(57)【要約】【課題】圧縮符号化する際の情報量を増加させることなく、常に最適な符号化効率で動画像を圧縮符号化することができる符号化装置、方法およびプログラムを提供する。【解決手段】動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する符号化装置１であって、小ブロックに分割するマクロブロック分割部３と、ブロック群に統合するブロック群統合部５と、ブロック群の動きベクトルを、参照画像に基づいて探索するブロック群動きベクトル探索部９と、残差情報を出力する小ブロック動き補償部１７と、符号化動きベクトルとする動きベクトル符号化部１３と、合計情報量が最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、動きベクトルを出力するマクロブロック統合情報量比較部１９と、を備えた。【選択図】      図１
2005012439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する符号化装置であって、
前記原画像が分割されたマクロブロックを、当該マクロブロックよりも小さいブロックである小ブロックに分割するマクロブロック分割手段と、
このマクロブロック分割手段で分割された小ブロックを組み合わせたブロック群に統合するブロック群統合手段と、
このブロック群統合手段で統合されたブロック群の動きベクトルを、前記動き補償予測する際に用いられる参照画像に基づいて探索するブロック群動きベクトル探索手段と、
このブロック群動きベクトル探索手段で探索された動きベクトルを、前記小ブロック毎に動き補償予測を行うと共に、この動き補償予測の結果と前記原画像との比較により発生した残差情報を出力する小ブロック動き補償手段と、
前記ブロック群動きベクトル探索手段で探索された動きベクトルを符号化した符号化動きベクトルとする動きベクトル符号化手段と、
前記小ブロック動き補償手段で出力された残差情報の情報量を前記マクロブロック毎に合計し、前記動きベクトル符号化手段で符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、前記ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力するマクロブロック統合情報量比較手段と、
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する符号化方法であって、
前記原画像が分割されたマクロブロックを、当該マクロブロックよりも小さいブロックである小ブロックに分割するマクロブロック分割ステップと、
このマクロブロック分割ステップにおいて分割された小ブロックを組み合わせたブロック群に統合するブロック群統合ステップと、
このブロック群統合ステップにおいて統合されたブロック群の動きベクトルを、前記動き補償予測する際に用いられる参照画像に基づいて探索するブロック群動きベクトル探索ステップと、
このブロック群動きベクトル探索ステップにおいて探索された動きベクトルを、前記小ブロック毎に動き補償予測を行うと共に、この動き補償予測の結果と前記原画像との比較により発生した残差情報を出力する小ブロック動き補償ステップと、
前記ブロック群動きベクトル探索ステップにおいて探索された動きベクトルを符号化した符号化動きベクトルとする動きベクトル符号化ステップと、
前記小ブロック動き補償ステップにおいて出力された残差情報の情報量を前記マクロブロック毎に合計し、前記動きベクトル符号化ステップにおいて符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、前記ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力するマクロブロック統合情報量比較ステップと、
を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項３】
動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する装置を、
前記原画像が分割されたマクロブロックを、当該マクロブロックよりも小さいブロックである小ブロックに分割するマクロブロック分割手段、
このマクロブロック分割手段で分割された小ブロックを組み合わせたブロック群に統合するブロック群統合手段、
このブロック群統合手段で統合されたブロック群の動きベクトルを、前記動き補償予測する際に用いられる参照画像に基づいて探索するブロック群動きベクトル探索手段、
このブロック群動きベクトル探索手段で探索された動きベクトルを、前記小ブロック毎に動き補償予測を行うと共に、この動き補償予測の結果と前記原画像との比較により発生した残差情報を出力する小ブロック動き補償手段、
前記ブロック群動きベクトル探索手段で探索された動きベクトルを符号化した符号化動きベクトルとする動きベクトル符号化手段、
前記小ブロック動き補償手段で出力された残差情報の情報量を前記マクロブロック毎に合計し、前記動きベクトル符号化手段で符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、前記ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力するマクロブロック統合情報量比較手段、
として機能させることを特徴とする符号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像処理に係り、特に、動画像に含まれる原画像をブロックに分割して動き補償予測を利用して圧縮符号化する符号化装置、符号化方法および符号化プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動画像の圧縮符号化の方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１（ＭＰＥＧ）で規格化されたＭＰＥＧ−１，２，４（それぞれＩＳＯ／ＩＥＣ  １１１７２−２、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−２に対応している）や、ＩＴＵ−Ｔで勧告されたＨ．２６１，２６３や、ＪＶＴ（Ｊｏｉｎｔ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｅａｍ（ＭＰＥＧ−４  ｐａｒｔ１０  ＡＶＣ［ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０］／ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４））といった規格がある。この動画像の圧縮符号化の処理は、動画像に含まれる原画像（画像）をブロックと呼ばれる所定の領域に分割し、この分割したブロックを単位にして動き補償予測やＤＣＴ変換処理を施すものである（例えば、非特許文献１および２参照）。
【０００３】
動き補償予測の場合、圧縮符号化の処理の単位となるブロックの大きさは、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２の方式では、マクロブロックと呼ばれる水平１６画素×垂直１６ラインである。この１つのマクロブロックに対して、水平方向と垂直方向の２つの成分からなる１つの動きベクトルが割り当てられている。
【０００４】
ここで、図４に示すブロックの模式図を参照して、各圧縮符号化の処理について説明する。
図４（ａ）は、ＭＰＥＧ−１やＭＰＥＧ−２のようにマクロブロックを単位とする動き補償予測の場合の動きベクトルの割り当て処理を模式的に示しており、この図４（ａ）に示すように、動き補償予測の場合の動きベクトルの割り当て処理は、マクロブロックを処理の単位とし、このマクロブロック内の画素が全て同一の動きベクトルで代表されるとする。そして、この動きベクトルの方向と移動量とによって当該マクロブロック内の画素も平行移動しているという動きモデルを仮定して、動画像を処理するものである。
【０００５】
また、ＭＰＥＧ−４やＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６３方式では、マクロブロック単位で動き補償予測を行う他に、図４（ｂ）に示すように、水平８画素×垂直８ラインの大きさのブロック（小ブロック）単位で動き補償を行うモード（８×８モードとする）が備えられている。この８×８モードを用いた場合、水平１６画素×垂直１６ラインのマクロブロック内に複数の動きが存在する際に、マクロブロック１つに対して１つの動きベクトルを割り当てるよりも、実際の動きに近似した動きベクトルを得ることが可能である。
【０００６】
つまり、この８×８モードの場合、動き補償予測を行うブロック単位をマクロブックにするか、小ブロックにするかを示すフラグを立てる（判別信号を出力する）ことによって、符号化した動画像を復号する復号処理時に判別できるように構成されている。ただし、小ブロックに分割する場合には、１つのマクロブロックに対して４つの小ブロックが存在するので、動きベクトルの数は、小ブロック毎に１つずつ存在し、１つのマクロブロックでは、４つ存在することになる。
【０００７】
また、ＪＶＴ方式では、マクロブロックの水平１６画素×垂直１６ラインおよび小ブロックの水平８画素×垂直８ラインの大きさの正方形のブロックの他に、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、水平１６画素×垂直８ライン、水平８画素×垂直１６ラインのような長方形のブロックや、図４（ｅ）（ｆ）に示すように、マクロブロックを水平８画素×垂直８ラインの大きさの４つに分割したブロックや、さらにこの水平８画素×垂直８ラインの大きさのブロックを、図４（ｇ）〜（ｉ）に示すように、水平８画素×垂直４ライン、水平４画素×垂直８ライン、水平４画素×垂直４ラインの大きさに分割したブロックで動き補償予測を行うことも可能な構成となっている。
【０００８】
なお、ＪＴＶ方式の場合、水平１６画素×垂直１６ラインのマクロブロックをどのような大きさのブロックに分割するのかを示すフラグが多く必要になる。
【０００９】
また、例えば、水平１６画素×垂直１６ラインのマクロブロックを、水平１６画素×垂直８ラインの長方形のブロックの２つに分割した場合には、１つのマクロブロックに２つの動きベクトルが存在することになり、動きベクトルの数は、マクロブロックを４つの正方形のブロックに分割した場合よりも少なくなる。
【００１０】
ところで、これら圧縮符号化の各方式では、図５に示すように、マクロブロック、或いは、このマクロブロックを分割した小ブロック毎に推定される動きベクトルＭＶ（Ｘ）は、１つのブロック内、図５中の処理対象ブロックＸ内で符号化されるのではなく、隣接するブロックであるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける動きベクトルＭＶ（Ａ）、ＭＶ（Ｂ）、ＭＶ（Ｃ）、ＭＶ（Ｄ）が近似していることを利用して、隣接するブロック間で動きベクトルの差分（ｄＭＶ（Ｘ））をとり、この差分（ｄＭＶ（Ｘ））を用いて符号化される場合が多い。そのため、隣接するブロック間で動きベクトルの方向や大きさが近似しているほど符号化後に発生する情報量（符号化情報量）は小さくなる。
【００１１】
なお、この図５において、破線で囲んでいる部分が一つのフレームを示している。また、処理対象ブロックＸは、このフレームの任意の位置にあるものであり、この図５では図示を省略したが、通常、この処理対象ブロックＸを囲むブロック（隣接するブロック）を全て利用する必要がある。
【００１２】
【非特許文献１】
加藤禎篤  他著「ブロック単位境界モデルに基づく動き補償：Ｈ．２６Ｌ予測方式の精緻化」電子情報通信学会大会予稿集、２００２年３月２９日、ｐｐ４０１−ｐｐ４０２
【非特許文献２】
木村青司  他著「可変サイズ可変形状ブロックに基づいた動き補償方式」電子情報通信学会論文誌、１９９７年２月  ｐｐ４３４−ｐｐ４４３
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、動画像に含まれる各原画像のブロック単位で動き補償予測を行う従来の圧縮符号化の方式では、以下に示す問題がある。
【００１４】
マクロブロックを小ブロックに分割して動き補償予測を行う、ＭＰＥＧ−４、ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６３、ＪＶＴ方式では、マクロブロック単位でしか動き補償予測を行うことができないＭＰＥＧ−１，２方式に比べて、実際の動きに合った動きベクトルで動画像を圧縮符号化できる可能性は高いものの、分割した小ブロック毎の動きベクトルと、マクロブロックをどのように分割したかを示す付加的な情報が必要になる。そのため、１つのマクロブロックに対して１つの動きベクトルを割り当てて圧縮符号化の処理を行うＭＰＥＧ−１，２の方式に比べて、若干情報量が増加してしまい、符号化効率を向上させる上で、常に効率的になるとは限らないという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は前記した従来の技術が有する課題を解消し、圧縮符号化する際の情報量を増加させることなく、常に最適な符号化効率で動画像を圧縮符号化することができる符号化装置、符号化方法および符号化プログラムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した目的を達成するため、以下に示す構成とした。
請求項１記載の符号化装置は、動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する符号化装置であって、マクロブロック分割手段と、ブロック群統合手段と、ブロック群動きベクトル探索手段と、小ブロック動き補償手段と、動きベクトル符号化手段と、マクロブロック統合情報量比較手段と、を備える構成とした。
【００１７】
かかる構成によれば、符号化装置は、マクロブロック分割手段によって、マクロブロックを小ブロックに分割し、ブロック群統合手段によって、小ブロックを組み合わせたブロック群に統合する。つまり、水平１６画素×垂直１６ラインに分割されたマクロブロックをこの大きさより小さいブロック、例えば、水平８画素×垂直８ラインの４個の小ブロックに分割し、マクロブロックを４分割する。または、水平８画素×垂直１６ラインの１個の小ブロックと、水平８画素×垂直８ラインの２個の小ブロックとにマクロブロックを３分割する。或いは、水平８画素×垂直８ラインの１個の小ブロックとその他の残りのブロックとに分割してマクロブロックを２分割する。
【００１８】
続いて、この符号化装置は、ブロック群動きベクトル探索手段によって、ブロック群統合手段にて統合されたブロック群の動きベクトルを、動き補償予測する際に用いられる参照画像に基づいて探索する。この動きベクトルの探索は、参照画像である一つ前（直前）の画像（フレーム）の中で該当するブロック群を指すものである。すなわち、このブロック群動きベクトル探索手段では、小ブロックの様々な組み合わせであるブロック群の動きベクトルは、直前のフレームの該当するブロック群が参照されて、小ブロックの様々な組み合わせの数だけ探索されることになる。
【００１９】
そして、この符号化装置は、小ブロック動き補償手段によって、ブロック群動きベクトル探索手段で探索された動きベクトルを用いて、小ブロック毎に動き補償予測を行うと共に、この動き補償予測の結果と原画像との比較により発生した残差情報を出力する。つまり、この動き補償予測（動き補償処理）は、ブロック群動きベクトル探索手段で探索されたブロック群を構成する小ブロック毎に行われる。
【００２０】
また、この符号化装置は、動きベクトル符号化手段によって、ブロック群動きベクトル探索手段で探索された動きベクトルを符号化し、マクロブロック統合情報量比較手段によって、小ブロック動き補償手段で出力された残差情報の情報量をマクロブロック単位毎に合計し、動きベクトル符号化手段で符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力する。つまり、複数通りに統合したブロック群の中で、最も符号化効率がよくなる動きベクトルを選択することにより、この動きベクトルに基づいて、動画像の符号化効率を向上させることができる。
【００２１】
請求項２記載の符号化方法は、動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する符号化方法であって、マクロブロック分割ステップと、ブロック群統合ステップと、ブロック群動きベクトル探索ステップと、小ブロック動き補償ステップと、動きベクトル符号化ステップと、マクロブロック統合情報量比較ステップと、を含む手順とした。
【００２２】
かかる手順によれば、符号化方法は、マクロブロック分割ステップにおいて、マクロブロックを小ブロックに分割し、ブロック群統合ステップにおいて、小ブロックを組み合わせたブロック群に統合する。続いて、この符号化方法は、ブロック群動きベクトル探索ステップにおいて、ブロック群統合ステップにて統合されたブロック群の動きベクトルを、動き補償予測する際に用いられる参照画像に基づいて探索する。そして、この符号化方法は、小ブロック動き補償ステップにおいて、ブロック群動きベクトル探索ステップにて探索された動きベクトルを用いて、小ブロック毎に動き補償予測を行うと共に、この動き補償予測の結果と原画像との比較により発生した残差情報を出力する。
【００２３】
また、この符号化方法は、動きベクトル符号化ステップにおいて、ブロック群動きベクトル探索ステップにて探索された動きベクトルを符号化し、マクロブロック統合情報量比較ステップにおいて、小ブロック動き補償ステップにて出力された残差情報の情報量をマクロブロック単位毎に合計し、動きベクトル符号化ステップにて符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力する。
【００２４】
請求項３記載の符号化プログラムは、動画像に含まれる各原画像のブロックの単位で動き補償予測を行って、当該動画像を圧縮符号化する装置を、マクロブロック分割手段、ブロック群統合手段、ブロック群動きベクトル探索手段、小ブロック動き補償手段、動きベクトル符号化手段、マクロブロック統合情報量比較手段、として機能させる構成とした。
【００２５】
かかる構成によれば、符号化プログラムは、マクロブロック分割手段で、マクロブロックを小ブロックに分割し、ブロック群統合手段で、小ブロックを組み合わせたブロック群に統合する。続いて、この符号化プログラムは、ブロック群動きベクトル探索手段で、ブロック群統合手段にて統合されたブロック群の動きベクトルを、動き補償予測する際に用いられる参照画像に基づいて探索する。そして、この符号化プログラムは、小ブロック動き補償手段で、ブロック群動きベクトル探索手段にて探索された動きベクトルを用いて、小ブロック毎に動き補償予測を行うと共に、この動き補償予測の結果と原画像との比較により発生した残差情報を出力する。
【００２６】
また、この符号化プログラムは、動きベクトル符号化手段で、ブロック群動きベクトル探索手段にて探索された動きベクトルを符号化し、マクロブロック統合情報量比較手段で、小ブロック動き補償手段で出力された残差情報の情報量をマクロブロック単位毎に合計し、動きベクトル符号化手段にて符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（符号化装置の構成）
図１は、符号化装置のブロック図である。この図１に示すように、符号化装置１は、動画像を構成する一つ一つの画像を分割したマクロブロック（マクロブロック信号）を入力として、このマクロブロックの動きベクトルを出力して、動画像を符号化するもので、マクロブロック分割部３と、ブロック群統合部５と、ブロック群蓄積逐次出力部７と、ブロック群動きベクトル探索部９と、参照画像蓄積部１１と、動きベクトル符号化部１３と、動きベクトル蓄積部１５と、小ブロック動き補償部１７と、マクロブロック総合情報量比較部１９とを備えている。
【００２８】
マクロブロック分割部３（マクロブロック分割手段）は、入力されたマクロブロック信号（水平１６画素×垂直１６ライン）を小ブロック（水平１６画素×垂直８ライン、水平８画素×垂直１６ライン、水平８画素×垂直８ライン等）に分割した分割ブロック信号をブロック群統合部５に出力するものである。
【００２９】
つまり、このマクロブロック分割部３では、ＭＰＥＧ−４やＪＶＴ方式に則った形式で、マクロブロックが長方形や正方形の小ブロックに分割される。なお、ＭＰＥＧ−４に則った場合、１つのマクロブロックに１つの動きベクトルが付されて表現されるモードと、マクロブロックを４つに分割した小ブロックのそれぞれに動きベクトルが付されて表現されるモードとがある。
【００３０】
また、ＪＶＴ方式に則った場合、水平１６画素×垂直１６ラインの分割を行わないマクロブロックと、水平８画素×垂直８ラインの正方形ブロックと、水平１６画素×垂直８ラインおよび水平８画素×垂直１６ラインの長方形ブロックと、水平８画素×垂直８ラインをさらに分割した水平８画素×垂直４ライン、水平４画素×垂直８ラインおよび水平４画素×垂直４ラインといったブロックのように分割される。
【００３１】
ブロック群統合部５（ブロック群統合手段）は、マクロブロック分割部３でマクロブロックが分割された分割ブロック信号（小ブロック）を統合して、様々な組み合わせのブロック群信号（ブロック群）を生成し、ブロック群蓄積逐次出力部７に出力するものである。このブロック群統合部５では、図３に示すように、すべての小ブロックの組み合わせによって、ブロック群が生成される。
【００３２】
この図３（１）に示すように、マクロブロックが４つの小ブロックに分割されており、３つの動きベクトルの方向、大きさは近似しているが、少しずつ異なっているため、符号化すると差分信号が発生する。
【００３３】
また、図３（２）は、マクロブロックを分割しない場合（非分割）を示している。なお、この図３中に示した符号“ａ”、“ｂ”、“ｃ”は、分割した領域を示している。図３（３）〜図３（９）は、マクロブロックを２分割した場合のブロック群を示しており、図３（１０）〜図３（１９）は、マクロブロックを３分割した場合のブロック群を示している。
【００３４】
図３（３）では、左上部の水平８画素×垂直８ラインの小ブロックと、このブロック以外との領域に分割されており、逆に、図３（４）では、右上部の水平８画素×垂直８ラインの小ブロックと、このブロック以外との領域に分割されている。また、図３（５）では、左下部の水平８画素×垂直８ラインの小ブロックと、このブロック以外との領域に分割されており、逆に、図３（６）では、右下部の水平８画素×垂直８ラインの小ブロックと、このブロック以外との領域に分割されている。
【００３５】
図３（７）では、水平１６画素×垂直８ラインの小ブロックに２分割されており、図３（８）では、水平８画素×垂直１６ラインの小ブロックに２分割されている。図３（９）では、水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに４分割されているが、分割された領域は“ａ”および“ｂ”領域の２つであるので、結果として２分割されていることになる。
【００３６】
図３（１０）では、左半分が水平１６画素×垂直８ラインの小ブロックに分割され、右半分が水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに２分割されている。また、図３（１１）では、左半分が水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに２分割され、右半分が水平１６画素×垂直８ラインの小ブロックに分割されている。
【００３７】
図３（１２）では、上半分が水平８画素×垂直１６ラインの小ブロックに分割され、下半分が水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに２分割されている。また、図３（１３）では、上半分が水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに２分割され、下半分が水平８画素×垂直１６ラインの小ブロックに分割されている。
【００３８】
図３（１４）（１６）では、水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに４分割されており、右上部と左下部が同一の領域であり、結果として“ａ”、“ｂ”、“ｃ”の領域に３分割されている。また、図３（１５）（１７）では、水平８画素×垂直８ラインの小ブロックに４分割されており、左上部と右下部が同一の領域であり、結果として“ａ”、“ｂ”、“ｃ”の領域に３分割されている。
【００３９】
図１に戻って説明を続ける。
ブロック群蓄積逐次出力部７は、ブロック群統合部５で統合されたブロック群信号（ブロック群）を蓄積すると共に、逐次、蓄積したブロック群信号（ブロック群）をブロック群動きベクトル探索部９に出力するものである。例えば、このブロック群蓄積逐次出力部７からブロック群を逐次（順番に）出力するタイミングは、ブロック群動きベクトル探索部９に入力されたブロック群の動きベクトルが探索された直後である。
【００４０】
ブロック群動きベクトル探索部９（ブロック群動きベクトル探索手段）は、入力されたブロック群を構成する小ブロック毎の動きベクトルを参照画像蓄積部１１に蓄積されている参照画像信号（参照画像、一つ前のフレーム）を探索して、動きベクトル信号として、動きベクトル符号化部１３および動きベクトル蓄積部１５に出力するものである。この実施の形態では、このブロック群動きベクトル探索部９は、ブロックマッチング法によって、ブロック群の動きベクトルを探索する。
【００４１】
参照画像蓄積部１１は、当該装置１に入力された動画像に含まれる各画像を分割したマクロブロック信号よりも一つ前（直前）のフレームの画像を参照画像として蓄積するものである。この参照画像蓄積部１１は、通常、フレームメモリから構成されている。
【００４２】
動きベクトル符号化部１３は、ブロック群動きベクトル探索部９から出力された動きベクトル信号（小ブロック毎の動きベクトル）を符号化した符号化動きベクトルをマクロブロック統合情報量比較部１９に出力するものである。この動きベクトル符号化部１３は、ブロック群動きベクトル探索部９に入力されたブロック群を構成する小ブロックの動きベクトルと、当該マクロブロックに隣接するマクロブロックの動きベクトルとの差分をとり、この差分を符号化するものである。
【００４３】
動きベクトル蓄積部１５は、ブロック群動きベクトル探索部９で探索されたブロック群の動きベクトルを蓄積するものである。
【００４４】
小ブロック動き補償部１７は、ブロック群動きベクトル探索部９で探索され動きベクトル蓄積部１５に蓄積されているブロック群の動きベクトルと、参照画像蓄積部１１から出力（供給）される参照画像信号（参照画像）を用いて、小ブロック毎の動き補償処理（動き補償残差信号［残差情報］の出力）を行うものである。
【００４５】
マクロブロック総合情報量比較部１９は、小ブロック動き補償部１７から出力された動き補償残差信号（残差情報）と、当該装置１に入力されたマクロブロック信号（マクロブロック）と、動きベクトル符号化部１３から出力された符号化動きベクトル信号（符号化動きベクトル）とに基づいて、ブロック群統合部５で統合されたブロック群（図３参照）の中で符号化効率が最もよくなるものを探し、このブロック群で得られる動きベクトルを最終動きベクトル信号として出力するものである。
【００４６】
すなわち、このマクロブロック統合情報量比較部１９では、まず、小ブロック動き補償部１７における小ブロック毎の動き補償の結果を用いて、参照画像、つまり、動画像に含まれる直前の原画像との比較によって発生した残差情報（動き補償残差信号）の情報量を、マクロブロックで合計する。次に、この合計した情報量に、動きベクトル符号化部１３で符号化した符号化動きベクトル（符号化動きベクトル信号）の情報量を付加した合計情報量を求める。そして、この合計情報量が最小（最小の符号化情報量）となる、小ブロックの組み合わせであるブロック群を選択する。つまり、ブロック群統合部５によって、小ブロックが組み合わされたブロック群の中で、最適な組み合わせが選択され、この組み合わせで得られたブロック群の動きベクトルが最終的な出力（最終動きベクトル信号）となる。
【００４７】
この符号化装置１によれば、マクロブロック分割部３によって、マクロブロックが小ブロックに分割され、ブロック群統合部５によって、小ブロックを組み合わせたブロック群に統合される。続いて、ブロック群動きベクトル探索部９によって、ブロック群統合部５にて統合され、ブロック群蓄積逐次出力部７にて蓄積されたブロック群の動きベクトルが、参照画像に基づいて探索される。そして、小ブロック動き補償部１７によって、ブロック群動きベクトル探索部９で探索された動きベクトルにより、小ブロック毎に動き補償予測が行われると共に、この動き補償予測の結果と参照画像との比較により発生した残差情報が出力される。
【００４８】
また、動きベクトル符号化部１３によって、ブロック群動きベクトル探索部９で探索された動きベクトルが符号化され、マクロブロック統合情報量比較部１９によって、小ブロック動き補償部１７で出力された残差情報の情報量をマクロブロック単位毎に合計し、動きベクトル符号化部１３で符号化された符号化動きベクトルの情報量を加算した合計情報量が、ブロック群の組み合わせの中で最小となるブロック群を最適ブロック群として選択し、この最適ブロック群の動きベクトルを出力する。つまり、ブロック群統合部５にて複数通りに統合したブロック群の中で、最も符号化効率がよくなる動きベクトルを選択することにより、この動きベクトルに基づいて、動画像の符号化効率を向上させることができる。すなわち、動画像を符号化（圧縮符号化）する際の情報量を増加させることなく、常に最適な符号化効率で動画像を圧縮符号化することができる。
【００４９】
（符号化装置の動作）
次に、図２に示すフローチャートを参照して、符号化装置１の動作を説明する（適宜、図１参照）。
【００５０】
まず、マクロブロック分割部３によって、符号化方式（ＭＰＥＧ−４、ＪＶＴ方式）に準拠して、入力されたマクロブロック信号（マクロブロック）が、水平８画素×垂直８ライン、水平１６画素×垂直８ライン、水平８画素×垂直１６ライン等の小ブロックに分割される（Ｓ１）。続いて、ブロック群統合部５によって、マクロブロック分割部３にて分割された小ブロックが様々に組み合わされたブロック群に統合される（ブロック群が生成される）（Ｓ２）。
【００５１】
そして、ブロック群動きベクトル探索部９によって、ブロック郡単位で、動きベクトルが探索される（Ｓ３）。すると、小ブロック動き補償部１７によって、小ブロック毎の動き補償処理（動き補償予測）が行われ、残差情報（補償誤差）がマクロブロック統合情報量比較部１９に出力される（Ｓ４）。また、動きベクトル符号化部１３によって、動きベクトルが符号化された符号化動きベクトルがマクロブロック統合情報量比較部１９に出力される。
【００５２】
すると、マクロブロック総合情報量比較部１９によって、残差情報（補償誤差）の情報量がマクロブロックで合計され、この合計された情報量に符号化動きベクトルの情報量が付加された合計情報量と、参照画像の該当する箇所のブロック群の情報量とが比較され、情報量の小さい方が選択され保持される（Ｓ５）。
【００５３】
このＳ５の処理がブロック群統合部５で統合された全てのブロック群（全ての組み合わせ）について行われ、全ての組み合わせについて終了したかどうかが判定され（Ｓ６）、全ての組み合わせについて終了したと判定されない場合（Ｓ６、Ｎｏ）、Ｓ２に戻って処理が実行され、全ての組み合わせについて終了したと判定された場合（Ｓ６、Ｙｅｓ）、合計情報量（符号化情報量）が最小となるブロック群の動きベクトルが出力される（Ｓ７）。例えば、図３（１）に示したように、４つの動きベクトルが存在するとき、つまり、３の動きベクトルが右上方の方向を向いており、１つの動きベクトルが左方向を向いているときに、最終的な動きベクトルは、右上方に示した動きベクトルの長さを短くしたようなベクトルが得られることになる。
【００５４】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、符号化装置１の各構成の処理を一つずつの過程ととらえた符号化方法とみなすこともできるし、符号化装置１の各構成の処理を汎用的なコンピュータ言語で記述した符号化プログラムとみなすこともできる。これらの場合、符号化装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１、２、３記載の発明によれば、マクロブロックを分割した小ブロックを複数通りに統合したブロック群の中で、最も符号化効率がよくなる動きベクトルを選択することにより、この動きベクトルに基づいて、動画像の符号化効率を向上させることができ、動画像を符号化（圧縮符号化）する際の情報量を増加させることなく、常に最適な符号化効率で動画像を圧縮符号化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態である符号化装置のブロック図である。
【図２】図１に示した符号化装置の動作を説明したフローチャートである。
【図３】ブロック群統合部で小ブロックを統合したブロック群を説明した図である。
【図４】従来のマクロブロックの分割について説明した図である。
【図５】従来の動きベクトルの符号化について説明した図である。
【符号の説明】
１        符号化装置
３        マクロブロック分割部（マクロブロック分割手段）
５        ブロック群統合部（ブロック群統合手段）
７        ブロック群蓄積逐次出力部
９        ブロック群動きベクトル探索部（ブロック群動きベクトル探索手段）
１１      参照画像蓄積部
１３      動きベクトル符号化部（動きベクトル符号化手段）
１５      動きベクトル蓄積部
１７      小ブロック動き補償部（小ブロック動き補償手段）
１９      マクロブロック統合情報量比較部（マクロブロック統合情報量比較手段）
【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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