(57)【要約】【課題】予測ベクトル候補のインデックスの符号量が増える。【解決手段】第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０は符号化対象ブロックに隣接する符号化済みブロックの動きベクトルから第１予測動きベクトル候補リストを生成する。第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２は符号化済み画像における符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び同一位置のブロックに隣接するブロックの動きベクトルから第２予測動きベクトル候補リストを生成する。結合判定部１３１は符号化対象ブロックのブロックサイズと閾サイズの比較により、第１および第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する。予測ベクトル候補リスト決定部１３３は符号化対象ブロックのブロックサイズが閾サイズよりも大きい場合、第２予測ベクトル候補リストを結合せずに第１予測ベクトル候補リストから第３予測ベクトル候補リストを生成する。【選択図】図６
2013021504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成部と、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する結合判定部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを結合せずに、前記第１予測ベクトル候補リストから前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択部と、
前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を符号化する符号化部とを備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成部と、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成する際に前記第２予測ベクトル候補リストを前記第１予測ベクトル候補リストよりも前記第３予測ベクトル候補リスト上で優先する位置に配置するか否かを判定する結合判定部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを前記第１予測ベクトル候補リストよりも優先せずに前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択部と、
前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記第３予測ベクトル候補リストにおいて優先する位置にあるものほど短い符号長の符号を割り当て、符号化する符号化部とを備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】
前記結合判定部は、前記符号化対象ブロックを含む画像と前記符号化済み画像との時間差が大きくなるほど前記所定の閾サイズが小さくなるよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記第３予測ベクトル候補リスト生成部は、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成する際、重複する動きベクトルを削除することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化方法であって、
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成ステップと、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成ステップと、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する結合判定ステップと、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを結合せずに、前記第１予測ベクトル候補リストから前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成ステップと、
前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択ステップと、
前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を符号化する符号化ステップとを備えることを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項６】
複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化プログラムであって、
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成ステップと、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成ステップと、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する結合判定ステップと、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを結合せずに、前記第１予測ベクトル候補リストから前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成ステップと、
前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択ステップと、
前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を符号化する符号化ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする動画像符号化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動き補償予測を用いた動画像符号化技術に関し、特に動き補償予測で利用する動きベクトルの符号化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な動画像圧縮符号化では動き補償予測が利用される。動き補償予測は、対象画像を細かいブロックに分割し、復号済みの画像を参照画像として、動きベクトルで示される動き方向に動き量だけ、対象画像の対象ブロックと同一の位置から移動した位置の参照画像を予測信号として生成する技術である。動き補償予測には１本の動きベクトルを利用して単方向に行うものと、２本の動きベクトルを利用して双方向に行うものがある。
【０００３】
また、動きベクトルについても、処理対象ブロックに隣接する符号化済みのブロックの動きベクトルを予測動きベクトル（単に「予測ベクトル」ともいう）とし、処理対象ブロックの動きベクトルと予測ベクトルとの差分を求め、差分ベクトルを符号化ベクトルとして伝送することで圧縮効率を向上させている。
【０００４】
ＭＰＥＧ−４ＡＶＣでは、ＭＰＥＧ−２よりも動き補償予測のブロックサイズを細かく且つ多様にすることで動き補償予測の効率を向上させている。一方、ブロックサイズを細かくしたことで動きベクトル数が増加するため、符号化ベクトルの符号量が問題となった。
【０００５】
そのため、ＭＰＥＧ−２では単純に処理対象ブロックの左に隣接するブロックの動きベクトルを予測ベクトルとしていた（非特許文献１）が、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣでは複数の隣接ブロックの動きベクトルの中央値を予測ベクトルとすることで予測ベクトルの精度を向上させ、符号化ベクトルの符号量の増加を抑制している（非特許文献２）。更に、ＭＰＥＧ−４ＡＶＣにおいて、符号化済みの別の画像の動きベクトルを利用して、符号化ベクトルの符号化効率を向上させる技術が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ISO/IEC 13818-2 Information technology -- Generic coding of moving pictures and associated audio information: Video
【非特許文献２】ISO/IEC 14496-10 Information technology -- Coding of audio-visual objects -- Part 10: Advanced Video Coding
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１および２のいずれに記載された方法においても、予測ベクトルは一つしか得られないため、予測精度が悪く、符号化効率が良くならないという問題がある。本発明者らは予測ベクトルの候補を複数用いる方法を取ることを考えたが、その場合、予測ベクトルの候補を識別するためのインデックスを符号化することが必要になり、インデックスの符号量が増えるという課題があることを認識するに至った。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、動きベクトルの予測精度と符号化効率を向上させることのできる動画像符号化技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の動画像符号化装置は、複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化装置であって、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成部（１３０）と、符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成部（１３２）と、前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する結合判定部（１３１）と、前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを結合せずに、前記第１予測ベクトル候補リストから前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部（１３３）と、前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択部（１２１）と、前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を符号化する符号化部（１０４）とを備える。
【００１０】
本発明の別の態様もまた、動画像符号化装置である。この装置は、複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化装置であって、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成部（１３０）と、符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成部（１３２）と、前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成する際に前記第２予測ベクトル候補リストを前記第１予測ベクトル候補リストよりも前記第３予測ベクトル候補リスト上で優先する位置に配置するか否かを判定する結合判定部（１３１）と、前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを前記第１予測ベクトル候補リストよりも優先せずに前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部（１３３）と、前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択部（１２１）と、前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記第３予測ベクトル候補リストにおいて優先する位置にあるものほど短い符号長の符号を割り当て、符号化する符号化部（１０４）とを備える。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、動画像符号化方法である。この方法は、複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成ステップと、符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成ステップと、前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成するか否かを判定する結合判定ステップと、前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを結合せずに、前記第１予測ベクトル候補リストから前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成ステップと、前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択ステップと、前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を符号化する符号化ステップとを備える。
【００１２】
本発明のさらに別の態様もまた、動画像符号化方法である。この方法は、複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成ステップと、符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成ステップと、前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズとの比較結果により、前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成する際に前記第２予測ベクトル候補リストを前記第１予測ベクトル候補リストよりも前記第３予測ベクトル候補リスト上で優先する位置に配置するか否かを判定する結合判定ステップと、前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第２予測ベクトル候補リストを前記第１予測ベクトル候補リストよりも優先せずに前記第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部と、前記第３予測ベクトル候補リストから前記符号化対象ブロックの予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択ステップと、前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を、前記第３予測ベクトル候補リストにおいて優先する位置にあるものほど短い符号長の符号を割り当て、符号化する符号化ステップとを備える。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、動きベクトルの予測精度と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】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態の動画像符号化装置の構成を説明する図である。
【図２】図１の第１動き情報メモリと第２動き情報メモリにおける動きベクトルと参照画像インデックスの管理方法を説明する図である。
【図３】図１の動き情報生成部の構成を説明する図である。
【図４】第１の候補ブロック群を説明する図である。
【図５】第２の候補ブロック群を説明する図である。
【図６】図３の予測ベクトル候補リスト生成部の構成を説明する図である。
【図７】第１の実施の形態の動画像符号化装置の符号化の動作を説明するフローチャートである。
【図８】図１の動き情報生成部の動作を説明するフローチャートである。
【図９】図３の予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図６の第１予測ベクトル候補リスト生成部と第２予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】図６の第２予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】処理対象の予測ブロックのサイズによる隣接ブロックの違いを説明する図である。
【図１３】第１の実施の形態の動画像復号装置を説明する図である。
【図１４】図１３の動き情報再生部の構成を説明する図である。
【図１５】第１の実施の形態の動画像復号装置の復号の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】図１４の動き情報再生部の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】第２の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部の構成を説明する図である。
【図１８】第２の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部の動作を説明するフローチャートである。
【図１９】第３の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部の構成を説明する図である。
【図２０】第３の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の動作を説明するフローチャートである。
【図２１】ＰＯＣ差による所定閾サイズの一例を説明する図である。
【図２２】予測符号化モードを説明する図である。
【図２３】画像を最大符号化ブロックに分割する例を説明する図である。
【図２４】符号化ブロックを説明する図である。
【図２５】予測ブロックを説明する図である。
【図２６】予測ブロックサイズを説明する図である。
【図２７】予測ブロックのシンタックスの一例を説明する図である。
【図２８】Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、本発明の実施の形態の前提となる技術を説明する。
【００１７】
現在、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などの符号化方式に準拠した装置およびシステムが普及している。そのような符号化方式では、時間軸上に連続する複数の画像をデジタル信号の情報として取り扱う。その際、効率の高い情報の放送、伝送または蓄積などを目的とし、時間方向の冗長性を利用した動き補償予測、および空間方向の冗長性を利用した離散コサイン変換などの直交変換を用いて圧縮符号化する。
【００１８】
１９９５年にはＭＰＥＧ−２ビデオ（ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−２）符号化方式が、汎用の映像圧縮符号化方式として制定され、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）およびＤ−ＶＨＳ（登録商標）規格のデジタルＶＴＲによる磁気テープなどの蓄積メディア、ならびにデジタル放送などのアプリケーションとして広く用いられている。
【００１９】
さらに、２００３年に、国際標準化機構（ＩＳＯ）と国際電気標準会議（ＩＥＣ）のジョイント技術委員会（ＩＳＯ／ＩＥＣ）と、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）の共同作業によってＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４と呼ばれる符号化方式（ＩＳＯ／ＩＥＣでは１４４９６−１０、ＩＴＵ−ＴではＨ．２６４の規格番号がつけられている。以下、これをＭＰＥＧ−４ＡＶＣと呼ぶ）が国際標準として制定された。
【００２０】
現在、国際標準化機構（ＩＳＯ）と国際電気標準会議（ＩＥＣ）のジョイント技術委員会（ＩＳＯ／ＩＥＣ）と、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）の共同作業によってＨＥＶＣと呼ばれる符号化方式の標準化が検討されている。
【００２１】
（予測符号化モード）
本発明の実施の形態では、動き補償予測の方向や符号化ベクトル数を様々なブロックサイズで切り替えることが可能となっている。
【００２２】
ここで、動き補償予測の方向と符号化ベクトル数を関連付けた予測符号化モードの一例について図２２を用いて簡単に説明する。
【００２３】
動き補償予測の方向が単方向であって符号化ベクトル数が１である単方向モード（ＵｎｉＰｒｅｄ）、動き補償予測の方向が双方向であって符号化ベクトル数が２である双方向モード（ＢｉＰｒｅｄ）、動き補償予測の方向が双方向であって符号化ベクトル数が０である時間ダイレクトモード（Ｔｅｍｐｏｒａｌ  Ｄｉｒｅｃｔ）と空間ダイレクトモード（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｄｉｅｒｃｔ）がある。また、動き補償予測を実施しない予測符号化モードであるイントラモード（Ｉｎｔｒａ）もある。なお、この実施の形態では、時間ダイレクトモードと空間ダイレクトモードについては利用しないものとする。
【００２４】
（参照画像インデックス）
本発明の実施の形態では、動き補償予測の精度向上のために、動き補償予測において複数の参照画像の中から最適な参照画像を選択することを可能とする。そのため、動き補償予測で利用した参照画像を参照画像インデックスとして符号化ベクトルとともに符号化ストリーム中に符号化する。動き補償予測で利用する参照画像インデックスは０以上の数値となる。
【００２５】
（符号化ブロック）
本発明の実施の形態では、入力された画像信号を図２３のように最大符号化ブロック単位に分割し、分割した符号化ブロックをラスタースキャン順序で処理する。
【００２６】
符号化ブロックは階層構造となっており、符号化効率などを考慮して順次均等に４分割することでより小さい符号化ブロックにすることができる。なお、４分割された符号化ブロックはジグザグスキャン順で符号化される。これ以上小さくすることのできない符号化ブロックを最小符号化ブロックと呼ぶ。符号化ブロックは符号化の単位となり、最大符号化ブロックも分割数が０である場合は符号化ブロックとなる。
【００２７】
本実施の形態では、最大符号化ブロックを６４画素×６４画素、最小符号化ブロックを８画素×８画素とする。
【００２８】
図２４に最大符号化ブロックの分割の一例を示す。図２４の例では、符号化ブロックが１０個に分割されている。ＣＵ０、ＣＵ１、ＣＵ９は３２画素×３２画素の符号化ブロック、ＣＵ２、ＣＵ３、ＣＵ８は１６画素×１６画素の符号化ブロック、ＣＵ４、ＣＵ５、ＣＵ６は８画素×８画素の符号化ブロックとなっている。
【００２９】
（予測ブロック）
本発明の実施の形態では、符号化ブロックはさらに予測ブロックに分割される。予測ブロックの分割のパターンを図２５に示す。符号化ブロックを分割しない２Ｎ×２Ｎ、水平方向に分割する２Ｎ×Ｎ、垂直方向に分割するＮ×２Ｎ、水平と垂直に分割するＮ×Ｎがある。つまり、予測ブロックサイズは図２６に示すように、ＣＵ分割数が０であって最大の予測ブロックサイズである６４画素×６４画素からＣＵ分割数が３であって最小の予測ブロックサイズである４画素×４画素までの１３の予測ブロックサイズが存在することになる。
【００３０】
本発明の実施の形態では、最大符号化ブロックを６４画素×６４画素、最小符号化ブロックを８画素×垂直８とするが、この組み合わせに限定されない。また、予測ブロックの分割のパターンを図２５としたが、１以上に分割されればよくこれに限定されない。
【００３１】
（予測ベクトルインデックス）
ＨＥＶＣでは、更に予測ベクトルの精度を向上させるために、複数の予測ベクトルの候補の中から最適な予測ベクトルを選択し、選択した予測ベクトルを示すための予測ベクトルインデックスを符号化することが検討されている。また、予測ベクトルの候補として別の画像の動きベクトルを利用することも検討されている。従来の動画像圧縮符号化では、別の画像の動きベクトルは動き補償予測において利用されることはあっても、予測ベクトルとして利用されることはなかった。
【００３２】
本発明の実施の形態では、上記の予測ベクトルインデックスを導入し、また予測ベクトルの候補として別の画像の動きベクトルを利用する。
【００３３】
（引き継ぎ方向インデックス）
ＨＥＶＣでは、更に符号化効率を向上させるために、複数の隣接ブロックの候補の中から最適な隣接ブロックを選択し、選択した隣接ブロックを示すための引き継ぎ方向インデックス（マージインデックス）を符号化及び復号することが検討されている。これは、選択されたマージインデックスの示すブロックの動き情報（動きベクトル、参照画像インデックス及び動き補償予測の方向）を処理対象ブロックでそのまま利用する方法である。この方法でも、予測ベクトルインデックスと同様に別の画像の処理済みのブロックを利用することが検討されている。
【００３４】
（シンタックス）
本実施の形態による予測ブロックのシンタックスの一例を図２７を用いて説明する。予測ブロックがイントラであるかインターであるかは上位の符号化ブロックによって指定されており、図３３は予測ブロックがインターの場合のシンタックスを示す。引き継ぎ方向フラグ（ｍｅｒｇｅ＿ｆｌａｇ）、引き継ぎ方向インデックス（ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘ）、動き補償予測の方向（ｂｉｐｒｅｄ＿ｆｌａｇ）、参照インデックス（ｒｅｆ＿ｉｄｘ＿ｌ０とｒｅｆ＿ｉｄｘ＿ｌ１）、差分動きベクトル（ｍｖｄ＿ｌ０［０］、ｍｖｄ＿ｌ０［１］、ｍｖｄ＿ｌ１［０］、ｍｖｄ＿ｌ１［１］）、予測ベクトルインデックス（ｍｖｐ＿ｉｄｘ＿ｌ０及びｍｖｐ＿ｉｄｘ＿ｌ１）が設置されている。
【００３５】
図２７では予測ベクトルインデックスの復号（符号化）の前段に予測ベクトルの候補数を算出する関数であるＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）が設置されている。これは周辺ブロックの状況によって、予測ベクトルの候補数が予測ブロック毎に変化するためである。
【００３６】
なお、予測ベクトルの候補数が１である場合は予測ベクトルインデックスを復号（符号化）しない。予測ベクトルの候補数が１である場合は指定しなくとも一意に決定できるためである。ＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）の詳細については後述する。
【００３７】
また、予測ベクトルインデックスの符号列について図３４を用いて説明する。本実施の形態では、予測ベクトルインデックスの符号列としてＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列を用いる。図２８（ａ）は予測ベクトルの候補数が２個の場合のＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を、図２８（ｂ）は予測ベクトルの候補数が３個の場合のＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を、図２８（ｃ）は予測ベクトルの候補数が４個の場合のＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列による予測ベクトルインデックスの符号列を示す。
【００３８】
図２８から同じ予測ベクトルインデックスの値を符号化する場合でも予測ベクトルの候補数が少ないほど予測ベクトルインデックスに割り当てられる符号ビットが小さくなることがわかる。例えば、予測ベクトルインデックスが１である場合、予測ベクトルの候補数が２個であれば‘１’の１ビットであるが、予測ベクトルの候補数が３個であれば‘１０’の２ビットとなる。
【００３９】
以上のように、予測ベクトルの候補数は少ないほど予測ベクトルインデックスの符号化効率は向上する。反面、予測ベクトルの候補数が予測ブロック毎に変化するため、予測ベクトルインデックスを復号するためには予測ベクトルの候補数を事前に算出しておく必要がある。
【００４０】
従来の動画像符号化では別の画像の動きベクトルへのメモリアクセスは動き補償予測を行う場合のみであったが、本発明の実施の形態では上述のように予測ベクトルインデックスの算出においても事前に予測ベクトルの候補数を算出しておく必要があるため動きベクトルメモリへのアクセス量が大きく増加する。
【００４１】
（ＰＯＣ）
本発明の実施の形態では、画像の時間情報（距離情報）としてＰＯＣ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｏｒｄｅｒ  Ｃｏｕｎｔ）を用いる。ＰＯＣはＭＰＥＧ−４ＡＶＣで定義された画像の表示順序を示すカウンタである。画像の表示順序が１増加するとＰＯＣも１増加する。したがって、画像間のＰＯＣ差から画像間の時間差（距離）を取得できる。
【００４２】
（隣接ブロックの動きベクトルの特性）
一般的に処理対象ブロックの動きベクトルと処理対象ブロックに隣接するブロックの動きベクトルの相関度が高いのは、処理対象ブロックと処理対象ブロックに隣接するブロックが同じ動きをしている場合、例えば、処理対象ブロックと処理対象ブロックに隣接するブロックを含めた領域が平行移動している場合である。
【００４３】
（別の画像の動きベクトルの特性）
一方、一般的に時間ダイレクトモードや空間ダイレクトモードで利用されている復号済みの別の画像上で処理対象ブロックと同一位置にあるブロック（同一位置ブロック）と処理対象ブロックの相関度が高いのは、同一位置ブロックと処理対象ブロックが静止状態にあるか、同一位置ブロックと処理対象ブロックが等速移動している場合である。
【００４４】
（小ブロックの動きベクトルの特性）
また、一般的にブロックの大きさが小さくなるのは、処理対象ブロックの動き（動きベクトル）と隣接ブロックの動き（動きベクトル）の相関度が低い場合、つまり画像内の動きが複雑であると考えられる。このような場合には、処理対象ブロックと別画像の同一位置ブロックが静止状態にあるか、処理対象ブロックと別画像の同一位置ブロックが等速移動している場合に別画像の同一位置ブロックの動きベクトルが有効となる。
【００４５】
以下、図面とともに本発明に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラムの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明には同一要素には同一符号を付与して重複する説明を省略する。
【００４６】
［第１の実施の形態］
（動画像符号化装置１００の構成）
図１は本発明の第１の実施の形態の動画像符号化装置１００の構成を示す。動画像符号化装置１００は、動画像信号を動き補償予測を実施する予測ブロック単位で符号化する装置である。符号化ブロックの分割、予測ブロックサイズの決定、予測符号化モードの決定は上位の符号化制御部で決定されているものとする。動画像符号化装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、フレームメモリ、ハードディスクなどを備える情報処理装置等のハードウェアにより実現される。動画像符号化装置１００は、上記の構成要素が動作することにより、以下に説明する機能的な構成要素を実現する。
【００４７】
なお、処理対象の予測ブロックの位置情報、予測ブロックサイズ、参照画像インデックス、動き補償予測の方向に関しては動画像符号化装置１００内で共有していることとし、図示しない。
【００４８】
本実施の形態の動画像符号化装置１００は、予測ブロック画像取得部１０１、減算部１０２、予測誤差符号化部１０３、符号列生成部１０４、予測誤差復号部１０５、動き補償部１０６、加算部１０７、動きベクトル検出部１０８、動き情報生成部１０９、フレームメモリ１１０、第１動き情報メモリ１１１、および第２動き情報メモリ１１２を含む。
【００４９】
（動画像符号化装置１００の機能）
以下、各部の機能について説明する。
予測ブロック画像取得部１０１は、予測ブロックの位置情報と予測ブロックサイズに基づいて、端子１０より供給される画像信号から処理対象の予測ブロックの画像信号を取得し、予測ブロックの画像信号を減算部１０２と動きベクトル検出部１０８に供給する。
【００５０】
減算部１０２は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号と動き補償部１０６より供給される予測信号を減算して予測誤差信号を算出し、予測誤差信号を予測誤差符号化部１０３に供給する。
【００５１】
予測誤差符号化部１０３は、減算部１０２より供給される予測誤差信号を量子化や直交変換などの処理を行って予測誤差符号化データを生成し、予測誤差符号化データを符号列生成部１０４及び予測誤差復号部１０５に供給する。
【００５２】
符号列生成部１０４は、予測誤差符号化部１０３より供給される予測誤差符号化データ、および動き情報生成部１０９より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを、動き補償予測の方向、参照インデックスとともにシンタックスに従ってエントロピー符号化して符号列を生成し、符号列を端子１１に供給する。
【００５３】
なお、本実施の形態では上記のように予測ベクトルインデックスの符号化にＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列を利用したが、予測ベクトルインデックスが予測ベクトルの候補数が小さいほど少ないビットで符号化できる符号列であればこれに限定されない。
【００５４】
予測誤差復号部１０５は、予測誤差符号化部１０３より供給される予測誤差符号化データを逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成し、予測誤差信号を加算部１０７に供給する。
【００５５】
動き補償部１０６は、フレームメモリ１１０内の参照画像を、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルだけ動き補償して予測信号を生成する。動き補償予測の方向が双方向であれば、それぞれの方向の予測信号を平均したものを予測信号とし、予測信号を加算部１０７に供給する。
【００５６】
加算部１０７は、予測誤差復号部１０５より供給される予測誤差信号と動き補償部１０６より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成し、復号画像信号をフレームメモリ１１０に供給する。
【００５７】
動きベクトル検出部１０８は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号と時間の異なる画像信号から動きベクトルを検出し、動きベクトルを動き補償部１０６に供給する。なお、動き補償予測の方向が双方向であれば、それぞれの方向の動きベクトルを検出し、動きベクトルを動き補償部１０６に供給する。
【００５８】
一般的な動きベクトルの検出方法は、画像信号と同一位置より所定の移動量だけ移動させた位置の異なる画像信号について誤差評価値を算出し、誤差評価値が最小となる移動量を動きベクトルとする。誤差評価値としては、絶対差分和を示すＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）や自乗誤差平均を示すＭＳＥ（Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）等を利用することが可能である。
【００５９】
動き情報生成部１０９は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルと、第１動き情報メモリ１１１より供給される第１の候補ブロック群と、第２動き情報メモリ１１２より供給される第２の候補ブロック群から差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを生成し、差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを符号列生成部１０４に供給する。
【００６０】
動き情報生成部１０９の詳細な構成については後述する。
【００６１】
フレームメモリ１１０は、加算部１０７より供給される復号画像信号を記憶する。また、画像全体の復号が完了した復号画像については参照画像として１以上の所定画像数記憶し、参照画像信号を動き補償部１０６に供給する。参照画像を記憶する記憶領域はＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）方式で制御される。
【００６２】
第１動き情報メモリ１１１は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルと参照画像インデックスを最小の予測ブロックサイズ単位で１画像分記憶し、処理対象の予測ブロックの隣接ブロックの情報を第１の候補ブロック群として動き情報生成部１０９に供給する。また、第１動き情報メモリ１１１は、画像全体の処理が終了すると、記憶している動きベクトルと参照画像インデックスを第２動き情報メモリ１１２に移動させる。
【００６３】
第２動き情報メモリ１１２は、第１動き情報メモリ１１１より供給される動きベクトルと参照画像インデックスを所定画像数だけ記憶し、処理対象の予測ブロックと同一位置のＣｏｌＰｉｃ上のブロックとその周辺ブロックを第２の候補ブロック群として動き情報生成部１０９に供給する。動きベクトルと参照画像インデックスを記憶する記憶領域はフレームメモリ１１０と同期しており、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）方式で制御される。ＣｏｌＰｉｃとは、処理対象の予測ブロックとは別の復号済みの画像であって、フレームメモリ１１０に参照画像として記憶されている。本実施の形態では、ＣｏｌＰｉｃは直前に復号した参照画像とする。なお、本実施の形態では、ＣｏｌＰｉｃは直前に復号した参照画像としたが、表示順で直前の参照画像や表示順で直後の参照画像としたり、符号化ストリーム中で任意の参照画像を指定することも可能である。
【００６４】
ここで、第１動き情報メモリ１１１と第２動き情報メモリ１１２における動きベクトルと参照画像インデックスの管理方法について図２を用いて説明する。動きベクトルと参照画像インデックスは最小の予測ブロック単位で各メモリエリアに記憶される。図２は処理対象の予測ブロックサイズが１６画素×１６画素である場合の様子を示している。この場合、この予測ブロックの動きベクトルと参照画像インデックスは図２の斜線部の１６個のメモリエリアに格納される。
【００６５】
なお、予測符号化モードがイントラモードである場合、動きベクトルとして（０，０）が記憶され、参照画像インデックスとして−１が記憶される。なお、参照画像インデックスの−１は動き補償予測を実施しないモードであることが判定できればどのような値でもよい。
【００６６】
これ以降は特に断らない限り単にブロックと表現する場合には、最小の予測ブロック単位のことを示すこととする。
【００６７】
続いて、本実施の形態の特徴となる動き情報生成部１０９の詳細な構成について図３を用いて説明する。図３は動き情報生成部１０９の構成を示す。
【００６８】
動き情報生成部１０９は、予測ベクトル候補リスト生成部１２０と予測ベクトル選択部１２１と減算部１２２とを含む。端子１２は第１動き情報メモリ１１１に、端子１３は第２動き情報メモリ１１２に、端子１４は動きベクトル検出部１０８に、端子１５は符号列生成部１０４に接続されている。
【００６９】
予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、本実施の形態による動画像符号化装置により生成された符号列を復号する動画像復号装置にも同様に設置されて動画像符号化装置と動画像復号装置にて矛盾のない予測ベクトル候補リストが生成される。
【００７０】
なお、シンタックスで説明したＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）は予測ベクトル候補リスト生成部１２０により生成された予測ベクトル候補リストに含まれる予測ベクトル候補数を返す。
【００７１】
以下、各部の機能について説明する。
【００７２】
予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、端子１２より供給される第１の候補ブロック群と端子１３より供給される第２の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成し、予測ベクトル候補リストを予測ベクトル選択部１２１に供給する。
【００７３】
（候補ブロック群）
ここで、第１の候補ブロック群について図４を用いて説明する。図４は処理対象の予測ブロックサイズが１６画素×１６画素である場合の様子を示している。図４に示すように処理対象の予測ブロックの隣接ブロックを、左に位置するブロックＡ１、ブロックＡ２、ブロックＡ３、ブロックＡ４、上に位置するブロックＢ１、ブロックＢ２、ブロックＢ３、ブロックＢ４、右上に位置するブロックＣ、左上に位置するブロックＤ、左下に位置するブロックＥとし、これらを第１の候補ブロック群とする。
【００７４】
次に、第２の候補ブロック群について図５を用いて説明する。図５は処理対象の予測ブロックサイズが１６画素×１６画素である場合の様子を示している。図５に示すように処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロック内のブロックとその周辺ブロックを第２の候補ブロック群とする。
具体的には、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロック内のブロックＩ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの右に位置するブロックＦ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの下に位置するブロックＧ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの右下に位置するブロックＨとし、これらのブロックを第２の候補ブロック群とする。
【００７５】
本実施の形態では、第２の候補ブロック群をブロックＩ、ブロックＦ、ブロックＧ、ブロックＨとしたが、１つ以上のブロックであればよく、例えば、ブロックＩ２からブロックＩ１６、ブロックＦ２からブロックＦ４、ブロックＧ２からブロックＧ４を追加してもよいし、ブロックＩ６とブロックＨの２つなどにしてもよい。
【００７６】
予測ベクトル選択部１２１は、予測ベクトル候補リスト生成部１２０より供給される予測ベクトル候補リストの中から、端子１４より供給される動きベクトルに対応する予測ベクトルを選択し、予測ベクトルを減算部１２２に供給するとともに、選択された予測ベクトルを示す情報である予測ベクトルインデックスを端子１５に出力する。
【００７７】
減算部１２２は、端子１４より供給される動きベクトルから予測ベクトル選択部１２１より供給される予測ベクトルを減算して差分ベクトルを算出し、差分ベクトルを端子１５に供給する。
【００７８】
図６は予測ベクトル候補リスト生成部１２０の構成を示す。
【００７９】
予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０と結合判定部１３１と第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２と予測ベクトル候補リスト決定部１３３とを含む。端子１６は予測ベクトル選択部１２１に接続されている。
【００８０】
以下、各部の機能について説明する。
【００８１】
第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０は、端子１２より供給される第１の候補ブロック群から１以上の動きベクトルを含む第１の予測ベクトル候補リストを生成し、第１の予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リスト決定部１３３に供給する。
【００８２】
結合判定部１３１は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズから結合判定結果を導出し、結合判定結果を予測ベクトル候補リスト決定部１３３に供給する。
【００８３】
第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２は、端子１３より供給される第２の候補ブロック群から０以上の動きベクトルを含む第２の予測ベクトル候補リストを生成し、第２の予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リスト決定部１３３に供給する。
【００８４】
予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、結合判定部１３１より供給される結合判定結果に基づいて、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストから第３の予測ベクトル候補リストを決定し、第３の予測ベクトル候補リストを端子１６に供給する。
【００８５】
（動画像符号化装置１００の動作）
続いて、図７のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像符号化装置１００における符号化の動作を説明する。
【００８６】
予測ブロック画像取得部１０１は、予測ブロックの位置情報と予測ブロックサイズに基づいて、端子１０より供給される画像信号から処理対象の予測ブロックの画像信号を取得する（ステップＳ１００）。
【００８７】
動きベクトル検出部１０８は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号とフレームメモリ１１０より供給される参照画像信号から動きベクトルを検出する（ステップＳ１０１）。
【００８８】
動き情報生成部１０９は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルと、第１動き情報メモリ１１１より供給される第１の候補ブロック群と、第２動き情報メモリ１１２より供給される第２の候補ブロック群とから、差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを生成する（ステップＳ１０２）。
【００８９】
動き補償部１０６は、フレームメモリ１１０内の参照画像を動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルにもとづいて動き補償して予測信号を生成する（ステップＳ１０３）。
【００９０】
減算部１０２は、予測ブロック画像取得部１０１より供給される画像信号と動き補償部１０６より供給される予測信号を減算して予測誤差信号を算出する（ステップＳ１０４）。
【００９１】
予測誤差符号化部１０３は、減算部１０２より供給される予測誤差信号を量子化や直交変換などの処理を行って予測誤差符号化データを生成する（ステップＳ１０５）。
【００９２】
符号列生成部１０４は、予測誤差符号化部１０３より供給される予測誤差符号化データ、および動き情報生成部１０９より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックスを、動き補償予測の方向、参照インデックスとともにシンタックスに従ってエントロピー符号化して符号列を生成する（ステップＳ１０６）。
【００９３】
加算部１０７は、予測誤差復号部１０５より供給される予測誤差信号と動き補償部１０６より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成する（ステップＳ１０７）。
【００９４】
フレームメモリ１１０は、加算部１０７より供給される復号画像信号を記憶する（ステップＳ１０８）。
【００９５】
第１動き情報メモリ１１１は、動きベクトル検出部１０８より供給される動きベクトルを最小の予測ブロックサイズ単位で１画像分記憶する（ステップＳ１０９）。
【００９６】
画像全体の処理が終了すると（ステップＳ１１０）、第２動き情報メモリ１１２は、第１動き情報メモリ１１１より供給される動きベクトルを所定画像数だけ記憶する（ステップＳ１１１）。なお、本実施の形態ではステップＳ１１１を画像全体の処理が終了した時としたが、処理対象の予測ブロック毎に行うこともできる。
【００９７】
引き続いて、図８のフローチャートを用いて、動き情報生成部１０９の動作を説明する。
【００９８】
予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、端子１２より供給される第１の候補ブロック群と端子１３より供給される第２の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成する（ステップＳ１２０）。
【００９９】
予測ベクトル選択部１２１は、予測ベクトル候補リスト生成部１２０より供給される予測ベクトル候補リストの中から、端子１４より供給される動きベクトルに対応する予測ベクトルを決定する（ステップＳ１２１）。ここで、予測ベクトルの決定方法について説明する。動きベクトルと予測ベクトル候補リストに含まれる各予測ベクトル候補の水平成分と垂直成分の絶対差分和を求め、絶対差分和が最小となる予測ベクトル候補を予測ベクトルとして決定する。これは符号化ベクトルの符号量が最小になることが期待できるからである。なお、符号化ベクトルの符号量が最小になる方法であれば、この方法に限定されない。
【０１００】
減算部１２２は、端子１４より供給される動きベクトルから予測ベクトル選択部１２１より供給される予測ベクトルを減算して差分ベクトルを算出する（ステップＳ１２２）。
【０１０１】
引き続いて、図９のフローチャートを用いて、予測ベクトル候補リスト生成部１２０の動作を説明する。
【０１０２】
第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０は、端子１２より供給される第１の候補ブロック群から１以上の動きベクトルを含む第１の予測ベクトル候補リストを生成する（ステップＳ１３０）。
【０１０３】
第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２は、端子１３より供給される第２の候補ブロック群から０以上の動きベクトルを含む第２の予測ベクトル候補リストを生成する（ステップＳ１３１）。
【０１０４】
結合判定部１３１は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズと所定閾サイズから結合判定結果を導出する（ステップＳ１３２）。
【０１０５】
結合判定結果の導出は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズを予め定められた所定閾サイズと比較することによって行われる。処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所定閾サイズ以下であれば結合判定結果を１とし、それ以外では０とする。なお、本実施の形態の結合判定は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズを予め定められた所定閾サイズと比較することによって行われるため、処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所定閾サイズより小さければ結合判定結果を１とし、それ以外では０としてもよい。
【０１０６】
本実施の形態では、予め定められた所定閾サイズを最大の予測ブロックサイズの１／４である１６画素×１６画素に設定する。予め定められた所定閾サイズはこれに限定されず、ハードウェアの制約などによって設定されてもよい。
【０１０７】
予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、結合判定部１３１より供給される結合判定結果が１であれば、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストを、第１の予測ベクトル候補リスト、第２の予測ベクトル候補リストの順序で結合して予測ベクトル候補リストとする（ステップＳ１３３）。
【０１０８】
予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、結合判定部１３１より供給される結合判定結果が０であれば、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベクトル候補リストを予測ベクトル候補リストとする（ステップＳ１３４）。
【０１０９】
予測ベクトル候補リスト決定部１３３は、予測ベクトル候補リストに含まれる予測ベクトル候補を順次検査して同一の動きベクトルを検出し、同一と検出された一方の予測ベクトル候補を予測ベクトル候補リストから削除して、予測ベクトル候補が重複しないようにし、予測ベクトル候補リストを更新して冗長な予測ベクトル候補を削除する（ステップＳ１３５）。
【０１１０】
本実施の形態では、予測ベクトルインデックスの符号化効率を向上させるためにステップＳ１３５を実施したが、ステップＳ１３５を省略することもできる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、説明を容易にするためにステップＳ１３１をステップＳ１３２よりも先に実施するとしたが、ステップＳ１３２を先に行い、結合判定結果が０の場合にはステップＳ１３１を省略することもできる。
【０１１２】
引き続いて、図１０のフローチャートを用いて、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０の動作を説明する。
【０１１３】
最初に、第１予測ベクトル候補リストの登録数を０として第１予測ベクトル候補リストが初期化される（ステップＳ１４０）。
【０１１４】
次に、第１の候補ブロック群に対して検査方向として水平方向（方向１）と垂直方向（方向２）の２方向を定義して、以下の処理が行われる（ステップＳ１４１）。第１の候補ブロック群に対しての各方向の検査については図４を用いて説明する。
【０１１５】
水平方向の検査はブロックＣからブロックＢ１、ブロックＢ２、ブロックＢ３、ブロックＢ４、ブロックＤまで順次行われる。垂直方向の検査は、ブロックＥからブロックＡ１、ブロックＡ２、ブロックＡ３、ブロックＡ４まで順次行われる。
【０１１６】
次に、第１予測ベクトル候補リストに追加するかどうかを検査する検査個数が決定される（ステップＳ１４２）。
【０１１７】
本実施の形態では、水平方向に検査する最大数を最大の予測ブロックサイズの半分である８個（ブロックＢ１からブロックＢ８）にブロックＣとブロックＤを加えた１０個とし、垂直方向に検査する最大数を最大の予測ブロックサイズの半分である８個（ブロックＡ１からブロックＡ８）にブロックＥを加えた９個とする。ところが、ブロックＣ、ブロックＤ、及びブロックＥは処理対象の予測ブロックの位置によっては存在しない可能性がある。ブロックＣ、ブロックＤ、及びブロックＥが存在しない場合は検査する最大数から存在しないブロック数を減じておく。そして、第１の候補ブロック群に含まれる各方向の候補ブロック数が検査する最大数を超える場合には検査個数を最大数に制限する。
【０１１８】
次に、第１の候補ブロック群の各方向に含まれる各候補ブロックに対して検査個数だけ以下の処理が繰り返し実施される（ステップＳ１４３）。
【０１１９】
候補ブロックの参照インデックスが−１でないこと、すなわちイントラモードでないかが判定される（ステップＳ１４４）。
【０１２０】
候補ブロックがイントラモードでなければ、候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であるかが判定される（ステップＳ１４５）。
【０１２１】
候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であれば、第１予測ベクトル候補リストに候補ブロックの動きベクトルが追加される（ステップＳ１４６）。
【０１２２】
候補ブロックの参照インデックスが−１であるか、候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一でなければ、次の候補ブロックが検査される（ステップＳ１４７）。
【０１２３】
候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であるか、各方向の検査個数だけ処理されるまで上記の処理が繰り返される（ステップＳ１４８）。
【０１２４】
次に、第１予測ベクトル候補リストの登録数が０であるかが検査される（ステップＳ１４９）。
【０１２５】
第１予測ベクトル候補リストの登録数が０であれば、第１予測ベクトル候補リストに動きベクトル（０，０）が追加される（ステップＳ１５０）。なお、Ｓ１５０は第１予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リストのいずれか、または予測ベクトル候補リストに１以上の予測ベクトル候補を追加するためになされるため、この位置に限定されてない。
【０１２６】
引き続いて、図１１のフローチャートを用いて、第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２の動作を説明する。
【０１２７】
最初に、第２予測ベクトル候補リストの登録数を０として第２予測ベクトル候補リストが初期化される（ステップＳ１６０）。
【０１２８】
次に、第２の候補ブロック群の個数が決定される（ステップＳ１６１）。本実施の形態では、第２の候補ブロック群の最大数をブロックＨ、ブロックＩ、ブロックＦ、ブロックＧの４個とする。ところが、ブロックＨ、ブロックＦ、及びブロックＧは処理対象の予測ブロックの位置によっては存在しない可能性がある。ブロックＨ、ブロックＦ、及びブロックＧが存在しない場合は検査する個数から存在しないブロック数を減じておく。
【０１２９】
次に、第２の候補ブロック群に対して検査が行われる。第２の候補ブロック群の検査順序については図４を用いて説明する。ブロックＨからブロックＩ、ブロックＦ、ブロックＧの順序で行われる（ステップＳ１６２）。
【０１３０】
候補ブロックの参照インデックスが−１でないこと、すなわちイントラモードでないかが判定される（ステップＳ１６３）。
【０１３１】
候補ブロックがイントラモードでなければ、候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であるかが判定される（ステップＳ１６４）。
【０１３２】
候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一であれば、第２予測ベクトル候補リストに候補ブロックの動きベクトルが追加される（ステップＳ１６５）。
【０１３３】
候補ブロックの参照インデックスが処理対象の予測ブロックの参照画像インデックスと同一でなければ、候補ブロックの動きベクトルは、候補ブロックの参照インデックスの示す参照画像と処理対象の画像の時間差と、処理対象の予測ブロックの参照インデックスが示す参照画像と処理対象の画像の時間差で、スケーリングされて第２予測ベクトル候補リストに追加される（ステップＳ１６６）。
【０１３４】
候補ブロックの参照インデックスが−１であれば、次の候補ブロックが検査される（ステップＳ１６７）。
【０１３５】
（結合制御の説明）
上述したように、本実施の形態による動画像符号化装置１００によれば、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズによって、予測ベクトル候補リストに第２の予測ベクトル候補リストを追加するかどうかを制御している。
【０１３６】
処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズが大きい場合に第２の予測ベクトル候補リストを追加しない理由について、図１２を用いて説明する。図１２（Ａ）は処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズが１６×１６である場合を、図１２（Ｂ）は処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズが８×８である場合を、図１２（Ｃ）は処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズが４×４である場合を示す。予測ブロックのサイズが１６×１６である場合、第1の候補ブロック群に含まれる候補ブロックはブロックＣ、ブロックＢ１、ブロックＢ２、ブロックＢ３、ブロックＢ４、ブロックＤ、ブロックＥ、ブロックＡ１、ブロックＡ２、ブロックＡ３、ブロックＡ４の１１個となる。予測ブロックのサイズが８×８である場合、第１の候補ブロック群に含まれる候補ブロックはブロックＣ、ブロックＢ１、ブロックＢ２、ブロックＤ、ブロックＥ、ブロックＡ１、ブロックＡ２の７個となる。予測ブロックのサイズが４×４である場合、第１の候補ブロック群に含まれる候補ブロックはブロックＣ、ブロックＢ１、ブロックＤ、ブロックＥ、ブロックＡ１の５個となる。図１２には示していないが、予測ブロックのサイズが３２×３２である場合の候補ブロックは１９個、予測ブロックのサイズが６４×６４である場合の候補ブロック数は検査する最大数を考慮しなければ３５個となる。
【０１３７】
つまり、予測ブロックのサイズが大きくなるほど、第１の候補ブロック群に含まれる候補ブロックが多くなり、検査する回数が増加する可能性があるが、第１の候補ブロック群に含まれる候補ブロックの数が増えることで、イントラモードでない候補ブロックの選択確率が高まるため、予測ベクトルの精度が向上する。
【０１３８】
一方、予測ブロックのサイズが小さい場合は、第１の候補ブロック群に含まれる候補ブロックは少なくなる。そのため、イントラモードでない候補ブロックの選択確率が予測ブロックのサイズが大きい場合に比べて低下する可能性がある。そのため、予測ブロックのサイズが小さい場合には第２の予測ベクトル候補リストを追加して予測ベクトルの精度を向上させる。
【０１３９】
（動画像復号装置２００の構成）
次に、本実施の形態の動画像復号装置を説明する。図１３に本実施の形態の動画像復号装置２００を示す。動画像復号装置２００は、動画像符号化装置１００により符号化された符号列を復号して再生画像を生成する装置である。
【０１４０】
動画像復号装置２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、フレームメモリ、ハードディスクなどを備える情報処理装置等のハードウェアにより実現される。動画像復号装置２００は、上記の構成要素が動作することにより、以下に説明する機能的な構成要素を実現する。
【０１４１】
なお、復号対象の予測ブロックの位置情報、予測ブロックサイズ、参照画像インデックス、動き補償予測の方向に関しては動画像復号装置２００内で共有していることとし、図示しない。
【０１４２】
本実施の形態の動画像復号装置２００は、符号列解析部２０１、予測誤差復号部２０２、加算部２０３、動き情報再生部２０４、動き補償部２０５、フレームメモリ２０６、第１動き情報メモリ２０７、第２動き情報メモリ２０８で構成される。
【０１４３】
（動画像復号装置２００の機能）
以下、各部の機能について説明する。
【０１４４】
符号列解析部２０１は、端子２０より供給された符号列を復号して予測誤差符号化データ、動き補償予測の方向、参照画像インデックス、差分ベクトル、および予測ベクトルインデックスをシンタックスに従って復号し、予測誤差符号化データを予測誤差復号部２０２に、差分ベクトルおよび予測ベクトルインデックスを動き情報再生部２０４に供給する。
【０１４５】
予測誤差復号部２０２は、符号列解析部２０１より供給される予測誤差符号化データを逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成し、予測誤差信号を加算部２０３に供給する。
【０１４６】
加算部２０３は、予測誤差復号部２０２より供給される予測誤差信号と動き補償部２０５より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成し、復号画像信号をフレームメモリ２０６に供給する。
【０１４７】
動き情報再生部２０４は、符号列解析部２０１より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックスと、第１動き情報メモリ２０７より供給される第１の候補ブロック群と、第２動き情報メモリ２０８より供給される第２の候補ブロック群とから動きベクトルを再生し、動きベクトルを動き補償部２０５に供給する。
【０１４８】
動き情報再生部２０４の詳細な構成については後述する。
【０１４９】
動き補償部２０５は、フレームメモリ２０６内の参照画像を、動き情報再生部２０４より供給される動きベクトルだけ動き補償して予測信号を生成する。動き補償予測の方向が双方向であれば、それぞれの方向の予測信号を平均したものを予測信号とし、予測信号を加算部２０３に供給する。
【０１５０】
フレームメモリ２０６、第１動き情報メモリ２０７、第２動き情報メモリ２０８は、それぞれフレームメモリ１１０、第１動き情報メモリ１１１、第２動き情報メモリ１１２と同一の機能を有する。
【０１５１】
続いて、本実施の形態の特徴となる動き情報再生部２０４の詳細な構成について図１４を用いて説明する。図１４は動き情報再生部２０４の構成を示す。
【０１５２】
動き情報再生部２０４は、予測ベクトル候補リスト生成部２２０と予測ベクトル決定部２２１と加算部２２２とを含む。端子２２は第１動き情報メモリ２０７に、端子２３は第２動き情報メモリ２０８に、端子２４は符号列解析部２０１に、端子２５は動き補償部２０５に接続されている。
【０１５３】
以下、各部の機能について説明する。
【０１５４】
予測ベクトル候補リスト生成部２２０は予測ベクトル候補リスト生成部１２０と同一の機能を有する。
【０１５５】
予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補リスト生成部２２０より供給される予測ベクトル候補リストと、端子２４より供給される予測ベクトルインデックスとから予測ベクトルを決定して加算部２２２に供給する。
【０１５６】
加算部２２２は、端子２４より供給される差分ベクトルと予測ベクトル決定部２２１より供給される予測ベクトルを加算して動きベクトルを算出し、動きベクトルを端子２５に供給する。
【０１５７】
（復号装置の動作）
続いて、図１５のフローチャートを用いて、本実施の形態の動画像復号装置２００における復号の動作を説明する。
【０１５８】
符号列解析部２０１は、端子２０より供給された符号列を復号して予測誤差符号化データ、動き補償予測の方向、参照画像インデックス、差分ベクトル、および予測ベクトルインデックスをシンタックスに従って復号する（ステップＳ２００）。
【０１５９】
動き情報再生部２０４は、符号列解析部２０１より供給される差分ベクトルと予測ベクトルインデックスと、第１動き情報メモリ２０７より供給される第１の候補ブロック群と、第２動き情報メモリ２０８より供給される第２の候補ブロック群とから動きベクトルを再生する（ステップＳ２０１）。
【０１６０】
動き補償部２０５は、フレームメモリ２０６内の参照画像を動き情報再生部２０４より供給される動きベクトルにもとづいて動き補償して予測信号を生成する（ステップＳ２０２）。
【０１６１】
予測誤差復号部２０２は、符号列解析部２０１より供給される予測誤差符号化データを逆量子化や逆直交変換などの処理を行って予測誤差信号を生成する（ステップＳ２０３）。
【０１６２】
加算部２０３は、予測誤差復号部２０２より供給される予測誤差信号と動き補償部２０５より供給される予測信号を加算して復号画像信号を生成する（ステップＳ２０４）。
【０１６３】
フレームメモリ２０６は、加算部２０３より供給される復号画像信号を記憶する（ステップＳ２０５）。
【０１６４】
第１動き情報メモリ２０７は、動き情報再生部２０４より供給される動きベクトルを最小の予測ブロックサイズ単位で１画像分記憶する（ステップＳ２０６）。
【０１６５】
画像全体の処理が終了すると（ステップＳ２０８）、第２動き情報メモリ２０８は、第１動き情報メモリ２０７より供給される動きベクトルを所定画像数だけ記憶する（ステップＳ２０９）。
【０１６６】
引き続いて、図１６のフローチャートを用いて、動き情報再生部２０４の動作を説明する。
【０１６７】
予測ベクトル候補リスト生成部２２０は、端子２２より供給される第１の候補ブロック群と端子２３より供給される第２の候補ブロック群から予測ベクトル候補リストを生成する（ステップＳ２２０）。
【０１６８】
予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補リスト生成部２２０より供給される予測ベクトル候補リストの予測ベクトル候補数が１より大きいかを判定する（ステップＳ２２１）。
【０１６９】
予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補数が１より大きければ、符号列解析部２０１より供給される予測ベクトルインデックスを取得する（ステップＳ２２２）。そして予測ベクトル候補リストの中から予測ベクトルインデックスで示される予測ベクトル候補を予測ベクトルとして選択する（ステップＳ２２３）。
【０１７０】
予測ベクトル決定部２２１は、予測ベクトル候補数が１であれば、予測ベクトル候補リストに含まれる唯一の予測ベクトル候補を予測ベクトルとして選択する（ステップＳ２２４）。
【０１７１】
加算部２２２は、端子２４より供給される差分ベクトルと予測ベクトル決定部２２１より供給される予測ベクトルを加算して動きベクトルを算出する（ステップＳ２２５）。
【０１７２】
上述したように、本実施の形態による動画像復号装置２００によれば、動画像符号化装置１００と同様に予測ベクトル候補リストの生成を制御することで動画像を復号することができる。即ち、本実施の形態による動画像復号装置２００によれば、上記の動画像符号化装置１００により符号化された符号化ストリームを復号することができる。
【０１７３】
（第１の実施の形態の拡張例）
なお、本実施の形態は以下のように拡張できる。
【０１７４】
（所定閾サイズ）
本実施の形態では、予め定められた所定閾サイズを最大の予測ブロックサイズの１／４である１６画素×１６画素に設置したが、これに限定されない。例えば、３２×１６や４×８などの非対称ブロックや６×６など予測ブロックに依存しない大きさでもよい。また、所定閾サイズが最小の予測ブロックサイズ以下である場合に、全ての予測ブロックサイズで結合判定結果が０となるようにして第１の予測ベクトル候補リストと第２の予測ベクトル候補リストを結合しないようにしてもよい。
【０１７５】
なお、本実施の形態では、所定閾サイズを予め定義したが、所定閾サイズを符号列に符号化することで符号化装置において動画像の特性などに応じて適応的に設置することもできる。例えば、画面サイズが大きくなる程大きくし、動きが複雑である程大きくなるように適応的に設置することもできる。
【０１７６】
（予測ベクトル候補リストの生成）
本実施例では、第１の予測ベクトル候補リストの水平方向の検査は、処理対象の予測ブロックの右上に位置するブロックＣ、処理対象の予測ブロックの上に位置するブロックＢ群、処理対象の予測ブロックの左上に位置するブロックＤについて水平方向の検査する最大数だけ行われ、垂直方向の検査は、処理対象の予測ブロックの左下に位置するブロックＥ、処理対象の予測ブロックの左に位置するブロックＡ群について垂直方向の検査する最大数だけ行われるとした。ところが、本実施の形態では、第１の予測ベクトル候補リストの各方向の検査数は１以上であればよく、この検査方法に限定されない。また、本実施例では、第１の予測ベクトル候補リストの各方向の検査する最大数を処理対象の予測ブロックの大きさに依存するとしたが、各方向の検査する最大数は１以上であればよく、２のように固定値であってもよい。
【０１７７】
具体的には、水平方向の検査する最大数を３とし、垂直方向の検査する最大数を２として、検査する候補ブロックが別の予測ブロックに位置する（疎になる）ように選択する。検査する候補ブロックを疎にすることで、候補ブロックの動きベクトルの選択肢を増加させる効果がある。例えば、予測ブロックのサイズが１６×１６である場合は、水平方向についてはブロックＣ、ブロックＢ群から１ブロック（例えば、ブロックＢ１やブロックＢ２）、ブロックＤとし、垂直方向についてはブロックＥ、ブロックＡ群から１ブロック（例えば、ブロックＡ１やブロックＡ２）とすることができる。
【０１７８】
また、第２の予測ベクトル候補リストの検査は、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの右下に位置するブロックＨ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロック内のブロックＩ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの右に位置するブロックＦ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの下に位置するブロックＧの順序で行われるとした。
【０１７９】
ところが、本実施の形態では、第２の予測ベクトル候補リストの検査数は１以上であればよく、この検査方法に限定されない。
【０１８０】
具体的には、検査数を１としてＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの右下に位置するブロックＨのみを検査することもでき、検査数を２としてＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロックの右下に位置するブロックＨ、処理対象の予測ブロックと同一位置にあるＣｏｌＰｉｃ上の予測ブロック内のブロックＩの順序で検査することもできる。
【０１８１】
（予測ベクトルの結合順序）
本実施の形態では、結合判定結果が１であれば、第１の予測ベクトル候補リスト、第２の予測ベクトル候補リストの順序で結合して予測ベクトル候補リストを生成しているが、結合判定結果が１である場合には第２の予測ベクトル候補リスト、第１の予測ベクトル候補リストの順序で結合して予測ベクトル候補リストを生成してもよい。
【０１８２】
（符号化制御）
本実施の形態では、結合判定結果が１であれば、第１の予測ベクトル候補リストと第２の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成し、結合判定結果が１であれば、第１の予測ベクトル候補リストだけから予測ベクトル候補リストを生成するとした。これは符号化と復号において共通動作を定義することで予測ベクトルインデックスの符号量を削減するためにおこなった処理である。
【０１８３】
演算量を削減する目的だけであれば、結合判定結果によらず、第１の予測ベクトル候補リストと第２の予測ベクトル候補リストを結合して予測ベクトル候補リストを生成して、符号化装置において予測ベクトルインデックスの選択時に、結合判定結果が１であれば、第２の予測ベクトル候補リストに含まれる動きベクトルを予測ベクトルとして選択しないように制御することもできる。この場合の動画像符号化装置は以下のような特徴を有する。
【０１８４】
複数のブロックサイズで動き補償予測を行う動画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックに隣接する符号化済みの１個以上のブロックの動きベクトルから第１の予測動きベクトルの候補を含む第１予測ベクトル候補リストを生成する第１予測ベクトル候補リスト生成部と、
符号化済み画像における前記符号化対象ブロックと同一位置のブロック及び前記同一位置のブロックに隣接する１個以上のブロックの動きベクトルから第２の予測動きベクトルの候補を含む第２予測ベクトル候補リストを生成する第２予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記第１予測ベクトル候補リストと前記第２予測ベクトル候補リストを結合した第３予測ベクトル候補リストを生成する第３予測ベクトル候補リスト生成部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズと所定の閾サイズの比較結果により、前記第２予測ベクトル候補リストを利用するか否かを判定する結合判定部と、
前記符号化対象ブロックのブロックサイズが前記所定の閾サイズよりも大きい場合、前記第３予測ベクトル候補リスト中の前記第２予測ベクトル候補リストを選択対象とせずに、前記第３予測ベクトル候補リスト中の前記第１予測ベクトル候補リストから予測動きベクトルを選択する予測ベクトル選択部と、
前記第３予測ベクトル候補リストにおける前記選択された予測動きベクトルの位置を示す情報を符号化する符号化部とを備える。
【０１８５】
（候補リスト生成の拡張）
本実施の形態では、候補リストの生成対象を動きベクトルとして予測ベクトルインデックスの符号化及び復号について説明した。本実施の形態によれば、候補リストの生成対象は動きベクトルに限定されず、処理対象ブロックに隣接する処理済みのブロックの情報から第１の候補リストを生成し、既に処理済み画像の処理対象ブロックと同一位置に隣接するブロックの情報から第２の候補リストを生成し、第１の候補リストと第２の候補リストから生成した第３の候補リストを生成して、第３の候補リストから符号化及び復号するインデックスを決定する方法であればよい。例えば、本実施の形態は、動き情報を引き継ぐ方向を示す引き継ぎ方向インデックス（マージインデックス）に適用できる。
【０１８６】
この場合、第１の候補リスト、第２の候補リスト、第３の候補リストでは動きベクトルに加えて参照画像インデックス及び動き補償予測の方向が同様に管理されて、引き継ぎ方向インデックスによって示されたブロックの動き情報として動きベクトル、参照画像インデックス及び動き補償予測の方向が処理対象ブロックの動き情報として利用される。すなわち、本実施の形態で説明した予測ベクトルがそのまま動きベクトルとして利用される。なお、シンタックスで説明したＮｕｍＭｅｒｇｅＣａｎｄｓ（）はＮｕｍＭｖｐＣａｎｄｓ（）と同様に候補リストに含まれる候補数を返す。また、引き継ぎ方向インデックスの符号列には予測ベクトルインデックスの符号列と同様にＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ符号列が用いられる。
【０１８７】
（第１の実施の形態の効果）
以上のように、本実施の形態によれば、処理対象の予測ブロックの予測ブロックサイズが大きい場合に、処理対象の予測ブロックとは別の画像上の予測ブロックの動きベクトルを予測ベクトル候補リストに結合せず、処理対象の予測ブロックの予測ブロックサイズが小さい場合に、処理対象の予測ブロックとは別の画像上の予測ブロックの動きベクトルを予測ベクトル候補リストに結合することで、別の画像上の予測ブロックの動きベクトルの評価に係る処理量を削減するとともに、予測ベクトルの候補数を予め減じておくことで予測ベクトルインデックスの符号化効率を向上させることができる。
【０１８８】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態の動画像符号化装置３００について説明する。第２の実施の形態の動画像符号化装置３００の構成は、第１の実施の形態の動画像符号化装置１００における構成と、予測ベクトル候補リスト生成部１２０を除いて同一である。
【０１８９】
以下、本実施の形態における予測ベクトル候補リスト生成部１２０について第１の実施の形態との相違を説明する。
【０１９０】
図１７に第２の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の構成を示す。
【０１９１】
予測ベクトル候補リスト生成部１２０は、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０と結合優先度判定部１３４と第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２と予測ベクトル候補リスト決定部１３５とを含む。
【０１９２】
以下、結合優先度判定部１３４と予測ベクトル候補リスト決定部１３５の機能について説明する。
【０１９３】
結合優先度判定部１３４は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズから結合優先度判定結果を導出し、結合優先度判定結果を予測ベクトル候補リスト決定部１３５に供給する。
【０１９４】
予測ベクトル候補リスト決定部１３５は、結合優先度判定部１３４より供給される結合優先度判定結果に基づいて、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストから第３の予測ベクトル候補リストを決定し、第３の予測ベクトル候補リストを端子１６に供給する。
【０１９５】
引き続いて、図１８のフローチャートを用いて、本実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の動作を説明する。ステップＳ１３０、ステップＳ１３１、ステップＳ１３５の各処理は、図９に示した第１の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０による同符号の各処理と同じである。
【０１９６】
結合優先度判定部１３４は、処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズと所定閾サイズから結合優先度判定結果を導出する（ステップＳ１３２）。
【０１９７】
結合優先度判定結果の導出は、処理対象ブロックの予測ブロックサイズを予め定められた所定閾サイズと比較することによって行われる。処理対象ブロックの予測ブロックサイズが所定閾サイズ以下であれば結合優先度判定結果を１とし、それ以外では０とする。
【０１９８】
予測ベクトル候補リスト決定部１３５は、結合優先度判定部１３４より供給される結合判定結果が１であれば、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストを、第２の予測ベクトル候補リスト、第１の予測ベクトル候補リストの順序で結合して予測ベクトル候補リストとする（ステップＳ１３６）。
【０１９９】
予測ベクトル候補リスト決定部１３５は、結合優先度判定部１３４より供給される結合判定結果が０であれば、第１予測ベクトル候補リスト生成部１３０より供給される第１の予測ベクトル候補リストと第２予測ベクトル候補リスト生成部１３２より供給される第２の予測ベクトル候補リストを、第１の予測ベクトル候補リスト、第２の予測ベクトル候補リストの順序で結合して予測ベクトル候補リストとする（ステップＳ１３７）。
【０２００】
（動画像復号装置４００の構成）
次に、本実施の形態の動画像復号装置４００を説明する。本実施の形態の動画像復号装置４００の構成は、第１の実施の形態の動画像復号装置２００における構成と、予測ベクトル候補リスト生成部２２０を除いて同一である。
【０２０１】
予測ベクトル候補リスト生成部２２０は、本実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０と同一の機能を有し、説明は省略する。
【０２０２】
（第２の実施の形態の効果）
一般的に、処理対象の予測ブロックとして大きい予測ブロックサイズが選択されているのは、処理対象の予測ブロックと既処理済みの予測ブロックとの相関が高い場合であり、小さい予測ブロックサイズが選択されているのは、処理対象の予測ブロックと既処理済みの予測ブロックとの相関が低い場合である。
【０２０３】
本実施の形態によれば、処理対象の予測ブロックの予測ブロックサイズが大きい場合に、処理対象の予測ブロックとは別の画像上の予測ブロックの動きベクトルを予測ベクトル候補リストの後ろに結合し、処理対象の予測ブロックの予測ブロックサイズが小さい場合に、処理対象の予測ブロックとは別の画像上の予測ブロックの動きベクトルを予測ベクトル候補リストの前に結合することで、予測ベクトルインデックスの符号化効率を向上させることができる。
【０２０４】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態の動画像符号化装置５００について説明する。第３の実施の形態の動画像符号化装置５００の構成は、第２の実施の形態の動画像符号化装置３００における構成と、予測ベクトル候補リスト生成部１２０を除いて同一である。
【０２０５】
以下、本実施の形態における予測ベクトル候補リスト生成部１２０について第２の実施の形態との相違を説明する。
【０２０６】
図１９に第３の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の構成を示す。第３の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の構成は、第２の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０における構成と、結合優先度判定部１３４を除いて同一である。
【０２０７】
本実施の形態の結合優先度判定部１３４は端子１７及び端子１８に接続されている。端子１７からは第１の候補ブロック群のある処理対象画像の時間情報が供給され、端子１８からは第２の候補ブロック群のある別の復号済みの画像の時間情報が供給される。
【０２０８】
以下、結合優先度判定部１３４の機能について説明する。
【０２０９】
結合優先度判定部１３４は、端子１７より供給される第１の候補ブロック群のある処理対象画像の時間情報と端子１８より供給される第２の候補ブロック群のある別の復号済みの画像の時間情報によって、画像間の距離が大きくなるほど上記所定閾サイズが小さくなるように所定閾サイズを設定し、所定閾サイズと処理対象の予測ブロックの予測ブロックのサイズから結合優先度判定結果を導出し、結合優先度判定結果を予測ベクトル候補リスト決定部１３５に供給する。
【０２１０】
引き続いて、図２０のフローチャートを用いて、本実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０の動作を説明する。ステップＳ１３０からステップＳ１３７の各処理は、図１８に示した第２の実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０による同符号の各処理と同じである。
【０２１１】
結合優先度判定部１３４は、端子１７より供給される処理対象画像の時間情報と端子１８より供給される第２の候補ブロック群のある別の復号済みの画像の時間情報によって、画像間の距離が大きくなるほど上記所定閾サイズが小さくなるように所定閾サイズを設定する（ステップＳ１３８）。
【０２１２】
本実施例では、時間情報としてＰＯＣを用いる。図２１にＰＯＣ差が大きくなるほど所定閾サイズが小さくなるように制御した一例を示す。なお、処理対象画像と第２の候補ブロック群のある別の復号済みの画像間の距離が所定距離よりも遠い場合には、動画像符号化装置と動画像復号装置の間で暗黙的に所定閾サイズが最小の予測ブロックサイズ以下であるとして、全ての予測ブロックサイズで結合判定結果が０となるようにし、第１の予測ベクトル候補リストと第２の予測ベクトル候補リストを結合しないようにしてもよい。
【０２１３】
（動画像復号装置６００の構成）
次に、本実施の形態の動画像復号装置６００を説明する。本実施の形態の動画像復号装置６００の構成は、第２の実施の形態の動画像復号装置４００における構成と、予測ベクトル候補リスト生成部２２０を除いて同一である。
【０２１４】
予測ベクトル候補リスト生成部２２０は、本実施の形態の予測ベクトル候補リスト生成部１２０と同一の機能を有し、説明は省略する。
【０２１５】
（第３の実施の形態の効果）
一般的に、画像間の距離が大きくなるほど画像間の動きの相関性は低くなるため、画像間の距離が大きい場合には処理対象ブロックと第２の候補ブロック群との相関性も低くなる。
【０２１６】
本実施の形態によれば、処理対象画像と第２の候補ブロック群のある別の復号済みの画像間の距離が大きくなるほど所定閾サイズが小さくなるように制御することで、処理対象画像と第２の候補ブロック群のある別の復号済みの画像間の距離が大きくなるほど別の画像上の予測ブロックの動きベクトルの優先度を下げることで、予測ベクトルインデックスの符号化効率を向上させることができる。
【０２１７】
以上述べた実施の形態の動画像符号化装置が出力する動画像の符号化ストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有しており、動画像符号化装置に対応する動画像復号装置がこの特定のデータフォーマットの符号化ストリームを復号することができる。
【０２１８】
動画像符号化装置と動画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する動画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ストリームに復元して動画像復号装置に供給する動画像受信装置とが設けられる。
【０２１９】
動画像送信装置は、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモリと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化データをネットワークを介して送信する送信部とを含む。動画像受信装置は、パケット化された符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、動画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。
【０２２０】
以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供することも可能である。
【０２２１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【０２２２】
１００  動画像符号化装置、  １０１  予測ブロック画像取得部、  １０２  減算部、  １０３  予測誤差符号化部、  １０４  符号列生成部、  １０５  予測誤差復号部、  １０６  動き補償部、  １０７  加算部、  １０８  動きベクトル検出部、  １０９  動き情報生成部、  １１０  フレームメモリ、  １１１  第１動き情報メモリ、  １１２  第２動き情報メモリ、  １２０  予測ベクトル候補リスト生成部、  １２１  予測ベクトル選択部、  １２２  減算部、  １３０  第１予測ベクトル候補リスト生成部、  １３１  結合判定部、  １３２  第２予測ベクトル候補リスト生成部、  １３３  予測ベクトル候補リスト決定部、  １３４  結合優先度判定部、  １３５  予測ベクトル候補リスト決定部、  ２００  動画像復号装置、  ２０１  符号列解析部、  ２０２  予測誤差復号部、  ２０３  加算部、  ２０４  動き情報再生部、  ２０５  動き補償部、  ２０６  フレームメモリ、  ２０７  第１動き情報メモリ、  ２０８  第２動き情報メモリ、  ２２０  予測ベクトル候補リスト生成部、  ２２１  予測ベクトル決定部、  ２２２  加算部。
【図１】
2013021504.tif 000003
【図２】
2013021504.tif 000004
【図３】
2013021504.tif 000005
【図４】
2013021504.tif 000006
【図５】
2013021504.tif 000007
【図６】
2013021504.tif 000008
【図７】
2013021504.tif 000009
【図８】
2013021504.tif 000010
【図９】
2013021504.tif 000011
【図１０】
2013021504.tif 000012
【図１１】
2013021504.tif 000013
【図１２】
2013021504.tif 000014
【図１３】
2013021504.tif 000015
【図１４】
2013021504.tif 000016
【図１５】
2013021504.tif 000017
【図１６】
2013021504.tif 000018
【図１７】
2013021504.tif 000019
【図１８】
2013021504.tif 000020
【図１９】
2013021504.tif 000021
【図２０】
2013021504.tif 000022
【図２１】
2013021504.tif 000023
【図２２】
2013021504.tif 000024
【図２３】
2013021504.tif 000025
【図２４】
2013021504.tif 000026
【図２５】
2013021504.tif 000027
【図２６】
2013021504.tif 000028
【図２７】
2013021504.tif 000029
【図２８】
2013021504.tif 000030