JP2010251952A - 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム - Google Patents

画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2010251952A
JP2010251952A JP2009097825A JP2009097825A JP2010251952A JP 2010251952 A JP2010251952 A JP 2010251952A JP 2009097825 A JP2009097825 A JP 2009097825A JP 2009097825 A JP2009097825 A JP 2009097825A JP 2010251952 A JP2010251952 A JP 2010251952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mode
weight
block
intra prediction
prediction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009097825A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5158003B2 (ja
Inventor
Naohiko Kotaka
直彦 小鷹
Munehiro Nakazato
宗弘 中里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2009097825A priority Critical patent/JP5158003B2/ja
Priority to US12/732,513 priority patent/US20100260261A1/en
Priority to TW99110366A priority patent/TW201112771A/zh
Priority to CN201010156630A priority patent/CN101867824A/zh
Priority to KR20100031283A priority patent/KR20100113981A/ko
Priority to EP20100159213 priority patent/EP2242275A1/en
Publication of JP2010251952A publication Critical patent/JP2010251952A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5158003B2 publication Critical patent/JP5158003B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/119—Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/186—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a colour or a chrominance component
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

【課題】イントラ予測モードを容易に決定できるようにする。
【解決手段】輝度成分イントラ予測部３１ａは、符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する。色差成分イントラ予測部３１ｂは、輝度成分イントラ予測部３１ａによって決定された輝度成分の符号化対象ブロック毎のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定する。このため、色差信号を用いてＣｏｓｔ値の算出を行う必要がないので、簡単な構成で容易にイントラ予測モードを決定できる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラムに関する。詳しくは、イントラ予測モードを容易に決定できるようにする。
従来、例えば放送局等に係る動画の伝送、記録においては、画像信号の冗長性を有効に利用して効率よく画像信号を伝送、蓄積する技術の開発が進められている。このような技術では、例えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の方式に準拠して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償とにより画像信号のデータ圧縮が行われている。
その一例であるＭＰＥＧ２（ISO/IEC 13818-2）は、汎用の画像符号化方式として定義された方式である。飛び越し走査方式、順次走査方式の双方に対応できるように、また標準解像度画像、高精細画像の双方に対応できるように定義されている。ＭＰＥＧ２は、種々のアプリケーションに広範に採用されている。
また、ＭＰＥＧ２よりもさらに一段と高い符号化効率を確保する符号化方式の標準化が、Joint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして進められ、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ（ITU-T Rec. H.264 ISO/IEC 14496-10 AVC）規格として設定されている。
この種の技術として、例えば特許文献１では、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ（以下「Ｈ．２６４／ＡＶＣ」という）のイントラ予測において、予測モードを符号化効率の観点から適切に設定することが行われている。
特開２００６−５４３８号公報
ところで、イントラ予測では、処理対象のブロックデータについて、符号量を予測する指標となる指標データが複数のイントラ予測モード毎に算出されて、指標データが最小となるモードが処理対象のイントラ予測モードとして決定される。この指標データの演算は処理量が大きいことから、輝度成分と色差成分のそれぞれに対して指標データを算出してイントラ予測モードの決定を行うと、信号処理における帯域増加や指標データの算出に用いるメモリの増加等が問題となる。
そこで、本発明は、イントラ予測モードを容易に決定できる画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。
この発明の第１の側面は、符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する輝度成分イントラ予測部と、前記第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定する色差成分イントラ予測部とを備える画像符号化装置にある。
この発明においては、符号化対象画像が例えばマクロブロックに分割されてマクロブロック内に設けた１あるいは複数の符号化対象ブロック毎に、輝度成分のイントラ予測モードが決定される。また、マクロブロック内の輝度成分のイントラ予測モードが、予測方向毎のモードに振り分けられて、振り分け後のモードの第１ブロックにおける分布から予測方向の重みが算出される。例えば第１ブロック内における予測方向毎のモードの頻度、または第１ブロックの上端に位置する符号化対象ブロックの領域において予測方向が垂直方向であるモードの頻度、第１ブロックの左端に位置する符号化対象ブロックの領域において予測方向が水平方向であるモードの頻度が予測方向の重みとされて、この予測方向の重みに基づいて色差成分のイントラ予測モードが決定される。また、予測方向が垂直方向である振り分け後のモードにおいて第１ブロックの上端からの連続数に応じた重みと、予測方向が水平方向である振り分け後のモードにおいて第１ブロックの左端からの連続数に応じた重みが、それぞれ予測方向の重みに加えられる。また、輝度成分イントラ予測部は、符号化対象ブロック毎にイントラ予測モード毎のコスト値を算出して、該コスト値が最小となるモードをイントラ予測モードに決定されて、この輝度成分のイントラ予測モードのコスト値による重みを予測方向の重みに加えられる。
この発明の第２の側面は、輝度成分イントラ予測部によって、符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定するステップと、色差成分イントラ予測部によって、前記第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定するステップとを具備する画像符号化方法にある。
この発明の第３の側面は、コンピュータを、符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する機能手段と、前記第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定する機能手段として機能させるためのコンピュータ・プログラムにある。
なお、本発明のコンピュータ・プログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ・システム上でプログラムに応じた処理が実現される。
この発明によれば、符号化対象画像が（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割されて、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に、輝度成分のイントラ予測モードが決定される。さらに、第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みが算出されて、該予測方向の重みから第１ブロックに対する色差成分のイントラ予測モードが決定される。このため、色差成分のイントラ予測モードを決定するためのコスト値の算出を行う必要がなく、簡単な構成で容易にイントラ予測モードを決定できる。
画像符号化装置の構成を示す図である。 イントラ予測部の構成を示す図である。 符号化対象ブロックと隣接する画素信号の位置関係を説明するための図である。 ４×４イントラ予測モードを説明するための図である。 輝度成分の１つの符号化対象ブロックに対するイントラ予測動作を示すフローチャートである。 輝度信号の予測モードに応じて予め設定された加算値を用いて重みを算出する場合を示した図である。 重み算出動作を示すフローチャートである。 予測モード決定動作を示すフローチャートである。 重みの算出と予測モードの決定における他の方法（１）を説明するための図である。 重みの算出とイントラ予測モードの決定における他の方法（２）を説明するための図である。 重みの算出とイントラ予測モードの決定における他の方法（３）を説明するための図である。 重みの算出とイントラ予測モードの決定における他の方法（４）を説明するための図である。 重みの算出とイントラ予測モードの決定における他の方法（５）を説明するための図である。 コンピュータ装置の構成を示す図である。
以下、発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．画像処理装置の構成
２．画像処理装置における最適モードの選択動作
３．イントラ予測部の構成
４．イントラ予測モードについて
５．輝度イントラ予測動作
６．色差イントラ予測動作
７．重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法（１）
８．重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法（２）
９．重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法（３）
１０．重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法（４）
１１．重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法（５）
１２．ソフトウェア処理で画像符号化を行う場合の構成
＜１．画像符号化装置の構成＞
この発明の画像符号化装置は、符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、第１ブロック内に設けた符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する。さらに第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて色差成分のイントラ予測モードを第１ブロック毎に決定する。
図１は、画像符号化装置の構成を示している。画像符号化装置１０は、アナログ／ディジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）１１、画面並び替えバッファ１２、減算部１３、直交変換部１４、量子化部１５、可逆符号化部１６、蓄積バッファ１７、レート制御部１８を有している。さらに、画像符号化装置１０は、逆量子化部２１、逆直交変換部２２、加算部２３、デブロックフィルタ２４、フレームメモリ２５、イントラ予測部３１、動き予測部３２、イントラ／インターモード判定部３３、セレクタ３４を有している。
Ａ／Ｄ変換部１１は、アナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換して画面並べ替えバッファ１２に出力する。
画面並べ替えバッファ１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から出力された画像信号に対してフレームの並べ替えを行う。画面並べ替えバッファ１２は、符号化処理に係るＧＯＰ（Group of Pictures）構造に応じてフレームの並べ替えを行い、並べ替え後の画像信号を減算部１３とイントラ予測部３１と動き予測部３２に出力する。
減算部１３には、画面並べ替えバッファ１２から出力された画像信号と、後述するセレクタ３４で選択された予測値が供給される。セレクタ３４は、イントラ符号化において後述するイントラ予測部３１で生成された予測値を選択する。したがって、減算部１３は、イントラ符号化において、画面並べ替えバッファ１２から出力された画像信号とイントラ予測部３１で生成された予測値との差分信号を生成して出力する。また、セレクタ３４は、インター符号化において後述する動き予測部３２で生成された予測値を選択する。したがって、減算部１３は、インター符号化において、画面並べ替えバッファ１２から出力された画像信号と動き予測部３２で生成された予測値との差分信号を生成して出力する。
直交変換部１４は、減算部１３から出力された差分信号に対して、離散コサイン変換（DCT；Discrete Cosine Transform）、カルーネン・レーベ変換等の直交変換処理を行う。直交変換部１４は、直交変換処理を行うことにより得られた変換係数信号を量子化部１５に出力する。
量子化部１５には、直交変換部１４から出力された変換係数信号と、後述するレート制御部１８からレート制御信号が供給されている。量子化部１５は変換係数信号の量子化を行い、量子化信号を可逆符号化部１６と逆量子化部２１に出力する。また、量子化部１５は、レート制御部１８からのレート制御信号に基づき量子化パラメータ（例えば量子化スケール）を切り換えて、量子化信号のビットレートを変化させる。
可逆符号化部１６には、量子化部１５から出力された量子化信号と、後述するイントラ予測部３１および動き予測部３２から出力された符号化に関する情報が供給される。可逆符号化部１６は、量子化信号に対して例えば可変長符号化、または算術符号化等により可逆符号化処理を行う。また、可逆符号化部１６は、イントラ予測部３１または動き予測部３２からの符号化に関する情報を、ヘッダ情報として可逆符号化処理後の出力信号に付加して蓄積バッファ１７に出力する。
蓄積バッファ１７は、可逆符号化部１６からの出力信号を蓄積する。また、蓄積バッファ１７は、蓄積した出力信号を伝送路に応じた伝送速度で出力する。
レート制御部１８は、蓄積バッファ１７の空き容量の監視を行い、空き容量に応じてレート制御信号を生成して量子化部１５に出力する。レート制御部１８は、例えば蓄積バッファ１７から空き容量を示す情報を取得する。レート制御部１８は空き容量が少なくなっているとき、レート制御信号によって量子化信号のビットレートを低下させる。また、レート制御部１８は蓄積バッファ１７の空き容量が十分大きいとき、レート制御信号によって量子化信号のビットレートを高くする。
逆量子化部２１は、量子化部１５から供給された量子化信号の逆量子化処理を行う。逆量子化部２１は、逆量子化処理を行うことで得られた変換係数信号を逆直交変換部２２に出力する。
逆直交変換部２２は、逆量子化部２１から供給された変換係数信号の逆直交変換処理を行ことで、直交変換部１４に入力された差分信号の生成を行い、生成した差分信号を加算部２３に出力する。
加算部２３には、逆直交変換部２２から差分信号とセレクタ３４から予測値が供給される。加算部２３は、予測値と差分信号を加算して復号画像信号を生成してデブロックフィルタ２４に出力する。
デブロックフィルタ２４は、画像の符号化時に生じるブロック歪みを減少させるためのフィルタである。デブロックフィルタ２４は、加算部２３から供給された復号画像信号から適応的にブロック歪を除去するフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の復号画像信号をフレームメモリ２５に出力する。
フレームメモリ２５は、デブロックフィルタ２４から供給された復号画像信号を保持する。すなわち、フレームメモリ２５には、符号化処理と復号化処理を行うことにより得られた符号化済みの画像が保持される。
イントラ予測部３１は、イントラ符号化において、フレームメモリ２５に保持されている復号画像信号を用いてイントラ予測モードを決定する。また、イントラ予測により符号化処理する場合には、決定されたイントラ予測モードにより復号画像信号から予測値を生成してセレクタ３４に出力する。また、イントラ予測部３１は符号化に関する情報を生成して可逆符号化部１６に出力する。
動き予測部３２は、フレームメモリ２５に保持された復号画像信号と画面並べ替えバッファ１２から出力される画像信号を用いて動きベクトルを検出する。また、この検出した動きベクトルによりフレームメモリ２５に保持した復号画像信号を用いて動き補償を行いインター予測モードを決定する。また、インター予測により符号化処理を実行する場合、このインター予測モードにより復号画像信号から予測値を生成してセレクタ３４に出力する。さらに、動き予測部３２は符号化に関する情報を生成して可逆符号化部１６に出力する。
イントラ／インターモード判定部３３は、イントラ予測部３１で判定したモードと動き予測部３２で判定したモードを比較して、符号化効率の優れたモードを選択する。さらに、イントラ／インターモード判定部３３は、予測モードの選択結果に応じてセレクタ３４を制御して、選択された予測モードの判定を行ったイントラ予測部３１または動き予測部３２で生成された予測値を減算部１３に出力させる。
なお、図１では、デブロックフィルタ２４でフィルタ処理が行われた復号画像信号をイントラ予測部３１で用いる構成を示しているが、デブロックフィルタ２４でフィルタ処理が行われる前の画像信号を用いてイントラ予測を行うものとしてもよい。
このように、画像符号化装置１０は、インター予測に係る動き補償による差分信号とイントラ予測による差分信号とをそれぞれ生成して、これらの差分信号を直交変換処理、量子化処理、可変長符号化処理して伝送することになる。
＜２．画像処理装置における最適モードの選択動作＞
Ｈ．２６４／ＡＶＣでは、Joint Model（ＡＶＣ参照符号化方式）により、高画質モード（High Complexity Mode）と、高速モード（Low Complexity Mode）が定義されており、この定義にしたがって最適モードを選択して符号化処理を実行する。高画質モードはマルチパスエンコードを前提としたモードであり、高速モードは１パスエンコードを前提としたモードである。
高速モード（Low Complexity Mode）では、符号化効率を示すコスト関数を式（１）により定義し、該コスト関数を用いて予測モード毎に算出したＣｏｓｔ値の比較により最適な予測モードを検出する。
Figure 2010251952
ここで、ＳＡ(Ｔ)Ｄ（SA(T)D:Sum of Absolute Transformed Difference）は、原画像と予測画像との誤差値であり、これら原画像と予測画像との間の、画素値差分値の絶対値誤差和が適用される。
ＳＡ(Ｔ)Ｄ０は、誤差値ＳＡ(Ｔ)Ｄに与えられるオフセット値であり、ヘッダビット、モード判定の際の重みとなるコストによるものであり、動きベクトル等の付加的な情報の伝送に供する信号量が示される。具体的には、絶対値誤差和ＳＡＤ（SAD:Sum of Absolute Difference）は、各符号化対象ブロックについて、式（２）により示され、それぞれ各予測モードにおける原画像と予測画像の差分値が適用される。
Figure 2010251952
なお、この式（２）による絶対値誤差和ＳＡＤに代えて、式（３）による得られる差分加算値にＳＡ(Ｔ)Ｄ（mode）を用いてもよい。
Figure 2010251952
Ｈａｄａｍａｒｄ()は、式（４）に示すように、対象の行列にアダマール変換行列を掛けるアダマール変換操作である。
Figure 2010251952
そして、アダマール変換行列は、式（５）により表され、ＨTは、アダマール変換行列の転置行列である。
Figure 2010251952
オフセット値ＳＡ(Ｔ)Ｄ０は、前方向予測モードにおいては、式（６）で示される。
Figure 2010251952
ここで、ＱＰ０（ＱＰ）は、量子化パラメータQPを量子化スケールに変換する関数であり、ＭＶＤＦＷは、前方向予測に係る動きベクトルであり、ビット・トゥ・コード（Bit to code）は、この動きベクトルに係るビットストリーム上の符号量である。
そして、オフセット値ＳＡ(Ｔ)Ｄ０は、後方向予測モードでは式（７）で示される。ここで、ＭＶＤＢＷは、後方向予測に係る動きベクトルである。
Figure 2010251952
また、オフセット値ＳＡ(Ｔ)Ｄ０は、双方向予測モードでは式（８）で示される。
Figure 2010251952
ここで、「Bit to code forward Blk size」、「Bit to code backward Blk size」は、それぞれ前方向予測および後方向予測に係る動き補償ブロックの情報の伝送に必要なビットストリーム上における符号量である。
そして、ダイレクトモードでは、オフセット値ＳＡ(Ｔ)Ｄ０は式（９）で示される。
Figure 2010251952
イントラ４×４予測モードでは、オフセット値ＳＡ(Ｔ)Ｄ０は式（１０）で示される。
Figure 2010251952
なお、このコスト関数にあっては、動きベクトルの探索にも適用され、式（１１）で示されるように、Ｃｏｓｔ値を最小にする動きベクトルが検出される。
Figure 2010251952
これにより、Low Complexity Modeにおいて最適モードを検出する場合、画像符号化装置１０では、イントラ予測部３１において、輝度信号を用いてイントラ符号化の全予測モードについてＣｏｓｔ値を計算する。そして、このＣｏｓｔ値の最も小さな予測モードを輝度成分のイントラ予測モードに決定する。また、イントラ予測部３１では、輝度成分のイントラ予測モードを利用して、色差成分のイントラ予測モードを決定する。
＜３．イントラ予測部の構成＞
以下の説明では、第１ブロックを（１６×１６）画素のマクロブロックとする。また、イントラ予測部３１は、マクロブロック内に（４×４）画素の符号化対象ブロックを設けて、符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定して、（１６×１６）画素のブロック毎に色差成分のイントラ予測モードを決定する。
図２は、イントラ予測部３１の構成を示している。イントラ予測部３１は、輝度成分のイントラ予測モードを決定する輝度成分イントラ予測部３１ａと色差成分のイントラ予測モードを決定する色差成分イントラ予測部３１ｂを有している。
輝度成分イントラ予測部３１ａは、符号化対象画像を例えばマクロブロックに分割して、マクロブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する。また色差成分イントラ予測部３１ｂは、マクロブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、この予測方向の重みから色差成分のマクロブロックに対するイントラ予測モードを決定する。
輝度成分イントラ予測部３１ａは、処理中マクロブロック（ＭＢ）画像メモリ部３１１、予測画作成部３１２、予測画保存メモリ３１３、ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４、Ｃｏｓｔ導出部３１５、Ｃｏｓｔ比較部３１６を有している。また、色差成分イントラ予測部３１ｂは、重み算出部３１７と色差予測モード決定部３１８を有している。
処理中マクロブロック画像メモリ部３１１は、画面並び替えバッファ１２から供給された画像信号を記憶する。また、処理中マクロブロック画像メモリ部３１１は、記憶している原画の画像信号から、輝度信号の符号化対象ブロックである（４×４）画素の輝度信号をＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４に出力する。
予測画作成部３１２は、フレームメモリ２５に記憶されている復号画像信号を用いて、予測モード毎に輝度成分の予測画を生成して、予測画保存メモリ３１３に出力する。また、予測画作成部３１２は、Ｃｏｓｔ比較部３１６と色差予測モード決定部３１８によって決定されたイントラ予測モードで輝度成分と色差成分の予測画を生成して、生成した予測画の画像信号をセレクタ３４に出力する。
予測画保存メモリ３１３は、予測画作成部３１２で生成された各イントラ予測モードの予測画の画像信号を記憶する。また、予測画保存メモリ３１３は、予測画の画像信号から符号化対象ブロックと同じ位置で同じサイズである符号化済みブロックの輝度信号をＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４に出力する。
ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４は、処理中マクロブロック画像メモリ部３１１から供給された原画における符号化対象ブロックの輝度信号と、予測画保存メモリ３１３から供給された予測画における符号化済みブロックの輝度信号を用いて、ＳＡ(Ｔ)ＤとＳＡ(Ｔ)Ｄ０を算出する。さらにＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４は、算出したＳＡ(Ｔ)ＤとＳＡ(Ｔ)Ｄ０をＣｏｓｔ導出部３１５に出力する。なお、ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４は、ＳＡ(Ｔ)ＤとＳＡ(Ｔ)Ｄ０の算出を式（２）と式（１０）を用いて予測モード毎に輝度信号の各ブロックに対して行う。
Ｃｏｓｔ導出部３１５は、ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４から供給されたＳＡ(Ｔ)ＤとＳＡ(Ｔ)Ｄ０を用いて式（１）の演算を行い、Ｃｏｓｔ値を算出してＣｏｓｔ比較部３１６に出力する。また、Ｃｏｓｔ導出部３１５は、輝度信号の各ブロックに対して、Ｃｏｓｔ値の算出を予測モード毎に行う。
Ｃｏｓｔ比較部３１６は、Ｃｏｓｔ導出部３１５で算出されたイントラ予測モード毎のＣｏｓｔ値を比較して、Ｃｏｓｔ値が最小となるイントラ予測モードを符号化対象ブロックにおける最適なイントラ予測モードに決定する。さらに、Ｃｏｓｔ比較部３１６は、輝度成分の符号化対象ブロック毎に決定したイントラ予測モードを、予測画作成部３１２と重み算出部３１７および可逆符号化部１６に通知する。
重み算出部３１７は、輝度成分のイントラ予測モードを、色差成分の予測モードに応じた予測方向毎のモードに振り分けて、振り分け後のモードのマクロブロック内の分布から予測方向の重みを算出する。重み算出部３１７は、例えばモード別重み算出部３１７ａと垂直方向重み加算部３１７ｂおよび水平方向重み加算部３１７ｃを有している。
モード別重み算出部３１７ａは、色差成分の符号化対象ブロックに対応する輝度成分の符号化対象ブロック、すなわちマクロブロック内の輝度成分の符号化対象ブロック毎に判別したイントラ予測モードの分布からイントラ予測モードの頻度に応じて、色差成分の垂直方向重みと水平方向重みを算出する。
垂直方向重み加算部３１７ｂは、マクロブロック内の輝度成分の符号化対象ブロックに対して決定されたイントラ予測モードの分布から垂直方向のブロック連続性に応じて、モード別重み算出部３１７ａで算出された垂直方向重みに対する加算を行う。
水平方向重み加算部３１７ｃは、マクロブロック内の輝度成分の符号化対象ブロックに対して決定されたイントラ予測モードの分布から水平方向のブロック連続性に応じて、モード別重み算出部３１７ａで算出された水平方向重みに対する加算を行う。
このようにして、重み算出部３１７は、色差成分の予測方向毎に重みを算出して、算出した重みを色差予測モード決定部３１８に出力する。
色差予測モード決定部３１８は、重み算出部３１７から供給された予測方向毎の重みを用いて、色差成分の最適なイントラ予測モードを決定して、決定した色差成分のイントラ予測モードを予測画作成部３１２と可逆符号化部１６に通知する。
＜４．イントラ予測モードについて＞
図３は、イントラ予測の処理対象となる（４×４）画素のブロックに属する画素信号ａ〜ｐと、ブロックの左側と左上側と上側と右上側に隣接するブロックにおいて、処理対象のブロックと隣接する画素信号Ａ〜Ｍの位置関係を説明するための図である。なお、画素信号Ａ〜Ｍは、処理対象のブロックと異なるピクチャあるいは異なるスライスに属する場合、「利用可能でない（unavailable）」画素信号であると判断される。
モード０：
モード０は「ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直）予測」である。モード０は、図３に示す画素信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用いて図４の（Ａ）および式（１２）のように生成する。なお、図４は、４×４イントラ予測モードを説明するための図である。
Figure 2010251952
モード１：
モード１は「ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ（水平）予測」である。モード１は、図３に示す画素信号Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを用いて図４の（Ｂ）および式（１３）のように生成する。
Figure 2010251952
モード２：
モード２は「ＤＣ予測」である。モード２において、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｌの全てが「利用可能」である場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｌを用いて図４の（Ｃ）および式（１４）のように生成する。
Figure 2010251952
また、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄの全てが上記「利用可能」でない場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄを用いて式（１５）のように生成する。
Figure 2010251952
また、図３に示す画素信号Ｉ〜Ｌの全てが上記「利用可能」でない場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ｉ〜Ｌを用いて式（１６）のように生成する。
Figure 2010251952
さらに、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｌの全てが上記「利用可能」でない場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値「１２８」を用いる。
モード３：
モード３は「ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ−ｌｅｆｔ予測」である。モード３は、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍを用いて図４の（Ｄ）および式（１７）のように生成する。
Figure 2010251952
モード４：
モード４は「ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ−ｒｉｇｈｔ予測」である。モード４は、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍを用いて図４の（Ｅ）および式（１８）のように生成する。
Figure 2010251952
モード５：
モード５は「ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｒｉｇｈｔ予測」である。モード５は、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍを用いて図４の（Ｆ）および式（１９）のように生成する。
Figure 2010251952
モード６：
モード６は「ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ−ｄｏｗｎ予測」である。モード６は、図３示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍを用いて図４の（Ｇ）および式（２０）のように生成する。
Figure 2010251952
モード７：
モード７は「ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｌｅｆｔ予測」である。モード７は、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍを用いて図４の（Ｈ）および式（２１）のように生成する。
Figure 2010251952
モード８：
モード８は「ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ−ｕｐ予測」である。モード８は、図３に示す画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部３１２は、ブロックの画素信号ａ〜ｐの予測値を、画素信号Ａ〜Ｄ，Ｉ〜Ｍを用いて図４の（Ｉ）および式（２２）のように生成する。
Figure 2010251952
また、色差信号の符号化対象ブロックの予測モードは、例えば垂直予測であるモード０、水平予測であるモード１、ＤＣ予測であるモード２のいずれかとする。
＜５．輝度成分イントラ予測動作＞
次に、輝度成分イントラ予測動作について説明する。図５は、輝度成分の１つの符号化対象ブロックに対するイントラ予測動作を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１でイントラ予測部３１は、原画の画素信号の読み出しを行う。イントラ予測部３１は、処理中マクロブロック画像メモリ部３１１に記憶している原画の輝度信号から、（４×４）画素である符号化対象ブロックの輝度信号をＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４に出力してステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ２でイントラ予測部３１は、予測画作成に必要な画素信号の読み出しを行う。イントラ予測部３１は、予測画作成に必要な画素信号（輝度信号）をフレームメモリ２５から読み出して予測画作成部３１２に供給してステップＳＴ３に進む。
ステップＳＴ３〜ステップＳＴ６は、輝度成分の符号化対象ブロックに対して各イントラ予測モードで行う処理を示している。ステップＳＴ４でイントラ予測部３１は、予測画の作成を予測画作成部３１２で行い予測画を予測画保存メモリ３１３に記憶させてステップＳＴ５に進む。
ステップＳＴ５でイントラ予測部３１は、Ｃｏｓｔ値の算出を行う。イントラ予測部３１は、符号化対象ブロックの原画の輝度信号とステップＳＴ４で生成した予測画の輝度信号を用いて、ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部３１４とＣｏｓｔ導出部３１５によってＣｏｓｔ値を算出する。
このステップＳＴ４，５の処理を、輝度信号のイントラ予測モード毎に行い、全てのイントラ予測モードについてＣｏｓｔ値の算出が完了したときステップＳＴ６からステップＳＴ７に進む。
ステップＳＴ７でイントラ予測部３１は、最適なイントラ予測モードの決定を行う。イントラ予測部３１のＣｏｓｔ比較部３１６は、輝度成分のイントラ予測モード毎に算出されたＣｏｓｔ値を比較して、Ｃｏｓｔ値が最も小さいモードを、符号化対象ブロックにおける最適なイントラ予測モードに決定する。
イントラ予測部３１は、図５に示すイントラ予測動作をマクロブロック内の各符号化対象ブロックについて行い、マクロブロック内の各符号化対象ブロックについてイントラ予測モードを決定する。
＜６．色差信号のイントラ予測動作＞
色差信号のイントラ予測動作では、マクロブロック内の輝度成分の符号化対象ブロックに対して決定されたイントラ予測モードを利用して、色差成分の予測方向毎に重みを算出して、算出した重みの比較結果から色差成分の最適な予測モードを決定する。例えば、色差成分のイントラ予測を（１６×１６）画素であるマクロブロック単位で行う場合、輝度信号の符号化対象ブロックが（４×４）画素であると、色差信号の符号化対象ブロック（１マクロブロック）に対応する輝度成分のブロック数は１６個となる。したがって、マクロブロック内の１６個のブロックについて決定されたイントラ予測モードに基づいて、垂直方向と水平方向の重みを算出する。さらに、算出した重みの比較結果から色差成分の最適な予測モードが、モード０（平均値予測），モード１（水平予測），モード２（垂直予測）のいずれであるか決定する。
ここで、輝度成分の予測モードは、モード０〜８が設けられており、モード０〜８を垂直方向と水平方向およびその他のモードに振り分けて、振り分け後のモードを用いて垂直方向や水平方向の重みの算出を行う。
表１は、輝度成分の予測モードと振り分け後のモードの対応関係を示している。例えば輝度成分の予測モードにおけるモード０は垂直方向の予測であることから、垂直方向のモードＶとする。輝度成分の予測モードにおけるモード３，５，７は予測方向が垂直方向に近いことから、モード３，５，７もモードＶとする。また、輝度成分の予測モードにおけるモード１は水平方向の予測であることから、水平方向のモードＨとする。輝度成分の予測モードにおけるモード６，８は予測方向が水平方向に近いことから、モード６，８もモードＨとする。なお、輝度成分の予測モードにおけるモード２，４は、モードＤＣとしてもよい。また、輝度信号の予測モードにおけるモード２，４を用いないで重みの算出を行うものとしてもよい。さらに、輝度成分の予測モードにおけるモード２，４を、垂直方向と水平方向の両方に該当するモードとしてよい。
Figure 2010251952
重みの算出では、振り分け後の各モードの頻度や色差成分の符号化対象ブロックの予め指定された領域における各モードの頻度を用いる。
また、重みの算出では、振り分け後のモードが一致する輝度成分のブロックの連続性や、振り分け後のモードが一致するブロックの連続する方向等を利用する。
また、重みの算出では、輝度成分のブロックに対応した加算値を用いる。加算値は、例えば表１のように、輝度成分のブロックにおけるイントラ予測モード毎に設定しておく。加算値は、垂直方向や水平方向と一致するモード（例えば輝度成分の予測モードにおけるモード０，１）であるとき大きな値とする。また、加算値は、垂直方向や水平方向に対して傾きを持ったモード（例えば輝度成分の予測モードにおけるモード３、５，６，７，８）であるとき、垂直方向や水平方向と一致するモードの加算値よりも小さな値に設定しておく。また、加算値は輝度成分のブロック毎に算出したＣｏｓｔ値やＳＡ(Ｔ)Ｄ値を用いてもよい。また、輝度成分の予測モードにおけるモード２，４を、垂直方向と水平方向の両方に該当するモードとする場合、他のモードよりも加算値を小さくする。
さらに、重みの算出では、これらを組み合わせて行うことで、色差成分のイントラ予測モードの決定を精度よく行えるようにしてもよい。
以下、重みの算出動作について説明する。図６は、精度よく色差成分のイントラ予測モードを決定するための重み算出動作を説明するための図である。この場合の重み算出動作では、色差成分の符号化対象ブロックの予め指定された領域における振り分け後の各モードの頻度と、振り分け後のモードが一致するブロックの所定方向の連続性を考慮して、予測方向毎の重みを算出する。
図６の（Ａ）は、色差成分の符号化対象ブロック（１マクロブロック）に対応する輝度成分の符号化対象ブロック毎に決定されたイントラ予測モードを示している。なお、図６の（Ａ）では、モードを括弧書きで示している。例えば、ブロック０はモード２、ブロック１はモード０、・・・、ブロック１５はモード２である。また、図６の（Ｂ）は、マクロブロック内の輝度成分の符号化対象ブロック毎に決定された予測モードを、表１に基づいて振り分けた後のモードを示している。さらに、図６の（Ｃ）は、算出した重みに基づいて決定された色差成分のイントラ予測モードを示している。
図７は、重み算出動作を示すフローチャートである。なお、図７では、各モードの頻度に応じて算出した重みに対して、モードが一致するブロックの所定の方向の連続数に応じた加算を行う場合を示している。
図７のステップＳＴ１１で重み算出部３１７は、マクロブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを取得する。重み算出部３１７のモード別重み算出部３１７ａは、色差成分のイントラ予測を行うマクロブロック内の輝度成分の各符号化対象ブロックのモードを、Ｃｏｓｔ比較部３１６から取得する。
ステップＳＴ１２で重み算出部３１７は、重みを初期化する。重み算出部３１７のモード別重み算出部３１７ａは、垂直方向重みと水平方向重みを初期化して、例えば垂直方向重みと水平方向重みを「０」としてステップＳＴ１３に進む。
ステップＳＴ１３で重み算出部３１７は、垂直方向の重み算出対象範囲を色差成分の符号化対象ブロックにおける上端１列のブロック領域としてステップＳＴ１４に進む。
ステップＳＴ１４で重み算出部３１７は、重み算出対象範囲に振り分け後のモードＶであるブロックが含まれているか判別する。重み算出部３１７は、モードＶであるブロックが含まれていると判別したときステップＳＴ１５に進む。また、重み算出部３１７は、モードＶであるブロックが含まれていないと判別したときステップＳＴ２０に進む。
ステップＳＴ１５で重み算出部３１７は、モードＶの頻度に応じた垂直方向重み加算を行う。重み算出部３１７のモード別重み算出部３１７ａは、重み算出対象範囲のブロックからモードＶであるブロックの加算値を合計して垂直方向重みとしてステップＳＴ１６に進む。例えば図６の（Ｂ）に示す場合、ブロック１，２，３がモードＶであり、ブロック１，２は輝度成分のイントラ予測モードがモード０であることから表１に示す加算値「２」を加算する。また、ブロック３は輝度成分のイントラ予測モードがモード５であることから表１に示す加算値「１」を加算する。したがって、垂直方向重みは「２＋２＋１＝５」となる。
ステップＳＴ１６で重み算出部３１７は重み算出対象範囲が色差成分の符号化対象ブロックにおける下端であるか否か判別する。重み算出部３１７は、重み算出対象範囲が色差成分の符号化対象ブロックにおける下端でないと判別したときステップＳＴ１７に進む。また、重み算出部３１７は、重み算出対象範囲が色差成分の符号化対象ブロックにおける下端であると判別したときステップＳＴ２０に進む。
ステップＳＴ１７で重み算出部３１７は垂直方向の重み算出対象範囲を１ブロック下に移動してステップＳＴ１８に進む。
ステップＳＴ１８で重み算出部３１７はモードＶであるブロックが垂直方向に連続しているか否か判別する。重み算出部３１７は、モードＶであるブロックが垂直方向に連続していると判別したときステップＳＴ１９に進む。また、重み算出部３１７は、モードＶであるブロックが連続していないと判別したときステップＳＴ１６に戻る。
ステップＳＴ１９で重み算出部３１７は垂直方向重みの加算処理を行う。重み算出部３１７の垂直方向重み加算部３１７ｂは、垂直方向に連続しているブロックの加算値を垂直方向重みに加算して、新たな垂直方向重みとしてステップＳＴ１６に戻る。例えば図６の（Ｂ）に示す場合、ブロック１に対してモードＶであるブロック５が垂直方向に連続している。また、ブロック５に対してモードＶであるブロック９が垂直方向に連続している。したがって、ブロック５における輝度成分の予測モードがモード０であることから、ブロック５に対応する加算値「２」を垂直方向重みに加算する。さらにブロック９における輝度成分の予測モードがモード５であることから、ブロック９に対応する加算値「１」を垂直方向重みに加算する。このため、垂直方向重みは「８」となる。
このように、ステップＳＴ１３からステップＳＴ１９の処理を行うと、振り分け後のモードの分布に基づいた垂直方向重みを算出できる。すなわち、色差成分の符号化対象ブロックの予め指定された領域における振り分け後の各モードの頻度と、振り分け後のモードが一致するブロックの垂直方向の連続性を考慮した垂直方向重みを算出できる。
ステップＳＴ２０で重み算出部３１７は、水平方向の重み算出対象範囲を色差成分の符号化対象ブロックにおける左端１列のブロック領域としてステップＳＴ２１に進む。
ステップＳＴ２１で重み算出部３１７は、重み算出対象範囲に振り分け後のモードＨであるブロックが含まれているか判別する。重み算出部３１７は、モードＨであるブロックが含まれていると判別したときステップＳＴ２２に進みむ。また、重み算出部３１７は、モードＨであるブロックが含まれていないと判別したとき処理を終了する。
ステップＳＴ２２で重み算出部３１７は、モードＨの頻度に応じた水平方向重み加算を行う。重み算出部３１７のモード別重み算出部３１７ａは、重み算出対象範囲のブロックからモードＨであるブロックの加算値を合計して水平方向重みとしてステップＳＴ２３に進む。例えば図６の（Ｂ）に示す場合、ブロック４，１２がモードＨであり、ブロック４は輝度成分のイントラ予測モードがモード８であることから表１に示す加算値「１」を加算する。また、ブロック１２は輝度成分のイントラ予測モードがモード１であることから表１に示す加算値「２」を加算する。したがって、水平方向重みは「３」となる。
ステップＳＴ２３で重み算出部３１７は重み算出対象範囲が色差成分の符号化対象ブロックにおける右端であるか否か判別する。重み算出部３１７は、重み算出対象範囲が色差成分の符号化対象ブロックにおける右端でないと判別したときステップＳＴ２４に進む。また、重み算出部３１７は、重み算出対象範囲が色差成分の符号化対象ブロックにおける右端であると判別したとき処理を終了する。
ステップＳＴ２４で重み算出部３１７は水平方向の重み算出対象範囲を１ブロック右に移動してステップＳＴ２５に進む。
ステップＳＴ２５で重み算出部３１７はモードＨであるブロックが水平方向に連続しているか否か判別する。重み算出部３１７は、モードＨであるブロックが水平方向に連続していると判別したときステップＳＴ２６に進む。また、重み算出部３１７は、モードＨであるブロックが水平方向に連続していないと判別したときステップＳＴ２３に戻る。
ステップＳＴ２６で重み算出部３１７は水平方向重みの加算処理を行う。重み算出部３１７の水平方向重み加算部３１７ｂは、水平方向に連続しているブロックの加算値を水平方向重みに加算して、新たな水平方向重みとしてステップＳＴ２３に戻る。例えば図６の（Ｂ）に示す場合、ブロック１２に対してモードＨであるブロック１３が水平方向に連続している。また、ブロック１３に対してモードＨであるブロック１４が水平方向に連続している。したがって、ブロック１３，１４における輝度成分の予測モードがモード８であることから、ブロック１３，１４に対応する加算値「１」をそれぞれ水平方向重みに加算する。このため、水平方向重みは「５」となる。
このように、ステップＳＴ２０からステップＳＴ２６の処理を行うと、振り分け後のモードの分布に基づいた水平方向重みを算出できる。すなわち、色差成分の符号化対象ブロックの予め指定された領域における振り分け後の各モードの頻度と、振り分け後のモードが一致するブロックの水平方向の連続性を考慮した水平方向重みを算出できる。
次に、算出した重みの比較結果から最適な予測モードを決定する予測モード決定動作について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳＴ３１で色差予測モード決定部３１８は、閾値を設定する。色差予測モード決定部３１８は、算出した重みが予測モードの決定に対して意味のある大きさの値となっているか否かを判別する閾値を設定する。
ステップＳＴ３２で色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みが共に閾値よりも大きいか否か判別する。色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みが共に閾値よりも大きいと判別したときステップＳＴ３３に進む。また、色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みのいずれか一方または両方が閾値以下であると判別したときステップＳＴ３４に進む。
ステップＳＴ３３で色差予測モード決定部３１８は、色差成分の符号化対象ブロック（１マクロブロック）の予測モードをモード０（平均値予測）に決定して予測モード決定動作を終了する。
ステップＳＴ３４で色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みが閾値よりも大きいか否か判別する。色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みが閾値よりも大きいと判別したときステップＳＴ３５に進む。また、色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みが閾値以下であると判別したときステップＳＴ３６に進む。
ステップＳＴ３５で色差予測モード決定部３１８は、色差成分の符号化対象ブロック（１マクロブロック）の予測モードをモード２（垂直予測）に決定して予測モード決定動作を終了する。
ステップＳＴ３６で色差予測モード決定部３１８は、水平方向重みが閾値よりも大きいか否か判別する。色差予測モード決定部３１８は、水平方向重みが閾値よりも大きいと判別したときステップＳＴ３７に進む。また、色差予測モード決定部３１８は、水平方向重みが閾値以下であると判別したときステップＳＴ３８に進む。
ステップＳＴ３７で色差予測モード決定部３１８は、色差成分の符号化対象ブロック（１マクロブロック）の予測モードをモード１（水平予測）に決定して予測モード決定動作を終了する。
ステップＳＴ３８で色差予測モード決定部３１８は、色差成分の符号化対象ブロック（１マクロブロック）の予測モードをモード０（平均値予測）に決定して予測モード決定動作を終了する。
例えば、図７に示す処理を行うと、垂直方向重みが「８」、水平方向重みが「５」となる。ここで、図８のステップＳＴ３１で閾値が「６」に設定されていると、ステップＳＴ３５の処理が行われて、図６の（Ｃ）に示すように色差成分の符号化対象ブロックはモード２（垂直予測）に決定される。
このように、輝度成分の予測モードを利用して、色差成分の予測モードを決定すれば、色差信号を用いてＳＡ(Ｔ)Ｄの演算やＣｏｓｔ値の導出を行う必要がないので、画像処理装置のハードウェア規模を削減することができる。また信号処理の負荷も軽減することができる。
例えば、色差信号についてＳＡ(Ｔ)Ｄの演算やＣｏｓｔ値の導出を行う従来手法では、ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算回数が３２回必要になる。３２回の内訳は、４（イントラクロマモードのモード数）×４（８×８ブロック内の４×４のブロック数）×２（色差信号のＣｂ，Ｃｒの成分）となる。また、４×４のＳＡＤの計算は、式（１）に示すように１６回の引き算と１６回の足し算が必要になる。さらに、４×４のＳＡ(Ｔ)Ｄの計算は、式（２）に示すように１６回の引き算と１６回の足し算および２次元の直交変換が必要になる。
これに対して、４×４の輝度成分のイントラ予測モードを用いる場合、比較が最大３７回、加算が最大３２回でよい。例えば、輝度成分のイントラ予測モードが垂直方向であるかの判定は、最大で４（１マクロブロック内の列方向の４×４のブロック数）×４（１マクロブロック内の行方向の４×４のブロック個数）の１６回となる。輝度成分のイントラ予測モードが水平方向であるかの判定は、最大で（１マクロブロック内の列方向の４×４のブロック数）×４（１マクロブロック内の行方向の４×４のブロック個数）の１６回となる。さらに、垂直方向重みと水平方向重みを閾値と比較する回数が最大で３回となるので、比較は最大で３７回となる。
さらに、色差信号からＳＡ(Ｔ)Ｄを求める必要がなく、色差成分の画素信号を用意しておく必要がないので、メモリ素子の削減、帯域の削減の効果がある。例えば、色差信号のＳＡ(Ｔ)Ｄを求める場合、上側に隣接する１ライン分の画素と現在処理中のマクロブロック内の画素と予測画を保存するためのメモリが必要となる。ここで、画像信号がＹＵＶ４２０で１９２０画素×１０８０ラインであると、上側に隣接する１ラインの画素を保存するため、１９２０画素（Ｃｂ成分９６０画素、Ｃｒ成分９６０画素）の画素信号を保存するメモリが必要である。また、現在処理中のマクロブロック内の画素を保存するため、１２８画素（Ｃｂ成分については８×８の６４画素、Ｃｒ成分については８×８の６４画素）の画素信号を保存するメモリが必要である。さらに予測画を保存するため５１２画素（１２８画素×４モード）の信号を記憶するメモリが必要である。しかし、４×４の輝度成分のイントラ予測モードを用いる場合、輝度成分のイントラ予測モードを１６ブロック分保存するメモリを用いるだけでよい。
＜７．重みの算出と予測モードの決定について他の方法（１）＞
ところで、重みの算出や予測モードの決定は、図７と図８に示す処理に限られない。次に、重みの算出と予測モードの決定について他の方法を説明する。図９は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、モードの頻度のみを用いる場合を示している。
重み算出部３１７は、色差成分の符号化対象ブロックに対応する輝度成分の１６個の符号化対象ブロックの予測モードに対して表１に基づいたモードの振り分けを行う。図９の（Ａ）は、振り分け後のモードを例示している。重み算出部３１７は、垂直方向重みとしてモードＶのブロック数を用いる。また、重み算出部３１７は水平方向重みとしてモードＨのブロック数を用いる。さらに、重み算出部３１７はモードＨおよびモードＶでないブロックをモードＤＣのブロックとして、モードＤＣのブロック数をモードＤＣ重みとして算出する。例えば、振り分け後のモードが図９の（Ａ）である場合、重み算出部３１７は、モードＶのブロック数が「８」であることから垂直方向重みを「８」とする。また、重み算出部３１７は、モードＨのブロック数が「３」であることから水平方向重みを「３」とする。また、モードＨおよびモードＶでないブロック数が「５」であることから、モードＤＣ重みを「５」とする。
色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みとモードＤＣ重みから、値が最も大きい重みを選択して、選択された重みに対応するモードを、色差成分の予測モードに決定する。例えば、図９の（Ａ）である場合、垂直方向重みが最も大きい値であることから、図９の（Ｂ）に示すように、色差成分の予測モードをモード２（垂直予測）に決定する。
このように、モードＶやモードＨ等のブロック数を重みとして、最も値の大きい重みに対応するモードを、色差成分の予測モードに決定することで、簡単に色差成分の予測モードを決定することができる。
＜８．重みの算出と予測モードの決定について他の方法（２）＞
図１０は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、各モードの頻度と、輝度成分の予測モードに応じた加算値を用いる場合を示している。
重み算出部３１７は、色差成分の符号化対象ブロックに対応する輝度成分の１６個の符号化対象ブロックの予測モードに対して表１に基づいたモードの振り分けを行う。図１０の（Ａ）は、振り分け後のモードを例示している。なお、図１０の（Ａ）の各ブロックにおいて、輝度成分の予測モードに応じた加算値は、括弧書きしたように例えば「１」とする。
重み算出部３１７は、モードＶのブロック数と垂直方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶにおけるモードＶの加算値を用いて垂直方向重みを算出する。また、重み算出部３１７は、モードＨのブロック数と水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＨにおけるモードＨのブロックの加算値を用いて水平方向重みを算出する。さらに、重み算出部３１７は、モードＤＣのブロック数と垂直方向および水平方向重みを算出するために予め指定された領域の共通部分のモードＤＣの加算値を用いてモードＤＣ重みを算出する。なお、モードＤＣは、モードＨおよびモードＶでないブロックとする。ここで、例えば振り分け後のモードが図１０の（Ａ）である場合について説明する。重み算出部３１７は、モードＶのブロック数が「６」であり、垂直方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶにおけるモードＶであるブロック１，２，３の加算値が「１」であることから、垂直方向重みを「６＋３」とする。また、重み算出部３１７は、モードＨのブロック数が「５」であり、水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＨにおけるモードＨであるブロック４，１２の加算値が「１」であることから水平方向重みを「５＋２」とする。さらに、重み算出部３１７は、モードＤＣのブロック数が「５」であり、垂直方向と水平方向重みを算出するために予め指定された領域におけるモードＤＣであるブロック０の加算値が「１」であることからモードＤＣ重みを「５＋１」とする。
色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みとモードＤＣ重みから、値が最も大きい重みを選択して、選択された重みに対応するモードを、色差成分の予測モードに決定する。例えば、図１０の（Ａ）である場合、垂直方向重みが最も大きい値であることから、図１０の（Ｂ）に示すように、色差成分の予測モードをモード２（垂直予測）に決定する。
このように、各モードの頻度と、輝度成分の予測モードに応じた加算値を用いて色差成分の予測モードを決定することができる。なお、モードＤＣ重みの算出において、垂直方向重みを算出するために予め指定された領域のモードＤＣの加算値と、水平方向重みを算出するために予め指定された領域のモードＤＣの加算値を用いることもできる。
＜９．重みの算出と予測モードの決定について他の方法（３）＞
図１１は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、重みを算出するために予め指定された領域における各モードの頻度のみを用いる場合を示している。
重み算出部３１７は、色差成分の符号化対象ブロックに対応する輝度成分の１６個の符号化対象ブロックの予測モードに対して表１に基づいたモードの振り分けを行う。図１１の（Ａ）は、振り分け後のモードを例示している。
重み算出部３１７は、垂直方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶにおけるモードＶのブロック数を垂直方向重みとする。また、重み算出部３１７は、水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＨにおけるモードＨのブロック数を水平方向重みとする。さらに、重み算出部３１７はモードＨおよびモードＶでないブロックをモードＤＣのブロックとして、垂直方向および水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶ，ＰＨのモードＤＣのブロック数をモードＤＣ重みとする。例えば、振り分け後のモードが図１１の（Ａ）である場合、重み算出部３１７は、垂直方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶにおいて、ブロック１，２，３がモードＶであることから垂直方向重みを「３」とする。また、重み算出部３１７は、水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＨにおいて、ブロック４，１２がモードＨであることから水平方向重みを「２」とする。また、重み算出部３１７は、領域ＰＶと領域ＰＨにおいて、ブロック０，８がモードＤＣであることからモードＤＣ重みを「２」とする。
色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みとモードＤＣ重みから、値が最も大きい重みを選択して、選択された重みに対応するモードを、色差成分の予測モードに決定する。例えば、図１１の（Ａ）である場合、垂直方向重みが最も大きい値であることから、図１１の（Ｂ）に示すように、色差成分の予測モードをモード２（垂直予測）に決定する。
このように、予め指定された領域における各モードの頻度のみを用いて色差成分の予測モードを決定することができる。
＜１０．重みの算出と予測モードの決定について他の方法（４）＞
図１２は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法を示した図である。図１２を用いて説明する他の方法は、モードの頻度に応じて算出した垂直方向の重みにモードＶのブロック連続数に応じた重みを加え、モードの頻度に応じて算出した水平方向の重みにモードＨのブロック連続数に応じた重みを加える場合を示している。なお、図１２では、マクロブロックの上端に位置するブロックからの垂直方向の連続数と、左端に位置するブロックからの水平方向の連続数を用いている。
重み算出部３１７は、色差成分の符号化対象ブロックに対応する輝度成分の１６個の符号化対象ブロックの予測モードに対して表１に基づいたモードの振り分けを行う。図１２の（Ａ）は、振り分け後のモードを例示している。
重み算出部３１７は、垂直方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶにおけるモードＶのブロック数と、領域ＰＶにおけるモードＶのブロックから垂直方向に連続するブロック数を加算して垂直方向重みとする。また、重み算出部３１７は、水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＨにおけるモードＨのブロック数と、領域ＰＨにおけるモードＨのブロックから水平方向に連続するブロック数を加算して水平方向重みとする。例えば、振り分け後のモードが図１２の（Ａ）である場合について説明する。重み算出部３１７は、垂直方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＶにおいて、ブロック１，２，３がモードＶであり、モードＶであるブロック５がブロック１に対して垂直方向に連続していることから垂直方向重みを「３＋１」とする。また、重み算出部３１７は、水平方向重みを算出するために予め指定された領域ＰＨにおいて、ブロック４，１２がモードＨであり、モードＨであるブロック１３がブロック１２に対して水平方向に連続していることから水平方向重みを「２＋１」とする。
色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みと予め設定した閾値を用いて、図８に示す予測モード決定動作を行い色差成分の予測モードがモード０〜２のいすれであるか決定する。例えば、図１２の（Ａ）である場合、閾値が「３」に設定されていると、図１２の（Ｂ）に示すように、色差成分の予測モードはモード２（垂直予測）に決定される。
このように、各モードの頻度と、モードが一致する輝度成分のブロックの連続性および連続する方向を用いて色差成分の予測モードを決定することができる。なお、連続性は、マクロブロック内におけるの垂直方向のブロック連続数や水平方向のブロック連続数に応じて垂直方向や水平方向の重みの加算を行うこともできる。
＜１１．重みの算出と予測モードの決定について他の方法（５）＞
図１３は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、輝度成分の予測モードを決定するために算出されている符号化効率を示す値、例えばＳＡ(Ｔ)Ｄやｃｏｓｔ値を用いるものとしてもよい。
重み算出部３１７は、色差成分の符号化対象ブロックに対応する輝度成分の１６個の符号化対象ブロックの予測モードに対して表１に基づいたモードの振り分けを行う。図１３の（Ａ）は、振り分け後のモードを例示している。なお、図１３の（Ａ）では、各ブロックにおけるＳＡ(Ｔ)Ｄの値を括弧書きで示している。
重み算出部３１７は、モードＶのブロックのＳＡ(Ｔ)Ｄを加算して垂直方向重みとする。また、重み算出部３１７は、モードＨのブロックのＳＡ(Ｔ)Ｄを加算して水平方向重みとする。さらに、重み算出部３１７はモードＨおよびモードＶでないブロックをモードＤＣのブロックとして、モードＤＣのブロックのＳＡ(Ｔ)Ｄを加算してモードＤＣ重みとする。例えば、振り分け後のモードが図１３の（Ａ）である場合、重み算出部３１７は、ブロック２，４，５，７、１０，１１，１２，１４がモードＶであることから垂直方向重みを「ｓ２＋ｓ４＋ｓ５＋ｓ７＋ｓ１０＋ｓ１１＋ｓ１２＋ｓ１４」とする。また、重み算出部３１７は、ブロック１，３，１３がモードＨであることから水平方向重みを「ｓ１＋ｓ３＋ｓ１３」とする。さらに、重み算出部３１７は、ブロック０，６，８，９，１５がモードＤＣであることからモードＤＣ重みを「ｓ０＋ｓ６＋ｓ８＋ｓ９＋ｓ１５」とする。
色差予測モード決定部３１８は、垂直方向重みと水平方向重みとモードＤＣ重みから、コストが最も小さいモードを、色差成分の予測モードに決定する。例えば、図１１の（Ａ）である場合、垂直方向重みが最も小さいとき、図１３の（Ｂ）に示すように、色差成分の予測モードをモード２（垂直予測）に決定する。
このように、輝度成分の予測モードに対して設定された加算値のみを用いて色差成分の予測モードを決定することができる。
さらに、図示せずも、輝度成分の符号化対象ブロック毎に算出されている符号化効率を示す値、例えばＳＡ(Ｔ)ＤやＣｏｓｔ値に応じて重み加算値を設定して、モードの頻度や連続性に応じて求めた垂直方向や水平方向重みに、この重みの算出に用いたブロックの重み加算値を加算してもよい。例えば、ＳＡ(Ｔ)ＤやＣｏｓｔ値が小さいときは重み加算値を大きく、ＳＡ(Ｔ)ＤやＣｏｓｔ値が大きいときは重み加算値を小さくする。このように重み加算値を設定して、ＳＡ(Ｔ)ＤやＣｏｓｔ値に応じて垂直方向や水平方向重みに対する重み付けを行うことで、単にブロックの数だけで垂直方向や水平方向重みを決定する場合に比べてより最適な予測モードを決定できる。
以上、重みの算出と予測モードの決定についていくつかの方法を例示したが、重みの算出は、上述のように、振り分け後の各モードの頻度や色差成分の符号化対象ブロックの予め指定された領域における各モードの頻度、振り分け後のモードが一致する輝度成分のブロックの連続性、振り分け後のモードが一致するブロックの連続する方向、輝度成分のブロックに対応した加算値等、選択的にあるいは組み合わせて用いて行い、算出された重みを比較して、色差成分のイントラ予測モードを決定すればよい。
＜１２．ソフトウェア処理で画像符号化を行う場合の構成＞
ところで、画像符号化装置は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータ装置であってもよい。
図１４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータ装置の構成を例示した図である。コンピュータ装置６０のＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２、または記録部６８に記録されているコンピュータ・プログラムにしたがって各種の処理を実行する。
ＲＡＭ６３には、ＣＰＵ６１が実行するコンピュータ・プログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、およびＲＡＭ６３は、バス６４により相互に接続されている。
ＣＰＵ６１にはまた、バス６４を介して入出力インターフェース６５が接続されている。入出力インターフェース６５には、タッチパネルやキーボード、マウス、マイクロフォンなどの入力部６６、ディスプレイなどよりなる出力部６７が接続されている。ＣＰＵ６１は、入力部６６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、ＣＰＵ６１は、処理の結果を出力部６７に出力する。
入出力インターフェース６５に接続されている記録部６８は、例えばハードディスクからなり、ＣＰＵ６１が実行するコンピュータ・プログラムや各種のデータを記録する。通信部６９は、インターネットやローカルエリアネットワークなどのネットワークやディジタル放送といった有線または無線の通信媒体を介して外部の装置と通信する。また、コンピュータ装置６０は、通信部６９を介してコンピュータ・プログラムを取得し、ＲＯＭ６２や記録部６８に記録してもよい。
ドライブ７０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどのリムーバブルメディア７２が装着されたとき、それらを駆動して、記録されているコンピュータ・プログラムやデータなどを取得する。取得されたコンピュータ・プログラムやデータは、必要に応じてＲＯＭ６２やＲＡＭ６３または記録部６８に転送される。
ＣＰＵ６１は、上述した一連の処理を行うコンピュータ・プログラムを読み出して実行して、記録部６８やリムーバブルメディア７２に記録されている画像信号や、通信部６９を介して供給された画像信号に対する符号化処理を行う。
なお、本発明は、上述した発明の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この発明の実施の形態は、例示という形態で本発明を開示しており、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
この発明の画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラムでは、符号化対象画像が（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割されて、該第１ブロックを複数に分割して設けた符号化対象ブロック毎に、輝度成分の最適イントラ予測モードが決定される。さらに、第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に決定した輝度成分の最適イントラ予測モードを用いて予測方向重みの算出を行い、該予測方向重みから第１ブロックに対する色差成分の最適イントラ予測モードが決定される。このため、色差成分の最適イントラ予測モードを決定するためのコスト値の算出を行う必要がなく、簡単な構成で容易に色差成分の最適イントラ予測モードを決定できる。したがって、画像信号を記録する記録装置や画像信号の編集処理を行う編集装置等に好適である。
１０・・・画像符号化装置、１１・・・Ａ／Ｄ変換部、１２・・・画面並び替えバッファ、１３・・・減算部、１４・・・直交変換部、１５・・・量子化部、１６・・・可逆符号化部、１７・・・蓄積バッファ、１８・・・レート制御部、２１・・・逆量子化部、２２・・・逆直交変換部、２３・・・加算部、２４・・・デブロックフィルタ、２５・・・フレームメモリ、３１・・・イントラ予測部、３１ａ・・・輝度成分イントラ予測部、３１ｂ・・・色差成分イントラ予測部、３２・・・動き予測部、３３・・・イントラ／インターモード判定部、３４・・・セレクタ、６０・・・コンピュータ装置、６１・・・ＣＰＵ、６２・・・ＲＯＭ、６３・・・ＲＡＭ、６４・・・バス、６５・・・入出力インターフェース、６６・・・入力部、６７・・・出力部、６８・・・記録部、６９・・・通信部、７０・・・ドライブ、７２・・・リムーバブルメディア、３１１・・・処理中マクロブロック画像メモリ部、３１２・・・予測画作成部、３１３・・・予測画保存メモリ、３１４・・・ＳＡ(Ｔ)Ｄ演算部、３１５・・・Ｃｏｓｔ導出部、３１６・・・比較部、３１７・・・重み算出部、３１７ａ・・・モード別重み算出部、３１７ｂ・・・垂直方向重み加算部、３１７ｃ・・・水平方向重み加算部、３１８・・・色差予測モード決定部

Claims (11)

  1. 符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する輝度成分イントラ予測部と、
    前記第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定する色差成分イントラ予測部と
    を備える画像符号化装置。
  2. 前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のイントラ予測モードを、前記予測方向毎のモードに振り分けて、該振り分け後のモードの前記第１ブロック内の分布から前記予測方向の重みの算出を行う
    請求項１記載の画像符号化装置。
  3. 前記色差成分イントラ予測部は、前記第１ブロック内の前記予測方向毎のモードの頻度を前記予測方向の重みとする
    請求項２記載の画像符号化装置。
  4. 前記色差成分イントラ予測部は、前記第１ブロックおいて、予測方向が垂直方向であるモードの連続数に応じた重みを垂直方向の重みに加え、予測方向が水平方向であるモードの連続数に応じた重みを水平方向の重みに加える
    請求項３記載の画像符号化装置。
  5. 前記色差成分イントラ予測部は、前記第１ブロック内の上端に位置する符号化対象ブロックの領域において、予測方向が垂直方向であるモードの頻度を垂直方向の重みとして、前記第１ブロックの左端に位置する符号化対象ブロックの領域において、予測方向が水平方向であるモードの頻度を水平方向の重みとする
    請求項３記載の画像符号化装置。
  6. 前記色差成分イントラ予測部は、前記垂直方向であるモードの連続数として前記第１ブロックの上端からの連続数を用い、前記水平方向であるモードの連続数として前記第１ブロックの左端からの連続数を用いる
    請求項４記載の画像符号化装置。
  7. 前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のモード０（ｖｅｒｔｉｃａｌ）、モード３（ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ−ｌｅｆｔ）、モード５（ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｒｉｇｈｔ）、モード７（ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｌｅｆｔ）を予測方向が垂直方向であるモード、前記輝度成分のモード１、モード６、モード８を予測方向が水平方向であるモードとする
    請求項２記載の画像符号化装置。
  8. 前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のモード２（ＤＣ）、モード４（ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ−ｒｉｇｈｔ）を予測方向が垂直方向であるモードと予測方向が水平方向であるモードの両方に該当するモードとする
    請求項７記載の画像符号化装置。
  9. 前記輝度成分イントラ予測部は、符号化対象ブロック毎にイントラ予測モード毎の符号化効率を示す値を算出して、該符号化効率が最小となるモードを前記輝度成分のイントラ予測モードに決定し、
    前記色差成分イントラ予測部は、前記イントラ予測モードの符号化効率を示す値による重みを予測方向の重みに加えて前記色差成分のイントラ予測モードの決定を行う
    請求項２記載の画像符号化装置。
  10. 輝度成分イントラ予測部によって、符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定するステップと、
    色差成分イントラ予測部によって、前記第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定するステップと
    を具備する画像符号化方法。
  11. コンピュータを、
    符号化対象画像を（Ｍ×Ｍ）画素から構成される第１ブロックに分割して、該第１ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する機能手段と、
    前記第１ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第１ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定する機能手段として機能させるためのコンピュータ・プログラム。
JP2009097825A 2009-04-14 2009-04-14 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム Expired - Fee Related JP5158003B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009097825A JP5158003B2 (ja) 2009-04-14 2009-04-14 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム
US12/732,513 US20100260261A1 (en) 2009-04-14 2010-03-26 Image encoding apparatus, image encoding method, and computer program
TW99110366A TW201112771A (en) 2009-04-14 2010-04-02 Image encoding apparatus, image encoding method, and computer program
CN201010156630A CN101867824A (zh) 2009-04-14 2010-04-06 图像编码设备、图像编码方法
KR20100031283A KR20100113981A (ko) 2009-04-14 2010-04-06 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법, 및 컴퓨터 프로그램
EP20100159213 EP2242275A1 (en) 2009-04-14 2010-04-07 Image encoding apparatus, image encoding method, and computer program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009097825A JP5158003B2 (ja) 2009-04-14 2009-04-14 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010251952A true JP2010251952A (ja) 2010-11-04
JP5158003B2 JP5158003B2 (ja) 2013-03-06

Family

ID=42357430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009097825A Expired - Fee Related JP5158003B2 (ja) 2009-04-14 2009-04-14 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100260261A1 (ja)
EP (1) EP2242275A1 (ja)
JP (1) JP5158003B2 (ja)
KR (1) KR20100113981A (ja)
CN (1) CN101867824A (ja)
TW (1) TW201112771A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2739058A2 (en) 2012-11-30 2014-06-04 Canon Kabushiki Kaisha Image coding apparatus, image coding method, and program
JP2015095687A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 日本電信電話株式会社 映像符号化装置
JP2016042615A (ja) * 2014-08-13 2016-03-31 沖電気工業株式会社 映像符号化装置、方法及びプログラム
CN113489974A (zh) * 2021-07-02 2021-10-08 浙江大华技术股份有限公司 帧内预测方法、视频/图像编解码方法及相关装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110068792A (ko) 2009-12-16 2011-06-22 한국전자통신연구원 적응적 영상 부호화 장치 및 방법
KR20120086232A (ko) * 2011-01-25 2012-08-02 (주)휴맥스 율-왜곡 최적화를 위한 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 수행하는 장치
KR102124495B1 (ko) * 2010-04-09 2020-06-19 엘지전자 주식회사 비디오 데이터 처리 방법 및 장치
US9219921B2 (en) 2010-04-12 2015-12-22 Qualcomm Incorporated Mixed tap filters
US8902978B2 (en) 2010-05-30 2014-12-02 Lg Electronics Inc. Enhanced intra prediction mode signaling
CN105763875B (zh) * 2010-07-15 2019-05-14 三菱电机株式会社 图像解码装置及其方法和图像编码装置及其方法
KR101857935B1 (ko) 2010-09-30 2018-05-14 선 페이턴트 트러스트 화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치, 프로그램 및 집적 회로
JP5850214B2 (ja) * 2011-01-11 2016-02-03 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体
SG10202008690XA (en) * 2011-01-12 2020-10-29 Mitsubishi Electric Corp Moving image encoding device, moving image decoding device, moving image encoding method, and moving image decoding method
CN102695061B (zh) * 2011-03-20 2015-01-21 华为技术有限公司 一种权重因子的确定方法和装置,以及一种帧内加权预测方法和装置
WO2012176405A1 (ja) * 2011-06-20 2012-12-27 株式会社Ｊｖｃケンウッド 画像符号化装置、画像符号化方法及び画像符号化プログラム、並びに画像復号装置、画像復号方法及び画像復号プログラム
CN103650512B (zh) * 2011-07-12 2017-04-19 英特尔公司 基于亮度的色度帧内预测
JP6034010B2 (ja) * 2011-10-24 2016-11-30 ソニー株式会社 符号化装置、符号化方法、およびプログラム
PL3588949T3 (pl) 2011-10-28 2021-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Sposób i urządzenie do predykcji wewnątrzramkowej wideo
GB2501535A (en) * 2012-04-26 2013-10-30 Sony Corp Chrominance Processing in High Efficiency Video Codecs
KR102134367B1 (ko) * 2012-09-10 2020-07-15 선 페이턴트 트러스트 화상 부호화 방법, 화상 복호화 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호화 장치, 및 화상 부호화 복호화 장치
WO2018105759A1 (ko) * 2016-12-05 2018-06-14 엘지전자(주) 영상 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치
BR112019019702A2 (pt) * 2017-03-21 2020-04-14 Lg Electronics Inc método de transformada em sistema de codificação de imagem e aparelho para o mesmo
JP7424982B2 (ja) * 2018-08-15 2024-01-30 日本放送協会 画像符号化装置、画像復号装置、及びプログラム
WO2020111982A1 (en) 2018-11-26 2020-06-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Method of intra predicting a block of a picture

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007104117A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Seiko Epson Corp 画像処理装置及び画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
JP2007267414A (ja) * 2007-05-24 2007-10-11 Toshiba Corp フレーム内画像符号化方法及びその装置
JP2007323567A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Nec Electronics Corp 乗算器及びフィルタ処理装置
JP2008172599A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Mitsubishi Electric Corp 動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像符号化方法、および動画像復号方法
JP2009021927A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、符号化方法のプログラム及び符号化方法のプログラムを記録した記録媒体
JP2009049513A (ja) * 2007-08-14 2009-03-05 Canon Inc 動画像符号化装置及び動画像符号化方法
JP2010177809A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Toshiba Corp 動画像符号化装置および動画像復号装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7289672B2 (en) * 2002-05-28 2007-10-30 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for image intra-prediction mode estimation
JP4127818B2 (ja) * 2003-12-24 2008-07-30 株式会社東芝 動画像符号化方法及びその装置
US8743956B2 (en) * 2004-02-20 2014-06-03 Nec Corporation Image encoding method, device thereof, and control program thereof
JP2006005438A (ja) 2004-06-15 2006-01-05 Sony Corp 画像処理装置およびその方法
CN1819657A (zh) * 2005-02-07 2006-08-16 松下电器产业株式会社 图像编码装置和图像编码方法
KR100772390B1 (ko) * 2006-01-23 2007-11-01 삼성전자주식회사 방향 보간 방법 및 그 장치와, 그 보간 방법이 적용된부호화 및 복호화 방법과 그 장치 및 복호화 장치
JP4569840B2 (ja) * 2007-09-12 2010-10-27 ソニー株式会社 画像符号化装置、画像符号化方法
EP2187648A4 (en) * 2007-09-12 2012-07-11 Sony Corp IMAGE PROCESSING DEVICE AND IMAGE PROCESSING METHOD
JP2009097825A (ja) 2007-10-18 2009-05-07 Panasonic Corp 貯湯槽

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007104117A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Seiko Epson Corp 画像処理装置及び画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
JP2007323567A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Nec Electronics Corp 乗算器及びフィルタ処理装置
JP2008172599A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Mitsubishi Electric Corp 動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像符号化方法、および動画像復号方法
JP2007267414A (ja) * 2007-05-24 2007-10-11 Toshiba Corp フレーム内画像符号化方法及びその装置
JP2009021927A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、符号化方法のプログラム及び符号化方法のプログラムを記録した記録媒体
JP2009049513A (ja) * 2007-08-14 2009-03-05 Canon Inc 動画像符号化装置及び動画像符号化方法
JP2010177809A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Toshiba Corp 動画像符号化装置および動画像復号装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2739058A2 (en) 2012-11-30 2014-06-04 Canon Kabushiki Kaisha Image coding apparatus, image coding method, and program
JP2015095687A (ja) * 2013-11-08 2015-05-18 日本電信電話株式会社 映像符号化装置
JP2016042615A (ja) * 2014-08-13 2016-03-31 沖電気工業株式会社 映像符号化装置、方法及びプログラム
CN113489974A (zh) * 2021-07-02 2021-10-08 浙江大华技术股份有限公司 帧内预测方法、视频/图像编解码方法及相关装置
CN113489974B (zh) * 2021-07-02 2023-05-16 浙江大华技术股份有限公司 帧内预测方法、视频/图像编解码方法及相关装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100113981A (ko) 2010-10-22
US20100260261A1 (en) 2010-10-14
JP5158003B2 (ja) 2013-03-06
TW201112771A (en) 2011-04-01
EP2242275A1 (en) 2010-10-20
CN101867824A (zh) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5158003B2 (ja) 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム
JP6149138B2 (ja) 映像符号化装置
JP6371796B2 (ja) 映像復号化装置
JP6074082B2 (ja) イントラ予測モードにおける映像復号化方法
US8780994B2 (en) Apparatus, method, and computer program for image encoding with intra-mode prediction
JP5997152B2 (ja) イントラ予測復号化装置
JP2008154060A (ja) 動画像符号化装置
KR101601854B1 (ko) 공간적 예측장치 및 그 예측방법, 그것을 이용한 영상 부호화 장치 및 방법, 및 영상 복호화 장치 및 방법
JP2014075652A (ja) 画像符号化装置及び方法
JP5649296B2 (ja) 画像符号化装置
JP2008004984A (ja) 画像理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体
JP4924708B2 (ja) 復号装置及び方法
JP4971817B2 (ja) 画像符号化装置
JP5937926B2 (ja) 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化プログラム及び画像復号プログラム
JP2010035025A (ja) 符号化装置およびその方法
JP4983908B2 (ja) 復号装置及び方法
JP4561701B2 (ja) 動画像符号化装置
JP4983907B2 (ja) 符号化装置及び方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120828

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121126

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees