(57)【要約】【課題】符号化効率を向上させることができるようにする。【解決手段】Predictor予測部３４２は、動き情報バッファ３３５から、過去に処理されたPUの周辺Predictor情報を取得し、その中でPredictorのインデックスが最小のものを当該PUの予測Predictor情報とする。動き予測部３４１は、周辺動き情報を用いて当該PUの予測動きベクトルを予測し、実際に求められた当該PUの動きベクトルとの差分を示す差分動き情報を生成する。比較判定部３４３は、Predictor情報と予測Predictor情報とが一致するか否かを判定する。フラグ生成部３４４は、その判定結果を示すフラグ情報を生成する。本発明は、例えば、画像処理装置に適用することができる。【選択図】図１２
2012147331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測するプレディクタ予測手段と、
前記プレディクタ予測手段により予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成する予測画像生成手段と、
前記予測画像生成手段により生成される予測画像を用いて画像を符号化する符号化手段と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記周辺部分領域は、当該部分領域に隣接する部分領域を含む
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の上部および左部に隣接する部分領域を含む
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の左上部若しくは右上部に隣接する部分領域をさらに含む
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記周辺部分領域は、当該部分領域のCo-locatedに位置する部分領域をさらに含む
請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域のプレディクタの内、インデックスが最小のプレディクタを、当該部分領域のプレディクタの予測結果とする
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記プレディクタ予測手段は、一部の周辺部分領域が存在しない場合、存在する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域が存在しない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記プレディクタ予測手段は、サイズが当該部分領域と一致若しくは近似する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域のサイズが当該部分領域と一致も近似もしない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域の一部がMergeFlagにより符号化されている場合、マージされている周辺部分領域と異なる周辺部分領域の動き情報を意味するインデクスを用いて当該部分領域のプレディクタを予測する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
当該部分領域に対するプレディクタが、前記プレディクタ予測手段により予測されたプレディクタとを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果を表すフラグ情報を生成するフラグ情報生成手段と
を備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記符号化手段は、前記フラグ情報生成手段により生成された前記フラグ情報とともに、前記プレディクタ予測手段により予測されたプレディクタに関する情報、若しくは、前記プレディクタ予測手段により予測されたプレディクタと当該部分領域に対するプレディクタとの差分を符号化する
請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域がイントラ符号化されたものである場合、前記周辺部分領域のプレディクタに対するcode numberを０として、当該部分領域のプレディクタを予測する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
画像処理装置の画像処理方法であって、
前記プレディクタ予測手段が、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測し、
予測画像生成手段が、予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成し、
符号化手段が、生成される予測画像を用いて画像を符号化する
画像処理方法。
【請求項１４】
符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測するプレディクタ予測手段と、
前記プレディクタ予測手段により予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成する予測画像生成手段と、
前記予測画像生成手段により生成される予測画像を用いて画像が符号化された符号化データを復号する復号手段と
を備える画像処理装置。
【請求項１５】
前記周辺部分領域は、当該部分領域に隣接する部分領域を含む
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の上部および左部に隣接する部分領域を含む
請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の左上部若しくは右上部に隣接する部分領域をさらに含む
請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記周辺部分領域は、当該部分領域のCo-locatedに位置する部分領域をさらに含む
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域のプレディクタの内、インデックスが最小のプレディクタを、当該部分領域のプレディクタの予測結果とする
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
前記プレディクタ予測手段は、一部の周辺部分領域が存在しない場合、存在する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域が存在しない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略する
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記プレディクタ予測手段は、サイズが当該部分領域と一致若しくは近似する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域のサイズが当該部分領域と一致も近似もしない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略する
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域の一部がMergeFlagにより符号化されている場合、マージされている周辺部分領域と異なる周辺部分領域の動き情報を意味するインデクスを用いて当該部分領域のプレディクタを予測する
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項２３】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域がイントラ符号化されたものである場合、前記周辺部分領域のプレディクタに対するcode numberを０として、当該部分領域のプレディクタを予測する
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項２４】
画像処理装置の画像処理方法であって、
プレディクタ予測手段が、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測し、
予測画像生成手段が、予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成し、
復号手段が、生成される予測画像を用いて画像が符号化された符号化データを復号する
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および方法に関し、特に、符号化効率を向上させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
【０００３】
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
【０００４】
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
【０００５】
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われている。
【０００６】
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
【０００７】
ところで、AVCにおけるメディアン予測を用いた動きベクトルの符号化を改善するため、AVCにおいて定義されている、メディアン予測により求められる”Spatial Predictor”に加え、”Temporal Predictor”及び”Spatio-Temporal Predictor”のどれかを、予測動きベクトル情報として、適応的に用いることが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
画像情報符号化装置においては、それぞれのブロックに関して、それぞれの予測動きベクトル情報を用いた場合のコスト関数が算出され、最適な予測動きベクトル情報の選択が行われる。画像圧縮情報においては、それぞれのブロックに対し、どの予測動きベクトル情報が用いられたかに関する情報を示すフラグ情報が伝送される。
【０００９】
ところで、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；4000画素×2000画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない恐れがあった。
【００１０】
そこで、現在、AVCより更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-Tと、ISO/IECの共同の標準化団体であるJCTVC（Joint Collaboration Team - Video Coding）により、HEVC（High Efficiency Video Coding）と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１１】
このHEVC符号化方式においては、AVCにおけるマクロブロックと同様の処理単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が定義されている。このCUは、AVCのマクロブロックのようにサイズが16×16画素に固定されず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定される。
【００１２】
CUは、最大のLCU（Largest Coding Unit）から最小のSCU（Smallest Coding Unit）まで階層的に構成される。つまり、概ね、LCUがAVCのマクロブロックに相当し、そのLCUより下の階層のCU（LCUより小さなCU）がAVCのサブマクロブロックに相当すると考えることもできる。
【００１３】
ところで、動き情報の符号化方式の１つとして、Motion Partition Mergingと呼ばれる手法が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。この手法においては、Merge_Flagと、Merge_Left_Flagという、２つのflagが伝送される。
【００１４】
Merge_Flag=1の時、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＴ若しくはブロックＬの動き情報と同一であり、この時、Merge_Left_Flagが、出力となる画像圧縮情報中に伝送されることになる。
【００１５】
その値が0である時には、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＴともブロックＬとも異なるものであり、ブロックXに関する動き情報が、画像圧縮情報に伝送されることになる。
【００１６】
Merge_Flag=1であり、かつ、Merge_Left_Flag=1である場合、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＬの動き情報と同一のものになる。
【００１７】
Merge_Flag=1であり、かつ、Merge_Left_Flag=0である場合、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＬの動き情報と同一のものになる。
【００１８】
上述のMotion Partition Mergingは、AVCにおけるSkipの置き換えとして提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Joel Jung,Guillaume Laroche,"Competition-Based Scheme for Motion Vector Selection and Coding", VCEG-AC06,ITU - Telecommunications Standardization SectorSTUDY GROUP 16 Question 6Video Coding Experts Group (VCEG)29th Meeting: Klagenfurt, Austria, 17-18 July, 2006
【非特許文献２】"Test Model under Consideration",JCTVC-B205,Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG112nd Meeting:Geneva,CH,21-28 July, 2010
【非特許文献３】Martin Winken, Sebastian Bosse, Benjamin Bross, Philipp Helle, Tobias Hinz, Heiner Kirchhoffer, Haricharan Lakshman, Detlev Marpe, Simon Oudin, Matthias Preiss, Heiko Schwarz, Mischa Siekmann, Karsten Suehring, and Thomas Wiegand，”Description of video coding technology proposed by Fraunhofer HHI”，JCTVC-A116,April,2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、文献１のように、複数の予測モード（predictor）により動きベクトル情報の符号化処理を行うと、ブロック毎に、どの予測モード（predictor）を用いるかに関する情報量が増大し、符号化効率が低減する恐れがあった。
【００２１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、motion vector competitionによる動きベクトル情報の符号化処理を行う場合に、当該ブロックについてどの予測モード（predictor）を用いたかを、当該ブロックと周辺ブロックとの相関を利用して求めるようにすることにより、符号化効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一側面は、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測するプレディクタ予測手段と、前記プレディクタ予測手段により予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成する予測画像生成手段と、前記予測画像生成手段により生成される予測画像を用いて画像を符号化する符号化手段とを備える画像処理装置である。
【００２３】
前記周辺部分領域は、当該部分領域に隣接する部分領域を含むようにすることができる。
【００２４】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の上部および左部に隣接する部分領域を含むようにすることができる。
【００２５】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の左上部若しくは右上部に隣接する部分領域をさらに含むようにすることができる。
【００２６】
前記周辺部分領域は、当該部分領域のCo-locatedに位置する部分領域をさらに含むようにすることができる。
【００２７】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域のプレディクタの内、インデックスが最小のプレディクタを、当該部分領域のプレディクタの予測結果とすることができる。
【００２８】
前記プレディクタ予測手段は、一部の周辺部分領域が存在しない場合、存在する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域が存在しない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略することができる。
【００２９】
前記プレディクタ予測手段は、サイズが当該部分領域と一致若しくは近似する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域のサイズが当該部分領域と一致も近似もしない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略することができる。
【００３０】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域の一部がMergeFlagにより符号化されている場合、マージされている周辺部分領域と異なる周辺部分領域の動き情報を意味するインデクスを用いて当該部分領域のプレディクタを予測することができる。
【００３１】
当該部分領域に対するプレディクタが、前記プレディクタ予測手段により予測されたプレディクタとを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果を表すフラグ情報を生成するフラグ情報生成手段とを備えることができる。
【００３２】
前記符号化手段は、前記フラグ情報生成手段により生成された前記フラグ情報とともに、前記プレディクタ予測手段により予測されたプレディクタに関する情報、若しくは、前記プレディクタ予測手段により予測されたプレディクタと当該部分領域に対するプレディクタとの差分を符号化することができる。
【００３３】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域がイントラ符号化されたものである場合、前記周辺部分領域のプレディクタに対するcode numberを０として、当該部分領域のプレディクタを予測することができる。
【００３４】
本発明の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、前記プレディクタ予測手段が、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測し、予測画像生成手段が、予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成し、符号化手段が、生成される予測画像を用いて画像を符号化する画像処理方法である。
【００３５】
本発明の他の側面は、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測するプレディクタ予測手段と、前記プレディクタ予測手段により予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成する予測画像生成手段と、前記予測画像生成手段により生成される予測画像を用いて画像が符号化された符号化データを復号する復号手段とを備える画像処理装置である。
【００３６】
前記周辺部分領域は、当該部分領域に隣接する部分領域を含むようにすることができる。
【００３７】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の上部および左部に隣接する部分領域を含むようにすることができる。
【００３８】
前記周辺部分領域は、当該部分領域の左上部若しくは右上部に隣接する部分領域をさらに含むようにすることができる。
【００３９】
前記周辺部分領域は、当該部分領域のCo-locatedに位置する部分領域をさらに含むようにすることができる。
【００４０】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域のプレディクタの内、インデックスが最小のプレディクタを、当該部分領域のプレディクタの予測結果とすることができる。
【００４１】
前記プレディクタ予測手段は、一部の周辺部分領域が存在しない場合、存在する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域が存在しない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略することができる。
【００４２】
前記プレディクタ予測手段は、サイズが当該部分領域と一致若しくは近似する周辺部分領域のプレディクタのみを用いて、当該部分領域のプレディクタを予測し、全ての周辺部分領域のサイズが当該部分領域と一致も近似もしない場合、当該部分領域のプレディクタを予測を省略することができる。
【００４３】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域の一部がMergeFlagにより符号化されている場合、マージされている周辺部分領域と異なる周辺部分領域の動き情報を意味するインデクスを用いて当該部分領域のプレディクタを予測することができる。
【００４４】
前記プレディクタ予測手段は、前記周辺部分領域がイントラ符号化されたものである場合、前記周辺部分領域のプレディクタに対するcode numberを０として、当該部分領域のプレディクタを予測することができる。
【００４５】
本発明の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、プレディクタ予測手段が、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタを予測し、予測画像生成手段が、予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像を生成し、復号手段が、生成される予測画像を用いて画像が符号化された符号化データを復号する画像処理方法である。
【００４６】
本発明の一側面においては、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタが予測され、予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像が生成され、生成される予測画像を用いて画像が符号化される。
【００４７】
本発明の他の側面においては、符号化処理の対象となる部分領域の周辺に位置する周辺部分領域において用いられるプレディクタの情報から、当該部分領域において用いられるプレディクタが予測され、予測された当該部分領域のプレディクタを用いて、当該部分領域の予測画像が生成され、生成される予測画像を用いて画像が符号化された符号化データが復号される。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、画像を処理することができる。特に、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】AVC符号化方式に基づく画像圧縮情報を出力する画像符号化装置を示すブロック図である。
【図２】AVC符号化方式に基づく画像圧縮情報を入力とする画像復号装置を示すブロック図である。
【図３】小数点画素精度の動き予測・補償処理の例を示す図である。
【図４】マクロブロックの例を示す図である。
【図５】メディアンオペレーションの様子の例を説明する図である。
【図６】マルチ参照フレームの例を説明する図である。
【図７】テンポラルダイレクトモードの様子の例を説明する図である。
【図８】非特許文献１において提案されている動きベクトル符号化方法の様子の例を説明する図である。
【図９】コーディングユニットの構成例を説明する図である。
【図１０】非特許文献３において提案されているMotion Partition Mergingの様子の例を説明する図である。
【図１１】本実施の画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１の動き予測・補償部および動き情報予測部の主な構成例を示すブロック図である。
【図１３】動き情報予測部の動作原理を説明する図である。
【図１４】隣接ブロックとの相関の推定する方法の例を説明する図である。
【図１５】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１６】インター動き予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１７】本実施の画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１７の動き予測・補償部および動き情報予測部の主な構成例を示すブロック図である。
【図１９】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２０】予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２１】インター予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２２】本実施のパーソナルコンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【図２３】本実施のテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２４】本実施の携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２５】本実施のハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【図２６】本発明を適用したカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（パーソナルコンピュータ）
４．第４の実施の形態（テレビジョン受像機）
５．第５の実施の形態（携帯電話機）
６．第６の実施の形態（ハードディスクレコーダ）
７．第７の実施の形態（カメラ）
【００５１】
＜１．第１の実施の形態＞
［AVC符号化方式の画像符号化装置］
図１は、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）4 Part10（AVC（Advanced Video Coding））符号化方式により画像を符号化する画像符号化装置の一実施の形態の構成を表している。
【００５２】
図１に示される画像符号化装置１００は、AVC規格に基づいた符号化方式で画像を符号化し、出力する装置である。図１に示されるように、画像符号化装置１００は、A/D変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、デブロックフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
【００５３】
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、画面並べ替えバッファ１０２に出力し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group of Picture）構造に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
【００５４】
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。
【００５５】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
【００５６】
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施し、その変換係数を量子化部１０５に供給する。
【００５７】
量子化部１０５は、直交変換部１０４が出力する変換係数を量子化する。量子化部１０５は、レート制御部１１７から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、量子化を行う。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
【００５８】
可逆符号化部１０６は、その量子化された変換係数に対して、可変長符号化、算術符号化等の可逆符号化を施す。係数データは、レート制御部１１７の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部１１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
【００５９】
可逆符号化部１０６は、イントラ予測を示す情報などをイントラ予測部１１４から取得し、インター予測モードを示す情報や動きベクトル情報などを動き予測・補償部１１５から取得する。なお、イントラ予測（画面内予測）を示す情報は、以下、イントラ予測モード情報とも称する。また、インター予測（画面間予測）を示す情報モードを示す情報は、以下、インター予測モード情報とも称する。
【００６０】
可逆符号化部１０６は、量子化された変換係数を符号化するとともに、フィルタ係数、イントラ予測モード情報、インター予測モード情報、および量子化パラメータなどの各種情報を、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
【００６１】
例えば、可逆符号化部１０６においては、可変長符号化または算術符号化等の可逆符号化処理が行われる。可変長符号化としては、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などがあげられる。算術符号化としては、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などがあげられる。
【００６２】
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持し、所定のタイミングにおいて、H．264/AVC方式で符号化された符号化画像として、例えば、後段の図示せぬ記録装置や伝送路などに出力する。
【００６３】
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。逆量子化部１０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
【００６４】
逆直交変換部１０９は、供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
【００６５】
演算部１１０は、逆直交変換部１０９より供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。
【００６６】
例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報にイントラ予測部１１４から供給される予測画像を加算する。また、例えば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報に動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算する。
【００６７】
その加算結果は、デブロックフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
【００６８】
デブロックフィルタ１１１は、適宜デブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。デブロックフィルタ１１１は、そのフィルタ処理結果をフレームメモリ１１２に供給する。なお、演算部１１０から出力される復号画像は、デブロックフィルタ１１１を介さずにフレームメモリ１１２に供給することができる。すなわち、デブロックフィルタ１１１のデブロックフィルタ処理は省略することができる。
【００６９】
フレームメモリ１１２は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、記憶している復号画像を参照画像として、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４または動き予測・補償部１１５に出力する。
【００７０】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、例えば、インター符号化が行われる場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介して動き予測・補償部１１５に供給する。
【００７１】
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がイントラ符号化を行う画像である場合、その参照画像をイントラ予測部１１４に供給する。また、選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像がインター符号化を行う画像である場合、その参照画像を動き予測・補償部１１５に供給する。
【００７２】
イントラ予測部１１４は、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される処理対象ピクチャ内の画素値を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。
【００７３】
H.264画像情報符号化方式において、輝度信号に対しては、イントラ4×4予測モード、イントラ8×8予測モード及びイントラ16×16予測モードが定義されており、また、色差信号に関しては、それぞれのマクロブロックごとに、輝度信号とは独立した予測モードを定義することが可能である。イントラ4×4予測モードについては、それぞれの4×4輝度ブロックに対して、イントラ8×8予測モードについては、それぞれの8×8輝度ブロックに対して、１つのイントラ予測モードが定義されることになる。イントラ16×16予測モード、並びに、色差信号に対しては、１つのマクロブロックに対して、それぞれ１つの予測モードが定義されることになる。
【００７４】
イントラ予測部１１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００７５】
また、上述したように、イントラ予測部１１４は、採用されたイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等の情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給する。
【００７６】
動き予測・補償部１１５は、インター符号化が行われる画像について、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部１１５は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。
【００７７】
動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部１１５は、生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００７８】
また、動き予測・補償部１１５は、採用されたインター予測モードを示すインター予測モード情報や、算出した動きベクトルを示す動きベクトル情報を可逆符号化部１０６に供給する。
【００７９】
選択部１１６は、イントラ符号化を行う画像の場合、イントラ予測部１１４の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給し、インター符号化を行う画像の場合、動き予測・補償部１１５の出力を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００８０】
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【００８１】
［AVC符号化方式の画像復号装置］
図２は、離散コサイン変換若しくはカルーネン・レーベ変換等の直交変換と動き補償により画像圧縮を実現する画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図２に示される画像復号装置２００は、図１の画像符号化装置１００に対応する復号装置である。
【００８２】
画像符号化装置１００より符号化された符号化データは、例えば伝送路や記録媒体等、任意の経路を介して、この画像符号化装置１００に対応する画像復号装置２００に供給され、復号される。
【００８３】
図２に示されるように、画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、デブロックフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
【００８４】
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置１００により符号化されたものである。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から所定のタイミングで読み出された符号化データを、図１の可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。
【００８５】
また、当該フレームがイントラ符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部にはイントラ予測モード情報が格納されている。可逆復号部２０２は、このイントラ予測モード情報も復号し、その情報をイントラ予測部２１１に供給する。これに対して、当該フレームがインター符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部には動きベクトル情報が格納されている。可逆復号部２０２は、この動きベクトル情報も復号し、その情報を動き予測・補償部２１２に供給する。
【００８６】
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた係数データ（量子化係数）を、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。つまり、逆量子化部２０３は、図１の逆量子化部１０８と同様の方法で量子化係数の逆量子化を行う。
【００８７】
逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データ、つまり、直交変換係数を、逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式（図１の逆直交変換部１０９と同様の方式）で、その直交変換係数を逆直交変換し、画像符号化装置１００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。例えば、４次の逆直交変換が施される。
【００８８】
逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
【００８９】
演算部２０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部２０５は、その復号画像データをデブロックフィルタ２０６に供給する。
【００９０】
デブロックフィルタ２０６は、供給された復号画像のブロック歪を除去した後、画面並べ替えバッファ２０７に供給する。
【００９１】
画面並べ替えバッファ２０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【００９２】
デブロックフィルタ２０６の出力は、さらに、フレームメモリ２０９に供給される。
【００９３】
フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３は、画像符号化装置１００のフレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、および選択部１１６にそれぞれ対応する。
【００９４】
選択部２１０は、インター処理される画像と参照される画像をフレームメモリ２０９から読み出し、動き予測・補償部２１２に供給する。また、選択部２１０は、イントラ予測に用いられる画像をフレームメモリ２０９から読み出し、イントラ予測部２１１に供給する。
【００９５】
イントラ予測部２１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部２０２から適宜供給される。イントラ予測部２１１は、この情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【００９６】
動き予測・補償部２１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（予測モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、フラグ、および各種パラメータ等）を可逆復号部２０２から取得する。
【００９７】
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるそれらの情報に基づいて、フレームメモリ２０９から取得した参照画像から予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
【００９８】
選択部２１３は、動き予測・補償部２１２またはイントラ予測部２１１により生成された予測画像を選択し、演算部２０５に供給する。
【００９９】
［少数画素精度の動き予測・補償処理］
ところで、MPEG2等の符号化方式においては、線形内挿処理により、１／２画素精度の動き予測・補償処理を行っているが、AVC符号化方式においては、これが、６タップのFIRフィルタを用いた１／４画素精度の動き予測・補償処理を行っており、これにより、符号化効率が向上している。
【０１００】
図３は、AVC符号化方式において規定されている、１／４画素精度の動き予測・補償処理の様子の例を説明する図である。図３において、各四角は、画素を示している。その内、Ａはフレームメモリ１１２に格納されている整数精度画素の位置を示し、b,c,dは、１／２画素精度の位置を示し、e1,e2,e3は１／４画素精度の位置を示している。
【０１０１】
以下においては、関数Clip1()を以下の式（１）のように定義する。
【０１０２】
【数１】
2012147331.tif 000003
・・・（１）
【０１０３】
例えば、入力画像が８ビット精度である場合、式（１）のmax_pixの値は２５５となる。
【０１０４】
b及びdの位置における画素値は、６tapのFIRフィルタを用いて、以下の式（２）および式（３）のように生成される。
【０１０５】
【数２】
2012147331.tif 000004
・・・（２）
【数３】
2012147331.tif 000005
・・・（３）
【０１０６】
cの位置における画素値は、水平方向及び垂直方向に６tapのFIRフィルタを適用し、以下の式（４）乃至式（６）のように生成される。
【０１０７】
【数４】
2012147331.tif 000006
・・・（４）
もしくは、
【数５】
2012147331.tif 000007
・・・（５）
【数６】
2012147331.tif 000008
・・・（６）
【０１０８】
なお、Clip処理は、水平方向及び垂直方向の積和処理の両方を行った後、最後に１度のみ行われる。
【０１０９】
e1乃至e3は、以下の式（７）乃至式（９）のように、線形内挿により生成される。
【０１１０】
【数７】
2012147331.tif 000009
・・・（７）
【数８】
2012147331.tif 000010
・・・（８）
【数９】
2012147331.tif 000011
・・・（９）
【０１１１】
［動き予測・補償処理］
また、MPEG2においては、動き予測・補償処理の単位は、フレーム動き補償モードの場合には１６×１６画素、フィールド動き補償モードの場合には第一フィールド、第二フィールドのそれぞれに対し、１６×８画素を単位として動き予測・補償処理が行なわれる。
【０１１２】
これに対し、AVCにおいては、図４に示されるように、１６×１６画素により構成される１つのマクロブロックを、１６×１６、１６×８、８×１６若しくは８×８のいずれかのパーティションに分割し、サブマクロブロック毎に、互いに独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。更に、８×８パーティションに関しては、図４に示されるとおり、８×８、８×４、４×８、４×４のいずれかのサブマクロブロックに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。
【０１１３】
しかしながら、AVC画像符号化方式において、MPEG2の場合と同様に、かかるような動き予測・補償処理が行なわれるようにすると、膨大な動きベクトル情報が生成されてしまう恐れがあった。そして、その生成された動きベクトル情報をこのまま符号化することは、符号化効率の低下を招く恐れがあった。
【０１１４】
［動きベクトルのメディアン予測］
かかる問題を解決する手法として、AVC画像符号化においては、以下のような手法により、動きベクトルの符号化情報の低減が実現されている。
【０１１５】
図５に示される各直線は、動き補償ブロックの境界を示している。また、図５において、Ｅはこれから符号化されようとしている当該動き補償ブロックを示し、Ａ乃至Ｄは、それぞれ、既に符号化済の、Ｅに隣接する動き補償ブロックを示す。
【０１１６】
今、Ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして、Ｘに対する動きベクトル情報を、mvxとする。
【０１１７】
まず、動き補償ブロックＡ，Ｂ、およびＣに関する動きベクトル情報を用い、動き補償ブロックＥに対する予測動きベクトル情報pmvEを、メディアンオペレーションにより、以下の式（１０）のように生成する。
【０１１８】
【数１０】
2012147331.tif 000012
・・・（１０）
【０１１９】
動き補償ブロックＣに関する情報が、画枠の端である等の理由により“unavailable”である場合、動き補償ブロックＤに関する情報で代用される。
【０１２０】
画像圧縮情報に、動き補償ブロックＥに対する動きベクトル情報として符号化されるデータmvdEは、pmvEを用いて、以下の式（１１）のように生成される。
【０１２１】
【数１１】
2012147331.tif 000013
・・・（１１）
【０１２２】
なお、実際の処理は、動きベクトル情報の水平方向および垂直方向のそれぞれの成分に対して、独立に処理が行なわれる。
【０１２３】
［マルチ参照フレーム］
また、AVCにおいては、Multi-Reference Frame（マルチ（複数）参照フレーム）という、MPEG2やH.263等、従来の画像符号化方式では規定されていなかった方式が規定されている。
【０１２４】
図６を用いて、AVCにおいて規定されている、マルチ参照フレーム（Multi-Reference Frame）を説明する。
【０１２５】
すなわち、MPEG-2やH.263においては、Ｐピクチャの場合、フレームメモリに格納された参照フレーム１枚のみを参照することにより動き予測・補償処理が行われていたが、AVCにおいては、図５に示されるように、複数の参照フレームがメモリに格納され、マクロブロック毎に、異なるメモリを参照することが可能である。
【０１２６】
［ダイレクトモード］
ところで、Ｂピクチャにおける動きベクトル情報における情報量は膨大であるが、AVCにおいては、Direct Mode（ダイレクトモード）と称されるモードが用意されている。
【０１２７】
このダイレクトモード（Direct Mode）において、動きベクトル情報は、画像圧縮情報中には格納されない。画像復号装置においては、周辺ブロックの動きベクトル情報、若しくは、参照フレームにおける処理対象ブロックと同じ位置のブロックであるco-locatedブロックの動きベクトル情報から、当該ブロックの動きベクトル情報が算出される。
【０１２８】
ダイレクトモード（Direct Mode）には、Spatial Direct Mode（空間ダイレクトモード）と、Temporal Direct Mode（時間ダイレクトモード）の２種類が存在し、スライス毎に切り替えることが可能である。
【０１２９】
空間ダイレクトモード（Spatial Direct Mode）においては、以下の式（１２）に示されるように、処理対象動き補償ブロックＥの動きベクトル情報mvEが算出される。
【０１３０】
mvE = pmvE  ・・・（１２）
【０１３１】
すなわち、Median（メディアン）予測により生成された動きベクトル情報が、当該ブロックに適用される。
【０１３２】
以下においては、図７を用いて、時間ダイレクトモード（Temporal Direct Mode）を説明する。
【０１３３】
図７において、L0参照ピクチャにおける、当該ブロックと同じ空間上のアドレスにあるブロックを、Co-Locatedブロックとし、Co-Locatedブロックにおける動きベクトル情報を、mvcolとする。また、当該ピクチャとL0参照ピクチャの時間軸上の距離をTDBとし、L0参照ピクチャとL1参照ピクチャの時間軸上の距離をTDDとする。
【０１３４】
この時、当該ピクチャにおける、L0の動きベクトル情報mvL0及びL1の動きベクトル情報mvL1は、以下の式（１３）および式（１４）のように算出される。
【０１３５】
【数１２】
2012147331.tif 000014
・・・（１３）
【数１３】
2012147331.tif 000015
・・・（１４）
【０１３６】
なお、AVC画像圧縮情報においては、時間軸上の距離を表す情報TDが存在しないため、POC（Picture Order Count）を用いて、上述した式（１２）および式（１３）の演算が行われるものとする。
【０１３７】
また、AVC画像圧縮情報においては、ダイレクトモード（Direct Mode）は、16×16画素マクロブロック単位、若しくは、8×8画素ブロック単位で定義することが可能である。
【０１３８】
［予測モードの選択］
ところで、AVC符号化方式において、より高い符号化効率を達成するには、適切な予測モードの選択が重要である。
【０１３９】
かかる選択方式の例として、JM（Joint Model）と呼ばれるH.264/MPEG-4 AVCの参照ソフトウエア（http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htm において公開されている）に実装されている方法を挙げることが出来る。
【０１４０】
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの２通りのモード判定方法を選択することができる。どちらも、それぞれの予測モードに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該サブマクロブロック、または、当該マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
【０１４１】
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１５）のように示される。
【０１４２】
Cost(Mode∈Ω) = D + λ＊R  ・・・（１５）
【０１４３】
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Ｄは、当該予測モードで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Ｒは、直交変換係数を含んだ、当該モードで符号化した場合の総符号量である。
【０１４４】
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行うには、上記パラメータＤ及びＲを算出するため、全ての候補モードにより、一度、仮エンコード処理を行う必要があり、より高い演算量を要する。
【０１４５】
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１６）のように示される。
【０１４６】
Cost(Mode∈Ω) = D + QP2Quant(QP) ＊ HeaderBit  ・・・（１６）
【０１４７】
ここで、Ｄは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP)は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、Headerに属する情報に関する符号量である。
【０１４８】
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードに関して、予測処理を行う必要があるが、復号画像までは必要ないため、符号化処理まで行う必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
【０１４９】
［動きベクトルのコンペティション］
ところで、図５を参照して説明したような、メディアン予測を用いた動きベクトルの符号化を改善するため、非特許文献１では、以下に述べるような方法が提案されている。
【０１５０】
すなわち、AVCにおいて定義されている、メディアン予測により求められる”Spatial Predictor（空間予測）”に加え、以下に述べる”Temporal Predictor（時間予測）”及び”Spatio-Temporal Predictor（時間と空間の予測）”のどれかを、予測動きベクトル情報として、適応的に用いることが可能にするものである。
【０１５１】
すなわち、図８において、”mvcol”を、当該ブロックに対するco-locatedブロック（参照画像において、xy座標が、当該ブロックと同じであるブロック）に対する動きベクトル情報、mvtk（ｋ＝０乃至８）をその周辺ブロックの動きベクトル情報であるとして、それぞれの予測動きベクトル情報(Predictor)は、以下の式（１７）乃至（１９）により定義される。
【０１５２】
Temporal Predictor：
【数１４】
2012147331.tif 000016
・・・（１７）
【数１５】
2012147331.tif 000017
・・・（１８）
Spatio-Temporal Predictor：
【数１６】
2012147331.tif 000018
・・・（１９）
【０１５３】
画像符号化装置１００においては、それぞれのブロックに関して、それぞれの予測動きベクトル情報を用いた場合のコスト関数が算出され、最適な予測動きベクトル情報の選択が行われる。画像圧縮情報においては、それぞれのブロックに対し、どの予測動きベクトル情報が用いられたかに関する情報を示すflagが伝送される。
【０１５４】
［コーディングユニット］
ところで、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
【０１５５】
そこで、AVCにおいては、図４に示されるように、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されているが、例えば、HEVC（High Efficiency Video Coding）においては、図９に示されるように、コーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている。
【０１５６】
CUは、Coding Tree Block（CTB）とも呼ばれ、AVCにおけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の部分領域である。後者は、１６×１６画素の大きさに固定されているのに対し、前者の大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定されることになる。
【０１５７】
例えば、出力となる符号化データに含まれるシーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））において、CUの最大サイズ（LCU（Largest Coding Unit））と最小サイズ（（SCU（Smallest Coding Unit））が規定される。
【０１５８】
それぞれのLCU内においては、SCUのサイズを下回らない範囲で、split-flag=1とすることにより、より小さなサイズのCUに分割することができる。図９の例では、LCUの大きさが１２８であり、最大階層深度が５となる。２Ｎ×２Ｎの大きさのCUは、split_flagの値が「１」である時、１つ下の階層となる、Ｎ×Ｎの大きさのCUに分割される。
【０１５９】
更に、CUは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（PU））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（TU））に分割される。現在、HEVCにおいては、４×４及び８×８に加え、１６×１６及び３２×３２直交変換を用いることが可能である。
【０１６０】
以上のHEVCのように、CUを定義し、そのCUを単位として各種処理を行うような符号化方式の場合、AVCにおけるマクロブロックはLCUに相当すると考えることができる。ただし、CUは図９に示されるように階層構造を有するので、その最上位階層のLCUのサイズは、例えば128×128画素のように、AVCのマクロブロックより大きく設定されることが一般的である。
【０１６１】
［動きパーティションのマージ］
ところで、動き情報の符号化方式の１つとして、非特許文献３においては、図１０に示されるような、Motion Partition Mergingと呼ばれる手法が提案されている。この手法においては、Merge_Flagと、Merge_Left_Flagという、２つのflagが伝送される。
【０１６２】
Merge_Flag=1の時、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＴ若しくはブロックＬの動き情報と同一であり、この時、Merge_Left_Flagが、出力となる画像圧縮情報中に伝送されることになる。その値が0である時には、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＴともブロックＬとも異なるものであり、ブロックXに関する動き情報が、画像圧縮情報に伝送されることになる。
【０１６３】
Merge_Flag=1であり、かつ、Merge_Left_Flag=1である場合、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＬの動き情報と同一のものになる。Merge_Flag=1であり、かつ、Merge_Left_Flag=0である場合、当該ブロックXの動き情報は、ブロックＬの動き情報と同一のものになる。
【０１６４】
上述のMotion Partition Mergingは、AVCにおけるSkipの置き換えとして提案されている。
【０１６５】
［本実施について］
しかしながら、上述したような複数の予測器（predictor）を用意し、その中から最適なものを選択して動きベクトル情報の符号化処理を行うようにすると、ブロック毎に、どの予測器（predictor）を用いるかに関する情報を復号側に提供する必要があるが、その情報量が増大し、符号化効率が低減する恐れがあった。
【０１６６】
そこで、本実施においては、当該領域と周辺領域との相関関係を用いて、当該領域の予測器（predictor）を予測するようにすることにより、復号側に伝送する情報量を低減させ、符号化効率の低減を抑制することができるようにする。
【０１６７】
［画像符号化装置］
図１１は、本発明を適用した画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【０１６８】
図１１に示される画像符号化装置３００は、図１の画像符号化装置１００と基本的に同様の装置であり、画像データを符号化する。図１１に示されるように画像符号化装置３００は、A/D変換部３０１、画面並べ替えバッファ３０２、演算部３０３、直交変換部３０４、量子化部３０５、可逆符号化部３０６、および蓄積バッファ３０７を有する。また、画像符号化装置３００は、逆量子化部３０８、逆直交変換部３０９、演算部３１０、ループフィルタ３１１、フレームメモリ３１２、選択部３１３、イントラ予測部３１４、動き予測・補償部３１５、選択部３１６、およびレート制御部３１７を有する。
【０１６９】
画像符号化装置３００は、さらに、動き情報予測部３２１を有する。
【０１７０】
A/D変換部３０１は、入力された画像データをA/D変換する。A/D変換部３０１は、変換後の画像データ（デジタルデータ）を、画面並べ替えバッファ３０２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ３０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOPに応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ３０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部３０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ３０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部３１４および動き予測・補償部３１５にも供給する。
【０１７１】
演算部３０３は、画面並べ替えバッファ３０２から読み出された画像から、選択部３１６を介してイントラ予測部３１４若しくは動き予測・補償部３１５から供給される予測画像を減算する。演算部３０３は、その差分情報を直交変換部３０４に出力する。
【０１７２】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部３０３は、画面並べ替えバッファ３０２から読み出された画像から、イントラ予測部３１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部３０３は、画面並べ替えバッファ３０２から読み出された画像から、動き予測・補償部３１５から供給される予測画像を減算する。
【０１７３】
直交変換部３０４は、演算部３０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。なお、この直交変換の方法は任意である。直交変換部３０４は、その変換係数を量子化部３０５に供給する。
【０１７４】
量子化部３０５は、直交変換部３０４から供給される変換係数を量子化する。量子化部３０５は、レート制御部３１７から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、その量子化を行う。なお、この量子化の方法は任意である。量子化部３０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部３０６に供給する。
【０１７５】
可逆符号化部３０６は、量子化部３０５において量子化された変換係数を任意の符号化方式で符号化する。係数データは、レート制御部３１７の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部３１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
【０１７６】
また、可逆符号化部３０６は、イントラ予測のモードを示す情報などをイントラ予測部３１４から取得し、インター予測のモードを示す情報や動きベクトル情報などを動き予測・補償部３１５から取得する。さらに、可逆符号化部３０６は、ループフィルタ３１１において使用されたフィルタ係数等を取得する。
【０１７７】
可逆符号化部３０６は、これらの各種情報を任意の符号化方式で符号化し、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部３０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ３０７に供給して蓄積させる。
【０１７８】
可逆符号化部３０６の符号化方式としては、例えば、可変長符号化または算術符号化等が挙げられる。可変長符号化としては、例えば、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などが挙げられる。算術符号化としては、例えば、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などが挙げられる。
【０１７９】
蓄積バッファ３０７は、可逆符号化部３０６から供給された符号化データを、一時的に保持する。蓄積バッファ３０７は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、例えば、後段の図示せぬ記録装置（記録媒体）や伝送路などに出力する。
【０１８０】
また、量子化部３０５において量子化された変換係数は、逆量子化部３０８にも供給される。逆量子化部３０８は、その量子化された変換係数を、量子化部３０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。この逆量子化の方法は、量子化部３０５による量子化処理に対応する方法であればどのような方法であってもよい。逆量子化部３０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部３０９に供給する。
【０１８１】
逆直交変換部３０９は、逆量子化部３０８から供給された変換係数を、直交変換部３０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。この逆直交変換の方法は、直交変換部３０４による直交変換処理に対応する方法であればどのようなものであってもよい。逆直交変換された出力（復元された差分情報）は、演算部３１０に供給される。
【０１８２】
演算部３１０は、逆直交変換部３０９から供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部３１６を介してイントラ予測部３１４若しくは動き予測・補償部３１５から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。
【０１８３】
例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部３１０は、その差分情報にイントラ予測部３１４から供給される予測画像を加算する。また、例えば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部３１０は、その差分情報に動き予測・補償部３１５から供給される予測画像を加算する。
【０１８４】
その加算結果（復号画像）は、ループフィルタ３１１またはフレームメモリ３１２に供給される。
【０１８５】
ループフィルタ３１１は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部３１０から供給される復号画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ３１１は、復号画像に対して、デブロックフィルタ１１１と同様のデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ３１１は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた復号画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【０１８６】
なお、ループフィルタ３１１が、復号画像に対して任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ３１１は、必要に応じて、フィルタ処理に用いたフィルタ係数等の情報を可逆符号化部３０６に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。
【０１８７】
ループフィルタ３１１は、フィルタ処理結果（フィルタ処理後の復号画像）をフレームメモリ３１２に供給する。なお、上述したように、演算部３１０から出力される復号画像は、ループフィルタ３１１を介さずにフレームメモリ３１２に供給することができる。つまり、ループフィルタ３１１によるフィルタ処理は省略することができる。
【０１８８】
フレームメモリ３１２は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、記憶している復号画像を参照画像として、選択部３１３に供給する。
【０１８９】
選択部３１３は、フレームメモリ３１２から供給される参照画像の供給先を選択する。例えば、イントラ予測の場合、選択部３１３は、フレームメモリ３１２から供給される参照画像をイントラ予測部３１４に供給する。また、インター予測の場合、選択部３１３は、フレームメモリ３１２から供給される参照画像を動き予測・補償部３１５に供給する。
【０１９０】
イントラ予測部３１４は、選択部３１３を介してフレームメモリ３１２から供給される参照画像である処理対象ピクチャ内の画素値を用いて、基本的にPUを処理単位として予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部３１４は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。イントラ予測部３１４は、AVC符号化方式において規定されるモードだけでなく、それ以外の任意のモードでこのイントラ予測を行うこともできる。
【０１９１】
イントラ予測部３１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部３１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部３１６に供給する。
【０１９２】
また、上述したように、イントラ予測部３１４は、採用されたイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報等を、適宜可逆符号化部３０６に供給し、符号化させる。
【０１９３】
動き予測・補償部３１５は、画面並べ替えバッファ３０２から供給される入力画像と、選択部３１３を介してフレームメモリ３１２から供給される参照画像とを用いて、基本的にPUを処理単位として、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部３１５は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。動き予測・補償部３１５は、AVC符号化方式において規定されるモードだけでなく、それ以外の任意のモードでこのインター予測を行うこともできる。
【０１９４】
動き予測・補償部３１５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部３１５は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部３１６に供給する。
【０１９５】
また、動き予測・補償部３１５は、採用されたインター予測モードを示す情報や、符号化データを復号する際に、そのインター予測モードで処理を行うために必要な情報等を可逆符号化部３０６に供給し、符号化させる。
【０１９６】
選択部３１６は、演算部３０３や演算部３１０に供給する予測画像の供給元を選択する。例えば、イントラ符号化の場合、選択部３１６は、予測画像の供給元としてイントラ予測部３１４を選択し、そのイントラ予測部３１４から供給される予測画像を演算部３０３や演算部３１０に供給する。また、例えば、インター符号化の場合、選択部３１６は、予測画像の供給元として動き予測・補償部３１５を選択し、その動き予測・補償部３１５から供給される予測画像を演算部３０３や演算部３１０に供給する。
【０１９７】
レート制御部３１７は、蓄積バッファ３０７に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部３０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１９８】
動き情報予測部３２１は、動き予測・補償部３１５のインター予測の内、処理対象の当該PUの動きベクトルを、当該PUの周辺の（隣接若しくは近傍の）PUである周辺PUの情報を用いて予測する処理を行う。
【０１９９】
この予測の方法（つまり予測器（プレディクタ（Predictor）））は任意であり、例えば、AVCにおいて規定されているモードや、上述した非特許文献において提案されているモードであってもよいし、これら以外の任意の方法であってもよい。
【０２００】
［動き予測・補償部および動き情報予測部］
図１２は、図１１の動き予測・補償部３１５および動き情報予測部３２１の主な構成例を示すブロック図である。
【０２０１】
図１２に示されるように、動き予測・補償部３１５は、動き探索部３３１、コスト関数算出部３３２、モード判定部３３３、動き補償部３３４、および動き情報バッファ３３５を有する。
【０２０２】
また、動き情報予測部３２１は、動き予測部３４１、Predictor予測部３４２、比較判定部３４３、およびフラグ生成部３４４を有する。
【０２０３】
動き探索部３３１は、入力画像と参照画像の差分から当該PUの動きベクトルを求める処理を行う。そのために、動き探索部３３１は、画面並べ替えバッファ３０２から処理対象である当該PUの入力画像画素値を取得し、選択部３１３を介してフレームメモリ３１２からその当該PUに対応する参照画像画素値を取得する。動き探索部３３１は、その入力画像画素値および参照画像画素値の差分（差分画素値）を求め、その差分画素値を用いて動き探索を行って、当該PUの動きベクトルを求める。
【０２０４】
動き探索部３３１は、このように求めた当該PUの動きベクトルを含む動き情報を生成する。動き情報には、当該PUの動きベクトルの他、当該PUの大きさ等、当該PUの動き予測に関する任意の情報が含まれる。
【０２０５】
動き探索部３３１は、動き情報と差分画素値をコスト関数算出部３３２に供給する。動き探索部３３１は、複数のモードでこのような処理を行う。
【０２０６】
この方法の場合、符号化データを復号する際に、当該PUの動きベクトルが必要になる。つまり、動き探索部３３１の予測処理が採用されたPUの数だけ動きベクトルを符号化する必要があり、その分符号量が増大し、符号化効率が低減する恐れがある。
【０２０７】
これに対して、動き情報予測部３２１の動き予測部３４１は、周辺PUの動きベクトルを用いて当該PUの動きベクトルを予測する処理を行う。この方法の場合、復号側において、同様に周辺PUから当該PUの動きベクトルを予測することができるので、動きベクトルを符号化する必要が無くなり、その分、符号化効率を向上させることができる。
【０２０８】
動き予測部３４１は、動き情報バッファ３３５から、過去に処理されたPUの動き情報（周辺動き情報）を取得する。
【０２０９】
この周辺動き情報のPUは、過去に処理されてその動き情報が動き情報バッファ３３５に記憶されているものであればどのPUであってもよい。ただし、一般的に、当該PUに距離的若しくは時間的に近いPU程、当該PUとの相関性が高い。したがって、動き予測部３４１は、当該PUの近傍に位置するPU若しくは当該PUに隣接するPU（すなわち、周辺PU）の動き情報を周辺動き情報として取得するのが望ましい。
【０２１０】
なお、動き予測部３４１は、この周辺動き情報として、任意の数のPUの動き情報を取得することができる。各周辺動き情報には、そのPUの動きベクトルやサイズ等、そのPUの動き予測に関する任意の情報が含まれる。
【０２１１】
動き予測部３４１は、取得した周辺動き情報を用いて当該PUの動きベクトル（予測動きベクトル）を予測する。動き予測部３４１は、複数のモードでこのような処理を行う。AVC符号化方式において規定されるモードや上述した文献において提案されるモードだけでなく、それ以外の任意のモードでこの予測を行うこともできる。
【０２１２】
つまり、動き予測部３４１は、互いに異なる方法で動きベクトルを予測する予測器（プレディクタ（Predictor））を複数有し、各Predictorを用いて当該PUの動きベクトルを予測する。
【０２１３】
また、動き予測部３４１は、動き探索部３３１から動き情報を取得する。動き予測部３４１は、各Predictorを用いて予測した当該PUの予測動きベクトルのそれぞれについて、動き探索部３３１が求めた当該PUの動きベクトルとの差分を求め、その差分が最も小さい予測ベクトルを最適な予測結果として選択する。
【０２１４】
動き予測部３４１は、最適な予測結果として選択した予測動きベクトルに対応する差分を含む差分動き情報と、最適な予測結果として選択した予測動きベクトルの生成に用いたPredictorを示すPredictor情報とを、比較判定部３４３に供給する。
【０２１５】
この方法の場合、符号化データを復号する際に、符号化時に当該PUの動きベクトルを予測するのにどのPredictorを用いたかを示すPredictor情報が必要になる。つまり、動き予測部３４１の予測処理が採用されたPUの数だけ、Predictor情報を符号化する必要があり、その分符号量が増大し、符号化効率が低減する恐れがある。
【０２１６】
これに対して、動き情報予測部３２１のPredictor予測部３４２は、周辺PUにおいて採用されたプレディクタ（Predictor）を用いて当該PUにおいて採用するPredictorを予測する処理を行う。この方法の場合、復号側において、同様に周辺PUから当該PUのPredictorを予測することができるので、Predictor情報を符号化する必要が無くなり、その分、符号化効率を向上させることができる。なお、周辺は、隣接と近傍の両方を含む。すなわち、周辺PUは、当該PUに隣接する隣接PUと、当該PUの近傍に位置する近傍PUとの両方を含む。特定のPUを示す場合、隣接PUと近傍PUの中の、いずれかのPUを示す。
【０２１７】
Predictor予測部３４２は、動き情報バッファ３３５から、過去に処理されたPUのPredictor情報（周辺Predictor情報）を取得する。
【０２１８】
この周辺Predictor情報のPUは、過去に処理されてそのPredictor情報が動き情報バッファ３３５に記憶されているものであればどのPUであってもよい。ただし、一般的に、当該PUに距離的若しくは時間的に近いPU程、当該PUとの相関性が高い。したがって、動き予測部３４１は、当該PUの近傍に位置するPU（若しくは当該PUに隣接するPU）のPredictor情報を周辺Predictor情報として取得するのが望ましい。
【０２１９】
なお、Predictor予測部３４２は、この周辺Predictor情報として、任意の数のPUのPredictor情報を取得することができる。
【０２２０】
Predictor予測部３４２は、取得した周辺Predictor情報を用いて当該PUのPredictorを予測する。このPredictorの予測の具体的な方法については後述する。
【０２２１】
Predictor予測部３４２は、予測した当該PUのPredictorを示す予測Predictor情報を、比較判定部３４３に供給する。
【０２２２】
Predictor予測部３４２の方法の場合、基本的に動き予測部３４１の方法よりも符号化効率を向上させることができるが、予測動きベクトルの予測精度が、動き予測部３４１の予測精度よりも低くなるのは好ましくない。
【０２２３】
例えば、画像の内容によっては、周辺PUと当該PUの間で、Predictorの相関性が低いことも考えられる。そのような場合、Predictor予測部３４２が予測したPredictorを用いて予測される予測動きベクトルの予測精度が、動き予測部３４１が予測した予測動きベクトルの予測精度よりも低くなる恐れがある。
【０２２４】
そこで、比較判定部３４３は、Predictor予測部３４２が予測したPredictorが、動き予測部３４１において採用されたPredictorと一致する場合のみ、Predictor予測部３４２が生成した予測Predictor情報を採用し、一致しない場合は、動き予測部３４１の予測結果を採用する。
【０２２５】
より具体的には、比較判定部３４３は、動き予測部３４１から供給されるPredictor情報と、Predictor予測部３４２から供給される予測Predictor情報とを比較し、両者のPredictorが一致するか否かを判定する。
【０２２６】
フラグ生成部３４４は、比較判定部３４３の判定結果を示すフラグ情報を生成し、比較判定部３４３に供給する。
【０２２７】
Predictor情報と予測Predictor情報とが一致しない場合、比較判定部３４３は、Predictor情報を採用することを示すフラグ情報をフラグ生成部３４４に生成させ、取得する。比較判定部３４３は、フラグ生成部３４４から取得したそのフラグ情報、動き予測部３４１から供給された差分動き情報およびPredictor情報を、動き予測・補償部３１５のコスト関数算出部３３２に供給する。
【０２２８】
また、Predictor情報と予測Predictor情報が一致する場合、比較判定部３４３は、予測Predictor情報を採用することを示すフラグ情報をフラグ生成部３４４に生成させ、取得する。比較判定部３４３は、フラグ生成部３４４から取得したそのフラグ情報と、動き予測部３４１から供給された差分動き情報とを、動き予測・補償部３１５のコスト関数算出部３３２に供給する。つまり、この場合、Predictor予測部３４２によるPredictorを予測する方法が採用されているので、Predictor情報の供給（符号化）が省略される。従って、この場合、画像符号化装置３００は、その分符号化効率を向上させることができる。
【０２２９】
コスト関数算出部３３２は、以上のような各モードで生成された予測結果を用いた符号化の結果のコスト関数値を算出する。このコスト関数の算出方法は任意である。例えば、コスト関数算出部３３２は、上述した式（１５）や式（１６）を用いて各モードのコスト関数値を算出する。コスト関数算出部３３２は、算出した各モードのコスト関数値と、動き情報やフラグ情報等を含む各モードに関する情報である候補モード情報とをモード判定部３３３に供給する。
【０２３０】
モード判定部３３３は、コスト関数算出部３３２から供給された各モードのコスト関数値に基づいて、最適なモードを選択する。この最適モードの選択方法は任意であるが、例えば、モード判定部３３３は、コスト関数値が最も小さいモードを最適モードに選択する。モード判定部３３３は、その最適モードに関する情報（例えば動き情報やフラグ情報等）を最適モード情報として動き補償部３３４に供給する。
【０２３１】
動き補償部３３４は、選択部３１３を介してフレームメモリ３１２から読み出した参照画像画素値を用いて、最適モード情報が示すモードで予測画像を生成し、その予測画像画素値を、選択部３１６を介して演算部３０３および演算部３１０に供給する。
【０２３２】
動き補償部３３４は、また、最適モード情報を可逆符号化部３０６に供給し、符号化させる。この最適モード情報の内容は、選択されたモードによって異なる。例えば、動き探索部３３１が求めた動きベクトルを用いるモードの場合、最適モード情報には、当該PUの動き情報が含まれる。また、例えば、動き予測部３４１が予測した予測動きベクトルを用いるモードの場合、最適モード情報には、当該PUのフラグ情報、差分動き情報、およびPredictor情報が含まれる。さらに、例えば、Predictor予測部３４２が予測したPredictorを用いるモードの場合、最適モード情報には、当該PUのフラグ情報および差分動き情報が含まれる。
【０２３３】
さらに、動き補償部３３４は、当該PUの動き情報やPredictor情報を動き情報バッファ３３５に供給し、記憶させる。
【０２３４】
動き情報バッファ３３５は、動き補償部３３４から供給される当該PUの動き情報とPredictor情報を記憶する。動き情報バッファ３３５は、所定のタイミングにおいて、若しくは、動き予測部３４１やPredictor予測部３４２のような外部からの要求に基づいて、それらの情報を、当該PUとは異なる他のPUに対する処理において、周辺動き情報や周辺Predictorとして、動き予測部３４１やPredictor予測部３４２に供給する。
【０２３５】
［Predictorの予測］
図１３は、Predictor予測部３４２によるPredictorの予測方法について説明する図である。図１３において、Ｃは当該PUであり、ＴおよびＬは、当該PU（Ｃ）の上部及び左部に隣接するPU（周辺PU）である。当該PU（Ｃ）において予測動きベクトルの予測に用いられるPredictorをpCとする。また、周辺PU（Ｔ）において予測動きベクトルの予測に用いられるPredictorをpTとする。さらに、周辺PU（Ｌ）において予測動きベクトルの予測に用いられるPredictorをpLとする。
【０２３６】
Predictor予測部３４２は、pTおよびpLから、pCを予測する。比較判定部３４３は、このpCの予測値（predpC）と、動き予測部３４１により求められた実際のpCの値が異なる場合のみ、そのpCの値を符号化させる（画像符号化装置３００より出力される符号化データに付加される）。
【０２３７】
なお、Predictorの予測に利用する周辺PUは、これに限らず、左上部、右上部といった、他の隣接PUであってもよい。また、co-locatedのように、時間方向に隣接するPUのpredictor情報を用いて、当該PUのPredictorの予測を行うようにしてもよい。
【０２３８】
例えば、Predictor予測部３４２は、以下の式（２０）のように、pTおよびpLから、pCの予測値predpCを算出する。
【０２３９】
predpC = min(pT,pL)  ・・・（２０）
【０２４０】
このpredpCと、pCの値が互いに等しい場合、その旨を示すフラグ情報（flag）がフラグ生成部３４４により生成され、符号化される（画像符号化装置３００より出力される符号化データに付加される）。この場合、実際のpCの値は符号化されない（画像符号化装置３００より出力される符号化データに付加されない）。
【０２４１】
predpCと、pCの値が互いに等しくない場合、その旨を示すフラグ情報（flag）がフラグ生成部３４４により生成され、符号化される（画像符号化装置３００より出力される符号化データに付加される）。この場合、実際のpCの値（若しくは、pCとpredpCの差分値）も符号化される（画像符号化装置３００より出力される符号化データに付加される）。
【０２４２】
なお、周辺PUがイントラ符号化されたものである場合、Predictor予測部３４２は、そのPredictorに対するcode numberが0であるとして処理を行う。
【０２４３】
また、例えば画端やスライス境界にある等の理由により、周辺PU（Ｌ）が存在しない場合、Predictor予測部３４２は、以下の式（２１）のように、pTを用いて予測値predpCを算出する。
【０２４４】
predpC = pT  ・・・（２１）
【０２４５】
逆に、周辺PU（Ｔ）が存在しない場合、Predictor予測部３４２は、以下の式（２２）のように、pLを用いて予測値predpCを算出する。
【０２４６】
predpC = pL  ・・・（２２）
【０２４７】
どちらの周辺PUも存在しない場合、Predictor予測部３４２は、Predictorの予測を行わない。この場合、比較判定部３４３は、動き予測部３４１の予測結果を採用する。つまり、上述したPredictor情報と予測Predictor情報とが不一致の場合と同様に処理される。
【０２４８】
一般に、当該PUと周辺PUとの間で動き情報には相関があり、従って、そのPredictorにも相関があると考えられる。Predictor予測部３４２は、このPredictorの相関を利用して、符号化処理を行うことで、例えば非特許文献１において提案されたmotion vector competition処理に基づく動きベクトル情報の符号化効率の向上を実現させることができる。
【０２４９】
なお、当該PUと周辺PUとの相関の大きさの判断に、そのPUのサイズの関係を用いるようにしても良い。一般的に、例えばある２つのPU間で動き情報の相関が高い場合、その２つのPUのサイズの相関も高くなる可能性が高い。例えば、動きの多い画像の場合、テクスチャの変化が激しくなる可能性が高く、PUのサイズは小さく設定され易い。これに対して、動きの少ない画像の場合、例えば空等の背景のように、単一のテクスチャが広く拡がる可能性が高くPUのサイズは大きく設定され易い。
【０２５０】
換言すれば、PUのサイズが互いに大きく異なる場合、移動物体と静止物体のように、画像の性質が大きく異なる可能性が高く、そのようなPU間では、動きベクトルやPredictorの相関が低くなる可能性が高い。
【０２５１】
Predictor予測部３４２は、このような性質を利用して、PUのサイズの関係から、PU間の動きベクトルやPredictorの相関を推定するようにしてもよい。
【０２５２】
例えば、図１４に示されるように、当該PU（Ｃ）のサイズが６４×６４であり、周辺PU（Ｌ）のサイズが６４×６４であり、周辺PU（Ｔ）のサイズが４×４であるとする。このような場合、Predictor予測部３４２は、当該PU（Ｃ）と、周辺PU（Ｌ）の間には相関があるが、周辺PU（Ｔ）との相関は低いものと考える。
【０２５３】
つまり、例えば、当該PU（Ｃ）のサイズがN×Nであるとする。この場合、Predictor予測部３４２は、周辺PU（Ｌ）および周辺PU（Ｔ）のサイズが2N×2N、N×N、若しくは、N/2×N/2の場合、上述した式（２０）を用いてpredpCを算出する。
【０２５４】
また、周辺PU（Ｔ）のサイズが2N×2N、N×N、若しくは、N/2×N/2であるが、周辺PU（Ｌ）がそれ以外のサイズである場合、Predictor予測部３４２は、上述した式（２１）を用いてpredpCを算出する。
【０２５５】
さらに、周辺PU（Ｌ）のサイズが2N×2N、N×N、若しくは、N/2×N/2であるが、周辺PU（Ｔ）がそれ以外のサイズである場合、Predictor予測部３４２は、上述した式（２２）を用いてpredpCを算出する。
【０２５６】
また、周辺PU（Ｌ）および周辺PU（Ｔ）がいずれも、2N×2N、N×N、若しくは、N/2×N/2以外のサイズである場合、Predictor予測部３４２は、Predictorの予測を省略する。
【０２５７】
なお、周辺PU（Ｌ）および周辺PU（Ｔ）が、非特許文献３において提案されているMergeFlagによる符号化処理が行われている可能性がある。この場合、MergeFlagにより、周辺PU（Ｔ）の動き情報とマージされている場合、pTおよびpLとして、周辺PU（Ｔ）の動き情報を意味するインデクスを用いるようにしてもよい。これに対して、MergeFlagにより、周辺PU（Ｌ）の動き情報とマージされている場合、pT及びpLとして、周辺PU（Ｌ）の動き情報を意味するインデクスを用いるようにしてもよい。
【０２５８】
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置３００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１５のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
【０２５９】
ステップＳ３０１において、A/D変換部３０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ３０２において、画面並べ替えバッファ３０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
【０２６０】
ステップＳ３０３において、イントラ予測部３１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。ステップＳ３０４において、動き予測・補償部３１５は、インター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。
【０２６１】
ステップＳ３０５において、選択部３１６は、イントラ予測部３１４および動き予測・補償部３１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適なモードを決定する。つまり、選択部３１６は、イントラ予測部３１４により生成された予測画像と、動き予測・補償部３１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
【０２６２】
また、このいずれの予測画像が選択されたかを示す選択情報は、イントラ予測部３１４および動き予測・補償部３１５のうち、予測画像が選択された方に供給される。最適イントラ予測モードの予測画像が選択された場合、イントラ予測部３１４は、最適イントラ予測モード等を示すイントラ予測モード情報を、可逆符号化部３０６に供給する。最適インター予測モードの予測画像が選択された場合、動き予測・補償部３１５は、最適インター予測モードを示す情報と、必要に応じて、最適インター予測モードに応じた情報を可逆符号化部３０６に出力する。
【０２６３】
ステップＳ３０６において、演算部３０３は、ステップＳ３０２の処理により並び替えられた画像と、ステップＳ３０５の処理により選択された予測画像との差分を演算する。予測画像は、インター予測する場合は動き予測・補償部３１５から、イントラ予測する場合はイントラ予測部３１４から、選択部３１６を介して演算部３０３に供給される。
【０２６４】
差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
【０２６５】
ステップＳ３０７において、直交変換部３０４は、ステップＳ３０６の処理により生成された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。
【０２６６】
ステップＳ３０８において、量子化部３０５は、ステップＳ３０７の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
【０２６７】
ステップＳ３０８の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ３０９において、逆量子化部３０８は、ステップＳ３０８の処理により生成された量子化された直交変換係数（量子化係数とも称する）を量子化部３０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ３１０において、逆直交変換部３０９は、ステップＳ３０７の処理により得られた直交変換係数を、直交変換部３０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。
【０２６８】
ステップＳ３１１において、演算部３１０は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部３０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ３１２においてループフィルタ３１１は、ステップＳ３１１の処理により得られた局部的な復号画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行う。
【０２６９】
ステップＳ３１３において、フレームメモリ３１２は、ステップＳ３１２の処理によりループフィルタ処理が施された復号画像を記憶する。なお、フレームメモリ３１２にはループフィルタ３１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部３１０から供給され、記憶される。
【０２７０】
ステップＳ３１４において、可逆符号化部３０６は、ステップＳ３０８の処理により量子化された変換係数を符号化する。すなわち、差分画像に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
【０２７１】
なお、可逆符号化部３０６は、ステップＳ３０８において算出された量子化パラメータを符号化し、符号化データに付加する。また、可逆符号化部３０６は、ステップＳ３０５の処理により選択された予測画像のモードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データに付加する。つまり、可逆符号化部３０６は、イントラ予測部３１４から供給される最適イントラ予測モード情報、または、動き予測・補償部３１５から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、符号化データに付加する。
【０２７２】
ステップＳ３１５において蓄積バッファ３０７は、可逆符号化部３０６から出力される符号化データを蓄積する。蓄積バッファ３０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路や記録媒体を介して復号側に伝送される。
【０２７３】
ステップＳ３１６においてレート制御部３１７は、ステップＳ３１５の処理により蓄積バッファ３０７に蓄積された符号化データの符号量（発生符号量）に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部３０５の量子化動作のレートを制御する。
【０２７４】
ステップＳ３１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
【０２７５】
［インター動き予測処理の流れ］
次に、図１６のフローチャートを参照して、図１５のステップＳ３０４において実行されるインター動き予測処理の流れの例を説明する。
【０２７６】
インター動き予測処理が開始されると、動き探索部３３１は、ステップＳ３３１において、動き探索を行い、動き情報を生成する。
【０２７７】
ステップＳ３３２において、動き予測部３４１は、周辺動き情報を用いて当該PUの動きベクトルを予測し、動き探索結果の動きベクトルとの差分を求め、その差分を用いて最適な予測結果を求め、その最適な予測結果を用いた差分動き情報を生成する。また、動き予測部３４１は、その最適な予測結果を得るのに用いたPredictorを示すPredictor情報を生成する。
【０２７８】
ステップＳ３３３において、Predictor予測部３４２は、周辺Predictor情報を用いて当該PUのPredictorを予測する（予測Predictorを求める）。
【０２７９】
ステップＳ３３４において、比較判定部３４３は、ステップＳ３３２において生成されたPredictor情報と、ステップＳ３３３において予測された予測Predictor情報とを比較し、両者が一致するか否かを判定する。
【０２８０】
ステップＳ３３５において、フラグ生成部３４４は、ステップＳ３３２の比較判定結果を示すフラグ情報を生成する。
【０２８１】
ステップＳ３３６において、コスト関数算出部３３２は、各インター予測モードに対する符号化結果のコスト関数値を算出する。ステップＳ３３７において、モード判定部３３３は、ステップＳ３３６において算出されたコスト関数値に基づいて、最適インター予測モードを決定する。
【０２８２】
ステップＳ３３８において、動き補償部３３４は、フレームメモリ３１２から取得した参照画像を用いて、ステップＳ３３７において決定された最適インター予測モードで動き補償を行う。
【０２８３】
ステップＳ３３９において、動き補償部３３４は、ステップＳ３３８の動き補償処理により生成された予測画像画素値を、選択部３１６を介して、演算部３０３に供給して差分画像情報を生成させたり、演算部３１０に供給して復号画像を生成させたりする。
【０２８４】
ステップＳ３４０において、動き補償部３３４は、ステップＳ３３８の動き補償処理により生成された最適モード情報を可逆符号化部３０６に供給し、符号化させる。
【０２８５】
ステップＳ３４１において、動き情報バッファ３３５は、ステップＳ３３８の動き補償処理により用いた動き情報やPredictor情報を取得し、記憶する。これらの情報は、時間的に後に行われる他のPUに対する符号化処理において周辺PUの情報として用いられる。
【０２８６】
ステップＳ３４１の処理が終了すると、動き情報バッファ３３５は、インター動き予測処理を終了し、処理を図１５のステップＳ３０４に戻し、ステップＳ３０５以降の処理を実行させる。
【０２８７】
以上のように、各処理を実行することにより、画像符号化装置３００は、インター予測において、当該PUのPredictorを周辺PUのPredictorより予測し、その予測Predictorを用いて動き予測を行うことができる。このような予測Predictorを利用することにより、周辺PUの動き情報に基づいて当該PUの動きベクトルを予測する場合に、Predictor情報の符号化を省略することができ、画像符号化装置３００は、符号化効率を向上させることができる。
【０２８８】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
図１７は、本実施の画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図１７に示される画像復号装置４００は、図１１の画像符号化装置３００に対応する復号装置である。画像符号化装置３００より符号化された符号化データは、例えば伝送路や記録媒体等、任意の経路を介して、この画像復号装置４００に供給され、復号される。
【０２８９】
図１７に示されるように、画像復号装置４００は、蓄積バッファ４０１、可逆復号部４０２、逆量子化部４０３、逆直交変換部４０４、演算部４０５、ループフィルタ４０６、画面並べ替えバッファ４０７、およびD/A変換部４０８を有する。また、画像復号装置４００は、フレームメモリ４０９、選択部４１０、イントラ予測部４１１、動き予測・補償部４１２、および選択部４１３を有する。
【０２９０】
画像復号装置４００は、さらに、動き情報予測部４２１を有する。
【０２９１】
蓄積バッファ４０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置３００により符号化されたものである。可逆復号部４０２は、蓄積バッファ４０１から符号化データを所定のタイミングで読み出し、図１１の可逆符号化部３０６の符号化方式に対応する方式で復号する。
【０２９２】
また、当該フレームがイントラ符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部にはイントラ予測モード情報が格納されている。可逆復号部４０２は、このイントラ予測モード情報も復号し、その情報をイントラ予測部４１１に供給する。これに対して、当該フレームがインター符号化されたものである場合、符号化データのヘッダ部には動きベクトル情報やインター予測モード情報が格納されている。可逆復号部４０２は、この動きベクトル情報やインター予測モード情報も復号し、その情報を動き予測・補償部４１２に供給する。
【０２９３】
逆量子化部４０３は、可逆復号部４０２により復号されて得られた係数データ（量子化係数）を、図１１の量子化部３０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。つまり、逆量子化部４０３は、図１１の逆量子化部３０８と同様の方法で量子化係数の逆量子化を行う。
【０２９４】
逆量子化部４０３は、逆量子化された係数データ、つまり、直交変換係数を、逆直交変換部４０４に供給する。逆直交変換部４０４は、図１１の直交変換部３０４の直交変換方式に対応する方式（図１１の逆直交変換部３０９と同様の方式）で、その直交変換係数を逆直交変換する。逆直交変換部４０４は、この逆直交変換処理により、画像符号化装置３００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。例えば、４次の逆直交変換が施される。
【０２９５】
逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部４０５に供給される。また、演算部４０５には、選択部４１３を介して、イントラ予測部４１１若しくは動き予測・補償部４１２から予測画像が供給される。
【０２９６】
演算部４０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置３００の演算部３０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部４０５は、その復号画像データをループフィルタ４０６に供給する。
【０２９７】
ループフィルタ４０６は、供給された復号画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜施し、それを画面並べ替えバッファ４０７に供給する。
【０２９８】
ループフィルタ４０６は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部４０５から供給される復号画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ４０６は、復号画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ４０６は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた復号画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【０２９９】
なお、ループフィルタ４０６が、復号画像に対して任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ４０６が、図１１の画像符号化装置３００から供給されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【０３００】
ループフィルタ４０６は、フィルタ処理結果（フィルタ処理後の復号画像）を画面並べ替えバッファ４０７およびフレームメモリ４０９に供給する。なお、演算部４０５から出力される復号画像は、ループフィルタ４０６を介さずに画面並べ替えバッファ４０７やフレームメモリ４０９に供給することができる。つまり、ループフィルタ４０６によるフィルタ処理は省略することができる。
【０３０１】
画面並べ替えバッファ４０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１１の画面並べ替えバッファ３０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部４０８は、画面並べ替えバッファ４０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【０３０２】
フレームメモリ４０９は、供給される復号画像を記憶し、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部４１１や動き予測・補償部４１２等の外部の要求に基づいて、記憶している復号画像を参照画像として、選択部４１０に供給する。
【０３０３】
選択部４１０は、フレームメモリ４０９から供給される参照画像の供給先を選択する。選択部４１０は、イントラ符号化された画像を復号する場合、フレームメモリ４０９から供給される参照画像をイントラ予測部４１１に供給する。また、選択部４１０は、インター符号化された画像を復号する場合、フレームメモリ４０９から供給される参照画像を動き予測・補償部４１２に供給する。
【０３０４】
イントラ予測部４１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報等が可逆復号部４０２から適宜供給される。イントラ予測部４１１は、イントラ予測部３１４において用いられたイントラ予測モードで、フレームメモリ４０９から取得した参照画像を用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成する。つまり、イントラ予測部４１１は、イントラ予測部３１４と同様に、AVC符号化方式において規定されるモード以外の任意のモードでこのイントラ予測を行うこともできる。
【０３０５】
イントラ予測部４１１は、生成した予測画像を選択部４１３に供給する。
【０３０６】
動き予測・補償部４１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（最適モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、フラグ、および各種パラメータ等）を可逆復号部４０２から取得する。
【０３０７】
動き予測・補償部４１２は、動き予測・補償部３１５において用いられたインター予測モードで、フレームメモリ４０９から取得した参照画像を用いてインター予測を行い、予測画像を生成する。つまり、動き予測・補償部４１２は、動き予測・補償部３１５と同様に、AVC符号化方式において規定されるモード以外の任意のモードでこのイントラ予測を行うこともできる。
【０３０８】
動き予測・補償部４１２は、動き予測・補償部２１２の場合と同様に、生成した予測画像を選択部４１３に供給する。
【０３０９】
選択部４１３は、演算部４０５に供給する予測画像の供給元を選択する。つまり、選択部４１３は、動き予測・補償部４１２またはイントラ予測部４１１により生成された予測画像を演算部４０５に供給する。
【０３１０】
動き情報予測部４２１は、動き予測・補償部４１２の処理に用いられる予測動き情報を生成する。
【０３１１】
［動き予測・補償部および動き情報予測部］
図１８は、図１７の動き予測・補償部４１２および動き情報予測部４２１の主な構成例を示すブロック図である。
【０３１２】
図１８に示されるように、動き予測・補償部４１２は、最適モード情報バッファ４３１、モード判定部４３２、動き情報再構築部４３３、動き補償部４３４、および動き情報バッファ４３５を有する。
【０３１３】
また、図１８に示されるように、動き情報予測部４２１は、予測Predictor情報再構築部４４１、予測動き情報再構築部４４２、およびPredictor情報バッファ４４３を有する。
【０３１４】
動き予測・補償部４１２の最適モード情報バッファ４３１は、インター符号化の場合、可逆復号部４０２において符号化データから抽出された最適モード情報を取得し、記憶する。最適モード情報バッファ４３１は、所定のタイミング、若しくは、例えばモード判定部４３２等の外部からの要求に基づいて、当該PUの最適モード情報に含まれる、当該PUの、画像符号化装置３００において採用されたインター予測モードを示すモード情報、図１２を参照して説明したプレディクタ（Predictor）の予測に関するフラグ情報、およびPredictor情報等をモード判定部４３２に供給する。
【０３１５】
モード判定部４３２は、それらの情報に基づいて、画像符号化装置３００において採用されたインター予測モードを判定する。
【０３１６】
画像符号化装置３００において、入力画像と参照画像の差分から動きベクトルを求めるモードが採用されたと判定した場合、モード判定部４３２は、その判定結果を最適モード情報バッファ４３１に供給する。
【０３１７】
最適モード情報バッファ４３１は、その判定結果に基づいて、最適モード情報に含まれる、当該PUの動き情報を動き補償部４３４に供給する。
【０３１８】
動き補償部４３４は、その画像符号化装置３００から供給された当該PUの動き情報を、最適モード情報バッファ４３１から取得すると、その動き情報に対応する参照画像を、選択部４１０を介してフレームメモリ４０９から取得する。動き補償部４３４は、フレームメモリ４０９から読み出した参照画像画素値を用いて予測画像を生成し、その予測画像画素値を、選択部４１３を介して演算部４０５に供給する。
【０３１９】
また、動き補償部４３４は、動き補償に用いた当該PUの動き情報を動き情報バッファ４３５に供給し、記憶させる。この動き情報バッファ４３５に記憶された動き情報は、時間的に後に処理される他のPUの処理において、当該PUの周辺に位置する周辺PUの動き情報（周辺動き情報）として利用される。なお、周辺は、隣接と近傍の両方を含む。すなわち、周辺PUは、当該PUに隣接する隣接PUと、当該PUの近傍に位置する近傍PUとの両方を含む。特定のPUを示す場合、隣接PUと近傍PUの中の、いずれかのPUを示す。
【０３２０】
また、画像符号化装置３００において、周辺PUの動きベクトルから当該PUの動きベクトルを予測するモードが採用されたと判定した場合、モード判定部４３２は、その判定結果を最適モード情報バッファ４３１に供給するとともに、当該PUのPredictor情報を、動き情報予測部４２１の予測動き情報再構築部４４２に供給する。
【０３２１】
予測動き情報再構築部４４２は、当該PUのPredictor情報を取得すると、動き予測・補償部４１２の動き情報バッファ４３５から、過去に処理された周辺PUの動き情報（周辺動き情報）を取得する。予測動き情報再構築部４４２は、当該PUのPredictor情報により示される予測器（プレディクタ（Predictor）））を用いて、周辺動き情報から当該PUの動き情報を予測する（予測動き情報を再構築する）。予測動き情報再構築部４４２は、再構築した予測動き情報を、動き予測・補償部４１２の動き情報再構築部４３３に供給する。
【０３２２】
モード判定部４３２から判定結果を取得した最適モード情報バッファ４３１は、当該PUの最適モード情報に含まれる、当該PUの差分動き情報を動き情報再構築部４３３に供給する。
【０３２３】
動き情報再構築部４３３は、予測動き情報再構築部４４２から予測動き情報を取得し、最適モード情報バッファ４３１から差分動き情報を取得すると、差分動き情報に予測動き情報を加算し、当該PUの動き情報を再構築する。動き情報再構築部４３３は、再構築した当該PUの動き情報を動き補償部４３４に供給する。
【０３２４】
動き補償部４３４は、上述した場合と同様に、その動き情報再構築部４３３から供給された当該PUの動き情報に対応する参照画像をフレームメモリ４０９から読み出し、予測画像を生成し、その予測画像画素値を、選択部４１３を介して演算部４０５に供給する。
【０３２５】
また、動き補償部４３４は、上述した場合と同様に、動き補償に用いた当該PUの動き情報を動き情報バッファ４３５に供給し、記憶させる。さらに、予測動き情報再構築部４４２は、当該PUのPredictor情報をPredictor情報バッファ４４３に供給し、記憶させる。このPredictor情報バッファ４４３に記憶されたPredictor情報は、時間的に後に処理される他のPUの処理において、周辺PUのPredictor情報（周辺Predictor情報）として利用される。
【０３２６】
さらに、画像符号化装置３００において、周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードが採用されたと判定した場合、モード判定部４３２は、その判定結果を最適モード情報バッファ４３１に供給するとともに、予測Predictor情報を再構築するように指示する予測指示を、動き情報予測部４２１の予測Predictor情報再構築部４４１に供給する。
【０３２７】
予測Predictor情報再構築部４４１は、その予測指示に従い、予測Predictor情報の再構築を行う。予測Predictor情報再構築部４４１は、Predictor情報バッファ４４３から周辺PUのPredictor情報（周辺Predictor情報）を取得し、その周辺Predictor情報を用いて、図１３および図１４を参照して説明したPredictor予測部３４２と同様の方法で、当該PUのPredictor（predpC）を予測する（予測Predictor情報を再構築する）。
【０３２８】
予測Predictor情報再構築部４４１は、再構築した予測Predictor情報を予測動き情報再構築部４４２に供給する。
【０３２９】
予測動き情報再構築部４４２は、その予測Predictor情報が示すPredictorを用いて、上述した場合と同様に、動き情報バッファ４３５から周辺動き情報を取得し、その周辺動き情報から当該PUの動き情報を予測する（予測動き情報を再構築する）。予測動き情報再構築部４４２は、再構築した予測動き情報を、動き情報再構築部４３３に供給する。
【０３３０】
上述した場合と同様に、最適モード情報バッファ４３１は、当該PUの差分動き情報を動き情報再構築部４３３に供給する。動き情報再構築部４３３は、上述した場合と同様に、その差分動き情報に、予測動き情報を加算することにより、当該PUの動き情報を再構築する。動き情報再構築部４３３は、再構築した当該PUの動き情報を動き補償部４３４に供給する。
【０３３１】
動き補償部４３４は、上述した場合と同様に、その動き情報再構築部４３３から供給された当該PUの動き情報に対応する参照画像をフレームメモリ４０９から読み出し、予測画像を生成し、その予測画像画素値を、選択部４１３を介して演算部４０５に供給する。
【０３３２】
また、動き補償部４３４は、上述した場合と同様に、動き補償に用いた当該PUの動き情報を動き情報バッファ４３５に供給し、記憶させる。さらに、予測動き情報再構築部４４２は、上述した場合と同様に、当該PUのPredictor情報をPredictor情報バッファ４４３に供給し、記憶させる。
【０３３３】
以上のように、動き予測・補償部４１２および動き情報予測部４２１は、画像符号化装置３００から供給される情報に基づいて、予測Predictor情報を再構築したり、予測動き情報を再構築したり、動き情報を再構築したりして、適切に動き予測および動き補償を行い、インター符号化の予測画像を生成することができる。したがって、画像復号装置４００は、画像符号化装置３００により符号化されて得られた符号化データを適切に復号することができる。すなわち、画像復号装置４００は、画像符号化装置３００から出力される符号化データの符号化効率の向上を実現することができる。
【０３３４】
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置４００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１９のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
【０３３５】
復号処理が開始されると、ステップＳ４０１において、蓄積バッファ４０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。ステップＳ４０２において、可逆復号部４０２は、蓄積バッファ４０１から供給される符号化データ（画像符号化装置３００により画像データが符号化されて得られた符号化データ）を復号する。
【０３３６】
ステップＳ４０３において、逆量子化部４０３は、可逆復号部４０２により復号されて得られた、量子化された直交変換係数を、図１１の量子化部３０５による量子化処理に対応する方法で逆量子化する。ステップＳ４０４において逆直交変換部４０４は逆量子化部４０３により逆量子化されて得られた直交変換係数を、図１１の直交変換部３０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。これにより図１１の直交変換部３０４の入力（演算部３０３の出力）に対応する差分情報が復号されたことになる。
【０３３７】
ステップＳ４０５において、イントラ予測部４１１および動き予測・補償部４１２は、予測処理を行い、予測画像を生成する。
【０３３８】
ステップＳ４０６において、選択部４１３は、ステップＳ４０５の処理により生成された予測画像を選択する。すなわち、選択部４１３には、イントラ予測部４１１により生成された予測画像、若しくは、動き予測・補償部４１２により生成された予測画像が供給される。選択部４１３は、その予測画像が供給された側を選択し、その予測画像を演算部４０５に供給する。
【０３３９】
ステップＳ４０７において、演算部４０５は、ステップＳ４０４の処理により得られた差分情報に、ステップＳ４０６において選択された予測画像を加算する。これにより元の画像データが復号される。
【０３４０】
ステップＳ４０８において、ループフィルタ４０６は、ステップＳ４０７の処理により得られた復号画像を適宜フィルタリングする。
【０３４１】
ステップＳ４０９において、画面並べ替えバッファ４０７は、ステップＳ４０８において適宜フィルタリングされた復号画像のフレームの並べ替えを行う。すなわち、画像符号化装置３００の画面並べ替えバッファ３０２（図１１）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
【０３４２】
ステップＳ４１０において、D/A変換部４０８は、ステップＳ４０９においてフレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
【０３４３】
ステップＳ４１１において、フレームメモリ４０９は、ステップＳ４０８において適宜フィルタリングされた復号画像を記憶する。
【０３４４】
ステップＳ４１１の処理が終了すると、フレームメモリ４０９は、復号処理を終了する。
【０３４５】
［予測処理の流れ］
次に、図２０のフローチャートを参照して、図１９のステップＳ４０５において実行される予測処理の流れの例を説明する。
【０３４６】
予測処理が開始されると、可逆復号部４０２は、ステップＳ４３１において、当該PUがイントラ符号化されているか否かを判定する。当該PUがイントラ符号化されていると判定された場合、可逆復号部４０２は、処理をステップＳ４３２に進める。
【０３４７】
ステップＳ４３２において、イントラ予測部４１１は、可逆復号部４０２からイントラ予測モード情報を取得する。ステップＳ４３３において、イントラ予測部４１１は、イントラ予測を行い、予測画像を生成する。ステップＳ４３３の処理が終了すると、イントラ予測部４１１は、予測処理を終了し、処理を図１９のステップＳ４０５に戻し、ステップＳ４０６以降の処理を実行させる。
【０３４８】
また、図２０のステップＳ４３１において、インター符号化されていると判定された場合、可逆復号部４０２は、処理をステップＳ４３４に進める。ステップＳ４３４において、動き予測・補償部４１２は、インター予測処理を行い、インター予測による予測画像を生成する。ステップＳ４３４の処理が終了すると、動き予測・補償部４１２は、予測処理を終了し、処理を図１９のステップＳ４０５に戻し、ステップＳ４０６以降の処理を実行させる。
【０３４９】
［インター予測処理の流れ］
次に、図２１のフローチャートを参照して、図２０のステップＳ４３４において実行されるインター予測処理の流れの例を説明する。
【０３５０】
インター予測処理が開始されると、ステップＳ４５１において、最適モード情報バッファ４３１は、可逆復号部４０２により符号化データから抽出された、画像符号化装置３００から供給される最適モード情報を取得し、記憶する。
【０３５１】
ステップＳ４５２において、モード判定部４３２は、ステップＳ４５１において最適モード情報バッファ４３１に記憶された最適モード情報に基づいて、画像符号化装置３００において採用された動き予測のモードを判定する。
【０３５２】
ステップＳ４５３において、モード判定部４３２は、ステップＳ４５２の判定結果に基づいて、当該PUの最適モード情報に当該PUの動き情報が含まれるモードであるか否かを判定する。そのようなモードでないと判定された場合、モード判定部４３２は、処理をステップＳ４５４に進める。
【０３５３】
ステップＳ４５４において、モード判定部４３２は、ステップＳ４５２の判定結果に基づいて、当該PUの最適モード情報に当該PUのPredictor情報が含まれるモードであるか否かを判定する。そのようなモードでないと判定された場合、モード判定部４３２は、処理をステップＳ４５５に進める。
【０３５４】
この場合、モード判定部４３２は、画像符号化装置３００において、当該PUのPredictorを周辺PUのPredictorから予測するモードが採用されたと判定している。
【０３５５】
したがって、ステップＳ４５５において、予測Predictor情報再構築部４４１は、Predictor情報バッファ４４３から周辺Predictor情報を取得する。ステップＳ４５６において、予測Predictor情報再構築部４４１は、ステップＳ４５５において取得した周辺Predictor情報から、当該PUの予測Predictor情報を再構築する。
【０３５６】
ステップＳ４５７において、予測動き情報再構築部４４２は、動き情報バッファ４３５から、周辺動き情報を取得する。ステップＳ４５８において、予測動き情報再構築部４４２は、ステップＳ４５６において再構築された予測Predictor情報を用いて、ステップＳ４５７において取得された周辺動き情報から、当該PUの予測動き情報を再構築する。
【０３５７】
ステップＳ４５９において、Predictor情報バッファ４４３は、ステップＳ４５８において使用された当該PUの予測Predictor情報（Predictor情報）を記憶する。
【０３５８】
ステップＳ４６０において、動き情報再構築部４４２は、最適モード情報に含まれる差分動き情報と、ステップＳ４５８において再構築された予測動き情報とから当該PUの動き情報を再構築する。
【０３５９】
ステップＳ４６１において、動き補償部４３４は、ステップＳ４６０において再構築された動き情報を用いて、フレームメモリ４０９から取得した参照画像に対して動き補償を行い、予測画像を生成する。
【０３６０】
ステップＳ４６２において、動き情報バッファ４３５は、ステップＳ４６１の動き補償に使用された当該PUの動き情報を記憶する。
【０３６１】
ステップＳ４６２の処理が終了すると、動き情報バッファ４３５は、インター予測処理を終了し、処理を図２０のステップＳ４３４に供給し、予測処理を終了させる。
【０３６２】
また、図２１のステップＳ４５４において、当該PUの最適モード情報に当該PUのPredictor情報が含まれるモードであると判定された場合、モード判定部４３２は、処理をステップＳ４６３に進める。
【０３６３】
この場合、モード判定部４３２は、画像符号化装置３００において、当該PUの動きベクトルを周辺PUの動きベクトルから予測するモードが採用されたと判定している。
【０３６４】
したがって、ステップＳ４６３において、予測動き情報再構築部４４２は、動き情報バッファ４３５から周辺動き情報を取得する。ステップＳ４６４において、予測動き情報再構築部４４２は、最適モード情報に含まれるPredictor情報を用いて、ステップＳ４６３において取得された周辺動き情報から、当該PUの予測動き情報を再構築する。
【０３６５】
ステップＳ４６４の処理が終了すると、予測動き情報再構築部４４２は、処理をステップＳ４５９に戻し、ステップＳ４６４の処理により再構築された当該PUの予測動き情報を用いてそれ以降の処理を実行させる。
【０３６６】
また、ステップＳ４５３において、当該PUの最適モード情報に当該PUの動き情報が含まれるモードであると判定された場合、モード判定部４３２は、処理をステップＳ４６１に進める。
【０３６７】
この場合、モード判定部４３２は、画像符号化装置３００において、当該PUの動き情報を当該PUの入力画像と予測画像との差分から求めるモードが採用されたと判定している。したがって、この場合、最適モードに含まれる当該PUの動き情報を用いて、ステップＳ４６１以降の処理が行われる。
【０３６８】
以上のように、各種処理を実行することにより、画像復号装置４００は、画像符号化装置３００から出力される符号化データの符号化効率の向上を実現することができる。
【０３６９】
なお、以上においては、Predictor予測部３４２および予測Predictor情報再構築部４４１が、式（２０）を用いて、周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するように説明した（式（２１）や式（２２）のように、選択肢が１つしかない場合の説明は省略する）。つまり、Predictor予測部３４２および予測Predictor情報再構築部４４１は、周辺PUのPredictorの内、インデックスが小さい方を当該PUのPredictorとして採用するように説明した。
【０３７０】
しかしながらPredictor予測部３４２および予測Predictor情報再構築部４４１は、これに限らず、周辺PUのPredictorから任意の方法で当該PUのPredictorを生成することができる。例えば、周辺PUのPredictorの内、インデックスが大きい方が当該PUのPredictorとして採用されるようにしてもよいし、インデックスが中央値をとるPredictorを、当該PUのPredictorとして採用されるようにしてもよい。
【０３７１】
また、以上においては、最適モード情報を符号化データに含めるように説明したが、この最適モード情報は、符号化データの任意の位置に格納することができる。例えば、シーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set）やピクチャパラメータセット（PPS（Picture Parameter Set））等のNAL（Network Abstraction Layer）に格納されるようにしてもよいし、VCL（Video Coding Layer）に格納されるようにしてもよい。また、例えば、SEI（Suplemental Enhancement Information）等に格納されるようにしてもよい。
【０３７２】
さらに、最適モード情報が、符号化データとは別に復号側に伝送されるようにしてもよい。その場合、最適モード情報と符号化データとの対応関係を明確にする（復号側で把握することができるようにする）必要があるが、その方法は任意である。例えば、別途、対応関係を示すテーブル情報を作成してもよいし、対応先のデータを示すリンク情報を互いのデータに埋め込むなどしてもよい。
【０３７３】
＜３．第３の実施の形態＞
［パーソナルコンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図２２に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０３７４】
図２２において、パーソナルコンピュータ５００のCPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記憶されているプログラム、または記憶部５１３からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU５０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０３７５】
CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５１０も接続されている。
【０３７６】
入出力インタフェース５１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部５１１、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部５１２、ハードディスクなどより構成される記憶部５１３、モデムなどより構成される通信部５１４が接続されている。通信部５１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
【０３７７】
入出力インタフェース５１０にはまた、必要に応じてドライブ５１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア５２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部５１３にインストールされる。
【０３７８】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０３７９】
この記録媒体は、例えば、図２２に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア５２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０３８０】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０３８１】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０３８２】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０３８３】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３８４】
例えば、図１２に示される動き予測・補償部３１５および動き情報予測部３２１を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。また、図１２に示される動き探索部３３１、コスト関数算出部３３２、モード判定部３３３、動き補償部３３４、動き情報バッファ３３５、動き予測部３４１、Predictor予測部３４２、比較判定部３４３、およびフラグ生成部３４４を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。
【０３８５】
また、これらの各処理部を任意に組み合わせ、独立した装置として構成するようにしてもよい。もちろん、図１１および図１２に示される任意の処理部と組み合わせても良いし、図示せぬ処理部と組み合わせても良い。
【０３８６】
画像復号装置４００についても同様である。例えば、図１９に示される動き予測・補償部４１２および動き情報予測部４２１を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。また、図１９に示される最適モード情報バッファ４３１、モード判定部４３２、動き情報再構築部４３３、動き補償部４３４、動き情報バッファ４３５、予測Predictor情報再構築部４４１、予測動き情報再構築部４４２、およびPredictor情報バッファ４４３を、それぞれ、独立した装置として構成するようにしてもよい。
【０３８７】
さらに、これらの各処理部を任意に組み合わせ、独立した装置として構成するようにしてもよい。もちろん、図１８および図１９に示される任意の処理部と組み合わせても良いし、図示せぬ処理部と組み合わせても良い。
【０３８８】
また、例えば、上述した画像符号化装置や画像復号装置は、任意の電子機器に適用することができる。以下にその例について説明する。
【０３８９】
＜４．第４の実施の形態＞
［テレビジョン受像機］
図２３は、本実施の画像復号装置４００を用いるテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
【０３９０】
図２３に示されるテレビジョン受像機１０００は、地上波チューナ１０１３、ビデオデコーダ１０１５、映像信号処理回路１０１８、グラフィック生成回路１０１９、パネル駆動回路１０２０、および表示パネル１０２１を有する。
【０３９１】
地上波チューナ１０１３は、地上アナログ放送の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、映像信号を取得し、それをビデオデコーダ１０１５に供給する。ビデオデコーダ１０１５は、地上波チューナ１０１３から供給された映像信号に対してデコード処理を施し、得られたデジタルのコンポーネント信号を映像信号処理回路１０１８に供給する。
【０３９２】
映像信号処理回路１０１８は、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた映像データをグラフィック生成回路１０１９に供給する。
【０３９３】
グラフィック生成回路１０１９は、表示パネル１０２１に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成し、生成した映像データや画像データをパネル駆動回路１０２０に供給する。また、グラフィック生成回路１０１９は、項目の選択などにユーザにより利用される画面を表示するための映像データ（グラフィック）を生成し、それを番組の映像データに重畳したりすることによって得られた映像データをパネル駆動回路１０２０に供給するといった処理も適宜行う。
【０３９４】
パネル駆動回路１０２０は、グラフィック生成回路１０１９から供給されたデータに基づいて表示パネル１０２１を駆動し、番組の映像や上述した各種の画面を表示パネル１０２１に表示させる。
【０３９５】
表示パネル１０２１はLCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、パネル駆動回路１０２０による制御に従って番組の映像などを表示させる。
【０３９６】
また、テレビジョン受像機１０００は、音声A/D（Analog/Digital)変換回路１０１４、音声信号処理回路１０２２、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３、音声増幅回路１０２４、およびスピーカ１０２５も有する。
【０３９７】
地上波チューナ１０１３は、受信した放送波信号を復調することにより、映像信号だけでなく音声信号も取得する。地上波チューナ１０１３は、取得した音声信号を音声A/D変換回路１０１４に供給する。
【０３９８】
音声A/D変換回路１０１４は、地上波チューナ１０１３から供給された音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声信号を音声信号処理回路１０２２に供給する。
【０３９９】
音声信号処理回路１０２２は、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０４００】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声信号処理回路１０２２から供給された音声データを音声増幅回路１０２４に供給する。
【０４０１】
音声増幅回路１０２４は、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３から供給された音声データに対してD/A変換処理、増幅処理を施し、所定の音量に調整した後、音声をスピーカ１０２５から出力させる。
【０４０２】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、デジタルチューナ１０１６およびMPEGデコーダ１０１７も有する。
【０４０３】
デジタルチューナ１０１６は、デジタル放送（地上デジタル放送、BS（Broadcasting Satellite）／CS（Communications Satellite）デジタル放送）の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、MPEG-TS（Moving Picture Experts Group-Transport Stream）を取得し、それをMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０４０４】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSに施されているスクランブルを解除し、再生対象（視聴対象）になっている番組のデータを含むストリームを抽出する。MPEGデコーダ１０１７は、抽出したストリームを構成する音声パケットをデコードし、得られた音声データを音声信号処理回路１０２２に供給するとともに、ストリームを構成する映像パケットをデコードし、得られた映像データを映像信号処理回路１０１８に供給する。また、MPEGデコーダ１０１７は、MPEG-TSから抽出したEPG（Electronic Program Guide)データを図示せぬ経路を介してCPU１０３２に供給する。
【０４０５】
テレビジョン受像機１０００は、このように映像パケットをデコードするMPEGデコーダ１０１７として、上述した画像復号装置４００を用いる。なお、放送局等より送信されるMPEG-TSは、画像符号化装置３００によって符号化されている。
【０４０６】
MPEGデコーダ１０１７は、画像復号装置４００の場合と同様に、周辺PUのPredictor情報から当該PUの予測Predictor情報を再構築し、その再構築した予測Predictor情報を用いて当該PUの予測動き情報を再構築し、その再構築した予測動き情報を用いて当該PUの動き情報を再構築し、その再構築した動き情報を用いて動き補償を行い、インター符号化の予測画像を適切に生成する。したがって、MPEGデコーダ１０１７は、符号化側において周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで生成された符号化データを適切に復号することができる。これにより、MPEGデコーダ１０１７は、符号化効率の向上を実現することができる。
【０４０７】
MPEGデコーダ１０１７から供給された映像データは、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データの場合と同様に、映像信号処理回路１０１８において所定の処理が施され、グラフィック生成回路１０１９において、生成された映像データ等が適宜重畳され、パネル駆動回路１０２０を介して表示パネル１０２１に供給され、その画像が表示される。
【０４０８】
MPEGデコーダ１０１７から供給された音声データは、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データの場合と同様に、音声信号処理回路１０２２において所定の処理が施され、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３を介して音声増幅回路１０２４に供給され、D/A変換処理や増幅処理が施される。その結果、所定の音量に調整された音声がスピーカ１０２５から出力される。
【０４０９】
また、テレビジョン受像機１０００は、マイクロホン１０２６、およびA/D変換回路１０２７も有する。
【０４１０】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０４１１】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、テレビジョン受像機１０００のユーザ（ユーザＡ）の音声のデータがA/D変換回路１０２７から供給されている場合、ユーザＡの音声データを対象としてエコーキャンセルを行い、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０４１２】
さらに、テレビジョン受像機１０００は、音声コーデック１０２８、内部バス１０２９、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory)１０３０、フラッシュメモリ１０３１、CPU１０３２、USB（Universal Serial Bus) I/F１０３３、およびネットワークI/F１０３４も有する。
【０４１３】
A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データを音声コーデック１０２８に供給する。
【０４１４】
音声コーデック１０２８は、A/D変換回路１０２７から供給された音声データを、ネットワーク経由で送信するための所定のフォーマットのデータに変換し、内部バス１０２９を介してネットワークI/F１０３４に供給する。
【０４１５】
ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続される。ネットワークI/F１０３４は、例えば、そのネットワークに接続される他の装置に対して、音声コーデック１０２８から供給された音声データを送信する。また、ネットワークI/F１０３４は、例えば、ネットワークを介して接続される他の装置から送信される音声データを、ネットワーク端子１０３５を介して受信し、それを、内部バス１０２９を介して音声コーデック１０２８に供給する。
【０４１６】
音声コーデック１０２８は、ネットワークI/F１０３４から供給された音声データを所定のフォーマットのデータに変換し、それをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
【０４１７】
エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声コーデック１０２８から供給される音声データを対象としてエコーキャンセルを行い、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
【０４１８】
SDRAM１０３０は、CPU１０３２が処理を行う上で必要な各種のデータを記憶する。
【０４１９】
フラッシュメモリ１０３１は、CPU１０３２により実行されるプログラムを記憶する。フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムは、テレビジョン受像機１０００の起動時などの所定のタイミングでCPU１０３２により読み出される。フラッシュメモリ１０３１には、デジタル放送を介して取得されたEPGデータ、ネットワークを介して所定のサーバから取得されたデータなども記憶される。
【０４２０】
例えば、フラッシュメモリ１０３１には、CPU１０３２の制御によりネットワークを介して所定のサーバから取得されたコンテンツデータを含むMPEG-TSが記憶される。フラッシュメモリ１０３１は、例えばCPU１０３２の制御により、そのMPEG-TSを、内部バス１０２９を介してMPEGデコーダ１０１７に供給する。
【０４２１】
MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSの場合と同様に、そのMPEG-TSを処理する。このようにテレビジョン受像機１０００は、映像や音声等よりなるコンテンツデータを、ネットワークを介して受信し、MPEGデコーダ１０１７を用いてデコードし、その映像を表示させたり、音声を出力させたりすることができる。
【０４２２】
また、テレビジョン受像機１０００は、リモートコントローラ１０５１から送信される赤外線信号を受光する受光部１０３７も有する。
【０４２３】
受光部１０３７は、リモートコントローラ１０５１からの赤外線を受光し、復調して得られたユーザ操作の内容を表す制御コードをCPU１０３２に出力する。
【０４２４】
CPU１０３２は、フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムを実行し、受光部１０３７から供給される制御コードなどに応じてテレビジョン受像機１０００の全体の動作を制御する。CPU１０３２とテレビジョン受像機１０００の各部は、図示せぬ経路を介して接続されている。
【０４２５】
USB I/F１０３３は、USB端子１０３６に装着されたUSBケーブルを介して接続される、テレビジョン受像機１０００の外部の機器との間でデータの送受信を行う。ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続し、ネットワークに接続される各種の装置と音声データ以外のデータの送受信も行う。
【０４２６】
テレビジョン受像機１０００は、MPEGデコーダ１０１７として画像復号装置４００を用いることにより、アンテナを介して受信する放送波信号や、ネットワークを介して取得するコンテンツデータの符号化効率の向上を実現することができる。
【０４２７】
＜５．第５の実施の形態＞
［携帯電話機］
図２４は、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００を用いる携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
【０４２８】
図２４に示される携帯電話機１１００は、各部を統括的に制御するようになされた主制御部１１５０、電源回路部１１５１、操作入力制御部１１５２、画像エンコーダ１１５３、カメラI/F部１１５４、LCD制御部１１５５、画像デコーダ１１５６、多重分離部１１５７、記録再生部１１６２、変復調回路部１１５８、および音声コーデック１１５９を有する。これらは、バス１１６０を介して互いに接続されている。
【０４２９】
また、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９、CCD（Charge Coupled Devices）カメラ１１１６、液晶ディスプレイ１１１８、記憶部１１２３、送受信回路部１１６３、アンテナ１１１４、マイクロホン（マイク）１１２１、およびスピーカ１１１７を有する。
【０４３０】
電源回路部１１５１は、ユーザの操作により終話および電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話機１１００を動作可能な状態に起動する。
【０４３１】
携帯電話機１１００は、CPU、ROMおよびRAM等でなる主制御部１１５０の制御に基づいて、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行う。
【０４３２】
例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、マイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声信号を、音声コーデック１１５９によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（音声信号）は、公衆電話回線網を介して通話相手の携帯電話機に供給される。
【０４３３】
また、例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、アンテナ１１１４で受信した受信信号を送受信回路部１１６３で増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理し、変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理し、音声コーデック１１５９によってアナログ音声信号に変換する。携帯電話機１１００は、その変換して得られたアナログ音声信号をスピーカ１１１７から出力する。
【０４３４】
更に、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを送信する場合、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９の操作によって入力された電子メールのテキストデータを、操作入力制御部１１５２において受け付ける。携帯電話機１１００は、そのテキストデータを主制御部１１５０において処理し、LCD制御部１１５５を介して、画像として液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。
【０４３５】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、操作入力制御部１１５２が受け付けたテキストデータやユーザ指示等に基づいて電子メールデータを生成する。携帯電話機１１００は、その電子メールデータを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（電子メール）は、ネットワークおよびメールサーバ等を介して、所定のあて先に供給される。
【０４３６】
また、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の電子メールデータを復元する。携帯電話機１１００は、復元された電子メールデータを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示する。
【０４３７】
なお、携帯電話機１１００は、受信した電子メールデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０４３８】
この記憶部１１２３は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。記憶部１１２３は、例えば、RAMや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクであってもよいし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアであってもよい。もちろん、これら以外のものであってもよい。
【０４３９】
さらに、例えば、データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、携帯電話機１１００は、撮像によりCCDカメラ１１１６で画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、レンズや絞り等の光学デバイスと光電変換素子としてのCCDを有し、被写体を撮像し、受光した光の強度を電気信号に変換し、被写体の画像の画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、その画像データを、カメラI/F部１１５４を介して、画像エンコーダ１１５３で符号化し、符号化画像データに変換する。
【０４４０】
携帯電話機１１００は、このような処理を行う画像エンコーダ１１５３として、上述した画像符号化装置３００を用いる。画像エンコーダ１１５３は、画像符号化装置３００の場合と同様に、周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで予測画像を生成し、その予測画像を用いて符号化データを生成する。つまり、画像エンコーダ１１５３は、Predictor情報の符号化を省略することができる。これにより、画像エンコーダ１１５３は、符号化効率を向上させることができる。
【０４４１】
なお、携帯電話機１１００は、このとき同時に、CCDカメラ１１１６で撮像中にマイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声を、音声コーデック１１５９においてアナログデジタル変換し、さらに符号化する。
【０４４２】
携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、画像エンコーダ１１５３から供給された符号化画像データと、音声コーデック１１５９から供給されたデジタル音声データとを、所定の方式で多重化する。携帯電話機１１００は、その結果得られる多重化データを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（画像データ）は、ネットワーク等を介して、通信相手に供給される。
【０４４３】
なお、画像データを送信しない場合、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６で生成した画像データを、画像エンコーダ１１５３を介さずに、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させることもできる。
【０４４４】
また、例えば、データ通信モードにおいて、簡易ホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の多重化データを復元する。携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、その多重化データを分離して、符号化画像データと音声データとに分ける。
【０４４５】
携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６において符号化画像データをデコードすることにより、再生動画像データを生成し、これを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。これにより、例えば、簡易ホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる動画データが液晶ディスプレイ１１１８に表示される。
【０４４６】
携帯電話機１１００は、このような処理を行う画像デコーダ１１５６として、上述した画像復号装置４００を用いる。つまり、画像デコーダ１１５６は、画像復号装置４００の場合と同様に、周辺PUのPredictor情報から当該PUの予測Predictor情報を再構築し、その再構築した予測Predictor情報を用いて当該PUの予測動き情報を再構築し、その再構築した予測動き情報を用いて当該PUの動き情報を再構築し、その再構築した動き情報を用いて動き補償を行い、インター符号化の予測画像を適切に生成する。したがって、画像デコーダ１１５６は、符号化側において周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで生成された符号化データを適切に復号することができる。これにより、画像デコーダ１１５６は、符号化効率の向上を実現することができる。
【０４４７】
このとき、携帯電話機１１００は、同時に、音声コーデック１１５９において、デジタルの音声データをアナログ音声信号に変換し、これをスピーカ１１１７より出力させる。これにより、例えば、簡易ホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。
【０４４８】
なお、電子メールの場合と同様に、携帯電話機１１００は、受信した簡易ホームページ等にリンクされたデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
【０４４９】
また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、撮像されてCCDカメラ１１１６で得られた２次元コードを解析し、２次元コードに記録された情報を取得することができる。
【０４５０】
さらに、携帯電話機１１００は、赤外線通信部１１８１で赤外線により外部の機器と通信することができる。
【０４５１】
携帯電話機１１００は、画像エンコーダ１１５３として画像符号化装置３００を用いることにより、例えばCCDカメラ１１１６において生成された画像データを符号化して伝送する際に、その符号化データの符号化効率を向上させることができる。
【０４５２】
また、携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６として画像復号装置４００を用いることにより、例えば、簡易ホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータ（符号化データ）の符号化効率の向上を実現することができる。
【０４５３】
なお、以上において、携帯電話機１１００が、CCDカメラ１１１６を用いるように説明したが、このCCDカメラ１１１６の代わりに、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたイメージセンサ（CMOSイメージセンサ）を用いるようにしてもよい。この場合も、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６を用いる場合と同様に、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを生成することができる。
【０４５４】
また、以上においては携帯電話機１１００として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機１１００と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機１１００の場合と同様に、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００を適用することができる。
【０４５５】
＜６．第６の実施の形態＞
［ハードディスクレコーダ］
図２５は、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００を用いるハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
【０４５６】
図２５に示されるハードディスクレコーダ（HDDレコーダ）１２００は、チューナにより受信された、衛星や地上のアンテナ等より送信される放送波信号（テレビジョン信号）に含まれる放送番組のオーディオデータとビデオデータを、内蔵するハードディスクに保存し、その保存したデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する装置である。
【０４５７】
ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、放送波信号よりオーディオデータとビデオデータを抽出し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ネットワークを介して他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることもできる。
【０４５８】
さらに、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、内蔵するハードディスクに記録されているオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナを介して取得された放送波信号より抽出されたオーディオデータとビデオデータ、または、ネットワークを介して他の装置から取得したオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることもできる。
【０４５９】
もちろん、この他の動作も可能である。
【０４６０】
図２５に示されるように、ハードディスクレコーダ１２００は、受信部１２２１、復調部１２２２、デマルチプレクサ１２２３、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、およびレコーダ制御部１２２６を有する。ハードディスクレコーダ１２００は、さらに、EPGデータメモリ１２２７、プログラムメモリ１２２８、ワークメモリ１２２９、ディスプレイコンバータ１２３０、OSD（On Screen Display）制御部１２３１、ディスプレイ制御部１２３２、記録再生部１２３３、D/Aコンバータ１２３４、および通信部１２３５を有する。
【０４６１】
また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオエンコーダ１２４１を有する。記録再生部１２３３は、エンコーダ１２５１およびデコーダ１２５２を有する。
【０４６２】
受信部１２２１は、リモートコントローラ（図示せず）からの赤外線信号を受信し、電気信号に変換してレコーダ制御部１２２６に出力する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、マイクロプロセッサなどにより構成され、プログラムメモリ１２２８に記憶されているプログラムに従って、各種の処理を実行する。レコーダ制御部１２２６は、このとき、ワークメモリ１２２９を必要に応じて使用する。
【０４６３】
通信部１２３５は、ネットワークに接続され、ネットワークを介して他の装置との通信処理を行う。例えば、通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６により制御され、チューナ（図示せず）と通信し、主にチューナに対して選局制御信号を出力する。
【０４６４】
復調部１２２２は、チューナより供給された信号を、復調し、デマルチプレクサ１２２３に出力する。デマルチプレクサ１２２３は、復調部１２２２より供給されたデータを、オーディオデータ、ビデオデータ、およびEPGデータに分離し、それぞれ、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、またはレコーダ制御部１２２６に出力する。
【０４６５】
オーディオデコーダ１２２４は、入力されたオーディオデータをデコードし、記録再生部１２３３に出力する。ビデオデコーダ１２２５は、入力されたビデオデータをデコードし、ディスプレイコンバータ１２３０に出力する。レコーダ制御部１２２６は、入力されたEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給し、記憶させる。
【０４６６】
ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されたビデオデータを、ビデオエンコーダ１２４１により、例えばNTSC（National Television Standards Committee）方式のビデオデータにエンコードし、記録再生部１２３３に出力する。また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されるビデオデータの画面のサイズを、モニタ１２６０のサイズに対応するサイズに変換し、ビデオエンコーダ１２４１によってNTSC方式のビデオデータに変換し、アナログ信号に変換し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。
【０４６７】
ディスプレイ制御部１２３２は、レコーダ制御部１２２６の制御のもと、OSD（On Screen Display）制御部１２３１が出力したOSD信号を、ディスプレイコンバータ１２３０より入力されたビデオ信号に重畳し、モニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。
【０４６８】
モニタ１２６０にはまた、オーディオデコーダ１２２４が出力したオーディオデータが、D/Aコンバータ１２３４によりアナログ信号に変換されて供給されている。モニタ１２６０は、このオーディオ信号を内蔵するスピーカから出力する。
【０４６９】
記録再生部１２３３は、ビデオデータやオーディオデータ等を記録する記憶媒体としてハードディスクを有する。
【０４７０】
記録再生部１２３３は、例えば、オーディオデコーダ１２２４より供給されるオーディオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。また、記録再生部１２３３は、ディスプレイコンバータ１２３０のビデオエンコーダ１２４１より供給されるビデオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。記録再生部１２３３は、そのオーディオデータの符号化データとビデオデータの符号化データとをマルチプレクサにより合成する。記録再生部１２３３は、その合成データをチャネルコーディングして増幅し、そのデータを、記録ヘッドを介してハードディスクに書き込む。
【０４７１】
記録再生部１２３３は、再生ヘッドを介してハードディスクに記録されているデータを再生し、増幅し、デマルチプレクサによりオーディオデータとビデオデータに分離する。記録再生部１２３３は、デコーダ１２５２によりオーディオデータおよびビデオデータをデコードする。記録再生部１２３３は、復号したオーディオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のスピーカに出力する。また、記録再生部１２３３は、復号したビデオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のディスプレイに出力する。
【０４７２】
レコーダ制御部１２２６は、受信部１２２１を介して受信されるリモートコントローラからの赤外線信号により示されるユーザ指示に基づいて、EPGデータメモリ１２２７から最新のEPGデータを読み出し、それをOSD制御部１２３１に供給する。OSD制御部１２３１は、入力されたEPGデータに対応する画像データを発生し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。ディスプレイ制御部１２３２は、OSD制御部１２３１より入力されたビデオデータをモニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。これにより、モニタ１２６０のディスプレイには、EPG（電子番組ガイド）が表示される。
【０４７３】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、インターネット等のネットワークを介して他の装置から供給されるビデオデータ、オーディオデータ、またはEPGデータ等の各種データを取得することができる。
【０４７４】
通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６に制御され、ネットワークを介して他の装置から送信されるビデオデータ、オーディオデータ、およびEPGデータ等の符号化データを取得し、それをレコーダ制御部１２２６に供給する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを記録再生部１２３３に供給し、ハードディスクに記憶させる。このとき、レコーダ制御部１２２６および記録再生部１２３３が、必要に応じて再エンコード等の処理を行うようにしてもよい。
【０４７５】
また、レコーダ制御部１２２６は、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを復号し、得られるビデオデータをディスプレイコンバータ１２３０に供給する。ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５から供給されるビデオデータと同様に、レコーダ制御部１２２６から供給されるビデオデータを処理し、ディスプレイ制御部１２３２を介してモニタ１２６０に供給し、その画像を表示させる。
【０４７６】
また、この画像表示に合わせて、レコーダ制御部１２２６が、復号したオーディオデータを、D/Aコンバータ１２３４を介してモニタ１２６０に供給し、その音声をスピーカから出力させるようにしてもよい。
【０４７７】
さらに、レコーダ制御部１２２６は、取得したEPGデータの符号化データを復号し、復号したEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給する。
【０４７８】
以上のようなハードディスクレコーダ１２００は、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダとして画像復号装置４００を用いる。つまり、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像復号装置４００の場合と同様に、周辺PUのPredictor情報から当該PUの予測Predictor情報を再構築し、その再構築した予測Predictor情報を用いて当該PUの予測動き情報を再構築し、その再構築した予測動き情報を用いて当該PUの動き情報を再構築し、その再構築した動き情報を用いて動き補償を行い、インター符号化の予測画像を適切に生成する。したがって、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化側において周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで生成された符号化データを適切に復号することができる。これにより、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化効率の向上を実現することができる。
【０４７９】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナや通信部１２３５が受信するビデオデータ（符号化データ）や、記録再生部１２３３が再生するビデオデータ（符号化データ）の符号化効率の向上を実現することができる。
【０４８０】
また、ハードディスクレコーダ１２００は、エンコーダ１２５１として画像符号化装置３００を用いる。したがって、エンコーダ１２５１は、画像符号化装置３００の場合と同様に、周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで予測画像を生成し、その予測画像を用いて符号化データを生成する。したがって、エンコーダ１２５１は、Predictor情報の符号化を省略することができる。これにより、エンコーダ１２５１は、符号化効率を向上させることができる。
【０４８１】
したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ハードディスクに記録する符号化データの符号化効率を向上させることができる。
【０４８２】
なお、以上においては、ビデオデータやオーディオデータをハードディスクに記録するハードディスクレコーダ１２００について説明したが、もちろん、記録媒体はどのようなものであってもよい。例えばフラッシュメモリ、光ディスク、またはビデオテープ等、ハードディスク以外の記録媒体を適用するレコーダであっても、上述したハードディスクレコーダ１２００の場合と同様に、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００を適用することができる。
【０４８３】
＜７．第７の実施の形態＞
［カメラ］
図２６は、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００を用いるカメラの主な構成例を示すブロック図である。
【０４８４】
図２６に示されるカメラ１３００は、被写体を撮像し、被写体の画像をLCD１３１６に表示させたり、それを画像データとして、記録メディア１３３３に記録したりする。
【０４８５】
レンズブロック１３１１は、光（すなわち、被写体の映像）を、CCD/CMOS１３１２に入射させる。CCD/CMOS１３１２は、CCDまたはCMOSを用いたイメージセンサであり、受光した光の強度を電気信号に変換し、カメラ信号処理部１３１３に供給する。
【０４８６】
カメラ信号処理部１３１３は、CCD/CMOS１３１２から供給された電気信号を、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂの色差信号に変換し、画像信号処理部１３１４に供給する。画像信号処理部１３１４は、コントローラ１３２１の制御の下、カメラ信号処理部１３１３から供給された画像信号に対して所定の画像処理を施したり、その画像信号をエンコーダ１３４１で符号化したりする。画像信号処理部１３１４は、画像信号を符号化して生成した符号化データを、デコーダ１３１５に供給する。さらに、画像信号処理部１３１４は、オンスクリーンディスプレイ（OSD）１３２０において生成された表示用データを取得し、それをデコーダ１３１５に供給する。
【０４８７】
以上の処理において、カメラ信号処理部１３１３は、バス１３１７を介して接続されるDRAM（Dynamic Random Access Memory）１３１８を適宜利用し、必要に応じて画像データや、その画像データが符号化された符号化データ等をそのDRAM１３１８に保持させる。
【０４８８】
デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された符号化データを復号し、得られた画像データ（復号画像データ）をLCD１３１６に供給する。また、デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された表示用データをLCD１３１６に供給する。LCD１３１６は、デコーダ１３１５から供給された復号画像データの画像と表示用データの画像を適宜合成し、その合成画像を表示する。
【０４８９】
オンスクリーンディスプレイ１３２０は、コントローラ１３２１の制御の下、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを、バス１３１７を介して画像信号処理部１３１４に出力する。
【０４９０】
コントローラ１３２１は、ユーザが操作部１３２２を用いて指令した内容を示す信号に基づいて、各種処理を実行するとともに、バス１３１７を介して、画像信号処理部１３１４、DRAM１３１８、外部インタフェース１３１９、オンスクリーンディスプレイ１３２０、およびメディアドライブ１３２３等を制御する。FLASH ROM１３２４には、コントローラ１３２１が各種処理を実行する上で必要なプログラムやデータ等が格納される。
【０４９１】
例えば、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５に代わって、DRAM１３１８に記憶されている画像データを符号化したり、DRAM１３１８に記憶されている符号化データを復号したりすることができる。このとき、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５の符号化・復号方式と同様の方式によって符号化・復号処理を行うようにしてもよいし、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５が対応していない方式により符号化・復号処理を行うようにしてもよい。
【０４９２】
また、例えば、操作部１３２２から画像印刷の開始が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から画像データを読み出し、それを、バス１３１７を介して外部インタフェース１３１９に接続されるプリンタ１３３４に供給して印刷させる。
【０４９３】
さらに、例えば、操作部１３２２から画像記録が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを、バス１３１７を介してメディアドライブ１３２３に装着される記録メディア１３３３に供給して記憶させる。
【０４９４】
記録メディア１３３３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアである。記録メディア１３３３は、もちろん、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触ICカード等であっても良い。
【０４９５】
また、メディアドライブ１３２３と記録メディア１３３３を一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやSSD（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
【０４９６】
外部インタフェース１３１９は、例えば、USB入出力端子などで構成され、画像の印刷を行う場合に、プリンタ１３３４と接続される。また、外部インタフェース１３１９には、必要に応じてドライブ１３３１が接続され、磁気ディスク、光ディスク、あるいは光磁気ディスクなどのリムーバブルメディア１３３２が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、FLASH ROM１３２４にインストールされる。
【０４９７】
さらに、外部インタフェース１３１９は、LANやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。コントローラ１３２１は、例えば、操作部１３２２からの指示に従って、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース１３１９から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、コントローラ１３２１は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース１３１９を介して取得し、それをDRAM１３１８に保持させたり、画像信号処理部１３１４に供給したりすることができる。
【０４９８】
以上のようなカメラ１３００は、デコーダ１３１５として画像復号装置４００を用いる。つまり、デコーダ１３１５は、画像復号装置４００の場合と同様に、周辺PUのPredictor情報から当該PUの予測Predictor情報を再構築し、その再構築した予測Predictor情報を用いて当該PUの予測動き情報を再構築し、その再構築した予測動き情報を用いて当該PUの動き情報を再構築し、その再構築した動き情報を用いて動き補償を行い、インター符号化の予測画像を適切に生成する。したがって、デコーダ１３１５は、符号化側において周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで生成された符号化データを適切に復号することができる。これにより、デコーダ１３１５は、符号化効率の向上を実現することができる。
【０４９９】
したがって、カメラ１３００は、例えば、CCD/CMOS１３１２において生成される画像データや、DRAM１３１８または記録メディア１３３３から読み出すビデオデータの符号化データや、ネットワークを介して取得するビデオデータの符号化効率の向上を実現することができる。
【０５００】
また、カメラ１３００は、エンコーダ１３４１として画像符号化装置３００を用いる。エンコーダ１３４１は、画像符号化装置３００の場合と同様に、周辺PUのPredictorから当該PUのPredictorを予測するモードで予測画像を生成し、その予測画像を用いて符号化データを生成する。したがって、エンコーダ１３４１は、Predictor情報の符号化を省略することができる。これにより、エンコーダ１３４１は、符号化効率を向上させることができる。
【０５０１】
したがって、カメラ１３００は、例えば、DRAM１３１８や記録メディア１３３３に記録する符号化データや、他の装置に提供する符号化データの符号化効率を向上させることができる。
【０５０２】
なお、コントローラ１３２１が行う復号処理に画像復号装置４００の復号方法を適用するようにしてもよい。同様に、コントローラ１３２１が行う符号化処理に画像符号化装置３００の符号化方法を適用するようにしてもよい。
【０５０３】
また、カメラ１３００が撮像する画像データは動画像であってもよいし、静止画像であってもよい。
【０５０４】
もちろん、本実施の画像符号化装置３００および画像復号装置４００は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
【０５０５】
本発明は、例えば、MPEG，H.26x等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルＴＶ、インターネット、携帯電話などのネットワークメディアを介して受信する際に、若しくは光、磁気ディスク、フラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置や画像復号装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０５０６】
３００  画像符号化装置，  ３１５  動き予測・補償部，  ３２１  動き情報予測部，  ３３１  動き探索部，  ３３２  コスト関数算出部，  ３３３  モード判定部，  ３３４  動き補償部，  ３３５  動き情報バッファ，  ３４１  動き予測部，  ３４２  Predictor予測部．  ３４３  比較判定部，  ３４４  フラグ生成部３４４，  ４００  画像復号装置，  ４１２  動き予測・補償部，  ４２１  動き情報予測部，  ４３１  最適モード情報バッファ，  ４３２  モード判定部４３２，  ４３３  動き情報再構築部，  ４３４  動き補償部，  ４３５  動き情報バッファ，  ４４１  予測Predictor情報再構築部，  ４４２  予測動き情報再構築部，  ４４３  Predictor情報バッファ
【図１】
2012147331.tif 000019
【図２】
2012147331.tif 000020
【図３】
2012147331.tif 000021
【図４】
2012147331.tif 000022
【図５】
2012147331.tif 000023
【図６】
2012147331.tif 000024
【図７】
2012147331.tif 000025
【図８】
2012147331.tif 000026
【図９】
2012147331.tif 000027
【図１０】
2012147331.tif 000028
【図１１】
2012147331.tif 000029
【図１２】
2012147331.tif 000030
【図１３】
2012147331.tif 000031
【図１４】
2012147331.tif 000032
【図１５】
2012147331.tif 000033
【図１６】
2012147331.tif 000034
【図１７】
2012147331.tif 000035
【図１８】
2012147331.tif 000036
【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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