JP2010177809A - 動画像符号化装置および動画像復号装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色差信号の予測モードに対する符号量を削減して符号化効率を向上させることのできる動画像符号化装置、および動画像復号装置を提供する。
【解決手段】動画像符号化装置１は、輝度予測モード決定部１１が、輝度予測モードを決定し、色差予測モード予測値算出部１２が、輝度予測モードにもとづいて色差予測モード予測値を算出し、色差予測モード決定部１３が、色差予測モードを決定し、色差予測モード判定フラグ出力部１４が、色差予測モード予測値と色差予測モードの一致／不一致を判定して色差予測モード判定フラグを出力し、可変長符号化部１５が、色差予測モード判定フラグが「一致」のときは、輝度予測モードと色差予測モード判定フラグを可変長符号化し、色差予測モード判定フラグが「不一致」のときは、輝度予測モード、色差予測モード判定フラグおよび色差予測モードを可変長符号化して、ビットストリームを出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動画像符号化装置および動画像復号装置に関し、特に、画面内予測を用いた動画像符号化装置および動画像復号装置に関する。

動画像の符号化では、できるだけ少ない符号量でできるだけ高い画質を得る、という符号化効率の向上が、重要な課題である。そこで、現在、多くの動画像符号化方式は、動画像の時間的相関や空間的相関を利用して、フレーム間予測（インター予測）画像信号やフレーム内予測（イントラ予測）画像信号を複数の予測モードについて生成し、最も符号化効率の高い予測モードを選択することで、符号化効率の向上を図っている。

例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６４規格（Ｈｉｇｈ Ｐｒｏｆｉｌｅ）においては、輝度信号と色差信号それぞれ独立に、空間的相関を利用した予測信号を生成するように定められている。

その中で、輝度信号については、（１）１６×１６画素の処理単位に対して４つの予測モードのいずれかを選択、（２）８×８画素の処理単位に対して９つの予測モードのいずれかを選択、（３）４×４画素の処理単位に対して９つの予測モードのいずれかを選択、という３通りの選択が可能となっている。

このとき、８×８画素の処理単位あるいは４×４画素の処理単位に対する９つの予測モードの中には、斜め方向の空間予測が含まれている。

一方、色差信号については、８×８画素の処理単位に対して、斜め方向の空間予測を含まない４つの予測モードのいずれかを選択するように定められており、輝度信号に比べると選択の幅が狭い。したがって、色差信号に関しては、予測信号で斜め方向の境界線などを表現することができない、という問題がある。

これに対して、従来、色差信号についても９つの予測モードのいずれかを選択できるようにした符号化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上述の提案の符号化装置では、色差信号についても、斜め方向の予測を示す予測モードが用意されているため、斜め方向の境界線などの画質を向上させることができる。

しかし、色差信号の予測モードを単純に増加させると、予測モードの符号量が増加する。したがって、符号化効率の観点から見ると、上述の提案の符号化装置には、符号化効率が向上するとは必ずしも限らない、という問題があった。

特開２００８−２７１３７１号公報 （第８−９ページ、図３）

そこで、本発明の目的は、色差信号の予測モードに対する符号量を削減して符号化効率を向上させることのできる動画像符号化装置、および動画像復号装置を提供することにある。

本発明の一態様によれば、画面内予測を用いて動画像入力信号の符号化を行う動画像符号化装置であって、入力された動画像信号およびフレームメモリに蓄えられた局所復号信号にもとづいて輝度予測モードを決定する輝度予測モード決定部と、前記輝度予測モード決定部により決定された前記輝度予測モードにもとづいて色差予測モードの予測を行って色差予測モード予測値を算出する色差予測モード予測値算出部と、前記動画像信号および前記局所復号信号にもとづいて色差予測モードを決定する色差予測モード決定部と、前記色差予測モード予測値算出部により算出された前記色差予測モード予測値と前記色差予測モード決定部により決定された前記色差予測モードが一致するかどうかを判定し、その判定結果を色差予測モード判定フラグとして出力する色差予測モード判定フラグ出力部と、前記色差予測モード判定フラグが、前記色差予測モード予測値と前記色差予測モードが一致することを示すときは、前記輝度予測モードおよび前記色差予測モード判定フラグを可変長符号化し、前記色差予測モード判定フラグが、前記色差予測モード予測値と前記色差予測モードが一致しないことを示すときは、前記輝度予測モード、前記色差予測モード判定フラグおよび前記色差予測モードを可変長符号化して、ビットストリームを出力する可変長符号化部とを備えることを特徴とする動画像符号化装置が提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、輝度予測モードから算出された色差予測モード予測値と色差予測モードとの一致／不一致を示す色差予測モード判定フラグを含めて符号化されたビットストリームを復号する動画像復号装置であって、前記ビットストリームから輝度予測モードをデコードする輝度予測モード復号部と、前記ビットストリームから前記色差予測モード判定フラグをデコードする色差予測モード判定フラグ復号部と、前記色差予測モード判定フラグが前記一致を示すときに、前記輝度予測モード復号部によりデコードされた前記輝度予測モードにもとづいて色差予測モード予測値を算出する色差予測モード予測値算出部と、前記色差予測モード判定フラグが前記不一致を示すときに、前記ビットストリームから色差予測モードをデコードする色差予測モード復号部と、前記色差予測モード判定フラグが前記一致を示すときは、前記色差予測モード予測値算出部により算出された前記色差予測モード予測値を色差予測モードとして出力し、前記色差予測モード判定フラグが前記不一致を示すときは、前記色差予測モード復号部のデコード出力を色差予測モードとして出力する選択部とを備えることを特徴とする動画像復号装置が提供される。

本発明によれば、色差信号の予測モードに対する符号量を削減して符号化効率を向上させることができる。

本発明の実施例１に係る動画像符号化装置の構成の例を示すブロック図。 実施例１の動画像符号化装置の処理の流れを示すフロー図。 輝度信号のＩｎｔｒａ＿４×４画素ブロックの予測方向と予測モードの説明図。 輝度信号のＩｎｔｒａ＿１６×１６画素ブロックの予測方向と予測モードの説明図。 色差信号の画面内予測の予測方向と予測モードの説明図。 実施例１の動画像符号化装置における色差予測モード予測値算出を説明するための図。 色差予測モードに対する可変長符号の符号化テーブルの例を示す図。 色差予測モード予測値を利用する場合の色差予測モードに対する可変長符号の符号化テーブルの例を示す図。 本発明の実施例２に係る動画像復号装置の構成の例を示すブロック図。 実施例２の動画像復号装置の処理の流れを示すフロー図。 可変長符号に対する色差予測モードの復号用テーブルの例を示す図。 色差予測モード予測値を利用する場合の可変長符号に対する色差予測モードの復号用テーブルの例を示す図

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施例１に係る動画像符号化装置の構成の例を示すブロック図である。本実施例の動画像符号化装置１は、画面内予測を用いて動画像入力信号の符号化を行う動画像符号化装置である。その符号化方式としては、Ｈ．２６４規格に色差予測モード判定フラグを表すシンタックスを追加した符号化方式を用いるものとする。

動画像符号化装置１は、入力された動画像信号およびフレームメモリ１０６に蓄えられた局所復号信号にもとづいて輝度予測モードを決定する輝度予測モード決定部１１と、輝度予測モード決定部１１により決定された輝度予測モードにもとづいて色差予測モードの予測を行って色差予測モード予測値を算出する色差予測モード予測値算出部１２と、上述の動画像信号および局所復号信号にもとづいて色差予測モードを決定する色差予測モード決定部１３と、色差予測モード予測値算出部１２により算出された色差予測モード予測値と色差予測モード決定部１３により決定された色差予測モードが一致するかどうかを判定し、その判定結果を色差予測モード判定フラグとして出力する色差予測モード判定フラグ出力部１４と、その色差予測モード判定フラグが、色差予測モード予測値と色差予測モードが一致することを示すときは、輝度予測モードおよび色差予測モード判定フラグを可変長符号化し、上述の色差予測モード判定フラグが、色差予測モード予測値と色差予測モードが一致しないことを示すときは、輝度予測モード、色差予測モード判定フラグおよび色差予測モードを可変長符号化して、ビットストリームを出力する可変長符号化部１５と、を備える。

また、この動画像符号化装置１には、輝度予測モード決定部１１から出力される輝度予測モードと色差予測モード決定部１１から出力される色差予測モード、およびフレームメモリ１０６に蓄えられた局所復号信号にもとづいて予測信号を生成する予測信号生成部１０１と、動画像信号入力と予測信号生成部１０１から出力された予測信号の差分を算出して予測残差信号として出力する差分部１０２と、差分部１０２から出力された予測残差信号にＤＣＴおよび量子化を適用してＤＣＴ係数として出力するＤＣＴ／量子化部１０３と、ＤＣＴ／量子化部１０３から出力されたＤＣＴ係数に逆量子化／逆ＤＣＴを施して予測残差信号として出力する逆量子化／逆ＤＣＴ部１０４と、予測信号生成部１０１から出力された予測信号と逆量子化／逆ＤＣＴ部１０４から出力された予測残差信号を加算して局所復号信号として出力する加算部１０５と、加算部１０５から出力される局所復号信号を蓄積するフレームメモリ１０６と、が含まれる。

なお、可変長符号化部１５は、ＤＣＴ／量子化部１０３から出力されるＤＣＴ係数も可変長符号化し、ビットストリームとして出力する。

本実施例の輝度予測モード決定部１１および色差予測モード決定部１３は、Ｈ．２６４規格に準拠して、予測符号化対象の画素ブロックの上方および左方の符号化済み画素の画素値から、予測符号化対象の画素ブロックの予測方向を最も適切に予測できる予測モードを決定する。

次に、本実施例の動画像符号化装置１の、色差予測モード予測値算出部１２、色差予測モード決定部１３、色差予測モード判定フラグ出力部１４および可変長符号化部１５における処理について、図２に示すフロー図を用いて説明する。

図２に示すフローにおいて、動画像信号が入力されると、まず、輝度予測モード決定部１１が、入力された動画像信号の予測符号化対象の画素ブロックに対して、フレームメモリ１０６に蓄えられた符号化済み画素の輝度値にもとづいて輝度予測モードを決定する（ステップＳ１１）。

ここで、Ｉｎｔｒａ＿４×４の場合、輝度予測モードは、４×４画素単位で、予測モード０〜８の９通りの予測方向の中から選択される。

図３に、Ｉｎｔｒａ＿４×４の場合の予測モードの値と予測方向の関係を示す。この場合、予測モード０は垂直方向、予測モード１は水平方向、予測モード２はＤＣ（平均値予測）、予測モード３は対角左下方向、予測モード４は対角右下方向、予測モード５は垂直右方向、予測モード６は水平下方向、予測モード７は垂直左方向、予測モード８は水平上方向を示す。

また、Ｉｎｔｒａ＿８×８の場合も、輝度予測モードは、Ｉｎｔｒａ＿４×４と同様、８×８画素単位で９通りの予測方向の中から選択される。

一方、Ｉｎｔｒａ＿１６×１６の場合、輝度予測モードは、１６×１６画素単位で、予測モード０〜３の４通りの予測方向の中から選択される。

図４に、Ｉｎｔｒａ＿１６×１６の場合の予測モードの値と予測方向の関係を示す。この場合、予測モード０は垂直方向、予測モード１は水平方向、予測モード２はＤＣ（平均値予測）、予測モード３は平面予測（斜め方向の内挿値予測）を示す。

図２のフローに戻って、輝度予測モード決定部１１により輝度予測モードを決定されると、可変長符号化部１５が、その輝度予測モードを可変長符号化し、ビットストリームとして出力する（ステップＳ１２）。

また、色差予測モード予測値算出部１２は、輝度予測モード決定部１１から出力された輝度予測モードの値にもとづいて、予測符号化対象の画素ブロックの色差予測モードの予測値を算出する（ステップＳ１３）。

そのとき、本実施例では、輝度予測の画素ブロックの大きさによって、色差予測画素ブロックと輝度予測画素ブロックの対応関係を異ならせる。この色差予測画素ブロックと輝度予測画素ブロックの対応関係については、後で詳しく説明する。

次に、色差予測モード決定部１３が、入力された動画像信号の予測符号化対象の画素ブロックに対して、フレームメモリ１０６に蓄えられた符号化済み画素の色差値にもとづいて色差予測モードを決定する（ステップＳ１４）。

図５に、色差予測８×８画素ブロックの予測モードの値と予測方向の関係を示す。この場合、予測モード０はＤＣ（平均値予測）、予測モード１は水平方向、予測モード２は垂直方向、予測モード３は平面予測（斜め方向の内挿値予測）を示す。

続いて、色差予測モード判定フラグ出力部１４が、色差予測モード予測値算出部１２により算出された色差予測モード予測値と色差予測モード決定部１１により決定された色差予測モードが一致するかどうかを判定する（ステップＳ１５）。

このとき、色差予測モード判定フラグ出力部１４は、判定結果を色差予測モード判定フラグとして出力する。ここでは、色差予測モード判定フラグとして、「一致」の場合は‘１’を出力し、「不一致」の場合は‘０’を出力するものとする。

色差予測モード判定フラグ出力部１４から色差予測モード判定フラグ‘１’が出力された場合、（ＹＥＳ）、可変長符号化部１５は色差予測モード判定フラグ‘１’を可変長符号化してビットストリームを出力する（ステップＳ１６）。

一方、色差予測モード判定フラグ出力部１４から色差予測モード判定フラグ‘０’が出力された場合、（ＮＯ）、可変長符号化部１５は、色差予測モード判定フラグ‘０’を可変長符号化してビットストリームを出力し（ステップＳ１７）、さらに、色差予測モード決定部１３から出力される色差予測モードを可変長符号化してビットストリームを出力する（ステップＳ１８）。これにより、本フローの処理は終了する。

ここで、図２のフローのステップＳ１３における予測符号化対象の画素ブロックの色差予測モード予測値の算出について詳しく説明する。

本実施例では、輝度予測モード決定部１１から出力された輝度予測モードの値にもとづいて、予測符号化対象の画素ブロックの色差予測モードの測値を算出するが、そのとき、輝度予測の画素ブロックの大きさによって、色差予測画素ブロックと輝度予測画素ブロックの対応関係を異ならせる。そこで、まず、この色差予測画素ブロックと輝度予測画素ブロックの対応関係について、図６を用いて説明する。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿４×４の場合、図６（ａ）に示すように、色差予測の８×８画素ブロックを１６個の２×２画素ブロックに分割し、輝度予測の４×４画素ブロック１６個と対応させる。その対応関係を、図６（ａ）では、対応するブロックに同一番号を付すことによって示している。

次に、輝度予測がＩｎｔｒａ＿８×８の場合、図６（ｂ）に示すように、色差予測の８×８画素ブロックを４個の４×４画素ブロックに分割し、輝度予測の８×８画素ブロック４個と対応させる。その対応関係を、図６（ｂ）では、対応するブロックに同一番号を付すことによって示している。

また、輝度予測がＩｎｔｒａ＿１６×１６の場合、図６（ｃ）に示すように、色差予測の８×８画素ブロック１個に対して、輝度予測の１６×１６画素ブロック１個を対応させる。

次に、上述したような色差予測画素ブロックと輝度予測画素ブロックの対応にもとづいて色差予測画素ブロックの予測方向の予測値を算出する方法について説明する。この算出方法にも種々の方法があるが、ここでは、３通りの算出方法について説明する。

（色差予測モード予測値の算出方法１）
輝度予測がＩｎｔｒａ＿４×４の場合、図６（ａ）に示す１６個の色差予測２×２画素ブロックのそれぞれの予測方向を、対応する輝度予測４×４画素ブロックの予測方向と同一にする。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿８×８の場合、図６（ｂ）に示す４個の色差予測４×４画素ブロックのそれぞれの予測方向を、対応する輝度予測８×８画素ブロックの予測方向と同一にする。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿１６×１６の場合、図６（ｃ）に示す１個の色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、対応する輝度予測１６×１６画素ブロックの予測方向と同一にする。

（色差予測モード予測値の算出方法２）
輝度予測がＩｎｔｒａ＿４×４の場合、色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、図６（ａ）に示す１６個の輝度予測４×４画素ブロックのうちの左上（番号１）のブロックの予測方向と同一にする。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿８×８の場合、色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、図６（ｂ）に示す４個の輝度予測８×８画素ブロックのうちの左上（番号１）のブロックの予測方向と同一にする。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿１６×１６の場合、色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、図６（ｃ）に示す輝度予測１６×１６画素ブロックの予測方向と同一にする。

（色差予測モード予測値の算出方法３）
輝度予測がＩｎｔｒａ＿４×４の場合、色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、図６（ａ）に示す１６個の輝度予測４×４画素ブロックの予測方向の平均値とする。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿８×８の場合、色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、図６（ｂ）に示す４個の輝度予測８×８画素ブロックの予測方向の平均値とする。

輝度予測がＩｎｔｒａ＿１６×１６の場合、色差予測８×８画素ブロックの予測方向を、図６（ｃ）に示す輝度予測１６×１６画素ブロックの予測方向と同一にする。

ここで、Ｎ個の輝度予測ブロックの予測方向の平均値は、以下の手順で求める。すなわち、Ｎ個の輝度予測ブロックの予測方向が総てＤＣの場合は、その予測方向の平均値もＤＣとする。一方、Ｎ個の輝度予測ブロックの予測方向にＤＣでない予測方向が含まれる場合、予測方向がＤＣでないＭ個の輝度予測ブロックの予測方向について偏角の平均値を求め、Ｎ個の輝度予測ブロックの予測方向の平均値とする。

いま、予測方向の偏角をθと表すとすると、＜予測方向＞に対して偏角θは、＜垂直＞の場合θ＝−π／２、＜水平＞の場合θ＝０、＜対角左下＞の場合θ＝−３π／４、＜対角右下＞の場合θ＝−π／４、＜垂直右＞の場合θ＝−３π／８、＜水平下＞の場合θ＝−π／８、＜垂直左＞の場合θ＝−５π／８、＜水平上＞の場合θ＝π／８、とする。

そこで、偏角の平均値をαとして、このαに対するＮ個の輝度予測ブロックの＜予測方向の平均値＞を次のように定める。

すなわち、−９π／１６≦α≦−７π／１６のとき＜垂直＞、−π／１６≦α≦π／１６のとき＜水平＞、α≦−１１π／１６のとき＜対角左下＞、−５π／１６≦α≦−３π／１６のとき＜対角右下＞、−７π／１６＜α＜−５π／１６のとき＜垂直右＞、−３π／１６＜α＜−π／１６のとき＜水平下＞、−１１π／１６＜α＜−９π／１６のとき＜垂直左＞、π／１６＜αのとき＜水平上＞、とする。

次に、図２のフローのステップＳ１８における色差予測モードの可変長符号化について説明する。ここでは、可変長符号化の方法として、次の２通りの方法を示す。

（色差予測モードの可変長符号化方法１）
本方法では、色差予測モードの４つのモードに対して、それぞれ異なる符号長で符号化する。図７に、その符号化に用いる、色差予測モードと可変長符号の対応を示す符号化テーブルの例を示す。

図７に示す符号化テーブルでは、色差予測モードが０（ＤＣ）のときビット列「１」、色差予測モードが１（水平）のときビット列「０１」、色差予測モードが２（垂直）のときビット列「００１」、色差予測モードが３（平面）のときビット列「０００１」を割り当てている。

（色差予測モードの可変長符号化方法２）
本方法では、色差予測モード予測値算出部１２から出力される色差予測モード予測値を利用して、色差予測モードの符号量を少なくする方法を示す。

本実施例の動画像符号化装置１では、色差予測モード予測値算出部１２で算出された色差予測モード予測値の予測方向と不一致の場合にのみ、色差予測モード決定部１３により決定された色差予測モードの符号化が行われる。このことは、可変長符号化部１５で符号化すべき色差予測モードの中には、もともと、色差予測モード予測値算出部１２で算出された色差予測モード予測値の予測方向は含まれていないことを意味する。したがって、可変長符号化部１５において、色差予測モード予測値算出部１２で算出された色差予測モード予測値の予測方向には符号を割り当てる必要がない。

そこで、本方法では、色差予測モード予測値算出部１２で算出された色差予測モード予測値の予測方向を参照し、色差予測モード予測値の予測方向が、ＤＣ、水平、垂直のいずれかである場合には、残りの３方向についてのみ、符号を割り当てるようにする。したがって、色差予測モード予測値の予測方向によって、符号化テーブルが異なることになる。

図８に、色差予測モード予測値の予測方向を参照する符号化の例を示す。

図８（ａ）は、色差予測モード予測値の予測方向が「ＤＣ」である場合の符号化テーブルの例である。この場合、色差予測モード１（水平）にビット列「１」、色差予測モード２（垂直）にビット列「０１」、色差予測モード３（平面）にビット列「００１」を割り当てている。

図８（ｂ）は、色差予測モード予測値の予測方向が「水平」である場合の符号化テーブルの例である。この場合、色差予測モード０（ＤＣ）にビット列「１」、色差予測モード２（垂直）にビット列「０１」、色差予測モード３（平面）にビット列「００１」を割り当てている。

図８（ｃ）は、色差予測モード予測値の予測方向が「垂直」である場合の符号化テーブルの例である。この場合、色差予測モード０（ＤＣ）にビット列「１」、色差予測モード１（水平）にビット列「０１」、色差予測モード３（平面）にビット列「００１」を割り当てている。

一方、図８（ｄ）は、色差予測モード予測値の予測方向が、ＤＣ、水平、垂直のいずれでもない場合の符号化テーブルの例である。この場合、図７と同様、色差予測モード０（ＤＣ）にビット列「１」、色差予測モード１（水平）にビット列「０１」、色差予測モード２（垂直）にビット列「００１」、色差予測モード３（平面）にビット列「０００１」を割り当てる。

このような本実施例によれば、輝度信号と色差信号の予測方向に相関がある場合は、色差予測モード判定フラグを‘１’として、この色差予測モード判定フラグを符号化してビットストリームに含めることにより、色差予測モードの値をビットストリームに含める必要がなくなり、色差予測モードを符号化するために必要な符号量を削減することができ、符号化効率が向上する。

また、輝度信号と色差信号の予測方向に相関がない場合でも、色差予測モード予測値算出部１２から出力される色差予測モード予測値を利用することにより、色差予測モードの符号量を少なくすることが可能である。

図９は、本発明の実施例２に係る動画像復号装置の構成の例を示すブロック図である。本実施例の動画像復号装置２は、Ｈ．２６４規格に色差予測モード判定フラグを表すシンタックスが追加された符号化方式により符号化された動画像のビットストリームを復号して、復号画像を出力する動画像復号装置である。

本実施例の動画像復号装置２は、入力されたビットストリームから輝度予測モードをデコードする輝度予測モード復号部２１と、同じく、入力されたビットストリームから色差予測モード判定フラグをデコードする色差予測モード判定フラグ復号部２２と、色差予測モード判定フラグ復号部２２よりデコードされた色差予測モード判定フラグが「一致」を示すときに、輝度予測モード復号部２１によりデコードされた輝度予測モードにもとづいて色差予測モード予測値を算出する色差予測モード予測値算出部２３と、上述の色差予測モード判定フラグが「不一致」を示すときに、入力されたビットストリームから色差予測モードをデコードする色差予測モード復号部２４と、色差予測モード判定フラグが「一致」を示すときは、色差予測モード予測値算出部２３により算出された色差予測モード予測値を色差予測モードとして出力し、色差予測モード判定フラグが「不一致」を示すときは、色差予測モード復号部２４のデコード出力を色差予測モードとして出力する選択部２５と、を備える。

また、この動画像復号装置２には、入力されたビットストリームからＤＣＴ係数をデコードするＤＣＴ係数復号部２０１と、ＤＣＴ係数復号部２０１から出力されたＤＣＴ係数に逆量子化および逆ＤＣＴ化を施して予測残差信号復号信号を出力する逆量子化／逆ＤＣＴ部２０２と、輝度予測モード復号部２１から出力される輝度予測モードと選択部２５から出力される色差予測モード、およびフレームメモリ２０５に蓄えられた復号信号にもとづいて予測信号を生成する予測信号生成部２０３と、逆量子化／逆ＤＣＴ部２０２から出力された予測残差復号信号と予測信号生成部２０３から出力された予測信号を加算して復号信号として出力する加算部２０４と、加算部２０４から出力される復号信号を蓄積するフレームメモリ２０５と、が含まれる。

次に、本実施例の動画像復号装置２の輝度予測モード復号部２１、色差予測モード判定フラグ復号部２２、色差予測モード予測値算出部２３、色差予測モード復号部２４および選択部２５における処理について、図１０に示すフロー図を用いて説明する。なお、ここでは、色差予測モード判定フラグ‘１’が「一致」を示し、‘０’が「不一致」を示すものとする。

図１０に示すフローにおいて、ビットストリームが入力されると、まず、輝度予測モード復号部２１が、輝度予測モードをデコードする（ステップＳ２１）。

次に、色差予測モード判定フラグ復号部２２が、入力されたビットストリームから色差予測モード判定フラグをデコードする（ステップＳ２２）。

続いて、選択部２５にて、色差予測モード判定フラグが‘１’であるかどうかを判定する（ステップＳ２３）。

色差予測モード判定フラグが‘１’であれば（ＹＥＳ）、選択部２５は、色差予測モード予測値算出部２３へ動作開始の指示を行う。この指示を受けて、色差予測モード予測値算出部２３は、輝度予測モード復号部２１によりデコードされた輝度予測モードにもとづいて色差予測モード予測値を算出する（ステップＳ２４）。

また、選択部２５は、色差予測モード予測値算出部２３により算出された色差予測モード予測値を、色差予測モードとして、予測信号生成部２０３へ出力する（ステップＳ２５）。

一方、ステップＳ２３で色差予測モード判定フラグが‘１’でないと判定されたときは（ＮＯ）、選択部２５は、色差予測モード復号部２４へ動作開始の指示を行う。この指示を受けて、色差予測モード復号部２４は、入力されたビットストリームから色差予測モードをデコードする（ステップＳ２６）。

また、選択部２５は、色差予測モード復号部２４のデコード結果を、色差予測モードとして、予測信号生成部２０３へ出力する（ステップＳ２７）。これにより、本フローの処理は終了する。

上述のフローのステップＳ２４における、色差予測モード予測値算出部２３による色差予測モード予測値の算出は、実施例１の色差予測モード予測値算出部１２と同様に行われる。そこで、ここでは、その動作の詳細な説明は省略する。

次に、ステップＳ２６における色差予測モードのデコードについて説明する。色差予測モードの復号方法は、符号化の際に用いられた色差予測モードの可変長符号化方法によって異なる。そこで、本実施例では、符号化の際に用いられた可変長符号化テーブルに対応する復号用テーブルを用意し、色差予測モードの可変長符号化方法に応じて、この復号用テーブルを使い分けるようにする。

以下、実施例１で説明した色差予測モードの可変長符号化方法１、色差予測モードの可変長符号化方法２にそれぞれ対応する、色差予測モードの可変長符号復号方法１、色差予測モードの可変長符号復号方法２について説明する。

（色差予測モードの可変長符号化方法１）
本方法では、図１１に示す復号用テーブルを使用する。すなわち、ビット列が「１」のとき色差予測モード０（ＤＣ）、ビット列が「０１」のとき色差予測モード１（水平）、ビット列が「００１」のとき色差予測モード２（垂直）、ビット列が「０００１」のとき色差予測モード３（平面）、となる。

（色差予測モードの可変長符号化方法２）
本方法では、色差予測モード予測値算出部２３により算出された色差予測モード予測値の予測方向に応じて、図１２（ａ）〜（ｄ）に示す復号用テーブルを使い分ける。

図１２（ａ）は、色差予測モード予測値の予測方向が「ＤＣ」である場合の復号用テーブルの例である。この場合、ビット列が「１」のとき色差予測モード１（水平）、ビット列が「０１」のとき色差予測モード２（垂直）、ビット列が「００１」のとき色差予測モード３（平面）、となる。

図１２（ｂ）は、色差予測モード予測値の予測方向が「水平」である場合の復号用テーブルの例である。この場合、ビット列が「１」のとき色差予測モード０（ＤＣ）、ビット列が「０１」のとき色差予測モード２（垂直）、ビット列が「００１」のとき色差予測モード３（平面）、となる。

図１２（ｃ）は、色差予測モード予測値の予測方向が「垂直」である場合の復号用テーブルの例である。この場合、ビット列が「１」のとき色差予測モード０（ＤＣ）、ビット列が「０１」のとき色差予測モード１（水平）、ビット列が「００１」のとき色差予測モード３（平面）、となる。

図１２（ｄ）は、色差予測モード予測値の予測方向がＤＣ、水平、垂直のいずれでもない場合の復号用テーブルの例である。この場合、ビット列が「１」のとき色差予測モード０（ＤＣ）、ビット列が「０１」のとき色差予測モード１（水平）、ビット列が「００１」のとき色差予測モード２（垂直）、ビット列が「０００１」のとき色差予測モード３（平面）、となる。

このような本実施例によれば、ビットストリームからデコードした色差予測モード判定フラグが‘１’であるときは、色差予測モード予測値算出部２３により色差予測モード予測値を算出し、予測信号生成に用いる色差予測モードとする。これにより、ビットストリームに色差予測モードが含まれていなくても、動画像の復号を行うことができる。

また、色差予測モード判定フラグが‘０’であるときは、ビットストリームに含まれる可変長符号化された色差予測モードをデコードするが、その際、可変長符号化の方法に応じて復号用テーブルを使い分けることにより、さまざまな可変長符号化方法に対応することができる。これにより、色差予測モードの符号量の削減に対応することができる。

１ 動画像符号化装置
１１ 輝度予測モード決定部
１２ 色差予測モード予測値算出部
１３ 色差予測モード決定部
１４ 色差予測モード判定フラグ出力部
１５ 可変長符号化部
２ 動画像復号装置
２１ 輝度予測モード復号部
２２ 色差予測モード判定フラグ復号部
２３ 色差予測モード予測値算出部
２４ 色差予測モード復号部
２５ 選択部

Claims (5)

1. 画面内予測を用いて動画像入力信号の符号化を行う動画像符号化装置であって、
   入力された動画像信号およびフレームメモリに蓄えられた局所復号信号にもとづいて輝度予測モードを決定する輝度予測モード決定部と、
   前記輝度予測モード決定部により決定された前記輝度予測モードにもとづいて色差予測モードの予測を行って色差予測モード予測値を算出する色差予測モード予測値算出部と、
   前記動画像信号および前記局所復号信号にもとづいて色差予測モードを決定する色差予測モード決定部と、
   前記色差予測モード予測値算出部により算出された前記色差予測モード予測値と前記色差予測モード決定部により決定された前記色差予測モードが一致するかどうかを判定し、その判定結果を色差予測モード判定フラグとして出力する色差予測モード判定フラグ出力部と、
   前記色差予測モード判定フラグが、前記色差予測モード予測値と前記色差予測モードが一致することを示すときは、前記輝度予測モードおよび前記色差予測モード判定フラグを可変長符号化し、前記色差予測モード判定フラグが、前記色差予測モード予測値と前記色差予測モードが一致しないことを示すときは、前記輝度予測モード、前記色差予測モード判定フラグおよび前記色差予測モードを可変長符号化して、ビットストリームを出力する可変長符号化部と
   を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
2. 前記色差予測モード予測値算出部が、
   色差予測ブロックに対応する輝度予測ブロックマトリックスの左上の位置のブロックの輝度予測モードの値、もしくは、前記輝度予測ブロックマトリックスの全ブロックの輝度予測モードの値の平均値を前記色差予測モード予測値とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
3. 前記可変長符号化部が、
   前記色差予測モード予測値の値に応じて前記色差予測モードに対する可変長符号のテーブルを変化させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
4. 輝度予測モードから算出された色差予測モード予測値と色差予測モードとの一致／不一致を示す色差予測モード判定フラグを含めて符号化されたビットストリームを復号する動画像復号装置であって、
   前記ビットストリームから輝度予測モードをデコードする輝度予測モード復号部と、
   前記ビットストリームから前記色差予測モード判定フラグをデコードする色差予測モード判定フラグ復号部と、
   前記色差予測モード判定フラグが前記一致を示すときに、前記輝度予測モード復号部によりデコードされた前記輝度予測モードにもとづいて色差予測モード予測値を算出する色差予測モード予測値算出部と、
   前記色差予測モード判定フラグが前記不一致を示すときに、前記ビットストリームから色差予測モードをデコードする色差予測モード復号部と、
   前記色差予測モード判定フラグが前記一致を示すときは、前記色差予測モード予測値算出部により算出された前記色差予測モード予測値を色差予測モードとして出力し、
   前記色差予測モード判定フラグが前記不一致を示すときは、前記色差予測モード復号部のデコード出力を色差予測モードとして出力する選択部と
   を備えることを特徴とする動画像復号装置。
5. 前記色差予測モード予測値算出部が、
   前記色差予測モード予測値を前記輝度予測モードの値と同一とする
   ことを特徴とする請求項４に記載の動画像復号装置。

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