(57)【要約】【課題】画面間予測符号化を行う際には、画面間予測効率の影響を受けるため、１画面内のアクティビティから求めた相関の高い構造を選択することが必ずしも符号化効率の向上には繋がらない。【解決手段】判定器１１３は演算器１１１、１１２の出力に基づいて、基本ブロックのフレームアクティビティとフィールドアクティビティを算出する。更に、フレームタイプ信号ｂがＰフレーム又はＢフレームであると判定した場合には、動き複雑度信号ｃに応じて閾値Ｏｐ又はＯｂを決定してこれをフレームアクティビティに加算したＦＲを算出する。閾値Ｏｐ、Ｏｂは、動き複雑度が大きくなるほど大きな値になるように設定する。判定器１１３はフレームアクティビティＦＲとフィールドアクティビティＦＩを比較し、ＦＲ及びＦＩのうち、相対的に値が小さな方の構造の符号化対象画像信号ｄを出力する。【選択図】図３
2008028882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターレース走査による入来動画像を予め定められた第１の画素数の第１のブロックを最小符号化単位として、複数の前記第１のブロックを備えた所定の画像単位毎に画像内符号化又は画像間予測符号化して符号化画像信号を得る動画像符号化装置において、
前記入来動画像信号を前記第１の画素数よりも少ない第２の画素数の第２のブロック単位で、フレーム構造の垂直画素間エネルギーを示すブロックフレームアクティビティを算出する第１の算出手段と、
前記入来動画像信号を前記第２のブロック単位で、フィールド構造の垂直画素間エネルギーを示すブロックフィールドアクティビティを算出する第２の算出手段と、
前記入来動画像信号を前記第２のブロック単位で、動画像の動きの複雑度を示す動き複雑度信号を算出する第３の算出手段と、
前記動画像信号の各画像単位を前記画像内符号化と前記画像間予測符号化のどちらで符号化するかを示す予測タイプ信号と、前記ブロックフレームアクティビティ及び前記ブロックフィールドアクティビティと、前記動き複雑度信号とが供給され、前記ブロックフィールドアクティビティに基づいて現符号化対象の前記第１のブロックにおけるフィールドアクティビティに関する値であるＦＩを生成すると共に、前記現符号化対象の第１のブロックを含む画像単位の前記予測タイプ信号が前記画像内符号化を示しているときは、前記ブロックフレームアクティビティに基づいて前記現符号化対象の第１のブロックにおけるフレームアクティビティに関する値であるＦＲ１を生成し、前記現符号化対象の第１のブロックを含む画像単位の前記予測タイプ信号が前記画像間予測符号化を示しているときは、前記ブロックフレームアクティビティと前記動き複雑度信号とに基づいて前記現符号化対象の第１のブロックにおけるフレームアクティビティに関する値であり、前記ＦＲ１より大なる値で、かつ、前記動き複雑度信号の値が大きいほど大なる値のＦＲ２を生成する生成手段と、
前記ＦＩが前記ＦＲ１より大又は前記ＦＩが前記ＦＲ２より大のときは、前記現符号化対象の第１のブロックをフレーム構造で符号化させるように制御し、前記ＦＩが前記ＦＲ１より小又は前記ＦＩが前記ＦＲ２より小のときは、前記現符号化対象の第１のブロックをフィールド構造で符号化させるように制御し、前記ＦＩが前記ＦＲ１と等しい又は前記ＦＩが前記ＦＲ２と等しいときは、前記現符号化対象の第１のブロックをフィールド構造もしくはフレーム構造のどちらか一方の構造で符号化させるように制御する符号化構造判定手段と
を有することを特徴とする動画像符号化装置。
【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に係り、特に動画像に関する画像データを所定画素数のブロックに分割し、前記ブロックを単位として動き補償予測を用いて圧縮符号化を行う動画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、動画像に関する画像データを高能率に圧縮して符号化する圧縮符号化規格が多数規格化され、磁気テープ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、半導体メモリなどの蓄積メディアや衛星デジタル放送、インターネットなどの放送通信分野で広く使用されている。
【０００３】
上記の圧縮符号化規格のうち代表的なＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などでは、インタレース走査により得られる動画像データを、所定のブロック単位でインタレース構造とフレーム構造を切り替えて符号化する。これは、フィールド構造の動画像データはフレーム構造の動画像データと比較し、垂直方向の画素が間引きとなるため垂直方向の画素空間相関（空間解像度）が低くなるが、１フレーム分の時間を２フィールドで表現するため画素時間相関（時間解像度）が高くなるため、時間的変化が少ない、動きの少ない画像データの場合は、空間解像度が高くなるフレーム構成で符号化を行うと効率が良くなり、逆に、時間的変化が大きい、動きの多い画像データの場合は、時間解像度が高くなるフィールド構成で符号化を行うと効率が良くなるためである。
【０００４】
そこで、フレーム構造とフィールド構造の垂直方向の画素相関値を比較して、相関の高い方の構造を符号化する動画像符号化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１２５１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の特許文献１記載の動画像符号化装置では次のような課題がある。一般的に、動画像データをブロック単位で圧縮符号化する動画像符号化装置では、動画像データに対して画面内符号化（画像内符号化）のみを行うＩフレーム、片方向画面間予測符号化（片方向画像間予測符号化）を行うＰフレーム、双方向画面間予測符号化（双方向画像間予測符号化）を行うＢフレームの計３つのフレームタイプ（予測タイプとしてのピクチャタイプ）がある。Ｉフレームでは全てのブロックが画面内符号化され、Ｐフレームではブロック単位で画面内符号化と片方向画面間予測符号化が切り替えられ、Ｂフレームではブロック単位で画面内符号化、片方向画面間予測符号化、双方向画面間予測符号化が切り替えられる。上述した動画像符号化装置では、フレームタイプに関わらず、１画面内におけるフレーム構造とフィールド構造の垂直方向の画素相関値を比較して、相関の高い方の構造を符号化している。
【０００７】
画面内符号化を行う際には、アクティビティから求めた相関の高い構造を選択することで符号化効率が向上することが期待できるが、画面間予測符号化を行う際には、画面間予測効率の影響を受けるため、１画面内のアクティビティから求めた相関の高い構造を選択することが必ずしも符号化効率の向上には繋がらない。そこで、１画面内のアクティビティに加えて画面間予測効率を考慮することでより符号化効率の向上を図る。
【０００８】
すなわち、図７（ａ）に示すようにＦ０、Ｆ１、Ｆ２の順で１／３０秒のフレーム毎に表示が切り替わるフレーム構造での画面間予測距離は１／３０秒となり、一方、図７（ｂ）に示すようにあるフレーム０のトップフィールドｆＴ０及びボトムフィールドｆＢ０、次のフレーム１のトップフィールドｆＴ１、ボトムフィールドｆＴＢ１、次のフレーム２のトップフィールドｆＴ２、ボトムフィールドｆＴＢ２の順で１／６０秒のフィールド毎に表示が切り替わるフィールド構造での画面間予測距離は１／６０秒である。動画像には時間方向に相関性があるため、画面間予測距離が近いほど予測効率は高くなる。
【０００９】
従って、画面間予測符号化を行うフレームタイプ（Ｐフレーム及びＢフレーム）については、フィールド構造の選択率を増加させることで、画面間予測効率を向上させることが可能となる。特に、フィールド／フレーム判定が曖昧になりやすい特徴を持った複雑で細かな動きが多い動画像について効果を期待できる。
【００１０】
本発明は以上の点を鑑みてなされたもので、動きの複雑度を予め算出し、その動きの複雑度とフレームタイプに応じてフレーム構造とフィールド構造の選択率を可変にすることで、特に、フィールド／フレーム判定が曖昧になりやすい特徴を持った複雑で細かな動きが多い動画像について、好適な画質の動画像符号化信号を生成し得る動画像符号化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、インターレース走査による入来動画像を予め定められた第１の画素数の第１のブロックを最小符号化単位として、複数の第１のブロックを備えた所定の画像単位毎に画像内符号化又は画像間予測符号化して符号化画像信号を得る動画像符号化装置において、入来動画像信号を第１の画素数よりも少ない第２の画素数の第２のブロック単位で、フレーム構造の垂直画素間エネルギーを示すブロックフレームアクティビティを算出する第１の算出手段と、入来動画像信号を第２のブロック単位で、フィールド構造の垂直画素間エネルギーを示すブロックフィールドアクティビティを算出する第２の算出手段と、入来動画像信号を第２のブロック単位で、動画像の動きの複雑度を示す動き複雑度信号を算出する第３の算出手段と、動画像信号の各画像単位を画像内符号化と画像間予測符号化のどちらで符号化するかを示す予測タイプ信号と、ブロックフレームアクティビティ及びブロックフィールドアクティビティと、動き複雑度信号とが供給され、ブロックフィールドアクティビティに基づいて現符号化対象の第１のブロックにおけるフィールドアクティビティに関する値であるＦＩを生成すると共に、現符号化対象の第１のブロックを含む画像単位の予測タイプ信号が画像内符号化を示しているときは、ブロックフレームアクティビティに基づいて現符号化対象の第１のブロックにおけるフレームアクティビティに関する値であるＦＲ１を生成し、現符号化対象の第１のブロックを含む画像単位の予測タイプ信号が画像間予測符号化を示しているときは、ブロックフレームアクティビティと前記動き複雑度信号とに基づいて現符号化対象の第１のブロックにおけるフレームアクティビティに関する値であり、ＦＲ１より大なる値で、かつ、動き複雑度信号の値が大きいほど大なる値のＦＲ２を生成する生成手段と、ＦＩがＦＲ１より大又はＦＩがＦＲ２より大のときは、現符号化対象の第１のブロックをフレーム構造で符号化させるように制御し、ＦＩがＦＲ１より小又はＦＩがＦＲ２より小のときは、現符号化対象の第１のブロックをフィールド構造で符号化させるように制御し、ＦＩがＦＲ１と等しい又はＦＩがＦＲ２と等しいときは、現符号化対象の第１のブロックをフィールド構造もしくはフレーム構造のどちらか一方の構造で符号化させるように制御する符号化構造判定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、入来動画像信号を第２のブロック単位で、動画像の動きの複雑度を示す動き複雑度信号を算出すると共に、フィールドアクティビティに関する値であるＦＩと、画像内符号化を行う画像信号に対するフレームアクティビティに関する値であるＦＲ１とを生成し、画像間予測符号化を行う画像信号に対してはブロックフレームアクティビティと動き複雑度信号とに基づいて、現符号化対象の第１のブロックにおけるフレームアクティビティに関する値であり、ＦＲ１より大なる値で、かつ、動き複雑度信号の値が大きいほど大なる値のＦＲ２を生成し、ＦＩがＦＲ１より大又はＦＩがＦＲ２より大のときは、現符号化対象の第１のブロックをフレーム構造で符号化させるように制御し、ＦＩがＦＲ１より小又はＦＩがＦＲ２より小のときは、現符号化対象の第１のブロックをフィールド構造で符号化させるように制御し、ＦＩがＦＲ１と等しい又はＦＩがＦＲ２と等しいときは、現符号化対象の第１のブロックをフィールド構造もしくはフレーム構造のどちらか一方の構造で符号化させるように制御する構成としたため、画像間予測符号化を行うときには、動き複雑度信号の値が大きいほどフィールド構造で整列した画像信号を選択し易くでき、画像内符号化を行うときには、フレーム構造で整列した画像信号を選択しし易くできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、符号化対象の画像信号の動きの複雑度を予め算出し、動きの複雑度とフレームタイプに応じてフレーム構造とフィールド構造の選択率を可変にし、特に、画像間予測符号化を行うときには、動き複雑度信号の値が大きいほどフィールド構造で整列した画像信号を選択し、画像内符号化を行うときには、フレーム構造で整列した画像信号を選択できるようにしたため、画像間予測符号化では動きの複雑度に応じて予測効率の高いフィールド構造を優先することができ、フィールド／フレーム判定が曖昧になり易い特徴を持った複雑で細かな動きが多い動画像について、よりフレームタイプ及び動きの複雑度に適合した最適な符号化画像信号の選択出力ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる動画像符号化装置の一実施の形態の構成図を示す。図２は本発明になる動画像符号化装置の一実施形態の全体的な動作を説明するフローチャートである。図１の実施の形態の構成及び動作について、図２を参照して説明する。まず、インターレース走査により得られる符号化対象の動画像に関する入力画像信号ａは、その画像信号ａを前記の３つのフレームタイプ（予測タイプとしてのピクチャタイプ）のいずれで符号化するかを示すフレームタイプ信号ｂと共に符号化構造決定器１１に入力される一方、動き複雑度測定器１２に入力される。
【００１５】
動き複雑度測定器１２は、基本ブロック毎に入力画像信号ａの動き複雑度を測定して、その測定結果を示す動き複雑度信号ｃを符号化構造決定器１１に送る（ステップＳ１０１）。動き複雑度の算出方法としては、例えば、基本ブロック毎に整数画素精度の動きベクトルを求め、その動きベクトルの水平方向及び垂直方向の分散値をそれぞれ求めてから水平方向及び垂直方向の分散値を加算して複雑度を求める方法がある。
【００１６】
また、動き複雑度測定器１２は、フレームメモリを内蔵しており、そこに原画像（入力画像信号ａ）の参照画像を格納し、入力された原画像（入力画像信号ａ）とフレームメモリの参照画像とから基本ブロック同士での動きベクトルを算出して基本動きベクトルｄとする。ここでは、動き複雑度測定器１２は、まず、階層動きベクトル検出法に従って、水平、垂直共に１／４に間引いた画像に対して動きベクトルを算出する。すなわち、ここでの精度は４画素精度の動きベクトルとなる。次に、動き複雑度測定器１２は、４画素精度の動きベクトルに対してダイヤモンド動きベクトル検出法に従って、整数精度の動きベクトルを基本動きベクトルｄとして算出する。動き複雑度測定器１２で求めた基本動きベクトルｄは、動き検出器１４に送られる。
【００１７】
なお、動き複雑度の算出は、整数画素精度の替わりに小数画素精度を用いてもよく、また、水平方向及び垂直方向のいずれか一方向のみを用いてもよく、更には分散値の替わりに平均値、累計値などを用いてもよい。また、上記の基本ブロックはマクロブロック単位（水平１６画素×垂直１６画素）を用いる。なお、基本ブロックはマクロブロックペア単位（水平１６画素×垂直３２画素）とすることもできる。
【００１８】
一方、符号化構造決定器１１は後述する構成により、フレームタイプ信号ｂに応じて入力画像信号ａを基本ブロック毎にフレーム構造またはフィールド構造で符号化するのかを決定し（ステップＳ１０２）、決定したフレーム／フィールド構造を示す符号化構造信号ｅと符号化対象画像信号ｆを出力する。ここで、符号化対象画像信号ｆは、符号化構造信号ｅがフレームであれば入力画像をフレーム構造で整列した画像信号となり、符号化構造信号ｅがフィールドであれば入力画像をフィールド構造で整列した画像信号となる。符号化構造信号ｅと符号化対象画像信号ｆは、それぞれ動き検出器１４に供給される。
【００１９】
動き検出器１４は符号化構造信号ｅに応じて、動き複雑度測定器１２から供給された基本動きベクトルｄに基づいて、符号化対象画像信号ｆと画像メモリ２４からの参照画像信号とから動きベクトルを求める（ステップＳ１０３）。すなわち、動き検出器１４では、動き複雑度測定器１２で算出された基本動きベクトルｄを基にダイヤモンド動きベクトル法に従って、小数精度の動きベクトルを算出する。また、動き検出器１４を動き複雑度測定器１２で算出された基本動きベクトルｄ、周辺の動きベクトル、及び動きベクトル（０，０）の両方を基にダイヤモンド動きベクトル法に従って、より符号化効率の良い小数精度の動きベクトルを算出するようにすることも可能である。
【００２０】
動き補償予測器１５は動き検出器１４からの動きベクトルと、画像メモリ２４からの参照画像信号とから予測信号を生成し（ステップＳ１０４）、減算器１３に供給する。減算器１３は符号化対象画像信号ｆから動き補償予測器１５からの予測信号を減算して予測誤差信号を生成する（ステップＳ１０５）。
【００２１】
直交変換器１６は減算器１３からの予測誤差信号の直交変換処理を行い（ステップＳ１０６）、得られた係数を量子化器１７に与える。量子化器１７は所定の量子化ステップ幅で係数を量子化し（ステップＳ１０７）、量子化された係数をエントロピー符号化器１８と逆量子化器２０に与える。エントロピー符号化器１８は量子化された係数を予め定められた方法に従ってエントロピー符号化する（ステップＳ１０８）。多重化器１９では、フレームタイプ信号ｂ、符号化構造信号ｅ、動きベクトル及びエントロピー符号化した符号列などと共にヘッダ情報を多重化し（ステップＳ１０９）、動画像符号信号ｇを生成して出力する。
【００２２】
一方、逆量子化器２０は量子化器１７からの量子化された係数を逆量子化し（ステップＳ１１０）、逆直交変換器２１は、逆量子化器２０からの逆量子化された信号に対して直交変換と逆の処理を行い、予測誤差信号を再生する（ステップＳ１１１）。加算器２２は逆直交変換器２１からの予測誤差信号と動き補償予測器１５からの予測信号とを加算し（ステップＳ１１２）、局部復号された再生画像信号を生成する。この再生画像信号は、符号化時に生じるブロック歪みを減少させるためのデブロック処理がループフィルタ２３によって行われた後（ステップＳ１１３）、画像メモリ２４に供給されて蓄えられる（ステップＳ１１４）。画像メモリ２４に蓄積された再生画像信号は、必要に応じて読み出され参照画像信号として動き検出器１４及び動き補償予測器１５にそれぞれ供給される。
【００２３】
次に、本実施の形態における動画像符号化装置の特徴的な構成要素である符号化構造決定器１１の構成及び動作について更に詳細に説明する。図３は本発明における動画像符号化装置の特徴的な構成要素である符号化構造決定器１１の一実施の形態のブロック図を示す。図３に示すように、符号化構造決定器１１は、フレームアクティビティ演算器１１１、フィールドアクティビティ演算器１１２及び判定器１１３から構成されている。
【００２４】
フレームアクティビティ演算器１１１は図５（ａ）に示すように、白丸で示すトップフィールド（奇数フィールド）の画素と、黒丸で示すボトムフィールド（偶数フィールド）の画素のうち、アクティビティブロック単位（水平８画素×垂直８画素）毎に後述する（１）式によりブロックフレームアクティビティ(Block Frame Activity)を算出する。このブロックフレームアクティビティ(Block Frame Activity)は、垂直方向に隣接する２ラインの画素間のエネルギーの総和である。
【００２５】
また、フィールドアクティビティ演算器１１２は図５（ｂ）に示すように、白丸で示すトップフィールド（奇数フィールド）の画素のうち、又は黒丸で示すボトムフィールド（偶数フィールド）の画素のうち、アクティビティブロック単位（水平８画素×垂直８画素）毎に後述する（２）式によりブロックフィールドアクティビティ(Block Field Activity)を算出する。このブロックフィールドアクティビティ(Block Field Activity)は、垂直方向に隣接する２つの画素間のエネルギーの総和である。
【００２６】
【数１】
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ここで、（１）式及び（２）式はエネルギーを垂直画素間絶対差分とみなしたアクティビティ算出方法の一例である。また、（１）式、（２）式中、Ｐ（ｘ，ｙ）はフレーム画像における水平座標ｘ、垂直座標ｙにおける画素値であり、Ｐ（ｘ，ｙ＋１）は画素値Ｐ（ｘ，ｙ）の画素より異なるフィールドの１ライン下側に隣接する画素の画素値であり、Ｐ（ｘ，ｙ＋２）は画素値Ｐ（ｘ，ｙ）の画素と同じフィールドの１ライン下側に隣接する画素の画素値である。
【００２７】
また、図３において、判定器１１３は、フレームタイプ信号ｂと、フレームアクティビティ演算器１１１及びフィールドアクティビティ演算器１１２の各出力信号と、動き複雑度信号ｃとを入力として受け、基本ブロック毎にフレーム構造またはフィールド構造で符号化するのかを決定して、フレーム／フィールド構造を示す符号化構造信号ｅと符号化対象画像信号ｆを出力する。
【００２８】
次に、図３の実施の形態の動作について、図４のフローチャートを併せ参照して説明する。図３において、入力画像信号ａはフレームアクティビティ演算器１１１とフィールドアクティビティ演算器１１２に入力される。フレームアクティビティ演算器１１１は入力画像信号ａに対して、アクティビティブロック単位（水平８画素×垂直８画素）毎に（１）式に基づいてブロックフレームアクティビティ（Block Frame Activity）を算出して出力する。また、これと並行してフィールドアクティビティ演算器１１２は入力画像信号ａに対して、アクティビティブロック単位（水平８画素×垂直８画素）毎に（２）式に基づいてブロックフィールドアクティビティ（Block Field Activity）を算出して出力する。
【００２９】
判定器１１３は、フレームタイプ信号ｂと、フレームアクティビティ演算器１１１及びフィールドアクティビティ演算器１１２の各出力信号と、動き複雑度信号ｃとを入力として受け、まず、フレームタイプ信号ｂから符号化対象の入力画像信号ａのフレームタイプがＩフレーム、Ｐフレーム、Ｂフレームのいずれであるかを判定する（ステップＳ２０１）。
【００３０】
また、判定器１１３は、フレームアクティビティ演算器１１１からのブロックフレームアクティビティ（Block Frame Activity）から基本ブロックのフレームアクティビティ（FrameActivity）を算出すると共に、フィールドアクティビティ演算器１１２からのブロックフィールドアクティビティ（Block Field Activity）から基本ブロックのフィールドアクティビティ（FieldActivity）を算出する。ここで、基本ブロックのフレームアクティビティ（FrameActivity）は、基本ブロックに含まれる４つのブロックフレームアクティビティ（Block Frame Activity）の和であり、また、基本ブロックのフィールドアクティビティ（FieldActivity）、基本ブロックに含まれる４つのブロックフィールドアクティビティ（Block Field Activity）の和であり、それぞれ次式で表される。
【００３１】
FrameActivity＝ΣBlock Frame Activity      （３）
FieldActivity＝ΣBlock Field Activity      （４）
なお、基本ブロックのフレーム（フィールド）アクティビティの算出方法は４つのブロックフレーム（フィールド）アクティビティの和に限定しない。４つのブロックフレーム（フィールド）アクティビティの最小値、最大値、平均値などを用いることもできる。
【００３２】
続いて、判定器１１３はステップＳ２０１でフレームタイプ信号ｂがＩフレームであると判定した場合には、次式
ＦＲ＝FrameActivity        （５）
ＦＩ＝FieldActivity        （６）
により、それぞれフレームアクティビティＦＲ、フィールドアクティビティＦＩを算出する（ステップＳ２０２）。
【００３３】
また、判定器１１３はステップＳ２０１でフレームタイプ信号ｂがＰフレームであると判定した場合には、動き複雑度信号ｃに応じて閾値Ｏｐを決定する（ステップＳ２０３）。閾値Ｏｐは例えば図６に示す特性のように、動き複雑度が大きくなるほど大きな値になるように設定する。これは動き複雑度が大きいほどアクティビティの信頼性が低下することに基づいている。ステップＳ２０３の処理に続いて、判定器１１３は
次式
ＦＲ＝FrameActivity＋Op    （７）
ＦＩ＝FieldActivity        （８）
により、それぞれフレームアクティビティＦＲ、フィールドアクティビティＦＩを算出する（ステップＳ２０５）。
【００３４】
また、判定器１１３はステップＳ２０１でフレームタイプ信号ｂがＢフレームであると判定した場合には、動き複雑度信号ｃに応じて閾値Ｏｂを決定する（ステップＳ２０４）。閾値Ｏｂの決定関数は、ここでは図６に示した閾値Ｏｐの決定関数と同じとする。ステップＳ２０４の処理に続いて、判定器１１３は
次式
ＦＲ＝FrameActivity＋Ob    （９）
ＦＩ＝FieldActivity        （10）
により、それぞれフレームアクティビティＦＲ、フィールドアクティビティＦＩを算出する（ステップＳ２０６）。すなわち、判定器１１３はフレームタイプがＰフレーム又はＢフレームのときには、ＩフレームのときよりもフレームアクティビティＦＲの値が大なるように、正の値のオフセット値Ｏｐ、Ｏｂ（ただし、Ｏｐ＞０、Ｏｂ＞０）を加算する。なお、従来はＯｐ＝Ｏｂ＝０である。
【００３５】
続いて、判定器１１３はステップ２０２、２０５又は２０６で算出した上記のフレームアクティビティＦＲ及びフィールドアクティビティＦＩが、ＦＲ≦ＦＩであるかどうか判定し（ステップＳ２０７）、ＦＲ≦ＦＩであるときにはフレーム構造と決定し（ステップＳ２０８）、ＦＲ＞ＦＩであるときにはフィールド構造と決定する（ステップＳ２０９）。ＦＲ及びＦＩのうち、相対的に値が小さな方が相関が高いからである。なお、ＦＲ＝ＦＩの時には、フィールド構造と決定するようにしてもよい（等号が成立する場合には、どちらの符号化構造でも選択可能としておくようにしてもよい。）。
【００３６】
判定器１１３はこのようにして決定したフレーム構造／フィールド構造を示す符号化構造信号ｅを生成して出力する。判定器１１３は、符号化構造信号ｅがフレーム構造を示していれば入力画像信号ａをフレーム構造として符号化させるように後段の符号化を制御する制御信号ｆを出力し、符号化構造信号ｅがフィールド構造を示していれば入力画像信号ａをフィールド構造として符号化させるように後段の符号化を制御する制御信号ｆを出力する。
【００３７】
このように、本実施の形態では、画像間予測符号化を行うフレームタイプであるＰフレームとＢフレームにおいて、ＩフレームのときよりもフレームアクティビティＦＲの値が大なるように、正の値のオフセット値Ｏｐ、Ｏｂを加算したのは、画像間予測を行うＰフレームやＢフレームのフレームアクティビティが画像内符号化を行うＩフレームほど符号化効率との関連性が高くないため、ＰフレームとＢフレームでは予測効率の高いフィールド構造を優先するためである。
【００３８】
このように本実施の形態の動画像符号化装置によれば、動きの複雑度を予め算出し、動きの複雑度とフレームタイプに応じてフレーム構造とフィールド構造の選択率を可変にすることで、特に、フィールド／フレーム判定が曖昧になりやすい特徴を持った複雑で細かな動きが多い動画像について、好適な画質の動画像符号化装置を提供することができる。
【００３９】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、０＜Ｏｐ＜Ｏｂに設定し、Ｐフレームよりも更にＢフレームの方を予測効率の高いフィールド構造を優先するように設定してもよい。また、本実施の形態で予測タイプ信号としてのフレームタイプ信号に応じてオフセット値の制御を行ったが、これを予測タイプ信号としてのスライスタイプ信号に応じて制御することも可能である（フレームやフィールドよりも小さい画像単位であるスライス単位で予測タイプを設定している場合もあるためである。）。
【００４０】
また、本発明は図１及び図３に示した構成をコンピュータにより実行させる動画像符号化プログラムも包含するものである。ここで、この動画像符号化プログラムは、記録されている記録媒体からコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して配信されてコンピュータに取り込まれてもよく、更にはファームウェアとしてコンピュータに組み込まれていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の動画像符号化装置の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の動画像符号化装置の一実施の形態の動作説明用フローチャートである。
【図３】本発明の動画像符号化装置の要部の符号化構造決定器の一実施の形態のブロック図である。
【図４】図３の符号化構造決定器の動作説明用フローチャートである。
【図５】本発明の動画像符号化装置の一実施の形態において求めるフレームアクティビティとフィールドアクティビティを説明する図である。
【図６】本発明の動画像符号化装置の一実施の形態において、符号化構造決定の際に用いる閾値決定関数の一例を示す図である。
【図７】フレーム構造とフィールド構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
ａ  入力画像信号
ｂ  フレームタイプ信号
ｃ  動き複雑度信号
ｄ  基本動きベクトル
ｅ  符号化構造信号
ｆ  符号化対象画像信号
ｇ  動画像符号信号
１１  符号化構造決定器
１２  動き複雑度測定器
１３  減算器
１４  動き検出器
１５  動き補償予測器
１６  直交変換器
１７  量子化器
１８  エントロピー符号化器
１９  多重化器
２０  逆量子化器
２１  逆直交変換器
２２  加算器
２３  ループフィルタ
２４  画像メモリ
１１１  フレームアクティビティ演算器
１１２  フィールドアクティビティ演算器
１１３  判定器
【図１】
2008028882.tif 000004
【図２】
2008028882.tif 000005
【図３】
2008028882.tif 000006
【図４】
2008028882.tif 000007
【図５】
2008028882.tif 000008
【図６】
2008028882.tif 000009
【図７】
2008028882.tif 000010