(57)【要約】  動きベクトル予測符号化において，動きベクトルの予測効率を向上させ，動画像の符号化効率を向上させる。符号化済みの参照画像を用いて，符号化対象画像における符号化対象ブロックの動き探索を行い，動きベクトルを算出する。符号化対象画像における符号化対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にあり，符号化対象画像中の符号化済みブロックおよび符号化済み画像における符号化済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを１次候補ブロックとして設定し，１次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルからＮ個の１次候補参照動きベクトルを決定する。１次候補参照動きベクトルの，符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を，１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて符号化済みの画像情報を用いて算出する。Ｎ個の１次候補参照動きベクトルの中から，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出する。２次候補参照動きベクトルを用いて符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出し，符号化対象ブロックの動き探索で求めた動きベクトルと，予測動きベクトルとの残差を，動きベクトルの符号化情報として符号化する。
2011099463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化対象画像をブロックに分割し，ブロックごとに動き補償を用いて符号化する動画像符号化方式における動きベクトル予測符号化方法において，
符号化済みの参照画像を用いて，前記符号化対象画像における符号化対象ブロックの動き探索を行い，動きベクトルを算出するステップと，
前記符号化対象画像における前記符号化対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にあり，前記符号化対象画像中の符号化済みブロックおよび符号化済み画像における符号化済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを１次候補ブロックとして設定し，前記１次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルからＮ個（Ｎは２以上の整数）の１次候補参照動きベクトルを決定するステップと，
前記１次候補参照動きベクトルの，前記符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を，前記１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて符号化済みの画像情報を用いて算出するステップと，
前記Ｎ個の１次候補参照動きベクトルの中から，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出するステップと，
前記２次候補参照動きベクトルを用いて前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出し，前記符号化対象ブロックの動き探索で求めた前記動きベクトルと，前記予測動きベクトルとの残差を，前記動きベクトルの符号化情報として符号化するステップとを有する
動きベクトル予測符号化方法。
【請求項２】
請求項１記載の動きベクトル予測符号化方法において，
前記１次候補参照動きベクトルを２次候補参照動きベクトルとして選出するステップでは，
前記１次候補参照動きベクトルの前記信頼度が前記所定の閾値より大きい前記１次候補参照動きベクトルを高信頼参照動きベクトルとして設定し，前記高信頼参照動きベクトルのうち，信頼度が大きい上位Ｍ個（Ｍは１以上かつＮ未満の所定の整数）の高信頼参照動きベクトルを，前記２次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測符号化方法。
【請求項３】
請求項２記載の動きベクトル予測符号化方法において，
前記高信頼参照動きベクトルの個数が前記Ｍ個より小さいＭ′個の場合，Ｍ′個の高信頼参照動きベクトルを，前記２次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測符号化方法。
【請求項４】
請求項１，請求項２または請求項３記載の動きベクトル予測符号化方法において，
前記１次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは，前記符号化対象ブロックに隣接する符号化済み画素の集合をテンプレートとして用い，前記参照画像上で前記１次候補参照動きベクトル分だけ前記テンプレートの領域をずらした領域をマッチング対象領域として設定し，前記テンプレートの前記符号化済み画素の集合と前記マッチング対象領域における画素の集合の類似度を前記信頼度として算出する
動きベクトル予測符号化方法。
【請求項５】
請求項１，請求項２または請求項３記載の動きベクトル予測符号化方法において，
前記１次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは，前記１次候補参照動きベクトルに係る１次候補ブロックの動き補償における復号予測残差信号の小ささを信頼度の指標として，前記信頼度を算出する
動きベクトル予測符号化方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の動きベクトル予測符号化方法において，
前記１次候補参照動きベクトルを決定するステップでは，前記１次候補ブロックの符号化に用いた前記動きベクトルと，当該動きベクトルの各々を基準とした所定範囲内の動きベクトルとから，前記１次候補参照動きベクトルを決定する
動きベクトル予測符号化方法。
【請求項７】
ブロックに分割されて符号化された動画像の復号対象画像を，ブロックごとに動き補償を用いて復号する動画像復号方式における動きベクトル予測復号方法において，
復号対象ブロックの動きベクトル予測残差を復号するステップと，
前記復号対象画像における前記復号対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にあり，前記復号対象画像中の復号済みブロックおよび復号済み画像における復号済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを１次候補ブロックとして設定し，前記１次候補ブロックの復号に用いた動きベクトルからＮ個（Ｎは２以上の整数）の１次候補参照動きベクトルを決定するステップと，
前記１次候補参照動きベクトルの，前記復号対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を，前記１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて復号済みの画像情報を用いて算出するステップと，
前記Ｎ個の１次候補参照動きベクトルの中から，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出するステップと，
前記２次候補参照動きベクトルを用いて前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを算出し，前記復号した動きベクトル予測残差に前記予測動きベクトルを加算して前記復号対象ブロックの動きベクトルを算出するステップとを有する
動きベクトル予測復号方法。
【請求項８】
請求項７記載の動きベクトル予測復号方法において，
前記１次候補参照動きベクトルを２次候補参照動きベクトルとして選出するステップでは，
前記１次候補参照動きベクトルの前記信頼度が前記所定の閾値より大きい前記１次候補参照動きベクトルを高信頼参照動きベクトルとして設定し，前記高信頼参照動きベクトルのうち，信頼度が大きい上位Ｍ個（Ｍは１以上かつＮ未満の所定の整数）の高信頼参照動きベクトルを，前記２次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測復号方法。
【請求項９】
請求項８記載の動きベクトル予測復号方法において，
前記高信頼参照動きベクトルの個数が前記Ｍ個より小さいＭ′個の場合，Ｍ′個の高信頼参照動きベクトルを，前記２次候補参照動きベクトルとして選出する
動きベクトル予測復号方法。
【請求項１０】
請求項７，請求項８または請求項９記載の動きベクトル予測復号方法において，
前記１次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは，前記復号対象ブロックに隣接する復号済み画素の集合をテンプレートとして用い，復号済みの参照画像上で前記１次候補参照動きベクトル分だけ前記テンプレートの領域をずらした領域をマッチング対象領域として設定し，前記テンプレートの前記復号済み画素の集合と前記マッチング対象領域における画素の集合の類似度を前記信頼度として算出する
動きベクトル予測復号方法。
【請求項１１】
請求項７，請求項８または請求項９記載の動きベクトル予測復号方法において，
前記１次候補参照動きベクトルの信頼度を算出するステップでは，前記１次候補参照動きベクトルに係る１次候補ブロックの動き補償における復号予測残差信号の小ささを信頼度の指標として，前記信頼度を算出する
動きベクトル予測復号方法。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１までのいずれか１項に記載の動きベクトル予測復号方法において，
前記１次候補参照動きベクトルを決定するステップでは，前記１次候補ブロックの復号に用いた前記動きベクトルと，当該動きベクトルの各々を基準とした所定範囲内の動きベクトルとから，前記１次候補参照動きベクトルを決定する
動きベクトル予測復号方法。
【請求項１３】
符号化対象画像をブロックに分割し，ブロックごとに動き補償を用いて動画像を符号化する動画像符号化装置において，
符号化済みの参照画像を用いて，前記符号化対象画像における符号化対象ブロックの動き探索を行い，動きベクトルを算出する動き探索部と，
前記符号化対象画像における前記符号化対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にあり，前記符号化対象画像中の符号化済みブロックおよび符号化済み画像における符号化済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを１次候補ブロックとして設定し，前記１次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルからＮ個（Ｎは２以上の整数）の１次候補参照動きベクトルを決定する１次候補参照動きベクトル決定部と，
前記１次候補参照動きベクトルの，前記符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を，前記１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて符号化済みの画像情報を用いて算出する信頼度計算部と，
前記Ｎ個の１次候補参照動きベクトルの中から，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出する参照動きベクトル決定部と，
前記２次候補参照動きベクトルを用いて前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出し，前記符号化対象ブロックの動き探索で求めた前記動きベクトルと，前記予測動きベクトルとの残差を，前記動きベクトルの符号化情報として符号化する動きベクトル符号化部とを備える
動画像符号化装置。
【請求項１４】
ブロックに分割されて符号化された動画像の復号対象画像を，ブロックごとに動き補償を用いて復号する動画像復号装置において，
復号対象ブロックの動きベクトル予測残差を復号する情報源復号部と，
前記復号対象画像における前記復号対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にあり，前記復号対象画像中の復号済みブロックおよび復号済み画像における復号済みブロックの少なくとも一方からなる複数個のブロックを１次候補ブロックとして設定し，前記１次候補ブロックの復号に用いた動きベクトルからＮ個（Ｎは２以上の整数）の１次候補参照動きベクトルを決定する１次候補参照動きベクトル決定部と，
前記１次候補参照動きベクトルの，前記復号対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を，前記１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて復号済みの画像情報を用いて算出する信頼度計算部と，
前記Ｎ個の１次候補参照動きベクトルの中から，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出する参照動きベクトル決定部と，
前記２次候補参照動きベクトルを用いて前記復号対象ブロックの予測動きベクトルを算出し，前記復号した動きベクトル予測残差に前記予測動きベクトルを加算して前記復号対象ブロックの動きベクトルを算出する動きベクトル算出部とを備える
動画像復号装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の動きベクトル予測符号化方法を，コンピュータに実行させるための動きベクトル予測符号化プログラム。
【請求項１６】
請求項７から請求項１２までのいずれか１項に記載の動きベクトル予測復号方法を，コンピュータに実行させるための動きベクトル予測復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，動きベクトルを予測符号化する動画像符号化技術に関するものである。特に，本発明は，動きベクトルの予測効率を向上させ，動画像の符号化効率を向上させるための動きベクトル予測符号化方法，動きベクトル予測復号方法，動画像符号化装置，動画像復号装置およびそれらのプログラムに関するものである。
本願は，２０１０年２月９日に日本へ出願された日本特願２０１０−０２６１３２号に対して優先権を主張し，その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ．２６４に代表されるような，動き補償を用いた動画像符号化方式では，動きベクトルを効率的に符号化するために，動きベクトルの予測符号化を行う。【０００３】
図１２は，従来の動画像符号化装置における動き補償部の構成例を示す。従来の動画像符号化装置における動き補償部１００は，動き探索部１０１と，動きベクトルメモリ１０２と，動きベクトル予測部１０３と，予測残差算出部１０４を備える。【０００４】
動き探索部１０１は，符号化対象ブロックの映像信号が入力されると，符号化済みの参照画像の復号信号と照合することにより動き探索を行い，動きベクトルを算出して動きベクトルメモリ１０２に格納する。動きベクトル予測部１０３は，符号化対象ブロックの近隣にある符号化済みブロックの符号化に用いられた動きベクトルを動きベクトルメモリ１０２から読み出し，それらを参照動きベクトルとして用いて予測動きベクトルを算出する。予測残差算出部１０４は，動き探索部１０１が算出した動きベクトルと，動きベクトル予測部１０３が算出した予測動きベクトルとの残差を算出し，動きベクトル予測残差を出力する。この動きベクトル予測残差が符号化されて，動きベクトルの符号化情報として出力されることになる。【０００５】
図１３は，従来の動画像復号装置における動き補償部の構成例を示す。従来の動画像復号装置における動き補償部２００は，動きベクトル算出部２０１と，予測信号作成部２０２と，動きベクトルメモリ２０３と，動きベクトル予測部２０４とを備える。【０００６】
動きベクトル算出部２０１は，符号化ストリームから復号された動きベクトル予測残差と，動きベクトル予測部２０４が予測した予測動きベクトルとを加算して動きベクトルを生成し，この動きベクトルを動きベクトルメモリ２０３に格納するとともに，予測信号作成部２０２に出力する。予測信号作成部２０２は，動きベクトルに従って復号済みの参照画像から復号信号を読み出し，復号対象ブロックの予測信号として出力する。動きベクトル予測部２０４は，復号対象ブロックの近隣にある復号済みブロックの復号に用いられた動きベクトルを動きベクトルメモリ２０３から読み出し，それらを参照動きベクトルとして用いて予測動きベクトルを算出する。【０００７】
以上のような動きベクトル予測符号化に関する技術として，従来，以下のような技術がある。
（ａ）メディアン予測符号化（Ｈ．２６４など）〔以下，従来技術ａという〕
（ｂ）参照動きベクトル指定による予測符号化〔以下，従来技術ｂという〕
図１４は，従来の動きベクトルの予測符号化方式の例を説明する図である。従来技術ａおよび従来技術ｂでは，動きベクトルを符号化（復号も同様）する際に，図１４に示すような符号化対象ブロックの近隣の符号化済みブロックの動きベクトル（符号化済み動きベクトル）を参照動きベクトルとして用いて予測を行って，動きベクトルの符号化を行う。【０００８】
具体的には，従来技術ａでは，参照動きベクトルのメディアンを予測動きベクトルとして用いて，符号化対象ブロックの動きベクトルと，予測動きベクトルとの誤差（動きベクトル予測残差という）を符号化する（非特許文献１参照）。【０００９】
また，従来技術ｂでは，参照動きベクトルのうち，予測に利用する動きベクトルを符号化装置（エンコーダ）が選択し，動きベクトル予測残差とともに予測に利用する参照動きベクトルの識別子を符号化する（非特許文献２参照）。【００１０】
また，従来，動きベクトル予測残差を求めて動きベクトルを符号化するのではなく，符号化対象ブロックの動きベクトルそのものを予測する技術として，テンプレートマッチングによる動きベクトル予測の技術（以下，従来技術ｃという）がある。この従来技術ｃは，符号化側において動きベクトルを符号化しないで動き補償をするための動きベクトル予測方法である（非特許文献３参照）。【００１１】
図１５は，従来のテンプレートマッチングによる動きベクトル予測を説明する図である。従来技術ｃでは，符号化対象ブロックの動きベクトルを予測するにあたり，図１５に逆Ｌ字型の領域として示されるような，符号化対象ブロックの近隣で，なおかつ符号化済みの画素の集合（これをテンプレートと呼ぶ）を利用して，参照画像上で所定の探索範囲について動き探索を行う（この処理をテンプレートマッチングと呼ぶ）。具体的には，所定の探索範囲内の各動きベクトルについて，参照画像上でテンプレートと同じ位置にある領域を動きベクトル分だけずらした領域（マッチング領域と呼ぶ）と，テンプレートとの間でＳＡＤ（Sum of Absolute Differences ）などの類似度を求めて探索をする。それによって得られた動きベクトルを利用して動き補償を行う。復号側でも復号済み画素の集合であるテンプレートで同じ処理が可能であるため，動きベクトルを符号化しないで動き補償ができる利点がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】角野，菊池，鈴木，“改訂三版Ｈ．２６４／ＡＶＣ教科書”，インプレスＲ＆Ｄ発行，2009, pp. 123-125．
【非特許文献２】T. Yamamoto, “A new scheme for motion vector predictor encoding ”, ITU-T SG16/Q6, 32nd VCEG Meeting, San Jose, April 2007.
【非特許文献３】小林，鈴木，ブン，堀越，“テンプレートマッチングを用いた動き予測方法に伴う予測情報量削減”，画像符号化シンポジウム資料，2005，pp. 17-18．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述した従来技術ａ，ｂでは，近隣のブロックに予測に有効な参照動きベクトルがない場合に，動きベクトルの予測効率が低下する。符号化対象ブロックの近隣だけでなく，より広範囲に含まれる多数のブロックの参照動きベクトルを予測に利用することも考えられる。しかし，従来技術の方法でこれを行った場合，予測効率や符号化効率の悪化をまねく。【００１４】
図１６は，従来技術の問題を説明する図である。図１６に示すように，符号化対象ブロックの近隣ブロックが被写体Ｏｂｊの境界である場合とオクルージョンがある場合（参照画像において近隣ブロックの対応点が何らかの被写体で隠れている場合），また，被写体が剛体でない場合には，当該近隣ブロックの参照動きベクトルが，符号化対象ブロックの動きベクトル予測に適していないか，イントラ符号化が行われて参照動きベクトル自体が存在しないことがある。このような場合，従来技術ａおよび従来技術ｂのいずれにおいても，予測効率が悪くなる。【００１５】
一方，図１６に点線で示すブロックのように，候補に含まれないブロックの動きベクトルのほうが予測に有効になる場合がある。このような動きベクトルを予測に利用するために，最近隣のブロックだけを候補とするのではなく，候補となるブロックを多くすることが容易に類推できる。しかし，候補となるブロックを多くした場合，従来技術ａにおいては適切でない参照動きベクトルが候補に含まれて予測効率が逆に悪化するおそれがある。また，従来技術ｂでは，予測に利用する参照動きベクトルの識別子の符号量の増加を招くため，符号化効率が逆に悪化するおそれがある。【００１６】
これに対して，従来技術ｃは，符号化側で動きベクトルを符号化しないで動き補償をするための動きベクトル予測方法である。そこで，これを前述の従来技術の課題に対して応用することを考える。すなわち，従来技術ｃのテンプレートマッチングを用いて予測動きベクトルを作成し，これと通常の動き探索により求めた符号化対象ブロックの動きベクトルとから動きベクトル予測残差を求めて符号化することを考える。この場合，次の問題がある。【００１７】
従来技術ｃによる動きベクトル予測では，従来技術ａや従来技術ｂと異なり，符号化対象ブロックの近隣ブロックの符号化済み動きベクトルを利用しないで探索を行うことができる。このため，符号化済み動きベクトルが予測に有効でない場合にも，有効な予測動きベクトルを作成できる可能性がある。しかしながら，テンプレートのみから予測動きベクトルを決定してしまうため，符号化対象ブロックとは無関係な領域を指す動きベクトルを予測動きベクトルとしてしまい，予測効率が悪化する場合がある。【００１８】
本発明は，上記課題の解決を図り，動きベクトルの予測効率を向上させ，動画像の符号化効率を向上させることを目的とする。ここで，動きベクトルの予測効率とは，予測の対象となる動きベクトルと予測動きベクトルとの類似の度合いを意味する。具体的には，これらの２つのベクトルの差分ベクトルの長さが小さい場合に予測効率が高いとする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の概要は，以下のとおりである。本発明は，符号化側および復号側の各ブロックについて，以下の方法で動きベクトル予測を行う。
（１）符号化対象画像および符号化済み画像の少なくとも一方において，符号化対象ブロックの位置によって定まる，符号化済みの多数（Ｎ個）の１次候補ブロックの動きベクトルを，１次候補参照動きベクトルとして利用する。
（２）復号側で符号化（復号）対象ブロックを復号開始する時点ですでに復号済みの情報のみを利用して，各１次候補参照動きベクトルがどれだけ予測に適しているかを示す評価値（以下，信頼度）を求める。
（３）１次候補参照動きベクトルを，信頼度が所定の閾値より大きい少数（Ｍ個）の２次候補参照動きベクトルに絞り込む。
（４）Ｍ個の２次候補参照動きベクトルを利用して予測動きベクトルを作成する。【００２０】
詳しくは，本発明では，従来と同様な動きベクトル予測符号化（下記の処理４）の前処理として，以下の処理１〜処理３を行う。【００２１】
［処理１］符号化対象画像における符号化対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にあり，符号化対象画像中の符号化済みブロックおよび符号化済み画像における符号化済みブロックの少なくとも一方からなるＮ個（Ｎは２以上の整数）のブロックを１次候補ブロックとして設定し，１次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルからＮ個の１次候補参照動きベクトルを決定する。【００２２】
［処理２］次に，Ｎ個の１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて，符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を，符号化済みまたは復号済みの画像情報を用いて算出する。【００２３】
［処理３］Ｎ個の１次候補参照動きベクトルの中で，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出する。【００２４】
［処理４］２次候補参照動きベクトルを用いて符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出し，符号化対象ブロックの動き探索で求めた動きベクトルと，予測動きベクトルとの残差を，動きベクトルの符号化情報として符号化する。２次候補参照動きベクトルを用いて符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出する処理としては，例えば，Ｍ個の２次候補参照動きベクトルの中央値を選ぶとか，Ｍ個の２次候補参照動きベクトルの中で最も予測残差が小さくなる２次候補参照動きベクトルを選択し，その動きベクトルの識別子を予測残差とともに符号化するなどの，従来方法を用いることができる。【００２５】
以上のように，本発明では，符号化対象ブロックの近隣のブロックだけでなく，符号化対象画像および符号化済み画像の少なくとも一方における，予め定められた範囲の多数の１次候補ブロックの動きベクトルから１次候補参照動きベクトルを決める。そして，各々の１次候補参照動きベクトルについて，符号化済みの情報または復号済みの情報を利用して信頼度の計算を行う。１次候補参照動きベクトルを信頼度に応じて絞り込み，絞り込んだ結果を２次候補参照動きベクトルとする。以降の処理は，２次候補参照動きベクトルを入力として，例えば従来の動きベクトル予測符号化と同じ方法を用いて予測動きベクトルを求め，予測動きベクトルと動きベクトルとの予測残差を符号化する。【００２６】
本発明による動きベクトル予測復号の場合にも，予め定められた多数の１次候補ブロックの動きベクトルを１次候補参照動きベクトルとする。そして，各々の１次候補参照動きベクトルについて，復号済みの情報を利用して信頼度の計算を行う。１次候補参照動きベクトルを信頼度に応じて絞り込み，絞り込んだ結果を２次候補参照動きベクトルとする。以降の処理は，２次候補参照動きベクトルを入力として，従来の動きベクトル予測復号と同じ方法を用いて予測動きベクトルを求め，復号した予測残差に予測動きベクトルを加算して動きベクトルを算出する。【００２７】
信頼度の算出方法としては，例えば符号化対象ブロックに隣接する符号化済み画素の集合をテンプレートとして用い，参照画像上でテンプレートと空間的に同じ領域を１次候補参照動きベクトル分だけずらした領域であるマッチング対象領域とテンプレートとの類似度を算出し，その類似度を信頼度とする方法を用いることができる。また，各１次候補参照動きベクトルを算出する元になった１次候補ブロックの動き補償における復号予測残差信号の小ささを信頼度の指標として用いて，信頼度を算出してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では，上記処理１〜３を行うことで，参照動きベクトルの絞り込みを行う。この絞り込みは，復号側でも符号化側からの付加情報なしで実現でき，なおかつ，２次候補参照動きベクトルには，予測に有効な動きベクトルが含まれる。このため，前述した従来技術ａ，ｂ，ｃより予測効率が向上する。【００２９】
また，一般的に，動きベクトルの予測効率が向上すると，動きベクトル予測残差のエントロピーが減少し，動きベクトルの符号量が小さくなる。動画像の符号化データは動きベクトルの符号量を含むため，従来技術ａ，ｂ，ｃを利用した方式よりも動画像の符号化効率が向上する。【００３０】
また，多数の１次候補ブロックから多様性のある１次候補参照動きベクトルを設定することができ，また，これらの１次候補参照動きベクトルは符号化に利用された動きベクトルであるために，動画像の被写体の動きに対応しており，動きベクトル予測に有効な動きベクトルが含まれる可能性が高い。本発明では，これらの１次候補参照動きベクトルについてのみ信頼度を求めるので，従来技術ｃよりも少ない演算量で高い予測効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る動画像符号化装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す動き補償部の詳細な構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る動画像復号装置の構成例を示す図である。
【図４】図３に示す動き補償部の詳細な構成例を示す図である。
【図５】動きベクトル予測処理のフローチャートである。
【図６Ａ】１次候補ブロックの設定例を説明する図である。
【図６Ｂ】１次候補ブロックの設定例を説明する図である。
【図７】１次候補参照動きベクトルの設定例を説明する図である。
【図８】信頼度算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】テンプレートマッチングを用いた信頼度の求め方を説明する図である。
【図１０Ａ】参照動きベクトル決定処理のフローチャートである。
【図１０Ｂ】他の参照動きベクトル決定処理のフローチャートである。
【図１１】さらに他の参照動きベクトル決定処理のフローチャートである。
【図１２】従来の動画像符号化装置における動き補償部の構成例を示す図である。
【図１３】従来の動画像復号装置における動き補償部の構成例を示す図である。
【図１４】従来の動きベクトルの予測符号化方式の例を説明する図である。
【図１５】従来のテンプレートマッチングによる動きベクトル予測を説明する図である。
【図１６】従来技術の問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下，図面を用いて，本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
図１は，本発明の実施形態に係る動画像符号化装置の構成例を示す図である。本実施形態の動画像符号化装置１において，特に動き補償部１８の部分が従来技術と異なる部分であり，他の部分は，Ｈ．２６４その他でエンコーダとして用いられている従来の一般的な動画像符号化装置と同様である。
【００３４】
動画像符号化装置１は，符号化対象の映像信号を入力し，入力映像信号のフレームをブロックに分割してブロックごとに符号化し，その符号化データをビットストリームとして出力する。
【００３５】
この符号化のため，予測残差信号算出部１０は，入力映像信号と動き補償部１８の出力である予測信号との差分を求め，それを予測残差信号として出力する。直交変換部１１は，予測残差信号に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）等の直交変換を行い，変換係数を出力する。量子化部１２は，変換係数を量子化し，その量子化された変換係数を出力する。情報源符号化部１３は，量子化された変換係数をエントロピー符号化し，ビットストリームとして出力する。
【００３６】
一方，量子化された変換係数は，逆量子化部１４にも入力され，ここで逆量子化される。逆直交変換部１５は，逆量子化部１４の出力である変換係数を逆直交変換し，予測残差復号信号を出力する。復号信号算出部１６では，この予測残差復号信号と動き補償部１８の出力である予測信号とを加算し，符号化した符号化対象ブロックの復号信号を生成する。この復号信号は，動き補償部１８における動き補償の参照画像として用いるために，フレームメモリ１７に格納される。
【００３７】
動き補償部１８は，符号化対象ブロックの映像信号について，フレームメモリ１７に格納された参照画像を参照して動き探索を行い，符号化対象ブロックの予測信号を出力する。また，動き補償部１８は，動き探索の結果の動きベクトルについても予測符号化するために，符号化済みの情報を用いて動きベクトルの予測を行い，動き探索の結果の動きベクトルと，予測動きベクトルとの差分を算出して，結果を動きベクトル予測残差として情報源符号化部１３へ出力する。
【００３８】
ここで，動き補償部１８は，動きベクトルの予測にあたって，単に符号化対象ブロックの近隣にある符号化済みブロックの動きベクトルを用いるのではなく，符号化対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にある多数の符号化済みの１次候補ブロックを設定し，その１次候補ブロックの符号化に用いた動きベクトルから１次候補参照動きベクトルを設定し，その１次候補参照動きベクトルの信頼度を符号化済みの情報から算出し，信頼度に応じて少数の２次候補参照動きベクトルに絞り込んでから，２次候補参照動きベクトルを用いて予測動きベクトルを算出する。２次候補参照動きベクトルを用いて予測動きベクトルを算出する処理は，従来技術と同様な動きベクトルの予測手法を用いて行うことができる。
【００３９】
図２は，図１に示す動き補償部１８の詳細な構成例を示す図である。動き補償部１８は，図２に示すように，動き探索部１８１，動きベクトルメモリ１８２，１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部１８３，信頼度計算部１８４，参照動きベクトル決定部１８５，動きベクトル予測部１８６，動きベクトル予測残差算出部１８７を備える。
【００４０】
符号化対象ブロックの符号化における動き補償において，まず，動き探索部１８１は，入力映像信号の符号化対象ブロックについて，既に符号化済みの参照画像の復号信号と照合する動き探索を行い，予測信号を生成して出力するとともに，マッチング位置を示す動きベクトルを出力する。この動きベクトルは動きベクトルメモリ１８２に格納され，また，動きベクトル予測残差算出部１８７に出力される。
【００４１】
１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部１８３は，過去に符号化されて動きベクトルメモリ１８２に格納されている，予め定められた位置にあるＮ個（Ｎは２以上の整数）の１次候補ブロックの動きベクトルを読み出し，これら動きベクトルを１次候補参照動きベクトルとして設定し，信頼度計算部１８４に通知する。
【００４２】
信頼度計算部１８４は，Ｎ個の１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて，符号化済みの画像情報（復号信号）を用いて，符号化対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を算出する。
【００４３】
参照動きベクトル決定部１８５は，信頼度計算部１８４が算出した信頼度と予め定められた閾値との大小を比較し，信頼度が閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出する。
【００４４】
動きベクトル予測部１８６は，参照動きベクトル決定部１８５が選出した２次候補参照動きベクトルを用いて，符号化対象ブロックの予測動きベクトルを算出する。この動きベクトル予測部１８６での予測動きベクトルの算出方法は従来技術と同様でよく，例えば２次候補参照動きベクトルの中の中央値（メディアン）を予測動きベクトルとする。また，２次候補参照動きベクトルの中で動き探索部１８１が求めた動きベクトルと最も近い値を持つものを予測動きベクトルとし，その動きベクトルを示す識別子を符号化対象に加えて，復号側へ通知するようなことも可能である。
動きベクトル予測残差算出部１８７は，動き探索部１８１が算出した動きベクトルと，動きベクトル予測部１８６が算出した予測動きベクトルとの残差を算出し，算出された残差を動きベクトル予測残差として出力する。
【００４５】
図３は，本発明の実施形態に係る動画像復号装置の構成例を示す図である。本実施形態の動画像復号装置２において，特に動き補償部２５の部分が従来技術と異なる部分であり，他の部分は，Ｈ．２６４その他でデコーダとして用いられている従来の一般的な動画像復号装置と同様である。
【００４６】
動画像復号装置２は，図１に示す動画像符号化装置１により符号化されたビットストリームを入力して復号することにより復号画像の復号信号を出力する。
【００４７】
この復号のために，情報源復号部２０は，入力されたビットストリームに基づいて，復号対象ブロックの量子化変換係数をエントロピー復号するとともに，動きベクトル予測残差を復号する。逆量子化部２１は，量子化変換係数を入力し，それを逆量子化して復号変換係数を出力する。逆直交変換部２２は，復号変換係数に逆直交変換を施し，復号予測残差信号を出力する。復号信号算出部２３では，動き補償部２５で生成された予測信号と復号予測残差信号とを加算することで，復号対象ブロックの復号信号を生成する。この復号信号は，表示装置等の外部の装置に出力されるとともに，動き補償部２５における動き補償の参照画像として用いるために，フレームメモリ２４に格納される。
【００４８】
動き補償部２５は，フレームメモリ２４に格納された復号済みの情報を用いて動きベクトルの予測を行い，その予測動きベクトルと情報源復号部２０が復号した動きベクトル予測残差とを加算して動きベクトルを算出し，その動きベクトルをもとにフレームメモリ２４の参照画像を参照して，復号対象ブロックの予測信号を生成する。
【００４９】
ここで，動き補償部２５は，動きベクトルの予測にあたって，単に復号対象ブロックの近隣にある復号済みブロックの動きベクトルを用いるのではなく，復号対象ブロックの位置に対して，予め定められた相対的な位置にある多数の復号済みの１次候補ブロックを設定し，その１次候補ブロックの復号に用いた動きベクトルから１次候補参照動きベクトルを設定する。また，動き補償部２５は，その１次候補参照動きベクトルの信頼度を復号済みの情報から算出し，信頼度に応じて少数の２次候補参照動きベクトルに絞り込んでから，２次候補参照動きベクトルを用いて予測動きベクトルを算出する。２次候補参照動きベクトルを用いて予測動きベクトルを算出する処理は，従来技術と同様な動きベクトルの予測手法を用いて行うことができる。
【００５０】
図４は，図３に示す動き補償部２５の詳細な構成例を示す図である。動き補償部２５は，図４に示すように，動きベクトル算出部２５１，予測信号作成部２５２，動きベクトルメモリ２５３，１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部２５４，信頼度計算部２５５，参照動きベクトル決定部２５６，動きベクトル予測部２５７を備える。
【００５１】
復号対象ブロックの復号における動き補償において，まず，動きベクトル算出部２５１は，符号化ビットストリームを復号して得られた動きベクトル予測残差と，動きベクトル予測部２５７が復号済みの情報を用いて予測した予測動きベクトルとを加算し，復号に用いる動きベクトルを出力する。この動きベクトルは動きベクトルメモリ２５３に格納され，また，予測信号作成部２５２に出力される。予測信号作成部２５２は，入力された動きベクトルが示す参照画像位置の復号信号を読み出し，復号対象ブロックの予測信号として出力する。
【００５２】
１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部２５４は，過去に復号されて動きベクトルメモリ２５３に格納されている，予め定められた位置にあるＮ個（Ｎは２以上の整数）の１次候補ブロックの動きベクトルを読み出し，これら動きベクトルを１次候補参照動きベクトルとして設定し，信頼度計算部２５５に通知する。
【００５３】
信頼度計算部２５５は，Ｎ個の１次候補参照動きベクトルのそれぞれについて，復号済みの画像情報（復号信号）を用いて，復号対象ブロックでの動きベクトル予測における有効性を定量的に表す信頼度を算出する。
【００５４】
参照動きベクトル決定部２５６は，信頼度計算部２５５が算出した信頼度と予め定められた閾値との大小を比較し，信頼度が閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして選出する。
【００５５】
動きベクトル予測部２５７は，参照動きベクトル決定部２５６が選出した２次候補参照動きベクトルを用いて，復号対象ブロックの予測動きベクトルを算出する。この動きベクトル予測部２５７での予測動きベクトルの算出方法は従来技術と同様でよく，例えば２次候補参照動きベクトルの中の中央値（メディアン）を予測動きベクトルとする。または，符号化側で予測に用いる動きベクトルの識別子を指定している場合には，その識別子が示す動きベクトルを予測動きベクトルとする。
【００５６】
次に，動画像符号化装置１における動き補償部１８および動画像復号装置２における動き補償部２５が行う処理のうち，本発明に関連する動きベクトル予測の処理について，図５〜図１１に従って説明する。以下では，主に符号化側の動きベクトル予測の処理を中心に説明するが，復号側における動きベクトル予測の処理もまったく同様である。
【００５７】
図５は，動きベクトル予測処理のフローチャートを示している。
【００５８】
［ステップＳ１の処理］
最初に，１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部１８３（または２５４）は，Ｎ個の１次候補ブロックの動きベクトルを，動きベクトルメモリ１８２（または２５３）から読み出す。
【００５９】
ここで，１次候補ブロックの設定例を図６Ａおよび図６Ｂに従って説明する。１次候補ブロックは，符号化（復号）対象ピクチャから選択して設定することもでき，また符号化済みピクチャから選択して設定することもできる。
【００６０】
図６Ａは，符号化対象ピクチャ３内の符号化済みブロックを１次候補ブロックとして設定する例を示している。この場合，符号化対象ブロック３１の近隣にある多数（この例では１０個）の符号化済みブロックＢ１〜Ｂ１０が１次候補ブロックとして設定される。復号側でも，符号化側で用いた１次候補ブロックと同じ位置にある復号済みブロックを，１次候補ブロックとして設定することができる。
【００６１】
図６Ｂは，符号化済みピクチャ３０内の符号化済みブロックを１次候補ブロックとして設定する例を示している。例えば，符号化済みピクチャ３０内にあるブロックＢ１１（対応位置ブロック）の位置が，符号化対象ピクチャ３における符号化対象ブロック３１の位置と同じであるとすると，そのブロックＢ１１とその周囲のいくつかのブロックＢ１２〜Ｂ１９を１次候補ブロックとして設定している。
【００６２】
１次候補ブロック群から，できるだけ多様性のある１次候補参照動きベクトルを設定するために，図６Ａのように符号化対象ピクチャ３から１次候補ブロックを選択する方法と，図６Ｂのように符号化済みピクチャ３０から１次候補ブロックを選択する方法とを組み合わせるのも好適である。例えば，符号化対象ピクチャ３からＮ1 個の符号化済みブロックを選び，符号化済みピクチャ３０からＮ2 個の符号化済みブロックを選んで，合計Ｎ個（Ｎ＝Ｎ1 ＋Ｎ2 ）の１次候補ブロックを設定する。
【００６３】
なお，１枚の符号化済みピクチャのブロックを１次候補ブロックとして設定するだけでなく，複数枚の符号化済みピクチャのブロックを１次候補ブロックとして設定するようにしてもよい。
【００６４】
［ステップＳ２の処理］
１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部１８３は，Ｎ個の１次候補ブロックの各々について，符号化済みピクチャ（または復号済みピクチャ）のブロックであるかどうかを判定する。１次候補ブロックが符号化済みピクチャのブロックである場合には，１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部１８３は，次のステップＳ３を実行する。
【００６５】
［ステップＳ３の処理］
１次候補ブロックが符号化済みピクチャのものであれば，その符号化に利用された動きベクトルそのものを１次候補参照動きベクトルとするのではなく，符号化対象ピクチャの参照画像に対応するように動きベクトルを加工する。
【００６６】
動きベクトルの加工は，例えば次のように行う。符号化対象ブロックのピクチャの時刻をＴe とし，１次候補ブロック（符号化に利用した動きベクトルはＶc ）を含む符号化済みピクチャの時刻をＴc とし，符号化対象ブロックが参照するピクチャの時刻をＴr とし，１次候補ブロックが参照するピクチャの時刻をＴr2としたとき，以下の式により加工した１次候補参照動きベクトルＶを算出する。
【００６７】
Ｖ＝Ｖc ×（Ｔr −Ｔe ）／（Ｔr2−Ｔc ）
上記のピクチャの「時刻」は，ピクチャの表示時刻情報や，Ｈ．２６４の規格で定義されているＰＯＣ（Picture Order Count ）など，ピクチャの相対的な時間関係を示すものであればどのようなものでもよい。
【００６８】
図７に，符号化済みピクチャの１次候補ブロックに対する１次候補参照動きベクトルの設定例を示す。符号化済みピクチャは，インターピクチャ（動き補償を行って符号化するピクチャ）であれば，どのようなピクチャでもよい。例えば，Ｈ．２６４におけるＢピクチャの場合，前後のＰピクチャを利用できる場合がある。
【００６９】
図７の例で，Ｐ２が符号化対象ピクチャ３であり，Ｐ４が１次候補ブロックの存在する符号化済みピクチャ３０であるとする。また，Ｐ１〜Ｐ４のうち，Ｐ１とＰ４がＰピクチャであり，Ｐ２とＰ３がＢピクチャであるとする。Ｐ２の符号化対象ピクチャ３はＰ４の符号化済みピクチャ３０を参照画像とし，Ｐ４の符号化済みピクチャ３０は，Ｐ１を参照画像としている。
【００７０】
Ｐ４の符号化済みピクチャ３０における１次候補ブロックの動きベクトルＶp4（図中，点線の矢印）は，Ｐ１の符号化済みピクチャに対するものである。したがって，Ｐ１とＰ４間の時間的距離Ｌ１およびＰ２とＰ４間の時間的距離Ｌ２および参照の方向性から，１次候補参照動きベクトルＶ（図中，実線の矢印）は，次式により算出される。
【００７１】
Ｖ＝−Ｖp4×Ｌ２／Ｌ１
すなわち，前述した１次候補参照動きベクトルＶを算出する式「Ｖ＝Ｖc ×（Ｔr −Ｔe ）／（Ｔr2−Ｔc ）」に当てはめると，Ｖp4＝Ｖc ，ピクチャＰ２の時刻がＴe ，ピクチャＰ４の時刻がＴc ＝Ｔr ，ピクチャＰ１の時刻がＴr2となる。この式により，１次候補ブロックの動きベクトルＶp4を加工して，１次候補参照動きベクトルＶとして用いることができるようにする。
【００７２】
［ステップＳ４の処理］
１次候補ブロックの動きベクトル読み出し部１８３（または２５４）は，以上の処理によってＮ個の１次候補ブロックから得られた動きベクトルを，１次候補参照動きベクトルとして設定し，信頼度計算部１８４（または２５５）に通知する。
【００７３】
［ステップＳ５の処理］
信頼度計算部１８４（または２５５）は，設定されたＮ個の１次候補参照動きベクトルの各々について，符号化済みの情報を用いて信頼度を算出する。ここで，信頼度は，符号化（復号）対象ブロックでの動きベクトル予測における１次候補参照動きベクトルの有効性を定量的に表現したものである。この信頼度は，Ｎ個の１次候補参照動きベクトルについて，復号側で符号化対象ブロックの復号を開始する時点ですでに復号済みの情報のみを利用して計算する。
【００７４】
図８は，信頼度算出処理の一例を示すフローチャートである。また，図９は，テンプレートマッチングを用いた信頼度の求め方を説明する図である。
【００７５】
信頼度の求め方の一例として，テンプレートマッチングを応用する方法について説明する。図９の符号化対象ピクチャ３において，符号化対象ブロック３１の予測動きベクトルを求めるものとする。テンプレート３２は，符号化対象ブロック３１に隣接する，符号化済み画素の集合（この例では符号化対象ブロック３１の左と上の画素群で構成される逆Ｌ字型の領域）である。なお，逆Ｌ字型の領域の幅（厚さ）は，例えば２画素程度であるが１画素でも３画素以上でもよい。参照画像４は，符号化済みまたは復号済みのピクチャである。参照画像４における対応位置ブロック４１は，符号化対象ピクチャ３内の符号化対象ブロック３１の位置と同じ位置にあるブロックである。
【００７６】
図８の信頼度算出処理において，ステップＳ５１では，参照画像４上で，テンプレート３２と空間的に同じ領域（対応位置ブロック４１に隣接する逆Ｌ字型の領域）を，信頼度を計算しようとしている１次候補参照動きベクトルＶi 分だけずらした領域を求め，これをマッチング対象領域４２として取得する。
【００７７】
次に，ステップＳ５２では，符号化対象ブロック３１のテンプレート３２と，参照画像４におけるマッチング対象領域４２との類似度を算出し，これを１次候補参照動きベクトルＶi の信頼度として設定する。
【００７８】
類似度の指標の一例としては，ＳＡＤ（Sum of Absolute Differences ）がある。ＳＡＤが小さいほど，当該１次候補参照動きベクトルＶi は，符号化対象ブロック３１の動きに近い可能性が高いため，信頼度が高い参照動きベクトルと捉える。信頼度計算部１８４で利用する信頼度の指標としては，テンプレート３２とマッチング対象領域４２の類似度を示すものであれば，他のものでもよい。前述のＳＡＤの他にはＳＳＤ（Sum of Squared Differences），ＳＡＴＤ（Sum of Absolute Transformed Differences ）などを用いることができる。これらは，いずれも値が小さいほど信頼度が高いことを示す尺度となる。
【００７９】
テンプレート３２は，符号化対象ブロック３１の画像信号と相関が高いため，これによる類似度を用いると，動きベクトル予測に有効な２次候補参照ブロックを特定することができる。
【００８０】
また，信頼度を算出する別の方法として，１次候補ブロックの動き補償における復号予測残差信号の小ささを利用する方法を用いることもできる。復号予測残差信号が大きい場合，その１次候補ブロックは被写体境界である可能性が高く，したがって動きベクトル予測に有効でない動きベクトルである可能性が高い。そこで，復号予測残差信号が小さいほど信頼度が高いとする。復号予測残差信号の小ささの指標としては，復号予測残差信号の絶対値和，二乗和等を用いることができる。
【００８１】
［ステップＳ６の処理］
次に，参照動きベクトル決定部１８５（または２５６）において，各１次候補参照動きベクトルの信頼度情報に基づき，Ｎ個の１次候補参照動きベクトルを少数の２次候補参照動きベクトルに絞り込む。
【００８２】
図１０Ａは，参照動きベクトル決定処理のフローチャートである。ステップＳ６１１では，参照動きベクトル決定部１８５は，信頼度計算部１８４で計算した各１次候補参照動きベクトルの信頼度について，所定の閾値との大小比較を行い，１次候補参照動きベクトルの信頼度が所定の閾値を超えていれば，その処理をステップＳ６１２に進める。ステップＳ６１２では，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを２次候補参照動きベクトルとして設定する。信頼度が所定の閾値より大きくない場合，その信頼度に対応する１次候補参照動きベクトルは候補から外す。
【００８３】
こうすることにより，２次候補参照動きベクトルに予測に適さないものが含まれることを抑制できる。このため，従来技術に比べて動きベクトルの予測効率を向上させることができ，符号化効率の向上を実現することができる。
【００８４】
図１０Ｂは，他の参照動きベクトル決定処理のフローチャートであり，１次候補参照動きベクトルの数を所定の個数Ｍに限定する場合の参照動きベクトル決定処理の例を示している。
【００８５】
まず，ステップＳ６２１では，処理対象の１次候補参照動きベクトルの信頼度が，所定の閾値を超えているかどうかを判定する。１次候補参照動きベクトルの信頼度が所定の閾値を超えていれば，処理がステップＳ６２２へ進み，そうでなければ，処理がステップＳ６２３へ進む。ステップＳ６２２では，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを高信頼参照動きベクトルとして設定する。ステップＳ６２３では，すべての１次候補参照動きベクトルについて処理を完了したかを判定し，未処理の１次候補参照動きベクトルがあれば，処理をステップＳ６２１へ戻して，同様に高信頼参照動きベクトルの選択処理を続ける。
【００８６】
すべての１次候補参照動きベクトルについて処理が完了した場合，処理をステップＳ６２４へ進める。ステップＳ６２４では，高信頼参照動きベクトルのうち，信頼度について上位Ｍ個（Ｍは所定の整数）の高信頼参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして設定する。
【００８７】
２次候補参照動きベクトルの個数を所定のＭ個に限定することにより，従来技術ｂによって動きベクトルを符号化した場合に比べて，動きベクトル符号量を削減することができ，符号化効率の向上を実現することができる。
【００８８】
図１１は，さらに他の参照動きベクトル決定処理のフローチャートであり，信頼度について所定の閾値を超える１次候補参照動きベクトルが，所定の数Ｍより小さいＭ′個しかなかった場合の参照動きベクトル決定処理の例を示している。
【００８９】
まず，ステップＳ６３１では，処理対象の１次候補参照動きベクトルの信頼度が，所定の閾値を超えているかどうかを判定する。１次候補参照動きベクトルの信頼度が所定の閾値を超えていれば，処理をステップＳ６３２へ進め，そうでなければ，処理をステップＳ６３３へ進める。ステップＳ６３２では，信頼度が所定の閾値より大きい１次候補参照動きベクトルを高信頼参照動きベクトルとして設定する。ステップＳ６３３では，すべての１次候補参照動きベクトルについて処理を完了したかを判定し，未処理の１次候補参照動きベクトルがあれば，処理をステップＳ６３１へ戻して，同様に高信頼参照動きベクトルの選択処理を続ける。
【００９０】
すべての１次候補参照動きベクトルについて処理が完了した場合，処理をステップＳ６３４へ進める。ステップＳ６３４では，高信頼参照動きベクトルの数Ｍ′が，所定の数Ｍより大きいかどうかを判定する。Ｍ′が所定の数Ｍより大きい場合，処理をステップＳ６３５へ進める。ステップＳ６３５では，高信頼参照動きベクトルのうち，信頼度について上位Ｍ個の高信頼参照動きベクトルを，２次候補参照動きベクトルとして設定する。
【００９１】
一方，Ｍ′が所定の数Ｍより大きくない場合，処理をステップＳ６３６へ進める。ステップＳ６３６では，Ｍ′個の高信頼参照動きベクトルのすべてを，２次候補参照動きベクトルとして設定する。
【００９２】
これにより，２次候補参照動きベクトルの個数を符号化対象ブロックの状況に応じて変更できるので，さらなる動きベクトル予測効率の向上，符号化効率の向上を実現することができる。
【００９３】
［ステップＳ７の処理］
動きベクトル予測部１８６（または２５７）は，参照動きベクトル決定部１８５が選出した２次候補参照動きベクトルを利用して，符号化対象ブロックの予測動きベクトルを作成する。本発明において重要なポイントは，多数の１次候補参照動きベクトルを信頼度によって絞り込むことにより，信頼度の高い２次候補参照動きベクトルを用いて，動きベクトル予測残差を算出するための予測動きベクトルを求める点にある。したがって，２次候補参照動きベクトルから予測動きベクトルを求める処理は，図１２や図１３で説明した従来技術の動きベクトル予測部１０３（または２０４）の処理と同様でよい。しかし，必ずしも従来技術と同じ処理でなければならないわけではなく，異なる処理によって予測動きベクトルを求めて，本発明を実施することもできる。
【００９４】
以上の例では，Ｎ個の１次候補ブロックからＮ個の１次候補参照動きベクトルを設定する例を説明した。しかし，さらに，次のように１次候補参照動きベクトルを設定することもできる。符号化済みブロックの動きベクトルを候補とするときに，これらの動きベクトルについて所定範囲内の動きベクトルについても，１次候補参照動きベクトルとする。例えば，ある符号化済みブロックの動きベクトルを（１０，２０）とし，所定範囲を，Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ±１の範囲とした場合，（１０，２０）の動きベクトルに加え，（９，２０），（１１，２０），（１０，１９），（１０，２１），（９，１９），（９，２１），（１１，１９），（１１，２１）の動きベクトルも候補となる。つまり，１つの符号化済みブロックの動きベクトルに対して合計９個の１次候補参照動きベクトルが候補となる。最初に候補に入れる符号化済みブロックの動きベクトルをＫ個として，Ｋ個すべての周辺も候補に入れると，９×Ｋ個の１次候補参照動きベクトルを利用することになる。ただし，復号側と共通であれば，すべての符号化済みブロックの動きベクトルの周辺を候補に入れるのではなく，一部分でもよい。
【００９５】
このような設定の効果としては，符号化済みブロックの動きベクトルの周辺も考慮に入れることにより，動きベクトルの予測効率がさらに向上するということが挙げられる。
【００９６】
以上説明した動きベクトル予測符号化の処理および動きベクトル予測復号の処理は，コンピュータとソフトウェアプログラムとによっても実現することができる。また，そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも，ネットワークを通して提供することも可能である。
【００９７】
以上，本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが，具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく，本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等（構成の付加，省略，置換，およびその他の変更）も含まれる。本発明は前述した説明によって限定されることはなく，添付の請求の範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は，例えば，動きベクトルを予測符号化する動画像符号化に利用することができる。本発明によれば，動きベクトルの予測効率が向上し，また，動画像の符号化効率が向上する。
【符号の説明】
【００９９】
１    動画像符号化装置
２    動画像復号装置
１０  予測残差信号算出部
１１  直交変換部
１２  量子化部
１３  情報源符号化部
１４，２１  逆量子化部
１５，２２  逆直交変換部
１６  復号信号算出部
１７，２４  フレームメモリ
１８，２５  動き補償部
１８１  動き探索部
１８２，２５３  動きベクトルメモリ
１８３，２５４  １次候補ブロックの動きベクトル読み出し部
１８４，２５５  信頼度計算部
１８５，２５６  参照動きベクトル決定部
１８６，２５７  動きベクトル予測部
１８７  動きベクトル予測残差算出部
２０  情報源復号部
２３  復号信号算出部
２５１  動きベクトル算出部
２５２  予測信号作成部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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