JP2671820B2 - 両方向予測方法及び両方向予測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は両方向予測方法及び両方
向予測装置に関し、特に動画像のデータ量の圧縮を行う
画像処理装置で用いられかつ過去及び未来の両方向の動
き予測を行う方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像はデータ量が非常に多いため、そ
のデータをしばしば圧縮して伝送あるいは記録し、これ
を受信あるいは再生側で伸長するという処理を行ってい
る。このデータの圧縮及び伸長は符号化及び復号化とも
呼ばれ、例えばテレビ電話やテレビ会議システムで用い
られるＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６１方式、蓄積媒体への記
録等に用いられる動画像符号化国際標準方式（ＭＰＥ
Ｇ；Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｍａｇｅ Ｃｏ
ｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）（以下、ＭＰ
ＥＧ方式とする）等が知られている。

【０００３】このような圧縮方式では動き補償フレーム
間予測符号化方式が採用されている。この動き補償フレ
ーム間予測符号化方式は動画像を構成する各フレームの
相関が高いので、過去に符号化したフレームから予測フ
レームを作成し、現在符号化しているフレーム（以下、
現フレームとする）と予測フレームとの差分、すなわち
予測誤差を符号化することで圧縮率を上げる方法であ
る。

【０００４】また、動いている物体はフレーム内でその
位置を少しずつ変えるため、予測フレームを物体の動き
にしたがって移動させた後に予測誤差をとることで予測
誤差を小さくすることができ、圧縮率をさらに上げるこ
とができる。この動きを表す情報は動きベクトルと呼ば
れ、予測誤差とともに伝送あるいは記録される。

【０００５】予測フレームは過去に伝送あるいは記録し
たフレームから作成されるが、ＭＰＥＧ方式では数フレ
ーム前の過去のフレームのほかに、数フレーム先の未来
のフレーム、及びその過去のフレームと未来のフレーム
とを時間軸方向で内挿して得られる架空のフレームを予
測フレームとすることができる。

【０００６】ただし、未来のフレームから予測フレーム
を作成する場合にはフレームの順番を入替え、現フレー
ムをそれが参照する未来のフレームの後に符号化するよ
うになっている。

【０００７】これに対し、動画像の画面が変ったりして
予測フレームとの相関が低い場合には予測誤差を符号化
するより、現フレームをそのまま符号化したほうが圧縮
率が高くなる。したがって、予測誤差を符号化する場合
と現フレームをそのまま符号化する場合とを適応的に切
り替えて圧縮している。

【０００８】以下の説明では、過去のフレームを予測フ
レームとする場合を順方向予測符号化、未来のフレーム
を予測フレームとする場合を逆方向予測符号化、過去及
び未来のフレームを時間軸方向で内挿して得られる架空
のフレームを予測フレームとする場合を両方向予測符号
化と呼び、これら３つの符号化をまとめてフレーム間予
測符号化（ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ ｃｏｄｉｎｇ）と
呼ぶ。また、現フレームをそのまま符号化する場合をフ
レーム内符号化（ｉｎｔｒａ−ｆｒａｍｅ ｃｏｄｉｎ
ｇ）と呼ぶ。

【０００９】ＭＰＥＧ方式で動画像を符号化する場合、
図１２に示すようにしてフレームの符号化が行われる。
図１２において、１０枚のフレームには夫々Ｉ，Ｐ，Ｂ
というフレームの種類とフレームの番号とを合わせて付
している。

【００１０】フレームの種類とはそのフレーム内のブロ
ックで採用できる符号化方式をフレーム単位で定めたも
ので、Ｉフレームでは全ブロックをフレーム内符号化
し、Ｐフレームでは各ブロック毎に順方向予測符号化及
びフレーム内符号化のどちらか一方を選んで符号化す
る。

【００１１】Ｂフレームでは各ブロック毎に順方向予測
符号化、逆方向予測符号化、両方向予測符号化の３種類
のフレーム間予測符号化とフレーム内符号化との計４種
類の符号化方式の中から選択して符号化する。これらブ
ロックの符号化方式をブロックの符号化タイプあるいは
簡単に符号化タイプと呼んでいる。

【００１２】順方向予測符号化では過去のＩフレームま
たはＰフレームの中で最も時間的に近いフレームを参照
し、逆方向予測符号化では未来のＩフレームまたはＰフ
レームの中で最も時間的に近いフレームを参照する。

【００１３】両方向予測符号化では過去のＩフレームま
たはＰフレームの中で最も時間的に近いフレーム及び未
来のＩフレームまたはＰフレームの中で最も時間的に近
いフレームの２枚のフレームを参照する。

【００１４】すなわち、Ｐフレームを順方向予測符号化
またはフレーム内符号化で符号化する場合、フレームＰ
４はフレームＩ１を参照し、フレームＰ７はフレームＰ
４を参照する。

【００１５】また、Ｂフレームを順方向予測符号化、逆
方向予測符号化、両方向予測符号化、フレーム内符号化
のいずれかで符号化する場合、フレームＢ２，Ｂ３は夫
々フレームＩ１，Ｐ４を参照し、フレームＢ５，Ｂ６は
フレームＰ４，Ｐ７を参照し、フレームＢ８，Ｂ９はフ
レームＰ７，Ｉ１０を参照する。

【００１６】ただし、未来のフレームを参照するために
は、そのフレームが参照される前に符号化されていなけ
ればならないので、図１２における符号化の順番はＩ１
→Ｐ４→Ｂ２→Ｂ３→Ｐ７→Ｂ５→Ｂ６→Ｉ１０→Ｂ８
→Ｂ９となる。

【００１７】つまり、最初のフレームＩ１は各ブロック
のフレーム内符号化により符号化され、次のフレームＰ
４は各ブロックをフレームＩ１を参照した順方向予測符
号化及びフレーム内符号化のいずれかの符号化タイプで
符号化する。

【００１８】その次のフレームＢ２，Ｂ３は各ブロック
をフレームＩ１を参照した順方向予測符号化と、フレー
ムＰ４を参照した逆方向予測符号化と、フレームＩ１，
Ｐ４を参照した両方向予測符号化と、フレーム内符号化
とのうちのいずれかの符号化タイプで夫々符号化する。

【００１９】また、フレームＰ７は各ブロックをフレー
ムＰ４を参照した順方向予測符号化及びフレーム内符号
化のいずれかの符号化タイプで符号化する。

【００２０】さらに、次のフレームＢ５，Ｂ６は各ブロ
ックをフレームＰ４を参照した順方向予測符号化と、フ
レームＰ７を参照した逆方向予測符号化と、フレームＰ
４，Ｐ７を参照した両方向予測符号化と、フレーム内符
号化とのうちのいずれかの符号化タイプで夫々符号化す
る。

【００２１】さらにまた、フレームＩ１０は各ブロック
のフレーム内符号化により符号化され、フレームＢ８，
Ｂ９は各ブロックをフレームＰ７を参照した順方向予測
符号化と、フレームＩ１０を参照した逆方向予測符号化
と、フレームＰ４，Ｉ１０を参照した両方向予測符号化
と、フレーム内符号化とのうちのいずれかの符号化タイ
プで夫々符号化する。

【００２２】ＭＰＥＧ方式に沿った動画像符号化方式に
おいては、図１１に示す現フレームｄの各ブロックを図
１０に示す装置の端子１００に与えることで、現フレー
ムｄの符号化が行われる。ここで、現フレームｄの各ブ
ロックのうち、現在処理中のブロックを現ブロックｄ１
とする。

【００２３】参照フレームメモリ１１０にはフレーム間
予測符号化の際に参照する参照フレームが格納されてい
る。例えば、図１２のフレームＩ１を符号化する前には
参照フレームメモリ１１０に無効なデータが入っている
が、フレームＩ１の処理中に減算器１０１とＤＣＴ（Ｄ
ｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）
１０２と量子化１０３とによって符号化した後に、逆量
子化１０５と逆ＤＣＴ１０６と加算器１０７とによって
復号化されたフレームＩ１が参照フレームメモリ１１０
に格納される。

【００２４】このフレームＩ１の次にフレームＰ４を符
号化する場合、参照フレームメモリ１１０にはその処理
中に符号化してから復号化されたフレームＰ４が格納さ
れることとなる。

【００２５】したがって、参照フレームメモリ１１０に
はフレームＢ２，Ｂ３を符号化している間、すでに符号
化された過去のフレームＩ１及び未来のフレームＰ４が
格納されている。

【００２６】フレームＢ２，Ｂ３の次にフレームＰ７を
符号化する場合、参照フレームメモリ１１０にはその処
理中に符号化してから復号化されたフレームＰ７が、格
納しておく必要がなくなったフレームＩ１と入れ替える
ようにして格納される。

【００２７】また、フレームＩ１０を符号化する場合に
も、上記と同様にして、参照フレームメモリ１１０には
その処理中に符号化してから復号化されたフレームＩ１
０が、格納しておく必要がなくなったフレームＰ４と入
れ替えるようにして格納される。

【００２８】つまり、参照フレームメモリ１１０にはそ
の処理中に符号化してから復号化されたフレームが古い
ほうのフレームと入れ替えるようにして格納され、その
内容の更新が行われる。

【００２９】減算器１０１は入力された現ブロックｄ１
と動き予測１１１から供給される予測ブロックとの差分
をとり、その計算結果をＤＣＴ１０２に出力する。動き
予測１１１は現ブロックの符号化タイプを決定し、それ
に応じた予測ブロックを出力する。

【００３０】例えば、Ｉフレームのブロックでは符号化
タイプがフレーム内符号化となるので、値が全て“０”
のブロックが予測ブロックとして出力される。

【００３１】また、Ｐフレームのブロックではその符号
化タイプが順方向予測符号化であれば過去の参照フレー
ムから作成した順方向予測ブロックが、その符号化タイ
プがフレーム内符号化であれば値が全て“０”のブロッ
クが夫々予測ブロックとして出力される。

【００３２】さらに、Ｂフレームのブロックではその符
号化タイプが順方向予測符号化であれば過去の参照フレ
ームから作成した順方向予測ブロックが、その符号化タ
イプが逆方向予測符号化であれば未来の参照フレームか
ら作成した逆方向予測ブロックが、その符号化タイプが
両方向予測符号化であれば過去及び未来の参照フレーム
から作成した両方向予測ブロックが、その符号化タイプ
がフレーム内符号化であれば値が全て“０”のブロック
が夫々予測ブロックとして出力される。

【００３３】したがって、現ブロックｄ１の符号化タイ
プがフレーム内符号化の場合には予測ブロックとして値
が全て“０”のブロックが出力され、減算器１０１から
現ブロックｄ１がそのまま出力される。

【００３４】これ以外の場合には現ブロックと、フレー
ム間予測を行って作成した予測ブロックとの差分である
予測誤差ブロックが出力される。この現ブロックｄ１あ
るいは予測誤差ブロックはＤＣＴ１０３において２次元
離散コサイン変換によって周波数成分に変換され、量子
化１０４に出力される。

【００３５】量子化１０４ではＤＣＴ１０３からの周波
数成分を、量子化しきい値と呼ばれるパラメータによっ
て除算する。量子化しきい値は一般に高周波成分が大き
く、低周波成分が小さくなっているため、高周波成分が
粗く、低周波成分が細かく量子化される。

【００３６】これによって、高周波成分の情報が多少失
われるが、この高周波成分の情報は人の目につきにくい
ので、画質を落とすことなく圧縮することが可能とな
る。この量子化された周波数成分はハフマン符号化１０
４で統計的な性質を利用してさらに圧縮され、セレクタ
１０８を介して端子１０９から出力される。

【００３７】一方、現フレームｄがＩフレームまたはＰ
フレームの場合には、そのＩフレームまたはＰフレーム
が後続のフレームの予測フレームとして用いられるた
め、量子化した周波数成分を逆量子化１０５にも出力
し、逆量子化１０５で量子化しきい値との乗算を行って
周波数成分を復元する。

【００３８】この復元された周波数成分を逆ＤＣＴ１０
６で２次元逆離散コサイン変換し、現ブロックあるいは
予測誤差ブロックを復元して加算器１０７に出力する。
ただし、これらは周波数成分を一度量子化していること
や、ＤＣＴ１０２と逆ＤＣＴ１０６との演算誤差によっ
てＤＣＴ１０２に入力した現ブロックｄ１あるいは予測
誤差ブロックとは一致しないが、充分に近い値をとるこ
とができる。

【００３９】加算器１０７では現ブロックｄ１あるいは
予測誤差ブロックが動き予測１１１から出力された予測
ブロックと加算される。したがって、その符号化タイプ
がフレーム内符号化の場合には復元した現ブロックと値
が全て“０”のブロックとが加算され、現ブロックを復
号化することができる。

【００４０】また、符号化タイプがフレーム間予測符号
化の場合には復元した予測誤差ブロックと予測ブロック
とが加算され、上記と同様に、現ブロックを復号化する
ことができる。

【００４１】このようにして復号化した現ブロックは順
に参照フレームメモリ１１０の古いほうのフレームのブ
ロックと入れ替えるように格納され、後続のフレームの
予測フレームとして用いられる。

【００４２】動き予測１１１は動きベクトル検出１１
２、予測誤差評価１１３、順方向予測ブロック作成１１
４、逆方向予測ブロック作成１１５、両方向予測ブロッ
ク１１６、符号化タイプ判定１１７、セレクタ１１８，
１１９からなり、現ブロックｄ１と参照フレームメモリ
１１０から読込んだ参照フレームｅの参照領域ｅ１とが
供給される。

【００４３】参照領域ｅ１は普通、参照フレーム内で現
ブロックｄ１と同じ位置のブロックを含みかつ現ブロッ
クｄ１よりも大きな領域であり、ＭＰＥＧ方式では現ブ
ロックｄ１、参照領域ｅ１ともに輝度信号が用いられ
る。

【００４４】Ｐフレームを符号化している場合には参照
フレームメモリ１１０に格納されている過去のフレーム
から参照領域が読出される。Ｂフレームを符号化してい
る場合には参照フレームメモリ１１０に格納されている
過去のフレームと未来のフレームとから夫々参照領域が
読出される。また、Ｉフレームを符号化している場合に
は動き予測が不要なので、参照領域を読込む必要はな
い。

【００４５】動きベクトル検出１１２では参照領域内で
現ブロックｄ１とその内容が最も類似しているブロック
（以下、類似ブロックとする）ｅ２を探索し、動きベク
トルを検出する。これらの画像上での関係を図１１に示
す。

【００４６】参照領域ｅ１内で探索した類似ブロックｅ
２を現フレームｄに投影した位置ｄ２と、現ブロックｄ
１の位置との差が現ブロックの動きベクトルｄ３とな
る。過去の参照フレームから検出した動きベクトルを順
方向動きベクトル、未来の参照フレームから検出した動
きベクトルを逆方向動きベクトルと呼ぶ。

【００４７】Ｐフレームを符号化している場合には検出
した順方向動きベクトルを順方向予測ブロック作成１１
４に出力する。また、Ｂフレームを符号化している場合
には検出した順方向動きベクトルを順方向予測ブロック
作成１１４に出力し、逆方向動きベクトルを逆方向予測
ブロック作成１１５に出力する。

【００４８】動きベクトル検出１１２ではこれら動きベ
クトルの検出のほかに、現ブロックｄ１のＡＣ成分絶対
値和（平均値からの偏差の絶対値和）の算出が行われて
おり、算出したＡＣ成分絶対値和を符号化タイプ判定１
１７に出力する。

【００４９】順方向予測ブロック作成１１４は参照フレ
ームメモリ１１０からの過去の参照フレームの動きベク
トルに対応した部分、つまり類似ブロックを読出し、こ
れを順方向予測ブロックとする。

【００５０】逆方向予測ブロック作成１１５は参照フレ
ームメモリ１１０からの未来の参照フレームの動きベク
トルに対応した部分、つまり類似ブロックを読出し、こ
れを逆方向予測ブロックとする。

【００５１】両方向予測ブロック作成１１６は順方向予
測ブロック作成１１４が作成した順方向予測ブロック
と、逆方向予測ブロック作成１１５が作成した逆方向予
測ブロックとを平均して両方向予測ブロックを作成して
出力する。

【００５２】上記の順方向予測ブロック作成１１４が作
成した順方向予測ブロックと、逆方向予測ブロック作成
１１５が作成した逆方向予測ブロックと、両方向予測ブ
ロック作成１１６が作成した両方向予測ブロックとは夫
々予測誤差評価１１３及びセレクタ１１８に出力され
る。

【００５３】予測誤差評価１１３には端子１００から入
力された現ブロックも供給されており、予測誤差評価１
１３はこれら予測ブロックと現ブロックとの類似性を評
価し、最も類似していると評価したフレーム間予測符号
化方式を選択する。

【００５４】すなわち、Ｐフレームではフレーム間予測
符号化方式として順方向予測符号化しか採用できないた
め、予測誤差評価１１３は入力した順方向予測ブロック
と現ブロックとの類似性を評価するデータを算出する。

【００５５】予測誤差評価１１３はその評価データと順
方向予測符号化を表す選択信号とを符号化タイプ判定１
１７に出力するとともに、選択信号をセレクタ１１８に
出力して順方向予測ブロックをセレクタ１１９に出力さ
せる。

【００５６】一方、Ｂフレームではフレーム間予測符号
化方式として順方向予測符号化、逆方向予測符号化、両
方向予測符号化の３種類のうちから一つを採用できるの
で、予測誤差評価１１３は入力した順方向予測ブロッ
ク、逆方向予測ブロック、両方向予測ブロック各々と現
ブロックとの類似性を評価するデータを算出する。

【００５７】予測誤差評価１１３はその評価データと現
ブロックに最も類似しているフレーム間予測符号化方式
を表す選択信号とを符号化タイプ判定１１７に出力する
とともに、選択信号をセレクタ１１８に出力し、その選
択信号で表されたフレーム間予測符号化方式の予測ブロ
ックをセレクタ１１９に出力させる。

【００５８】符号化タイプ判定１１７は入力した評価デ
ータと現ブロックのＡＣ成分絶対値和とを比較し、予測
誤差評価１１３で選択したフレーム間予測符号化とフレ
ーム内符号化とのうちどちらの符号量が小さいかを推定
する。

【００５９】符号化タイプ判定１１７はフレーム内符号
化の方が符号量が小さくなると判定すると、フレーム内
符号化を表す信号を符号化タイプとしてセレクタ１０
８，１１９に出力する。

【００６０】また、符号化タイプ判定１１７は予測誤差
評価１１３で選択したフレーム間予測符号化の方が符号
量が小さくなると判定すると、そのフレーム間予測符号
化方式を表す信号を符号化タイプとしてセレクタ１０
８，１１９に出力する。

【００６１】尚、符号化タイプ判定１１７はＩフレーム
を符号化している場合には常にフレーム内符号化を表す
信号を符号化タイプとしてセレクタ１０８，１１９に出
力する。

【００６２】セレクタ１１９は符号化タイプ判定１１７
からの符号化タイプがフレーム内符号化のときに値が全
て“０”のブロックを出力し、符号化タイプ判定１１７
からの符号化タイプがフレーム間予測符号化方式のとき
にセレクタ１１８が出力した予測ブロックを出力する。

【００６３】上述したように、動き予測１１１は現ブロ
ックの符号化タイプ及び予測ブロックとを出力する。ま
た、動き予測１１１は符号化タイプが順方向予測符号化
のときに順方向動きベクトルを、逆方向予測符号化のと
きに逆方向動きベクトルを、両方向予測符号化のときに
順方向動きベクトル及び逆方向動きベクトルを夫々出力
する。

【００６４】これらの動きベクトル及び符号化タイプは
ハフマン符号化１０４で圧縮された予測誤差ブロックあ
るいは現ブロックとともに、セレクタ１０８を介して端
子１０９から所定のフォーマットにしたがって出力され
る。以上説明した如く、現フレームがブロック毎に圧縮
される。

【００６５】上記の動き予測１１１の処理は現ブロック
で採用できるフレーム間予測符号化方式の範囲内で参照
領域の中から類似ブロックを探索して動きベクトルを検
出すること、及び符号化タイプを決定して予測ブロック
を出力することである。

【００６６】これらの処理のうち動きベクトル検出は参
照領域内で現ブロックと同じ大きさのブロック（以下、
参照ブロックとする）を切出し、通常、これらのブロッ
クを構成する画素の絶対誤差の和（以下、予測誤差絶対
値和とする）を計算し、これが最小となる参照ブロック
を類似ブロックとする方法が採られている。

【００６７】すなわち、ブロックの大きさを水平方向Ｍ
画素×垂直方向Ｍ画素とし、現ブロックをｆ（ｉｘ，ｉ
ｙ）、参照領域内から切出した参照ブロックをｇ（ｉｘ
＋ｖｘ，ｉｙ＋ｖｙ）（ｉｘ，ｉｙは夫々水平方向及び
垂直方向の座標であり、０≦ｉｘ，ｉｙ≦Ｍ−１であ
る。また、ｖｘ，ｖｙは夫々現ブロックとの位置の差を
示す水平方向、垂直方向成分である。）とすると、予測
誤差絶対値和は、 予測誤差絶対値和 ＝ΣΣ｜ｇ（ｉｘ＋ｖｘ，ｉｙ＋ｖｙ）−ｆ（ｉｘ，ｉｙ）｜ ……（１） という式で表される。最初のΣはｉｘ＝０からＭ−１ま
での総和、次のΣはｉｙ＝０からＭ−１までの総和を夫
々示している。

【００６８】したがって、類似ブロックは（１）式で表
される予測誤差絶対値和が最も小さい参照ブロックであ
り、動きベクトルはそのときの（ｖｘ，ｖｙ）となる。

【００６９】以下の説明では参照領域内から切出した参
照ブロック及び現ブロックの予測誤差絶対値和を計算す
ることをブロックマッチングを行うと表現する。

【００７０】符号化タイプは本来、現ブロックで採用で
きる全てのフレーム間予測符号化とフレーム内符号化と
を行った場合の符号量を比較し、それらの中から符号量
が小さい方を選択することが望ましい。

【００７１】しかしながら、その場合、Ｐフレームでは
２回、Ｂフレームでは４回符号化を行うこととなって処
理時間が長くなるので、この方法は一般に行われていな
い。この方法に代って、どの符号化方式を用いれば符号
量が小さくなるのかを推定して符号化タイプを判定する
方法が採られている。

【００７２】その方法ではまずフレーム間予測符号化の
予測ブロックと現ブロックとの類似性の評価データを算
出し、その評価データを現ブロックのＡＣ成分絶対値和
と比較する。

【００７３】ここで、ＡＣ成分絶対値和は、 ＡＣ成分絶対値和 ＝ΣΣ｜ｆ（ｉｘ，ｉｙ）−ｆａｖｒ｜ ……（２） という式で表される。尚、上記（２）式のｆａｖｒは、 ｆａｖｒ＝ΣΣｆ（ｉｘ，ｉｙ）／（Ｍ×Ｍ） である。上記の２つの式において、最初のΣはｉｘ＝０
からＭ−１までの総和、次のΣはｉｙ＝０からＭ−１ま
での総和を夫々示している。

【００７４】フレーム間予測符号化の予測ブロックと現
ブロックとの類似性の評価データの一例として、Ｐフレ
ームでは順方向予測ブロックを（１）式のｇ（ｉｘ＋ｖ
ｘ，ｉｙ＋ｖｙ）として算出した予測誤差絶対値和を採
用することができる。

【００７５】また、Ｂフレームでは順方向予測ブロッ
ク、逆方向予測ブック、両方向予測ブロックを夫々
（１）式のｇ（ｉｘ＋ｖｘ，ｉｙ＋ｖｙ）として算出し
た３種類の予測誤差絶対値和の中の最小のものを採用す
ることができる。

【００７６】評価データとＡＣ成分絶対値和との比較に
おいて、評価データ＜ＡＣ成分絶対値和の場合にはフレ
ーム間予測符号化、評価データ≧ＡＣ成分絶対値和の場
合にはフレーム内符号化を行うと判定する。

【００７７】したがって、Ｐフレームのブロックでは順
方向予測符号化とフレーム内符号化とのうちどちらか一
方を、またＢフレームのブロックでは順方向予測符号化
と逆方向予測符号化と両方向予測符号化とフレーム内符
号化とのうちどれか一つを適応的に判定し、符号化する
ことができる。尚、Ｉフレームのブロックでは常にフレ
ーム内符号化と判定する。

【００７８】上述したような動き予測を行う装置として
は、図７に示すような両方向予測装置がある。この両方
向予測装置の動き予測プロセッサ５０では、通常、読出
し時間が長くなる外部のメモリからの読出し回数を減ら
すために現ブロック、過去及び未来の参照フレームから
読込んだ２つの参照領域を夫々内部のメモリ５２〜５４
に一時的に格納し、必要な画素は外部の参照フレームメ
モリ９ではなく、これら内部のメモリ５２〜５４から読
出す構成をとり、処理の高速化を図っている。

【００７９】この図７において、動き予測プロセッサ５
０のアドレス発生器５１は現フレームメモリ１から現ブ
ロックを読出すアドレスを発生し、現フレームメモリ１
から読出された現ブロックは現ブロックメモリ５２に格
納される。アドレス発生器５６は現ブロックメモリ５２
から現ブロックを読出すアドレスを発生する。

【００８０】アドレス発生器５５は参照フレームメモリ
９から参照領域を読出すアドレスを発生し、参照フレー
ムメモリ９から読出された過去の参照フレームの参照領
域（以下、順方向参照領域とする）は順方向参照領域メ
モリ５３に格納される。アドレス発生器５７は順方向参
照領域メモリ５３から順方向参照領域を読出すアドレス
を発生する。

【００８１】参照フレームメモリ９から読出された未来
の参照フレームの参照領域（以下、逆方向参照領域とす
る）は逆方向参照領域メモリ５４に格納される。アドレ
ス発生器５８は逆方向参照領域メモリ５４から逆方向参
照領域を読出すアドレスを発生する。

【００８２】演算手段５９は現ブロックメモリ５２から
読出された現ブロックと、セレクタ６８を介して入力さ
れる順方向参照領域メモリ５３からの順方向参照領域、
逆方向参照領域メモリ５４からの逆方向参照領域、ＡＣ
レジスタ６１からのＡＣ成分絶対値和とを基に予測誤差
絶対値和計算及びその最小値検出を行う。

【００８３】パケットアドレス発生器６０は符号化タイ
プ、順方向動きベクトル及び逆方向動きベクトルを出力
するためのアドレスを生成する。ＡＣレジスタ６１は現
ブロックのＡＣ成分絶対値和を格納する。

【００８４】順方向動きベクトルレジスタ６２は順方向
動きベクトルを格納し、逆方向動きベクトルレジスタ６
３は逆方向動きベクトルを格納する。符号化タイプ選択
器６４は現ブロックの符号化タイプを判定し、平均手段
６５は順方向予測ブロック及び逆方向予測ブロックから
両方向予測ブロックを求める。

【００８５】フレーム間予測選択器６６はフレーム間予
測符号化方式の選択を行う。コントローラ６７は動き予
測プロセッサ５０全体の動作タイミングを制御する。

【００８６】ここで、図７に示す動き予測プロセッサ５
０の構成要素と図１０の動き予測１１１の構成要素とを
対応させると、以下のようになる。

【００８７】まず、動き予測１１１の動きベクトル検出
１１２の処理は動き予測プロセッサ５０の順方向参照領
域メモリ５３と、逆方向参照領域メモリ５４と、アドレ
ス発生器５７，５８と、演算手段５９と、セレクタ６８
と、ＡＣレジスタ６１と、順方向動きベクトルレジスタ
６２と、逆方向動きベクトルレジスタ６３とによって実
現される。

【００８８】また、順方向予測ブロック作成１１４の処
理は順方向参照領域メモリ５３と、アドレス発生器５７
とによって実現され、逆方向予測ブロック作成１１５の
処理は逆方向参照領域メモリ５４と、アドレス発生器５
８とによって実現される。

【００８９】両方向予測ブロック作成１１６の処理は平
均手段６５によって実現され、予測誤差評価１１３の処
理はフレーム間予測選択器６６によって実現され、符号
化タイプ判定１１７の処理は符号化タイプ選択器６４に
よって実現される。

【００９０】次に、現ブロックを水平方向Ｍ画素×垂直
方向Ｍ画素、順方向参照領域及び逆方向参照領域をとも
に画面上の位置で現ブロックを中心とする水平方向ＮＨ
画素×垂直方向ＮＶ画素（ＮＨ＞Ｍ，ＮＶ＞Ｍ）の長方
形の領域として、上記の動き予測プロセッサ５０の動作
について説明する。

【００９１】現ブロックメモリ５２と順方向参照領域メ
モリ５３と逆方向参照領域メモリ５４とは少なくともこ
の大きさの現ブロックあるいは参照領域を格納する容量
を持つ。

【００９２】また、特に断らない限り、Ｂフレームを符
号化する場合を例に説明する。Ｐフレームではフレーム
間予測符号化として順方向予測符号化のみを行い、Ｉフ
レームではフレーム内符号化のみを行うが、Ｐフレーム
及びＩフレームともにＢフレームの処理の一部を変更す
れば実現可能なので、その説明は省略する。

【００９３】この動き予測プロセッサ５０においてはま
ず順方向動きベクトルが検出され、続いて逆方向動きベ
クトルが検出される。動き予測プロセッサ５０は検出し
た動きベクトルにしたがって順方向予測ブロックと逆方
向予測ブロックと両方向予測ブロックとを同時に作成
し、それら予測ブロックと現ブロックとの類似性を評価
する評価データを作成する。

【００９４】動き予測プロセッサ５０はこの評価データ
を基に順方向予測符号化と逆方向予測符号化と両方向予
測符号化との中から１つのフレーム間予測符号化方式を
選択し、さらにこのフレーム間予測符号化方式とフレー
ム内符号化とを比較して符号化タイプを決定する。その
後に、決定した符号化タイプと動きベクトルと予測ブロ
ックとを出力する。

【００９５】動き予測プロセッサ５０において、順方向
動きベクトルの検出は次のようにして行われる。まず、
アドレス発生器５６は現ブロックメモリ５２の読出しア
ドレスを発生し、現ブロックメモリ５２から現ブロック
を読出して演算手段５９に供給する。

【００９６】また、アドレス発生器５７は順方向参照領
域メモリ５３の読出しアドレスを発生し、順方向参照領
域メモリ５３から読出した順方向参照領域の最も左上に
位置する水平方向Ｍ画素×垂直方向Ｍ画素の参照ブロッ
クを切出し、これをセレクタ６８を介して演算手段５９
に供給する。

【００９７】演算手段５９は（１）式の演算を行い、予
測誤差絶対値和を求める。つまり、演算手段５９は現ブ
ロックと順方向参照領域の最も左上に位置する参照ブロ
ックとのブロックマッチングを行う。

【００９８】演算手段５９は（１）式の演算で得た予測
誤差絶対値和と、参照ブロックと現ブロックとの位置の
差を内部レジスタ（図示せず）に格納する。

【００９９】上記の処理と同様にして、現ブロックを演
算手段５９に供給し、順方向参照領域メモリ５３の順方
向参照領域から前回切出した参照ブロックに対して水平
方向に１画素隣の参照ブロックを切出し、この参照ブロ
ックと現ブロックとのブロックマッチングを演算手段５
９で行う。

【０１００】演算手段５９はこのとき得た予測誤差絶対
値和と前回の予測誤差絶対値和とを比較し、小さい方の
予測誤差絶対値和と、そのときの参照ブロックと現ブロ
ックとの位置の差とを内部レジスタに格納する。

【０１０１】上述した処理を、順方向参照領域内から切
出せる全ての参照ブロックに対して行い、演算手段５９
の内部レジスタ内に残った参照ブロックと現ブロックと
の位置の差が順方向動きベクトルとなる。この順方向動
きベクトルを順方向動きベクトルレジスタ６２に格納し
て順方向動きベクトルの検出が完了する。

【０１０２】ただし、現ブロックが画面の端付近にある
場合には順方向参照領域の一部が画面外となる。例え
ば、現ブロックが画面の上端に位置する場合には順方向
参照領域の上部の水平方向ＮＨ画素×垂直方向[（ＮＶ
−Ｍ）／２]画素の部分が画面外となり、現ブロックが
画面の左端に位置する場合には順方向参照領域の左側の
水平方向[（ＮＨ−Ｍ）／２]画素×垂直方向ＮＶ画素の
部分が画面外となる。

【０１０３】順方向参照領域メモリ５３のこのような部
分には無効な画素が格納されているので、この部分を含
む参照ブロックとのブロックマッチングの結果は無視し
なければならない。

【０１０４】したがって、演算手段５９は現ブロックの
画面上の位置と参照ブロックの位置とを監視し、参照ブ
ロックが画面外の画素を含む場合にはそのブロックマッ
チングの結果を無視する。

【０１０５】逆方向動きベクトルは参照ブロックを逆方
向参照領域メモリ５４から読出した逆方向参照領域から
切出すことによって、上記の順方向動きベクトルの検出
と同様の手順によって検出される。この検出された逆方
向動きベクトルは逆方向動きベクトルレジスタ６３に格
納される。

【０１０６】次に、順方向動きベクトルレジスタ６２か
ら入力した順方向動きベクトルがさす参照ブロックを左
上の画素から順に読出すようにアドレス発生器５７から
読出しアドレスを発生することで、順方向参照領域メモ
リ５３から順方向予測ブロックを読出す。

【０１０７】同時に、逆方向動きベクトルレジスタ６３
から入力した逆方向動きベクトルがさす参照ブロックを
左上の画素から順に読出すようにアドレス発生器５８か
ら読出しアドレスを発生することで、逆方向参照領域メ
モリ５４から逆方向予測ブロックを読出す。

【０１０８】順方向参照領域メモリ５３及び逆方向参照
領域メモリ５４から夫々読出された順方向予測ブロック
及び逆方向予測ブロック各々の画素は平均手段６５で平
均され、両方向予測ブロックを構成する画素が平均手段
６５から出力される。

【０１０９】このとき同時に、現ブロックを左上の画素
から順に読出すようにアドレス発生器５６から読出しア
ドレスを発生することで、現ブロックメモリ５２から現
ブロックが出力される。

【０１１０】こうして、現ブロックと、それに対応する
位置の順方向予測ブロック、逆方向予測ブロック、両方
向予測ブロックとが１画素ずつ順にフレーム間予測選択
器６６に出力される。

【０１１１】フレーム間予測選択器６６には３個の予測
誤差累算器（図示せず）があり、順方向予測ブロック、
逆方向予測ブロック、両方向予測ブロックを（１）式の
ｇ（ｉｘ＋ｖｘ，ｉｙ＋ｖｙ）として算出した３種類の
予測誤差絶対値和が同時に算出される。

【０１１２】フレーム間予測選択器６６は予測ブロック
の入力が終了すると、これらの値を比較して最小の予測
誤差絶対値和が算出されたフレーム間予測符号化方式を
表す選択信号を符号化タイプ選択器６４に出力するとと
もに、その予測誤差絶対値和を予測ブロックと現ブロッ
クとの類似性を評価する評価データとして符号化タイプ
選択器６４に出力する。

【０１１３】尚、Ｐフレームでは順方向予測符号化しか
採用できないため、常に順方向予測符号化を表す選択信
号を出力し、その予測誤差絶対値和を評価データとして
符号化タイプ選択器６４に出力する。順方向予測符号化
を表す選択信号はセレクタ６９にも出力される。

【０１１４】次に、ＡＣレジスタ６１に“０”を代入
し、順方向動きベクトル検出の場合と同様にして現ブロ
ックメモリ５２から読出した現ブロックを演算手段５９
に供給する。

【０１１５】同時に、ＡＣレジスタ６１の値をセレクタ
６８を介して演算手段５９に供給し、値“０”を（１）
式のｇ（ｉｘ＋ｖｘ，ｉｙ＋ｖｙ）とした予測誤差絶対
値和を算出する。

【０１１６】この予測誤差絶対値和をＭの２乗で割って
（２）式のｆａｖｒを求め、その値をＡＣレジスタ６１
に格納する。ここで、Ｍは１６なので、この除算は下位
８ビットの切捨てで実現できる。

【０１１７】さらに、上記と同様の処理をもう１回実行
し、現ブロックとＡＣレジスタ６１の値をセレクタ６８
を介して演算手段５９に供給して予測誤差絶対値和を算
出すると、（２）式のＡＣ成分絶対値和を算出すること
ができる。このＡＣ成分絶対値和をＡＣレジスタ６１に
格納する。

【０１１８】このようにして算出した現ブロックのＡＣ
成分絶対値和とフレーム間予測選択器６６から出力され
る評価データとを符号化タイプ選択器６４に出力する
と、符号化タイプ選択器６４は評価データ＜ＡＣ成分絶
対値和であればフレーム間予測選択器６６が出力したフ
レーム間予測符号化を、評価データ≧ＡＣ成分絶対値和
であればフレーム内符号化を夫々行うよう判定する。

【０１１９】符号化タイプ選択器６４はその判定結果を
セレクタ７０に出力する。尚、符号化タイプ選択器６４
はＩフレームの符号化であれば、常にフレーム内符号化
を選択するよう判定する。

【０１２０】その後、符号化タイプ選択器６４から現ブ
ロックの符号化タイプが、順方向動きベクトルレジスタ
６２から順方向動きベクトルが、逆方向動きベクトルレ
ジスタ６３から逆方向動きベクトルが夫々予測結果とし
て端子７５から順に出力される。

【０１２１】符号化タイプ選択器６４と順方向動きベク
トルレジスタ６２と逆方向動きベクトルレジスタ６３と
には夫々パケットアドレス発生器６０からパケットアド
レスが供給されている。

【０１２２】この場合、符号化タイプにはパケットアド
レス「０」が、順方向動きベクトルにはパケットアドレ
ス「１」が、逆方向動きベクトルにはパケットアドレス
「２」が夫々割当てられている。

【０１２３】現ブロックの処理が終わった段階でパケッ
トアドレス発生器６０は「０」，「１」，「２」の順番
にアドレスを更新するので、端子７５からは常時パケッ
トアドレスをデコードしている符号化タイプ選択器６４
からの符号化タイプ、順方向動きベクトルレジスタ６２
からの順方向動きベクトル、逆方向動きベクトルレジス
タ６３からの逆方向動きベクトルが順番に出力される。

【０１２４】次に、符号化タイプに応じた予測ブロック
が１画素ずつ端子７７から出力される。このため、アド
レス発生器５７，５８は再度順方向予測ブロック及び逆
方向予測ブロックを出力するためのアドレスを夫々発生
する。

【０１２５】よって、セレクタ６９には順方向参照領域
メモリ５３から順方向予測ブロックが、逆方向参照領域
メモリ５４から逆方向予測ブロックが、平均手段６５か
ら両方向予測ブロックが夫々出力される。

【０１２６】セレクタ６９はこれら順方向予測ブロッ
ク、逆方向予測ブロック、両方向予測ブロックのうち一
つをフレーム間予測選択器６６からの選択信号に応じて
選択してセレクタ７０に出力する。

【０１２７】セレクタ７０には符号化タイプ選択器６４
から符号化タイプが与えられているので、セレクタ７０
は符号化タイプがフレーム内符号化を指示するときに値
が全て“０”のブロックを、符号化タイプがフレーム内
符号化以外を指示するときにセレクタ６９で選択された
予測ブロックを夫々端子７７に出力する。

【０１２８】コントローラ６７は端子７６から入力され
るタイミング制御信号に応じて上記の各データの出力タ
イミングを制御する。

【０１２９】以上説明したように、図７に示す動き予測
プロセッサ５０はＰフレームのブロックでは順方向予測
符号化とフレーム内符号化とのうちどちらか一方を、Ｂ
フレームのブロックでは順方向予測符号化と逆方向予測
符号化と両方向予測符号化とフレーム内符号化とのうち
どれか一つを適応的に選択し、予測結果と予測ブロック
とを出力することができる。

【０１３０】また、Ｉフレームでも予測結果を出力する
ことができるとともに、値が全て“０”のブロックを予
測ブロックとして出力することができる。

【０１３１】尚、予測結果のうち順方向動きベクトルは
符号化タイプが順方向予測符号化及び両方向予測符号化
の場合のみ有効となり、逆方向動きベクトルは符号化タ
イプが逆方向予測符号化及び両方向予測符号化の場合の
み有効となるので、動き予測プロセッサ５０の外側で符
号化タイプから有効な動きベクトルを選択することとな
る。

【０１３２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の両方向
予測装置では、現ブロックの符号化タイプとその符号化
タイプに応じた動きベクトル及び予測ブロックとを適応
的に選択して出力している。

【０１３３】この両方向予測装置では参照領域の大きさ
が水平方向ＮＨ画素×垂直方向ＮＶ画素なので、順方向
あるいは逆方向の１つの動きベクトルを検出するのに
[（ＮＨ−Ｍ＋１）×（ＮＶ−Ｍ＋１）]回のブロックマ
ッチングを行い、[（ＮＨ−Ｍ＋１）×（ＮＶ−Ｍ＋
１）]個の予測誤差絶対値和の中から最小値を求めなけ
ればならない。

【０１３４】また、１回のブロックマッチングには絶対
誤差の和の算出処理をＭ² 回行う必要がある。さらに、
両方向予測装置では参照領域が広く、その参照領域が画
面内に入っていれば、それだけ現ブロックとの類似性が
高い予測ブロックが見つかる可能性が高くなり、画質を
保ったままで圧縮率を上げることができる。

【０１３５】しかしながら、動きベクトル検出は非常に
多くの計算を要することになるので、参照領域を広げよ
うとすると、それだけ演算手段５９での動きベクトル検
出にかかる時間が長くなり、実時間処理が要求される動
画像処理に対応することが困難になる。

【０１３６】また、参照領域を広げようとすると、順方
向参照領域メモリ５３及び逆方向参照領域メモリ５４の
容量も増えるので、ＬＳＩで実現する場合にはチップサ
イズの増加、すなわちコストアップにつながってしま
う。

【０１３７】尚、動きベクトル検出の処理時間を短くす
るための技術として、特公昭６３−１４４６２６号公報
には動きベクトルの大きさを推定して参照領域の大きさ
をブロック毎に決定する技術が開示されている。

【０１３８】これは参照領域内にある現ブロックと同じ
位置の参照ブロックと現ブロックとの差分を評価するこ
と、あるいは直前に符号化したブロックで検出した動き
ベクトルの大きさを参考にすることによって、現ブロッ
クで参照する参照領域の大きさを決定する技術である。

【０１３９】すなわち、参照領域を小さくして無駄なブ
ロックマッチングの回数を減らすことができれば、その
ブロックの処理時間が短くなるというものである。ただ
し、動画像はフレーム周期が一定で１フレーム当たり同
数のブロックを含むため、定常的にフレームの符号化を
行うためには１枚のフレーム内のブロックは１フレーム
の周期内で符号化し終わることが必要である。

【０１４０】したがって、この技術を使ってあるブロッ
クの参照領域を広げ、現ブロックと類似性が高い予測ブ
ロックを見つけだすことができた場合でも、同一フレー
ム内の他のブロックでその分参照領域を狭くして処理時
間を短くしなければ、１フレーム周期の中で全てのブロ
ックを処理することができない可能性がある。

【０１４１】このようにしてブロック毎に参照領域の大
きさを決定しながら、しかも１フレーム周期内でフレー
ム内の全ブロックを処理するよう制御することは難し
く、この技術を用いた装置を実現することは困難であ
る。

【０１４２】また、参照領域を各々重なり合うように等
しく分割し、複数の動き予測プロセッサに夫々分担させ
て並列に動きベクトル検出を実行する技術が特願平５−
３４５９１６号の出願明細書で本願出願人により提案さ
れている。

【０１４３】この技術においては、例えば参照領域を水
平方向に長くして動きベクトルの水平成分を広い範囲で
検出する場合、順方向の参照領域及び逆方向の参照領域
を水平方向に重なり合うように設定した３つの領域に分
割し、３個の動き予測プロセッサに夫々３つの順方向の
参照領域及び逆方向の参照領域を担当させる。

【０１４４】この技術を用いた装置は、図８に示すよう
に、現フレームメモリ１と、動き予測プロセッサ８１−
１〜８１−３と、参照フレームメモリ８２−１〜８２−
３と、タイミング発生器８３と、予測結果選択器８４
と、動きベクトル補正器８５と、参照位置指示器８６
と、逆方向予測ブロック作成８７と、順方向予測ブロッ
ク作成８８と、両方向予測ブロック作成８９と、セレク
タ９０，９１と、端子１０，９２〜９５とからなってい
る。

【０１４５】ここで、分割した順方向の参照領域を左か
らｒ１，ｒ０，ｒ２とし、分割した逆方向の参照領域を
左からｓ１，ｓ０，ｓ２とすると、動き予測プロセッサ
８１−１には中央の順方向の参照領域ｒ０及び逆方向の
参照領域ｓ０を割当て、動き予測プロセッサ８１−２に
は左側の順方向の参照領域ｒ１及び逆方向の参照領域ｓ
１を割当て、動き予測プロセッサ８１−３には右側の順
方向の参照領域ｒ２及び逆方向の参照領域ｓ２を割当て
て夫々順方向の動きベクトル及び逆方向の動きベクトル
を検出させる。

【０１４６】この場合、動き予測プロセッサ８１−１〜
８１−３はブロック毎に参照フレームメモリ８２−１〜
８２−３に格納された同一の参照フレームから担当する
順方向参照領域及び逆方向参照領域を読出して順方向動
きベクトル及び逆方向動きベクトルを検出する。

【０１４７】動き予測プロセッサ８１−１〜８１−３が
夫々担当する順方向参照領域及び逆方向参照領域の位置
は参照位置指示器８６から指定される。動き予測プロセ
ッサ８１−１〜８１−３は夫々指定された順方向参照領
域及び逆方向参照領域の中で現フレームメモリ１から供
給される共通の現ブロックとのブロックマッチングを行
い、順方向動きベクトル及び逆方向動きベクトルを検出
する。

【０１４８】動き予測プロセッサ８１−１〜８１−３各
々が担当する順方向参照領域及び逆方向参照領域の大き
さは等しいので、処理を同時に開始すればその処理が同
時に終了し、検出した動きベクトル等の予測結果が同時
に予測結果選択器８４に出力される。

【０１４９】ただし、動き予測プロセッサ８１−１〜８
１−３各々は現ブロックが画面上で参照領域の中心にあ
るものとして動きベクトルを検出するため、動き予測プ
ロセッサ８１−２，８１−３が出力する動きベクトルを
補正する必要がある。

【０１５０】予測結果選択器８４はその中から１つの動
き予測プロセッサを選択し、それが出力した動きベクト
ルを参照領域の位置に合わせて動きベクトル補正器８５
で補正して出力する。

【０１５１】上記の処理は図９に示すような処理タイミ
ングで行われる。図９において、ｉ−１〜ｉ−３は順方
向動きベクトル検出を、ｊ−１〜ｊ−３は順方向予測結
果出力を、ｋ−１〜ｋ−３は逆方向動きベクトル検出
を、ｌ−１〜ｌ−３は逆方向予測結果出力を、ｍ１は順
方向予測結果解析を、ｍ２は逆方向予測結果解析を、ｎ
１は順方向動きベクトル補正を、ｎ２は逆方向動きベク
トル補正を、ｏは順方向、逆方向、両方向予測ブロック
作成を、ｐは符号化タイプ判定を、ｑは予測ブロック出
力を夫々示している。

【０１５２】最初に、動き予測プロセッサ８１−１〜８
１−３各々は順方向動きベクトルを検出する。これら動
き予測プロセッサ８１−１〜８１−３各々で検出された
順方向動きベクトルが出力されるときに、予測結果選択
器８４が順方向予測結果を解析してこれら順方向動きベ
クトルの中から一つを選択する。動きベクトル補正器８
５は予測結果選択器８４が選択した順方向動きベクトル
に補正を行う。

【０１５３】次に、上記の処理と同様にして、逆方向動
きベクトルの検出、出力、補正が行われる。その後に、
出力された順方向動きベクトル及び逆方向動きベクトル
に対応した順方向予測ブロック、逆方向予測ブロック、
両方向予測ブロックをいずれかの参照フレームメモリ８
２−１〜８２−３から作成して動き予測プロセッサ８１
−１に供給し、これらから符号化タイプを判定してそれ
に応じた予測ブロックが出力されることとなる。

【０１５４】上述した例では参照領域を分割して動きベ
クトルを並列に検出することで、動きベクトル検出時間
を短縮している。例えば、図８に示した例では動きベク
トル検出時間が約１／３となる。

【０１５５】しかしながら、動きベクトルは動き予測プ
ロセッサの外側で確定されるため、それを参照して作成
する予測ブロックは動き予測プロセッサの外側の順方向
予測ブロック作成８８、逆方向予測ブロック作成８７、
両方向予測ブロック作成８９で作成しなければならな
い。これは読出し時間が通常長くなる外部の参照フレー
ムメモリ８２−１〜８２−３から読出して作成するた
め、この部分で時間がかかってしまう。

【０１５６】また、図７に示すように、動き予測プロセ
ッサ５０内部に参照領域メモリ（現ブロックメモリ５
２、順方向参照領域メモリ５３、逆方向参照領域メモリ
５４）を確保し、予測ブロックの作成を動き予測プロセ
ッサ５０内に取込むことを考えた場合でも、両方向予測
ブロックは順方向予測ブロック及び逆方向予測ブロック
から作成するため、例えば動き予測プロセッサ８１−２
は順方向参照領域ｒ１及び逆方向参照領域ｓ１から両方
向予測ブロックを作成することになる。

【０１５７】同様に、動き予測プロセッサ８１−３も順
方向参照領域ｒ２及び逆方向参照領域ｓ２から両方向予
測ブロックを作成することになり、狭い参照領域を用い
て作成するため、現ブロックと十分類似した両方向予測
ブロックを作成できる可能性は低い。よって、圧縮率が
上がらなくなる恐れがある。

【０１５８】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、並列処理が可能で、現ブロックと類似した予測ブ
ロックを従来よりも効率的に求めることができ、装置と
して実現しやすい両方向予測方法及び両方向予測装置を
提供することにある。

【０１５９】

【課題を解決するための手段】本発明による両方向予測
方法は、動画像のデータ量の圧縮を行う画像処理装置に
おいて過去及び未来の両方向の動き予測を行う両方向予
測方法であって、前記動画像の過去の参照フレームから
作成された順方向予測ブロック内で互いに接する同面積
の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１及び第２の
順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順方向参照領
域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデータと、前
記動画像の未来の参照フレームから作成された逆方向予
測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び第２の順方
向参照領域各々に対応して配置された同面積の第１及び
第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の逆方向参照
領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及び第２の逆
方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領域とのうち
の第３の逆方向参照領域のデータとを基に前記過去及び
未来の両方向の動き予測を行うステップと、前記第１の
順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向参照領域の
データとを基に前記過去及び未来の両方向の動き予測を
行うステップと、前記第２の順方向参照領域のデータと
前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に前記過去及
び未来の両方向の動き予測を行うステップと、各ステッ
プによる前記過去及び未来の両方向の動き予測に基づい
て、前記順方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符
号化と前記逆方向予測ブロックを用いたフレーム間予測
符号化と前記順方向予測ブロック及び前記逆方向予測ブ
ロックから作成された両方向予測ブロックを用いたフレ
ーム間予測符号化とのうちの一つの方法と、前記動画像
の現在のフレームから分割された現ブロックをそのまま
符号化するフレーム内符号化方法との中から一つの方法
を選択して符号化タイプとするステップとからなってい
る。

【０１６０】本発明による他の両方向予測方法は、上記
の構成のほかに、前記選択された符号化タイプに応じて
前記現ブロックを符号化するための予測ブロックを出力
するステップを含んでいる。

【０１６１】本発明による両方向予測装置は、動画像の
データ量の圧縮を行う画像処理装置において過去及び未
来の両方向の動き予測を行う両方向予測装置であって、
前記動画像の過去の参照フレームから作成された順方向
予測ブロック内で互いに接する同面積の第１及び第２の
順方向参照領域と前記第１及び第２の順方向参照領域に
夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及び第２の順方向参
照領域と同面積の第３の順方向参照領域とのうちの前記
第３の順方向参照領域のデータと、前記動画像の未来の
参照フレームから作成された逆方向予測ブロック内で互
いに接しかつ前記第１及び第２の順方向参照領域各々に
対応して配置された同面積の第１及び第２の逆方向参照
領域と前記第１及び第２の逆方向参照領域に夫々同じ面
積で重なりかつ前記第１及び第２の逆方向参照領域と同
面積の第３の逆方向参照領域とのうちの第３の逆方向参
照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動
き予測を行う手段と、前記第１の順方向参照領域のデー
タと前記第２の逆方向参照領域のデータとを基に前記過
去及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、前記第２
の順方向参照領域のデータと前記第１の逆方向参照領域
のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動き予測
を行う手段と、各手段による前記過去及び未来の両方向
の動き予測に基づいて、前記順方向予測ブロックを用い
たフレーム間予測符号化と前記逆方向予測ブロックを用
いたフレーム間予測符号化と前記順方向予測ブロック及
び前記逆方向予測ブロックから作成された両方向予測ブ
ロックを用いたフレーム間予測符号化とのうちの一つ
と、前記動画像の現在のフレームから分割された現ブロ
ックをそのまま符号化するフレーム内符号化との中から
一つを選択して符号化タイプとする手段とを備えてい
る。

【０１６２】本発明による他の両方向予測装置は、上記
の構成のほかに、前記選択された符号化タイプに応じて
前記現ブロックを符号化するための予測ブロックを出力
する手段を具備している。

【０１６３】

【作用】順方向参照領域及び逆方向参照領域を同面積の
複数の小領域に分割し、現ブロックを中心として画面上
で対称の位置にある順方向参照領域及び逆方向参照領域
を夫々組とし、それらの組毎に両方向予測を行う。

【０１６４】これによって、装置として実現しやすい並
列処理を可能とし、しかも現ブロックとの類似性が従来
とほとんど同等の予測ブロックを求めることが可能とな
る。

【０１６５】また、上記の両方向予測方法で並列処理す
る両方向予測装置では現ブロックとの類似性が従来とほ
とんど同等の予測ブロックを従来の両方向予測装置より
も短時間で求めることが可能となる。

【０１６６】さらに、上記の両方向予測方法で並列処理
する両方向予測装置では動き予測プロセッサ内部のメモ
リから求めることができるため、従来例よりも高速に処
理可能となり、この高速処理によってフレーム内のブロ
ック数を増やす、つまり大きな画像を符号化することが
可能となる。

【０１６７】さらに、動き予測プロセッサは単体でも、
また並列配置して用いても両方向予測装置の実現が可能
であり、並列配置が容易となる。この場合、動き予測プ
ロセッサを並列配置しても、処理時間は単体の場合とほ
とんど変わらないので、動画像の画質を保ったまま、従
来よりも圧縮率を上げる場合でも実時間処理が可能とな
る。

【０１６８】

【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【０１６９】図１は本発明の一実施例による両方向予測
装置の構成を示すブロック図である。図において、本発
明の一実施例による両方向予測装置は図８に示す従来例
の並列配置による両方向予測装置と同様に、同期的に動
作する３個の動き予測プロセッサを用いて並列処理する
装置である。

【０１７０】また、本発明の一実施例による両方向予測
装置は現フレームメモリ１と、動き予測プロセッサ２−
１〜２−３と、参照フレームメモリ３−１〜３−３と、
参照位置指示器４と、予測ブロック選択器５と、動きベ
クトル補正器６と、予測結果選択器７と、タイミング発
生器８と、端子１０〜１５とから構成されている。

【０１７１】図２は本発明の一実施例による両方向予測
方法を説明するための図である。この図２を用いて本発
明の一実施例による両方向予測方法を説明する。

【０１７２】例えば、画面に左から右に動いている物体
が写っている場合を考えると、１秒間のフレーム数は約
２５〜６０枚程度でかなりフレーム間隔が狭いので、画
面に写っている物体はフレーム毎に少しずつ位置を左か
ら右に変えていく。

【０１７３】このように一般に動いている物体はその動
きが相当速くなければ、時間とともに画面上の位置を少
しずつ変えながら移動し、数フレームの短い時間単位で
みるとほとんど直線運動している場合が多い。

【０１７４】したがって、例えば過去のフレームでの物
体の位置が現フレームでの物体の位置よりも左にあった
場合、未来のフレームでは現フレームよりも右に位置す
る可能性が高く、現フレームより左の位置に戻る可能性
は低い。

【０１７５】他の方向に動いている場合も同様で、本発
明の一実施例ではこのような画面に写った物体の運動の
直線性を考慮してなされたものである。

【０１７６】図２において、現フレームＡがＢフレーム
であるとし、この現フレームＡの各ブロックを順方向参
照フレームＣ及び逆方向参照フレームＥを参照し、順方
向予測符号化、逆方向予測符号化、両方向予測符号化、
フレーム内符号化の計４種類の符号化方式の中から最も
圧縮率が上がると推定される方法で符号化する。

【０１７７】また、順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１は夫々水平方向に長く設定し、画面に写ってい
る物体の水平方向の動きに追随して画質を保ったまま圧
縮率を上げることを狙っている。

【０１７８】まず、順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１を夫々小領域（以下、順方向参照領域及び逆方
向参照領域とする）Ｄ０〜Ｄ２，Ｇ０〜Ｇ２に３分割
し、これら順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ２及び逆方向参照領
域Ｇ０〜Ｇ２が水平方向に重なり合うようにする。

【０１７９】尚、順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ２及び逆方向
参照領域Ｇ０〜Ｇ２各々の面積は等しく設定し、また重
なり合う部分が現ブロックの水平方向の大きさＭ、つま
り１６画素とする。

【０１８０】順方向参照領域Ｃ１では、図２に示すよう
に、左から順に順方向参照領域Ｄ１、順方向参照領域Ｄ
０、順方向参照領域Ｄ２と設定され、逆方向参照領域Ｅ
１では左から逆方向参照領域Ｇ１、逆方向参照領域Ｇ
０、逆方向参照領域Ｇ２と設定されている。

【０１８１】例えば、順方向参照領域Ｃ１が水平方向６
４画素×垂直方向３２画素とすると、順方向参照領域Ｄ
０〜Ｄ２は夫々水平方向３２画素×垂直方向３２画素
で、順方向参照領域Ｄ１が順方向参照領域Ｃ１の左半
分、順方向参照領域Ｄ０が順方向参照領域Ｃ１の中央
部、順方向参照領域Ｄ２が順方向参照領域Ｃ１の右半分
となる。

【０１８２】同様に、逆方向参照領域Ｅ１が水平方向６
４画素×垂直方向３２画素とすると、逆方向参照領域Ｇ
０〜Ｇ２は夫々水平方向３２画素×垂直方向３２画素
で、逆方向参照領域Ｇ１が逆方向参照領域Ｅ１の左半
分、逆方向参照領域Ｇ０が逆方向参照領域Ｅ１の中央
部、逆方向参照領域Ｇ２が逆方向参照領域Ｅ１の右半分
となる。

【０１８３】上記の如く分割した順方向参照領域Ｃ１及
び逆方向参照領域Ｅ１を参照して動き予測プロセッサ２
−１〜２−３で符号化タイプを決定し、その符号化タイ
プと動きベクトルと予測ブロックとを出力する。

【０１８４】この場合、動き予測プロセッサ２−１は予
め割当てられた順方向参照領域Ｄ０と逆方向参照領域Ｇ
０とを読込んで符号化タイプを判定する。

【０１８５】また、動き予測プロセッサ２−２は予め割
当てられた順方向参照領域Ｄ１と逆方向参照領域Ｇ２と
を読込んで符号化タイプを判定する。

【０１８６】さらに、動き予測プロセッサ２−３は予め
割当てられた順方向参照領域Ｄ２と逆方向参照領域Ｇ１
とを読込んで符号化タイプを判定する。

【０１８７】これら図１及び図２を用いて本発明の一実
施例の動作について説明する。以下、フレームの大きさ
は水平方向ＮＸ画素×垂直方向ＮＹ画素とする。ここ
で、ＮＸは現ブロックの水平方向の画素数１６の倍数で
あり、ＮＹは現ブロックの垂直方向の画素数１６の倍数
とする。

【０１８８】ただし、ＮＸ，ＮＹがこれらの条件を満た
さない場合には現ブロックの水平方向及び垂直方向各々
の画素数の倍数となるように、画面の右端及び下端に夫
々適当な画素を補ってフレームを構成すればよい。

【０１８９】また、順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１の大きさはともに水平方向６４画素×垂直方向
３２画素とし、順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ２及び逆方向参
照領域Ｇ０〜Ｇ２は夫々水平方向３２画素×垂直方向３
２画素とする。

【０１９０】動き予測プロセッサ２−１〜２−３はタイ
ミング発生器８から同じタイミング制御信号が供給さ
れ、しかも同一構成でかつ同じ大きさの参照領域内で両
方向予測を行うため、同時に処理を開始するとともに、
同時に処理を終了するという同期的な動作を行う。

【０１９１】また、動き予測プロセッサ２−１〜２−３
各々には参照フレーム３−１〜３−３が接続されてお
り、動き予測プロセッサ２−１〜２−３各々はブロック
毎にこれら参照フレーム３−１〜３−３に格納された参
照フレームから担当する順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ２及び
逆方向参照領域Ｇ０〜Ｇ２を読込む。尚、参照フレーム
３−１〜３−３には端子１１から同一の参照フレームが
格納される。

【０１９２】動き予測プロセッサ２−１〜２−３各々が
担当する順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ２及び逆方向参照領域
Ｇ０〜Ｇ２の位置は参照位置指示器４から指定される。

【０１９３】すなわち、動き予測プロセッサ２−１は順
方向参照領域Ｄ０及び逆方向参照領域Ｇ０を、動き予測
プロセッサ２−２は順方向参照領域Ｄ１及び逆方向参照
領域Ｇ２を、動き予測プロセッサ２−３は順方向参照領
域Ｄ２及び逆方向参照領域Ｇ１を夫々読込む。

【０１９４】動き予測プロセッサ２−１〜２−３各々は
夫々の参照領域の中で現フレームメモリ１から供給され
る共通の現ブロックの両方向予測処理を、図７に示した
従来例と同様に行う。

【０１９５】つまり、動き予測プロセッサ２−１〜２−
３各々はまず順方向動きベクトル及び逆方向動きベクト
ルを検出し、次に順方向予測ブロック及び逆方向予測ブ
ロックを作成する。

【０１９６】その後に、動き予測プロセッサ２−１〜２
−３各々は作成した順方向予測ブロック及び逆方向予測
ブロックを平均して両方向予測ブロックを作成し、これ
ら予測ブロック各々と現ブロックとの類似性を評価する
評価データを作成する。

【０１９７】動き予測プロセッサ２−１〜２−３各々は
最小の評価データを与えるフレーム間予測符号化方式を
選択するとともに、現ブロックのＡＣ成分絶対値和を算
出し、このＡＣ成分絶対値和と最小の評価データとを比
較して現ブロックの符号化タイプを判定し、予測ブロッ
クを選択する。

【０１９８】尚、順方向動きベクトル及び逆方向動きベ
クトルは動き予測プロセッサ２−１〜２−３各々が従来
例と同様に、現ブロックの画面上の位置が参照領域の中
心にあるものとして検出するため、動き予測プロセッサ
２−２，２−３各々が出力する順方向動きベクトル及び
逆方向動きベクトルに対しては参照した参照領域の位置
による補正を必要とする。

【０１９９】また、順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１は画面内に入っていなければならない。動き予
測プロセッサ２−１の処理では現ブロックの画面上の位
置が担当する順方向参照領域Ｄ０及び逆方向参照領域Ｇ
０の中心となる。よって、動き予測プロセッサ２−１の
処理では画面外の領域を含む参照ブロックとのブロック
マッチング結果を無視するので問題はない。

【０２００】しかしながら、動き予測プロセッサ２−
２，２−３各々の処理では現ブロックの画面上の位置が
担当する順方向参照領域Ｄ１，Ｄ２及び逆方向参照領域
Ｇ２，Ｇ１の中心にないのに、その位置が中心にあると
して処理している。よって、現ブロックが画面の端付近
にある場合には動き予測プロセッサ２−２，２−３は画
面外の領域を順方向参照領域あるいは逆方向参照領域に
含むこととなり、それを画面外と認識せずに処理するこ
とがあるため、動き予測プロセッサ２−２，２−３各々
の出力結果が誤っている可能性がある。

【０２０１】動き予測プロセッサ２−１〜２−３各々は
符号化タイプ判定が終了すると、タイミング発生器８が
出力するタイミング制御信号によって一斉に予測結果を
予測結果選択器７に出力する。

【０２０２】この予測結果としては、（１）現ブロック
の画面上の位置（ここでは現ブックの左上角の画素を座
標とする）、（２）符号化タイプ判定の際に用いた予測
ブロックと現ブロックとの類似性の評価データ、（３）
現ブロックの符号化タイプ、（４）順方向動きベクト
ル、（５）逆方向動きベクトルの順に出力される。

【０２０３】予測結果選択器７は動き予測プロセッサ２
−１〜２−３の出力の中から一つを選択し、選択した動
き予測プロセッサ２−１〜２−３の番号と、その動き予
測プロセッサ２−１〜２−３が予測結果として出力した
順方向動きベクトル及び逆方向動きベクトルとを動きベ
クトル補正器６に出力する。

【０２０４】また、予測結果選択器７は選択した動き予
測プロセッサ２−１〜２−３の番号を予測ブロック選択
器５にも出力する。同時に、予測結果選択器７は選択し
た動き予測プロセッサ２−１〜２−３が予測結果として
出力した符号化タイプを端子１５に出力する。

【０２０５】つまり、予測結果選択器７ではまず予測結
果に含まれる最初のデータである現ブロックの画面上の
位置を動き予測プロセッサ２−１の予測結果から入力
し、順方向参照領域Ｃ１あるいは逆方向参照領域Ｅ１が
画面外となる動き予測プロセッサの出力を除外する。

【０２０６】ここでは現ブロックの画面上の位置として
現ブロックの左上角の画素の座標が出力されるので、そ
の座標を（ｉｘ，ｉｙ）（０≦ｉｘ＜ＮＸ，０≦ｉｙ＜
ＮＹ）と表すと、ｉｘ＝０及びｉｘ＝１６の場合、順方
向参照領域Ｄ１及び逆方向参照領域Ｇ１の左側の一部は
画面外となる。また、ｉｘ＝ＮＸ−３２及びｉｘ＝ＮＸ
−１６の場合、順方向参照領域Ｄ２及び逆方向参照領域
Ｇ２の右側の一部は画面外となる。

【０２０７】よって、現ブロックの位置がこれらの場合
には動き予測プロセッサ２−２，２−３の出力結果が誤
っている可能性があるので、動き予測プロセッサ２−
２，２−３の出力結果を除外しなければならない。

【０２０８】尚、上記と同様に、ｉｙ＝０及びｉｙ＝１
６の場合には夫々の参照領域の上側の一部が、ｉｙ＝Ｎ
Ｙ−３２及びｉｙ＝ＮＹ−１６の場合には夫々の参照領
域の下側の一部が画面外となるが、この例では参照領域
の垂直方向の位置は変えていないので問題とはならな
い。

【０２０９】したがって、現ブロックが画面の左端から
２ブロックまで、右端から２ブロックまでの位置の場合
には動き予測プロセッサ２−１の予測結果が選択される
こととなる。

【０２１０】次に、予測結果選択器７は入力した予測結
果の２番目のデータである評価データを比較し、最小の
評価データを出力した動き予測プロセッサを選択してそ
の動き予測プロセッサの番号を取込んでおく。

【０２１１】評価データが最小ということはその動き予
測プロセッサが選択したフレーム間予測符号化の予測ブ
ロックが最も現ブロックと類似していることを示してい
る。したがって、その評価データを用いて判定した符号
化タイプが現ブロックの符号化タイプとして最適となる
ので、選択した動き予測プロセッサが出力した予測結果
の３番目のデータである符号化タイプを取出して端子１
５に出力する。

【０２１２】さらに、予測結果選択器７は予測結果の４
番目及び５番目のデータである順方向動きベクトル及び
逆方向動きベクトルについても、選択した動き予測プロ
セッサが出力したものを取出して動きベクトル補正器６
に出力する。また、予測結果選択器７は選択した動き予
測プロセッサの番号を予測ブロック選択器５に出力す
る。

【０２１３】動きベクトル補正器６は入力した動き予測
プロセッサの番号に応じて順方向動きベクトル及び逆方
向動きベクトルを補正し、夫々端子１２，１３に出力す
る。つまり、動きベクトル補正器６は入力した順方向動
きベクトルを（ｖｘ１，ｖｙ１）、逆方向動きベクトル
を（ｖｘ２，ｖｙ２）とすると、順方向動きベクトル及
び逆方向動きベクトルを以下のように補正する。

【０２１４】動き予測プロセッサ２−１から順方向動き
ベクトル及び逆方向動きベクトルが入力された場合、補
正した順方向動きベクトルは（ｖｘ１，ｖｙ１）、補正
した逆方向動きベクトルは（ｖｘ２，ｖｙ２）となる。

【０２１５】また、動き予測プロセッサ２−２から順方
向動きベクトル及び逆方向動きベクトルが入力された場
合、補正した順方向動きベクトルは（ｖｘ１−１６，ｖ
ｙ１）、補正した逆方向動きベクトルは（ｖｘ２＋１
６，ｖｙ２）となる。

【０２１６】さらに、動き予測プロセッサ２−３から順
方向動きベクトル及び逆方向動きベクトルが入力された
場合、補正した順方向動きベクトルは（ｖｘ１＋１６，
ｖｙ１）、補正した逆方向動きベクトルは（ｖｘ２−１
６，ｖｙ２）となる。

【０２１７】この補正は各動き予測プロセッサ２−１〜
２−３の参照領域の位置の違いを反映したもので、例え
ば動き予測プロセッサ２−２の順方向参照領域Ｄ１は動
き予測プロセッサ２−１の順方向参照領域Ｄ０より水平
方向に１６画素左にあるため、実際の順方向動きベクト
ルは上記の補正を加えて正しい値となる。

【０２１８】また、動き予測プロセッサ２−２の逆方向
参照領域Ｇ２は動き予測プロセッサ２−１の逆方向参照
領域Ｇ０より水平方向に１６画素右にあるため、実際の
逆方向動きベクトルは上記の補正を加えて正しい値とな
る。

【０２１９】動き予測プロセッサ２−３の順方向参照領
域Ｄ２及び逆方向参照領域Ｇ１も、動き予測プロセッサ
２−２と同様に、実際の順方向動きベクトル及び逆方向
動きベクトルは上記の補正を加えて正しい値となる。

【０２２０】したがって、３個の動き予測プロセッサ２
−１〜２−３を用いて画面内に納まる参照領域の中で並
列に両方向予測動きベクトルを検出した結果、最も評価
データが小さい動き予測プロセッサが出力する符号化タ
イプと正しい順方向動きベクトル及び逆方向動きベクト
ルとが夫々端子１５，１２，１３に出力される。

【０２２１】この場合、各動き予測プロセッサ２−１〜
２−３が担当する動きベクトル検出範囲は動き予測プロ
セッサ２−１〜２−３各々が担当する参照領域の大き
さ、つまり水平方向３２画素×垂直方向３２画素なの
で、−８≦ｖｘ１，ｖｘ２≦８，−８≦ｖｙ１，ｖｙ２
≦８であり、これを上記のように補正すると以下のよう
になる。

【０２２２】動き予測プロセッサ２−１の場合、順方向
動きベクトルは（−８≦ｖｘ１≦８，−８≦ｖｙ１≦
８）、補正した逆方向動きベクトルは（−８≦ｖｘ２≦
８，−８≦ｖｙ２≦８）となる。

【０２２３】動き予測プロセッサ２−２の場合、順方向
動きベクトルは（−２４≦ｖｘ１≦−８，−８≦ｖｙ１
≦８）、逆方向動きベクトルは（８≦ｖｘ２≦２４，−
８≦ｖｙ２≦８）となる。

【０２２４】動き予測プロセッサ２−３の場合、順方向
動きベクトルは（８≦ｖｘ１≦２４，−８≦ｖｙ１≦
８）、逆方向動きベクトルは（−２４≦ｖｘ２≦−８，
−８≦ｖｙ２≦８）となる。

【０２２５】したがって、総合的には順方向動きベクト
ル検出範囲が−２４≦ｖｘ１≦２４，−８≦ｖｙ１≦８
となり、逆方向動きベクトルベクトル検出範囲が−２４
≦ｖｘ２≦２４，−８≦ｖｙ２≦８となり、動き予測プ
ロセッサが１個の場合の３倍の検出範囲が得られる。

【０２２６】予測ブロック選択器５は予測結果選択器７
が選択した動き予測プロセッサの番号が入力されると、
その動き予測プロセッサが出力する予測ブロックを端子
１４に出力するよう内部のセレクタ（図示せず）を設定
する。

【０２２７】よって、３個の動き予測プロセッサ２−１
〜２−３が、タイミング発生器８が出力するタイミング
制御信号によって一斉に予測ブロックを出力すると、予
測ブロック選択器５は予測結果選択器７が選択した動き
予測プロセッサが出力する予測ブロックを端子１４に出
力する。

【０２２８】以上説明したように、水平方向３２画素×
垂直方向３２画素の順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１内で両方向予測を行う３個の動き予測プロセッ
サ２−１〜２−３を並列配置し、水平方向６４画素×垂
直方向３２画素の順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照領
域Ｅ１内で両方向予測を行うことができる。

【０２２９】また、各動き予測プロセッサ２−１〜２−
３は同時に処理を開始し、同時に処理を終了するので、
本発明の一実施例による両方向予測の処理時間は動き予
測プロセッサ１個の処理時間に予測結果選択器７及び動
きベクトル補正器６の処理時間が加わるだけである。

【０２３０】しかも、この処理時間は順方向動きベクト
ル及び逆方向動きベクトルの検出を行う各動き予測プロ
セッサの処理時間に比べて小さくすることができる。す
なわち、本発明の一実施例は従来例に比べるとほとんど
同等の処理時間で２倍の参照領域を用いて両方向予測を
行うことができる。

【０２３１】上述した実施例では３個を並列に用いた例
であるが、同様な手法でさらに多くの動き予測プロセッ
サを並列配置し、参照領域を広げることができるのは明
らかである。

【０２３２】その場合でも、処理時間は動き予測プロセ
ッサ１個の処理時間とほとんど変わらない。また、並列
配置の際に付加する回路は予測結果選択器７、動きベク
トル補正器６、予測ブロック選択器５といった比較的簡
単な構成の回路で済む。

【０２３３】図３は本発明の一実施例によるブロック処
理タイミングを示す図である。図において、ａ−１〜ａ
−３は順方向動きベクトル検出を、ｂ−１〜ｂ−３は逆
方向動きベクトル検出を、ｃ−１〜ｃ−３は符号化タイ
プ判定を、ｄ−１〜ｄ−３は予測結果出力を、ｅ１〜ｅ
３は予測ブロック出力を、ｆは予測結果解析を、ｇは順
方向動きベクトル及び逆方向動きベクトルの補正を、ｈ
は予測ブロック選択及び選択した予測ブロックの出力を
夫々示している。

【０２３４】図に示す如く、動き予測プロセッサ２−１
〜２−３では順方向動きベクトル検出ａ−１〜ａ−３、
逆方向動きベクトル検出ｂ−１〜ｂ−３、符号化タイプ
判定ｃ−１〜ｃ−３、予測結果出力ｄ−１〜ｄ−３、予
測ブロック出力ｅ１〜ｅ３を夫々同時に開始して同時に
終了しているので、全体の処理時間は動き予測プロセッ
サ１個の処理時間とほとんど変わらない。

【０２３５】図４は本発明の一実施例による動き予測プ
ロセッサの構成を示すブロック図である。図において、
動き予測プロセッサ２はオフセットレジスタ３８，３９
及びそれらに接続された端子４９を加え、パケットアド
レス発生器２９にアドレス発生器２０及びフレーム間予
測選択器３５を接続した以外は図７に示す従来例と同様
の構成となっている。

【０２３６】すなわち、動き予測プロセッサ２はアドレ
ス発生器２０，２４〜２７と、現ブロックメモリ２１
と、順方向参照領域メモリ２２と、逆方向参照領域メモ
リ２３と、演算手段２８と、パケットアドレス発生器２
９と、ＡＣレジスタ３０と、順方向動きベクトルレジス
タ３１と、逆方向動きベクトルレジスタ３２と、符号タ
イプ選択器３３と、平均手段３４と、フレーム間予測選
択器３５と、コントローラ３６と、セレクタ３７，４
０，４１と、オフセットレジスタ３８，３９と、端子４
２〜４９とから構成されている。

【０２３７】また、動き予測プロセッサ２は現フレーム
メモリ１及び参照フレームメモリ９に夫々接続されてい
る。つまり、現フレームメモリ１は端子４２を介してア
ドレス発生器２０に、また端子４３を介して現ブロック
メモリ２１に夫々接続されている。

【０２３８】参照フレームメモリ９は端子４５を介して
アドレス発生器２４に、また端子４４を介して順方向参
照領域メモリ２２及び逆方向参照領域メモリ２３に夫々
接続されている。

【０２３９】動き予測プロセッサ２において、アドレス
発生器２０からはブロックの画面上の位置を示す現ブロ
ックの左上角の画素の座標が、フレーム間予測選択器３
５からは符号化タイプ選択器３３に出力する現ブロック
と各予測ブロックとの類似性を示す評価データが夫々予
測結果に含められて端子４６から出力される。

【０２４０】まず、オフセットレジスタ３８，３９の働
きと予測結果の出力順とを説明してから、動き予測プロ
セッサ２が従来の両方向予測装置と同様の動き予測が可
能なことを説明する。さらに、動き予測プロセッサ２が
本発明の一実施例の両方向予測装置に使用できることを
説明する。

【０２４１】ここで、説明を簡単にするため、参照フレ
ームメモリ９のアドレスが図５に示すように１つのアド
レスに１画素が格納されているとする。

【０２４２】すなわち、参照フレームメモリ９に格納さ
れている２枚のフレームをｈ１（ｊｘ，ｊｙ）、ｈ２
（ｊｘ，ｊｙ）とし、ｊｘ，ｊｙは夫々水平方向及び垂
直方向の座標で、０≦ｊｘ＜ＮＸ，０≦ｊｙ＜ＮＹとす
ると、１枚目のフレームｈ１（ｊｘ，ｊｙ）のｊｙ＝０
となる水平方向の第１ラインをアドレス０番地からＮＸ
−１番地まで順に格納し、以下同様に、１ライン毎に画
素を格納し、ｊｙ＝ＮＹ−１となる第ＮＹラインをアド
レスＮＸ（ＮＹ−１）番地からＮＸ＊ＮＹ−１番地とな
るように格納する。したがって、ｈ１（ｊｘ，ｊｙ）の
アドレスはｊｙ＊ＮＸ＋ｊｘとなる。

【０２４３】また、２枚目のフレームｈ２（ｊｘ，ｊ
ｙ）も１枚目のフレームｈ１（ｊｘ，ｊｙ）の最後の画
素の次のアドレスＮＸ＊ＮＹ番地から同様に格納するよ
う、参照フレームメモリ９を割り付ける。したがって、
ｈ２（ｊｘ，ｊｙ）のアドレスはｊｙ＊ＮＸ＋ｊｘ＋Ｎ
Ｘ＊ＮＹとなる。

【０２４４】動き予測プロセッサ２−１は水平方向３２
画素×垂直方向３２画素の順方向参照領域Ｃ１及び逆方
向参照領域Ｅ１をとるとして説明する。

【０２４５】よって、現ブロックの画面上の位置が順方
向参照領域Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ１の中心に位置す
る通常の場合には現ブロックの左上角の画素の座標が
（ｉｘ，ｉｙ）（０≦ｉｘ＜ＮＸ，０≦ｉｙ＜ＮＹ）の
とき、順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ１を構
成する画素の座標（ｊｘ，ｊｙ）（０≦ｊｘ＜ＮＸ，０
≦ｊｙ＜ＮＹ）はｉｘ−８≦ｊｘ＜ｉｘ＋２３，ｉｙ−
８≦ｊｙ＜ｉｙ＋２３となる。

【０２４６】オフセットレジスタ３８は外部の参照フレ
ームメモリ９から読出す順方向参照領域Ｃ１のアドレス
に加えるオフセットを端子４９から設定するために設け
たもので、オフセットレジスタ３９は外部の参照フレー
ムメモリ９から読出す逆方向参照領域Ｅ１のアドレスに
加えるオフセットを端子４９から設定するために設けた
ものである。

【０２４７】オフセットレジスタ３８に格納されている
値を「ｏｆｆｓｅｔ０」とし、オフセットレジスタ３９
に格納されている値を「ｏｆｆｓｅｔ１」とすると、現
ブロックの左上角の画素の座標が（ｉｘ，ｉｙ）（０≦
ｉｘ＜ＮＸ，０≦ｉｙ＜ＮＹ）のとき、アドレス発生器
２４が順方向参照領域Ｃ１を読込む際に発生するアドレ
スは次のようになる。

【０２４８】順方向参照領域Ｃ１の第１ラインのアドレ
スは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉｘ−８＋ｏｆ
ｆｓｅｔ０，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉ
ｘ＋２３＋ｏｆｆｓｅｔ０となる。

【０２４９】また、順方向参照領域Ｃ１の第２ラインの
アドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊ＮＸ＋ｉｘ−８
＋ｏｆｆｓｅｔ０，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊Ｎ
Ｘ＋ｉｘ＋２３＋ｏｆｆｓｅｔ０となる。

【０２５０】同様にして、順方向参照領域Ｃ１の第３２
ラインのアドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ＋２３）＊ＮＸ
＋ｉｘ−８＋ｏｆｆｓｅｔ０，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ
＋２３）＊ＮＸ＋ｉｘ＋２３＋ｏｆｆｓｅｔ０となる。

【０２５１】ただし、上記のアドレスにおいて、ｂａｓ
ｅは過去のフレームの最初の画素のアドレス（０または
ＮＸ＊ＮＹ）である。

【０２５２】一方、アドレス発生器２４が逆方向参照領
域Ｅ１を読込む際に発生するアドレスは次のようにな
る。

【０２５３】逆方向参照領域Ｅ１の第１ラインのアドレ
スは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉｘ−８＋ｏｆ
ｆｓｅｔ１，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉ
ｘ＋２３＋ｏｆｆｓｅｔ１となる。

【０２５４】また、逆方向参照領域Ｅ１の第２ラインの
アドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊ＮＸ＋ｉｘ−８
＋ｏｆｆｓｅｔ１，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊Ｎ
Ｘ＋ｉｘ＋２３＋ｏｆｆｓｅｔ１となる。

【０２５５】同様にして、逆方向参照領域Ｅ１の第３２
ラインのアドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ＋２３）＊ＮＸ
＋ｉｘ−８＋ｏｆｆｓｅｔ１，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ
＋２３）＊ＮＸ＋ｉｘ＋２３＋ｏｆｆｓｅｔ１となる。

【０２５６】ただし、上記のアドレスにおいて、ｂａｓ
ｅは未来のフレームの最初の画素のアドレス（０または
ＮＸ＊ＮＹ）である。

【０２５７】この動き予測プロセッサ２は端子４６か
ら、パケットアドレス発生器２９が発生するパケットア
ドレスにしたがって予測結果を上述したような順番で出
力するが、アドレス発生器２０，フレーム間予測選択器
３５、符号化タイプ選択器３３、順方向動きベクトルレ
ジスタ３１、逆方向動きベクトルレジスタ３２に夫々
「０」，「１」，「２」，「３」，「４」のパケットア
ドレスを割り当てる。

【０２５８】つまり、パケットアドレス「１」には現ブ
ロックの画面上の位置（現ブックの左上角の画素の座
標）、パケットアドレス「２」には予測ブロックと現ブ
ロックとの類似性を評価する評価データ、パケットアド
レス「３」には現ブロックの符号化タイプ、パケットア
ドレス「４」には順方向動きベクトル、パケットアドレ
ス「５」には逆方向動きベクトルが夫々割り当てられ
る。

【０２５９】したがって、パケットアドレス発生器２９
が「０」〜「４」のパケットアドレスを順に発生する
と、端子４６には上述したような順番で予測結果が現れ
る。これは従来出力されていた予測結果の前に現ブロッ
クの画面上の位置及び評価データを出力していることに
なる。

【０２６０】次に、動き予測プロセッサ２の動作につい
て説明する。上記の如く、動き予測プロセッサ２は従来
の動き予測プロセッサにオフセットレジスタ３８，３９
及びそれに接続された端子４９を加え、予測結果として
従来出力されていた予測結果の前に現ブロックの画面上
の位置及び評価データを出力している。

【０２６１】よって、端子４９から予めオフセットレジ
スタ３８，３９に「０」を書込んでおけば、上述したア
ドレス発生器２４が順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１を読込む際に発生するアドレスの「ｏｆｆｓｅ
ｔ０」，「ｏｆｆｓｅｔ１」が「０」となるので、現ブ
ロックの画面上の位置が参照領域の中心に位置するよう
な順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ１が夫々順
方向参照領域メモリ２２及び逆方向参照領域メモリ２３
に格納される。よって、従来と同様に、これら参照領域
を用いて動き予測の処理ができることは明らかである。

【０２６２】また、動き予測プロセッサ２が本発明の一
実施例による両方向予測装置に使用できることを説明す
る。まず、動き予測プロセッサ２は上述した如く、予測
結果を出力する。この予測結果は本発明の一実施例によ
る両方向予測装置が出力する予測結果と同様のものであ
る。

【０２６３】さらに、従来例と同様に、読込んだ順方向
参照領域Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ１を用いて予測ブロ
ックを出力することができるので、図４に示す動き予測
プロセッサ２が図１に示す動き予測プロセッサ２−１〜
２−３と同じ順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ
１を読込むことができれば、図４に示す動き予測プロセ
ッサ２を図１に示す両方向予測装置に用いることができ
るのは明らかである。

【０２６４】オフセットレジスタ３８，３９に夫々端子
４９から値「０」を書込んだ場合、上述したように現ブ
ロックの画面上の位置が参照領域の中心に位置するよう
な順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ１を夫々順
方向参照領域メモリ２２及び逆方向参照領域メモリ２３
に格納することができる。

【０２６５】したがって、図２に示す順方向参照領域Ｄ
０及び逆方向参照領域Ｇ０を読込むことになり、図４に
示す動き予測プロセッサ２を図１に示す動き予測プロセ
ッサ２−１として用いることができる。

【０２６６】オフセットレジスタ３８に端子４９から値
「−１６」を書込んだ場合、アドレス発生器２４が順方
向参照領域Ｃ１を読込む際に発生するアドレスは次のよ
うになる。

【０２６７】順方向参照領域Ｃ１の第１ラインのアドレ
スは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉｘ−８−１
６，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉｘ＋２３
−１６となる。

【０２６８】また、順方向参照領域Ｃ１の第２ラインの
アドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊ＮＸ＋ｉｘ−８
−１６，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊ＮＸ＋ｉｘ＋
２３−１６となる。

【０２６９】同様にして、順方向参照領域Ｃ１の第３２
ラインのアドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ＋２３）＊ＮＸ
＋ｉｘ−８−１６，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ＋２３）＊
ＮＸ＋ｉｘ＋２３−１６となる。

【０２７０】これはオフセットレジスタ３８の値が
「０」の場合より１６画素左の領域を読込むことを意味
する。したがって、図２に示す順方向参照領域Ｄ１を読
込むことになる。

【０２７１】同様に、オフセットレジスタ３９に端子４
９から値「１６」を書込んだ場合、アドレス発生器２４
が逆方向参照領域Ｅ１を読込む際に発生するアドレスは
次のようになる。

【０２７２】逆方向参照領域Ｅ１の第１ラインのアドレ
スは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉｘ−８＋１
６，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−８）＊ＮＸ＋ｉｘ＋２３
＋１６となる。

【０２７３】また、逆方向参照領域Ｅ１の第２ラインの
アドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊ＮＸ＋ｉｘ−８
＋１６，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ−７）＊ＮＸ＋ｉｘ＋
２３＋１６となる。

【０２７４】同様にして、逆方向参照領域Ｅ１の第３２
ラインのアドレスは、ｂａｓｅ＋（ｊｙ＋２３）＊ＮＸ
＋ｉｘ−８＋１６，……，ｂａｓｅ＋（ｊｙ＋２３）＊
ＮＸ＋ｉｘ＋２３＋１６となる。

【０２７５】これはオフセットレジスタ３９の値が
「０」の場合より１６画素右の領域を読込むことを意味
する。したがって、図２に示す逆方向参照領域Ｇ２を読
込むことになる。

【０２７６】よって、図２に示す順方向参照領域Ｄ１及
び逆方向参照領域Ｇ２を読込むことになり、図４に示す
動き予測プロセッサ２を図１に示す動き予測プロセッサ
２−２として用いることができる。

【０２７７】同様に、オフセットレジスタ３８に端子４
９から値「１６」を書込み、オフセットレジスタ３９に
端子４９から値「−１６」を書込んだ場合、図２に示す
順方向参照領域Ｄ２及び逆方向参照領域Ｇ１を読込むこ
とになり、図４に示す動き予測プロセッサ２を図１に示
す動き予測プロセッサ２−３として用いることができ
る。

【０２７８】したがって、オフセットレジスタ３８に値
「０」を書込み、オフセットレジスタ３９に値「０」を
書込んだ場合には動き予測プロセッサ２−１として用い
ることができ、オフセットレジスタ３８に値「−１６」
を書込み、オフセットレジスタ３９に値「１６」を書込
んだ場合には動き予測プロセッサ２−２として用いるこ
とができ、オフセットレジスタ３８に値「１６」を書込
み、オフセットレジスタ３９に値「−１６」を書込んだ
場合には動き予測プロセッサ２−３として用いることが
できる。

【０２７９】上述したように、図４に示す動き予測プロ
セッサ２は図１の両方向予測装置の動き予測プロセッサ
２−１〜２−３として使用することができる。この例で
は順方向参照領域及び逆方向参照領域を夫々水平方向に
移動させる例を示したが、オフセットレジスタ３８，３
９の値を適当に設定すれば他の方向に移動させることも
可能である。

【０２８０】図６は本発明の一実施例による両方向予測
方法の処理動作を示すフローチャートである。この図６
を用いて本発明の一実施例による両方向予測方法の処理
を具体的に説明する。

【０２８１】まず、現ブロック入力Ｓ１で現ブロックが
入力されると、その現ブロックは各処理Ｓ２〜Ｓ４に供
給される。

【０２８２】各処理Ｓ２〜Ｓ４においては、順方向参照
領域Ｄ０入力Ｓ２１、順方向参照領域Ｄ１入力Ｓ３１、
順方向参照領域Ｄ２入力Ｓ４１で夫々順方向参照領域Ｄ
０〜Ｄ２を入力する。続いて、順方向動きベクトル検出
Ｓ２２，Ｓ３２，Ｓ４２で夫々順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ
２内における順方向動きベクトルの検出を行う。

【０２８３】同様に、逆方向参照領域Ｇ０入力Ｓ２３、
順方向参照領域Ｇ２入力Ｓ３３、順方向参照領域Ｇ１入
力Ｓ４３で夫々逆方向参照領域Ｇ０、逆方向参照領域Ｇ
２、逆方向参照領域Ｇ１を入力し、続いて逆方向動きベ
クトル検出Ｓ２４，Ｓ３４，Ｓ４４で夫々逆方向参照領
域Ｇ０、逆方向参照領域Ｇ２、逆方向参照領域Ｇ１内に
おける逆方向動きベクトルの検出を行う。

【０２８４】さらに、フレーム間予測符号化第１次選択
Ｓ２５，Ｓ３５，Ｓ４５で、従来と同様の手順で順方向
予測ブロック、逆方向予測ブロック、両方向予測ブロッ
ク各々を作成し、夫々従来と同様に現ブロックとの類似
性を評価するための（１）式の予測誤差絶対値和を用い
て評価データを算出する。

【０２８５】フレーム間予測符号化第１次選択Ｓ２５，
Ｓ３５，Ｓ４５では算出された評価データを比較して最
も評価データが小さい予測ブロックと、それを与えるフ
レーム間予測符号化方式候補を選択する。この場合、評
価データと順方向動きベクトル候補と逆方向動きベクト
ル候補とを保持しておく。

【０２８６】上記の処理Ｓ２〜Ｓ４各々の処理Ｓ２１〜
Ｓ２５，Ｓ３１〜Ｓ３５，Ｓ４１〜Ｓ４５で３組のフレ
ーム間予測符号化方式候補、その方式の予測ブロックと
現ブロックとの類似性を評価する評価データ、順方向動
きベクトル候補、逆方向動きベクトル候補が得られる。

【０２８７】次に、フレーム間予測符号化第２次選択Ｓ
５では上記の３つのフレーム間予測符号化方式候補の中
から一つを選択する。この選択方法は従来と同様に、夫
々のフレーム間予測符号化方式候補に対応する評価デー
タを比較し、最小の評価データに対応するフレーム間予
測符号化方式候補を選択する。

【０２８８】その後に、ＡＣ成分絶対値和算出Ｓ６では
従来と同様に（２）式にしたがって現ブロックのＡＣ成
分絶対値和を算出し、符号化タイプ判定Ｓ７ではこのＡ
Ｃ成分絶対値和とフレーム間予測符号化第２次選択Ｓ５
で選択したフレーム間予測符号化方式候補に対応する評
価データとを比較して符号化タイプを判定する。

【０２８９】予測結果出力Ｓ８ではこの符号化タイプが
フレーム間予測符号化方式候補であれば、判定した符号
化タイプとそれに対応する動きベクトルとを出力する。
続いて、予測ブロック出力Ｓ９では判定した符号化タイ
プの予測方式の予測ブロックを作成して出力する。

【０２９０】予測ブロックは従来と同様に、符号化タイ
プがフレーム内符号化の場合に値が全て“０”のブロッ
ク、そうでない場合にフレーム間予測符号化第２次選択
Ｓ５で選択したフレーム間予測符号化方式候補の予測ブ
ロックを夫々出力する。

【０２９１】上記の処理Ｓ１〜Ｓ９によって、従来の動
き予測の処理が実行可能となる。尚、上記の説明ではＢ
フレームを例にとって説明したが、従来と同様に、Ｐフ
レーム及びＩフレームの処理もＢフレームの処理の一部
を変更して実現することができる。

【０２９２】すなわち、Ｐフレームではフレーム間予測
符号化方式の選択で常に順方向予測符号化を選択し、Ｉ
フレームでは符号化タイプの選択で常にフレーム内符号
化を選択するようにすればよい。

【０２９３】上記の両方向予測方法を、順方向参照領域
Ｃ１及び逆方向参照領域Ｅ１全体を参照して両方向予測
する方法と比較すると、上記の両方向予測方法では両方
向予測ブロックを作成するために参照する参照領域は従
来の１／２の大きさの順方向参照領域及び逆方向参照領
域である。

【０２９４】ただし、通常、過去の参照フレーム、現フ
レーム、未来の参照フレームはせいぜい３〜５フレーム
程度しか時間的に離れていない。よって、現ブロックに
画面内で左から右に動いている物体が写っている場合に
は順方向参照領域Ｄ１と逆方向参照領域Ｇ２とを組み合
わせた処理Ｓ３で現ブロックと類似した予測ブロックが
見つかる可能性が高い。

【０２９５】また、現ブロックに画面内で右から左に動
いている物体が写っている場合には順方向参照領域Ｄ２
と逆方向参照領域Ｇ１とを組み合わせた処理Ｓ４で現ブ
ロックと類似した予測ブロックが見つかる可能性が高
い。

【０２９６】さらに、現ブロックに動いていない物体が
写っている場合には順方向参照領域Ｄ０と逆方向参照領
域Ｇ０とを組み合わせた処理Ｓ２で現ブロックと類似し
た予測ブロックが見つかる可能性が高い。

【０２９７】したがって、上記の両方向予測方法を用い
ることによって、従来とほとんど同等の類似性を持った
予測ブロックが得られることが期待できる。

【０２９８】また、順方向参照領域Ｃ１及び逆方向参照
領域Ｅ１は夫々順方向参照領域Ｄ０〜Ｄ２及び逆方向参
照領域Ｇ０〜Ｇ２に３分割し、それらを重ね合わせるよ
うに設定しているので、順方向参照領域Ｄ０と逆方向参
照領域Ｇ０との組、順方向参照領域Ｄ１と逆方向参照領
域Ｇ２との組、順方向参照領域Ｄ２と逆方向参照領域Ｇ
１との組を夫々図６に示すように並列処理しやすくなっ
ている。

【０２９９】さらに、これらの処理を行う場合に必要な
メモリ容量を比較すると、従来の参照領域が水平方向６
４画素×垂直方向３２画素分であるのに対し、上記の両
方向予測方法では参照領域が水平方向３２画素×垂直方
向３２画素分であり、その容量は１／２になる。よっ
て、消費メモリが少なくて済む。

【０３００】尚、上述した本発明の一実施例では参照領
域を水平方向に広げる例を示しているが、同様な方法あ
るいは手段で垂直方向にも広げることができる。例え
ば、順方向参照領域及び逆方向参照領域を夫々水平方向
３２画素×垂直方向６４画素とし、各参照領域を水平方
向３２画素×垂直方向３２画素の小領域に３分割し、そ
れらが重なり合うように配置する。

【０３０１】中央部の順方向参照領域と中央部の逆方向
参照領域との組、上半分の順方向参照領域と下半分の逆
方向参照領域との組、下半分の順方向参照領域と上半分
の逆方向参照領域との組で夫々両方向予測を行えば、本
発明の一実施例と同様の効果を得ることができる。

【０３０２】さらに、水平方向及び垂直方向に夫々分割
する分割数を増やし、現ブロックを中心として対象とな
る斜め方向の順方向参照領域及び逆方向参照領域を組み
合わせて両方向予測を行うことも可能である。

【０３０３】このように、順方向参照領域Ｃ１及び逆方
向参照領域Ｅ１を同面積の複数の小領域に分割し、現ブ
ロックを中心として画面上で対称の位置にある順方向参
照領域Ｄ１及び逆方向参照領域Ｇ２あるいは順方向参照
領域Ｄ２及び逆方向参照領域Ｇ１を夫々組とし、それら
の組毎に両方向予測を行うことによって、装置として実
現しやすい並列処理を可能とし、しかも現ブロックとの
類似性が従来とほとんど同等の予測ブロックを求めるこ
とができる。

【０３０４】また、上記の両方向予測方法で並列処理す
る両方向予測装置では現ブロックとの類似性が従来とほ
とんど同等の予測ブロックを従来の両方向予測装置より
も短時間で求めることができる。

【０３０５】さらに、上記の両方向予測方法で並列処理
する両方向予測装置では動き予測プロセッサ２−１〜２
−３内部のメモリから求めることができるため、従来例
よりも高速に処理することができる。この高速処理によ
ってフレーム内のブロック数を増やす、つまり大きな画
像を符号化することができる。

【０３０６】さらにまた、動き予測プロセッサ２は単体
でも、また並列配置して用いても両方向予測装置の実現
が可能であり、並列配置が容易となる。この場合、動き
予測プロセッサ２を並列配置しても、処理時間は単体の
場合とほとんど変わらないので、動画像を画質を保った
まま従来よりも圧縮率を上げる場合でも実時間処理が可
能となる。

【０３０７】尚、請求項の記載に関連して本発明はさら
に次の態様をとりうる。

【０３０８】（１）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測方法であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行うステップと、
前記第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向
参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の
動き予測を行うステップと、前記第２の順方向参照領域
のデータと前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に
前記過去及び未来の両方向の動き予測を行うステップ
と、各ステップによる前記過去及び未来の両方向の動き
予測に基づいて、前記順方向予測ブロックを用いたフレ
ーム間予測符号化と前記逆方向予測ブロックを用いたフ
レーム間予測符号化と前記順方向予測ブロック及び前記
逆方向予測ブロックから作成された両方向予測ブロック
を用いたフレーム間予測符号化とのうちの一つの方法
と、前記動画像の現在のフレームから分割された現ブロ
ックをそのまま符号化するフレーム内符号化方法との中
から一つの方法を選択して符号化タイプとするステップ
と、前記符号化タイプを含む予測結果の前段に前記現ブ
ロックの画面上の位置情報及び前記予測ブロックと前記
現ブロックとの類似性を評価するための評価データを挿
入して出力するステップとからなることを特徴とする両
方向予測方法。

【０３０９】（２）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測方法であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行うステップと、
前記第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向
参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の
動き予測を行うステップと、前記第２の順方向参照領域
のデータと前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に
前記過去及び未来の両方向の動き予測を行うステップ
と、各ステップによる前記過去及び未来の両方向の動き
予測に基づいて、前記順方向予測ブロックを用いたフレ
ーム間予測符号化と前記逆方向予測ブロックを用いたフ
レーム間予測符号化と前記順方向予測ブロック及び前記
逆方向予測ブロックから作成された両方向予測ブロック
を用いたフレーム間予測符号化とのうちの一つの方法
と、前記動画像の現在のフレームから分割された現ブロ
ックをそのまま符号化するフレーム内符号化方法との中
から一つの方法を選択して符号化タイプとするステップ
と、前記選択された符号化タイプに応じて前記現ブロッ
クを符号化するための予測ブロックを出力するステップ
と、前記符号化タイプを含む予測結果の前段に前記現ブ
ロックの画面上の位置情報及び前記予測ブロックと前記
現ブロックとの類似性を評価するための評価データを挿
入して出力するステップとを含むことを特徴とする両方
向予測方法。

【０３１０】（３）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測方法であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行うステップと、
前記過去の参照フレームから前記第１の順方向参照領域
のデータを取出すとともに、前記未来の参照フレームか
ら前記第２の逆方向参照領域のデータを取出すステップ
と、前記第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆
方向参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方
向の動き予測を行うステップと、前記過去の参照フレー
ムから前記第２の順方向参照領域のデータを取出すとと
もに、前記未来の参照フレームから前記第１の逆方向参
照領域のデータを取出すステップと、前記第２の順方向
参照領域のデータと前記第１の逆方向参照領域のデータ
とを基に前記過去及び未来の両方向の動き予測を行うス
テップと、各ステップによる前記過去及び未来の両方向
の動き予測に基づいて、前記順方向予測ブロックを用い
たフレーム間予測符号化と前記逆方向予測ブロックを用
いたフレーム間予測符号化と前記順方向予測ブロック及
び前記逆方向予測ブロックから作成された両方向予測ブ
ロックを用いたフレーム間予測符号化とのうちの一つ
と、前記動画像の現在のフレームから分割された現ブロ
ックをそのまま符号化するフレーム内符号化との中から
一つを選択して符号化タイプとするステップと、前記符
号化タイプを含む予測結果の前段に前記現ブロックの画
面上の位置情報及び前記予測ブロックと前記現ブロック
との類似性を評価するための評価データを挿入して出力
するステップとを有することを特徴とする両方向予測方
法。

【０３１１】（４）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測方法であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行うステップと、
前記過去の参照フレームから前記第１の順方向参照領域
のデータを取出すとともに、前記未来の参照フレームか
ら前記第２の逆方向参照領域のデータを取出すステップ
と、前記第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆
方向参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方
向の動き予測を行うステップと、前記過去の参照フレー
ムから前記第２の順方向参照領域のデータを取出すとと
もに、前記未来の参照フレームから前記第１の逆方向参
照領域のデータを取出すステップと、前記第２の順方向
参照領域のデータと前記第１の逆方向参照領域のデータ
とを基に前記過去及び未来の両方向の動き予測を行うス
テップと、各ステップによる前記過去及び未来の両方向
の動き予測に基づいて、前記順方向予測ブロックを用い
たフレーム間予測符号化と前記逆方向予測ブロックを用
いたフレーム間予測符号化と前記順方向予測ブロック及
び前記逆方向予測ブロックから作成された両方向予測ブ
ロックを用いたフレーム間予測符号化とのうちの一つ
と、前記動画像の現在のフレームから分割された現ブロ
ックをそのまま符号化するフレーム内符号化との中から
一つを選択して符号化タイプとするステップと、前記選
択された符号化タイプに応じて前記現ブロックを符号化
するための予測ブロックを出力するステップと、前記符
号化タイプを含む予測結果の前段に前記現ブロックの画
面上の位置情報及び前記予測ブロックと前記現ブロック
との類似性を評価するための評価データを挿入して出力
するステップとを含むことを特徴とする両方向予測方
法。

【０３１２】（５）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測装置であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、前記
第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向参照
領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動き
予測を行う手段と、前記第２の順方向参照領域のデータ
と前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に前記過去
及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、各手段によ
る前記過去及び未来の両方向の動き予測に基づいて、前
記順方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化と
前記逆方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化
と前記順方向予測ブロック及び前記逆方向予測ブロック
から作成された両方向予測ブロックを用いたフレーム間
予測符号化とのうちの一つと、前記動画像の現在のフレ
ームから分割された現ブロックをそのまま符号化するフ
レーム内符号化との中から一つを選択して符号化タイプ
とする手段と、前記符号化タイプを含む予測結果の前段
に前記現ブロックの画面上の位置情報及び前記予測ブロ
ックと前記現ブロックとの類似性を評価するための評価
データを挿入して出力する手段とを有することを特徴と
する両方向予測装置。

【０３１３】（６）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測装置であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、前記
第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向参照
領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動き
予測を行う手段と、前記第２の順方向参照領域のデータ
と前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に前記過去
及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、各手段によ
る前記過去及び未来の両方向の動き予測に基づいて、前
記順方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化と
前記逆方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化
と前記順方向予測ブロック及び前記逆方向予測ブロック
から作成された両方向予測ブロックを用いたフレーム間
予測符号化とのうちの一つと、前記動画像の現在のフレ
ームから分割された現ブロックをそのまま符号化するフ
レーム内符号化との中から一つを選択して符号化タイプ
とする手段と、前記選択された符号化タイプに応じて前
記現ブロックを符号化するための予測ブロックを出力す
る手段と、前記符号化タイプを含む予測結果の前段に前
記現ブロックの画面上の位置情報及び前記予測ブロック
と前記現ブロックとの類似性を評価するための評価デー
タを挿入して出力する手段とを含むことを特徴とする両
方向予測装置。

【０３１４】（７）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測装置であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、前記
過去の参照フレームから前記第１の順方向参照領域のデ
ータを取出すとともに、前記未来の参照フレームから前
記第２の逆方向参照領域のデータを取出す手段と、前記
第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向参照
領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動き
予測を行う手段と、前記過去の参照フレームから前記第
２の順方向参照領域のデータを取出すとともに、前記未
来の参照フレームから前記第１の逆方向参照領域のデー
タを取出す手段と、前記第２の順方向参照領域のデータ
と前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に前記過去
及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、各手段によ
る前記過去及び未来の両方向の動き予測に基づいて、前
記順方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化と
前記逆方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化
と前記順方向予測ブロック及び前記逆方向予測ブロック
から作成された両方向予測ブロックを用いたフレーム間
予測符号化とのうちの一つと、前記動画像の現在のフレ
ームから分割された現ブロックをそのまま符号化するフ
レーム内符号化との中から一つを選択して符号化タイプ
とする手段と、前記符号化タイプを含む予測結果の前段
に前記現ブロックの画面上の位置情報及び前記予測ブロ
ックと前記現ブロックとの類似性を評価するための評価
データを挿入して出力する手段とを有することを特徴と
する両方向予測装置。

【０３１５】（８）動画像のデータ量の圧縮を行う画像
処理装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行
う両方向予測装置であって、前記動画像の過去の参照フ
レームから作成された順方向予測ブロック内で互いに接
する同面積の第１及び第２の順方向参照領域と前記第１
及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ
前記第１及び第２の順方向参照領域と同面積の第３の順
方向参照領域とのうちの前記第３の順方向参照領域のデ
ータと、前記動画像の未来の参照フレームから作成され
た逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ前記第１及び
第２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積
の第１及び第２の逆方向参照領域と前記第１及び第２の
逆方向参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及
び第２の逆方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領
域とのうちの第３の逆方向参照領域のデータとを基に前
記過去及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、前記
過去の参照フレームから前記第１の順方向参照領域のデ
ータを取出すとともに、前記未来の参照フレームから前
記第２の逆方向参照領域のデータを取出す手段と、前記
第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向参照
領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動き
予測を行う手段と、前記過去の参照フレームから前記第
２の順方向参照領域のデータを取出すとともに、前記未
来の参照フレームから前記第１の逆方向参照領域のデー
タを取出す手段と、前記第２の順方向参照領域のデータ
と前記第１の逆方向参照領域のデータとを基に前記過去
及び未来の両方向の動き予測を行う手段と、各手段によ
る前記過去及び未来の両方向の動き予測に基づいて、前
記順方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化と
前記逆方向予測ブロックを用いたフレーム間予測符号化
と前記順方向予測ブロック及び前記逆方向予測ブロック
から作成された両方向予測ブロックを用いたフレーム間
予測符号化とのうちの一つと、前記動画像の現在のフレ
ームから分割された現ブロックをそのまま符号化するフ
レーム内符号化との中から一つを選択して符号化タイプ
とする手段と、前記選択された符号化タイプに応じて前
記現ブロックを符号化するための予測ブロックを出力す
る手段と、前記符号化タイプを含む予測結果の前段に前
記現ブロックの画面上の位置情報及び前記予測ブロック
と前記現ブロックとの類似性を評価するための評価デー
タを挿入して出力する手段とを含むことを特徴とする両
方向予測装置。

【０３１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
画像の過去の参照フレームから作成された順方向予測ブ
ロック内で互いに接する同面積の第１及び第２の順方向
参照領域と第１及び第２の順方向参照領域に夫々同じ面
積で重なりかつ第１及び第２の順方向参照領域と同面積
の第３の順方向参照領域とのうちの第３の順方向参照領
域のデータと、動画像の未来の参照フレームから作成さ
れた逆方向予測ブロック内で互いに接しかつ第１及び第
２の順方向参照領域各々に対応して配置された同面積の
第１及び第２の逆方向参照領域と第１及び第２の逆方向
参照領域に夫々同じ面積で重なりかつ第１及び第２の逆
方向参照領域と同面積の第３の逆方向参照領域とのうち
の第３の逆方向参照領域のデータとを基に過去及び未来
の両方向の動き予測を行い、第１の順方向参照領域のデ
ータと第２の逆方向参照領域のデータとを基に過去及び
未来の両方向の動き予測を行い、第２の順方向参照領域
のデータと第１の逆方向参照領域のデータとを基に過去
及び未来の両方向の動き予測を行い、上記の過去及び未
来の両方向の動き予測に基づいて順方向予測ブロックを
用いたフレーム間予測符号化と逆方向予測ブロックを用
いたフレーム間予測符号化と順方向予測ブロック及び逆
方向予測ブロックから作成された両方向予測ブロックを
用いたフレーム間予測符号化とのうちの一つと動画像の
現在のフレームから分割された現ブロックをそのまま符
号化するフレーム内符号化との中から一つを選択して符
号化タイプとすることによって、並列処理が可能で、現
ブロックと類似した予測ブロックを従来よりも効率的に
求めることができ、装置として実現しやすいという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による両方向予測装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例による両方向予測方法を説明
するための図である。

【図３】本発明の一実施例によるブロック処理タイミン
グを示す図である。

【図４】本発明の一実施例による動き予測プロセッサの
構成を示すブロック図である。

【図５】図４の参照フレームメモリの構成例を示す図で
ある。

【図６】本発明の一実施例による両方向予測方法の処理
動作を示すフローチャートである。

【図７】従来例による動き予測プロセッサの構成を示す
ブロック図である。

【図８】従来例による両方向予測装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図９】従来例によるブロック処理タイミングを示す図
である。

【図１０】従来例による動画像符号化方式を説明するた
めの図である。

【図１１】動きベクトルを説明するための図である。

【図１２】フレームの符号化例を示す図である。

【符号の説明】

１ 現フレームメモリ ２−１〜２−３ 動き予測プロセッサ ３−１〜３−３，９ 参照フレームメモリ ４ 参照位置指示器 ５ 予測ブロック選択器 ６ 動きベクトル補正器 ７ 予測結果選択器 ８ タイミング発生器 ２０，２４〜２７ アドレス発生器 ２１ 現ブロックメモリ ２２ 順方向参照領域メモリ ２３ 逆方向参照領域メモリ ２８ 演算手段 ２９ パケットアドレス発生器 ３０ ＡＣレジスタ ３１ 順方向動きベクトルレジスタ ３２ 逆方向動きベクトルレジスタ ３３ 符号化タイプ選択器 ３４ 平均手段 ３５ フレーム間予測選択器 ３６ コントローラ ３７，４０，４１ セレクタ ２８，３９ オフセットレジスタ Ａ 現フレーム Ａ１ 現ブロック Ｃ 順方向参照フレーム Ｃ１ 順方向参照領域 Ｄ０〜Ｄ２ 順方向参照領域の小領域 Ｅ 逆方向参照フレーム Ｅ１ 逆方向参照領域 Ｇ０〜Ｇ２ 逆方向参照領域の小領域

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像のデータ量の圧縮を行う画像処理
   装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行う両
   方向予測方法であって、 前記動画像の過去の参照フレームから作成された順方向
   予測ブロック内で互いに接する同面積の第１及び第２の
   順方向参照領域と前記第１及び第２の順方向参照領域に
   夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及び第２の順方向参
   照領域と同面積の第３の順方向参照領域とのうちの前記
   第３の順方向参照領域のデータと、前記動画像の未来の
   参照フレームから作成された逆方向予測ブロック内で互
   いに接しかつ前記第１及び第２の順方向参照領域各々に
   対応して配置された同面積の第１及び第２の逆方向参照
   領域と前記第１及び第２の逆方向参照領域に夫々同じ面
   積で重なりかつ前記第１及び第２の逆方向参照領域と同
   面積の第３の逆方向参照領域とのうちの第３の逆方向参
   照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動
   き予測を行うステップと、 前記第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向
   参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の
   動き予測を行うステップと、 前記第２の順方向参照領域のデータと前記第１の逆方向
   参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の
   動き予測を行うステップと、 各ステップによる前記過去及び未来の両方向の動き予測
   に基づいて、前記順方向予測ブロックを用いたフレーム
   間予測符号化と前記逆方向予測ブロックを用いたフレー
   ム間予測符号化と前記順方向予測ブロック及び前記逆方
   向予測ブロックから作成された両方向予測ブロックを用
   いたフレーム間予測符号化とのうちの一つの方法と、前
   記動画像の現在のフレームから分割された現ブロックを
   そのまま符号化するフレーム内符号化方法との中から一
   つの方法を選択して符号化タイプとするステップとから
   なることを特徴とする両方向予測方法。
2. 【請求項２】 前記選択された符号化タイプに応じて前
   記現ブロックを符号化するための予測ブロックを出力す
   るステップを含むことを特徴とする請求項１記載の両方
   向予測方法。
3. 【請求項３】 動画像のデータ量の圧縮を行う画像処理
   装置において過去及び未来の両方向の動き予測を行う両
   方向予測装置であって、 前記動画像の過去の参照フレームから作成された順方向
   予測ブロック内で互いに接する同面積の第１及び第２の
   順方向参照領域と前記第１及び第２の順方向参照領域に
   夫々同じ面積で重なりかつ前記第１及び第２の順方向参
   照領域と同面積の第３の順方向参照領域とのうちの前記
   第３の順方向参照領域のデータと、前記動画像の未来の
   参照フレームから作成された逆方向予測ブロック内で互
   いに接しかつ前記第１及び第２の順方向参照領域各々に
   対応して配置された同面積の第１及び第２の逆方向参照
   領域と前記第１及び第２の逆方向参照領域に夫々同じ面
   積で重なりかつ前記第１及び第２の逆方向参照領域と同
   面積の第３の逆方向参照領域とのうちの第３の逆方向参
   照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の動
   き予測を行う手段と、 前記第１の順方向参照領域のデータと前記第２の逆方向
   参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の
   動き予測を行う手段と、 前記第２の順方向参照領域のデータと前記第１の逆方向
   参照領域のデータとを基に前記過去及び未来の両方向の
   動き予測を行う手段と、 各手段による前記過去及び未来の両方向の動き予測に基
   づいて、前記順方向予測ブロックを用いたフレーム間予
   測符号化と前記逆方向予測ブロックを用いたフレーム間
   予測符号化と前記順方向予測ブロック及び前記逆方向予
   測ブロックから作成された両方向予測ブロックを用いた
   フレーム間予測符号化とのうちの一つと、前記動画像の
   現在のフレームから分割された現ブロックをそのまま符
   号化するフレーム内符号化との中から一つを選択して符
   号化タイプとする手段とを有することを特徴とする両方
   向予測装置。
4. 【請求項４】 前記選択された符号化タイプに応じて前
   記現ブロックを符号化するための予測ブロックを出力す
   る手段を含むことを特徴とする請求項３記載の両方向予
   測装置。