JP3331351B2 - 画像データ符号化方法及び装置 - Google Patents

画像データ符号化方法及び装置

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陽一 矢ヶ崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号を直交変換によって高能率符号化
する画像データ符号化方法及び画像データ符号化装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像信号を高能率符号化する方式として、例えば、所
謂MPEG（Moving Picture Experts Group）による標準化
案では、所謂ディジタルストレージメディア用の画像信
号の高能率符号化方式が規定されている。このMPEGによ
る画像信号の高能率符号化方式の原理は、以下に示すよ
うなものである。
【０００３】 すなわち、この高能率符号化方式では、先ず、画像間
の差分を取ることで時間軸方向の冗長度を落とし、その
後、所謂離散コサイン変換（DCT:Discrete Cosine Tran
sform）処理と可変長符号化（VLC:Variable Length Cod
ing）処理とを使用して空間軸方向の冗長度を落とすよ
うにしている。
【０００４】 先ず、上記時間軸方向の冗長度について以下に述べ
る。 一般に、連続した動画では、時間的に前後の画像と、
ある注目している画像（すなわちある時刻の画像）とは
よく似ているものである。このため、例えば図１に示す
ように、今から符号化しようとしている画像と、時間的
に前方の画像との差分を取り、その差分を伝送するよう
にすれば、時間軸方向の冗長度を減らして伝送する情報
量を少なくすることが可能となる。このようにして符号
化される画像は、後述する前方予測符号化画像（Predic
tive−coded picture、Ｐピクチャ或いはＰフレーム）
と呼ばれる。
【０００５】 同様に、上記今から符号化しようとしている画像と、
時間的に前方或いは後方若しくは、前方及び後方から作
られた補間画像との差分を取り、それらのうちの小さな
値の差分を伝送するようにすれば、時間軸方向の冗長度
を減らして伝送する情報量を少なくすることが可能とな
る。このようにして符号化される画像は、後述する両方
向予測符号化画像（Bidirectionally Predictive−code
d picture、Ｂピクチャ或いはＢフレーム）と呼ばれ
る。なお、この図１において、図中Ｉで示す画像は後述
する画像内符号化画像（イントラ符号化画像:Intra−co
ded picture、Ｉピクチャ或いはＩフレーム）を示し、
図中Ｐで示す画像は上記Ｐピクチャを示し、図中Ｂで示
す画像は上記Ｂピクチャを示している。
【０００６】 また、各予測画像を作るためには、所謂動き補償が行
われる。すなわち、この動き補償によれば、例えば８×
８画素の単位ブロックにより構成される、例えば16×16
画素のブロック（以下、マクロブロック（Macroblock）
という）を作り、前画像の当該マクロブロックの位置の
近傍で一番差分の少ないところを探索し、この探索され
たマクロブロックとの差分を取ることにより、送られな
ければならないデータを削減することができる。実際に
は、例えば、上記Ｐピクチャ（前方予測符号化画像）で
は、動き補償後の予測画像と差分を取ったものと、当該
動き補償後の予測画像と差分を取らないものとのうち、
データ量の少ないものを上記16×16画素のマクロブロッ
ク単位で選択して符号化する。
【０００７】 しかし、上述のような場合、例えば物体が動いた後ろ
から出てきた部分（画像）に関しては、多くのデータを
送らなければならない。そこで、例えば上記Ｂピクチャ
（両方向予測符号化画像）では、既に復号化された動き
補償後の時間的に前方或いは後方の画像及び、その両者
を足して作った補間画像と上記今から符号化しようとし
ている画像との差分と、当該差分を取らないものすなわ
ち今から符号化しようとしている画像の四者のうち、一
番データ量の少ないものが符号化される。
【０００８】 つぎに、上記空間軸方向の冗長度について以下に述べ
る。 画像データの差分は、そのまま伝送するのではなく、
上記８×８画素の単位ブロック毎に離散コサイン変換
（DCT）をかける。当該DCTは、画像を画素レベルでなく
コサイン関数のどの周波数成分がどれだけ含まれている
かで表現するものであり、例えば２次元DCTにより、８
×８画素の単位ブロックのデータは、８×８のコサイン
関数の成分の係数ブロックに変換される。例えば、テレ
ビカメラで撮影したような自然画の画像信号は滑らかな
信号になることが多く、この場合、当該画像信号に対し
て上記DCT処理を施すことにより効率良くデータ量を落
とすことができる。
【０００９】 ここで、上述した符号化方式が取り扱うデータの構造
を図２に示す。すなわち、この図２に示すデータ構造
は、下から順に、ブロック層と、マクロブロック層と、
スライス層と、ピクチャ層と、GOP（Group of Pictur
e）層と、ビデオシーケンス層とからなる。以下、この
図２において下の層から順に説明する。
【００１０】 先ず、上記ブロック層において、当該ブロック層のブ
ロックは、図2Fに示すように、輝度又は色差の隣り合っ
た８×８の画素（８ライン×８画素の画素）から構成さ
れる。上述したDCT（離散コサイン変換）は、この単位
ブロック毎にかけられる。
【００１１】 上記マクロブロック層において、当該マクロブロック
層のマクロブロックは、図2Eに示すように、左右及び上
下に隣り合った４つの輝度ブロック（輝度の単位ブロッ
ク）Y0,Y1,Y2,Y3と、画像上では上記輝度ブロックと同
じ位置に当たる色差ブロック（色差の単位ブロック）C
r,Cbとの全部で６個のブロックで構成される。これらブ
ロックの伝送の順は、Y0,Y1,Y2,Y3,Cr,Cbの順である。
ここで、当該符号化方式において、予測画像（差分を取
る基準の画像）に何を用いるか、或いは差分を送らなく
てもよいか等は、このマクロブロック単位で判断され
る。
【００１２】 上記スライス層は、図2Dに示すように、画像の走査順
に連なる１つ又は複数のマクロブロックで構成されてい
る。このスライスの頭（ヘッダ）では、画像内における
動きベクトル及びDC（直流）成分の差分がリセットさ
れ、また、最初のマクロブロックは、画像内での位置を
示すデータを持っており、したがってエラーが起こった
場合でも復帰できるようになされている。そのため、上
記スライスの長さや始まる位置は任意となり、伝送路の
エラー状態によって変えられるようになっている。
【００１３】 上記ピクチャ層において、ピクチャすなわち１枚１枚
の画像は、図2Gに示すように、少なくとも１つ又は複数
の上記スライスから構成される。そして、それぞれが符
号化の方式にしたがって、上述のようなイントラ符号化
画像（Ｉピクチャ或いはＩフレーム）、上記前方予測符
号化画像（Ｐピクチャ或いはＰフレーム）、両方向予測
符号化画像（Ｂピクチャ或いはＢフレーム）、DCイント
ラ符号化画像（DC coded （Ｄ）picture）の４種類の画
像に分類される。
【００１４】 ここで、上記イントラ符号化画像（Ｉピクチャ）にお
いては、符号化されるときに、その画像１枚の中だけで
閉じた情報のみを使用する。したがって、換言すると、
復号化するときにＩピクチャ自身の情報のみで画像が再
構成できることになる。実際には、差分を取らずにその
ままDCT処理して符号化を行う。この符号化方式は、一
般的に効率が悪いが、これを随所に入れておけば、ラン
ダムアクセスや高速再生が可能となる。
【００１５】 上記前方予測符号化画像（Ｐピクチャ）においては、
予測画像（差分を取る基準となる画像）として、入力で
時間的に前に位置し既に復号化されたＩピクチャ又はＰ
ピクチャを使用する。実際には、動き補償された予測画
像との差を符号化するのと、差を取らずにそのまま符号
化する（イントラ符号）のと何れか効率の良い方を上記
マクロブロック単位で選択する。
【００１６】 上記両方向予測符号化画像（Ｂピクチャ）において
は、予測画像として時間的に前に位置し既に復号化され
たＩピクチャ又はＰピクチャ及び、その両方から作られ
た補間画像の３種類を使用する。これにより、上記３種
類の動き補償後の差分の符号化とイントラ符号との中で
一番効率の良いものをマクロブロック単位で選択でき
る。
【００１７】 上記DCイントラ符号化画像は、DCTにおけるDC係数の
みで構成されるイントラ符号化画像であり、他の３種の
画像と同じシーケンスには存在できないものである。
【００１８】 上記GOP層は、図2Bに示すように、１又は複数枚のＩ
ピクチャと、０又は複数枚の非Ｉピクチャとから構成さ
れている。上記Ｉピクチャの間隔（例えば９）及びＩピ
クチャ又はＢピクチャの間隔（例えば３）は自由であ
る。またＩピクチャ又はＢピクチャの間隔は、当該GOP
層の内部で変わってもよいものである。
【００１９】 上記ビデオシーケンス層は、図2Aに示すように、画像
サイズ、画像レート等が同じ１又は複数のGOP層から構
成される。
【００２０】 上述したように、上記MPEGによる高能率符号化方式で
標準化された動画像を伝送する場合には、先ず１枚の画
像をピクチャ内で圧縮した画像が送られ、次にこの画像
を動き補償した画像との差分が伝送される。
【００２１】 ところが、符号化される画像がインターレース画像で
ある場合に、次のような問題が生じることがわかった。
【００２２】 インターレース画像を、フィールド単位でピクチャと
して符号化処理すると、フィールドで交互に垂直位置が
異なることになる。よって動画像のうちの静止部分を伝
送する場合には、静止部分にもかかわらず、フィールド
が替わる毎に差分情報が発生し、それを伝送しなければ
ならないので、動画像のうちの静止部分では、符号化効
率が低下する。
【００２３】 また、フィールド単位で符号化処理すると、フィール
ド単位でブロックを構成するので、フレーム単位でブロ
ックを構成する場合に比べて、画素間の間隔が広くな
り、相関が低下するので、符号化効率が低下する。
【００２４】 一方、インターレース画像を、フレーム単位でピクチ
ャとして符号化処理すると、上記フレーム内で動いてい
る部分については所謂櫛形にぶれた画像を処理しなけれ
ばならなくなる。例えば、図３に示すように、静止した
動体の手前に自動車等の動体CAがある場合、Ｉフレーム
を見るとフィールド間で動きがあるため、そのような部
分は図４で示すような櫛型KSの画像となってしまう。こ
のため、元々の画像には存在しない高周波成分を伝送す
ることになり、符号化効率が低下する。
【００２５】 さらに、フレーム単位の符号化処理では、１つのフレ
ームを構成する連続する２つのフィールドをまとめて符
号化するので、その２つのフィールド間では予測符号化
を用いることができない。このため、予測符号化の最小
距離が１フレーム（２フィールド）となるので、予測符
号化の最小距離が１フィールドであるフィールド単位の
符号化処理に比べると、動きの速い、若しくは動きの複
雑な画像については、フレーム単位の符号化処理は不利
である。
【００２６】 上述したように、フィールド単位の符号化処理、フレ
ーム単位の符号化処理それぞれに符号化効率が低下する
場合があり、逆にそれらは他方の符号化効率が高い場合
である。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述のような実情に鑑みて提案さ
れたものであり、本発明の目的は、インターレース画像
について、動きの少ない画像も、動きの多い画像も、ま
た、これら両者が混在した画像でも、効率良く符号化を
行うことができる画像データ符号化装置及び画像データ
符号化装置を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】 上述の課題を解決するために、本発明に係る画像デー
タ符号化方法は、インターレース構造を有する２枚のフ
ィールドからなる１フレームの画像をブロックに細分化
し、各ブロックでフィールド単位又はフレーム単位での
離散コサイン変換等の符号化処理をする画像データ符号
化方法において、１フレームの画像の符号化処理をフレ
ーム単位で行うか、フィールド単位で行うかを判定す
る。この判定結果に基づいて、１フレームの画像をフレ
ーム単位で符号化処理するときは、各ブロックをフィー
ルド単位又はフレーム単位での離散コサイン変換等の符
号化処理を選択的に行って、符号化画像データを形成す
るとともに、フレーム単位で符号化処理するときは、各
ブロックをフィールド予測又はフレーム予測にて予測処
理を行い、１フレームの画像をフィールド単位で符号化
処理するときは、各ブロックでフィールド単位での離散
コサイン変換等の符号化処理を行うとともに、各ブロッ
クをフィールド予測にて予測処理を行い、フレーム単位
で符号化処理するフレームと、フィールド単位で符号化
処理するフレームとの間にあって、フレーム処理される
フレーム又はフィールド処理されるフィールドを用いて
予測処理を行うフィールドは、フレーム処理されるフレ
ームの２つのフィールド、又はフィールド処理されるフ
ィールドを用いて予測処理を行う。
【００２９】 また、本発明に係る画像データ符号化装置は、インタ
ーレース構造を有する２枚のフィールドからなる１フレ
ームの画像の画素を、２次元配列からなるブロック毎に
フィールド単位又はフレーム単位での離散コサイン変換
等の符号化処理し、階層構造を有する符号化画像データ
を形成する画像データ符号化装置において、１フレーム
の画像の符号化処理をフレーム単位で行うか、フィール
ド単位で行うかを判定する手段と、判定に基づいて、１
フレームの画像をフレーム単位で符号化処理するとき
は、各ブロックをフィールド単位又はフレーム単位での
離散コサイン変換等の符号化処理を選択的に行って、符
号化画像データを形成するとともに、フレーム単位で符
号化処理するときは、各ブロックをフィールド予測又は
フレーム予測にて予測処理を行う手段と、１フレームの
画像をフィールド単位で符号化処理するときは、各ブロ
ックでフィールド単位での離散コサイン変換等の符号化
処理を行うとともに、各ブロックをフィールド予測にて
予測処理を行う手段と、フレーム単位で符号化処理する
フレームと、フィールド単位で符号化処理するフレーム
との間にあって、フィールド処理されるフィールドは、
フレーム処理されるフレームの２つのフィールド、又は
フィールド処理されるフィールドを用いて予測処理し、
フィールド処理を行う手段とを有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施例を図面を参照
して説明する。
【００３１】 1.画像データ符号化方法／画像データ復号化方法 本発明を適用したフィールド単位及びフレーム単位の
符号化／復号化処理について説明する。
【００３２】 上述した図１に示すピクチャがフィールド単位である
場合、フィールド構造を考慮して図示すると、例えば図
５となる。この図５において、上段が第１フィールド
（例えば奇数フィールド）を表し、下段が第２フィール
ド（例えば偶数フィールド）を表す。1/60秒の間隔で時
間的に隣り合わせた２つのフィールドが、フレームを構
成する。そして、フィールド単位の符号化／復号化処理
では、各ピクチャがフィールド単位で符号化／復号化さ
れる。
【００３３】 また、上述した図2Bに示すGOP層内のＩピクチャ（画
像内符号化画像）/Pピクチャ（前方予測符号化画像）/B
ピクチャ（両方向予測符号化画像）の構成パターンを変
更した具体例を図６に示す。図５と図６では、GOP層内
のピクチャの構成パターンだけが異なっているだけで、
フィールド単位で符号化／復号化処理を行うことは同一
である。ところで、この図６に示すように、第１フィー
ルドと第２フィールドの符号化のタイプが同じである場
合、第１フィールドと第２フィールドをまとめて符号化
／復号化処理すると、フレーム単位の符号化／復号化処
理となり、これを図７に示す。
【００３４】 これら図５、６、７に示す符号化／復号化処理におけ
る動き予測／補償は、種々のバリエーションが考えられ
るが、そのうちの簡潔な具体例を図８、９、10に示す。
これらの図において、例えば図８に示すピクチャI2から
ピクチャP5、例えば図９に示すピクチャI3からピクチャ
P6等の太い破線の矢印は、Ｐピクチャへの動き予測を表
し、例えば図８、９に示すピクチャI2からピクチャB0等
の細い破線の矢印は、Ｂピクチャへの動き予測を表す。
さらに、図10A、Ｂでは、実線の矢印は、後述するフレ
ーム構成のマクロブロックの動き予測を表し、破線の矢
印は、フィールド構成のマクロブロックの動き予測を表
す。
【００３５】 そして、フィールド単位の符号化／復号化処理では、
Ｐピクチャ、例えば図８に示すピクチャP5は、予測画像
（差分を取る基準となる画像）として時間的に前に位置
し既に復号化されたピクチャI2を使用し、ピクチャP8
は、予測画像として時間的に前に位置し既に復号化され
たピクチャP5を使用する。また、例えば図９に示すピク
チャP6は、予測画像としてピクチャI3を使用し、ピクチ
ャP7は、予測画像としてピクチャP6を使用する。つぎ
に、Ｂピクチャ、例えば図８に示すピクチャB4は、予測
画像として時間的に前に位置し既に復号化されたピクチ
ャI2又はピクチャP5及び、その両方から作られた補間画
像の３種類を使用する。また、例えば図９に示すピクチ
ャB4は、予測画像としてピクチャI3又はピクチャP6及
び、その両方から作られた補間画像の３種類を使用す
る。
【００３６】 一方、フレーム単位の符号化／復号化処理では、Ｐピ
クチャ（フレーム）、例えば図10Aに示すピクチャP6、P
7から構成されるフレームは、予測画像としてピクチャI
2、I3から構成されるフレームを使用し、ピクチャP10、
P11から構成されるフレームは、予測画像としてピクチ
ャP6、P7から構成されるフレームを使用する。つぎに、
Ｂピクチャ（フレーム）、例えば図10Bに示すピクチャB
4、B5から構成されるフレームは、予測画像として時間
的に前に位置し既に復号化されたピクチャI2、I3から構
成されるフレーム又はピクチャP6、P7から構成されるフ
レーム及び、その両方から作られた補間画像の３種類を
使用する。
【００３７】 以上のように、フィールド単位及びフレーム単位の符
号化／復号化処理は、符号化／復号化処理手順は同一で
あるが、以下に述べるように、ブロック構成と動き予測
／補償に差異がある。
【００３８】 （１）ブロック構成 フレーム単位の符号化／復号化処理では、第１フィー
ルドと第２フィールドをまとめて符号化／復号化するの
で、第１フィールドと第２フィールドをまとめたブロッ
クを構成できるが、フィールド単位の処理では、どちら
かのフィールドのみでブロックを構成する。
【００３９】 （２）動き予測／補償 フレーム単位の符号化／復号化処理では、第１フィー
ルドと第２フィールドをまとめて、符号化／復号化する
ので、第１フィールドから、同一フレームに属する第２
フィールドへの動き予測は用いられないが、フィールド
単位の処理では、第１フィールドから第２フィールドへ
の動き予測が用いられる。
【００４０】 ここで、上述の（１）ブロック構成及び（２）動き予
測／補償の詳細について説明する。
【００４１】 （１）ブロック構成 図11は、フィールド単位の符号化／復号化処理におけ
るマクロブロックの内部のブロックの構成を示す図であ
り、この図11に示すように、フィールド単位の符号化／
復号化処理では、フィールド構成のマクロブロックは、
第１フィールドだけ、若しくは第２フィールドだけから
構成される。
【００４２】 これに対し、図12は、フレーム単位の符号化／復号化
処理におけるマクロブロックの内部のブロックの構成を
示す図である。フレーム単位の符号化／復号化処理で
は、図12A、Ｂに示すフィールド構成のマクロブロック
の他に、図12Cに示すように、フレーム構成のマクロブ
ロックをとることができる。すなわち、フィールド構成
のマクロブロックでは、図12Aに示すように、上述の図1
1に示すフィールド単位の符号化／復号化処理と同じマ
クロブロックの構成の第１フィールド、第２フィールド
の他に、図12Bに示すように、マクロブロックを上下の
２ブロックずつに分けて、上半分が第１フィールドだ
け、下半分が第２フィールドだけから構成することも可
能である。また、フレーム構成のマクロブロックは、図
12Cに示すように、マクロブロックが第１フィールドと
第２フィールドから構成される。
【００４３】 このように、フレーム単位の符号化／復号化処理で
は、フィールド単位の符号化／復号化処理におけるフィ
ールド構成のマクロブロックの他にも、フレーム構成の
マクロブロックが可能である。
【００４４】 ところで、上述のフィールド構成のマクロブロックと
フレーム構成のマクロブロックの切換は、例えば、後述
する画像データ符号化装置を構成する符号化方式判定回
路21（図23参照）が決定したフィールド単位の符号化処
理かフレーム単位の符号化処理かを識別する識別情報
（以下符号化方式の情報という）によって、バッファメ
モリ７、８からブロックを読み出す際に、読出アドレス
をコントロールすることにより、実現することができ
る。また、後述する画像データ復号化装置では、逆可変
長符号化回路31（図27参照）において、画像データ符号
化装置等から受信される符号化ビットストリーム（Bit
stream）内に書かれている（重畳されている）フラグを
検出するとともに、このフラグに基づいて符号化方式が
フィールド単位かフレーム単位かを判断し、その情報を
動き補償回路42、43等に供給してバッファメモリ37,38
の読出アドレスをコントロールすることで実現すること
ができる。
【００４５】 すなわち、上述のバッファメモリ7,8,37,38を、例え
ば図13、14に示すように480×720画素の記憶容量を有す
るメモリで構成し、フレーム構成では、図13に示すよう
に、画像データをフレームの構成で記憶し、フィールド
構成では、画像データをフィールドの構成で記憶するよ
うにする。なお、図14において、２つのフィールドは、
時間的に連続する必要はない。また、この例では、バッ
ファメモリの大きさのフレームの大きさとしたが、大き
さに制限はなく、より大きくてもよく、若しくは複数枚
のフレームを記憶する構成でもよい。さらに、図23、27
のブロック図では、バッファメモリを符号化／復号化処
理との対応をとりやすくするために、２つに分割した
が、実際の構成上では、分割する必要はないので、１つ
のバッファメモリにまとめてよい。
【００４６】 （２）動き予測／補償 フィールド単位の符号化／復号化処理においては、動
き予測／補償の際に、例えば図８に示すピクチャI2から
ピクチャB3への予測や、図９に示すピクチャP6からピク
チャP7への予測のように、同一フレームに属する第１フ
ィールドから第２フィールドへの動き予測を用いる。
【００４７】 しかし、フレーム単位の符号化／復号化処理において
は、図７に示すように、２つのフィールドをまとめて符
号化／復号化するので、第１フィールドから、同一フレ
ームに属する第２フィールドへの動き予測を用いない。
【００４８】 以上のように、フィールド単位の符号化／復号化処理
の動き予測は、同一フレームに属する第１フィールドか
ら第２フィールドへの動き予測を用いるので、動き予測
するピクチャ間の最小間隔が短く、フレーム単位の符号
化／復号化処理の動き予測を包含する。なお、上述の具
体例では、特にフレーム構成のマクロブロックの動き予
測を示したが、それはマクロブロック内の２つのフィー
ルドについて、同じ動き予測をすることにすぎないの
で、フィールド構成のマクロブロックの動き予測２回で
代用できる。さらに、フレーム単位での動き予測は、フ
レーム単位の符号化／復号化処理に不可欠の動き予測で
はなく、フィールド単位の動き予測だけでもよい。
【００４９】 このように、本発明に係るインターレース画像の符号
化／復号化方法では、フィールド単位、フレーム単位の
符号化／復号化処理は、ブロックの構成と動き予測のコ
ントロールの方法を両方の符号化／復号化処理に対応さ
せることにより、両方法における符号化／復号化が可能
である。
【００５０】 この場合には、画像データ符号化装置でどのような範
囲で、どちらの符号化処理を行ったか、すなわち、フィ
ールド単位かフレーム単位かを画像データ復号化装置に
伝達する必要がある。
【００５１】 これを実現するために、本発明では、符号化ビットス
トリーム（符号化画像データ）の一部に、この符号化画
像のある範囲が、フィールド単位或いはフレーム単位で
処理されたかを示すフラグを設ける。なお、ある範囲と
は、例えばシーケンス、GOP、ピクチャである。具体的
には、画像データ符号化装置では、画像のある範囲が、
フィールド単位若しくはフレーム単位のどちらを単位と
して符号化処理されたかを識別する識別情報を符号化ビ
ットストリームの所定の位置にフラグとしてセット（重
畳）する。画像データ復号化装置では、符号化ビットス
トリームの所定の位置を、上述したように逆可変長符号
化回路31によって解読することによって、復号化処理の
単位を決定し、それに基づいて復号することにより、画
像を再生することができる。
【００５２】 なお、フィールド単位及びフレーム単位の符号化／復
号化処理における動き予測は、上述した図８、９、10に
示す具体例に限定されるものではなく、例えば図15、16
に示す動き予測を用いたフィールド単位の符号化／復号
化処理についても、フレーム単位の符号化／復号化処理
と画像のある階層毎に、切り換えることができる。
【００５３】 具体的には、図15Aは、図５に示すGOP層内のI/P/Bピ
クチャの構成パターンにおける図８に示したフィールド
単位の符号化／復号化処理のＰピクチャの予測方法と異
なる具体例を示す図であり、図15Bは、図８に示したフ
ィールド単位の符号化／復号化処理のＢピクチャの予測
方法と異なる具体例を示す図である。すなわち、例えば
ピクチャP8の予測画像として、図８に示す具体例ではピ
クチャP5を使用しているのに対して、図15Aに示すよう
に、例えばピクチャI2等を使用するようにしてもよい。
また、例えばピクチャB4の予測画像として、図８に示す
具体例ではピクチャI2又はピクチャP5及び、その両方か
ら作られた補間画像の３種類を使用しているのに対し
て、図15Bに示すように、ピクチャI2、ピクチャP5、ピ
クチャP8又はピクチャP11及び、それらから合成される
補間画像を使用するようにしてもよい。
【００５４】 図16Aは、図６に示すGOP層内のI/P/Bピクチャの構成
パターンにおける図９に示したフィールド単位の符号化
／復号化処理のＰピクチャの予測方法と異なる具体例を
示す図であり、図16Bは、図９に示したフィールド単位
の符号化／復号化処理のＢピクチャの予測方法と異なる
具体例を示す図である。すなわち、例えばピクチャP6の
予測画像として、図９に示す具体例ではピクチャI3を使
用しているのに対して、図16Aに示すように、例えばピ
クチャI2等を使用するようにしてもよい。また、例えば
ピクチャB4の予測画像として、図９に示す具体例ではピ
クチャI3又はピクチャP6及び、その両方から作られた補
間画像の３種類を使用しているのに対して、図16Bに示
すように、ピクチャI2、ピクチャI3、ピクチャP6又はピ
クチャP7及び、それらから合成される補間画像を使用す
るようにしてもよい。
【００５５】 さらに、なお、例えばフィールド単位の符号化／復号
化処理とフレーム単位の符号化／復号化処理を組み合わ
せるようにしてもよい。
【００５６】 例えば、ある複数のピクチャをフレーム単位で符号化
／復号化処理した後、それに続くピクチャをフィールド
単位で符号化／復号化処理する場合の具体例を図17、20
に示す。この図17は、図７に示すフレーム単位の符号化
／復号化処理例と図５に示すフィールド単位の符号化／
復号化処理例の組合せを示す図であり、図20は、図７に
示すフレーム符号化／復号化処理例と図６に示すフィー
ルド符号化／復号化処理例の組合せを示す図である。
【００５７】 まず、図17において、例えばピクチャP6,P7から構成
されるフレームは、図18に示すように、予測画像として
ピクチャI2,I3から構成されるフレームを用い、例えば
ピクチャP10は、予測画像として例えばピクチャP6等を
使用するようにしてもよい。一方、例えばピクチャB4,B
5から構成されるフレームは、図19に示すように、ピク
チャI2,I3から構成されるフレーム又はピクチャP6,P7か
ら構成されるフレーム及び、それらから合成される補間
画像を用い、例えばピクチャB8は、図19に示すように、
ピクチャP6、ピクチャP7又はピクチャP10及び、それら
から合成される補間画像を使用するようにしてもよい。
【００５８】 つぎに、図20において、例えばピクチャP6,P7から構
成されるフレームは、図21に示すように、予測画像とし
てピクチャI2,I3から構成されるフレームを用い、例え
ばピクチャP10は、予測画像として例えばピクチャP6等
を使用するようにしてもよい。一方、例えばピクチャB
4,B5から構成されるフレームは、図22に示すように、ピ
クチャI2,I3から構成されるフレーム又はピクチャP6,P7
から構成されるフレーム及び、それらから合成される補
間画像を用い、例えばピクチャB8は、図22に示すよう
に、ピクチャP6、ピクチャP7、ピクチャP10又はピクチ
ャP11及び、それらから合成される補間画像を使用する
ようにしてもよい。
【００５９】 かくして、図17〜図22に示すように、フレーム単位の
符号化／復号化処理とフィールド単位の符号化／復号化
処理を組み合わせても問題がない。換言すると、本発明
に係る画像データ符号化方法及び画像データ復号化方法
では、インターレース画像について、フレーム単位の符
号化／復号化処理とフィールド単位の符号化／復号化処
理を切り換えることにより、動きの少ない画像も動きの
多い画像も、また、これら両者が混在した画像でも、効
率良く符号化を行うことができる。
【００６０】 2.画像データ符号化装置 図23は、本発明を適用した画像データ符号化装置の具
体的な回路構成を示すブロック図である。
【００６１】 この画像データ符号化装置（エンコーダ）は、図23に
示すように、後述する画像データ復号化装置と同じ回路
構成の逆量子化回路２〜ゲート17からなる局所復号化回
路を有する。
【００６２】 まず、端子１を介してピクチャ（フィールド若しくは
フレーム）の画像データが入力されると、これらの画像
データは、バッファメモリ18に一旦記憶される。具体的
には、例えば、図24Aに示すように、画像データがピク
チャI0,B1,B2,P3・・・の順に入力され、図24Bに示すよ
うに、エンコーダ処理順序に並べ変えられる。この並べ
変えられたピクチャ間で、上述した図１に示すような動
き予測が行われる。なお、入力されるピクチャI0,B1,B
2,P3・・・は、図５、６ではフィールドに対応し、図７
ではフレームに対応するものである。
【００６３】 並べ変えられたピクチャは、動きベクトル検出回路19
における動きベクトルの検出に用いられる。動きベクト
ル検出回路19は、既に符号化されたピクチャをもとにし
て、予測のためのピクチャを生成するために必要な動き
ベクトルを検出する。すなわち、バッファメモリ18に前
方ピクチャと後方ピクチャを保持して、現在の参照ピク
チャとの間で、動きベクトルの検出を行う。ここで、動
きベクトルの検出は、例えば、マクロブロック単位での
ピクチャ間差分の絶対値和が最小になるものを、その動
きベクトルとする。
【００６４】 このマクロブロック単位での動きベクトルとピクチャ
間差分の絶対値和は、符号化方式判定回路21に送られ
る。符号化方式判定回路21は、後述するアルゴリズムに
より、ある階層のピクチャの符号化方式、すなわちフィ
ールド単位の符号化処理かフレーム単位の符号化処理か
を決定する。この符号化方式の情報（フィールド単位か
フレーム単位か）及び動きベクトルは、動き補償回路1
2,13,可変長符号化回路25等に送られ、バッファメモリ
7,8の管理に用いられるとともに、後述する画像データ
復号化装置に伝送される。また、符号化方式の情報は、
コントロール回路16に送られる。コントロール回路16か
らは、ゲート5,17、切換スイッチ6,9,10,15に対して、
符号化方式を制御するコントロール信号が出力される。
【００６５】 さらに、マクロブロック単位での動きベクトルとピク
チャ間差分の絶対値和は、ピクチャ内／前方／後方／両
方向予測判定（以下単に予測判定という）回路20に送ら
れる。予測判定回路20は、この値をもとに、参照マクロ
ブロックの予測モードを決定する。
【００６６】 この予測モードは、コントロール回路16に送られる。
コントロール回路16はこの予測モードをもとに、マクロ
ブロック単位でピクチャ内／前方／後方／両方向予測の
切換を行うように、ゲート5,17等に対して、コントロー
ル信号を出力する。また、コントロール回路16は、選択
された予測モードに対応する動きベクトルを、バッファ
メモリ7,8に送り、予測画像を発生させる。具体的に
は、ピクチャ内符号化モードの場合は入力画像そのもの
を、前方／後方／両方向予測モードのときはそれぞれの
予測画像を発生させる。なお、ゲート5,17、切換スイッ
チ6,9,10,15の具体的な動作は後述する画像データ復号
化装置のゲート35,47、切換スイッチ36,39,40,45と同じ
であるので、ここでは説明を省略する。
【００６７】 バッファメモリ7,8からの予測画像は、差分器22に供
給され、差分器22は、予測画像と現画像との差分データ
を発生する。当該差分データは、離散コサイン変換（以
下DCT:Discrete Cosine Transformという）回路23に入
力される。
【００６８】 DCT回路23は、画像信号が有する２次元相関を利用し
て、入力画像データ又は差分データをブロック単位で離
散コサイン変換し、その結果得られるDCT変換データを
量子化回路24に供給する。
【００６９】 量子化回路24は、例えばマクロブロック及びスライス
毎に定まる量子化ステップサイズ（スケール）でDCT変
換データを量子化し、その結果について、所謂ジグザグ
スキャン（Zigzag Scan）を行う。そして、得られる量
子化データを可変長符号化（以下VLC:Variable Length
Codeという）回路25及び逆量子化回路２に供給する。
【００７０】 量子化に用いる量子化ステップサイズは、送信バッフ
ァメモリ26のバッファ残量をフィールドバックすること
によって、送信バッファメモリ26が破綻しない値に決定
される。この量子化ステップサイズも、VLC回路25及び
逆量子化回路２に、量子化データと共に供給される。
【００７１】 ここでVLC回路25は、量子化データ、量子化ステップ
サイズ、予測モード、動きベクトル、符号化方式の情報
等を可変長符号化処理するとともに、符号化方式の情報
（フィールド単位かフレーム単位か）を所定の階層のヘ
ッダに付加し、伝送データとして送信バッファメモリ26
に供給する。
【００７２】 送信バッファメモリ26は、伝送データを一旦メモリに
格納した後、所定のタイミングでビットストリームとし
て出力するとともに、メモリに残留している残留データ
量に応じてマクロブロック単位の量子化制御信号を量子
化回路24にフィールドバックして量子化ステップサイズ
を制御する。これにより送信バッファメモリ26は、ビッ
トストリームとして発生されるデータ量を調整し、メモ
リ内に適正な残量（オーバーフロー又はアンダーフロー
を生じさせないようなデータ量）のデータを維持するよ
うになされている。
【００７３】 例えば送信バッファメモリ26のデータ残量が許容上限
にまで増量すると、送信バッファメモリ26は量子化制御
信号によって量子化回路24の量子化ステップサイズを大
きくすることにより、量子化データのデータ量を低下さ
せる。
【００７４】 またこれとは逆に送信バッファメモリ26のデータ残量
が許容下限値まで減量すると、送信バッファメモリ26は
量子化制御信号によつて量子化回路24の量子化ステップ
サイズを小さくすることにより、量子化データのデータ
量を増大させる。
【００７５】 以上のようにして、データ量が調整された送信バッフ
ァメモリ26からのビットストリームは、符号化されたオ
ーディオ信号、同期信号等と多重化され、更にエラー訂
正用のコードが付加され、所定の変調が加えられた後、
例えばレーザ光を介して所謂マスターディスク上の凹凸
のピットとして記録される。そして、マスターディスク
を利用して、所謂スタンパが形成され、さらに、そのス
タンパにより、大量の複製ディスク（例えば光ディスク
等の画像記録媒体）が形成される。また、例えば伝送路
を介して後述する画像データ復号化装置に送信される。
なお、画像記録媒体としては、光ディスク等に限定され
るものではなく、例えば磁気テープ等でもよい。
【００７６】 一方、逆DCT回路３の出力データは、加算回路４によ
って、予測画像と加算され、局所復号が行われる。この
局所復号の動作は、後述する画像データ復号化装置と同
じなので、ここでは説明を省略する。
【００７７】 なお、ピクチャの構成パターンは、図３に示すパター
ンに限定されるものではなく、例えばエンコーダ処理順
序が異なると、ピクチャの構成パターンも異なる。具体
的には、Ｐピクチャと、その間に時間的に挟まれるＢピ
クチャの符号化の処理順序には種々のバリエーションが
あるが、それらは処理の順序の変更だけであるので、バ
ッファメモリ7,8等コントロールを変えることにより、
対応することができる。
【００７８】 ここで、符号化方式判定回路21の具体的なアルゴリズ
ムについて、図25に示すフローチャートを用いて説明す
る。
【００７９】 符号化方式判定回路21は、符号化される現フレームの
第１フィールド（例えば奇数フィールド）から第２フィ
ールド（例えば偶数フィールド）への動きベクトルを利
用して符号化方式を選択する。
【００８０】 具体的には、ステップST1において、符号化方式判定
回路21は、この動きベクトルを、符号化されるフレーム
中の全てのマクロブロックについて求め、ステップST2
に進む。
【００８１】 ステップST2において、符号化方式判定回路21は、動
きベクトルの水平（ｘ）成分、垂直（ｙ）成分のメディ
アンを求め、ステップST3に進む。具体的には、水平成
分のメディアンは次のようにして計算される。まず、動
きベクトルの水平成分を降べきの順に並べる。そして、
その中央のデータの値を水平成分のメディアンMvxとす
る。同様にして垂直成分のメディアンMvyを求める。
【００８２】 ステップST3において、符号化方式判定回路21は、ス
テップST2で求めたベクトルMV（Mvx,Mvy）は画面全体の
動きを表すパラメータであることから、画面全体の動き
の大きさを表すパラメータとしてこのベクトルMVの大き
さＲを求め、ステップST4に進む。このＲは下記式１に
よって求められる。
【００８３】 Ｒ＝|MV|＝sqrt（Mvx 2＋Mvy 2） ・・・式１ ステップST4において、符号化方式判定回路21は、ス
テップST3で求めたＲによって符号化方式の切換を行
う。動きの速い画像ではフィールド単位の符号化方式
（符号化処理）、動きの少ない画像ではフレーム単位の
符号化方式（符号化処理）が有利であるので、符号化方
式判定回路21は、Ｒが所定の闇値TH以下のときはステッ
プST5に進み、フレーム単位の符号化方式を選択する。
それ以外のときはステップST6に進み、フィールド単位
の符号化方式を選択する。
【００８４】 かくして、本発明を適用した画像データ符号化装置で
は、画像の動きに応じて、具体的には同一フレームの第
１フィールドと第２フィールド間の動きベクトル、ある
いはその動きベクトルのメディアンの大きさに基づい
て、符号化処理をフィールド単位で行うか、フレーム単
位で行うかを決定することにより、動きの少ない画像も
動きの多い画像も、また、これら両者が混在した画像で
も、効率良く符号化を行うことができる。
【００８５】 3.画像データフォーマット つぎに、この画像データ符号化装置から出力されるビ
ットストリーム、すなわち画像データフォーマットの具
体例について説明する。
【００８６】 図26Aは、ビデオシーケンス層のヘッダに、符号化処
理がフレーム単位かフィールド単位かで行われたことを
識別するための識別情報（符号化方式の情報）をフラグ
として付加した例を示す図である。ビデオシーケンス層
は、図26Aに示すように、スタートコード、水平サイ
ズ、垂直サイズ等が所定のビット（図中数字で示す）に
て書き込まれている。この例では、フレーム周波数の後
に、符号化処理がフィールド単位又はフレーム単位で行
われたかを識別する識別情報が１ビットのフラグとして
付加されている。なお、このフラグを付加する位置は、
他の場所でもよい。
【００８７】 また、図26Bに示すように、GOP層のヘッダに上記フラ
グを加えてもよい。すなわち、この例ではタイムコード
の後に識別情報が１ビットのフラグとして付加されてい
る。このフラグを付加する位置は、同様に他の場所でも
よい。
【００８８】 更に上述の図26はMPEGの規格にフラグを加えた例であ
るが、MPEGで予め定められている各層の拡張用の領域を
利用して、フラグを書き込んでもよい。例えばビデオシ
ーケンス層ならば、拡張領域（Sequence Extension Byt
e）に書き込んでもよいし、ユーザデータに書き込んで
もよい。具体的には、例えば図26Cに示すように、MPEG
の規格のピクチャ層の拡張領域にフラグを付加するよう
にしてもよい。このとき、符号化方式を表すために、２
ビットのフラグを使う。この２ビットのフラグは、次の
ような情報を示す。
【００８９】 00:フレーム単位で符号化処理されたピクチャ 01:フィールド単位で符号化処理されたピクチャの第
１フィールド 10:フィールド単位で符号化処理されたピクチャの第
２フィールド 11:予備
【００９０】 4.画像データ復号化装置 図27は、本発明を適用した画像データ復号化装置（デ
コーダ）の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【００９１】 逆可変長符号化（以下、逆VLC:Inverse Variable Len
gth Codingという）回路31は、上述の図23に示す画像デ
ータ符号化装置（エンコーダ）から供給されるビットス
トリームや、光ディスク等の画像記録媒体を再生して得
られるビットストリームを逆可変長符号化処理して逆量
子化回路32に出力する。同時に上記逆VLC回路31は、符
号化時に画像データと共に書き込まれて（重畳されて）
いる動きベクトル、量子化幅（量子化ステップサイ
ズ）、符号化の情報等のデータを解読する。
【００９２】 特に、上記逆VLC回路31は、ビデオシーケンス層、GOP
層又はピクチャ層等のヘッダに付加されているフラグを
解読し、復号化の処理がフレーム単位か若しくはフィー
ルド単位かの情報を得る。この情報はコントロール回路
46に供給され、このコントロール回路46は、フレーム処
理若しくはフィールド処理のためのコントロール信号を
発生する。具体的には、コントロール回路46は、逆VLC
回路31の出力に対応して種々のコントロール信号を生成
し、ゲート35の他、ゲート47、切換スイッチ36,39,40,4
5等を所定の接点の方向に切り換える。
【００９３】 すなわち、フレーム処理の場合には、１ピクチャを、
例えば720（ピクセル）×480（ライン）とし、１マクロ
ブロックを16×16画素とすれば、1350マクロブロックを
１つのピクチャ処理の完了として、次のピクチャを処理
するためのコントロール信号を発生する。一方、フィー
ルド処理の場合には、同様に675マクロブロックを１つ
のピクチャ処理の完了として、次のピクチャを処理する
ためのコントロール信号を発生する。また、バッファメ
モリ37,38のスケジューリングを管理することにより、
フレーム単位か若しくはフィールド単位の復号を行う。
【００９４】 また、上記逆VLC回路31で、復号化の処理がフレーム
単位か若しくはフィールド単位であるかのコントロール
信号は、動き補償回路42,43にも送られ、動き補償回路4
2,43が、バッファメモリ37,38のアドレスをコントロー
ルすることにより、次に述べるように、フレーム単位か
若しくはフィールド単位の復号を行う。
【００９５】 逆量子化回路32は逆VLC処理されたデータを逆スキャ
ンするとともに逆量子化して、逆DCT回路33に出力す
る。逆DCT回路33は入力されたデータを逆DCT（逆離散コ
サイン変換）処理して加算回路34に出力する。この加算
回路34には切換スイッチ45により切り換え選択された予
測画像データがゲート47を介して入力されており、この
予測画像データが逆DCT回路33の出力データと加算さ
れ、復号された画像データが生成される。
【００９６】 加算回路34の出力がＩピクチャ又はＰピクチャである
とき、ゲート35が開かれ、復号された画像データが切換
スイッチ36を介してバッファメモリ37又はバッファメモ
リ38に供給され、記憶される。
【００９７】 具体的には、加算回路34の出力がＩピクチャ又はＰピ
クチャであるとき、切換スイッチ39,40は接点ａ側に切
り換えられている。また、切換スイッチ36は接点ａと接
点ｂとに交互に切り換えられ、一対のバッファメモリ3
7,38に加算回路34より出力されたピクチャ（Ｉピクチャ
又はＰピクチャ）が交互に記憶されることになる。
【００９８】 例えば、上述の図24Aに示すように、ピクチャI0,B1,B
2,P3,B4,B5,P6,B7,B8,P9の順で配置された画像データ
は、画像データ符号化装置（エンコーダ）において、図
24Bに示すように、ピクチャI0,P3,B1,B2,P6,B4,B5,P9,B
7,B8の順で処理されると、逆VLC回路31にも、図24Dに示
すように、この順序でデータが入力される。
【００９９】 その結果、例えば図24Eに示すように、ピクチャI0の
復号データがバッファメモリ37に記憶されたとすると、
図24Fに示すように、バッファメモリ38にはピクチャP3
の復号データが記憶され、さらに、図24E、Ｆに示すよ
うに、バッファメモリ37のピクチャI0のデータはピクチ
ャP6のデータに更新され、バッファメモリ38のピクチャ
P3のデータはピクチャP9のデータに更新される。
【０１００】 ピクチャI0,P3に続いて、ピクチャB1又はピクチャB2
のデータが逆DCT回路33より加算回路34に入力されたと
き、バッファメモリ37に記憶されているピクチャI0のデ
ータが動き補償回路42において、動きベクトルに対応し
て動き補償された後、補間回路44に供給される。またバ
ッファメモリ38に記憶されているピクチャP3のデータ
が、動き補償回路43において動きベクトルに対応して動
き補償された後、補間回路44に供給される。補間回路44
は逆VLC回路31より入力されるデータに対応して動き補
償回路42,43からの各入力を所定の割合で合成する。こ
の合成データが切換スイッチ45により選択され、その接
点ｂとゲート47を介して加算回路34に供給される。加算
回路34は逆DCT回路33からのデータと切換スイッチ45に
より選択されたデータとを加算して、ピクチャB1又はピ
クチャB2を復号する。
【０１０１】 ピクチャB1,B2が前のピクチャI0のみから復号される
とき切換スイッチ45は接点ａ側に切り換えられ、後のピ
クチャP3のみから復号されるとき切換スイッチ45は接点
ｃ側に切り換えられ、それぞれピクチャI0又はピクチャ
P3のデータが加算回路34に供給される。
【０１０２】 切換スイッチ39は切換スイッチ36と反対側に切り換え
られるようになっている。すなわち、切換スイッチ36が
接点ａ側（ｂ側）に切り換えられたとき切換スイッチ39
は接点ｂ側（ａ側）に切り換えられる。したがって、ピ
クチャI0がバッファメモリ37に記憶された後、切換スイ
ッチ36が接点ｂ側に切り換えられて、ピクチャP3がバッ
ファメモリ38に記憶されるとき、切換スイッチ39は接点
ａ側に切り換えられ、このとき切換スイッチ40は接点ａ
側に切り換えられるので、図24Gに示すように、ピクチ
ャI0がバッファメモリ37から読み出され、切換スイッチ
39,40を介してディスプレイ41に供給され、このディス
プレイ41において再生画像が表示される。加算回路34よ
りピクチャB1,B2が出力されたとき、切換スイッチ40が
接点ｂ側に切り換えられており、上述の図24Gに示すよ
うに、ピクチャB1,B2がディスプレイ41に供給される。
次に切換スイッチ39が接点ｂ側に、切換スイッチ40が接
点ａ側に切り換えられて、図24G、Ｆに示すように、既
にバッファメモリ38に記憶されているピクチャP3が読み
出され、ディスプレイ41に供給される。
【０１０３】 ここで、上記逆VLC回路31の具体的な回路構成につい
て説明する。
【０１０４】 逆VLC回路31は、図28に示すように、バレルシフタ31a
と、コード解読部31bとを備え、入力されたコードは、
バレルシフタ31aにより16又は32ビット単位でコード解
読部31bに送られる。コード解読部31bは、コードテーブ
ルやマッチング回路等（図示せず）により構成され、入
力されたコードとコードテーブル内のコードとのマッチ
ングを行い、一致した場合にそのコードの種類から、そ
のデータ（data）及びそのコードの長さ（CL）を出力す
る。
【０１０５】 データ（data）は、図示しない逆VLC回路31の他の回
路に供給され、適切な処理がなされた後、上述したコン
トロール回路46、動き補償回路43等に供給される。
【０１０６】 一方コードの長さ（CL）は次にシフトすべきシフト量
としてバレルシフタ31aに送られ、バレルシフタ31aはそ
のシフト量に応じて次のコードを16又は32ビット単位で
コード解読部31bに出力する。
【０１０７】 よってフレーム単位／フィールド単位を識別するため
のフラグも、上記コードテーブル内にヘッダとして他の
コードと共に書き込んである。
【０１０８】 かくして、本発明を適用した画像データ復号化装置で
は、例えばビデオシーケンス層、GOP層又はピクチャ層
等のヘッダの一部に設けられた画像データがフィールド
単位又はフレーム単位で符号化処理されたことを識別す
るためのフラグを検出し、このフラグに応じて復号処理
を行うことにより、画像データを再生することができ
る。
【０１０９】 ところで、上述の実施例の画像データ復号化装置は、
フィールド単位とフレーム単位の両方の復号化処理を実
行することができる装置であったが、例えば何れか一方
のみの復号化処理しか実行することができない装置で
は、フラグに基づいてその装置では復号化可能か否かを
判断するようにしてもよい。
【０１１０】 具体的には、例えば上述の図27に示すように、逆VLC
回路１から供給されるフラグに基づいて復号化可能か否
かを判断する判断回路51と、その判断結果を表示する表
示部52を設ける。
【０１１１】 そして、例えばフィールド単位のみの復号化処理を行
う画像データ装置では、例えば図29に示すフローチャー
トに従った動作を行い、フレーム単位のみの復号化処理
を行う画像データ復号化装置では、例えば図30に示すフ
ローチャートに従った動作を行う。
【０１１２】 すなわち、フィールド単位のみの復号化処理を行う画
像データ装置では、判断回路51は、ステップST1におい
て、フラグを入力した後、ステップST2に進む。
【０１１３】 ステップST2において、判断回路51は、フラグがフレ
ーム述位であるかを判断し、該当するときはステップST
4に進み、該当しないときはステップST3に進む。
【０１１４】 ステップST3において、判断回路51は、表示部52に復
号ができない旨を表示し、終了する。
【０１１５】 ステップST4において、判断回路51は、表示部52に復
号ができる旨を表示し、終了する。そして、ステップST
5において、復号化処理が行われる。
【０１１６】 一方、フレームのみの復号化処理を行う画像データ装
置では、判断回路51は、ステップST1において、フラグ
を入力した後、ステップST2に進む。
【０１１７】 ステップST2において、判断回路51は、フラグがフィ
ールド単位であるかを判断し、該当するときはステップ
ST4に進み、該当しないときはステップST3に進む。
【０１１８】 ステップST3において、判断回路51は、表示部52に復
号ができない旨を表示し、終了する。
【０１１９】 ステップST4において、判断回路51は、表示部52に復
号ができる旨を表示し、終了する。そして、ステップST
5において、復号化処理が行われる。
【０１２０】 この結果、利用者は、表示部52の表示を見ることで、
その装置で画像データが再生できない原因を簡単に知る
ことができる。
【０１２１】 ここで、符号化処理がフィールド単位で行われたか、
フレーム単位で行われたかを識別する識別情報の具体例
を表１、２に示す。この具体例は、所謂ISO/ICE JTC1/S
C29/WG11により1992年11月25日にＮ文書として発行され
た25−NOV−92 Test Model 3,Draft Revision 1におけ
るピクチャレイヤの仕様である。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
【表２】 ［図面の簡単な説明］
【図１】 MPEGにおけるピクチャの関係を示す図である。
【図２】 上記MPEGにおけるビデオフレームの構成を示す図であ
る。
【図３】 動体を有する画像の具体例を示す図である。
【図４】 櫛形にぶれた画像を示す図である。
【図５】 フィールド単位の符号化／復号化処理の具体例を示す
図である。
【図６】 フィールド単位の符号化／復号化処理の他の具体例を
示す図である。
【図７】 フレーム単位の符号化／復号化処理の具体例を示す図
である。
【図８】 上記図５に示すフィールド単位の符号化／復号化処理
における具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図９】 上記図６に示すフィールド単位の符号化／復号化処理
における具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図１０】 上記図７に示すフレーム単位の符号化／復号化処理に
おける具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図１１】 フィールド単位の符号化／復号化処理におけるマクロ
ブロック内のブロックの構成例を示す図である。
【図１２】 フレーム単位の符号化／復号化処理におけるマクロブ
ロック内のブロック構成例を示す図である。
【図１３】 本発明を適用した画像データ符号化装置のバッファメ
モリの具体的な構成例を示す図である。
【図１４】 上記画像データ符号化装置のバッファメモリの具体的
な構成例を示す図である。
【図１５】 上記図５に示すフィールド単位の符号化／復号化処理
における他の具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図１６】 上記図６に示すフィールド単位の符号化／復号化処理
における他の具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図１７】 フレーム単位の符号化／復号化処理とフィールド単位
の符号化／復号化処理の具体的な組合せの例を示す図で
ある。
【図１８】 上記図17に示す符号化／復号化処理におけるＰピクチ
ャの具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図１９】 上記図17に示す符号化／復号化処理におけるＢピクチ
ャの具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図２０】 フレーム単位の符号化／復号化処理とフィールド単位
の符号化／復号化処理の他の具体的な組合せの例を示す
図である。
【図２１】 上記図20に示す符号化／復号化処理におけるＰピクチ
ャの具体的な動き予測の方法を示す図である。
【図２２】 上記図20に示す符号化／復号化処理におけるＢピクチ
ャの動き予測の方法を示す図である。
【図２３】 本発明を適用した画像データ符号化装置の具体的な回
路構成を示すブロック図である。
【図２４】 上記画像データ符号化装置に入力されるピクチャの関
係を示す図である。
【図２５】 上記画像データ符号化装置を構成する符号方式判定回
路のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図２６】 符号化された画像データのヘッダの具体的なフォーマ
ットを示す図である。
【図２７】 本発明を適用した画像データ復号化装置の具体的な回
路構成を示すブロック図である。
【図２８】 上記画像データ復号化装置を構成する逆VLC回路の具
体的な回路構成を示すブロック図である。
【図２９】 本発明を適用した画像データ復号化装置の動作を説明
するためのフローチャートである。
【図３０】 本発明を適用した画像データ復号化装置の動作を説明
するためのフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−1688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−234788（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276987（ＪＰ，Ａ) 安田浩編「マルチメディア符号化の国 際標準」，日本，1991年６月30日，ｐ. 109−110，ｐ．130−147 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インターレース構造を有する２枚のフィー
    ルドからなる１フレームの画像をブロックに細分化し、
    各ブロックでフィールド単位又はフレーム単位での離散
    コサイン変換等の符号化処理をする画像データ符号化方
    法において、 上記１フレームの画像の符号化処理をフレーム単位で行
    うか、フィールド単位で行うかを判定し、 上記判定結果に基づいて、上記１フレームの画像をフレ
    ーム単位で符号化処理するときは、各ブロックをフィー
    ルド単位又はフレーム単位での離散コサイン変換等の符
    号化処理を選択的に行って、符号化画像データを形成す
    るとともに、上記フレーム単位で符号化処理するとき
    は、各ブロックをフィールド予測又はフレーム予測にて
    予測処理を行い、 上記１フレームの画像をフィールド単位で符号化処理す
    るときは、各ブロックでフィールド単位での離散コサイ
    ン変換等の符号化処理を行うとともに、各ブロックをフ
    ィールド予測にて予測処理を行い、 上記フレーム単位で符号化処理するフレームと、上記フ
    ィールド単位で符号化処理するフレームとの間にあっ
    て、上記フレーム処理されるフレーム又は上記フィール
    ド処理されるフィールドを用いて予測処理を行うフィー
    ルドは、上記フレーム処理されるフレームの２つのフィ
    ールド、又は上記フィールド処理されるフィールドを用
    いて予測処理を行う ことを特徴とする画像データ符号化方法。
  2. 【請求項２】インターレース構造を有する２枚のフィー
    ルドからなる１フレームの画像の画素を、２次元配列か
    らなるブロック毎にフィールド単位又はフレーム単位で
    の離散コサイン変換等の符号化処理し、階層構造を有す
    る符号化画像データを形成する画像データ符号化装置に
    おいて、 上記１フレームの画像の符号化処理をフレーム単位で行
    うか、フィールド単位で行うかを判定する手段と、 上記判定に基づいて、上記１フレームの画像をフレーム
    単位で符号化処理するときは、各ブロックをフィールド
    単位又はフレーム単位での離散コサイン変換等の符号化
    処理を選択的に行って、符号化画像データを形成すると
    ともに、上記フレーム単位で符号化処理するときは、各
    ブロックをフィールド予測又はフレーム予測にて予測処
    理を行う手段と、 上記１フレームの画像をフィールド単位で符号化処理す
    るときは、各ブロックでフィールド単位での離散コサイ
    ン変換等の符号化処理を行うとともに、各ブロックをフ
    ィールド予測にて予測処理を行う手段と、 上記フレーム単位で符号化処理するフレームと、上記フ
    ィールド単位で符号化処理するフレームとの間にあっ
    て、フィールド処理されるフィールドは、上記フレーム
    処理されるフレームの２つのフィールド、又は上記フィ
    ールド処理されるフィールドを用いて予測処理し、フィ
    ールド処理を行う手段とを有する ことを特徴とする画像データ符号化装置。
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