JP2017158173A - 動画像符号化装置および動画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インターレース構造の動画像を効率的に符号化することができる動画像符号化装置を提供する。【解決手段】動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像を符号化する動画像符号化装置であって、複数のフィールドが複数の参照ピクチャとして記憶される記憶部１２０と、複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し同相の１つのフィールドのみを含む第１参照ピクチャリストと、複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し逆相の１つのフィールドのみを含む第２参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する符号化部１１０とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、インターレース構造の動画像を符号化する動画像符号化装置に関する。

特許文献１は、入力がインターレース信号である場合の動きベクトルの符号化または復号において、符号化効率を向上させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。

特許文献１において、例えば、当該ＰＵと当該ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、トップフィールドに属している。これに対して、Ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ ＰＵは、トップフィールドに属し、Ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ ＰＵに関する動きベクトル情報により参照される参照ＰＵは、ボトムフィールドに属しているため、フィールド間における位相ずれが生じている。そこで、パリティ調整部は、Ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ ＰＵに関する動きベクトル情報の垂直成分を−１／２シフト調整する。

特開２０１３−１２１０２０号公報

本開示は、インターレース構造の動画像を効率的に符号化することができる動画像符号化装置等を提供する。

本開示における動画像符号化装置は、インターレース構造の動画像を符号化する動画像符号化装置であって、複数のフィールドが複数の参照ピクチャとして記憶される記憶部と、複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し同相の１つのフィールドのみを含む第１参照ピクチャリストと、複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し逆相の１つのフィールドのみを含む第２参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する符号化部とを備える。

本開示における動画像符号化装置等は、インターレース構造の動画像を効率的に符号化することができる。

実施の形態１における動画像符号化装置の構成を示すブロック図 実施の形態１における動画像復号装置の構成を示すブロック図 実施の形態１におけるフィールドを示す概念図 実施の形態１におけるフィールドの表示順を示す概念図 実施の形態１における複数のフィールドの参照を示す概念図 第１参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図 第２参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図 実施の形態１におけるフィールド間の参照関係の一例を示す概念図 第３参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図 第４参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図 実施の形態１におけるフィールド間の参照関係の一例を示す概念図 第５参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図 第６参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図 実施の形態１におけるフィールド間の参照関係の一例を示す概念図 実施の形態１における動画像符号化装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１における動画像符号化装置の第１適用例を示す概念図 実施の形態１における動画像符号化装置の第２適用例を示す概念図 実施の形態１における動画像符号化装置の第３適用例を示す概念図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、以下の説明において、第１、第２または第３などの序数は、適宜、付け替えられてもよいし、省略されてもよいし、新たに付与されてもよい。

また、以下の説明において、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャ、および、ＩＤＲ（Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｒｅｆｒｅｓｈ）ピクチャのそれぞれは、基本的に、ピクチャの属性またはタイプを示す。ただし、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャ、および、ＩＤＲピクチャのそれぞれは、その属性およびタイプに対応するピクチャ自体を示す場合がある。

また、以下の説明において、トップフィールドおよびボトムフィールドのそれぞれは、基本的に、フィールドの属性またはタイプを示す。ただし、トップフィールドおよびボトムフィールドのそれぞれは、その属性およびタイプに対応するフィールド自体を示す場合がある。

（実施の形態１）
以下、図１〜１５を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図１に示された動画像符号化装置１００は、符号化部１１０および記憶部１２０を備える。符号化部１１０は、減算部１１１、変換部１１２、可変長符号化部１１３、逆変換部１１４、加算部１１５および予測部１１６を備える。

動画像符号化装置１００は、動画像を符号化する。具体的には、動画像符号化装置１００において、符号化部１１０は、ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）またはＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）と呼ばれる動画像符号化規格に従って、動画像に含まれる複数のピクチャを符号化する。また、符号化部１１０は、符号化対象ピクチャをブロック毎に符号化する。

符号化部１１０が符号化対象ピクチャをブロック毎に符号化する際、予測部１１６は、面内予測または面間予測によって符号化対象ピクチャ内の原画像ブロックに対する予測画像ブロックを生成する。減算部１１１は、符号化対象ピクチャ内の原画像ブロックから予測画像ブロックを減算することにより、差分画像ブロックを生成する。変換部１１２は、差分画像ブロックを周波数成分に変換し量子化することにより、係数ブロックを生成する。

可変長符号化部１１３は、係数ブロックに対して可変長符号化を行うことにより、符号化ブロックを生成する。逆変換部１１４は、係数ブロックを逆量子化し画素成分に変換することにより、差分画像ブロックを生成する。加算部１１５は、差分画像ブロックに予測画像ブロックを加算することにより、再構成画像ブロックを生成する。再構成画像ブロックに対して、ブロック歪を低減させるためのフィルタ処理が適用されてもよい。

符号化部１１０は、符号化対象ピクチャに対して生成された複数の再構成画像ブロックを含む再構成ピクチャを生成し、再構成ピクチャを面間予測に用いられる参照ピクチャとして記憶部１２０に記憶する。例えば、次の符号化対象ピクチャが符号化される際に、予測部１１６は、記憶部１２０に記憶された参照ピクチャを参照して、面間予測を行うことにより、次の符号化対象ピクチャ内の原画像ブロックに対する予測画像ブロックを生成する。

また、動画像に含まれる複数のピクチャのそれぞれは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、および、Ｂピクチャのいずれかに分類される。Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、および、Ｂピクチャは、ピクチャタイプとも呼ばれる。

Ｉピクチャでは、各ブロックに対して面間予測を行うことが禁止される。Ｐピクチャでは、各ブロックに対して面間予測を行うことが許容され、１つのブロックに対して１つの参照ピクチャを参照することが可能である。Ｂピクチャでは、各ブロックに対して面間予測を行うことが許容され、１つのブロックに対して最大で２つの参照ピクチャを参照することが可能である。

具体的には、符号化対象ピクチャがＩピクチャである場合、符号化部１１０は、符号化対象ピクチャの各ブロックに対して面内予測を行って、符号化対象ピクチャを符号化する。符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合、符号化部１１０は、１つの参照ピクチャリストを用いて、符号化対象ピクチャを符号化する。符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合、符号化部１１０は、２つの参照ピクチャリストを用いて、符号化対象ピクチャを符号化する。

各参照ピクチャリストには、１以上の参照ピクチャが含まれる。参照ピクチャリストは、参照リストと呼ばれる場合がある。例えば、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合、符号化部１１０は、１つの参照ピクチャリストに含まれる複数の参照ピクチャから、面間予測において参照される参照ピクチャをブロック毎に選択してもよい。

また、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合、符号化部１１０は、２つの参照ピクチャリストに含まれる複数の参照ピクチャから、面間予測において参照される参照ピクチャをブロック毎に選択してもよい。また、この場合、符号化部１１０は、１つのブロックに対して、２つの参照ピクチャリストのそれぞれから１つの参照ピクチャを選択することにより、２つの参照ピクチャを選択してもよい。例えば、符号化部１１０は、１つのブロックに対して、２つの参照ピクチャを参照して双方向予測をおこなってもよい。

２つの参照ピクチャリストは、Ｌ０およびＬ１と呼ばれる。例えば、符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合、２つの参照ピクチャリストＬ０、Ｌ１のうち、１つの参照ピクチャリストＬ０のみが用いられる。そして、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合、２つの参照ピクチャリストＬ０、Ｌ１が用いられる。

記憶部１２０には、複数の参照ピクチャが記憶される。記憶部１２０に記憶される参照ピクチャは、面間予測に用いられるピクチャであり、符号化されたピクチャに対する再構成ピクチャである。符号化部１１０が面間予測を用いて符号化対象ピクチャ内の原画像ブロックを符号化する際、予測部１１６は、参照ピクチャを参照して、原画像ブロックを予測することにより、予測画像ブロックを生成する。

動画像符号化装置１００は、特に、インターレース構造の動画像を符号化する。インターレース構造の動画像は、それぞれがトップフィールドおよびボトムフィールドに分類される複数のフィールドを含む。符号化部１１０は、複数のフィールドのそれぞれをピクチャとして符号化する。そして、記憶部１２０には、複数のフィールドのそれぞれが参照ピクチャとして記憶される。つまり、上記の説明におけるピクチャは、フィールドでもよい。

図２は、図１に示された動画像符号化装置１００に対応する動画像復号装置の構成を示すブロック図である。図２に示された動画像復号装置２００は、復号部２１０および記憶部２２０を備える。復号部２１０は、可変長復号部２１３、逆変換部２１４、加算部２１５および予測部２１６を備える。

動画像復号装置２００は、動画像を復号する。具体的には、動画像復号装置２００において、復号部２１０は、ＡＶＣまたはＨＥＶＣと呼ばれる動画像符号化規格に従って、動画像に含まれる複数のピクチャを復号する。また、復号部２１０は、復号対象ピクチャをブロック毎に復号する。

復号部２１０が復号対象ピクチャをブロック毎に復号する際、可変長復号部２１３は、符号化ブロックに対して可変長復号を行うことにより、係数ブロックを生成する。逆変換部２１４は、係数ブロックを逆量子化し画素成分に変換することにより、差分画像ブロックを生成する。

予測部２１６は、面内予測または面間予測によって予測画像ブロックを生成する。加算部２１５は、差分画像ブロックに予測画像ブロックを加算することにより、再構成画像ブロックを生成する。再構成画像ブロックに対して、ブロック歪を低減させるためのフィルタ処理が適用されてもよい。

復号部２１０は、復号対象ピクチャに対して生成された複数の再構成画像ブロックを含む再構成ピクチャを生成し、復号されたピクチャとして再構成ピクチャを出力する。

また、復号部２１０は、再構成ピクチャを面間予測に用いられる参照ピクチャとして記憶部２２０に記憶する。例えば、次の復号対象ピクチャが復号される際に、予測部２１６は、記憶部２２０に記憶された参照ピクチャを参照して、面間予測を行うことにより、次の復号対象ピクチャ内の復号対象画像ブロックに対する予測画像ブロックを生成する。

記憶部２２０には、動画像符号化装置１００の記憶部１２０と同じように、複数の参照ピクチャが記憶される。記憶部２２０に記憶される参照ピクチャは、面間予測に用いられるピクチャであり、復号されたピクチャと同等の再構成ピクチャである。復号部２１０が面間予測を用いて復号対象ピクチャ内の復号対象画像ブロックを復号する際、予測部２１６は、参照ピクチャを用いて、復号対象画像ブロックを予測することにより、予測画像ブロックを生成する。

動画像復号装置２００は、動画像符号化装置１００に対応し、特に、インターレース構造の動画像を復号する。復号部２１０は、動画像に含まれる複数のフィールドのそれぞれをピクチャとして復号する。記憶部２２０には、複数のフィールドのそれぞれが参照ピクチャとして記憶される。動画像復号装置２００に関する上記の説明におけるピクチャは、フィールドでもよい。

図３は、フィールドを示す概念図である。例えば、１つのフレーム３００には、１対のフィールド３０１、３０２を含む。

フィールド３０１とフィールド３０２とは、上下に１画素分ずれている。フィールド３０１は、１対のフィールド３０１、３０２のうち、上側のフィールドに対応し、トップフィールドに分類される。フィールド３０２は、１対のフィールド３０１、３０２のうち、下側のフィールドに対応し、ボトムフィールドに分類される。

そして、フィールド３０１とフィールド３０２とのそれぞれが、１つのピクチャとして符号化される。

図４は、フィールドの表示順を示す概念図である。図４の例において、フィールドｔ０、ｔ２、ｔ４は、トップフィールドに属し、フィールドｂ１、ｂ３、ｂ５は、ボトムフィールドに属する。そして、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５が順に表示される。つまり、トップフィールドと、ボトムフィールドとが交互に表示される。これにより、動きが滑らかに表示される。

なお、インターレース構造の動画像に含まれる各フィールドの表示順は、基本的に、各フィールドの撮像順に対応し、各フィールドが動画像符号化装置１００へ入力される順序である入力順に対応する。また、フィールドの順序に関して、時間的に過去の方向が前方に対応し、時間的に将来の方向が後方に対応する。

また、２つのフィールドの両方がトップフィールドに属する場合、または、２つのフィールドの両方がボトムフィールドに属する場合、２つのフィールドは同相の関係を有する。この場合、一方のフィールドは、他方のフィールドに対し同相のフィールドであると表現される。

また、２つのフィールドのうち、一方がトップフィールドに属し、他方がボトムフィールドに属する場合、または、一方がボトムフィールドに属し、他方がトップフィールドに属する場合、２つのフィールドは逆相の関係を有する。この場合、一方のフィールドは、他方のフィールドに対し逆相のフィールドであると表現される。

また、同相および逆相は、それぞれ、同パリティおよび逆パリティと表現される場合がある。

［１−２．動作］
図１に示された動画像符号化装置１００等について、その動作を以下説明する。なお、以下では、基本的に、動画像符号化装置１００の動作が示される。動画像復号装置２００は、動画像符号化装置１００の動作に対応する動作を行う。また、以下において、他のピクチャを参照してピクチャを符号化または復号することを、ピクチャが他のピクチャを参照すると表現する場合がある。

図５は、複数のフィールドの参照を示す概念図である。例えば、動きがない場合、符号化対象フィールドと位置が一致する同相のフィールドを参照して符号化対象フィールドを符号化することにより、予測精度が向上し、符号化効率が向上する。一方、動きがある場合、符号化対象フィールドに対して時間的に近い逆相のフィールドを参照して符号化対象フィールドを符号化することにより、予測精度が向上し、符号化効率が向上する。

しかしながら、符号化対象フィールドに、動きがない領域と動きがある領域とが含まれる場合がある。そこで、図１に示された動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、符号化対象フィールドのブロック毎に、同相のフィールドと逆相のフィールドとの間で参照先を切り替える。具体的には、符号化部１１０は、動きがない領域内のブロックを符号化する際、同相のフィールドを参照する。そして、符号化部１１０は、動きがある領域内のブロックを符号化する際、逆相のフィールドを参照する。

これにより、符号化部１１０は、動きのない領域と、動きのある領域との両方において、予測精度を向上させることができ、符号化効率を向上させることができる。

図６は、第１参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図である。図６には、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５が表示順（入力順）で示されている。そして、フィールドｔ０、ｔ２、ｔ４は、トップフィールドに属し、フィールドｂ１、ｂ３、ｂ５は、ボトムフィールドに属する。

また、フィールドｔ０は、Ｉピクチャとして符号化され、フィールドｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５は、Ｐピクチャとして符号化される。フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５は、１つのＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）を構成していてもよい。

図６の例において、フィールドｔ２がＰピクチャとして符号化される際、フィールドｔ２に対し同相のフィールドｔ０を含む参照ピクチャリストＬ０が利用される。そして、フィールドｂ５がＰピクチャとして符号化される際、フィールドｂ５に対し逆相のフィールドｔ４を含む参照ピクチャリストＬ０が利用される。これにより、動きのないフィールドｔ２、および、動きのあるフィールドｂ５を効率的に符号化することができる。

しかし、同相のフィールドおよび逆相のフィールドの一方のみを含む参照ピクチャリストＬ０を用いて、動きのない領域と、動きのある領域との両方を含むフィールドを効率的に符号化することは困難である。

なお、図６等に記載のＬ０［０］は、参照ピクチャリストＬ０の参照インデックス０を示す。参照インデックスは、参照ピクチャリストに含まれる参照ピクチャを識別するためのインデックスである。図６の例では、フィールドｔ２の符号化において、フィールドｔ０が、参照ピクチャリストＬ０に含まれ、参照インデックス０が割り当てられていることを示す。また、フィールドｂ５の符号化において、フィールドｔ４が、参照ピクチャリストＬ０に含まれ、参照インデックス０が割り当てられていることを示す。

図７は、第２参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図である。図７には、図６と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５が表示順（入力順）で示されている。そして、フィールドｔ０、ｔ２、ｔ４は、トップフィールドに属し、フィールドｂ１、ｂ３、ｂ５は、ボトムフィールドに属する。

また、図６と同じように、フィールドｔ０は、Ｉピクチャとして符号化され、フィールドｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５は、Ｐピクチャとして符号化される。フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５は、１つのＧＯＰを構成していてもよい。

図７の例では、フィールドｔ２がＰピクチャとして符号化される際、フィールドｔ２に対し同相のフィールドｔ０と、フィールドｔ２に対し逆相のフィールドｂ１とを含む参照ピクチャリストＬ０が利用される。そして、フィールドｔ２のブロック毎にフィールドｔ０とフィールドｂ１との間で参照先が切り替えられ、フィールドｔ２が符号化される。これにより、フィールドｔ２が、動きのない領域と、動きのある領域との両方を含んでいても、効率的に符号化される。

また、図７の例では、フィールドｔ２の符号化において、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｔ０とフィールドｂ１とを識別するため、フィールドｔ０には参照インデックス１が割り当てられ、フィールドｂ１には参照インデックス０が割り当てられる。そして、参照先を示す情報として参照インデックス０または１がブロック毎に符号化される。

また、フィールドｔ２の復号においても、符号化の場合と同じように、フィールドｔ２に対し同相のフィールドｔ０と、フィールドｔ２に対し逆相のフィールドｂ１とを含む参照ピクチャリストＬ０が利用される。また、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｔ０とフィールドｂ１とを識別するため、フィールドｔ０には参照インデックス１が割り当てられ、フィールドｂ１には参照インデックス０が割り当てられる。

そして、参照先を示す情報として参照インデックス０または１がブロック毎に復号される。そして、ブロック毎に、復号された参照インデックス０または１に基づいて、フィールドｔ０とフィールドｂ１との間で参照先が切り替えられる。これにより、符号化の場合と同じ参照先が、復号において利用される。

また、例えば、フィールドｂ５がＰピクチャとして符号化される際、フィールドｂ５に対し同相のフィールドｂ３と、フィールドｂ５に対し逆相のフィールドｔ４とを含む参照ピクチャリストＬ０が利用される。フィールドｂ３には参照インデックス１が割り当てられ、フィールドｔ４には参照インデックス０が割り当てられる。これにより、フィールドｂ５が、動きのない領域と、動きのある領域との両方を含んでいても、効率的に符号化される。

しかしながら、図７の例では、ブロック毎に参照インデックス０または１が符号化されるため、符号量が増加する可能性がある。また、１つの参照ピクチャリストに複数のフィールドを割り当てるための制御回路が複雑化する可能性がある。

そこで、図１に示された動画像符号化装置１００は、同相の１つのフィールドのみを含む第１参照ピクチャリストと、逆相の１つのフィールドのみを含む第２参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。

図８は、フィールド間の参照関係であって、図１に示された動画像符号化装置１００で用いられる参照関係の一例を示す概念図である。図８には、図６および図７と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５が表示順（入力順）で示されている。そして、フィールドｔ０、ｔ２、ｔ４は、トップフィールドに属し、フィールドｂ１、ｂ３、ｂ５は、ボトムフィールドに属する。

そして、図８では、フィールドｔ０は、Ｉピクチャとして符号化され、フィールドｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５は、Ｂピクチャとして符号化される。図６および図７と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５は、１つのＧＯＰを構成していてもよい。

例えば、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、フィールドｔ２の符号化において、フィールドｔ２に対し同相のフィールドｔ０を参照ピクチャリストＬ０に追加する。そして、符号化部１１０は、参照ピクチャリストＬ０のフィールドｔ０に参照インデックス０を割り当てる。また、符号化部１１０は、フィールドｔ２に対し逆相の１つのフィールドｂ１を参照ピクチャリストＬ１に追加する。そして、符号化部１１０は、参照ピクチャリストＬ１のフィールドｂ１に参照インデックス０を割り当てる。

そして、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、同相のフィールドｔ０のみを含む参照ピクチャリストＬ０と、逆相のフィールドｂ１のみを含む参照ピクチャリストＬ１とを用いて、フィールドｔ２をＢピクチャとして符号化する。

例えば、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｔ０を参照して、フィールドｔ２において動きのないブロックを符号化する。また、符号化部１１０は、参照ピクチャリストＬ１に含まれるフィールドｂ１を参照して、フィールドｔ２において動きのあるブロックを符号化する。

これにより、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ２を符号化する際、フィールドｔ２において動きのない領域に対して、同相のフィールドｔ０を参照し、フィールドｔ２において動きのある領域に対して、逆相のフィールドｂ１を参照することができる。すなわち、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ２におけるブロック毎に、フィールドｔ０とフィールドｂ１との間で参照先を切り替えて、効率的にフィールドｔ２を符号化することができる。

また、例えば、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、フィールドｔ２を符号化する際、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｔ０を示す情報、および、参照ピクチャリストＬ１に含まれるフィールドｂ１を示す情報を符号化する。また、符号化部１１０は、参照ピクチャリストＬ０およびＬ１のうち、フィールドｔ２におけるブロック毎に、そのブロックの符号化に用いられる参照ピクチャリストを示す情報を符号化する。

そして、動画像復号装置２００の復号部２１０は、フィールドｔ２を復号する際、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｔ０を示す情報、および、参照ピクチャリストＬ１に含まれるフィールドｂ１を示す情報を復号する。そして、復号部２１０は、参照ピクチャリストＬ０にフィールドｔ０を追加し、フィールドｔ０に参照インデックス０を割り当てる。また、復号部２１０は、参照ピクチャリストＬ１にフィールドｂ１を追加し、フィールドｂ１に参照インデックス０を割り当てる。

そして、動画像復号装置２００の復号部２１０は、同相のフィールドｔ０のみを含む参照ピクチャリストＬ０と、逆相のフィールドｂ１のみを含む参照ピクチャリストＬ１とを用いて、フィールドｔ２をＢピクチャとして復号する。また、復号部２１０は、参照ピクチャリストＬ０およびＬ１のうち、フィールドｔ２におけるブロック毎に、そのブロックの符号化に用いられた参照ピクチャリストを示す情報を復号する。

これにより、動画像復号装置２００は、参照ピクチャリストＬ０およびＬ１のうち、フィールドｔ２におけるブロック毎に、そのブロックの符号化において用いられた参照ピクチャリストを選択することができる。そして、動画像復号装置２００は、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｔ０、および、参照ピクチャリストＬ１に含まれるフィールドｂ１のうち、ブロック毎に、そのブロックの符号化において用いられたフィールドを選択することができる。

すなわち、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ２の符号化において、参照インデックスを符号化せずに、フィールドｔ０とフィールドｂ１とを切り替えて参照することができる。また、動画像復号装置２００は、フィールドｔ２の復号において、参照インデックスを復号せずに、動画像符号化装置１００で参照されたフィールドと同じフィールドをブロック毎に選択することができる。

また、例えば、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、図８のように２つの参照ピクチャリストＬ０、Ｌ１が利用される場合に、各ブロックがどのような方法で予測を行うかを示すブロックタイプの情報をブロック毎に符号化する。ブロックタイプは、面内予測を行うか、参照ピクチャリストＬ０を用いた面間予測を行うか、参照ピクチャリストＬ１を用いた面間予測を行うか等の情報を示すものである。一方、図６のように１つの参照ピクチャリストＬ０のみが利用される場合でも、ほぼ同様のブロックタイプの情報をブロック毎に符号化する。よって、どちらの方法を用いた場合でも、各ブロックの符号化に用いられる参照ピクチャリストを示す情報に相当する符号量は大きくは変わらない。

したがって、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ２の符号化において、符号量の増加を抑制しつつ、ブロック毎に、同相のフィールドｔ０と、逆相のフィールドｂ１とを切り替えて参照することができる。

また、参照ピクチャリストＬ０およびＬ１のそれぞれには１つのフィールドのみが割り当てられる。したがって、フィールドを割り当てるための制御回路を簡素化することが可能である。特に、参照ピクチャリストＬ０またはＬ１に対し１つのピクチャのみの追加が許容された回路であっても、同相のフィールドと逆相のフィールドとの間で参照先をブロック毎に切り替えることが可能である。

なお、図８の例において、フィールドｂ５を符号化する際、フィールドｂ５に対し同相のフィールドｂ３のみを含む参照ピクチャリストＬ０と、フィールドｂ５に対し逆相のフィールドｔ４のみを含む参照ピクチャリストＬ１とが用いられる。そして、参照ピクチャリストＬ０に含まれるフィールドｂ３にも、参照ピクチャリストＬ１に含まれるフィールドｔ４にも、参照インデックス０が割り当てられる。

動画像符号化装置１００は、フィールドｂ３とフィールドｔ４との間で参照先を切り替えて、フィールドｂ５を符号化することができる。また、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ２およびフィールドｂ５と同じように、フィールドｂ３およびフィールドｔ４を符号化することができる。

また、図８では、フィールドｂ１よりも表示順で前方、かつ、フィールドｂ１に対し同相の参照可能なフィールドが存在しない。したがって、動画像符号化装置１００は、逆相のフィールドｔ０のみをそれぞれが含む参照ピクチャリストＬ０およびＬ１を用いて、フィールドｂ１をＢピクチャとして符号化してもよい。あるいは、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ０のみを含む参照ピクチャリストＬ０を用いて、フィールドｂ１をＰピクチャとして符号化してもよい。

すなわち、同相のフィールドと逆相のフィールドとが参照可能である場合に、同相のフィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ０と、逆相のフィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ１とを用いて、符号化対象フィールドが符号化されてもよい。

また、上記の説明では、参照ピクチャリストＬ０およびＬ１のそれぞれが１つのフィールドのみを含むため、１つのフィールドに割り当てられた参照インデックス０が符号化されない。しかし、参照インデックス０が符号化されない場合に限らず、参照インデックス０が符号化される場合であっても、参照インデックス０の符号量が参照インデックス１の符号量よりも小さい場合に同じような効果が得られる。

図９は、第３参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図である。図９には、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ６、ｂ７、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１が表示順（入力順）で示されている。この例では、符号化順は、表示順と同じである。また、上段のフィールドｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０はトップフィールドに属し、下段のフィールドｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１はボトムフィールドに属する。点線矢印は、参照元から参照先への参照を示す。

図９において、各フィールドは、ＩＤＲピクチャまたはＰピクチャとして符号化される。ＩＤＲピクチャは、Ｉピクチャの一種である。ＩＤＲピクチャよりも符号化順で後方のピクチャから、そのＩＤＲピクチャよりも符号化順で前方のピクチャへの参照は、禁止される。

また、図９において、符号化対象フィールドがＰピクチャとして符号化される際、前方同相フィールドが参照可能であれば参照される。ここで、前方同相フィールドは、符号化対象フィールドよりも表示順で前方、かつ、符号化対象フィールドに対し同相のフィールドである。また、複数の前方同相フィールドが参照可能であれば、参照可能な複数の前方同相フィールドのうち、符号化対象フィールドに表示順で最も近い前方同相フィールドが参照される。

これにより、動画像において動きのない領域が効率的に符号化される。しかしながら、動画像において動きのある領域が効率的に符号化されない可能性がある。

図１０は、第４参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図である。図１０には、図９と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ６、ｂ７、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１が表示順（入力順）で示されている。この例では、符号化順は、表示順と同じである。また、上段のフィールドｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０はトップフィールドに属し、下段のフィールドｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１はボトムフィールドに属する。点線矢印は、参照元から参照先への参照を示す。

また、図９と同じように、各フィールドは、ＩＤＲピクチャまたはＰピクチャとして符号化される。

図１０において、符号化対象フィールドがＰピクチャとして符号化される際、前方逆相フィールドが参照可能であれば参照される。ここで、前方逆相フィールドは、符号化対象フィールドよりも表示順で前方、かつ、符号化対象フィールドに対し逆相のフィールドである。また、複数の前方逆相フィールドが参照可能であれば、参照可能な複数の前方逆相フィールドのうち、符号化対象フィールドに表示順で最も近い前方逆相フィールドが参照される。

これにより、動画像において動きのある領域が効率的に符号化される。しかしながら、動画像において動きのない領域が効率的に符号化されない可能性がある。

図１１は、フィールド間の参照関係であって、図１に示された動画像符号化装置１００で用いられる参照関係の一例を示す概念図である。

図１１には、図９および図１０と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ６、ｂ７、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１が表示順（入力順）で示されている。この例では、符号化順は、表示順と同じである。また、上段のフィールドｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０はトップフィールドに属し、下段のフィールドｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１はボトムフィールドに属する。点線矢印は、参照元から参照先への参照を示す。

この例では、各フィールドは、ＩＤＲピクチャまたはＢピクチャとして符号化される。また、符号化対象フィールドがＢピクチャとして符号化される際、参照可能な１以上の前方同相フィールドのうち、符号化対象フィールドに最も近い前方同相フィールドが参照ピクチャリストＬ０に追加される。また、参照可能な１以上の前方逆相フィールドのうち、符号化対象フィールドに最も近い前方逆相フィールドが参照ピクチャリストＬ１に追加される。

そして、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、１つの前方同相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ０と、１つの前方逆相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ１を用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。例えば、符号化部１１０は、ブロック毎に、符号化対象フィールドにおいて動きのない領域に対して、前方同相フィールドを参照し、符号化対象フィールドにおいて動きのある領域に対して、前方逆相フィールドを参照し、符号化対象フィールドを符号化する。

これにより、動画像符号化装置１００は、動画像において動きのない領域と動きのある領域との両方を効率的に符号化することができる。

なお、フィールドｂ１を符号化する際、参照可能な前方同相フィールドが存在しない。したがって、動画像符号化装置１００は、逆相のフィールドｔ０のみをそれぞれが含む参照ピクチャリストＬ０およびＬ１を用いて、フィールドｂ１をＢピクチャとして符号化してもよい。あるいは、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ０のみを含む参照ピクチャリストＬ０を用いて、フィールドｂ１をＰピクチャとして符号化してもよい。フィールドｂ７も、フィールドｂ１と同じように符号化される。

図１２は、第５参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図である。図１２には、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ６、ｂ７、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１、ｔ１２、ｂ１３が表示順（入力順）で示されている。符号化順は、例えば、ｔ０、ｂ１、ｔ６、ｂ７、ｔ１２、ｂ１３、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１の順である。

また、上段のフィールドｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１２はトップフィールドに属し、下段のフィールドｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１、ｂ１３はボトムフィールドに属する。点線矢印は、参照元から参照先への参照を示す。

また、フィールドｔ０は、ＩＤＲピクチャとして符号化され、フィールドｔ１２は、Ｉピクチャとして符号化される。フィールドｂ１、ｔ６、ｂ７、ｂ１３は、Ｐピクチャとして符号化される。フィールドｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１は、Ｂピクチャとして符号化される。

また、符号化対象フィールドがＰピクチャとして符号化される際、前方同相フィールドが参照可能であれば参照される。また、複数の前方同相フィールドが参照可能であれば、参照可能な複数の前方同相フィールドのうち、符号化対象フィールドに表示順で最も近い前方同相フィールドが参照される。

これにより、動画像において動きのない領域が効率的に符号化される。しかしながら、動画像において動きのある領域が効率的に符号化されない可能性がある。

図１３は、第６参考例におけるフィールド間の参照関係を示す概念図である。図１３には、図１２と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ６、ｂ７、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１、ｔ１２、ｂ１３が表示順（入力順）で示されている。符号化順は、例えば、ｔ０、ｂ１、ｔ６、ｂ７、ｔ１２、ｂ１３、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１の順である。

また、図１２と同じように、上段のフィールドｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１２はトップフィールドに属し、下段のフィールドｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１、ｂ１３はボトムフィールドに属する。点線矢印は、参照元から参照先への参照を示す。

また、図１２と同じように、フィールドｔ０は、ＩＤＲピクチャとして符号化され、フィールドｔ１２は、Ｉピクチャとして符号化される。フィールドｂ１、ｔ６、ｂ７、ｂ１３は、Ｐピクチャとして符号化される。フィールドｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１は、Ｂピクチャとして符号化される。

図１３において、符号化対象フィールドがＰピクチャとして符号化される際、前方逆相フィールドが参照可能であれば参照される。また、複数の前方逆相フィールドが参照可能であれば、参照可能な複数の前方逆相フィールドのうち、符号化対象フィールドに表示順で最も近い前方逆相フィールドが参照される。

これにより、動画像において動きのある領域が効率的に符号化される。しかしながら、動画像において動きのない領域が効率的に符号化されない可能性がある。

図１４は、フィールド間の参照関係であって、図１に示された動画像符号化装置１００で用いられる参照関係の一例を示す概念図である。図１４には、図１２および図１３と同じように、フィールドｔ０、ｂ１、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ６、ｂ７、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１、ｔ１２、ｂ１３が表示順（入力順）で示されている。符号化順は、例えば、ｔ０、ｂ１、ｔ６、ｂ７、ｔ１２、ｂ１３、ｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１の順である。

また、図１２および図１３と同じように、上段のフィールドｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１２はトップフィールドに属し、下段のフィールドｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１、ｂ１３はボトムフィールドに属する。点線矢印は、参照元から参照先への参照を示す。

また、図１２および図１３と同じように、フィールドｔ０は、ＩＤＲピクチャとして符号化され、フィールドｔ１２は、Ｉピクチャとして符号化され、フィールドｔ２、ｂ３、ｔ４、ｂ５、ｔ８、ｂ９、ｔ１０、ｂ１１は、Ｂピクチャとして符号化される。図１４の例では、フィールドｂ１、ｔ６、ｂ７、ｂ１３も、Ｂピクチャとして符号化される。

特に、フィールドｔ６、ｂ７、ｂ１３が符号化対象フィールドとして符号化される際、参照可能な１以上の前方同相フィールドのうち、符号化対象フィールドに最も近い前方同相フィールドが参照ピクチャリストＬ０に追加される。また、参照可能な１以上の前方逆相フィールドのうち、符号化対象フィールドに最も近い前方逆相フィールドが参照ピクチャリストＬ１に追加される。

そして、動画像符号化装置１００の符号化部１１０は、１つの前方同相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ０と、１つの前方逆相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ１を用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。例えば、符号化部１１０は、ブロック毎に、符号化対象フィールドにおいて動きのない領域に対して、前方同相フィールドを参照し、符号化対象フィールドにおいて動きのある領域に対して、前方逆相フィールドを参照し、符号化対象フィールドを符号化する。

これにより、動画像符号化装置１００は、動画像において動きのない領域と動きのある領域との両方を効率的に符号化することができる。

なお、フィールドｂ１を符号化する際、参照可能な前方同相フィールドが存在しない。したがって、動画像符号化装置１００は、逆相のフィールドｔ０のみをそれぞれが含む参照ピクチャリストＬ０およびＬ１を用いて、フィールドｂ１をＢピクチャとして符号化してもよい。あるいは、動画像符号化装置１００は、フィールドｔ０のみを含む参照ピクチャリストＬ０を用いて、フィールドｂ１をＰピクチャとして符号化してもよい。

図１５は、図１に示された動画像符号化装置１００の動作を示すフローチャートである。例えば、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像に含まれる符号化対象フィールドを前方参照によって符号化する際、符号化対象フィールドをＰピクチャではなくＢピクチャとして符号化する。以下、動画像符号化装置１００の具体的な動作を示す。

まず、符号化部１１０は、動画像の構造が、インターレース構造かプログレッシブ構造かを判定する（Ｓ１０１）。符号化部１１０は、例えば、外部からの指示に従って、動画像の構造が、インターレース構造かプログレッシブ構造かを判定してもよい。あるいは、動画像がインターレース構造かプログレッシブ構造かを示す情報を含み、符号化部１１０は、動画像に含まれる情報に基づいて、動画像の構造が、インターレース構造かプログレッシブ構造かを判定してもよい。

そして、動画像の構造がインターレース構造である場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、符号化部１１０は、符号化対象フィールドを前方参照によって符号化するか否かを判定する（Ｓ１０２）。符号化部１１０は、ＧＯＰ、表示順（入力順）、または、これらの組み合わせに基づいて、符号化対象フィールドを前方参照によって符号化するか否かを判定してもよい。例えば、符号化部１１０は、周期的に、符号化対象フィールドを前方参照によって符号化すると判定してもよい。

なお、上記の前方参照は、面間予測を用いて符号化し、かつ、表示順で後方のフィールドを参照せずに、表示順で前方のフィールドを参照することを意味する。

そして、符号化部１１０は、符号化対象フィールドを前方参照によって符号化する場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する（Ｓ１０３）。具体的には、この場合、符号化部１１０は、１つの前方同相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ０と、１つの前方逆相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ１とを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。

一方、符号化部１１０は、符号化対象フィールドを前方参照によって符号化しない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、他の方法で符号化対象フィールドを符号化する（Ｓ１０４）。例えば、符号化部１１０は、符号化対象フィールドをＩピクチャとして符号化してもよい。あるいは、符号化部１１０は、後方参照を含む方法で、符号化対象フィールドをＰピクチャまたはＢピクチャとして符号化してもよい。

また、動画像の構造がプログレッシブ構造である場合（Ｓ１０１でＮｏ）、符号化部１１０は、符号化対象フレームを前方参照によって符号化するか否かを判定する（Ｓ１０５）。符号化部１１０は、ＧＯＰ、表示順（入力順）、または、これらの組み合わせに基づいて、符号化対象フレームを前方参照によって符号化するか否かを判定してもよい。例えば、符号化部１１０は、周期的に、符号化対象フレームを前方参照によって符号化すると判定してもよい。

なお、上記の前方参照は、面間予測を用いて符号化し、かつ、表示順で後方のフレームを参照せずに、表示順で前方のフレームを参照することを意味する。

そして、符号化部１１０は、符号化対象フレームを前方参照によって符号化する場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、符号化対象フレームをＰピクチャとして符号化する（Ｓ１０６）。具体的には、この場合、符号化部１１０は、符号化対象フレームよりも表示順で前方の１つのフレームのみを含む参照ピクチャリストＬ０を用いて、符号化対象フレームをＰピクチャとして符号化する。

一方、符号化部１１０は、符号化対象フレームを前方参照によって符号化しない場合（Ｓ１０５でＮｏ）、他の方法で符号化対象フレームを符号化する（Ｓ１０７）。例えば、符号化部１１０は、符号化対象フレームをＩピクチャとして符号化してもよい。あるいは、符号化部１１０は、後方参照を含む方法で、符号化対象フレームをＰピクチャまたはＢピクチャとして符号化してもよい。

上記の動作によって、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像に含まれる符号化対象フィールドを前方参照によって符号化する場合、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。そして、動画像符号化装置１００は、この場合、１つの前方同相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ０と、１つの前方逆相フィールドのみを含む参照ピクチャリストＬ１とを用いる。

これにより、動画像符号化装置１００は、符号量の増加を抑制しつつ、同相のフィールドと逆相のフィールドとの間で参照先をブロック毎に切り替えて符号化対象フィールドを符号化することができる。つまり、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像を効率的に符号化することができる。

また、動画像符号化装置１００は、プログレッシブ構造の動画像に含まれる符号化対象フレームを前方参照によって符号化する場合、符号化対象フレームをＰピクチャとして符号化する。そして、動画像符号化装置１００は、この場合、符号化対象フレームよりも表示順で前方の１つのフレームのみを含む参照ピクチャリストＬ０を用いる。

これにより、動画像符号化装置１００は、符号量の増加を抑制しつつ、前方のフレームを参照して符号化対象フレームを符号化できる。つまり、動画像符号化装置１００は、プログレッシブ構造の動画像を効率的に符号化することができる。

なお、上記の説明では、符号化対象フィールドに対し同相のフィールドが参照ピクチャリストＬ０に含まれ、符号化対象フィールドに対し逆相のフィールドが参照ピクチャリストＬ１に含まれる。しかし、符号化対象フィールドに対し同相のフィールドが参照ピクチャリストＬ１に含まれ、符号化対象フィールドに対し逆相のフィールドが参照ピクチャリストＬ０に含まれてもよい、つまりＬ０、Ｌ１が反対でもよい。

また、上記の説明において、参照可能か否かは、参照が許容されているか否かに対応していてもよいし、記憶部１２０に記憶されているか否かに対応していてもよい。

また、動画像符号化装置１００は、符号化対象フィールドにおける１つのブロックを符号化する際、符号化対象フィールドに対し同相のフィールドと、符号化対象フィールドに対し逆相のフィールドとの両方を参照してもよい。すなわち、双予測が利用されてもよい。例えば、動画像符号化装置１００は、符号化対象フィールドに対し同相のフィールドと、符号化対象フィールドに対し逆相のフィールドとの両方を参照して、動きのある領域と動きのない領域とにまたがるブロックを符号化してもよい。

また、２つの参照ピクチャリストＬ０、Ｌ１にそれぞれ含まれる２つのフィールドのうち、一方が同相で、他方が逆相であれば、これらの２つのフィールドの一方または両方が符号化対象フィールドよりも表示順で後方であってもよい。

［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像を符号化する。また、動画像符号化装置１００は、符号化部１１０と記憶部１２０とを備える。記憶部１２０には、複数のフィールドが複数の参照ピクチャとして記憶される。

符号化部１１０は、第１参照ピクチャリストと第２参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。第１参照ピクチャリストは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し同相の１つのフィールドのみを含む。第２参照ピクチャリストは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し逆相の１つのフィールドのみを含む。

これにより、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像に含まれる符号化対象フィールドを符号化する際、符号量の増加を抑制しつつ、同相のフィールドと逆相のフィールドとをブロック毎に切り替えて参照することができる。すなわち、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像を効率的に符号化することができる。

例えば、第１参照ピクチャリストに含まれる１つのフィールド、および、第２参照ピクチャリストに含まれる１つのフィールドは、符号化対象フィールドよりも表示順で前方の２つのフィールドである。

これにより、動画像符号化装置１００は、符号化対象フィールドの符号化において、符号量の増加を抑制しつつ、符号化対象フィールドよりも前方の２つのフィールドをブロック毎に切り替えて参照することができる。したがって、動画像符号化装置１００は、２つのフィールドを効率的に参照することができる。

また、例えば、第１参照ピクチャリストに含まれる１つのフィールドは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドに含まれる参照可能な１以上の前方同相フィールドのうち、符号化対象フィールドに表示順で最も近いフィールドである。また、第２参照ピクチャリストに含まれる１つのフィールドは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドに含まれる参照可能な１以上の前方逆相フィールドのうち、符号化対象フィールドに表示順で最も近いフィールドである。

ここで、１以上の前方同相フィールドは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドよりも表示順で前方、かつ、符号化対象フィールドに対し同相の１以上のフィールドである。また、１以上の前方逆相フィールドは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドよりも表示順で前方、かつ、符号化対象フィールドに対し逆相の１以上のフィールドである。

これにより、動画像符号化装置１００は、符号化対象フィールドの符号化において、符号量の増加を抑制しつつ、符号化対象フィールドに近い前方の２つのフィールドをブロック毎に切り替えて参照することができる。したがって、動画像符号化装置１００は、２つのフィールドを効率的に参照し、予測精度を向上させることができる。

また、例えば、動画像符号化装置１００は、さらに、プログレッシブ構造の動画像を符号化する。そして、符号化部１１０は、インターレース構造の動画像の符号化において符号化対象フィールドを前方参照のみを用いて符号化する際、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。また、符号化部１１０は、プログレッシブ構造の動画像の符号化において符号化対象フレームを前方参照のみを用いて符号化する際、符号化対象フレームをＰピクチャとして符号化する。

これにより、動画像符号化装置１００は、符号化される動画像がインターレース構造の動画像であるか、プログレッシブ構造の動画像であるかに従って、前方参照によって符号化されるピクチャのピクチャタイプを適切に決定することができる。したがって、動画像符号化装置１００は、インターレース構造の動画像、および、プログレッシブ構造の動画像を効率的に符号化することができる。

また、本実施の形態において、動画像復号装置２００は、動画像符号化装置１００の構成要素に対応する構成要素を備え、動画像符号化装置１００の動作に対応する動作を行う。例えば、動画像復号装置２００は、インターレース構造の動画像を復号する。また、動画像復号装置２００は、復号部２１０と記憶部２２０とを備える。記憶部２２０には、複数のフィールドが複数の参照ピクチャとして記憶される。

復号部２１０は、第１参照ピクチャリストと第２参照ピクチャリストとを用いて、復号対象ピクチャをＢピクチャとして復号する。第１参照ピクチャリストは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドのうち、復号対象フィールドに対し同相の１つのフィールドのみを含む。第２参照ピクチャリストは、記憶部１２０に記憶された複数のフィールドのうち、復号対象フィールドに対し逆相の１つのフィールドのみを含む。

これにより、動画像復号装置２００は、復号対象フィールドの復号において、動画像符号化装置１００と同じように、復号対象フィールドに対し同相のフィールドと、復号対象フィールドに対し逆相のフィールドとをブロック毎に切り替えて参照することができる。すなわち、動画像復号装置２００は、動画像符号化装置１００の動作に対応する動作を行うことができる。

なお、第１参照ピクチャリストおよび第２参照ピクチャリストのうち、一方が参照ピクチャリストＬ０であり、他方が参照ピクチャリストＬ１である。第１参照ピクチャリストは、参照ピクチャリストＬ０および参照ピクチャリストＬ１のうち、どちらでもよい。また、第２参照ピクチャリストは、参照ピクチャリストＬ０および参照ピクチャリストＬ１のうち、どちらでもよい。

また、参照ピクチャリストに、１つの参照ピクチャのみが含まれる場合、参照ピクチャリストに含まれる１つの参照ピクチャには参照インデックス０が割り当てられる。そして、この場合、参照インデックス０は参照先としてブロック毎に符号化されないため、符号量の増加が抑制される。

また、ＡＶＣでは、動きがない領域の符号化に適しているフレーム符号化と、動きがある領域の符号化に適しているフィールド符号化とをブロック毎に切り替える方法が規定されている。一方、ＨＥＶＣでは、フレーム符号化とフィールド符号化とをブロック毎に切り替える方法が規定されていない。したがって、動きがない領域と動きがある領域とを含む符号化対象フィールドを効率的に符号化することができる動画像符号化装置１００は、ＨＥＶＣにおいて、特に有用である。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

例えば、実施の形態１において、符号化部１１０は、減算部１１１、変換部１１２、可変長符号化部１１３、逆変換部１１４、加算部１１５、および、予測部１１６を備える。また、復号部２１０は、可変長復号部２１３、逆変換部２１４、加算部２１５、および、予測部２１６を備える。しかし、これらの構成要素は、一例であり、これらの構成要素に対し、適宜、変更、置き換え、付加、省略などが行われてもよい。

また、符号化部１１０は、エンコーダと表現されてもよいし、復号部２１０は、デコーダと表現されてもよい。記憶部１２０、２２０は、それぞれ、ストレージ、バッファ、メモリ、参照ピクチャバッファ、または、参照ピクチャメモリ等のように表現されてもよい。

また、動画像符号化装置１００および動画像復号装置２００は、それぞれ、本開示における複数の構成要素を選択的に備えてもよいし、動画像符号化方法および動画像復号方法は、それぞれ、本開示における複数の処理を選択的に含んでもよい。

また、本開示における各構成要素は、回路でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

また、本開示における各処理をコンピュータが実行してもよい。例えば、コンピュータが、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリおよび入出力回路等のハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって、本開示における各処理を実行する。具体的には、プロセッサが処理対象のデータをメモリまたは入出力回路等から取得してデータを演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路等に出力したりすることによって、各処理を実行する。

また、本開示における各処理を実行するためのプログラムが、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体に記録されてもよい。この場合、コンピュータが、非一時的な記録媒体からプログラムを読み出して、プログラムを実行することにより、各処理を実行する。

さらに、実施の形態１に示された動画像符号化装置１００は、様々な装置に適用されてもよい。以下、図１６〜１８を用いて、動画像符号化装置１００の適用例を説明する。

図１６は、図１に示された動画像符号化装置１００の第１適用例を示す概念図である。図１６には、デジタルカメラ４０１、および、クラウドシステム４０２が示されている。デジタルカメラ４０１は、動画像符号化装置１００の一例である。デジタルカメラ４０１は、動画像符号化装置１００を含んでいてもよい。

デジタルカメラ４０１は、実施の形態１で示された手順に従って、インターレース構造の動画像を符号化する。すなわち、デジタルカメラ４０１は、同相の１つのフィールドのみを含む参照ピクチャリストと、逆相の１つのフィールドのみを含む参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。そして、デジタルカメラ４０１は、符号化された動画像をクラウドシステム４０２へ送信することにより、符号化された動画像をクラウドシステム４０２に保存する。

インターレース構造の動画像の符号化において実施の形態１で示された手順が適用されるため、符号量が削減される。したがって、通信におけるデータの伝送量も削減され、また、データの記憶に対する記憶容量も削減される。

図１７は、図１に示された動画像符号化装置１００の第２適用例を示す概念図である。図１７には、放送用カメラ４１１、放送局４１２、および、テレビ４１３が示されている。放送用カメラ４１１は、動画像符号化装置１００の一例である。放送用カメラ４１１は、動画像符号化装置１００を含んでいてもよい。

放送用カメラ４１１は、実施の形態１で示された手順に従って、インターレース構造の動画像を符号化する。すなわち、放送用カメラ４１１は、同相の１つのフィールドのみを含む参照ピクチャリストと、逆相の１つのフィールドのみを含む参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。そして、符号化された動画像は、放送用カメラ４１１から放送局４１２へ送信され、放送局４１２からテレビ４１３へ送信される。

インターレース構造の動画像の符号化において実施の形態１で示された手順が適用されるため、符号量が削減される。したがって、放送におけるデータの伝送量も削減される。

図１８は、図１に示された動画像符号化装置１００の第３適用例を示す概念図である。図１８には、監視カメラ４２１、クラウドシステム４２２、および、ビデオレコーダ４２３が示されている。監視カメラ４２１は、動画像符号化装置１００の一例である。監視カメラ４２１は、動画像符号化装置１００を含んでいてもよい。

監視カメラ４２１は、実施の形態１で示された手順に従って、インターレース構造の動画像を符号化する。すなわち、監視カメラ４２１は、同相の１つのフィールドのみを含む参照ピクチャリストと、逆相の１つのフィールドのみを含む参照ピクチャリストとを用いて、符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する。

監視カメラ４２１は、符号化された動画像をクラウドシステム４２２またはビデオレコーダ４２３へ送信することにより、符号化された動画像をクラウドシステム４２２またはビデオレコーダ４２３に保存する。

動画像の符号化において実施の形態１で示された手順が適用されるため、符号量が削減される。したがって、通信におけるデータの伝送量も削減され、また、データの記憶に対する記憶容量も削減される。また、監視カメラ４２１によって符号化される動画像には、基本的に、動きがない背景領域が含まれる。したがって、実施の形態１で示された手順が適用されることによって得られる効果は大きい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、動画像を符号化する動画像符号化装置などに適用可能である。具体的には、デジタルビデオカメラ、定点観測カメラ、監視カメラ、または、防犯カメラなどに、本開示は適用可能である。

１００ 動画像符号化装置
１１０ 符号化部
１１１ 減算部
１１２ 変換部
１１３ 可変長符号化部
１１４、２１４ 逆変換部
１１５、２１５ 加算部
１１６、２１６ 予測部
１２０、２２０ 記憶部
２００ 動画像復号装置
２１０ 復号部
２１３ 可変長復号部
３００ フレーム
３０１、３０２、ｂ１、ｂ３、ｂ５、ｂ７、ｂ９、ｂ１１、ｂ１３、ｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１２ フィールド
４０１ デジタルカメラ
４０２、４２２ クラウドシステム
４１１ 放送用カメラ
４１２ 放送局
４１３ テレビ
４２１ 監視カメラ
４２３ ビデオレコーダ

Claims (5)

1. インターレース構造の動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
   複数のフィールドが複数の参照ピクチャとして記憶される記憶部と、
   前記複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し同相の１つのフィールドのみを含む第１参照ピクチャリストと、前記複数のフィールドのうち、前記符号化対象フィールドに対し逆相の１つのフィールドのみを含む第２参照ピクチャリストとを用いて、前記符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する符号化部とを備える
   動画像符号化装置。
2. 前記第１参照ピクチャリストに含まれる前記１つのフィールド、および、前記第２参照ピクチャリストに含まれる前記１つのフィールドは、前記符号化対象フィールドよりも表示順で前方の２つのフィールドである
   請求項１に記載の動画像符号化装置。
3. 前記第１参照ピクチャリストに含まれる前記１つのフィールドは、前記複数のフィールドに含まれる参照可能な１以上の前方同相フィールドのうち、前記符号化対象フィールドに表示順で最も近いフィールドであり、
   前記１以上の前方同相フィールドは、前記複数のフィールドのうち、前記符号化対象フィールドよりも表示順で前方、かつ、前記符号化対象フィールドに対し同相の１以上のフィールドであり、
   前記第２参照ピクチャリストに含まれる前記１つのフィールドは、前記複数のフィールドに含まれる参照可能な１以上の前方逆相フィールドのうち、前記符号化対象フィールドに表示順で最も近いフィールドであり、
   前記１以上の前方逆相フィールドは、前記複数のフィールドのうち、前記符号化対象フィールドよりも表示順で前方、かつ、前記符号化対象フィールドに対し逆相の１以上のフィールドである
   請求項１または２に記載の動画像符号化装置。
4. 前記動画像符号化装置は、さらに、プログレッシブ構造の動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
   前記符号化部は、
   前記インターレース構造の動画像の符号化において前記符号化対象フィールドを前方参照のみを用いて符号化する際、前記符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化し、
   前記プログレッシブ構造の動画像の符号化において符号化対象フレームを前方参照のみを用いて符号化する際、前記符号化対象フレームをＰピクチャとして符号化する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の動画像符号化装置。
5. インターレース構造の動画像を符号化する動画像符号化方法であって、
   記憶部に複数の参照ピクチャとして記憶された複数のフィールドのうち、符号化対象フィールドに対し同相の１つのフィールドのみを含む第１参照ピクチャリストと、前記複数のフィールドのうち、前記符号化対象フィールドに対し逆相の１つのフィールドのみを含む第２参照ピクチャリストとを用いて、前記符号化対象フィールドをＢピクチャとして符号化する
   動画像符号化方法。

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