JP2003319391A - 符号化装置および方法、復号装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力となる画像情報が飛び越し走査フォーマ
ットであった場合にも、CABAC方式を用いたマクロブロ
ックレベルのフィールド／フレーム符号化を実現する。 【解決手段】 算術符号化部５８においては、入力され
る画像圧縮情報のシンタクス要素のうち、まず、frame
／field flagがフレーム／フィールドフラグコンテクス
トモデル９１によって符号化される。そして、処理対象
となるマクロブロックがフレームベース符号化される場
合、現在Ｈ．２６Ｌの標準で定められているフレームベ
ースのコンテキストモデル９２が適用される。一方、処
理対象となるマクロブロックがフィールド符号化される
場合、以下のシンタクス要素に関しては、フィールドベ
ースのコンテキストモデル９４が適用される。本発明
は、画像情報符号化装置および画像情報復号装置に適用
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化装置および
方法、復号装置および方法、記録媒体、並びにプログラ
ムに関し、例えば、画像信号を従来よりも高い圧縮率で
符号化し、伝送または蓄積する場合に用いて好適な符号
化装置および方法、復号装置および方法、記録媒体、並
びにプログラムに関する。

【０００２】

【背景技術】近年、画像をディジタル信号として取り扱
い、当該ディジタル信号を効率よく伝送、蓄積すること
を目的として、画像情報特有の冗長性を利用して、離散
コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMP
EG(Moving Picture Expert Group）等の方式に準拠した
装置が、放送局などの情報配信、および一般家庭におけ
る情報受信の双方において普及しつつある。

【０００３】特に、MPEG２(ISO/IEC 13818-2)圧縮方式
は、汎用性がある画像圧縮方式として定義された規格で
あり、飛び越し走査画像および順次走査画像の双方、並
びに標準解像度画像および高精細画像を網羅する標準で
あって、例えばDVD(DigitalVersatile Disk)規格に代表
されるように、プロフェッショナル用途およびコンシュ
ーマー用途の広範なアプリケーションに現在広く用いら
れている。

【０００４】MPEG２圧縮方式を用いることにより、例え
ば、７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走
査画像に対しては４乃至８Mbps、１９２０×１０８８画
素を持つ高解像度の飛び越し走査画像に対しては１８乃
至２２Mbpsの符号量（ビットレート）を割り当てること
で、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。

【０００５】ところで、MPEG２は、主として放送用に適
合する高画質符号化を対象としていたが、より高い圧縮
率の符号化方式には対応していなかったので、より高い
圧縮率の符号化方式として、MPEG４符号化方式の標準化
が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１
２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承
認された。

【０００６】さらに、近年、テレビ会議用の画像符号化
を当初の目的として、国際電気連合の電気通信標準化部
門であるITU-T(International Telecommunication Unio
n −Telecommunication Standardization Sector)によ
るＨ.２６Ｌ（ITU-T Q6/16 VCEG）と称される標準の規
格化が進められている。

【０００７】Ｈ．２６Ｌは、MPEG２やMPEG４などの従来
の符号化方式に比較して、符号化処理、および復号処理
により多くの演算量が必要となるが、より高い符号化効
率が実現されることが知られている。

【０００８】またさらに、現在、MPEG４の活動の一環と
してITU-Tと共同で、Ｈ．２６Ｌに基づいた、Ｈ．２６
Ｌではサポートされない機能を取り入れた、より高い符
号化効率を実現する符号化技術の標準化が、Joint Mode
l of Enhanced-CompressionVideo Codingとして進めら
れている。

【０００９】ここで、離散コサイン変換またはカルーネ
ン・レーベ変換等の直交変換と動き補償とを利用した従
来の画像情報符号化装置について、図１を参照して説明
する。図１は、従来の画像情報符号化装置の構成の一例
を示している。

【００１０】当該画像情報符号化装置において、アナロ
グ信号である入力画像信号は、Ａ／Ｄ変換部１によって
ディジタル信号に変換された後、画面並べ替えバッファ
２に供給される。画面並べ替えバッファ２は、Ａ／Ｄ変
換部１からの画像情報を、当該画像情報符号化装置が出
力する画像圧縮情報のGOP(Group of Pictures)構造に応
じて、フレームの並べ替えを行う。

【００１１】まず、イントラ（画像内）符号化が行われ
る画像について説明する。画面並び替えバッファ２にお
いて、イントラ符号化が行われる画像については、その
画像情報が加算器３を介して直交変換部４に供給され
る。

【００１２】直交変換部４では、画像情報に対して直交
変換（離散コサイン変換、またはカルーネン・レーベ変
換等）が施され、得られた変換係数が量子化部５に供給
される。量子化部５では、蓄積バッファ７に蓄積された
変換係数のデータ量に基づくレート制御部８からの制御
に従い、直交変換部４から供給された変換係数に対して
量子化処理が施こされる。

【００１３】可逆符号化部６では、量子化部５から供給
された量子化された変換係数や量子化スケール等から符
号化モードが決定され、決定された符号化モードに対し
て可逆符号化（可変長符号化、または算術符号化等）が
施こされ、画像符号化単位のヘッダ部に挿入される情報
が形成される。また、符号化された符号化モードは、蓄
積バッファ７に供給されて蓄積される。蓄積バッファ７
に蓄積された、符号化された符号化モードは、画像圧縮
情報として後段に出力される。

【００１４】また、可逆符号化部６では、量子化された
変換係数に対して可逆符号化が施され、符号化された変
換係数が蓄積バッファ７に蓄積させる。蓄積バッファ７
に蓄積された、符号化された変換係数も、画像圧縮情報
として後段に出力される。

【００１５】逆量子化部９では、量子化部５によって量
子化された変換係数が逆量子化される。逆直交変換部１
０では、逆量子化された変換係数に対して逆直交変換処
理が施されて復号画像情報が生成される。生成された復
号画像情報は、フレームメモリ１１に蓄積される。

【００１６】次に、インター（画像間）符号化が行われ
る画像について説明する。画面並び替えバッファ２にお
いて、インター符号化が行われる画像については、その
画像情報が加算器３および動き予測・補償部１２に供給
される。

【００１７】動き予測・補償部１２では、画面並び替え
バッファ２からのインター符号化が行われる画像に対応
する、参照するための画像情報がフレームメモリ１１か
ら読み出され、動き予測・補償処理を施して参照画像情
報が生成され、加算器３に供給される。また、動き予測
・補償部１２で動き予測・補償処理の際に得られた動き
ベクトル情報は、可逆符号化部６に供給される。

【００１８】加算器３では、動き予測・補償部１２から
の参照画像情報が、画面並び替えバッファ２からのイン
ター符号化が行われる画像の画像情報との差分信号に変
換される。

【００１９】インター符号化が行われる画像を処理する
場合、直交変換部４では、差分信号に対して直交変換が
施され、得られる変換係数が量子化部５に供給される。
量子化部５では、レート制御部８からの制御に従い、直
交変換部４から供給された変換係数に対して量子化処理
を施される。

【００２０】可逆符号化部６では、量子化部５によって
量子化された変換係数および量子化スケール、並びに動
き予測・補償部１２から供給された動きベクトル情報等
に基づいて符号化モードが決定され、決定された符号化
モードに対して可逆符号化が施され、画像符号化単位の
ヘッダ部に挿入される情報が生成される。符号化された
符号化モードは蓄積バッファ７に蓄積される。蓄積バッ
ファ７に蓄積された符号化された符号化モードは、画像
圧縮情報として出力される。

【００２１】また、可逆符号化部６では、動き予測・補
償部１２からの動きベクトル情報に対して可逆符号化処
理が施され、画像符号化単位のヘッダ部に挿入される情
報が生成される。

【００２２】なお、インター符号化が行われる画像を処
理する場合における逆量子化部９以降の処理について
は、イントラ符号化を施される画像を処理する場合と同
様であるので、その説明を省略する。

【００２３】次に、図１に示した従来の画像情報符号化
装置が出力する画像圧縮情報を入力とし、画像信号を復
元する従来の画像情報復号装置について、図２を参照し
て説明する。図２は、従来の画像情報復号装置の構成の
一例を示している。

【００２４】当該画像情報復号装置において、入力され
た画像圧縮情報は、蓄積バッファ２１に一時的に格納さ
れた後、可逆復号化部２２に転送される。可逆復号化部
２２は、予め定められている画像圧縮情報のフォーマッ
トに基づき、画像圧縮情報に対して可逆復号（可変長復
号、または算術復号等）を施し、ヘッダ部に格納された
符号化モード情報を取得して逆量子化部２３に供給す
る。また同様に、可逆復号化部２２は、量子化されてい
る変換係数を取得して逆量子化部２３に供給する。さら
に、可逆復号化部２２は、復号するフレームがインター
符号化されたものである場合には、画像圧縮情報のヘッ
ダ部に格納された動きベクトル情報についても復号し、
その情報を動き予測・補償部２８に供給する。

【００２５】逆量子化部２３は、可逆復号化部２２から
供給された量子化されている変換係数を逆量子化し、得
られる変換係数を逆直交変換部２４に供給する。逆直交
変換部２４は、予め定められている画像圧縮情報のフォ
ーマットに基づき、変換係数に対して逆直交変換（逆離
散コサイン変換、または逆カルーネン・レーベ変換等）
を施す。

【００２６】ここで、対象となるフレームがイントラ符
号化されたものである場合には、逆直交変換が施された
画像情報は、加算器２５を介して画面並べ替えバッファ
２６に格納され、Ｄ／Ａ変換部２７によってアナログ信
号に変換されて後段に出力される。逆直交変換が施され
た画像情報は、フレームメモリ２９にも格納される。

【００２７】また、対象となるフレームがインター符号
化されたものである場合には、動き予測・補償部２８で
は、可逆復号化部２２からの動きベクトル情報とフレー
ムメモリ２９に格納された画像情報とに基づいて参照画
像が生成され、加算器２５に供給される。加算器２５で
は、動き予測・補償部２８からの参照画像と逆直交変換
部２５の出力とが合成されて画像情報が生成される。な
お、その他の処理については、イントラ符号化されたフ
レームと同様であるため、説明を省略する。

【００２８】ところで、Ｈ．２６Ｌにおいては、可逆符
号化方式として、可変長符号化の一種であるUVLC(Unive
rsal Variable Length Code)と、算術符号化の一種であ
るCABAC(Context-based adaptive binary arithmetic c
oding)の２種類が定義されており、ユーザは可逆符号化
方式にUVLCまたはCABACの一方を選択して適用すること
が可能である。可逆符号化方式がUVLCであるかCABACで
あるかを示す情報は、画像圧縮情報中において、RTPレ
イヤのRTP Parameter Set Packetに含まれる、Entropy
Codingと称されるフィールドにおいて指定される。

【００２９】ここで、CABACが属する算術符号化につい
て説明する。算術符号化においては、任意のメッセージ
（複数のアルファベット記号から構成される）は半開区
間０．０≦ｘ＜１．０上の１点として表され、この点の
座標から符号が生成される。

【００３０】まず、アルファベットを構成する記号の出
現確率を元に、半開区間０．０≦ｘ＜１．０を、各記号
に対応するサブ区間に分割する。

【００３１】図３は、記号ｓ₁乃至ｓ₇の発生確率と、サ
ブ区間の分割の一例を示している。算術符号化において
は、図３に示すように、各記号の累積出現確率を元にサ
ブ区間の上限と下限が決定される。記号ｓ_i（ｉ＝１，
２，・・・，７）に対するサブ区間の下限は、記号ｓ
_i-1のサブ区間の上限であり、記号ｓ_iに対応するサブ区
間の上限は、そのサブ区間の下限に記号ｓ_iの出現確率
を加えた値である。

【００３２】いま、メッセージとして、（ｓ₂ｓ₁ｓ₃ｓ₆
ｓ₇）が入力されたものとする。ただし、記号ｓ₇は、メ
ッセージの終了を表す終端記号であり、終端記号が現れ
た時点でメッセージが終了するものとする。算術符号化
法は、メッセージ（ｓ₂ｓ₁ｓ₃ｓ₆ｓ₇）に対し、図４に
示すように、メッセージを構成する各記号に対応するサ
ブ区間の計算を実行する。すなわち、図３に割り当てら
れた区間を、次の記号の累積出現確率に応じて分割す
る。最終的に得られるサブ区間が、そのメッセージを表
す値の含まれる区間となる。したがって、この区間内の
値であれば一意にメッセージの復元を行うことができ
る。ただし、符号化の効率を考慮して、その半開区間内
で２のべき乗表現が可能な数によってメッセージを表す
ようにする。

【００３３】すなわち、この例では、次式（１）を考慮
すると、次式（２）が半開区間０．２１１６４≦ｘ＜
０．２１１７に含まれるメッセージを表す値となる。

【００３４】 ２^-1 ＝０．５ ２^-2 ＝０．２５ ２^-3 ＝０．１２５ ２^-4 ＝０．０６２５ ２^-5 ＝０．０３１２５ ２^-6 ＝０．０１５６２５ ２^-7 ＝０．００７８１２５ ２^-8 ＝０．００３９０６２５ ２^-9 ＝０．００１９５３１２５ ２^-10＝０．０００９７６５６２５ ２^-11＝０．０００４８８２８１２５ ２^-12＝０．０００２４４１４０６２５ ・ ・ ・ ・・・（１） ２^-3＋２^-4＋２^-6＋２^-7＋２^-11＋２^-12＝０．２１１６６９９２１８７５ ・・・（２）

【００３５】したがって、メッセージ（ｓ₂ｓ₁ｓ₃ｓ₆ｓ
₇）に対応する符号の符号長は、２^{- 1}乃至２^-12までを表
現できるように１２ビットであればよく、メッセージ
（ｓ₂ｓ₁ｓ₃ｓ₆ｓ₇）は、（００１１０１１０００１
１）に符号化される。

【００３６】次に、Ｈ．２６Ｌで定義されているCABAC
について説明する。なお、CABACの詳細については、文
献「"Video Compression Using Context-Based Adaptiv
e Arithmetic Coding",Marpe et al,ICIO1」（以下、文
献１と記述する）に開示されている。CABACは、同じく
Ｈ．２６Ｌで定義されているUVLCと比較して、以下の３
つの特徴を有している。

【００３７】第１の特徴は、符号化されるそれぞれの記
号に対して適切なコンテキストモデルを用い、それぞれ
独立した確率モデルに基づいた算術符号化を行うこと
で、シンボル間の冗長性を排除できることである。

【００３８】第２の特徴は、算術符号化において、それ
ぞれの記号に対して非整数値の符号量（ビット）を割り
当てることが可能であり、エントロピに近い符号化効率
を得ることが可能であることである。

【００３９】第３の特徴は、例えば動きベクトルの統計
データは、ビットレートやシーケンスのみならず、空
間、時間的に異なるものであって一定ではないが、適応
型符号化を行うことにより、これらの変化に追従した符
号化が可能となることである。

【００４０】図５は、CABACを適用したCABAC符号化器の
一般的な構成を示している。当該CABAC符号化器におい
て、コンテキストモデル化部３１は、画像圧縮情報にお
ける任意のシンタクス要素に関して、まず、過去の履歴
に応じて、シンタクス要素のシンボル（記号）を適切な
コンテキストモデルに変換する。このようなモデル化を
コンテキストモデル化と称する。画像圧縮情報中のそれ
ぞれのシンタクス要素に対するコンテキストモデルにつ
いては後述する。

【００４１】２値化部３２は、２値化されていないシン
ボルを２値化する。適応２値算術符号化部３３では、２
値化されたシンボルに対して、確率推定部３４によって
確率推定がなされ、符号化エンジン３５によって確率推
定に基づく適応算術符号化が施される。適応算術符号化
処理が行われた後、関連するモデルの更新が行われるた
め、それぞれのモデルは実際の画像圧縮情報の統計に応
じた符号化処理を行うことが可能となる。

【００４２】ここで、画像圧縮情報中のシンタクス要素
であるMB_type(MB_type)、動きベクトル情報(MVD)、お
よび参照フレームパラメータ(Ref_frame)を算術符号化
するコンテキストモデルについて説明する。

【００４３】MB_typeのコンテキストモデル生成につい
て、イントラフレームとインターフレームに分けて説明
する。

【００４４】イントラフレームにおいて、図６に示すよ
うにマクロブロックＡ，Ｂ，Ｃが配置されている場合、
マクロブロックＣのMB_typeに対応するコンテキストモ
デルctx_mb_type_intra(C)は、次式（３）によって定義
される。なお、イントラフレームにおいて、マクロブロ
ックのモードは、Intra４×４、またはIntra１６×１６
である。 ctx_mb_type_intra(C)＝Ａ＋Ｂ ・・・（３）

【００４５】ただし、式（３）において、Ａは、マクロ
ブロックＡがIntra４×４である場合には０であり、Int
ra１６×１６である場合には１である。同様に、Ｂは、
マクロブロックＢがIntra４×４である場合には０であ
り、Intra１６×１６である場合には１である。したが
って、コンテキストモデルctx_mb_type_intra(C)は、
０，１，２のいずれかの値をとる。

【００４６】インターフレームにおいて、図６に示すよ
うにマクロブロックＡ，Ｂ，Ｃが配置されている場合、
マクロブロックＣのMB_typeに対応するコンテキストモ
デルctx_mb_type_inter(C)は、当該インターフレームが
Ｐピクチャである場合、次式（４）によって定義され
る。また、当該インターフレームがＢピクチャである場
合、次式（５）によって定義される。 ctx_mb_type_inter(C)＝((A==Skip)?0:1)＋((B==Skip)?0:1) ・・・（４） ctx_mb_type_inter(C)＝((A==Direct)?0:1)＋((B==Direct)?0:1)・・・（５）

【００４７】ただし、式（４）において、演算子((A==S
kip)?0:1)は、マクロブロックＡがSkipモードである場
合には０を示し、マクロブロックＡがSkipモードではな
い場合には１を示すものとする。同様に、演算子((B==S
kip)?0:1)は、マクロブロックＢがSkipモードである場
合には０を示し、マクロブロックＢがSkipモードではな
い場合には１を示すものとする。

【００４８】また、式（５）において、演算子((A==Dir
ect)?0:1)は、マクロブロックＡがDirectモードである
場合には０を示し、マクロブロックＡがDirectモードで
はない場合には１を示すものとする。演算子((B==Direc
t)?0:1)は、マクロブロックＢがDirectモードである場
合には０を示し、マクロブロックＢがDirectモードでは
ない場合には１を示すものとする。

【００４９】したがって、インターフレーム（Ｐピクチ
ャ）におけるマクロブロックＣのMB_typeに対応するコ
ンテキストモデルctx_mb_type_inter(C)は、Ｐピクチャ
である場合とＢピクチャである場合に対して、それぞれ
３種類の値を取ることになる。

【００５０】次に、動きベクトル情報(MVD)のコンテキ
ストモデル生成について説明する。

【００５１】画像圧縮情報に含まれる、注目するマクロ
ブロックに対応する動きベクトル情報は、隣接するマク
ロブロックに対応する動きベクトルとの予測誤差として
符号化されている。いま、図７に示すように配置されて
いるマクロブロックＡ，Ｂ，Ｃのうち、注目するマクロ
ブロックＣに対する評価関数ｅ_k（Ｃ）を次式（６）に
よって定義する。ここで、ｋ＝０は水平成分、ｋ＝１は
垂直成分を示す。 ｅ_k（Ｃ）＝｜ｍｖｄ_k（Ａ）｜＋｜ｍｖｄ_k（Ｂ）｜ ・・・（６）

【００５２】ただし、式（６）において、ｍｖｄ
_k（Ａ），ｍｖｄ_k（Ｂ）は、それぞれ、マクロブロック
Ｃに隣接するマクロブロックＡ，Ｂに対する動きベクト
ル予測誤差である。

【００５３】なお、式（６）に関し、マクロブロックＣ
が画枠の左端に存在しており、マクロブロックＡ，Ｂの
一方が存在しないような場合、動きベクトル予測誤差ｍ
ｖｄ _k（Ａ）またはｍｖｄ_k（Ｂ）に関する情報を得るこ
とができないので、式（６）の右辺における対応する項
は無視する。このように定義されたｅ_k（Ｃ）に対応す
るコンテキストモデルctx_mvd(C,k)は、次式（７−１）
乃至（７−３）のように定義される。 ctx_mvd(C,k)＝０ ｅ_k（Ｃ）＜３ ・・・（７−１） ctx_mvd(C,k)＝１ ３２＜ｅ_k（Ｃ） ・・・（７−２） ctx_mvd(C,k)＝２ ３≦ｅ_k（Ｃ）≦３２ ・・・（７−３）

【００５４】動きベクトル情報(MVD)のコンテキストモ
デル生成は、図８に示すように行われる。すなわち、マ
クロブロックＣに対する動きベクトル予測誤差ｍｖｄ_k
（Ｃ）は、絶対値｜ｍｖｄ_k（Ｃ）｜と符号に分離され
る。絶対値｜ｍｖｄ_k（Ｃ）｜は２値化される。２値化
された絶対値｜ｍｖｄ_k（Ｃ）｜の第１のｂｉｎ（最左
端の値）は、上述したコンテキストモデルctx_mvd(C,k)
を用いて符号化する。第２のｂｉｎ（左端から２番目の
値）はコンテキストモデル３を用いて符号化する。同様
に、第３，４のｂｉｎは、それぞれコンテキストモデル
４，５を用いて符号化する。第５以降のｂｉｎは、コン
テキストモデル６を用いて符号化する。ｍｖｄ_k（Ｃ）
の符号は、コンテキストモデル７を用いて符号化する。
このように、運動ベクトル情報(MVD)は、８種類のコン
テキストモデルを用いて符号化される。

【００５５】次に、参照フレームパラメータ(Ref_fram
e)を符号化するコンテキストモデルについて説明する。

【００５６】インターフレームに対して、２枚以上の参
照フレームが用いられる場合、インターフレームの各マ
クロブロックに対して参照フレームに関する情報が設定
される。図６に示すように配置されたマクロブロック
Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、マクロブロックＡ，Ｂそれぞれに
対する参照フレームパラメータをＡ，Ｂとした場合、マ
クロブロックＣに対するコンテキストモデルctx_ref_fr
ame(C)は、次式（８）によって定義される。 ctx_ref_frame(C)＝((A==0)?0:1)＋２((B==0)?0:1) ・・・（８）

【００５７】ただし、式（８）において、演算子((A==
0)?0:1)は、マクロブロックＡの参照フレームパラメー
タ０である場合には０を示し、マクロブロックＡの参照
フレームパラメータが０ではない場合には１を示すもの
とする。同様に、演算子((B==0)?0:1)は、マクロブロッ
クＢの参照フレームパラメータ０である場合には０を示
し、マクロブロックＢの参照フレームパラメータが０で
はない場合には１を示すものとする。

【００５８】参照フレームパラメータ(Ref_frame)を符
号化するコンテキストモデルは、式（８）によって４種
類が定義される。さらに、第２のｂｉｎに対するコンテ
キストモデル、および第３以降のｂｉｎに対するコンテ
キストモデルが定義される。

【００５９】次に、Ｈ．２６Ｌの画像圧縮情報中に含ま
れるテキスチャ情報に関するシンタクス要素であるコー
ドブロックパターン(CBR)、イントラ予測モード(IPRE
D)、および（RUN,LEVEL）情報を算出符号化するコンテ
キストモデルについて説明する。

【００６０】始めに、コードブロックパターンに関する
コンテキストモデルについて説明する。Intra１６×１
６マクロブロック以外のコードブロックパターンに関す
る取り扱いは以下のように定義されている。

【００６１】すなわち、輝度信号に関しては、Intra１
６×１６マクロブロックに含まれる、４つの８×８ブロ
ックそれぞれに対して１ビットずつ、合計４ビットのCB
Pビットが含まれている。図６に示すようにマクロブロ
ックＡ，Ｂ，Ｃが配置されている場合、マクロブロック
Ｃの輝度信号に対応するコンテキストモデルctx_cbp_lu
ma(C)は、次式（９）によって定義される。 ctx_cbp_luma(C)＝Ａ＋２Ｂ ・・・（９） ただし、式（９）において、Ａは、マクロブロックＡの
輝度信号のCBPビットであり、Ｂは、マクロブロックＢ
の輝度信号のCBPビットである。

【００６２】CBPフィールドの残り２ビットは色差信号
に関するものである。マクロブロックＣの色差信号に対
応するコンテキストモデルctx_cbp_chroma_sig(C)は、
次式（１０）によって定義される。 ctx_cbp_chroma_sig(C)＝Ａ＋２Ｂ ・・・（１０） ただし、式（１０）において、Ａは、マクロブロックＡ
の色差信号のCBPビットであり、Ｂは、マクロブロック
Ｂの色差信号のCBPビットである。

【００６３】ここで、マクロブロックＣの色差信号に対
応するコンテキストモデルctx_cbp_chroma_sig(C)が０
ではない場合、すなわち、色差信号のＡＣ成分が存在す
る場合、次式（１１）によって定義されるマクロブロッ
クＣの色差信号のＡＣ成分に対応するコンテキストモデ
ルctx_cbp_chroma_ac(C)が符号化される必要がある。 ctx_cbp_chroma_ac(C)＝Ａ＋２Ｂ ・・・（１１） ただし、式（１１）において、Ａは、マクロブロックＡ
に対応するcbp_chroma_ac decisionであり、Ｂは、マク
ロブロックＢに対応するcbp_chroma_ac decisionであ
る。

【００６４】式（９）乃至（１１）によって定義される
コンテキストモデルは、イントラマクロブロックとイン
ターマクロブロックのそれぞれに対して別個に定義され
るので、２４（＝２×３×４）種類のコンテキストモデ
ルが定義されることになる。

【００６５】さらに、Intra６×１６マクロブロックに
対しては、２値化されたAC decisionに対して１種類の
コンテキストモデルが定義され、色差信号の各成分それ
ぞれに対して１種のコンテキストモデルが定義されてい
る。

【００６６】次に、イントラ予測モード(IPRED)に関す
るコンテキストモデルについて説明する。ここで、Ｈ．
２６Ｌにおいて定義されている６種類（ラベル０乃至
５）のイントラ予測モードについて、図９および図１０
を参照して説明する。図９は、マクロブロックを分割し
た４×４ブロックに存在する画素ａ乃至ｐと、隣接する
各４×４ブロック内に存在する画素Ａ乃至Ｉを示してい
る。図１０のラベル１乃至５は、それぞれラベル１乃至
５のイントラ予測モードの方向を示している。ラベル０
のイントラ予測モードは、ＤＣ予測モード(DC Predicti
on)である。

【００６７】ラベル０のイントラ予測モードにおいて
は、画素ａ乃至ｐが次式（１２）に従って予測される。 画素ａ乃至ｐ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）//８ ・・・（１２） ただし、式（１２）乃至次式（１５）において、Ａ乃至
Ｉは、それぞれ画素Ａ乃至Ｉを示しており、記号”//”
は、除算した結果を丸め込む演算を意味している。

【００６８】なお、ラベル０のイントラ予測モードにお
いて、８画素Ａ乃至Ｈのうち、４画素（例えば、画素Ａ
乃至Ｄ）が画枠内に存在しない場合、式（１２）は用い
られず、残りの４画素（いまの場合、画素Ｅ乃至Ｈ）の
平均値が、画素ａ乃至ｐの予測値とされる。また、８画
素Ａ乃至Ｈの全てが画枠内に存在しない場合も、式（１
２）は用いられず、所定の値（例えば、１２８）が画素
ａ乃至ｐの予測値とされる。

【００６９】ラベル１のイントラ予測モードは、Vertic
al/Diagonal Predictionと称される。ラベル１のイント
ラ予測モードは、４画素Ａ乃至Ｄが画枠内に存在する場
合にだけ用いられる。この場合、画素ａ乃至ｐのそれぞ
れが、次式（１３−１）乃至（１３−６）に従って予測
される。 画素ａ ＝（Ａ＋Ｂ）//２ ・・・（１３−１） 画素ｅ ＝Ｂ ・・・（１３−２） 画素ｂ，ｉ＝（Ｂ＋Ｃ）//２ ・・・（１３−３） 画素ｆ，ｍ＝Ｃ ・・・（１３−４） 画素ｃ，ｊ＝（Ｃ＋Ｄ）//２ ・・・（１３−５） 画素ｄ，ｇ，ｈ，ｋ，ｌ，ｎ，ｏ，ｐ ＝Ｄ ・・・（１３−６）

【００７０】ラベル２のイントラ予測モードは、Vertic
al Predictionと称される。ラベル２のイントラ予測モ
ードは、４画素Ａ乃至Ｄが画枠内に存在する場合にだけ
用いられる。この場合、例えば、画素ａ，ｅ，ｉ，ｍの
予測値として画素Ａが用いられ、画素ｂ，ｆ，ｊ，ｎの
予測値として画素Ｂが用いられる。

【００７１】ラベル３のイントラ予測モードは、Diagon
al Predictionと称される。ラベル１のイントラ予測モ
ードは、９画素Ａ乃至Ｉが画枠内に存在する場合にだけ
用いられる。この場合、画素ａ乃至ｐのそれぞれが、次
式（１４−１）乃至（１３−７）に従って予測される。 画素ｍ ＝（Ｈ＋２Ｇ＋Ｆ）//４ ・・・（１４−１） 画素ｉ，ｎ ＝（Ｇ＋２Ｆ＋Ｅ）//４ ・・・（１４−２） 画素ｅ，ｊ，ｏ ＝（Ｆ＋２Ｅ＋Ｉ）//４ ・・・（１４−３） 画素ａ，ｆ，ｋ，ｐ＝（Ｅ＋２Ｉ＋Ａ）//４ ・・・（１４−４） 画素ｂ，ｇ，ｌ ＝（Ｉ＋２Ａ＋Ｂ）//４ ・・・（１４−５） 画素ｃ，ｈ ＝（Ａ＋２Ｂ＋Ｃ）//４ ・・・（１４−６） 画素ｄ ＝（Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ）//４ ・・・（１４−７）

【００７２】ラベル４のイントラ予測モードは、Horizo
ntal Predictionと称される。ラベル４のイントラ予測
モードは、４画素Ｅ乃至Ｈが画枠内に存在する場合にだ
け用いられる。この場合、例えば、画素ａ，ｂ，ｃ，ｄ
の予測値として画素Ｅが用いられ、画素ｅ，ｆ，ｇ，ｈ
の予測値として画素Ｆが用いられる。

【００７３】ラベル５のイントラ予測モードは、Horizo
ntal/Diagonal Predictionと称される。ラベル５のイン
トラ予測モードは、４画素Ｅ乃至Ｈが画枠内に存在する
場合にだけ用いられる。この場合、画素ａ乃至ｐのそれ
ぞれが、次式（１５−１）乃至（１５−６）に従って予
測される。 画素ａ ＝（Ｅ＋Ｆ）//２ ・・・（１５−１） 画素ｂ ＝Ｆ ・・・（１５−２） 画素ｃ，ｅ＝（Ｆ＋Ｇ）//２ ・・・（１５−３） 画素ｆ，ｄ＝Ｇ ・・・（１５−４） 画素ｉ，ｇ＝（Ｇ＋Ｈ）//２ ・・・（１５−５） 画素ｈ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ ＝Ｈ ・・・（１５−６）

【００７４】ラベル０乃至５のイントラ予測モードに対
しては、それぞれ２つのコンテキストモデルが定義され
ている。すなわち、１つは、それぞれのモードに対する
第１のｂｉｎであり、もう１つは、それぞれのモードに
対する第２のｂｉｎである。これらに加え、Intra１６
×１６モードの２ビットに対して１つずつコンテキスト
モデルが定義されている。したがって、イントラ予測モ
ードに対しては、合計１４のコンテキストモデルが定義
されている。

【００７５】次に、(RUN,LEVEL)に関するコンテキスト
モデルについて説明する。

【００７６】Ｈ．２６Ｌにおいては、２次元離散コサイ
ン変換係数を１次元に並べ替えるスキャン方式として、
図１１Ａ，Ｂに示す２種類の方法が定義されている。図
１１Ａに示すシングルスキャン方式は、イントラマクロ
ブロックに対する輝度信号であって、かつ、量子化パラ
メータＱＰが２４よりも小さい場合以外に用いられる方
式である。図１１Ｂに示すダブルスキャン方式は、シン
グルスキャン方式が用いられない場合に用いられる。

【００７７】インターマクロブロックおよび量子化パラ
メータＱＰが２４以上であるイントラマクロブロックで
は、平均して４×４マクロブロックに対する非零係数は
１つであり、１ビットのEOB（End Of Block）信号で十
分であるが、量子化パラメータＱＰが２４よりも小さい
イントラマクロブロックの輝度信号に関しては、２つ以
上の非零係数が存在するため、１ビットのEOB信号では
不十分である。このため、図１１Ｂに示すダブルスキャ
ン方式が用いられる。

【００７８】(RUN,LEVEL)に対するコンテキストモデル
は、図１２に示すように、上述したスキャン方式の区
別、ＤＣ／ＡＣブロックタイプの区別、輝度信号／色差
信号の区別、イントラマクロブロック／インターマクロ
ブロックの区別に応じて９種類が定義されている。

【００７９】LEVEL情報は符号と絶対値に分離される。
図１２に示した対応するCtx_run_levelに応じて、４つ
のコンテキストモデルが定義される。すなわち、第１の
コンテキストモデルは符号に対してのものであり、第２
のコンテキストモデルは第１のｂｉｎに対してのもので
あり、第２のコンテキストモデルは第２のｂｉｎに対し
てのものであり、第４のコンテキストモデルはそれ以降
のｂｉｎに対して定義されたものである。

【００８０】LEVELが０ではない場合（EOBでない場合）
には、以下に述べるRUNが符号化される。RUNに対してで
あるが、図１２に示された、それぞれのCtx_run_level
に対して、第1のｂｉｎと第２以降のｂｉｎについて、
それぞれ２つずつのコンテキストモデルが定義されてい
る。

【００８１】Ｈ．２６Ｌの画像圧縮情報において、マク
ロブロックレベルで設定され得る、量子化に関するパラ
メータDquantに対するコンテキストモデルについて説明
する。

【００８２】パラメータDquantは、マクロブロックに対
するコードブロックパターンが、非零の直交変換係数を
含む場合、またはマクロブロックが１６×１６Intra Co
dedである場合に設定される。パラメータDquantは、−
１６乃至１６の値を取り得る。マクロブロックに対する
量子化パラメータQUANT_newは、画像圧縮情報中のパラメ
ータDquantを用いた次式（１６）によって算出される。 QUANT_new＝modulo₃₂（QUANT_old＋Dquant＋３２） ・・・（１６） ただし、式（１６）において、QUANT_oldは、直前の符号
化または復号に用いられた量子化パラメータである。

【００８３】図６に示すように配置されたマクロブロッ
クＣのパラメータDquantに対する第１のコンテキストモ
デルctx_dquant(C)は、次式（１７）のように定義され
る。 ctx_dquant(C)＝（Ａ！＝０） ・・・（１７） ただし、式（１７）において、Ａは、マクロブロックＡ
のパラメータDquantの値を示している。第１のｂｉｎに
対しては第２のコンテキストモデルが、第２以降のｂｉ
ｎに対しては第２のコンテキストモデルが定義されてい
る。

【００８４】以上説明した様々なコンテキストモデルに
対し、入力となるシンボルが２値化されていない場合に
は、そのシンボルを入力前に２値化する必要がある。MB
_type以外のシンタクス要素は、図１３に示す対応関係
によって２値化される。

【００８５】Ｐピクチャに対して１０種類定義されてい
るMB_typeは、図１４Ａに示す対応関係によって２値化
される。また、Ｂピクチャに対して１７種類定義されて
いるMB_typeは、図１４Ｂに示す対応関係によって２値
化される。

【００８６】以上説明した様々なコンテキストモデルに
対応するレジスタは、事前に計算された値によって予め
初期化されており、各シンボルを符号化する際、一連の
コンテキストモデルに対するｂｉｎの発生頻度が逐次更
新され、次のシンボルの符号化を行う際の判定に用いら
れる。

【００８７】しかしながら、与えられたコンテキストモ
デルに対する発生頻度が予め定められた値を超えた場合
には、頻度カウンタは縮小処理が行われる。このように
周期的にスケーリング処理を行うことで、動的なシンボ
ルの発生に対応することを容易なものとしている。

【００８８】Ｈ．２６Ｌにおいて、２値化されたシンボ
ルの算術符号化方式については、現在のところ、文
献「"Arithmetic Coding for Data Compression",(Witt
en et al. Comm. of the ACM,30 (6),1987,pp520-54
1)」（以下、文献２と記述する）に開示されている方法
が適用されている。

【００８９】ところで、MPEG２においては、入力となる
画像信号が飛び越し走査フォーマットであった場合、マ
クロブロックレベルでフィールド／フレーム適応型符号
化処理が可能とされている。

【００９０】現在、Ｈ．２６Ｌにはそのような仕様は定
義されていないが、文献「"Interlace Coding Tools fo
r H.26L Video Coding(L.Wang et al.,VCEG-O37,Dec.20
01)"」（以下、文献３と記述する）には、Ｈ．２６Ｌの
仕様を、マクロブロックレベルでフィールド／フレーム
適応型符号化処理を可能とするように拡張することが提
案されている。

【００９１】文献３に提案されている、マクロブロック
レベルでフィールド／フレーム適応型符号化処理につい
て説明する。

【００９２】現在のＨ．２６Ｌにおいては、マクロブロ
ックにおける動き予測・補償の単位として、図１５に示
すような７種類のモード（mode１乃至７）が定義されて
いる。

【００９３】文献３においては、画像圧縮情報のマクロ
ブロックに対応するシンタクスとして、図１６に示すよ
うに、RunとMB_typeの間にFrame/Field Flagを持つこと
が提案されている。Frame/Field Flagの値が０である場
合、当該マクロブロックはフレームベースの符号化が施
されることを示し、Frame/Field Flagの値が１である場
合、フィールドベースの符号化が施されることを示して
いる。

【００９４】Frame/Field Flagの値が１である場合（す
なわち、フィールドベースの符号化が施される場合）、
マクロブロック内の画素は、図１７に示すように行単位
で画素の並べ替えが行われる。

【００９５】Frame/Field Flagの値が１である場合、マ
クロブロックにおける動き予測・補償の単位として、図
１５のmode３乃至７に相当する、図１８に示す５種類の
モード（mode１ａ乃至５ａ）が定義されている。

【００９６】例えば、図１８のmode２ａにおいて、マク
ロブロックを４分割した８×８ブロック０乃至３のう
ち、ブロック０，１は同一のフィールドパリティに属
し、また、ブロック２，３は同一のフィールドパリティ
に属する。また例えば、図１８のmode３ａにおいて、マ
クロブロックを８分割した４×８ブロック０乃至８のう
ち、ブロック０乃至３は同一のフィールドパリティに属
し、また、ブロック４乃至７は同一のフィールドパリテ
ィに属する。

【００９７】Frame/Field Flagの値が１である場合のイ
ントラ予測モードについて説明する。例えば、図９に示
した４×４ブロックに位置する画素ａ乃至ｐは、Frame/
Field Flagの値が１である場合においても、隣接する４
×４ブロックに位置する画素Ａ乃至Ｉを用いてイントラ
予測が行われるが、画素ａ乃至ｐ、および画素Ａ乃至Ｉ
が全て同一フィールドパリティに属していることが特徴
である。

【００９８】画素Ａ乃至Ｉが、画素ａ乃至ｐと同一のマ
クロブロックに属している場合について、図１９を参照
して説明する。マクロブロックを１６分割した４×４ブ
ロック７に存在する画素ａ乃至ｐは、隣接するブロック
２，３，６の端に存在する画素Ａ乃至Ｉを用いてイント
ラ予測が行われる。

【００９９】画素Ａ乃至Ｉが、画素ａ乃至ｐとは異なる
マクロブロックに属する場合について、図２０を参照し
て説明する。

【０１００】図２０Ａは、処理対象としているマクロブ
ロックの左側のマクロブロックと、上側のマクロブロッ
クに対するFrame/Field Flagの値がそれぞれ１である場
合を示している。この場合、処理対象としているマクロ
ブロックを１６分割した４×４ブロックＣに存在する画
素のイントラ予測は、左側のマクロブロックを１６分割
したブ４×４ブロックＡに存在する画素と、上側のマク
ロブロックを１６分割した４×４ブロックＢに存在する
画素を用いて行われる。４×４ブロックＣ’に存在する
画素のイントラ予測は、４×４ブロックＡ’に存在する
画素と、４×４ブロックＢ’に存在する画素を用いて行
われる。

【０１０１】図２０Ｂは、処理対象としているマクロブ
ロックに対するFrame/Field Flagの値が１であり、その
左側および上側のマクロブロックに対するFrame/Field
Flagの値がそれぞれ０である場合を示している。この場
合、処理対象としているマクロブロックを１６分割した
４×４ブロックＣに存在する画素のイントラ予測は、左
側のマクロブロックを１６分割した４×４ブロックＡに
存在する画素と、上側のマクロブロックを１６分割した
４×４ブロックＢに存在する画素を用いて行われる。４
×４ブロックＣ’に存在する画素のイントラ予測は、４
×４ブロックＡ’に存在する画素と、４×４ブロックＢ
に存在する画素を用いて行われる。

【０１０２】次に、色差信号のイントラ予測について、
図２１を参照して説明する。Frame/Field Flagの値が１
である場合、色差信号のイントラ予測モードは１種類だ
けが定義されている。

【０１０３】図２１において、Ａ乃至Ｄは、それぞれ色
差信号の４×４ブロックを示す。ブロックＡ，Ｂは、第
１フィールドに属し、ブロックＣ，Ｄは、第２フィール
ドに属する。ｓ₀乃至ｓ₂は、ブロックＡ乃至Ｄに隣接す
るブロックのうち、第１フィールドパリティに属するブ
ロックに存在する色差信号の合計値である。ｓ₃至ｓ
₅は、ブロックＡ乃至Ｄに隣接するブロックのうち、第
２フィールドパリティに属するブロックに存在する色差
信号の合計値である。

【０１０４】ブロックＡ乃至Ｄにそれぞれ対応する予測
値Ａ乃至Ｄは、ｓ₀乃至ｓ₅が全て画枠内に存在する場
合、次式（１８）に従って予測される。 Ａ＝（ｓ₀＋ｓ₂＋４）／８ Ｂ＝（ｓ₁＋２）／４ Ｃ＝（ｓ₃＋ｓ₅＋４）／８ Ｄ＝（ｓ₄＋２）／４ ・・・（１８）

【０１０５】ただし、ｓ₀乃至ｓ₅のうち、ｓ₀，ｓ₁，ｓ
₃，ｓ₄だけが画枠内に存在する場合、ブロックＡ乃至Ｄ
にそれぞれ対応する予測値Ａ乃至Ｄは、次式（１９）に
従って予測される。 Ａ＝（ｓ₀＋２）／４ Ｂ＝（ｓ₁＋２）／４ Ｃ＝（ｓ₃＋２）／４ Ｄ＝（ｓ₄＋２）／４ ・・・（１９）

【０１０６】さらに、ｓ₀乃至ｓ₅のうち、ｓ₂ｓ₅だけが
画枠内に存在する場合、ブロックＡ乃至Ｄにそれぞれ対
応する予測値は、次式（２０）に従って予測される。 Ａ＝（ｓ₂＋２）／４ Ｂ＝（ｓ₂＋２）／４ Ｃ＝（ｓ₅＋２）／４ Ｄ＝（ｓ₅＋２）／４ ・・・（２０）

【０１０７】図２２は、上述したようにイントラ予測さ
れた後の色差信号の残差成分を符号化する方法を示して
いる。すなわち、それぞれの４×４ブロックに対して直
交変換処理を施した後、第１フィールドおよび第２フィ
ールドの直流成分を用いて図示すような２×２ブロック
が生成され、再び直交変換処理が施される。

【０１０８】次に、Frame/Field Flagの値が１である場
合の動き予測・補償処理について説明する。Frame/Fiel
d Flagの値が１である場合、動き予測補償モードとして
は、インター１６×１６モード、インター８×１６モー
ド、インター８×８モード、インター４×８モード、イ
ンター４×４モードの６種類のモードが存在する。

【０１０９】例えば、インター１６×１６モードは、イ
ンター８×１６モードにおける第１フィールドに対する
動きベクトル情報、第２フィールドに対する動きベクト
ル情報、および参照フレームが同等であるモードであ
る。

【０１１０】これら６種類の動き予測補償モードに対し
て、それぞれCode_Number０乃至５が割り当てられてい
る。

【０１１１】現在のＨ．２６Ｌにおいては、図２３に示
すような、複数の参照フレームを設けることができるマ
ルチプルフレーム予測が規定されている。現在のフレー
ムベースのＨ．２６Ｌの規格において、参照フレームに
関する情報は、マクロブロックレベルで定義されてお
り、直前に符号化されたフレームに対し、Code_Number
０が割り当てられており、その１乃至５回前に符号化さ
れたフレームに対し、それぞれCode_Number１乃至５が
割り当てられている。

【０１１２】これに対して、フィールドベース符号化を
行う場合、直前に符号化されたフレームの第１フィール
ドに対してCode_Number０が割り当てられ、当該フレー
ムの第２フィールドに対してCode_Number１が割り当て
られる。その１回前に符号化されたフレームの第１フィ
ールドに対してCode_Number２が割り当てられ、当該フ
レームの第２フィールドに対してCode_Number３が割り
当てられる。さらに１回前に符号化されたフレームの第
１フィールドに対してCode_Number４が割り当てられ、
第２フィールドに対してCode_Number５が割り当てられ
る。

【０１１３】また、フィールドベース符号化が行われる
マクロブロックに対しては、第１フィールドに対する参
照フィールドと、第２フィールドに対する参照フィール
ドが別個に規定される。

【０１１４】次に、Frame/Field Flagの値が１である場
合の動きベクトル情報予測方式について説明するが、そ
の前に、現在のＨ．２６Ｌにおいて規定されているメデ
ィアン予測について、図２４を参照して説明する。図２
４に示す１６×１６マクロブロックＥに対応する１６×
１６、８×８、または４×４動きベクトル情報は、隣接
するマクロブロックＡ乃至Ｃの動きベクトル情報のメデ
ィアンを用いて予測される。

【０１１５】ただし、マクロブロックＡ乃至Ｃのうち、
画枠内に存在しないものについては、対応する動きベク
トル情報の値は０であるとしてメディアンを算出する。
例えば、マクロブロックＤ，Ｂ，Ｃが画枠内に存在しな
い場合、予測値としてマクロブロックＡに対応する動き
ベクトル情報を用いる。また、マクロブロックＣが画枠
内に存在しない場合、その代わりにマクロブロックＤの
動きベクトル情報を用いてメディアンを算出する。

【０１１６】なお、マクロブロックＡ乃至Ｄの参照フレ
ームは必ずしも同一でなくてもよい。

【０１１７】次に、マクロブロックのブロックサイズ
が、８×１６、１６×８、８×４、または４×８である
場合について、図２５を参照して説明する。なお、注目
するマクロブロックＥとこれに隣接するマクロブロック
Ａ乃至Ｄは、図２４に示すように配置されているとす
る。

【０１１８】図２５Ａは、マクロブロックＥ１，Ｅ２の
ブロックサイズが８×１６である場合を示している。左
側のマクロブロックＥ１に関しては、左に隣接するマク
ロブロックＡがマクロブロックＥ１と同じフレームを参
照している場合、マクロブロックＡの動きベクトル情報
が予測値として用いられる。左に隣接するマクロブロッ
クＡがマクロブロックＥ１と異なるフレームを参照して
いる場合、上述したメディアン予測が適用される。

【０１１９】右側のマクロブロックＥ２に関しては、右
上に隣接するマクロブロックＣがマクロブロックＥ２と
同じフレームを参照している場合、マクロブロックＣの
動きベクトル情報が予測値として用いられる。右上に隣
接するマクロブロックＣがマクロブロックＥ２と異なる
フレームを参照している場合、上述したメディアン予測
が適用される。

【０１２０】図２５Ｂは、マクロブロックＥ１，Ｅ２の
ブロックサイズが１６×８である場合を示している。上
側のマクロブロックＥ１に関しては、上に隣接するマク
ロブロックＢがマクロブロックＥ１と同じフレームを参
照している場合、マクロブロックＢの動きベクトル情報
が予測値として用いられる。上に隣接するマクロブロッ
クＢがマクロブロックＥ１と異なるフレームを参照して
いる場合、上述したメディアン予測が適用される。

【０１２１】下側のマクロブロックＥ２に関しては、左
に隣接するマクロブロックＡがマクロブロックＥ２と同
じフレームを参照している場合、マクロブロックＡの動
きベクトル情報が予測値として用いられる。左に隣接す
るマクロブロックＡがマクロブロックＥ２と異なるフレ
ームを参照している場合、上述したメディアン予測が適
用される。

【０１２２】図２５Ｃは、マクロブロックＥ１乃至Ｅ８
のブロックサイズが８×４である場合を示している。左
側のマクロブロックＥ１乃至Ｅ４に対しては、上述した
メディアン予測が適用され、右側のマクロブロックＥ５
乃至Ｅ８に対しては、左側のマクロブロックＥ１乃至Ｅ
４の動きベクトル情報が予測値として用いられる。

【０１２３】図２５Ｄは、マクロブロックＥ１乃至Ｅ８
のブロックサイズが４×８である場合を示している。上
側のマクロブロックＥ１乃至Ｅ４に対しては、上述した
メディアン予測が適用され、下側のマクロブロックＥ５
乃至Ｅ８に対しては、上側のマクロブロックＥ１乃至Ｅ
４の動きベクトル情報が予測値として用いられる。

【０１２４】Frame/Field Flagの値が１である場合にお
いても、動きベクトル情報の水平方向成分の予測に関し
ては、上述の方式に準ずる。しかしながら、垂直方向成
分に関しては、フィールドベースのブロックとフレーム
ベースのブロックが混在するため、以下のような処理を
行う。なお、注目するマクロブロックＥとこれに隣接す
るマクロブロックＡ乃至Ｄは、図２４に示すように配置
されているとする。

【０１２５】マクロブロックＥをフレームベース符号化
する場合であって、隣接するマクロブロックＡ乃至Ｄの
いずれかがフィールドベース符号化されている場合、第
１フィールドに対する動きベクトル情報の垂直方向成分
と、第２フィールドに対する動きベクトル情報の垂直方
向成分の平均値の２倍を算出し、これをフレームベース
の動きベクトル情報に相当するものとして予測処理を行
う。

【０１２６】マクロブロックＥをフィールドベース符号
化する場合であって、隣接するブロックＡ乃至Ｄのいず
れかがフレームベース符号化されている場合、動きベク
トル情報の垂直方向成分の値を２で割った商を、フィー
ルドベースの動きベクトルに相当するものとして予測処
理を行う。

【０１２７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、文献３にお
いては、マクロブロックレベルのフィールド／フレーム
符号化に必要なシンタクス要素が付加されており、ま
た、動きベクトル情報等のシンタクス要素に関しても、
そのセマンティクスが変更されているが、これに対し
て、新たなコンテキストモデルの導入、および既存のコ
ンテキストモデルの変更がなされておらず、文献３に提
案された情報のみでは、CABAC方式を用いたマクロブロ
ックレベルのフィールド／フレーム符号化を行うことが
不可能である。

【０１２８】CABAC方式は、UVLC方式に比較して符号化
処理により多くの演算量を要するものの、より高い符号
化効率を実現することが知られており、入力となる画像
情報が飛び越し走査フォーマットであった場合にも、CA
BAC方式を用いたマクロブロックレベルのフィールド／
フレーム符号化を実現できることが望ましい。

【０１２９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、入力となる画像情報が飛び越し走査フォー
マットであった場合にも、CABAC方式を用いたマクロブ
ロックレベルのフィールド／フレーム符号化を可能とす
ることを目的とする。

【０１３０】

【課題を解決するための手段】本発明の符号化装置は、
マクロブロックレベルの符号化処理をフィールドベース
とするかフレームベースとするかを示すフィールド／フ
レームフラグに対応するコンテキストモデルと、フレー
ムベースの符号化処理を行うためのシンタクス要素に対
応するコンテキストモデルと、フィールドベースで符号
化処理を行うためのシンタクス要素に対応するコンテキ
ストモデルとを用いて可逆符号化処理を実行する可逆符
号化手段を含むことを特徴とする。

【０１３１】前記フィールドベースで符号化処理を行う
ためのシンタクス要素に対するコンテキストモデルに
は、Ｉピクチャに対するMB_type、Ｐ／Ｂピクチャに対
するMB_type、動きベクトル情報、参照フィールドパラ
メータ、およびイントラ予測モードに対応するコンテキ
ストモデルのうち、少なくとも１つを含むようにするこ
とができる。

【０１３２】本発明の符号化方法は、マクロブロックレ
ベルの符号化処理をフィールドベースとするかフレーム
ベースとするかを示すフィールド／フレームフラグに対
応するコンテキストモデルと、フレームベースの符号化
処理を行うためのシンタクス要素に対応するコンテキス
トモデルと、フィールドベースで符号化処理を行うため
のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルとを用
いて可逆符号化処理を実行する可逆符号化ステップを含
むことを特徴とする。

【０１３３】本発明の第１の記録媒体のプログラムは、
マクロブロックレベルの符号化処理をフィールドベース
とするかフレームベースとするかを示すフィールド／フ
レームフラグに対応するコンテキストモデルと、フレー
ムベースの符号化処理を行うためのシンタクス要素に対
応するコンテキストモデルと、フィールドベースで符号
化処理を行うためのシンタクス要素に対応するコンテキ
ストモデルとを用いて可逆符号化処理を実行する可逆符
号化ステップを含むことを特徴とする。

【０１３４】本発明の第１のプログラムは、マクロブロ
ックレベルの符号化処理をフィールドベースとするかフ
レームベースとするかを示すフィールド／フレームフラ
グに対応するコンテキストモデルと、フレームベースの
符号化処理を行うためのシンタクス要素に対応するコン
テキストモデルと、フィールドベースで符号化処理を行
うためのシンタクス要素に対応するコンテキストモデル
とを用いて可逆符号化処理を行う可逆符号化ステップを
コンピュータに実行させることを特徴とする。

【０１３５】本発明の復号装置は、マクロブロックレベ
ルの符号化処理をフィールドベースとするかフレームベ
ースとするかを示すフィールド／フレームフラグに対応
するコンテキストモデルと、フレームベースの符号化処
理を行うためのシンタクス要素に対応するコンテキスト
モデルと、フィールドベースで符号化処理を行うための
シンタクス要素に対応するコンテキストモデルとを用い
て可逆符号化されている画像圧縮情報を復号する復号手
段を含むことを特徴とする。

【０１３６】本発明の復号方法は、マクロブロックレベ
ルの符号化処理をフィールドベースとするかフレームベ
ースとするかを示すフィールド／フレームフラグに対応
するコンテキストモデルと、フレームベースの符号化処
理を行うためのシンタクス要素に対応するコンテキスト
モデルと、フィールドベースで符号化処理を行うための
シンタクス要素に対応するコンテキストモデルとを用い
て可逆符号化されている画像圧縮情報を復号する復号ス
テップを含むことを特徴とする。

【０１３７】本発明の第２の記録媒体のプログラムは、
マクロブロックレベルの符号化処理をフィールドベース
とするかフレームベースとするかを示すフィールド／フ
レームフラグに対応するコンテキストモデルと、フレー
ムベースの符号化処理を行うためのシンタクス要素に対
応するコンテキストモデルと、フィールドベースで符号
化処理を行うためのシンタクス要素に対応するコンテキ
ストモデルとを用いて可逆符号化されている画像圧縮情
報を復号する復号ステップを含むことを特徴とする。

【０１３８】本発明の第２のプログラムは、マクロブロ
ックレベルの符号化処理をフィールドベースとするかフ
レームベースとするかを示すフィールド／フレームフラ
グに対応するコンテキストモデルと、フレームベースの
符号化処理を行うためのシンタクス要素に対応するコン
テキストモデルと、フィールドベースで符号化処理を行
うためのシンタクス要素に対応するコンテキストモデル
とを用いて可逆符号化されている画像圧縮情報を復号す
る復号ステップをコンピュータに実行させることを特徴
とする。

【０１３９】本発明の符号化装置および方法、並びに第
１のプログラムにおいては、マクロブロックレベルの符
号化処理をフィールドベースとするかフレームベースと
するかを示すフィールド／フレームフラグに対応するコ
ンテキストモデルと、フレームベースの符号化処理を行
うためのシンタクス要素に対応するコンテキストモデル
と、フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタ
クス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて可逆
符号化処理が行われる。

【０１４０】本発明の復号装置および方法、並びに第２
のプログラムにおいては、マクロブロックレベルの符号
化処理をフィールドベースとするかフレームベースとす
るかを示すフィールド／フレームフラグに対応するコン
テキストモデルと、フレームベースの符号化処理を行う
ためのシンタクス要素に対応するコンテキストモデル
と、フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタ
クス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて可逆
符号化されている画像圧縮情報が復号される。

【０１４１】符号化装置および復号装置は、互いに独立
した装置であってもよいし、信号処理装置の符号化処理
および復号処理を行うブロックであってもよい。

【０１４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した画像情報
符号化装置について、図２６を参照して説明する。当該
画像情報符号化装置は、入力となる画像情報が飛び越し
走査フォーマットであった場合にも、CABAC方式を用い
て符号化処理を施すことができるものである。

【０１４３】当該画像情報符号化装置において、Ａ／Ｄ
変換部５１は、アナログ信号である入力画像信号をディ
ジタル信号に変換して、画面並べ替えバッファ５２に出
力する。画面並べ替えバッファ５２は、Ａ／Ｄ変換部５
１からの入力画像情報を、当該画像情報符号化装置の出
力となる画像圧縮情報のGOP構造に応じて並び替えて、
加算器５４に出力する。

【０１４４】フィールド／フレーム判定部５３は、処理
対象の画像のマクロブロックを、フィールドベースで符
号化する場合と、フレームベースで符号化する場合との
符号化効率が高い方を判定し、対応するFrame/Field Fl
agを生成して、フィールド／フレーム変換部５５および
算術符号化部５８に出力する。

【０１４５】加算器５４は、処理対象のマクロブロック
がインター符号化される場合、フィールド／フレーム判
定部５３を介する入力画像と、動き予測・補償部６４か
らの参照画像との差分画像を生成して、フィールド／フ
レーム変換部５５および直交変換部５６に出力する。ま
た、加算器５４は、処理対象のマクロブロックがイント
ラ符号化される場合、フィールド／フレーム判定部５３
を介する入力画像をそのまま、フィールド／フレーム変
換部５５および直交変換部５６に出力する。

【０１４６】フィールド／フレーム変換部５５は、処理
対象のマクロブロックがフィールドベースで符号化され
る場合、加算器５４からの入力画像をフィールド構造に
変換して直交変換部５６に出力する。直交変換部５６
は、入力される画像情報に対して直交変換（離散コサイ
ン変換、またはカルーネン・レーベ変換等）を施し、得
られる変換係数を量子化部５７に供給する。量子化部５
７は、レート制御部６５らの制御に従い、直交変換部５
６から供給された変換係数に対して量子化処理を施す。

【０１４７】算術符号化部５８は、量子化部５７および
動き予測・補償部６４から入力される各シンタクス要
素、並びにフィールド／フレーム判定部５３からのFram
e/Field FlagをCABAC方式に基づいて算術符号化し、蓄
積バッファ５９に供給して蓄積させる。蓄積バッファ５
９は、蓄積した画像圧縮情報を後段に出力する。

【０１４８】逆量子化部６０は、量子化された直交変換
係数を逆量子化して、逆直交変換部６１に出力する。逆
直交変換部６１は、逆量子化された変換係数に対して逆
直交変換処理を施して復号画像情報を生成し、フレーム
メモリ６２に供給して蓄積させる。フィールド／フレー
ム変換部６３は、処理対象とするマクロブロックをフィ
ールドベースで符号化する場合、フレームメモリ６２に
蓄積された復号画像情報をフィールド構造に変換して、
動き予測・補償部６４に出力する。

【０１４９】動き予測・補償部６４は、動き予測処理に
より、最適な予測モード情報および動きベクトル情報を
生成して算術符号化部５８部に出力するとともに、予測
画像を生成して加算器５４に出力する。レート制御部６
５は、蓄積バッファ５９に蓄積されたデータ量に基づ
き、量子化部５７の動作のフィードバック制御を行う。
制御部６６は、記録媒体６７に記録されている制御用プ
ログラムに従い、当該画像情報符号化装置の各部を制御
する。

【０１５０】次に、算術符号化部５８の動作原理につい
て、図２７を参照して説明する。図２７は、算術符号化
部５８の構成例を示している。算術符号化部５８におい
ては、入力される画像圧縮情報のシンタクス要素のう
ち、まず、図１６に示したframe／field flagが、フレ
ーム／フィールドフラグコンテクストモデル９１によっ
て符号化される。

【０１５１】そして、処理対象となるマクロブロックが
フレームベース符号化される場合、現在Ｈ．２６Ｌの標
準で定められているフレームベースのコンテキストモデ
ル９２が適用される。なお、２値化されていない値を持
つシンタクス要素に関しては、２値化部９３によって２
値化が施された後、算術符号化が行われる。

【０１５２】一方、処理対象となるマクロブロックがフ
ィールド符号化される場合、以下のシンタクス要素に関
しては、フィールドベースのコンテキストモデル９４が
適用される。なお、２値化されていない値を持つシンタ
クス要素に関しては、２値化部９５によって２値化が施
された後、算術符号化が行われる。すなわち、第１のシ
ンタクス要素は、Ｉピクチャに対するMB_typeであり、
第２のシンタクス要素はＰ／Ｂピクチャに対するMB_typ
eであり、第３のシンタクス要素は動きベクトル情報で
あり、第４のシンタクス要素は参照フィールドパラメー
タであり、第５のシンタクスはイントラ予測モードであ
る。

【０１５３】以下、図６に示すようにマクロブロック
Ａ，Ｂ，Ｃが配置されているとする。frame／field fla
gに関するコンテキストモデルについて説明する。マク
ロブロックＣのframe／field flagに関するコンテキス
トモデルctx_fifr_flag(C)は、次式（２１）によって定
義される。 ctx_fifr_flag(C)＝ａ＋２ｂ ・・・（２１） ただし、式（２１）において、ａ，ｂは、それぞれマク
ロブロックＡ，Ｂのframe／field flagの値である。

【０１５４】次に、Ｉピクチャに対するMB_typeに関す
るコンテキストモデルについて説明する。frame／field
flagが１である場合、Ｉピクチャに含まれるマクロブ
ロックＣのMB_typeに対応するコンテキストモデルctx_m
b_type_intra_field（C）は、式（３）と同様に次式
（２２）によって定義される。 ctx_mb_type_intra_field（C）＝Ａ＋Ｂ ・・・（２２） ただし、式（２２）におけるＡ，Ｂは、式（３）におけ
るものと同様である。なお、隣接するマクロブロック
Ａ，Ｂは、フィールドベース符号化されていても、フレ
ームベース符号化されていてもかまわない。

【０１５５】次に、Ｐ／Ｂピクチャに対するMB_typeに
関するコンテキストモデルについて説明する。マクロブ
ロックＣがＰピクチャに含まれる場合、マクロブロック
ＣのMB_typeに対応するコンテキストモデルctx_mb_type
_inter_field(C)は、次式（２３）によって定義され
る。また、Ｂピクチャに含まれる場合、次式（２４）に
よって定義される。 ctx_mb_type_inter_field(C)＝((A==skip)?0:1)＋２((B==skip)?0:1) ・・・（２３） ctx_mb_type_inter_field(C)＝((A==Direct)?0:1)＋２((B==Direct)?0:1) ・・・（２４）

【０１５６】ただし、式（２３）における演算子((A==s
kip)?0:1)，((A==skip)?0:1)は、式（４）におけるもの
と同様であり、式（２４）における演算子((A==Direct)
?0:1)，((B==Direct)?0:1)は、式（５）におけるものと
同様である。隣接するマクロブロックＡ，Ｂは、フィー
ルドベース符号化されていても、フレームベース符号化
されていてもかまわない。

【０１５７】なお、２値化されていないＰピクチャのMB
_typeは、図２９Ａに示すテーブルによって２値化され
る。また、２値化されていないＢピクチャのMB_type
は、図２９Ｂに示すテーブルによって２値化される。

【０１５８】適応２値算術符号化部９６では、２値化さ
れたシンボルに対して、確率推定部９７によって確率推
定がなされ、符号化エンジン９８によって確率推定に基
づく適応算術符号化が施される。適応算術符号化処理が
行われた後、関連するモデルの更新が行われるため、そ
れぞれのモデルは実際の画像圧縮情報の統計に応じた符
号化処理を行うことが可能となる。

【０１５９】フレームベース符号化されるマクロブロッ
クに対しては、Ｐピクチャに属する場合、１０種類のMB
_typeが定義されている。一方、フィールドベース符号
化されるマクロブロックに対しては、Ｐピクチャに属す
る場合、前記１６種類のうち、１６×１６モード、およ
び８×１６モードが定義されていない。すなわち、フィ
ールドベース符号化されるマクロブロックに対しては、
Ｐピクチャに関して８種類のMB_typeが定義されてい
る。

【０１６０】フレームベース符号化されるマクロブロッ
クに対しては、Ｂピクチャに関して１８種類のMB_type
が定義されている。一方、フィールドベース符号化され
るマクロブロックに対しては、Ｂピクチャに属する場
合、前記１８種類のうち、前方向１６×１６モード、後
方向１６×１６モード、前方向８×１６モード、および
後方向８×１６モードが定義されていない。すなわち、
フィールドベース符号化されるマクロブロックに対して
は、Ｂピクチャに関して１４種類のMB_typeが定義され
ている。

【０１６１】次に、動きベクトル情報のコンテキストモ
デルについて説明する。frame／field flagの値が１で
ある場合、マクロブロックＣの動きベクトル情報に対応
する第１乃至３のコンテキストモデルctx_mvd_field(C,
k)は、次式（２５−１）乃至（２５−３）によって定義
される。 ctx_mvd_field (C,k)＝０ ｅ_k（Ｃ）＜３ ・・・（２５−１） ctx_mvd_field (C,k)＝１ ３２＜ｅ_k（Ｃ） ・・・（２５−２） ctx_mvd_field (C,k)＝２ ３≦ｅ_k（Ｃ）≦３２ ・・・（２５−３） ただし、式（２５−１）乃至（２５−３）における評価
関数ｅ_kは次式（２６）のように定義されている。マク
ロブロックＡ，Ｂは同じパリティフィールドにある。 ｅ_k（Ｃ）＝｜ｍｖｄ_k（Ａ）｜＋｜ｍｖｄ_k（Ｂ）｜ ・・・（２６）

【０１６２】ここで、マクロブロックＡがフレームベー
ス符号化されたものである場合、垂直方向成分の動きベ
クトル情報ｍｖｄ₁（Ａ）に関しては、次式（２７）を
用いて算出したｍｖｄ_{1_field}（Ａ）を式（２６）に適
用する。また、マクロブロックＢがフレームベース符号
化されたものである場合においても同様である。 ｍｖｄ_{1_field}（Ａ）＝ｍｖｄ_{1_frame}（Ａ）／２ ・・・（２７）

【０１６３】反対に、マクロブロックＣをフレームベー
ス符号化する場合であって、隣接ブロックＡがフィール
ドベース符号化されたものである場合、ｍｖｄ_k（Ａ）
の水平方向成分、垂直方向成分は、それぞれ次式（２８
−１），（２８−２）を用いて算出したｍｖｄ_{k_frame}
（Ａ）を式（２６）に適用する。 ｍｖｄ_{0_frame}（Ａ） ＝（ｍｖｄ_{0_top}（Ａ）＋ｍｖｄ_{0_bottom}（Ａ））／２・・・（２８−１） ｍｖｄ_{1_frame}（Ａ） ＝ｍｖｄ_{1_top}（Ａ）＋ｍｖｄ_{1_bottom}（Ａ） ・・・（２８−２）

【０１６４】次に、参照フィールドパラメータに関する
コンテキストモデルについて説明する。frame／field f
lagの値が１である場合、第１フィールドに対応する第
１のコンテキストモデルctx_ref_field_top(C)は、次式
（２９−１）によって定義される。また、第２フィール
ドに対応する第１のコンテキストモデルctx_ref_field_
bot(C)は、次式（２９−２）によって定義される。 ctx_ref_field_top(C)＝ａ_t＋２ｂ_t ・・・（２９−１） ctx_ref_field_bot(C)＝ａ_b＋２ｂ_b ・・・（２９−２）

【０１６５】ただし、式（２９−１），（２９−２）に
おいて、パラメータａ_tは、隣接するマクロブロックＡ
の第１フィールドに関するものであり、パラメータａ_b
は、隣接するマクロブロックＡの第２フィールドに関す
るものであり、パラメータｂ _tは、隣接するマクロブロ
ックＢの第１フィールドに関するものであり、パラメー
タｂ_bは、隣接するマクロブロックＢの第２フィールド
に関するものであり、次式（３０−１），（３０−２）
のように定義されている。 ａ_t，ａ_b，ｂ_t，ｂ_b ＝０ 参照フィールドが最も直前に符号化されたものである場合 ・・・（３０−１） ａ_t，ａ_b，ｂ_t，ｂ_b ＝１ 上記以外の場合 ・・・（３０−２）

【０１６６】第２以降のｂｉｎに対応するコンテキスト
モデルに関しては、それぞれ、式（８）に示したコンテ
キストモデルctx_ref_frame(C)と同様に定義される。た
だし、符号化されるCode_numberは、フレームに対する
ものではなく、フィールドに対して割り当てられたもの
である。

【０１６７】次に、イントラ予測モードに関するコンテ
キストモデルについて説明する。frame／field flagの
値が１である場合、マクロブロックＣに対応するイント
ラ予測モードに関するコンテキストモデルctx_intra_pr
ed_field(C)は、フレームモードのマクロブロックに対
するコンテキストモデルctx_intra_pred(C)と同様に定
義される。なお、隣接するマクロブロックＡ，Ｂは、フ
ィールドベース符号化されていても、フレームベース符
号化されていてもかまわない。

【０１６８】以上説明したように、新たなコンテキスト
モデルを導入し、既存のコンテキストモデルを変更する
ことにより、CABAC方式を用いたフィールド／フレーム
符号化を行うことが可能となる。

【０１６９】次に、図２９は、図２６の画像情報符号化
装置に対応する画像情報復号装置の構成例を示してい
る。

【０１７０】当該画像情報復号装置において、蓄積バッ
ファ１０１は、入力される画像圧縮情報を蓄積し、適
宜、算術復号化部１０２に出力する。算術復号化部１０
２は、CABAC方式に基づいて符号化されている画像圧縮
情報に算術復号化処理を施し、復号したframe／field f
lagをフィールド／フレーム変換部１０５，１１０に出
力し、量子化されている直交変換係数を逆量子化部１０
３に出力し、予測モード情報および動きベクトル情報を
動き予測・補償部１１１に出力する。

【０１７１】逆量子化部１０３は、算術復号化部１０２
によって復号された、量子化されている直交変換係数を
逆量子化する。逆直交変換部１０４は、逆量子化された
直交変換係数を逆直交変換する。フィールド／フレーム
変換部１０５は、処理対象のマクロブロックがフィール
ドベースで符号化されている場合、逆直交変換の結果得
られた出力画像または差分画像をフレーム構造に変換す
る。

【０１７２】加算器１０６は、処理対象のマクロブロッ
クがインターマクロブロックであった場合、逆直交変換
部１０４からの差分画像と、動き予測・補償部１１１か
らの参照画像を合成して出力画像を生成する。画面並べ
替えバッファ１０７は、入力された画像圧縮情報のGOP
構造に応じて、出力画像を並べ替えてＤ／Ａ変換部１０
８に出力する。Ｄ／Ａ変換部１０８は、ディジタル信号
である出力画像をアナログ信号に変換して後段に出力す
る。

【０１７３】フレームメモリ１０９は、加算器１０６が
生成した、参照画像の元となる画像情報を格納する。フ
ィールド／フレーム変換部１１０は、処理対象のマクロ
ブロックがフィールドベースで符号化されている場合、
フレームメモリ１１１に格納されている画像情報をフィ
ールド構造に変換する。動き予測・補償部１１１は、画
像圧縮情報に含まれる、マクロブロックごとの予測モー
ド情報および動きベクトル情報に基づき、フレームメモ
リに格納された画像情報を元にいて参照画像を生成し、
加算部１０６に出力する。

【０１７４】以上説明したように構成される画像情報復
号装置によれば、図２６の画像情報符号化装置が出力す
る画像圧縮情報を復号し、元の画像情報を得ることがで
きる。

【０１７５】上述した一連の処理は、ハードウェアによ
り実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行
させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより
実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプロ
グラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコン
ピュータ、または、各種のプログラムをインストールす
ることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば
汎用のパーソナルコンピュータなどに、例えば図２６の
記録媒体６７からインストールされる。

【０１７６】この記録媒体６７は、コンピュータとは別
に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、
プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブ
ルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Dis
c-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を
含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、
もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディア
により構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み
込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録
されているROMやハードディスクなどで構成される。

【０１７７】なお、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。

【０１７８】

【発明の効果】以上のように、第１の本発明によれば、
入力となる画像情報が飛び越し走査フォーマットであっ
た場合にも、CABAC方式を用いたマクロブロックレベル
のフィールド／フレーム符号化を実現することが可能と
なる。

【０１７９】また、第２の本発明によれば、飛び越し走
査フォーマットの画像情報がCABAC方式を用いてマクロ
ブロックレベルでフィールド／フレーム符号化されてい
る圧縮画像情報を復号して、飛び越し走査フォーマット
の画像情報を復元することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直交変換処理と動き補償処理によって画像圧縮
を実現する従来の画像情報符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１の画像情報符号化装置に対応する画像情報
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図３】算術符号化処理における、記号の発生確率と割
り当てられるサブ区間の対応関係の一例を示した図であ
る。

【図４】算術符号化処理の一例を示す図である。

【図５】CABAC符号化器の一般的な構成を示すブロック
図である。

【図６】MB_typeのコンテキストモデルを説明するため
の図である。

【図７】動きベクトル情報MVDのコンテキストモデルを
説明するための図である。

【図８】動きベクトル情報MVDをコンテキストモデルに
基づいて符号化する処理を説明するための図である。

【図９】Ｈ．２６Ｌで定義されているイントラ予測モー
ドを説明するための図である。

【図１０】ラベル１乃至５のイントラ予測モードの方向
を説明するための図である。

【図１１】Ｈ．２６Ｌで定義されているシングルスキャ
ン方式およびダブルスキャン方式を説明するための図で
ある。

【図１２】Ｈ．２６Ｌで定義されている、(RUN,LEVEL)
に対応するコンテキストモデルを示す図である。

【図１３】Ｈ．２６Ｌにおける、MB_type以外のシンタ
クス要素を２値化する処理を説明するための図である。

【図１４】Ｈ．２６Ｌにおける、ＰピクチャおよびＢピ
クチャのMB_typeを２値化する処理を説明するための図
である。

【図１５】Ｈ．２６Ｌにおいて定義されている、マクロ
ブロックにおける動き予測・補償の単位として７種類の
モードを示す図である。

【図１６】マクロブロックレベルのフィールド／フレー
ム適応符号化が行えるように拡張された画像圧縮情報の
シンタクスを示す図である。

【図１７】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、マクロブロックの画素の並べ替えを
説明するための図である。

【図１８】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、動き予測・補償の単位として定義さ
れている５種類のモードを示す図である。

【図１９】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、マクロブロック内でイントラ予測を
行う動作原理を説明するための図である。

【図２０】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、マクロブロックをまたがってイント
ラ予測を行う動作原理を説明するための図である。

【図２１】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、色差信号に対するイントラ予測を行
う動作原理を説明するための図である。

【図２２】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、色差信号の残差成分を符号化する動
作原理を説明するための図である。

【図２３】Ｈ．２６Ｌにおいて規定されているマルチプ
ルフレーム予測を説明するための図である。

【図２４】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、動きベクトル情報の予測方式を説明
するための図である。

【図２５】Ｈ．２６Ｌで定められている各予測モードに
おける動きベクトル情報の予測値を生成する処理を説明
するための図である。

【図２６】本発明の一実施の形態である画像情報符号化
装置の構成例を示すブロック図である。

【図２７】図２６の算術符号化部５８の構成例を示すブ
ロック図である。

【図２８】マクロブロックをフィールドベースで符号化
する場合における、ＰピクチャおよびＢピクチャに属す
るマクロブロックのMB_typeを２値化するたためのテー
ブルを示す図である。

【図２９】図２６の画像情報符号化装置の対応する、本
発明の一実施の形態である画像情報復号装置の構成例を
示すブロック図である。

【符号の説明】

５３ フィールド／フレーム判定部， ５５ フィール
ド／フレーム変換部，５８ 算術符号化部， ６３ フ
ィールド／フレーム変換部， ６６ 制御部， ６７
記録媒体， １０２ 算術復号化部， １０５ フィー
ルド／フレーム変換部， １１０ フィールド／フレー
ム変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春原 修 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 矢ヶ崎 陽一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 MA00 MA03 MA05 MA14 MA21 MA23 MC11 MC38 ME01 ME11 NN16 NN28 PP05 PP06 PP07 RC12 RC16 RC40 SS07 SS20 UA02 UA05 UA39 5J064 AA00 BA04 BA10 BA16 BB03 BB06 BB12 BC01 BC06 BC08 BC14 BC16 BC28 BD02 BD03

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飛び越し走査の画像情報を入力として、
   マクロブロックレベルで適応的にフィールドベースまた
   はフレームベースの符号化処理を実行し、前記符号化処
   理に含まれる可逆符号化処理にCABAC方式を採用した符
   号化装置において、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
   ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
   すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
   モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
   のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
   記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
   ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて前記可
   逆符号化処理を実行する可逆符号化手段を含むことを特
   徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 前記フィールドベースで符号化処理を行
   うためのシンタクス要素に対するコンテキストモデルに
   は、Ｉピクチャに対するMB_type、Ｐ／Ｂピクチャに対
   するMB_type、動きベクトル情報、参照フィールドパラ
   メータ、およびイントラ予測モードに対応するコンテキ
   ストモデルのうち、少なくとも１つを含むことを特徴と
   する請求項１に記載の符号化装置。
3. 【請求項３】 マクロブロックＣのframe／field flag
   に関するコンテキストモデルctx_fifr_flag(C)は、前記
   マクロブロックＣに隣接するマクロブロックＡ，Ｂそれ
   ぞれのframe／field flagの値ａ，ｂを用いて次式のよ
   うに定義されている ctx_fifr_flag(C)＝ａ＋２ｂ ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
4. 【請求項４】 Ｐピクチャに含まれるマクロブロックＣ
   を前記フィールドベースで符号化する場合、前記マクロ
   ブロックＣのMB_typeに対応する第１のコンテキストモ
   デルctx_mb_type_inter_field(C)は、前記マクロブロッ
   クＣに隣接するマクロブロックＡ，ＢそれぞれがSkipモ
   ードであるか否かに対応して０または１を示す演算子(A
   ==Skip)?0:1)，((B==Skip)?0:1)を用いて次式のように
   定義されている ctx_mb_type_inter_field(C)＝((A==skip)?0:1)＋２((B
   ==skip)?0:1) ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
5. 【請求項５】 Ｐピクチャに含まれるマクロブロックＣ
   を前記フィールドベースで符号化する場合、前記マクロ
   ブロックＣのMB_typeに対応するCode_Number０乃至７
   を、それぞれ、０，１００，１０１，１１０００，１１
   ００１，１１０１０，１１０１１または１１１００に２
   値化することを特徴とする請求項４に記載の符号化装
   置。
6. 【請求項６】 Ｂピクチャに含まれるマクロブロックＣ
   を前記フィールドベースで符号化する場合、前記マクロ
   ブロックＣのMB_typeに対応する第１のコンテキストモ
   デルctx_mb_type_inter_field(C)は、前記マクロブロッ
   クＣに隣接するマクロブロックＡ，ＢそれぞれがDirect
   モードであるか否かに対応して０または１を示す演算子
   (A==Direct)?0:1)，((B==Direct)?0:1)を用いて次式の
   ように定義されている ctx_mb_type_inter_field(C)＝((A==Direct)?0:1)＋２
   ((B==Direct)?0:1) ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
7. 【請求項７】 Ｂピクチャに含まれるマクロブロックＣ
   を前記フィールドベースで符号化する場合、前記マクロ
   ブロックＣのMB_typeに対応するCode_Number０乃至１３
   を、それぞれ、０，１００，１０１，１１０００，１１
   ００１，１１０１０，１１０１１，１１１００，１１１
   ０００，１１１０００１，１１１００１０，１１１００
   １１，１１１０１００，１１１０１０１または１１１０
   １１０に２値化することを特徴とする請求項６に記載の
   符号化装置。
8. 【請求項８】 マクロブロックＣを前記フィールドベー
   スで符号化する場合、前記マクロブロックＣの動きベク
   トル情報に対応する第１乃至３のコンテキストモデルct
   x_mvd_field(C,k)は、前記マクロブロックＣに隣接する
   マクロブロックＡ，Ｂそれぞれの動きベクトル情報を用
   いて算出される評価関数ｅ_k（Ｃ）＝｜ｍｖｄ_k（Ａ）｜
   ＋｜ｍｖｄ_k（Ｂ）｜の値によって場合分けされた次式
   によって定義されている ctx_mvd_field(C,k)＝０ ｅ_k（Ｃ）＜３ ctx_mvd_field(C,k)＝１ ３２＜ｅ_k（Ｃ） ctx_mvd_field(C,k)＝２ ３≦ｅ_k（Ｃ）≦３２ ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
9. 【請求項９】 前記マクロブロックＣに隣接する前記マ
   クロブロックＡ，Ｂは、前記マクロブロックＣと同じパ
   リティフィールドに属することを特徴とする請求項８に
   記載の符号化装置。
10. 【請求項１０】 前記マクロブロックＣを前記フィール
    ドベースで符号化する場合であって、かつ、前記マクロ
    ブロックＣに隣接する前記マクロブロックＸ（ＸはＡま
    たはＢ）が前記フレームベースで符号化されている場
    合、次式のように、マクロブロックＸに対応する動きベ
    クトル垂直成分ｍｖｄ_{1_frame}（Ｘ）をフィールド符号
    化相当に換算して前記評価関数ｅ_k（Ｃ）を算出する ｍｖｄ_{1_field}（Ｘ）＝ｍｖｄ_{1_frame}（Ｘ）／２ ことを特徴とする請求項８に記載の符号化装置。
11. 【請求項１１】 前記マクロブロックＣを前記フィール
    ドベースで符号化する場合、前記マクロブロックＣの前
    記動きベクトル情報の第２および第３のｂｉｎに対して
    は、フレームベースのコンテキストモデルctx_mvd（C,
    k）と同様のコンテキストモデルctx_mvd_field（C,k）
    を用いることを特徴とする請求項８に記載の符号化装
    置。
12. 【請求項１２】 マクロブロックＣを前記フレームベー
    スで符号化する場合、前記マクロブロックＣの動きベク
    トル情報に対応する第１乃至３のコンテキストモデルct
    x_mvd(C,k)は、前記マクロブロックＣに隣接するマクロ
    ブロックＡ，Ｂそれぞれの動きベクトル情報を用いて算
    出される評価関数ｅ_k（Ｃ）＝｜ｍｖｄ_k（Ａ）｜＋｜ｍ
    ｖｄ_k（Ｂ）｜の値によって場合分けされた次式によっ
    て定義されている ctx_mvd(C,k)＝０ ｅ_k（Ｃ）＜３ ctx_mvd(C,k)＝１ ３２＜ｅ_k（Ｃ） ctx_mvd(C,k)＝２ ３≦ｅ_k（Ｃ）≦３２ ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
13. 【請求項１３】 前記マクロブロックＣを前記フレーム
    ベースで符号化する場合であって、かつ、前記マクロブ
    ロックＣに隣接する前記マクロブロックＸ（ＸはＡまた
    はＢ）が前記フィールドベースで符号化されている場
    合、次式のように、マクロブロックＸに対応する動きベ
    クトル水平成分ｍｖｄ_{0_field}（Ｘ）および垂直成分ｍ
    ｖｄ_{1_field}（Ｘ）をフレーム符号化相当に換算して前
    記評価関数ｅ_k（Ｃ）を算出する ｍｖｄ_{0_frame}（Ａ） ＝（ｍｖｄ_{0_top}（Ａ）＋ｍｖｄ_{0_bottom}（Ａ））／２ ｍｖｄ_{1_frame}（Ａ） ＝ｍｖｄ_{1_top}（Ａ）＋ｍｖｄ_{1_bottom}（Ａ） ことを特徴とする請求項１２に記載の符号化装置。
14. 【請求項１４】 マクロブロックＣを前記フィールドベ
    ースで符号化する場合、前記マクロブロックＣの第１の
    フィールドに対する参照フィールドに対応する第１のコ
    ンテキストモデルctx_ref_field_top(C)、および前記マ
    クロブロックＣの第２のフィールドに対する参照フィー
    ルドに対応する第１のコンテキストモデルctx_ref_fiel
    d_bot(C)は、次式によって定義され、 ctx_ref_field_top(C)＝ａ_t＋２ｂ_t ctx_ref_field_bot(C)＝ａ_b＋２ｂ_b 隣接するマクロブロックＡの第１のフィールドに関する
    パラメータａ_t、隣接する前記マクロブロックＡの第２
    フィールドに関するパラメータａ_b、隣接するマクロブ
    ロックＢの第１フィールドに関するパラメータｂ_t、お
    よび前記隣接するマクロブロックＢの第２フィールドに
    関するパラメータｂ_bは、次式によって定義されている 参照フィールドが最も直前に符号化されたものである場
    合 ａ_t，ａ_b，ｂ_t，ｂ_b＝０ 参照フィールドが最も直前に符号化されたものではない
    場合 ａ_t，ａ_b，ｂ_t，ｂ_b＝１ ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
15. 【請求項１５】 マクロブロックＣを前記フィールドベ
    ースで符号化する場合、前記マクロブロックＣの第１お
    よび第２フィールドのそれぞれに対する第２および第３
    のｂｉｎに関しては、Code_Numberが参照フレームでな
    く、参照フィールドを示していること以外は、フレーム
    モードで符号化するマクロブロックに対するコンテキス
    トモデルctx_ref_frame(C)と同一であることを特徴とす
    る請求項１に記載の符号化装置。
16. 【請求項１６】 マクロブロックＣを前記フィールドベ
    ースで符号化する場合、イントラ予測モードに対するコ
    ンテキストモデルctx_intra_pred_field(C)は、前記フ
    レームモードの前記マクロブロックに対するコンテキス
    トモデルctx_intra_pred_field(C)と同様に定義されて
    いることを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
17. 【請求項１７】 マクロブロックＣを前記フィールド
    ベースで符号化する場合、イントラ予測モードに対する
    コンテキストモデルctx_intra_pred_field(C)は、前記
    マクロブロックＣに隣接するマクロブロックＡ，Ｂがフ
    ィールドモードであるかフレームモードであるかに拘わ
    らず、前記フレームモードの前記マクロブロックに対す
    るコンテキストモデルctx_intra_pred(C)と同様に定義
    されていることを特徴とする請求項１５に記載の符号化
    装置。
18. 【請求項１８】 飛び越し走査の画像情報を入力とし
    て、マクロブロックレベルで適応的にフィールドベース
    またはフレームベースの符号化処理を実行し、前記符号
    化処理に含まれる可逆符号化処理にCABAC方式を採用し
    た符号化装置の符号化方法において、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて前記可
    逆符号化処理を実行する可逆符号化ステップを含むこと
    を特徴とする符号化方法。
19. 【請求項１９】 飛び越し走査の画像情報を入力とし
    て、マクロブロックレベルで適応的にフィールドベース
    またはフレームベースの符号化処理を実行し、前記符号
    化処理に含まれる可逆符号化処理にCABAC方式を採用し
    たプログラムであって、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて前記可
    逆符号化処理を実行する可逆符号化ステップを含むこと
    を特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラム
    が記録されている記録媒体。
20. 【請求項２０】 飛び越し走査の画像情報を入力とし
    て、マクロブロックレベルで適応的にフィールドベース
    またはフレームベースで符号化処理を実行し、前記符号
    化処理に含まれる可逆符号化処理にCABAC方式を採用し
    たコンピュータに、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて前記可
    逆符号化処理を行う可逆符号化ステップを実行させるプ
    ログラム。
21. 【請求項２１】 画像圧縮情報を復号して前記飛び越し
    走査の画像情報を復元する復号装置において、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて可逆符
    号化されている前記画像圧縮情報を復号する復号手段を
    含むことを特徴とする復号装置。
22. 【請求項２２】 画像圧縮情報を復号して前記飛び越し
    走査の画像情報を復元する復号装置の復号方法におい
    て、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて可逆符
    号化されている前記画像圧縮情報を復号する復号ステッ
    プを含むことを特徴とする復号方法。
23. 【請求項２３】 画像圧縮情報を復号して前記飛び越し
    走査の画像情報を復元するプログラムであって、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて可逆符
    号化されている前記画像圧縮情報を復号する復号ステッ
    プを含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能
    なプログラムが記録されている記録媒体。
24. 【請求項２４】 画像圧縮情報を復号して前記飛び越し
    走査の画像情報を復元するコンピュータに、 前記マクロブロックレベルの前記符号化処理を前記フィ
    ールドベースとするか前記フレームベースとするかを示
    すフィールド／フレームフラグに対応するコンテキスト
    モデルと、前記フレームベースの符号化処理を行うため
    のシンタクス要素に対応するコンテキストモデルと、前
    記フィールドベースで符号化処理を行うためのシンタク
    ス要素に対応するコンテキストモデルとを用いて可逆符
    号化されている前記画像圧縮情報を復号する復号ステッ
    プを実行させるプログラム。