(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロック及び近傍ブロックのそれぞれの動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いた動画像符号化装置であって、
前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値との差分値である前記第一成分の差分値を求め、該第一成分の差分値を符号化する第一成分符号化手段と、
前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値の符号語を定め、該第二成分値を符号化する第二成分符号化手段と
を備えたことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロック及び近傍ブロックのそれぞれの動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いて符号化された前記画像の復号を行う動画像復号装置であって、
第一成分の差分値を復号し、前記近傍ブロックの動きベクトルの第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記第一成分の差分値とを加算して前記第一成分値を生成する第一成分復号手段と、
前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値と該第二成分値の符号語との対応関係を同定し、符号化データとして与えられた該第二成分値の符号語を該第二成分値へ復号する第二成分復号手段と
を備えたことを特徴とする動画像復号装置。
【請求項３】
画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロック及び近傍ブロックのそれぞれの動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いた動画像符号化方法であって、
前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値との差分値である前記第一成分の差分値を求め、該第一成分の差分値を符号化する第一成分符号化ステップと、
前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値の符号語を定め、該第二成分値を符号化する第二成分符号化ステップと
を有することを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項４】
画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロック及び近傍ブロックのそれぞれの動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いて符号化された前記画像の復号を行う動画像復号方法であって、
第一成分の差分値を復号し、前記近傍ブロックの動きベクトルの第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記第一成分の差分値とを加算して前記第一成分値を生成する第一成分復号ステップと、
前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値と該第二成分値の符号語との対応関係を同定し、符号化データとして与えられた該第二成分値の符号語を該第二成分値へ復号する第二成分復号ステップと
を有することを特徴とする動画像復号方法。
【請求項５】
コンピュータに、請求項３に記載の動画像符号化方法を実行させるための動画像符号化プログラム。
【請求項６】
コンピュータに、請求項４に記載の動画像復号方法を実行させるための動画像復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動き補償を用いる動画像符号化技術を用いた動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像符号化方法、動画像復号方法、動画像符号化プログラム及び動画像復号プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
規格Ｈ．２６４に代表される動画像符号化における重要な要素技術の一つに、動き補償フレーム間予測がある。動き補償フレーム間予測では、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（例えば、非特許文献１参照）。図１３は、従来技術による動き補償を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図中、符号３００は動き補償による符号化部、符号３１０は動き探索により画像の動きを推定する動き推定部、符号３２０は動き推定によって算出された動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶部である。
【０００３】
符号３３０は動きベクトルの予測符号化のために符号化済み情報から動きベクトルを予測する動きベクトル予測処理部、符号３３１は動きベクトルの予測に用いる参照ブロックの動きベクトルを抽出する参照ブロック動きベクトル抽出処理部、符号３３２は参照ブロックから抽出した動きベクトルの中央値を算出する中央値算出処理部である。符号３４０は動きベクトルと予測した動きベクトル（以下、予測ベクトルという）の差分を算出する予測残差算出部、符号３５０は量子化された変換係数や動きベクトルの予測残差信号（予測誤差ベクトルという）に可変長符号を割り当てて符号化ストリームを出力する符号割当て部である。
【０００４】
動き推定部３１０は、符号化対象ブロックの映像信号を入力すると、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する。算出された動きベクトルは、動き補償による符号化部３００に入力され、動き補償による符号化部３００では、動きベクトルを用いた動き補償によって映像信号と予測信号との残差信号を求め、これを直交変換、量子化などによって符号化処理する。処理結果の量子化値などが符号割当て部３５０で符号化されて符号化ストリームとして出力される。一方、動きベクトルについても符号量削減のために予測符号化を行う。このため、動き推定部３１０が算出した動きベクトルは、後の参照のために動きベクトル記憶部３２０に記憶される。動きベクトル予測処理部３３０は、符号化済みの動きベクトルを用いて予測ベクトルを算出する。
【０００５】
動きベクトル予測処理部３３０における動きベクトルの予測では、まず、参照ブロック動きベクトル抽出処理部３３１が、図１４に示す符号化対象画像（符号化対象ピクチャまたはフレームともいう）の予測対象ブロック（符号化対象ブロック）Ｂ０の近傍にある符号化済みブロックを参照ブロックＢ１〜Ｂ３として、これらの動きベクトルを、動きベクトル記憶部３２０から抽出する。図１４は、符号化対象画像の予測対象ブロックの一例を示す図である。
【０００６】
次に、中央値算出処理部３３２は、参照ブロックＢ１〜Ｂ３の各動きベクトル成分の中央値を算出し、算出した中央値から予測ベクトルを生成する。この予測ベクトルの生成方法を空間メディアン予測と呼ぶ。予測残差算出部３４０は、動きベクトルと予測ベクトルとの差分（予測誤差ベクトル）を算出し、その予測誤差ベクトルを符号割当て部３５０へ送る。予測誤差ベクトルは、符号割当て部３５０で可変長符号化されて、符号化ストリームとして出力される。
【０００７】
図１５は、従来技術による動き補償を用いた動画像復号装置の構成を示すブロック図である。図中、符号４００は符号化ストリーム中の可変長符号を復号する可変長復号部、符号４１０は予測誤差ベクトルと予測ベクトルを加算する動きベクトル算出部、符号４２０は動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶部である。符号４３０は動きベクトルを復号済みの情報を用いて予測する動きベクトル予測処理部、符号４３１は動きベクトルの予測に用いる参照ブロックの動きベクトルを抽出する参照ブロック動きベクトル抽出処理部、符号４３２は参照ブロックから抽出した動きベクトル成分の中央値を算出する中央値算出処理部、符号４４０は算出された動きベクトルを用いて動き補償を行い、復号対象ブロックを復号して、復号された映像信号を出力する動き補償による復号部である。
【０００８】
符号化ストリームを入力すると、可変長復号部４００は、符号化ストリーム中の可変長符号を復号し、復号対象ブロックの量子化変換係数を動き補償による復号部４４０へ送り、予測誤差ベクトルを動きベクトル算出部４１０へ送る。動きベクトル算出部４１０は、予測誤差ベクトルと、復号済みの動きベクトルから求めた予測ベクトルとを加算し、動きベクトルを算出する。算出された動きベクトルは、動き補償による復号部４４０へ送られるとともに、動きベクトル記憶部４２０に格納される。動き補償による復号部４４０は、算出された動きベクトルを用いて動き補償を行い、復号対象ブロックを復号して、復号された映像信号を出力する。
【０００９】
動画像復号装置における動きベクトル予測処理部４３０の動きベクトルの予測処理は、図１３に示す動画像符号化装置における動きベクトル予測処理部３３０の処理と同様である。図１６は、従来の時間方向動きベクトル予測処理部の構成を示すブロック図である。規格Ｈ．２６４による符号化では、Ｂピクチャの符号化における符号化モードの一つとして、動き情報を符号化済みブロックの動き情報から予測生成し、動き情報の符号化を省略するダイレクト・モードと呼ばれる符号化モードが用いられている。ダイレクト・モードには、主として空間方向の動き情報を利用する空間ダイレクト・モードと、主として時間方向の動き情報を利用する時間ダイレクト・モードがある。この時間ダイレクト・モードにおける動きベクトルの予測では、動きベクトル予測処理部５００は、次のように予測ベクトルを算出する。
【００１０】
アンカーブロック動きベクトル抽出処理部５０１が、アンカーピクチャで予測対象ブロックと同じ位置にあるブロック（これをアンカーブロックという）の動きベクトルｍｖＣｏｌを動きベクトル記憶部５１０から抽出する。アンカーピクチャとは、ダイレクト・モードの動きベクトルを求める際の動きベクトルを持つピクチャのことであり、通常は、表示順序で符号化対象ピクチャの後方の一番近い参照ピクチャである。次に、外挿予測処理部５０２は、動きベクトルｍｖＣｏｌからＬ０の動きベクトルｍｖＬ０と、Ｌ１の動きベクトルｍｖＬ１を、Ｌ０の参照ピクチャと符号化対象ピクチャとアンカーピクチャとの時間間隔に応じて比例配分することにより算出する。
【００１１】
なお、Ｂピクチャでは、任意の参照ピクチャから最大２枚のピクチャを選択できるので、この２枚をＬ０、Ｌ１として区別し、主として前方向予測に用いる予測をＬ０予測、主として後方向予測に用いる予測をＬ１予測と呼んでいる。動きベクトル予測処理部５００は、外挿予測処理部５０２が算出した動きベクトルｍｖＬ０、ｍｖＬ１を予測ベクトルとして出力する。また、動きベクトルｍｖＣｏｌを予測ベクトルとする方法もある。この予測ベクトルの生成方法をＣｏ−ｌｏｃａｔｅｄ予測と呼ぶ。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｈ．２６４／ＡＶＣ教科書（改訂三版）”、角野眞也他、インプレスＲ＆Ｄ、ｐｐ．１２８−１３０、２００８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、従来の動き補償を用いた動画像符号化装置による動きベクトルの符号化では、空間的な近傍ブロックの動きベクトルから予測ベクトルを生成し、その予測ベクトルと、符号化対象ブロックの動きベクトルとの差分ベクトルを符号化対象としており、動きベクトルの水平成分と垂直成分を同時に予測している点に問題がある。動きベクトルの水平成分・垂直成分の順に符号化する場合（垂直成分・水平成分の順に符号化する場合も同様）、復号側でも、生成された符号化データは、水平成分・垂直成分の順に復号される。このため、動きベクトルの垂直成分の復号時に、既に復号されている水平成分は利用可能である。また、動きベクトルの符号化は可逆符号化であるため、復号側で利用可能となる動きベクトルの水平成分は、符号化側で符号化した値と同一である。
【００１４】
しかしながら、従来の動きベクトルの符号化では、動きベクトルの各成分は独立に予測・符号化されているため、動きベクトルの成分間の相関を十分に利用できていない。このため、動きベクトルに対する符号化効率に改善の余地がある。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、動きベクトルの符号化効率を向上させ、動きベクトルの符号量を従来技術よりも削減することができる動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラム及び、動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラムによって符号化された画像を復号する動画像復号装置、動画像復号方法、動画像復号プログラム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】
【００１６】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロックと近傍ブロックの間における動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いた動画像符号化装置であって、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値との差分値である前記第一成分の差分値を求め、該第一成分の差分値を符号化する第一成分符号化手段と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値の符号語を定め、該第二成分値を符号化する第二成分符号化手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロックと近傍ブロックの間における動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いて符号化された前記画像の復号を行う動画像復号装置であって、第一成分の差分値を復号し、前記近傍ブロックの動きベクトルの第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記第一成分の差分値とを加算して前記第一成分値を生成する第一成分復号手段と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値と該第二成分値の符号語との対応関係を同定し、符号化データとして与えられた該第二成分値の符号語を該第二成分値へ復号する第二成分復号手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロックと近傍ブロックの間における動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いた動画像符号化方法であって、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値との差分値である前記第一成分の差分値を求め、該第一成分の差分値を符号化する第一成分符号化ステップと、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値の符号語を定め、該第二成分値を符号化する第二成分符号化ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロックと近傍ブロックの間における動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いて符号化された前記画像の復号を行う動画像復号方法であって、第一成分の差分値を復号し、前記近傍ブロックの動きベクトルの第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記第一成分の差分値とを加算して前記第一成分値を生成する第一成分復号ステップと、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値と該第二成分値の符号語との対応関係を同定し、符号化データとして与えられた該第二成分値の符号語を該第二成分値へ復号する第二成分復号ステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロックと近傍ブロックの間における動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いた動画像符号化装置上のコンピュータに画像符号化処理を行わせる動画像符号化プログラムであって、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値との差分値である前記第一成分の差分値を求め、該第一成分の差分値を符号化する第一成分符号化ステップと、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値の符号語を定め、該第二成分値を符号化する第二成分符号化ステップとを行わせることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、画像を所定サイズのブロックに分割し、符号化対象ブロックと近傍ブロックの間における動きベクトルの複数の成分値のうち、一方の成分値を第一成分値とし、他方の成分値を第二成分値とし、前記第一成分値と前記第二成分値とをそれぞれ符号化することにより前記ブロック毎の動き補償フレーム間予測を用いて符号化された前記画像の復号を行う動画像復号装置上のコンピュータに画像復号処理を行わせる動画像復号プログラムであって、第一成分の差分値を復号し、前記近傍ブロックの動きベクトルの第一成分値から生成した前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分値の予測値と、前記第一成分の差分値とを加算して前記第一成分値を生成する第一成分復号ステップと、前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第一成分値と、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの前記第一成分値との差分値と前記近傍ブロックの動きベクトルの前記第二成分値に基づき、前記符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分値の候補値に対する発生確率を求め、該発生確率に基づき、該第二成分値と該第二成分値の符号語との対応関係を同定し、符号化データとして与えられた該第二成分値の符号語を該第二成分値へ復号する第二成分復号ステップとを行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、動きベクトルの符号量を削減すること可能となるため、動画像符号化処理における発生符号化量を低減できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態における動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す動きベクトル予測処理部３０の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すベクトル予測処理部３０の処理動作を示すフローチャートである。
【図５】図３に示すベクトル予測処理部３０を変形した構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示すベクトル予測処理部３０の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】図２に示す動きベクトル予測処理部２８の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す動きベクトル予測処理部２８の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】図７に示すベクトル予測処理部２８を変形した構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示すベクトル予測処理部２８の処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】近傍ブロックの設定例を示す説明図である。
【図１２】画像伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】従来技術による動き補償を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である
【図１４】符号化対象画像の予測対象ブロックの一例を示す説明図である。
【図１５】従来技術による動き補償を用いた動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】従来の時間方向動きベクトル予測処理部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による動画像符号化装置及び動画像復号装置を説明する。図１は同実施形態における動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。本実施形態における動画像符号化装置１は、動きベクトル予測処理部３０が従来技術と異なる部分であり、他の部分は、規格Ｈ．２６４その他の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の構成と同様である。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、そのビットストリームを符号化ストリームとして出力する。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１９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。符号割当て部１３は、量子化された変換係数をエントロピー符号化し、符号化ストリームとして出力する。
【００２５】
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１９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１９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。動き推定部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、動きベクトルを算出する。この動きベクトルは、動き補償部１９および予測誤差ベクトル算出部３２に出力され、また、動きベクトル記憶部３１に格納される。動き補償部１９は、動き推定部１８が求めた動きベクトルを用いて、フレームメモリ１７内の画像を参照することにより、符号化対象ブロックの予測信号を出力する。
【００２６】
動き補償に用いた動きベクトルについても予測符号化するために、動きベクトル予測処理部３０によって符号化済みの情報を用いて動きベクトルの予測を行い、動き補償に用いた動きベクトルと、予測された動きベクトル（これを予測ベクトルという）との差分を、予測誤差ベクトル算出部３２により算出して、結果を予測誤差ベクトルとして符号割当て部１３へ出力する。符号割当て部１３は、予測誤差ベクトルについてもエントロピー符号化により符号を割り当て符号化ストリームとして出力する。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態における動画像復号装置の構成を示すブロック図である。動画像復号装置２において、動きベクトル予測処理部２８が従来技術と異なる部分であり、他の部分は、規格Ｈ．２６４その他の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の構成と同様である。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符号化ストリームを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力する。この復号のため、復号部２０は、符号化ストリームを入力し、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、予測誤差ベクトルを復号する。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２７で生成されたフレーム間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２７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。
【００２８】
動きベクトル算出部２５は、復号部２０が復号した予測誤差ベクトルと、動きベクトル予測処理部２８が算出した予測ベクトルとを加算し、動き補償に用いる動きベクトルを算出する。この動きベクトルは、動きベクトル記憶部２６に記憶され、動き補償部２７に通知される。動き補償部２７は、入力した動きベクトルをもとに動き補償を行い、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フレーム間予測信号を生成する。このフレーム間予測信号は、復号信号算出部２３で復号予測残差信号に加算される。動きベクトル予測処理部２００は、動きベクトル記憶部２６に記憶された復号済みの動きベクトルを用いて、動きベクトルの予測を行い、求めた予測ベクトルを動きベクトル算出部２５に出力する。
【００２９】
次に、図１に示す動きベクトル予測処理部３０と図２に示す動きベクトル予測処理部２８について説明する。２つの動きベクトル予測処理部３０、２８は、同様の構成を備えており、処理動作も同様である。以下の説明においては、動きベクトルの２つの成分を符号化する順に、各々、第一成分、第二成分を呼ぶ。例えば、水平成分・垂直成分の順に符号化する場合、水平成分が第一成分であり、垂直成分が第二成分となる。本発明は、動きベクトルの第一成分を利用して、第二成分の符号化を行う。以下、動きベクトルの水平成分を第一成分とし、同垂直成分を第二成分として説明する。なお、第一成分と第二成分を逆に割り当てても同様である。
【００３０】
始めに、動きベクトル予測処理部３０、２８の処理動作の原理を簡単に説明する。まず、符号化対象ブロックに対してＭ個の近傍ブロックを設定する。近傍ブロックの設定例を図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ブロックＡに対して、各々、近傍ブロックを２個（ブロックＢ０，Ｂ１）、３個（ブロックＢ０，Ｂ１，Ｂ２）、４個（ブロックＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）に設定した例である。なお、近傍ブロックは、同図の例に限定するものではなく、その数を増減させることは可能である。符号化対象ブロック、近傍ブロックには、動きベクトルが付与される。符号化対象ブロックの動きベクトルを（ｖｘ，ｖｙ）とし、第ｍ番目の近傍ブロックの動きベクトルを（ｕｘ（ｍ），ｕｙ（ｍ））とする。なお、ｍ＝０，…，Ｍ−１とする。
【００３１】
符号化対象ブロックと近傍ブロックの間で、動きベクトルの第一成分について差分値を求める。これを第一成分差分値と呼ぶ。この第一成分差分値の集合を以下のようにおく。
Ｅｘ＝（ｅｘ（０），・・・，ｅｘ（Ｍ−１））
ここで、ｅｘ（ｍ）＝ｖｘ−ｕｘ（ｍ）である。この第一成分差分値の大きさは、対応する近傍ブロックと符号化対象ブロックの第一成分が類似していることを示しており、同様の類似性が第二成分に対しても成り立つことが予想される。
【００３２】
そこで、第一成分差分値に基づき、第二成分の発生確率を次式のように推定する。
【数１】
0005729817.tif 000002
【００３３】
ここで、Ａはｐ（ｘ）のｘについての総和が１になるように正規化するための定数である。また、ｆ（）は、以下の一般化ガウス分布を用いる。
【数２】
0005729817.tif 000003
【００３４】
ここで、ｑは分布の形状を示すパラメータであり、λは分布の分散に関連するパラメータである。また、Γ（ｚ）は、式（２）で定義するガンマ関数である。
【数３】
0005729817.tif 000004
【００３５】
ｆ（ｘ−ｕｙ（ｍ））は、ｕｙ（ｍ）  において最大の値をとり、ｕｙ（ｍ）から離れるに従って、その値は減少する。このｆ（ｘ−ｕｙ（ｍ）)を第一成分差分値の逆数で重みをつけて加重和をとったのが、式（１）である。つまり、第一成分差分値の小さなｕｙ（ｍ）の近傍で、ｐ（ｘ）は大きな値を与えることになる。式（１）に基づき、発生確率を降順にソートし、ソート後の値を与えられた符号表を用いて２進数に変換する。符号表の例としては、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を適用できる。
【００３６】
次に、図３を参照して、図１に示す動きベクトル予測処理部３０の構成を説明する。図３は、図１に示す動きベクトル予測処理部３０の構成を示すブロック図である。この図において、符号１００は、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分及び第一成分に対する予測値を記憶する符号化対象ブロックＭＶ記憶部である。符号１０１は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込む近傍ブロックＭＶ読込処理部である。符号１０２は、近傍ブロックの動きベクトルを記憶する近傍ブロックＭＶ記憶部である。符号１０３は、近傍ブロックの動きベクトルの第一成分を入力し、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する予測値を生成する予測値生成処理部である。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、空間メディアン予測を適用可能である。
【００３７】
符号１０４は、符号化対象ブロックＭＶ記憶部１００に記憶された符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分及び予測値生成処理部１０３から出力した第一成分に対する予測値を入力し、両者の差分値を出力する差分値生成処理部である。符号１０５は、差分値生成処理部１０４から出力された差分値を２進数列に変換する２進数変換処理部である。２進数列への具体的な変換は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を用いる。符号１０６は、２進数変換処理部１０５から出力された２進数列をエントロピー符号化するエントロピー符号化処理部である。具体的なエントロピー符号化は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００３８】
符号１０７は、近傍ブロックの動きベクトルの第二成分を入力し、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する予測値を生成する予測値生成処理部である。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、空間メディアン予測を適用可能である。符号１０８は、符号化対象ブロックＭＶ記憶部１００に記憶された符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分及び予測値生成処理部１０７から出力した第二成分に対する予測値を入力し、両者の差分値を出力する差分値生成処理部である。符号１０９は、差分値生成処理部１０８から出力された差分値を２進数列に変換する２進数変換処理部である。２進数列への具体的な変換は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号が用いる。符号１１０は、２進数変換処理部１０９から出力された２進数列をエントロピー符号化するエントロピー符号化処理部である。具体的なエントロピー符号化は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００３９】
次に、図４を参照して、図３に示すベクトル予測処理部３０の処理動作を説明する。図４は、図３に示すベクトル予測処理部３０の処理動作を示すフローチャートである。まず、予測値生成処理部１０３は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込み（ステップＳ１）、近傍ブロックの動きベクトルの第一成分から、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する予測値を生成する（ステップＳ２）。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測を適用できる。
【００４０】
次に、差分値生成処理部１０４は、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分と同成分の予測値から、両者の差分値を生成する（ステップＳ３）。続いて、２進数変換処理部１０５は、生成された差分値を２進数列に変換する（ステップＳ４）。２進数列への具体的な変換は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を用いる。エントロピー符号化処理部１０６は、２進数列をエントロピー符号化して出力する（ステップＳ５）。具体的なエントロピー符号化は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００４１】
この動作と並行して、予測値生成処理部１０７は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込み、近傍ブロックの動きベクトルの第二成分から、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する予測値を生成する（ステップＳ６）。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測を適用できる。
【００４２】
次に、差分値生成処理部１０８は、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分と同成分の予測値から、両者の差分値を生成する（ステップＳ７）。続いて、２進数変換処理部１０９は、生成された差分値を２進数列に変換する（ステップＳ８）。２進数列への具体的な変換は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を用いる。エントロピー符号化処理部１１０は、２進数列をエントロピー符号化して出力する（ステップＳ９）。具体的なエントロピー符号化は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００４３】
次に、図５を参照して、図３に示すベクトル予測処理部３０を変形した構成を説明する。図５は、図３に示すベクトル予測処理部３０を変形した構成を示すブロック図である。この図において、図３に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図３に示す装置と異なる点は、第一成分に対する差分値生成処理部１１１、第二成分の確率密度関数推定処理部１１２及び２進数変換マップ生成処理部１１３が設けられている点である。
【００４４】
第一成分に対する差分値生成処理部１１１は、近傍ブロックＭＶ記憶部１０２に記憶された各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分及び符号化対象ブロックＭＶ記憶部１００に格納された符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分を読み込み、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分の差分値を出力する。第二成分の確率密度関数推定処理部１１２は、出力された差分値及び各近傍ブロックの動きベクトルの第二成分から、式（１）に従い、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分の確率密度関数を出力する。また、一般化ガウス分布を規定するパラメータｑ、λは外部から与えれるものとする。
【００４５】
２進数変換マップ生成処理部１１３は、出力された確率密度関数を用いて、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分の候補値を発生確率によって降順にソートし、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する全候補ベクトル内の順位を求める。２進数変換処理部１０９は、２進数変換マップ生成処理部１１３において求めた動きベクトルの第二成分に対する順位を入力し、同順位を２進数に変換する。同順位の値に対する具体的な２進数列の割当は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を用いる。
【００４６】
次に、図６を参照して、図５に示すベクトル予測処理部３０の処理動作を説明する。図６は、図５に示すベクトル予測処理部３０の処理動作を示すフローチャートである。まず、予測値生成処理部１０３は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込み（ステップＳ１）、近傍ブロックの動きベクトルの第一成分から、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する予測値を生成する（ステップＳ２）。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測を適用できる。
【００４７】
次に、差分値生成処理部１０４は、符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分と同成分の予測値から、両者の差分値を生成する（ステップＳ３）。続いて、２進数変換処理部１０５は、生成された差分値を２進数列に変換する（ステップＳ４）。２進数列への具体的な変換は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を用いる。エントロピー符号化処理部１０６は、２進数列をエントロピー符号化して出力する（ステップＳ５）。具体的なエントロピー符号化は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００４８】
この動作と並行して、第一成分に対する差分値生成処理部１１１は、近傍ブロックとして指定された各ブロックの動きベクトルの第一成分及び符号化対象ブロックの動きベクトルの第一成分を読み込み、符号化対象ブロックの動きベクトルに対する各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分差分値を出力する（ステップＳ６１）。続いて、第二成分の確率密度関数推定処理部１１２は、各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分差分値ｅｘ（ｍ）及び各近傍ブロックの動きベクトルの第二成分ｕy（ｍ）（ｍ＝０，…，Ｍ−１  とする）を入力し、式（１）に従い、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分の確率密度関数を出力する（ステップＳ７１）。一般化ガウス分布を規定するパラメータｑ、λは外部から与えられるものとする。
【００４９】
次に、２進数変換マップ生成処理部１１３は、出力された確率密度関数を入力し、同確率密度関数を用いて、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分の候補値を発生確率によって降順にソートし、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する全候補内の順位を求める（ステップＳ７２）。そして、２進数変換処理部１０９は、符号化対象ブロックの動きベクトルの第二成分及び同第二成分に対して、求めた順位に基づいて同第二成分を２進数に変換する（ステップＳ８１）。ソート後の値に対する具体的な２進数列の割当は、符号化時に与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号を用いる。エントロピー符号化処理部１１０は、２進数列をエントロピー符号化して出力する（ステップＳ９）。
【００５０】
次に、図７を参照して、図２に示す動きベクトル予測処理部２８の構成を説明する。図７は、図２に示す動きベクトル予測処理部２８の構成を示すブロック図である。この図において、符号２０１は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込む近傍ブロックＭＶ読込処理部である。符号２０２は、読み込んだ近傍ブロックの動きベクトルを記憶する近傍ブロックＭＶ記憶部である。符号２０３は、近傍ブロックＭＶ記憶部２０２に記憶された近傍ブロックの動きベクトルの第一成分を入力し、復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する予測値を生成する予測値生成処理部である。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測が適用できる。
【００５１】
符号２０４は、符号化データ記憶部２００に記憶された動きベクトルの第一成分に関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成するエントロピー復号処理部である。具体的なエントロピー復号処理は、復号時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。符号２０５は、出力された２進数列を第一成分差分値に変換する２進数逆変換処理部である。符号２０６は、出力された２進数列及び予測値生成処理部２０３から出力された予測値を入力し、両者を加算し、動きベクトルの第一成分を出力する加算処理部である。
【００５２】
符号２０７は、近傍ブロックＭＶ記憶部２０２に記憶された近傍ブロックの動きベクトルの第二成分を入力し、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する予測値を生成する予測値生成処理部である。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測が適用できる。
【００５３】
符号２０８は、符号化データ記憶部２００に記憶された動きベクトルの第二成分に関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成するエントロピー復号処理部である。具体的なエントロピー復号処理は、復号時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。符号２０９は、出力された２進数列を第二成分差分値に変換する２進数逆変換処理部である。符号２１０は、出力された２進数列及び予測値生成処理部２０７から出力された予測値を入力し、両者を加算し、動きベクトルの第二成分を出力する加算処理部である。
【００５４】
次に、図８を参照して、図７に示す動きベクトル予測処理部２８の処理動作を説明する。図８は、図７に示す動きベクトル予測処理部２８の処理動作を示すフローチャートである。まず、予測値生成処理部２０３は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込む（ステップＳ１１）。エントロピー復号処理部２０４は、第一成分の動きベクトルに関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成して出力する（ステップＳ１２）。具体的なエントロピー復号処理は、復号時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００５５】
次に、２進数逆変換処理部２０５は、２進数列を逆変換し、第一成分差分値を出力する（ステップＳ１３）。２進数列の具体的な逆変換は、別途、与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号の符号表を用いる。続いて、予測値生成処理部２０３は、近傍ブロックの動きベクトルの第一成分から、復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する予測値を生成する（ステップＳ１４）。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測を適用できる。そして、加算処理部２０６は、出力された第一成分差分値及び出力された予測値を入力し、両者を加算して、加算値を復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分として出力する（ステップＳ１５）。
【００５６】
この動作と並行して、予測値生成処理部２０７は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込む（ステップＳ１１）。エントロピー復号処理部２０８は、第二成分の動きベクトルに関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成して出力する（ステップＳ１６）。具体的なエントロピー復号処理は、復号時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００５７】
次に、２進数逆変換処理部２０９は、２進数列を逆変換し、第二成分差分値を出力する（ステップＳ１７）。２進数列の具体的な逆変換は、別途、与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号の符号表を用いる。続いて、予測値生成処理部２０７は、近傍ブロックの動きベクトルの第二成分から、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する予測値を生成する（ステップＳ１８）。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測を適用できる。そして、加算処理部２１０は、出力された第二成分差分値及び出力された予測値を入力し、両者を加算して、加算値を復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分として出力する（ステップＳ１９）。
【００５８】
次に、図９を参照して、図７に示すベクトル予測処理部２８を変形した構成を説明する。図９は、図７に示すベクトル予測処理部２８を変形した構成を示すブロック図である。この図において、図７に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図７に示す装置と異なる点は、第一成分に対する差分値生成処理部２１１、第二成分の確率密度関数推定処理部２１２及び変換マップ生成処理部２１３が設けられている点である。
【００５９】
第一成分に対する差分値生成処理部２１１は、近傍ブロックＭＶ記憶部２０２に記憶された各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分及び符号化データ記憶部２００に記憶された復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分を入力し、復号対象ブロックの動きベクトル対する各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分差分値を出力する。第二成分の確率密度関数推定処理部２１２は、各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分差分値及び各近傍ブロックの動きベクトルの第二成分を入力し、式（１）に従い、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分の確率密度関数を出力する。また、一般化ガウス分布を規定するパラメータｑ、λは外部から与えられるものとする。
【００６０】
変換マップ生成処理部２１３は、出力された確率密度関数を入力し、同確率密度関数を用いて、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分の候補値を発生確率によって降順にソートし、同第二成分の全候補値の順位と同第二成分の対応関係（変換マップ）を求める。
【００６１】
エントロピー復号処理部２０８は、符号化データ記憶部２００に記憶された動きベクトルの第二成分に関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成する。具体的なエントロピー復号処理は、復号時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。２進数変換処理部２０９は、出力された同第二成分に関する２進数列を逆変換し、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する全候補ベクトル内の順位を算出する。この逆変換は、符号化時に用いた符号表（例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号）を逆引きすることで実現する。さらに、算出された同順位、及び変換マップを入力として、同順位の情報を復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分に変換する。
【００６２】
次に、図１０を参照して、図９に示すベクトル予測処理部２８の処理動作を説明する。図１０は、図９に示すベクトル予測処理部２８の処理動作を示すフローチャートである。まず、予測値生成処理部２０３は、指定された近傍ブロックの動きベクトルを読み込む（ステップＳ１１）。エントロピー復号処理部２０４は、第一成分の動きベクトルに関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成して出力する（ステップＳ１２）。具体的なエントロピー復号処理は、復号時に与えられるものとする。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣで採用されたＣＡＢＡＣを用いる。
【００６３】
次に、２進数逆変換処理部２０５は、２進数列を逆変換し、第一成分差分値を出力する（ステップＳ１３）。２進数列の具体的な逆変換は、別途、与えられるものとする。例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号の符号表を用いる。続いて、予測値生成処理部２０３は、近傍ブロックの動きベクトルの第一成分から、復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分に対する予測値を生成する（ステップＳ１４）。予測値の生成方法は、予め与えられるものとし、例えば、前述の空間メディアン予測を適用できる。そして、加算処理部２０６は、出力された第一成分差分値及び出力された予測値を入力し、両者を加算して、加算値を復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分として出力する（ステップＳ１５）。
【００６４】
この動作と並行して、エントロピー復号処理部２０８は、第二成分の動きベクトルに関する符号化データを入力し、エントロピー復号処理を行い、２進数列を生成して出力する（ステップＳ１６）。第一成分に対する差分値生成処理部２１１は、近傍ブロックとして指定された各ブロックの動きベクトルの第一成分及び復号対象ブロックの動きベクトルの第一成分を入力し、復号対象ブロックの動きベクトルに対する各近傍ブロックの動きベクトルの第一成分差分値を出力する（ステップＳ１７１）。
【００６５】
次に、第二成分の確率密度関数推定処理部２１２は、出力された差分値及び各近傍ブロックの動きベクトルの第二成分を入力し、式（１）に従い、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分の確率密度関数を推定して出力する（ステップＳ１７２）。また、一般化ガウス分布を規定するパラメータｑ、λは外部から与えられるものとする。続いて、変換マップ生成処理部２１３は、出力された確率密度関数を用いて、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分の候補値を発生確率によって降順にソートし、同第二成分の全候補値の順位と同第二成分の対応関係（変換マップ）を生成する（ステップＳ１８１）。
【００６６】
次に、２進数変換処理部２０９は、ステップＳ１６で出力された同第二成分に関する２進数列を逆変換し、復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分に対する全候補ベクトル内の順位を算出する。この逆変換は、符号化時に用いた符号表（例えば、Ｇｏｌｏｍｂ符号やＥｘｐ−Ｇｏｌｏｍｂ符号）を逆引きすることで実現する。さらに、算出された同順位、及び変換マップを入力として、同順位の情報を復号対象ブロックの動きベクトルの第二成分に変換する（ステップＳ１９１）。
【００６７】
次に、図１２を参照して、図１、図２に示す動画像符号化装置、動画像復号装置を含む画像伝送システムの構成を説明する。図１２は、画像伝送システムの構成を示すブロック図である。図１２において、符号６０１は、カメラ等で撮像した動画像を入力する動画像入力部である。符号６０２は、図１に示す動画像符号化装置で構成する動画像符号化装置あり、動画像入力部１によって入力した動画像を符号化して送信する。符号６０３は、動画像符号化装置６０２から送信された符号化動画像のデータを伝送する伝送路である。符号６０４は、図２に示す動画像復号装置で構成する動画像復号装置あり、伝送路６０３によって伝送された符号化動画像のデータを受信し、符号化動画像のデータを復号して出力する。符号６０５は、動画像復号装置６０４において復号された動画像を表示装置等へ出力する動画像出力部である。
【００６８】
次に、図１２に示す画像伝送システムの動作を説明する。動画像符号化装置６０２は、動画像入力部６０１を介して、動画像のデータを入力し、動画像のフレーム毎に、前述した処理動作によって符号化を行う。そして、動画像符号化装置６０２は、符号化した動画像データを伝送路６０３を介して動画像復号装置６０４に対して送信する。動画像復号装置６０４は、この符号化動画像データを前述した処理動作によって復号し、動画像出力部６０５を介して、表示装置等に動画像を表示する。
【００６９】
以上説明したように、動きベクトルの第一成分値を利用して、第二成分値の符号化を行うようにしたため、第二成分値の符号量を削減することが可能となり、動画像符号化処理における発生符号化量を低減することができる。
【００７０】
なお、図１における処理部の機能を実現するため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して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像符号化処理及び画像復号処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００７１】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
動きベクトルの符号化効率を向上させ、動きベクトルの符号量を従来技術よりも削減することが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・動画像符号化装置、２・・・動画像復号装置、１００・・・符号化対象ブロックＭＶ記憶部、１０１・・・近傍ブロックＭＶ読込処理部、１０２・・・近傍ブロックＭＶ記憶部、１０３・・・予測値生成処理部、１０４・・・差分値生成処理部、１０５・・・２進数変換処理部、１０６・・・エントロピー符号化部、１１１・・・第一成分に対する差分値生成処理部、１１２・・・第二成分の確率密度関数推定処理部、１１３・・・２進数変換マップ生成処理部、１０９・・・２進数変換処理部、１１０・・・エントロピー符号化処理部、２００・・・符号化データ記憶部、２０１・・・近傍ブロックＭＶ読込処理部、２０２・・・近傍ブロックＭＶ記憶部、２０３・・・予測値生成処理部、２０４・・・エントロピー復号処理部、２０５・・・２進数逆変換処理部、２０６・・・加算処理部、２１１・・・第一成分に対する差分値生成処理部、２１２・・・第二成分の確率密度関数推定処理部、２１３・・・変換マップ生成処理部、２０８・・・エントロピー復号処理部、２０９・・・２進数変換処理部
【図１】
0005729817.tif 000005
【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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