリームに対して可変長復号化処理と逆量子化処理と逆周波数変換処理を行い予測差分を生成する差分画像復号化部と、前記符号化ストリームを復号化するブロックに分割し参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測部と、前記予測画像と前記予測差分を加算して復号化画像を生成する加算部と、復号化済み画像の各ブロックについて予測画像を生成したときの予測モードを保持するフレームメモリとを備え、前記画面間予測部は、前記フレームメモリに保持される復号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を実行する。【００１２】
本発明の動画像復号化方法は、符号化ストリームに対して可変長復号化処理と逆量子化処理と逆周波数変換処理を行い予測差分を生成する差分画像復号化ステップと、前記符号化ストリームを復号化するブロックに分割し参照画像からの画面間予測により予測画像を生成する画面間予測ステップと、前記予測画像と前記予測差分を加算して復号化画像を生成する加算ステップとを備え、前記画面間予測ステップには、復号化済み画像の同位置のブロックの予測モードを基に当該ブロックの予測モードを決定する予測モードスキップ動作を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画質を劣化させることなく符号量をさらに低減することのできる動画像符号化技術および復号化技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による動画像符号化装置の一実施例を示す構成図（実施例１）。
【図２】画面間予測処理の動作を概念的に示した図。
【図３】画面間予測方法で利用可能な符号化モードの種類を示す図。
【図４】予測モードスキップによるモード決定を示す概念図。
【図５】予測モードスキップにより削減できるデータ領域を示す図。
【図６】スキップフラグを付与した符号化ストリームの構造を示す模式図。
【図７】本発明による動画像復号化装置の一実施例を示す構成図（実施例２）。
【図８】動きベクトルを参照して予測モードスキップを切り替える例（実施例３）。
【図９】隣接ブロックの予測モードを参照して予測モードスキップを切り替える例。
【図１０】対象画像がＢピクチャである場合の参照ピクチャを示す図（実施例４）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明による動画像符号化装置の一実施例を示す構成図である。動画像符号化装置は、入力された原画像１０１を保持する入力画像メモリ１０２と、入力画像を小領域に分割するブロック分割部１０３を有する。また、分割したブロック単位で画面内予測を行う画面内予測部１０５と、動き探索部１０４にて検出された動き量を基にブロック単位で画面間予測を行う画面間予測部１０６と、画像の性質に合った予測符号化手段（予測方法およびブロックサイズ）を決定するモード選択部１０７を有する。そして、入力画像と予測画像との予測差分を算出する減算部１０８と、予測差分に対して符号化を行う周波数変換部１０９および量子化部１１０と、記号の発生確率に応じた符号化を行う可変長符号化部１１１を有する。また、一度符号化した予測差分を復号化する逆量子化処理部１１２および逆周波数変換部１１３と、復号化された予測差分を用いて復号化画像を生成する加算部１１４と、復号化画像を保持して後の予測に活用する参照画像メモリ１１５を有する。さらに、前ピクチャの画面間予測モードを保持するフレームメモリ１１６を有する。【００１７】
まず、装置全体の動作を説明する。入力画像メモリ１０２は原画像１０１の中から一枚の画像を符号化対象画像として保持し、これをブロック分割部１０３にて細かなブロックに分割し、動き探索部１０４、画面内予測部１０５、および画面間予測部１０７に渡す。動き探索部１０４では、参照画像メモリ１１５に格納されている参照画像を用いて該当ブロックの動き量を計算し、動きベクトルを画面間予測部１０６に渡す。画面内予測部１０５および画面間予測部１０６では画面内予測処理および画面間予測処理をいくつかの大きさのブロック単位で実行して予測画像を生成する。モード選択部１０７はどちらか最適な予測画像を選択する。続いて減算部１０８では、入力画像と予測画像との予測差分を算出し周波数変換部１０９に渡す。周波数変換部１０９および量子化処理部１１０では、送られてきた予測差分に対して指定された大きさのブロック単位でそれぞれ離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transformation）などの周波数変換および量子化処理を行い、可変長符号化処理部１１１および逆量子化処理部１１２に渡す。さらに可変長符号化処理部１１１では、周波数変換係数によって表される予測差分情報と、例えば画面内予測を行う際に利用した予測方向や画面間予測を行う際に利用した動きベクトルなどの復号化に必要な情報を、記号の発生確率に基づいて可変長符号化を行って符号化ストリーム１１７を生成する。また、逆量子化処理部１１２および逆周波数変換部１１３では、量子化後の周波数変換係数に対して、それぞれ逆量子化および逆ＤＣＴ（Inverse DCT）などの逆周波数変換を施し、予測差分を取得して加算部１１４に送る。続いて加算部１１４により復号化画像を生成して参照画像メモリ１１５に格納する。【００１８】
次に、画面間予測部１０６の動作について説明する。
図２は、画面間予測処理の動作を概念的に示した図である。Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、符号化対象画像に対してラスタースキャンの順序に従ってブロック単位による符号化を行う。画面間予測を行う際には、符号化対象画像３０３と同じ画像列３０１に含まれる符号化済みの画像の復号画像を参照画像３０２とし、対象画像中の対象ブロック３０４と相関の高いブロック（予測画像）３０５を参照画像中から探索する。このとき、両ブロックの差分として計算される予測差分に加えて、両ブロックの座標値の差分を動きベクトル（ＭＶ）３０６として符号化する。一方復号化の際には上記と逆の手順を行えばよく、復号化された予測差分を参照画像中のブロック（予測画像）３０５に加えることにより、復号化画像を生成する。【００１９】
図３は、Ｈ．２６４／ＡＶＣで規定される画面間予測方法に関し、例えばBaselineプロファイルで利用可能な符号化モードの種類を示す図である。Ｈ．２６４／ＡＶＣでは画面間の画素値予測方法として、１枚の参照画像を指定する順方向予測（Predictive予測）と、２枚の参照画像を指定することが可能な双方向予測（Bi-directional predictive予測）を規定しているが、Baselineプロファイルを利用する場合は、Predictive予測のみが利用可能となっている。各フレームでは、画面左上のマクロブロックから右下のマクロブロックに向かってラスター走査の順番に従って順次符号化が行われる。マクロブロックはさらに小さなサイズのブロック（サブブロック）に分割することが可能であり、予め予測方法の種類ごとに定められたいくつかのサイズの中から最適なものを選んで符号化を行う。【００２０】
画面間予測のブロックサイズとしては、１６×１６画素（Ｐ１６×１６モード）、１６×８画素（Ｐ１６×８モード）、８×１６画素（Ｐ８×１６モード）、８×８画素（Ｐ８×８モード）のサイズが用意されており、８×８画素サイズの場合はさらに８×８画素、８×４画素、４×８画素、４×４画素サイズのサブブロックに分割することが可能である。さらに、１６×１６画素のブロックサイズに対しては動きベクトル情報を符号化しないＰＳｋｉｐモードを、８×８画素サイズに対しては参照フレーム番号を符号化しないＰ８×８ｒｅｆ０モードを用意している。【００２１】
画面間予測符号化を行う場合は、参照フレーム内で該当ブロックと相関の高い領域を探索してその動き量を検出し、動き補償を行って参照画像を作成する。この場合、符号化ストリームのヘッダ部には動きベクトル情報と参照フレーム番号が書き込まれる。各マクロブロックに対して、上記のいずれかのサイズのブロック単位で予測画像を生成し、原画像との予測差分に対して周波数変換および量子化処理を施して符号化を行う。【００２２】
このように画面間予測では、マクロブロック毎に複数の画素値予測方法とブロックサイズを切り替えながら予測を行うため、画面間予測モード情報として、画素値予測方法とブロックサイズ情報をマクロブロック毎に付与して符号化する必要があった。【００２３】
そこで本実施例においては、この予測モード情報を省略する新たな予測方式として、符号化済みの前ピクチャの同位置のマクロブロックの予測モードを参照して、現マクロブロックの予測モードを決定する方式を導入する。以後この方式を、「予測モードスキップ」と呼ぶことにする。これに対し、前ピクチャの予測モードとは関係なく、現マクロブロックについて画質と符号量の観点から最適なブロックサイズを選択して決定する従来の方式を「非スキップ」と呼ぶことにする。本実施例では「予測モードスキップ」を実行するために、前ピクチャの予測モードを保持するフレームメモリ１１６を設けている。「予測モードスキップ」の場合、画面間予測部１０６は、フレームメモリ１１６に格納されている前ピクチャの同位置のマクロブロックの予測モードを参照して、同一の予測モードにて現マクロブロックの予測画像を生成する。そして、「予測モードスキップ」にて符号化したデータには、「予測モードスキップ」であることを示す「スキップフラグ」を付与する。ただしこの「スキップフラグ」に要する符号量はわずかであるから（１ｂｉｔで足りる）、従来の予測モード情報の省略による符号量削減の効果が大きく、結果として出力ストリームの符号量の低減を図ることができる。【００２４】
図４は、画面間予測モードスキップによるモード決定を示す概念図である。ここでは順方向予測（Predictive予測）の分割モードとして、Ｐ１６×１６、Ｐ１６×８、Ｐ８×１６、Ｐ８×８の各モードと、画面内予測モード（Intra）から選択するものとする。【００２５】
（ａ）に示すように、「予測モードスキップ」方式では、前ピクチャの同位置マクロブロックの予測モードを基に現マクロブロックの予測モードを決定する。ここでは、現ピクチャの符号化対象マクロブロックＭＢ２と同位置の前ピクチャのマクロブロックＭＢ１の予測モードがＰ８×１６モードであるから、符号化対象マクロブロックＭＢ２の予測モードとしてＰ８×１６モードを採用する。隣接する他のマクロブロックについても同様に決定する。【００２６】
なお（ｂ）に示すように、前ピクチャの同位置マクロブロックＭＢ１の予測モードが画面内予測モード（Ｉｎｔｒａ）であった場合には、符号化対象マクロブロックＭＢ２の予測モードとして画面内予測モードをそのまま用いることができないため、画面間予測モード（例えばＰ１６×１６）に変更して設定する。【００２７】
ここで、符号化対象であるマクロブロックに対して画面間予測モードスキップを採用するか否かは、対象ブロックの画質と符号量の観点から決定する（スキップ採否ルール）。すなわち、前ピクチャとの相関が強いときは前ピクチャの予測モードと同一のモードが最適となる可能性が高いので、予測モードスキップを採用しても画質の劣化が生じることは少ない。具体的には、動画像符号化を行うための要素技術の一つであるＲＤ−optimization等、符号化を行う方式をマクロブロック単位で決定するモード選択と同様の仕組みによって判断する。あるいは、ピクチャ間でのモード情報の類似度を計算し、閾値と比較して類似度が大きい場合には予測モードスキップを採用すればよい。【００２８】
画面間予測モードスキップを採用することにより、画面間予測モード情報に用いる符号量を削減できる。以下これについて説明する。
図５は、予測モードスキップを採用することにより削減できるストリーム中のデータ領域を示す図である。（ａ）はブロックサイズが８×８より大の場合で、マクロブロックの予測モードを示すマクロブロックタイプの領域が削減される。（ｂ）はブロックサイズが８×８以下の場合で、（ａ）の場合に加え、さらにサブマクロブロックの予測モードを示すサブマクロブロックタイプの領域についても削減される。各領域での符号量の削減は１〜８ｂｉｔであり、これらの領域は各マクロブロックに対してそれぞれ存在するので、ストリーム全体で見ると大きな削減量となる。【００２９】
図６は、スキップフラグを付与した符号化ストリームの構造を示す模式図である。スキップフラグ（ＳＦ）は、画面間予測モードスキップを行うデータの範囲を単位として１個付与すればよい。スキップフラグの符号量は１ｂｉｔで足りるので、符号量の増加は極めてわずかである（例えばスキップ＝「１」、非スキップ＝「０」とする）。【００３０】
スキップフラグを付与するデータの範囲としては、（ｄ）のマクロブロック単位だけでなく、連続する複数のマクロブロックを単位として（ａ）ＧＯＰ単位、（ｂ）ピクチャ単位、（ｃ）スライス単位でも指定可能とする。さらにストリーム全体について画面間予測モードスキップを行う場合は、スキップフラグをストリームヘッダに付与すればよい。復号化装置（デコーダ）は、ストリーム内のスキップフラグの付与位置により、予測モードスキップを行うデータの範囲を判断して当該ストリームの復号化を実行する。このように、スキップフラグはマクロブロック単位だけでなく、複数個のマクロブロックに渡って１個だけ付与することもできるので、符号量の増加をより抑えることが可能になる。
【実施例２】
【００３１】
図７は、本発明による動画像復号化装置の一実施例を示す構成図である。動画像復号化装置は、例えば図１に示す動画像符号化装置によって生成された符号化ストリーム２０１に対して可変長符号化の逆の手順を踏む可変長復号化部２０２と、予測差分を復号化するための逆量子化処理部２０３および逆周波数変換部２０４を有する。また、予測画像を生成するために画面間予測を行う画面間予測部２０５と、画面内予測を行う画面内予測部２０６を有する。そして、予測差分と予測画像を加算して復号化画像２１０を生成する加算部２０７と、復号化画像２１０を一時的に記憶しておく参照画像メモリ２０８を有する。さらに、前ピクチャの全マクロブロックの予測モードを保持するフレームメモリ２０９を有する。【００３２】
ここで画面間予測部２０５の動作を説明する。入力する符号化ストリーム２０１には、符号化時の画面間予測モード情報（画素値予測方法とブロックサイズの情報）が付与されている。あるいは画面間予測モード情報を省略した場合には、画面間予測モードスキップを示す「スキップフラグ」が付与されている。画面間予測モード情報が付与されている場合は、指定された予測方法とブロックサイズに従い予測画像を生成する。「スキップフラグ」が付与されている場合は、フレームメモリ２０９を参照し、前ピクチャの同位置マクロブロックの予測モードを基に現マクロブロックの予測モードを決定し予測画像を生成する。【００３３】
上記では、復号化装置は、符号化装置の決めた画面間予測モードスキップの採否結果（すなわちスキップフラグの有無）に従って予測モードを決定する。これに対し、復号化装置が独自で画面間予測モードスキップの採否を決定することもできる。その場合のスキップ採否ルールは、符号化装置の採否ルールをそのまま用いることができる。両者のルール（判定基準）を共通化すればスキップ採否結果も良く再現されることになり、伝送される符号化ストリームに付与するスキップフラグについても省略することができる。
【実施例３】
【００３４】
本実施例では、画面間予測モードスキップを採用するか否かをどのようにして決定するか（採否ルール）について、その具体例を述べる。
図８は、動きベクトルの大きさを参照して、画面間予測モードスキップの採否を切り替える例である。動きベクトルＭＶは、前記図２で示したように、符号化対象画像中の対象ブロック３０４と、参照画像中の相関の高いブロック３０５の位置ずれ量である。判定のため、動きベクトルＭＶに予め閾値を定めておく。【００３５】
（ａ）は前ピクチャの動きベクトルＭＶが所定値（閾値）より小さい場合である。ＭＶが小さい場合は画面間の画像の変化が小さく、画面間予測においてマクロブロック毎の予測モードが同一となる場合が多い。よって画面間予測モードスキップを採用し、前ピクチャの同位置マクロブロックＭＢ１の予測モードを当該マクロブロックＭＢ２の予測モードに使用する。【００３６】
（ｂ）は前ピクチャの動きベクトルＭＶが所定値より大きい場合である。ＭＶが大きい場合は、画面間の画像の変化が大きく、画面間予測においてマクロブロック毎の予測モードが異なる場合が多い。よって画面間予測モードスキップを採用せず、当該マクロブロックＭＢ２については独自に最適な予測モードを求める「非スキップモード」を設定する。【００３７】
図９は、隣接マクロブロックの画面間予測モードを参照して、画面間予測モードスキップの採否を切り替える例である。すなわち、現ピクチャの隣接マクロブロックの画面間予測モードが予測モードスキップであれば、当該マクロブロックについても予測モードスキップを採用する。【００３８】
（ａ）は隣接マクロブロックＭＢ３が画面間予測モードスキップを採用している場合であり、当該マクロブロックＭＢ２についても予測モードスキップを採用し、前ピクチャの同位置マクロブロックＭＢ１の予測モードを使用する。【００３９】
（ｂ）は隣接マクロブロックＭＢ３が画面間予測モードスキップを採用していない場合（非スキップモード）であり、当該マクロブロックＭＢ２についても非スキップモードを設定し、独自に最適な予測モードを求める。
【実施例４】
【００４０】
上記実施例では、順方向予測画像間（Ｐピクチャ間）の画面間予測モードスキップに関して説明したが、双方向予測画像間（Ｂピクチャ間）の画面間予測モードスキップに関しても同様の方法で適用できる。ただしＢピクチャの場合は、参照可能なピクチャの数が増えるので選択の自由度が高まる。以下、参照するピクチャについて具体的に説明する。【００４１】
図１０は、符号化対象画像がＢピクチャである場合に画面間予測モードスキップのために参照するピクチャを示す図である。ここでは３通りの方法を示す。
（ａ）の場合は、同一ピクチャタイプであるＢピクチャの画像を参照する。ここでは符号化対象ピクチャ＃４に対し、同一のＢピクチャである前ピクチャ＃３を参照する。そして、ピクチャ＃３内の同位置マクロブロックの予測モードを基に、ピクチャ＃４内の対象マクロブロックの予測モードを決定する。【００４２】
（ｂ）の場合は、異なるピクチャタイプである順方向予測画像（Ｐピクチャ）の参照を可能とする。ここでは符号化対象ピクチャ＃４に対し、同一タイプ（Ｂピクチャ）である前ピクチャ＃３の他に、異なるタイプであるＰピクチャ＃６を参照可能とする。そして、ピクチャ＃６内の同位置マクロブロックの予測モードを基に、ピクチャ＃４内の対象マクロブロックの予測モードを決定する。この場合ピクチャ＃３とピクチャ＃６のいずれを用いるかは、符号化側と復号化側で同一のルールで運用すればよい。【００４３】
（ｃ）の場合は、２つの順方向予測画像（Ｐピクチャ）のうち時間的に近いＰピクチャを参照する。すなわち、符号化対象ピクチャ＃８に対し、２つのＰピクチャ＃６と＃１１を参照することができる。ここでは、時間的に近い方のピクチャ＃６を参照する。そして、ピクチャ＃６内の同位置マクロブロックの予測モードを基に、ピクチャ＃８内の対象マクロブロックの予測モードを決定する。【００４４】
以上述べた双方向予測画像間（Ｂピクチャ間）の画面間予測モードスキップの場合のスキップ採否のルールについても、前記各実施例で述べた順方向予測画像間（Ｐピクチャ間）の場合と同様に定めることができる。なお、参照するピクチャが前ピクチャ以外となる場合が発生するので、符号化装置と復号化装置のフレームメモリ１１６，２０９では、前ピクチャだけでなく参照に必要なピクチャの予測モードを保持するものとする。
【符号の説明】
【００４５】
１０１…原画像、１０２…入力画像メモリ、１０３…ブロック分割部、１０４…動き探索部、１０５…画面内予測部、１０６…画面間予測部、１０７…モード選択部、１０８…減算部、１０９…周波数変換部、１１０…量子化部、１１１…可変長符号化部、１１２…逆量子化処理部、１１３…逆周波数変換部、１１４…加算部、１１５…参照画像メモリ、１１６…フレームメモリ、２０１…符号化ストリーム、２０２…可変長復号化部、２０３…逆量子化処理部、２０４…逆周波数変換部、２０５…画面間予測部、２０６…画面内予測部、２０７…加算部、２０８…参照画像メモリ、２０９…フレームメモリ、２１０…復号化画像。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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