CN113545043A - 图像解码装置、图像解码方法和程序 - Google Patents

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Abstract

一种图像解码装置(200)，其具备预测信号生成部(242C)，该预测信号生成部生成基于帧内预测的预测信号，预测信号生成部(242C)在应用帧内子分割的块中生成这样的块内的所有子块的预测信号时参考与这样的块相邻的已解码块的像素。

Description

图像解码装置、图像解码方法和程序
技术领域
本发明涉及一种图像解码装置、图像解码方法和程序。
背景技术
以往，已知一种将块分割为子块并按每个子块依次执行帧内预测的“Intra Sub-Partitions(ISP)”技术(例如，参照非专利文献1和非专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-037936号公报
非专利文献
非专利文献1：Versatile Video Coding(Draft 4)、JVET-M1001
非专利文献2：CE3：Intra Sub-Partitions Coding Mode(Tests 1.1.1and1.1.2)、JVET-M0102
非专利文献3：Jiang Jie、Guo Balong、Mo Wei、Fan Kefeng共著、Block-BasedParallel Intra Prediction Scheme for HEVC、Journal of Multimedia、Vol.7、No.4、2012年8月
发明内容
发明要解决的课题
然而，在以往的ISP中，在进行某个子块的帧内预测时，参考同一块内的紧接在之前处理的子块的解码图像。因此，各子块的处理需要串行执行。特别地，在通过硬件实现时，存在这样的处理可能成为处理速度的瓶颈的问题。
因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使是应用ISP的块也能够并行执行各子块的处理的图像解码装置、图像解码方法和程序。
用于解决课题的手段
本发明的第一特征的主旨在于，一种图像解码装置，其具备预测信号生成部，该预测信号生成部生成基于帧内预测的预测信号，所述预测信号生成部在应用帧内子分割的块中生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
本发明的第二特征的主旨在于，一种图像解码装置，其具备预测信号生成部，该预测信号生成部生成基于帧内预测的预测信号，所述预测信号生成部在应用帧内子分割的块中仅在分割后的子块的尺寸为未进行分割的情况下的所述块的最小尺寸以上的情况下进行所述块的分割。
本发明的第三特征的主旨在于，一种图像解码装置，其具备帧内预测模式解码部，该帧内预测模式解码部对与帧内预测相关的信息进行解码，所述帧内预测模式解码部根据应用帧内子分割的块的形状来省略所述帧内子分割的分割方向的解码。
本发明的第四特征的主旨在于，一种图像解码装置，其具备帧内预测模式解码部，该帧内预测模式解码部在应用所述帧内子分割的块中，考虑分割后的子块的形状来构建MPM列表，并且使用所述MPM列表来对帧内预测模式进行解码。
本发明的第五特征的主旨在于，一种图像解码装置，其具备帧内预测模式解码部，该帧内预测模式解码部在应用帧内子分割的块中，考虑分割前的块的形状来构建MPM列表，并且使用所述MPM列表来对帧内预测模式进行解码。
本发明的第六特征的主旨在于，一种图像解码方法，其具有生成基于帧内预测的预测信号的步骤，在所述步骤中，在应用帧内子分割的块中生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
本发明的第七特征的主旨在于，一种程序，其用在图像解码装置中，其使计算机执行生成基于帧内预测的测信号的步骤，在所述步骤中，在应用帧内子分割的块中生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
发明效果
根据本发明，能够提供一种即使是应用ISP的块也能够并行执行各子块的处理的图像解码装置、图像解码方法和程序。
附图说明
图1是示出一个实施方式的图像处理系统10的结构的一个示例的图。
图2是示出一个实施方式的图像解码装置200的功能块的一个示例的图。
图3是示出一个实施方式的图像解码装置200的帧内预测部242的功能块的一个示例的图。
图4是示出一个实施方式的图像解码装置200的帧内预测部242的帧内预测模式解码部242B的处理过程的一个示例的流程图。
图5是示出在一个实施方式中使用的分割为子块的分割方法的一个示例的图。
图6是示出在一个实施方式中使用的ISP中的分割方向和分割数的决定过程的一个示例的流程图。
图7是示出在一个实施方式中使用的ISP中的分割方向和分割数的决定过程的一个示例的流程图。
图8是示出在一个实施方式中使用的MPM列表的构建方法的一个示例的流程图。
图9是示出在一个实施方式中使用的MPM列表的构建方法的一个示例的流程图。
图10示出在一个实施方式中应用ISP中的垂直4分割的情况下的帧内预测时的参考像素的配置。
图11示出在一个实施方式中应用ISP中的垂直4分割的情况下的帧内预测时的参考像素的配置的一个示例。
图12是示出一个实施方式的图像编码装置100的功能块的一个示例的图。
图13是示出一个实施方式的图像编码装置100的帧内预测部112的功能块的一个示例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下的实施方式中的构成要素可以适当地与现有的构成要素等进行置换，此外，能够进行包括与其他现有的构成要素的组合在内的各种变形。因此，以下的实施方式的记载并非对权利要求书所记载的发明的内容的限定。
(第一实施方式)
以下，参照图1至图13对本发明的第一实施方式的图像处理系统10进行说明。图1是示出本实施方式的图像处理系统10的图。
如图1所示，图像处理系统10具有图像编码装置100和图像解码装置200。
图像编码装置100被配置为通过对输入图像信号进行编码来生成编码数据。图像解码装置200被配置为通过对编码数据进行解码来生成输出图像信号。
其中，这样的编码数据可以经由传输路径从图像编码装置100发送到图像解码装置200。另外，编码数据也可以在保存在存储介质后，从图像编码装置100提供至图像解码装置200。
(图像解码装置200)
以下，参照图2对本实施方式的图像解码装置200进行说明。图2是示出本实施方式的图像解码装置200的功能块的一个示例的图。
如图2所示，图像解码装置200具有解码部210、逆变换和逆量化部220、加法器230、帧间预测部241、帧内预测部242、环内滤波处理部250和帧缓冲器260。
解码部210被配置为对由图像编码装置100生成的编码数据进行解码，并且对系数等级值进行解码。
其中，例如，解码是基于系数等级值的发生概率来分配不同长度的代码的熵编码的数据的解码。
解码部210也可以被配置为通过对编码数据进行解码处理来获取控制数据。
其中，控制数据可以包括编码块(CU：Coding Unit)尺寸、预测块(PU：PredictionUnit)尺寸、变换块(TU：Transform Unit)尺寸等尺寸数据。
逆变换和逆量化部220被配置为进行从解码部210输出的系数等级值的逆变换处理。其中，逆变换和逆量化部220也可以被配置为在逆变换处理之前进行系数等级值的逆量化。
加法器230被配置为将预测信号与从逆变换和逆量化部220输出的预测残差信号相加来生成滤波处理前解码信号，并且将滤波处理前解码信号输出到帧内预测部242和环内滤波处理部250。
其中，滤波处理前解码信号构成帧内预测部242中使用的参考块。
帧间预测部241被配置为通过帧间预测(inter-frame prediction)来生成预测信号。
具体地，帧间预测部241被配置为基于从编码数据解码的运动矢量和参考帧中包含的参考信号，为每个预测块生成预测信号。帧间预测部241被配置为将预测信号输出到加法器230。
帧内预测部242被配置为通过帧内预测(intra-frame prediction)来生成预测信号。
具体地，帧内预测部242被配置为确定目标帧中包含的参考块，并基于所确定的参考块为每个预测块生成预测信号。帧内预测部242被配置为将预测信号输出到加法器230。
环内滤波处理部250被配置为对从加法器230输出的滤波处理前解码信号进行滤波处理，并且将滤波处理后解码信号输出到帧缓冲器260。
其中，例如，滤波处理是减少在块(编码块、预测块、变换块、或者通过将这些块分割而成的子块)的边界部分产生的失真的去块滤波处理。
帧缓冲器260被配置为累积帧间预测部241中使用的参考帧。
其中，滤波处理后解码信号构成帧间预测部241中使用的参考帧。
(帧内预测部242)
以下，参照图3对本实施方式的帧内预测部242进行说明。图3是示出本实施方式的图像解码装置200的帧内预测部242的功能块的一个示例的图。
如图3所示，帧内预测部242具有帧内预测模式解码部242B和预测信号生成部242C。
帧内预测部242是预测部的一个示例，该预测部被配置为通过帧内预测(intra-frame prediction)来生成预测信号。
帧内预测模式解码部242B对按每个块进行帧内预测所需的信息进行解码。
图4是示出帧内预测模式解码部242B的处理过程的一个示例的流程图。以下，使用这样的流程图来对帧内预测模式解码部242B的处理过程的一个示例进行说明。
如图4所示，在步骤S41中，帧内预测模式解码部242B对与进行帧内预测时参考的像素位置相关的信息(ref_idx)进行解码。“ref_idx”可取的值是“0”、“1”、“2”中的任一个。
在“ref_idx＝0”的情况下，帧内预测模式解码部242B参考与当前处理的块(以下称为处理目标块)相邻的已解码块的像素中的、位于与处理目标块的块边界的像素值来进行帧内预测。
在“ref_idx＝1”的情况下，帧内预测模式解码部242B参考与位于上述块边界的像素相距一行或一列的像素来进行帧内预测。
在“ref_idx＝2”的情况下，帧内预测模式解码部242B参考与位于上述块边界的像素相距三行或三列的像素来进行帧内预测。
在步骤S42中，帧内预测模式解码部242B判定是否满足预定条件1。
其中，预定条件1可以包括“ref_idx”的值为“0”的条件。此外，预定条件1也可以包括处理目标块的尺寸(块内包含的像素数)为预先决定的像素数以上的条件。这样的像素数例如能够设定为32个像素。此外，预定条件1还可以包括处理目标块的垂直方向上的尺寸(像素数)为8个像素以上的条件。进一步地，预定条件1还可以包括处理目标块的水平方向上的尺寸为8个像素以上的条件。
在预定条件1满足的情况下，本处理进入步骤S43，在预定条件1不满足的情况下，本处理转到步骤S46。
在步骤S43中，帧内预测模式解码部242B对“ISP mode flag”进行解码。
帧内预测模式解码部242B在“ISP mode flag＝0”的情况下不对处理目标块应用ISP，并且在“ISP mode flag＝1”的情况下对处理目标块应用ISP。
在步骤S44中，帧内预测模式解码部242B判定是否满足预定条件2。在预定条件2满足的情况下，本处理进入步骤S45，在预定条件2不满足的情况下，本处理转到步骤S46。
其中，预定条件2可以包括“ISP mode flag”的值为“1”的条件。进一步地，预定条件2也可以包括处理目标块的形状不是横长或纵长的条件。
另外，所谓“横长”例如可以定义为处理目标块的水平方向上的尺寸(像素数)为垂直方向上的尺寸(像素数)的两倍以上。同样地，所谓“纵长”例如可以定义为处理目标块的垂直方向上的尺寸为水平方向上的尺寸的两倍以上。
此外，也可以是，例如，“横长”定义为处理目标块的水平方向上的尺寸大于垂直方向上的尺寸，“纵长”定义为处理目标块的垂直方向上的尺寸大于水平方向上的尺寸。
在预定条件2包括上述条件的情况下，帧内预测模式解码部242B对于被判定为横长或纵长的块省略步骤S45中的“ISP split flag”的解码。在这样的情况下，帧内预测模式解码部242B能够根据块形状来决定ISP的分割方向，使得对于横长的块是水平分割，而对于纵长的块是垂直分割。
在步骤S45中，帧内预测模式解码部242B对“ISP split flag”进行解码。
其中，在“ISP split flag＝0”的情况下，表示ISP的分割方向为水平方向(即，水平分割)，在“ISP split flag＝1”的情况下，表示ISP的分割方向为垂直方向(即，垂直分割)。
ISP是将处理目标块分割为多个子块来对每个子块进行帧内预测和解码图像的生成的技术。
图5示出这样的分割方法的一个示例。如图5所示，在本实施方式中，在水平分割的情况下，被分割为水平方向上的像素数与分割前相同且垂直方向上的像素数为分割前的1/2或1/4的子块(水平2分割或水平4分割)。同样地，在垂直分割的情况下，被分割为垂直方向上的像素数与分割前相同且水平方向上的像素数为分割前的1/2或1/4的子块(垂直2分割或垂直4分割)。
其中，参照图6对本实施方式中使用的ISP的分割方向和分割数的决定过程进行说明。图6是示出本实施方式中使用的ISP的分割方向和分割数的决定过程的一个示例的流程图。
如图6所示，在步骤S61中，基于在步骤S45中解码的“ISP split flag”，在垂直分割的情况下，本过程进入步骤S62，在水平分割的情况下，本过程转到步骤S63。
在步骤S62中，判定处理目标块的块尺寸。其中，例如，块尺寸可以定义为块内的像素数。
在预定条件1中包括处理目标块的尺寸为32个像素以上的条件的情况下，在步骤S62中，能够决定ISP的分割数为例如在块尺寸为32个像素的情况下为“垂直2分割”，在块尺寸大于32个像素的情况下为“垂直4分割”。
同样地，在步骤S63中，能够决定ISP的分割数为例如在块尺寸为32个像素的情况下为“水平2分割”，在块尺寸大于32个像素的情况下为“水平4分割”。
此外，也能够通过图7所示的过程决定ISP的分割方向和分割数。另外，图7是在预定条件1中包括处理目标块的垂直方向上的尺寸为8个像素以上的条件和处理目标块的水平方向上的尺寸为8个像素以上的条件这两者的情况下的决定过程的一个示例。
如图7所示，在步骤S71中，与步骤S61同样地，在垂直分割的情况下，本过程进入步骤S72，在水平分割的情况下，本过程转到步骤S73。
在步骤S72中，能够决定ISP的分割数为在处理目标块的水平方向上的尺寸为8个像素的情况下为“垂直2分割”，在处理目标块的水平方向上的尺寸大于8个像素的情况下为“垂直4分割”。
其中，在作为块的水平方向和垂直方向上的尺寸仅定义2的幂的像素数的尺寸的情况下，上述尺寸大于8个像素的情况等同于这样的尺寸为16个像素以上的情况。
同样地，在步骤S73中，能够决定ISP的分割数为在处理目标块的垂直方向上的尺寸为8个像素的情况下为“水平2分割”，在处理目标块的垂直方向上的尺寸大于8个像素的情况下为“水平4分割”。
通过采用图7所示的过程，能够进行分割，使得分割后的子块的水平方向和垂直方向上的尺寸必定为4个像素以上。此外，当将未使用ISP的情况下的水平方向和垂直方向上的尺寸的最小值设定为4个像素时，通过如上所述的处理能够保证子块的尺寸为未使用ISP的情况下的最小尺寸(未分割的情况下的块的最小尺寸)以上。其结果是，能够将使用了ISP的情况下的处理的复杂度抑制在未使用ISP的情况下的处理的复杂度以下。
另外，图7所示的过程仅为一个示例，只要是分割后的子块的尺寸必定成为未分割的情况下的最小尺寸以上的分割方法，就能够得到同样的效果。
如上述那样，帧内预测模式解码部242B在对表示ISP的分割方向的“ISP splitflag”进行解码后，本处理进入步骤S46。
在步骤S46中，帧内预测模式解码部242B判定是否满足预定条件3。
其中，预定条件3可以包括“ISP mode flag”的值为“0”的条件。另外，帧内预测模式解码部242B在不对“ISP mode flag”进行解码的情况下能够视为“ISP mode flag”的值为“0”。
另外，在预定条件3满足的情况下，本处理进入步骤S47，在预定条件3不满足的情况下，本处理转到步骤S48。
在步骤S47中，帧内预测模式解码部242B对“MPM flag”进行解码。
其中，在“MPM flag＝1”的情况下，意味着处理目标块的帧内预测模式是存在于后述的MPM列表内的预测模式中的任一个。
另一方面，在“MPM flag＝0”的情况下，意味着将未存在于MPM列表内的预测模式应用于处理目标块。
另外，在“MPM flag”未被解码的情况下，即，在预定条件3不满足的情况下，例如，帧内预测模式解码部242B能够视为“MPM flag”的值为“1”。
在步骤S48中，帧内预测模式解码部242B基于到目前为止解码的信息对帧内预测模式进行解码。在帧内预测模式中，例如，如非专利文献1所记载的那样，有DC模式、Planar模式、方向性预测模式等。
帧内预测模式解码部242B为了对帧内预测模式进行解码，首先创建MPM列表。MPM列表的创建方法能够使用非专利文献1中公开的公知的方法。此外，MPM列表的创建方法也可以根据上述“ISP mode flag”的值来切换创建方法。
图8是示出在“ISP mode flag”的值为“1”的情况下的MPM列表的创建方法的一个示例的流程图。如图8所示，预先定义与分割方向对应的默认模式。
接着，帧内预测模式解码部242B使用在与处理目标块相邻的已解码块A和B两个块中使用的帧内预测模式来构建MPM列表。
其中，已解码块A是处理目标块的上侧的相邻块，已解码块B是处理目标块的左侧的相邻块。关于严格的已解码块A和B的决定方法，可以使用非专利文献1所记载的方法。
图8是在已解码块A和B中使用的帧内预测模式都是方向性预测且预测方向不同的情况下的MPM列表的构建过程的一个示例。
在已解码块A中使用的预测方向与默认模式的角度的差比已解码块AB中使用的预测方向与默认模式的角度的差小的情况下，帧内预测模式解码部242B对MPM列表的第0个设定已解码块A中使用的预测模式，并且对MPM列表的第1个设定已解码块B中使用的预测模式。
之后，帧内预测模式解码部242B对MPM列表的第2个和第3个设定角度与已解码块A的预测模式稍微不同的预测模式，并且对MPM列表的第4个和第5个设定角度与已解码块B的预测模式稍微不同的预测模式。
其中，图8中的A、B用与预测方向的角度对应的数值来定义，数值越大角度越大，数值越小角度越小。
同样地，在已解码块B中使用的预测方向与默认模式的角度的差比已解码块A中使用的预测方向与默认模式的角度的差小的情况下，帧内预测模式解码部242B对MPM列表的第0个设定已解码块B中使用的预测模式，对MPM列表的第1个设定已解码块A中使用的预测模式。
之后，帧内预测模式解码部242B对MPM列表的第2个和第3个设定角度与已解码块B的预测模式稍微不同的预测模式，对MPM列表的第4个和第5个设定角度与已解码块A的预测模式稍微不同的预测模式。
在分配有MPM列表的索引(Idx)的值较小的预测模式能够以较少的代码量进行编码的码字的情况下，这样将与默认模式的角度的差较小的模式的索引设定得较小，由此能够以更少的代码量来表现适于分割方向的预测方向的预测模式，因此提高了编码效率。
另外，这里所说明的MPM列表的构建方法仅为一个示例。只要是考虑分割方向而使得被认为更合适的模式的索引较小的MPM列表的构建方法，就能够得到同样的效果。
在图8的示例中，针对默认模式的设定，通过ISP的分割方法进行了定义，但也可以如图9的示例所示，基于分割后的子块的形状来定义。
如图9所示，能够根据分割后的子块的形状是横长、纵长和除此以外任一种来定义默认模式，并且根据默认模式来切换MPM列表的构建方法。
其中，横长例如可以定义为处理目标块的水平方向上的尺寸(像素数)为垂直方向上的尺寸(像素数)的两倍以上。同样地，纵长例如可以定义为处理目标块的垂直方向上的尺寸为水平方向上的尺寸的两倍以上。
此外，例如，横长也可以定义为处理目标块的水平方向上的尺寸大于垂直方向上的尺寸，纵长也可以定义为处理目标块的垂直方向上的尺寸大于水平方向上的尺寸。
此时，将水平方向和垂直方向上的尺寸相等的情况包含在纵长或横长的任一种中，由此也可以将默认模式的定义与图7的示例同样地设为两种模式。
此外，在图9中，基于分割后的块形状定义了默认模式，但即使在使用分割前的块形状来定义默认模式的情况下，也能够进行同样的处理。
如上述那样，在帧内预测模式解码部242B对“MPM flag”进行解码之后，本处理进入步骤S48。
在步骤S48中，在“MPM flag＝1”的情况下，帧内预测模式解码部242B对处理目标块中使用的预测模式的索引进行解码，如上述那样将与在所构建的MPM列表中解码的索引对应的预测模式决定为处理目标块的预测模式。
另一方面，在步骤S48中，在“MPM flag＝0”的情况下，帧内预测模式解码部242B对表示使用上述MPM列表中未包含的预测模式中的哪个预测模式的信息进行解码，并且将解码的预测模式决定为处理目标块的预测模式。
通过以上的过程，能够对处理目标块中使用的预测模式进行解码，因此本处理进入步骤S49并结束。
图3所示的预测信号生成部242C被配置为基于由帧内预测模式解码部242B解码的处理目标块的预测模式来生成预测信号。其中，预测信号的生成方法例如能够使用非专利文献1中记载的公知的方法。
图10示出在应用ISP中的垂直4分割的情况下的帧内预测时的参考像素的配置的一个示例。
在ISP中，在块T在垂直方向上被分割的情况下(进行垂直分割的情况下)，从左侧的子块#1起依次进行预测处理和解码图像生成处理。
如图10所示，在进行针对左起第二个子块#2的帧内预测的情况下，参考与子块#2的上侧相邻的已解码块A的像素X1和与子块#2的左侧相邻的子块#1的已解码像素Y1。
图10所示的参考像素的配置仅为一个示例。例如，在垂直分割中进行针对子块#2的帧内预测时，如果是子块#1内的已解码像素，可以参考图10所示的配置的像素Y1以外的像素。
同样地，在ISP中，在块在水平方向上被分割的情况下(进行水平分割的情况下)，从上侧的子块起依次进行预测处理和解码图像生成处理。
其中，如图11那样，在进行针对各子块#1至#4的帧内预测的情况下的参考像素的位置例如也可以设定为与子块#1至#4(块T)的上侧相邻的已解码块A的像素X2、以及与子块#1至#4(块T)的左侧相邻的已解码块B/C的像素Y2处。
即，关于针对第二个以后的子块#2至#4的帧内预测，也可以不参考处理目标块T内的子块#1至#3的解码后的像素。
图11所示的像素配置仅为一个示例。如果是与处理目标块T相邻的已解码块的像素，也可以参考图11所示的配置的像素X2/Y2以外的像素。
图11示出了进行垂直分割的情况的示例，但在进行水平分割的情况下也能够采用同样的参考像素的配置。由此，通过设定为不参考该块内的解码后的像素，能够并行执行各子块的预测处理和解码图像生成处理。
在本实施方式中，同一块内的各子块的预测模式是共通的。因此，在采用图11所示的参考像素的配置的情况下的预测信号的生成处理也可以与通常的帧内预测的生成处理相同，而无需将处理目标块T分割为子块。
因此，通过采用图11所示的参考像素的配置，无论ISP的应用与否，都能够实现以块为单位执行预测信号的生成处理的结构。此外，在这样的情况下，ISP应用块中的解码图像的生成处理(滤波处理前解码信号的生成处理)能够按每个子块并行执行。
此外，也能够根据块尺寸来切换上述参考像素的配置。例如，能够根据子块的宽度和高度是否小于预先决定的阈值来切换参考像素的配置。
例如，如图6所示，能够在子块的宽度小于4个像素的情况下采用图11所示的参考像素的配置，在子块的宽度为4个像素以上的情况下采用图10所示的参考像素的配置。
同样地，例如，能够在子块的高度小于4个像素的情况下采用图11所示的参考像素的配置，在子块的高度为4个像素以上的情况下采用图10所示的参考像素的配置。
即，例如，预测信号生成部242C也可以被配置为在子块#1至#4的尺寸小于第一阈值的情况下生成处理目标块T内的所有子块#1至#4的预测信号时，如图11所示，参考与处理目标块T相邻的已解码块A至C的像素(例如，参考像素X2/Y2)。
另一方面，例如，预测信号生成部242C也可以配置为在子块#2的尺寸为第一阈值以上的情况下生成子块#2的预测信号时，如图10所示，参考紧接在之前处理的子块#1的已解码像素(例如，参考像素Y1)。
此外，预测信号生成部242C也可以被配置为在子块的宽度或高度中的至少一个小于第一阈值的情况下生成处理目标块T内的所有子块#1至#4的预测信号时，如图11所示，参考与处理目标块T相邻的已解码块A至C的像素(例如，参考像素X2/Y2)。
另一方面，例如，预测信号生成部242C也可以被配置为在子块#2的宽度和高度均为第一阈值以上的情况下生成子块#2的预测信号时，如图10所示，参考紧接在之前处理的子块#1的已解码像素(例如，参考像素Y1)。
进一步地，预测信号生成部242C也可以被配置为在子块#1至#4的宽度小于第一阈值的情况下生成处理目标块T内的所有子块#1至#4的预测信号时，如图11所示，参考与处理目标块T相邻的已解码块A至C的像素(例如，参考像素X2/Y2)。
另一方面，例如，预测信号生成部242C也可以被配置为在子块#2的宽度为第一阈值以上的情况下生成子块#2的预测信号时，如图10所示，参考紧接在之前处理的子块#1的已解码像素(例如，参考像素Y1)。
由此，通过根据块尺寸来切换参考像素的配置，例如在较小的子块中采用能够并行处理的参考像素的配置来防止实现难度的增加并且在较大的子块中参考紧接在前的子块的解码像素，从而能够改善编码效率。
帧内预测的并行处理技术例如也在专利文献1、非专利文献3中公开。在这些非专利文献中，支持在相当于本实施方式的子块的处理单位中分别为不同的预测模式的情况。
另一方面，在本实施方式中，同一块内的各子块的预测模式是共通的。通过采用这样的结构，在分割为子块的情况和未分割为子块的情况下，预测值的生成处理成为完全相同的处理。因此，无需实现因分割的有无而不同的处理，因此特别是能够防止硬件中的实现的难度的增加。
(图像编码装置100)
以下，参照图12对本实施方式的图像编码装置100进行说明。图12是示出本实施方式的图像编码装置100的功能块的一个示例的图。
如图12所示，图像编码装置100具有帧间预测部111、帧内预测部112、减法器121、加法器122、变换和量化部131、逆变换和逆量化部132、编码部140、环内滤波处理部150和帧缓冲器160。
帧间预测部111与帧间预测部241同样地，被配置为通过帧间预测(inter-frameprediction)来生成预测信号。
具体地，帧间预测部111被配置为通过对编码目标帧(以下称为目标帧)与保存在帧缓冲器160中的参考帧进行比较，来确定参考帧中包含的参考块，决定针对所确定的参考块的运动矢量。
另外，帧间预测部111被配置为基于参考块和运动矢量为每个预测块生成预测块中包含的预测信号。帧间预测部111被配置为将预测信号输出到减法器121和加法器122。其中，参考帧是与目标帧不同的帧。
帧内预测部112与帧内预测部242同样地，被配置为通过帧内预测(intra-frameprediction)来生成预测信号。
具体地，帧内预测部112被配置为确定目标帧中包含的参考块，并且基于所确定的参考块为每个预测块生成预测信号。另外，帧内预测部112被配置为将预测信号输出到减法器121和加法器122。
其中，参考块是针对预测目标块(以下称为目标块)而参考的块。例如，参考块是与目标块相邻的块。
减法器121被配置为从输入图像信号中减去预测信号，并且将预测残差信号输出到变换和量化部131。其中，减法器121被配置为生成预测残差信号，该预测残差信号是通过帧内预测或帧间预测生成的预测信号与输入图像信号之间的差分。
加法器122被配置为将预测信号与从逆变换和逆量化部132输出的预测残差信号相加来生成滤波处理前解码信号，并且将这样的滤波处理前解码信号输出到帧内预测部112和环内滤波处理部150。
其中，滤波处理前解码信号构成帧内预测部112中使用的参考块。
变换和量化部131被配置为进行预测残差信号的变换处理，并且获取系数等级值。进一步地，变换和量化部131也可以被配置为进行系数等级值的量化。
其中，变换处理是将预测残差信号变换为频率分量信号的处理。在这样的变换处理中，可以使用与离散余弦变换(DCT：Discrete Cosine Transform)对应的基本模式(变换矩阵)，也可以使用与离散正弦变换(DST：Discrete Sine Transform)对应的基本模式(变换矩阵)。
逆变换和逆量化部132被配置为对从变换和量化部131输出的系数等级值进行逆变换处理。其中，逆变换和逆量化部132也可以被配置为在逆变换处理之前进行系数等级值的逆量化。
其中，逆变换处理和逆量化按照与由变换和量化部131进行的变换处理和量化相反的过程来进行。
编码部140被配置为对从变换和量化部131输出的系数等级值进行编码，并且输出编码数据。
其中，例如，编码是基于系数等级值的发生概率来分配不同长度的代码的熵编码。
另外，编码部140被配置为除了系数等级值之外，还对解码处理中使用的控制数据进行编码。
另外，如上所述，控制数据也可以包括编码块尺寸、预测块尺寸、变换块尺寸等尺寸数据。
环内滤波处理部150与环内滤波处理部250同样地，被配置为对从加法器122输出的滤波处理前解码信号进行滤波处理，并且将滤波处理后解码信号输出到帧缓冲器160。
其中，例如，滤波处理是减少在块(编码块、预测块或变换块)的边界部分产生的失真的去块滤波处理。
帧缓冲器160被配置为累积帧间预测部111中使用的参考帧。
其中，滤波处理后解码信号构成帧间预测部111中使用的参考帧。
(帧内预测部112)
以下，参照图13对本实施方式的帧内预测部112进行说明。图13是示出本实施方式的图像编码装置112的帧内预测部112的功能块的一个示例的图。
如图13所示，帧内预测部112具有帧内预测模式决定部112A、帧内预测模式编码部112B和预测信号生成部112C。
帧内预测部112是预测部的一个示例，该预测部被配置为通过帧内预测(intra-frame prediction)来生成预测信号。
帧内预测模式决定部112A被配置为决定该块的帧内预测模式、有无应用ISP等、需由后一级的帧内预测模式编码部112B编码的信息。决定方法可以使用公知的方法，因此省略详细说明。
帧内预测模式编码部112B被配置为对目标块的预测模式进行编码。处理内容是与帧内预测模式解码部242B同样的处理。具体地，例如，成为将图4所示的帧内预测模式解码部242B的处理流程图中的“解码”的部分变更为“编码”的处理。
预测信号生成部112C被配置为根据由帧内预测模式112B编码的预测模式来生成该块的预测信号。预测信号的生成方法与预测信号生成部242C相同。
根据本实施方式的图像处理系统1，即使是应用ISP的块，也能够在帧内预测中参考已编码(解码)的相邻块的像素，因此能够并行执行各子块的处理，并且能够减少硬件中处理一个块所需的周期数。
上述图像编码装置100和图像解码装置200可以通过使计算机执行各功能(各步骤)的程序来实现。
另外，在上述的各实施方式中，以应用于图像编码装置100和图像解码装置200为例对本发明进行了说明，但本发明不仅限于此，同样也可以应用于具备图像编码装置100和图像解码装置200的各功能的图像编码/解码系统。
符号说明
10…图像处理系统；100…图像编码装置；111、241…帧间预测部；112、242…帧内预测部；112A…帧内预测模式决定部；112B…帧内预测模式编码部；112C、242C…预测信号生成部；121…减法器；122、230…加法器；131…变换和量化部；132、220…逆变换和逆量化部；140…编码部；150、250…环内滤波处理部；160、260…帧缓冲器；200…图像解码装置；210…解码部；242B…帧内预测模式解码部。

Claims (14)

1.一种图像解码装置，其特征在于：
其具备预测信号生成部，该预测信号生成部生成基于帧内预测的预测信号，
所述预测信号生成部在应用帧内子分割的块中生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
2.根据权利要求1所述的图像解码装置，其特征在于：
所述预测信号生成部在所述子块的尺寸小于第一阈值的情况下生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
3.根据权利要求2所述的图像解码装置，其特征在于：
所述预测信号生成部在所述子块的宽度小于第一阈值的情况下生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
4.根据权利要求2或3所述的图像解码装置，其特征在于：
所述第一阈值为4。
5.根据权利要求2所述的图像解码装置，其特征在于：
所述预测信号生成部在所述子块的宽度或高度中的至少一个小于第一阈值的情况下生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素，
并且在所述子块的宽度和高度均为所述第一阈值以上的情况下，生成所述子块的预测信号时参考紧接在之前处理的子块的已解码像素。
6.一种图像解码装置，其特征在于：
其具备预测信号生成部，该预测信号生成部生成基于帧内预测的预测信号，
所述预测信号生成部在应用帧内子分割的块中仅在分割后的子块的尺寸为未进行分割的情况下的所述块的最小尺寸以上的情况下进行所述块的分割。
7.一种图像解码装置，其特征在于：
其具备帧内预测模式解码部，该帧内预测模式解码部对与帧内预测相关的信息进行解码，
所述帧内预测模式解码部根据应用帧内子分割的块的形状来省略所述帧内子分割的分割方向的解码。
8.根据权利要求7所述的图像解码装置，其特征在于：
所述帧内预测模式解码部在所述块的形状为横长或纵长的情况下省略所述帧内子分割的分割方向的解码。
9.根据权利要求8所述的图像解码装置，其特征在于：
所述帧内预测模式解码部
在所述块的形状为横长的情况下将所述帧内子分割的分割方向决定为水平方向，
并且在所述块的形状为纵长的情况下将所述帧内子分割的分割方向决定为垂直方向。
10.一种图像解码装置，其特征在于，具备：
帧内预测模式解码部，其在应用所述帧内子分割的块中，考虑分割后的子块的形状来构建MPM列表，并且使用所述MPM列表来对帧内预测模式进行解码。
11.一种图像解码装置，其特征在于，具备：
帧内预测模式解码部，其在应用帧内子分割的块中，考虑分割前的块的形状来构建MPM列表，并且使用所述MPM列表来对帧内预测模式进行解码。
12.根据权利要求11所述的图像解码装置，其特征在于：
所述帧内预测模式解码部
在所述块的形状为横长的情况下以将接近水平方向的预测模式分配给较小的索引的方式构建所述MPM列表，
并且在所述块的形状为纵长的情况下以将接近垂直方向的预测模式分配给较小的索引的方式构建所述MPM列表。
13.一种图像解码方法，其特征在于：
其具有生成基于帧内预测的预测信号的步骤，
在所述步骤中，在应用帧内子分割的块中生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
14.一种程序，其用在图像解码装置中，其特征在于：
其使计算机执行生成基于帧内预测的预测信号的步骤，
在所述步骤中，在应用帧内子分割的块中生成所述块内的所有子块的预测信号时参考与所述块相邻的已解码块的像素。
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