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JP2003299103A - 動画像符号化方法と装置及び動画像復号化方法と装置 - Google Patents

動画像符号化方法と装置及び動画像復号化方法と装置

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Publication number
JP2003299103A
JP2003299103A JP2002097892A JP2002097892A JP2003299103A JP 2003299103 A JP2003299103 A JP 2003299103A JP 2002097892 A JP2002097892 A JP 2002097892A JP 2002097892 A JP2002097892 A JP 2002097892A JP 2003299103 A JP2003299103 A JP 2003299103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
prediction
coding
encoding
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002097892A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Koto
晋一郎 古藤
Takeshi Nakajo
健 中條
Yoshihiro Kikuchi
義浩 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US10/396,437 priority patent/US7298913B2/en
Priority to KR20030019562A priority patent/KR100557445B1/ko
Priority to CN03128539A priority patent/CN1450813A/zh
Priority to CNA2006100899535A priority patent/CN1893652A/zh
Priority to EP20030252004 priority patent/EP1349396A3/en
Publication of JP2003299103A publication Critical patent/JP2003299103A/ja
Priority to US11/677,948 priority patent/US20070140348A1/en
Priority to US11/765,123 priority patent/US20070237230A1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】動き補償予測フレーム間符号化を用いた動画像
の符号化及び復号化において、符号化効率が高く、また
復号化側でより自由度の高い早送り再生を可能とする。 【解決手段】符号化対象フレームを複数の参照フレーム
がそれぞれ属する複数階層の予測グループのうちの何れ
かの階層の予測グループに振り分け（Ｓ１１）、符号化
対象フレームが振り分けられた階層以下の少なくとも一
つの階層の予測グループに属する参照フレームを用いて
動き補償予測フレーム間符号化を行い（Ｓ１２）、符号
化対象フレームが振り分けられた階層の予測グループを
示す第１の識別情報及び動き補償予測フレーム間符号化
に使用された参照フレームを示す第２の識別情報を、該
符号化対象フレームに対する動き補償予測フレーム間符
号化の結果と共に符号化データとして出力する（Ｓ１４
〜Ｓ１５）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、動き補償予測フ
レーム間符号化を用いた動画像符号化方法と装置及び動
画像復号化方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像の圧縮符号化技術として、ＭＰＥ
Ｇ１(ISO/IEC11172-2)，ＭＰＥＧ２(ISO/IEC13818-2)，
ＭＰＥＧ４(ISO/IEC14496-2)などが広く実用化されてい
る。これらの動画像符号化方式では、フレーム内符号化
（イントラ符号化）、前方予測フレーム間符号化及び両
方向予測フレーム間符号化の組み合わせによる符号化が
行われ、これらの符号化モードで符号化されるフレーム
はそれぞれＩピクチャ、Ｐピクチャ及びＢピクチャと呼
ばれる。Ｐピクチャは直前のＰまたはＩピクチャを参照
フレームとして符号化され、Ｂピクチャは直前及び直後
のＰまたはＩピクチャを参照フレームとして符号化され
る。前方予測フレーム間符号化及び両方向予測フレーム
間符号化は、動き補償予測フレーム間符号化と呼ばれ
る。
【０００３】ＭＰＥＧ方式による動画像の符号化データ
を早送り再生する場合は、参照フレームを必要としない
Ｉピクチャのみを再生するか、あるいはＢピクチャが参
照フレームとして用いられないという性質を利用し、Ｂ
ピクチャを飛ばしてＩピクチャ及びＰピクチャのみを復
号化する方法が一般的である。しかし、Ｉピクチャのみ
を再生する場合、Ｉピクチャの周期が長いと、高速な早
送りは実現できるものの、滑らかな早送り再生が出来な
い。Ｉピクチャ及びＰピクチャを用いた早送りでは、Ｐ
ピクチャにフレーム間予測符号化が用いられているた
め、全てのＩピクチャ及びＰピクチャの復号化を行う必
要があり、早送り速度を自由に変更することが困難とな
る。
【０００４】また、従来のＭＰＥＧ方式の動画像符号化
では、Ｂピクチャは参照フレームとして用いられないた
め、複数のＢピクチャが連続する予測構造の場合、Ｂピ
クチャの符号化において時間的に離れたＰピクチャを参
照フレームとせざるを得ず、Ｂピクチャの符号化効率が
低下するという問題がある。一方、復号化されたＢピク
チャをＰピクチャにおける参照フレームとして用いる構
成とすると、上述のＢピクチャを飛ばした早送り再生時
にも、Ｂピクチャを含む全てのフレームを復号化するこ
とが必要となり、効率的に早送り再生を行うことが困難
となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＭＰ
ＥＧのように動き補償予測フレーム間符号化を含む符号
化によって得られた動画像符号化データについて早送り
再生を行う場合、Ｉピクチャのみを再生すると滑らかな
早送りを自由な再生速度で行うことが難しく、またＢピ
クチャを復号化せずにスキップした早送り再生を行う場
合は、復号化されたＢピクチャを参照フレームとして用
いることが困難であり、Ｂピクチャが連続した予測構造
では、符号化効率が低下するという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、動き補償予測フレーム間
符号化を用いた動画像の符号化及び復号化において、符
号化効率が高く、また復号化側でより自由度の高い早送
り再生を可能とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は動画像の符号化対象フレームに対して、少
なくとも一つの復号化済みフレームを参照フレームとし
て用いる動き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処
理を行う動画像符号化において、フレーム間予測構造を
複数の階層化された予測グループ構造とし、符号化対象
フレームを複数の参照フレームがそれぞれ属する複数階
層の予測グループのうちの何れかの階層の予測グループ
に振り分け、符号化対象フレームが振り分けられた階層
以下の少なくとも一つの階層の予測グループに属する参
照フレームを用いて動き補償予測フレーム間符号化を行
う。
【０００８】また、符号化対象フレームが振り分けられ
た階層の予測グループを示す第１の識別情報及び動き補
償予測フレーム間符号化に使用された参照フレームを示
す第２の識別情報を、該符号化対象フレームに対する動
き補償予測フレーム間符号化の結果と共に符号化データ
として出力する。
【０００９】一方、動画像の符号化対象フレームに対し
て動き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処理を行
って得られた符号化データを復号化して動画像を再生す
る動画像復号化においては、符号化データに含まれる符
号化対象フレームが振り分けられた階層の予測グループ
を示す第１の識別情報及び動き補償予測フレーム間符号
化に使用された参照フレームを示す第２の識別情報を復
号化し、復号化された第１の識別情報及び第２の識別情
報に従って、符号化対象フレームが振り分けられた階層
の予測グループ又はそれより下位の階層の予測グループ
に属する少なくとも一つの参照フレームを選択し、選択
した参照フレームを用いて符号化データに含まれる動き
補償予測フレーム間符号化の結果を復号化する。
【００１０】このように各階層の予測グループに振り分
けられた符号化対象フレームは、該階層以下の予測グル
ープに属する参照フレームを用いて動き補償予測フレー
ム間符号化が行われることにより、復号化に際しては上
位階層の予測グループに属する符号化対象フレームの符
号化結果を復号化することなしに、正常に復号化するこ
とが可能となる。従って、復号化する予測グループの最
上位階層を変化させることで、復号化されるフレーム数
を変化させることが可能となり、階層に応じて再生され
るフレームレートを可変としたり、あるいは復号化した
フレームの表示フレームレートを変更することで、速度
可変の早送り再生を行うことなどが容易に実現できる。
また、特定の階層以下の符号化データのみを選択して送
出することで、伝送帯域に応じたビットレート可変のス
トリーミングを行うことも可能となる。
【００１１】この場合、複数階層の予測グループにそれ
ぞれ属する前記参照フレームの最大フレーム数を予め前
記予測グループ毎に個別に定めておき、この最大参照フ
レーム数に従って、各階層の予測グループの参照フレー
ムのメモリ管理を行うようにしてもよい。
【００１２】このようにすると、復号化に必要となる参
照フレームの最大フレーム数を、復号化する最上位階層
の予測グループ以下の予測グループにおける最大参照フ
レーム数の総和から一意に決定できる。従って、動画像
復号化において限られたメモリ資源の中で、復号化可能
な予測グループの最上位階層が一意に求められ、また上
述したように復号化する予測グループの最上位階層を変
化させて早送り再生や伝送ビットレートを変更する際
に、復号化で用いる参照メモリの必要最小限の量を一意
に決定することができ、復号化時の必要最小限のメモリ
確保を容易に行うことか可能となる。
【００１３】さらに、複数階層の予測グループにそれぞ
れ属する参照フレームの最大フレーム数の総和を一定と
し、該最大フレーム数を示す情報を第１の識別情報と第
２の識別情報及び動き補償予測フレーム間符号化の結果
と共に符号化データとして出力し、各階層の予測グルー
プの参照フレームのメモリ管理を行うようにしてもよ
い。
【００１４】このようにすると、総容量が固定の参照メ
モリを各階層の予測グループに動的に配分させることが
可能となるため、動画像信号の性質の変化に応じて各階
層の予測グループの参照メモリ数の比が最適になるよう
に動的にフレームメモリを配分することで、符号化効率
を向上させることが可能となる。また、総参照フレーム
数が一定であるため、符号化及び復号化に必要な参照フ
レーム数は常に固定量を確保すればよく、メモリ管理を
容易にすることができる。さらに、各階層の予測グルー
プに属する参照フレーム数を示す情報をヘッダ情報とし
て符号化することで、符号化側と復号化側で各階層の予
測グループの参照フレーム数を一致させることが可能と
なり、各階層の予測グループの動的な参照フレーム数の
変化が発生しても、破綻無く復号化することが可能とな
る。
【００１５】さらに、符号化処理として符号化対象フレ
ームのフレーム毎にフレーム内符号化、前方予測フレー
ム間符号化及び両方向予測フレーム間符号化に切り替え
て行い、フレーム内符号化及び前方予測フレーム間符号
化を行う符号化対象フレーム及び該符号化対象フレーム
に対応する参照フレームを第１階層の予測グループに振
り分け、両方向予測フレーム間符号化を行う符号化対象
フレーム及び該符号化対象フレームに対応する参照フレ
ームを該第１階層よりも上位の第２階層の予測グループ
に振り分けるようにしてもよい。
【００１６】このようにすると、従来のＭＰＥＧ等の符
号化と同様に、Ｉピクチャのみ、あるいはＩピクチャ及
びＰピクチャのみを復号化する早送り再生を、Ｂピクチ
ャを復号化すること無しに行うことが可能となる。さら
に、Ｂピクチャにおいては復号化されたＩピクチャまた
はＰピクチャに加えて、さらに１つまたは複数の復号化
されたＢピクチャも参照フレームとして用いることが可
能となり、Ｂピクチャの予測効率を従来よりも改善する
ことが可能となる。
【００１７】さらに、本発明によると上述した動画像符
号化及び動画像復号化の処理をコンピュータに行わせる
ためのプログラムを提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。 （符号化側について）図１は、本実施形態に係る動画像
符号化装置の構成を示すブロック図である。図２は、動
き補償予測フレーム間符号化に関する概略的な手順を示
すフローチャートである。図１に示す動画像符号化装置
は、ハードウェアで実現してもよいし、コンピュータを
用いてソフトウェアにより実行してもよい。一部の処理
をハードウェアで実現し、他の処理をソフトウェアによ
り行ってもよい。
【００１９】本実施形態は、従来のＭＰＥＧ方式に代表
されるような、動き補償予測と直交変換及び可変長符号
化を組み合わせた動画像符号化をベースとしている。以
下の説明では、予測グループが２階層の場合について説
明する。
【００２０】フレーム毎に入力される動画像信号１００
（符号化対象フレーム）は、まず動き補償予測器１１１
によって２階層の予測グループのうちの何れかの階層の
予測グループに振り分けられる（ステップＳ１１）。次
に、符号化対象フレームが振り分けられた階層以下の少
なくとも一つの階層の予測グループに属する少なくとも
一つの参照フレームとして動き補償予測フレーム間符号
化が行われる（ステップＳ１２）。
【００２１】各階層の予測グループに対する符号化対象
フレームの振り分けは、例えば偶数フレームは第１階層
の予測グループ、奇数フレームは第２階層の予測グルー
プといったように、時間方向で変化するように行われ
る。各階層の予測グループに属する参照フレームも、参
照フレームとなる符号化済みフレームの元となった符号
化対象フレームが属する予測グループに応じて決定され
る。すなわち、ある符号化対象フレームがある階層の予
測グループに振り分けられるとすると、その符号化対象
フレームを符号化し局部復号化して得られた符号化済み
フレームも、同じ階層の予測グループに属する。ステッ
プＳ１１〜Ｓ１２の処理は、具体的には次のようにして
行われる。
【００２２】上述のように第１階層及び第２階層の予測
グループには、予め複数の符号化済みフレームが参照フ
レームとして属している。符号化済みフレームを参照フ
レームとして一時保存するために、二組の参照メモリセ
ット１１８，１１９が用意されている。第１の参照メモ
リセット１１８には、既に符号化され且つ復号化された
複数の動画像フレーム（これらを符号化済みフレームと
いう）のうち、第１階層の予測グループに属する複数の
符号化済みフレームが参照フレームとして一時保存され
ている。第２の参照メモリセット１１９には、複数の符
号化済みフレームのうち、第２階層の予測グループに属
する複数の符号化済みフレームが参照フレームとして一
時保存されている。
【００２３】第１階層の予測グループに振り分けられた
符号化対象フレームは、第１の参照メモリセット１１８
に保存されている、第１階層の予測グループに属する参
照フレームを用いて動き補償予測フレーム間符号化が行
われる。一方、第２階層の予測グループに振り分けられ
た符号化対象フレームは、第１及び第２の参照メモリセ
ット１１８，１１９に保存されている、第１及び第２階
層の予測グループ両方に属する参照フレームを用いて動
き補償予測フレーム間符号化が行われる。
【００２４】動き補償予測フレーム符号化について具体
的に説明すると、まず入力動画像信号１００である符号
化対象フレームが第１階層の予測グループに属する場
合、第１の参照メモリセット１１８に一時保存されてい
る一つまたは複数の参照フレームが読み出され、動き補
償予測器１１１に入力される。このときスイッチ１２０
はオフ状態にあり、第１の参照メモリセット１１９から
の参照フレームは動き補償予測器１１１に入力されな
い。動き補償予測器１１１では、第１の参照メモリセッ
ト１１８から読み出される一つまたは複数の参照フレー
ムを用いて動き補償予測が行われることにより、予測画
像信号１０４が生成される。予測画像信号１０４は減算
器１１０に入力され、ここで入力動画像信号１００に対
する予測画像信号１０４の誤差信号である予測誤差信号
１０１が生成される。
【００２５】入力動画像信号１００である符号化対象フ
レームが第２階層の予測グループに属する場合、スイッ
チ１２０はオン状態にあり、第１の参照メモリセット１
１８及び第２の参照メモリセット１１９に一時保存され
ている一つまたは複数の参照フレームが読み出され、動
き補償予測器１１１に入力されることにより、上記と同
様に動き補償予測器１１１により予測画像信号１０４が
生成され、さらに減算器１１０によって予測誤差信号１
０１が生成される。
【００２６】予測誤差信号１０１は、ＤＣＴ変換器１１
２により離散コサイン変換され、これによって得られた
ＤＣＴ係数が量子化器１１３により量子化される。量子
化されたＤＣＴ係数データ１０２は二分岐され、一方に
おいて可変長符号化器１１４により符号化される。量子
化され二分岐されたＤＣＴ係数データ１０２は、他方に
おいて逆量子化器１１５及び逆ＤＣＴ変換器１１６を経
て予測誤差信号として再生される。この再生された予測
誤差信号が予測画像信号１０４と加算されることによ
り、局部復号化画像信号１０３が生成される。
【００２７】局部復号化画像信号１０３である符号化済
みフレームは、該符号化済みフレームの元となった入力
動画像信号１００である符号化対象フレームに振り分け
られた階層の予測グループに応じて第１及び第２の参照
メモリセット１１８，１１９のいずれかに一時保存され
る（ステップＳ１３）。すなわち、符号化済みフレーム
は該符号化済みフレームの元となった符号化対象フレー
ムが第１階層の予測グループに属する場合には、第１の
参照メモリセット１１８に一時保存され、該符号化対象
フレームが第２階層の予測グループに属する場合には、
第２の参照メモリセット１１９に一時保存される。
【００２８】動き補償予測器１１１からは、動き補償予
測のために用いた動きベクトルと、符号化対象フレーム
が所属する予測グループを識別するインデックス（第１
の識別情報）、及び動き補償予測フレーム間符号化に使
用した参照フレームを特定するインデックス（第２の識
別情報）を含むいわゆるサイド情報１０５が出力され、
可変長符号化器１１４によって符号化される（ステップ
Ｓ１４）。この場合、予測グループを識別するインデッ
クスは、例えば予測構造を表すピクチャタイプとして符
号化され、参照フレームを特定するインデックスはマク
ロブロック毎に符号化される。
【００２９】これらのサイド情報は、動き補償予測フレ
ーム間符号化の結果である量子化されたＤＣＴ係数デー
タと共に可変長符号の符号化データ１０６として出力さ
れる（ステップＳ１５）。例えば、サイド情報は符号化
データ１０６にヘッダ情報として符号化される。さら
に、各階層の予測グループに属する参照フレーム数の総
和を予め規定して、各階層の予測グループに割り当てる
参照フレームの最大フレーム数を設定する後述の第２の
参照フレーム数設定方法を採用した場合には、該最大フ
レーム数を示す情報も符号化データ１０６のヘッダ情報
として符号化される。符号化データ１０６は、図示しな
い蓄積媒体や伝送媒体に送出される。
【００３０】参照メモリセット１１８，１１９では、新
しい復号化済みフレームが参照フレームとして順次書き
込まれ、また時間的に最も古い参照フレームから順次削
除される、いわゆるＦＩＦＯ(First-In First-Out)型の
制御がフレーム単位で行われる。ただし、参照フレーム
が読み出されるときには、各参照メモリセット１１８，
１１９内の任意の参照フレームへのランダムアクセスが
行われる。
【００３１】参照メモリセット１１８，１１９にそれぞ
れ一時保存される参照フレームの数（言い換えれば、参
照メモリセット１１８，１１９にそれぞれ含まれる参照
メモリの数）は、次に示す２つの方法の何れかにより設
定される。
【００３２】第１の参照フレーム数設定方法では、符号
化の方法あるいはプロファイルやレベルといった符号化
仕様に応じて、予め各階層の予測グループに属する参照
フレームの最大フレーム数を個別に定める。動画像符号
化装置及び動画像復号化装置においては、こうして予め
定められた最大フレーム数の参照フレームを予測グルー
プ毎に確保して符号化及び復号化を行う。この場合、符
号化仕様を動画像符号化装置及び動画像復号化装置で一
致させることにより、必要な数の参照フレームを自動的
に確保することが可能である。
【００３３】第２の参照フレーム数設定方法では、符号
化の方法あるいはプロファイルやレベルといった符号化
仕様に応じて、各階層の予測グループに属する参照フレ
ーム数の総和を予め規定し、各階層の予測グループにど
れだけの参照フレーム数を割り当てるかという配分に関
する情報、すなわち最大フレーム数を示す情報を符号化
データ１０６のヘッダ情報として符号化する。
【００３４】このように第２の参照フレーム数設定方法
では、符号化側で各階層の予測グループにそれぞれ最適
な参照フレームの最大フレーム数を動的に割り当て、そ
の割り当てた最大フレーム数を示す情報を符号化するこ
とで、符号化側と復号化側で各階層の予測グループに属
する参照フレームの最大フレーム数を動的に一致させる
ことが可能となる。従って、各階層の予測グループに属
する参照フレームの最大フレーム数の割合を入力動画像
信号１００の画像の性質の変化に応じて最適に変更する
ことにより、符号化効率を向上させることが可能とな
る。
【００３５】（復号化側について）図３は、本実施形態
に係る図１に示した動画像符号化装置に対応する動画像
復号化装置の構成を示すブロック図である。図４は、動
き補償予測フレーム間符号化に対応する復号化に関する
概略的な手順を示すフローチャートである。図３に示す
動画像復号化装置も、ハードウェアで実現してもよい
し、ソフトウェアにより実行してもよく、また一部の処
理をハードウェアで実現し、他の処理をソフトウェアに
より行ってもよい。
【００３６】図３に示す動画像復号化装置には、図１に
示した動画像符号化装置から出力された符号化データ１
０６が、図示しない蓄積媒体または伝送媒体を介して入
力される。入力された符号化データ２００は、可変長復
号化器２１４により可変長符号の復号化が行われ、量子
化ＤＣＴ係数データ２０１とサイド情報２０２が出力さ
れる。量子化ＤＣＴ係数データ２０１は、逆量子化器２
１５及び逆ＤＣＴ変換器２１６を経て復号されることに
より、予測誤差信号が再生される。
【００３７】一方、サイド情報２０２としてマクロブロ
ック毎に符号化された動きベクトルと、符号化対象フレ
ーム毎に所属する予測グループを識別するインデックス
（第１の識別情報）、及び参照フレームを特定するイン
デックス（第２の識別情報）が復号化される（ステップ
２１）。これらのサイド情報に従って、符号化時と同様
に参照フレームの選択及び動き補償が行われることによ
り予測画像信号２０３が生成される。
【００３８】すなわち、符号化対象フレーム毎に所属す
る予測グループを識別するインデックス（第１の識別情
報）と参照フレームを特定するインデックス（第２の識
別情報）に従って参照フレームが選択され（ステップＳ
２２）、この選択された参照フレームを用いて動き補償
予測フレーム間符号化の結果が復号化される（ステップ
Ｓ２３）。さらに、予測画像信号２０３と逆ＤＣＴ変換
器２１６からの予測誤差信号が加算されることにより、
復号化画像信号２０４が生成される 復号化画像信号２０４である復号化済みフレームは、該
復号化済みフレームの元となった符号化済みフレームが
所属する予測グループに応じて、第１及び第２の参照メ
モリセット２１９の何れか一方に一時保存され、参照フ
レームとして用いられる（ステップＳ２４）。これらの
参照メモリセット２１８，２１９は、動画像符号化装置
と同様にＦＩＦＯ型の制御が行われる。ここで、各階層
の予測グループに属する参照フレームの数については、
先の動画像符号化装置において説明した第１または第２
の参照フレーム数設定方法に従って設定される。
【００３９】すなわち、第１の参照フレーム数設定方法
に従って符号化仕様に応じて予め各階層の予測グループ
に属する参照フレームの最大フレーム数を個別に定めて
いる場合には、各階層の予測グループに属する参照フレ
ームの数は符号化仕様毎に固定の値とされる。また、第
２の参照フレーム数設定方法に従って符号化仕様に応じ
て各階層の予測グループに属する参照フレーム数の総和
を予め規定し、各階層の予測グループに参照フレームの
最大フレーム数を割り当てている場合には、参照フレー
ムの総和のみ固定で、符号化データのヘッダ情報から復
号化される参照フレームの最大数を示す情報に基づいて
動的に各階層の予測グループに属する参照フレームの数
が制御される。
【００４０】図５は、図１に示した動画像符号化装置に
おける動き補償予測器１１１、及び図３に示した動画像
復号化装置における動き補償予測器２１１として用いら
れる動き補償予測器の詳細な構成を示したものである。
前述した通り、符号化あるいは復号化すべきフレームが
属する階層の予測グループに応じて、使用可能な参照フ
レームが異なる。図５におけるフレームメモリ３０２か
ら３０４は、１つの階層の予測グループに属する符号化
フレームに対する参照フレームとして使用可能な参照フ
レームを保存しいるものとする。
【００４１】この動き補償予測器では、マクロブロック
毎に使用可能な参照フレームの中から１つを選択する
か、あるいは線形予測器３０１により使用可能な参照フ
レームの線形和をとってその線形和による予測の何れか
を選択し、動き補償を行って予測マクロブロックを生成
する。
【００４２】動画像符号化装置では、予測誤差が小さく
符号化効率の最も高い予測マクロブロックが選択される
ように、参照フレーム及び動きベクトルがマクロブロッ
ク毎に選択される。選択された参照フレームの情報及び
動きベクトルの情報は、マクロブロック毎に符号化され
る。
【００４３】動画像復号化装置では、受信した動きベク
トル及び参照フレームの情報に応じて動き補償器で予測
マクロブロックを生成し、復号化を行う。線形和による
予測を行う場合は、線形予測係数に関する情報を符号化
データのヘッダ情報として符号化を行い、符号化と復号
化で線形予測係数を一致させる。
【００４４】図６及び図７は、従来のＭＰＥＧ動画像符
号化におけるフレーム間予測構造及び参照メモリ制御の
例を示す図である。横軸は時間を示しており、Ｉ０，Ｐ
１，Ｐ２等は表示順のフレームを示している。例えば、
Ｉ０はＩピクチャでフレーム番号が０番、Ｐ１はＰピク
チャでフレーム番号が１番、Ｂ２はＢピクチャでフレー
ム番号が２番ということをそれぞれ示している。図中の
矢印はフレーム間の予測構造を示しており、参照フレー
ムから符号化対象フレームへの向きを示している。例え
ば、図６において符号化対象フレームＰ1 に対して、Ｉ
０が参照フレームであることを示している。以下、図６
及び図７のそれぞれの例について詳しく説明する。ま
ず、図６はＩピクチャ及びＰピクチャのみから構成され
る予測構造を示している。ＭＰＥＧ符号化では、Ｐピク
チャは直前に符号化されたＩピクチャまたはＰピクチャ
のみを参照フレームとする。図中ＦＭ１及びＦＭ２は、
復号化における参照メモリ（フレームメモリ）の使い回
しを示している。ここで、各フレームは１フレーム期間
かけて復号化するものとする。
【００４５】Ｉ０の復号化は、図中Ｉ０フレームからＰ
１フレームまでの間の期間に行われるものとし、復号化
画像信号は参照メモリＦＭ１に順次書き込まれ、次にＰ
１の復号化が終了するまで参照メモリＦＭ１に保存され
る。Ｐ１の復号化は、参照メモリＦＭ１に保存されたＩ
０フレームを参照フレームとして行われ、復号化された
Ｐ１フレームは順次参照フレームＦＭ２に書き込まれ、
次にＰ２の復号化が終了するまでＦＭ２に保存される。
Ｐ２の復号化は、参照メモリＦＭ２に保存されたＰ１フ
レームを参照フレームとして行われ、復号化されたＰ２
フレームは参照メモリＦＭ１に既に保存されたＩ０フレ
ームを上書きしながら書き込まれる。以上のように、Ｉ
ピクチャ及びＰピクチャから構成される符号化データの
復号化は２フレーム分の参照メモリを用いて行われる。
【００４６】図７は、従来のＭＰＥＧ動画像符号化でＢ
ピクチャを含む場合の例である。Ｂピクチャは、後方フ
レームからの予測も用いられるため、表示順と異なる順
序にフレームの並べ替えが行われ、符号化及び復号化が
行われる。図７の上段は表示順のフレーム及びフレーム
間予測構造を示し、下段は符号化及び復号化におけるフ
レーム順を示している。ＦＭ１及びＦＭ２は復号化にお
ける参照メモリの使い回しを示している。
【００４７】図７に示すフレーム間予測構造を持つ符号
化データの復号化時には、まずＩ０フレームが復号化さ
れ、参照メモリＦ１に書き込まれる。続いて、参照メモ
リＦＭ１に保存された復号化されたＩ０フレームを参照
フレームとしてＰ３フレームの復号化が行われ、復号化
されたＰ３フレームは参照メモリＦＭ２に書き込まれ
る。次に、参照メモリＦＭ１に保存された復号化された
Ｉ０フレームを前方予測の参照フレームとし、また参照
メモリＦＭ２に保存された復号化されたＰ３フレームを
後方予測の参照フレームとして、ＢピクチャＢ１及びＢ
２の復号化が順次行われる。次に、Ｐ６フレームが参照
メモリＦＭ２に保存されたＰ３フレームを参照フレーム
として復号化され、復号化されたＰ６フレームは参照メ
モリＦＭ１に既に保存されたＩ０フレームを上書きしな
がら書き込まれる。Ｂピクチャは、参照フレームとして
は用いられないため、Ｂピクチャの復号化画像は参照メ
モリには保存されず、順次出力して表示される。
【００４８】Ｉピクチャ及びＰピクチャの復号化時は、
参照メモリに保存されている１つ前のＩピクチャまたは
Ｐピクチャが出力され表示される。例えば、Ｐ３のデコ
ード時には参照メモリＦＭ１に保存されたＩ０が表示さ
れ、Ｐ６のデコード時には参照メモリＦＭ２に保存され
たＰ３が表示される。このようにＩピクチャ及びＰピク
チャの表示を１周期遅らせることで、復号化順が正しい
表示順に並べ替えられる。以上のように、Ｂピクチャを
含む場合においても、２フレームの参照フレームで復号
化が行われる。
【００４９】図８から図１３は、本実施形態におけるフ
レーム間予測構造及び参照メモリ制御の例を示す図であ
る。以下、それぞれの例について説明する。図８は、図
６と同様にＩピクチャ及びＰピクチャから構成される
が、各フレームを予測グループａと予測グループｂとの
交互に切り替える例であり、予測グループｂは予測グル
ープａの上位階層とする。また、予測グループａ及び予
測グループｂの参照メモリ数はそれぞれ１フレームであ
るとする。
【００５０】図中Ｉa0，Ｐa2，Ｐa4で示されるように、
サフィックスａの付加されたピクチャは予測グループａ
であることを示し、また、Ｐb1，Ｐb3，Ｐb5のようにサ
フィックスｂの付加されたピクチャは予測グループｂで
あることを示している。これらの予測グループの属性
は、ピクチャタイプの拡張、または独立したインデック
スとして符号化対象フレームのヘッダ情報として符号化
される。予測グループａに属する符号化対象フレーム
は、予測フレームａに属する既に復号化されたフレーム
のみを参照フレームとして用いることが可能であり、ま
た、上位階層の予測フレームｂでは、既に復号化された
予測グループａ及び予測グループｂの何れかに属する１
フレームまたは両方の復号化フレームの線形和を用いて
予測画像を生成することが可能である。
【００５１】各階層の予測グループともに１フレームの
参照メモリを持っているため、予測グループａの符号化
対象フレームの参照フレーム数は最大１フレームとな
り、予測グループｂの符号化対象フレームの参照フレー
ム数は最大２フレームが使用可能である。例えば、予測
グループａに属するＰa2フレームは、復号化されたＩa0
フレームのみを参照フレームとして用いるが、予測グル
ープｂに属するＰb3は、予測グループａに属する復号化
されたＰa2フレームと、予測グループｂに属する復号化
されたＰb1フレームの２フレームを参照フレームとして
用いる。
【００５２】図８において、ＦＭ１，ＦＭ２及びＦＭ３
は図６あるいは図７と同様の物理的な参照メモリの使い
回しを示している。また、ＤＥＣ，ＲＥＦa及びＲＥＦb
はそれぞれ論理的な参照メモリの使い回しを示してい
る。換言すると、ＤＥＣ，ＲＥＦa及びＲＥＦbは仮想ア
ドレスで表現したフレームメモリであり、ＦＭ１，ＦＭ
２及びＦＭ３は同フレームメモリを物理アドレスで表現
したものである。仮想アドレス表現では、ＤＥＣは現在
復号化中のフレームを一時保存するためのフレームメモ
リであり、またＲＥＦa及びＲＥＦbはそれぞれ予測グル
ープａ及び予測グループｂの参照メモリを示している。
従って、ＲＥＦaには復号化された予測グループａに属
するフレームが順次一時保存され、ＲＥＢbには復号化
された予測グループｂに属するフレームが順次一時保存
される。
【００５３】図８の例では、例えば上位階層の予測グル
ープｂに属する符号化対象フレームを破棄して、予測グ
ループａに属するフレームのみを復号化することが可能
である。この場合、必要な参照メモリ数は、現在復号化
中のフレームを一時保存するためのフレームメモリＤＥ
Ｃと、予測グループａの参照メモリＲＥＦaの２フレー
ム分があれば復号化が可能である。
【００５４】予測グループａに属するフレームのみを復
号化することで、フレーム周期を半分にした復号化を予
測構造に破綻をきたすことなく行うことができる。例え
ば、予測グループａに属する復号化フレームを２倍のフ
レームレートで再生することで、滑らかな早送り再生を
行うことが可能である。また、映像ストリーミング等に
おいて伝送路の帯域幅が時間変動する場合に、通常は全
ての符号化データを送出し、伝送路の有効帯域幅が低下
した場合は、予測グループｂに属する符号化データを破
棄して、下位階層の予測グループａ属する符号化データ
のみを送出しても、受信側では破綻無く再生することが
可能である。
【００５５】図９は、図８の例を変形した例であり、予
測グループａに属するフレームの間に予測グループｂに
属するフレームが２フレーム挿入された予測構造であ
り、また各階層の予測グループの参照メモリ数は何れも
１フレームである。この場合も、図８と同様に３フレー
ム分のフレームメモリを使いまわすことで、図６と同様
の復号化を行うことが可能である。図９の例では、例え
ば予測グループａのフレームのみを復号化し、符号化さ
れたフレームを本来のフレームレートで再生すること
で、滑らかな３倍速再生を行うことも可能である。
【００５６】図１０では、図６と同様にＩピクチャ及び
Ｐピクチャから構成され、また、予測グループはａ，
ｂ，ｃの３階層とし、入力フレーム４フレーム毎に予測
グループａのフレームが割り当てられ、予測グループａ
のフレーム間に予測グループｂの１フレームと予測グル
ープｃの２フレームが配置された予測構造としている。
【００５７】各階層の予測グループａ，ｂ，ｃの参照フ
レーム数はぞれぞれ１フレームであり、ａ，ｂ，ｃの順
で階層が上がるものとする。つまり、予測グループａに
属するのフレームは、復号化された予測グループａの１
フレームのみを参照フレームとし、予測グループｂに属
するのフレームは、復号化された予測グループａ及び予
測グループｂの２フレームを参照フレームとし、予測グ
ループｃに属するのフレームは、復号化された予測グル
ープａ，ｂ及びｃの３フレームを参照フレームとして用
いることができる。
【００５８】図１０において、ＤＥＣ，ＲＥＦa，ＲＥ
Ｆb及びＲＥＦcは復号化フレームの一時保存フレームメ
モリ、予測グループａの参照フレーム、予測グループｂ
の参照フレーム、及び予測グループｃの参照フレームを
示す論理的なフレームメモリの使い回しを示すものであ
り、またＦＭ１，ＦＭ２，ＦＭ３及びＦＭ４は、上記４
フレーム分のフレームメモリの物理的な使い回しを示し
ている。各階層の予測グループ毎に、直前に復号化され
た１フレームが、参照メモリＲＥＦa，ＲＥＦb及びＲＥ
Ｆcに一時保存され、また、現在復号中のフレームは復
号化フレームメモリＤＥＣに書き込まれる。
【００５９】図１０の構成では、予測グループが３階層
で構成されるため、予測グループｃ以下の全ての符号化
フレームを復号化すると通常の再生が行われ、また予測
グループｂ以下の符号化フレームを復号化すると、通常
の１／２のフレームが復号化され、また予測グループａ
の符号化フレームのみを復号化すると、通常の１／４の
フレームが復号化されることになる。また、上記何れの
復号化においても、予測構造の破綻は発生せずに、正常
に復号化画像を生成することが可能である。復号化する
階層を動的に制御することで、滑らかな可変速の早送り
再生を実現したり、あるいは送出する階層を動的に制御
することで、送出ビットレートを動的に変更することが
可能となる。
【００６０】図１１では、図７と同様にＩピクチャ、Ｐ
ピクチャ及びＢピクチャから構成され、Ｉピクチャ及び
Ｐピクチャを予測グループａとし、Ｂピクチャを予測グ
ループｂとしている。予測グループｂは予測グループａ
の上位階層とする。また、予測グループａの参照メモリ
数は２フレーム、予測グループｂの参照メモリ数は１フ
レームである。図１１の例では、予測グループａのＩピ
クチャ及びＰピクチャの参照メモリ数を２フレームとし
ているので、Ｐピクチャにおいて、直前に符号化あるい
は復号化されたＩピクチャまたはＰピクチャと、さらに
その前に符号化された符号化あるいは復号化されたＩピ
クチャまたはＰピクチャの２フレームを参照フレームと
して用いることが可能である。また、Ｂピクチャにおい
ては、予測グループｂが参照フレームを１フレーム持つ
ため、直前に符号化あるいは復号化されたＢピクチャ１
フレームを参照フレームとし、さらに下位階層の予測グ
ループである過去２フレームのＩピクチャ及びＰピクチ
ャと合わせて、３フレームの参照フレームを用いること
が可能である。
【００６１】図８から図１０と同様に、ＦＭ１，ＦＭ
２，ＦＭ３及びＦＭ４が物理的なフレームメモリの使い
回しを示しており、ＤＥＣ，ＲＥＦa1，ＲＥＦa2及びＲ
ＥＦbが論理的なフレームメモリの使い回しを示してい
る。ＤＥＣは復号化中のフレームの一時保存フレームメ
モリであり、ＲＥＦa1及びＲＥＦa2は予測グループａの
２フレーム分の参照メモリであり、ＲＥＦbは予測グル
ープｂの１フレーム分の参照メモリを示している。
【００６２】図１１におけるＩdx0，Ｉdx1及びＩdx2
は、復号化中のフレームの参照フレームを特定するため
のインデックスを示している。例えば、Ｐa6フレームの
復号化においては、予測グループａに属する直前の２フ
レームＰa3，Ｉa0が参照フレームの候補であり、参照フ
レームのインデックスは符号化対象フレームに時間的に
近いものから順次番号を割り当てる。参照フレームを示
すインデックスは、マクログロック毎に符号化するもの
とし、マクロブロック毎に参照フレームの選択を行われ
る。インデックス０のマクロブロックは、直前のＩピク
チャまたはＰピクチャから予測画像が生成され、インデ
ックス１のマクロブロックは、２つ前のＩピクチャまた
はＰピクチャから予測画像を生成する。また、直前のＩ
ピクチャまたはＰピクチャ、及び２つ前のＩピクチャま
たはＰピクチャの線形和によって予測画像を生成する場
合、インデックス０及びインデック１の組み合わせであ
ることを識別するインデックスがマクロブックのヘッダ
情報として符号化される。
【００６３】さらに、図１１におけるＢＷrefはＢピク
チャにおける後方予測の参照フレームを示している。図
１１の例では、例えばＢb1及びＢb2の後方参照フレーム
はＰa3，Ｂb4及びＢb5の後方参照フレームはＰa6とな
る。後方予測の参照フレームは、フレーム並べ替えの制
約から、直前に符号化あるいは復号化されたＩピクチャ
またはＰピクチャに制限されるため、参照フレームは一
意に決定される。従って、後方予測の参照フレームＢＷ
refについては、ヘッダ情報として符号化する必要はな
い。
【００６４】また、Ｂピクチャにおける前方予測につい
ては、図１１の例では最大２フレームの中から選択可能
である。例えば、Ｂb4の符号化及び復号化においては、
時間的に直前のフレームであり予測グループａに属する
Ｐa3及び時間的にさらにその前のフレームであり予測グ
ループｂに属するＢb2を参照フレームとして用いること
が可能であり、マクロブロック毎に何れの参照フレーム
を選択されたか、あるいは両者の線形和に予測を行うか
を示すインデックスが符号化される。Ｂb5についても同
様に、Ｂb4及びＰa3の２種類が参照フレームとして用い
られる。
【００６５】参照フレームのインデックスは、符号化対
象フレーム毎に前方予測の参照フレームとして使用可能
な参照フレームに対して、時間的に近いものから順次番
号を振る。図１１の例では、Ｐピクチャの符号化及び復
号化においては参照メモリに保存されているＩまたはＰ
ピクチャを時間順に並べて番号を振る。Ｂピクチャの符
号化及び復号化においては、後方予測の参照フレームと
して用いられる直前に符号化あるいは復号化されたＩピ
クチャまたはＰピクチャを除く、参照メモリに保存され
ている全ての参照フレームを時間順に並べて番号を振
る。図１１におけるＩdx0及びＩdx1は、上述ルールに従
って生成したインデックスである。
【００６６】図１２は図１１の例の拡張であり、予測グ
ループｂつまりＢピクチャについても参照フレーム数を
２フレームに設定し、総フレームメモリ数を５フレーム
とした場合を示している。ＦＭ1〜ＦＭ５は、物理的な
参照フレームの使い回しを示しており、ＤＥＣは復号化
時の一時保存バッファ、ＲＥＦa1及びＲＥＦa2は予測グ
ループａ、すなわちＩピクチャ及びＰピクチャの参照メ
モリ、ＲＥＦｂ１及びＲＥＦｂ２は予測グループｂ、す
なわちＢピクチャの参照メモリの論理的な使い回しをそ
れぞれ示している。また、Ｉdx0，Ｉdx1及びＩdx2は前
方予測における、参照フレームインデックスの割り付
け、ＢＷrefはＢピクチャにおける後方予測の参照フレ
ームをそれぞれ示している。図１１の例と同様に前方予
測における参照フレームインデックスは、マクログロッ
ク毎にヘッダ情報として符号化される。
【００６７】図８から図１２の例では、各階層の予測グ
ループの参照メモリ数は固定としたが、参照フレーム数
の総数が一定の下で、各階層の予測グループの参照メモ
リ数の配分を動的に変更する構成としてもよい。例え
ば、図８の構成であるタイミングで予測グループｂの参
照メモリ数を０として、同時に予測グループａの参照メ
モリ数を２とする再配分を行い、その配分変更を符号化
データのヘッダ情報で符号化側から復号化側へ通知する
構成とすればよい。その際、符号化側では予測グループ
aのフレームについては、予測グループaの過去２フレー
ムからの予測を使用可能とし、また、予測グループｂの
フレームについては、予測グループｂの過去のフレーム
からの予測は禁止し、予測グループaの過去２フレーム
からの予測を行うように、動き補償予測の選択を制御す
る。
【００６８】図１３は、図８の例に対して上記のように
参照メモリ数の配分を変化させた場合の予測構造及びフ
レームメモリの使い回しを示している。このようにする
ことで、限られた参照フレーム数の中で入力動画像に適
した最適な予測構造を動的に設定することが可能とな
り、予測効率の向上させて高能率の符号化を行うことが
可能となる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればフ
レーム間予測構造を複数の階層化された予測グループ構
造とし、上位階層の予測グループの参照フレームからの
フレーム間予測を禁止し、また総参照フレーム数が一定
の下で各階層の予測グループの参照フレーム数を動的に
変化させることで、符号化効率を従来より向上させ、か
つより自由度の高い早送り再生を可能とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動画像符号化装置の
構成を示すブロック図
【図２】動画像符号化における動き補償予測フレーム間
符号化に関する主要な処理の流れを示す図
【図３】本発明の一実施形態に係る動画像復号化装置の
構成を示すブロック図
【図４】動画像復号化における動き補償予測フレーム間
符号化結果の復号化に関する主要な処理の流れを示す図
【図５】同実施形態に係る動画像符号化装置及び動画像
復号化装置で用いられる動き補償予測器の構成例を示す
ブロック図
【図６】従来のＭＰＥＧ動画像符号化におけるフレーム
間予測構造及び参照メモリ制御の例を示す図
【図７】従来のＭＰＥＧ動画像符号化におけるフレーム
間予測構造及び参照メモリ制御の例を示す図
【図８】本発明の一実施形態に係るフレーム間予測構造
及び参照メモリ制御の例を示す図
【図９】本発明の一実施形態に係るフレーム間予測構造
及び参照メモリ制御の例を示す図
【図１０】本発明の一実施形態に係るフレーム間予測構
造及び参照メモリ制御の例を示す図
【図１１】本発明の一実施形態に係るフレーム間予測構
造及び参照メモリ制御の例を示す図
【図１２】本発明の一実施形態に係るフレーム間予測構
造及び参照メモリ制御の例を示す図
【図１３】本発明の一実施形態に係るフレーム間予測構
造及び参照メモリ制御の例を示す図
【符号の説明】
１００…入力動画像信号 １０１…予測誤差信号 １０２…量子化ＤＣＴ係数データ １０３…局部復号化画像信号 １０４…予測画像信号 １０５…サイド情報 １０６…符号化データ １１１…動き補償予測器 １１２…ＤＣＴ変換器 １１３…量子化器 １１４…可変長符号化器 １１５…逆量子化器 １１６…逆ＤＣＴ器 １１７…参照フレーム書き込み制御スイッチ １１８，１１９…参照メモリセット １２０…参照フレーム読み出し制御器 ２００…符号化データ ２０１…量子化ＤＣＴ係数データ ２０２…サイド情報 ２０３…予測画像信号 ２０４…復号化画像信号 ２１１…動き補償予測器 ２１４…可変長復号化器 ２１５…逆量子化器 ２１６…逆ＤＣＴ変換器 ２１７…参照フレーム書き込み制御スイッチ ２１８，２１９…参照メモリセット ２２０…参照フレーム読み出し制御スイッチ ３００…予測マクロブロック選択器 ３０１…線形予測器 ３０２，３０３，２０４…参照メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 義浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5C053 GB22 GB37 5C059 MA00 MA05 MA14 MA23 MC11 MC38 ME01 PP05 PP06 PP07 RB09 RC11 RC12 RC40 SS17 TA73 TB04 TC00 TC27 TC36 UA02 UA05 UA33 UA35 UA36 5J064 AA02 BA09 BA16 BB03 BB13 BC01 BC08 BC14 BC16 BD01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動画像の符号化対象フレームに対して、少
    なくとも一つの復号化済みフレームを参照フレームとし
    て用いる動き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処
    理を行う動画像符号化方法であって、 前記符号化対象フレームを複数の参照フレームがそれぞ
    れ属する複数階層の予測グループのうちの何れかの階層
    の予測グループに振り分け、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層以下の少
    なくとも一つの階層の予測グループに属する前記参照フ
    レームを用いて前記動き補償予測フレーム間符号化を行
    う動画像符号化方法。
  2. 【請求項２】動画像の符号化対象フレームに対して、少
    なくとも一つの復号化済みフレームを参照フレームとし
    て用いる動き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処
    理を行う動画像符号化方法であって、 前記符号化対象フレームを複数の参照フレームがそれぞ
    れ属する複数階層の予測グループのうちの何れかの階層
    の予測グループに振り分け、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層以下の少
    なくとも一つの階層の予測グループに属する前記参照フ
    レームを用いて前記動き補償予測フレーム間符号化を行
    い、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層の予測グ
    ループを示す第１の識別情報及び前記動き補償予測フレ
    ーム間符号化に使用された参照フレームを示す第２の識
    別情報を、該符号化対象フレームに対する前記動き補償
    予測フレーム間符号化の結果と共に符号化データとして
    出力する動画像符号化方法。
  3. 【請求項３】前記複数階層の予測グループにそれぞれ属
    する前記参照フレームの最大フレーム数を予め前記予測
    グループ毎に個別に定める請求項１または２に記載の動
    画像符号化方法。
  4. 【請求項４】前記複数階層の予測グループにそれぞれ属
    する前記参照フレームの最大フレーム数の総和を一定と
    し、前記各予測グループに配分する参照フレーム数を示
    す情報を前記第１の識別情報と第２の識別情報及び前記
    動き補償予測フレーム間符号化の結果と共に符号化デー
    タとして出力する請求項２記載の動画像符号化方法。
  5. 【請求項５】前記符号化処理として、前記符号化対象フ
    レームのフレーム毎にフレーム内符号化、前方予測フレ
    ーム間符号化及び両方向予測フレーム間符号化に切り替
    えて行い、 前記フレーム内符号化及び前方予測フレーム間符号化を
    行う符号化対象フレーム及び該符号化対象フレームに対
    応する前記参照フレームを第１階層の予測グループに振
    り分け、前記両方向予測フレーム間符号化を行う符号化
    対象フレーム及び該符号化対象フレームに対応する前記
    参照フレームを該第１階層よりも上位の第２階層の予測
    グループに振り分ける請求項１乃至請求項４のいずれか
    １項記載の動画像符号化方法。
  6. 【請求項６】動画像の符号化対象フレームに対して動き
    補償予測フレーム間符号化を含む符号化処理を行って得
    られた符号化データを復号化して動画像を再生する動画
    像復号化方法であって、 前記符号化データに含まれる前記符号化対象フレームが
    振り分けられた階層の予測グループを示す第１の識別情
    報及び前記動き補償予測フレーム間符号化に使用された
    参照フレームを示す第２の識別情報を復号化し、 復号化された前記第１の識別情報及び第２の識別情報に
    従って、前記符号化対象フレームが振り分けられた階層
    の予測グループ又はそれより下位の階層の予測グループ
    に属する少なくとも一つの参照フレームを選択し、 選択した参照フレームを用いて前記符号化データに含ま
    れる前記動き補償予測フレーム間符号化の結果を復号化
    する動画像復号化方法。
  7. 【請求項７】動画像の符号化対象フレームに対して、少
    なくとも一つの復号化済みフレームを参照フレームとし
    て用いる動き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処
    理を行う動画像符号化装置であって、 前記符号化対象フレームを複数の参照フレームがそれぞ
    れ属する複数階層の予測グループのうちの何れかの階層
    の予測グループに振り分ける手段と、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層以下の少
    なくとも一つの階層の予測グループに属する前記参照フ
    レームを用いて前記動き補償予測フレーム間符号化を行
    う手段と、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層の予測グ
    ループを示す第１の識別情報及び前記動き補償予測フレ
    ーム間符号化に使用された参照フレームを示す第２の識
    別情報を、該符号化対象フレームに対する前記動き補償
    予測フレーム間符号化の結果と共に符号化データとして
    出力する手段とを具備する動画像符号化装置。
  8. 【請求項８】動画像の符号化対象フレームに対して動き
    補償予測フレーム間符号化を含む符号化処理を行って得
    られた符号化データを復号化して動画像を再生する動画
    像復号化装置であって、 前記符号化データに含まれる前記符号化対象フレームが
    振り分けられた階層の予測グループを示す第１の識別情
    報及び前記動き補償予測フレーム間符号化に使用された
    参照フレームを示す第２の識別情報を復号化する手段
    と、 復号化された前記第１の識別情報及び第２の識別情報に
    従って、前記符号化対象フレームが振り分けられた階層
    の予測グループ又はそれより下位の階層の予測グループ
    に属する少なくとも一つの参照フレームを選択する手段
    と、 選択した参照フレームを用いて前記符号化データに含ま
    れる前記動き補償予測フレーム間符号化の結果を復号化
    する手段とを具備する動画像復号化装置。
  9. 【請求項９】動画像の符号化対象フレームに対して、少
    なくとも一つの復号化済みフレームを参照フレームとし
    て用いる動き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処
    理をコンピュータに行わせるためのプログラムであっ
    て、 前記符号化対象フレームを複数の参照フレームがそれぞ
    れ属する複数階層の予測グループのうちの何れかの階層
    の予測グループに振り分ける処理と、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層以下の少
    なくとも一つの階層の予測グループに属する前記参照フ
    レームを用いて前記動き補償予測フレーム間符号化を行
    う処理と、 前記符号化対象フレームが振り分けられた階層の予測グ
    ループを示す第１の識別情報及び前記動き補償予測フレ
    ーム間符号化に使用された参照フレームを示す第２の識
    別情報を、該符号化対象フレームに対する前記動き補償
    予測フレーム間符号化の結果と共に符号化データとして
    出力する処理とを前記コンピュータに行なわせるための
    プログラム。
  10. 【請求項１０】動画像の符号化対象フレームに対して動
    き補償予測フレーム間符号化を含む符号化処理を行って
    得られた符号化データを復号化して動画像を再生する処
    理をコンピュータに行わせるためのプログラムであっ
    て、 前記符号化データに含まれる前記符号化対象フレームが
    振り分けられた階層の予測グループを示す第１の識別情
    報及び前記動き補償予測フレーム間符号化に使用された
    参照フレームを示す第２の識別情報を復号化する処理
    と、 復号化された前記第１の識別情報及び第２の識別情報に
    従って、前記符号化対象フレームが振り分けられた階層
    の予測グループ又はそれより下位の階層の予測グループ
    に属する少なくとも一つの参照フレームを選択する処理
    と、 選択した参照フレームを用いて前記符号化データに含ま
    れる前記動き補償予測フレーム間符号化の結果を復号化
    する処理とを前記コンピュータに行わせるためのプログ
    ラム。
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