"小数精度の動き補償を用いる映像符号化方法であって,複数の補間フィルタセットから補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータを用いて複数の重み付きフィルタ係数を生成するステップと,前記重み付きフィルタ係数の中で,小数精度の動き補償における予測誤差エネルギーを最小化する重み付きフィルタ係数を選択するステップと,前記選択された重み付きフィルタ係数による補間フィルタの適用により,参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により入力画像を符号化するステップと,前記選択された重み付きフィルタ係数の生成に用いた重みパラメータと,前記補間フィルタ係数とを符号化し,符号化ビットストリームに加えるステップとを有することを特徴とする映像符号化方法。請求項1記載の映像符号化方法において,前記重み付きフィルタ係数の選択を,あらかじめ定められた方法により算出された,または指定された小数精度画素の補間位置グループごとに行い,前記重み付きフィルタ係数による補間フィルタを,前記小数精度画素の補間位置グループごとに切り替えることを特徴とする映像符号化方法。小数精度の動き補償を用いる映像符号化装置であって,複数の補間フィルタセットから補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータを用いて複数の重み付きフィルタ係数を生成する手段と,前記重み付きフィルタ係数の中で,小数精度の動き補償における予測誤差エネルギーを最小化する重み付きフィルタ係数を選択する手段と,前記選択された重み付きフィルタ係数による補間フィルタの適用により,参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により入力画像を符号化する手段と,前記選択された重み付きフィルタ係数の生成に用いた重みパラメータと,前記補間フィルタ係数とを符号化し,符号化ビットストリームに加える手段とを備えることを特徴とする映像符号化装置。請求項3記載の映像符号化装置において,前記重み付きフィルタ係数の選択を,あらかじめ定められた方法により算出された,または指定された小数精度画素の補間位置グループごとに行い,前記重み付きフィルタ係数による補間フィルタを,前記小数精度画素の補間位置グループごとに切り替えることを特徴とする映像符号化装置。小数精度の動き補償を用いる映像復号方法であって,小数精度画素生成のための補間フィルタ係数と,補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータとを復号するステップと,復号された重みパラメータを用いて復号された補間フィルタ係数の重み和により定まる重み付きフィルタ係数を生成するステップと,生成された重み付きフィルタ係数により定まる補間フィルタを用いて予測信号を生成するステップと,残差信号を復号するステップと,復号した残差信号および生成された予測信号を用いて復号画像を生成するステップとを有することを特徴とする映像復号方法。請求項5記載の映像復号方法において,前記小数精度画素生成のための補間フィルタ係数と,前記補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータの復号を,符号化側から指定された補間位置グループまたは所定の補間位置グループごとに行い,前記重み付きフィルタ係数により定まる補間フィルタを,前記補間位置グループごとに切り替えることを特徴とする映像復号方法。小数精度の動き補償を用いる映像復号装置であって,小数精度画素生成のための補間フィルタ係数と,補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータとを復号する手段と,復号された重みパラメータを用いて復号された補間フィルタ係数の重み和により定まる重み付きフィルタ係数を生成する手段と,生成された重み付きフィルタ係数により定まる補間フィルタを用いて予測信号を生成する手段と,残差信号を復号する手段と,復号した残差信号および生成された予測信号を用いて復号画像を生成する手段とを備えることを特徴とする映像復号装置。請求項7記載の映像復号装置において,前記小数精度画素生成のための補間フィルタ係数と,前記補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータの復号を,符号化側から指定された補間位置グループまたは所定の補間位置グループごとに行い,前記重み付きフィルタ係数により定まる補間フィルタを,前記補間位置グループごとに切り替えることを特徴とする映像復号装置。請求項1または請求項2記載の映像符号化方法を,コンピュータに実行させるための映像符号化プログラム。請求項5または請求項6記載の映像復号方法を,コンピュータに実行させるための映像復号プログラム。非特許文献4や非特許文献5に記載の補間フィルタでは,補間位置ごとに補間フィルタを切り替える機能がなく,動き補償の性能向上に改善の余地がある。非特許文献6に記載の補間位置適応性を有する補間フィルタは,補間する位置ごとに事前に定義された固定補間フィルタを用いるか,フレーム単位で導出した適応補間フィルタを用いるかを判断する。フィルタ選択は予測誤差エネルギー最小化の観点で選択され,どちらかを必ず選択する方式となっている。複数の補間フィルタから選択することで符号化効率の向上を狙うには,補間フィルタの選択に幅があるほうが,より予測誤差エネルギーを最小化できると考えられる。しかしながら,非特許文献6に記載の方法は,二者択一の選択となっており,性能向上には限界があると考えられる。複数の補間フィルタの重み付き和を選択範囲に入れることで,より予測誤差エネルギーの低減を実現する補間フィルタを設計できれば,符号化効率の改善が実現可能である。本発明は,上記課題の解決を図り,補間フィルタの選択に幅を持たせることにより,動き補償画面間予測における予測誤差エネルギーを従来技術よりも低減させ,符号化効率を改善させる新しい方式を提供することを目的とする。上記目的を達成するための方法として,本発明は,複数の補間フィルタの重み付き和が,より予測誤差エネルギーを低減できるという想定に基づき,重み付き補間フィルタを補間画像生成の選択に加える。重み付き補間フィルタが予測誤差エネルギーを最小化すると判断された場合には,重み係数を伝送する。本手段を用いることで,より柔軟に補間予測画像を生成することが可能となり,予測誤差エネルギーの低減によって,符号化効率の改善が実現される。本発明では,小数精度の動き補償を用いる映像符号化において,例えば以下の処理を行う。小数精度画素の補間位置をあらかじめ指定された方法または他の何らかの方法により複数にグループに分ける。補間位置のグループごとに,複数の補間フィルタセットから複数のパラメータを用いて重み付きフィルタ係数を導出する。重み付きフィルタ係数の中で,予測誤差エネルギーを最小化する重み付きフィルタ係数を選択する。重み付きフィルタ係数による補間フィルタの適用により,参照画像に対する小数精度画素の補間を行い,小数精度の動き補償により入力画像を符号化する。選択された重み付きフィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータと動き補償に用いた補間フィルタ係数とを符号化し,符号化ビットストリームに加える。また,本発明では,小数精度の動き補償を用いる映像復号において,例えば以下の処理を行う。補間位置のグループごとに,補間フィルタ係数の重み値を指定する重みパラメータと小数精度画素生成のための補間フィルタ係数を復号する。復号された重みパラメータを用いて復号された補間フィルタ係数の重み和により定まる重み付きフィルタ係数を生成する。生成された重み付きフィルタ係数を用いて予測信号を生成する。残差信号を復号し,その残差信号および前記予測信号を用いて復号画像を生成する。本発明の作用は以下のとおりである。従来の補間位置適応性を有する補間フィルタでは,補間フィルタを切り替える単位として,二者択一の方式となっており,性能改善には限界があった。一方,本発明では,例えば補間位置グループごとに複数のフィルタ係数の重み付き和を計算して最適な重み係数を求め,その重み係数を用いて補間フィルタを適用することにより動き補償を実施する。これにより,補間フィルタをより柔軟に表現でき,予測誤差エネルギーを低減するフィルタを生成することで動き補償の性能改善を達成し,符号化効率を改善することができる。本発明によれば,従来の補間位置適応性を有する補間フィルタでは考慮できなかった補間フィルタの重み付き和の表現が可能となり,補間フィルタの選択範囲に幅を持たせ,予測誤差エネルギーの低減による符号化効率の改善が達成できる。以下,図面を用いながら,本発明の一実施形態について説明する。映像符号化装置の構成例図1は,本発明の一実施形態である映像符号化装置の構成例を示す図である。映像符号化装置10において,補間フィルタ係数算出部11は,予測符号化における参照画像に対して用いる小数精度画素の補間フィルタ係数を算出する。補間フィルタ係数判定部12は,動き検出部132が検出した動きベクトルを用いて複数のフィルタ係数の重み付き和を計算して最適な重み係数を求め,その重みパラメータと補間フィルタ係数とを出力する。また,重み付きフィルタ係数を切り替える単位となる補間位置グループを動的に決定した場合には,補間位置グループ情報を出力する。予測信号生成部13は,参照画像補間部131と動き検出部132とを備える。参照画像補間部131は,参照画像メモリ17に格納された復号済み参照画像に,補間フィルタ係数判定部12が選択した補間フィルタ係数による補間フィルタを適用し,動き検出部132は,補間後の参照画像に対して動き探索を行うことにより,動きベクトルを算出する。予測信号生成部13は,動き検出部132によって算出された小数精度の動きベクトルによる動き補償により予測信号を生成する。予測符号化部14は,入力映像信号と予測信号との残差信号を算出し,それを直交変換し,変換係数の量子化などによって予測符号化を行う。また,復号部16は,予測符号化の結果を復号し,復号画像を後の予測符号化のために参照画像メモリ17に格納する。このとき,デブロッキングフィルタやALFAdaptiveLoopFilterなどの符号化ノイズ除去のためのインループフィルタを施してから,格納してもよい。可変長符号化部15は,量子化された変換係数,動きベクトルを可変長符号化するとともに,補間フィルタ係数判定部12の出力である重みパラメータ,補間フィルタ係数を可変長符号化し,これらを符号化ビットストリームとして出力する。また,重み付きフィルタ係数を切り替える単位となる小数精度画素の補間位置グループを動的に決定した場合には,その補間位置グループの情報についても符号化して符号化ビットストリームに加える。補間フィルタ係数判定部の構成例1図2は,補間フィルタ係数判定部の第1の構成例を示す図である。補間フィルタ係数判定部12の部分が従来技術と顕著に異なる部分である。補間フィルタ係数判定部12において,補間フィルタ情報取得部121は,符号化時に予め用意されている固定補間フィルタ係数値を,重み付きフィルタ係数生成部123に出力する。例えば,H.264/AVCに定義されている6タップの係数や,DCT-IFの8タップもしくは12タップの係数を用いてもよい。重みパラメータ指定部122は,重みパラメータを設定し,そのパラメータを重み付きフィルタ係数生成部123に出力する。重みパラメータは,例えば2種類のフィルタ係数の重みを取る場合,αを与えるαβ=1の制約から1つ与えればよい。αとβの2種を送ることもできるが,オーバヘッド削減のため1種を送る。同様に3種類のフィルタの重みを計算する場合,αβγ=1の制約からα,βを与える。m4以上の整数種類の場合も同様である。重み付きフィルタ係数生成部123は,フレーム単位または領域単位で生成される適応補間フィルタ係数値:fAx,重みパラメータ指定部122から出力される重みパラメータ:α,補間フィルタ情報取得部121から出力される固定補間フィルタ係数値:fBx,を入力とし,以下の計算を行う。α×fAxβ×fBxただし,0≦x<t;tはタップ長,β=1-αここでは2種類のフィルタ係数の重み付き和を想定しているが,3種類以上でも同様に設定することができる。得られる重み付きフィルタ係数を,後述するMSE算出部124へ出力する。MSE算出部124では,入力を動き探索処理によって得られる動きベクトルMV,復号信号ローカルデコード画像,重み付きフィルタ係数生成部123から出力される重み付きフィルタ係数,とし,動きベクトルMVが指し示す位置における補間画像を,復号画像の整数位置画素と重み付きフィルタ係数とによって生成し,原画像とのMSEMeanSquareError:平均二乗誤差,すわなち予測残差エネルギーを計算する。MSEには,例として以下のような式を用いることができる。MSE={原信号-予測信号2の総和}/画素数計算されたMSEは,最小MSE記憶部125に出力される。最小MSE記憶部125は,入力をMSE算出部124で得られるMSEとし,その値を保存する。事前に保存ないしは定義されている最小値と,入力のMSEとを比較し,保存済みの最小値よりも入力MSE値が小さい場合:入力MSE値,保存済みの最小値の方が入力MSE値よりも小さい場合:保存済みの最小値,というように,最小となるMSEを判定して,最小値の保存と更新を行う。また,その最小値を保存する際には,そのMSE値を実現する重みパラメータを保存する。補間フィルタ係数判定部12は,MSE算出部124において補間フィルタに関わる取り得る組み合わせを処理した後,最小MSEを実現する組み合わせ,すなわち,重みパラメータ,補間フィルタ係数,を出力する。補間フィルタ係数判定部の構成例2図3は,補間フィルタ係数判定部の第2の構成例を示す図である。図3に示す補間フィルタ係数判定部12′が図2に示す補間フィルタ係数部12と異なるのは,補間対象位置グルーピング部126が備わっており,前述した重みパラメータの設定を小数画素位置である補間位置のグループごとに行い,補間位置のグループごとに補間フィルタ係数を切り替える点である。前述した構成例1では,例えば全画素補間位置に対して重み付きフィルタを用いるが,構成例2では,指定された補間位置グループまたは何らかの方法により算出された補間位置グループごとに補間フィルタによる補間処理に用いる重み付きフィルタ係数を設定する。ある補間位置グループに対して,フィルタ係数の重み付き和をとるかとらないかを選択することもできる。例えば,重要な補間位置,選択確率が高い補間位置には重み付きフィルタを用い,それ以外の位置は重み付きではないフィルタを用いるなど,補間位置グループに対して適応的な処理が可能である。補間フィルタ情報取得部121,重みパラメータ指定部122,重み付きフィルタ係数生成部123の機能は,前述した構成例1と同様である。補間対象位置グルーピング部126は,小数画素位置である補間位置ごとにグループ分けを実施し,その補間位置ごとのグループ情報を出力する。この補間位置グループは,小数画素位置に対してあらかじめ定められているものでもよく,また,例えば動きベクトルの確率分布などを用いて,動的に定められるものでもよい。MSE算出部124は,補間対象位置グルーピング部126が出力する補間位置グループ情報によって指定される補間位置グループごとに,重み付きフィルタ係数生成部123から出力される重み付きフィルタ係数を用いて,動きベクトルMVが指し示す位置における補間画像を,復号画像の整数位置画素と重み付きフィルタ係数とによって生成し,原画像とのMSE,すわなち予測残差エネルギーを計算する。計算されたMSEは,最小MSE記憶部125に出力される。また,その最小値を保存する際には,そのMSE値を実現する重みパラメータ,補間位置グループ情報を保存する。補間フィルタ係数判定部12は,補間フィルタに関わる取り得る組み合わせを施行した後,最小MSEを実現する組み合わせ,すなわち,重みパラメータ,補間位置グループ情報,補間フィルタ係数,を出力する。なお,補間位置グループが固定であり,符号化側と復号側とで補間位置グループ情報を共有できる場合には,補間位置グループ情報の出力は不要である。符号化の処理フロー図4は,図1に示す映像符号化装置の処理フローチャートである。以下,図4に従って,映像符号化装置が1枚のフレームを符号化する場合の処理の流れを説明する。ここでは,補間フィルタ係数判定部が構成例2で構成される場合の処理の例を説明するが,構成例1の場合の処理もほぼ同様である。以下では,特に断りがない限り,輝度信号での処理を仮定する。まず,ステップS101にて,符号化処理に必要となる原画像のフレームを入力する。続いて,ステップS102にて,例えば,H.264/AVCに採用されている1次元6タップフィルタやDCTベース補間フィルタの1次元8タップ/12タップフィルタなど,符号化器に備わっている固定補間フィルタを事前定義補間フィルタとして,その補間フィルタを用いてフレーム全体の動きベクトルMVを導出する。ここで,固定補間フィルタに限らず,前フレームなどで算出された適応補間フィルタのフィルタを採用してもよい。続いて,ステップS103にて,ステップS102にて得られた動きベクトルを用いて,符号化対象フレームにおける適応補間フィルタの係数値を算出する。本ステップにおける補間フィルタの係数算出には,一般に知られている予測誤差エネルギー最小化方法線形回帰を用いる。続いて,ステップS104にて,補間フィルタを適用する補間対象画素のグループ分けを行う。具体的には,予め定めたテーブルに従い,補間位置に応じて複数のグループに分ける。なお,何らかの方法により補間位置グループを動的に決定してもよい。補間位置グループを動的に決定した場合には,補間位置グループ情報を符号化して,復号側に伝送する必要がある。続いて,ステップS105にて,ステップS104にて分けられた補間位置グループごとに重み付きフィルタ係数を生成する。重みパラメータをテーブルから読み込んで設定し,各重みパラメータから以下の式に示されるように重み付き補間フィルタ係数を生成する。α×fAxβ×fBxここで,αおよびβは重みパラメータαβ=1,fAxは事前定義された補間フィルタ係数,fBxは当該フレームにて求まった補間フィルタ係数である。xは係数番号を示し,0≦x<nの範囲を取るnはタップ長を示す。ここでは,2種類のフィルタ係数の重み付きフィルタ係数を想定しているが,m>2種類の補間フィルタの場合でも,同様の形式で表現できる。続いて,ステップS106にて,ステップS104にて定められたグループごとに,ステップS105にて生成された重み付きフィルタ係数を用いて,実際に符号化に適用する補間フィルタを決定する。例えば,評価基準コスト関数として予測誤差エネルギーを設定し,原画像とステップS105にて選んだ重みパラメータでの補間フィルタを用いた予測画像を生成し,その二乗誤差和を最小化する重みパラメータを算出する。重みパラメータは,例えば,0.1刻みや0.01刻みでαの値を変更し,一番低いコスト値を実現するαを算出する。続いて,ステップS107にて,ステップS106で決定された重み付きフィルタ係数により定まる補間フィルタを用いて補間処理を行う。続いて,ステップS108にて,ステップS106で算出した重みパラメータを符号化する。続いて,ステップS109にて,ステップS103で算出した補間フィルタ係数などの補間フィルタ情報を符号化する。補間位置グループ情報を伝送する場合は,ステップS109で符号化する。続いて,ステップS110にて,残りの符号化すべき情報,例えば予測誤差信号テクスチャ成分情報や動きベクトルなどをすべて符号化する。続いて,ステップS111にて,符号化フレームが最終フレームに到達しているかどうかの判定を行う。もし処理フレームが最終フレームでなければ,次のフレームを処理するためにステップS101に戻る。もし処理フレームが最終フレームであった場合,符号化処理を終了する。なお,本実施例で述べている補間位置グループ単位で補間フィルタの重みパラメータを最適化させて,符号化処理を実施する機能は,輝度信号だけでなく,色差信号にも同様に適用可能である。映像復号装置の構成例図5は,本発明の一実施形態である映像復号装置の構成例を示す図である。映像復号装置20において,可変長復号部21は,符号化されたビットストリームを入力して,量子化変換係数,動きベクトル,重みパラメータ,補間フィルタ係数などの復号を行う。また,補間位置グループ情報が符号化されている場合には,補間位置グループ情報についても復号する。重み付きフィルタ係数生成部22は,可変長復号部21で復号された重みパラメータ,補間フィルタ係数から,重み付きフィルタ係数を生成する。補間フィルタ係数判定部23は,重み付きフィルタ係数生成部22が生成した重み付きフィルタ係数を用いて,グループ分けされた各補間位置に用いる補間フィルタ係数を決定する。予測信号生成部24における参照画像補間部241は,参照画像メモリ26に格納された復号済み参照画像に,補間フィルタ係数判定部23から受け取った補間フィルタ係数による補間フィルタを適用し,参照画像の小数精度画素の復元を行う。予測信号生成部24は,小数精度画素の復元が行われた参照画像から,復号対象ブロックの予測信号を生成する。予測復号部25は,可変長復号部21で復号した量子化係数の逆量子化,逆直交変換などを行い,それにより算出された予測誤差信号と,予測信号生成部24が生成した予測信号とを足し合わせて復号画像を生成し,出力画像として出力する。また,予測復号部25が復号した復号画像は,後の予測復号のために,参照画像メモリ26に格納する。このとき,デブロッキングフィルタやALFAdaptiveLoopFilterなどの符号化ノイズ除去のためのインループフィルタを施してから,格納してもよい。復号の処理フロー図6は,図5に示す映像復号装置の処理フローチャートである。以下,図6に従って,映像復号装置が1枚のフレームを復号する場合の処理の流れを説明する。以下では,特に断りがない限り,輝度信号での処理を仮定する。ステップS201にて,フレームヘッダないしはスライスヘッダの情報を取得する。続いて,ステップS202にて,重みパラメータを復号し,その情報を格納する。続いて,ステップS203にて,補間フィルタ係数の情報を復号する。補間位置グループ情報が符号化されている場合には,補間位置グループ情報についても復号する。続いて,ステップS204にて,復号に必要なその他の情報例えば動きベクトルや予測誤差信号などをすべて復号する。続いて,ステップS205にて,ステップS202で復号した重みパラメータとステップS203で復号した補間フィルタ係数から各補間位置グループの補間に必要な重み付きフィルタ係数を生成する。続いて,ステップS206にて,ステップS204にて復号された動きベクトルとステップS205で得られた重み付きフィルタ係数を用いて,補間処理を実施して予測信号を生成する。続いて,ステップS207にて,ステップS204にて復号された予測誤差信号とステップS206にて求まった予測信号を合成し,復号信号を復元する。続いて,ステップS208にて,復号するフレームがすべて復号されたかの判定を行い,すべて復号されていない場合には,ステップS201へ戻って次のフレームの復号に移り,復号されている場合には復号処理を終了する。輝度信号での説明を行ったが,本フローは色差信号にも同様に適用できる。ソフトウェアプログラムを用いた場合の構成例以上の映像符号化,復号の処理は,コンピュータとソフトウェアプログラムとによっても実現することができ,そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも,ネットワークを通して提供することも可能である。図7は,本発明をコンピュータとソフトウェアプログラムとを用いて実施する場合のシステムの構成例を示している。本システムは,プログラムを実行するCPU50と,CPU50がアクセスするプログラムやデータが格納されるRAM等のメモリ51と,符号化対象の映像信号,または復号画像の映像信号を記憶する映像信号記憶部52と,本発明の実施形態で説明した処理をCPU50に実行させるためのプログラムが格納されたプログラム記憶装置53と,符号化結果のビットストリームまたは復号対象のビットストリームを記憶する符号化ストリーム記憶部54とがバスで接続された構成になっている。プログラム記憶装置53は,本発明を用いて映像信号を符号化するための映像符号化プログラム531,本発明を用いて符号化ビットストリームを復号するための映像復号プログラム532のいずれかを格納している。これらのプログラムの双方を格納していてもよい。また,本システムが映像符号化装置として用いられる場合,映像符号化プログラム531がメモリ51にロードされ,CPU50は,メモリ51にロードされた映像符号化プログラム531の命令を逐次フェッチして実行し,映像信号記憶部52に格納されている映像信号を,本発明の実施形態で説明した手法により符号化して,符号化結果のビットストリームを符号化ストリーム記憶部54に格納する。または,ネットワークアダプタ等のインタフェースを介して,ビットストリームを外部装置に出力してもよい。また,本システムが映像復号装置として用いられる場合,映像復号プログラム532がメモリ51にロードされ,CPU50は,メモリ51にロードされた映像復号プログラム532の命令を逐次フェッチして実行し,符号化ストリーム記憶部54に格納されているビットストリームを,本発明の実施形態で説明した手法により復号して,復号結果の映像信号を映像信号記憶部52に格納する。または,外部の再生装置に復号結果の映像信号を出力する。"