(57)【要約】【課題】  高精度の動きベクトルの探索を、大きな記憶容量を必要とせずに短時間で実行できる動きベクトル探索装置を提供する。【解決手段】  本発明は、参照画像と、処理対象画像と、参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索装置に関する。そして、処理対象画像に対して、重み付けパラメータを用いて、参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成する逆重み付け処理部と、生成された逆重み付け処理対象画像と、参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得る画像比較部と、比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定する判定部とを備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
2008227702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照画像と、処理対象画像と、上記参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索装置において、
上記処理対象画像に対して、上記重み付けパラメータを用いて、上記参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成する逆重み付け処理部と、
生成された上記逆重み付け処理対象画像と、上記参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得る画像比較部と、
上記比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定する判定部と
を備えたことを特徴とする動きベクトル探索装置。
【請求項２】
上記逆重み付け処理部が実行する逆の重み付けには、上記重み付けパラメータとして与えられたオフセット値を用いた逆オフセット処理、又は、上記重み付けパラメータとして与えられたウェイト値若しくはその逆数を用いた逆ウェイト処理の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル探索装置。
【請求項３】
上記逆重み付け処理部は、上記処理対象画像の画素値から上記オフセット値を減算した後、上記ウェイト値で除算し、若しくは、上記ウェイト値の逆数を乗算して、上記逆重み付け処理対象画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル探索装置。
【請求項４】
上記逆重み付け処理部は、上記処理対象画像の画素値を上記ウェイト値で除算し、若しくは、上記ウェイト値の逆数を乗算した後、上記オフセット値を上記ウェイト値で除算した値を減算して、上記逆重み付け処理対象画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル探索装置。
【請求項５】
参照画像と、処理対象画像と、上記参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索方法において、
逆重み付け処理部が、上記処理対象画像に対して、上記重み付けパラメータを用いて、上記参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成するステップと、
画像比較部が、生成された上記逆重み付け処理対象画像と、上記参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得るステップと、
判定部が、上記比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定するステップと
を含むことを特徴とする動きベクトル探索方法。
【請求項６】
上記逆重み付け処理部が実行する逆の重み付けには、上記重み付けパラメータとして与えられたオフセット値を用いた逆オフセット処理、又は、上記重み付けパラメータとして与えられたウェイト値若しくはその逆数を用いた逆ウェイト処理の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項５に記載の動きベクトル探索方法。
【請求項７】
上記逆重み付け処理部は、上記処理対象画像の画素値から上記オフセット値を減算した後、上記ウェイト値で除算し、若しくは、上記ウェイト値の逆数を乗算して、上記逆重み付け処理対象画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の動きベクトル探索方法。
【請求項８】
上記逆重み付け処理部は、上記処理対象画像の画素値を上記ウェイト値で除算し、若しくは、上記ウェイト値の逆数を乗算した後、上記オフセット値を上記ウェイト値で除算した値を減算して、上記逆重み付け処理対象画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の動きベクトル探索方法。
【請求項９】
参照画像と、処理対象画像と、上記参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索プログラムであって、
コンピュータを、
上記処理対象画像に対して、上記重み付けパラメータを用いて、上記参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成する逆重み付け処理部と、
生成された上記逆重み付け処理対象画像と、上記参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得る画像比較部と、
上記比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定する判定部と
して機能させることを特徴とする動きベクトル探索プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動きベクトル探索装置、動きベクトル探索方法及び動きベクトル探索プログラムに関し、例えば、フレーム間差分を用いた動画像符号化装置、方法及びプログラムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
動画像符号化技術として、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ／Ｈ．２６４（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０）がある（非特許文献１参照）。
【０００３】
この動画像符号化技術は、符号化対象のフレームを符号化する際に、符号化対象のフレームの画素ブロック毎に予測ブロックを生成し、この予測ブロックと符号化対象のフレームの画素ブロックとの差分である予測誤差を求め、それを符号化するものである。
【０００４】
以下に説明する特許文献１に記載された従来技術は、この予測画像の生成方法の一つに関するものであり、画像の時間的な明るさの変化に注目して符号化効率を上げようとしたものである。
【０００５】
特許文献１に記載された従来技術は、予測ブロックと符号化対象ブロックの差分を符号化する際において、参照画像ブロックにウェイトを掛け、オフセットを加えて、予測画像を生成して動きベクトルを探索するものである。
【０００６】
ウェイト及びオフセットを決めた後に、動きベクトル探索をする参照画像の参照画像ブロックにウェイトを掛け、オフセットを加え、予測ブロックを生成する。すなわち、ウェイトをＷ、オフセットをＤ、参照画像の画素データをｒｅｆ［ｘ，ｙ］としたとき、（１）式に従って、予測ブロックＰｒｅｄ［ｘ，ｙ］の全画素を求めることになる。
【０００７】
Ｐｒｅｄ［ｘ，ｙ］＝ｒｅｆ［ｘ＋ＭＶｘ，ｙ＋ＭＶｙ］＊Ｗ＋Ｄ      …（１）
（１）式において、ｘ、ｙはそれぞれ画像のｘ座標、ｙ座標であり、ＭＶｘ、ＭＶｙはそれぞれ動きベクトルのｘ成分、ｙ成分を表している。以下では、（１）式に示すような、ウェイトを掛けオフセットを加える操作を「重み付け」と呼ぶ。
【０００８】
得られた予測ブロックＰｒｅｄ［ｘ，ｙ］に対して、符号化対象ブロックｏｒｇ［ｘ，ｙ］とのブロック間差分を求める。ブロック間差分ｄｉｆｆは、例えば、（２）式に従って求められる。ブロック間差分が閾値よりも小さい場合、あるいは、前の差分よりも小さい場合に、この処理は終了して、現在の候補の動きベクトルと重み付け係数が採用される。
【数１】
2008227702.tif 000003
【０００９】
なお、特許文献１の記載では、一旦重み付けされた参照画像は、重み付け参照画像として別途記憶しても良い、とされている。
【特許文献１】特表２００６−５０９４６７号公報
【非特許文献１】大久保榮監修、角野眞也、菊池義浩、鈴木輝彦共編、「改訂版Ｈ．２６４／ＡＶＣ教科書」、株式会社インプレス発行、２００６年１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、動きベクトル探索を行う際の参照画像は、整数画素だけを含むものではなく、１／２画素精度や１／４画素精度の画素位置の画素を補間により生成し、その１／２画素精度や１／４画素精度に対しても動きベクトルの探索を行う。これは動きベクトル探索を高い精度で行うための必要な既存の技術である。そのため、参照画像を整数単位で数えた場合よりも、探索すべき画素数は多くなる。
【００１１】
図６（ａ）は、４×４サイズの整数画素からなる画像を示しており、図６（ｂ）は、４×４の整数画素からなる画像に半画素精度（１／２画素精度）の画素を加えた画像を示している。１／２画素精度の画素は、整数画素の間を補完する形で配置される。図６から判るように、４×４の整数画素ブロックの場合、整数画素の範囲では１６画素、整数画素と半画素精度まで含めた参照画像は６４画素となる。１／４画素までを含めた場合の画素数はさらに増加し、２５６画素となる。
【００１２】
一般に、ｎ×ｍの画像に対する補間によって、整数画素と、１／２画素精度の画素を含めた補間画像の画素数は４×ｎ×ｍ画素となり、整数画素だけの画像の場合の４倍となる。ｎ×ｍの画像に対する補間によって、整数画素に加えて、１／２画素精度及び１／４画素精度の画素までを含めた補間画像の画素数は１６×ｎ×ｍとなり、整数画素だけの画像の場合の１６倍となる。例えば、符号化対象画像が、標準テレビサイズ、すなわち、７２０×４８０のサイズであった場合を考える。この場合、整数画素を含む画像の画素数は３４５６００である。整数画素及び１／２画素精度の画素を含む補間画像の画素数は１３８２４００画素であり、整数画素と、１／２画素精度、１／４画素精度の画素までを含む補間画像の画素数は５５２９６００画素となる。
【００１３】
具体的な補間画像の生成については、例えば、Ｈ．２６４の場合、非特許文献１の１１５ページ〜１１８ページ「予測補間信号」の節に記載がある。
【００１４】
整数画素より小さい精度の画素は、動きベクトルの探索精度を上げて符号化効率を高めるために使用される。動きベクトルの探索範囲としての参照画像は、１／２画素精度や１／４画素精度まで含めて考える必要があり、非常に広い。従来技術では、参照画像に重み付け処理を行うものであるが、この広い参照画像の画素全体に対して重み付け処理を行う必要があり、計算量が膨大であるという問題がある。
【００１５】
また、従来技術では、重み付けした画素は通常の画素と共に記憶されるとしている。上述のように、参照画像は非常に広いため、重み付けした画素を記憶するには大きな記憶容量が必要となってしまう。そのため、記憶領域の制限されている組み込み機器等での実施が困難になってしまう、という問題がある。
【００１６】
図７は、参照画像と符号化対象画像の関係を示している。ブロックＡは符号化対象画像上の符号化ブロックであり、ブロックＢ及びＣは参照画像上の参照画像ブロックである。図６に示すよう、一つの符号化対象ブロックから、参照画像上の参照画像ブロックを複数回参照する。そのため、重み付けされた参照画像を記憶しない場合には、何度も重み付け画像を参照画像ブロックに対して生成する必要が生じる。そのため、重み付け参照画像を記憶しない場合には、重み付け画像を記憶する容量が不要になる半面、計算時間が掛かってしまうという問題が生じる。
【００１７】
また、動きベクトル探索においては、通常探索範囲には、画面外も、画面のふちを延長したものとして探索範囲に含まれるので、符号化対象画像よりも大きい面積を探索することが一般的である。
【００１８】
以上、従来技術によると、広い探索範囲に対して重み付け処理をする必要が生じるため計算時間が掛かってしまい、さらに大きな記憶容量を使用するため組み込み機器等での実施が困難になってしまうという問題がある。
【００１９】
そのため、動きベクトルの探索を、大きな記憶容量を必要とせずに短時間で実行することができる動きベクトル探索装置、動きベクトル探索方法及び動きベクトル探索プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１の本発明は、参照画像と、処理対象画像と、上記参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索装置において、（１）上記処理対象画像に対して、上記重み付けパラメータを用いて、上記参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成する逆重み付け処理部と、（２）生成された上記逆重み付け処理対象画像と、上記参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得る画像比較部と、（３）上記比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定する判定部とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
第２の本発明は、参照画像と、処理対象画像と、上記参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索方法において、（１）上記逆重み付け処理部が、上記処理対象画像に対して、上記重み付けパラメータを用いて、上記参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成するステップと、（２）上記画像比較部が、生成された上記逆重み付け処理対象画像と、上記参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得るステップと、（３）上記判定部が、上記比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定するステップとを含むことを特徴とする。
【００２２】
第３の本発明は、参照画像と、処理対象画像と、上記参照画像に対する重み付けパラメータとが入力され、それらから動きベクトルを探索する動きベクトル探索プログラムであって、（０）コンピュータを、（１）上記処理対象画像に対して、上記重み付けパラメータを用いて、上記参照画像に対して上記重み付けパラメータを用いて行ったと仮定した場合の重み付けと、逆の重み付けを行い、逆重み付け処理対象画像を生成する逆重み付け処理部と、（２）生成された上記逆重み付け処理対象画像と、上記参照画像とを比較し、両画像間の近似度を表す比較値を得る画像比較部と、（３）上記比較値を利用して、最適な動きベクトルを判定する判定部として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、処理対象画像側に対して逆重み付けを行い、逆重み付け処理後の処理対象画像と参照画像とから動きベクトルの探索を行うようにしたので、大きな記憶容量を必要とせずに、動きベクトルの探索を短時間で実行することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による動きベクトル探索装置、動きベクトル探索方法及び動きベクトル探索プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００２５】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の動きベクトル探索装置１０１の全体構成を示すブロック図である。以下では、第１の実施形態の「動きベクトル探索装置」を適宜「逆重み付け動きベクトル探索装置」と呼ぶことにする。
【００２６】
第１の実施形態の逆重み付け動きベクトル探索装置１０１は、全て又は一部がハードウェアによって構成されたものであっても良く、全て又は一部が、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムとを中心としたソフトウェアによって構成されたものであっても良いが、機能的には、図１に示す構成を有する。
【００２７】
図１において、逆重み付け動きベクトル探索装置１０１は、構成要素として、逆重み付け画像比較部１０２及び判定部１０３を有し、出力端子として、動きベクトル出力端子１０４を有し、入力端子として、ウェイト値入力端子１０５、オフセット値入力端子１０６、参照画像入力端子１０７、符号化対象画像入力端子１０８及び動きベクトル入力端子１０９を有する。
【００２８】
符号化対象画像入力端子１０８は、外部にある符号化対象画像バッファ１１１と接続されており、符号化対象画像バッファ１１１にバッファリングされている符号化対象画像のデータを逆重み付け画像比較部１０２へ与えるものである。
【００２９】
参照画像入力端子１０７は、外部にある参照画像バッファ１１０と接続されており、参照画像バッファ１１０にバッファリングされている参照画像のデータを逆重み付け画像比較部１０２へ与えるものである。
【００３０】
ウェイト値入力端子１０５は、逆重み付け画像比較部１０２に接続されており、外部から与えられたウェイト値を逆重み付け画像比較部１０２へ与えるものである。オフセット値入力端子１０６は、逆重み付け画像比較部１０２に接続されており、外部から与えられたオフセット値を逆重み付け画像比較部１０２へ与えるものである。
【００３１】
動きベクトル入力端子１０９は、外部にある動きベクトル指定装置１１２と接続されており、動きベクトル入力端子１０９は、動きベクトル指定装置１１２によって指定された動きベクトル（の候補情報）を判定部１０３に与えるものである。なお、動きベクトル指定装置１１２によって指定された動きベクトルは、参照画像バッファ１１０にも与えられるようになされている。
【００３２】
逆重み付け画像比較部１０２は、後述する図２に示すような詳細構成を有するものであり、符号化対象画像入力端子１０８を介して入力された符号化対象画像のデータに対し、ウェイト値入力端子１０５及びオフセット値入力端子１０６を介して入力されたウェイト値及びオフセット値を適用した逆重み付けを施し、逆重み付け後の符号化対象画像のデータと、参照画像入力端子１０７を介して入力された参照画像のデータとを比較するものである。逆重み付け画像比較部１０２による比較結果の情報は判定部１０３に与えられるようになされている。
【００３３】
判定部１０３は、動きベクトル指定装置１１２によって指定された動きベクトル（の候補情報）と、そのときに、逆重み付け画像比較部１０２から与えられた比較結果の情報とを１組の情報とし、複数組の情報に基づき、動きベクトルの探索結果を判定するものであり、判定結果を動きベクトル出力端子１０４に出力するものである。
【００３４】
図２は、逆重み付け画像比較部１０２の詳細構成を示すブロック図である。図２において、逆重み付け画像比較部１０２は、逆重み付け処理部２０１及び画像比較部２０２を有し、画像比較部２０２が得た比較値が比較値出力端子２０５を介して判定部１０３（図１参照）に与えられるようになされている。
【００３５】
逆重み付け処理部２０１は、後述する図３に示すような詳細構成を有するものであり、符号化対象画像入力端子１０８を介して入力された符号化対象画像のデータに対し、ウェイト値入力端子１０５及びオフセット値入力端子１０６を介して入力されたウェイト値及びオフセット値を適用した逆重み付けを施すものであり、逆重み付け後の符号化対象画像のデータを画像比較部２０２に与えるものである。
【００３６】
画像比較部２０２は、逆重み付け後の符号化対象画像のデータと、参照画像入力端子１０７を介して入力された参照画像のデータとを比較し、その一致不一致を表す比較値を比較値出力端子２０５を介して判定部１０３に与えるものである。
【００３７】
図３は、逆重み付け処理部２０１の詳細構成を示すブロック図である。図３において、逆重み付け処理部２０１は、第１オフセット逆補正部３０１及び第１ウェイト逆補正部３０２を有し、第１ウェイト逆補正部３０２からの出力データは、逆重み付け画像出力端子３０３を介して画像比較部２０２（図２参照）に与えられるようになされている。
【００３８】
第１オフセット逆補正部３０１は、符号化対象画像入力端子１０８を介して入力された符号化対象画像のデータに対し、オフセット値入力端子１０６を介して入力されたオフセット値を適用した逆オフセット処理を施して第１ウェイト逆補正部３０２に与えるものである。
【００３９】
第１ウェイト逆補正部３０２は、逆オフセット処理が施された符号化対象画像のデータに対し、ウェイト値入力端子１０５を介して入力されたウェイト値を適用した逆ウェイト処理を施し、処理後の逆重み付け後の符号化対象画像のデータを画像比較部２０２に与えるものである。
【００４０】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係る逆重み付け動きベクトル探索装置１０１の動作（第１の実施形態に係る動きベクトル探索方法）を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。以下では、符号化対象フレームの全体について、同じウェイト値及びオフセット値である場合を説明するが、処理画像領域が、例えば、スライス単位や、任意のブロックの組み合わせの領域であっても良く、処理画像領域毎に、ウェイト値やオフセット値が異なっていても良い。
【００４１】
（ステップＳ１）
ウェイト値入力端子１０５へウェイト値を入力すると共に、オフセット値入力端子１０６へオフセット値を入力する。ここで、ウェイト値及びオフセット値の求め方としては、例えば、特許文献１に記載のものを適用することができる。
【００４２】
（ステップＳ２）
符号化対象画像バッファ１１１から符号化対象ブロックを切り出し、符号化対象画像入力端子１０８から入力する。符号化対象ブロックは、例えば、８×８画素や１６×１６画素の大きさ（サイズ）を有する。
【００４３】
（ステップＳ３）
切り出された符号化対象ブロックに対する動きベクトルの候補として、動きベクトル指定装置１１２が、動きベクトルを発生する。発生された動きベクトルは、参照画像バッファ１１１と動きベクトル入力端子１０９とに入力される。
【００４４】
参照画像バッファ１１０からは、符号化対象ブロックのブロック位置と動きベクトルから求められた位置にある参照画像ブロックが切り出され、参照画像入力端子１０７へ入力される。
【００４５】
（ステップＳ４）
逆重み付け画像比較部１０２で、符号化対象ブロックと参照画像ブロックとの比較（逆重み付け画像比較）を行う。この逆重み付け画像比較ステップは、逆重み付け処理（後述するステップＳ４−１参照）と画像比較処理（後述するステップＳ４−２参照）のステップとでなる。すなわち、まず、符号化対象ブロックは、オフセット値とウェイト値によって逆重み付け処理が施される。この逆重み付けが行われた後、符号化対象ブロックと参照画像ブロックとが比較される。
【００４６】
特許文献１の記載技術は、参照画像ブロックに、オフセット値とウェイト値を用いた重み付け処理を施し、符号化対象ブロックと、重み付け処理後の参照画像ブロックとを比較するものであった。
【００４７】
一方、この第１の実施形態は、符号化対象ブロックに、オフセット値とウェイト値を用いた逆重み付け処理を施し、参照画像ブロックと、逆重み付け処理後の符号化対象ブロックとが比較される。
【００４８】
（ステップＳ４−１）
逆重み付け処理では、まず、第１オフセット逆補正部３０１によって、符号化対象ブロックに対するオフセット値による補正が実行される。具体的には、オフセット値をＤ、補正された符号化対象ブロックをＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］とすると、符号化対象ブロック内の全ての画素Ｏｒｇ［ｘ，ｙ］について、（３）式に示す演算を行い、補正された符号化対象ブロックＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］を生成する。
【００４９】
ＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝Ｏｒｇ［ｘ，ｙ］−Ｄ                          …（３）
次に、第１ウェイト処理部に３０２によって、オフセット値Ｄを用いて補正された符号化対象ブロックをＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］に対し、ウェイト値による補正が実行される。ウェイト値をＷ、補正された符号化対象ブロックをＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］とすると、オフセット値Ｄを用いて補正された符号化対象ブロックをＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］について、（４）式に示す演算を行い、補正された符号化対象ブロックＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］を生成する。この補正結果ＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］は重み付け画像出力端子３０３から出力される。
【００５０】
ＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝ＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］／Ｗ                      …（４）
なお、（４）式では、ウェイト値Ｗによる割算を行っているが、ウェイト値Ｗの逆数Ｚ＝１／Ｗを求めた後、（５）式に示すように、ＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］に逆数Ｚを乗算して、補正結果ＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］を得るようにしても良い。割算より乗算の方が処理速度が速い計算資源を利用する場合に、計算速度を高める方法として有効である。
【００５１】
ＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝ＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］＊Ｚ                      …（５）
また、逆重み付け動きベクトル探索装置１０１の外部にて、逆数Ｚを求め、ウェイト値入力端子へ入力し、第１ウェイト逆補正部３０２が（５）式の演算を実行して補正結果ＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］を得るようにしても良い。
【００５２】
なお、以下では、逆重み付け処理を行われた符号化対象ブロックを逆重み付け符号化対象ブロックと呼ぶ。
【００５３】
（ステップＳ４−２）
画像比較部２０２（図２参照）は、逆重み付け符号化対象ブロックと参照画像ブロックとを比較し、比較値を比較値出力端子２０５から出力する。
【００５４】
ここで、比較値は、両画像の近似度合いが分かるものであればどのようなものでも良い。比較値として、例えば、同一画素位置の両画像の画素値の差分絶対値をブロック内の全ての画素について加算した値（ＳＡＤ）や、同一画素位置の両画像の画素値の差分二乗をブロック内の全ての画素について加算した値（ＳＳＤ）などを適用できる。以下では、比較値として、ＳＡＤが適用されたとして説明する。
【００５５】
（ステップＳ５）
動きベクトル指定装置１１２（図１参照）が動きベクトル探索範囲内の動きベクトルを順次生成し、全ての動きベクトルの生成が終了するまで、又は、判定部１０３が、出力する動きベクトルが見つかったと判定するまで、言い換えると、１個の符号化対象ブロックに対する探索の終了条件を満たすまで、ステッププＳ３からステップＳ４までの処理を繰り返す。
【００５６】
（ステップＳ６）
判定部１０３（図１参照）は、同じ符号化対象ブロックに対する比較値（評価値）の中で、最も近似度の高いことを表す比較値が入力されてきたときに、動きベクトル指定装置１１２から指定されていた動きベクトルを、判定結果として出力する。これに代え、判定部１０３が、閾値より良好な比較値（評価値）が始めて入力されてきたときに、動きベクトル指定装置１１２から指定されていた動きベクトルを、判定結果として出力するようにしても良い。
【００５７】
２画像の近似度度合いの指標としてＳＡＤを使用しているので、近似度が高いとは、評価値の値が小さくなる時点のことである。
【００５８】
なお、入力されている動きベクトルを符号化した際の符号量と、評価値の両方を利用して、新たに評価値（例えば、符号量と評価値の線形和）を形成し、それで判定を実行するようにしても良い。ここで、符号量は、動きベクトルを符号化した際の符号量の推定値を用いても良いことは勿論である。
【００５９】
判定部１０３による判定方法としては、その他、既存の動きベクトル探索方法で使用されている方法を用いるようにしても良い。
【００６０】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、重み付けを考慮しない動きベクトル探索に比べ、符号化効率が高くなる動きベクトルを見付けることができる。
【００６１】
このような効果を奏するにつき、原画像（符号化対象画像）に対して逆重み付けをしているため、参照画像に対して重み付けをする場合の膨大な計算が不要となり、高速な処理が実現することができる。また、重み付け参照画像を保存することが不要なため、大きなメモリ容量が不要であり、その結果、組み込み機器での実施も容易となる。
【００６２】
すなわち、対応する画像が探索される側の参照画像とは異なり、対応する画像を探索する側の原画像（符号化対象画像）は、画素の補間を実行しないので、逆重み付けを行ったとしても、その演算量を、参照画像に対して重み付けを行うより少なくでき、その結果、高速な処理を実現することができる。また、演算量を抑えるため、演算したものを格納して後で利用する場合であっても、格納する量を、参照画像に対して重み付けを行うより大幅に少なくすることができる。
【００６３】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による動きベクトル探索装置、動きベクトル探索方法及び動きベクトル探索プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００６４】
上述した第１の実施形態では、逆重み付け処理部２０１として、図３に示す詳細構成を有するものを適用したが、この第２の実施形態では、逆重み付け処理部４０１として、図５に示す詳細構成を有するものを適用した。その他の点は、第２の実施形態も、第１の実施形態と同様である。なお、第２の実施形態の逆重み付け処理部４０１は、図２に示す逆重み付け画像比較部１０２における第１の実施形態の逆重み付け処理部２０１が設けられていた位置に設けられるものである。
【００６５】
図５において、第２の実施形態の逆重み付け処理部４０１は、第２ウェイト逆補正部４０２及び第２オフセット逆補正部４０３を有する。なお、ウェイト値入力端子１０５からのウェイト値は、第２ウェイト逆補正部４０２だけでなく、第２オフセット逆補正部４０３にも入力されるようになされている。
【００６６】
以下、第２ウェイト逆補正部４０２及び第２オフセット逆補正部４０３における動作を説明する。
【００６７】
第２ウェイト逆補正部４０２に対しては、画像入力端子１０８を介して、符号化対象ブロックＯｒｇ［ｘ，ｙ］が入力されると共に、ウェイト値入力端子１０５を介して、ウェイト値Ｗが入力される。第２ウェイト逆補正部４０２は、（６）式に従って、ウェイト補正画像ＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］を生成し、第２オフセット逆補正部４０３へ出力する。
【００６８】
ＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝Ｏｒｇ［ｘ，ｙ］／Ｗ                          …（６）
第２オフセット逆補正部４０３に対しては、ウェイト値入力端子１０５を介して、ウェイト値Ｗが入力されると共に、オフセット値入力端子１０６を介して、オフセット値Ｄが入力される。第２オフセット逆補正部４０３は、（７）式に従って、逆重み付け符号化対象ブロックＤＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］を生成し、逆重み付け画像出力端子３０３を介して、画像比較部２０２（図２参照）へ出力する。
【００６９】
ＤＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝ＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］−Ｄ／Ｗ                  …（７）
なお、第２の実施形態の逆重み付け符号化対象ブロックＤＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］は、当該逆重み付け処理部４０１への入力が、第１の実施形態の逆重み付け処理部２０１への入力と同じ場合には、第１の実施形態の逆重み付け符号化対象ブロックＷＤＯｒｇ［ｘ，ｙ］と同一のものである。
【００７０】
ウェイト値Ｗの逆数Ｚ＝１／Ｗを予め求めておき、ウェイト値入力端子１０５より入力し、第２ウェイト逆補正部４０２では、（６）式と等価な（８）式を演算すると共に、第２オフセット逆補正部４０３では、（７）式と等価な（９）式を演算するようにしても良い。
【００７１】
ＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝Ｏｒｇ［ｘ，ｙ］＊Ｚ                          …（８）
ＤＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝ＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］−Ｄ＊Ｚ                  …（９）
また、入力端子の図示は省略するが、逆数Ｚ以外に、Ｅ＝Ｄ／Ｗを予め計算しておき、逆重み付け処理において、（８）式及び（１０）式の演算を実行するようにしても良い。
【００７２】
ＤＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］＝ＷＯｒｇ［ｘ，ｙ］−Ｅ                    …（１０）
（８）式〜（１０）式を適用することにより、割算が減り、掛算よりも割算に計算時間の掛かる一般的な計算資源を用いた計算において、処理時間の短縮を図ることができる。
【００７３】
この第２の実施形態によっても、上述した第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００７４】
（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態の説明でも、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【００７５】
例えば、ウェイト値を１とすることが予め決まっている場合には、ウェイト逆補正部３０２や４０２は不要である。この場合には、オフセット逆補正部３０１や４０３によるオフセット値を用いた逆補正だけを行い、逆重み付け画像出力端子３０３に出力するようにすれば良い。
【００７６】
また例えば、オフセット値を０とすることが予め決まっている場合には、オフセット逆補正部３０１や４０３は不要である。この場合には、ウェイト逆補正部３０２や４０２によるウェイト値を用いた逆補正だけを行い、逆重み付け画像出力端子３０３に出力するようにすれば良い。
【００７７】
上記実施形態では、符号化対象画像と参照画像との時間差に言及しなかったが、この時間差は、動きベクトルの探索に用いられる時間差であれば任意であって良い。すなわち、１フレーム差に限定されるものではなく、また、符号化対象画像と参照画像のいずれが過去の画像であっても良い。
【００７８】
本発明の動きベクトル探索装置、動きベクトル探索方法及び動きベクトル探索プログラムの用途は、動画像符号化装置、方法及びプログラムに限定されるものではなく、動きベクトルの探索を要する各種の装置などに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の実施形態に係る動きベクトル探索装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る逆重み付け画像比較装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る逆重み付け処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る動きベクトル探索装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係る逆重み付け処理部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】従来における参照画像の補間方法を示す説明図である。
【図７】従来における符号化ブロックと参照画像ブロックとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１…逆重み付け動きベクトル探索装置、１０２…逆重み付け画像比較装置、１０３…判定部、２０１、４０１…逆重み付け処理部、２０２…画像比較部、３０１…第１オフセット逆補正部、３０２…第１ウェイト逆補正部、４０２…第２ウェイト逆補正部、４０３…第２オフセット逆補正部。
【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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