(57)【要約】【課題】従来、符号化対象ブロックの動きベクトルと、符号化対象ブロックに隣接するブロックの動きベクトルとが大きく異なると、符号量が増加する。【解決手段】動画像符号化装置は、画像内の符号化対象のブロックを含む領域を設定する領域設定部と、前記領域に含まれるブロックの動きベクトルより決定される代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の前記符号化対象のブロックの差分ベクトルの符号量と、前記代表ベクトルの符号量と、前記領域を設定することによって発生する領域情報の符号量の合計が、前記符号化対象のブロックの周辺のブロックの動きベクトルより決定される予測ベクトルを用いた場合の前記差分ベクトルの符号量より少ない場合、前記領域情報と、前記代表ベクトルと、前記代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の前記符号化対象のブロックの差分ベクトルとを符号化するよう選択する動きベクトル処理部とを有する。【選択図】図２
2011091554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像内の符号化対象のブロックを含む領域を設定する領域設定部と、
前記領域に含まれるブロックの動きベクトルより決定される代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の前記符号化対象のブロックの差分ベクトルの符号量と、前記代表ベクトルの符号量と、前記領域を設定することによって発生する領域情報の符号量の合計が、前記符号化対象のブロックの周辺のブロックの動きベクトルより決定される予測ベクトルを用いた場合の前記差分ベクトルの符号量より少ない場合、前記領域情報と、前記代表ベクトルと、前記代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の前記符号化対象のブロックの差分ベクトルとを符号化するよう選択する動きベクトル処理部と
を備える動画像符号化装置。
【請求項２】
領域を示す領域情報と、前記領域に含まれるブロックの動きベクトルより決定される代表ベクトルと、前記代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の復号化対象のブロックの差分ベクトルの符号を復号化する可変長復号化部と、
復号化された前記領域情報より復号化対象のブロックが領域に含まれる場合、復号化された前記領域の復号化された前記代表ベクトルと、前記復号化対象のブロックの復号化された前記差分ベクトルとを加算して、前記復号化対象のブロックの動きベクトルを生成する動きベクトル処理部と
を備える動画像復号化装置。
【請求項３】
請求項１の動画像符号化装置において、
領域は符号化対象のブロックを含むＭＢライン上であり、
前記符号化対象のブロックを領域の開始点とし、かつ領域の開始点より任意のブロックを進んだ位置で領域を区切ることにより符号量が減る場合に、そのブロックを領域の終了点として決定すること
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１の動画像符号化装置において、
符号化画像の代表ベクトルを符号化する際に、参照画像において設定した領域の代表ベクトルとの差分を取り、差分代表ベクトルとして符号化すること
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項５】
請求項２の動画像復号化装置において、
復号化画像の復号化された差分代表ベクトルと、参照画像の復号化された代表ベクトルを加算して前記復号化画像の代表ベクトルを生成すること
を特徴とする動画像復号化装置。
【請求項６】
請求項１の動画像符号化装置において、
符号化対象のブロックの周辺のブロックのうち領域に属したものを候補とし、
差分ベクトルの算出に用いる予測ベクトルを、代表ベクトル、あるいは候補の動きベクトルのいずれかより選択し、
さらに符号化対象のブロックの候補が、前記符号化対象のブロックの直前のブロックと同じ場合には、直前のブロックで選択された予測ベクトルの位置を符号化対象のブロックに当てはめた位置の予測ベクトルを用いること
を特徴とする動画像符号化装置。
【請求項７】
請求項２の動画像復号化装置において、
復号化対象のブロックの周辺のブロックのうち領域に属したものを候補とし、
差分ベクトルの生成に用いる予測ベクトルを、代表ベクトル、あるいは候補の動きベクトルのいずれかより選択し、
さらに復号化対象のブロックの候補が、前記復号化対象のブロックの直前のブロックと同じ場合には、直前のブロックで選択された予測ベクトルの位置を符号化対象のブロックに当てはめた位置の予測ベクトルを用いること
を特徴とする動画像復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像符号化装置及び動画像復号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像を少ない符号量で効率的に表現するため、ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０）などの規格に代表される動画像符号化方法が用いられている。この方法では、参照元の画像と符号化対象の画像とをブロック単位で比較し、画像内の物体がどのように動いたかを予測する。この動きの予測結果を、動きベクトル（以下、「ｍｖ」と記載する。）という。このｍｖに加えて、予測画像と符号化対象の画像との差分の情報を符号化することにより、動画像を少ない符号量で効率的に表現することができる。
【０００３】
実際に符号化を行う場合、ｍｖ自体は符号化しない。まず、符号化対象ブロックに隣接するブロックにおけるｍｖから予測値を生成する。これを、予測ベクトル（以下、「ｐｍｖ」と記載する。）という。「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」におけるｐｍｖの算出方法を図２７を用いて説明する。図２７において、符号化対象ブロックをＸとする。符号化対象ブロックＸの、左隣のブロックＡ、上隣のブロックＢ、右上隣のブロックＣ、左上隣のブロックＤそれぞれのｍｖを、ｍｖＡ，ｍｖＢ，ｍｖＣ，ｍｖＤと表す。また、水平方向成分を［０］、垂直方向成分を［１］を付して表す。そして、符号化対象ブロックＸのｐｍｖを以下の中間値予測の式（１）により求める。
【０００４】
【数１】
2011091554.tif 000003
なお、ブロックＣが符号化対象ブロックＸを含む画像の外に位置する場合、ブロックＣの代わりにブロックＤを用いる。
【０００５】
そして、ｍｖからｐｍｖを引いた値を符号化する。その値を差分ベクトル（以下、「ｄｍｖ」と記載する。）という。一般的に、符号化対象ブロックのｍｖと符号化対象ブロックに隣接するブロックのｍｖは似た値となることが多い。そのため、中間値予測したｐｍｖをｍｖから引くことにより得られるｄｍｖは０に近づく。このとき、ｍｖを符号化するのに比べて、ｄｍｖを符号化すると符号量は少なくなる。しかし、画像内に相異なる動きをする物体が存在し、符号化対象ブロックのｍｖと符号化対象ブロックに隣接するブロックのｍｖとが大きく異なる場合、ｄｍｖを符号化すると、ｍｖを符号化する場合よりも符号量が増加する。
【０００６】
従来の動画像符号化装置として、特許文献１により開示されている装置が知られている。その装置は、互いに隣接しており、且つ、各々のｍｖの距離差が閾値以下のブロック、又は既に複数のブロックが統合された領域を統合して１以上の領域を生成し、面積が最大の領域に含まれる符号化済みの他のブロックのｍｖをｐｍｖとしてｄｍｖを符号化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１２４００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の特許文献１に記載されている動画像符号化装置は、ｍｖの距離差が閾値以下のブロックを統合して領域を生成し、領域内で符号化対象のブロックの左や上に隣接するブロックが無い場合、直前に符号化されたｍｖをｐｍｖとして、ｄｍｖを符号化する。これは、ある領域内の最初のブロックのｍｖ（ｍｖＸとする）に対し、領域外の直前に符号化したｍｖ（ｍｖＡとする）をｐｍｖとすることである。ｍｖの距離差が閾値以下のブロックごとに領域が生成されるので、領域内のｍｖＸと領域外のｍｖＡは大きく異なる。つまり、特許文献１に記載されている動画像符号化装置は、符号化対象ブロックのｍｖと符号化対象ブロックに隣接するブロックのｍｖとが大きく異なる場合、ｍｖではなくｄｍｖを符号化すると符号量が増加する問題を解決していない。
【０００９】
本発明は、符号化対象のブロックの動きベクトルと、符号化対象のブロックに隣接するブロックの動きベクトルとが大きく異なっても、符号量を増加させることなく差分ベクトルを符号化する動画像符号化装置を提供することを目的とする。また、本発明は、本発明の動画像符号化装置によって得られた符号を復号化する動画像復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】
【００１０】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の動画像符号化装置は、画像内の符号化対象のブロックを含む領域を設定する領域設定部と、前記領域に含まれるブロックの動きベクトルより決定される代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の前記符号化対象のブロックの差分ベクトルの符号量と、前記代表ベクトルの符号量と、前記領域を設定することによって発生する領域情報の符号量の合計が、前記符号化対象のブロックの周辺のブロックの動きベクトルより決定される予測ベクトルを用いた場合の前記差分ベクトルの符号量より少ない場合、前記領域情報と、前記代表ベクトルと、前記代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の前記符号化対象のブロックの差分ベクトルとを符号化するよう選択する動きベクトル処理部とを有する。
【００１１】
本発明の動画像復号化装置は、領域を示す領域情報と、前記領域に含まれるブロックの動きベクトルより決定される代表ベクトルと、前記代表ベクトルを予測ベクトルとして用いた場合の復号化対象のブロックの差分ベクトルの符号を復号化する可変長復号化部と、復号化された前記領域情報より復号化対象のブロックが領域に含まれる場合、復号化された前記領域の復号化された前記代表ベクトルと、前記復号化対象のブロックの復号化された前記差分ベクトルとを加算して、前記復号化対象のブロックの動きベクトルを生成する動きベクトル処理部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、符号化対象のブロックの動きベクトルと、符号化対象のブロックに隣接するブロックの動きベクトルとが大きく異なっても、符号量を増加させることなく差分ベクトルを符号化する動画像符号化装置を提供することができる。また、本発明は、本発明の動画像符号化装置によって得られた符号を復号化する動画像復号化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の動画像符号化装置の構成図である。
【図２】図１のｍｖ処理部の構成図である。
【図３】図１のｍｖ処理部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態１において、領域を設定する様子を説明するための図である。
【図５】図２の領域設定部が領域を設定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２の領域設定部が横方向の領域を設定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図２の領域設定部が縦方向の領域を設定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態１において、領域情報を割り当てる様子を説明するための図である。
【図９】実施の形態２の動画像復号化装置の構成図である。
【図１０】図９のｍｖ処理部の構成図である。
【図１１】図９のｍｖ処理部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態３において、任意の領域を設定する様子を説明するための図である。
【図１３】実施の形態４において、領域の下にさらに領域を設定する様子を説明するための図である。
【図１４】実施の形態４において、領域を設定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】実施の形態４において、領域を判定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】実施の形態４において、領域を判定する様子を説明するための図である。
【図１７】実施の形態５において、領域を判定する様子を説明するための図である。
【図１８】実施の形態６の動画像符号化装置が行う符号化の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１９】実施の形態６において、符号化の様子を説明するための図である。
【図２０】実施の形態６において、参照画像において設定した領域と、現在画像において設定した領域の位置関係を説明するための図である（重複しない場合）。
【図２１】実施の形態６において、参照画像において設定した領域と、現在画像において設定した領域の位置関係を説明するための図である（重複する場合）。
【図２２】実施の形態６において、参照画像において設定した複数の領域と、現在画像において設定した領域の位置関係を説明するための図である（重複する場合）。
【図２３】実施の形態７の動画像復号化装置が行う復号化の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２４】実施の形態８の動画像符号化装置が行う符号化の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２５】実施の形態８において、符号化の様子を説明するための図である。
【図２６】実施の形態９の動画像復号化装置が行う復号化の流れを説明するためのフローチャートである。
【図２７】「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」におけるｐｍｖの算出方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明を簡単にするため、次のことを条件とする。
【００１５】
・ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ
・ラスタ順に符号化
・１スライス
・プログレッシブ
・参照フレームは１枚
・ブロックのサイズは１６画素×１６画素であり、マクロブロック（以下、「ＭＢ」と記載する。）のサイズと同じ
ここで、後述の実施の形態６と７以外の場合、Ｉ，Ｐの２フレームをエンコードまたはデコードする際のピクチャＰにおける処理について説明する。また、実施の形態６と７の場合、Ｉ，Ｂ，Ｐの３フレームをエンコードまたはデコードする際の処理について説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
実施の形態１の動画像符号化装置１０１の構成を図１に示す。実施の形態１の動画像符号化装置１０１は、図１に示すように、減算部１１と、ＤＣＴ部１２と、量子化部１３と、可変長符号化部１４と、逆量子化部１５と、逆ＤＣＴ部１６と、加算部１７と、デブロックフィルタ部１８と、メモリ部１９と、ＭＥ部２０と、ＭＣ部２１と、イントラ予測部２２と、ｍｖ処理部３１とを有する。実施の形態１の動画像符号化装置１０１のｍｖ処理部３１と可変長符号化部１４以外の構成部は、一般的な動画像符号化装置に設けられている構成部であるので、説明を割愛する。
【００１７】
ｍｖ処理部３１の構成を図２に示す。ｍｖ処理部３１は、図２に示すように、ｄｍｖ算出部３２と、符号量算出部３３と、領域設定部３４と、ｄｍｖ’算出部３５と、符号量算出部３６と、選択部３７とを有する。ｍｖ処理部３１には、ＭＥ部２０よりｍｖが入力される。ｍｖ処理部３１の処理の流れを図３に示す。
【００１８】
ｍｖ処理部３１の領域設定部３４は、ｍｖより領域を設定し、領域ごとに代表ｍｖを算出する（Ｓ２００）。領域設定部３４の動作について、図４に領域設定の様子を示し、図５に処理の流れを示す。領域設定部３４は、横方向領域を図４［ロ］に示すように設定し（Ｓ３００）、続いて縦方向領域を図４［ハ］に示すように設定する（Ｓ３０１）。そして、領域設定部３４は、各領域について、図４［ニ］に示すように、領域の左上と右下を頂点とする矩形を領域として再設定する（Ｓ３０２）。このとき、矩形から外れた領域は、無効領域となる。領域設定部３４は、再設定した領域について、領域に属するＭＢにおけるｍｖの平均値を算出し、これを代表ｍｖとする（Ｓ３０３）。領域設定部３４の詳細は後述する。
【００１９】
領域設定部３４による領域設定（Ｓ２００）が終了すると、ｄｍｖ算出部３２は、「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」に記載されている方法によってｐｍｖからｄｍｖを算出する（Ｓ２０１）。すなわち、ｉ番目のＭＢにおけるｍｖ，ｐｍｖ，ｄｍｖをそれぞれｍｖ［ｉ］，ｐｍｖ［ｉ］，ｄｍｖ［ｉ］として、ｄｍｖ算出部３２は、下記の式（２）を用いて、ｘ，ｙ成分ごとにｄｍｖを算出する（Ｓ２０１）。
【００２０】
【数２】
2011091554.tif 000004
ｄｍｖ’算出部３５は、代表ｍｖからｄｍｖ’を算出する（Ｓ２０２）。すなわち、領域設定部３４から入力された代表ｍｖをｒｍｖとし、ｉ番目のＭＢにおけるｄｍｖ’，ｒｍｖをそれぞれｄｍｖ’［ｉ］，ｒｍｖ［ｉ］として、ｄｍｖ’算出部３５は、下記の式（３）を用いて、ｘ，ｙ成分ごとにｄｍｖ’を算出する（Ｓ２０２）。
【００２１】
【数３】
2011091554.tif 000005
そして、符号量算出部３３は、領域ごとにｄｍｖを用いた場合の符号量の総和を計算する（Ｓ２０３）。符号量算出部３６は、領域ごとにｄｍｖ’を用いた場合の符号量の総和を計算する（Ｓ２０４）。符号量算出部３３及び符号量算出部３６の詳細は後述する。
【００２２】
次に、選択部３７は、領域ごとに、ｄｍｖを用いた場合の符号量の総和と、ｄｍｖ’を用いた場合の符号量の総和を比較する（Ｓ２０５）。領域ｒについて、ｄｍｖ’を用いた場合の符号量の総和がｄｍｖを用いた場合の符号量の総和以上である場合、すなわち、ｄｍｖ’を用いても符号量が減らない場合、選択部３７は、領域ｒを無効領域とし（Ｓ２０６）、ｄｍｖを選択する（Ｓ２０７）。それに対して、ｄｍｖ’を用いた場合の符号量の総和がｄｍｖを用いた場合の符号量の総和より小さい場合、すなわち、ｄｍｖ’を用いると符号量が減る場合、選択部３７は、ｄｍｖ’を選択する（Ｓ２０８）。
【００２３】
可変長符号化部１４は、ｍｖ処理部３１によって選択されたｍｖ情報を符号化する。可変長符号化部１４は、ｄｍｖが選択された場合、「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」に記載されている符号化を実行する。他方、ｄｍｖ’が選択された場合、その符号化は、符号量の詳細と共に後述する。
【００２４】
［領域設定］
領域設定部３４の詳細を説明する。領域設定部３４は、図６に示すように、まず、横方向の領域設定を行う。ここで、ｉ番目のＭＢをＭＢ［ｉ］とする。そして、ｎ＝１とし、領域設定部３４は、ｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｎ］の方向が一致するかどうかを判断する（Ｓ３１０）。領域設定部３４は、ｍｖのｘ成分が負であるか否か、またｍｖのｙ成分が負であるか否かを把握してｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｎ］の方向が一致するかどうかを判断する（Ｓ３１０）。
【００２５】
ｍｖの方向が一致する場合、領域設定部３４は、ｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｎ］のｘ，ｙ成分それぞれの絶対差分が３２未満であるかどうかを判断する（Ｓ３１１）。絶対差分が３２未満の場合、領域設定部３４は、ＭＢ［ｉ］とＭＢ［ｉ＋ｎ］を領域ｒ＝０に設定し（Ｓ３１３）、ｎを１増やしてｎのループを繰り返す。ただし、繰り返すのは、横ＭＢ数をｗとすると、ｎ＜ｗ−（ｉ％ｗ）の間のみである。
【００２６】
ステップＳ３１０においてｍｖの方向が一致しない場合、領域設定部３４は、ｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｎ］のｘ，ｙ成分それぞれの絶対差分が８未満であるかどうかを判断する（Ｓ３１２）。絶対差分が８未満の場合、領域設定部３４は、ステップＳ３１３の処理を実行する。
【００２７】
ステップＳ３１１及びステップＳ３１２において、閾値未満とならない場合、領域設定部３４は、何もしない。
【００２８】
ｎのループが終了するか、ステップＳ３１１またはステップＳ３１２の処理が終了すると、領域設定部３４はｉをｎ増やし、さらにｒを１増やして、右端のＭＢまで処理を繰り返す（図４［イ］参照）。処理が右端のＭＢに到達すると、領域設定部３４はｒを１増やし、１ｌｉｎｅ下の左端のＭＢからｎ＝１として処理を繰り返す（図４［ロ］）。領域設定部３４は以上の処理を画像の最後のＭＢまで繰り返す。
【００２９】
領域設定部３４は、横方向の領域設定を行った後、縦方向の領域設定を図７に示すように行う。ここで、横ＭＢ数をｗ、現在ＭＢの縦方向位置をｊとする。そして、ｊ＝１とし、領域設定部３４は、ｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｗ×ｊ］の方向が一致するかどうかを判断する（Ｓ３２０）。ｍｖの方向が一致する場合、領域設定部３４は、ｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｗ×ｊ］のｘ，ｙ成分それぞれの絶対差分が３２未満であるかどうかを判断する（Ｓ３２１）。絶対差分が３２未満の場合、領域設定部３４は、ＭＢ［ｉ＋ｗ×ｊ］をＭＢ［ｉ］と同じ領域に再設定する（Ｓ３２３）。
【００３０】
ステップＳ３２０においてｍｖの方向が一致しない場合、領域設定部３４は、ｍｖ［ｉ］とｍｖ［ｉ＋ｗ×ｊ］のｘ，ｙ成分それぞれの絶対差分が８未満であるかどうかを判断する（Ｓ３２２）。絶対差分が８未満の場合、領域設定部３４は、ステップＳ３２３の処理を実行する。
【００３１】
ステップＳ３２１及びステップＳ３２２において、閾値未満とならない場合、領域設定部３４は、何もしない。
【００３２】
ステップＳ３２１またはステップＳ３２２の処理が終了すると、領域設定部３４はｉを１増やして、画像の最後のＭＢまで処理を繰り返す（図４［ハ］参照）。
【００３３】
［符号量］
符号量算出部３３及び符号量算出部３６の詳細を説明する。
【００３４】
ｄｍｖ算出部３２の後段の符号量算出部３３は、まず、領域に属するＭＢにおけるｄｍｖの符号量を算出する。ｄｍｖ［ｉ］＝（ｘ，ｙ）であるとすると、その符号量Ｂ（ｄｍｖ［ｉ］）は、下記の式（４）により算出される。
【００３５】
【数４】
2011091554.tif 000006
次に、符号量算出部３３は、ｄｍｖ符号量の総和を算出する。総和は、ｄｍｖを用いた場合において、ｍｖを符号化するために必要な全ての符号量の合計である。ＭＢ［ｉ］が属する領域をＲ［ｉ］とすると、領域ｒにおけるｄｍｖを用いた場合のｍｖ符号量ｃｏｓｔ（ｒ）は、下記の式（５）により算出される。
【００３６】
【数５】
2011091554.tif 000007
一方、ｄｍｖ’算出部３５の後段の符号量算出部３６は、領域に属するＭＢにおけるｄｍｖ’の符号量を算出する。符号量算出部３６は、式（４）におけるｄｍｖ［ｉ］をｄｍｖ’［ｉ］に置き換えてｄｍｖ’の符号量を算出する。
【００３７】
次に、ｄｍｖ’を用いた場合に符号化するｍｖ情報について説明する。図３のステップＳ２０５における判定によりｄｍｖ’が選択された場合（Ｓ２０８）、可変長符号化部１４は、「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」に記載されている符号化において、ｄｍｖの代わりにｄｍｖ’を符号化する。さらに、可変長符号化部１４は、ｒｍｖおよび領域情報を「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」に記載されていない新たなＳＥＩとして符号化する。可変長符号化部１４は、ｒｍｖのｘ，ｙ各成分を４で割ってｒｍｖ＿ｄｉｖ４とし、ｘ，ｙ成分ごとに符号付きＧｏｌｏｍｂ符号化を実行する。領域情報は、領域を表現するのに必要な次の（１）から（３）３つの情報により構成される情報である。可変長符号化部１４は、領域情報を符号なしＧｏｌｏｍｂ符号化する。
【００３８】
（１）ｓｔａｒｔ＿ｄｉｆｆ＿ｍｉｎｕｓ１：領域ｒの開始ＭＢアドレスＭＢｓＸ（ｒ）から、領域ｒ−１の終了ＭＢアドレスのｘ成分ＭＢｅＸ（ｒ−１）を引いた値−１
（２）ｅｎｄ＿ｄｉｆｆ［０］：開始ＭＢアドレスのｘ成分ＭＢｓＸから、終了ＭＢアドレスのｘ成分ＭＢｅＸを引いた値
（３）ｅｎｄ＿ｄｉｆｆ［１］：開始ＭＢアドレスのｙ成分ＭＢｓＹから、終了ＭＢアドレスのｙ成分ＭＢｅＹを引いた値
これらの領域情報は、図４［ニ］に示すように設定された領域に対して、図８に示すように割り当てられる。
【００３９】
符号量算出部３６は、ｄｍｖの代わりにｄｍｖ’を用いた場合に新たに必要となるｒｍｖおよび領域情報について、符号量を算出する。ｒｍｖ符号量Ｂ（ｒｍｖ（ｒ））は、領域設定部３４によって算出されたｒｍｖの符号量である。これは、式（４）におけるｄｍｖ［ｉ］をｒｍｖ／４に置き換えることにより算出される。
【００４０】
そして、符号量算出部３６は、領域ｒの領域符号量Ｂ（ｒｅｇｉｏｎ（ｒ））を下記の式（６）により求める。
【００４１】
【数６】
2011091554.tif 000008
最後に、符号量算出部３６は、ｄｍｖ’符号量、ｒｍｖ符号量および領域符号量の総和を算出する。その総和は、ｄｍｖ’を用いた場合において、ｍｖを符号化するために必要な全ての符号量の合計である。領域ｒにおけるｄｍｖ’を用いた場合のｍｖ符号量ｃｏｓｔ’（ｒ）は、下記の式（７）により算出される。
【００４２】
【数７】
2011091554.tif 000009
上述したように、実施の形態１の動画像符号化装置１０１は、領域ごとに代表ｍｖを符号化し、その領域内では代表ｍｖをｐｍｖとして符号化する。これにより、実施の形態１の動画像符号化装置１０１は、符号化対象ブロックのｍｖと隣接ブロックのｍｖが大きく異なる場合でも、ｍｖではなくｄｍｖを符号化することにより符号量が増加する問題を解決することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
実施の形態１の動画像符号化装置により生成された符号には、ｄｍｖまたはｄｍｖ’、およびｒｍｖと領域情報が含まれるため、実施の形態１の符号に対応した動画像復号化装置が必要となる。ｄｍｖとｄｍｖ’は区別されずに符号化されているため、実施の形態１の符号に対応していない動画像復号化装置は、ｄｍｖもｄｍｖ’もｄｍｖとして復号化する。また、ｒｍｖおよび領域情報は、「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」に記載されていない新たなＳＥＩとして符号化されているため、実施の形態１の符号に対応していない動画像復号化装置は、ＳＥＩを無視する。つまり、実施の形態１の符号に対応していない動画像復号化装置は、復号化自体は可能であるが、ｒｍｖおよび領域情報を正しく復号化することができない。
【００４４】
次に、実施の形態１の符号に対応した、実施の形態２の動画像復号化装置１０２の構成を図９に示す。実施の形態２の動画像復号化装置１０２は、図９に示すように、可変長復号化部５２と、逆量子化部５３と、逆ＤＣＴ部５４と、イントラ予測部５５と、ＭＣ部５６と、加算部５７と、デブロックフィルタ部５８と、バッファ部５９と、ｍｖ処理部６１とを有する。可変長復号化部５２およびｍｖ処理部６１以外は、一般的な動画像復号化装置に設けられている構成部であるので、説明を割愛する。
【００４５】
可変長復号化部５２には種々の符号情報が到来するが、ＳＥＩとして符号化されたｒｍｖおよび領域情報以外についての可変長復号化については説明を割愛する。符号情報がｄｍｖ’であっても、ｄｍｖに置き換えて符号化されているので、ｄｍｖ’の復号化はｄｍｖの復号化と同じである。以下の説明では、ｄｍｖとｄｍｖ’は区別しない。
【００４６】
ｒｍｖはｘ，ｙ成分ごとにｒｍｖ＿ｄｉｖ４として符号化されているので、可変長復号化部５２は、それらに対して符号付きＧｏｌｏｍｂ復号化を実行した後、４倍してｒｍｖを得る。
【００４７】
領域情報はｓｔａｒｔ＿ｄｉｆｆ＿ｍｉｎｕｓ１，ｅｎｄ＿ｄｉｆｆ[０]，ｅｎｄ＿ｄｉｆｆ[１]として符号化されているので、可変長復号化部５２は、それらをそれぞれ符号なしＧｏｌｏｍｂ復号化する。
【００４８】
ｍｖ処理部６１について、その構成を図１０に、処理の流れを図１１に示す。ｍｖ処理部６１は、図１０に示すように、ｍｖ算出部６２と、領域設定部６３と、領域メモリ部６４とを有する。ｍｖ処理部６１には、可変長復号化部５２よりｄｍｖ，ｒｍｖおよび領域情報が入力される。
【００４９】
領域設定部６３は、領域情報より領域を設定し、領域メモリ部６４に保存する（Ｓ４００）。次に、ｍｖ算出部６２は、領域メモリ部６４に格納されている情報より現在ＭＢが領域に属するかどうかを判定し（Ｓ４０１）、現在ＭＢが領域に属しない場合、下記の式（８）によりｐｍｖからｍｖを算出する（Ｓ４０２）。
【００５０】
【数８】
2011091554.tif 000010
一方、現在ＭＢが領域に属する場合、ｍｖ算出部６２は、下記の式（９）により現在ＭＢが属する領域に対応するｒｍｖからｍｖを算出する（Ｓ４０３）。
【００５１】
【数９】
2011091554.tif 000011
実施の形態２の動画像復号化装置１０２は、上述した処理を全ＭＢについて繰り返す。
【００５２】
上述したように、実施の形態２の動画像復号化装置１０２は、領域ごとに代表ｍｖを復号化し、領域内では代表ｍｖをｐｍｖとして復号化する。これにより、実施の形態２の動画像復号化装置１０２は、実施の形態１の動画像符号化装置によって生成された符号を復号化することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
実施の形態３の動画像符号化装置は、実施の形態１の動画像符号化装置と異なり、領域を矩形化しない。つまり、実施の形態３の動画像符号化装置は、矩形でない任意の領域を設定する。
【００５４】
以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。実施の形態３では、図２における領域設定部３４と図１における可変長符号化部１４の動作が実施の形態１と異なる。
【００５５】
領域設定部３４は、領域を矩形化しない。つまり、領域設定部３４は、図５における領域の矩形化（Ｓ３０２）を行わない。
【００５６】
可変長符号化部１４は、ｍｖ処理部３１がｄｍｖ’を選択した場合、領域情報を実施の形態１と同様に符号化する。ここで符号化した領域を背景領域とする。つまり、可変長符号化部１４は、図４［ハ］に示すように設定した領域に対して、図１２［α］に示すように符号化する。次に、可変長符号化部１４は、背景領域として符号化された領域に含まれるが、設定した領域と異なる領域を実施の形態１と同様に符号化する。ここで符号化した領域を前景領域とする。つまり、可変長符号化部１４は、図４［ハ］に示すように設定した領域に対して、図１２［β］に示すように符号化する。
【００５７】
このように、実施の形態３の動画像符号化装置は、背景領域を符号化した後に前景領域を符号化することで、領域を矩形化しなくても任意の領域を符号化することができる。
【００５８】
実施の形態３の動画像復号化装置は、実施の形態２の動画像復号化装置と異なり、ｍｖ処理部６１内の領域設定部６３が領域を設定する際に、さらに領域を合成する処理を行う。これは、図１２［α］、図１２［β］に示すように符号化したものを、図１２［γ］に示すように復号化することである。
【００５９】
上述したように、実施の形態３の動画像符号化装置は、任意の領域を符号化し、領域ごとに代表ｍｖを符号化し、その領域内では代表ｍｖをｐｍｖとして符号化する。これにより、実施の形態３の動画像符号化装置は、符号化対象ブロックのｍｖと隣接ブロックのｍｖが大きく異なる場合でも、ｍｖではなくｄｍｖを符号化することにより符号量が増加する問題を解決することができる。
【００６０】
（実施の形態４）
実施の形態４の動画像符号化装置は、実施の形態１のように領域を複数のＭＢｌｉｎｅにまたげず、ＭＢｌｉｎｅ上に設定する。ここで、ＭＢｌｉｎｅとは、縦が１ＭＢで横が１ＭＢ以上横ＭＢ数未満を指す。これにより、領域Ｒの１ＭＢｌｉｎｅ下に領域Ｓを設定する場合、領域Ｒと領域Ｓを別に符号化することになるものの、個々の領域においてｅｎｄ＿ｄｉｆｆ［１］の領域情報を符号化する必要がなくなる。よって、実施の形態４では、実施の形態１の式（４）におけるｕｅ（ＭＢｅＹ−ＭＢｓＹ）の符号量を削減することができる。
【００６１】
ただし、この場合、実際に領域Ｓの符号化が必要となる可能性は低い。その理由を図１３を用いて説明する。領域Ｒがすでに設定されており、領域Ｒの１ＭＢｌｉｎｅ下のブロックＸに領域Ｓを設定しようとする場合、領域ＲにブロックＢ，Ｃが含まれる。領域は、ｍｖが近似したブロック同士をまとめたものであるから、同じ領域Ｒに含まれるブロックＢとＣのｍｖは近似している。このとき、ブロックＸのｐｍｖを、式（１）を用いてブロックＡ，Ｂ，Ｃにおけるｍｖの中間値予測により求めると、ｐｍｖはブロックＢまたはＣのいずれかのｍｖとなることが多い。よって、ブロックＸと、ブロックＢまたはＣとで動きが同じであれば、領域Ｓを設定する必要はない。
【００６２】
ブロックＸと、ブロックＢまたはＣとで動きが異なることは稀である。なぜなら、領域Ｒが設定されているので、領域Ｒの物体とその上のブロックの物体が相異なる動きをしており、領域Ｒの物体とその下のブロックの物体が相異なる動きをすることは、一般的な画像では考えにくい。よって、すでに領域Ｒが存在して、さらに領域Ｓの設定が必要となることは少ない。
【００６３】
実施の形態４の動画像符号化装置では、図２における領域設定部３４の処理の流れが実施の形態１と異なる。よって、実施の形態４では、領域設定部３４の処理についてのみ説明する。
【００６４】
処理の流れは、図１４のようになる。領域設定部３４は、まず、全ての領域のｒｍｖを（０，０）と仮決定する（Ｓ５０１）。次に、領域設定部３４は、符号量が最小となる領域を判定する（Ｓ５０２）。
【００６５】
領域を判定する処理の流れを図１５に示す。また、その様子を図１６に示す。ここで、現在ＭＢがｉ番目のＭＢであるとしてこれをＭＢ［ｉ］で表すと、始めに処理対象となるＭＢはＭＢ［ｉ］とＭＢ［ｉ＋１］の２個（ｎ＝２）である。
【００６６】
領域設定部３４は、まず、ＭＢ［ｉ］とＭＢ［ｉ＋１］に対して、式（３）によりｒｍｖからｄｍｖ’を算出する（Ｓ５１１）。次に、領域設定部３４は、式（７）によりｄｍｖ’による符号量を算出する（Ｓ５１２）。この符号量は、図１６左のように領域をＭＢ［ｉ］で区切った場合（ｍ＝１）の符号量をｃ１＋ｄ１とすると、符号量ｃ１＋ｄ１は、下記の式（１０）により算出される。
【００６７】
【数１０】
2011091554.tif 000012
ここで、ｍは現在ＭＢを始点として区切ったＭＢの数であり、ＭＢ［ｉ］を含む領域をｒとする。一方、図１６の右のように領域をＭＢ［ｉ］およびＭＢ［ｉ＋１］で区切った場合（ｍ＝２）の符号量をｃ２とすると、符号量ｃ２は、下記の式（１１）により算出される。
【００６８】
【数１１】
2011091554.tif 000013
そして、領域設定部３４は、領域をＭＢ［ｉ］で区切った方が符号量が減るかを判定する（Ｓ５１３）。もし、ｃ１＋ｄ１＜ｃ２ならば領域をＭＢ［ｉ］で区切った方が符号量が減るので、領域設定部３４は、ＭＢ［ｉ］の１個のＭＢを領域ｒ＝０に設定し（Ｓ５１４）、ｉをｍ増やしてｉのループを繰り返す。ｃ１＋ｄ１＜ｃ２でないならば、領域設定部３４は、ｍとｎを１増やしてｎのループを繰り返す。ただし、繰り返すのは、横ＭＢ数をｗとすると、ｎ＜ｗ−（ｉ％ｗ）の間のみである。
【００６９】
領域設定部３４は、ループが右端のＭＢに到達するとｒを１増やし、１ｌｉｎｅ下の左端のＭＢからｎ＝２として処理を繰り返す。領域設定部３４は、以上を画像の最後のＭＢまで処理を繰り返す。
【００７０】
領域設定部３４は、画像の最後のＭＢまで処理が終わると、領域ごとにｒｍｖを最終決定する（Ｓ５０３）。すなわち、領域設定部３４は、設定された領域ごとにｍｖの平均値を算出して、これをｒｍｖとする。
【００７１】
上述したように、実施の形態４の動画像符号化装置は、実施の形態１よりも領域情報の符号量を削減して、領域を設定することができる。あとは、実施の形態４の動画像符号化装置は、実施の形態１の領域設定後と同様に動作する。
【００７２】
実施の形態４の動画像符号化装置は、領域ごとに代表ｍｖを符号化し、その領域内では代表ｍｖをｐｍｖとして符号化する。また、実施の形態４の動画像符号化装置は、ｐｍｖの性質を考慮して領域をＭＢｌｉｎｅ上に設定し、領域情報にかかる符号量を削減する。さらに、実施の形態４の動画像符号化装置は、符号量が減るかどうかを判定しながら領域を設定するので、領域の境界を正確に判定することができる。これにより、符号化対象ブロックのｍｖと隣接ブロックのｍｖが大きく異なる場合でも、ｍｖではなくｄｍｖを符号化することにより符号量が増加する問題を解決することができる。
【００７３】
（実施の形態５）
実施の形態５の動画像符号化装置は、領域の境界を決定するのに、実施の形態４のように現在ＭＢの次のＭＢのみを用いるのではなく、ｎ個のＭＢを用いる。これにより、領域の境界をより正確に判定することができ、実施の形態４よりもさらに符号量を削減することができる。
【００７４】
実施の形態５の動画像符号化装置は、実施の形態４の図１６における領域を判定する様子が異なる。実施の形態５では、これについてのみ説明する。
【００７５】
実施の形態５の動画像符号化装置が領域を判定する様子を図１７に示す。ここで、現在ＭＢがｉ番目のＭＢであるとしてこれをＭＢ［ｉ］で表すと、ＭＢ［ｉ］からＭＢ［ｉ＋ｎ−１］の間で符号量が最小になる領域の境界は、下記の式（１２）により求めることができる。
【００７６】
【数１２】
2011091554.tif 000014
ここで、ｍは現在ＭＢを始点として区切ったＭＢの数であり、ＭＢ［ｉ］を含む領域をｒとする。実施の形態５の動画像符号化装置は、領域の境界を決定するのに、実施の形態４のように現在ＭＢの次のＭＢのみを用いるのではなく、ｎ個のＭＢを用いる。これにより、実施の形態５の動画像符号化装置は、正確に領域を設定することができる。あとは、実施の形態５の動画像符号化装置は、実施の形態１の領域設定後と同様に動作する。
【００７７】
実施の形態５の動画像符号化装置は、領域ごとに代表ｍｖを符号化し、その領域内では代表ｍｖをｐｍｖとして符号化する。また、実施の形態５の動画像符号化装置は、ｐｍｖの性質を考慮して領域をＭＢｌｉｎｅ上に設定し、領域情報にかかる符号量を削減する。さらに、実施の形態５の動画像符号化装置は、複数ブロック先まで見て符号量が減るかどうかを判定しながら領域を設定するので、領域の境界を実施の形態４よりさらに正確に判定することができる。これにより、符号化対象ブロックのｍｖと隣接ブロックのｍｖが大きく異なる場合でも、ｍｖではなくｄｍｖを符号化することにより符号量が増加する問題を解決することができる。
【００７８】
（実施の形態６）
実施の形態１では、図２の選択部３７が図３のステップＳ２０５の判定によりｄｍｖ’を選択（Ｓ２０８）した場合、可変長符号化部１４は代表ｍｖをＧｏｌｏｍｂ符号化する。実施の形態６の動画像符号化装置は、この代表ｍｖを符号化する代わりに差分代表ｍｖを符号化する点が実施の形態１と異なる。代表ｍｖの差分を取って符号化することにより、符号量を削減することができる。これ以外は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。つまり実施の形態６では、図２の選択部３７がｄｍｖ’を選択した後から可変長符号化部１４が符号化するまでの処理についてのみ説明する。説明のため、以下、変数に［ｐ］を付したとき、その変数は特にピクチャｐにおける値であることを示す。
【００７９】
実施の形態６の動画像符号化装置が行う符号化の流れを図１８に示す。図１８における領域Ｒ［ｃｕｒ］は現在のピクチャにおける全ての領域で処理を繰り返すことを示す。また、［Ｐ］を付した変数は、Ｐピクチャにおける値であることを示し、［Ｂ］を付した変数は、Ｂピクチャにおける値であることを示す。さらに、ＬＸは参照ピクチャリストを示し、Ｘは０または１である。参照ピクチャリストとは、主に前方向（Ｘ＝０）の参照ピクチャと、主に後方向（Ｘ＝１）の参照ピクチャを管理するためのリストである。ＰピクチャはＸ＝０のみ、ＢピクチャはＸ＝０，１を用いることができる。ここではＢピクチャも用いて説明するので、動きベクトルに係る変数にＬＸを付し、参照ピクチャリストごとに区別して処理をしていることを表す。
【００８０】
いま、図１９に示すように、ピクチャの表示順がＩ０，Ｂ１，Ｐ２となるように符号化する場合を考える。最初のＩ０はイントラなので、ｍｖ関連の処理は何も無い。次にＰ２を符号化する際、実施の形態６の動画像符号化装置は、実施の形態１で説明した方法によって領域Ｒ［Ｐ２］を設定し、代表ｍｖを算出する。算出した代表ｍｖをｒｍｖＬＸ［Ｐ２］として表す。実施の形態６の動画像符号化装置は、Ｐピクチャの場合（Ｓ６００）、実施の形態１で説明した方法により、この代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｐ２］を符号化する（Ｓ６０１）。
【００８１】
次に、実施の形態６の動画像符号化装置は、Ｂ１を符号化する。実施の形態６の動画像符号化装置は、実施の形態１で説明した方法によって領域Ｒ［Ｂ１］を設定し、代表ｍｖをｒｍｖＬＸ［Ｂ１］として算出する。実施の形態６の動画像符号化装置は、Ｂピクチャについては、ｒｍｖＬＸ［Ｂ１］の算出に際し、その領域に属するＭＢにおけるｍｖＬＸの平均値を参照ピクチャリストごとに算出する。
【００８２】
Ｂピクチャの場合（Ｓ６００）、実施の形態６の動画像符号化装置は、設定した領域Ｒ［Ｂ１］が、参照ピクチャＰ２において設定した領域Ｒ［Ｐ２］と位置が重複しているかどうかを判定する（Ｓ６１０）。領域Ｒ［Ｂ１］を図２０のように設定したとき、領域の位置が重複しないので、実施の形態６の動画像符号化装置は、実施の形態１で説明した方法によって代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を符号化する（Ｓ６１１）。
【００８３】
一方、領域Ｒ［Ｂ１］を図２１のように設定したとき、領域の位置が重複する。このとき、実施の形態６の動画像符号化装置は、図１９に示すように、現在ピクチャ（Ｂ１）からＬ０の参照ピクチャ（Ｉ０）の間の距離をｔｂ、Ｌ１の参照ピクチャ（Ｐ２）からＬ０の参照ピクチャ（Ｉ０）の間の距離をｔｄとする。そして、実施の形態６の動画像符号化装置は、領域Ｒ［Ｐ２］の代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｐ２］をｒｍｖＣｏｌ、領域Ｒ［Ｂ１］の代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｂ１］をｒｍｖＬＸとして下記の式（１３）に代入し、差分代表ベクトルｄｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を算出する（Ｓ６２１）。
【００８４】
【数１３】
2011091554.tif 000015
そして、実施の形態６の動画像符号化装置は、ｄｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を代表ｍｖの代わりに符号化する（Ｓ６２２）。重複した領域の代表ｍｖ同士は時間的な相関が高く、近似した値となりやすいので、ｄｒｍｖＬＸは０に近づく。つまり、代表ｍｖそのものでなく、差分を取って符号化することによって、符号量を削減することができる。
【００８５】
また、Ｂ１において複数の重複する領域を参照して符号化するように構成してもよい。つまり、領域Ｒ［Ｂ１］を図２２のように設定すると、参照ピクチャＰ２において設定した２つの領域Ｒ（０）［Ｐ２］およびＲ（１）［Ｐ２］と位置が重複する。このような場合、実施の形態６の動画像符号化装置は、参照ピクチャの領域Ｒ（ｒ）を参照したときの符号量Ｂ（Ｒ（ｒ））を、下記の式（１４）を用いて以下のように算出する。ここで、参照ピクチャにおける領域Ｒ（ｒ）のｒを領域インデックスと呼ぶ。
【００８６】
【数１４】
2011091554.tif 000016
ここで、Ｂ（ｄｒｍｖＬＸ（ｒ））は式（４）のＢ（ｄｍｖ［ｉ］）にｄｒｍｖＬＸ（ｒ）を代入して算出する。また、ｕｅ（ｒ）は式（６）を用いる。
【００８７】
いま、領域Ｒ（０）［Ｐ２］を参照して符号化するときの符号量Ｂ（Ｒ（０））は、下記の式（１５）を用いて次のようになる。
【００８８】
【数１５】
2011091554.tif 000017
同様に、実施の形態６の動画像符号化装置は、領域Ｒ（１）［Ｐ２］を参照して符号化するときの符号量Ｂ（Ｒ（１））を算出する。そして、Ｂ（Ｒ（０））とＢ（Ｒ（１））を比較し、小さい方を選択して、ｒとｄｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を符号化する。
【００８９】
重複する領域が３つ以上でも同様である。このように、実施の形態６の動画像符号化装置は、重複する全ての領域が持つ代表ベクトルに対してそれぞれ符号量を算出し、符号量が最小となる領域を選択して、その領域インデックスと差分代表ベクトルを符号化する。つまり、実施の形態６の動画像符号化装置は、複数の領域が重複した場合でも、符号量が最小となるものを選択して符号化することにより、符号量を削減することができる。
【００９０】
さらに、Ｂ１について領域の重複にかかわらずこれを参照して符号化するように構成してもよい。つまり、実施の形態６の動画像符号化装置は、領域の重複を判定せず、参照ピクチャにおいて設定された全ての領域が持つ代表ベクトルに対してそれぞれ差分代表ベクトルを算出し、符号量を算出する。また、実施の形態６の動画像符号化装置は、代表ベクトル自体の符号量を算出する。実施の形態６の動画像符号化装置は、これらのうち、符号量が最小となるものを選択して、領域インデックスと差分代表ベクトルまたは代表ベクトルを符号化する。実施の形態６の動画像符号化装置は、代表ベクトルをそのまま符号化する場合、領域インデックスを−１とする。つまり、可能な限り代表ベクトルを参照し、符号量が最小となるものを選択して符号化することにより、符号量を削減することができる。
【００９１】
実施の形態６の動画像符号化装置は、代表ベクトルを符号化する代わりに差分代表ベクトルを符号化する。これにより、実施の形態５までに比べてさらに符号量を削減することができる。
【００９２】
（実施の形態７）
次に実施の形態６の動画像符号化装置によって生成された符号を復号化する、実施の形態７の動画像復号化装置を説明する。実施の形態２で説明した動画像復号化装置は、領域設定を保存し、これを現在のピクチャのみに用いて復号化する。一方、実施の形態７の動画像復号化装置は、領域設定に加えて代表ｍｖを保存し、これを現在以外のピクチャにも用いて復号化する。これ以外は実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。つまり、図１０のｍｖ算出部６２が、領域メモリ部６４に格納されている情報より現在ＭＢは領域に属している（図１１のＳ４０３）と判定したときについてのみ説明する。
【００９３】
実施の形態７の動画像復号化装置が行う復号化の流れを図２３に示す。実施の形態７では、実施の形態６に挙げた符号（Ｉ０，Ｂ１，Ｐ２）を復号化する場合を考える。最初のＩ０はイントラなので、ｍｖ関連の処理は何も無い。
【００９４】
次にＰ２について、ｍｖ算出部６２は、ピクチャタイプをＰと判定し（Ｓ７００）、領域Ｒ［Ｐ２］と代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｐ２］を復号化（Ｓ７０１）する。ｍｖ算出部６２は、それらを領域メモリ部６４に保存し、Ｐ２を参照するピクチャを復号化するまで維持する。Ｐ２自体の復号化処理は実施の形態２と同じである。
【００９５】
次にＢ１について、ｍｖ算出部６２は、ピクチャタイプをＢと判定し（Ｓ７００）、領域Ｒ［Ｂ１］を復号化する。そして、ｍｖ算出部６２は領域メモリ部６４から参照ピクチャにおいて設定された領域Ｒ［Ｐ２］を読み出し、互いの領域が重複するかどうかを判定する（Ｓ７１０）。ｍｖ算出部６２は、領域が重複しないと判定した場合、代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｂ１］として復号化を実行する（Ｓ７１１）。それに対して領域が重複する場合、ｍｖ算出部６２は、差分代表ベクトルｄｒｍｖＬＸ［Ｂ１］として復号化を実行し（Ｓ７２１）、さらに式（１３）よりｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を算出する（Ｓ７２２）。Ｂ１自体の復号化処理は実施の形態２と同じである。
【００９６】
また、Ｂ１について複数の重複する領域を参照して符号化した場合を説明する。この符号を復号化するには、ｍｖ算出部６２は、領域インデックスｒと差分代表ベクトルｄｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を復号化した後、式（１３）より代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を算出する。このとき、ｍｖ算出部６２は、参照ピクチャにおける領域としてＲ（ｒ）［Ｐ２］を選択し、この領域の代表ベクトルをｒｍｖＣｏｌとする。Ｂ１自体の復号化処理は実施の形態２と同じである。
【００９７】
さらに、Ｂ１について領域の重複にかかわらずこれを参照して符号化した場合を説明する。この符号を復号化するには、ｍｖ算出部６２は、まず領域インデックスｒを復号化する。ｒ＝−１の場合、ｍｖ算出部６２は、代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｂ１］として復号化を実行する。そうでない場合、ｍｖ算出部６２は、差分代表ベクトルｄｒｍｖＬＸとして復号化を実行した後、式（１３）より代表ベクトルｒｍｖＬＸ［Ｂ１］を算出する。このとき、ｍｖ算出部６２は、参照ピクチャにおける領域としてＲ（ｒ）［Ｐ２］を選択し、この領域の代表ベクトルをｒｍｖＣｏｌとする。Ｂ１自体の復号化処理は実施の形態２と同じである。
【００９８】
実施の形態７の動画像復号化装置は、代表ベクトルを符号化する代わりに差分代表ベクトルを符号化する動画像符号化装置によって生成された符号を復号化することができる。
【００９９】
（実施の形態８）
次に、実施の形態８の動画像符号化装置を説明する。実施の形態８の動画像符号化装置は、式（３）にあるｄｍｖ’の算出方法を選択できるようにする点が実施の形態１の動画像符号化装置と異なる。これにより、ｄｍｖ’の符号量を少なくことができる。これ以外は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。つまり、図２のｄｍｖ’算出部３５による算出処理およびその符号化処理についてのみ説明する。
【０１００】
実施の形態８の動画像符号化装置が行う符号化の流れを図２４に示す。実施の形態８では、図２５に示す領域を設定して符号化する場合を考える。図２５は、領域Ｒを設定したとき、その領域の内部における最初のＭＢであるＭＢ［ｋ］からＭＢ［ｋ＋ｈ＋２］（ｈは画像の横ＭＢ数）までを符号化する様子を示している。また、符号化対象ブロックＸの、左隣のブロックＡ、上隣のブロックＢ、右上隣のブロックＣそれぞれにおけるｍｖをそれぞれｍｖＡ，ｍｖＢ，ｍｖＣと表す。また、隣接ブロックＡ，Ｂ，Ｃをまとめて領域Ｎと表す。
【０１０１】
実施の形態８では、ｄｍｖ’算出部３５は、ＭＢ［ｉ］におけるｄｍｖ’を複数の方法により算出し、その中で最小の符号量となるものを選択する。そこで、ｄｍｖ’算出部３５は、式（３）によって算出したｄｍｖ’をｄｍｖ’（−１）と置く。さらに、ｄｍｖ’算出部３５は、ＭＢ［ｉ］におけるｄｍｖ’［ｉ］を下記の式（１６）を用いて算出する。
【０１０２】
【数１６】
2011091554.tif 000018
ここで、ｔ＝Ａのとき、ｍｖｔはｍｖＡを表し、Ｂ，Ｃも同様である。このＴを候補と呼び、換言すると領域Ｒに属している隣接ブロックの領域Ｎのことである。
【０１０３】
ｄｍｖ’算出部３５は、図２５に示す領域の符号化にあたって、領域Ｒに属するＭＢにおけるｍｖの平均値を、ｒｍｖとしてすでに算出している。ｄｍｖ’算出部３５は、まず領域Ｒ内の最初であるＭＢ［ｋ］において、候補Ｔが直前のＭＢと同じかどうかを判定する（Ｓ８００）。いま、最初のＭＢなので、ｄｍｖ’算出部３５は、直前のＭＢと異なると判定する。ｄｍｖ’算出部３５は、この判定の結果、式（３）によりｄｍｖ’（−１）を算出する（Ｓ８０１）。
【０１０４】
次に、ｄｍｖ’算出部３５は、候補Ｔが存在するかどうかを判定する（Ｓ８０２）が、図２５におけるｋの図から明らかなようにＴは存在しない。これをＴ［ｋ］＝｛φ｝と表す。そして、ｄｍｖ’算出部３５は、算出したｄｍｖ’の中で符号量が最小となる候補を予測位置ｐとして選択する（Ｓ８０４）。いま、ｄｍｖ’（−１）しかないので、ｄｍｖ’算出部３５は、これをそのまま選択して符号化する。
【０１０５】
次にＭＢ［ｋ＋１］は、ステップＳ８００においてＴ［ｋ＋１］＝｛Ａ｝であり、これはＴ［ｋ］＝｛φ｝と異なるので、ｄｍｖ’算出部３５は、ｄｍｖ’（−１）を算出する（Ｓ８０１）。ｄｍｖ’算出部３５は、ステップＳ８０２において、Ｔ［ｋ＋１］＝｛Ａ｝だからＡを候補ｔとして、式（１６）によりｄｍｖ’（ｔ）を算出する（Ｓ８０３）。そして、ｄｍｖ’算出部３５は、算出したｄｍｖ’（−１）とｄｍｖ’（Ａ）のうち、符号量が最小となるものを選択（Ｓ８０４）して符号化する。
【０１０６】
同時に、ｄｍｖ’算出部３５は、選択した候補を予測位置ｐとして符号化する。予測位置ｐは、ｄｍｖ’（−１）が最小の場合にはｐ＝−１として、ｄｍｖ’（Ａ）が最小の場合にはｐ＝０として符号化する。仮に、ＴにＢとＣが含まれる場合、ｄｍｖ’算出部３５は、予測位置ｐをそれぞれｐ＝１，２として符号化する。つまり、ｄｍｖ’算出部３５は、ｄｍｖ’の算出に用いる予測ベクトルを、領域の代表ベクトルと隣接ブロックの動きベクトルとのいずれかより選択することでｄｍｖ’をより０に近づける。これにより、符号量は少なくなる。
【０１０７】
次にＭＢ［ｋ＋２］は、ステップＳ８００においてＴ［ｋ＋２］＝｛Ａ｝であり、これはＴ［ｋ＋１］と同じである。この場合、ｄｍｖ’算出部３５は、直前のＭＢにおける予測位置ｐでｄｍｖ’を算出する（Ｓ８１０）。つまり、ｄｍｖ’算出部３５は、Ａを候補ｔとして、ｄｍｖ’（ｔ）を算出する（Ｓ８１０）。そして、ｄｍｖ’算出部３５は、これをそのまま選択して（Ｓ８０４）、符号化する。つまり、ｄｍｖ’算出部３５は、直前のＭＢにおいて符号量が最小となった予測位置ｐを現在のＭＢにそのまま適用することでｐを符号化せず、符号量を少なくする。
【０１０８】
ＭＢ［ｋ＋３］以降ＭＢｌｉｎｅの端まで、Ｒに属するＭＢにおける符号化は、ＭＢ［ｋ＋２］における符号化と同様である。
【０１０９】
さらに、画像の横ＭＢ数をｈとし、ＭＢ［ｋ］の１ＭＢ下であるＭＢ［ｋ＋ｈ］における処理について説明する。いま、Ｔ［ｋ＋ｈ］＝｛Ｂ，Ｃ｝である。一方、領域Ｒ内の直前のＭＢ（領域Ｒに属するＭＢで、最も右上に位置するＭＢ）における候補は｛Ａ｝であるから、両者は異なる。この場合にはＭＢ［ｋ＋１］と同様に、ｄｍｖ’算出部３５は、各候補に対して式（３）および式（１６）によりｄｍｖ’を算出し、符号量が最小となる予測位置ｐを選択して、ｐとｄｍｖ’（ｐ）を符号化する。
【０１１０】
ＭＢ［ｋ＋ｈ＋１］における符号化は、ＭＢ［ｋ＋ｈ］における符号化と同様である。
【０１１１】
ＭＢ［ｋ＋ｈ＋２］以降ＭＢｌｉｎｅの端まで、Ｒに属するＭＢにおける符号化は、ＭＢ［ｋ＋２］における符号化と同様である。
【０１１２】
これ以降のＭＢは、同様に符号化することができる。
【０１１３】
実施の形態８の動画像符号化装置は、領域に属するＭＢにおいて、ｄｍｖ’の算出に用いる予測ベクトルを、領域の代表ベクトルと候補の動きベクトルとのいずれかより選択する。実施の形態８の動画像符号化装置は、候補が直前のＭＢと同じ場合、その候補を現在ＭＢにそのまま適用して予測位置を符号化しない。これにより、実施の形態８の動画像符号化装置は、ｄｍｖ’をより０に近づけ、実施の形態５までに比べてさらにｄｍｖ’にかかる符号量を少なくすることができる。
【０１１４】
（実施の形態９）
次に実施の形態８の動画像符号化装置によって生成された符号を復号化する実施の形態９の動画像復号化装置を説明する。
【０１１５】
実施の形態９の動画像復号化装置が行う復号化の流れを図２６に示す。実施の形態９の動画像復号化装置は、図２５に示す領域を設定して符号化した符号を復号化する。動画像復号化装置は、まず領域Ｒ内の最初であるＭＢ［ｋ］において、候補Ｔが直前のＭＢと同じかどうかを判定する（Ｓ９００）。いま、最初のＭＢなので、動画像復号化装置は、直前のＭＢと異なると判定する。そして、動画像復号化装置は、候補Ｔが存在するかどうかを判定する（Ｓ９０１）が、図２５におけるｋの図から明らかなようにＴは存在しない。これをＴ［ｋ］＝｛φ｝として表す。候補Ｔが存在しないので、動画像復号化装置は、ｄｍｖ’（−１）として復号化を行う（Ｓ９０２）。
【０１１６】
次にＭＢ［ｋ＋１］は、ステップＳ９００においてＴ［ｋ＋１］＝｛Ａ｝であり、これはＴ［ｋ］＝｛φ｝と異なる。よってＴは存在するので（Ｓ９０１）、動画像復号化装置は、予測位置ｐとｄｍｖ’（ｐ）を復号化する（Ｓ９１０）。動画像復号化装置は、ｐ＝−１の場合、その領域Ｒが持つｒｍｖを用いて、式（３）によりｍｖを算出し、ｐ＝０の場合、候補ｔ＝Ａとして式（１６）を用いて、ｍｖを算出する。
【０１１７】
次にＭＢ［ｋ＋２］は、ステップＳ９００においてＴ［ｋ＋２］＝｛Ａ｝であり、これはＴ［ｋ＋１］と同じである。この場合、動画像復号化装置は、直前のＭＢにおけるｐでｄｍｖ’を復号化する（Ｓ９２０）。つまり、動画像復号化装置は、候補ｔ＝Ａとして式（１６）を用いて、ｍｖを算出する。
【０１１８】
これ以降のＭＢ［ｉ］は、同様に復号化することができる。
【０１１９】
実施の形態９の動画像復号化装置は、領域に属するＭＢについて、ｄｍｖ’の算出に用いる予測ベクトルを、領域の代表ベクトルと候補の動きベクトルとのいずれかより選択し、さらに候補が直前のＭＢと同じ場合には、その候補を現在ＭＢにそのまま適用して符号化する実施の形態８の動画像符号化装置によって生成された符号を復号化することができる。
【０１２０】
（応用例）
上述した実施の形態において示した条件は、説明の簡単化のための条件である。上述した実施の形態にはこの条件に限定される処理はないので、この条件によらず本発明を同様の考え方で実施することができる。
【０１２１】
実施の形態１における領域の設定では、閾値を３２または８とした。閾値は実施の形態１の閾値と異なってもよいし、任意の条件により変動させてもよい。
【０１２２】
実施の形態１における代表ｍｖの算出では、領域に属するＭＢにおけるｍｖの平均値を代表ｍｖとした。代表ｍｖは中央値や最頻値などとしてもよいし、領域ごとに導出方法を変えてもよいし、領域を設定しながら値を更新してもよい。
【０１２３】
実施の形態１及び実施の形態３における領域の符号化で用いた領域情報は、領域を一意に設定できれば実施の形態１または実施の形態３と異なってもよい。
【０１２４】
実施の形態１では、領域設定部３４は、横方向を先に、縦方向を後に領域設定した。しかしながら、領域設定部３４は、縦方向を先に、横方向を後に領域設定してもよいし、任意の位置から領域設定してもよい。
【０１２５】
実施の形態１では、領域情報をＧｏｌｏｍｂ符号化したが、領域情報の符号化方法はこれに限定されない。領域情報は、周辺ブロックや前後フレームをコンテキストとして参照して符号化してもよいし、符号化してコンテキストを変更してもよい。符号量の算出方法は、実施の形態１の方法に限定されない。
【０１２６】
実施の形態１では、領域情報はＳＥＩとして符号化したが、領域情報の符号化方法はこれに限定されない。領域情報は「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０」においてＭＢタイプとして定義されているｍｂ＿ｔｙｐｅを拡張することによって符号化してもよい。つまり、あるＭＢのＭＢタイプがＴで、さらに領域情報Ｒを符号化するとき、ＭＢタイプとして定義されていない値Ａを追加情報付属のＭＢタイプとして用いて、Ａ，Ｔ，Ｒの順に符号化する。これにより、領域情報を符号化してもよい。
【０１２７】
実施の形態４及び実施の形態５では、領域のｒｍｖを（０，０）と仮決定したが、これは（０，０）以外でもよい。また、ｄｍｖ’による符号量の計算（Ｓ５１２）の結果をステップＳ２０４で再度用いてもよい。
【０１２８】
実施の形態６では、Ｐピクチャは代表ｍｖをそのまま符号化したが、これはＢピクチャと同じように参照ピクチャの代表ｍｖを用いて差分を取り、差分代表ｍｖを符号化するようにしてもよいし、式（１３）を用いる方法以外の算出方法を用いてもよい。
【０１２９】
実施の形態６では、領域の重複にかかわらずこれを参照して符号化するように構成した場合、代表ｍｖをそのまま符号化するときの領域インデックスをｒ＝−１とした。これは、どの領域を参照したかを区別できればどのように符号化しても構わない。
【０１３０】
実施の形態８では、代表ｍｖを用いて算出したｄｍｖ’の予測位置をｐ＝−１とした。また、隣接ブロックＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれｐ＝０，１，２とした。しかしながら、隣接ブロックがＡとＣしか無い場合にそれぞれをｐ＝０，１としてもよいし、どの予測位置を参照したかを区別することができればどのように符号化しても構わない。
【０１３１】
本発明は上述した実施の形態の処理をコンピュータにより実行させるプログラムを含む。このプログラムは、記録媒体に記録されてコンピュータに取り込まれてもよいし、ネットワークを介して配信されてコンピュータにダウンロードされてもよいし、コンピュータに予め組み込まれていてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１  動画像符号化装置、  １０  入力信号、  １１  減算部、  １２  ＤＣＴ部、  １３  量子化部、  １４  可変長符号化部、  １５  逆量子化部、  １６  逆ＤＣＴ部、  １７  加算部、  １８  デブロックフィルタ部、  １９  メモリ部、  ２０  ＭＥ部、  ２１  ＭＣ部、  ２２  イントラ予測部、  ２３  出力符号、  ３１  ｍｖ処理部、  ３２  ｄｍｖ算出部、  ３３  符号量算出部、  ３４  領域設定部、  ３５  ｄｍｖ’算出部、  ３６  符号量算出部、  ３７  選択部、  １０２  動画像復号化装置、  ５１  入力符号、  ５２  可変長復号化部、  ５３  逆量子化部、  ５４  逆ＤＣＴ部、  ５５  イントラ予測部、  ５６  ＭＣ部、  ５７  加算部、  ５８  デブロックフィルタ部、  ５９  バッファ部、  ６０  出力信号、  ６１  ｍｖ処理部、  ６２  ｍｖ算出部、  ６３  領域設定部、  ６４  領域メモリ部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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