JP5588438B2 - 画像符号化方法及び画像符号化装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像符号化方法及び画像符号化装置に関し、特に、ブロック毎に符号化条件を決定し、決定した符号化条件に従って対象ブロックを符号化する画像符号化方法及び画像符号化装置に関する。

一般的に、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２パート１０国際標準規格などの画像／動画像符号化アルゴリズムの多くが、ブロック分割方法を活用している（非特許文献１参照）。ブロック分割方法において、非圧縮原画ピクチャは、複数のＭ×Ｎの符号化単位に分割される。ここで、Ｍは、幅におけるサンプル数を表し、Ｎは高さにおけるサンプル数を表す。Ｍ及びＮの値は、例えば、それぞれ１６である。

得られた符号化単位は、次から次へ順に符号化される。例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２パート１０国際標準規格のような動画像符号化アルゴリズムの多くにおいて、符号化単位は、通常「マクロブロック」と呼ばれる。説明を分かりやすくするため、画像／動画像符号化アルゴリズムにおけるＭ×Ｎの符号化単位を指す用語として、以降「マクロブロック」を用いる。

各マクロブロックは、複数のＫ×Ｌのサブマクロブロックへとさらに分割される。ここで、Ｋは幅におけるサンプル数を表し、Ｌは高さにおけるサンプル数を表す。Ｋ及びＬの値は、例えば、それぞれ８である。得られたサブマクロブロックに対し、符号化プロセスが次から次へ順に実行されるが、独立的に実行される場合もある。サブマクロブロック単位で符号化するためのサブマクロブロックの分割例には、変換ブロックサイズ、イントラ予測ブロックサイズ、動き補償ブロックサイズなどがある。マクロブロックを符号化する際に、異なるサイズのサブマクロブロックに分割してそれぞれ異なる符号化を行うこともある。

動画像符号化アルゴリズムの大多数は、複数のサブマクロブロック符号化ツールを切り替え可能にする柔軟性を提供する。例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２パート１０国際標準規格のハイプロファイルは、４×４の変換ブロックサイズと８×８の変換ブロックサイズとの間でマクロブロックレベルの切り替えを可能にしている（特許文献１参照）。

特開２００７−１１０５６８号公報

ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２ パート１０

しかしながら、上記従来技術では、演算量の増加と画質の劣化とを十分に抑制することができないという課題がある。

例えば、最適なサブマクロブロック符号化ツールを選択するために、ある従来技術では、考えうる全てのサブマクロブロック符号化プロセスを実行して、ある符号化コストを算出する網羅的な選択プロセスが実行される。その後、符号化コストが最小となるサブマクロブロック符号化ツールが、最適なサブマクロブロック符号化ツールとして選択され用いられる。当該従来技術において、符号化コストは、レート成分（符号化情報を格納するために必要なビット量）と歪み成分（再構築サンプルと非圧縮原画サンプル間の差分量）とからなる。

しかしながら、この方法では、通常、リンギングアーチファクトやブロッキングアーチファクトのような符号化アーチファクトが生成されることが、符号化コストに反映されないという課題がある。それゆえ、選択されたサブマクロブロック符号化ツールを用いても最高の画質を得られない場合がある。

リンギングアーチファクト及びブロッキングアーチファクトとは、圧縮画像／動画像において目立つアーチファクトである。特に、高い圧縮率を実現するＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２パート１０国際標準規格のような画像／動画像符号化アルゴリズムにおいては顕著である。

圧縮動画像の画質を改善するためには、動画像の符号化前、符号化中、復号後のいずれかのタイミングで、これらのアーチファクトを削減する必要がある。動画像の符号化時にそのようなアーチファクトを削減するには、視覚的に最適なサブマクロブロック符号化ツールを選択することが有益である。

しかしながら、従来の、符号化レートと歪みとの関係に基づいた符号化コストに基づく網羅的な選択プロセスを用いて、実行するサブマクロブロック符号化ツールを選択する技術には、人間の視覚システムに対する符号化効果を考慮することも予測することもなく符号化コストを算出しているという課題がある。それゆえ、決定されたサブマクロブロック符号化ツールは、リンギングアーチファクトやブロッキングアーチファクトを効率的に削減するものではない。しかも、従来技術における網羅的な選択プロセスは、大量の演算が符号化器に必要とされている。

そこで、本発明は、画質の劣化を抑制することができる画像符号化方法及び画像符号化装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、原画像を符号化する画像符号化方法であって、前記原画像を複数のブロックに分割し、前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定し、決定した符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化し、前記対象ブロックの符号化条件の決定では、前記対象ブロックの複雑度を示す値である空間アクティビティ値に基づいて、前記対象ブロックの符号化条件を決定し、前記空間アクティビティ値に基づいた符号化条件の決定では、前記対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である第１空間アクティビティ値を算出し、算出した第１空間アクティビティ値と予め定められた第１閾値とを比較し、前記第１空間アクティビティ値が前記第１閾値より小さい場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記第１空間アクティビティ値が前記第１閾値以上である場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定する。

これにより、対象ブロックの一部が平坦な画像である場合には、対象ブロックを小さい分割サイズのサブブロック毎に符号化するように符号化条件（小分割用の符号化条件）を決定するので、平坦な画像にリンギングアーチファクトやブロッキングアーチファクトが発生するのを抑制することができる。したがって、画質の劣化を抑制することができる。また、複雑な画像である場合には歪みが発生したとしても目立たないので、対象ブロックが複雑な画像である場合には、対象ブロックを大きい分割サイズのサブブロック毎に符号化するように符号化条件（大分割用の符号化条件）を決定することで、主観的な画質を劣化させることなく、符号化効率を高めることができる。

また、前記第１空間アクティビティ値の算出では、前記対象ブロックを少なくとも含む拡張ブロックに基づいて、前記対象ブロックの少なくとも一部の領域をそれぞれが含む複数の小ブロッククラスターを形成し、前記複数の小ブロッククラスターのそれぞれの複雑度を示す値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出し、算出した複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち最小の値を、前記第１空間アクティビティ値として算出してもよい。

これにより、対象ブロック内の複数の領域の空間アクティビティを算出し、算出した複数の空間アクティビティ値の最小値と閾値とを比較、すなわち、対象ブロック内の複数の領域のうち最も平坦な領域が、歪みが目立ちやすいかどうかを判定することができる。そして、歪みが目立ちやすい領域を含んでいる場合に、小分割用の符号化条件を選択するので、画質の劣化を抑制することができる。

また、前記符号化条件の決定では、さらに、前記対象ブロックを複数の大ブロックに分割し、前記複数の大ブロックのそれぞれの複雑度を示す値である大ブロック空間アクティビティ値を算出し、算出した複数の大ブロック空間アクティビティ値のうち最大の値を、第２空間アクティビティ値として算出し、算出した第２空間アクティビティ値と予め定められた第２閾値とを比較し、前記第２空間アクティビティ値が前記第２閾値以下である場合、前記第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記第２空間アクティビティ値が前記第２閾値より大きい場合、前記第１空間アクティビティ値の前記算出及び前記比較を行うことで、前記対象ブロックの符号化条件を決定してもよい。

これにより、対象ブロックが平坦であり、情報量の少ないブロックである場合に、大分割用の符号化条件に決定するので、符号化効率を高めることができる。

また、前記拡張ブロックは、前記対象ブロックより大きくてもよい。

これにより、対象ブロックだけではなく、対象ブロックの周囲の画像情報も利用して、対象ブロックに平坦な領域が含まれるか否かを判定するので、画質の劣化の抑制と、符号化効率の向上とを適切に達成することができる。

また、前記対象ブロックの複雑度を示す値は、前記対象ブロックに含まれる複数のサンプルのサンプル値の変動を示す値であってもよい。

これにより、サンプル値を用いた算出方法により、ブロックの空間アクティビティ値を容易に算出することができる。

また、前記符号化条件の決定では、さらに、前記対象ブロックの動きに基づいて、前記対象ブロックの符号化条件を決定し、前記動きに基づいた符号化条件の決定では、前記対象ブロックの動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルの絶対値と予め定められた第３閾値とを比較し、前記動きベクトルの絶対値が前記第３閾値より大きい場合、前記第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記動きベクトルの絶対値が前記第３閾値以下である場合、前記空間アクティビティ値に基づいた符号化条件の決定結果に従って、前記対象ブロックの符号化条件を決定してもよい。

これにより、動きが大きい場合は、歪みが広がったとしても目立ちにくいので、動きが大きい場合に大分割用の符号化条件に決定することで、主観的な画質の劣化を抑制しつつ、符号化効率を高めることができる。

また、前記動きに基づいた符号化条件の決定では、さらに、算出した動きベクトルを用いて動き補償を行うことで、前記対象ブロックの予測ブロックを生成し、前記対象ブロックと前記予測ブロックと前記動きベクトルとを用いて、前記対象ブロックの符号化効率を示すコスト値を算出し、前記動きベクトルの絶対値が前記第３閾値以下である場合、前記コスト値と予め定められた第４閾値との比較を行い、前記コスト値が前記第４閾値より小さい場合、前記第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記コスト値が前記第４閾値以上である場合、前記空間アクティビティ値に基づいた符号化条件の決定結果に従って、前記対象ブロックの符号化条件を決定してもよい。

これにより、コストが小さい場合に大分割用の符号化条件を決定することで、符号化効率をより高めることができる。

また、前記コスト値は、前記対象ブロックと前記予測ブロックとの差分絶対値和に基づいて算出されてもよい。

これにより、サンプル値を用いた算出方法により、コスト値を容易に算出することができる。

また、前記第１分割サイズ又は前記第２分割サイズのサブブロックは、イントラ予測、動き補償、及び、周波数変換の少なくとも１つの処理が実行される処理単位であってもよい。

また、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、原画像を符号化する画像符号化方法であって、前記原画像を複数のブロックに分割し、前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定し、決定した符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化し、前記対象ブロックの符号化条件の決定では、前記対象ブロックの動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルの絶対値と予め定められた閾値とを比較し、前記動きベクトルの絶対値が前記閾値以下である場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記動きベクトルの絶対値が前記閾値より大きい場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定してもよい。

これにより、動きが大きい場合は、歪みが広がったとしても目立ちにくいので、動きが大きい場合に大分割用の符号化条件に決定することで、主観的な画質の劣化を抑制しつつ、符号化効率を高めることができる。また、動きが小さい場合は、歪みが目立ちやすいので、小分割用の符号化条件に決定することで、画質の劣化を抑制することができる。

なお、本発明は、画像符号化方法として実現できるだけではなく、当該画像符号化方法に含まれる処理を実現する処理部を備える画像符号化装置として実現することもできる。また、画像符号化方法に含まれる処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現してもよい。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体、並びに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信してもよい。

また、上記の画像符号化装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されていてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。

本発明によれば、演算量の増加を抑制するとともに、画質の劣化を十分に抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る符号化条件決定部の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置による、リンギングアーチファクトの削減効果を説明するための模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る圧縮動画像ビットストリームにおける符号化ツールインジケータ信号の考えうる位置を説明するための模式図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施の形態１に係る符号化条件決定部の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係るピクチャサンプルの形成例を示す模式図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の空間アクティビティ条件評価部の構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の動きアクティビティ条件評価部の構成の一例を示すブロック図である。 図１１は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態２に係る空間アクティビティ条件評価部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１３は、本発明の実施の形態２に係る空間アクティビティ条件評価部の詳細な一例を示すフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態２に係る動きアクティビティ条件評価部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態の変形例に係る符号化条件決定部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成の一例を示す模式図である。 図１７は、携帯電話の外観を示す図である。 図１８は、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図１９は、デジタル放送用システムの全体構成の一例を示す模式図である。 図２０は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図２１は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生記録部の構成例を示すブロック図である。 図２２は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図２３は、各実施の形態に係る画像符号化方法及び画像復号方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。

以下では、本発明に係る画像符号化方法及び画像符号化装置の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る画像符号化方法は、原画像を符号化する符号化方法であって、原画像を複数のブロックに分割し、複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定し、決定した符号化条件に従って、対象ブロックを符号化する。そして、対象ブロックの符号化条件の決定では、対象ブロックの複雑度を示す値である空間アクティビティ値に基づいて、対象ブロックの符号化条件を決定する。

具体的には、対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である第１空間アクティビティ値を算出し、第１空間アクティビティ値と予め定められた第１閾値とを比較する。そして、第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合、対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、対象ブロックの符号化条件として決定する。第１空間アクティビティ値が第１閾値以上である場合、対象ブロックを、第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定する。

以下では、まず、本発明の実施の形態１に係る画像符号化方法を実行する画像符号化装置について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の構成の一例を示すブロック図である。画像符号化装置１００は、非圧縮の原画像２０１を符号化することで、符号化画像２０５を生成する。

図１に示すように、画像符号化装置１００は、分割部１１０と、符号化条件決定部１２０と、符号化部１３０とを備える。なお、画像符号化装置１００は、原画像２０１をブロック単位で符号化する。

分割部１１０は、入力される原画像２０１を複数のブロックに分割する。例えば、原画像２０１は、動画像に含まれる１枚のピクチャ、又は、１枚の静止画である。複数のブロックは、例えば、複数のマクロブロックである。具体的には、マクロブロックは、一例として、１６×１６の輝度値サンプルと、色成分毎に８×８の色度値サンプルとを含んでいる。

分割された複数のブロックの１つである対象ブロック２０３は、符号化部１３０に出力される。また、対象ブロック２０３を少なくとも含む拡張ブロック２０２が符号化条件決定部１２０に出力される。

なお、拡張ブロック２０２は、対象ブロック２０３と同じ大きさ、すなわち、拡張ブロック２０２は、対象ブロック２０３であってもよい。好ましくは、後述するように、拡張ブロック２０２は、対象ブロック２０３を含み、対象ブロック２０３より大きいサイズのブロックである。

例えば、拡張ブロック２０２は、対象マクロブロックを少なくとも含む拡張マクロブロックであり、２４×２４の輝度値サンプルと、色成分毎に１２×１２の色度値サンプルとを含んでいる。

符号化条件決定部１２０は、複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件２０４を決定する。言い換えると、符号化条件決定部１２０は、ブロック毎に符号化条件（符号化ツール）を決定する。符号化条件決定部１２０の詳細な構成については、後で図２を用いて説明する。

符号化部１３０は、符号化条件決定部１２０によって決定された符号化条件２０４に従って、対象ブロック２０３を符号化する。具体的には、符号化部１３０は、分割部１１０から順次入力される対象ブロック２０３を符号化することで、符号化画像２０５を生成する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る符号化条件決定部１２０の構成の一例を示すブロック図である。符号化条件決定部１２０は、対象ブロック２０３の複雑度を示す値である空間アクティビティ値に基づいて、対象ブロック２０３の符号化条件を決定する。

なお、対象ブロック２０３の複雑度を示す値である空間アクティビティ値は、対象ブロック２０３のサンプル値の変動を示す値である。言い換えると、空間アクティビティ値は、複数のサンプル値の集合であるブロックの複雑度を示す値であり、当該ブロックに含まれる複数のサンプル値の変動を示す値である。

例えば、空間アクティビティ値は、複数のサンプル値の分散である。あるいは、空間アクティビティ値は、複数のサンプル値の平均値と各サンプル値との差分絶対値の和でもよく、又は、隣接するサンプル間の差分絶対値の和でもよい。

あるブロックの空間アクティビティ値が小さいということは、当該ブロックが平坦な画像、例えば、輝度値が一定の画像（コンピュータグラフィックス画像など）であることを意味する。逆に、あるブロックの空間アクティビティ値が大きいということは、当該ブロックが複雑な画像、例えば、カメラなどで撮影された自然画像であることを意味する。

図２に示すように、符号化条件決定部１２０は、空間アクティビティ値算出部１２１と、比較部１２２と、決定部１２３とを備える。

空間アクティビティ値算出部１２１は、対象ブロック２０３の少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である第１空間アクティビティ値２１１を算出する。例えば、空間アクティビティ値算出部１２１は、対象ブロック２０３を含む拡張ブロック２０２に基づいて、複数の小ブロッククラスターを形成する。複数の小ブロッククラスターのそれぞれは、対象ブロック２０３の一部の領域を含んでいる。

空間アクティビティ値算出部１２１は、複数の小ブロッククラスターのそれぞれの複雑度を示す小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出する。そして、空間アクティビティ値算出部１２１は、算出した複数の複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち最小の値を、第１空間アクティビティ値２１１として算出する。

比較部１２２は、空間アクティビティ値算出部１２１によって算出された第１空間アクティビティ値２１１と、予め定められた第１閾値とを比較する。そして、比較部１２２は、第１空間アクティビティ値２１１と第１閾値とのいずれが小さいかを示す比較結果２１２を決定部１２３に出力する。

決定部１２３は、比較結果２１２に基づいて、対象ブロック２０３の符号化条件を決定する。具体的には、第１空間アクティビティ値２１１が第１閾値より小さい場合、対象ブロック２０３を第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、対象ブロック２０３の符号化条件として決定する。

第１符号化条件のサブブロックは、イントラ予測、動き補償、及び、周波数変換の少なくとも１つの処理が実行される処理単位である。例えば、第１符号化条件のサブブロックは、４×４のサンプル値、又は、８×８のサンプル値から構成される。対象ブロックの符号化条件として第１符号化条件が決定された場合、符号化部１３０は、対象ブロックを第１符号化条件が示す分割サイズのサブブロックに分割し、分割したサブブロック毎にイントラ予測などの処理を行うことで、対象ブロックを符号化する。

また、決定部１２３は、第１空間アクティビティ値２１１が第１閾値以上である場合、対象ブロック２０３を、第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を対象ブロック２０３の符号化条件として決定する。第２符号化条件のサブブロックは、イントラ予測、動き補償、及び、周波数変換の少なくとも１つの処理が実行される処理単位である。例えば、第２符号化条件のサブブロックは、１６×１６のサンプル値から構成される。対象ブロックの符号化条件として第２符号化条件が決定された場合、符号化部１３０は、対象ブロックを第２符号化条件が示す分割サイズのサブブロックに分割し、分割したサブブロック毎にイントラ予測などの処理を行うことで、対象ブロックを符号化する。なお、第２符号化条件のサブブロックのサイズは、対象ブロックのサイズと同じであってもよい。

以上の構成に示すように、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００は、第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合は、対象ブロックを小さい分割サイズのサブブロック毎に符号化するような符号化条件を決定する。また、画像符号化装置１００は、第１空間アクティビティ値が第１閾値以上である場合は、対象ブロックを大きい分割サイズのサブブロック毎に符号化するような符号化条件を決定する。

つまり、画像符号化装置１００は、対象ブロックの一部が平坦な画像である場合には、対象ブロックを小さい分割サイズのサブブロックに分割し、対象ブロックが複雑な画像である場合には、対象ブロックを大きい分割サイズのサブブロックに分割するように、符号化条件を決定する。これにより、平坦な画像にリンギングアーチファクトやブロッキングアーチファクトが発生するのを抑制することができる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００による、リンギングアーチファクトの削減効果を説明するための模式図である。

図３の（ａ）に示すように、８×８のブロックの左隅に歪みがある場合において、８×８の分割サイズで符号化処理を行った場合、図３の（ｂ）に示すように、ブロック全体に歪みが広がってしまう。８×８のブロックを符号化する場合、８×８の分割サイズで符号化した方が、符号化効率が良くなるので、従来であれば、８×８の分割サイズが選択される。したがって、従来技術では、ブロック全体に歪みが広がり、画質の劣化を抑制することができない。

これに対して、４×４の分割サイズで符号化処理を行った場合、図３の（ｃ）に示すように、歪みが広がる範囲が左下の４×４のブロックに限られる。したがって、図３の（ｂ）に比べて、画質の劣化を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００は、対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合には、小さいサイズの分割サイズ、例えば、４×４の分割サイズを選択する。言い換えると、画像符号化装置１００は、対象ブロックの一部に平坦な領域が含まれている場合には、小さいサイズの分割サイズを選択する。したがって、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００によれば、図３の（ｃ）に示すように、画質の劣化を抑制することができる。

なお、符号化条件決定部１２０が決定した符号化条件は、図４に示すように、ピクチャ単位、スライス単位、及び、マクロブロック単位のいずれで管理されてもよい。図４は、圧縮画像／動画像ビットストリームにおける、符号化ツールインジケータの考えうる位置を説明するための図である。

選択された符号化ツールは、マクロブロックグループ毎に一括してインジケータに示されてもよい。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２パート１０国際標準規格の場合の一括インジケータの例として、ピクチャヘッダやスライスヘッダが挙げられる。一方、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−２パート１０国際標準規格の場合のマクロブロックヘッダに、各マクロブロック用に選択された符号化ツールが示されてもよい。

続いて、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００が実行する画像符号化方法について、図５及び図６を用いて説明する。

図５は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、画像符号化装置１００に原画像が入力されると、分割部１１０は、入力された原画像を複数のブロックに分割する（Ｓ１１０）。

次に、符号化条件決定部１２０は、対象ブロックの符号化条件を決定する（Ｓ１２０）。具体的な処理については、図６を用いて後で説明する。

最後に、符号化部１３０は、決定された符号化条件に従って、対象ブロックを符号化する（Ｓ１３０）。

なお、対象ブロックの符号化条件の決定（Ｓ１２０）と対象ブロックの符号化（Ｓ１３０）とは、処理対象のブロックがある場合、繰り返される。つまり、原画像を分割することで生成された複数のブロックのうち、符号化処理が終わっていないブロックを新たな対象ブロックとして、符号化条件の決定と符号化とが繰り返される。

図６は、本発明の実施の形態１に係る符号化条件決定部１２０の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、空間アクティビティ値算出部１２１は、対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である第１空間アクティビティ値を算出する（Ｓ２１０）。具体的には、まず、空間アクティビティ値算出部１２１は、対象ブロックを含む拡張ブロックに基づいて、複数の小ブロッククラスターを形成する。そして、空間アクティビティ値算出部１２１は、複数の小ブロッククラスターのそれぞれに対する空間アクティビティ値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出する。空間アクティビティ値算出部１２１は、算出した複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち、最小の空間アクティビティ値を第１空間アクティビティ値として算出する。

次に、比較部１２２は、第１空間アクティビティ値と第１閾値とを比較する（Ｓ２２０）。具体的には、比較部１２２は、第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さいか否かを判定する。

第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合（Ｓ２２０でＹｅｓ）、決定部１２３は、対象ブロックの符号化条件として、小分割用の第１符号化条件を決定する（Ｓ２３０）。つまり、決定部１２３は、対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を決定する。

また、第１空間アクティビティ値が第１閾値以上である場合（Ｓ２２０でＮｏ）、決定部１２３は、対象ブロックの符号化条件として、大分割用の第２符号化条件を決定する（Ｓ２４０）。つまり、決定部１２３は、対象ブロックを第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を決定する。

以上のようにして、本発明の実施の形態１に係る画像符号化方法によれば、対象ブロックの一部が平坦な画像である場合には、対象ブロックを小さい分割サイズのサブブロックに分割し、対象ブロックが複雑な画像である場合には、対象ブロックを大きい分割サイズのサブブロックに分割するように、符号化条件を決定する。これにより、平坦な画像にリンギングアーチファクトやブロッキングアーチファクトが発生するのを抑制することができる。このように、歪みが目立たない場合には、大きい分割サイズの符号化条件を決定することで、圧縮率を高めることができるとともに、歪みが目立つ場合には、小さい分割サイズの符号化条件を決定することで、画質の劣化を抑制することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像符号化方法は、実施の形態１に示すような空間アクティビティ条件の評価だけでなく、動きアクティビティ条件の評価を行い、評価結果に基づいて、対象ブロックの符号化条件を決定することを特徴とする。また、空間アクティビティ条件の評価については、対象ブロックに含まれる複数の大ブロックの空間アクティビティと、対象ブロックを含む拡張ブロックに含まれる複数の小ブロッククラスターの空間アクティビティとを評価する。

以下では、まず、本発明の実施の形態２に係る画像符号化方法を実行する画像符号化装置について説明する。

図７は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置３００の構成の一例を示すブロック図である。画像符号化装置３００は、サンプル抽出部３１０と、符号化条件決定部３２０と、符号化部３３０とを備える。

サンプル抽出部３１０は、本発明に係る分割部の一例であり、原画像を複数のブロックに分割する。具体的には、サンプル抽出部３１０は、入力画像Ｖｉｎとして処理対象の原画ピクチャ４０２を取得し、取得した原画ピクチャ４０２を複数のブロックに分割する。そして、サンプル抽出部３１０は、複数のブロックの１つである対象ブロックとして、Ｍ×Ｎ配列の原画サンプル４０４を出力する。さらに、サンプル抽出部３１０は、対象ブロックを含む拡張ブロックとしてＯ×Ｐ配列の原画サンプル４０３を抽出して出力する。

例えば、Ｏ及びＰの値は、それぞれ２４であり、Ｍ及びＮの値は、それぞれ１６である。Ｏ×Ｐ配列の原画サンプル４０３は、図８に示されるように、対象マクロブロックを囲み、かつ、対象マクロブロック内のＭ×Ｎサンプルの全てを含む。ＯがＭと同数であり、かつＰがＮと同数であるときは、原画サンプル４０３は、原画サンプル４０４と同じである。すなわち、拡張マクロブロックは、対象マクロブロックと同じであってもよい。

符号化条件決定部３２０は、空間アクティビティ条件評価部３２１と、予測タイプ評価部３２２と、スイッチ部３２３と、動きアクティビティ条件評価部３２４と、ＯＲゲート部３２５とを備える。

空間アクティビティ条件評価部３２１は、対象ブロックの複雑度を示す値である空間アクティビティ値に基づいて、対象ブロックの符号化条件を決定する。具体的には、空間アクティビティ条件評価部３２１は、抽出されたＯ×Ｐ配列の原画サンプル４０３を取得し、入力原画サンプルの空間アクティビティ値を評価する。そして、空間アクティビティ条件評価部３２１は、「小分割用符号化ツール」と「大分割用符号化ツール」とのうちいずれが、対象マクロブロックを符号化するために符号化部３３０によって用いられるべきかを示す符号化ツール決定信号４０５を出力する。

符号化ツール決定信号４０５は、例えば、２進数の値であり、０は「小分割用符号化ツール」を表し、１は「大分割用符号化ツール」を表す。なお、「小分割用符号化ツール」は、第１符号化条件に従った符号化ツールの一例であり、対象マクロブロックを第１分割サイズのサブブロックに分割するための符号化ツールである。また、「大分割用符号化ツール」は、第２符号化条件に従った符号化ツールの一例であり、対象マクロブロックを第２分割サイズのサブブロックに分割するための符号化ツールである。

空間アクティビティ条件評価部３２１を、図９においてさらに詳細に説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る空間アクティビティ条件評価部３２１の構成の一例を示すブロック図である。空間アクティビティ条件評価部３２１は、図７にも示したように、拡張マクロブロックである原画サンプル４０３が入力され、符号化ツール決定信号４０５を出力する。

図９に示すように、空間アクティビティ条件評価部３２１は、大ブロック分割部５０１と、大ブロック空間アクティビティ値算出部５０２と、最大値算出部５０３と、空間アクティビティ値比較部５０４と、小ブロッククラスター形成部５０５と、小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部５０６と、最小値算出部５０７と、空間アクティビティ値比較部５０８と、符号化ツール決定部５０９とを備える。

大ブロック分割部５０１は、サンプル抽出部３１０によって抽出されたＯ×Ｐ配列の原画サンプル４０３を、入力サンプルＯｉｎとして取得する。そして、大ブロック分割部５０１は、対象マクロブロックに相当する部分であるＭ×Ｎ部分配列を、複数のＧ×Ｈの大ブロックに分割し、これらの大ブロックサンプル６０１を出力する。

大ブロックサンプル６０１の例を図８に示す。図８に示す例では、Ｇ及びＨは８であり、１６×１６の対象マクロブロックが、４つの８×８の大ブロックサンプル６０１に分割される。

大ブロック空間アクティビティ値算出部５０２は、複数の大ブロックサンプル６０１を受け取り、受け取った複数の大ブロックサンプル６０１のそれぞれの空間アクティビティ値を算出する。なお、このとき算出される空間アクティビティ値は、本発明に係る大ブロックの複雑度を示す値である大ブロック空間アクティビティ値の一例である。

そして、大ブロック空間アクティビティ値算出部５０２は、Ｍ×Ｎ配列の原画サンプル（対象マクロブロック）に対応する大ブロック空間アクティビティ値６０２を全て含む組を出力する。例えば、図８の例では、大ブロック空間アクティビティ値算出部５０２は、４つの大ブロック空間アクティビティ値６０２を算出して出力する。

最大値算出部５０３は、複数の大ブロック空間アクティビティ値６０２の組の中で最大値を特定し、特定した最大値を、最大空間アクティビティ値６０３として出力する。最大空間アクティビティ値６０３は、第２空間アクティビティ値の一例である。

空間アクティビティ値比較部５０４は、最大空間アクティビティ値６０３を取得して、空間アクティビティ値の予め定められた第２閾値と比較する。そして、空間アクティビティ値比較部５０４は、符号化ツール決定部５０９へ比較結果を示す制御信号６０４を出力する。最大空間アクティビティ値６０３が第２閾値よりも大きい場合は、制御信号６０４は１に設定される。最大空間アクティビティ値６０３が第２閾値以下の場合、制御信号６０４は０に設定される。

小ブロッククラスター形成部５０５は、サンプル抽出部３１０によって抽出されたＯ×Ｐ配列の原画サンプル４０３を、入力サンプルＯｉｎとして取得する。そして、小ブロッククラスター形成部５０５は、このＯ×Ｐ配列の原画サンプル４０３を複数のＥ×Ｆの小ブロックに分割し、これらの小ブロックを複数の小ブロッククラスターにグループ化する。

小ブロッククラスターサンプル６０５の例を図８に示す。図８に示す例では、Ｅ及びＦは４であり、２４×２４の拡張マクロブロックが、３６個の４×４の小ブロックに分割される。

さらに、小ブロッククラスター形成部５０５は、３６個の小ブロックに基づいて、サイズの異なるＩ×Ｊの複数の小ブロッククラスターを形成する。図８に示す例では、２５個の８×８の小ブロッククラスターと、１２個の４×１６の小ブロッククラスターと、１２個の１６×４の小ブロッククラスターとが形成される。小ブロッククラスター形成部５０５は、形成した小ブロッククラスターサンプル６０５を小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部５０６に出力する。

小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部５０６は、小ブロッククラスターサンプル６０５を受け取り、受け取った複数の小ブロッククラスターサンプル６０５のそれぞれの空間アクティビティ値を算出する。なお、このとき算出される空間アクティビティ値は、本発明に係る小ブロッククラスターの複雑度を示す値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値の一例である。

そして、小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部５０６は、Ｏ×Ｐ配列の原画サンプル（拡張マクロブロック）に対応する小ブロッククラスター空間アクティビティ値６０６の全てを含む組を出力する。例えば、図８の例では、小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部５０６は、全部で４９個の小ブロッククラスター空間アクティビティ値６０６を算出して出力する。

最小値算出部５０７は、小ブロッククラスター空間アクティビティ値６０６の組の中で最小値を特定し、特定した最小値を、最小空間アクティビティ値６０７として出力する。最小空間アクティビティ値６０７は、第１空間アクティビティ値の一例である。

空間アクティビティ値比較部５０８は、最小空間アクティビティ値６０７を取得して、空間アクティビティ値の予め定められた第１閾値と比較する。そして、空間アクティビティ値比較部５０８は、符号化ツール決定部５０９へ比較結果を示す制御信号６０８を出力する。最小空間アクティビティ値６０７が第１閾値未満である場合は、制御信号６０８は１に設定される。最小空間アクティビティ値６０７が第１閾値以上の場合、制御信号６０８は０に設定される。

符号化ツール決定部５０９は、制御信号６０４及び６０８を取得し、「小分割用符号化ツール」と「大分割用符号化ツール」とのいずれに決定したかを示す符号化ツール決定信号４０５を出力する。具体的には、符号化ツール決定部５０９は、制御信号６０４及び６０８の両方が１であるときは、符号化ツール決定信号４０５を「小分割用符号化ツール」に設定する。さもなければ（制御信号６０４及び６０８のいずれか又は両方が１でなければ）、符号化ツール決定部５０９は、符号化ツール決定信号４０５を「大分割用符号化ツール」に設定する。

上述の信号表現の例では、符号化ツール決定信号４０５の値を１に設定することにより「小分割用符号化ツール」を示すことができる。また、符号化ツール決定信号４０５の値を０に設定することにより「大分割用符号化ツール」を示すことができる。符号化ツール決定信号４０５はその後、出力信号Ｄｏｕｔとして送信される。

図７に戻ると、予測タイプ評価部３２２は、利用可能予測タイプ情報４０１を取得し、対象マクロブロック用の予測タイプ候補としてインター予測モードを利用可能かどうかを評価する。そして、予測タイプ評価部３２２は、スイッチ部３２３に評価結果を示す制御信号４０６を出力する。

インター予測タイプを利用可能な場合、制御信号４０６は１に設定される。インター予測タイプを利用できない場合、制御信号４０６は０に設定される。例えば、利用可能予測タイプ情報４０１は、対象の原画ピクチャ４０２がＩピクチャとして符号化すべきピクチャであるか否かを示す情報である。原画ピクチャ４０２がＩピクチャとして符号化すべきピクチャである場合は、インター予測タイプを利用することができないため、予測タイプ評価部３２２は、制御信号４０６を０に設定する。

スイッチ部３２３は、制御信号４０６に応じて、符号化ツール決定信号４０５を、動きアクティビティ条件評価部３２４及びＯＲゲート部３２５のいずれに出力するかを決定する。具体的には、インター予測タイプが利用可能である場合は、符号化ツール決定信号を動きアクティビティ条件評価部３２４へ出力する。

つまり、スイッチ部３２３は、制御信号４０６が１であるときは、符号化ツール決定信号４０５を、符号化ツール決定信号４０７として、動きアクティビティ条件評価部３２４へ出力する。制御信号４０６が０であるときは、符号化ツール決定信号４０５を、符号化ツール決定信号４０８として、ＯＲゲート部３２５へ出力する。

動きアクティビティ条件評価部３２４は、対象ブロックの動きに基づいて、対象ブロックの符号化条件を決定する。具体的には、動きアクティビティ条件評価部３２４は、符号化ツール決定信号４０７と、利用可能予測タイプ情報４０１と、抽出されたＭ×Ｎ配列の原画サンプル４０４と、再構築ピクチャ４１４とを入力として取得する。動きアクティビティ条件評価部３２４は、動きアクティビティ条件を評価し、符号化ツール決定信号４０９と、Ｍ×Ｎ配列のインター予測サンプル４１０とを出力する。

動きアクティビティ条件評価部３２４を、図１０においてさらに詳細に説明する。なお、図１０は、本発明の実施の形態２に係る動きアクティビティ条件評価部３２４の構成の一例を示すブロック図である。

図１０に示すように、動きアクティビティ条件評価部３２４は、参照ピクチャ選択部７０１と、動き予測部７０２と、動き補償部７０３と、コスト算出部７０４と、コスト比較部７０５と、動きベクトル比較部７０６と、符号化ツール決定初期化部７０７と、２つのスイッチ部７０８及び７０９とを備える。

参照ピクチャ選択部７０１は、再構築ピクチャ４１４と利用可能予測タイプ情報４０１とを入力として受け付け、１つ以上の選択された参照ピクチャ８０１の組を動き予測プロセスで用いるために出力する。

動き予測部７０２は、対象ブロックの動きベクトルを算出する。具体的には、動き予測部７０２は、参照ピクチャ８０１の組を取得し、これらの参照ピクチャ８０１を用いて動き予測を行い、参照ピクチャインデックス８０２の組と動きベクトル８０３の組とを出力する。

動きベクトル比較部７０６は、動きベクトル８０３の組を取得して予め定められた第３閾値と比較する。そして、動きベクトル比較部７０６は、比較結果を示す制御信号８０４を出力する。

動きベクトルの絶対値が第３閾値より大きい場合、具体的には、動きベクトルの各成分の絶対値が全て予め定められた動きベクトル閾値よりも大きい場合、動きベクトル比較部７０６は、制御信号８０４を１に設定する。動きベクトルの絶対値が第３閾値以下である場合、動きベクトル比較部７０６は、制御信号８０４を０に設定する。

動き補償部７０３は、参照ピクチャインデックス８０２の組と、動きベクトル８０３の組と、再構築ピクチャ４１４の組とを取得する。動き補償部７０３は、対象マクロブロックの予測画像、具体的には、Ｍ×Ｎ配列のインター予測サンプル４１０を出力する。

コスト算出部７０４は、Ｍ×Ｎ配列のインター予測サンプル４１０と、Ｍ×Ｎ配列の原画サンプル４０４と、動きベクトル８０３の組とを取得する。コスト算出部７０４は、コスト比較部７０５にコスト値８０７を出力する。コスト値８０７の例は、後で説明する。

コスト比較部７０５は、コスト値８０７を取得し、取得したコスト値８０７と予め定められた第４閾値とを比較する。そして、コスト比較部７０５は、スイッチ部７０９へ比較結果を示す制御信号８０８を出力する。

算出されたコスト値が第４閾値未満である場合、コスト比較部７０５は、制御信号８０８を１に設定する。コスト値が第４閾値以上である場合、コスト比較部７０５は、制御信号８０８を０に設定する。

符号化ツール決定初期化部７０７は、「大分割用符号化ツール」を示す初期化信号８０５を生成する。上述したように、「大分割用符号化ツール」を示す信号は、２進数の値の１によって示しているので（例えば、符号化ツール決定信号４０５など）、初期化信号８０５も同様に、２進数の値１によって表現できる。

スイッチ部７０８は、制御信号８０４に応じて、符号化ツール決定信号４０７と初期化信号８０５とのいずれを、符号化ツール決定信号８０６として出力するかを制御する。具体的には、スイッチ部７０８は、動きベクトルの絶対値が第３閾値より大きい場合、すなわち、制御信号８０４が１である場合、初期化信号８０５を符号化ツール決定信号８０６として出力する。言い換えると、動きベクトルの絶対値が第３閾値より大きい場合は、符号化ツール決定信号８０６が示す符号化ツールとして、「大分割用符号化ツール」が選択される。

動きベクトルの絶対値が第３閾値以下である場合、すなわち、制御信号８０４が０である場合、スイッチ部７０８は、符号化ツール決定信号４０７を符号化ツール決定信号８０６として出力する。言い換えると、動きベクトルの絶対値が第３閾値以下である場合は、符号化ツール決定信号８０６が示す符号化ツールとして、空間アクティビティ条件評価部３２１によって決定された符号化ツールが選択される。

スイッチ部７０９は、制御信号８０８に応じて、符号化ツール決定信号８０６と初期化信号８０５とのいずれを、符号化ツール決定信号４０９として出力するかを制御する。具体的には、スイッチ部７０９は、コスト値が第４閾値未満の場合、すなわち、制御信号８０８が１である場合、初期化信号８０５を符号化ツール決定信号４０９として出力する。言い換えると、コスト値が第４閾値より小さい場合は、符号化ツール決定信号４０９が示す符号化ツールとして、「大分割用符号化ツール」が選択される。

コスト値が第４閾値以上である場合、すなわち、制御信号８０８が０である場合、スイッチ部７０９は、符号化ツール決定信号８０６を符号化ツール決定信号４０９として出力する。符号化ツール決定信号８０６は、出力信号Ｄｏｕｔとして送信される。

図７に戻ると、ＯＲゲート部３２５は、符号化ツール決定信号４０８及び４０９が利用可能かどうかによって、最終符号化ツール決定信号４１１を出力する。最終符号化ツール決定信号４１１は、最終的に決定された符号化ツール情報を含む。

具体的には、ＯＲゲート部３２５は、符号化ツール決定信号４０８及び４０９の少なくとも一方が１であれば、１を示す最終符号化ツール決定信号４１１を出力する。言い換えると、空間アクティビティ条件評価部３２１及び動きアクティビティ条件評価部３２４の少なくとも一方で「大分割用符号化ツール」が選択された場合、ＯＲゲート部３２５は、「大分割用符号化ツール」を選択したことを示すように、最終符号化ツール決定信号４１１を１に設定する。

また、ＯＲゲート部３２５は、符号化ツール決定信号４０８及ぶ４０９の双方が０であれば、０を示す最終符号化ツール決定信号４１１を出力する。言い換えると、空間アクティビティ条件評価部３２１及び動きアクティビティ条件評価部３２４の双方で「小分割用符号化ツール」が選択された場合、ＯＲゲート部３２５は、「小分割用符号化ツール」を選択したことを示すように、最終符号化ツール決定信号４１１を０に設定する。

符号化部３３０は、画像符号化部３３１と、画像復号部３３２と、ピクチャメモリ部３３３と、エントロピー符号化部３３４とを備える。

画像符号化部３３１は、最終符号化ツール決定信号４１１と、利用可能予測タイプ情報４０１と、Ｍ×Ｎ配列の原画サンプル４０４とを入力として用いる。また、本実施の形態において、画像符号化部３３１は、Ｍ×Ｎ配列の対象マクロブロックを符号化するために用いる追加的な入力として、Ｍ×Ｎ配列のインター予測サンプル４１０を取得する。

画像符号化部３３１は、最終符号化ツール決定信号４１１によって選択された２組の予め定められた符号化ツールのうちの１組を用いて、対象マクロブロックに対し画像符号化プロセスを実施する。

具体的には、画像符号化部３３１は、イントラ予測、予測サンプルとの差分演算、周波数変換、及び、量子化などの処理を行うことで、Ｍ×Ｎ配列の量子化残差４１２を生成する。そして、画像符号化部３３１は、エントロピー符号化部３３４と画像復号部３３２とへＭ×Ｎ配列の量子化残差４１２を出力する。

エントロピー符号化部３３４は、Ｍ×Ｎ配列の量子化残差４１２をエントロピー符号化することで、圧縮ビットストリーム４１５を生成する。そして、エントロピー符号化部３３４は、生成した圧縮ビットストリーム４１５を出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。なお、エントロピー符号化部３３４は、エントロピー符号化に限らず、他の可変長符号化を行ってもよい。

画像復号部３３２は、量子化残差４１２を復号して再構築する。本実施の形態の例において、画像復号部３３２は、Ｍ×Ｎ配列の対象マクロブロックサンプルを再構築するために用いるＭ×Ｎ配列のインター予測サンプル４１０を取得してもよい。画像復号部３３２は、最終的に、Ｍ×Ｎ配列の再構築サンプル４１３を出力し、ピクチャメモリ部３３３に再構築サンプル４１３を格納する。

ピクチャメモリ部３３３は、再構築サンプル４１３、いわゆるローカルデコード画像を格納するためのメモリである。ピクチャメモリ部３３３に格納される再構築サンプル４１３は、動きアクティビティ条件評価部３２４によって、参照画像として参照される。

以上の構成に示すように、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置３００は、空間アクティビティ条件の評価を行う空間アクティビティ条件評価部３２１と、動きアクティビティ条件の評価を行う動きアクティビティ条件評価部３２４とを備える。そして、画像符号化装置３００は、評価結果に基づいて対象ブロックの符号化条件を決定し、決定した符号化条件に従って対象ブロックを符号化する。

これにより、空間アクティビティ条件及び動きアクティビティ条件など画像の特徴を利用して符号化条件を選択するので、画質の劣化を抑制することができる。

続いて、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置３００の動作の一例について説明する。図１１は、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置３００の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、サンプル抽出部３１０は、対象非圧縮原画ピクチャからＯ×Ｐ配列の原画サンプルを抽出する（Ｓ３１０）。ここで、Ｏは幅におけるサンプル数を示し、ＯはＭより大きいか同数である。また、Ｐは高さにおけるサンプル数を示し、ＰはＮより大きいか同数である。Ｏ及びＰの値は、例えば、それぞれ２４である。Ｏ×Ｐ配列の原画サンプルは対象マクロブロックを含み、図８に示されるように対象マクロブロック内のＭ×Ｎサンプルの全てを含む。

説明を分かりやすくするため、上記及び以降の説明において、「拡張マクロブロック」を、対象マクロブロックを囲むＯ×Ｐ配列の原画サンプルを示す用語として用いている。なお、サンプル抽出部３１０は、Ｏ×Ｐ配列の原画サンプル（すなわち、拡張マクロブロック）以外にも、対象マクロブロックを構成するＭ×Ｎ配列の原画サンプルも出力する。

次に、空間アクティビティ条件評価部３２１は、対象マクロブロックを符号化するのに最適な符号化ツールを選択するための第１の条件として、空間アクティビティ条件を評価する（Ｓ３２０）。空間アクティビティ条件評価部３２１の具体的な動作を、図１２においてさらに詳細に説明する。図１２は、本発明の実施の形態２に係る空間アクティビティ条件評価部３２１の動作の一例を示すフローチャートである。

図１２に示すように、空間アクティビティ条件評価部３２１は、大ブロック単位で処理を行うことにより、第２空間アクティビティ値を算出する（Ｓ４１０）。上述したように、第２空間アクティビティ値は、大ブロック毎に算出された空間アクティビティ値の中で、最大の値である。具体的な処理については、図１３を用いて後で説明する。

次に、空間アクティビティ値比較部５０４は、第２空間アクティビティ値と第２閾値とを比較する（Ｓ４２０）。第２空間アクティビティ値が第２閾値以下である場合（Ｓ４２０でＮｏ）、符号化ツール決定部５０９は、対象マクロブロックに用いる符号化条件として、大分割用の第２符号化条件を決定する（Ｓ４６０）。

上記の処理（Ｓ４１０、Ｓ４２０）を言い換えると、まず、空間アクティビティ条件評価部３２１は、大ブロック単位で対象マクロブロックの空間アクティビティ値を算出する。つまり、空間アクティビティ条件評価部３２１は、大ブロック単位で対象マクロブロックの複雑度（又は、平坦度）を算出する。

そして、空間アクティビティ条件評価部３２１は、大ブロック毎の空間アクティビティ値の最大値が閾値より大きいか否かを判定する。すなわち、空間アクティビティ条件評価部３２１は、対象マクロブロックを構成する複数の大ブロックのうち、最も複雑なブロックの複雑度が閾値より大きいか否かを判定する。最も複雑なブロックの複雑度が閾値以下である場合は、大分割用の符号化ツールが選択される。

最も複雑なブロックの複雑度が閾値以下であるということは、対象マクロブロックの平坦度が高いということである。すなわち、対象マクロブロックの情報量が少ないことを示しており、大分割用の符号化ツールを用いて圧縮率を高めることで、符号量の節約を図ることができる。また、画像が複雑であるため、歪みは目立ちにくく、大分割用の符号化ツールを用いたとしても、主観的な画質の劣化を抑制することができる。

第２空間アクティビティ値が第２閾値より大きい場合は（Ｓ４２０でＹｅｓ）、空間アクティビティ条件評価部３２１は、小ブロッククラスター単位で処理を行うことにより、第１空間アクティビティ値を算出する（Ｓ４３０）。上述したように、第１空間アクティビティ値は、小ブロッククラスター毎に算出された空間アクティビティ値の中で、最小の値である。具体的な処理については、図１３を用いて後で説明する。

次に、空間アクティビティ値比較部５０８は、第１空間アクティビティ値と第１閾値とを比較する（Ｓ４４０）。第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合（Ｓ４４０でＹｅｓ）、符号化ツール決定部５０９は、対象マクロブロックに用いる符号化条件として、小分割用の第１符号化条件を決定する（Ｓ４５０）。

上記の処理（Ｓ４３０、Ｓ４４０）を言い換えると、空間アクティビティ条件評価部３２１は、小ブロッククラスター単位で対象マクロブロックの空間アクティビティ値を算出する。言い換えると、空間アクティビティ条件評価部３２１は、小ブロッククラスター単位で対象マクロブロックの複雑度（又は、平坦度）を算出する。

そして、空間アクティビティ条件評価部３２１は、小ブロッククラスター毎の空間アクティビティ値の最小値が閾値より小さいか否かを判定する。すなわち、空間アクティビティ条件評価部３２１は、対象マクロブロックの一部をそれぞれが含む複数の小ブロッククラスターのうち、最も平坦な小ブロッククラスターの複雑度が閾値より小さいか否かを判定する。最も平坦な小ブロッククラスターの複雑度が閾値より小さい場合には、小分割用の符号化ツールが選択される。

最も平坦な小ブロッククラスターの複雑度が閾値より小さいということは、対象マクロブロックの一部に平坦度の高い領域が含まれているということである。すなわち、平坦な領域に歪みが広がった場合に、主観的な画質の劣化が目立ってしまう領域を対象マクロブロックが含んでいることを意味する。

したがって、最も平坦な小ブロッククラスターの複雑度が閾値より小さい場合に、小分割用の符号化ツールを用いることで、図３に示すように、歪みが広がってしまうことを抑制することができる。ゆえに、主観的な画質の劣化を抑制することができる。

第１空間アクティビティ値が第１閾値以上である場合は（Ｓ４４０でＮｏ）、符号化ツール決定部５０９は、対象マクロブロックに用いる符号化条件として、大分割用の第２符号化条件を決定する（Ｓ４６０）。第１空間アクティビティ値が第１閾値以上であるということは、対象マクロブロックには平坦度の高い領域が含まれていないことを意味する。したがって、対象マクロブロック内に歪みが広がったとしても、主観的な画質の劣化が目立たない。このため、大分割用の第２符号化条件を選択することで、符号量を削減することができる。

続いて、図１２に示すフローチャートのより詳細な動作について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態２に係る空間アクティビティ条件評価部３２１の詳細な動作の一例を示すフローチャートである。なお、図１２に示す動作と同じ動作については、同じ参照符号を付している。

まず、大ブロック分割部５０１は、Ｍ×Ｎの対象マクロブロックを、複数のＧ×Ｈの大ブロックに分割する（Ｓ４１１）。ここで、Ｇは、幅におけるサンプル数を表し、このＧでＭを割り切ることができる。また、Ｈは、高さにおけるサンプル数を表し、このＨでＮを割り切ることができる。Ｇ及びＨの値は、例えば、それぞれ８である。図８には、Ｍ×Ｎのマクロブロックを、複数のＧ×Ｈの大ブロックに分割する例を示す。

次に、大ブロック空間アクティビティ値算出部５０２は、複数の大ブロックのそれぞれの空間アクティビティ値（大ブロック空間アクティビティ値）を算出する（Ｓ４１２）。空間アクティビティ値は、大ブロック内のサンプル値の変動量を示す。空間アクティビティ値は、ゼロ以上である。大ブロックの空間アクティビティ値（ＬａｒｇｅＢｌｏｃｋＳｐａｔｉａｌＡｃｔ）の算出方法は、例えば、以下の（式１）で示される。

ここで、大ブロックの空間アクティビティ値は、大ブロック内のサンプル値の統計的分散として求められる。ここで、ｘ（ｈ，ｇ）は、大ブロック内の位置（ｈ，ｇ）におけるサンプル値を表す。

また、大ブロックの空間アクティビティ値の他の算出方法は、例えば、以下の（式２）及び（式３）で示される。

ここで、ＳｍａｌｌＢｌｏｃｋは、Ｅ×Ｆサンプルの小ブロックを表す。Ｅは、幅におけるサンプル数を表し、このＥでＧ（大ブロックの幅）を割り切ることができる。また、Ｆは、高さにおけるサンプル数を表し、このＦでＨ（大ブロックの高さ）を割り切ることができる。Ｅ及びＦの値は、例えば、それぞれ４である。

ＳｍａｌｌＢｌｏｃｋＳｐａｔｉａｌＡｃｔは、小ブロック内のサンプル値の統計的分散として求められる小ブロックの空間アクティビティ値を表す。ここで、Ｂは、対象大ブロック内の小ブロックの数を示し、ｘ（ｆ，ｅ）は、小ブロック内の位置（ｆ，ｅ）におけるサンプル値を表し、ｍｉｎ（・）は、最小限の値／最小値を表す。図８には、Ｏ×Ｐの拡張マクロブロックを、複数のＥ×Ｆの小ブロックに分割する例を示す。

また、大ブロックの空間アクティビティ値の他の算出方法は、例えば、以下の（式４）で示される。

ＳｍａｌｌＢｌｏｃｋＳｐａｔｉａｌＡｃｔは、（式３）と同様に、小ブロック内のサンプル値の統計的分散として求められる小ブロックの空間アクティビティ値を表す。ここで、Ｂは、対象大ブロック内の小ブロックの数を示し、ｍｉｎ（・）は、最小限の値／最小値を表し、ｍａｘ（・）は、最大限の値／最大値を表す。

大ブロックの空間アクティビティ値の算出後、最大値算出部５０３は、対象マクロブロックにおける全ての大ブロックの中で、最大の空間アクティビティ値である第２空間アクティビティ値を求める（Ｓ４１３）。

次に、空間アクティビティ値比較部５０４は、大ブロック内で最大の空間アクティビティ値と、空間アクティビティ値に関する予め定められた第２閾値と比較する（Ｓ４１４）。予め定められた第２閾値は、例えば、整数値である。

大ブロック内で最大の空間アクティビティ値が、第２閾値以下である場合（Ｓ４２０でＮｏ）、符号化ツール決定部５０９は、符号化ツールとして「大分割用符号化ツール」を決定し、設定する（Ｓ４６０）。

大ブロック内で最大の空間アクティビティ値が、第２閾値より大きい場合（Ｓ４２０でＹｅｓ）、空間アクティビティ条件の評価が続けられる。

小ブロッククラスター形成部５０５は、Ｍ×Ｎの対象マクロブロックを含むＯ×Ｐの拡張マクロブロックに基づいて、Ｉ×Ｊの複数の小ブロッククラスターを形成する（Ｓ４３１）。ここで、Ｉは幅におけるサンプル数を表し、このＩはＥ（小ブロックの幅）で割り切ることができる。また、Ｊは高さにおけるサンプル数を表し、このＪはＦ（小ブロックの高さ）で割り切ることができる。

小ブロッククラスターが異なれば、Ｉ及びＪの値も異なる場合がある。（Ｉ，Ｊ）の値は、例えば、（８，８）、（１６，４）、（４，１６）、（４，１２）、（１２，４）である。各小ブロッククラスターは、Ｍ×Ｎのマクロブロック内に位置する１つ以上の小ブロックを含む。図８には、Ｏ×Ｐの拡張マクロブロックを複数のＥ×Ｆの小ブロックに分割し、これらのＥ×Ｆの小ブロックに基づいてサイズが異なるＩ×Ｊの小ブロッククラスターを複数形成する例を示す。

次に、小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部５０６は、複数の小ブロッククラスターのそれぞれの空間アクティビティ値（小ブロッククラスター空間アクティビティ値）を算出する（Ｓ４３２）。この空間アクティビティ値は、小ブロッククラスター内のサンプル値の変動量を示す。小ブロッククラスターの空間アクティビティ値の算出方法は、例えば、以下の（式５）で示される。

また、小ブロッククラスターの空間アクティビティ値の他の算出方法は、例えば、以下の（式６）で示される。

ここで、ＳｍａｌｌＢｌｏｃｋＳｐａｔｉａｌＡｃｔは、（式３）と同様に、小ブロック内のサンプル値の統計的分散として求められる小ブロックの空間アクティビティ値を表す。ここで、Ｂは、対象小ブロッククラスター内の小ブロックの数を示す。

小ブロッククラスター内の空間アクティビティ値の算出後、最小値算出部５０７は、対象拡張マクロブロック内の全ての小ブロッククラスターの中で、最小空間アクティビティ値である第１空間アクティビティ値を求める（Ｓ４３３）。

そして、空間アクティビティ値比較部５０８は、小ブロッククラスター中の最小空間アクティビティ値を、空間アクティビティ値に関する予め定められた第１閾値と比較する（Ｓ４３４）。第２閾値は、例えば、整数値である。

小ブロッククラスター中の最小空間アクティビティ値が、第１閾値未満である場合（Ｓ４４０でＹｅｓ）、符号化ツール決定部５０９は、符号化ツールとして「小分割用符号化ツール」を決定し、設定する（Ｓ４５０）。

小ブロッククラスター中の最小空間アクティビティ値が、第１閾値未満でない場合（Ｓ４４０でＮｏ）、符号化ツール決定部５０９は、符号化ツールとして「大分割用符号化ツール」を決定し、設定する。

以上のようにして、空間アクティビティ条件評価部３２１は、対象マクロブロックの空間アクティビティ値に基づいて、対象マクロブロックの符号化ツールを決定する。

なお、本発明の実施の形態２では、上記の説明に示すように、大ブロック単位での空間アクティビティ値の比較を行い、第２空間アクティビティ値が第２閾値以下の場合のみ、小ブロッククラスター単位での空間アクティビティ値の比較を行ってもよい。あるいは、大ブロック単位での空間アクティビティ値の比較と、小ブロッククラスター単位での空間アクティビティ値の比較とを並列処理で行ってもよい。

図１１に戻ると、次に、予測タイプ評価部３２２は、対象マクロブロックにインター予測モードを適用することができるか否かを判定する（Ｓ３３０）。具体的には、予測タイプ評価部３２２は、対象マクロブロックを含む対象ピクチャがインター符号化されるかどうかをチェックする。インター符号化されるピクチャは、符号化済みの参照ピクチャから得られる（通常、動き補償された）予測結果を用いて符号化される。

対象ピクチャがインター符号化されない場合（Ｓ３３０でＮｏ）、空間アクティビティ条件を評価することにより決定された符号化ツールが用いて、符号化部３３０は、対象マクロブロックを符号化する（Ｓ３５０）。

対象ピクチャがインター符号化される場合（Ｓ３３０でＹｅｓ）、動きアクティビティ条件評価部３２４は、対象マクロブロックを符号化するには最適な符号化ツールを選択するための第２の条件として、動きアクティビティ条件を評価する（Ｓ３４０）。なお、空間アクティビティ条件評価部３２１によって決定された符号化ツールは、図１４において詳細に示されるように、動きアクティビティ条件評価部３２４によって変更される場合がある。

以下では、動きアクティビティ条件評価部３２４の具体的な動作を、図１４においてさらに詳細に説明する。図１４は、本発明の実施の形態２に係る動きアクティビティ条件評価部３２４の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、参照ピクチャ選択部７０１は、ピクチャメモリ部４１４に格納された再構築ピクチャグループから、複数の参照ピクチャ候補を選択する（Ｓ５０１）。この場合のピクチャは、フレームピクチャ又はフィールドピクチャとして参照されうる。

次に、動き予測部７０２は、参照ピクチャ候補に対して動き予測を行うことで、Ｍ×Ｎサンプルの非圧縮原画マクロブロック用に複数の動きベクトルのセットを導出する（Ｓ５０２）。導出された複数の動きベクトルのそれぞれは、参照先の参照ピクチャに関連付けられる。

次に、動き補償部７０３は、導出された複数の動きベクトルのセットを用いて、関連する参照ピクチャに対して動き補償を行うことで、Ｍ×Ｎサンプルの予測ブロックを導出する（Ｓ５０３）。

次に、コスト算出部７０４は、導出されたＭ×Ｎサンプルの予測ブロックとＭ×Ｎサンプルの原画ブロックとの間のサンプル値の差分に基づいて、コスト値を算出する（Ｓ５０４）。コスト値を求める式は、例えば、以下の（式７）で示される。

ここで、ＤｉｆｆＣｏｓｔは、予測サンプルと原画サンプルとの間の差分に応じて求められるコスト成分である。ＤｉｆｆＣｏｓｔの計算結果の一例として、予測サンプルと原画サンプルとの間の差分絶対値和がある。Ｌａｍｂｄａは、一定の値である。ＭＶＣｏｓｔは、導出された動きベクトルに応じて求められるコスト値を表す。Ｌａｍｂｄａは、ゼロ値でもよく、その場合、ＭＶＣｏｓｔ成分を無視してもよい。

上記の処理（Ｓ５０１〜Ｓ５０４）を実施することにより、対象原画ピクチャと先行する復号ピクチャとの間の相関を求める。（式７）に示されるように、コスト値が小さければ小さいほど、相関は高くなる。

次に、動きベクトル比較部７０６は、動き予測部７０２によって導出された動きベクトルの絶対値と、動きベクトルの予め定められた第３閾値とを比較する（Ｓ５０５）。動きベクトルの予め定められた第３閾値は、例えば、整数値である。

動きベクトルの各成分の絶対値が動きベクトルの予め定められた第３閾値よりも大きい場合（Ｓ５０６でＹｅｓ）、符号化ツール決定初期化部７０７によって、符号化ツールは「大分割用符号化ツール」に決定されて設定される（Ｓ５０９）。そして、動きアクティビティ条件評価プロセスは終了する。

なお、動きベクトルが第３閾値より大きいということは、ピクチャ間の動きが大きく、連続性が小さいということを意味する。したがって、対象マクロブロックに歪みが発生したとしても、ピクチャ間の動きが大きいために、主観的な画質の劣化は抑制される。このため、動きが大きい場合に「大分割用符号化ツール」を選択することで、符号化効率を高めることができる。

動きベクトルの１つ以上の成分の絶対値が動きベクトルの予め定められた第３閾値以下である場合（Ｓ５０６でＮｏ）、コスト比較部７０５は、コスト算出部７０４によって算出されたコスト値と、コスト値の予め定められた第４閾値とを比較する（Ｓ５０７）。第４閾値は、例えば、整数値である。

算出されたコスト値が第４閾値未満である場合（Ｓ５０８でＹｅｓ）、符号化ツール決定初期化部７０７によって、符号化ツールは「大分割用符号化ツール」に決定されて設定される（Ｓ５０９）。そして、動きアクティビティ条件評価プロセスは終了する。

なお、コスト値は、上述したように、差分絶対値和などに基づいて算出される値であり、コスト値が小さいほど符号化効率が良いことを意味する。すなわち、コスト値が第４閾値未満であるということは、符号化効率が十分に優れているため、「大分割用符号化ツール」を選択することで、符号化効率を十分に高めることができる。

算出されたコスト値が第４閾値以上である場合（Ｓ５０８でＮｏ）、空間アクティビティ条件評価部３２１によって決定された符号化ツールは変更されずに、動きアクティビティ条件評価プロセスは終了する。つまり、空間アクティビティ条件評価部３２１による符号化条件の決定結果に基づいて、符号化条件が決定される。

図１１に戻ると、符号化部３３０は、上記のようにして選択された符号化ツールを用いて、対象マクロブロックの画像を符号化する（Ｓ３５０）。

以上のように、本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置３００は、空間アクティビティ条件と動きアクティビティ条件との評価を行い、評価結果に基づいて、対象ブロックを符号化する際の符号化条件を決定する。

具体的には、画像符号化装置３００は、動きベクトルの絶対値が第３閾値より大きい場合は、対象ブロックを大きい分割サイズのサブブロック毎に符号化するような符号化条件（大分割用の符号化条件）を決定する。これにより、大分割用の符号化条件を選択することで、動きが大きい場合は、画像（ピクチャ）間の連続性が小さいために、圧縮率を優先することが好ましい。

また、画像符号化装置３００は、動きベクトルの絶対値が第３閾値以下で、かつ、コスト値が第４閾値より小さい場合も、大分割用の符号化条件を決定する。これにより、コスト値が第４閾値より小さいということは、効果的に対象ブロックを符号化できることを示すので、大分割用の符号化条件を決定することで、符号化効率を高めることができる。

また、画像符号化装置３００は、動きベクトルの絶対値が第３閾値以下で、かつ、コスト値が第４閾値より大きい場合は、対象ブロック及び拡張ブロックの空間アクティビティ条件の評価結果に従って、対象ブロックの符号化条件を決定する。

具体的には、画像符号化装置３００は、対象ブロックに含まれる複数の大ブロックの空間アクティビティ値を算出し、算出した空間アクティビティ値の最大値である第２空間アクティビティ値が第２閾値以下である場合に、大分割用の符号化条件を決定する。これにより、第２空間アクティビティ値が第２閾値以下である場合、対象ブロックは情報量が少ないブロックであるので、大分割用の符号化条件を利用することで、効果的に符号化効率を高めることができる。

また、画像符号化装置３００は、第２空間アクティビティ値が第２閾値より大きい場合に、拡張ブロックに含まれる複数の小ブロッククラスターの空間アクティビティ値を算出する。そして、画像符号化装置３００は、算出した空間アクティビティ値の最小値である第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合に、対象ブロックを小さい分割サイズのサブブロック毎に符号化するような符号化条件（小分割用の符号化条件）を決定する。

第２空間アクティビティ値が第２閾値より大きい場合は、対象ブロックの情報量が多いために、大分割用の符号化条件を決定したとしても、第２空間アクティビティ値が第２閾値以下の場合程の効果は得られない。したがって、第１空間アクティビティ値と第１閾値との比較を行い、第１空間アクティビティ値が第１閾値より小さい場合は、小分割用の符号化条件を選択する。

つまり、画像符号化装置３００は、対象ブロックの少なくとも一部に平坦な領域を含む場合は、小分割用の符号化条件を選択する。これにより、平坦な画像にリンギングアーチファクトやブロッキングアーチファクトが発生するのを抑制することができ、画質の劣化を抑制することができる。

また、小ブロッククラスターの空間アクティビティ値を算出する際には、対象ブロックを含み、対象ブロックより大きなサイズの拡張ブロックに基づいて、小ブロッククラスターを生成するので、対象ブロックだけではなく、周囲の画像情報を利用することができる。例えば、対象ブロックの一部の領域の複雑度が低い場合、すなわち、当該領域が平坦である場合に、周囲のブロックに含まれる領域も平坦であるか否かに基づいて、符号化条件を決定することができる。

対象ブロックの一部の領域（対象領域）が平坦であり、かつ、周囲のブロックも平坦である場合には、対象領域に歪みが広がった場合に、その歪みが目立ち、画質が劣化してしまう。逆に、対象領域が平坦であり、かつ、周囲のブロックは複雑である場合、周囲が複雑であるため、対象領域に歪みが広がったとしても、その歪みは目立たないので、画質の劣化は抑制される。

したがって、本発明の実施の形態２のように、対象領域と周囲のブロックの領域とを含む小ブロッククラスターの空間アクティビティ値を利用することで、周囲のブロックの画像情報に基づいて符号化条件の選択を行うことができる。具体的には、上述したように、小ブロッククラスターの空間アクティビティ値の最小値が第１閾値以下である場合は、小分割用の第１符号化条件を、対象ブロックの符号化条件として選択する。これにより、周囲の画像も平坦である場合に、小さい分割サイズで符号化するので、対象ブロック内で歪みが広がらないようにすることができ、画質の劣化を抑制することができる。

なお、図１４に示すフローチャートにおいて、コスト値の比較を行わなくてもよい。具体的には、コスト値の算出（Ｓ５０４）と、コスト値の比較（Ｓ５０７及びＳ５０８）とを行わなくてもよい。

つまり、動きベクトルの絶対値が第３閾値より大きい場合は、大分割用符号化ツールを選択し、動きベクトルの絶対値が第３閾値以下である場合は、空間アクティビティ条件の評価による符号化条件の決定結果に基づいて、符号化条件を決定してもよい。

また、上記の実施の形態１に係る画像符号化装置１００は、図５に示すフローチャートにおいては、図６に示すように空間アクティビティ条件に基づいて符号化条件を決定したが、動きアクティビティ条件のみに基づいて、符号化条件を決定してもよい。具体的には、図１５に示すように、動きベクトルの大きさに基づいて符号化条件を決定してもよい。

まず、符号化条件決定部は、対象ブロックの動きベクトルを算出する（Ｓ６１０）。具体的には、符号化条件決定部は、参照ピクチャの選択及び動き予測を行うことで、対象ブロックの動きベクトルを算出する。

次に、符号化条件決定部は、算出した動きベクトルと予め定められた第３閾値とを比較する（Ｓ６２０）。動きベクトルが第３閾値以下である場合は（Ｓ６２０でＮｏ）、小分割用の第１符号化条件（「小分割用符号化ツール」）を、対象ブロックの符号化条件として決定する（Ｓ６３０）。動きベクトルが第３閾値より大きい場合は（Ｓ６２０でＹｅｓ）、大分割用の第２符号化条件（「大分割用符号化ツール」）を、対象ブロックの符号化条件として決定する（Ｓ６４０）。

以上のように、動きベクトルのみに基づいて符号化条件を決定してもよい。上述のように、動きが大きい場合に「大分割用符号化ツール」を選択することで、符号化効率を高めることができる。この場合、「小分割用符号化ツール」を選択した場合に比べて、対象マクロブロックに歪みが広がりやすいが、ピクチャ間の動きが大きいために、主観的な画質の劣化は抑制される。
（実施の形態３）
上記実施の形態で示した画像符号化方法又は画像復号方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。

さらにここで、上記実施の形態で示した画像符号化方法及び画像復号方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。

図１６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０が設置されている。

このコンテンツ供給システムｅｘ１００は、インターネットｅｘ１０１にインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２及び電話網ｅｘ１０４、及び、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５などの各機器が接続される。

しかし、コンテンツ供給システムｅｘ１００は図１６のような構成に限定されず、いずれかの要素を組み合わせて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網ｅｘ１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。

カメラｅｘ１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラｅｘ１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ｅｘ１１４は、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、もしくはＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）の携帯電話機、又は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等であり、いずれでも構わない。

コンテンツ供給システムｅｘ１００では、カメラｅｘ１１３等が基地局ｅｘ１０９、電話網ｅｘ１０４を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラｅｘ１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記実施の形態で説明したように符号化処理を行い、ストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号処理して再生する。

なお、撮影したデータの符号化処理はカメラｅｘ１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバｅｘ１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバｅｘ１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラｅｘ１１３に限らず、カメラｅｘ１１６で撮影した静止画像及び／又は動画像データを、コンピュータｅｘ１１１を介してストリーミングサーバｅｘ１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラｅｘ１１６、コンピュータｅｘ１１１、ストリーミングサーバｅｘ１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。

また、これら符号化処理及び復号処理は、一般的にコンピュータｅｘ１１１及び各機器が有するＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）ｅｘ５００において処理する。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、画像符号化用及び画像復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化処理及び復号処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ｅｘ１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ｅｘ１１４が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。

また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。

以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができ、特別な権利又は設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。

このコンテンツ供給システムを構成する各機器の符号化、復号には上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号方法を用いるようにすればよい。

その一例として携帯電話ｅｘ１１４について説明する。

図１７は、上記実施の形態で説明した画像符号化方法と画像復号方法を用いた携帯電話ｅｘ１１４を示す図である。携帯電話ｅｘ１１４は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ６０１、ＣＣＤカメラ等の映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ６０３、カメラ部ｅｘ６０３で撮影した映像、アンテナｅｘ６０１で受信した映像等が復号されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ｅｘ６０２、操作キーｅｘ６０４群から構成される本体部、音声出力をするためのスピーカ等の音声出力部ｅｘ６０８、音声入力をするためのマイク等の音声入力部ｅｘ６０５、撮影した動画もしくは静止画のデータ、受信したメールのデータ、動画のデータもしくは静止画のデータ等、符号化されたデータ又は復号されたデータを保存するための記録メディアｅｘ６０７、携帯電話ｅｘ１１４に記録メディアｅｘ６０７を装着可能とするためのスロット部ｅｘ６０６を有している。記録メディアｅｘ６０７はＳＤカード等のプラスチックケース内に電気的に書換え及び消去が可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭの一種であるフラッシュメモリ素子を格納したものである。

さらに、携帯電話ｅｘ１１４について図１８を用いて説明する。携帯電話ｅｘ１１４は表示部ｅｘ６０２及び操作キーｅｘ６０４を備えた本体部の各部を統括的に制御するようになされた主制御部ｅｘ７１１に対して、電源回路部ｅｘ７１０、操作入力制御部ｅｘ７０４、画像符号化部ｅｘ７１２、カメラインターフェース部ｅｘ７０３、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）制御部ｅｘ７０２、画像復号部ｅｘ７０９、多重分離部ｅｘ７０８、記録再生部ｅｘ７０７、変復調回路部ｅｘ７０６及び音声処理部ｅｘ７０５が同期バスｅｘ７１３を介して互いに接続されている。

電源回路部ｅｘ７１０は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりカメラ付デジタル携帯電話ｅｘ１１４を動作可能な状態に起動する。

携帯電話ｅｘ１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等でなる主制御部ｅｘ７１１の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ｅｘ６０５で集音した音声信号を音声処理部ｅｘ７０５によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して送信する。また携帯電話ｅｘ１１４は、音声通話モード時にアンテナｅｘ６０１で受信した受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム逆拡散処理し、音声処理部ｅｘ７０５によってアナログ音声データに変換した後、音声出力部ｅｘ６０８を介してこれを出力する。

さらに、データ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キーｅｘ６０４の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ｅｘ７０４を介して主制御部ｅｘ７１１に送出される。主制御部ｅｘ７１１は、テキストデータを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して基地局ｅｘ１１０へ送信する。

データ通信モード時に画像データを送信する場合、カメラ部ｅｘ６０３で撮像された画像データを、カメラインターフェース部ｅｘ７０３を介して画像符号化部ｅｘ７１２に供給する。また、画像データを送信しない場合には、カメラ部ｅｘ６０３で撮像した画像データをカメラインターフェース部ｅｘ７０３及びＬＣＤ制御部ｅｘ７０２を介して表示部ｅｘ６０２に直接表示することも可能である。

画像符号化部ｅｘ７１２は、本願発明で説明した画像符号化装置を備えた構成であり、カメラ部ｅｘ６０３から供給された画像データを上記実施の形態で示した画像符号化装置に用いた符号化方法によって圧縮符号化することにより符号化画像データに変換し、これを多重分離部ｅｘ７０８に送出する。また、このとき同時に携帯電話ｅｘ１１４は、カメラ部ｅｘ６０３で撮像中に音声入力部ｅｘ６０５で集音した音声を、音声処理部ｅｘ７０５を介してデジタルの音声データとして多重分離部ｅｘ７０８に送出する。

多重分離部ｅｘ７０８は、画像符号化部ｅｘ７１２から供給された符号化画像データと音声処理部ｅｘ７０５から供給された音声データとを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して送信する。

データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、アンテナｅｘ６０１を介して基地局ｅｘ１１０から受信した受信データを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム逆拡散処理し、その結果得られる多重化データを多重分離部ｅｘ７０８に送出する。

また、アンテナｅｘ６０１を介して受信された多重化データを復号するには、多重分離部ｅｘ７０８は、多重化データを分離することにより画像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ７１３を介して当該符号化画像データを画像復号部ｅｘ７０９に供給すると共に当該音声データを音声処理部ｅｘ７０５に供給する。

次に、画像復号部ｅｘ７０９は、本願で説明した画像復号装置を備えた構成であり、画像データのビットストリームを上記実施の形態で示した符号化方法に対応した復号方法で復号することにより再生動画像データを生成し、これを、ＬＣＤ制御部ｅｘ７０２を介して表示部ｅｘ６０２に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる動画データが表示される。このとき同時に音声処理部ｅｘ７０５は、音声データをアナログ音声データに変換した後、これを音声出力部ｅｘ６０８に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。

なお、上記システムの例に限られず、最近は衛星、地上波によるデジタル放送が話題となっており、図１９に示すようにデジタル放送用システムにも上記実施の形態の少なくとも画像符号化装置又は画像復号装置を組み込むことができる。具体的には、放送局ｅｘ２０１では音声データ、映像データ又はそれらのデータが多重化されたビットストリームが電波を介して通信又は放送衛星ｅｘ２０２に伝送される。これを受けた放送衛星ｅｘ２０２は、放送用の電波を発信し、衛星放送受信設備をもつ家庭のアンテナｅｘ２０４はこの電波を受信し、テレビ（受信機）ｅｘ３００又はセットトップボックス（ＳＴＢ）ｅｘ２１７などの装置はビットストリームを復号してこれを再生する。また、記録媒体であるＣＤ及びＤＶＤ等の記録メディアｅｘ２１５、ｅｘ２１６に記録した画像データと、音声データが多重化されたビットストリームを読み取り、復号するリーダ／レコーダｅｘ２１８にも上記実施の形態で示した画像復号装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタｅｘ２１９に表示される。また、ケーブルテレビ用のケーブルｅｘ２０３又は衛星／地上波放送のアンテナｅｘ２０４に接続されたセットトップボックスｅｘ２１７内に画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタｅｘ２１９で再生する構成も考えられる。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号装置を組み込んでも良い。また、アンテナｅｘ２０５を有する車ｅｘ２１０で、衛星ｅｘ２０２又は基地局等から信号を受信し、車ｅｘ２１０が有するカーナビゲーションｅｘ２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。

また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアｅｘ２１５に記録した音声データ、映像データ又はそれらのデータが多重化された符号化ビットストリームを読み取り復号する、又は、記録メディアｅｘ２１５に、音声データ、映像データ又はそれらのデータを符号化し、多重化データとして記録するリーダ／レコーダｅｘ２１８にも上記実施の形態で示した画像復号装置又は画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタｅｘ２１９に表示される。また、符号化ビットストリームが記録された記録メディアｅｘ２１５により、他の装置及びシステム等は、映像信号を再生することができる。例えば、他の再生装置ｅｘ２１２は、符号化ビットストリームがコピーされた記録メディアｅｘ２１４を用いて、モニタｅｘ２１３に映像信号を再生することができる。

また、ケーブルテレビ用のケーブルｅｘ２０３又は衛星／地上波放送のアンテナｅｘ２０４に接続されたセットトップボックスｅｘ２１７内に画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタｅｘ２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号装置を組み込んでもよい。

図２０は、上記実施の形態で説明した画像復号方法及び画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ｅｘ３００を示す図である。テレビｅｘ３００は、上記放送を受信するアンテナｅｘ２０４又はケーブルｅｘ２０３等を介して映像情報のビットストリームを取得、又は、出力するチューナｅｘ３０１と、受信した符号化データを復調する、又は、生成された符号化データを外部に送信するために変調する変調／復調部ｅｘ３０２と、復調した映像データと音声データとを分離する、又は、符号化された映像データと音声データとを多重化する多重／分離部ｅｘ３０３を備える。また、テレビｅｘ３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号する、又は、それぞれの情報を符号化する音声信号処理部ｅｘ３０４、映像信号処理部ｅｘ３０５を有する信号処理部ｅｘ３０６と、復号された音声信号を出力するスピーカｅｘ３０７、復号された映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ｅｘ３０８を有する出力部ｅｘ３０９とを有する。さらに、テレビｅｘ３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ｅｘ３１２等を有するインターフェース部ｅｘ３１７を有する。さらに、テレビｅｘ３００は、各部を統括的に制御する制御部ｅｘ３１０、各部に電力を供給する電源回路部ｅｘ３１１を有する。インターフェース部ｅｘ３１７は、操作入力部ｅｘ３１２以外に、リーダ／レコーダｅｘ２１８等の外部機器と接続されるブリッジｅｘ３１３、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１６を装着可能とするためのスロット部ｅｘ３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバｅｘ３１５、電話網と接続するモデムｅｘ３１６等を有していてもよい。なお記録メディアｅｘ２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビｅｘ３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。

まず、テレビｅｘ３００がアンテナｅｘ２０４等により外部から取得したデータを復号し、再生する構成について説明する。テレビｅｘ３００は、リモートコントローラｅｘ２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ｅｘ３１０の制御に基づいて、変調／復調部ｅｘ３０２で復調した映像データ、音声データを多重／分離部ｅｘ３０３で分離する。さらにテレビｅｘ３００は、分離した音声データを音声信号処理部ｅｘ３０４で復号し、分離した映像データを映像信号処理部ｅｘ３０５で上記実施の形態で説明した復号方法を用いて復号する。復号した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ｅｘ３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファｅｘ３１８、ｅｘ３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビｅｘ３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１５、ｅｘ２１６から符号化された符号化ビットストリームを読み出してもよい。次に、テレビｅｘ３００が音声信号及び映像信号を符号化し、外部に送信又は記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビｅｘ３００は、リモートコントローラｅｘ２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ｅｘ３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ｅｘ３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ｅｘ３０５で映像信号を上記実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ｅｘ３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファｅｘ３２０、ｅｘ３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファｅｘ３１８〜ｅｘ３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、一つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ｅｘ３０２と多重／分離部ｅｘ３０３との間等でもシステムのオーバフロー及びアンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。

また、テレビｅｘ３００は、放送及び記録メディア等から音声データ及び映像データを取得する以外に、マイク及びカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビｅｘ３００は、上記の符号化処理、多重化、及び、外部出力ができる構成として説明したが、これらの全ての処理を行うことはできず、上記受信、復号処理、及び、外部出力のうちいずれかのみが可能な構成であってもよい。

また、リーダ／レコーダｅｘ２１８で記録メディアから符号化ビットストリームを読み出す、又は、書き込む場合には、上記復号処理又は符号化処理はテレビｅｘ３００及びリーダ／レコーダｅｘ２１８のうちいずれかで行ってもよいし、テレビｅｘ３００とリーダ／レコーダｅｘ２１８とが互いに分担して行ってもよい。

一例として、光ディスクからデータの読み込み又は書き込みをする場合の情報再生／記録部ｅｘ４００の構成を図２１に示す。情報再生／記録部ｅｘ４００は、以下に説明する要素ｅｘ４０１〜ｅｘ４０７を備える。光ヘッドｅｘ４０１は、光ディスクである記録メディアｅｘ２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアｅｘ２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ｅｘ４０２は、光ヘッドｅｘ４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ｅｘ４０３は、光ヘッドｅｘ４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアｅｘ２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファｅｘ４０４は、記録メディアｅｘ２１５に記録するための情報及び記録メディアｅｘ２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータｅｘ４０５は記録メディアｅｘ２１５を回転させる。サーボ制御部ｅｘ４０６は、ディスクモータｅｘ４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドｅｘ４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ｅｘ４０７は、情報再生／記録部ｅｘ４００全体の制御を行う。上記の読み出し及び書き込みの処理は、システム制御部ｅｘ４０７が、バッファｅｘ４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成及び追加を行うと共に、変調記録部ｅｘ４０２、再生復調部ｅｘ４０３及びサーボ制御部ｅｘ４０６を協調動作させながら、光ヘッドｅｘ４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ｅｘ４０７は、例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。

以上では、光ヘッドｅｘ４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。

図２２に光ディスクである記録メディアｅｘ２１５の模式図を示す。記録メディアｅｘ２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックｅｘ２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックｅｘ２３１の位置を特定するための情報を含み、記録及び再生を行う装置は、情報トラックｅｘ２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアｅｘ２１５は、データ記録領域ｅｘ２３３、内周領域ｅｘ２３２、外周領域ｅｘ２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ｅｘ２３３であり、データ記録領域ｅｘ２３３の内周又は外周に配置されている内周領域ｅｘ２３２と外周領域ｅｘ２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ｅｘ４００は、このような記録メディアｅｘ２１５のデータ記録領域ｅｘ２３３に対して、符号化された音声データ、映像データ又はそれらのデータを多重化した符号化データの読み書きを行う。

以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所に様々な異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、様々な角度から異なる情報の層を記録したりするなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。

また、デジタル放送用システムｅｘ２００において、アンテナｅｘ２０５を有する車ｅｘ２１０で衛星ｅｘ２０２等からデータを受信し、車ｅｘ２１０が有するカーナビゲーションｅｘ２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションｅｘ２１１の構成は例えば図２０に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータｅｘ１１１及び携帯電話ｅｘ１１４等でも考えられる。また、上記携帯電話ｅｘ１１４等の端末は、テレビｅｘ３００と同様に、符号化器及び復号器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。

このように、上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号方法を上述したいずれの機器及びシステムに用いることは可能であり、そうすることで、上記実施の形態で説明した効果を得ることができる。

また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した画像符号化方法及び装置、画像復号方法及び装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２３に１チップ化されたＬＳＩｅｘ５００の構成を示す。ＬＳＩｅｘ５００は、以下に説明する要素ｅｘ５０１〜ｅｘ５０９を備え、各要素はバスｅｘ５１０を介して接続している。電源回路部ｅｘ５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。

例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩｅｘ５００は、ＣＰＵｅｘ５０２、メモリコントローラｅｘ５０３及びストリームコントローラｅｘ５０４等を有する制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏｅｘ５０９によりマイクｅｘ１１７及びカメラｅｘ１１３等からＡＶ信号の入力を受け付ける。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリｅｘ５１１に蓄積される。制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは、処理量及び処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ、信号処理部ｅｘ５０７に送られる。信号処理部ｅｘ５０７は、音声信号の符号化及び／又は映像信号の符号化を行う。ここで映像信号の符号化処理は、上記実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ｅｘ５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏｅｘ５０６から外部に出力する。この出力されたビットストリームは、基地局ｅｘ１０７に向けて送信されたり、又は、記録メディアｅｘ２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファｅｘ５０８にデータを蓄積するとよい。

また、例えば復号処理を行う場合には、ＬＳＩｅｘ５００は、制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、ストリームＩ／Ｏｅｘ５０６によって基地局ｅｘ１０７を介して得た符号化データ、又は、記録メディアｅｘ２１５から読み出して得た符号化データを一旦メモリｅｘ５１１等に蓄積する。制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは、処理量及び処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ｅｘ５０７に送られる。信号処理部ｅｘ５０７は、音声データの復号及び／又は映像データの復号を行う。ここで映像信号の復号処理は、上記実施の形態で説明した復号処理である。さらに、場合により復号された音声信号と復号された映像信号を同期して再生できるようそれぞれの信号を一旦バッファｅｘ５０８等に蓄積するとよい。復号された出力信号は、メモリｅｘ５１１等を適宜介しながら、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５及びテレビｅｘ３００等の各出力部から出力される。

なお、上記では、メモリｅｘ５１１がＬＳＩｅｘ５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩｅｘ５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファｅｘ５０８も一つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩｅｘ５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。

なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

以上、本発明に係る符号化方法、符号化装置、エラー検出方法、エラー検出装置、復号方法及び復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施した形態、及び、異なる実施の形態における構成要素及びステップ等を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、演算量の増加を抑制するとともに、画質の劣化を十分に抑制することができるという効果を奏し、静止画像及び動画像を符号化する画像符号化装置に利用することができる。例えば、本発明は、携帯電話、デジタルカメラ、ＢＤレコーダ、デジタルテレビなどの各種ＡＶ機器に利用することができる。

１００、３００ 画像符号化装置
１１０ 分割部
１２０、３２０ 符号化条件決定部
１２１ 空間アクティビティ値算出部
１２２ 比較部
１２３ 決定部
１３０、３３０ 符号化部
２０１ 原画像
２０２ 拡張ブロック
２０３ 対象ブロック
２０４ 符号化条件
２０５ 符号化画像
２１１ 空間アクティビティ値
２１２ 比較結果
３１０ サンプル抽出部
３２１ 空間アクティビティ条件評価部
３２２ 予測タイプ評価部
３２３、７０８、７０９ スイッチ部
３２４ 動きアクティビティ条件評価部
３２５ ＯＲゲート部
３３１ 画像符号化部
３３２ 画像復号部
３３３ ピクチャメモリ部
３３４ エントロピー符号化部
４０１ 利用可能予測タイプ情報
４０２ 原画ピクチャ
４０３、４０４ 原画サンプル
４０５、８０６ 符号化ツール決定信号
４０６、６０４、６０８ 制御信号
４０７、４０８、４０９ 符号化ツール決定信号
４１０ インター予測サンプル
４１１ 最終符号化ツール決定信号
４１２ 量子化残差
４１３ 再構築サンプル
４１４ 再構築ピクチャ
４１５ 圧縮ビットストリーム
５０１ 大ブロック分割部
５０２ 大ブロック空間アクティビティ値算出部
５０３ 最大値算出部
５０４、５０８ 空間アクティビティ値比較部
５０５ 小ブロッククラスター形成部
５０６ 小ブロッククラスター空間アクティビティ値算出部
５０７ 最小値算出部
５０９ 符号化ツール決定部
６０１ 大ブロックサンプル
６０２ 大ブロック空間アクティビティ値
６０３ 最大空間アクティビティ値
６０５ 小ブロッククラスターサンプル
６０６ 小ブロッククラスター空間アクティビティ値
６０７ 最小空間アクティビティ値
７０１ 参照ピクチャ選択部
７０２ 動き予測部
７０３ 動き補償部
７０４ コスト算出部
７０５ コスト比較部
７０６ 動きベクトル比較部
７０７ 符号化ツール決定初期化部
８０１ 参照ピクチャ
８０２ 参照ピクチャインデックス
８０３ 動きベクトル
８０４、８０８ 制御信号
８０５ 初期化信号
８０７ コスト値
ｅｘ１００ コンテンツ供給システム
ｅｘ１０１ インターネット
ｅｘ１０２ インターネットサービスプロバイダ
ｅｘ１０３ ストリーミングサーバ
ｅｘ１０４ 電話網
ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０ 基地局
ｅｘ１１１ コンピュータ
ｅｘ１１２ ＰＤＡ
ｅｘ１１３、ｅｘ１１６ カメラ
ｅｘ１１４ カメラ付デジタル携帯電話（携帯電話）
ｅｘ１１５ ゲーム機
ｅｘ１１７ マイク
ｅｘ２００ デジタル放送用システム
ｅｘ２０１ 放送局
ｅｘ２０２ 放送衛星（衛星）
ｅｘ２０３ ケーブル
ｅｘ２０４、ｅｘ２０５、ｅｘ６０１ アンテナ
ｅｘ２１０ 車
ｅｘ２１１ カーナビゲーション（カーナビ）
ｅｘ２１２ 再生装置
ｅｘ２１３、ｅｘ２１９ モニタ
ｅｘ２１４、ｅｘ２１５、ｅｘ２１６、ｅｘ６０７ 記録メディア
ｅｘ２１７ セットトップボックス（ＳＴＢ）
ｅｘ２１８ リーダ／レコーダ
ｅｘ２２０ リモートコントローラ
ｅｘ２３０ 情報トラック
ｅｘ２３１ 記録ブロック
ｅｘ２３２ 内周領域
ｅｘ２３３ データ記録領域
ｅｘ２３４ 外周領域
ｅｘ３００ テレビ
ｅｘ３０１ チューナ
ｅｘ３０２ 変調／復調部
ｅｘ３０３ 多重／分離部
ｅｘ３０４ 音声信号処理部
ｅｘ３０５ 映像信号処理部
ｅｘ３０６、ｅｘ５０７ 信号処理部
ｅｘ３０７ スピーカ
ｅｘ３０８、ｅｘ６０２ 表示部
ｅｘ３０９ 出力部
ｅｘ３１０、ｅｘ５０１ 制御部
ｅｘ３１１、ｅｘ５０５、ｅｘ７１０ 電源回路部
ｅｘ３１２ 操作入力部
ｅｘ３１３ ブリッジ
ｅｘ３１４、ｅｘ６０６ スロット部
ｅｘ３１５ ドライバ
ｅｘ３１６ モデム
ｅｘ３１７ インターフェース部
ｅｘ３１８、ｅｘ３１９、ｅｘ３２０、ｅｘ３２１、ｅｘ４０４、ｅｘ５０８ バッファ
ｅｘ４００ 情報再生／記録部
ｅｘ４０１ 光ヘッド
ｅｘ４０２ 変調記録部
ｅｘ４０３ 再生復調部
ｅｘ４０５ ディスクモータ
ｅｘ４０６ サーボ制御部
ｅｘ４０７ システム制御部
ｅｘ５００ ＬＳＩ
ｅｘ５０２ ＣＰＵ
ｅｘ５０３ メモリコントローラ
ｅｘ５０４ ストリームコントローラ
ｅｘ５０６ ストリームＩ／Ｏ
ｅｘ５０９ ＡＶ Ｉ／Ｏ
ｅｘ５１０ バス
ｅｘ５１１ メモリ
ｅｘ６０３ カメラ部
ｅｘ６０４ 操作キー
ｅｘ６０５ 音声入力部
ｅｘ６０８ 音声出力部
ｅｘ７０１ 送受信回路部
ｅｘ７０２ ＬＣＤ制御部
ｅｘ７０３ カメラインターフェース部（カメラＩ／Ｆ部）
ｅｘ７０４ 操作入力制御部
ｅｘ７０５ 音声処理部
ｅｘ７０６ 変復調回路部
ｅｘ７０７ 記録再生部
ｅｘ７０８ 多重分離部
ｅｘ７０９ 画像復号部
ｅｘ７１１ 主制御部
ｅｘ７１２ 画像符号化部
ｅｘ７１３ 同期バス

Claims (12)

1. 分割部と、符号化条件決定部と、符号化部とを備え、原画像を符号化する画像符号化装置で用いられる画像符号化方法であって、
   前記分割部が、前記原画像を複数のブロックに分割し、
   前記符号化条件決定部が、前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定し、
   前記符号化部が、決定した符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化し、
   前記対象ブロックの符号化条件の決定では、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックの複雑度を示す値である空間アクティビティ値に基づいて、前記対象ブロックの符号化条件を決定し、
   前記空間アクティビティ値に基づいた符号化条件の決定では、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である第１空間アクティビティ値を算出し、
   算出した第１空間アクティビティ値と予め定められた第１閾値とを比較し、
   前記第１空間アクティビティ値が前記第１閾値より小さい場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、
   前記第１空間アクティビティ値が前記第１閾値以上である場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、
   前記第１空間アクティビティ値の算出では、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックを少なくとも含む拡張ブロックに基づいて、前記対象ブロックの少なくとも一部の領域をそれぞれが含む複数の小ブロッククラスターを形成し、
   前記複数の小ブロッククラスターのそれぞれの複雑度を示す値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出し、算出した複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち最小の値を、前記第１空間アクティビティ値として算出する
   画像符号化方法。
2. 前記符号化条件の決定では、さらに、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックを複数の大ブロックに分割し、
   前記複数の大ブロックのそれぞれの複雑度を示す値である大ブロック空間アクティビティ値を算出し、算出した複数の大ブロック空間アクティビティ値のうち最大の値を、第２空間アクティビティ値として算出し、
   算出した第２空間アクティビティ値と予め定められた第２閾値とを比較し、
   前記第２空間アクティビティ値が前記第２閾値以下である場合、前記第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定し、
   前記第２空間アクティビティ値が前記第２閾値より大きい場合、前記第１空間アクティビティ値の前記算出及び前記比較を行うことで、前記対象ブロックの符号化条件を決定する
   請求項１記載の画像符号化方法。
3. 前記拡張ブロックは、前記対象ブロックより大きい
   請求項１記載の画像符号化方法。
4. 前記対象ブロックの複雑度を示す値は、前記対象ブロックに含まれる複数のサンプルのサンプル値の変動を示す値である
   請求項１記載の画像符号化方法。
5. 前記符号化条件の決定では、さらに、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックの動きに基づいて、前記対象ブロックの符号化条件を決定し、
   前記動きに基づいた符号化条件の決定では、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックの動きベクトルを算出し、
   算出した動きベクトルの絶対値と予め定められた第３閾値とを比較し、
   前記動きベクトルの絶対値が前記第３閾値より大きい場合、前記第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定し、
   前記動きベクトルの絶対値が前記第３閾値以下である場合、前記空間アクティビティ値に基づいた符号化条件の決定結果に従って、前記対象ブロックの符号化条件を決定する
   請求項１記載の画像符号化方法。
6. 前記動きに基づいた符号化条件の決定では、さらに、前記符号化条件決定部が、
   算出した動きベクトルを用いて動き補償を行うことで、前記対象ブロックの予測ブロックを生成し、
   前記対象ブロックと前記予測ブロックと前記動きベクトルとを用いて、前記対象ブロックの符号化効率を示すコスト値を算出し、
   前記動きベクトルの絶対値が前記第３閾値以下である場合、前記コスト値と予め定められた第４閾値との比較を行い、
   前記コスト値が前記第４閾値より小さい場合、前記第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定し、
   前記コスト値が前記第４閾値以上である場合、前記空間アクティビティ値に基づいた符号化条件の決定結果に従って、前記対象ブロックの符号化条件を決定する
   請求項５記載の画像符号化方法。
7. 前記コスト値は、前記対象ブロックと前記予測ブロックとの差分絶対値和に基づいて算出される
   請求項６記載の画像符号化方法。
8. 前記第１分割サイズ又は前記第２分割サイズのサブブロックは、イントラ予測、動き補償、及び、周波数変換の少なくとも１つの処理が実行される処理単位である
   請求項１記載の画像符号化方法。
9. 分割部と、符号化条件決定部と、符号化部とを備え、原画像を符号化する画像符号化装置で用いられる画像符号化方法であって、
   前記分割部が、前記原画像を複数のブロックに分割し、
   前記符号化条件決定部が、前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定し、
   前記符号化部が、決定した符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化し、
   前記対象ブロックの符号化条件の決定では、前記符号化条件決定部が、
   前記対象ブロックの動きベクトルを算出し、
   算出した動きベクトルの絶対値と予め定められた閾値とを比較し、
   前記動きベクトルの絶対値が前記閾値以下である場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、
   前記動きベクトルの絶対値が前記閾値より大きい場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を前記対象ブロックの符号化条件として決定する
   画像符号化方法。
10. 原画像を符号化する画像符号化装置であって、
    前記原画像を複数のブロックに分割する分割部と、
    前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定する符号化条件決定部と、
    前記符号化条件決定部によって決定された符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化する符号化部とを備え、
    前記符号化条件決定部は、
    前記対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である空間アクティビティ値を算出する空間アクティビティ値算出部と、
    前記空間アクティビティ値算出部によって算出された空間アクティビティ値と予め定められた閾値とを比較する比較部と、
    前記空間アクティビティ値が前記閾値より小さい場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記空間アクティビティ値が前記閾値以上である場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定する決定部とを備え、
    前記空間アクティビティ値算出部は、
    前記対象ブロックを少なくとも含む拡張ブロックに基づいて、前記対象ブロックの少なくとも一部の領域をそれぞれが含む複数の小ブロッククラスターを形成し、前記複数の小ブロッククラスターのそれぞれの複雑度を示す値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出し、算出した複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち最小の値を、前記空間アクティビティ値として算出する
    画像符号化装置。
11. 分割部と、符号化条件決定部と、符号化部とを備え、原画像を符号化する画像符号化装置に実行させるためのプログラムであって、
    前記分割部に、前記原画像を複数のブロックに分割させ、
    前記符号化条件決定部に、前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定させ、
    前記符号化部に、決定した符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化させ、
    前記対象ブロックの符号化条件の決定では、前記符号化条件決定部に、
    前記対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である空間アクティビティ値を算出させ、
    算出した空間アクティビティ値と予め定められた閾値とを比較させ、
    前記空間アクティビティ値が前記閾値より小さい場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定させ、
    前記空間アクティビティ値が前記閾値以上である場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定させ、
    前記空間アクティビティ値の算出では、前記符号化条件決定部に、
    前記対象ブロックを少なくとも含む拡張ブロックに基づいて、前記対象ブロックの少なくとも一部の領域をそれぞれが含む複数の小ブロッククラスターを形成させ、
    前記複数の小ブロッククラスターのそれぞれの複雑度を示す値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出させ、算出させた複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち最小の値を、前記空間アクティビティ値として算出させる
    プログラム。
12. 原画像を符号化する集積回路であって、
    前記原画像を複数のブロックに分割する分割部と、
    前記複数のブロックの１つである対象ブロックの符号化条件を決定する符号化条件決定部と、
    前記符号化条件決定部によって決定された符号化条件に従って、前記対象ブロックを符号化する符号化部とを備え、
    前記符号化条件決定部は、
    前記対象ブロックの少なくとも一部の領域の複雑度を示す値である空間アクティビティ値を算出する空間アクティビティ値算出部と、
    前記空間アクティビティ値算出部によって算出された空間アクティビティ値と予め定められた閾値とを比較する比較部と、
    前記空間アクティビティ値が前記閾値より小さい場合、前記対象ブロックを第１分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第１符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定し、前記空間アクティビティ値が前記閾値以上である場合、前記対象ブロックを、前記第１分割サイズより大きい第２分割サイズのサブブロック毎に符号化することを示す第２符号化条件を、前記対象ブロックの符号化条件として決定する決定部とを備え、
    前記空間アクティビティ値算出部は、
    前記対象ブロックを少なくとも含む拡張ブロックに基づいて、前記対象ブロックの少なくとも一部の領域をそれぞれが含む複数の小ブロッククラスターを形成し、前記複数の小ブロッククラスターのそれぞれの複雑度を示す値である小ブロッククラスター空間アクティビティ値を算出し、算出した複数の小ブロッククラスター空間アクティビティ値のうち最小の値を、前記空間アクティビティ値として算出する
    集積回路。

Images