(57)【要約】【課題】符号化対象のマクロブロックの動きベクトルに近い時間ダイレクトベクトルを生成して、符号化効率を高めることができるようにする。【解決手段】時間ダイレクトベクトル生成部１３が、符号化対象のマクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、符号化対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定し、そのマクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を構成しているブロック毎に、当該ブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成手段と、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像と上記入力画像の差分画像を量子化し、上記差分画像の量子化係数を出力する量子化手段と、上記量子化手段から出力された量子化係数を可変長符号化して、上記量子化係数の符号化データを出力する可変長符号化手段とを備えるとともに、上記ダイレクトベクトル生成手段は、符号化対象のブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているブロックの中から、符号化対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックを特定し、上記ブロックの中心に位置している複数の分割領域の動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
ダイレクトベクトル生成手段は、複数の分割領域のブロックサイズに応じて、複数の分割領域の動きベクトルを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
ダイレクトベクトル生成手段は、複数の分割領域の差分動きベクトルに応じて、複数の分割領域の動きベクトルを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項４】
ダイレクトベクトル生成手段は、複数の分割領域の符号化モードに応じて、複数の分割領域の動きベクトルを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項５】
符号化データから量子化係数を復号する可変長復号手段と、上記可変長復号手段により復号された量子化係数を逆量子化する逆量子化手段と、復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成手段と、上記ダイレクトベクトル生成手段により生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像と上記逆量子化手段の逆量子化結果が示す差分画像を加算して、画像符号化装置の入力画像に相当する復号画像を得る画像加算手段とを備えるとともに、上記ダイレクトベクトル生成手段は、復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャを構成しているブロックの中から、復号対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックを特定し、上記ブロックの中心に位置している複数の分割領域の動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする画像復号装置。
【請求項６】
ダイレクトベクトル生成手段は、複数の分割領域のブロックサイズに応じて、複数の分割領域の動きベクトルを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする請求項５記載の画像復号装置。
【請求項７】
ダイレクトベクトル生成手段は、複数の分割領域の差分動きベクトルに応じて、複数の分割領域の動きベクトルを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする請求項５記載の画像復号装置。
【請求項８】
ダイレクトベクトル生成手段は、複数の分割領域の符号化モードに応じて、複数の分割領域の動きベクトルを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする請求項５記載の画像復号装置。
【請求項９】
ダイレクトベクトル生成手段が入力画像を構成しているブロック毎に、当該ブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成処理ステップと、予測画像生成手段が上記ダイレクトベクトル生成処理ステップで生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成処理ステップと、量子化手段が上記予測画像生成処理ステップで生成された予測画像と上記入力画像の差分画像を量子化し、上記差分画像の量子化係数を出力する量子化処理ステップと、可変長符号化手段が上記量子化処理ステップで出力された量子化係数を可変長符号化して、上記量子化係数の符号化データを出力する可変長符号化処理ステップとを備えるとともに、上記ダイレクトベクトル生成手段がダイレクトベクトル生成処理ステップを実施する際、符号化対象のブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているブロックの中から、符号化対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックを特定し、上記ブロックの中心に位置している複数の分割領域の動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１０】
可変長復号手段が符号化データから量子化係数を復号する可変長復号処理ステップと、逆量子化手段が上記可変長復号処理ステップで復号された量子化係数を逆量子化する逆量子化処理ステップと、ダイレクトベクトル生成手段が復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するダイレクトベクトル生成処理ステップと、予測画像生成手段が上記ダイレクトベクトル生成処理ステップで生成された時間ダイレクトベクトルを用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する予測画像生成処理ステップと、画像加算手段が上記予測画像生成処理ステップで生成された予測画像と上記逆量子化処理ステップにおける逆量子化結果が示す差分画像を加算して、画像符号化装置の入力画像に相当する復号画像を得る画像加算処理ステップとを備えるとともに、上記ダイレクトベクトル生成手段がダイレクトベクトル生成処理ステップを実施する際、復号対象のブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャを構成しているブロックの中から、復号対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックを特定し、上記ブロックの中心に位置している複数の分割領域の動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することを特徴とする画像復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像圧縮符号化技術や圧縮画像データ伝送技術などに用いられる画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化方法及び画像復号方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）や「ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６ｘ」などの国際標準映像符号化方式では、輝度信号１６×１６画素と、その輝度信号１６×１６画素に対応する色差信号８×８画素とをまとめたブロックデータ（以下、「マクロブロック」と称する）を一単位として、動き補償技術や直交変換／変換係数量子化技術に基づいて圧縮する方法が採用されている。
画像符号化装置及び画像復号装置における動き補償処理では、前方または後方のピクチャを参照して、マクロブロック単位で動きベクトルの検出や予測画像の生成を行う。
このとき、１枚のピクチャのみを参照して、画面間予測符号化を行うものをＰピクチャと称し、同時に２枚のピクチャを参照して、画面間予測符号化を行うものをＢピクチャと称する。
【０００３】
国際標準方式であるＡＶＣ／Ｈ．２６４（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０｜ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４）では、Ｂピクチャを符号化する際に、ダイレクトモードと呼ばれる符号化モードを選択することができる（例えば、非特許文献１を参照）。
即ち、符号化対象のマクロブロックには、動きベクトルの符号化データを持たず、符号化済みの他のピクチャのマクロブロックの動きベクトルや、空間的に周囲の符号化済みマクロブロックの動きベクトルを用いる所定の演算処理で、符号化対象のマクロブロックの動きベクトルを生成する符号化モードを選択することができる。
【０００４】
このダイレクトモードには、時間ダイレクトモードと空間ダイレクトモードの２種類が存在する。
時間ダイレクトモードでは、符号化済みの他ピクチャの動きベクトルを参照し、符号化済みピクチャと符号化対象のピクチャとの時間差に応じて動きベクトルのスケーリング処理を行うことで、符号化対象のマクロブロックの動きベクトルを生成する。
空間ダイレクトモードでは、符号化対象のマクロブロックの周囲に位置している少なくとも１つ以上の符号化済みマクロブロックの動きベクトルを参照し、それらの動きベクトルから符号化対象のマクロブロックの動きベクトルを生成する。
このダイレクトモードでは、スライスヘッダに設けられたフラグである“ｄｉｒｅｃｔ＿ｓｐａｔｉａｌ＿ｍｖ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇ”を用いることにより、スライス単位で、時間ダイレクトモード又は空間ダイレクトモードのいずれか一方を選択することが可能である。
【０００５】
ここで、図１２は時間ダイレクトモードで動きベクトルを生成する方法を示す模式図である。
図１２において、「Ｐ」はＰピクチャを表し、「Ｂ」はＢピクチャを表している。
また、数字０−３はピクチャの表示順を示し、時間Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の表示画像であることを表している。
ピクチャの符号化処理は、Ｐ０，Ｐ３，Ｂ１，Ｂ２の順番で行われているものとする。
【０００６】
例えば、ピクチャＢ２の中のマクロブロックＭＢ１を時間ダイレクトモードで符号化する場合を想定する。
この場合、ピクチャＢ２の時間軸上後方にある符号化済みピクチャのうち、ピクチャＢ２に一番近いピクチャＰ３の動きベクトルであって、マクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２の動きベクトルＭＶを用いる。
この動きベクトルＭＶはピクチャＰ０を参照しており、マクロブロックＭＢ１を符号化する際に用いる動きベクトルＭＶＬ０，ＭＶＬ１は、以下の式（１）で求められる。
【０００７】
2013077865.tif 000003
【０００８】
ただし、ピクチャＰ３におけるマクロブロックＭＢ２が２つ以上の矩形ブロックに分割されていた場合、図１３に示すように、マクロブロックＭＢ２の左上の画素を含む矩形ブロックの動きベクトルを動きベクトルＭＶとして用いることが、ＡＶＣ／Ｈ．２６４で定められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０）／ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４規格
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の画像符号化装置は以上のように構成されているので、常にマクロブロックＭＢ２の左上の画素を含む矩形ブロックの動きベクトルを動きベクトルＭＶとして用いている。このため、ピクチャＰ３におけるマクロブロックＭＢ２が２つ以上の矩形ブロックに分割されていた場合、使用する動きベクトルＭＶが、必ずしも符号化対象のマクロブロックＭＢ１と空間的に同じ画素位置の動きを示しているとは限らず、時間ダイレクトベクトルの精度が低下して符号化効率が悪化することがある課題があった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、符号化対象のマクロブロックの動きに近い時間ダイレクトベクトルを生成して、符号化効率を高めることができる画像符号化装置及び画像符号化方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、符号化装置と同様の手段で時間ダイレクトベクトルを生成することで、符号化効率の高い符号化ストリームを復号することができる画像復号装置及び画像復号方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る画像符号化装置は、ダイレクトベクトル生成手段が、符号化対象のブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているブロックの中から、符号化対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックを特定し、そのブロックの中心に位置している複数の分割領域の動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ダイレクトベクトル生成手段が、符号化対象のブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているブロックの中から、符号化対象のブロックと空間的に同じ位置にあるブロックを特定し、そのブロックの中心に位置している複数の分割領域の動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するように構成したので、符号化対象のブロックの動きに近い時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することができるようになり、その結果、符号化対象のブロックの符号化効率を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１による画像符号化装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による画像符号化装置の動き補償予測部１を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による画像復号装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による画像復号装置の動き補償予測部２３を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１による画像符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１による画像復号装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を示す説明図である。
【図８】ブロックサイズに応じた重み付け加算による時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を示す説明図である。
【図９】差分動きベクトルに応じた重み付け加算による時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を示す説明図である。
【図１０】マクロブロック内の全てのブロックの動きベクトルを用いて、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する方法を示す説明図である。
【図１１】非矩形ブロックの動きベクトルの予測処理を示す説明図である。
【図１２】時間ダイレクトモードで動きベクトルを生成する方法を示す模式図である。
【図１３】ピクチャＰ３におけるマクロブロックＭＢ２が２つ以上の矩形ブロックに分割されている場合に使用する動きベクトルＭＶを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
この実施の形態１では、入力画像を構成している映像フレームを１６×１６画素の矩形領域（マクロブロック）に均等に分割した単位で、フレーム内に閉じた符号化を行う画像符号化装置と、その画像符号化装置に対応している画像復号装置について説明する。
また、この実施の形態１では、画像符号化装置及び画像復号装置が、ＡＶＣ／Ｈ．２６４規格で採用されている符号化方式を使用している例を説明する。
ただし、この実施の形態１では、画像符号化装置及び画像復号装置が、ダイレクトモードを使用する場合、時間ダイレクトモードを使用するものとするが、必要に応じて空間ダイレクトモードを使用するようにしてもよい。
【００１６】
図１はこの発明の実施の形態１による画像符号化装置を示す構成図である。
図１において、動き補償予測部１はフレームメモリ８に格納されている１フレーム以上の動き補償予測用の参照画像の中から１フレームの参照画像を選択し、入力画像を構成しているマクロブロック（あるいは、マクロブロックを分割したサブマクロブロック）の単位で、動き補償予測処理を実行して、当該マクロブロック（符号化対象のマクロブロック）の動きベクトルを生成して予測画像を生成し、それぞれのブロック毎に選択した参照画像の識別番号、動きベクトル及び予測画像等を出力する処理を実施する。
ただし、ここでは、説明の便宜上、マクロブロック単位で、動きベクトルを生成して予測画像を生成するものとする。
【００１７】
即ち、動き補償予測部１は符号化済みピクチャを構成しているマクロブロック（あるいは、マクロブロックを分割したサブマクロブロック）の動きベクトルを格納している動きベクトルメモリ１１（図２を参照）を実装しており、時間ダイレクトモードの場合は入力画像を構成しているマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定し、そのマクロブロックの中心に位置している例えば４個のブロック（分割領域）の動きベクトル（動きベクトルメモリ１１に格納されている動きベクトル）から時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルを用いて動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
【００１８】
減算器２は動き補償予測部１により生成された予測画像と入力画像の差分画像を算出して、その差分画像を示す予測差分信号を符号化モード判定部３に出力する処理を実施する。
符号化モード判定部３は減算器２から出力された予測差分信号の予測効率を評価して、減算器２から出力された少なくとも１以上の予測差分信号の中で、最も予測効率が高い予測差分信号を選択し、動き補償予測部１で当該予測差分信号に係る予測画像の生成に用いられた動きベクトル、マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ（例えば、当該マクロブロックにおいて使用されている符号化モードが、インターモード又はダイレクトモードのいずれであるかを示す情報を含む）及び参照画像の識別番号を符号化モード情報として可変長符号化部９に出力し、また、最も予測効率が高い予測差分信号を圧縮部４に出力する処理を実施する。
【００１９】
圧縮部４は符号化モード判定部３から出力された予測差分信号に対するＤＣＴ（離散コサイン変換）処理を実施することでＤＣＴ係数を算出するとともに、そのＤＣＴ係数を量子化して、量子化後のＤＣＴ係数である圧縮データ（量子化係数）を局部復号部５及び可変長符号化部９に出力する処理を実施する。
なお、減算器２、符号化モード判定部３及び圧縮部４から量子化手段が構成されている。
【００２０】
局部復号部５は圧縮部４から出力された圧縮データを逆量子化してＤＣＴ係数を求め、そのＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ（逆離散コサイン変換）処理を実施することで、符号化モード判定部３から出力された予測差分信号に相当する予測誤差信号を算出する処理を実施する。
加算器６は局部復号部５により算出された予測誤差信号と動き補償予測部１により生成された予測画像を示す予測信号を加算することで、局部復号画像を示す局部復号画像信号を生成する処理を実施する。
【００２１】
ループフィルタ７は加算器６から出力された局部復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の局部復号画像信号が示す局部復号画像を参照画像としてフレームメモリ８に出力する処理を実施する。
フレームメモリ８はループフィルタ７から出力された参照画像を格納するＲＡＭなどの記録媒体である。
【００２２】
可変長符号化部９は圧縮部４から出力された圧縮データ及び動き補償予測部１から出力された符号化モード情報（マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ、動きベクトル、参照画像の識別番号）をエントロピー符号化して、その符号化結果を示すビットストリーム（符号化データ）を生成し、そのビットストリームを出力する処理を実施する。
なお、可変長符号化部９は可変長符号化手段を構成している。
ただし、動きベクトル情報については、そのまま符号化してもよいし、例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣのように、符号化済みマクロブロックの動きベクトルを用いて予測ベクトルを生成し、その予測ベクトルとの差分を符号化するようにしてもよい。
【００２３】
非矩形ブロックの動きベクトルを予測する場合には、例えば、図１１のような方法が考えられる。図１１において、矢印は予測ベクトルの導出に利用する周辺の動きベクトルを表している。
○で囲まれている３本の動きベクトルが指し示めしている分割領域の予測ベクトルは、○で囲まれている３本の動きベクトルのメディアン（中央値）によって求められる。
【００２４】
図２はこの発明の実施の形態１による画像符号化装置の動き補償予測部１を示す構成図である。
図２において、動きベクトルメモリ１１は符号化済みピクチャを構成しているマクロブロック（あるいは、マクロブロックを分割したサブマクロブロック）の動きベクトルを格納している例えばＲＡＭなどの記録媒体である。
動きベクトル探索部１２は符号化モードがインターモードである旨を示す情報を受信（例えば、外部からインターモードを使用する旨を示す情報を受信）すると、インターモードで最適な動きベクトルを探索し、その動きベクトルを動き補償処理部１４及び動きベクトルメモリ１１に出力する処理を実施する。
【００２５】
時間ダイレクトベクトル生成部１３は符号化モードが時間ダイレクトモードである旨を示す情報を受信すると、符号化対象のマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定し、そのマクロブロックの中心に位置している例えば４個のブロック（分割領域）の動きベクトル（動きベクトルメモリ１１に格納されている動きベクトル）から時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして、動き補償処理部１４及び動きベクトルメモリ１１に出力する処理を実施する。
なお、時間ダイレクトベクトル生成部１３はダイレクトベクトル生成手段を構成している。
【００２６】
動き補償処理部１４は動きベクトル探索部１２又は時間ダイレクトベクトル生成部１３から出力された動きベクトルとフレームメモリ８に格納されている１フレームの参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。なお、動き補償処理部１４は予測画像生成手段を構成している。
【００２７】
図３はこの発明の実施の形態１による画像復号装置を示す構成図である。
図３において、可変長復号部２１は図１の画像符号化装置から出力されたビットストリーム（符号化データ）を入力し、そのビットストリームから圧縮データ（量子化係数）及び符号化モード情報（マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ、動きベクトル、参照画像の識別番号）をエントロピー復号して、その圧縮データを予測誤差復号部２２に出力し、その符号化モード情報を動き補償予測部２３に出力する処理を実施する。なお、可変長復号部２１は可変長復号手段を構成している。
【００２８】
予測誤差復号部２２は可変長復号部２１から出力された圧縮データを逆量子化してＤＣＴ係数を求め、そのＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ処理を実施することで、差分画像を示す予測誤差信号（図１の符号化モード判定部３から出力された予測差分信号に相当する予測誤差信号）を算出する処理を実施する。なお、予測誤差復号部２２は逆量子化手段を構成している。
【００２９】
動き補償予測部２３はフレームメモリ２６に格納されている１フレーム以上の参照画像の中から、可変長復号部２１から出力された識別番号が示す参照画像を読み出し、可変長復号部２１から出力されたマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがインターモードを使用している旨を示している場合、可変長復号部２１から出力された動きベクトルと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
一方、可変長復号部２１から出力されたマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、図１の画像符号化装置における動き補償予測部１と同様にして、時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する処理を実施する。
【００３０】
加算器２４は動き補償予測部２３により生成された予測画像と予測誤差復号部２２から出力された予測誤差信号が示す差分画像を加算して、図１の画像符号化装置の加算器６から出力された局部復号画像に相当する復号画像を示す復号画像信号を生成する処理を実施する。
ループフィルタ２５は加算器２４により生成された復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の復号画像信号が示す復号画像を参照画像としてフレームメモリ２６に格納するとともに、その復号画像を外部に出力する処理を実施する。
なお、加算器２４及びループフィルタ２５から画像加算手段が構成されている。
フレームメモリ２６はループフィルタ２５から出力された参照画像を格納するＲＡＭなどの記録媒体である。
【００３１】
図４はこの発明の実施の形態１による画像復号装置の動き補償予測部２３を示す構成図である。
図４において、動きベクトルメモリ３１は復号済みピクチャを構成しているマクロブロック（あるいは、マクロブロックを分割したサブマクロブロック）の動きベクトルを格納している例えばＲＡＭなどの記録媒体である。
【００３２】
時間ダイレクトベクトル生成部３２は可変長復号部２１から出力されたマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、復号対象のマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定し、そのマクロブロックの中心に位置している例えば４個のブロック（分割領域）の動きベクトル（動きベクトルメモリ３１に格納されている動きベクトル）から時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成し、その時間ダイレクトベクトルを動きベクトルとして、動き補償処理部３３及び動きベクトルメモリ３１に出力する処理を実施する。
なお、時間ダイレクトベクトル生成部３２はダイレクトベクトル生成手段を構成している。
【００３３】
動き補償処理部３３はフレームメモリ２６に格納されている１フレーム以上の参照画像の中から、可変長復号部２１から出力された識別番号が示す参照画像を読み出し、マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがインターモードを使用している旨を示している場合、可変長復号部２１から出力された動きベクトルと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成し、マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、時間ダイレクトベクトル生成部３２から出力された動きベクトルと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。なお、動き補償処理部３３は予測画像生成手段を構成している。
【００３４】
図１では、画像符号化装置の構成要素である動き補償予測部１、減算器２、符号化モード判定部３、圧縮部４、局部復号部５、加算器６、ループフィルタ７及び可変長符号化部９のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像符号化装置がコンピュータで構成される場合、動き補償予測部１、減算器２、符号化モード判定部３、圧縮部４、局部復号部５、加算器６、ループフィルタ７及び可変長符号化部９の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図５はこの発明の実施の形態１による画像符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００３５】
図３では、画像復号装置の構成要素である可変長復号部２１、予測誤差復号部２２、動き補償予測部２３、加算器２４及びループフィルタ２５のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像復号装置がコンピュータで構成される場合、可変長復号部２１、予測誤差復号部２２、動き補償予測部２３、加算器２４及びループフィルタ２５の処理内容を記述しているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図６はこの発明の実施の形態１による画像復号装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００３６】
次に動作について説明する。
最初に、図１の画像符号化装置の処理内容を説明する。
動き補償予測部１は、入力画像を示す動画像信号を入力すると、その動画像信号の各フレームをマクロブロック単位（あるいは、サブマクロブロック単位）に分割する。
動き補償予測部１は、動画像信号をマクロブロック単位（あるいは、サブマクロブロック単位）に分割すると、フレームメモリ８に格納されている１フレーム以上の動き補償予測用の参照画像の中から１フレームの参照画像を選択し、マクロブロック単位（あるいは、サブマクロブロック単位）で、色成分毎に動き補償予測処理を実行することで、符号化対象のマクロブロック（あるいは、サブマクロブロック）の動きベクトルを生成して予測画像を生成する。
【００３７】
動き補償予測部１は、符号化対象のマクロブロック（あるいは、サブマクロブロック）の動きベクトルを生成して予測画像を生成すると、その予測画像を減算器２に出力するとともに、その予測画像の生成に用いられた動きベクトル、マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ（例えば、当該マクロブロック（あるいは、サブマクロブロック）において使用されている符号化モードが、インターモード又はダイレクトモードのいずれであるかを示す情報を含む）及び参照画像の識別番号を符号化モード判定部３に出力する。
以下、動き補償予測部１の処理内容を具体的に説明する。
ただし、ここでは、説明の便宜上、マクロブロック単位で、動きベクトルを生成して予測画像を生成するものとする。
【００３８】
動き補償予測部１の動きベクトル探索部１２は、符号化モードがインターモードである旨を示す情報を受信（例えば、外部からインターモードを使用する旨を示す情報を受信）すると（図５のステップＳＴ１）、インターモードで最適な動きベクトルを探索し、その動きベクトルを動き補償処理部１４に出力する（ステップＳＴ２）。
インターモードで最適な動きベクトルを探索する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００３９】
動き補償予測部１の時間ダイレクトベクトル生成部１３は、符号化モードがダイレクトモードである旨を示す情報を受信すると（ステップＳＴ１）、符号化対象のマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定する（ステップＳＴ３）。
例えば、符号化対象のマクロブロックが、図１２に示すように、ピクチャＢ２のマクロブロックＭＢ１である場合、マクロブロックＭＢ１の時間的に近傍にある符号化済みピクチャＰ３を構成しているマクロブロックの中から、マクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定する。
【００４０】
時間ダイレクトベクトル生成部１３は、符号化対象のマクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定すると、図７に示すように、動きベクトルメモリ１１に格納されている符号化済みの動きベクトルの中から、そのマクロブロックＭＢ２の中心に位置している４個の矩形ブロック（分割領域）の動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）を取得する（ステップＳＴ４）。
図７の例では、左上の矩形ブロックの動きベクトルをＭＶ1、右下の矩形ブロックの動きベクトルをＭＶ4とし、ラスタスキャン順に番号が割り振られている。
時間ダイレクトベクトル生成部１３は、４個の矩形ブロックの動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）を取得すると、下記の式（２）に示すように、４個の動きベクトルＭＶiの加算平均を求めることで、符号化対象のマクロブロックＭＢ１における時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する（ステップＳＴ５）。
【００４１】
2013077865.tif 000004
【００４２】
時間ダイレクトベクトル生成部１３は、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成すると、その時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを動きベクトルとして、動き補償処理部１４及び動きベクトルメモリ１１に出力する。
【００４３】
動き補償予測部１の動き補償処理部１４は、符号化モードがインターモードであるとき、動きベクトル探索部１２から動きベクトルを受けると、その動きベクトルとフレームメモリ８に格納されている１フレームの参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する（ステップＳＴ６）。
一方、符号化モードがダイレクトモードであるとき、時間ダイレクトベクトル生成部１３から動きベクトルとして時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを受けると、その時間ダイレクトベクトルＭＶdirectとフレームメモリ８に格納されている１フレームの参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する（ステップＳＴ６）。
なお、動き補償処理部１４の動き補償予測処理は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００４４】
減算器２は、動き補償予測部１が予測画像を生成すると、その予測画像と入力画像の差分画像を算出して、その差分画像を示す予測差分信号を符号化モード判定部３に出力する（ステップＳＴ７）。
符号化モード判定部３は、減算器２から予測差分信号を受ける毎に、その予測差分信号の予測効率を評価して、減算器２から出力された少なくとも１以上の予測差分信号の中で、最も予測効率が高い予測差分信号を選択する。
符号化モード判定部３における予測差分信号の予測効率を評価する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００４５】
符号化モード判定部３は、最も予測効率が高い予測差分信号を選択すると、動き補償予測部１において、その予測差分信号に係る予測画像の生成に用いられた動きベクトルと、マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ（例えば、当該マクロブロックにおいて使用されている符号化モードが、インターモード又はダイレクトモードのいずれであるかを示す情報を含む）と、参照画像の識別番号とを含む符号化モード情報を可変長符号化部９に出力する。
また、符号化モード判定部３は、最も予測効率が高い予測差分信号を圧縮部４に出力する。
ただし、符号化モード判定部３は、符号化モードがインターモードであれば、予測画像の生成に用いられた動きベクトルを符号化モード情報に含めて、その動きベクトルを含んでいる符号化モード情報を可変長符号化部９に出力するが、符号化モードがダイレクトモードである場合には、予測画像の生成に用いられた動きベクトルを符号化モード情報に含めずに、その動きベクトルを含んでいない符号化モード情報を可変長符号化部９に出力する。
【００４６】
圧縮部４は、符号化モード判定部３から予測差分信号を受けると、その予測差分信号に対するＤＣＴ処理を実施することで、ＤＣＴ係数を算出して、そのＤＣＴ係数を量子化する（ステップＳＴ８）。
圧縮部４は、量子化後のＤＣＴ係数である圧縮データを局部復号部５及び可変長符号化部９に出力する。
【００４７】
局部復号部５は、圧縮部４から圧縮データを受けると、その圧縮データを逆量子化してＤＣＴ係数を求め、そのＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ処理を実施することで、符号化モード判定部３から出力された予測差分信号に相当する予測誤差信号を算出する。
加算器６は、局部復号部５が予測誤差信号を算出すると、その予測誤差信号と動き補償予測部１により生成された予測画像を示す予測信号を加算することで、局部復号画像を示す局部復号画像信号を生成する。
ループフィルタ７は、次の符号化処理に備えるため、加算器６から出力された局部復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の局部復号画像信号が示す局部復号画像を参照画像としてフレームメモリ８に格納する。
【００４８】
可変長符号化部９は、圧縮部４から圧縮データを受けると、その圧縮データと動き補償予測部１から出力された符号化モード情報（マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ、動きベクトル（符号化モードがインターモードの場合）、参照画像の識別番号）をエントロピー符号化して、その符号化結果を示すビットストリームを生成し、そのビットストリームを出力する（ステップＳＴ９）。
【００４９】
次に、図３の画像復号装置の処理内容を説明する。
可変長復号部２１は、図１の画像符号化装置から出力されたビットストリームを入力すると、そのビットストリームから圧縮データ及び符号化モード情報（マクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプ、動きベクトル（符号化モードがインターモードの場合）、参照画像の識別番号）をエントロピー復号して、その圧縮データを予測誤差復号部２２に出力し、その符号化モード情報を動き補償予測部２３に出力する（図６のステップＳＴ１１）。
予測誤差復号部２２は、可変長復号部２１から圧縮データを受けると、その圧縮データを逆量子化してＤＣＴ係数を求め、そのＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ処理を実施することで、差分画像を示す予測誤差信号（図１の符号化モード判定部３から出力された予測差分信号に相当する予測誤差信号）を算出する（ステップＳＴ１２）。
【００５０】
動き補償予測部２３は、可変長復号部２１から参照画像の識別番号を受けると、フレームメモリ２６に格納されている１フレーム以上の参照画像の中から、その識別番号が示す参照画像の読み出しを行う。
また、動き補償予測部２３は、可変長復号部２１からマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプを受けると、そのマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプを参照して、図１の画像符号化装置が符号化モードとして、インターモードを使用しているのか、ダイレクトモードを使用しているのかを判別する（ステップＳＴ１３）。
【００５１】
動き補償予測部２３は、図１の画像符号化装置が符号化モードとして、インターモードを使用している場合、可変長復号部２１から出力された動きベクトルと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する。
一方、図１の画像符号化装置が符号化モードとして、ダイレクトモードを使用している場合、図１の画像符号化装置における動き補償予測部１と同様にして、時間ダイレクトベクトルを生成して、その時間ダイレクトベクトルを用いて、動き補償予測処理を実施することで、予測画像を生成する。
【００５２】
以下、動き補償予測部２３の処理内容を具体的に説明する。
動き補償予測部２３の時間ダイレクトベクトル生成部３２は、可変長復号部２１から出力されたマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、復号対象のマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定する（ステップＳＴ１４）。
例えば、復号対象のマクロブロックが、図１２に示すように、ピクチャＢ２のマクロブロックＭＢ１である場合、マクロブロックＭＢ１の時間的に近傍にある復号済みピクチャＰ３を構成しているマクロブロックの中から、マクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定する。
【００５３】
時間ダイレクトベクトル生成部３２は、復号対象のマクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定すると、図７に示すように、動きベクトルメモリ３１に格納されている復号済みの動きベクトルの中から、そのマクロブロックＭＢ２の中心に位置している４個の矩形ブロック（分割領域）の動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）を取得する（ステップＳＴ１５）。
時間ダイレクトベクトル生成部３２は、４個の矩形ブロックの動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）を取得すると、上記の式（２）に示すように、４個の動きベクトルＭＶiの加算平均を求めることで、復号対象のマクロブロックＭＢ１における時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する（ステップＳＴ１６）。
時間ダイレクトベクトル生成部３２は、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成すると、その時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを動きベクトルとして、動き補償処理部３３及び動きベクトルメモリ３１に出力する。
【００５４】
動き補償予測部２３の動き補償処理部３３は、可変長復号部２１から参照画像の識別番号を受けると、フレームメモリ２６に格納されている１フレーム以上の参照画像の中から、その識別番号が示す参照画像の読み出しを行う。
動き補償処理部３３は、可変長復号部２１から出力されたマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがインターモードを使用している旨を示している場合、可変長復号部２１から出力された動きベクトルと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する（ステップＳＴ１７）。
一方、可変長復号部２１から出力されたマクロブロックタイプ／サブマクロブロックタイプがダイレクトモードを使用している旨を示している場合、時間ダイレクトベクトル生成部３２から動きベクトルとして時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを受けると、その時間ダイレクトベクトルＭＶdirectと上記参照画像を用いて、動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する（ステップＳＴ１７）。
なお、動き補償処理部３３の動き補償予測処理は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００５５】
加算器２４は、動き補償予測部２３が予測画像を生成すると、その予測画像と予測誤差復号部２２から出力された予測誤差信号が示す差分画像を加算して、図１の画像符号化装置の加算器６から出力された局部復号画像に相当する復号画像を示す復号画像信号を生成する（ステップＳＴ１８）。
ループフィルタ２５は、加算器２４が復号画像信号を生成すると、その復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の復号画像信号が示す復号画像を参照画像としてフレームメモリ２６に格納するとともに、その復号画像を外部に出力する（ステップＳＴ１９）。
【００５６】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、時間ダイレクトベクトル生成部１３が、符号化対象のマクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、符号化対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定し、そのマクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するように構成したので、符号化対象のマクロブロックの動きベクトルに近い時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することができるようになり、その結果、符号化対象のマクロブロックの符号化効率を高めることができる画像符号化装置が得られる効果を奏する。
【００５７】
また、この実施の形態１によれば、時間ダイレクトベクトル生成部３２が、復号対象のマクロブロックの時間的に近傍にある復号済みピクチャを構成しているマクロブロックの中から、復号対象のマクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定し、そのマクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成するように構成したので、復号対象のマクロブロックの動きベクトルに近い時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルを生成することができるようになり、その結果、復号対象のマクロブロックの符号化効率の高い符号化装置で符号化されたストリームを復号できる画像復号装置が得られる効果を奏する。
【００５８】
なお、この実施の形態１では、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２が、マクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）から時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するものについて示したが、マクロブロックの中心に位置しているブロックが４個に限るものではなく、マクロブロックの中心に位置しているブロックが３個以下又は５個以上であれば、３個以下又は５個以上のブロックから時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するようにしてもよい。
また、この実施の形態１では、動きベクトルとして時間ダイレクトベクトルを生成するものについて示したが、このベクトルを予測ベクトルとして用いるようにしてもよい。
【００５９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２が、符号化対象（復号対象）のマクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）の加算平均を求めることで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するものについて示したが、符号化対象（復号対象）のマクロブロック内の複数の分割領域のブロックサイズに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するようにしてもよい。
【００６０】
以下、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を具体的に説明する。
図８はブロックサイズに応じた重み付け加算による時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を示す説明図である。
時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、上記実施の形態１と同様に、符号化対象（復号対象）のマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャ（復号済みピクチャ）を構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定する。
例えば、符号化対象（復号対象）のマクロブロックが、図１２に示すように、ピクチャＢ２のマクロブロックＭＢ１である場合、マクロブロックＭＢ１の時間的に近傍にある符号化済みピクチャＰ３（復号済みピクチャＰ３）を構成しているマクロブロックの中から、マクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定する。
【００６１】
時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、符号化対象（復号対象）のマクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定すると、図８に示すように、動きベクトルメモリ１１，３１に格納されている符号化済みの動きベクトル（復号済みの動きベクトル）の中から、そのマクロブロックＭＢ２の中心に位置している４個のブロック（分割領域）の動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）を取得する。
図８の例では、左上のブロックの動きベクトルをＭＶ1、右下のブロックの動きベクトルをＭＶ4とし、ラスタスキャン順に番号が割り振られている。
また、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、マクロブロックＭＢ２の中心から４個のブロックの中心までの距離ｄi（ｉ＝１，２，３，４）を取得する。
なお、マクロブロックＭＢ２の中心から４個のブロックの中心までの距離ｄiは、当該ブロックのサイズに比例している。
【００６２】
時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、４個のブロックの動きベクトルＭＶiと、マクロブロックＭＢ２の中心から４個のブロックの中心までの距離ｄiとを取得すると、下記の式（３）に示すように、４個のブロックの中心までの距離ｄiに応じて、４個の動きベクトルＭＶiを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する。
【００６３】
2013077865.tif 000005
2013077865.tif 000006
【００６４】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２が、複数の分割領域のブロックサイズに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するように構成したので、上記実施の形態１のように、マクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルＭＶiを加算平均して時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する場合よりも、符号化対象（復号対象）のマクロブロックＭＢ１の中心位置における動きベクトルを精度よく推定することができるようになり、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの精度を高めることができる効果を奏する。
【００６５】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２が、符号化対象（復号対象）のマクロブロックの中心に位置している４個の矩形ブロックの動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）の加算平均を求めることで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するものについて示したが、符号化対象（復号対象）のマクロブロック内の複数の分割領域の差分動きベクトルに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するようにしてもよい。
【００６６】
以下、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を具体的に説明する。
図９は差分動きベクトルに応じた重み付け加算による時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの生成方法を示す説明図である。
時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、上記実施の形態１と同様に、符号化対象（復号対象）のマクロブロック毎に、当該マクロブロックの時間的に近傍にある符号化済みピクチャ（復号済みピクチャ）を構成しているマクロブロックの中から、当該マクロブロックと空間的に同じ位置にあるマクロブロックを特定する。
例えば、符号化対象（復号対象）のマクロブロックが、図１２に示すように、ピクチャＢ２のマクロブロックＭＢ１である場合、マクロブロックＭＢ１の時間的に近傍にある符号化済みピクチャＰ３（復号済みピクチャＰ３）を構成しているマクロブロックの中から、マクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定する。
【００６７】
時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、符号化対象（復号対象）のマクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２を特定すると、図９に示すように、動きベクトルメモリ１１，３１に格納されている符号化済みの動きベクトル（復号済みの動きベクトル）の中から、そのマクロブロックＭＢ２の中心に位置している４個のブロック（分割領域）の動きベクトルＭＶi（ｉ＝１，２，３，４）を取得する。
図９の例では、左上のブロックの動きベクトルをＭＶ1、右下のブロックの動きベクトルをＭＶ4とし、ラスタスキャン順に番号が割り振られている。
また、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、マクロブロックＭＢ２の中心に位置している４個のブロックの差分動きベクトルＭＶｄi（ｉ＝１，２，３，４）を取得する。
【００６８】
時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２は、４個のブロックの動きベクトルＭＶiと、４個のブロックの差分動きベクトルＭＶｄiとを取得すると、下記の式（５）に示すように、４個のブロックの差分動きベクトルＭＶｄiに応じて、４個の動きベクトルＭＶiを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する。
ただし、差分動きベクトルＭＶｄiが“０”である場合には、重みとして固定値Ａを与えるものとする。
【００６９】
2013077865.tif 000007
2013077865.tif 000008
【００７０】
なお、差分動きベクトルＭＶｄiの大きさはベクトルの孤立度を表しており、差分動きベクトルＭＶｄiの大きさが大きいほど、孤立度が大きい可能性が高いので、重みの計算式である式（６）において、差分動きベクトルＭＶｄiの大きさの逆数を取り入れることで、孤立したベクトルの重みを小さくすることができる。
【００７１】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、時間ダイレクトベクトル生成部１３，３２が、複数の分割領域の差分動きベクトルＭＶｄiに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するように構成したので、上記実施の形態１よりも、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectの精度を高めることができる効果を奏する。
【００７２】
実施の形態４．
上記実施の形態２では、複数の分割領域のブロックサイズに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算し、上記実施の形態３では、複数の分割領域の差分動きベクトルＭＶｄiに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算するものについて示したが、複数の分割領域の符号化モードに応じて、複数の分割領域の動きベクトルＭＶiを重み付け加算するようにしてもよい。
【００７３】
例えば、符号化済みブロック（復号済みブロック）である分割領域がイントラブロックである場合は、その分割領域を計算対象から除外して時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する方法が考えられる。
具体的には、図８において、例えば、左上のブロック（分割領域）がイントラブロックである場合（図８では、左上のブロックに動きベクトルＭＶ1が表記されているが、イントラブロックである場合、動きベクトルの情報を持たない）、左上のブロックを計算対象から除外して、残り３つのブロックの動きベクトルＭＶi（ｉ＝２，３，４）を重み付け加算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する。
イントラブロックは動きベクトルの情報を持たないため、イントラブロックを計算対象から除外することで、不必要に時間ダイレクトベクトルがゼロベクトルにならずに済み、時間ダイレクトベクトルの精度が向上する。
【００７４】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜３では、４つのブロックのベクトルを用いて、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するものについて示したが、マクロブロック内の全てのブロックの動きベクトルを用いて、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成するようにしてもよい。
図１０はマクロブロック内の全てのブロックの動きベクトルを用いて、時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する方法を示す説明図である。
【００７５】
符号化対象（復号対象）のマクロブロックＭＢ１と空間的に同じ位置にあるマクロブロックＭＢ２内のｋ個のブロックの動きベクトルをＭＶi（０≦ｉ≦ｋ）、ｋ個のブロックの大きさをＳi（０≦ｉ≦ｋ）とすると、下記の式（７）を演算することで、時間ダイレクトモードの時間ダイレクトベクトルＭＶdirectを生成する。
【００７６】
2013077865.tif 000009
2013077865.tif 000010
【符号の説明】
【００７７】
１  動き補償予測部、２  減算器（量子化手段）、３  符号化モード判定部（量子化手段）、４  圧縮部（量子化手段）、５  局部復号部、６  加算器、７  ループフィルタ、８  フレームメモリ、９  可変長符号化部（可変長符号化手段）、１１  動きベクトルメモリ、１２  動きベクトル探索部、１３  時間ダイレクトベクトル生成部（ダイレクトベクトル生成手段）、１４  動き補償処理部（予測画像生成手段）、２１  可変長復号部（可変長復号手段）、２２  予測誤差復号部（逆量子化手段）、２３  動き補償予測部、２４  加算器（画像加算手段）、５  ループフィルタ（画像加算手段）、２６  フレームメモリ、３１  動きベクトルメモリ、３２  時間ダイレクトベクトル生成部（ダイレクトベクトル生成手段）、３３  動き補償処理部（予測画像生成手段）。
【図１】
2013077865.tif 000011
【図２】
2013077865.tif 000012
【図３】
2013077865.tif 000013
【図４】
2013077865.tif 000014
【図５】
2013077865.tif 000015
【図６】
2013077865.tif 000016
【図７】
2013077865.tif 000017
【図８】
2013077865.tif 000018
【図９】
2013077865.tif 000019
【図１０】
2013077865.tif 000020
【図１１】
2013077865.tif 000021
【図１２】
2013077865.tif 000022
【図１３】
2013077865.tif 000023