CN105847792B - 运动图像编码装置以及图像编码方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种运动图像编码装置以及图像编码方法。帧内预测部(4)在生成色差信号的预测图像时，使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数，实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，或者应用平均值预测来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，可变长编码部(13)对表示帧内预测部(4)是否使用与亮度信号相同的帧内预测参数的标志进行可变长编码。

Description

运动图像编码装置以及图像编码方法
本申请是申请号为201180034748.8(PCT/JP2011/003907)、申请日为2011年7月7日(进入国家阶段日为2013年1月15日)、发明名称为“运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法以及运动图像解码方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种实施帧内(intra)预测处理或帧间(inter)预测处理来实施预测编码的运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法以及运动图像解码方法。
背景技术
说明运动图像编码装置所实施的帧内预测处理中的、AVC/H.264编码方式中的帧内预测模式。
在亮度的帧内预测模式下，能够从多种预测模式中以块为单位选择一种预测模式。
图15是表示亮度的块大小为4×4像素的情况下的帧内预测模式的说明图。
在亮度的块大小为4×4像素的情况下，规定有从模式0至模式8的九种帧内预测模式。
在图15的例子中，白圆表示编码对象的块内的像素，黑圆是预测中使用的像素，是已编码的邻接块内的像素。
其中，模式2是涉及平均值预测的帧内预测模式，是以上方和左方的块的邻接像素的平均值来预测编码对象块内的像素的模式。模式2以外的模式是涉及方向性预测的帧内预测模式。
模式0是涉及垂直方向预测的帧内预测模式，通过将上方的块的邻接像素在垂直方向上重复来生成预测图像。例如，在编码对象块为竖条纹图案时选择模式0。
另外，模式1是涉及水平方向预测的帧内预测模式，通过将左方的块的邻接像素在水平方向上重复来生成预测图像。
从模式3至模式8是通过使用上方的块或左方的块的邻接像素在规定的方向(以箭头表示的方向)上生成插值像素来生成预测图像。
在此，应用帧内预测的亮度的块大小能够从4×4像素、8×8像素、16×16像素中进行选择，在8×8像素的情况下，与4×4像素同样地规定有九种帧内预测模式。
与此相对，在16×16像素的情况下，除了涉及平均值预测、垂直方向预测以及水平方向预测的帧内预测模式以外，还规定有称为平面预测的四种帧内预测模式。
涉及平面预测的帧内预测模式是以将上方的块的邻接像素和左方的块的邻接像素在倾斜方向上进行内插插值而生成的像素为预测值的模式。
此外，在块大小为4×4像素或8×8像素的情况下的方向性预测模式下，在预先确定的方向(例如，45度的方向)上生成预测值，因此如果块内的目标的边界(边缘)的方向与预测模式所表示的方向一致，则预测效率变高而能够削减代码量。
但是，如果块内的目标的边缘的方向与预测模式所表示的方向不一致，则预测效率降低，因此无法削减代码量。
在以下的专利文献1中，公开了如果使用对帧内预测模式的产生频度进行计数的频度信息表则能够削减涉及帧内预测模式的代码量的技术，但是需要预先准备频度信息表。
专利文献1：国际公开第2008/123254号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上构成以往的运动图像编码装置，因此如果增加能够选择的方向性预测的模式数，则边缘的方向与预测模式所表示的方向一致的概率变高，能够提高预测效率。但是，存在如下问题等：如果增加能够选择的方向性预测的模式数，则导致涉及帧内预测模式的信息的代码量增加。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于得到一种能够抑制涉及帧内预测模式的信息的代码量的增加的运动图像编码装置以及运动图像编码方法。
另外，本发明的目的在于得到一种能够应用于上述运动图像编码装置以及运动图像编码方法的运动图像解码装置以及运动图像解码方法。
用于解决问题的方案
在本发明所涉及的运动图像编码装置中，预测图像生成单元在生成色差信号的预测图像时，使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，或者应用平均值预测来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，可变长编码单元对表示预测图像生成单元是否使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的标志进行可变长编码，来作为在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数。
发明的效果
根据本发明，构成为预测图像生成单元在生成色差信号的预测图像时，使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，或者应用平均值预测来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，可变长编码单元对表示预测图像生成单元是否使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的标志进行可变长编码，来作为在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数，因此具有如下效果：不会降低预测效率而能够削减涉及色差信号的帧内预测模式的代码量。
附图说明
图1是表示基于本发明的实施方式1的运动图像编码装置的结构图。
图2是表示基于本发明的实施方式1的运动图像编码装置的可变长编码部13的内部的结构图。
图3是表示基于本发明的实施方式1的运动图像编码装置的处理内容(运动图像编码方法)的流程图。
图4是表示最大编码块分层地被分割为多个编码对象块的例子的说明图。
图5的(a)表示分割后的分区的分布，(b)表示通过分层分割分配编码模式m(Bn)的状况的说明图。
图6是表示编码对象块Bn内的各分区Pi n能够选择的帧内预测参数(帧内预测模式)的一例的说明图。
图7是表示在生成li n＝mi n＝4的情况下的分区Pi n内的像素的预测值时使用的像素的一例的说明图。
图8是表示在分区Pi n的帧内预测参数的预测值的计算中使用的已编码周边分区的一例的说明图。
图9是表示17种帧内预测模式的索引值和除了平均值预测以外的、16种方向性预测模式的预测方向矢量的一例的说明图。
图10是表示基于本发明的实施方式1的运动图像解码装置的结构图。
图11是表示基于本发明的实施方式1的运动图像解码装置的可变长解码部31的内部的结构图。
图12是表示基于本发明的实施方式1的运动图像解码装置的处理内容(运动图像解码方法)的流程图。
图13是表示亮度信号和色差信号的分区Pi n的一例的说明图。
图14是表示滤波处理前后的预测图像的说明图。
图15是表示亮度的块大小为4×4像素的情况下的帧内预测模式的说明图。
(附图标记说明)
1：块分割部(块分割单元)；2：编码控制部(编码控制单元)；3：切换开关(预测图像生成单元)；4：帧内预测部(预测图像生成单元)；5：运动补偿预测部；6：减法部(量化单元)；7：变换/量化部(量化单元)；8：逆量化/逆变换部；9：加法部；10：帧内预测用存储器(预测图像生成单元)；11：环路滤波部；12：运动补偿预测帧存储器；13：可变长编码部(可变长编码单元)；13a：帧内预测参数可变长编码部；21：帧内预测参数预测值计算部；22：帧内预测参数二值化索引计算部；23：熵编码部；31：可变长解码部(可变长解码单元)；31a：帧内预测参数可变长解码部；32：逆量化/逆变换部(逆量化单元)；33：切换开关(预测图像生成单元)；34：帧内预测部(预测图像生成单元)；35：运动补偿部；36：加法部；37：帧内预测用存储器(预测图像生成单元)；38：环路滤波部；39：运动补偿预测帧存储器；41：熵解码部；42：帧内预测参数预测值计算部；43：帧内预测参数索引计算部。
具体实施方式
下面，为了更详细地说明本发明，按照附图来说明用于实施本发明的方式。
实施方式1.
图1是表示基于本发明的实施方式1的运动图像编码装置的结构图。
在图1中，块分割部1实施如下处理：当输入表示输入图像的影像信号时，将该输入图像分割为由编码控制部2决定的编码块大小的块(预测处理单位的块)，输出作为预测处理单位的块的编码对象块。此外，块分割部1构成块分割单元。
编码控制部2实施如下处理：决定编码块大小，并且从能够选择的1个以上的帧内编码模式和帧间编码模式中决定对于从块分割部1输出的编码对象块的编码效率最高的编码模式。
另外，编码控制部2实施如下处理：在编码效率最高的编码模式为帧内编码模式的情况下，决定以该帧内编码模式实施对于编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数，在编码效率最高的编码模式为帧间编码模式的情况下，决定以该帧间编码模式实施对于编码对象块的帧间预测处理时使用的帧间预测参数。
并且，编码控制部2实施决定对变换/量化部7和逆量化/逆变换部8提供的预测差分编码参数的处理。
此外，编码控制部2构成编码控制单元。
切换开关3实施如下处理：如果由编码控制部2决定的编码模式为帧内编码模式，则将从块分割部1输出的编码对象块输出到帧内预测部4，如果由编码控制部2决定的编码模式为帧间编码模式，则将从块分割部1输出的编码对象块输出到运动补偿预测部5。
帧内预测部4实施如下处理：一边参照保存在帧内预测用存储器10中的局部解码图像，一边使用由编码控制部2决定的帧内预测参数实施对于从切换开关3输出的编码对象块的帧内预测处理来生成帧内预测图像(预测图像)。
此外，由切换开关3、帧内预测部4以及帧内预测用存储器10构成预测图像生成单元。
运动补偿预测部5实施如下处理：将从切换开关3输出的编码对象块与保存在运动补偿预测帧存储器12中的滤波处理后的局部解码图像进行比较来搜索运动矢量，使用该运动矢量和由编码控制部2决定的帧间预测参数实施对于该编码对象块的帧间预测处理(运动补偿预测处理)来生成帧间预测图像。
减法部6实施如下处理：从由块分割部1输出的编码对象块减去由帧内预测部4生成的帧内预测图像或由运动补偿预测部5生成的帧间预测图像，将作为该减法结果的预测差分信号(差分图像)输出到变换/量化部7。
变换/量化部7实施如下处理：参照由编码控制部2决定的预测差分编码参数，实施对于从减法部6输出的预测差分信号的正交变换处理(例如DCT(离散余弦变换)、预先对特定学习系列进行了基底设计的KL变换等的正交变换处理)来计算变换系数，并且参照该预测差分编码参数来对该变换系数进行量化，将作为量化后的变换系数的压缩数据(差分图像的量化系数)输出到逆量化/逆变换部8和可变长编码部13。
此外，由减法部6和变换/量化部7构成量化单元。
逆量化/逆变换部8实施如下处理：参照由编码控制部2决定的预测差分编码参数，对从变换/量化部7输出的压缩数据进行逆量化，并且参照该预测差分编码参数，实施对于作为逆量化后的压缩数据的变换系数的逆正交变换处理，计算与从减法部6输出的预测差分信号相当的局部解码预测差分信号。
加法部9实施如下处理：将由逆量化/逆变换部8计算出的局部解码预测差分信号与由帧内预测部4生成的帧内预测图像或由运动补偿预测部5生成的帧间预测图像相加，计算与从块分割部1输出的编码对象块相当的局部解码图像。
帧内预测用存储器10是保存由加法部9计算出的局部解码图像的记录介质。
环路滤波部11实施如下处理：对由加法部9计算出的局部解码图像实施规定的滤波处理，输出滤波处理后的局部解码图像。
运动补偿预测帧存储器12是保存滤波处理后的局部解码图像的记录介质。
可变长编码部13实施如下处理：对从变换/量化部7输出的压缩数据、编码控制部2的输出信号(编码模式、帧内预测参数或帧间预测参数、预测差分编码参数)以及从运动补偿预测部5输出的运动矢量(编码模式为帧间编码模式的情况)进行可变长编码来生成位流。
其中，可变长编码部13在编码模式为帧内编码模式的情况下，在涉及帧内预测处理中的多个方向性预测的预测方向矢量中，作为由编码控制部2决定的帧内预测参数的可变长编码，确定其方向与由编码控制部2决定的编码对象块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量最近的预测方向矢量，对确定出的该预测方向代表矢量的索引进行可变长编码，并且对表示已编码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分的索引进行可变长编码。
此外，可变长编码部13构成可变长编码单元。
在图1的例子中，假设作为运动图像编码装置的结构要素的块分割部1、编码控制部2、切换开关3、帧内预测部4、运动补偿预测部5、减法部6、变换/量化部7、逆量化/逆变换部8、加法部9、帧内预测用存储器10、环路滤波部11、运动补偿预测帧存储器12以及可变长编码部13分别由专用硬件(例如，安装有CPU的半导体集成电路、单片微型计算机(one chipmicrocomputer)等)构成，但是在运动图像编码装置由计算机构成的情况下，也可以将描述有块分割部1、编码控制部2、切换开关3、帧内预测部4、运动补偿预测部5、减法部6、变换/量化部7、逆量化/逆变换部8、加法部9、环路滤波部11以及可变长编码部13的处理内容的程序保存在计算机的存储器中，该计算机的CPU执行保存在该存储器中的程序。
图3是表示基于本发明的实施方式1的运动图像编码装置的处理内容(运动图像编码方法)的流程图。
图2是表示基于本发明的实施方式1的运动图像编码装置的可变长编码部13的内部的结构图。
在可变长编码部13中内置有帧内预测参数可变长编码部13a作为结构要素之一。
帧内预测参数可变长编码部13a的帧内预测参数预测值计算部21实施基于与从块分割部1输出的编码对象块邻接的已编码块的帧内预测参数计算编码对象块的帧内预测参数的预测值的处理。
帧内预测参数二值化索引计算部22实施如下处理：基于由帧内预测参数预测值计算部21计算出的预测值和编码对象块的帧内预测参数判定该预测值与预测方向代表矢量的索引是否一致，如果一致，则除了计算表示该判定结果的标志以外，还计算包含已编码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分值的帧内预测参数二值化索引，如果不一致，则除了计算表示该判定结果的标志以外，还计算包含预测方向代表矢量的索引和上述差分值的帧内预测参数二值化索引。
熵编码部23实施如下处理：对由帧内预测参数二值化索引计算部22计算出的帧内预测参数二值化索引进行算术编码等的可变长编码，输出帧内预测参数代码字。
图10是表示基于本发明的实施方式1的运动图像解码装置的结构图。
在图10中，可变长解码部31实施如下处理：当输入由运动图像编码装置生成的位流时，从该位流可变长解码出压缩数据、编码模式、帧内预测参数(编码模式为帧内编码模式的情况)、帧间预测参数(编码模式为帧间编码模式的情况)、预测差分编码参数以及运动矢量(编码模式为帧间编码模式的情况)。
其中，可变长解码部31实施如下处理：在编码模式为帧内编码模式的情况下，作为帧内预测参数的可变长解码，对预测方向代表矢量的索引进行可变长解码，并且对表示已解码块(与图1的运动图像编码装置的“已编码块”相当的块)的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分的索引进行可变长解码，基于该预测方向代表矢量的索引和表示上述差分的索引决定该帧内预测参数。
此外，可变长解码部31构成可变长解码单元。
逆量化/逆变换部32实施如下处理：参照由可变长解码部31可变长解码出的预测差分编码参数，对由可变长解码部31可变长解码出的压缩数据进行逆量化，并且参照该预测差分编码参数，实施对于作为逆量化后的压缩数据的变换系数的逆正交变换处理，来计算与从图1的减法部6输出的预测差分信号相当的解码预测差分信号。此外，逆量化/逆变换部32构成逆量化单元。
切换开关33实施如下处理：如果由可变长解码部31可变长解码出的编码模式为帧内编码模式，则将由可变长解码部31可变长解码出的帧内预测参数输出到帧内预测部34，如果由可变长解码部31可变长解码出的编码模式为帧间编码模式，则将由可变长解码部31可变长解码出的帧间预测参数和运动矢量输出到运动补偿部35。
帧内预测部34实施如下处理：一边参照保存在帧内预测用存储器37中的解码图像，一边使用从切换开关33输出的帧内预测参数，实施对于解码对象块的帧内预测处理来生成帧内预测图像(预测图像)。
此外，由切换开关33、帧内预测部34以及帧内预测用存储器37构成预测图像生成单元。
运动补偿部35实施如下处理：一边参照保存在运动补偿预测帧存储器39中的滤波处理后的解码图像，一边使用从切换开关33输出的运动矢量和帧间预测参数，实施对于解码对象块的帧间预测处理(运动补偿预测处理)来生成帧间预测图像。
加法部36实施如下处理：将由逆量化/逆变换部32计算出的解码预测差分信号与由帧内预测部34生成的帧内预测图像或由运动补偿部35生成的帧间预测图像相加，计算与从图1的块分割部1输出的编码对象块相当的解码图像。
帧内预测用存储器37是保存由加法部36计算出的解码图像的记录介质。
环路滤波部38实施如下处理：对由加法部36计算出的解码图像实施规定的滤波处理，来输出滤波处理后的解码图像。
运动补偿预测帧存储器39是保存滤波处理后的解码图像的记录介质。
在图10的例子中，假设作为运动图像解码装置的结构要素的可变长解码部31、逆量化/逆变换部32、切换开关33、帧内预测部34、运动补偿部35、加法部36、帧内预测用存储器37、环路滤波部38以及运动补偿预测帧存储器39分别由专用硬件(例如，安装有CPU的半导体集成电路、单片微型计算机等)构成，但是在运动图像解码装置由计算机构成的情况下，也可以将描述有可变长解码部31、逆量化/逆变换部32、切换开关33、帧内预测部34、运动补偿部35、加法部36以及环路滤波部38的处理内容的程序保存在计算机的存储器中，该计算机的CPU执行保存在该存储器中的程序。
图12是表示基于本发明的实施方式1的运动图像解码装置的处理内容(运动图像解码方法)的流程图。
图11是表示基于本发明的实施方式1的运动图像解码装置的可变长解码部31的内部的结构图。
在可变长解码部31中内置有帧内预测参数可变长解码部31a作为结构要素之一。
帧内预测参数可变长解码部31a的熵解码部41实施从帧内预测参数代码字可变长解码出帧内预测参数二值化索引的处理。
帧内预测参数预测值计算部42实施基于与解码对象块邻接的已解码块的帧内预测参数计算解码对象块的帧内预测参数的预测值的处理。
帧内预测参数索引计算部43实施如下处理：如果由熵解码部41可变长解码出的帧内预测参数二值化索引所包含的标志表示预测值与预测方向代表矢量的索引一致的意思，则基于由帧内预测参数预测值计算部42计算出的预测值、以及该帧内预测参数二值化索引所包含的已解码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分值计算帧内预测参数，如果该标志表示预测值与预测方向代表矢量的索引不一致的意思，则基于由帧内预测参数预测值计算部42计算出的预测值、该帧内预测参数二值化索引所包含的预测方向代表矢量的索引以及上述差分值计算帧内预测参数。
接着说明动作。
在本实施方式1中，说明运动图像编码装置和运动图像解码装置，该运动图像编码装置将影像的各帧图像作为输入图像，在接近帧之间实施运动补偿预测，对得到的预测差分信号实施基于正交变换/量化的压缩处理，之后，进行可变长编码来生成位流，该运动图像解码装置对从该运动图像编码装置输出的位流进行解码。
图1的运动图像编码装置的特征在于，适应于影像信号的空间/时间方向的局部的变化，将影像信号分割为多种大小的块，来进行帧之内/帧之间自适应编码。
一般，影像信号具有在空间/时间上信号的复杂度局部地变化的特性。从空间上来看，在某一影像帧上，例如存在如天空、墙壁等那样的在比较广的图像区域中具有均匀的信号特性的图形，有时还混合存在人物、包含细的纹理的图画等在小的图像区域内具有复杂的纹理图案的图形。
从时间上来看，天空、墙壁在局部上在时间方向上的图形的变化小，而运动的人物、物体由于其轮廓在时间上进行刚体/非刚体的运动，因此时间上的变化大。
关于编码处理，通过时间/空间上的预测来生成信号电力、熵小的预测差分信号，从而进行削减整体的代码量的处理，但是如果能够将预测中使用的参数均匀地应用于尽可能大的图像信号区域，则能够使该参数的代码量变小。
另一方面，如果针对在时间上/空间上变化大的图像信号图案将同一预测参数应用于大的图像区域，则导致预测的错误增加，因此导致预测差分信号的代码量增加。
因而，在时间上/空间上变化大的区域中，期望使应用同一预测参数来进行预测处理的块大小变小，来增加预测中使用的参数的数据量，降低预测差分信号的电力/熵。
在本实施方式1中，由于进行适应于这种影像信号的一般性质的编码，因此采用如下结构：最初从规定的最大块大小开始进行预测处理等，分层地分割影像信号的区域，针对分割出的每个区域使预测处理、该预测差分的编码处理相适应。
设图1的运动图像编码装置作为处理对象的影像信号格式为由亮度信号和两个色差信号构成的YUV信号、从数字摄像元件输出的RGB信号等的任意的颜色空间的彩色影像信号、除此以外单色图像信号、红外线图像信号等、影像帧由水平/垂直二维的数字样本(像素)列构成的任意的影像信号。
但是，各像素的灰度等级既可以是8位，也可以是10位、12位等的灰度等级。
在以下的说明中，方便起见，只要没有特别说明，设输入图像的影像信号为YUV信号，并且叙述处理两个色差成分U、V对于亮度成分Y二次采样(subsample)得到的4:2:0格式的信号的情况。
另外，将与影像信号的各帧对应的处理数据单位称为“图片”。
在本实施方式1中，将“图片”设为依次扫描(逐行扫描)得到的影像帧信号进行说明，但是在影像信号为交错信号的情况下，“图片”也可以是作为构成影像帧的单位的场(field)图像信号。
最初，说明图1的运动图像编码装置的处理内容。
首先，编码控制部2决定作为编码对象的图片(当前图片)的编码中使用的最大编码块的大小和将最大编码块进行分层分割的分层数的上限(图3的步骤ST1)。
作为最大编码块的大小的决定方法，例如可以根据输入图像的影像信号的分辨率对所有图片确定同一大小，也可以以输入图像的影像信号的局部的运动的复杂度的差异为参数进行定量化，对于运动激烈的图片确定小的大小，另一方面对于运动少的图片确定大的大小。
作为分割分层数的上限的决定方法，例如有如下方法等：在输入图像的影像信号的运动激烈的情况下，设定为使分层数变大，使得能够检测更细的运动，在运动少的情况下，设定为抑制分层数。
块分割部1当输入了输入图像的影像信号时，以由编码控制部2决定的最大编码块大小分割为输入图像的图片，输出分割后的各图片。
另外，编码控制部2针对最大编码块大小的每个图像区域，直到达到先前确定的分割分层数的上限为止，分层地分割为具有编码块大小的编码对象块，决定对于各编码对象块的编码模式(步骤ST2)。
在此，图4是表示最大编码块被分层地分割为多个编码对象块的例子的说明图。
在图4中，最大编码块是记为“第0层”的亮度成分具有(L0,M0)的大小的编码对象块。
以最大编码块为出发点，以四叉树结构另行确定的规定的深度为止，分层地进行分割，由此得到编码对象块。
在深度n下，编码对象块是大小(Ln,Mn)的图像区域。
其中，Ln和Mn既可以相同，也可以不同，在图4中示出Ln＝Mn的事例。
以后，将由编码控制部2决定的编码块大小定义为编码对象块的亮度成分中的大小(Ln,Mn)。
由于进行四叉树分割，(Ln+1,Mn+1)＝(Ln/2,Mn/2)始终成立。
此外，在RGB信号等所有颜色成分具有同一样本数的彩色影像信号(4:4:4格式)中，所有颜色成分的大小为(Ln,Mn)，但是在处理4:2:0格式的情况下，对应的色差成分的编码块大小为(Ln/2,Mn/2)。
以后，设以Bn表示第n层的编码对象块，以m(Bn)表示编码对象块Bn中能够选择的编码模式。
在由多个颜色成分构成的彩色影像信号的情况下，编码模式m(Bn)既可以构成为针对每个颜色成分使用分别独立的模式，也可以构成为对所有颜色成分使用共同的模式。以后，只要没有特别说明，设为是指对于YUV信号、4:2:0格式的编码块的亮度成分的编码模式来进行说明。
在编码模式m(Bn)中有一个或多个帧内编码模式(统称为“INTRA”)和一个或多个帧间编码模式(统称为“INTER”)，编码控制部2选择该图片中能够利用的所有编码模式、或从其子集中选择对于编码对象块Bn的编码效率最高的编码模式。
并且，如图4所示，编码对象块Bn通过块分割部1被分割为一个或多个预测处理单位(分区(partition))。
以后，将属于编码对象块Bn的分区表述为Pi n(i是第n层中的分区编号)。
关于编码对象块Bn的分区分割是如何进行的，作为信息包含在编码模式m(Bn)中。
分区Pi n是按照所有的编码模式m(Bn)进行预测处理，能够针对每个分区Pi n选择独立的预测参数。
编码控制部2对最大编码块例如生成如图5所示那样的块分割状态来确定编码对象块。
图5的(a)的斜线部分表示分割后的分区的分布，图5的(b)以四叉树图示出通过分层分割分配编码模式m(Bn)的状况。
图5的(b)的用□包围的节点是分配了编码模式m(Bn)的节点(编码对象块)。
后面说明编码控制部2中的分层分割/编码模式判定的详细处理。
切换开关3在由编码控制部2决定的编码模式m(Bn)为帧内编码模式的情况(m(Bn)∈INTRA的情况)下，将从块分割部1输出的编码对象块Bn输出到帧内预测部4。
另一方面，在由编码控制部2决定的编码模式m(Bn)为帧间编码模式的情况(m(Bn)∈INTER的情况)下，将从块分割部1输出的编码对象块Bn输出到运动补偿预测部5。
帧内预测部4在由编码控制部2决定的编码模式m(Bn)为帧内编码模式(m(Bn)∈INTRA的情况)、且从切换开关3接收到编码对象块Bn时(步骤ST3)，一边参照保存在帧内预测用存储器10中的局部解码图像，一边使用由编码控制部2决定的帧内预测参数实施对于该编码对象块Bn内的各分区Pi n的帧内预测处理，来生成帧内预测图像PINTRAi n(步骤ST4)。
此外，由于图像解码装置需要生成与帧内预测图像PINTRAi n完全相同的帧内预测图像，因此帧内预测图像PINTRAi n的生成中使用的帧内预测参数从编码控制部2输出到可变长编码部13而多路复用于位流。
后面说明帧内预测部4的处理内容的细节。
运动补偿预测部5在由编码控制部2决定的编码模式m(Bn)为帧间编码模式(m(Bn)∈INTER的情况)、且从切换开关3接收到编码对象块Bn时(步骤ST3)，将该编码对象块Bn内的各分区Pi n与保存在运动补偿预测帧存储器12中的滤波处理后的局部解码图像进行比较来搜索运动矢量，使用该运动矢量和由编码控制部2决定的帧间预测参数来实施对于该编码对象块Bn内的各分区Pi n的帧间预测处理，来生成帧间预测图像PINTERi n(步骤ST5)。
此外，由于图像解码装置需要生成与帧间预测图像PINTERi n完全相同的帧间预测图像，因此帧间预测图像PINTERi n的生成中使用的帧间预测参数从编码控制部2输出到可变长编码部13而多路复用于位流。
另外，由运动补偿预测部5搜索到的运动矢量也被输出到可变长编码部13而多路复用于位流。
减法部6当从块分割部1接收到编码对象块Bn时，从该编码对象块Bn内的分区Pi n减去由帧内预测部4生成的帧内预测图像PINTRAi n或由运动补偿预测部5生成的帧间预测图像PINTERi n，将作为该减法结果的预测差分信号ei n输出到变换/量化部7(步骤ST6)。
变换/量化部7当从减法部6接收到预测差分信号ei n时，参照由编码控制部2决定的预测差分编码参数，实施对于该预测差分信号ei n的正交变换处理(例如，DCT(离散余弦变换)、预先对特定的学习系列进行了基底设计的KL变换等的正交变换处理)，来计算变换系数。
另外，变换/量化部7参照该预测差分编码参数来对该变换系数进行量化，将作为量化后的变换系数的压缩数据输出到逆量化/逆变换部8和可变长编码部13(步骤ST7)。
逆量化/逆变换部8当从变换/量化部7接收到压缩数据时，参照由编码控制部2决定的预测差分编码参数来对该压缩数据进行逆量化。
另外，逆量化/逆变换部8参照该预测差分编码参数，实施对于作为逆量化后的压缩数据的变换系数的逆正交变换处理(例如，逆DCT、逆KL变换等)，来计算与从减法部6输出的预测差分信号ei n相当的局部解码预测差分信号(步骤ST8)。
加法部9当从逆量化/逆变换部8接收到局部解码预测差分信号时，将该局部解码预测差分信号与由帧内预测部4生成的帧内预测图像PINTRAi n或由运动补偿预测部5生成的帧间预测图像PINTERi n相加，作为局部解码分区图像、或该局部解码分区图像的集合，计算与从块分割部1输出的编码对象块Bn相当的局部解码图像(步骤ST9)。
此外，加法部9将该局部解码图像输出到环路滤波部11，并且将该局部解码图像保存在帧内预测用存储器10中。
该局部解码图像成为以后的帧内预测用的图像信号。
环路滤波部11当从加法部9接收到局部解码图像时，对该局部解码图像实施规定的滤波处理，将滤波处理后的局部解码图像保存在运动补偿预测帧存储器12中(步骤ST10)。
此外，由环路滤波部11进行的滤波处理既可以以所输入的局部解码图像的最大编码块或各个编码块为单位进行，也可以在输入与1个画面的量的宏块相当的局部解码图像之后汇总1个画面的量来进行。
可变长编码部13当完成对于所有的编码对象块Bn的步骤ST3～ST9的处理时(步骤ST11、ST12)，对从变换/量化部7输出的压缩数据、从编码控制部2输出的编码模式m(Bn)、从编码控制部2输出的帧内预测参数(编码模式为帧内编码模式的情况)或帧间预测参数(编码模式为帧间编码模式的情况)以及从运动补偿预测部5输出的运动矢量(编码模式为帧间编码模式的情况)进行可变长编码，生成表示这些编码结果的位流(步骤ST13)。
后面说明可变长编码部13的处理内容的细节。
接着，详细说明帧内预测部4的处理内容。
图6是表示编码对象块Bn内的各分区Pi n能够选择的帧内预测参数(帧内预测模式)的一例的说明图。
在图6中，示出了帧内预测模式和该帧内预测模式所表示的预测方向矢量，在图6的例子中，设计成随着能够选择的帧内预测模式的个数增加而预测方向矢量彼此的相对角度变小。
帧内预测部4如上所述那样参照分区Pi n的帧内预测参数实施对于该分区Pi n的帧内预测处理，来生成帧内预测图像PINTRAi n，在此说明基于对于分区Pi n的亮度信号的帧内预测参数(帧内预测模式)生成亮度信号的帧内预测信号的帧内处理。
将分区Pi n的大小设为li n×mi n像素。
图7是表示在生成li n＝mi n＝4的情况下的分区Pi n内的像素的预测值时使用的像素的一例的说明图。
在图7中，将与分区Pi n邻接的已编码的上分区的像素(2×li n+1)个和左分区的像素(2×mi n)个设为预测中使用的像素，但是预测中使用的像素既可以多于也可以少于图7所示的像素。
另外，在图7中，将邻接的1行或1列的像素使用于预测，但是也可以将2行或2列、或其以上的像素使用于预测。
在对于分区Pi n的帧内预测模式的索引值为2(平均值预测)的情况下，将上分区的邻接像素和左分区的邻接像素的平均值设为分区Pi n内的像素的预测值来生成预测图像。
在帧内预测模式的索引值为2(平均值预测)以外的情况下，基于索引值所表示的预测方向矢量υp＝(dx,dy)生成分区Pi n内的像素的预测值。
当将生成预测值的像素(预测对象像素)的分区Pi n内的相对坐标(将分区的左上像素设为原点)设为(x,y)时，预测中使用的参照像素的位置成为下述的L与邻接像素的交点。
k是正的标量值
在参照像素处于整数像素位置的情况下，将该整数像素设为预测对象像素的预测值，在参照像素不处于整数像素位置的情况下，将从与参照像素邻接的整数像素生成的插值像素设为预测值。
在图7的例子中，参照像素不处于整数像素位置，因此将与参照像素邻接的2个像素的平均值设为预测值。此外，不仅可以从邻接的2个像素，也可以从邻接的2个像素以上的像素生成插值像素来设为预测值。
通过同样的步骤，生成对于分区Pi n内的亮度信号的所有像素的预测像素来输出帧内预测图像PINTRAi n。
此外，关于帧内预测图像PINTRAi n的生成中使用的帧内预测参数，为了多路复用于位流而输出到可变长编码部13。
对于分区Pi n的色差信号，也通过与亮度信号同样的步骤，实施基于帧内预测参数(帧内预测模式)的帧内处理，将在帧内预测图像的生成中使用的帧内预测参数输出到可变长编码部13。
接着，详细说明可变长编码部13的处理内容。
可变长编码部13在对帧内预测参数进行可变长编码时，基于周边的已编码分区的帧内预测参数计算编码对象的分区Pi n的帧内预测参数的预测值，使用该预测值进行预测编码。
即，构成可变长编码部13的一部分的帧内预测参数可变长编码部13a的帧内预测参数预测值计算部21基于已编码周边的分区的帧内预测参数计算作为编码对象的分区Pi n的帧内预测参数的预测值。
在此，图8是表示在分区Pi n的帧内预测参数的预测值的计算中使用的已编码周边分区的一例的说明图。
在图8的例子中，将分区Pi n的左(A)、上(B)、右上(C)、左上(D)的分区的帧内预测参数使用于预测值的计算。
以帧内预测模式数为图6所示的17种的情况为例说明帧内预测参数预测值计算部21计算预测值的处理。
在图6中，17种帧内预测模式由平均值预测模式和16种方向性预测模式构成。
图9是表示17种帧内预测模式的索引值和除了平均值预测以外的、16种方向性预测模式的预测方向矢量的一例的说明图。设从16种预测方向矢量中预先决定表示代表方向的预测方向代表矢量。
在以下的说明中，以将图9所示的从“0”至“8”的9个方向的预测方向矢量预先决定为预测方向代表矢量的情况为例进行说明。
帧内预测参数预测值计算部21根据在预测值的计算中使用的已编码周边分区的帧内预测模式计算预测方向代表索引。
其中，设方向性预测模式的预测方向代表索引为相对于该方向性预测模式所表示的预测方向矢量的相对角度最小的预测方向代表矢量的索引。
即，是其方向与方向性预测模式所表示的预测方向矢量近的预测方向代表矢量的索引值。此外，设平均值预测模式的预测方向代表索引是自身(平均值预测模式)的索引值。
图9表示17种帧内预测模式的预测方向代表索引。并且，对具有相同的预测方向代表索引的帧内预测模式索引分配有预测方向差分索引。
接着，说明基于已编码周边分区的帧内预测模式的预测方向代表索引计算作为编码对象的分区Pi n的帧内预测参数的预测值的处理。
例如，在预测值的计算中使用的周边分区为分区Pi n的左(A)、上(B)、右上(C)、左上(D)的分区的情况下，在将分区A、B、C、D的预测方向代表索引分别设为mA、mB、mC、mD时，将从mA、mB、mC、mD的众数、最小值、中值等的统计值中预先决定的统计值设为预测值pmp。或者，根据周围的分区的预测方向矢量的方向，例如在分区C的预测方向矢量的方向为左斜下的情况(在图9的例子中，帧内预测模式索引为8、10、16的情况)下，从边缘的连续性考虑，分区Pi n的预测方向矢量的方向也成为左斜下的概率高，因此将预测方向代表矢量的方向表示左斜下的预测方向代表索引(在图9的例子中是8)设为分区Pi n的预测值pmp。或者，也可以将从A、B、C、D的分区中预先决定的一个分区的预测方向代表索引设为预测值pmp。或者，也可以不使用周边分区的预测方向代表索引而将预先决定的预测方向代表索引(例如平均值预测模式的索引)设为预测值pmp。
然后，将计算出的预测值pmp输出到帧内预测参数二值化索引计算部22。
帧内预测参数二值化索引计算部22输入作为编码对象的分区Pi n的帧内预测参数(帧内预测模式的索引)mp和预测值pmp，计算帧内预测参数二值化索引dmp。
以下说明帧内预测参数二值化索引的计算方法。
将帧内预测模式mp的预测方向代表索引设为rmp。
如果rmP＝pmP则dmP＝0
如果rmP≠pmP则
CEIL(x)是向最接近x的整数舍入的函数
其中，m是预测方向代表索引的个数，在图9的例子中m＝9、n＝3。
接着，将帧内预测模式mp的预测方向差分索引设为drp，对上述帧内预测参数二值化索引dmp进一步进行基于下式的处理。
dmP＝(dmP＜＜k)|drPk＝CEIL(log2(l))
其中，l是具有相同的预测方向代表索引的帧内预测模式的个数，在图9的例子中，在帧内预测模式为平均值预测的情况下，l＝1、k＝0，在帧内预测模式为平均值预测以外的情况下，l＝2、k＝1。
通过上述计算方法求出的帧内预测参数二值化索引dmp的第一位是表示帧内预测模式的预测方向代表索引rmp与预测值pmp是否一致的标志位(在上述计算式中，在一致的情况下分配有“0”，在不一致的情况下分配有“1”)。
在帧内预测模式的预测方向代表索引rmp与预测值pmp一致的情况下，帧内预测参数二值化索引dmp的2～(k+1)位为表示预测方向差分索引值的位。
另一方面，在帧内预测模式的预测方向代表索引rmp与预测值pmp不一致的情况下，帧内预测参数二值化索引dmp的2～(n+1)位为表示预测方向代表索引值的位，(n+2)～(n+k+1)位为表示预测方向差分索引值的位。
通过以上处理计算出的帧内预测参数二值化索引dmp输出到熵编码部23。
熵编码部23针对每个预测方向代表索引rmp和预测方向差分索引，根据各自的概率模型切换上下文来对从帧内预测参数二值化索引计算部22输出的帧内预测参数二值化索引dmp进行算术编码等的哈弗曼编码。
作为该编码结果的帧内预测参数代码字通过可变长编码部13的位流多路复用部(未图示)多路复用于位流。
图1的运动图像编码装置的可变长编码部13在对帧内预测参数进行编码时，从多个方向性预测的预测方向矢量中选择代表性的预测方向矢量(预测方向代表矢量)，将帧内预测参数以预测方向代表矢量的索引(预测方向代表索引)和表示相对于预测方向代表矢量的差分的索引(预测方向差分索引)表示，针对各索引的每个进行与概率模型相应的算术编码等的哈弗曼编码，由此能够削减代码量来进行编码。
接着，具体说明图10的运动图像解码装置的处理内容。
可变长解码部31当输入由图1的运动图像编码装置生成的位流时，实施对于该位流的可变长解码处理(图12的步骤ST21)，以由1帧以上的图片构成的序列为单位、或者以图片为单位对帧大小的信息进行解码。
即，可变长解码部31通过与运动图像编码装置相同的步骤决定由图1的运动图像编码装置的编码控制部2决定的最大编码块大小以及分割分层数的上限(步骤ST22)。
例如，在最大编码块大小是根据影像信号的分辨率决定的情况下，基于解码得到的帧大小信息通过与运动图像编码装置相同的步骤决定最大编码块大小。
在最大编码块大小和分割分层数上限在运动图像编码装置侧多路复用于位流的情况下，使用从位流解码得到的值。
如图4所示，运动图像编码装置按以最大编码块为出发点分层地分割为多个编码对象块而得到的编码对象块单位将编码模式、进行变换/量化所得到的压缩数据多路复用于位流。
接收到该位流的可变长解码部31以所决定的最大编码块为单位对包含在编码模式中的最大编码块的分割状态进行解码。基于解码出的分割状态，分层地确定解码对象块(与图1的运动图像编码装置的“编码对象块”相当的块)(步骤ST23)。
接着，可变长解码部31对分配到编码对象块的编码模式进行解码。基于解码出的编码模式所包含的信息将编码对象块进一步分割为一个或多个预测处理单位，解码出对预测处理单位分配的预测参数(步骤ST24)。
可变长解码部31在对解码对象块(编码对象块)分配的编码模式为帧内编码模式的情况下，按包含在解码对象块(编码对象块)中的成为预测处理单位的一个以上分区的每个解码出帧内预测参数。
关于帧内预测参数的解码，通过与运动图像编码装置侧相同的步骤，基于周边的已解码分区的帧内预测参数，计算作为解码对象的分区Pi n的帧内预测参数的预测值，使用该预测值进行解码。
即，构成可变长解码部31的一部分的帧内预测参数可变长解码部31a内的熵解码部41输入包含在位流中的帧内预测参数代码字，从该帧内预测参数代码字可变长解码出帧内预测参数二值化索引。
帧内预测参数预测值计算部42通过与运动图像编码装置的帧内预测参数预测值计算部21相同的步骤，基于与解码对象块邻接的已解码块的帧内预测参数计算解码对象块的帧内预测参数的预测值。
帧内预测参数索引计算部43基于由熵解码部41可变长解码出的帧内预测参数二值化索引和由帧内预测参数预测值计算部42计算出的预测值计算帧内预测参数。
以下说明帧内预测参数的计算方法。
帧内预测参数索引计算部43为了计算帧内预测参数索引，计算预测方向代表索引和预测方向差分索引。
将帧内预测参数二值化索引设为dmp。
在帧内预测参数二值化索引dmp的第1位为“0”的情况下，将预测值pmp设为预测方向代表索引值rmp。
在帧内预测参数二值化索引dmp的第1位为“1”的情况下，接着对2～(k+1)位进行解码，对将2～(n+1)位解码得到的值RMp通过下式计算预测方向代表索引值rmp。
rmp＝RMp(RMp＜pmp-1)
rmp＝RMp+1(RMp＞pmp-1)
接着，帧内预测参数索引计算部43在帧内预测参数二值化索引dmp的第1位为“0”的情况下，对第2～(k+1)位进行解码，在第1位为“1”的情况下，对第(n+2)～(n+k+1)位进行解码，将该解码出的值设为预测方向差分索引drp。
在运动图像解码装置中，也与运动图像编码装置同样地基于预测方向代表索引和预测方向差分索引对帧内预测参数进行解码。
可变长解码部31在对编码对象块分配的编码模式为帧间编码模式的情况下，针对包含在解码对象块(编码对象块)中的成为预测处理单位的一个以上分区的每个对帧间预测参数进行解码。
可变长解码部31进一步基于包含在预测差分编码参数中的变换块大小的信息将作为预测处理单位的分区分割为作为变换处理单位的一个或多个分区，针对作为变换处理单位的每个分区对压缩数据(变换/量化后的变换系数)进行解码(步骤ST24)。
如果由可变长解码部31可变长解码出的编码模式m(Bn)为帧内编码模式(m(Bn)∈INTRA的情况)，则切换开关33将由可变长解码部31可变长解码出的帧内预测参数输出到帧内预测部34。
另一方面，如果由可变长解码部31可变长解码出的编码模式m(Bn)为帧间编码模式(m(Bn)∈INTER的情况)，则将由可变长解码部31可变长解码出的帧间预测参数和运动矢量输出到运动补偿部35。
帧内预测部34当由可变长解码部31可变长解码出的编码模式m(Bn)为帧内编码模式(m(Bn)∈INTRA的情况)、且从切换开关33接收到帧内预测参数时(步骤ST25)，通过与图1的帧内预测部4相同的步骤，一边参照保存在帧内预测用存储器37中的局部解码图像，一边使用从切换开关33输出的帧内预测参数实施对于解码对象块Bn内的各分区Pi n的帧内预测处理，来生成帧内预测图像PINTRAi n(步骤ST26)。
运动补偿部35当由可变长解码部31可变长解码出的编码模式m(Bn)为帧间编码模式(m(Bn)∈INTER的情况)、且从切换开关33接收到编码对象块Bn时(步骤ST25)，一边参照保存在运动补偿预测帧存储器39中的滤波处理后的解码图像，一边使用从切换开关33输出的运动矢量和帧间预测参数实施对于解码对象块的帧间预测处理，来生成帧间预测图像PINTERi n(步骤ST27)。
逆量化/逆变换部32当从可变长解码部31接收到压缩数据和预测差分编码参数时，通过与图1的逆量化/逆变换部8相同的步骤，参照该预测差分编码参数来对该压缩数据进行逆量化，并且参照该预测差分编码参数来实施对于作为逆量化后的压缩数据的变换系数的逆正交变换处理，来计算与从图1的减法部6输出的预测差分信号相当的解码预测差分信号(步骤ST28)。
加法部36将由逆量化/逆变换部32计算出的解码预测差分信号和由帧内预测部34生成的帧内预测图像PINTRAi n或由运动补偿部35生成的帧间预测图像PINTERi n相加，作为包含在解码对象块内的一个或多个解码分区图像的集合，将解码图像输出到环路滤波部38，并且将该解码图像保存在帧内预测用存储器37中(步骤ST29)。
该解码图像成为以后的帧内预测用的图像信号。
环路滤波部11当完成了对于所有的解码对象块Bn的步骤ST23～ST29的处理时(步骤ST30)，对从加法部36输出的解码图像实施规定的滤波处理，将滤波处理后的解码图像保存在运动补偿预测帧存储器39中(步骤ST31)。
该解码图像成为运动补偿预测用的参照图像，而且成为再现图像。
图10的运动图像解码装置的可变长解码部31在对帧内预测参数进行解码时，对从多个方向性预测的预测方向矢量中选择的代表性的预测方向矢量(预测方向代表矢量)的索引和表示相对于预测方向代表矢量的差分的索引(预测方向差分索引)通过与各自的概率模型相应的算术解码等进行熵解码，由此能够削减代码量来正确地对编码后的帧内预测参数进行解码。
根据以上明确知道，根据本实施方式1，构成为运动图像编码装置的可变长编码部13从涉及帧内预测处理中的多个方向性预测的预测方向矢量中确定其方向与邻接于从块分割部1输出的编码对象块的已编码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量最近的预测方向矢量(预测方向代表矢量)，作为由编码控制部2决定的帧内预测参数的可变长编码，对该预测方向代表矢量的索引进行可变长编码，并且对表示已编码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分的索引进行可变长编码，因此起到如下效果：即使增加能够选择的方向性预测的模式数，也能够抑制涉及帧内预测模式的信息的代码量的增加。
另外，根据本实施方式1，构成为运动图像解码装置的可变长解码部31作为帧内预测参数的可变长解码对预测方向代表矢量的索引进行可变长解码，并且对表示已解码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分的索引进行可变长解码，从该预测方向代表矢量的索引和表示上述差分的索引决定该帧内预测参数，因此起到如下效果：不会降低预测效率而能够削减帧内预测参数的代码量来正确地对编码后的位流进行解码。
实施方式2.
在上述实施方式1中，运动图像编码装置的帧内预测部4将影像信号中的亮度信号和色差信号同样地处理，将对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理和对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理分别独立地实施。
因此，可变长编码部13对在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数和在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数独立地进行可变长编码来多路复用于位流。
在这种情况下，如果例如亮度信号的编码对象块与色差信号的编码对象块的特征近似，在实施对于双方的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数几乎相同，则多路复用于位流的帧内预测参数变得冗余。
因此，在本实施方式2中，说明如下例子：在帧内预测部4生成色差信号的预测图像时例如亮度信号的编码对象块与色差信号的编码对象块的特征近似的情况下，使用与在实施对于该亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数，来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，由此削减多路复用于位流的帧内预测参数。
具体如下。
图13是表示亮度信号和色差信号的分区Pi n的一例的说明图。
运动图像编码装置的帧内预测部4利用如图13的(a)所示，在分区Pi n的亮度信号(Y)中存在边缘的情况下，对色差信号(Cb,Cr)也存在同样的边缘的情况多这一特征，将在亮度信号中应用的帧内预测参数作为色差信号的帧内预测参数直接应用，来生成帧内预测图像。
其中，如图13的(b)所示，即使在分区Pi n的亮度信号(Y)中有边缘，在是灰度(grayscale)的边缘的情况下也有时色差信号(Cb,Cr)中不存在边缘。
在这种情况下，不应用亮度信号的帧内预测参数而应用平均值预测来生成帧内预测图像。
另外，如图13的(c)所示，在分区Pi n的亮度信号(Y)中存在边缘的情况下，也有时在色差信号(Cb,Cr)中边缘的边界模糊或断开。
在这种情况下，有如下担忧：在边缘的边界模糊或断开的区域的像素中预测残差变大，涉及预测残差的代码量增加。
因此，为了避免涉及预测残差的代码量增加的状况的发生，如图14所示，使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，由此生成预测图像，之后以使边缘模糊的方式对该预测图像施以平滑化滤波。
在这种情况下，滤波处理后的预测图像成为色差信号的预测图像。
关于在亮度信号中应用的帧内预测参数，可变长编码部13与上述实施方式1同样地进行可变长编码来多路复用于位流，但是关于在色差信号中应用的帧内预测参数，如下处理。
即，可变长编码部13对在色差信号中应用的帧内预测参数自身不进行可变长编码，代替该帧内预测参数，而通过算术编码等对1位的标志进行熵编码，该1位的标志表示是在使用与亮度信号相同的帧内预测参数来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理、还是在应用平均值预测。
由此，作为在色差信号中应用的帧内预测参数，将1位的标志多路复用于位流。
此外，在根据需要对预测图像施以平滑化滤波的情况下，通过算术编码等对表示是否施以平滑化滤波的1位的标志进行熵编码。
在此，示出了在帧内预测部4生成色差信号的预测图像时不应用亮度信号的帧内预测参数的情况下应用平均值预测来生成帧内预测图像的情况，但是也可以除了平均值预测以外还应用水平预测、垂直预测等与多个代表性的预测方向矢量对应的模式(方向性预测模式)来生成预测图像。
另外，也可以将对于应用方向性预测模式来生成的预测图像施以平滑化滤波而得到的图像设为色差信号的预测图像。
图10的运动图像解码装置的可变长解码部31作为在色差信号中应用的帧内预测参数，从位流可变长解码出1位的标志。
帧内预测部34在由可变长解码部31可变长解码出的标志表示使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情况下，与图1的帧内预测部4同样地使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的解码对象块(编码对象块)的帧内预测处理，来生成色差信号的预测图像。
另一方面，在该标志表示应用平均值预测的意思的情况下(表示没有使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情况下)，与图1的帧内预测部4同样地应用平均值预测实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理，来生成色差信号的预测图像。
另外，在该标志表示应用水平预测(或者，垂直预测)的意思的情况下，应用水平预测(或者，垂直预测)来实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理，来生成色差信号的预测图像。
帧内预测部34在由可变长解码部31可变长解码出表示是否施以平滑化滤波的1位的标志的情况下，如果该标志表示施以平滑化滤波的意思，则使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理，来生成色差信号的预测图像，之后对该预测图像施以平滑化滤波。
在这种情况下，滤波处理后的预测图像成为色差信号的预测图像。
根据以上明确知道，根据本实施方式2，构成为运动图像编码装置的帧内预测部4在生成色差信号的预测图像时，使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数，实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，或者应用平均值预测实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理，可变长编码部13对表示帧内预测部4是否使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的标志进行可变长编码，来作为在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数，因此起到不会降低预测效率而能够削减涉及色差信号的帧内预测模式的代码量的效果。
另外，根据本实施方式2，构成为在运动图像编码装置的帧内预测部4实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理生成色差信号的预测图像之后，对该预测图像施以平滑化滤波，因此起到提高预测效率来能够削减残差信号的代码量的效果。
根据本实施方式2，构成为运动图像解码装置的可变长解码部31从位流可变长解码出标志，帧内预测部34在由可变长解码部31可变长解码出的标志表示使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情况下，使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的解码对象块(编码对象块)的帧内预测处理来生成色差信号的预测图像，在该标志表示没有使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情况下，应用平均值预测来实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理来生成色差信号的预测图像，因此起到如下效果：不会降低预测效率，而能够削减色差信号的帧内预测参数的代码量来正确地对编码后的位流进行解码。
另外，根据本实施方式2，构成为在运动图像解码装置的帧内预测部34实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理来生成色差信号的预测图像之后，对该预测图像施以平滑化滤波，因此起到如下效果：提高预测效率，能够削减涉及残差信号的代码量来正确地对编码后的位流进行解码。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法以及运动图像解码方法不使预测效率降低而能够削减涉及色差信号的帧内预测模式的代码量，因此适于使用于实施帧内预测处理或帧间预测处理来实施预测编码的运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法以及运动图像解码方法等。

Claims (2)

1.一种运动图像编码装置，其特征在于，具备：
块分割单元，将输入图像分割为编码对象块；
编码控制单元，决定帧内预测参数，该帧内预测参数是在实施对于所述编码对象块的帧内预测处理时使用的；
预测图像生成单元，使用所述帧内预测参数，实施对于所述编码对象块的帧内预测处理，来生成包含亮度信号以及色差信号的预测图像；
量化单元，对所述预测图像和所述编码对象块的输入图像的差分图像进行量化，输出所述差分图像的量化系数；以及
编码单元，对所述量化系数以及所述帧内预测参数进行编码来生成位流，
所述预测图像生成单元实施对于所述编码对象块的色差信号的帧内预测处理，
所述编码单元对表示所述编码对象块的色差信号的帧内预测处理的信息进行编码，所述信息用一个信息表示是使用了与所述编码对象块的亮度信号相同的帧内预测参数的色差信号的帧内预测处理、还是使用了平均值预测的帧内预测处理。
2.一种图像编码方法，其特征在于，具备：
块分割处理步骤，将输入图像分割为编码对象块；
编码控制处理步骤，决定帧内预测参数，该帧内预测参数是在实施对于所述编码对象块的帧内预测处理时使用的；
预测图像生成处理步骤，使用所述帧内预测参数，实施对于所述编码对象块的帧内预测处理来生成包含亮度信号以及色差信号的预测图像；
量化处理步骤，对所述预测图像和所述编码对象块的输入图像的差分图像进行量化，输出所述差分图像的量化系数；
编码处理步骤，对所述量化系数以及所述帧内预测参数进行编码来生成位流，
在所述预测图像生成处理步骤中，实施对于所述编码对象块的色差信号帧内预测处理，
在所述编码处理步骤中，对表示所述编码对象块的色差信号的帧内预测处理的信息进行编码，所述信息用一个信息表示是使用了与所述编码对象块的亮度信号相同的帧内预测参数的色差信号的帧内预测处理、还是使用了平均值预测的帧内预测处理。
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