JP2000041253A - 画像復号装置及び画像復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インター画像に起因する画質の劣化を無くし
たＭＰＥＧダウンデコーダを提供する。 【解決手段】 縮小逆離散コサイン変換装置１４は、Ｄ
ＣＴモードがフィールドモードの場合、４×４の縮小Ｉ
ＤＣＴを行う。縮小逆離散コサイン変換装置１５は、Ｄ
ＣＴモードがフレームモードであってイントラ画像の場
合、ＤＣＴブロックの全係数に対してＩＤＣＴをして飛
び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分
離した２つの画素ブロックに対してそれぞれＤＣＴをす
る。縮小逆離散コサイン変換装置１６は、ＤＣＴモード
がフレームモードであってインター画像の場合、４×４
の縮小ＩＤＣＴをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の画素ブロッ
ク（マクロブロック）単位で動き予測をすることによる
予測符号化、及び、所定の画素ブロック（直交変換ブロ
ック）単位で直交変換することによる圧縮符号化をした
第１の解像度の圧縮画像データを、復号する画像復号装
置及び画像復号方法に関し、特に、第１の解像度の圧縮
画像データを復号して、この第１の解像度よりも低い第
２の解像度の動画像データに縮小する画像復号装置及び
画像復号方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts G
roup phase2）等の画像圧縮方式を用いたデジタルテレ
ビジョン放送の規格化が進められている。デジタルテレ
ビジョン放送の規格には、標準解像度画像（例えば垂直
方向の有効ライン数が５７６本）に対応した規格、高解
像度画像（例えば垂直方向の有効ライン数が１１５２
本）に対応した規格等がある。そのため、近年、高解像
度画像の圧縮画像データを復号するとともにこの圧縮画
像データを１／２の解像度に縮小することにより、標準
解像度画像の画像データを生成して、この画像データを
標準解像度に対応したテレビジョンモニタに表示するダ
ウンデコーダが求められている。

【０００３】高解像度画像に対して動き予測による予測
符号化及び離散コサイン変換による圧縮符号化をしたＭ
ＰＥＧ２等のビットストリームを、復号するとともに標
準解像度画像にダウンサンプリングするダウンデコーダ
が、文献「低域ドリフトのないスケーラブル・デコー
ダ」（岩橋・神林・貴家：信学技報 CS94-186,DSP94-10
8,1995-01）に提案されている（以下、この文献を文献
１と呼ぶ。）。この文献１には、以下の第１から第３の
ダウンデコーダが示されている。

【０００４】第１のダウンデコーダは、図３０に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームに対して８（水
平方向のＤＣ成分から数えた係数の数）×８（垂直方向
のＤＣ成分から数えた係数の数）の逆離散コサイン変換
をする逆離散コサイン変換装置１００１と、離散コサイ
ン変換がされた高解像度画像と動き補償がされた参照画
像とを加算する加算装置１００２と、参照画像を一時記
憶するフレームメモリ１００３と、フレームメモリ１０
０３が記憶した参照画像に１／２画素精度で動き補償を
する動き補償装置１００４と、フレームメモリ１００３
が記憶した参照画像を標準解像度の画像に変換するダウ
ンサンプリング装置１００５とを備えている。

【０００５】この第１のダウンデコーダでは、逆離散コ
サイン変換を行い高解像度画像として復号した出力画像
を、ダウンサンプリング装置１００５で縮小して標準解
像度の画像データを出力する。

【０００６】第２のダウンデコーダは、図３１に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームのＤＣＴ（Disc
rete Cosine Transform）ブロックの高周波成分の係数
を０に置き換えて８×８の逆離散コサイン変換をする逆
離散コサイン変換装置１０１１と、離散コサイン変換が
された高解像度画像と動き補償がされた参照画像とを加
算する加算装置１０１２と、参照画像を一時記憶するフ
レームメモリ１０１３と、フレームメモリ１０１３が記
憶した参照画像に１／２画素精度で動き補償をする動き
補償装置１０１４と、フレームメモリ１０１３が記憶し
た参照画像を標準解像度の画像に変換するダウンサンプ
リング装置１０１５とを備えている。

【０００７】この第２のダウンデコーダでは、ＤＣＴブ
ロックの全ての係数のうち高周波成分の係数を０に置き
換えて逆離散コサイン変換を行い高解像度画像として復
号した出力画像を、ダウンサンプリング装置１００５で
縮小して標準解像度の画像データを出力する。

【０００８】第３のダウンデコーダは、図３２に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームのＤＣＴブロッ
クの低周波成分の係数のみを用いて例えば４×４の逆離
散コサイン変換をして標準解像度画像に復号する縮小逆
離散コサイン変換装置１０２１と、縮小逆離散コサイン
変換がされた標準解像度画像と動き補償がされた参照画
像とを加算する加算装置１０２２と、参照画像を一時記
憶するフレームメモリ１０２３と、フレームメモリ１０
２３が記憶した参照画像に１／４画素精度で動き補償を
する動き補償装置１０２４とを備えている。

【０００９】この第３のダウンデコーダでは、ＤＣＴブ
ロックの全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て逆離散コサイン変換を行い、高解像度画像から標準解
像度画像として復号する。

【００１０】ここで、上記第１のダウンデコーダでは、
ＤＣＴブロック内の全ての係数に対して逆離散コサイン
変換を行い高解像度画像を復号しているため、高い演算
処理能力の逆離散コサイン変換装置１００１と高容量の
フレームメモリ１００３とが必要となる。また、上記第
２のダウンデコーダでは、ＤＣＴブロック内の係数のう
ち高周波成分を０として離散コサイン変換を行い高解像
度画像を復号しているため、逆離散コサイン変換装置１
０１１の演算処理能力は低くて良いが、やはり高容量の
フレームメモリ１０１３が必要となる。これら第１及び
第２のダウンデコーダに対し、第３のダウンデコーダで
は、ＤＣＴブロック内の全ての係数うち低周波成分の係
数のみを用いて逆離散コサイン変換をしているため逆離
散コサイン変換装置１０２１の演算処理能力が低くてよ
く、さらに、標準解像度画像の参照画像を復号している
のでフレームメモリ１０２３の容量も少なくすることが
できる。

【００１１】ところで、テレビジョン放送等の動画像の
表示方式には、順次走査方式と飛び越し走査方式とがあ
る。順次走査方式は、フレーム内の全ての画素を同じタ
イミングでサンプリングした画像を、順次表示する表示
方式である。飛び越し走査方式は、フレーム内の画素を
水平方向の１ライン毎に異なるタイミングでサンプリン
グした画像を、交互に表示する表示方式である。

【００１２】この飛び越し走査方式では、フレーム内の
画素を１ライン毎に異なるタイミングでサンプリングし
た画像のうちの一方を、トップフィールド（第１フィー
ルドともいう。）といい、他方をボトムフィールド（第
２のフィールドともいう。）という。フレームの水平方
向の先頭ラインが含まれる画像がトップフィールドとな
り、フレームの水平方向の２番目のラインが含まれる画
像がボトムフィールドとなる。従って、飛び越し走査方
式では、１つのフレームが２つのフィールドから構成さ
れることとなる。

【００１３】ＭＥＰＧ２では、飛び越し走査方式に対応
した動画像信号を効率良く圧縮するため、画面の圧縮単
位であるピクチャにフレームを割り当てて符号化するだ
けでなく、ピクチャにフィールドを割り当てて符号化す
ることもできる。

【００１４】ＭＰＥＧ２では、ピクチャにフィールドが
割り当てられた場合には、そのビットストリームの構造
をフィールド構造と呼び、ピクチャにフレームが割り当
てられた場合には、そのビットストリームの構造をフレ
ーム構造と呼ぶ。また、フィールド構造では、フィール
ド内の画素からＤＣＴブロックが形成され、フィールド
単位で離散コサイン変換がされる。このフィールド単位
で離散コサイン変換を行う処理モードのことをフィール
ドＤＣＴモードと呼ぶ。また、フレーム構造では、フレ
ーム内の画素からＤＣＴブロックが形成され、フレーム
単位で離散コサイン変換がされる。このフレーム単位で
離散コサイン変換を行う処理モードのことをフレームＤ
ＣＴモードと呼ぶ。さらに、フィールド構造では、フィ
ールド内の画素からマクロブロックが形成され、フィー
ルド単位で動き予測がされる。このフィールド単位で動
き予測を行う処理モードのことをフィールド動き予測モ
ードと呼ぶ。また、フレーム構造では、フレーム内の画
素からマクロブロックが形成され、フレーム単位で動き
予測がされる。フレーム単位で動き予測を行う処理モー
ドのことをフレーム動き予測モードと呼ぶ。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記文献１
に示された第３のダウンデコーダを利用して、飛び越し
走査方式に対応した圧縮画像データを復号する画像復号
装置が、例えば文献「ACompensation Method of Drift
Errors in Scalability」（N.OBIKANE,K.TAHARAand J.Y
ONEMITSU,HDTV Work Shop'93）に提案されている（以
下、この文献を文献２と呼ぶ）。

【００１６】この文献２に示された従来の画像復号装置
は、図３３に示すように、高解像度画像をＭＰＥＧ２で
圧縮したビットストリームが供給され、このビットスト
リームを解析するビットストリーム解析装置１０３１
と、データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変
長符号化がされたビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１０３２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子
化ステップを掛ける逆量子化装置１０３３と、ＤＣＴブ
ロックの全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て例えば４×４の逆離散コサイン変換をして標準解像度
画像を復号する縮小逆離散コサイン変換装置１０３４
と、縮小逆離散コサイン変換がされた標準解像度画像と
動き補償がされた参照画像とを加算する加算装置１０３
５と、参照画像を一時記憶するフレームメモリ１０３６
と、フレームメモリ１０３６が記憶した参照画像に１／
４画素精度で動き補償をする動き補償装置１０３７とを
備えている。

【００１７】この文献２に示された従来の画像復号装置
の縮小逆離散コサイン変換装置１０３４は、ＤＣＴブロ
ック内の全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て逆離散コサイン変換をするが、フレームＤＣＴモード
とフィールドＤＣＴモードとで、逆離散コサイン変換を
行う係数の位置が異なっている。

【００１８】具体的には、縮小逆離散コサイン変換装置
１０３４は、フィールドＤＣＴモードの場合には、図３
４に示すように、ＤＣＴブロック内の８×８個のうち、
低域の４×４個の係数のみに逆離散コサイン変換を行
う。それに対し、縮小逆離散コサイン変換装置１０３４
は、フレームＤＣＴモードの場合には、図３５に示すよ
うに、ＤＣＴブロック内の８×８個の係数のうち、４×
２個＋４×２個の係数のみに逆離散コサイン変換を行
う。

【００１９】また、この文献２に示された従来の画像復
号装置の動き補償装置１０３７は、高解像度画像に対し
て行われた動き予測の情報（動きベクトル）に基づき、
フィールド動き予測モード及びフレーム動き予測モード
のそれぞれに対応した１／４画素精度の動き補償を行
う。すなわち、通常ＭＰＥＧ２では１／２画素精度で動
き補償が行われることが定められているが、高解像度画
像から標準解像度画像を復号する場合には、ピクチャ内
の画素数が１／２に間引かれるため、動き補償装置１０
３７では動き補償の画素精度を１／４画素精度として動
き補償を行っている。

【００２０】従って、動き補償装置１０３７では、高解
像度画像に対応した動き補償を行うため、標準解像度の
画像としてフレームメモリ１０３６に格納された参照画
像の画素に対して線形補間して、１／４画素精度の画素
を生成している。

【００２１】具体的に、フィールド動き予測モード及び
フレーム動き予測モードの場合の垂直方向の画素の線形
補間処理を、図３６及び図３７を用いて説明する。な
お、図面中には、縦方向に垂直方向の画素の位相を示
し、表示画像の各画素が位置する位相を整数で示してい
る。

【００２２】まず、フィールド動き予測モードで動き予
測がされた画像の補間処理について、図３６を用いて説
明する。高解像度画像（上位レイヤー）に対しては、図
３６（ａ）に示すように、各フィールドそれぞれ独立
に、１／２画素精度で動き補償がされる。これに対し、
標準解像度画像（下位レイヤー）に対しては、図３６
（ｂ）に示すように、整数精度の画素に基づきフィール
ド内で線形補間をして、垂直方向に１／４画素、１／２
画素、３／４画素分の位相がずれた画素を生成し、動き
補償がされる。すなわち、標準解像度画像（下位レイヤ
ー）では、トップフィールドの整数精度の各画素に基づ
きトップフィールドの１／４画素精度の各画素が線形補
間により生成され、ボトムフィールドの整数精度の各画
素に基づきボトムフィールドの１／４画素精度の各画素
が線形補間により生成される。例えば、垂直方向の位相
が０の位置にあるトップフィールドの画素の値をａ、垂
直方向の位相が１の位置にあるトップフィールドの画素
の値をｂとする。この場合、垂直方向の位相が１／４の
位置にあるトップフィールドの画素は（３ａ＋ｂ）／４
となり、垂直方向の位相が１／２の位置にあるトップフ
ィールドの画素は（ａ＋ｂ）／２となり、垂直方向の位
相が３／４の位置にあるトップフィールドの画素は（ａ
＋３ｂ）／４となる。

【００２３】続いて、フレーム動き予測モードで動き予
測がされた画像の補間処理について、図３７を用いて説
明する。高解像度画像（上位レイヤー）に対しては、図
３７（ａ）に示すように、各フィールド間で補間処理が
され、すなわち、ボトムフィールドとトップフィールド
との間で補間処理がされ、１／２画素精度で動き補償が
される。標準解像度画像（下位レイヤー）に対しては、
図３７（ｂ）に示すように、トップフィールド及びボト
ムフィールドの２つのフィールドの整数精度の各画素に
基づき、垂直方向に１／４画素、１／２画素、３／４画
素分の位相がずれた画素が線形補間により生成され、動
き補償がされる。例えば、垂直方向の位相が−１の位置
にあるボトムフィールドの画素の値をａ、垂直方向の位
相が０の位置にあるトップフィールドの画素の値をｂ、
垂直方向の位相が１の位置にあるボトムフィールドの画
素の値をｃ、垂直方向の位相が２の位置にあるトップフ
ィールドの画素の値をｄ、垂直方向の位相が３の位置に
あるボトムフィールドの画素の値をｅとする。この場
合、垂直方向の位相が０〜２の間にある１／４画素精度
の各画素は、以下のように求められる。

【００２４】垂直方向の位相が１／４の位置にある画素
は（ａ＋４ｂ＋３ｃ）／８となる。垂直方向の位相が１
／２の位置にある画素は（ａ＋３ｃ）／４となる。垂直
方向の位相が３／４の位置にある画素は（ａ＋２ｂ＋３
ｃ＋２ｄ）／８となる。垂直方向の位相が５／４の位置
にある画素は（２ｂ＋３ｃ＋２ｄ＋ｅ）／８となる。垂
直方向の位相が３／２の位置にある画素は（３ｃ＋ｅ）
／４となる。垂直方向の位相が７／４の位置にある画素
は（３ｃ＋４ｄ＋ｅ）／８となる。

【００２５】以上のように上記文献２に示された従来の
画像復号装置は、飛び越し走査方式に対応した高解像度
画像の圧縮画像データを、標準解像度画像データに復号
することができる。

【００２６】しかしながら、上記文献２に示された従来
の画像復号装置では、フィールドＤＣＴモードで得られ
る標準解像度画像の各画素と、フレームＤＣＴモードで
得られる標準解像度の各画素との位相がずれる。具体的
には、フィールドＤＣＴモードでは、図３８に示すよう
に、下位レイヤーのトップフィールドの各画素の垂直方
向の位相が１／２、５／２・・・となり、下位レイヤー
のボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相が１、３
・・・となる。それに対して、フレームＤＣＴモードで
は、図３９に示すように、下位レイヤーのトップフィー
ルドの各画素の垂直方向の位相が０、２・・・となり、
下位レイヤーのボトムフィールドの各画素の垂直方向の
位相が１、３・・・となる。そのため、位相が異なる画
像がフレームメモリ１０３６に混在し、出力する画像の
画質が劣化する。

【００２７】また、上記文献２に示された従来の画像復
号装置では、フィールド動き予測モードとフレーム動き
予測モードとで位相ずれの補正がされていない。そのた
め、出力する画像の画質が劣化する。

【００２８】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、フィールド動き予測モードとフレーム動
き予測モードとによる動き補償の際の画素の位相ずれを
なくし、フレーム内予測符号化がされた直交変換ブロッ
クを逆直交変換する際に生じる画質の劣化を低減するこ
とが可能な、高解像度画像の圧縮画像データから標準解
像度の画像データを復号する画像復号装置及び画像復号
方法を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像復号装
置は、所定の画素ブロック（マクロブロック）単位で動
き予測を行うことによる予測符号化、且つ、所定の画素
ブロック（直交変換ブロック）単位で直交変換を行うこ
とによる圧縮符号化をした第１の解像度の圧縮画像デー
タから、上記第１の解像度より低い第２の解像度の動画
像データを復号する画像復号装置であって、飛び越し走
査に対応した直交変換方式（フィールド直交変換モー
ド）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直交
変換ブロックに対して逆直交変換を行う第１の逆直交変
換手段と、順次走査に対応した直交変換方式（フレーム
直交変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画像
データの直交変換ブロックであってフレーム内予測符号
化がされた直交変換ブロックに対して、逆直交変換を行
う第２の逆直交変換手段と、順次走査に対応した直交変
換方式（フレーム直交変換モード）により直交変換がさ
れた上記圧縮画像データの直交変換ブロックであってフ
レーム間予測符号化がされた直交変換ブロックに対し
て、逆直交変換を行う第３の逆直交変換手段と、上記第
１から第３の逆直交変換手段により逆直交変換がされた
圧縮画像データと動き補償がされた参照画像データとを
加算して、第２の解像度の動画像データを出力する加算
手段と、上記加算手段から出力される動画像データを参
照画像データとして記憶する記憶手段と、上記記憶手段
が記憶している参照画像データのマクロブロックに対し
て動き補償をする動き補償手段とを備え、上記第１の逆
直交変換手段は、上記直交変換ブロックの各係数のうち
低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、上記第２の
逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの全周波数成
分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした直
交変換ブロックの各画素を飛び越し走査に対応した２つ
の画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロック
に対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つの
画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して
逆直交変換をし、逆直交変換をした２つの画素ブロック
を合成して直交変換ブロックを生成し、上記第３の逆直
交変換手段は、上記直交変換ブロックの各係数のうち低
周波成分の係数に対して逆直交変換をすることを特徴と
する。

【００３０】この画像復号装置では、フレーム直交変換
モードにより直交変換がされ且つフレーム内予測符号化
がされた直交変換ブロックの全周波数成分の係数に対し
て逆直交変換をして飛び越し走査に対応した２つの画素
ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロックに対し
てそれぞれ直交変換をして低周波成分の係数に対して逆
直交変換をし、逆直交変換をした２つの画素ブロックを
合成する。また、この画像復号装置では、フレーム直交
変換モードにおり直交変換がされ且つフレーム間予測符
号化がされた上記直交変換ブロックの各係数のうち低周
波成分の係数に対して逆直交変換をする。そして、この
画像復号装置では、第１の解像度より低い第２の解像度
の動画像データを出力する。

【００３１】本発明に係る画像復号装置は、所定の画素
ブロック（マクロブロック）単位で動き予測を行うこと
による予測符号化、且つ、所定の画素ブロック（直交変
換ブロック）単位で直交変換を行うことによる圧縮符号
化をした第１の解像度の圧縮画像データから、上記第１
の解像度より低い第２の解像度の動画像データを復号す
る画像復号装置であって、フレーム内予測符号化がされ
た上記圧縮画像データの直交変換ブロックに対して逆直
交変換をして、第２の解像度の参照画像データを生成す
る第１の逆直交変換手段と、フレーム間予測符号化がさ
れた上記圧縮画像データの直交変換ブロックに対して、
逆直交変換を行う第２の逆直交変換手段と、上記第２の
逆直交変換手段により逆直交変換がされた圧縮画像デー
タと動き補償がされた予測画像データとを加算して参照
画像データを生成する加算手段と、上記加算手段により
生成された上記参照画像データを第２の解像度の動画像
データに縮小する縮小手段と、上記第１の逆直交変換手
段及び縮小手段から出力される参照画像データを記憶す
る記憶手段と、上記記憶手段が記憶している参照画像デ
ータのマクロブロックに対して動き補償をして予測画像
データを生成する動き補償手段とを備え、上記第１の逆
直交変換手段は、上記直交変換ブロックの各係数の低周
波成分の係数に対して逆直交変換をし、上記第２の逆直
交変換手段は、上記直交変換ブロックの全周波数成分の
係数に対して逆直交変換をすることを特徴とする。

【００３２】この画像復号装置では、フレーム内予測符
号化がされた直交変換ブロックの低周波成分の係数に対
して逆直交変換をし、フレーム間予測符号化がされた直
交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変
換をする。そして、この画像復号装置では、第１の解像
度より低い第２の解像度の動画像データを出力する。

【００３３】本発明に係る画像復号方法は、所定の画素
ブロック（マクロブロック）単位で動き予測を行うこと
による予測符号化、且つ、所定の画素ブロック（直交変
換ブロック）単位で直交変換を行うことによる圧縮符号
化をした第１の解像度の圧縮画像データから、上記第１
の解像度より低い第２の解像度の動画像データを復号す
る画像復号方法であって、飛び越し走査に対応した直交
変換方式（フィールド直交変換モード）により直交変換
がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロックに対し
て逆直交変換をし、順次走査に対応した直交変換方式
（フレーム直交変換モード）により直交変換がされた上
記圧縮画像データの直交変換ブロックであってフレーム
内予測符号化がされた直交変換ブロックに対して、逆直
交変換をし、順次走査に対応した直交変換方式（フレー
ム直交変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画
像データの直交変換ブロックであってフレーム間予測符
号化がされた直交変換ブロックに対して、逆直交変換を
し、逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償がさ
れた参照画像データとを加算し、加算して得られた動画
像データを参照画像データとして記憶し、記憶している
参照画像データのマクロブロックに対して動き補償を
し、フィールド直交変換モードにより直交変換がされた
直交変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対
して逆直交変換をし、フレーム直交変換モードにより直
交変換がされ且つフレーム内予測符号化がされた直交変
換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換を
し、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛び
越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離
した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換を
し、直交変換をした２つの画素ブロックの各係数のうち
低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換
をした２つの画素ブロックを合成して直交変換ブロック
を生成し、フレーム直交変換モードにより直交変換がさ
れ且つフレーム間予測符号化がされた直交変換ブロック
の各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換を
することを特徴とする。

【００３４】この画像復号方法では、フレーム直交変換
モードにより直交変換がされ且つフレーム内予測符号化
がされた直交変換ブロックの全周波数成分の係数に対し
て逆直交変換をして飛び越し走査に対応した２つの画素
ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロックに対し
てそれぞれ直交変換をして低周波成分の係数に対して逆
直交変換をし、逆直交変換をした２つの画素ブロックを
合成する。また、この画像復号方法では、フレーム直交
変換モードにおり直交変換がされ且つフレーム間予測符
号化がされた上記直交変換ブロックの各係数のうち低周
波成分の係数に対して逆直交変換をする。そして、この
画像復号方法では、第１の解像度より低い第２の解像度
の動画像データを出力する。

【００３５】本発明に係る画像復号方法は、所定の画素
ブロック（マクロブロック）単位で動き予測を行うこと
による予測符号化、且つ、所定の画素ブロック（直交変
換ブロック）単位で直交変換を行うことによる圧縮符号
化をした第１の解像度の圧縮画像データから、上記第１
の解像度より低い第２の解像度の動画像データを復号す
る画像復号方法であって、フレーム内予測符号化がされ
た直交変換ブロックに対して逆直交変換をして、第２の
解像度の参照画像データを生成し、フレーム間予測符号
化がされた直交変換ブロックに対して、逆直交変換し、
フレーム間予測符号化がされた直交変換ブロックに対し
て逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償がされ
た予測画像データとを加算して参照画像データを生成
し、加算して生成された上記参照画像データを第２の解
像度に縮小し、第２の解像度の参照画像データを記憶
し、記憶している第２の解像度の参照画像データのマク
ロブロックに対して動き補償をして第１の解像度の予測
画像データを生成し、フレーム内予測符号化がされた直
交変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
て逆直交変換をし、フレーム間予測符号化がされた直交
変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換
をすることを特徴とする。

【００３６】この画像復号方法では、フレーム内予測符
号化がされた直交変換ブロックの低周波成分の係数に対
して逆直交変換をし、フレーム間予測符号化がされた直
交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変
換をする。そして、この画像復号方法では、第１の解像
度より低い第２の解像度の動画像データを出力する。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、本発明を適用した画像復号装置について、図面を参
照しながら説明する。

【００３８】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態の画像復号装置について説明する。

【００３９】図１に示すように、本発明の第１の実施の
形態の画像復号装置１０は、垂直方向の有効ライン数が
例えば１１５２本の高解像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧
縮したビットストリームが入力され、この入力されたビ
ットストリームを復号するとともに１／２の解像度に縮
小して、垂直方向の有効ライン数が例えば５７６本の標
準解像度画像を出力する装置である。

【００４０】なお、以下、本発明の実施の形態の説明を
するにあたり、高解像度画像のことを上位レイヤーとも
呼び、標準解像度画像のことを下位レイヤーとも呼ぶも
のとする。また、通常、８×８の離散コサイン係数を有
するＤＣＴブロックを逆離散コサイン変換した場合８×
８の画素から構成される復号データを得ることができる
が、例えば、８×８の離散コサイン係数を復号して４×
４の画素から構成される復号データを得るような、逆離
散コサイン変換をするとともに解像度を縮小する処理
を、縮小逆離散コサイン変換という。

【００４１】この画像復号装置１０は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置１１と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置１３と、フィールドＤＣＴ
モードで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックに対
して縮小逆離散コサイン変換をして標準解像度画像を生
成するフィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置
１４と、マクロブロックがイントラマクロブロックであ
ってフレームＤＣＴモードで離散コサイン変換がされた
ＤＣＴブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして
標準解像度画像を生成するフレームモード用イントラ画
像縮小逆離散コサイン変換装置１５と、マクロブロック
がインターマクロブロックであってフレームＤＣＴモー
ドで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックに対して
縮小逆離散コサイン変換をして標準解像度画像を生成す
るフレームモード用インター画像縮小逆離散コサイン変
換装置１６と、縮小逆離散コサイン変換がされた標準解
像度画像と動き補償がされた参照画像とを加算する加算
装置１７と、参照画像を一時記憶するフレームメモリ１
８と、フレームメモリ１８が記憶した参照画像にフィー
ルド動き予測モードに対応した動き補償をするフィール
ドモード用動き補償装置１９と、フレームメモリ１８が
記憶した参照画像にフレーム動き予測モードに対応した
動き補償をするフレームモード用動き補償装置２０と、
フレームメモリ１８が記憶した画像に対してポストフィ
ルタリングをすることにより、画枠変換をするとともに
画素の位相ずれを補正してテレビジョンモニタ等に表示
するための標準解像度の画像データを出力する画枠変換
・位相ずれ補正装置２１とを備えている。

【００４２】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置１４は、入力されたビットストリームのマクロブ
ロックが、フィールドＤＣＴモードで離散コサイン変換
されている場合に用いられる。フィールドモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１４は、フィールドＤＣＴモー
ドで離散コサイン変換がされたマクロブロック内の８×
８個の係数が示されたＤＣＴブロックに対して、図３４
で示したような、低域の４×４の係数のみに逆離散コサ
イン変換を行う。すなわち、水平方向及び垂直方向の低
域の４点の離散コサイン係数に基づき縮小逆離散コサイ
ン変換を行う。このフィールドモード用縮小逆離散コサ
イン変換装置１４では、以上のような縮小逆離散コサイ
ン変換を行うことにより、１つのＤＣＴブロックが４×
４の画素から構成される標準解像度画像を復号すること
ができる。この復号された画像データの各画素の位相
は、図２に示すように、トップフィールドの各画素の垂
直方向の位相が１／２、５／２・・・となり、ボトムフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が１、３・・・とな
る。すなわち、復号された下位レイヤーのトップフィー
ルドでは、先頭画素（位相が１／２の画素）の位相が上
位レイヤーのトップフィールドの先頭から１番目と２番
目の画素（位相が０と２の画素）の中間位相となり、先
頭から２番目の画素（位相が５／２の画素）の位相が上
位レイヤーのトップフィールドの先頭から３番目と４番
目の画素（位相が４と６の画素）の中間位相となる。ま
た、復号された下位レイヤーのボトムフィールドでは、
先頭画素（位相が１の画素）の位相が上位レイヤーのボ
トムフィールドの先頭から１番目と２番目の画素（位相
が１と３の画素）の中間位相となり、先頭から２番目の
画素（位相が３の画素）の位相が上位レイヤーのボトム
フィールドの先頭から３番目と４番目の画素（位相が５
と７の画素）の中間位相となる。

【００４３】フレームモード用イントラ画像縮小逆離散
コサイン変換装置１５は、入力されたビットストリーム
のマクロブロックが、フレームＤＣＴモードで離散コサ
イン変換されている場合であって、且つ、フレーム内予
測符号化で圧縮されたイントラ画像である場合に用いら
れる。フレームモード用イントラ画像縮小逆離散コサイ
ン変換装置１５は、フレームＤＣＴモードで離散コサイ
ン変換がされたマクロブロック内の８×８個の係数が示
されたＤＣＴブロックに対して、縮小逆離散コサイン変
換を行う。そして、フレームモード用イントラ画像縮小
逆離散コサイン変換装置１５では、１つのＤＣＴブロッ
クが４×４の画素から構成される解像度画像を復号する
とともに、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換
装置１４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位
相の画像を生成する。すなわち、フレームモード用イン
トラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５で復号された
画像データの各画素の位相は、図２に示すように、トッ
プフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／２、５／
２・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向
の位相が１、３・・・となる。

【００４４】なお、このフレームモード用イントラ画像
縮小逆離散コサイン変換装置１５の処理については、そ
の詳細を後述する。

【００４５】フレームモード用インター画像縮小逆離散
コサイン変換装置１６は、入力されたビットストリーム
のマクロブロックが、フレームＤＣＴモードで離散コサ
イン変換されている場合であって、且つ、フレーム間予
測符号化で圧縮されたインター画像である場合に用いら
れる。フレームモード用インター画像縮小逆離散コサイ
ン変換装置１６は、フレームＤＣＴモードで離散コサイ
ン変換がされたマクロブロック内の８×８個の係数が示
されたＤＣＴブロックに対して、縮小逆離散コサイン変
換を行う。そして、フレームモード用インター画像縮小
逆離散コサイン変換装置１５では、１つのＤＣＴブロッ
クが４×４の画素から構成される解像度画像を復号する
とともに、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換
装置１４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位
相の画像を生成する。すなわち、フレームモード用イン
ター画像縮小逆離散コサイン変換装置１５で復号された
画像データの各画素の位相は、図２に示すように、トッ
プフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／２、５／
２・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向
の位相が１、３・・・となる。

【００４６】なお、このフレームモード用インター画像
縮小逆離散コサイン変換装置１６の処理については、そ
の詳細を後述する。

【００４７】加算装置１７は、フィールドモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１４、フレームモード用イント
ラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５により縮小逆離
散コサイン変換されたマクロブロックがイントラ画像の
場合には、そのイントラ画像をそのままフレームメモリ
１８に格納する。また、加算装置１７は、フィールドモ
ード用縮小逆離散コサイン変換装置１４又はフレームモ
ード用インター画像縮小逆離散コサイン変換装置１６に
より縮小逆離散コサイン変換されたマクロブロックがイ
ンター画像である場合には、そのインター画像に、フィ
ールドモード用動き補償装置１９或いはフレームモード
用動き補償装置２０により動き補償がされた参照画像を
合成して、フレームメモリ１８に格納する。

【００４８】フィールドモード用動き補償装置１９は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置１９は、フレームメモリ１８に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、トップフィールドと
ボトムフィールドとの間の位相ずれ成分を考慮した形で
１／４画素精度で補間処理を行い、フィールド動き予測
モードに対応した動き補償をする。このフィールドモー
ド用動き補償装置１９により動き補償がされた参照画像
は、加算装置１７に供給され、インター画像に合成され
る。

【００４９】フレームモード用動き補償装置２０は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
２０は、フレームメモリ１８に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、トップフィールドとボトム
フィールドとの間の位相ずれ成分を考慮した形で１／４
画素精度で補間処理を行い、フレーム動き予測モードに
対応した動き補償をする。このフレームモード用動き補
償装置２０により動き補償がされた参照画像は、加算装
置１７に供給され、インター画像に合成される。

【００５０】画枠変換・位相ずれ補正装置２１は、フレ
ームメモリ１８が記憶した標準解像度の参照画像或いは
加算装置１７が合成した画像が供給され、この画像をポ
ストフィルタリングにより、トップフィールドとボトム
フィールドとの間の位相ずれ成分を補正するとともに画
枠を標準解像度のテレビジョンの規格に合致するように
変換する。すなわち、画枠変換・位相ずれ補正装置２１
は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／
２、５／２・・・となり、ボトムフィールドの各画素の
垂直方向の位相が１、３・・・となる標準解像度画像
を、例えば、トップフィールドの各画素の垂直方向の位
相が０、２、４・・・となり、ボトムフィールドの各画
素の垂直方向の位相が１、３、５・・・となるように補
正する。また、画枠変換・位相ずれ補正装置２１は、高
解像度のテレビジョン規格の画枠を、１／４に縮小して
標準解像度のテレビジョン規格の画枠に変換する。

【００５１】本発明の第１の実施の形態の画像復号装置
１０では、以上のような構成を有することにより、高解
像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧縮したビットストリーム
を、復号するとともに解像度を１／２に縮小して、標準
解像度画像を出力することができる。

【００５２】つぎに、上記フレームモード用イントラ画
像縮小逆離散コサイン変換装置１５の処理内容につい
て、さらに詳細に説明する。

【００５３】なお、このフレームモード用イントラ画像
縮小逆離散コサイン変換装置１５では、以下に説明する
１ブロック処理及び２ブロック処理のいずれか或いは両
者の処理を行うことができる。フレームモード用イント
ラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５は、必要に応じ
て、１ブロック処理又は２ブロック処理を切り換えて用
いても良いし、或いは、いずれか一方の処理のみを行っ
ても良い。

【００５４】まず、１ブロック処理について説明する。
図３に、１ブロック処理の内容を説明するための図を示
す。

【００５５】フレームモード用イントラ画像縮小逆離散
コサイン変換装置１５には、図３に示すように、高解像
度画像を圧縮符号化したビットストリームが、１つのＤ
ＣＴブロック単位で入力される。

【００５６】まず、ステップＳ１において、この１つの
ＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（ＤＣＴブロック
の全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係数をｙ₁
〜ｙ₈として図中に示す。）に対して、８×８の逆離散
コサイン変換（ＩＤＣＴ８×８）を行う。逆離散コサイ
ン変換をすることにより、８×８の復号された画素デー
タｘ（ＤＣＴブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをｘ₁〜ｘ₈として図中に示す。）を得る
ことができる。

【００５７】続いて、ステップＳ２において、この８×
８の画素データｘを、垂直方向に１ライン毎交互に取り
出して、飛び越し走査に対応した４×４のトップフィー
ルドの画素ブロックと、飛び越し走査に対応した４×４
のボトムフィールドの画素ブロックの２つの画素ブロッ
クに分離する。すなわち、垂直方向に１ライン目の画素
データｘ₁と、３ライン目の画素データｘ₃と、５ライン
目の画素データｘ₅と、７ライン目の画素データｘ₇とを
取り出して、トップフィールドに対応した画素ブロック
を生成する。また、垂直方向に２ライン目の画素データ
ｘ₂と、４ライン目の画素データｘ₄と、６ライン目の画
素データｘ₆と、８ライン目の画素データｘ₈とを取り出
して、ボトムフィールドに対応した画素ブロックを生成
する。なお、ＤＣＴブロックの各画素を飛び越し走査に
対応した２つの画素ブロックに分離する処理を、以下フ
ィールド分離という。

【００５８】続いて、ステップＳ３において、フィール
ド分離した２つの画素ブロックそれぞれに対して４×４
の離散コサイン変換（ＤＣＴ４×４）をする。

【００５９】続いて、ステップＳ４において、４×４の
離散コサイン変換をして得られたトップフィールドに対
応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚ（トップフィ
ールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち垂直
方向の離散コサイン係数をｚ₁，ｚ₃，ｚ₅，ｚ₇として図
中に示す。）の高域成分を間引き、２×２の離散コサイ
ン係数から構成される画素ブロックとする。また、４×
４の離散コサイン変換をして得られたボトムフィールド
に対応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚ（ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち
垂直方向の離散コサイン係数をｚ₂，ｚ₄，ｚ₆，ｚ₈とし
て図中に示す。）の高域成分を間引き、２×２の離散コ
サイン係数から構成される画素ブロックとする。

【００６０】続いて、ステップＳ５において、高域成分
の離散コサイン係数を間引いた画素ブロックに対して、
２×２の逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ２×２）を行
う。２×２の逆離散コサイン変換をすることにより、２
×２の復号された画素データｘ′（トップフィールドの
画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素
データをｘ′₁，ｘ′₃として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄として図中
に示す。）を得ることができる。

【００６１】続いて、ステップＳ６において、トップフ
ィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボト
ムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に１ラインずつ交互に合成して、４×４の
画素データから構成される縮小逆離散コサイン変換をし
たＤＣＴブロックを生成する。なお、トップフィールド
とボトムフィールドに対応した２つの画素ブロックの各
画素を垂直方向に交互に合成する処理を、以下フレーム
合成という。

【００６２】以上のステップＳ１〜ステップＳ６で示し
た１ブロック処理を行うことにより、フレームモード用
縮小逆離散コサイン変換装１５では、図２で示したよう
な、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置１
４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の画
素から構成される４×４のＤＣＴブロックを生成するこ
とができる。

【００６３】また、フレームモード用イントラ画像縮小
逆離散コサイン変換装置１５では、以上のステップＳ１
からステップＳ６までの１ブロック処理を１つの行列を
用いて演算する。具体的には、フレームモード用イント
ラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５では、以上の処
理を加法定理を用いて展開計算することにより得られる
以下の式１に示す行列［ＦＳ′］と、１つのＤＣＴブロ
ックの離散コサイン係数ｙ（ｙ₁〜ｙ₈）とを行列演算す
ることにより、縮小逆離散コサイン変換したＤＣＴブロ
ックの画素データｘ′（ｘ′₁〜ｘ′₄）を得ることがで
きる。

【００６４】

【数１】

【００６５】但し、この式（１）において、Ａ〜Ｊは以
下の通りである。

【００６６】

【数２】

【００６７】つぎに、２ブロック処理について説明す
る。図４に、２ブロック処理の内容を説明するための図
を示す。

【００６８】フレームモード用イントラ画像縮小逆離散
コサイン変換装置１５には、図４に示すように、高解像
度画像を圧縮符号化したビットストリームが、２つのＤ
ＣＴブロック単位で入力される。例えば、マクロブロッ
クが４つの輝度成分のＤＣＴブロックと２つの色差成分
のＤＣＴブロックとから構成されるいわゆる４２０フォ
ーマットからなる場合には、垂直方向に隣接した２つの
輝度成分（Ｙ）のＤＣＴブロックが入力される。マクロ
ブロックが図５に示すように構成されている場合には、
輝度成分（Ｙ）のＤＣＴブロック０とＤＣＴブロック２
とが対となって入力され、また、ＤＣＴブロック１とＤ
ＣＴブロック３とが対となって入力される。

【００６９】まず、ステップＳ１１において、２つのＤ
ＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（時間的に前のＤＣ
Ｔブロックの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の
係数をｙ₁〜ｙ₈として図中に示し、時間的に後のＤＣＴ
ブロックの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係
数をｙ₉〜ｙ₁₆として図中に示す。）に対して、それぞ
れ独立に８×８の逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ８×
８）を行う。逆離散コサイン変換をすることにより、８
×８の復号された画素データｘ（時間的に前のＤＣＴブ
ロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素データ
をｘ₁〜ｘ₈として図中に示し、時間的に後のＤＣＴブロ
ックの全ての画素データのうち垂直方向の画素データを
ｘ₉〜ｘ₁₆として図中に示す。）を得ることができる。

【００７０】続いて、ステップＳ１２において、２つの
ＤＣＴブロックの８×８の画素データｘを、垂直方向に
１ライン毎交互に取り出して、飛び越し走査に対応した
トップフィールドの８×８の画素ブロックと、飛び越し
走査に対応したボトムフィールドの８×８の画素ブロッ
クの２つの画素ブロックにフィールド分離する。すなわ
ち、時間的に前のＤＣＴブロックから、垂直方向に１ラ
イン目の画素データｘ₁と、３ライン目の画素データｘ₃
と、５ライン目の画素データｘ₅と、７ライン目の画素
データｘ₇とを取り出し、時間的に後のＤＣＴブロック
から、垂直方向に１ライン目の画素データｘ₉と、３ラ
イン目の画素データｘ₁₁と、５ライン目の画素データｘ
₁₃と、７ライン目の画素データｘ₁₅とを取り出して、ト
ップフィールドに対応した８×８の画素ブロックを生成
する。また、時間的に前のＤＣＴブロックから、垂直方
向に２ライン目の画素データｘ₂と、４ライン目の画素
データｘ₄と、６ライン目の画素データｘ₆と、８ライン
目の画素データｘ₈とを取り出し、時間的に後のＤＣＴ
ブロックから、垂直方向に２ライン目の画素データｘ₁₀
と、４ライン目の画素データｘ₁₂と、６ライン目の画素
データｘ₁₄と、８ライン目の画素データｘ₁₆とを取り出
して、ボトムフィールドに対応した画素ブロックを生成
する。

【００７１】続いて、ステップＳ１３において、フィー
ルド分離した２つの８×８の画素ブロックそれぞれに対
して８×８の離散コサイン変換（ＤＣＴ８×８）をす
る。

【００７２】続いて、ステップＳ１４において、８×８
の離散コサイン変換をして得られたトップフィールドに
対応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚ（トップフ
ィールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち垂
直方向の離散コサイン係数をｚ₁，ｚ₃，ｚ₅，ｚ₇，
ｚ₉，ｚ₁₁，ｚ₁₃，ｚ₁₅として図中に示す。）の高域成
分を間引いて、４×４の離散コサイン係数から構成され
る画素ブロックとする。また、８×８の離散コサイン変
換をして得られたボトムフィールドに対応する画素ブロ
ックの離散コサイン係数ｚ（ボトムフィールドに対応す
る画素ブロックの全ての係数のうち垂直方向の離散コサ
イン係数をｚ₂，ｚ₄，ｚ₆，ｚ₈，ｚ₁₀，ｚ₁₂，ｚ₁₄，ｚ
₁₆として図中に示す。）の高域成分を間引き、４×４の
離散コサイン係数から構成される画素ブロックとする。

【００７３】続いて、ステップＳ１５において、高域成
分の離散コサイン係数を間引いた４×４の画素ブロック
それぞれに対して、４×４の逆離散コサイン変換（ＩＤ
ＣＴ４×４）を行う。４×４の逆離散コサイン変換をす
ることにより、４×４の復号された画素データｘ′（ト
ップフィールドに対応する画素ブロックの全ての画素デ
ータのうち垂直方向の画素データをｘ′₁，ｘ′₃，ｘ′
₅，ｘ′₇として図中に示し、また、ボトムフィールドに
対応する画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄，ｘ′₆，ｘ′₈として図
中に示す。）を得ることができる。

【００７４】続いて、ステップＳ１６において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボ
トムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に１ラインずつ交互にフレーム合成して、
８×８の画素データから構成される縮小逆離散コサイン
変換をしたＤＣＴブロックを生成する。

【００７５】以上のステップＳ１１〜ステップＳ１６で
示した２ブロック処理を行うことにより、フレームモー
ド用縮小逆離散コサイン変換装１５では、図２で示した
ような、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装
置１４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相
の画素から構成されるＤＣＴブロックを生成することが
できる。

【００７６】また、フレームモード用イントラ画像縮小
逆離散コサイン変換装置１５では、以上のステップＳ１
１〜ステップＳ１６までの２ブロック処理を１つの行列
を用いて演算する。具体的には、フレームモード用イン
トラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５では、以上の
処理を加法定理を用いて展開計算することにより得られ
る以下の式（２）に示す行列［ＦＳ′′］と、２つのＤ
ＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（ｙ₁〜ｙ₁₆）とを
行列演算して、縮小逆離散コサイン変換したＤＣＴブロ
ックの画素データｘ′（ｘ′₁〜ｘ′₈）を得ることがで
きる。

【００７７】

【数３】

【００７８】但し、この式（２）において、Ａ〜Ｄは、
以下の通りである。

【００７９】

【数４】

【００８０】

【数５】

【００８１】

【数６】

【００８２】

【数７】

【００８３】また、この式（２）において、ａ〜ｇは、
以下の通りである。

【００８４】

【数８】

【００８５】なお、上記フレームモード用イントラ画像
縮小逆離散コサイン変換装置１５では、図５で示したい
わゆる４２０フォーマットのマクロブロックが入力され
た場合には、輝度成分に対しては上記ステップＳ１１〜
ステップＳ１６に示した２ブロック処理を行って縮小逆
離散コサイン変換を行い、色差成分に対しては、上記ス
テップＳ１〜ステップＳ６に示した１ブロック処理を行
って縮小逆離散コサイン変換を行っても良い。

【００８６】つぎに、上記フレームモード用インター画
像縮小逆離散コサイン変換装置１６の処理内容につい
て、さらに詳細に説明する。

【００８７】このフレームモード用インター画像縮小逆
離散コサイン変換装置１６では、ＤＣＴブロックの離散
コサイン係数に対して、水平方向には、低域の４×４の
逆離散コサイン変換を行う。

【００８８】また、このフレームモード用インター画像
縮小逆離散コサイン変換装置１６では、ＤＣＴブロック
の離散コサイン係数に対して、垂直方向には、以下の
（１）〜（３）３つの処理のいずれかを行う。

【００８９】（１）垂直方向の係数に対して、低域の４
点の逆離散コサイン変換を行う。

【００９０】（２）垂直方向の係数に対して、８点全て
の離散コサイン変換を行い、フレーム内の全ての画素を
用いて線形内挿処理を行い、フィールドモード用縮小逆
離散コサイン変換装置１４で生成した標準解像度画像の
画素の位相と同位相の画像を生成する。

【００９１】（３）垂直方向の係数に対して、８点全て
の離散コサイン変換を行い、フレーム内の全ての画素
を、トップフィールドとボトムフィールドとの分離し
て、それぞれのフィールド内で線形内挿処理を行い、フ
ィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置１４で生
成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の画像を生
成する。

【００９２】このような（１）〜（３）のいずれかの処
理を行うことによって、フレームモード用インター画像
縮小逆離散コサイン変換装置１６では、１つのＤＣＴブ
ロックが４×４の画素から構成される解像度画像を復号
するとともに、フィールドモード用縮小逆離散コサイン
変換装置１４で生成した標準解像度画像の画素の位相と
同位相の画像を生成する。すなわち、フレームモード用
インター画像縮小逆離散コサイン変換装置１６で復号さ
れた画像データの各画素の位相は、図２に示すように、
トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／２、
５／２・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直
方向の位相が１、３・・・となる。

【００９３】以上のように本発明の第１の実施の形態の
画像復号装置１０では、フィールドＤＣＴモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに４
×４の縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を
復号し、フレームＤＣＴモードでは、フレーム分離をし
て縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を復号
する。この画像復号装置１０では、このようにフィール
ドＤＣＴモードとフレームＤＣＴモードとで異なる処理
を行うため、飛び越し走査画像が有するインタレース性
を損なうことなく、かつ、フィールドＤＣＴモードとフ
レームＤＣＴモードとで復号した画像の位相を同一とす
ることができ、出力する画像の画質を劣化させない。

【００９４】また、この画像復号装置１０では、インタ
ーマクロブロックに対する縮小逆離散コサイン変換に起
因する画質の劣化を低減することができる。すなわち、
本来静止画エリアであるインターマクロブロックの動き
ベクトルがノイズの為に動きベクトルが０以外の値を生
じており、例えば、細線を含む箇所が動画エリアのよう
に処理された場合であっても、画質の劣化が生じない。

【００９５】なお、上記画像復号装置１０では、フィー
ルドモード用縮小逆離散コサイン変換装置１４の４×４
の縮小逆離散コサイン変換処理、及び、フレームモード
用イントラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５の上記
ステップＳ１〜ステップＳ６による１ブロック処理によ
る縮小逆離散コサイン変換処理、また、フレームモード
用インター画像縮小逆離散コサイン変換装置１６の４×
４或いは８×８の逆離散コサイン変換処理を、高速アル
ゴリズムを用いて処理してもよい。

【００９６】例えば、Ｗａｎｇのアルゴリズム（参考文
献：Zhong DE Wang.,"Fast Algorithms for the Discre
te W Transform and for the Discrete Fourier Transf
orm",IEEE Tr.ASSP-32,NO.4,pp.803-816, Aug.1984）を
用いることにより、処理を高速化することができる。

【００９７】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置１４が演算をする行列を、Ｗａｎｇのアルゴリズ
ムを用いて分解すると、以下の式（３）に示すように
分解される。

【００９８】

【数９】

【００９９】また、図６にフィールドモード用縮小逆離
散コサイン変換装置１４の処理にＷａｎｇのアルゴリズ
ムを適用した場合の処理フローを示す。この処理フロー
に示すように、第１から第５の乗算器１４ａ〜１４ｅ及
び第１から第９の加算器１４ｆ〜１４ｎを用いて、高速
化を実現することができる。

【０１００】フレームモード用イントラ画像縮小逆離散
コサイン変換装置１５が演算をする行列［ＦＳ′］を、
Ｗａｎｇのアルゴリズムを用いて分解すると、以下の式
（４）に示すように分解される。

【０１０１】

【数１０】

【０１０２】但し、この式（４）において、Ａ〜Ｊは、
以下の通りである。

【０１０３】

【数１１】

【０１０４】また、図７にフレームモード用イントラ画
像縮小逆離散コサイン変換装置１５の処理にＷａｎｇの
アルゴリズムを適用した場合の処理フローを示す。この
処理フローに示すように、第１から第１０の乗算器１５
ａ〜１５ｊ及び第１から第１３の加算器１５ｋ〜１５ｗ
を用いて、高速化を実現することができる。

【０１０５】（第２の実施の形態）つぎに、本発明の第
２の実施の形態の画像復号装置について説明する。な
お、この第２の実施の形態の画像復号装置の説明にあた
り、上記第１の画像復号装置１０と同一の構成要素につ
いては図面中に同一の符号を付け、その詳細な説明を省
略する。また、第３の実施の形態以後もそれ以前の実施
の形態と同一の構成要素については図面中に同一の符号
を付け、その詳細な説明を省略する。

【０１０６】図８に示すように、本発明の第２の実施の
形態の画像復号装置３０は、垂直方向の有効ライン数が
例えば１１５２本の高解像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧
縮したビットストリームが入力され、この入力されたビ
ットストリームを復号するとともに１／２の解像度に縮
小して、垂直方向の有効ライン数が例えば５７６本の標
準解像度画像を出力する装置である。

【０１０７】この画像復号装置３０は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置１１と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置１３と、フィールドＤＣＴ
モードで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックに対
して縮小逆離散コサイン変換をして標準解像度画像を生
成するフィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン
変換装置３１と、マクロブロックがイントラマクロブロ
ックであってフレームＤＣＴモードで離散コサイン変換
がされたＤＣＴブロックに対して縮小逆離散コサイン変
換をして標準解像度画像を生成するフレームモード用イ
ントラ画像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２
と、マクロブロックがインターマクロブロックであって
フレームＤＣＴモードで離散コサイン変換がされたＤＣ
Ｔブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標準
解像度画像を生成するフレームモード用インター画像位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３３と、縮小逆離散
コサイン変換がされた標準解像度画像と動き補償がされ
た参照画像とを加算する加算装置１７と、参照画像を一
時記憶するフレームメモリ１８と、フレームメモリ１８
が記憶した参照画像にフィールド動き予測モードに対応
した動き補償をするフィールドモード用動き補償装置１
９と、フレームメモリ１８が記憶した参照画像にフレー
ム動き予測モードに対応した動き補償をするフレームモ
ード用動き補償装置２０と、フレームメモリ１８に記憶
した画像に対して、画枠変換をしてモニタ等に表示する
ための標準解像度の画像データを出力する画枠変換装置
３４とを備えている。

【０１０８】フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置３１は、入力されたビットストリームの
マクロブロックが、フィールドＤＣＴモードで離散コサ
イン変換されている場合に用いられる。フィールドモー
ド用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１は、フィ
ールドＤＣＴモードで離散コサイン変換がされたマクロ
ブロック内の８×８個の係数が示されたＤＣＴブロック
の全ての係数のうち４×８の係数のみに対して、トップ
フィールドとボトムフィールドの垂直方向の画素の位相
ずれを補正した逆離散コサイン変換を行う。すなわち、
水平方向に対して低域の４点の離散コサイン係数に基づ
き逆離散コサイン変換を行い、垂直方向に対して８点の
離散コサイン係数に基づき位相ずれを補正した逆離散コ
サイン変換を行う。具体的には、トップフィールドの垂
直方向の各画素に対しては、１／４画素分の位相補正を
行い、ボトムフィールドの垂直方向の各画素に対して
は、３／４画素分の位相補正を行う。そして、以上のよ
うな縮小逆離散コサイン変換を行うことにより、図９に
示すような、トップフィールドの各画素の垂直方向の位
相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフィールドの
各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４・・・とな
る標準解像度画像（下位レイヤー）を生成する。

【０１０９】フレームモード用イントラ画像位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３２は、入力されたビットス
トリームのマクロブロックが、フレームＤＣＴモードで
離散コサイン変換されている場合であって、且つ、フレ
ーム内予測符号化で圧縮されたイントラ画像である場合
に用いられる。フレームモード用イントラ画像位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置３２は、フレームＤＣＴモ
ードで離散コサイン変換がされたマクロブロック内の８
×８個の係数が示されたＤＣＴブロックに対して、詳細
を後述する１ブロック処理或いは２ブロック処理によ
り、トップフィールドとボトムフィールドの垂直方向の
画素の位相ずれを補正した縮小逆離散コサイン変換を行
う。そして、フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置３１で生成した標準解像度画像の画素の
位相と同位相の画像を生成する。すなわち、１ブロック
処理或いは２ブロック処理で縮小逆離散コサイン変換を
行うことにより、図９に示すような、トップフィールド
の各画素の垂直方向の位相が１／４、９／４・・・とな
り、ボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相が５／
４、１３／４・・・となる標準解像度画像（下位レイヤ
ー）を生成する。

【０１１０】フレームモード用インター画像位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３３は、入力されたビットス
トリームのマクロブロックが、フレームＤＣＴモードで
離散コサイン変換されている場合であって、且つ、フレ
ーム間予測符号化で圧縮されたインター画像である場合
に用いられる。フレームモード用インター画像位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置１６は、フレームＤＣＴモ
ードで離散コサイン変換がされたマクロブロック内の８
×８個の係数が示されたＤＣＴブロックに対して、トッ
プフィールドとボトムフィールドの垂直方向の画素の位
相ずれを補正した縮小逆離散コサイン変換を行う。そし
て、フレームモード用インター画像位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置３２では、１つのＤＣＴブロックが４
×４の画素から構成される解像度画像を復号するととも
に、フィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変
換装置３１で生成した標準解像度画像の画素の位相と同
位相の画像を生成する。すなわち、図９に示すような、
トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／４、
９／４・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直
方向の位相が５／４、１３／４・・・となる標準解像度
画像（下位レイヤー）を生成する。

【０１１１】フィールドモード用動き補償装置１９は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置１９は、フレームメモリ１８に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、１／４画素精度で補
間処理を行い、フィールド動き予測モードに対応した動
き補償をする。このフィールドモード用動き補償装置１
９により動き補償がされた参照画像は、加算装置１７に
供給され、インター画像に合成される。

【０１１２】フレームモード用動き補償装置２０は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
２０は、フレームメモリ１８に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、１／４画素精度で補間処理
を行い、フレーム動き予測モードに対応した動き補償を
する。このフレームモード用動き補償装置２０により動
き補償がされた参照画像は、加算装置１７に供給され、
インター画像に合成される。

【０１１３】画枠変換装置３４は、フレームメモリ１８
が記憶した標準解像度の参照画像が供給され、この参照
画像をポストフィルタリングにより、画枠を標準解像度
のテレビジョンの規格に合致するように変換する。すな
わち、画枠変換装置３４は、高解像度のテレビジョン規
格の画枠を、１／４に縮小した標準解像度のテレビジョ
ン規格の画枠に変換する。なお、この画枠変換装置３４
は、フレームメモリ１８に格納されている画像がトップ
フィールドとボトムフィールドとの間に位相ずれが生じ
ていないので、上述した第１の実施の形態の画枠変換・
位相ずれ補正装置２１と異なり、画素の位相ずれの補正
は行わなくて良い。

【０１１４】本発明の第２の実施の形態の画像復号装置
３０では、以上のような構成を有することにより、高解
像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧縮したビットストリーム
を、復号するとともに１／２の解像度に縮小して、標準
解像度画像を出力することができる。

【０１１５】つぎに、上記フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置３１の処理内容について、
さらに詳細に説明する。

【０１１６】フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置３１には、図１０に示すように、高解像
度画像を圧縮符号化したビットストリームが、１つのＤ
ＣＴブロック単位で入力される。

【０１１７】まず、ステップＳ２１において、この１つ
のＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（ＤＣＴブロッ
クの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係数をｙ
₁〜ｙ₈として図中に示す。）に対して、８×８の逆離散
コサイン変換（ＩＤＣＴ８×８）を行う。逆離散コサイ
ン変換をすることにより、８×８の復号された画素デー
タｘ（ＤＣＴブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをｘ₁〜ｘ₈として図中に示す。）を得る
ことができる。

【０１１８】続いて、ステップＳ２２において、この８
×８の画素データを、４×８の位相補正フィルタ行列に
よりＤＣＴブロック内で閉じた変換を行い、位相補正し
た画素データｘ′（全ての画素データのうち垂直方向の
画素データをｘ′₁，ｘ′₂，ｘ′₃，ｘ′₄として図中に
示す。）を得る。

【０１１９】以上のステップＳ２１〜ステップＳ２２の
処理を行うことにより、フィールドモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３１では、トップフィールド
とボトムフィールドとの間で、画素の位相ずれがない画
像を生成することができる。

【０１２０】また、フィールドモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置３１では、図１１に示すように、
以上の処理を１つの行列（４×８位相補正ＩＤＣＴ行
列）を用いて演算してもよい。

【０１２１】つぎに、上記フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置３１により演算が行われる
４×８位相補正ＩＤＣＴ行列の設計手順を図１２に示
し、この４×８位相補正ＩＤＣＴ行列について説明す
る。この４×８位相補正ＩＤＣＴ行列は、プロトタイプ
フィルタをポリフェーズ分解して作成される。

【０１２２】ここで、画像復号装置３０では、図１３
（ａ）に示すような周波数特性の高解像度画像を、図１
３（ｂ）に示すような信号帯域がローパスフィルタによ
り半分とされた周波数特性の１／２の解像度の標準解像
度画像に、ダウンデコードする。そのため、プロトタイ
プフィルタに求められる周波数特性は、標準解像度画像
の１／４位相の画素値を得ることができるように、図１
３（ｃ）に示すような４倍のオーバーサンプリングを行
った周波数特性となる。

【０１２３】まず、ステップＳ３１において、ナイキス
ト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−１）／２｝分割し、そ
の周波数サンプルからゲインリストを作成する。例え
ば、図１４に示すように、ナイキスト周波数以下の周波
数を等間隔に（５７−１）／２＝２８分割して、２９個
のゲインリストを作成する。

【０１２４】続いて、ステップＳ３２において、周波数
サンプリング法により、５７個のインパルス応答を作成
する。すなわち、２９個のゲインリストを逆離散フーリ
エ変換して、５７個のＦＩＲフィルタのインパルス応答
を作成する。この５７個のインパルス応答を図１５に示
す。

【０１２５】続いて、ステップＳ３３において、このイ
ンパルス応答に窓関数をかけて、５７タップのフィルタ
係数ｃ１〜ｃ５７を作成する。

【０１２６】このステップＳ３３で作成されたフィルタ
がプロトタイプフィルタとなる。

【０１２７】続いて、ステップＳ３４において、５７個
のフィルタ係数ｃ１〜ｃ５７を有するプロトタイプフィ
ルタをポリフェーズ分解して、１／４位相補正特性を有
する１４個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′１４のみを取り
出し、ポリフェーズフィルタを作成する。

【０１２８】ここで、ポリフェーズフィルタとは、図１
６に示すように、入力信号をＮ倍にオーバーサンプリン
グし、オーバーサンプリングして得られた信号からＮ画
素間隔で画素を抜き出すポリフェーズ分解を行い、入力
信号と１／Ｎ位相のずれをもった信号を出力するフィル
タである。例えば、入力信号に対して１／４位相ずれた
信号を得るためには、図１７に示すように、入力信号を
４倍にオーバサンプリングして、この信号から１／４位
相ずれた信号を取り出せばよい。

【０１２９】具体的に、５７個の係数を有するプロトタ
イプフィルタｃ１〜ｃ５７から作成された１４個のフィ
ルタ係数ｃ′１〜ｃ′１４は、例えば、以下の式（５）
で示すような係数となる。

【０１３０】

【数１２】

【０１３１】このようにポリフェーズフィルタを作成し
た後、トップフィールド用の４×８位相補正ＩＤＣＴ行
列と、ボトムフィールド用の４×８位相補正ＩＤＣＴ行
列とで、設計処理が分割する。

【０１３２】まず、トップフィールド用の４×８位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ３５に
おいて、フィルタ係数が１／４位相補正特性となるよう
に、ポリフェーズ分解された１４個のフィルタ係数ｃ′
１〜ｃ′１４から、群遅延が１／４、９／４、１７／
４、２５／４位相となる８個の係数を取り出し、４×８
位相補正フィルタ行列を作成する。このように作成され
た４×８位相補正フィルタを、図１８に示す。

【０１３３】例えば、上記式（５）の１４個のフィルタ
係数ｃ′１〜ｃ′１４から、以下の式（６）で示すよう
な係数が取り出される。

【０１３４】

【数１３】

【０１３５】式（６）の係数から４×８位相補正フィル
タ行列を求めると、以下の式（７）で示すような行列と
なる。

【０１３６】

【数１４】

【０１３７】この式（７）で示した４×８位相補正フィ
ルタ行列を正規化すると、以下の式（８）に示すような
行列となる。

【０１３８】

【数１５】

【０１３９】そして、ステップＳ３６において、８×８
のＩＤＣＴ行列と、この４×８位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、トップフィールド用の４×８位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０１４０】８×８のＩＤＣＴ行列と上記式（８）で示
す４×８の位相補正フィルタとを掛け合わせた４×８位
相補正ＩＤＣＴ行列は、以下の式（９）に示すような行
列となる。

【０１４１】

【数１６】

【０１４２】一方、ボトムフィールド用の４×８位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ３７に
おいて、フィルタ係数が３／４位相補正特性となるよう
に、ポリフェイズ分解された１４個のフィルタ係数ｃ′
１〜ｃ′１４を、左右反転させる。

【０１４３】続いて、ステップＳ３８において、左右反
転させた１４個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′１４から、
群遅延が３／４、１１／４、１９／４、２７／４位相と
なる８個の係数を取り出し、４×８位相補正フィルタ行
列を作成する。

【０１４４】そして、ステップＳ３９において、８×８
のＩＤＣＴ行列と、この４×８位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、ボトムフィールド用の４×８位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０１４５】このようにステップＳ３１〜ステップＳ３
９の各処理を行うことによって、フィールドモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１が演算を行う４
×８位相補正ＩＤＣＴ行列を作成することができる。

【０１４６】以上のように、フィールドモード用位相補
正縮小逆離散コサイン変換装置３１では、この４×８位
相補正ＩＤＣＴ行列と、入力されたフィールドＤＣＴモ
ードで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックの係数
とを行列演算することにより、トップフィールドとボト
ムフィールドとの間の位相ずれがない、標準解像度の画
像を復号することができる。すなわち、このフィールド
モード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１で
は、図９に示すような、トップフィールドの各画素の垂
直方向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４
・・・となる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成す
ることができる。

【０１４７】つぎに、上記フレームモード用イントラ画
像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２の処理内容
について、さらに詳細に説明する。

【０１４８】なお、フレームモード用イントラ画像位相
補正縮小逆離散コサイン変換装置３２では、以下に説明
する１ブロック処理及び２ブロック処理のいずれか或い
は両者の処理を行うことができる。必要に応じて、１ブ
ロック処理又は２ブロック処理を切り換えて用いても良
いし、或いは、いずれか一方の処理のみを行っても良
い。

【０１４９】まず、１ブロック処理について説明する。
図１９に、１ブロック処理の内容を説明するための図を
示す。

【０１５０】フレームモード用イントラ画像位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３２には、図１９に示すよう
に、高解像度画像を圧縮符号化したビットストリーム
が、１つのＤＣＴブロック単位で入力される。

【０１５１】まず、ステップＳ４１において、この１つ
のＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙに対して、８×
８の逆離散コサイン変換を行う。続いて、ステップＳ４
２において、この８×８の画素データをフィールド分離
する。続いて、ステップＳ４３において、フィールド分
離した２つの画素ブロックそれぞれに対して４×４の離
散コサイン変換をする。続いて、ステップＳ４４におい
て、各画素ブロックの離散コサイン係数ｚの高域成分を
間引き、２×２の離散コサイン係数から構成される画素
ブロックとする。以上のステップＳ４１からステップＳ
４４までの処理は、図３に示す１ブロック処理における
ステップＳ１からステップＳ４までの処理と同一であ
る。

【０１５２】続いて、ステップＳ４５において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックに対しては、１／４
画素分の位相補正をする２×４位相補正ＩＤＣＴ行列を
用いて、垂直方向の画素の位相ずれを補正した逆離散コ
サイン変換を行う。また、ボトムフィールドに対応する
画素ブロックに対しては、３／４画素分の位相補正をす
る２×４位相補正ＩＤＣＴ行列を用いて、垂直方向の画
素の位相ずれを補正した逆離散コサイン変換を行う。以
上のような縮小逆離散コサイン変換を行うことにより、
２×２の画素データｘ′（トップフィールドに対応する
画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素
データをｘ′₁，ｘ′₃として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄として図中
に示す。）を得ることができる。この画素データｘ′
は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／
４、９／４となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方
向の位相が５／４、１３／４となる標準解像度画像（下
位レイヤー）を生成する。なお、この２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列の設計方法については詳細を後述する。

【０１５３】続いて、ステップＳ４６において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データとボト
ムフィールドの画像ブロックの画素データとをフレーム
合成する。このステップＳ４６の処理は、図３に示す１
ブロック処理におけるステップＳ６の処理と同一であ
る。

【０１５４】以上のステップＳ４１〜ステップＳ４６の
処理を行うことにより、フレームモード用イントラ画像
位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２では、画素間
の位相ずれがない画像を生成することができる。また、
上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変
換装置３１で復号した画像と位相ずれが生じない画像を
生成することができる。

【０１５５】また、フレームモード用イントラ画像位相
補正縮小逆離散コサイン変換装置３２では、以上のステ
ップＳ４１からステップＳ４６までの処理を１つの行列
を用いて演算してもよい。

【０１５６】つぎに、フレームモード用イントラ画像位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２のステップＳ４
５で演算が行われる２×４位相補正ＩＤＣＴ行列の設計
手順を図２０に示し、この２×８位相補正ＩＤＣＴ行列
について説明する。

【０１５７】まず、ステップＳ５１において、ナイキス
ト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−１）／２｝分割し、そ
の周波数サンプルからゲインリストを作成する。例え
ば、図２１に示すように、ナイキスト周波数以下の周波
数を等間隔に（２５−１）／２＝１２分割して、１３個
のゲインリストを作成する。

【０１５８】続いて、ステップＳ５２において、周波数
サンプリング法により、２５個のインパルス応答を作成
する。すなわち、１３個のゲインリストを逆離散フーリ
エ変換して、２５個のＦＩＲフィルタのインパルス応答
を作成する。この２５個のインパルス応答を図２２に示
す。

【０１５９】続いて、ステップＳ５３において、このイ
ンパルス応答に窓関数をかけて、２５タップのフィルタ
係数ｃ１〜ｃ２５を作成する。

【０１６０】このステップＳ５３で作成されたフィルタ
がプロトタイプフィルタとなる。

【０１６１】続いて、ステップＳ５４において、２５個
のフィルタ係数ｃ１〜ｃ２５を有するプロトタイプフィ
ルタをポリフェーズ分解して、１／４位相補正特性を有
する６個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′６のみを取り出
し、ポリフェーズフィルタを作成する。

【０１６２】具体的に、５７個の係数を有するプロトタ
イプフィルタｃ１〜ｃ２５から作成された１４個のフィ
ルタ係数ｃ′１〜ｃ′６は、例えば、以下の式（１０）
で示すような係数となる。

【０１６３】

【数１７】

【０１６４】このようにポリフェーズフィルタを作成し
た後、トップフィールド用の２×４位相補正ＩＤＣＴ行
列と、ボトムフィールド用の２×４位相補正ＩＤＣＴ行
列とで、設計処理が分割する。

【０１６５】まず、トップフィールド用の２×４位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ５５に
おいて、ポリフェーズ分解された６個のフィルタ係数
ｃ′１〜ｃ′６から、群遅延が１／４、９／４位相とな
るように、それぞれ２個の係数を取り出し、２×４位相
補正フィルタ行列を作成する。このように作成された２
×４位相補正フィルタを、図２３に示す。

【０１６６】例えば、上記式（１０）の６個のフィルタ
係数ｃ′１〜ｃ′６から、以下の式（１１）で示すよう
な係数が取り出される。

【０１６７】

【数１８】

【０１６８】式（１１）の係数から２×４位相補正フィ
ルタ行列を求めると、以下の式（１２）で示すような行
列となる。

【０１６９】

【数１９】

【０１７０】この式（１２）で示した２×４位相補正フ
ィルタ行列を正規化すると、以下の式（１３）に示すよ
うな行列となる。

【０１７１】

【数２０】

【０１７２】そして、ステップＳ５６において、４×４
のＩＤＣＴ行列と、この２×４位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、トップフィールド用の２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０１７３】２×４のＩＤＣＴ行列と上記式（１３）で
示す２×４の位相補正フィルタとを掛け合わせた２×４
位相補正ＩＤＣＴ行列は、以下の式（１４）に示すよう
な行列となる。

【０１７４】

【数２１】

【０１７５】一方、ボトムフィールド用の２×４位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ５７に
おいて、フィルタ係数が３／４位相補正特性となるよう
に、ポリフェイズ分解された６個のフィルタ係数ｃ′１
〜ｃ′６を、左右反転させる。

【０１７６】続いて、ステップＳ５８において、左右反
転させた６個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′６から、群遅
延が３／４、１１／４位相となるように、それぞれ２個
の係数を取り出し、２×４位相補正フィルタ行列を作成
する。

【０１７７】そして、ステップＳ５９において、４×４
のＩＤＣＴ行列と、この２×４位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、ボトムフィールド用の２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０１７８】以上のようにステップＳ５１〜ステップＳ
５９の各処理を行うことによって、フレームモード用イ
ントラ画像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２が
上記ステップＳ４５で演算を行う２×４位相補正ＩＤＣ
Ｔ行列を作成することができる。

【０１７９】つぎに、２ブロック処理について説明す
る。図２４に、２ブロック処理の内容を説明するための
図を示す。

【０１８０】フレームモード用イントラ画像位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３２には、図２４に示すよう
に、高解像度画像を圧縮符号化したビットストリーム
が、２つのＤＣＴブロック単位で入力される。例えば、
マクロブロックが４つの輝度成分のＤＣＴブロックと２
つの色差成分のＤＣＴブロックとから構成される場合に
は、垂直方向に隣接した２つのＤＣＴブロックが入力さ
れる。例えば、マクロブロックが上述した図５に示すよ
うに構成されている場合には、輝度成分（Ｙ）のＤＣＴ
ブロック０とＤＣＴブロック２とが対となって入力さ
れ、また、ＤＣＴブロック１とＤＣＴブロック３とが対
となって入力される。

【０１８１】まず、ステップＳ６１において、２つのＤ
ＣＴブロックの離散コサイン係数ｙに対して、それぞれ
独立に８×８の逆離散コサイン変換を行う。逆離散コサ
イン変換をすることにより、８×８の復号された画素デ
ータｘを得ることができる。続いて、ステップＳ６２に
おいて、２つの８×８の画素データをフィールド分離す
る。続いて、ステップＳ６３において、フィールド分離
した２つの８×８の画素ブロックそれぞれに対して８×
８の離散コサイン変換をする。続いて、ステップＳ６４
において、８×８の離散コサイン変換をして得られたト
ップフィールドに対応する画素ブロックの離散コサイン
係数ｚの高域成分を間引いて、４×４の離散コサイン係
数から構成される画素ブロックとする。また、８×８の
離散コサイン変換をして得られたボトムフィールドに対
応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚの高域成分を
間引き、４×４の離散コサイン係数から構成される画素
ブロックとする。

【０１８２】以上のステップＳ６１からステップＳ６４
までの処理は、図４に示す２ブロック処理におけるステ
ップＳ１１からステップＳ１４までの処理と同一であ
る。

【０１８３】続いて、ステップＳ６５において、トップ
フィールドの画素ブロックに対しては、１／４画素分の
位相補正をする４×８位相補正ＩＤＣＴ行列を用いて、
垂直方向の画素の位相ずれを補正した逆離散コサイン変
換を行う。また、ボトムフィールドの画素ブロックに対
しては、３／４画素分の位相補正をする４×８位相補正
ＩＤＣＴ行列を用いて、垂直方向の画素の位相ずれを補
正した逆離散コサイン変換を行う。以上のような縮小逆
離散コサイン変換を行うことにより、４×４の画素デー
タｘ′（トップフィールドに対応する画素ブロックの全
ての画素データのうち垂直方向の画素データをｘ′₁，
ｘ′₃，ｘ′₅，ｘ′₇として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄，ｘ′₆，
ｘ′₈として図中に示す。）を得ることができる。この
画素データｘ′は、トップフィールドの各画素の垂直方
向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフィー
ルドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４・・
・となる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成する。
なお、この４×８位相補正ＩＤＣＴ行列の設計方法は、
上述したフィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置３１で演算される行列と同一である。

【０１８４】続いて、ステップＳ６６において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボ
トムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に１ラインずつ交互にフレーム合成して、
８×８の画素データから構成される縮小逆離散コサイン
変換をしたＤＣＴブロックを生成する。

【０１８５】以上のステップＳ６１〜ステップＳ６６の
２ブロック処理を行うことにより、フレームモード用イ
ントラ画像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２で
は、画素間の位相ずれがない画像を生成することができ
る。また、上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置３１で復号した画像と位相ずれが生じ
ない画像を生成することができる。

【０１８６】また、フレームモード用イントラ画像位相
補正縮小逆離散コサイン変換装置３２では、以上のステ
ップＳ６１からステップＳ６６までの処理を１つの行列
を用いて演算してもよい。

【０１８７】つぎに、上記フレームモード用インター画
像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３３の処理内容
について、さらに詳細に説明する。

【０１８８】このフレームモード用インター画像位相補
正縮小逆離散コサイン変換装置３３では、ＤＣＴブロッ
クの離散コサイン係数に対して、水平方向には、低域の
４×４の逆離散コサイン変換を行う。

【０１８９】また、このフレームモード用インター画像
位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３３では、ＤＣＴ
ブロックの離散コサイン係数に対して、垂直方向には、
以下の（１）〜（３）３つの処理のいずれかを行う。

【０１９０】（１）垂直方向の係数に対して、低域の４
点の逆離散コサイン変換を行う。

【０１９１】（２）垂直方向の係数に対して、８点全て
の離散コサイン変換を行い、フレーム内の全ての画素を
用いて線形内挿処理を行い、フィールドモード用位相補
正縮小逆離散コサイン変換装置３１で生成した標準解像
度画像の画素の位相と同位相の画像を生成する。具体的
には、図２５に示すように、８点全ての離散コサイン変
換を行った上位レイヤーのトップフィールドの１番目の
画素とボトムフィールドの１番目の画素とを線形補間し
て位相が１／４の下位レイヤーの画素を生成する。ま
た、上位レイヤーのトップフィールドの２番目の画素と
ボトムフィールドの２番目の画素とを線形補間して位相
が５／４の下位レイヤーの画素を生成する。また、上位
レイヤーのトップフィールドの３番目の画素とボトムフ
ィールドの３番目の画素とを線形補間して位相が９／４
の下位レイヤーの画素を生成する。また、上位レイヤー
のトップフィールドの４番目の画素とボトムフィールド
の４番目の画素とを線形補間して位相が１３／４の下位
レイヤーの画素を生成する。なお、このよな下位レイヤ
ーの画素は、上位レイヤーの画素の行列に対して、以下
の式（１５）に示す行列を演算することにより得ること
ができる。

【０１９２】

【数２２】

【０１９３】（３）垂直方向の係数に対して、８点全て
の離散コサイン変換を行い、フレーム内の全ての画素
を、トップフィールドとボトムフィールドとの分離し
て、それぞれのフィールド内で線形内挿処理を行い、フ
ィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置
３１で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の
画像を生成する。具体的には、図２６に示すように、８
点全ての離散コサイン変換を行った上位レイヤーのトッ
プフィールドの１番目の画素と２番目の画素とを１／４
位相補正した線形補間をして位相が１／４の下位レイヤ
ーの画素を生成する。また、上位レイヤーのトップフィ
ールドの３番目の画素と４番目の画素とを１・４位相補
正した線形補間をして位相が９／４の下位レイヤーの画
素を生成する。また、上位レイヤーのボトムフィールド
の１番目の画素と１番目の画素とを３／４位相補正した
線形補間をして位相が５／４の下位レイヤーの画素を生
成する。また、上位レイヤーのボトムフィールドの３番
目の画素と４番目の画素とを３／４位相補正した線形補
間をして位相が１３／４の下位レイヤーの画素を生成す
る。なお、このよな下位レイヤーの画素は、上位レイヤ
ーの画素の行列に対して、以下の式（１６）に示す行列
を演算することにより得ることができる。

【０１９４】

【数２３】

【０１９５】このような（１）〜（３）のいずれかの処
理を行うことによって、フレームモード用インター画像
位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３３では、１つの
ＤＣＴブロックが４×４の画素から構成される解像度画
像を復号するとともに、フィールドモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３１で生成した標準解像度画
像の画素の位相と同位相の画像を生成する。すなわち、
フレームモード用インター画像位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置３２で復号された画像データの各画素の位
相は、図９に示すように、トップフィールドの各画素の
垂直方向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトム
フィールドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／
４・・・となる。

【０１９６】以上のように本発明の第２の実施の形態の
画像復号装置３０では、フィールドＤＣＴモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに４
×４の縮小逆離散コサイン変換を行うとともに位相補正
をして標準解像度画像を復号し、フレームＤＣＴモード
では、フレーム分離をして縮小逆離散コサイン変換を行
うとともに位相補正をして標準解像度画像を復号する。
この画像復号装置３０では、このようにフィールドＤＣ
ＴモードとフレームＤＣＴモードとでそれぞれで処理を
行うため飛び越し走査画像が有するインタレース性を損
なうことなく、かつ、縮小逆離散コサイン変換を行うと
きに生じるトップフィールドとボトムフィールドとの間
の位相ずれをなくし、出力する画像の画質を劣化させな
い。即ち、この画像復号装置３０では、フレームメモリ
１８に格納された復号画像を出力する際に、位相補正を
する必要が無く、処理が簡易化するとともに画質の劣化
を生じさせない。

【０１９７】また、この画像復号装置３０では、インタ
ーマクロブロックに対する縮小逆離散コサイン変換に起
因する画質の劣化を低減することができる。すなわち、
本来静止画エリアであるインターマクロブロックの動き
ベクトルがノイズの為に動きベクトルが０以外の値を生
じており、例えば、細線を含む箇所が動画エリアのよう
に処理された場合であっても、画質の劣化が生じない。

【０１９８】（第３の実施の形態）つぎに、本発明の第
３の実施の形態の画像復号装置について説明する。

【０１９９】図２７に示すように、本発明の第３の実施
の形態の画像復号装置４０は、垂直方向の有効ライン数
が例えば１１５２本の高解像度画像をＭＰＥＧ２で画像
圧縮したビットストリームが入力され、この入力された
ビットストリームを復号するとともに１／２の解像度に
縮小して、垂直方向の有効ライン数が例えば５７６本の
標準解像度画像を出力する装置である。

【０２００】この画像復号装置４０は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置１１と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置１３と、イントラ画像のマ
クロブロックに対して縮小逆離散コサイン変換をして標
準解像度画像を生成するイントラ画像用縮小逆離散コサ
イン変換装置４１と、インター画像のマクロブロックに
対して通常の離逆散コサイン変換をするインター画像用
逆離散コサイン変換装置４２と、インター画像を逆離散
コサイン変換して得られた高解像度画像と動き補償がさ
れた参照画像とを加算する加算装置１７と、この加算装
置により参照画像が加算された高解像度画像を標準解像
度画像データに縮小する縮小フィルタ装置４３と、標準
解像度の参照画像を一時記憶するフレームメモリ１８
と、フレームメモリ１８が記憶した参照画像にフィール
ド動き予測モードに対応した動き補償をするフィールド
モード用動き補償装置１９と、フレームメモリ１８が記
憶した参照画像にフレーム動き予測モードに対応した動
き補償をするフレームモード用動き補償装置２０と、フ
レームメモリ１８に記憶した画像に対してポストフィル
タリングをすることにより、画枠変換をしてテレビジョ
ンモニタ等に表示するための標準解像度の画像データを
出力する画枠変換補正装置３３とを備えている。

【０２０１】イントラ画像用縮小逆離散コサイン変換装
置４１は、入力されたビットストリームのマクロブロッ
クが、イントラマクロブロックである場合に用いられ
る。このイントラ画像用縮小逆離散コサイン変換装置４
１では、フィールドＤＣＴモードで離散コサイン変換が
されたマクロブロック内の８×８個の係数が示されたＤ
ＣＴブロックに対して、図３４で示したような、低域の
４×４の係数のみに逆離散コサイン変換を行う。すなわ
ち、水平方向及び垂直方向の低域の４点の離散コサイン
係数に基づき縮小逆離散コサイン変換を行う。また、フ
レームＤＣＴモードで離散コサイン変換がされたマクロ
ブロック内の８×８個の係数が示されたＤＣＴブロック
に対して、上述した第１の実施の形態のフレームモード
用イントラ画像縮小逆離散コサイン変換装置１５と同様
の縮小逆離散コサイン変換を行う。このイントラ画像用
縮小逆離散コサイン変換装置４１では、以上のような縮
小逆離散コサイン変換を行うことにより、１つのＤＣＴ
ブロックが４×４の画素から構成される標準解像度画像
を復号することができる。この復号された画像データの
各画素の位相は、トップフィールドの各画素の垂直方向
の位相が１／２、５／２・・・となり、ボトムフィール
ドの各画素の垂直方向の位相が１、３・・・となる。

【０２０２】なお、このイントラ画像用縮小逆離散コサ
イン変換装置４１では、トップフィールドの垂直方向の
画素に対して１／４位相補正を行い、ボトムフィールド
の垂直方向の画素に対して３／４位相補正をして、トッ
プフィールドとボトムフィールドとの間の位相ずれを補
正した縮小逆離散コサイン変換をしてもよい。

【０２０３】この場合、フィールドＤＣＴモードで離散
コサイン変換がされたマクロブロック内の８×８個の係
数が示されたＤＣＴブロックの全ての係数に対して、ト
ップフィールドとボトムフィールドの垂直方向の画素の
位相ずれを補正した縮小逆離散コサイン変換を行う。具
体的には、トップフィールドの垂直方向の各画素に対し
ては、１／４画素分の位相補正を行い、ボトムフィール
ドの垂直方向の各画素に対しては、３／４画素分の位相
補正を行う。そして、トップフィールドの各画素の垂直
方向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフィ
ールドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４・
・・となる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成す
る。また、フレームＤＣＴモードで離散コサイン変換が
されたマクロブロック内の８×８個の係数が示されたＤ
ＣＴブロックに対して、１ブロック処理或いは２ブロッ
ク処理により、トップフィールドとボトムフィールドの
垂直方向の画素の位相ずれを補正した縮小逆離散コサイ
ン変換を行う。そして、トップフィールドの各画素の垂
直方向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４
・・・となる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成す
る。

【０２０４】インター画像用逆離散コサイン変換装置４
２は、入力されたビットストリームのマクロブロック
が、インターマクロブロックである場合に用いられる。
このインター画像用逆離散コサイン変換装置４２では、
離散コサイン変換がされたマクロブロック内の８×８個
の係数が示されたＤＣＴブロックに対して、通常の８×
８の逆離散コサイン変換を行い、高解像度画像を復号す
る。

【０２０５】加算装置１７は、インター画像用逆離散コ
サイン変換装置４２により逆離散コサイン変換されたマ
クロブロックに、フィールドモード用動き補償装置１９
或いはフレームモード用動き補償装置２０により動き補
償がされるとともにアップサンプリングがされた高解像
度の参照画像を合成する。

【０２０６】縮小フィルタ装置４３は、加算装置１７か
ら出力される高解像度画像を、フィルタ処理して、イン
トラ画像用縮小逆離散コサイン変換装置４１が生成する
標準解像度画像と位相が一致した標準解像度画像に縮小
する。

【０２０７】フレームメモリ１８は、イントラ画像用縮
小逆離散コサイン変換装置４１からの標準解像度の参照
画像と、縮小フィルタ装置４３からの標準解像度の参照
画像とを記憶する。

【０２０８】フィールドモード用動き補償装置１９は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置１９は、フレームメモリ１８に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、トップフィールドと
ボトムフィールドとの間の位相ずれ成分を考慮した形で
アップサンプリングをして高解像度画像に変換し、フィ
ールド動き予測モードに対応した動き補償をする。この
フィールドモード用動き補償装置１９により動き補償が
された高解像度の参照画像は、加算装置１７に供給さ
れ、インター画像に合成される。

【０２０９】フレームモード用動き補償装置２０は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
２０は、フレームメモリ１８に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、トップフィールドとボトム
フィールドとの間の位相ずれ成分を考慮した形でアップ
サンプリングをして高解像度画像に変化し、フレーム動
き予測モードに対応した動き補償をする。このフレーム
モード用動き補償装置２０により動き補償がされた高解
像度の参照画像は、加算装置１７に供給され、インター
画像に合成される。

【０２１０】なお、このフレームモード用動き補償装置
１９及びフィールドモード用動き補償装置２０では、イ
ントラ画像用縮小逆離散コサイン変換装置４１がフィー
ルドとボトムフィールドの垂直方向の画素の位相ずれが
ある縮小逆離散コサイン変換を行う場合には、図２８に
示すように、フレームメモリ１８に記憶している標準解
像度の参照画像の各画素に対して、１／４位相と３／４
位相に相当する画素をフィルタリングにより生成し、高
解像度画像の参照画像に変換する。また、このフレーム
モード用動き補償装置１９及びフィールドモード用動き
補償装置２０では、イントラ画像用縮小逆離散コサイン
変換装置４１がフィールドとボトムフィールドの垂直方
向の画素の位相ずれを補正した縮小逆離散コサイン変換
を行う場合には、図２９に示すように、フレームメモリ
１８に記憶している標準解像度の参照画像の各画素に対
して、トップフィールドには３／８位相及び７／８位
相、ボトムフィールドには１／８位相と５／８位相に相
当する画素をフィルタリングにより生成し、高解像度画
像の参照画像に変換する。

【０２１１】画枠変換装置３３は、フレームメモリ１８
が記憶した標準解像度の参照画像或いは加算装置１７が
合成した画像が供給され、その画枠を標準解像度のテレ
ビジョンの規格に合致するように変換する。すなわち、
画枠変換装置３３は、高解像度のテレビジョン規格の画
枠を、１／４に縮小して標準解像度のテレビジョン規格
の画枠に変換する。

【０２１２】なお、この画枠変換装置３３では、フレー
ムメモリ１８により記憶された標準解像度の参照画像が
トップフィールドとボトムフィールドとの間の位相ずれ
を湯している場合には、この位相ずれ成分もともに補正
する。

【０２１３】本発明の第３の実施の形態の画像復号装置
４０では、以上のような構成を有することにより、高解
像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧縮したビットストリーム
を、復号するとともに解像度を１／２に縮小して、標準
解像度画像を出力することができる。

【０２１４】以上のように本発明の第３の実施の形態の
画像復号装置４０では、フィールドＤＣＴモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに４
×４の縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を
復号し、フレームＤＣＴモードでは、フレーム分離をし
て縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を復号
する。この画像復号装置４０では、このようにフィール
ドＤＣＴモードとフレームＤＣＴモードとで異なる処理
を行うため、飛び越し走査画像が有するインタレース性
を損なうことなく、かつ、フィールドＤＣＴモードとフ
レームＤＣＴモードとで復号した画像の位相を同一とす
ることができ、出力する画像の画質を劣化させない。

【０２１５】また、この画像復号装置４０では、インタ
ーマクロブロックに対する縮小逆離散コサイン変換に起
因する画質の劣化を低減することができる。すなわち、
本来静止画エリアであるインターマクロブロックの動き
ベクトルがノイズの為に動きベクトルが０以外の値を生
じており、例えば、細線を含む箇所が動画エリアのよう
に処理された場合であっても、画質の劣化が生じない。

【０２１６】以上本発明の第１〜第３の実施の形態の画
像復号装置について説明したが、本発明で処理されるデ
ータは、ＭＰＥＧ２方式の画像データに限られない。す
なわち、所定の画素ブロック単位で動き予測をすること
による予測符号化、及び、所定の画素ブロック単位で直
交変換することによる圧縮符号化をした第１の解像度の
圧縮画像データであればどのようなデータであってもよ
い。例えば、ウェーブレット方式等を用いた圧縮画像デ
ータであってもよい。

【０２１７】

【発明の効果】本発明では、フレーム直交変換モードに
より直交変換がされ且つフレーム内予測符号化がされた
直交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交
変換をして飛び越し走査に対応した２つの画素ブロック
に分離し、分離した２つの画素ブロックに対してそれぞ
れ直交変換をして低周波成分の係数に対して逆直交変換
をし、逆直交変換をした２つの画素ブロックを合成す
る。また、この本発明では、フレーム直交変換モードに
おり直交変換がされ且つフレーム間予測符号化がされた
上記直交変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数
に対して逆直交変換をする。そして、この本発明では、
第１の解像度より低い第２の解像度の動画像データを出
力する。

【０２１８】また、本発明では、フレーム内予測符号化
がされた直交変換ブロックの低周波成分の係数に対して
逆直交変換をし、フレーム間予測符号化がされた直交変
換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換を
する。そして、この本発明では、第１の解像度より低い
第２の解像度の動画像データを出力する。

【０２１９】このことにより、本発明では、復号に必要
な演算量及び記憶容量を少なくすることができるととも
に、飛び越し走査画像が有するインタレース性を損なう
ことなくフィールド直交変換モードとフレーム直交変換
モードとによる画素の位相ずれをなくすことができる。
また、第２の解像度の動画像データの画質を向上させる
ことができる。また、本発明では、フレーム内予測符号
化がされた直交変換ブロックを逆直交変換して直接第２
の解像度にする際に生じる画質の劣化を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の画像復号装置のブ
ロック図である。

【図２】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムメモリに格納される参照画像の垂直方向の画素の位相
を説明するための図である。

【図３】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムモード用イントラ画像縮小逆離散コサイン変換装置の
１ブロック処理の内容を説明するための図である。

【図４】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムモード用イントラ画像縮小逆離散コサイン変換装置の
２ブロック処理の内容を説明するための図である。

【図５】４２０フォーマットのマクロブロック内の輝度
成分及び色差成分のＤＣＴブロックについて説明をする
図である。

【図６】Ｗａｎｇのアルゴリズムを上記第１の実施の形
態の画像復号装置のフィールドモード用縮小逆離散コサ
イン変換装置の処理に適用した場合の演算フローを示す
図である。

【図７】Ｗａｎｇのアルゴリズムを上記第１の実施の形
態の画像復号装置のフレームモード用イントラ画像縮小
逆離散コサイン変換装置の１ブロック処理に適用した場
合の演算フローを示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態の画像復号装置のブ
ロック図である。

【図９】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムメモリに格納される参照画像の垂直方向の画素の位相
を説明するための図である。

【図１０】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフィ
ールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の
処理内容を説明するための図である。

【図１１】１つの行列により処理を行う場合の上記フィ
ールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の
処理内容を説明するための図である。

【図１２】上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置により演算が行われる４×８位相補正
ＩＤＣＴ行列の設計手順を説明するためのフローチャー
トである。

【図１３】上記４×８位相補正ＩＤＣＴ行列の設計に必
要となるプロトタイプフィルタの周波数特性を説明する
ための図である。

【図１４】ナイキスト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−
１）／２｝分割し、その周波数サンプルから作成された
ゲインのリストを説明するための図である。

【図１５】上記ゲインリストを逆離散フーリエ変換して
作成されたインパルス応答を説明するための図である。

【図１６】ポリフェイズフィルタを説明するための図で
ある。

【図１７】入力信号に対して１／４位相ずれた信号を出
力するポリフェイズフィルタを説明するための図であ
る。

【図１８】上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置により演算が行われる４×８位相補正
ＩＤＣＴ行列を説明するための図である。

【図１９】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の１
ブロック処理の内容を説明するための図である。

【図２０】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置により演算が行われる２×４位相補正ＩＤＣ
Ｔ行列の設計手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【図２１】ナイキスト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−
１）／２｝分割し、その周波数サンプルから作成された
ゲインのリストを説明するための図である。

【図２２】上記ゲインリストを逆離散フーリエ変換して
作成されたインパルス応答を説明するための図である。

【図２３】上記フレームモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置により演算が行われる２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を説明するための図である。

【図２４】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の２
ブロック処理の内容を説明するための図である。

【図２５】上記第２の実施の形態のフレームモード用イ
ンター画像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の処理
内容を説明するための図である。

【図２６】上記第２の実施の形態のフレームモード用イ
ンター画像位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の他の
処理内容を説明するための図である。

【図２７】本発明の第３の実施の形態の画像復号装置の
ブロック図である。

【図２８】上記第３の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用動き補償装置及びフィールドモード用動き
補償装置における補間処理を説明するための図である。

【図２９】上記第３の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用動き補償装置及びフィールドモード用動き
補償装置における他の補間処理を説明するための図であ
る。

【図３０】従来の第１のダウンデコーダを示すブロック
図である。

【図３１】従来の第２のダウンデコーダを示すブロック
図である。

【図３２】従来の第３のダウンデコーダを示すブロック
図である。

【図３３】従来の画像復号装置のブロック図である。

【図３４】上記従来の画像復号装置のフィールドＤＣＴ
モードにおける縮小逆離散コサイン変換処理を説明する
ための図である。

【図３５】上記従来の画像復号装置のフィールドＤＣＴ
モードにおける縮小逆離散コサイン変換処理を説明する
ための図である。

【図３６】上記従来の画像復号装置のフィールド動き予
測モードにおける線形補間処理を説明するための図であ
る。

【図３７】上記従来の画像復号装置のフレーム動き予測
モードにおける線形補間処理を説明するための図であ
る。

【図３８】上記従来の画像復号装置のフィールドＤＣＴ
モードの結果得られる画素の位相を説明するための図で
ある。

【図３９】上記従来の画像復号装置のフレームＤＣＴモ
ードの結果得られる画素の位相を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０，３０，４０ 画像復号装置、１４ フィールドモ
ード用縮小逆離散コサイン変換装置、１５ フレームモ
ード用イントラ画像縮小逆離散コサイン変換装置、１６
フレームモード用インター画像縮小逆離散コサイン変
換装置、１７加算装置、１８ フレームメモリ、１９
フィールドモード用動き補償装置、２０ フレームモー
ド用動き補償装置、２１ 画枠変換・位相ずれ補正装
置、３１フィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置、３２ フレームモード用イントラ画像位相
補正縮小逆離散コサイン変換装置、３３ フレームモー
ド用インター画像位相補正縮小逆離散コサイン変換装
置、３４ 画枠変換装置、４１ イントラ画像用縮小逆
離散コサイン変換装置、４２ インター画像用逆離散コ
サイン変換装置、４３ 縮小フィルタ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 哲夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三橋 聡 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 柳原 尚史 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 LB05 LB11 LC03 MA00 MA04 MA05 MA23 MC22 MC31 MC38 ME01 NN14 PP04 UA05 UA11 UA33 UA38

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の画素ブロック（マクロブロック）
   単位で動き予測を行うことによる予測符号化、且つ、所
   定の画素ブロック（直交変換ブロック）単位で直交変換
   を行うことによる圧縮符号化をした第１の解像度の圧縮
   画像データから、上記第１の解像度より低い第２の解像
   度の動画像データを復号する画像復号装置において、 飛び越し走査に対応した直交変換方式（フィールド直交
   変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画像デー
   タの直交変換ブロックに対して逆直交変換を行う第１の
   逆直交変換手段と、 順次走査に対応した直交変換方式（フレーム直交変換モ
   ード）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
   交変換ブロックであってフレーム内予測符号化がされた
   直交変換ブロックに対して、逆直交変換を行う第２の逆
   直交変換手段と、 順次走査に対応した直交変換方式（フレーム直交変換モ
   ード）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
   交変換ブロックであってフレーム間予測符号化がされた
   直交変換ブロックに対して、逆直交変換を行う第３の逆
   直交変換手段と、 上記第１から第３の逆直交変換手段により逆直交変換が
   された圧縮画像データと動き補償がされた参照画像デー
   タとを加算して、第２の解像度の動画像データを出力す
   る加算手段と、 上記加算手段から出力される動画像データを参照画像デ
   ータとして記憶する記憶手段と、 上記記憶手段が記憶している参照画像データのマクロブ
   ロックに対して動き補償をする動き補償手段とを備え、 上記第１の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換を
   し、 上記第２の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
   換をした直交変換ブロックの各画素を飛び越し走査に対
   応した２つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画
   素ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換を
   した２つの画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係
   数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした２つの画
   素ブロックを合成して直交変換ブロックを生成し、 上記第３の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をす
   ることを特徴とする画像復号装置。
2. 【請求項２】 上記第３の逆直交変換手段は、上記直交
   変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換
   をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を線
   形補間をすることを特徴とする請求項１に記載の画像復
   号装置。
3. 【請求項３】 上記第３の逆直交変換手段は、上記直交
   変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換
   をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛
   び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分
   離した２つの画素ブロック毎に各画素を線形補間をする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
4. 【請求項４】 上記第１の逆直交変換手段は、上記直交
   変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して
   逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフィ
   ールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相
   補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィールド
   の各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正を
   し、 上記第２の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
   換をした直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２
   つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロッ
   クに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つ
   の画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
   て逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフ
   ィールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位
   相補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィール
   ドの各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正
   をし、位相補正をしたトップフィールドとボトムフィー
   ルドとを合成し、 上記第３の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をす
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
5. 【請求項５】 上記第３の逆直交変換手段は、上記直交
   変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換
   をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を線
   形補間をすることを特徴とする請求項４に記載の画像復
   号装置。
6. 【請求項６】 上記第３の逆直交変換手段は、上記直交
   変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換
   をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛
   び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分
   離した２つの画素ブロックのうちトップフィールドの各
   画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正をした
   線形補間をし、ボトムフィールドの各画素の垂直方向に
   対して３／４画素分の位相補正をした線形補間をするこ
   とを特徴とする請求項４に記載の画像復号装置。
7. 【請求項７】 所定の画素ブロック（マクロブロック）
   単位で動き予測を行うことによる予測符号化、且つ、所
   定の画素ブロック（直交変換ブロック）単位で直交変換
   を行うことによる圧縮符号化をした第１の解像度の圧縮
   画像データから、上記第１の解像度より低い第２の解像
   度の動画像データを復号する画像復号装置において、 フレーム内予測符号化がされた上記圧縮画像データの直
   交変換ブロックに対して逆直交変換をして、第２の解像
   度の参照画像データを生成する第１の逆直交変換手段
   と、 フレーム間予測符号化がされた上記圧縮画像データの直
   交変換ブロックに対して、逆直交変換を行う第２の逆直
   交変換手段と、 上記第２の逆直交変換手段により逆直交変換がされた圧
   縮画像データと動き補償がされた予測画像データとを加
   算して参照画像データを生成する加算手段と、 上記加算手段により生成された上記参照画像データを第
   ２の解像度の動画像データに縮小する縮小手段と、上記
   第１の逆直交変換手段及び縮小手段から出力される参照
   画像データを記憶する記憶手段と、 上記記憶手段が記憶している参照画像データのマクロブ
   ロックに対して動き補償をして予測画像データを生成す
   る動き補償手段とを備え、 上記第１の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換を
   し、 上記第２の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   全周波数成分の係数に対して逆直交変換をすることを特
   徴とする画像復号装置。
8. 【請求項８】 上記第１の逆直交変換手段は、フレーム
   直交変換モードにより直交変換がされた上記直交変換ブ
   ロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、
   逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛び越し
   走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離した
   ２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直
   交変換をした２つの画素ブロックの各係数のうち低周波
   成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした
   ２つの画素ブロックを合成して直交変換ブロックを生成
   することを特徴とする請求項７に記載の画像復号装置。
9. 【請求項９】 上記第１の逆直交変換手段は、フィール
   ド直交変換モードにより直交変換がされた直交変換ブロ
   ックの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変
   換をし、逆直交変換をして得られたトップフィールドの
   各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正を
   し、逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各画
   素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正をし、フ
   レーム直交変換モードにより直交変換ブロックの全周波
   数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をし
   た直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２つの画
   素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロックに対
   してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つの画素
   ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直
   交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフィール
   ドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正
   をし、逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各
   画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正をし、
   位相補正をしたトップフィールドとボトムフィールドと
   を合成することを特徴とする請求項７に記載の画像復号
   装置。
10. 【請求項１０】 上記動き補償手段は、上記記憶手段が
    記憶している第２の解像度の参照画像データを第１の解
    像度にアップサンプリングして、動き補償を行うことを
    特徴とする請求項７に記載の画像復号装置。
11. 【請求項１１】 所定の画素ブロック（マクロブロッ
    ク）単位で動き予測を行うことによる予測符号化、且
    つ、所定の画素ブロック（直交変換ブロック）単位で直
    交変換を行うことによる圧縮符号化をした第１の解像度
    の圧縮画像データから、上記第１の解像度より低い第２
    の解像度の動画像データを復号する画像復号方法におい
    て、 飛び越し走査に対応した直交変換方式（フィールド直交
    変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画像デー
    タの直交変換ブロックに対して逆直交変換をし、 順次走査に対応した直交変換方式（フレーム直交変換モ
    ード）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
    交変換ブロックであってフレーム内予測符号化がされた
    直交変換ブロックに対して、逆直交変換をし、 順次走査に対応した直交変換方式（フレーム直交変換モ
    ード）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
    交変換ブロックであってフレーム間予測符号化がされた
    直交変換ブロックに対して、逆直交変換をし、 逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償がされた
    参照画像データとを加算し、 加算して得られた動画像データを参照画像データとして
    記憶し、 記憶している参照画像データのマクロブロックに対して
    動き補償をし、 フィールド直交変換モードにより直交変換がされた直交
    変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して
    逆直交変換をし、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされ且つフレ
    ーム内予測符号化がされた直交変換ブロックの全周波数
    成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした
    直交変換ブロックの各画素を飛び越し走査に対応した２
    つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロッ
    クに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つ
    の画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
    て逆直交変換をし、逆直交変換をした２つの画素ブロッ
    クを合成して直交変換ブロックを生成し、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされ且つフレ
    ーム間予測符号化がされた直交変換ブロックの低周波成
    分の係数に対して逆直交変換をすることを特徴とする画
    像復号方法。
12. 【請求項１２】 フレーム直交変換モードにより直交変
    換がされ且つフレーム間予測符号化がされた直交変換ブ
    ロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、
    逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を線形補間
    をすることを特徴とする請求項１１に記載の画像復号方
    法。
13. 【請求項１３】 フレーム直交変換モードにより直交変
    換がされ且つフレーム間予測符号化がされた直交変換ブ
    ロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、
    逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛び越し
    走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離した
    ２つの画素ブロック毎に各画素を線形補間をすることを
    特徴とする請求項１１に記載の画像復号方法。
14. 【請求項１４】 フィールド直交変換モードにより直交
    変換がされた直交変換ブロックの各係数のうち低周波成
    分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をして得
    られたトップフィールドの各画素の垂直方向に対して１
    ／４画素分の位相補正をし、逆直交変換をして得られた
    ボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して３／４画
    素分の位相補正をし、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされ且つフレ
    ーム内予測符号化がされた直交変換ブロックの全周波数
    成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした
    直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２つの画素
    ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロックに対し
    てそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つの画素ブ
    ロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交
    変換をし、逆直交変換をして得られたトップフィールド
    の各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正を
    し、逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各画
    素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正をし、位
    相補正をしたトップフィールドとボトムフィールドとを
    合成し、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされ且つフレ
    ーム間予測符号化がされた直交変換ブロックの各係数の
    うち低周波成分の係数に対して逆直交変換をすることを
    特徴とする請求項１１に記載の画像復号方法。
15. 【請求項１５】 フレーム直交変換モードにより直交変
    換がされ且つフレーム間予測符号化がされた直交変換ブ
    ロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、
    逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を線形補間
    をすることを特徴とする請求項１４に記載の画像復号方
    法。
16. 【請求項１６】 フレーム直交変換モードにより直交変
    換がされ且つフレーム間予測符号化がされた直交変換ブ
    ロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、
    逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛び越し
    走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離した
    ２つの画素ブロックのうちトップフィールドの各画素の
    垂直方向に対して１／４画素分の位相補正をした線形補
    間をし、ボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して
    ３／４画素分の位相補正をした線形補間をすることを特
    徴とする請求項１４に記載の画像復号方法。
17. 【請求項１７】 所定の画素ブロック（マクロブロッ
    ク）単位で動き予測を行うことによる予測符号化、且
    つ、所定の画素ブロック（直交変換ブロック）単位で直
    交変換を行うことによる圧縮符号化をした第１の解像度
    の圧縮画像データから、上記第１の解像度より低い第２
    の解像度の動画像データを復号する画像復号方法におい
    て、 フレーム内予測符号化がされた直交変換ブロックに対し
    て逆直交変換をして、第２の解像度の参照画像データを
    生成し、 フレーム間予測符号化がされた直交変換ブロックに対し
    て、逆直交変換し、 フレーム間予測符号化がされた直交変換ブロックに対し
    て逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償がされ
    た予測画像データとを加算して参照画像データを生成
    し、加算して生成された上記参照画像データを第２の解
    像度に縮小し、 第２の解像度の参照画像データを記憶し、 記憶している第２の解像度の参照画像データのマクロブ
    ロックに対して動き補償をして第１の解像度の予測画像
    データを生成し、 フレーム内予測符号化がされた直交変換ブロックの低周
    波成分の係数に対して逆直交変換をし、 フレーム間予測符号化がされた直交変換ブロックの全周
    波数成分の係数に対して逆直交変換をすることを特徴と
    する画像復号方法。
18. 【請求項１８】 フレーム内予測符号化がされ且つフレ
    ーム直交変換モードにより直交変換がされた上記直交変
    換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換を
    し、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛び
    越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離
    した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換を
    し、直交変換をした２つの画素ブロックの各係数のうち
    低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換
    をした２つの画素ブロックを合成して直交変換ブロック
    を生成することを特徴とする請求項１７に記載の画像復
    号方法。
19. 【請求項１９】 フレーム内予測符号化がされ且つフィ
    ールド直交変換モードにより直交変換がされた直交変換
    ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直
    交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフィール
    ドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正
    をし、逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各
    画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正をし、 フレーム内予測符号化がされ且つフレーム直交変換モー
    ドにより直交変換ブロックの全周波数成分の係数に対し
    て逆直交変換をし、逆直交変換をした直交変換ブロック
    を飛び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離
    し、分離した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交
    変換をし、直交変換をした２つの画素ブロックの各係数
    のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直
    交変換をして得られたトップフィールドの各画素の垂直
    方向に対して１／４画素分の位相補正をし、逆直交変換
    をして得られたボトムフィールドの各画素の垂直方向に
    対して３／４画素分の位相補正をし、位相補正をしたト
    ップフィールドとボトムフィールドとを合成することを
    特徴とする請求項１７に記載の画像復号方法。
20. 【請求項２０】 記憶している第２の解像度の参照画像
    データを第１の解像度にアップサンプリングして、動き
    補償を行うことを特徴とする請求項１７に記載の画像復
    号方法。