JPH11215504A

JPH11215504A - 動画像符号化装置

Info

Publication number: JPH11215504A
Application number: JP983998A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Shimada; 敏明嶋田; Hideo Ohira; 英雄大平
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-21
Also published as: JP4583514B2

Abstract

(57)【要約】【課題】動きベクトルの大きさに応じて符号量を低減
させ、符号化効率を改善することのできる動画像符号化
装置を提供すること。【解決手段】符号化手段１００は、入力画像１０とあ
らかじめ符号化された予測画像１０Ａとから画像ブロッ
クごとに動きベクトルを発生して上記予測画像１０Ａの
動きを補償する動き補償手段４４を有し、動き補償手段
４４により動き補償して入力画像１０を符号化する。こ
の符号化の過程において、コード長指定手段５０は、所
定の画像ユニットを単位として、符号化手段１００に対
し動きベクトルのコード長を指定する。また、コード長
更新手段６０は、符号化手段１００が次の画像ユニット
に対する入力画像を符号化するに際し、動き補償手段４
４が現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大き
さに基づきコード長指定手段５０が指定するコード長を
更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像を動き補償
して符号化する動画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動画像を動き補償して予測符号化
することにより動画像の符号量（情報量）を低減させる
動画像符号化技術が知られている。例えば、特開平６−
１０５２９９号公報には、動画像でなる入力画像の１画
面を所定の画像ブロックに分割して各画像ブロックごと
に複数候補の動きベクトルを用意し、フレーム間予測を
行なうに際して符号化効率を最も改善する動きベクトル
を選択する動画像圧縮装置が開示されている。

【０００３】具体的に、その構成を図６に示す。同図に
おいて、４３０はコントローラ、４３１は画像メモリ、
４３２は減算器、４３３はＤＣＴ(Discrete Cosine Tra
nsform)演算部、４３４は量子化部、４３５は可変長符
号化部（ＶＬＣ）、４３６はバッファ、４３８は逆量子
化部、４３９は逆ＤＣＴ演算部（ＩＤＣＴ）、４４０は
加算器、４４１ないし４４３はスイッチ、４４４および
４４５は予測器である。また、上述の逆量子化部４３
８、逆ＤＣＴ演算部４３９、加算器４４０、スイッチ４
４１ないし４４３、予測器４４４および４４５は、動き
補償フレーム間予測部（符号なし）を構成する。

【０００４】以下、図７に示すフローチャートに沿っ
て、図６に示す動画像圧縮装置の４種類の動作（第１な
いし第４の動作）を説明する。なお、第１ないし第４の
各動作の説明では、図７に示すフローチャートの各ステ
ップを引用するが、各動作の説明で引用されないステッ
プについては、その動作に関する限り図７に示すフロー
チャートから削除するものとする。

【０００５】まず、この動画像圧縮装置の第１の動作を
説明する。以下に述べる一連の動作はコントローラ４３
０の制御の下に行われる。画像メモリ４３１には外部か
らの画像データが蓄積される。減算器４３２は、画像メ
モリ４３１から読み出された画像データと後述の予測器
４４４または４４５からの予測画像との差分を出力す
る。ＤＣＴ演算部４３３は、減算器４３２からの差分デ
ータを直交変換して周波数軸に変換する。量子化部４３
４および可変長符号化部４３５は、ＤＣＴ演算部４３３
からのデータをそれぞれ量子化して可変長符号化し、バ
ッファ４３６を介して符号化データとして外部に出力す
る。

【０００６】ここで、動き補償フレーム間予測部（符号
なし）は、コントローラ４３０の制御の下に、時間軸方
向の圧縮のためのフレーム間予測処理を行う。すなわ
ち、量子化部４３４からのデータは、逆量子化部４３８
および逆ＤＣＴ演算部４３９により復号されて予測器４
４３または４４４からの予測画像に加算される。この予
測画像に基づき、１画面を分割して得られる所定の画像
ブロック（部分画像）ごとに複数候補の動きベクトルが
検出されて用意される（ステップＳ１）。

【０００７】そして、複数候補の動きベクトルの中から
実際に符号化するときに最もよい符号化効率を与える動
きベクトルが決定され（ステップＳ５）、既に符号化さ
れた画像（予測画像）を動きベクトル分だけ移動させて
動き補償が行われ、フレーム間予測が行われる。なお、
スイッチ４４１ないし４４３は、画像モードおよび予測
モードに応じて、コントローラ４３０により切り替えら
れる。

【０００８】次に、この動画像圧縮装置の第２の動作を
説明する。上述の第１の動作と同様にフレーム間予測が
行われ、各画像ブロックごとに複数候補の動きベクトル
が検出されて用意される（ステップＳ１）。検出された
複数候補の動きベクトルについて予測誤差が検出され、
この予測誤差について最小予測誤差に対する誤差係数が
算出される（ステップＳ２）。そして、算出された誤差
係数に基づいて、複数候補の動きベクトルの中から実際
に符号化するときに最もよい符号化効率を与える動きベ
クトルが決定される（ステップＳ５）。

【０００９】次に、この動画像圧縮装置の第３の動作を
説明する。上述の第２の動作と同様にして複数候補の動
きベクトルの予測誤差が検出されると（ステップＳ１〜
ステップ２）、この複数候補の動きベクトルに対して実
際に符号化対象となる動きベクトルの値が算出される
（ステップＳ３）。算出された動きベクトルの値を基
に、符号化したときのコード長が図８に例示するベクト
ル符号化係数として算出される（ステップＳ４）。そし
て、この符号化係数に基づいて、実際に符号化するとき
に最もよい符号化効率を与える動きベクトルが決定され
る（ステップＳ５）。

【００１０】次に、この動画像圧縮装置の第４の動作を
説明する。上述の第３の動作と同様にして複数候補の動
きベクトルの予測誤差が検出されると（ステップＳ１〜
ステップＳ２）、複数候補の動きベクトルを基に、符号
化したときのコード長がコード長ベクトル符号化係数と
して算出される（ステップＳ４）。そして、この符号化
係数に基づいて、実際に符号化するとき最もよい符号化
効率を与える動きベクトルが決定される（ステップＳ
５）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
技術にかかる動画像圧縮装置は、予め検出された複数候
補の動きベクトルの中から最もよい符号化効率を与える
動きベクトルを選択して符号化するものであって、動き
ベクトルのコード長は、その動きベクトルの大きさに関
係なく設定される。このため、動きベクトルによって
は、そのコード長が冗長となる場合があり、符号量を有
効に低減できないという問題がある。

【００１２】具体的には、上述の従来技術によれば、算
出された符号化係数に基づいて動きベクトルが決定され
るが、この符号化係数は動きベクトルの大きさに関係な
く一意に定まり、動きベクトルを符号化するための規則
は固定されている。したがって、最もよい符号化効率を
与える動きベクトルであっても、そのコード長は固定さ
れており、冗長となる場合を生じているのが現状であ
る。

【００１３】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、動きベクトルの大きさに応じて符号量を
低減させ、符号化効率を改善することのできる動画像符
号化装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。即ち、本発明
は、入力画像を所定の画像ブロックに分割し、上記入力
画像とあらかじめ符号化された予測画像とから上記画像
ブロックごとに動きベクトルを発生して上記動きベクト
ルに基づき上記予測画像の動きを補償する動き補償手段
を有し、上記動き補償手段により動き補償して上記入力
画像を符号化すると共に、指定されたコード長で上記動
きベクトルを符号化する符号化手段と、上記画像ブロッ
クからなる所定の画像ユニットを単位として、上記符号
化手段に対し上記動きベクトルのコード長を指定するコ
ード長指定手段と、上記符号化手段が次の画像ユニット
に対する上記入力画像を符号化するに際し、上記動き補
償手段が現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの
大きさに基づき上記コード長指定手段が指定するコード
長を更新するコード長更新手段とを備えた構成を有す
る。

【００１５】また、本発明の上記コード長更新手段は、
上記現在の画像ユニットで発生したすべての動きベクト
ルの大きさが、上記現在の画像ユニットに対して上記コ
ード長指定手段が指定するコード長より少ないコード長
を用いて表現される場合、上記コード長指定手段が指定
するコード長を、上記すべての動きベクトルの大きさを
表現するのに足りる最小のコード長に更新する構成を有
する。

【００１６】さらに、本発明の上記コード長更新手段
は、上記現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの
大多数となる所定の割合の動きベクトルの大きさが、上
記現在の画像ユニットに対して上記コード長指定手段が
指定するコード長より少ないコード長を用いて表現され
る場合、上記コード長指定手段が指定するコード長を、
上記動きベクトルの大多数となる所定の割合の動きベク
トルの大きさを表現するのに足りる最小のコード長に更
新する構成を有する。

【００１７】さらにまた、本発明の上記コード長更新手
段は、上記コード長指定手段が指定するコード長を用い
て上記現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大
きさを表現して上記入力画像を符号化したときに発生す
る第１の符号量と、上記動きベクトルの大きさを表現す
るのに足りる最小のコード長を用いて上記現在の画像ユ
ニットで発生した動きベクトルを表現して上記入力画像
を符号化したときに発生する第２の符号量とを求め、上
記第１の符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定
の閾値以下となる場合に上記コード長指定手段が指定す
るコード長を更新する構成を有する。

【００１８】さらにまた、本発明の上記コード長更新手
段は、上記コード長指定手段が指定するコード長を用い
て上記現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大
きさを表現して上記入力画像を符号化したときに発生す
る第１の符号量と、上記コード長指定手段が指定するコ
ード長よりも少ないコード長を用いて上記現在の画像ユ
ニットで発生した動きベクトルを表現して上記入力画像
を符号化したときに発生する第２の符号量とを求め、上
記第１の符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定
の閾値以下となる場合に上記コード長指定手段が指定す
るコード長を上記コード長指定手段が指定するコード長
よりも少ないコード長に更新する構成を有する。

【００１９】さらにまた、本発明の上記コード長更新手
段は、上記第１の符号量に対する上記第２の符号量の増
分が所定の閾値を超える場合、上記符号化手段により上
記入力画像を符号化したときに発生する符号量が上記所
定の閾値以下となる範囲内で、上記コード長指定手段が
指定するコード長を増やす方向に更新する構成を有す
る。

【００２０】さらにまた、本発明は、外部から指定され
たコード長を入力するコード長入力手段をさらに備え、
上記コード長更新手段は、所定の条件に従って、上記コ
ード長更新手段が生成したコード長または上記コード長
入力手段に入力されたコード長を選択して、上記コード
長指定手段が指定するコード長を更新する構成を有す
る。

【００２１】さらにまた、本発明の上記コード長更新手
段は、上記画像ブロックに対して許容される動き探索範
囲内で取り得る複数候補のコード長を生成し、上記複数
候補のコード長を用いて上記動きベクトルを表現して上
記入力画像をそれぞれ符号化したときに発生する符号量
を比較し、上記複数候補のコード長の中から上記符号量
が最も小さくなるコード長を選択する構成を有する。

【００２２】さらにまた、本発明の上記コード長更新手
段は、上記コード長入力手段に入力されたコード長を用
いて上記動きベクトルを表現して得られる符号量と、上
記コード長更新手段が生成したコード長を用いて上記動
きベクトルを表現して得られる符号量とをそれぞれ重み
付けして比較し、該比較の結果に基づきコード長を選択
する構成を有する。

【００２３】さらにまた、本発明は、上記画像ユニット
が２以上のフレームからなり、上記画像ユニットをなす
フレーム数を可変とした構成を有する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、各図において
共通する要素には同一符号を付して、重複する説明を省
略する。

【００２５】実施の形態１．図１に、本発明の実施の形
態１にかかる動画像符号化装置の構成を示す。同図にお
いて、１００は、動画像でなる入力画像１０を所定の画
像ブロックに分割し、入力画像１０とあらかじめ符号化
された予測画像１０Ａとから上記画像ブロックごとに動
きベクトルを発生して上記動きベクトルに基づき予測画
像１０Ａの動きを補償する動き補償予測部４４（動き補
償手段）を有し、上記動き補償部４４により動き補償し
て入力画像１０を符号化すると共に、指定されたコード
長で上記動きベクトルを符号化する符号化部（符号化手
段）である。

【００２６】また、５０は、上記画像ブロックからなる
所定の画像ユニットを単位として、符号化部１００に対
し動きベクトルのコード長を指定するコード長指定部
（コード長指定手段）、６０は、符号化部１００が次に
符号化の対象とされる画像ユニットに対する入力画像を
符号化するに際し、動き補償予測部４４が現在符号化の
対象とする画像ユニットで発生した動きベクトルの大き
さに基づきコード長指定部５０が指定するコード長を更
新するコード長更新部（コード長更新手段）である。

【００２７】さらに、３１は、あらかじめ符号化された
画像を格納する画像メモリ、３２は、入力画像１０と画
像メモリ３１からの予測画像１０Ａとの差分を演算する
差分演算器、３３は、差分演算器３２からの差分データ
を符号化する符号化器、３５は、符号化器３３からのデ
ータを可変長符号化して符号化データを得る可変長符号
化器（ＶＬＣ）、３６は、可変長符号化器３５からの符
号化データを一時的に蓄積するバッファ、３８は、符号
化器３３からのデータを局部的に復号する複号器、４０
は、画像メモリ３１からの予測画像１０Ａと復号器３８
からのデータとを加算する加算器である。

【００２８】次に、フレーム間予測符号化を行う場合を
例として、本実施の形態１にかかる動画像符号化装置の
動作を説明する。なお、本実施の形態１では、上述の
「画像ユニット」を「フレーム」とし、各フレームをい
くつかの所定の画像ブロックに分割して得られる各画像
ブロックごとに符号化を行うものとする。

【００２９】まず、画像メモリ３１から、現在符号化の
対象とされる入力画像１０の画像ブロックと同位置の画
像データまたは動き補償予測部４４が発生した動きベク
トルにより指定された画像データが、予測画像１０Ａと
して画像ブロックごとに読み出される。差分演算器３２
は、画像メモリ３１からの予測画像１０Ａと入力画像１
０との差分を演算し、歪み評価値４６と差分データとを
得る。

【００３０】ここで、動き補償予測部４４は、あらかじ
め指定された動きベクトル探索範囲内での歪み評価値４
６（たとえばブロック単位での差分絶対値和）が最小と
なるように、画像メモリ３１から入力画像１０に最も近
い画像または一致する画像データを予測画像１０ａとし
て抽出して動きベクトルを検出する。

【００３１】歪み評価値４６が最小を示すときの差分演
算器３２からの差分データは、符号化器３３で符号化さ
れ、可変長符号化器３５で可変長符号化される。このと
き、動き補償予測部４４により検出された動きベクトル
は、後述のコード長指定部５０により指定されたコード
長で符号化される。可変長符号化器３５で可変長符号化
されたデータは、一旦バッファ３６に蓄積され、伝送レ
ートにしたがって伝送路（図示なし）に符号化データ９
０として出力される。

【００３２】また、符号化器３３で符号化されたデータ
は、複号部３８により局部的に復号され、画像メモリ３
１からの予測画像１０Ａと加算器４０にて復号加算され
て画像メモリ３１に書き込まれる。これにより、画像メ
モリ３１の画像データが更新される。以上により、入力
画像１０に対してフレーム間予測符号化が行われる。

【００３３】上述の一連のフレーム間予測符号化の動作
の過程において、コード長指定部５０は、１フレーム
（所定の画像ユニット）を単位として、符号化部１００
を構成する可変長符号化器３５に対し動きベクトルのコ
ード長を指定する。このコード長は、動きベクトルの符
号化コードの一部であっても全部であってもよい。コー
ド長指定部５０が指定したコード長は、動き補償予測部
４４にも与えられ、動き補償予測部４４での動きベクト
ルの探索範囲を定める。

【００３４】また、コード長更新部６０は、符号化部１
００が次のフレームに対する入力画像１０を符号化する
に際し、動き補償予測部４４が現在のフレームで発生し
た動きベクトルの大きさに基づき、コード長指定部５０
が指定するコード長を更新する。

【００３５】以下、コード長指定部５０およびコード長
更新部６０の動作について、水平方向の動きベクトルの
符号化コードの一部のコード長を指定（更新）する場合
を例として具体的に説明する。

【００３６】まず、動きベクトルの符号化コードの一部
のコード長をpsizeとし、このコード長psizeを、動きベ
クトルの探索範囲を表すことができる整数Ｒで表現す
る。たとえば一例として、整数Ｒを下式（１）で表現す
る。ただし、式（１）において、記号「≪」は、ビット
シフト演算子を表す。

【００３７】 R=1≪psize （１）

【００３８】この場合、整数Ｒは、psize[bit]分だけ
「１」をＭＳＢ(Most Significant Bit：最上位ビット)
側にビットシフトさせた２進数として表され、１０進数
の２^ps ^izeと等価となる。

【００３９】このようにコード長psizeを整数Ｒで表現
した場合、動き補償の単位がＭ×Ｎ画素ブロック（Ｍ，
Ｎは自然数）のとき、水平画素数は「Ｍ」であるから、
発生しうる動きベクトルの最高値maxおよび最低値min
は、下式（２）で表され、発生しうる動きベクトルの範
囲rangeは、下式（３）で表される。

【００４０】 max=(M×R)-1，min={(-M)×R} （２）

【００４１】 range=(2M×R) （３）

【００４２】ここで、一例として、psize=3，M=8とする
と、上式（２）および（３）より、R=1≪3=8，max=(8×
8)-1=63，min=((-8)×8)=-64，range=128 を得る。

【００４３】次に、-M≦mccode≦Mを満たす整数値mccod
eとpsize[bit]のコード長で表される整数値mcresとをパ
ラメータとして、動きベクトルの大きさの値ＭＶを整数
値mccodeと整数値mcrecとの組み合わせで表現する。

【００４４】一例として、R=1，mccode=0なる条件が満
足された場合、動きベクトルの大きさの値ＭＶを下式
（４）で表し、上述のR=1，mccode=0なる条件が満足さ
れない場合には、動きベクトルの大きさの値ＭＶを下式
（５）で表す。ただし、式（５）において、abs(mccod
e)は、整数値mccodeの絶対値を表し、mccode<0のとき、
MV=-MVとする。

【００４５】 MV=mccode （４）

【００４６】 MV=[{abs(mccode)-1}×R]+mcres+1 （５）

【００４７】このように、動きベクトルの大きさの値Ｍ
Ｖを表現した場合、動きベクトルの大きさの値ＭＶを整
数Ｒで割った商{abs(mccode)-1}と剰余(mcres+1)とから
整数値mccodeおよびmcresを設定することができる。

【００４８】一例として、動きベクトルの大きさの値Ｍ
Ｖとして「53」を表現する場合、「53」をM(=8)で割った商
と余りは、それぞれ「6」と「5」であるから、mccode=6
+1=7，mcres=5-1=4となる。このように整数値mccodeお
よびmcresを設定した場合、上式（５）よりMV=((abs(7)
-1)×8)+4+1=53が得られる。

【００４９】他の例として、動きベクトルの大きさの値
ＭＶとして「40」を表現する場合、「40」をM(=8)で割った
商と余りは、それぞれ「5」と「0」である。この場合、
余りが「0」となってmcresのコード長を与えるpsize[bit]
も「0」となり、動きベクトルの大きさを表現できなくな
る。

【００５０】そこでこの場合、商の一部を余りに転化さ
せて、商と余りを、それぞれ「4」と「8」とし、mccode
=5，mcres=7（２進数表示では「111」）とする。このよう
に整数値mccodeおよびmcresを設定した場合、上式
（５）よりMV=((abs(5)-1)×8)+7+1=40が得られる。以
上の例から、動きベクトルの大きさの値ＭＶが、整数値
mccodeとmcresとをパラメータとして表現されることが
分かる。

【００５１】仮に、動きベクトルの大きさの値ＭＶが
「0」の近傍ほど高い確率で発生するなら、整数値mccode
については可変長符号で表したほうが符号化効率がよく
なる。また、整数値mcresを可変長符号で表現すると、
整数Ｒの倍数の前後の値の動きベクトルのコード長が逆
転してしまうので、整数値mcresについては固定長符号
で表現したほうが符号化効率がよくなる。

【００５２】上述の式（４）および式（５）を用いて動
きベクトルの大きさＭＶを表現することにより、コード
長psizeから導かれる整数Ｒを単位として動きベクトル
の探索範囲が決められ、整数値mcresにより整数Ｒでは
表現できない探索範囲の隙間が埋められる。したがっ
て、整数値mccodeおよびmcresにより動きベクトルの大
きさＭＶが表現され、動きベクトルの大きさに基づきコ
ード長psizeを決定することが可能となる。

【００５３】ここで、再び説明を図１に戻す。コード長
指定部５０は、上述のように、動きベクトルの大きさに
基づき決定されたコード長psizeを符号化部１００に対
して指定する。このコード長psizeは、現在のフレーム
で発生する動きベクトルのコード長に影響を与え、動き
ベクトルのコード長psizeが大きいと動きベクトルの探
索範囲（ベクトル分布範囲）が広くなり、小さいと逆に
狭くなる。

【００５４】一方、コード長更新部６０は、コード長指
定手段５０が指定するコード長psizeの影響を受けて現
在のフレームで発生した動きベクトルの大きさに基づ
き、次のフレーム全体で動きベクトルの符号量が少なく
なるように、コード長指定部５０が指定するコード長ps
izeを更新する。以上により、現在のフレームで発生し
た動きベクトルの大きさに基づき、動きベクトルのコー
ド長が更新されて、次のフレームでの符号量が低減され
る。

【００５５】上述した本実施の形態１では、値ＭＶを動
きベクトルの大きさとしたが、現在のフレームで発生し
た動きベクトルの大きさの「分布」や、あらかじめ符号
化された動きベクトルとの「差分」としてもよく、本発
明の内容を制限するものではない。

【００５６】また、整数値mccodeとmcresとをパラメー
タとして動きベクトルの大きさを表現したが、この表現
方法に限定されることなく、動きベクトルの一部または
全部の符号化コードのコード長が、コード長指定部５０
が指定するコード長psizeによって変わるように表現さ
れていればよい。さらに、歪み評価値４６として差分絶
対値和を用いたが、たとえば差分二乗和であってもよ
い。

【００５７】さらにまた、本実施の形態１では、フレー
ム間予測符号化を行うものとしたが、たとえばフレーム
内符号化のように、典型的な動画像符号化装置として動
作するように構成してもよい。この場合、入力画像１０
を条件によりそのまま符号化器３３で符号化するように
構成すればよい。

【００５８】実施の形態２．次に、図１を援用して、本
発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態２では、
コード長更新部５０（コード長更新手段）は、現在のフ
レーム（現在の画像ユニット）で発生したすべての動き
ベクトルの大きさが、現在のフレームに対してコード長
指定部５０が指定するコード長psizeより少ないコード
長を用いて表現される場合、コード長指定部５０が指定
するコード長psizeを、上記すべての動きベクトルの大
きさを表現するのに足りる最小のコード長qsizeに更新
するように構成される。

【００５９】たとえば、現在のフレームにおいて、psiz
e=3，M=8である場合、現在のフレーム内で発生したすべ
ての動きベクトルの大きさ(vector)が、-32≦vector≦3
2を満たす場合、すべての動きベクトルの大きさを表現
するのに足りる最小のコード長は「2」となり、psize=2で
もすべての動きベクトルを表現できる。

【００６０】なぜなら、psize=2のとき、前述の式
（１）および（２）より、動きベクトルの最高値maxは
「31」，動きベクトルの大きさの最低値minは「-32」となる
からである。そこで、コード長更新部６０は、コード長
qsizeを「2」として、コード長指定部５０が指定するコー
ド長psizeをコード長qsizeに更新する。

【００６１】この場合、整数値mcresは２ビットで表現
できるため、１動きベクトルあたりコード長が１ビット
だけ削減される。よって、仮にコード長psizeを「2」とし
て現在のフレームの動きベクトルを再符号化すれば、現
在のフレームで発生する符号量を削減することができ
る。

【００６２】しかし、実際には装置の演算処理速度の制
約から、現在のフレームで再符号化する時間的余裕がな
い。仮に時間的余裕があったとしても、１フレーム分の
符号化された動きベクトルを蓄積するだけのバッファ容
量を確保することができない環境下にある場合には現在
のフレームでの再符号化が困難となる。そこで、コード
長更新部６０は、次のフレームでコード長psizeを「2」
（qsize）に更新して符号化する。

【００６３】ここで、一般に、動画像においては急激に
動きの変化がない状態では隣接する画像フレームの動き
が類似している傾向にあり、次のフレームでも現在のフ
レームでの動きベクトルに類似した動きベクトルが求め
られると予測される。したがって、次のフレームでコー
ド長psizeを「2」（qsize）に更新して符号化しても、次
のフレームで発生する符号量を有効に削減することがで
きる。

【００６４】なお、再符号化するに足りる演算処理速度
を有し、またフレーム単位で符号化された動きベクトル
を蓄積するだけのバッファ容量を有し、さらにバッファ
より伝送路に出力される符号化データが途切れることな
く指定された伝送レートを維持することができるのであ
れば、現在のフレームでコード長を更新して再符号化し
てもよい。この場合、次のフレームでコード長を更新す
るよりも、より符号量を低く抑えることができる。

【００６５】実施の形態３．次に、図１を援用して、本
発明の実施の形態３を説明する。上述の実施の形態２で
は、現在のフレームで発生した「すべて」の動きベクト
ルをコード長qsizeを用いて表現できる場合にコード長
を更新するとしたが、本実施の形態３では、コード長更
新部５０は、現在のフレームで発生した動きベクトルの
「大多数」となる所定の割合の動きベクトルの大きさ
が、上記現在の画像ユニットに対してコード長指定部５
０が指定するコード長psizeより少ないコード長を用い
て表現される場合、コード長指定部５０が指定するコー
ド長psizeを、上記大多数となる所定の割合の動きベク
トルの大きさを表現するのに足りる最小のコード長qsiz
eに更新するように構成される。

【００６６】以下、上述の「大多数」となる所定の割合
の動きベクトルに着目してコード長を更新することの妥
当性を説明する。隣接する動画像の動きの傾向が類似す
る場合、仮に現在のフレームの「すべて」の動きベクト
ルがコード長qsizeに基づいて表現できれば、次のフレ
ームでも大多数の動きベクトルがコード長qsizeに基づ
いて表現できることが予測される。したがって、次のフ
レームでコード長qsizeを指定すれば、発生する符号量
を極めて高い確率で減少させることができる。上述の実
施の形態２では、この観点に立ってコード長を更新す
る。

【００６７】しかし、現在のフレームで「すべて」の動
きベクトルがコード長qsizeに基づいて表現できるベク
トルであるとしても、次のフレームでも「すべて」の動
きベクトルがコード長qsizeに基づいて表現できるベク
トルであるとは限らない。また、現在のフレームで「大
多数」の動きベクトルがコード長qsizeに基づいて表現
できるベクトルであるときに、次のフレームでも「すべ
て」の動きベクトルがコード長qsizeに基づいて表現で
きるベクトルであることもある。

【００６８】すなわち、次のフレームにおいて「大多
数」の動きベクトルがコード長qsizeに基づいて表現で
きると予測できるのであれば、必ずしも現在のフレーム
で発生した動きベクトルの「すべて」に着目する必要は
なく、「大多数」となる所定の割合の動きベクトルに着
目すれば足りる。本実施の形態３では、この観点に立っ
て、コード長更新部６０が、現在のフレームで「大多
数」となる所定の割合の動きベクトルに着目してコード
長を更新する。

【００６９】実施の形態４．次に、図２を参照して、本
発明の実施の形態４を説明する。上述の実施の形態２お
よび３では、それぞれ「すべて」および「大多数」の動
きベクトルがコード長qsizeに基づいて表現できるベク
トルである場合、コード長psizeをコード長qsizeに更新
するとしたが、本実施の形態４では、さらに条件を加え
て、符号量の増分が所定の閾値以下となる場合にコード
長を更新する。

【００７０】すなわち、本実施の形態４にかかる動画像
符号化装置は、図１に示す前述の実施の形態２または３
の構成において、コード長更新部６０に代えて、コード
長更新部６０Ａを備える。

【００７１】このコード長更新部６０Ａは、コード長指
定部５０が指定するコード長psizeを用いて現在のフレ
ームで発生した動きベクトルの大きさを表現して入力画
像１０を符号化したときに発生する第１の符号量と、現
在のフレームでの動きベクトルの大きさを表現するのに
足りる最小のコード長qsizeを用いて現在のフレームで
発生した動きベクトルを表現して入力画像１０を符号化
したときに発生する第２の符号量とを求め、第１の符号
量に対する第２の符号量の増分が所定の閾値ＴＨ以下と
なる場合にコード長指定部５０が指定するコード長psiz
eをコード長qsizeに更新するように構成される。

【００７２】以下、具体的に、本実施の形態４にかかる
コード長更新部６０Ａの動作（コード長の更新方法）を
説明する。コード長psizeに基づいて符号化した場合と
コード長qsizeに基づいて符号化した場合とで発生する
動きベクトルの符号量を比較すると、少ないコード長qs
izeに基づいて符号化した方が動きベクトル自体の符号
量はより少なくなる。しかし、総符号量が減少するか否
かについては、符号化器３３で発生する差分データの符
号量も考慮して判断する必要がある。

【００７３】以下、符号化器３３で発生する差分データ
の符号量を考慮した場合のコード長の更新方法を具体的
に説明する。現在のフレームで歪み評価値４６が最も小
さい動きベクトルmvpはコード長psizeに基づいて符号化
できるが、コード長qsizeに基づいて符号化することが
できない場合、動きベクトルmvpを採択することはでき
ない。したがってこの場合、コード長qsizeに基づいた
動き探索範囲内で歪み評価値４６が最も小さくなる動き
ベクトルmvqを用いて動き補償を行って符号化すること
になる。

【００７４】ここで、動きベクトルmvpを用いて動き補
償して符号化したときの１フレームあたりの符号量をfr
cap（第１の符号量）、動きベクトルmvqを用いて動き補
償を行って符号化したときの１フレームあたりの符号量
をfrcaq（第２の符号量）とすると、符号化部３３にお
いてコード長qsizeに更新することで増加する符号量
は、(frcaq-frcap)である。現在のフレームで符号化さ
れる動きベクトルの数が十分多く、符号量の増分(frcaq
-frcap)が十分小さい場合、次のフレームでコード長qsi
zeを指定すれば、次のフレームで発生する動きベクトル
自体の符号量は削減される。

【００７５】しかし、コード長qsizeに更新することで
削減される動きベクトルの符号量ommvが、コード長qsiz
eに更新することで反対に増加する符号量(frcaq-frcap)
より小さい場合、次のフレームでコード長qsizeを指定
すると総符号量が増加し、符号化効率が悪くなる。そこ
で、コード長更新部６０Ａは、削減できる符号量ommvだ
けでなく、以下のように、増加する符号量(frcaq-frca
p)も評価して、コード長qsizeを指定するかどうかを判
定する。

【００７６】１フレームあたり符号化される動きベクト
ルの数をafrmvとし、そのうちコード長qsizeに基づいて
も表すことができる動きベクトルの数をafrmvqとする
と、コード長psizeをコード長qsizeに更新することによ
り１フレームあたり削減される符号量ommvは、ommv=(ps
ize-qsize)×afrmvq[bit]である。

【００７７】一方、コード長psizeをコード長qsizeに更
新することにより１フレームあたり増加する符号量(frc
aq-frcap)は、frcaq-frcap=(bcaq-bcap)×(afrmv-afrmv
q)[bit]である。ここで、bcaqは、動きベクトルmvqを用
いて動き補償を行って符号化したときの１符号化ブロッ
ク（画像ブロック）当たりの符号量、bcapは、動きベク
トルmvpを用いて動き補償を行って符号化したときの１
符号化ブロック当たりの符号量である。

【００７８】コード長更新部５０は、１フレームあたり
増加する符号量(frcaq-frcap)を閾値ＴＨと比較して判
定し、現在のフレームにおいてTH≧(frcaq-frcap)なる
判定条件が満足された場合に次のフレームではコード長
qsizeに更新する。この閾値ＴＨは、１フレームあたり
削減される符号量ommvに設定される。ここで、現在のフ
レームと次のフレームとで動きベクトルの発生特性が変
わることを考慮してマージンを設定するために、符号量
ommvの値に重み付けした値(w×ommv：たとえばw=0.7)を
閾値ＴＨとして設定してもよい。

【００７９】一例として、連続した複数のフレームにわ
たって動きベクトルの大きさの範囲が徐々に減少した
り、反対に増加する特性がある場合、次のフレームでも
同様の特性が期待される。しかし、被写体の動きが急激
に変化して動きベクトルの発生特性が変わると、この期
待が外れて全体の発生符号量の予想が大きく外れる場合
が生じる。そこで、動きベクトルの発生特性が変わるこ
とにより発生符号量の予想が外れる可能性を考慮する場
合、重み付け係数ｗを大きい値（１に近い少数）に設定
する。

【００８０】実施の形態５．次に、図１を援用して、本
発明の実施の形態５を説明する。前述の実施の形態２な
いし４では、現在のフレームで発生した「すべて」また
は「大多数」の動きベクトルの大きさに着目してコード
長を更新するように構成したが、本実施の形態５では、
「すべて」または「大多数」の動きベクトルに限定され
ることなく、現在のフレームで発生した符号量に着目し
て次のフレームでのコード長を指定（更新）する。

【００８１】すなわち、援用する図１に示す本実施の形
態５にかかるコード長更新部６０は、コード長指定部５
０が指定するコード長psizeを用いて現在のフレームで
発生した動きベクトルの大きさを表現して入力画像１０
を符号化したときに発生する第１の符号量と、コード長
指定部５０が指定するコード長psizeよりも少ないコー
ド長qsizeを用いて現在のフレームで発生した動きベク
トルを表現して入力画像１０を符号化したときに発生す
る第２の符号量とを求め、第１の符号量に対する第２の
符号量の増分が所定の閾値ＴＨ以下となる場合にコード
長指定部５０が指定するコード長psizeを、このコード
長psizeよりも少ないコード長qsizeに更新するように構
成される。

【００８２】以下、本実施の形態５にかかるコード長更
新部６０の動作を説明する。実施の形態４で述べたよう
に、コード長psizeをコード長qsizeに更新することによ
り１フレームあたり削減される符号量ommvは、ommv=(ps
ize-qsize)×afrmvq[bit]であり、一方、増加する符号
量(frcaq-frcap)は、frcaq-frcap=(bcaq-bcap)×(afrmv
-afrmvq)[bit]である。

【００８３】したがって、仮に現在のフレームで「すべ
て」または「大多数」の動きベクトルがコード長qsize
で表現できるのであれば、コード長qsizeに基づいて表
すことができる動きベクトルの数afrmvqが十分大きくな
り、ommv>>(frcaq-frcap)となる。

【００８４】しかし、符号量ommvが符号量(frcaq-frca
p)を超えなければ、符号化効率は改善されるので、必ず
しも動きベクトルの数afrmvqが十分大きい値である必要
はない。すなわち、ommv≧(frcaq-frcap)なる条件を満
足しさえすれば、符号量frcapおよびfrcaqに基づいてコ
ード長qsizeを指定することにより、次のフレームでの
符号量を削減することができる。

【００８５】実施の形態６．次に、図１を援用して、本
発明の実施の形態６を説明する。上述の実施の形態５で
は、現在のフレームでの符号量に基づき、コード長指定
部５０が指定するコード長を更新するようにしたが、本
実施の形態６にかかるコード長更新部６０Ａは、第１の
符号量に対する第２の符号量の増分が所定の閾値ＴＨを
超える場合、符号化部１００により入力画像１０を符号
化したときに発生する符号量が所定の閾値以下となる範
囲内で、コード長指定部５０が指定するコード長psize
を増やす方向に更新するように構成される。

【００８６】ここで、前述のように、第１の符号量は、
コード長指定部５０が指定するコード長psizeを用いて
現在のフレームで発生した動きベクトルの大きさを表現
して入力画像１０を符号化したときに発生する符号量で
あり、第２の符号量は、コード長指定部５０が指定する
コード長psizeよりも少ないコード長qsizeを用いて現在
のフレームで発生した動きベクトルを表現して入力画像
１０を符号化したときに発生する符号量である。

【００８７】以下、本実施の形態６にかかるコード長更
新部６０Ａの動作を説明する。前述の実施の形態２ない
し４では、「すべて」または「大多数」の動きベクトル
に着目したので動きベクトルの数afrmvqが十分大きい値
であったが、上述の実施の形態５のように、「すべて」
または「大多数」の動きベクトルに着目しなくても、１
フレームあたり削減される符号量ommvは、ommv≧(frcaq
-frcap)を満足する可能性がある。

【００８８】そこで、上述の実施の形態５では、閾値Ｔ
Ｈを符号量ommvに設定し、現在のフレームにおいてTH≧
(frcaq-frcap)なる判定条件が満足された場合に、コー
ド長psizeに更新する。これにより、「すべて」または
「大多数」の動きベクトルに着目することなく、発生符
号量の削減を可能とした。

【００８９】ところで、総符号量の増加分が動きベクト
ルの符号量の減少分を上回り、TH<(frcaq-frcap)が成り
立つ場合もある。ただし、この閾値ＴＨは、符号量ommv
またはこの符号量ommvに重み付け係数ｗを乗じて重み付
けした値(w×ommv)に設定される。そこで、本実施の形
態６では、総符号量の増加分が動きベクトルの符号量の
減少分を上回る場合、動き探索範囲がより広い範囲で許
容されるならば、次のフレームではコード長を増やして
指定する。

【００９０】具体的には、入力画像１０を符号化したと
きに発生する符号量が後述の所定の閾値ＴＳ以下となる
範囲内で、コード長指定部５０が指定するコード長psiz
eを増やす方向に更新し、コード長psizeよりも多いコー
ド長rsizeに更新する。これにより、結果として、発生
符号量を低く抑えられ、動き探索可能範囲の中で符号化
効率のよいコード長を指定することができる。

【００９１】ここで、前述の実施の形態１で述べたよう
に、動きベクトルの探索範囲rangeは、range=(2M×R)で
あり、コード長rsizeの物理的な上限は整数Ｒのビット
幅の制約を受けるが、所定の閾値ＴＳを導入してコード
長rsizeの上限を定める。すなわち、コード長rsizeの上
限は、入力画像１０を符号化したときに発生する符号量
が所定の閾値ＴＳ以下となる範囲内で選ばれる。この閾
値ＴＳは、符号量を有効に抑えることができる範囲内で
適切に設定され、上述の閾値ＴＨであってもよい。

【００９２】実施の形態７．次に、図３を参照して、本
発明の実施の形態７を説明する。上述の実施の形態１な
いし６では、コード長をコード更新部６０により更新す
るように構成したが、図３に示す本実施の形態７にかか
る動画像符号化装置は、図１に示す前述の実施の形態１
の構成において、外部から指定されたコード長を入力す
るコード長入力部７０をさらに備え、コード長更新部６
０は、所定の条件に従って、コード長更新部６０が生成
したコード長qsizeまたはコード長入力部７０に入力さ
れたコード長exsizeを選択して、コード長指定部５０が
指定するコード長qsizeを更新するように構成される。

【００９３】以下、本実施の形態７にかかる動画像符号
化装置の動作を説明する。コード長更新部６０は、コー
ド長入力部７０に入力されたコード長exsizeおよびコー
ド長更新部６０が生成したコード長qsizeが、コード長
指定部５０が指定するコード長psizeより少ない値であ
って、いずれのコード長exsizeおよびqsizeを採択して
もコード長psizeに基づいて符号化した場合より発生す
る符号量が少なくなる場合、後述の所定の条件に従って
いずれかを採択する。

【００９４】また、逆に、コード長exsizeおよびコード
長qsizeがコード長psizeより多い値ではあるが、いずれ
のコード長exsizeおよびコード長qsizeを採択してもコ
ード長psizeに基づいて符号化した場合より発生する符
号量が少なくなる場合にも同様に、所定の条件に従って
いずれかを採択する。

【００９５】ここで、上述の所定の条件として、コード
長更新部６０が生成したコード長qsizeに基づいて符号
化したときに発生する符号量と外部から指定されたコー
ド長exsizeに基づいて符号化したときに発生する符号量
とを比較し、符号化部１００により入力画像を符号化し
たときに発生する符号量がより小さくなるコード長を選
択することが設定される。

【００９６】また、上述の所定の条件として、外部から
のコード長exsizeをコード長の上限とすることを設定し
てもよい。この所定の条件に従えば、実際にはコード長
exsizeが与える探索範囲より広い範囲で動き探索ができ
る場合であっても、コード長qsizeがコード長exsizeを
超えない場合にコード長qsizeが採択され、コード長qsi
zeがコード長exsizeを超える場合にコード長exsizeが採
択される。

【００９７】さらに、上述の所定の条件として、コード
長exsizeをコード長の下限とすることを設定してもよ
い。この所定の条件に従えば、たとえば符号化データを
蓄積するバッファ３６の容量上の制約により、少ないコ
ード長で動きベクトルを符号化したい状況下において、
通常の符号化を行う場合に次のフレームに対しコード長
exsizeまたはコード長exsizeより多いコード長q-sizeに
更新し、通常以外の符号化を行う場合に強制的に外部か
らのコード長exsizeを指定して更新することが可能とな
る。上述のように、外部からコード長exsizeを導入する
ことにより、符号化の方式に応じてコード長を使い分け
ることが可能となる。

【００９８】なお、本実施の形態７では、コード長更新
部６０が、コード長exsizeおよびコード長qsizeのいず
れかを採択するものとしたが、これに限定されることな
く、他の構成要素に割り付けてもよい。また、本実施の
形態７では、実施の形態１の構成にコード長入力部７０
を付加した場合を例として説明したが、他の実施の形態
２ないし６に対して適用してもよい。

【００９９】実施の形態８．次に、図４を参照して、本
発明の実施の形態８を説明する。上述の実施の形態７で
は、外部からのコード長exsizeを選択して指定するよう
に構成したが、本実施の形態８にかかる動画像符号化装
置は、図３に示す実施の形態７の構成において、コード
長更新部６０に代えて、コード長更新部６０Ｂを備え
る。

【０１００】このコード長更新部６０Ｂは、画像ブロッ
クに対して許容される動き探索範囲内で取り得る複数候
補のコード長を生成し、上記複数候補のコード長を用い
て動きベクトルを表現して入力画像１０をそれぞれ符号
化したときに発生する符号量を比較し、複数候補のコー
ド長の中から上記符号量が最も小さくなるコード長を選
択するように構成される。

【０１０１】以下、本実施の形態８にかかる動画像符号
化装置の動作を説明する。上述の実施の形態７によれ
ば、実際には、コード長指定部５０が指定するコード長
psizeより少ないコード長がよい符号化効率を与える場
合もあり、逆に多いコード長がよい符号化効率を与える
場合もある。そこで、本実施の形態８では、コード長指
定部５０が指定するコード長psizeよりも多いコード長
と少ないコード長とを含む複数のコード長を準備して、
最も少ない符号量を与えるコード長を選択する。

【０１０２】すなわち、コード長更新部６０Ｂは、図５
に例示するように、現在のフレームで各画像ブロックに
対して許容される動き探索範囲内で取り得る複数候補の
コード長psize1ないしpsize4を生成して準備する。ここ
で、psize1は、最小コード長であり、現在符号化の対象
とされているフレームでの最小の動き探索範囲を与え
る。また、psize4は、最大コード長であり、最大の動き
探索範囲を与える。

【０１０３】コード長更新部６０Ｂは、コード長psize1
ないしpsize4のそれぞれのコード長ごとに、歪み評価値
４６が最小となる各予測画像ブロックに基づいて符号化
したときに符号化器３３で発生する符号量を求めて積算
する。１フレーム分の符号化が終わった時点で、各コー
ド長ごとに符号化部３３で発生した１フレーム分の符号
量を得る。

【０１０４】次に、各コード長ごとに符号化部３３で発
生した符号量とコード長psizeを変更することに伴う動
きベクトルの符号量の増減分とを合わせた総符号量を求
める。ここで、コード長exsizeに基づいて符号化したと
きに発生する総符号量が最小となる場合は、コード長ex
sizeを選択する。

【０１０５】また、コード長exsizeに基づいて符号化し
たときに発生する総符号量が最小とならない場合は、コ
ード長psize1ないしコード長psize4の中から、総符号量
が最小となるコード長を選択する。コード長更新部６０
Ｂは、コード長指定部５０が指定するコード長psize
を、選択されたコード長に更新する。

【０１０６】なお、本実施の形態８では、複数候補のコ
ード長の生成から選択まで、コード長更新部６０Ｂが担
うものとしたが、これに限定されることなく、他の構成
要素に割り付けてもよく、本発明の本質を限定するもの
ではない。また、図５では、複数候補のコード長とし
て、４種類のコード長を例示したが、４種類に限定され
ることなく、必要に応じて複数候補のコード長を定めれ
ばよい。

【０１０７】実施の形態９．次に、図３を援用して、本
発明の実施の形態９を説明する。前述の実施の形態７で
は、所定の条件に従って外部から指定されたコード長を
選択するように構成したが、本実施の形態９にかかる動
画像符号化装置のコード長更新部６０は、コード長入力
部７０に外部から入力されたコード長exsizeを用いて動
きベクトルを表現して得られる符号量と、コード長更新
部６０が生成したコード長qsizeを用いて上記動きベク
トルを表現して得られる符号量とをそれぞれ重み付けし
て比較し、該比較の結果に基づきコード長を選択するよ
うに構成される。

【０１０８】以下、本実施の形態９にかかる動画像符号
化装置の動作を説明する。前述の実施の形態７では、た
とえば、最小となる総符号量を与えるコード長がコード
長exsizeであったとき、内部で更新（指定）されるコー
ド長qsize(psize)の値もコード長exsizeと同じ値とな
る。しかし、この場合、符号化部１００に対して、外部
より指定されたコード長exsizeが優先的に選択されて指
定されたわけではなく、最小の総符号量を与えるコード
長qsize(psize)の値が、コード長exsizeの値に等しくな
っているだけである。

【０１０９】そこで、本実施の形態９にかかる動画像符
号化装置のコード長更新部６０は、内部で発生したコー
ド長qsize(psize)に基づいて符号化したときに発生する
符号量を重み付けした重み付け符号量と、外部から指定
されたコード長exsizeに基づいて符号化したときに発生
する符号量を重み付けして比較し、より小さい重み付け
符号量を与えるコード長qsize（psize)またはコード長e
xsizeを選択する。

【０１１０】このように、各コード長に基づいて符号化
したときに発生する符号量を重み付けして比較すること
により、符号量（重み付けされていない符号量）が最小
となるか否かによらず、外部より指定されたコード長ex
sizeを優先させて選択することが可能となる。

【０１１１】なお、本実施の形態９では、コード長更新
部６０が、符号量を重み付けして比較し、コード長を選
択するものとしたが、これに限定されることなく、他の
構成要素に割り付けてもよく、本発明の本質を限定する
ものではない。

【０１１２】実施の形態１０．次に、本発明の実施の形
態１０を説明する。上述の実施の形態１ないし９では、
「所定の画像ユニット」を「１フレーム」としたが、本
実施の形態１０にかかる動画像符号化装置は、図１に示
す前述の実施の形態１の構成において、上記所定の画像
ユニットは２以上のフレームから構成され、上記画像ユ
ニットを構成するフレーム数が可変なように構成され
る。

【０１１３】たとえば、現在のフレームで発生した動き
ベクトルの大きさに応じて「所定の画像ユニット」を構
成するフレーム数を可変設定するものとした場合、画像
の動きの大きさに応じて、コード長の指定（更新）に関
する動作を簡略化することができる。

【０１１４】具体的には、現在のフレームでの動きベク
トルの大きさから、次の数フレームでも同様の大きさを
有する動きベクトルが発生すると予測される場合、コー
ド長指定部５０は、コード長更新部６０によるコード長
の更新を拒否して、現在のフレームに対して指定したコ
ード長を数フレームにわたって維持する。これにより、
コード長の更新回数が減少し、更新動作が簡略化され
る。

【０１１５】なお、実施の形態１０では、実施の形態１
の構成においてフレーム数を可変としたが、他の実施の
形態２ないし９に対して適用してもよい。また、上述し
た実施の形態１ないし１０では、フレームを単位として
画像ユニットを定義したが、１フレームの一部分を画像
ユニットとして定義してもよく、必要に応じて画像ユニ
ットの大きさを定義すればよい。さらに、画像ユニット
をいくつかに分割して画像ブロックを定義したが、画像
ブロックの大きさは、画像ユニットの大きさを超えなけ
ればよく、特に限定されない。

【０１１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下のような効果を得ることができる。すなわ
ち、本発明によれば、入力画像を所定の画像ブロックに
分割し、上記入力画像とあらかじめ符号化された予測画
像とから上記画像ブロックごとに動きベクトルを発生し
て上記動きベクトルに基づき上記予測画像の動きを補償
する動き補償手段を有し、上記動き補償手段により動き
補償して上記入力画像を符号化すると共に、指定された
コード長で上記動きベクトルを符号化する符号化手段
と、上記画像ブロックからなる所定の画像ユニットを単
位として、上記符号化手段に対し上記動きベクトルのコ
ード長を指定するコード長指定手段と、上記符号化手段
が次の画像ユニットに対する上記入力画像を符号化する
に際し、上記動き補償手段が現在の画像ユニットで発生
した動きベクトルの大きさに基づき上記コード長指定手
段が指定するコード長を更新するコード長更新手段とを
備えたので、動きベクトルの大きさに応じて符号量を低
減させ、符号化効率を改善することができる。

【０１１７】また、上記コード長更新手段は、上記現在
の画像ユニットで発生したすべての動きベクトルの大き
さが、上記現在の画像ユニットに対して上記コード長指
定手段が指定するコード長より少ないコード長を用いて
表現される場合、上記コード長指定手段が指定するコー
ド長を、上記すべての動きベクトルの大きさを表現する
のに足りる最小のコード長に更新するので、次の画像ユ
ニット全体での符号量を低く抑えることができる。

【０１１８】さらに、上記コード長更新手段は、上記現
在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大多数とな
る所定の割合の動きベクトルの大きさが、上記現在の画
像ユニットに対して上記コード長指定手段が指定するコ
ード長より少ないコード長を用いて表現される場合、上
記コード長指定手段が指定するコード長を、上記動きベ
クトルの大多数となる所定の割合の動きベクトルの大き
さを表現するのに足りる最小のコード長に更新するの
で、次の画像ユニット全体での符号量を実質的に低く抑
えることができる。

【０１１９】さらにまた、上記コード長更新手段は、上
記コード長指定手段が指定するコード長を用いて上記現
在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大きさを表
現して上記入力画像を符号化したときに発生する第１の
符号量と、上記動きベクトルの大きさを表現するのに足
りる最小のコード長を用いて上記現在の画像ユニットで
発生した動きベクトルを表現して上記入力画像を符号化
したときに発生する第２の符号量とを求め、上記第１の
符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定の閾値以
下となる場合に上記コード長指定手段が指定するコード
長を更新するので、次の画像ユニット全体での符号量を
有効に低く抑えることができる。

【０１２０】さらにまた、上記コード長更新手段は、上
記コード長指定手段が指定するコード長を用いて上記現
在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大きさを表
現して上記入力画像を符号化したときに発生する第１の
符号量と、上記コード長指定手段が指定するコード長よ
りも少ないコード長を用いて上記現在の画像ユニットで
発生した動きベクトルを表現して上記入力画像を符号化
したときに発生する第２の符号量とを求め、上記第１の
符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定の閾値以
下となる場合に上記コード長指定手段が指定するコード
長を上記コード長指定手段が指定するコード長よりも少
ないコード長に更新するので、次の画像ユニット全体で
の符号量を低く抑えることができる。

【０１２１】さらにまた、上記コード長更新手段は、上
記第１の符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定
の閾値を超える場合、上記符号化手段により上記入力画
像を符号化したときに発生する符号量が上記所定の閾値
以下となる範囲内で、上記コード長指定手段が指定する
コード長を増やす方向に更新するので、動き探索可能範
囲内で符号化効率が良くなるように、次の画像ユニット
全体での符号量を有効に低く抑えることができる。

【０１２２】さらにまた、外部から指定されたコード長
を入力するコード長入力手段をさらに備え、上記コード
長更新手段は、所定の条件に従って、上記コード長更新
手段が生成したコード長または上記コード長入力手段に
入力されたコード長を選択して、上記コード長指定手段
が指定するコード長を更新するので、所定の条件の下で
符号化効率が改善されるように、次の画像ユニット全体
での符号量を有効に低く抑えることができる。

【０１２３】さらにまた、上記コード長更新手段は、上
記画像ブロックに対して許容される動き探索範囲内で取
り得る複数候補のコード長を生成し、上記複数候補のコ
ード長を用いて上記動きベクトルを表現して上記入力画
像をそれぞれ符号化したときに発生する符号量を比較
し、上記複数候補のコード長の中から上記符号量が最も
小さくなるコード長を選択するので、現在のフレームで
許容される探索範囲の中で符号化効率が良くなるよう
に、次の画像ユニット全体での符号量を有効に低く抑え
ることができる。

【０１２４】さらにまた、上記コード長更新手段は、上
記コード長入力手段に入力されたコード長を用いて上記
動きベクトルを表現して得られる符号量と、上記コード
長更新手段が生成したコード長を用いて上記動きベクト
ルを表現して得られる符号量とをそれぞれ重み付けして
比較し、該比較の結果に基づきコード長を選択するの
で、コード長更新手段によるコード長の更新に優先させ
て、コード長入力手段を介して外部から指定されたコー
ド長を指定することができる。

【０１２５】さらにまた、上記画像ユニットは２以上の
フレームからなり、上記画像ユニットをなすフレーム数
を可変としたので、画像の変化の大きさに応じて、次の
画像ユニット全体での符号量を低く抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１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】本発明の実施形態４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３】本発明の実施形態７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４】本発明の実施形態８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５】本発明の実施形態８に係る動画像符号化装置
のコード長更新部が生成するコード長と動き探索範囲と
の関係を説明するための図である。

【図６】従来技術に係る動画像圧縮装置のブロック図
である。

【図７】従来技術に係る動画像圧縮装置の動作の流れ
を示すフローチャートである。

【図８】従来技術に係る動画像圧縮装置が内部で生成
する係数を表す図である。

【符号の説明】

１０入力画像、１０Ａ予測画像、３１画像メモ
リ、３２差分演算器、３３符号化器、３５可変符
号化器、３６バッファ、３８復号器、４０加算器、
４４動き補償予測部、５０コード長指定部、６０，
６０Ａ，６０Ｂコード長更新部、７０コード長入力
部、９０符号化データ、１００符号化部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像を所定の画像ブロックに分割
し、上記入力画像とあらかじめ符号化された予測画像と
から上記画像ブロックごとに動きベクトルを発生して上
記動きベクトルに基づき上記予測画像の動きを補償する
動き補償手段を有し、上記動き補償手段により動き補償
して上記入力画像を符号化すると共に、指定されたコー
ド長で上記動きベクトルを符号化する符号化手段と、上記画像ブロックからなる所定の画像ユニットを単位と
して、上記符号化手段に対し上記動きベクトルのコード
長を指定するコード長指定手段と、上記符号化手段が次の画像ユニットに対する上記入力画
像を符号化するに際し、上記動き補償手段が現在の画像
ユニットで発生した動きベクトルの大きさに基づき上記
コード長指定手段が指定するコード長を更新するコード
長更新手段とを備えたことを特徴とする動画像符号化装
置。
【請求項２】上記コード長更新手段は、上記現在の画像ユニットで発生したすべての動きベクト
ルの大きさが、上記現在の画像ユニットに対して上記コ
ード長指定手段が指定するコード長より少ないコード長
を用いて表現される場合、上記コード長指定手段が指定
するコード長を、上記すべての動きベクトルの大きさを
表現するのに足りる最小のコード長に更新することを特
徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】上記コード長更新手段は、上記現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大多
数となる所定の割合の動きベクトルの大きさが、上記現
在の画像ユニットに対して上記コード長指定手段が指定
するコード長より少ないコード長を用いて表現される場
合、上記コード長指定手段が指定するコード長を、上記
動きベクトルの大多数となる所定の割合の動きベクトル
の大きさを表現するのに足りる最小のコード長に更新す
ることを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装
置。
【請求項４】上記コード長更新手段は、上記コード長指定手段が指定するコード長を用いて上記
現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大きさを
表現して上記入力画像を符号化したときに発生する第１
の符号量と、上記動きベクトルの大きさを表現するのに
足りる最小のコード長を用いて上記現在の画像ユニット
で発生した動きベクトルを表現して上記入力画像を符号
化したときに発生する第２の符号量とを求め、上記第１
の符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定の閾値
以下となる場合に上記コード長指定手段が指定するコー
ド長を更新することを特徴とする請求項２または３に記
載の動画像符号化装置。
【請求項５】上記コード長更新手段は、上記コード長指定手段が指定するコード長を用いて上記
現在の画像ユニットで発生した動きベクトルの大きさを
表現して上記入力画像を符号化したときに発生する第１
の符号量と、上記コード長指定手段が指定するコード長
よりも少ないコード長を用いて上記現在の画像ユニット
で発生した動きベクトルを表現して上記入力画像を符号
化したときに発生する第２の符号量とを求め、上記第１
の符号量に対する上記第２の符号量の増分が所定の閾値
以下となる場合に上記コード長指定手段が指定するコー
ド長を上記コード長指定手段が指定するコード長よりも
少ないコード長に更新することを特徴とする請求項１に
記載の動画像符号化装置。
【請求項６】上記コード長更新手段は、上記第１の符号量に対する上記第２の符号量の増分が所
定の閾値を超える場合、上記符号化手段により上記入力
画像を符号化したときに発生する符号量が上記所定の閾
値以下となる範囲内で、上記コード長指定手段が指定す
るコード長を増やす方向に更新することを特徴とする請
求項５に記載の動画像符号化装置。
【請求項７】外部から指定されたコード長を入力する
コード長入力手段をさらに備え、上記コード長更新手段は、所定の条件に従って、上記コ
ード長更新手段が生成したコード長または上記コード長
入力手段に入力されたコード長を選択して、上記コード
長指定手段が指定するコード長を更新することを特徴と
する請求項１ないし６のいずれかに記載の動画像符号化
装置。
【請求項８】上記コード長更新手段は、上記画像ブロックに対して許容される動き探索範囲内で
取り得る複数候補のコード長を生成し、上記複数候補の
コード長を用いて上記動きベクトルを表現して上記入力
画像をそれぞれ符号化したときに発生する符号量を比較
し、上記複数候補のコード長の中から上記符号量が最も
小さくなるコード長を選択することを特徴とする請求項
７に記載の動画像符号化装置。
【請求項９】上記コード長更新手段は、上記コード長入力手段に入力されたコード長を用いて上
記動きベクトルを表現して得られる符号量と、上記コー
ド長更新手段が生成したコード長を用いて上記動きベク
トルを表現して得られる符号量とをそれぞれ重み付けし
て比較し、該比較の結果に基づきコード長を選択するこ
とを特徴とする請求項７に記載の動画像符号化装置。
【請求項１０】上記画像ユニットは２以上のフレーム
からなり、上記画像ユニットをなすフレーム数を可変と
したことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記
載の動画像符号化装置。