CN101292536A - 图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序 - Google Patents

Abstract

该图像预测编码装置(10)具有：画面内预测信号生成方法决定部(15)，其对于与对象区域相邻的由已再生的图像信号构成的相邻区域，将根据与相邻区域对应的数据推导出的预测方法决定为R模式预测方法或者L模式预测方法；画面内预测信号生成部(16)，其根据所决定的R模式预测方法生成画面内预测信号；以及根据所生成的画面内预测信号对对象区域的像素信号的残差信号进行编码的减法器(18)、变换部(19)、量子化部(20)和熵编码部(25)。

Description

图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序

技术领域

本发明涉及图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序。

背景技术

为了高效地进行静止图像数据或动态图像数据的传输和储存，一直以来都通过压缩编码技术对图像数据进行压缩。作为这样的压缩编码技术，在动态图像的情况下广泛应用着MPEG1～4或H.261～H.264等方式。

在这些编码方式中，将作为编码对象的图像数据分割为多个区块之后进行编码处理和解码处理。进而在MPEG1～4或H.261～H.264等方式中，为了进一步提高编码效率，而在对画面内的对象区块进行编码时，使用位于与对象区块相同的画面内的相邻的已再生像素信号来生成预测信号。所谓已再生像素信号是指利用暂时压缩的图像数据进行了还原的信号。而且，对从对象区块的像素信号中减去了预测信号的差分信号进行编码。

这里，在MPEG4中，在将对象区块的图像信号进行了离散余弦变换之后进行预测编码。即，相对于对象区块的直流成分以及第1行或第1列的交流成分的系数，将位于相应对象区块上方或左方的区块的相同成分的系数作为预测值，并对两者的差分进行编码。根据位于对象区块斜上方的区块与位于对象区块上方或左方的区块的直流成分的梯度大小来决定该预测值。这种画面内预测方法记载于下述专利文献1中。

另一方面，在H.264之中，采用如下方法，即在规定的方向上外插与对象区块相邻的已再生像素值来生成预测信号。在该像素区域中进行的画面内预测信号的生成具有可预测图像细微部分的优势。图14(a)是说明用于H.264的画面内预测方法的示意图，图14(b)表示H.264的画面内预测方法中的像素信号的延伸方向。图14(a)中，区块901是对象区块，区块902～904是相邻的区块，这些区块是含有在以往处理中已再生的像素信号的区块。这里，使用与区块901的对象区块的分界处相邻的已再生像素组905，在图14(b)所示的9个方向上生成预测信号。例如在方向“0”的情况下，把位于区块901正上方的相邻像素向下方延伸来生成预测信号；在方向“1”的情况下，把位于区块901左方的已再生像素向右方延伸来生成预测信号；在方向“2”的情况下，将像素组905的整体像素值的平均值生成为预测信号。例如在下述非专利文献1中记载有生成预测信号时的更具体的方法。在H.264之中，取如此生成的9个预测信号的每一个与对象区块的像素信号的差，将差值最小的预测信号的生成方法作为最优预测方法(或者称之为模式)。

在传输图像数据时，为了还原图像数据而需要向发送侧送出表示这样决定的最优预测方法的识别信息。此时参考针对区块902和区块903这2个区块所决定的预测方法，对与区块901的最优预测方法相关的信息进行编码。即，比较区块902的预测方法的识别信息与区块903的预测方法的识别信息，将值较小的一方决定为参照模式信息。然后根据该参照模式信息，对与对象区块的最优预测方法相关的识别信息相对地进行编码。

专利文献1：美国专利公报第6148109号

非专利文献1：Iain E.G.Richardson，“H.264 and MPEG-4 videocompression”，Wiley 2003，pages pp.177-183.

但是，在如H.264那样地生成像素区域中的画面内预测信号的编码方法中，为了提高像素信号的编码效率可设置较多的预测方法，不过在此情况下对用于识别预测方法的模式信息进行编码时需要使用代码长度较长的信息，因而整体的代码量增大。为了解决这样的问题，如上所述进行针对与相邻区块的预测方法相关的识别信息的相对编码，不过使用2个相邻区块的预测方法的结果是，存在无法相对于最优预测方法生成精度较高的参照模式信息的趋势，由此不能充分地抑制模式信息的代码量。

此外，在通过帧间预测编码来对相邻区块进行编码时，由于相邻区块不具有与画面内预测相关的模式信息，所以参照固定的模式信息对对象区块的模式信息相对地进行编码。所谓帧间预测编码是指将已进行过编码之后再还原的再生图像作为参照图像，根据该参照图像使用相对于对象区块的误差最小的预测信号的预测编码方法。在相邻区块采用帧间预测编码的情况下，与对对象区块进行画面内预测编码时的预测方法相关的模式信息的编码效率降低。

发明内容

因此本发明是鉴于所述课题而作出的，其目的在于提供一种通过削减与用于在像素区域中生成画面内预测信号的预测方法相关的模式信息，而能够高效地进行编码处理或者解码处理的图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序。

为解决上述课题，本发明的图像预测编码装置是将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对对象区域的像素信号与画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码装置具有：第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测信号生成单元，其根据由第1预测方法决定单元所决定的第1预测方法来生成画面内预测信号；以及图像编码单元，其根据由预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对画面内预测信号与对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

本发明的图像预测编码方法将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并将对象区域的像素信号与画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码方法具有如下步骤：第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在第1预测方法决定步骤中所决定的第1预测方法来生成画面内预测信号；以及图像编码步骤，由图像编码单元根据在预测信号生成步骤中所生成的画面内预测信号，来对画面内预测信号与对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

本发明的图像预测编码程序将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对对象区域的像素信号与画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码程序使计算机具有如下单元的功能：

第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测信号生成单元，其根据由第1预测方法决定单元所决定的第1预测方法来生成画面内预测信号；以及图像编码单元，其根据由预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对画面内预测信号与对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

根据这样的图像预测编码装置、图像预测编码方法以及图像预测编码程序，对于与编码对象的对象区域相邻的已再生的相邻区域，使用对应于该相邻区域进行处理的数据，推导出用于生成与相邻区域的像素信号的相关度高的预测信号的第1预测方法，根据该预测方法生成对象区域的画面内预测信号，并使用该画面内预测信号对对象区域的残差信号进行编码。由此仅使用对应于已再生相邻区域的已处理的数据就能推导出画面内预测信号的预测方法，所以不需要传输识别预测方法的模式信息，这样可提高整个的编码效率。

或者，本发明的图像预测编码装置将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对对象区域的像素信号与画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码装置具有：第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；第2预测方法决定单元，其对于对象区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从多个预测方法中决定适合对象区域的第2预测方法；预测信号生成单元，其根据由第2预测方法决定单元所决定的第2预测方法来生成画面内预测信号；模式信息编码单元，其根据第1预测方法对第2预测方法相对地进行编码；以及图像编码单元，其根据由预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对画面内预测信号与对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

或者，本发明的图像预测编码方法将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对对象区域的像素信号与画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码方法具有：第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；第2预测方法决定步骤，由第2预测方法决定单元对于对象区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从多个预测方法中决定适合对象区域的第2预测方法；预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在第2预测方法决定步骤中所决定的第2预测方法来生成画面内预测信号；模式信息编码步骤，由模式信息编码单元根据第1预测方法对第2预测方法相对地进行编码；以及图像编码步骤，由图像编码单元根据预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

或者，本发明的图像预测编码程序将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码程序的特征在于，使计算机具有如下单元的功能：第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；第2预测方法决定单元，其对于对象区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从多个预测方法中决定适合对象区域的第2预测方法；预测信号生成单元，其根据由第2预测方法决定单元所决定的第2预测方法来生成画面内预测信号；模式信息编码单元，其根据第1预测方法对第2预测方法相对地进行编码；以及图像编码单元，其根据由预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对画面内预测信号与对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

根据这样的图像预测编码装置、图像预测编码方法和图像预测编码程序，对于与编码对象的对象区域相邻的已再生的相邻区域，使用对应于该相邻区域进行处理的数据，推导出用于生成与相邻区域的像素信号的相关度高的预测信号的第1预测方法，根据该第1预测方法对用于生成对象区域的画面内预测信号的第2预测方法进行相对编码，并且使用画面内预测信号对对象区域的残差信号进行编码。使用与已再生相邻区域对应的已处理的数据针对相邻区域而推导出的预测方法接近于最适合对象区域的预测方法的可能性高，所以使用该预测方法来相对地对与对象区域的预测方法相关的模式信息进行编码，因此可降低识别预测方法的模式信息的代码量，使整个的编码效率提高。

另外，优选第1预测方法决定单元对于相邻区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从多个预测方法中决定第1预测方法。此时，通过相对于相邻区域从多个预测方法中按照规定的评价基准来决定第1预测方法，由此根据已再生的像素信号能够容易地确定与最适合对象区域的预测方法接近的预测方法。

此外，还优选第1预测方法决定单元对于相邻区域，使用之前对应于相邻区域所决定的3个以上的预测方法，按照规定的评价基准来决定第1预测方法。如果采用这种结构，则使用3种以上相对于相邻区域所决定的预测方法，按照规定的评价基准来决定第1预测方法，由此能够容易地确定与最适合对象区域的预测方法接近的预测方法。

本发明的图像预测解码装置，将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与对象区域相关的残差信号和画面内预测信号合成，来还原对象区域的像素信号，该图像预测解码装置具有：第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测信号生成单元，其根据由第1预测方法决定单元所决定的第1预测方法来生成画面内预测信号；还原单元，其从压缩图像数据中提取与对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及图像还原单元，其通过将画面内预测信号和由还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原对象区域的像素信号。

本发明的图像预测解码方法将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与对象区域相关的残差信号和画面内预测信号合成，来还原对象区域的像素信号，该图像预测解码方法的特征在于，具有：第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在第1预测方法决定步骤中所决定的第1预测方法来生成画面内预测信号；还原步骤，由还原单元从压缩图像数据中提取与对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及图像还原步骤，由图像还原单元将画面内预测信号与在还原步骤中所还原的再生残差信号合成，由此来还原对象区域的像素信号。

本发明的图像预测解码程序将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与对象区域相关的残差信号和画面内预测信号合成，来还原对象区域的像素信号，该图像预测解码程序的特征在于，使计算机具有如下单元的功能：第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测信号生成单元，其根据由第1预测方法决定单元所决定的第1预测方法来生成画面内预测信号；还原单元，其从压缩图像数据中提取与对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及图像还原单元，其通过将画面内预测信号和由还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原对象区域的像素信号。

根据这样的图像预测解码装置、图像预测解码方法和图像预测解码程序，对于与解码对象的对象区域相邻的已再生的相邻区域，使用对应于该相邻区域进行处理的数据，推导出用于生成与相邻区域的像素信号的相关度高的预测信号的第1预测方法，根据该预测方法生成对象区域的画面内预测信号，并使用该画面内预测信号根据还原了对象区域的残差信号的再生残差信号来还原对象区域的像素信号。由此仅使用对应于已再生相邻区域的已处理的数据就能推导出画面内预测信号的预测方法，所以不需要传输识别预测方法的模式信息，从而使整个的解码效率提高。

或者，本发明的图像预测解码装置将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与对象区域相关的残差信号和画面内预测信号合成，来还原对象区域的像素信号，该图像预测解码装置具有：第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测方法推导单元，其从压缩图像数据中提取相对预测方法，并且根据第1预测方法以及相对预测方法来推导出针对对象区域的第2预测方法，其中该相对预测方法为对关于对象区域的预测方法进行识别的相对信息；预测信号生成单元，其根据由预测方法推导单元所推导出的第2预测方法来生成画面内预测信号；还原单元，其从压缩图像数据中提取与对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及图像还原单元，其通过将画面内预测信号和由还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原对象区域的像素信号。

或者，本发明的图像预测解码方法将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与对象区域相关的残差信号和画面内预测信号合成，来还原对象区域的像素信号，该图像预测解码方法具有：第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测方法推导步骤，由预测方法导出单元从压缩图像数据中提取相对预测方法，并且根据第1预测方法以及相对预测方法来推导出针对对象区域的第2预测方法，其中该相对预测方法为对关于对象区域的预测方法进行识别的相对信息；预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在第2预测方法推导步骤中所推导出的第2预测方法来生成画面内预测信号；还原步骤，由还原单元从压缩图像数据中提取与对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及图像还原步骤，由图像还原单元将画面内预测信号和通过还原单元所还原的再生残差信号合成，由此来还原对象区域的像素信号。

或者本发明的图像预测解码程序将图像分割为多个区域，对于在区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与对象区域相关的残差信号和画面内预测信号合成，来还原对象区域的像素信号，该图像预测解码程序使计算机具有如下单元的功能：第1预测方法决定单元，其根据与对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；预测方法导出单元，其从压缩图像数据中提取相对预测方法，并且根据第1预测方法以及相对预测方法来推导出针对对象区域的第2预测方法，其中该相对预测方法为对关于对象区域的预测方法进行识别的相对信息；预测信号生成单元，其根据由预测方法推导单元所推导出的第2预测方法来生成画面内预测信号；还原单元，其从压缩图像数据中提取与对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及图像还原单元，其通过将画面内预测信号和由还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原对象区域的像素信号。

根据这样的图像预测解码装置、图像预测解码方法和图像预测解码程序，对于与解码对象的对象区域相邻的已再生的相邻区域，使用对应于该相邻区域进行处理的数据，推导出用于生成与相邻区域的像素信号的相关度高的预测信号的第1预测方法，根据该第1预测方法以及相对预测方法来导出对象区域的第2预测方法且生成画面内预测信号，并且使用该画面内预测信号根据还原了对象区域的残差信号的再生残差信号来还原对象区域的像素信号。使用与已再生相邻区域对应的已处理的数据相对于相邻区域而推导出的预测方法接近于最适合对象区域的预测方法的可能性高，所以使用该预测方法来还原与对象区域的预测方法相关的模式信息，从而降低识别预测方法的模式信息(相对预测方法)的代码量，使整个的解码效率提高。

另外，优选第1预测方法决定单元对于相邻区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从多个预测方法中决定第1预测方法。此时，通过对于相邻区域从多个预测方法中按照规定的评价基准来决定第1预测方法，由此根据已再生的像素信号能够容易地确定与最适合对象区域的预测方法接近的预测方法。

此外，还优选第1预测方法决定单元对于相邻区域，使用之前对应于相邻区域所决定的3个以上的预测方法，按照规定的评价基准来决定第1预测方法。如果采用这种结构，则使用3种以上对于相邻区域所决定的预测方法，按照规定的评价基准来决定第1预测方法，由此能够容易地确定与最适合对象区域的预测方法接近的预测方法。

根据本发明，通过削减与用于在像素区域内生成画面内预测信号的预测方法相关的模式信息，可进行高效的编码处理或者解码处理。

附图说明

图1是表示本发明的一个优选实施方式的图像预测编码装置的结构的框图。

图2是表示图1的画面内预测信号生成方法决定部的结构的框图。

图3是用于对图2的R模式决定部中决定R模式预测方法的处理进行说明的示意图。

图4是用于对由图2的L模式决定部来决定L模式预测方法的处理进行说明的示意图。

图5是表示由图2的L模式决定部L对L模式预测方法进行的决定处理的流程图。

图6是表示图1的画面内预测信号生成方法决定部中的预测信号生成方法的决定处理的流程图。

图7是表示本发明的一个优选实施方式的图像预测解码装置的结构的框图。

图8是表示图7的预测方法取得部的结构的框图。

图9是表示在图7的预测方法取得部中的预测信号生成方法的取得处理的流程图。

图10是表示图2的画面内预测信号生成方法决定部的变形例的框图。

图11是表示图8的预测方法取得部的变形例的框图。

图12是表示用于执行本发明实施方式的图像预测编码程序和图像预测解码程序的计算机的硬件结构的图。

图13是图12的计算机的立体图。

图14(a)是说明用于H.264中的画面内预测方法的示意图，(b)是表示H.264的画面内预测方法中的像素信号的延伸方向的图。

符号说明

10图像预测编码装置；11输入端子；12区块分割部；13画面间预测信号生成方法决定部；14画面间预测信号生成部；15画面内预测信号生成方法决定部；16画面内预测信号生成部；17切换开关；18减法器；19变换部；20量子化部；21逆量子化部；22逆变换部；23加法器；24帧存储器；25熵编码部；26输出端子；41预测方法决定部；42预测信号生成部；43R模式决定部；44存储部；45模式信息预测部；46L模式决定部；50图像预测解码装置；51数据解析部；52逆量子化部；53逆变换部；54加法器；55预测信号生成部；56帧存储器；57预测方法取得部；58输入端子；59输出端子；61切换开关；64R模式决定部；65存储部；66L模式决定部；67模式信息生成部；115画面内预测信号生成方法决定部；143F模式决定部；157预测方法取得部；164F模式信息存储部；301、401、901对象区域；302a～302f、303a～303c、402～406、902～904相邻区域。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的图像预测编码装置和图像预测解码装置的优选实施方式进行详细的说明。

(图像预测编码装置)

图1是表示本发明的一个优选实施方式的图像预测编码装置的结构的框图。该图所示的图像预测编码装置10具有：输入端子11、区块分割部12、画面间预测信号生成方法决定部13、画面间预测信号生成部14、画面内预测信号生成方法决定部15、画面内预测信号生成部(预测信号生成单元)16、切换开关17、减法器(图像编码单元)18、变换部(图像编码单元)19、量子化部(图像编码单元)20、逆量子化部21、逆变换部22、加法器23、帧存储器24、熵编码(Entropy Encoding)部(图像编码单元)25和输出端子26。下面说明图像预测编码装置10的各结构要素。

区块分割部12被从输入端子11输入由多个画面的图像数据构成的动态图像数据，将该图像数据分割为多个区域。具体而言，区块分割部12将图像数据分割为由8×8像素构成的区块，也可以将图像数据分割为其以外的任意大小以及形状的区块。区块分割部12经由线路L2把所分割的区块的像素信号输出到减法器18，经由线路L3把所分割的区块的像素信号输出到画面间预测信号生成方法决定部13以及画面内预测信号生成方法决定部15。

画面间预测信号生成部14以及画面内预测信号生成部16针对作为编码处理的对象的区域(以下称之为对象区块)生成预测对象区块的图像的预测信号。此时，画面间预测信号生成部14在预测信号的生成中使用被称为“画面间预测”的预测方法，画面内预测信号生成部16使用被称为“画面内预测”的预测方法。在“画面间预测”中，将已进行过编码之后又还原的再生图像作为参照图像，根据该参照图像来求出赋予相对于对象区块的误差最小的预测信号的动作信息(称之为“动作检测”处理)，由此来决定预测方法。与此相对，在“画面内预测”中，使用空间上与对象区块相邻的已再生像素值，以规定的方法来生成画面内预测信号，该预测方法也能适用于静止图像的编码/解码。

画面间预测信号生成方法决定部13根据经由线路L3所输入的对象区块的像素信号以及从帧存储器24经过线路L11所输入的参照图像来进行上述的动作检测，由此决定画面间预测方法。这里，画面间预测信号生成方法决定部13可对对象区块进行再分割，针对再分割后的小区域来决定画面间预测方法，这样能够从各种区域的分割方法中针对对象区块整体来选择效率最高的分割方法。另外，作为参照图像，还可以使用已进行过编码之后又还原的多个图像。该动作检测的方法与现有的MPEG-2、4以及H.264中的任意一个方法相同，因而省略其详细说明。画面间预测信号生成方法决定部13经由线路L12把所决定的动作信息和小区域的分割方法发送到画面间预测信号生成部14，并经由线路L14把所决定的动作信息和小区域的分割方法发送到熵编码部25。与此相对，在画面间预测信号生成部14中，根据小区域的分割方法、与各个小区域对应的动作信息以及从帧存储器24取得的参照图像来生成预测信号，并将其经由端子17a和切换开关17发送到减法器18和加法器23。

画面内预测信号生成方法决定部15根据经由线路L3而输入的对象区块的像素信号以及从帧存储器24经由线路L10而输入的参照图像，来决定画面内预测中的预测方法(详细情况在后面叙述)。画面内预测信号生成方法决定部15经由线路L13把与已决定的预测方法相关的信息发送到画面内预测信号生成部16，并且经由线路L14或者线路L15把与已决定的预测方法相关的信息送给熵编码部25。与此相对，在画面内预测信号生成部16中，根据关于预测方法的信息和从帧存储器24取得的位于相同画面内的已再生的像素信号，以规定的方法生成预测信号，并将其经由端子17b以及切换开关17发送到减法器18和加法器23。

切换开关17判定从画面间预测信号生成部14和画面内预测信号生成部16发送来的预测信号中的哪个与对象区域的像素信号的误差较小，并根据判定结果来选择误差较小一方的预测信号，将其输出到减法器18和加法器23。然而因为第1幅画面不存在以往的图像，所以在利用画面内预测来对所有区块进行处理的情况下，当处理第1幅图像时切换开关17始终与画面内预测信号生成部16侧的端子17b连接。同样，在处理刚刚场景切换之后的画面的情况下、或者需要周期性地导入画面内预测的图像的情况下，切换开关17也可以针对画面整体来选择画面内预测的预测信号。

减法器18从由区块分割部12所输入的对象区块的像素信号中减去经由切换开关17所输入的预测信号来生成残差信号。该残差信号经由线路L4被输出到变换部19，变换部19对该残差信号进行离散余弦变换，生成变换系数。该变换系数经由线路L5被输出到量子化部20，量子化部20使变换系数量子化之后，经由线路L6将其输出到熵编码部25和逆量子化部21。熵编码部25对经过量子化的变换系数进行编码后，将其与关于由画面间预测信号生成方法决定部13输出的动作信息以及小区域的分割方法、或者由画面内预测信号生成方法决定部15输出的预测方法的信息合成起来，输出给输出端子26。

逆量子化部21对已量子化的变换系数进行逆量子化而复原为变换系数，并经由线路L7将其输出到逆变换部22，逆变换部22对变换系数进行逆离散余弦变换，由此还原残差信号。加法器23通过把该残差信号与经由线路L17而输入的预测信号合成来再生对象区块的像素信号，并经由线路L9存储在帧存储器24中。为了生成接着进行处理的对象区块的预测信号而利用存储在帧存储器24中的对象区块的像素信号。

下面进一步详细说明画面内预测信号生成方法决定部15的结构。图2是表示画面内预测信号生成方法决定部15的结构的框图。如该图所示，画面内预测信号生成方法决定部15具有预测方法决定部(第2预测方法决定单元、模式信息编码单元)41、预测信号生成部(第2预测方法决定单元)42、R模式决定部(第1预测方法决定单元)43、存储部44、模式信息预测部(模式信息编码单元)45和L模式决定部(第1预测方法决定单元)46。

预测信号生成部42使用从帧存储器24经由线路L10读取出的与对象区块相邻的已再生像素，以9种方法生成预测信号。具体而言，如图14(a)所示，预测信号生成部42针对作为对象区块的区块901，使用与其界线处相邻的已再生像素组905，在图14(b)所示的9个方向上生成预测信号。例如在方向0的情况下，使位于区块901正上方的相邻像素向下方延伸而生成预测信号；另外在方向1的情况下，使位于区块901左方的已再生的像素向右方延伸而生成预测信号。关于生成预测信号的方法详细地记载在例如美国专利公报第6148109号中。预测信号生成部42把这样生成的9个预测信号经由线路L32发送给预测方法决定部41。此外，预测信号生成部42除了生成9个预测信号之外，还能生成更多或者更少的预测信号。另外还能够以与不同的方法、例如外插样条函数等方法来生成预测信号。

R模式决定部43根据与对应于已再生的相邻区域而决定的预测方法相关的模式信息，以规定的评价基准从9种预测方法(参见图14(b))中推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的1种预测方法。即，R模式决定部43取得存储在存储部44中的、与以往所处理过的区块的预测方法相关的多个模式信息，并以规定的方法来决定预测方法(R模式预测)。这里，经由线路L34在存储部44中存储与相应于以往经过处理的区块而决定的预测方法相关的模式信息。

图3是用于说明决定R模式预测方法的处理的示意图。在该图中，对象区块是301。302和303表示已进行过编码并又被还原的相邻的像素的区域。在区域302中包含区块302a～302f、在区域303中包含区块303a～303c，这些区块拥有与在各自进行编码时所用的预测方法相关的模式信息。此外，虽然区域302是由12(水平)×4(垂直)像素的区块构成的区域，区域303是4×4像素的区块构成的区域，不过也可以形成为除此之外的形状和大小的区域。现有技术的相邻区块中，对于对象区块301而言仅有上侧的区块302d以及左侧的区块(未图示)，这点与本实施方式不同，请予以注意。

因此，R模式决定部43把存储在存储部44内的、与区块302a～302f、303a～303c所拥有的画面内预测相关的模式信息中出现频率最高的模式信息所对应的预测方法决定为R模式预测方法，该R模式预测方法为与相邻于对象区块的像素整体的相关度高的预测方法。此外，R模式决定部43能够以其他的方法，根据对应于3个以上区块而决定的模式信息，来决定R模式预测方法，还能够使用不同形状和大小的区域来作为合并了区域302和区域303的区域。R模式决定部43经由线路L31把与该R模式预测方法相关的信息发送到预测方法决定部41。此外，R模式决定部43可以使用规定的函数以与R模式预测方法相关的识别信息为对象进行运算，并将从运算的结果得出的识别信息发送给预测方法决定部41。作为这样的函数可以举出如在识别信息中含有数值信息的情况下对识别信息加上±n(n为任意整数)这样的函数。

预测方法决定部41在经由线路L3输入对象区块的像素信号时，针对经由线路L32发送的9个预测信号来求出与对象区块的信号的差值，把赋予最小差值的预测信号决定为最优预测信号。预测方法决定部41经由线路L13把与涉及该最优预测信号的预测方法相关的模式信息发送给画面内预测信号生成部16(参见图1)，并且经由线路L35发送给模式信息预测部45。

另外，预测方法决定部41根据与R模式预测方法相关的信息对与涉及最优预测信号的预测方法相关的模式信息进行编码。具体而言，当最优预测方法与R模式预测方法一致的情况下，预测方法决定部41将识别信息编码为“0”，在不一致的情况下预测方法决定部41将识别信息编码为“1”，经由线路L15把识别信息发送给熵编码部25(参见图1)。即，当识别信息为“0”时，预测方法决定部41无需向下一级的处理部发送识别信息以外的信息。原因是由于画面内预测信号生成部16以与利用R模式预测方法来决定的预测方法相同的预测方法来生成画面内预测信号，所以在再生侧能够以相同的R模式决定方法来决定预测方法。与此相对，当识别信息为“1”时，需要进一步发送与预测方法相关的模式信息(详细情况将在后面叙述)。此外，预测方法决定部41也可以把R模式预测方法直接决定为最优预测方法，发送给画面内预测信号生成部16。

L模式决定部46根据与包含相邻区域在内的区域对应的已再生的像素信号，以规定的评价基准从9种预测方法(参见图14(b))之中推导出生成与相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的1个预测方法。即，L模式决定部46在参照存储于帧存储器24中的数据的同时，重新决定与对象区块相邻的相邻区域的预测方法(L模式预测)。图4是用于说明由L模式决定部46决定L模式预测方法的处理的示意图。区块401是对象区域。区块402到404是已再生的相邻区块。用斜线填充的区域405是对象区块401的相邻区域。该区域405是从对象区块的边界处向上4个像素、向左4个像素所围出的倒L字区域，不过也可以使用除此之外的形状和大小的相邻区域405。L模式决定部46使用与该倒L字区域相邻的区域406的像素组，以与图14中说明的方法相同的预测方法来生成针对倒L字区域405的9个预测信号。此外，L模式决定部46分别算出倒L字区域405的信号与9个预测信号的差值，并在对象区块中将与赋予最小差值的预测信号的预测方法对应的预测模式信息(与第1预测方法相关的预测信息)决定为与倒L字区域405的像素的相关度高的预测方法。

下面参照附图5来说明L模式决定部46的L模式预测方法的处理流程。首先，L模式决定部46对于与对象区域401相邻的相邻区域405，使用位于区域406中的像素组来生成9个预测信号(步骤S11)。接着分别求出倒L字区域的相邻区域405的信号与9个预测信号的差值(步骤S12)。之后，L模式决定部46将与赋予最小差值的预测信号对应的预测方法作为最优L模式(第1预测方法)(步骤S13)。最后，L模式决定部46把与该最优L模式相关的信息输出到模式信息预测部45和存储部44(步骤S14)。并且，L模式决定部46还能以与L模式预测方法相关的识别信息为对象使用规定函数进行运算，将由运算结果得出的识别信息发送给模式信息预测部45和存储部44。作为这样的函数可举出如在识别信息中含有数值信息的情况下对识别信息加上±n(n为任意整数)这样的函数。

返回图2，模式信息预测部45根据与L模式决定部46所输入的最优L模式相关的信息，对与涉及最优预测信号的预测方法相关的模式信息进行编码。这里，在模式信息预测部45中输入与L模式决定部46所发送的第1预测方法相关的信息、以及与预测方法决定部41所发送的对象区块的最优预测方法相关的信息。模式信息预测部45将与对象区块的最优预测方法相关的模式信息针对与最优L模式相关的信息来相对地进行编码。作为相对进行编码的方法，可以举出通过求表示对象区块的最优预测方法的模式信息与表示最优L模式的模式信息的差值来进行编码的方法，不过还可以采用其他的方法。模式信息预测部45把这样取得的相对预测信息经由线路L14发送给熵编码部25。

下面参照图6，说明画面内预测信号生成方法决定部15中的预测信号生成方法的决定处理。首先，预测信号生成部42针对对象区块以上述方法来生成9个画面内预测信号(步骤S01)。接着，预测方法决定部41分别求出对象区块的图像与9个预测信号的差值(步骤S02)。然后，预测方法决定部41将赋予最小差值的预测方法决定为最优预测模式(步骤S03)。另一方面，R模式决定部43以上述方法来决定最优的R模式预测方法(步骤S04)。以之前所决定的模式为基础来决定当前所决定的R模式预测方法，所以适合9个模式中的任一个模式。之后，预测方法决定部41对R模式预测方法与步骤S03中所决定的最优预测模式进行比较，判定两者是否一致(步骤S05)。如果两者相同(步骤S05；YES)，则预测方法决定部41输出识别信息“0”(步骤S06)，该识别信息“0”表示R模式预测方法为用于画面内预测信号的生成的预测方法。另一方面，如果最优预测模式与R模式预测方法不一致(步骤S05；NO)，则L模式决定部46以上述方法来决定L模式预测方法(步骤S07)。进而，模式信息预测部45对相对预测信息进行编码，该相对预测信息是最优预测模式相对于与L模式预测方法相关的信息的相对信息(步骤S08)。最后，模式信息预测部45输出该相对预测信息(步骤S09)。

根据如上说明的图像预测编码装置10，针对与编码对象的对象区域相邻的已再生的相邻区域，使用对应于该相邻区域而进行了处理的数据，推导出R模式和L模式的预测方法，并根据该预测方法来将用于生成对象区域的画面内预测信号的最优预测方法进行编码，并且使用画面内预测信号将对象区域的残差信号进行编码。使用与已再生的相邻区域对应的数据对相邻区域所推导出的R模式和L模式的预测方法接近最适合对象区域的预测方法的可能性高，因此可通过使用该预测方法将与对象区域的预测方法相关的模式信息相对地进行编码，来降低识别预测方法的模式信息的代码量，从而提高整体的编码效率。

尤其，在如R模式那样使用3个以上关于与对象区块相邻的多个相邻区块所分别拥有的预测方法的信息、按照规定的评价基准来决定预测方法的情况下，该预测方法很可能接近对象区域原来的预测方法。因此，可将该预测方法作为对象区域的预测方法，所以不需要传输用于识别预测方法的模式信息(例如图14(b)所示的识别9个模式的信息)。其结果，可利用简单的处理来削减关于模式信息的代码量。

另外，当如L模式那样使用对于对象区块的相邻区域从9个预测方法中决定的预测方法的情况下，针对对象区块的预测方法，相关度变高，据此可对对象区块的模式信息进一步高效地编码。由此，可提高削减关于模式信息的代码量的效果。进而，在与对象区块相邻的区域进行画面间预测编码的情况下，即使在相邻区块不具备画面内预测信息时，也以使用与对于对象区块的相邻区域从多个预测方法中决定的预测方法、或者3个以上的相邻区块分别拥有的预测方法相关的信息在规定的评价基准下所决定的预测方法为基础，将对象区域的预测方法进行编码。其结果，可以将与对象区块中的预测方法相关的信息进一步高效地进行编码。

(图像预测解码装置)

图7是表示本发明的一个优选实施方式的图像预测解码装置的结构的框图。该图所示的图像预测解码装置50具有：输入端子58、数据解析部(还原单元)51、逆量子化部(还原单元)52、逆变换部(还原单元)53、加法器(图像还原单元)54、预测信号生成部(预测信号生成单元)55、帧存储器56、预测方法取得部57和输出端子59。下面说明图像预测解码装置50的各结构要素。

数据解析部51被从输入端子58输入已压缩编码的压缩图像数据，数据解析部51从该压缩图像数据中提取对象区块的残差信号、与预测方法相关的信息、量子化参数以及动作信息(画面间预测的情况)。在该压缩图像数据中含有残差信号以及与预测方法相关的模式信息，该残差信号被以将一个画面上的图像分割为多个区块的对象区块为对象进行了预测编码。数据解析部51经由线路L42和线路L44b将提取出的残差信号和量子化参数输出到逆量子化部52，并经由线路L51和线路L52将动作信息、和与在模式信息中包含的R模式相关的识别信息以及与L模式预测方法相关的相对预测信息输出到预测方法取得部57。在与R模式相关的识别信息为“0”时表示R模式被用作预测方法，在为“1”时表示L模式被用作预测方法。相对预测信息在L模式的情况下表示与预测方法相关的信息的相对值。

逆量子化部52根据量子化参数将对象区块的残差信号进行逆量子化。逆量子化部52经由线路L43把进行逆量子化后的残差信号输出到逆变换部53。

逆变换部53对由逆量子化部52输入的残差信号进行逆离散余弦变换后还原为再生残差信号。逆变换部53经由线路L44把还原的再生残差信号输出到加法器54。

预测信号生成部55根据由预测方法取得部57推导出的预测方法(后面详细叙述)，从帧存储器56中取得参照图像信号并生成预测信号。预测信号生成部55经由线路L45把该预测信号发送给加法器54，加法器54把由逆变换部53还原的再生残差信号与预测信号合成，由此来还原对象区块的像素信号，并经由线路L48输出到输出端子59，同时存储在帧存储器56中。

下面进一步详细说明预测方法取得部57的结构。图8是表示预测方法取得部57的结构的框图。如该图所示，预测方法取得部57具有：切换开关61、R模式决定部(第1预测方法决定单元)64、存储部65、L模式决定部(第1预测方法决定单元)66和模式信息生成部(预测方法推导单元)67。

切换开关61是根据经由线路L51输入的R模式识别信息来切换预测信号生成部55与端子62以及端子63的连接的开关。具体而言，切换开关61在识别信息为“0”时与端子62连接，在识别信息为“1”时与端子63连接。

R模式决定部64对于已再生的相邻区域，根据与对应于相邻区域所决定的预测方法相关的模式信息，以规定的评价基准推导出1个预测方法。即，R模式决定部64取得3个以上存储在存储部65中的、与以往处理过的区块的预测方法相关的模式信息，以规定的方法来决定1个预测方法。R模式的预测决定方法与图像预测编码装置10的R模式决定部43中的相同。即，R模式决定部64将区块302a～302f、303a～303c(参见图3)所拥有的画面内预测相关的模式信息中出现频率最高的模式信息所对应的预测方法决定为R模式预测方法。此外，R模式决定部64还能以其他方法根据3个以上区块的模式信息来决定R模式预测方法。当切换开关61与端子62相连的情况下，R模式决定部64经由线路L50把关于该R模式预测方法的信息发送到预测信号生成部55。

当切换开关61与端子63相连而成为L模式的情况下，模式信息生成部67生成与最优预测方法相关的信息，并发送给预测信号生成部55。此时，模式信息生成部67根据经由线路L52输入的与预测方法相关的信息的相对预测信息以及从L模式决定部66输入的与L模式预测方法相关的信息，推导出与用于预测信号生成的最优预测方法相关的信息。即，模式信息生成部67通过在与L模式预测方法相关的信息中加入与对象区块的预测方法相关的相对预测信息，来生成与最优预测方法相关的预测模式信息。

L模式决定部66针对与对象区块相邻的相邻区域，从规定的多个预测模式中决定预测模式，并作为L模式预测方法经由线路L66输出到模式信息生成部67。L模式决定部66中的预测模式的决定方法与图像预测编码装置10的L模式决定部46中的相同。

接着参照图9说明预测方法取得部57中的预测信号生成方法的取得处理。首先，从数据解析部51向预测方法取得部57输入从压缩图像数据中提取出的R模式识别信息(步骤S21)。切换开关61判断该信息是否表示R模式(步骤S22)。当表示R模式的情况下(步骤S22；YES)，R模式决定部64按照R模式决定方法来决定R模式预测方法，并作为最优预测模式输出到预测信号生成部55(步骤S23)。另一方面，在不是R模式的情况下(步骤S22；NO)，向模式信息生成部67输入从压缩图像数据中提取出来的相对预测信息(步骤S24)。接着，L模式决定部66按照L模式决定方法来决定L模式预测方法(步骤S25)。然后，模式信息生成部67通过将关于L模式预测方法的模式信息与相对预测信息相加，来求出最优预测模式(步骤S26)。之后，模式信息生成部67把与这样求出的最优预测模式相关的信息输出到预测信号生成部55(步骤S27)。

根据如上说明的图像预测解码装置50，对于与解码对象的对象区域相邻的已再生的相邻区域，使用对应于该相邻区域进行了处理的数据来推导出R模式和L模式的预测方法，并根据该预测方法和相对预测方法，推导出对象区域的最优预测方法，生成画面内预测信号，并且使用该画面内预测信号，由还原了对象区域的残差信号的再生残差信号来还原对象区域的像素信号。使用与已再生的相邻区域对应的数据针对相邻区域推导出的预测方法接近最适合对象区域的预测方法的可能性高，所以使用该预测方法来还原与对象区域的预测方法相关的模式信息，由此可降低识别预测方法的模式信息(相对预测方法)的代码量，提高整体的解码效率。

尤其，当如R模式那样使用3个以上与和对象区块相邻的多个相邻区块所分别拥有的预测方法相关的信息、按照规定的评价基准来决定预测方法的情况下，该预测方法很可能接近对象区域原来的预测方法。因此，能够将该预测方法作为对象区域的预测方法，所以不需要接收用于识别预测方法的模式信息(例如图14(b)所示的识别9个模式的信息)。其结果，可以利用简单的处理来削减关于模式信息的传输量。

另外，在如L模式那样使用对于对象区块的相邻区域从9个预测方法中决定的预测方法的情况下，针对对象区块的预测方法，相关度变高，据此可以将对象区块的模式信息更高效地进行编码。由此，能够提高削减关于模式信息的代码量的效果。进而，在与对象区块相邻的区域进行画面间预测编码的情况下，即使在相邻区块不具备画面内预测信息时，也以使用与对于对象区块的相邻区域从多个预测方法中决定的预测方法、或者3个以上的相邻区块分别拥有的预测方法相关的信息在规定的评价基准下所决定的预测方法为基础，将对象区域的预测方法进行编码。其结果，可以将与对象区块中的预测方法相关的信息进一步高效地进行编码。

下面说明使计算机作为图像预测编码装置10和图像预测解码装置50进行工作的图像预测编码程序以及图像预测解码程序。

图12是表示用于执行存储在记录介质中的图像预测编码程序和图像预测解码程序的计算机的硬件结构的图，图13是用于执行存储于记录介质中的图像预测编码程序和图像预测解码程序的计算机的立体图。该图所示的计算机不限于个人计算机等狭义的计算机，其包含具备CPU并依据软件进行处理及控制的DVD播放器、机顶盒、移动电话等。计算机530具有：磁盘驱动装置、CD-ROM驱动装置、DVD驱动装置等读取装置512；始终存储有操作系统的作业用存储器(RAM)514；对存储在记录介质510中的程序进行存储的存储器516；显示器等显示装置518；作为输入装置的鼠标520和键盘522；用于进行数据等的收发的通信装置524；和控制程序的执行的CPU 526。该计算机530中，当在读取装置512中插入记录介质510时，可从读取装置512来访问存储在记录介质510中的图像预测编码程序以及图像预测解码程序，并可通过图像预测编码程序使计算机作为本发明的图像预测编码装置10进行工作，可通过图像预测解码程序使计算机作为本发明的图像预测解码装置50进行工作。

此外，本发明不限于上述实施方式。例如在图像预测编码装置10中，构成为以区块单位来切换R模式与L模式，不过切换单位也能够以图像单位或者系列单位来处理。另外也可以不进行切换而仅使用R模式与L模式的某一方。此外也可以将图2的R模式决定部43与L模式决定部46替换，还可以使R模式决定部43和L模式决定部46共同为R模式或者L模式。

另外，在图像预测解码装置50中以区块单位来切换R模式和L模式，不过切换单位也能够以图像单位或者系列单位来进行。另外还能够不进行切换而仅使用R模式与L模式的某一方。此时由于没有R模式识别信息，所以只要使用图8中的虚线所围成的某个功能块即可。此外也可以将图8中的R模式决定部64与L模式决定部66替换，还可以将R模式决定部64与L模式决定部66共同设定为R模式或者L模式。

另外，还可以使用图10所示的画面内预测信号生成方法决定部115来取代图2所示的画面内预测信号生成方法决定部15，使用图11所示的预测方法取得部157来取代图8所示的预测方法取得部57。

图10所示的画面内预测信号生成方法决定部115与画面内预测信号生成方法决定部15的不同之处在于，设置有F模式决定部143来代替R模式决定部43。该F模式决定部143决定在整个画面中最频繁产生的预测方法。具体而言，经由线路L34把与各区块的预测方法相关的信息存储在存储部44中，之后从存储部44中读取各区块的预测方法，从该预测方法中推导出大部分的预测方法，并将其作为F模式预测方法。这里，存储在存储部44中的预测模式既可以是与时间上为前面的图像相关的预测信息，也可以是与当前处理对象的图像相关的预测模式。F模式决定部143将与这样决定的F模式预测方法相关的信息经由线路L31发送到预测方法决定部41。

另外，图11所示的预测方法取得部157与预测方法取得部57的不同之处在于，设置有F模式信息存储部164来替代R模式决定部64和存储部65。F模式信息存储部164经由线路L111被输入与F模式的预测方法相关的信息，并存储该信息。切换开关161通过经由线路L51的控制信号来切换模式信息生成部67侧的端子163以及F模式信息存储部164侧的端子162与预测信号生成部55之间的连接。F模式信息存储部164经由线路L50将与F模式的预测方法相关的信息输出到预测信号生成部55。

产业上的应用

本发明将图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序作为使用用途，通过削减与用于在像素区域内生成画面内预测信号的预测方法相关的模式信息，可进行高效的编码处理或者解码处理。

Claims (16)

1.一种图像预测编码装置，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码装置的特征在于，具有：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测信号生成单元，其根据由上述第1预测方法决定单元所决定的上述第1预测方法来生成上述画面内预测信号；以及

图像编码单元，其根据由上述预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对上述画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

2.一种图像预测编码装置，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码装置的特征在于，具有：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

第2预测方法决定单元，其对于上述对象区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从上述多个预测方法中决定适合上述对象区域的第2预测方法；

预测信号生成单元，其根据由上述第2预测方法决定单元所决定的上述第2预测方法来生成上述画面内预测信号；

模式信息编码单元，其根据上述第1预测方法对上述第2预测方法相对地进行编码；以及

图像编码单元，其根据由上述预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对上述画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

3.根据权利要求1或2所述的图像预测编码装置，其特征在于，上述第1预测方法决定单元对于上述相邻区域生成与上述规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从上述多个预测方法中决定第1预测方法。

4.根据权利要求1或2所述的图像预测编码装置，其特征在于，上述第1预测方法决定单元对于上述相邻区域，使用之前对应于上述相邻区域所决定的3个以上的预测方法，按照规定的评价基准来决定上述第1预测方法。

5.一种图像预测解码装置，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与上述对象区域相关的残差信号和上述画面内预测信号合成，来还原上述对象区域的像素信号，该图像预测解码装置的特征在于，其具有：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测信号生成单元，其根据由上述第1预测方法决定单元所决定的上述第1预测方法来生成上述画面内预测信号；

还原单元，其从上述压缩图像数据中提取与上述对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及

图像还原单元，其通过将上述画面内预测信号和由上述还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原上述对象区域的像素信号。

6.一种图像预测解码装置，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与上述对象区域相关的残差信号和上述画面内预测信号合成，来还原上述对象区域的像素信号，该图像预测解码装置的特征在于，其具有：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测方法推导单元，其从上述压缩图像数据中提取相对预测方法，并且根据上述第1预测方法以及上述相对预测方法来推导出针对上述对象区域的第2预测方法，其中该相对预测方法为对关于上述对象区域的预测方法进行识别的相对信息；

预测信号生成单元，其根据由上述预测方法推导单元所推导出的上述第2预测方法来生成上述画面内预测信号；

还原单元，其从上述压缩图像数据中提取与上述对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及

图像还原单元，其通过将上述画面内预测信号和由上述还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原上述对象区域的像素信号。

7.根据权利要求5或6所述的图像预测解码装置，其特征在于，上述第1预测方法决定单元对于上述相邻区域生成与上述规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从上述多个预测方法中决定第1预测方法。

8.根据权利要求5或6所述的图像预测解码装置，其特征在于，上述第1预测方法决定单元对于上述相邻区域，使用之前对应于上述相邻区域所决定的3个以上的预测方法，按照规定的评价基准来决定上述第1预测方法。

9.一种图像预测编码方法，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并将上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码方法的特征在于，具有如下步骤：

第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在上述第1预测方法决定步骤中所决定的上述第1预测方法来生成上述画面内预测信号；以及

图像编码步骤，由图像编码单元根据在上述预测信号生成步骤中所生成的画面内预测信号，来对上述画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

10.一种图像预测编码方法，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码方法的特征在于，具有：

第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

第2预测方法决定步骤，由第2预测方法决定单元对于上述对象区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从上述多个预测方法中决定适合上述对象区域的第2预测方法；

预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在上述第2预测方法决定步骤中所决定的上述第2预测方法来生成上述画面内预测信号；

模式信息编码步骤，由模式信息编码单元根据上述第1预测方法对上述第2预测方法相对地进行编码；以及

图像编码步骤，由图像编码单元根据上述预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对上述画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

11.一种图像预测解码方法，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与上述对象区域相关的残差信号和上述画面内预测信号合成，来还原上述对象区域的像素信号，该图像预测解码方法的特征在于，具有：

第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在上述第1预测方法决定步骤中所决定的上述第1预测方法来生成上述画面内预测信号；

还原步骤，由还原单元从上述压缩图像数据中提取与上述对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及

图像还原步骤，由图像还原单元将上述画面内预测信号与在上述还原步骤中所还原的再生残差信号合成，由此来还原上述对象区域的像素信号。

12.一种图像预测解码方法，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与上述对象区域相关的残差信号和上述画面内预测信号合成，来还原上述对象区域的像素信号，该图像预测解码方法的特征在于，具有：

第1预测方法决定步骤，由第1预测方法决定单元根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测方法推导步骤，由预测方法推导单元从上述压缩图像数据中提取相对预测方法，并且根据上述第1预测方法以及上述相对预测方法来推导出针对上述对象区域的第2预测方法，该相对预测方法为对关于上述对象区域的预测方法进行识别的相对信息；

预测信号生成步骤，由预测信号生成单元根据在上述第2预测方法推导步骤中所推导出的上述第2预测方法来生成上述画面内预测信号；

还原步骤，由还原单元从上述压缩图像数据中提取与上述对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及

图像还原步骤，由图像还原单元将上述画面内预测信号和通过上述还原单元所还原的再生残差信号合成，由此来还原上述对象区域的像素信号。

13.一种图像预测编码程序，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码程序的特征在于，使计算机具有如下单元的功能：

第1预测方法决定单元，其对于与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域，根据与上述相邻区域对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测信号生成单元，其根据由上述第1预测方法决定单元所决定的上述第1预测方法来生成上述画面内预测信号；以及

图像编码单元，其根据由上述预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对上述画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

14.一种图像预测编码程序，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并对上述对象区域的像素信号与上述画面内预测信号的残差信号进行编码，该图像预测编码程序的特征在于，使计算机具有如下单元的功能：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

第2预测方法决定单元，其对于上述对象区域生成与规定的多个预测方法对应的多个预测信号，并且按照规定的评价基准从上述多个预测方法中决定适合上述对象区域的第2预测方法；

预测信号生成单元，其根据由上述第2预测方法决定单元所决定的上述第2预测方法来生成上述画面内预测信号；

模式信息编码单元，其根据上述第1预测方法对上述第2预测方法相对地进行编码；以及

图像编码单元，其根据由上述预测信号生成单元所生成的画面内预测信号，对上述画面内预测信号与上述对象区域的像素信号的残差信号进行编码。

15.一种图像预测解码程序，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与上述对象区域相关的残差信号和上述画面内预测信号合成，来还原上述对象区域的像素信号，该图像预测解码程序的特征在于，使计算机具有如下单元的功能：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测信号生成单元，其根据由上述第1预测方法决定单元所决定的上述第1预测方法来生成上述画面内预测信号；

还原单元，其从上述压缩图像数据中提取与上述对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及

图像还原单元，其通过将上述画面内预测信号和由上述还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原上述对象区域的像素信号。

16.一种图像预测解码程序，将图像分割为多个区域，对于在上述区域中的作为处理对象的对象区域内所包含的像素信号，生成画面内预测信号，并通过将压缩图像数据中所包含的与上述对象区域相关的残差信号和上述画面内预测信号合成，来还原上述对象区域的像素信号，该图像预测解码程序的特征在于，使计算机具有如下单元的功能：

第1预测方法决定单元，其根据与上述对象区域相邻的由已再生像素信号构成的相邻区域所对应的已处理数据，从用于生成上述画面内预测信号的规定的多个预测方法中，推导出生成与上述相邻区域的像素信号的相关度高的画面内预测信号的预测方法，并将该预测方法决定为第1预测方法；

预测方法推导单元，其从上述压缩图像数据中提取相对预测方法，并且根据上述第1预测方法以及上述相对预测方法来推导出针对上述对象区域的第2预测方法，该相对预测方法为对关于上述对象区域的预测方法进行识别的相对信息；

预测信号生成单元，其根据由上述预测方法推导单元所推导出的上述第2预测方法来生成上述画面内预测信号；

还原单元，其从上述压缩图像数据中提取与上述对象区域相关的残差信号并还原为再生残差信号；以及

图像还原单元，其通过将上述画面内预测信号和由上述还原单元所还原的再生残差信号合成，来还原上述对象区域的像素信号。

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