(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像に含まれるピクチャを動きベクトルを用いてインター予測符号化し、該ピクチャの種別はフレームまたはフィールドである動画像符号化装置であって、
符号化対象ピクチャの種別と符号化対象ピクチャをインター予測符号化するために参照される参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が一致する場合に、前記符号化対象ピクチャ上の符号化対象ブロックと所定の位置関係にある当該少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、前記符号化対象ピクチャの種別が何れの参照ピクチャの種別とも一致しない場合に、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定する動きベクトル予測適用判定部と、
前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれる場合、前記符号化対象ピクチャ上の符号化済みの複数のブロックの動きベクトル及び前記符号化対象ブロックと前記所定の位置関係にある前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルのなかから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、一方、前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれない場合、前記符号化対象ピクチャ上の符号化済みの複数のブロックの動きベクトルのなかから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補のうち、前記符号化対象ブロックの動きベクトルとの差が最小となる候補を前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値とし、当該予測値となる候補を示す選択情報及び当該予測値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルとの差を求める動きベクトル情報算出部と、
前記選択情報及び前記予測値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルとの差をエントロピー符号化するエントロピー符号化部と、
を有する動画像符号化装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの参照ピクチャは、符号化順序で前記符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャより後のピクチャである、請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記動きベクトル予測適用判定部は、前記少なくとも一つの参照ピクチャを指定するピクチャ指定情報を生成し、
前記エントロピー符号化部は、前記ピクチャ指定情報をエントロピー符号化し、当該エントロピー符号化されたピクチャ指定情報を前記動画像データの符号化データに含める、請求項１または２に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記動きベクトル予測適用判定部は、前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれるか否かを示す適用情報を生成し、
前記エントロピー符号化部は、前記適用情報をエントロピー符号化し、当該エントロピー符号化された適用情報を前記動画像データの符号化データに含める、請求項１または２に記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
動きベクトルを用いてインター予測符号化されたピクチャを含み、該ピクチャの種別がフレームまたはフィールドである動画像データを復号する動画像復号装置であって、
エントロピー符号化された、復号対象ブロックの動きベクトルの予測値となる動きベクトルの予測値の候補を示す選択情報及び前記予測値と前記復号対象ブロックの動きベクトルとの差を復号するエントロピー復号部と、
前記復号対象ブロックを含む復号対象ピクチャの種別と前記復号対象ピクチャをインター予測符号化するために参照され、かつ、前記復号対象ピクチャよりも前に復号された参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が一致する場合に、前記復号対象ブロックと所定の位置関係にある当該少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、前記復号対象ピクチャの種別が何れの参照ピクチャの種別とも一致しない場合に、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定する動きベクトル予測適用判定部と、
前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれる場合、前記復号対象ピクチャ上の復号済みの複数のブロックの動きベクトル及び前記復号対象ブロックと前記所定の位置関係にある前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルのなかから、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、一方、前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれない場合、前記復号対象ピクチャ上の復号済みの複数のブロックの動きベクトルのなかから、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補のなかから、前記選択情報に従って前記予測値となる候補を決定し、前記予測値となる候補に前記予測値と前記復号対象ブロックの動きベクトルとの差を加えて前記復号対象ブロックの動きベクトルを復号する動きベクトル情報算出部と、
前記復号された動きベクトルを用いて前記復号対象ブロックを復号するソース復号部と、
を有する動画像復号装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つの参照ピクチャは、符号化順序で前記復号対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャより後のピクチャである、請求項５に記載の動画像復号装置。
【請求項７】
前記インター予測符号化された動画像データは、前記参照ピクチャのうちの一つを指定するピクチャ指定情報を含み、
前記動きベクトル予測適用判定部は、前記ピクチャ指定情報に指定された参照ピクチャの種別と前記復号対象ピクチャの種別が同一である場合、前記復号対象ブロックと前記所定の位置関係にある当該指定された参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、前記ピクチャ指定情報に指定された参照ピクチャの種別と前記復号対象ピクチャの種別が異なる場合、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定する、請求項５または６に記載の動画像復号装置。
【請求項８】
動画像に含まれる、種別がフレームまたはフィールドの何れかであるピクチャを動きベクトルを用いてインター予測符号化する動画像符号化方法であって、
符号化対象ピクチャの種別と符号化対象ピクチャをインター予測符号化するために参照される参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が一致する場合に、前記符号化対象ピクチャ上の符号化対象ブロックと所定の位置関係にある当該少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、前記符号化対象ピクチャの種別が何れの参照ピクチャの種別とも一致しない場合に、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定し、
前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれる場合、前記符号化対象ピクチャ上の符号化済みの複数のブロックの動きベクトル及び前記符号化対象ブロックと前記所定の位置関係にある前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルのなかから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、一方、前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれない場合、前記符号化対象ピクチャ上の符号化済みの複数のブロックの動きベクトルのなかから、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、
前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補のうち、前記符号化対象ブロックの動きベクトルとの差が最小となる候補を前記符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値とし、当該予測値となる候補を示す選択情報及び当該予測値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルとの差を求め、
前記選択情報及び前記予測値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルとの差をエントロピー符号化する、
ことを含む動画像符号化方法。
【請求項９】
動きベクトルを用いてインター予測符号化されたピクチャを含み、該ピクチャの種別がフレームまたはフィールドである動画像データを復号する動画像復号方法であって、
エントロピー符号化された、復号対象ブロックの動きベクトルの予測値となる動きベクトルの予測値の候補を示す選択情報及び前記予測値と前記復号対象ブロックの動きベクトルとの差を復号し、
前記復号対象ブロックを含む復号対象ピクチャの種別と前記復号対象ピクチャをインター予測符号化するために参照され、かつ、前記復号対象ピクチャよりも前に復号された参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が一致する場合に、前記復号対象ブロックと所定の位置関係にある当該少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、前記復号対象ピクチャの種別が何れの参照ピクチャの種別とも一致しない場合に、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定し、
前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれる場合、前記復号対象ピクチャ上の復号済みの複数のブロックの動きベクトル及び前記復号対象ブロックと前記所定の位置関係にある前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルのなかから、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、一方、前記少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれない場合、前記復号対象ピクチャ上の復号済みの複数のブロックの動きベクトルのなかから、前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、
前記復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補のなかから、前記選択情報に従って前記予測値となる候補を決定し、前記予測値となる候補に前記予測値と前記復号対象ブロックの動きベクトルとの差を加えて前記復号対象ブロックの動きベクトルを復号し、
前記復号された動きベクトルを用いて前記復号対象ブロックを復号する、
ことを含む動画像復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インター予測符号化を行う動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びインター予測符号化された動画像を復号する動画像復号装置ならびに動画像復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像データは、一般に非常に大きなデータ量を有する。そのため、動画像データを扱う装置は、動画像データを他の装置へ送信する場合、あるいは、動画像データを記憶装置に記憶する場合、動画像データを符号化することにより圧縮する。代表的な動画像の符号化標準として、International Standardization Organization/International Electrotechnical Commission(ISO/IEC)で策定されたMoving Picture Experts Group phase 2（MPEG-2）、あるいはMPEG-4、H.264 MPEG-4 Advanced Video Coding（MPEG-4 AVC/H.264）が利用されている。また、新たな符号化標準として、HEVC (High Efficiency Video Coding, MPEG-H/H.265)（例えば、非特許文献１を参照）が策定されている。【０００３】
これらの符号化標準は、符号化対象のピクチャを符号化済のピクチャの情報を用いて符号化するインター予測符号化方式と、符号化対象のピクチャが持つ情報のみを用いて符号化対象のピクチャを符号化するイントラ予測符号化方式を採用している。【０００４】
HEVC規格では、インター予測符号化方式における主要パラメータである、動きベクトル(Motion Vector, MV)を効率的に符号化するために、AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)という動きベクトル予測手法が導入されている。AMVPでは、符号化対象ブロックに対して空間的及び時間的に隣接するブロックの動きベクトルが動きベクトル予測値の候補として選択される。そして動画像符号化装置は、これらの候補の中から動きベクトル予測値として選択したものを明示的に示すフラグを、動画像データを符号化したデータストリームに含める。【０００５】
図１を用いて、AMVPにおける、動きベクトル予測値の候補となり得る動きベクトルを持つブロックについて説明する。符号化対象ピクチャ１０１に含まれる符号化対象ブロック１１０の左下方に、下から順に領域A0、A1が設定され、右上方に、右から順に、領域B0、B1が設定される。さらに、符号化対象ブロック１１０の左上方の角に隣接して、領域B2が設定される。ここで、領域A0を含むブロック、もしくは領域A1を含むブロックの何れかが符号化済みであり、かつそのブロックがインター予測符号化ブロックである場合、そのブロックの動きベクトルが第１の動きベクトル予測値の候補として選択される。また、領域B0を含むブロック、領域B1を含むブロック、もしくは領域B2を含むブロックの何れかが符号化済みであり、かつそのブロックがインター予測符号化ブロックである場合、そのブロックの動きベクトルが第２の動きベクトル予測値の候補として選択される。【０００６】
さらに、符号化対象ピクチャ１０１よりも前に符号化されているピクチャ１０２からも、動きベクトル予測値の候補が選択される。動きベクトル予測値の候補が選択されるピクチャは、コルピクチャ(col picture)と呼ばれる。なお、コルピクチャの詳細については後述する。コルピクチャ１０２において、符号化対象ブロック１１０と同一位置にあるブロック１１１に隣接する領域T0を含むブロック、もしくはブロック１１１の中心に位置する領域T1を含むブロックのいずれかが、インター予測符号化ブロックである場合、そのブロックの動きベクトルが第３の動きベクトル予測値の候補として選択される。なお、第３の動きベクトル予測値の候補として選択された動きベクトルを持つ、コルピクチャ上のブロックは、コルブロックと呼ばれる。【０００７】
AMVPでは、これらの動きベクトル予測値の候補のなかで符号化対象ブロックの動きベクトル予測値として用いられる候補は、MvpL0Flag（L0方向の動きベクトル用）及びMvpL1Flag（L1方向の動きベクトル用）の二つのパラメータによって指定される。なお、L0方向は、例えば、表示順序で符号化対象ピクチャよりも前へ向かう方向であり、L1方向は、例えば、表示順序で符号化対象ピクチャよりも後へ向かう方向である。しかし、L0方向が、表示順序で符号化対象ピクチャよりも後へ向かう方向であってもよく、L1方向も、表示順序で符号化対象ピクチャよりも前へ向かう方向であってもよい。【０００８】
MvpL0Flag及びMvpL1Flagは、'0'もしくは'1'の値を取る。値が'0'の場合、MvpL0Flag及びMvpL1Flagは、第１の動きベクトル予測値の候補が動きベクトル予測値となることを示す。一方、値が'1'の場合、MvpL0Flag及びMvpL1Flagは、第２の動きベクトル予測値の候補が動きベクトル予測値となることを示す。なお、第１の動きベクトル予測値の候補もしくは第２の動きベクトル予測値の候補が無効、すなわち、動画像符号化装置が符号化対象ブロックに対して空間的に隣接するブロックの動きベクトルを参照できない場合には、第３の動きベクトル予測値の候補が使用される。例えば、第１の動きベクトル予測値の候補が無効である場合、第２の動きベクトル予測値の候補と第３の動きベクトル予測値の候補が、それぞれ、第１の動きベクトル予測値の候補及び第２の動きベクトル予測値の候補と見做される。したがって、この場合には、MvpL0Flag及びMvpL1Flagの値が'1'の場合、第３の動きベクトル予測値の候補が動きベクトル予測値となる。【０００９】
次に、図２を参照しつつ、コルピクチャについて説明する。
ピクチャ２０１〜２０５は、それぞれ、符号化対象の動画像データに含まれており、各ピクチャは、表示順序に従って並んでいる。このうち、ピクチャ２０３(Curr)が符号化対象ピクチャである。そしてピクチャ２０１及びピクチャ２０２は、それぞれ、符号化対象ピクチャ２０３から二つ前の前方向参照ピクチャ(L0[1])及び一つ前の前方向参照ピクチャ(L0[0])である。一方、ピクチャ２０４及びピクチャ２０５は、それぞれ、符号化対象ピクチャ２０３の一つ後の後方向参照ピクチャ(L1[0])及び二つ後の後方向参照ピクチャ(L1[1])である。図２において、ピクチャ２０１〜２０５のそれぞれの表示時刻は、TL0[1], TL0[1], TCurr, TL1[0], TL[1]で表される。
なお、この図は一例であり、符号化対象ピクチャについて、規格で定められた上限以下の数の前方向参照ピクチャ及び後方向参照ピクチャを設定可能である。また後方向参照ピクチャは、符号化対象ピクチャよりも表示時刻が前であってもよい。【００１０】
MPEG-4 AVC/H.264では、コルピクチャは、後方向参照ピクチャのリストL1[]のうちの0番目の参照ピクチャL1[0]に固定される。一方、HEVCでは、コルピクチャは、前方向参照ピクチャ及び後方向参照ピクチャのなかから任意に指定される。【００１１】
この場合、符号化対象ピクチャCurrの符号化データのスライスヘッダは、CollocatedFromL0Flagパラメータ及びCollocatedRefIdxパラメータを含む。そしてこれらのパラメータによってコルピクチャが指定される。例えば、パラメータCollocatedFromL0Flagが'1'の場合には、前方向参照ピクチャのリストL0[]のうち、L0[CollocatedRefIdx]で指定されるピクチャがコルピクチャとなる。一方、CollocatedFromL0Flagが'0'の場合には、後方向参照ピクチャのリストL1[]のうち、L1[CollocatedRefIdx]で指定されるピクチャがコルピクチャとなる。【００１２】
コルピクチャからコルブロックの動きベクトルが参照するピクチャまでの時間差は、符号化対象ピクチャから符号化対象ブロックの動きベクトルが参照するピクチャまでの時間差と異なることがある。そのために、コルブロックの動きベクトルが動きベクトル予測値として選択された場合に、その選択された動きベクトルのスケールを調節する必要がある。【００１３】
図３を参照しつつ、コルブロックの動きベクトル、すなわち、第３の動きベクトル予測値の候補が動きベクトル予測値として選択された場合の動きベクトルのスケーリングについて説明する。
図３において、横軸はピクチャの表示時刻を表し、縦軸は、ピクチャの垂直位置を示す。ブロック３０１は符号化対象ブロックであり、ブロック３０２はコルブロックである。そして符号対象ブロック３０１は、符号化対象ピクチャ(Curr)３１２に含まれ、コルブロック３０２は、コルピクチャ(Col)３１３に含まれる。またピクチャ３１０、３１１は、それぞれ、符号対象ブロック３０１が参照するピクチャ(RefCurr)、及び、コルブロック３０２が参照するピクチャ(RefCol)である。ピクチャ３１０〜３１３の表示時刻は、それぞれ、TRefCurr, TRefCol, TCurr, TColで表される。【００１４】
各ピクチャの同一位置に写っている物体の動きが一定であると仮定した場合、符号化対象ブロック３０１の動きベクトルの垂直成分３２１は、コルブロック３０２の動きベクトルの垂直成分３２０と等しい。一方、符号化対象ブロック３０１はピクチャRefCurrを参照する。そのため、コルブロックの動きベクトルを符号化対象ブロック３０１の動きベクトル予測値として利用するためには、符号化対象ピクチャCurrと参照ピクチャRefCurr間の時間差とコルピクチャColと参照ピクチャRefCol間の時間差の比に応じて、コルブロックの動きベクトルの時間方向の長さが調節される。
具体的には、コルピクチャColと参照ピクチャRefCol間の時間差をΔCol = (TRefCol - TCol)とし、符号化対象ピクチャCurrと参照ピクチャRefCurr間の時間差をΔCurr = (TRefCurr - TCurr)とする。この場合、符号化対象ブロックの動きベクトル予測値MVPredは、MVPred = MVCol * ΔCurr /ΔColとなる。したがって、動きベクトル予測値MVPredの垂直成分は、矢印３２２で示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１０−６０８５５号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】JCTVC-L1003, 「High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification draft 10 (for FDIS & Consent)」, Joint Collaborative Team on Video Coding of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, January 2013
【非特許文献２】JCTVC-G196, 「Modification of derivation process of motion vector information for interlace format」, Joint Collaborative Team on Video Coding of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, November 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
HEVC規格は、インターレス方式で生成された動画像にも対応する。
図４を参照しつつ、インターレス動画像について説明する。図４において、横時は表示時刻を表し、縦軸は、ピクチャの垂直位置を表す。インターレス動画像は、トップフィールド（４０１、４０３、４０５）とボトムフィールド（４０２、４０４、４０６）の二つのフィールドを含み、トップフィールドとボトムフィールドが交互に表示される。
トップフィールド内の各画素ライン４１０の垂直位置は、ボトムフィールド内の各画素ライン４１１の垂直位置に対して、フレームの1画素、すなわち、フィールドの縦方向では0.5画素分だけずれている。【００１８】
次に、図４を参照しつつ、インターレス動画像におけるAMVPの問題点について説明する。
ピクチャ４０２、４０４、４０５を、それぞれ、符号化対象ブロックが参照するピクチャ(RefCurr)、符号化対象ピクチャ(Curr)及びコルピクチャ(Col)とする。そしてピクチャ４０２、４０４、４０５の表示時刻をTRefCurr, TCurr, TColとする。また、ピクチャ４０４を、コルブロックの参照ピクチャ(RefCol)とする。
コルブロックの動きベクトルの垂直成分４２０は2であるとする。コルピクチャ４０５はトップフィールドである一方、コルピクチャの参照ピクチャ４０４はボトムフィールドである。そのため、コルブロックの動きベクトルの垂直成分４２０が示す垂直位置は、コルブロックの垂直位置から実際にはフィールドの2.5画素分だけずれている。【００１９】
一方、ベクトル４２１は、その基点を符号化対象ブロックの上端位置（この例では、ピクチャ４０４の上端位置）とし、参照ピクチャがTRefCurrとなるようにベクトル４２０を平行移動及び延長したものである。ベクトル４２１の基点から先端までの垂直方向の差は'5'である。ベクトル４２０が動きベクトル予測値として選択される場合には、AMVPのスケーリング処理によって、調節された動きベクトル予測値は、ベクトル４２１のようになることが好ましい。
しかしながら、ベクトル４２０がHEVCのAMVPに従ってスケーリングされると、基点から先端までの垂直方向の差が'4'となるベクトル４２２が得られる。これは、ベクトル４２０の垂直成分の値自体は'2'であり、ピクチャCurrと参照ピクチャRefCurr間の時間差ΔCurr = (TRefCurr - TCurr) = 2、かつ、コルピクチャColとその参照ピクチャRefCol間の時間差ΔCol = (TRefCol - TCol) = 1であることによる。すなわち、スケーリングされたベクトル４２２の垂直方向成分は、MVCol * ΔCurr /ΔCol = 4となる。
このように、インターレス動画像では、AMVPの第３の動きベクトル予測値の候補から算出される動きベクトル予測値が正確でない可能性があるという問題がある。【００２０】
非特許文献２に記載された方式は、Curr, RefCurr, Col, RefColそれぞれのピクチャのパリティを考慮したスケーリングを導入することで、上記の問題を解決している。なお、ピクチャのパリティは、トップフィールドの場合は'0'とし、ボトムフィールドの場合は'1'とする。【００２１】
非特許文献２の方式では、第３の動きベクトル予測値の候補であるコルブロックの動きベクトルの時間スケーリング前に、ピクチャCol及びピクチャRefColのパリティに基づき、動きベクトルの垂直成分が修正される。具体的には、まず、動画像符号化装置は、コルブロックの動きベクトルの垂直成分に対して、0.5*(isBottomRefCol - isBottomCol)を加算する。isBottomRefCol, isBottomColはそれぞれ、コルブロックの参照ピクチャのパリティ、コルピクチャのパリティである。次にAMVPのスケーリング方法によってコルブロックの動きベクトルをスケーリングした後、動画像符号化装置は、0.5*(isBottomCurr - isBottomRefCurr)を加算する。isBottomCurr, isBottomRefCurrはそれぞれ、符号化対象ブロックの参照ピクチャのパリティ、符号化対象ピクチャのパリティである。
図４に示された例では、isBottomRefCol, isBottomCol, isBottomCurr, isBottomRefCurrは、それぞれ、1,0,1,1である。したがって、コルブロックの動きベクトルの垂直成分であるベクトル４２０を非特許文献２の方法でスケーリングすることにより、動きベクトル予測値の垂直成分として'5'という結果が得られる。【００２２】
非特許文献２に開示されたスケーリング方式は、全てのピクチャがフィールドピクチャの場合に適用可能である。一方、非特許文献１に開示されたHEVC規格（第一版）では、インターレス動画像を符号化する場合に、動画像符号化装置は、シーケンス単位で、符号化対象ピクチャをフレームピクチャとフィールドピクチャの間で切り替えることが可能である。ピクチャに写っている物体の動きが小さい場合、二つのフィールドピクチャを合成することで得られるフレームピクチャの方が、フィールドピクチャよりも符号化効率は有利となる。一方、ピクチャに写っている物体の動きが大きい場合、フレームピクチャよりもフィールドピクチャの方が符号化効率は有利となる。【００２３】
しかしながら、ピクチャ単位でフレームピクチャとフィールドピクチャ間でピクチャが切り替わる動画像データに対して、非特許文献２に開示されたスケーリング方式は、そのままでは適用できない。この理由は、ブロック及び画素の垂直方向位置の計算方法が、フレームピクチャとフィールドピクチャとで異なるためである。【００２４】
図５を参照しつつ、非特許文献２に開示されたスケーリング方式がそのまま適用できないケースについて説明する。
図５において、横軸はピクチャの表示時刻を表し、縦軸は、ピクチャの垂直位置を示す。この例において、ピクチャ５０１、５０２、５０５、５０６は、それぞれ、フィールドピクチャである。一方、ピクチャ５０３はフレームピクチャである。またフレームピクチャ５０３が符号化対象ピクチャCurrであり、フィールドピクチャ５０５がコルピクチャColであるとする。さらに、フィールドピクチャ５０１が符号化対象ブロックの参照ピクチャRefCurrであり、フレームピクチャ５０３がコルブロックの参照ピクチャRefColであるとする。【００２５】
符号化対象ブロックの動きベクトル５２１の基点を、符号化対象ブロックの最上ラインとする。この例では、符号化対象ピクチャ５０３がフレームピクチャなので、基点５１０の垂直位置を、フレームピクチャ上で'2'（すなわち、上端から3番目）とする。一方、コルブロックの基点の位置は、非特許文献１に開示されたHEVC規格に従うと、符号化対象ピクチャの動きベクトルの基点と同じ、垂直位置が2のライン５１１となる。しかし、コルピクチャ５０５はフィールドピクチャなので、ライン５１１は、基点５１０よりも、フレームピクチャの画素単位で2だけ下方へずれている。本来、望ましいコルブロックの基点の位置は、フィールドピクチャの画素単位では上端から1番目のライン５３０である。すなわち、動画像符号化装置は、符号化対象ピクチャのピクチャ種別（フレームまたはフィールド）とコルピクチャのピクチャ種別によって、コルブロック位置の算出方法を変更する必要がある。【００２６】
仮に、ベクトル５２０が正しい第３の動きベクトル予測値の候補であるとする。この場合、ベクトル５２０と並行な動きベクトルが、ベクトル５２１に該当する望ましい動きベクトル予測値となる。ベクトル５２１の垂直方向成分は'2'である。この例では、符号化対象ピクチャ５０３はフレームピクチャであるため、参照ピクチャであるフィールドピクチャ５０１と、その対となるフィールドピクチャ５０２とを合わせて一つのフレームと見なすことで、垂直方向成分はフレーム単位で算出される。しかしながら、非特許文献１に開示されたAMVPに従うと、コルピクチャがフィールドピクチャであるため、動きベクトル予測値の垂直成分はフィールド単位で算出され、'1'となる。すなわち、符号化対象ピクチャのピクチャ種別とコルピクチャのピクチャ種別によって、動きベクトル予測値として選択された動きベクトル予測値の候補の垂直成分のスケールを調整する必要がある。【００２７】
上記のように、非特許文献２に開示のスケーリング方式は、ピクチャ毎にフレームピクチャとフィールドピクチャ間で切り替わる場合に適用できないという問題がある。この問題は、ピクチャごとにピクチャ種別を判別し、その判別結果に応じてコルブロック位置及び動きベクトル予測値の候補の算出方法を変更することで解決できる。しかしながら、このような算出方法の変更により、その変更がなされた動きベクトルの予測符号化方式と非特許文献１に開示されたAMVP方式との互換性を確保できなくなる、という問題が生じる。【００２８】
そこで本明細書は、インターレス動画像を、ピクチャ単位でフレームとフィールド間で切り替えて符号化する場合にも、既存方式のAMVP処理との互換性を保ちつつ、動きベクトルの予測符号化効率の低下を抑制できる動画像符号化装置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】
【００２９】
一つの実施形態によれば、動画像に含まれるピクチャを動きベクトルを用いてインター予測符号化し、ピクチャの種別はフレームまたはフィールドである動画像符号化装置が提供される。この動画像符号化装置は、符号化対象ピクチャの種別と符号化対象ピクチャをインター予測符号化するために参照される参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が一致する場合に、符号化対象ピクチャ上の符号化対象ブロックと所定の位置関係にあるその少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、符号化対象ピクチャの種別が何れの参照ピクチャの種別とも一致しない場合に、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定する動きベクトル予測適用判定部と、少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれる場合、符号化対象ピクチャ上の符号化済みの複数のブロックの動きベクトル及び符号化対象ブロックと所定の位置関係にあるその少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルのなかから、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、一方、その少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれない場合、符号化対象ピクチャ上の符号化済みの複数のブロックの動きベクトルのなかから、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補のうち、符号化対象ブロックの動きベクトルとの差が最小となる候補を符号化対象ブロックの動きベクトルの予測値とし、その予測値となる候補を示す選択情報及びその予測値と符号化対象ブロックの動きベクトルとの差を求める動きベクトル情報算出部と、選択情報及び予測値と符号化対象ブロックの動きベクトルとの差をエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを有する。【００３０】
また他の実施形態によれば、動きベクトルを用いてインター予測符号化されたピクチャを含み、ピクチャの種別がフレームまたはフィールドである動画像データを復号する動画像復号装置が提供される。この動画像復号装置は、エントロピー符号化された、復号対象ブロックの動きベクトルの予測値となる動きベクトルの予測値の候補を示す選択情報及び予測値と復号対象ブロックの動きベクトルとの差を復号するエントロピー復号部と、復号対象ブロックを含む復号対象ピクチャの種別と復号対象ピクチャをインター予測符号化するために参照され、かつ、復号対象ピクチャよりも前に復号された参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が一致する場合に、復号対象ブロックと所定の位置関係にあるその少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルを、復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めると判定し、一方、復号対象ピクチャの種別が何れの参照ピクチャの種別とも一致しない場合に、何れの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルも復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含めないと判定する動きベクトル予測適用判定部と、少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれる場合、復号対象ピクチャ上の復号済みの複数のブロックの動きベクトル及び復号対象ブロックと所定の位置関係にあるその少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルのなかから、復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、一方、その少なくとも一つの参照ピクチャ上のブロックの動きベクトルが復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補に含まれない場合、復号対象ピクチャ上の復号済みの複数のブロックの動きベクトルのなかから復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補を決定し、復号対象ブロックの動きベクトルの予測値の候補のなかから、選択情報に従って予測値となる候補を決定し、予測値となる候補に、予測値と復号対象ブロックの動きベクトルとの差を加えて復号対象ブロックの動きベクトルを復号する動きベクトル情報算出部と、復号された動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号するソース復号部とを有する。【００３１】
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【発明の効果】
【００３２】
本明細書に開示された動画像符号化装置は、インターレス動画像を、ピクチャ単位でフレームとフィールド間で切り替えて符号化する場合にも、既存方式のAMVP処理との互換性を保ちつつ、動きベクトルの予測符号化効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、AMVP方式における、空間的及び時間的に隣接するブロックを説明する図である。
【図２】図２は、AMVP方式における、コルピクチャを説明する図である。
【図３】図３は、AMVP方式における、動きベクトルのスケーリングを説明する図である。
【図４】図４は、AMVP方式をインターレス動画像に適用した時の問題点を説明する図である。
【図５】図５は、AMVP方式を、フィールドピクチャとフレームピクチャとが混在した場合に適用した時の問題点を説明する図である。
【図６】図６は、AMVP方式において、時間方向の動きベクトル予測を無効にした時の影響を説明する図である。
【図７】図７は、第１の実施形態による動画像符号化装置の概略構成図である。
【図８】図８は、第１の実施形態による、動きベクトル予測符号化処理の動作フローチャートである。
【図９】図９は、第１の実施形態による動画像復号装置の概略構成図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態による、動きベクトル予測復号処理の動作フローチャートである。
【図１１】図１１は、第２の実施形態による、動きベクトル予測符号化処理の動作フローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施形態による、動きベクトル予測復号処理の動作フローチャートである。
【図１３】図１３は、各実施形態またはその変形例による動画像符号化装置または動画像復号装置の各部の機能を実現するコンピュータプログラムが動作することにより、動画像符号化装置または動画像復号装置として動作するコンピュータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による、動画像符号化装置について説明する。この動画像符号化装置は、インターレス動画像をインター予測符号化方式で符号化することが可能である。
【００３５】
上述したように、非特許文献２に開示のスケーリング方式は、ピクチャ毎にフレームピクチャとフィールドピクチャ間で切り替わる場合に適用できないという問題がある。この問題を、非特許文献１に開示されたAMVP方式との互換性を保ちつつ解決するために、本実施形態による動画像符号化装置は、AMVP方式において規定される、ピクチャのスライスヘッダ内のフラグSliceTemporalMvpEnabledFlagを利用する。すなわち、フラグSliceTemporalMvpEnabledFlagは、第３の動きベクトル予測値の候補を適用するか否かを示す適用情報の一例である。ピクチャのフラグSliceTemporalMvpEnabledFlagを'0'に設定することにより、動画像符号化装置は、そのピクチャに対する時間方向の動きベクトル予測、すなわち、第３の動きベクトル予測値の候補の適用自体を無効化する。一方、ピクチャのフラグSliceTemporalMvpEnabledFlagを'1'に設定することにより、動画像符号化装置は、そのピクチャに対する第３の動きベクトル予測値の候補の適用を有効にする。
【００３６】
このように、動画像符号化装置は、コルピクチャと処理ピクチャとでピクチャ種別が異なる場合のみ、ピクチャ単位で無効化することができる。しかし、あるピクチャで第３の動きベクトル予測値の候補の適用を無効化した場合、その無効化が、符号化順で後続するピクチャに影響することがある。
【００３７】
図６を参照しつつ、この問題について説明する。
図６において、横軸は表示時刻を表す。ピクチャ６０１、６０４、６０５はフレームピクチャであり、ピクチャ６０２、６０３はフィールドピクチャである。これらピクチャは、ピクチャ６０１、６０５、６０２、６０３、６０４の順序で符号化されるとする。図６中の矢印の根元は参照元のピクチャを表し、矢印の先端は、参照先のピクチャを表す。例えば、ピクチャ６０４は、ピクチャ６０１とピクチャ６０５を参照する。
ピクチャ６０２及びピクチャ６０３は、ともにフレームピクチャであるピクチャ６０１と６０５を参照する。そのため、上記の方法に従うと、動画像符号化装置は、ピクチャ６０２及びピクチャ６０３のフラグSliceTemporalMvpEnabledFlagをともに'0'にして、第３の動きベクトル予測値の候補の適用を無効化することになる。
しかし、非特許文献１に開示されたAMVP方式によると、フラグSliceTemporalMvpEnabledFlagが'0'に設定されたピクチャ６０２及びピクチャ６０３より後に符号化される全てのピクチャは、ピクチャ６０２及びピクチャ６０３より前に符号化されたピクチャをコルピクチャとすることができなくなる。この理由は、動きベクトルの予測誤差の伝搬を防止するためである。
【００３８】
例えば、全てのブロックがイントラ予測符号化されたイントラピクチャを使わずに、ビットストリーム途中からの復号を可能にする手法として、イントラスライスリフレッシュがある。この手法は、一定周期でピクチャの何れの位置にもイントラ予測符号化ブロックが配置されるように、イントラ予測符号化ブロックの位置を巡回的に変えつつイントラ予測符号化ブロックを各ピクチャに対して挿入する。これにより、一定時間後にピクチャ内の全ての領域がイントラ予測符号化され、ピクチャ全体が正常復号可能になる。イントラスライスリフレッシュでは、各ピクチャにインター予測符号化ブロックが存在するため、第３の動きベクトル予測値の候補が常に利用可能であると、復号開始ポイントとなるピクチャ、及び後続するピクチャにて動きベクトルが正常復号できなくなる。なお、復号開始ポイントとなるピクチャは、イントラスライスの巡回を開始するピクチャであり、このピクチャから復号を開始して、後続するピクチャを正常に復号できる。そして復号開始ポイントとなるピクチャは、巡回周期毎に出現する。この問題を防止するため、動画像符号化装置は、復号開始ポイントとなるピクチャにて、フラグSliceTemporalMvpEnabledFlagを'0'に設定し、復号開始ポイントとなるピクチャ及び後続ピクチャが復号開始ポイントより前のピクチャの動きベクトル情報を参照しないようにする。
【００３９】
したがって、図６のケースにおいて、ピクチャ６０２及び６０３のフラグSliceTemporalMvpEnabledFlagをともに'0'にしたとする。この場合、ピクチャ６０２及び６０３に符号化順序で後続するピクチャ６０４は、参照可能でありかつ、同じピクチャ種別であるピクチャ６０１及び６０５をコルピクチャとすることができなくなる。その結果、ピクチャ６０４について、第３の動きベクトル予測値の候補が使用されず、符号化効率が低下する。
【００４０】
そこで、本実施形態による動画像符号化装置は、符号化対象ピクチャとコルピクチャとでピクチャ種別が異なる場合、符号化対象ピクチャのみ第３の動きベクトル予測値の候補の適用を無効とする。また、この動画像符号化装置は、符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャより後の参照ピクチャが存在しない場合も、第３の動きベクトル予測値の候補の適用を無効とする。それ以外の場合には、この動画像符号化装置は、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの予測に利用する。
【００４１】
なお、本実施形態において、動画像信号に含まれるピクチャは、カラー動画像であってもよく、あるいは、モノクロ動画像であってもよい。
【００４２】
図７は、第１の実施形態による、動画像符号化装置の概略構成図である。動画像符号化装置１０は、制御部１１と、ソース符号化部１２と、動きベクトル予測適用判定部１３と、動きベクトル情報算出部１４と、エントロピー符号化部１５とを有する。
動画像符号化装置１０が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として動画像符号化装置１０に実装される。あるいは、動画像符号化装置１０が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する回路が集積された一つの集積回路として動画像符号化装置１０に実装されてもよい。あるいはまた、動画像符号化装置１０が有するこれらの各部は、動画像符号化装置１０が有するプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールであってもよい。
【００４３】
制御部１１は、図示しない外部からの制御によって、各ピクチャの符号化モード（インター予測符号化、もしくはイントラ予測符号化）、符号化順番、参照関係、及びピクチャ種別（フレーム、もしくはフィールド）を決定する。
制御部１１は、符号化対象ピクチャの符号化モード、参照関係、ピクチャ種別をソース符号化部１２に通知する。また制御部１１は、符号化対象ピクチャの符号化モード、参照ピクチャの符号化モード、及び参照ピクチャが復号開始ポイントより後か否か示す情報を、動きベクトル予測適用判定部１３に通知する。
【００４４】
ソース符号化部１２は、入力動画像に含まれる各ピクチャをソース符号化（情報源符号化）する。具体的には、ソース符号化部１２は、ピクチャごとに選択された符号化モードに従って、既に符号化されているピクチャまたは符号化対象ピクチャの符号化済みの領域から、符号化対象ブロックごとに予測ブロックを生成する。例えば、ソース符号化部１２は、符号化対象ブロックが前方向予測モードまたは後方向予測モードによってインター予測符号化される場合、動きベクトルを算出する。なお、動きベクトルは、例えば、フレームメモリ（図示せず）から得た参照ピクチャと符号化対象ブロックとの間でブロックマッチングを実行することにより算出される。そしてソース符号化部１２は、参照ピクチャを、動きベクトルに基づいて動き補償する。ソース符号化部１２は、動き補償されたインター予測符号化用の予測ブロックを生成する。なお、動き補償は、動きベクトルで表された、ブロックとそれに対して最も類似する参照ピクチャ上の領域の位置ずれ量を相殺するように、その最も類似する参照ピクチャ上の領域の位置を移動する処理である。
【００４５】
また、符号化対象ブロックが双方向予測モードによってインター予測符号化される場合、ソース符号化部１２は、二つの動きベクトルのそれぞれによって特定された参照ピクチャ上の領域を、その対応する動きベクトルで動き補償する。そしてソース符号化部１２は、動き補償により得られた二つの補償画像の対応する画素間で画素値を平均することにより予測ブロックを生成する。あるいは、ソース符号化部１２は、その二つの補償画像の対応する画素の値に、対応する参照ピクチャと符号化対象ピクチャ間の時間が短いほど大きい重み係数を乗じて加重平均することにより、予測ブロックを生成してもよい。
【００４６】
またソース符号化部１２は、符号化対象ブロックがイントラ予測符号化される場合、符号化対象ブロックに隣接するブロックから予測ブロックを生成する。そしてソース符号化部１２は、符号化対象ブロックごとに、符号化対象ブロックと予測ブロックとの差分演算を実行する。そしてソース符号化部１２は、その差分演算により得られたブロック内の各画素に対応する差分値を、予測誤差信号とする。
【００４７】
ソース符号化部１２は、符号化対象ブロックの予測誤差信号を直交変換することにより、予測誤差変換係数を求める。例えば、ソース符号化部１２は、直交変換処理として、離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform、DCT）を利用できる。
【００４８】
次に、ソース符号化部１２は、予測誤差変換係数を量子化することにより、その予測誤差変換係数の量子化係数を算出する。この量子化処理は、一定区間に含まれる信号値を一つの信号値で表す処理である。そしてその一定区間は、量子化幅と呼ばれる。例えば、ソース符号化部１２は、予測誤差変換係数から、量子化幅に相当する所定数の下位ビットを切り捨てることにより、その予測誤差変換係数を量子化する。ソース符号化部１２は、量子化された予測誤差変換係数をエントロピー符号化部１５へ出力する。
【００４９】
またソース符号化部１２は、符号化対象ブロックの量子化された予測誤差変換係数から、そのブロックよりも後のブロックを符号化するために参照される参照ピクチャを生成する。そのために、ソース符号化部１２は、量子化された予測誤差変換係数に、量子化幅に相当する所定数を乗算することにより、量子化された予測誤差変換係数を逆量子化する。この逆量子化により、符号化対象ブロックの予測誤差変換係数が復元される。その後、ソース符号化部１２は、予測誤差変換係数を逆直交変換処理する。逆量子化処理及び逆直交変換処理を量子化信号に対して実行することにより、符号化前の予測誤差信号と同程度の情報を有する予測誤差信号が再生される。
【００５０】
ソース符号化部１２は、予測ブロックの各画素値に、その画素に対応する再生された予測誤差信号を加算する。これらの処理を各ブロックについて実行することにより、ソース符号化部１２は、その後に符号化されるブロックに対する予測ブロックを生成するために利用される参照ブロックを生成する。そしてソース符号化部１２は、例えば、各参照ブロックを、符号化順序に従って結合することで参照ピクチャを復号する。そしてソース符号化部１２は、参照ピクチャをフレームメモリに記憶させる。なお、フレームメモリは、符号化対象ピクチャが参照する可能性がある、予め定められた所定枚数分の参照ピクチャを記憶し、参照ピクチャの枚数がその所定枚数を超えると、符号化順序が古い参照ピクチャから順に破棄する。
【００５１】
また、ソース符号化部１２は、インター予測符号化されるブロックごとに、そのブロックの動きベクトルに関する情報（例えば、水平方向成分及び垂直方向成分、すなわち動きベクトル及び参照先ピクチャ、参照元のブロックの位置等）もフレームメモリに記憶させる。そしてソース符号化部１２は、動きベクトル情報を動きベクトル情報算出部１４に通知する。
【００５２】
動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャと参照ピクチャのピクチャ種別、及び参照ピクチャが復号開始ポイントより後か否かを表す情報に基づいて、第３の動きベクトル予測値の候補を、動きベクトルの符号化に用いるかどうかを判定する。動きベクトル予測適用判定部１３は、その判定結果を、動きベクトル情報算出部１４に通知する。
【００５３】
動きベクトル情報算出部１４は、第１、第２、及び第３の動きベクトル予測値の候補の中から、ソース符号化部１２から通知される動きベクトルとの誤差が最小となるものを動きベクトル予測値として選択する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルと動きベクトル予測値間の差分値（以下、動きベクトル予測誤差と呼ぶ）、及び選択した候補を表すインデックス（例えば、パラメータMvpL0Flag及びMvpL1Flag）をエントロピー符号化部１５に通知する。
動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測適用判定部１３から、第３の動きベクトル予測値の候補を用いないという判定結果を受け取った場合には、第３の動きベクトル予測値の候補を算出せず、第１及び第２の動きベクトル予測値の候補のなかから、動きベクトル予測値を決定する。
【００５４】
動きベクトル情報算出部１４は、例えば、AMVP方式に従って、選択した候補を表す選択情報の一例であるインデックスを決定できる。したがって、第１の動きベクトル予測値の候補または第２の動きベクトル予測値の候補の何れかが無効であり、かつ、第３の動きベクトル予測値の候補が使用されない場合には、インデックスは、第１の動きベクトル予測値の候補及び第２の動きベクトル予測値の候補のうちの有効な方を示すように決定される。
【００５５】
図８は、第１の実施形態による動きベクトルの予測符号化処理の動作フローチャートである。動画像符号化装置１０は、インター予測符号化される符号化対象ピクチャごとに、図８に示された動作フローチャートに従って動きベクトルを予測符号化する。
【００５６】
動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャの種別（フレーム、もしくはフィールド）を、符号化対象ピクチャについてのL1方向の全ての参照ピクチャの種別と比較する。さらに、動きベクトル予測適用判定部１３は、L1方向の全ての参照ピクチャと復号開始ポイントピクチャの位置関係を調べる（ステップＳ１０１）。L1方向の参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が符号化対象ピクチャの種別と一致し、かつ、その参照ピクチャが符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後である場合（ステップＳ１０１−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を利用すると判定する。そこで動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャのスライスヘッダに含まれる、コルピクチャの設定方向を示すパラメータCollocatedFromL0Flagを、L1方向の参照ピクチャの中からコルピクチャが設定されることを表す'0'に設定する。また動きベクトル予測適用判定部１３は、参照ピクチャのうちの順序を表すパラメータCollocatedRefIdxを、符号化対象ピクチャの種別と同じ種別の参照ピクチャのうちの表示順序で符号化対象ピクチャに最も近いピクチャを示すRefIdxの最小値min(RefIdx)に設定する。すなわち、パラメータCollocatedFromL0Flag 及びCollocatedRefIdxは、コルピクチャを指定するピクチャ指定情報の一例である。さらに、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されるか否かを表す適用情報の一例であるパラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されることを示す値'1'に設定する（ステップＳ１０２）。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flag、CollocatedRefIdx及びSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補を利用するとの判定結果として、動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００５７】
動きベクトル情報算出部１４は、符号化対象ピクチャのうちのインター予測符号化される各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いて動きベクトルを予測し、その予測誤差を算出することで、動きベクトルを予測符号化する（ステップＳ１０３）。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測誤差、選択候補インデックス、及び、SliceTemporalMvpEnabledFlagをエントロピー符号化部１５へ通知する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルの予測符号化処理を終了する。
【００５８】
一方、ステップＳ１０１にて、L1方向の参照ピクチャの何れの種別も、符号化対象ピクチャの種別と一致せず、あるいは、符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後のL1方向の参照ピクチャが存在しない場合（ステップＳ１０１−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、L1方向の参照ピクチャをコルピクチャに設定しない。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャについてのL0方向の全ての参照ピクチャの種別及び復号開始ポイントと参照ピクチャの位置関係を調べる（ステップＳ１０４）。L0方向の参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が符号化対象ピクチャの種別と一致し、かつ、その参照ピクチャが符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後である場合（ステップＳ１０４−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を利用する。そこで動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャのスライスヘッダに含まれる、コルピクチャの設定方向を示すパラメータCollocatedFromL0Flagを、L0方向の参照ピクチャの中からコルピクチャが設定されることを表す'1'に設定する。また動きベクトル予測適用判定部１３は、参照ピクチャのうちの順序を表すパラメータCollocatedRefIdxを、符号化対象ピクチャの種別と同じ種別の参照ピクチャのうちの表示順序で符号化対象ピクチャに最も近いピクチャを示すRefIdxの最小値min(RefIdx)に設定する。さらに、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されるか否かを表すパラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されることを示す値'1'に設定する（ステップＳ１０５）。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flag、CollocatedRefIdx及びSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補を利用するとの判定結果として、動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００５９】
動きベクトル情報算出部１４は、符号化対象ピクチャのうちのインター予測符号化される各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いて動きベクトルを予測し、その予測誤差を算出することで、動きベクトルを予測符号化する（ステップＳ１０６）。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測誤差、選択候補インデックス、及び、SliceTemporalMvpEnabledFlagをエントロピー符号化部１５へ通知する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルの予測符号化処理を終了する。
【００６０】
一方、ステップＳ１０４にて、L0方向の参照ピクチャの何れの種別も、符号化対象ピクチャの種別と一致せず、あるいは、符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後のL0方向の参照ピクチャが存在しない場合（ステップＳ１０４−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの予測に利用しない。そこで動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されないことを示す値'0'に設定する（ステップＳ１０７）。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補を利用しないとの判定結果として、動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００６１】
動きベクトル情報算出部１４は、符号化対象ピクチャのうちのインター予測符号化される各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いずに動きベクトルを予測し、その予測誤差を算出することで、動きベクトルを予測符号化する（ステップＳ１０８）。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測誤差、選択候補インデックス、及び、SliceTemporalMvpEnabledFlagをエントロピー符号化部１５へ通知する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルの予測符号化処理を終了する。
【００６２】
エントロピー符号化部１５は、ソース符号化部１２から通知された量子化された予測誤差変換係数及び動きベクトル情報算出部１４から通知された動きベクトル予測誤差及び選択候補インデックス、及び、SliceTemporalMvpEnabledFlagをエントロピー符号化する。これにより、エントロピー符号化部１５は、入力動画像を符号化した符号化動画像データを生成する。そしてエントロピー符号化部１５は、符号化動画像データを出力する。
【００６３】
図９は、第１の実施形態による、動画像復号装置の概略構成図である。この動画像復号装置は、第１の実施形態による動画像符号化装置により生成された符号化動画像データを復号する。そのために、動画像復号装置２０は、制御部２１と、エントロピー復号部２２と、動きベクトル予測適用判定部２３と、動きベクトル情報算出部２４と、ソース復号部２５とを有する。
動画像復号装置２０が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として動画像復号装置２０に実装される。あるいは、動画像復号装置２０が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する回路が集積された一つの集積回路として動画像復号装置２０に実装されてもよい。あるいはまた、動画像復号装置２０が有するこれらの各部は、動画像復号装置２０が有するプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールであってもよい。
【００６４】
制御部２１は、エントロピー復号部から通知されたスライスヘッダの情報を動きベクトル予測適用判定部２３及びソース復号部２５へ通知する。
【００６５】
エントロピー復号部２２は、入力された符号化動画像データをエントロピー復号する。そしてエントロピー復号部２２は、制御部２１に対して、符号化動画像データに含まれる各ピクチャの符号化モード（インター予測符号化、もしくはイントラ予測符号化）、表示順番、参照関係、及びピクチャ種別（フレーム、もしくはフィールド）を通知する。
さらに、エントロピー復号部２２は、動きベクトル情報算出部２４に対して、動きベクトル予測誤差、選択候補インデックス、及びSliceTemporalMvpEnabledFlagを通知する。またエントロピー復号部２２は、ソース復号部２５に対し、量子化された予測誤差変換係数及び符号化パラメータを通知する。
【００６６】
動きベクトル予測適用判定部２３は、処理ピクチャとコルピクチャのピクチャ種別、及びSliceTemporalMvpEnabledFlagから、第３の動きベクトル予測値の候補を、動きベクトルの符号化に用いるか否かを判定する。そして動きベクトル予測適用判定部２３は、その判定結果を動きベクトル情報算出部２４に通知する。
【００６７】
動きベクトル情報算出部２４は、第１、第２及び第３の動きベクトル予測値の候補の中から、動きベクトルの予測に用いるものを決定する。そして動きベクトル情報算出部２４は、エントロピー復号部２２から通知される選択候補インデックス、動きベクトル予測適用判定部２３から通知される第３の動きベクトル予測値の候補の使用可否の判定結果及び動きベクトル予測値の候補となる復号済みの動きベクトルに基づいて、AMVP処理に従って動きベクトル予測値を決定する。すなわち、動きベクトル情報算出部２４は、動画像符号化装置１０と同様に、第１〜第３の動きベクトル予測値の候補のうちの二つを含むリストを作成し、そのリストのうちで選択候補インデックスで指定される候補を、動きベクトル予測値とする。そして動きベクトル情報算出部２４は、動きベクトル予測値に動きベクトル予測誤差を加えることで動きベクトルを復号する。なお、動きベクトル情報算出部２４は、動きベクトル予測適用判定部２３から第３の動きベクトル予測値の候補を用いないという判定結果を受け取っている場合には、第３の動きベクトル予測値の候補を算出せず、第１及び第２の動きベクトル予測値の候補のみから動きベクトル予測値を決定する。
動きベクトル情報算出部２４は、復号した動きベクトルをソース復号部２５へ通知する。
【００６８】
ソース復号部２５は、エントロピー復号部２２から通知される、量子化された予測誤差変換係数及び符号化パラメータ、及び動きベクトル情報算出部２４から通知される動きベクトルを用いてソース復号を行う。具体的には、ソース復号部２５は、量子化された予測誤差変換係数に、量子化幅に相当する所定数を乗算することにより、量子化された予測誤差変換係数を逆量子化する。この逆量子化により、符号化対象ブロックの予測誤差変換係数が復元される。その後、ソース復号部２５は、予測誤差変換係数を逆直交変換処理する。逆量子化処理及び逆直交変換処理を量子化信号に対して実行することにより、予測誤差信号が再生される。
【００６９】
ソース復号部２５は、予測ブロックの各画素値に、その画素に対応する再生された予測誤差信号を加算する。これらの処理を各ブロックについて実行することにより、ソース復号部２５は、各ブロックを復号する。なお、予測ブロックは、そのブロックがインター予測符号化されたブロックである場合、復号済みのピクチャ及び復号された動きベクトルを用いて作成される。そしてソース復号部２５は、例えば、各ブロックを、符号化順序に従って結合することでピクチャを復号する。復号されたピクチャは表示のために装置外部に出力されると同時に、図示しないフレームメモリに格納され、復号対象ピクチャの未復号のブロックの予測ブロックの生成、もしくは後続ピクチャの予測ブロックの生成に用いられる。
【００７０】
図１０は、第１の実施形態による動きベクトルの復号処理の動作フローチャートである。動画像復号装置２０は、インター予測符号化された復号対象ピクチャごとに、図１０に示された動作フローチャートに従って動きベクトルを復号する。
動きベクトル予測適用判定部２３は、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されるか否かを表すパラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagが、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されることを示す値'1'か否か確認する（ステップＳ２０１）。パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagが'1'の場合（ステップＳ２０１−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部２３は、参照方向を表すパラメータCollocatedFromL0Flag及び参照ピクチャの位置を表すパラメータCollocatedRefIdxに従ってコルピクチャを決定する（ステップＳ２０２）。そして動きベクトル予測適用判定部２３は、復号対象ピクチャの種別がコルピクチャの種別と同一か否か判定する（ステップＳ２０３）。復号対象ピクチャの種別がコルピクチャの種別と同一である場合（ステップＳ２０３−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部２３は、第３の動きベクトル予測値の候補を用いる旨の判定結果を動きベクトル情報算出部２４へ通知する。動きベクトル情報算出部２４は、符号化対象ピクチャの各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いて動きベクトル予測値を決定し、その動きベクトル予測値に基づいて動きベクトルを復号する（ステップＳ２０４）。その後、動きベクトル情報算出部２４は、動きベクトルの復号処理を終了する。
一方、ステップＳ２０３にて復号対象ピクチャの種別がコルピクチャの種別と異なっている場合（ステップＳ２０３−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部２３は、復号異常を制御部２１に通知する（ステップＳ２０５）。その後、動きベクトル予測適用判定部２３は、動きベクトルの復号処理を終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ２０１にて、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagが、第３の動きベクトル予測値の候補が利用されないことを示す値'0'の場合（ステップＳ２０１−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部２３は、第３の動きベクトル予測値の候補を用いない旨の判定結果を動きベクトル情報算出部２４へ通知する。動きベクトル情報算出部２４は、復号対象ピクチャの各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いずに動きベクトル予測値を決定し、その動きベクトル予測値に基づいて動きベクトルを復号する（ステップＳ２０６）。その後、動きベクトル情報算出部２４は、動きベクトルの復号処理を終了する。
【００７２】
以上に説明してきたように、本実施形態による動画像符号化装置は、ピクチャ単位でフレームピクチャとフィールドピクチャ間で切り替え可能な動画像についても、既存方式のAMVP処理との互換性を保ちつつ、動きベクトルの予測符号化効率の低下を抑制できる。また本実施形態による動画像復号装置は、本実施形態による動画像符号化装置により符号化された動画像データを復号できる。
【００７３】
次に、第２の実施例による、動画像符号化装置及び動画像復号装置について説明する。
第２の実施例による動画像復号装置は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを参照せず、復号対象ピクチャの種別及びコルピクチャの種別などに基づいて、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの予測に利用するか否かを決定する。そのため、第２の実施形態による動画像符号化装置は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの予測に利用するか否かを表す指標として使用しない。
【００７４】
第２の実施例による動画像符号化装置は、第１の実施例による動画像符号化装置と比較して、制御部１１、動きベクトル予測適用判定部１３、及びエントロピー符号化部１５の動作が異なる。そこで以下では、制御部１１、動きベクトル予測適用判定部１３、及びエントロピー符号化部１５について説明する。第２の実施形態による動画像符号化装置のその他の構成要素については、第１の実施形態による動画像符号化装置の対応する構成要素の説明を参照されたい。
【００７５】
制御部１１は、動きベクトル予測適用判定部１３及びエントロピー符号化部１５に対し、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagの値を通知する。制御部１１は、通知されるパラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagの値を、符号化対象ピクチャが復号開始ポイントピクチャであるときのみ'0'とし、その他のピクチャの場合には'1'とする。
【００７６】
動きベクトル予測適用判定部１３は、制御部１１から受け取ったパラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagが'1'である場合、符号化対象ピクチャの種別とコルピクチャの種別を比較する。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、それらのピクチャの種別が互いに一致する場合のみ、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの符号化に用いると判定する。SliceTemporalMvpEnabledFlagが'0'である場合、もしくは符号化対象ピクチャの種別とコルピクチャの種別が異なる場合には、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの符号化に用いないと判定する。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、その判定結果を動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００７７】
エントロピー符号化部１５は、制御部１１から通知されたパラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagをそのままエントロピー符号化する。
【００７８】
図１１は、第２の実施形態による動きベクトルの予測符号化処理の動作フローチャートである。動画像符号化装置１０は、インター予測符号化される符号化対象ピクチャごとに、図１１に示された動作フローチャートに従って動きベクトルを予測符号化する。
【００７９】
制御部１１は、符号化対象ピクチャが復号開始ポイントピクチャであるか否か判断する（ステップＳ３０１）。符号化対象ピクチャが復号開始ポイントピクチャでない場合（ステップＳ３０１−Ｎｏ）、制御部１１は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを'1'に設定する（ステップＳ３０２）。一方、符号化対象ピクチャが復号開始ポイントピクチャである場合（ステップＳ３０１−Ｙｅｓ）、制御部１１は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを'0'に設定する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０２またはＳ３０３の後、制御部１１は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagの値を動きベクトル予測適用判定部１３及びエントロピー符号化部１５に通知する。
【００８０】
動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャの種別（フレーム、もしくはフィールド）を、符号化対象ピクチャのL1方向の参照ピクチャのそれぞれの種別と比較する。さらに動きベクトル予測適用判定部１３は、L1方向の参照ピクチャのそれぞれと復号開始ポイントピクチャとの位置関係を調べる（ステップＳ３０４）。L1方向の参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が符号化対象ピクチャの種別と一致し、かつ、そのL1参照ピクチャが符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後であれば（ステップＳ３０４−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を利用すると判定する。そこで動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャのスライスヘッダに含まれる、コルピクチャの設定方向を示すパラメータCollocatedFromL0Flagを、L1方向の参照ピクチャの中からコルピクチャが設定されることを表す'0'に設定する。また動きベクトル予測適用判定部１３は、参照ピクチャのうちの順序を表すパラメータCollocatedRefIdxを、符号化対象ピクチャの種別と同じ種別の参照ピクチャのうちの表示順序で符号化対象ピクチャに最も近いピクチャを示すRefIdxの最小値min(RefIdx)に設定する（ステップＳ３０５）。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flag及びCollocatedRefIdxを、第３の動きベクトル予測値の候補を利用するとの判定結果として、動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００８１】
動きベクトル情報算出部１４は、符号化対象ピクチャのうちのインター予測符号化される各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いて動きベクトルを予測し、その予測誤差を算出することで、動きベクトルを予測符号化する（ステップＳ３０６）。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測誤差及び選択候補インデックスをエントロピー符号化部１５へ通知する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルの予測符号化処理を終了する。
【００８２】
一方、ステップＳ３０４にて、L1方向の参照ピクチャの何れの種別も、符号化対象ピクチャの種別と一致せず、あるいは、符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後のL1方向の参照ピクチャが存在しない場合（ステップＳ３０４−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、L1方向の参照ピクチャをコルピクチャに設定しない。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、符号化対象ピクチャについてのL0方向の全ての参照ピクチャの種別及び復号開始ポイントと参照ピクチャの位置関係を調べる（ステップＳ３０７）。L0方向の参照ピクチャのうちの少なくとも一つの種別が符号化対象ピクチャの種別と一致し、かつ、その参照ピクチャが符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後である場合（ステップＳ３０７−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を利用する。そこで動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flagを、L0方向の参照ピクチャの中からコルピクチャが設定されることを表す'1'に設定する。また動きベクトル予測適用判定部１３は、参照ピクチャのうちの順序を表すパラメータCollocatedRefIdxを、符号化対象ピクチャの種別と同じ種別の参照ピクチャのうちの表示順序で符号化対象ピクチャに最も近いピクチャを示すRefIdxの最小値min(RefIdx)に設定する（ステップＳ３０８）。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flag及びCollocatedRefIdxを、第３の動きベクトル予測値の候補を利用するとの判定結果として、動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００８３】
動きベクトル情報算出部１４は、符号化対象ピクチャのうちのインター予測符号化される各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いて動きベクトルを予測し、その予測誤差を算出することで、動きベクトルを予測符号化する（ステップＳ３０９）。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測誤差及び選択候補インデックスをエントロピー符号化部１５へ通知する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルの予測符号化処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ３０７にて、L0方向の参照ピクチャの何れの種別も、符号化対象ピクチャの種別と一致せず、あるいは、符号化順で符号化対象ピクチャ直前の復号開始ポイントピクチャよりも後のL0方向の参照ピクチャが存在しない場合（ステップＳ３０７−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部１３は、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルの予測に利用しない。そこで動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flagを'0'に設定し、かつ、CollocatedRefIdxを'0'に設定する（ステップＳ３１０）。そして動きベクトル予測適用判定部１３は、パラメータCollocatedFromL0Flag及びCollocatedRefIdxを、第３の動きベクトル予測値の候補を利用しないとの判定結果として、動きベクトル情報算出部１４へ通知する。
【００８５】
動きベクトル情報算出部１４は、符号化対象ピクチャのうちのインター予測符号化される各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いずに動きベクトルを予測し、その予測誤差を算出することで、動きベクトルを予測符号化する（ステップＳ３１１）。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトル予測誤差及び選択候補インデックスをエントロピー符号化部１５へ通知する。そして動きベクトル情報算出部１４は、動きベクトルの予測符号化処理を終了する。
【００８６】
次に、第２の実施形態による、動画像復号化装置について説明する。
第２の実施形態による動画像復号装置は、第１の実施形態による動画像復号装置と比較して、動きベクトル予測適用判定部２３の動作が異なる。そこで以下では、動きベクトル予測適用判定部２３及び関連部分について説明する。第２の実施形態による動画像復号装置のその他の構成要素については、第１の実施形態による動画像復号装置の対応する構成要素の説明を参照されたい。
【００８７】
動きベクトル予測適用判定部２３は、第３の動きベクトル予測値の候補を、動きベクトルの予測符号化に用いるか否かを、以下のように判定する。
・SliceTemporalMvpEnabledFlagが'0'である場合、動きベクトル予測適用判定部２３は、復号対象ピクチャにおいて、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルを復号する際の動きベクトル予測値の決定に使用しない。
・SliceTemporalMvpEnabledFlagが'1'である場合、動きベクトル予測適用判定部２３は、復号対象ピクチャの種別とコルピクチャの種別が同一の場合、第３の動きベクトル予測値の候補を、動きベクトルを復号する際の動きベクトル予測値の決定に使用する。一方、復号ピクチャの種別がコルピクチャの種別と異なる場合、動きベクトル予測適用判定部２３は、復号対象ピクチャにおいて、第３の動きベクトル予測値の候補を動きベクトルを復号する際の動きベクトル予測値の決定に使用しない。
【００８８】
第２の実施形態による、動画像復号装置の処理フローを、図１２を用いて説明する。
図１２は、第２の実施形態による動きベクトルの復号処理の動作フローチャートである。動画像復号装置２０は、インター予測符号化された復号対象ピクチャごとに、図１２に示された動作フローチャートに従って動きベクトルを復号する。
【００８９】
動きベクトル予測適用判定部２３は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagが'1'であるか否かを確認する（ステップＳ４０１）。パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagが'1'である場合、動きベクトル予測適用判定部２３は、参照方向を表すパラメータCollocatedFromL0Flag及び参照ピクチャの位置を表すパラメータCollocatedRefIdxに従ってコルピクチャを決定する（ステップＳ４０２）。そして動きベクトル予測適用判定部２３は、符号化対象ピクチャの種別がコルピクチャの種別と同一か否か判定する（ステップＳ４０３）。符号化対象ピクチャの種別がコルピクチャの種別と同一である場合（ステップＳ４０３−Ｙｅｓ）、動きベクトル予測適用判定部２３は、第３の動きベクトル予測値の候補を用いる旨の判定結果を動きベクトル情報算出部２４へ通知する。動きベクトル情報算出部２４は、復号対象ピクチャのインター予測符号化された各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いて動きベクトル予測値を決定し、その動きベクトル予測値に基づいて動きベクトルを復号する（ステップＳ４０４）。その後、動きベクトル情報算出部２４は、動きベクトルの復号処理を終了する。
一方、ステップＳ４０３にて符号化対象ピクチャの種別がコルピクチャの種別と異なっている場合（ステップＳ４０３−Ｎｏ）、動きベクトル予測適用判定部２３は、 第３の動きベクトル予測値の候補を用いない旨の判定結果を動きベクトル情報算出部２４へ通知する。動きベクトル情報算出部２４は、復号対象ピクチャのインター予測符号化された各ブロックにおいて、AMVP方式に従って第３の動きベクトル予測値の候補を用いずに動きベクトル予測値を決定し、その動きベクトル予測値に基づいて動きベクトルを復号する（ステップＳ４０５）。その後、動きベクトル情報算出部２４は、動きベクトルの復号処理を終了する。
【００９０】
以上に説明してきたように、第２の実施形態による動画像復号装置は、動画像符号化装置からの第３の動きベクトル予測値の候補の使用可否を表すパラメータを参照せずに、第３の動きベクトル予測値の候補の使用可否を決定できる。そのため、この動画像符号化装置及び動画像復号装置は、パラメータSliceTemporalMvpEnabledFlagを、従来通り復号開始ポイントピクチャを示すために利用しつつ、第３の動きベクトル予測値の候補の使用可否を決定できる。
【００９１】
変形例によれば、動画像復号装置の動きベクトル予測適用判定部２３は、動画像符号化装置の動きベクトル予測適用判定部１３の処理と同様の処理を実行することで、第３の動きベクトル予測値の候補の使用可否及びコルピクチャを決定できる。この場合には、動画像符号化装置は、パラメータCollocatedFromL0Flag及びCollocatedRefIdxにコルピクチャを特定するための情報を含めなくてもよい。
【００９２】
上述した実施形態またはその変形例による動画像符号化装置、及び動画像復号装置は、様々な用途に利用される。例えば、この動画像符号化装置、及び動画像復号装置は、ビデオカメラ、映像送信装置、映像受信装置、テレビ電話システム、コンピュータあるいは携帯電話機に組み込まれる。
【００９３】
図１３は、上記の実施形態またはその変形例による動画像符号化装置または動画像復号装置の各部の機能を実現するコンピュータプログラムが動作することにより、動画像符号化装置または動画像復号装置として動作するコンピュータの構成図である。
【００９４】
コンピュータ１００は、ユーザインターフェース部１０１と、通信インターフェース部１０２と、記憶部１０３と、記憶媒体アクセス装置１０４と、プロセッサ１０５とを有する。プロセッサ１０５は、ユーザインターフェース部１０１、通信インターフェース部１０２、記憶部１０３及び記憶媒体アクセス装置１０４と、例えば、バスを介して接続される。
【００９５】
ユーザインターフェース部１０１は、例えば、キーボードとマウスなどの入力装置と、液晶ディスプレイといった表示装置とを有する。または、ユーザインターフェース部１０１は、タッチパネルディスプレイといった、入力装置と表示装置とが一体化された装置を有してもよい。そしてユーザインターフェース部１０１は、例えば、ユーザの操作に応じて、符号化する動画像データあるいは復号する符号化動画像データを選択する操作信号をプロセッサ１０５へ出力する。またユーザインターフェース部１０１は、プロセッサ１０５から受け取った、復号された動画像データを表示してもよい。
【００９６】
通信インターフェース部１０２は、コンピュータ１００を、動画像データを生成する装置、例えば、ビデオカメラと接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有してもよい。そのような通信インターフェースは、例えば、Universal Serial Bus（ユニバーサル・シリアル・バス、USB）とすることができる。
【００９７】
さらに、通信インターフェース部１０２は、イーサネット（登録商標）などの通信規格に従った通信ネットワークに接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有してもよい。
【００９８】
この場合には、通信インターフェース部１０２は、通信ネットワークに接続された他の機器から、符号化する動画像データまたは復号する符号化動画像データを取得し、それらのデータをプロセッサ１０５へ渡す。また通信インターフェース部１０２は、プロセッサ１０５から受け取った、符号化動画像データまたは復号された動画像データを通信ネットワークを介して他の機器へ出力してもよい。
【００９９】
記憶部１０３は、例えば、読み書き可能な半導体メモリと読み出し専用の半導体メモリとを有する。そして記憶部１０３は、プロセッサ１０５上で実行される、動画像符号化処理または動画像復号処理を実行するためのコンピュータプログラム、及びこれらの処理の途中または結果として生成されるデータを記憶する。
【０１００】
記憶媒体アクセス装置１０４は、例えば、磁気ディスク、半導体メモリカード及び光記憶媒体といった記憶媒体１０６にアクセスする装置である。記憶媒体アクセス装置１０４は、例えば、記憶媒体１０６に記憶されたプロセッサ１０５上で実行される、動画像符号化処理または動画像復号処理用のコンピュータプログラムを読み込み、プロセッサ１０５に渡す。
【０１０１】
プロセッサ１０５は、上記の実施形態または変形例による動画像符号化処理用コンピュータプログラムを実行することにより、符号化動画像データを生成する。そしてプロセッサ１０５は、生成された符号化動画像データを記憶部１０３に保存し、または通信インターフェース部１０２を介して他の機器へ出力する。またプロセッサ１０５は、上記の実施形態または変形例による動画像復号処理用コンピュータプログラムを実行することにより、符号化動画像データを復号する。そしてプロセッサ１０５は、復号された動画像データを記憶部１０３に保存し、ユーザインターフェース部１０１に表示し、または通信インターフェース部１０２を介して他の機器へ出力する。
【０１０２】
なお、動画像符号化装置１０の各部の機能をプロセッサ上で実行可能なコンピュータプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な媒体に記録された形で提供されてもよい。同様に、動画像復号装置２０の各部の機能をプロセッサ上で実行可能なコンピュータプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な媒体に記録された形で提供されてもよい。ただし、そのような記録媒体には、搬送波は含まれない。
【０１０３】
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０    動画像符号化装置
１１    制御部
１２    ソース符号化部
１３    動きベクトル予測適用判定部
１４    動きベクトル情報算出部
１５    エントロピー符号化部
２０    動画像復号装置
２１    制御部
２２    エントロピー復号部
２３    動きベクトル予測適用判定部
２４    動きベクトル情報算出部
２５    ソース復号部
１００    コンピュータ
１０１    ユーザインターフェース部
１０２    通信インターフェース部
１０３    記憶部
１０４    記憶媒体アクセス装置
１０５    プロセッサ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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