JP2012191352A - Image encoding method, image encoder, image decoding method, image decoder and program thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize intra-prediction encoding and decoding, in which an intra-prediction error is reduced by noticing correlation between the intra-prediction errors.SOLUTION: The correlation between predictive residuals of similar regions is used, prediction is performed between both the predictive residuals and residual prediction for reducing the predictive residual is introduced to an intra-prediction residual signal. A residual prediction processing section 110 selects an encoded region used for prediction processing to the intra-prediction residual signal based on a prediction direction of intra-prediction to an encoding object region, designates a specified component of a conversion coefficient in the encoded region as a reference signal, calculates a difference with a component of the corresponding conversion coefficient in the encoding object region to generate a residual prediction error signal and sets the residual prediction error signal as an object of encoding.

Description

本発明は,高能率画像信号符号化,復号技術に関し,特にイントラ予測画像符号化処理における発生符号量を低減させる画像符号化および画像復号の技術に関する。   The present invention relates to a high-efficiency image signal encoding and decoding technique, and more particularly to an image encoding and image decoding technique for reducing a generated code amount in an intra prediction image encoding process.

動画像符号化のアルゴリズムは,フレーム間符号化(インター符号化)とフレーム内符号化(イントラ符号化)に大別される。フレーム間符号化は,動画像内の時間方向の相関を利用して,情報圧縮を図るアプローチである。代表例は,動き補償を用いたフレーム間予測である。一方,フレーム内符号化は,フレーム内の相関を用いて,情報圧縮を図るアプローチである。JPEG,MPEG−2では,離散コサイン変換(DCT)を用いたアプローチが,JPEG2000では,離散ウェーブレット変換を用いたアプローチがとられた。H.264/AVCでは,前述の変換符号化に加えて,空間方向の予測(非特許文献1参照)が行われる。   The moving image coding algorithms are roughly classified into interframe coding (inter coding) and intraframe coding (intra coding). Interframe coding is an approach for compressing information by utilizing the correlation in the time direction in a moving image. A typical example is inter-frame prediction using motion compensation. On the other hand, intra-frame coding is an approach for compressing information using intra-frame correlation. In JPEG and MPEG-2, an approach using discrete cosine transform (DCT) was used, and in JPEG 2000, an approach using discrete wavelet transform was taken. H. In H.264 / AVC, prediction in the spatial direction (see Non-Patent Document 1) is performed in addition to the transform coding described above.

一般的に,インター符号化に比べてイントラ符号化の符号化効率は低く,さらなる符号化効率改善が必要とされている。H.264/AVCのイントラ予測改善のアプローチとして,8方向の予測方向を細分化し,33方向の予測方向をサポートした手法が提案されている。この手法は,予測方向の粒度の粗さに起因する予測誤差を低減させることを狙ったものである。   Generally, the coding efficiency of intra coding is lower than that of inter coding, and further improvement in coding efficiency is required. H. As an approach for improving the intra prediction of H.264 / AVC, a method that subdivides eight prediction directions and supports 33 prediction directions has been proposed. This method aims to reduce the prediction error due to the coarseness of the granularity in the prediction direction.

図13は,従来の一般的な画像符号化装置の構成例を示す図である。図13の画像符号化装置では,特にイントラ予測に関連する部分だけを図示している。この画像符号化装置は,符号化対象ブロックの周辺画素からイントラ予測信号を生成するイントラ予測処理部301,DCT等の直交変換を行う変換処理部302,変換係数を量子化して量子化インデックスを生成する量子化処理部303,量子化インデックスを逆量子化する逆量子化処理部304,IDCT等の逆直交変換を行う逆変換処理部305,符号化済み画像の復号信号を記憶するフレームメモリ306,予測モード等のイントラ予測情報を符号化するイントラ予測情報符号化部307,量子化係数やイントラ予測情報をエントロピー符号化し,符号化ストリームを出力するエントロピー符号化処理部308,予測残差信号を算出する減算器310,復号信号を生成する加算器311を備える。   FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional general image encoding device. In the image encoding device in FIG. 13, only the portion particularly related to intra prediction is illustrated. This image encoding device includes an intra prediction processing unit 301 that generates an intra prediction signal from neighboring pixels of a block to be encoded, a transform processing unit 302 that performs orthogonal transform such as DCT, and a quantization coefficient by quantizing the transform coefficient A quantization processing unit 303 that performs inverse quantization on a quantization index, an inverse transform processing unit 305 that performs inverse orthogonal transform such as IDCT, a frame memory 306 that stores a decoded signal of a coded image, An intra prediction information encoding unit 307 that encodes intra prediction information such as a prediction mode, an entropy encoding processing unit 308 that outputs an encoded stream by entropy encoding quantization coefficients and intra prediction information, and calculates a prediction residual signal A subtractor 310 for generating a decoded signal, and an adder 311 for generating a decoded signal.

図14は,従来の画像符号化処理のフローチャートである。図13に示す画像符号化装置が実行する画像符号化処理を図14に従って説明する。   FIG. 14 is a flowchart of a conventional image encoding process. Image encoding processing executed by the image encoding device shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG.

画像符号化装置は,符号化単位ユニット(ブロックということもある)ごとに,以下の処理を繰り返す(ステップS601)。まず,ステップS602では,符号化対象のブロックについて,イントラ予測処理部301が,フレームメモリ306に格納されている符号化済みの隣接画素をもとにイントラ予測モードを決定し,イントラ予測信号を出力する。減算器310は,原画像の入力信号とイントラ予測信号との差分からイントラ予測残差信号を求め,変換処理部302に出力する。   The image encoding apparatus repeats the following process for each encoding unit (sometimes referred to as a block) (step S601). First, in step S602, the intra prediction processing unit 301 determines an intra prediction mode based on the encoded adjacent pixels stored in the frame memory 306 and outputs an intra prediction signal for the block to be encoded. To do. The subtractor 310 obtains an intra prediction residual signal from the difference between the input signal of the original image and the intra prediction signal, and outputs it to the conversion processing unit 302.

ステップS603では,変換処理部302が,予測残差信号にDCT等の直交変換の変換処理を行い,変換係数を生成する。ステップS604では,量子化処理部303が,変換係数に対する量子化処理を行い,量子化インデックスを生成する。ステップS605では,エントロピー符号化処理部308が,量子化インデックスをエントロピー符号化する。   In step S603, the transform processing unit 302 performs transform processing of orthogonal transform such as DCT on the prediction residual signal to generate transform coefficients. In step S604, the quantization processing unit 303 performs a quantization process on the transform coefficient to generate a quantization index. In step S605, the entropy encoding processing unit 308 entropy encodes the quantization index.

一方,ステップS606では,逆量子化処理部304が,量子化インデックスに対する逆量子化処理を行い,変換係数の復号値を生成する。ステップS607では,逆変換処理部305が,変換係数の復号値に対して,IDCT等の逆変換処理を行い,イントラ予測残差信号の復号信号を生成する。次に,ステップS608では,加算器311が,イントラ予測残差信号の復号値に,ステップS602のイントラ予測で生成されるイントラ予測信号を加算して復号信号を生成し,所定の記憶領域であるフレームメモリ306に格納する。以上の処理をすべての符号化単位ユニットについて繰り返し,すべての符号化単位ユニットについての符号化が終了したならば,符号化処理を終了する(ステップS609)。   On the other hand, in step S606, the inverse quantization processing unit 304 performs an inverse quantization process on the quantization index to generate a decoded value of the transform coefficient. In step S607, the inverse transform processing unit 305 performs an inverse transform process such as IDCT on the decoded value of the transform coefficient, and generates a decoded signal of the intra prediction residual signal. Next, in step S608, the adder 311 generates a decoded signal by adding the intra prediction signal generated in the intra prediction in step S602 to the decoded value of the intra prediction residual signal, and generates a decoded signal. Store in the frame memory 306. The above process is repeated for all the coding unit units, and when the coding for all the coding unit units is completed, the coding process is finished (step S609).

図15は,従来の一般的な画像復号装置の構成例を示す図である。図15の画像復号装置では,特にイントラ予測に関連する部分だけを図示している。この画像復号装置は,図13に示す画像符号化装置によって符号化された符号化ストリームを入力し,エントロピー復号するエントロピー復号処理部401,量子化インデックスに対する逆量子化処理を行う逆量子化処理部402,IDCT等の逆直交変換を行う逆変換処理部403,復号画像の復号信号を記憶するフレームメモリ404,イントラ予測情報とフレームメモリ404に格納された復号画像を参照してイントラ予測処理を行うイントラ予測処理部405,予測モード等のイントラ予測情報を格納するイントラ予測情報格納部406を備える。   FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional general image decoding apparatus. In the image decoding apparatus in FIG. 15, only the part particularly related to intra prediction is illustrated. This image decoding apparatus receives an encoded stream encoded by the image encoding apparatus shown in FIG. 13 and performs entropy decoding processing section 401 for entropy decoding, and inverse quantization processing section for performing inverse quantization processing on the quantization index. 402, an inverse transform processing unit 403 that performs inverse orthogonal transform such as IDCT, a frame memory 404 that stores a decoded signal of a decoded image, and intra prediction processing with reference to intra prediction information and the decoded image stored in the frame memory 404 The intra prediction processing unit 405 includes an intra prediction information storage unit 406 that stores intra prediction information such as a prediction mode.

図16は,従来の画像復号処理のフローチャートである。図15に示す画像復号装置が実行する画像復号処理を図16に従って説明する。   FIG. 16 is a flowchart of a conventional image decoding process. Image decoding processing executed by the image decoding apparatus shown in FIG. 15 will be described with reference to FIG.

画像復号装置は,符号化単位ユニットごとに,以下の処理を繰り返す(ステップS701)。まず,ステップS702では,エントロピー復号処理部401が,符号化ストリーム中の符号化データをエントロピー復号する。復号結果の量子化インデックスは,逆量子化処理部402に出力され,インデックス予測情報は,イントラ予測情報格納部406に格納される。   The image decoding apparatus repeats the following processing for each encoding unit (step S701). First, in step S702, the entropy decoding processing unit 401 performs entropy decoding on the encoded data in the encoded stream. The quantization index of the decoding result is output to the inverse quantization processing unit 402, and the index prediction information is stored in the intra prediction information storage unit 406.

ステップS703では,イントラ予測処理部405が,イントラ予測情報格納部406に格納されているイントラ予測情報をもとに,フレームメモリ404に格納されている復号済みの復号信号を参照してイントラ予測処理を行い,イントラ予測信号を生成する。   In step S703, the intra prediction processing unit 405 refers to the decoded decoded signal stored in the frame memory 404 based on the intra prediction information stored in the intra prediction information storage unit 406, and performs an intra prediction process. To generate an intra prediction signal.

ステップS704では,逆量子化処理部402が,量子化インデックスに対する逆量子化処理を行い,変換係数の復号値を生成する。ステップS705では,逆変換処理部403が,変換係数の復号値に対して,IDCT等の逆変換処理を行い,イントラ予測残差信号の復号信号を生成する。   In step S704, the inverse quantization processing unit 402 performs an inverse quantization process on the quantization index to generate a decoded value of the transform coefficient. In step S705, the inverse transform processing unit 403 performs an inverse transform process such as IDCT on the decoded value of the transform coefficient to generate a decoded signal of an intra prediction residual signal.

次に,ステップS706では,加算器410が,イントラ予測残差信号の復号値に,ステップS703のイントラ予測で生成されるイントラ予測信号を加算して,復号信号を生成する。この復号信号は,フレームメモリ404に格納され,また,再生装置などに出力される。以上の処理をすべての符号化単位ユニットについて繰り返し,すべての符号化単位ユニットについての復号が終了したならば,復号処理を終了する(ステップS707)。   Next, in step S706, the adder 410 adds the intra prediction signal generated by the intra prediction in step S703 to the decoded value of the intra prediction residual signal, thereby generating a decoded signal. This decoded signal is stored in the frame memory 404 and is output to a playback device or the like. The above process is repeated for all the coding unit units, and when the decoding for all the coding unit units is completed, the decoding process is terminated (step S707).

大久保榮監修,インプレス標準教科書シリーズ,改定三版H.264/AVC教科書,株式会社インプレスR&D,110-116 頁,2009年1月1日発行Supervised by Satoshi Okubo, Impress Standard Textbook Series, revised third edition H.264 / AVC textbook, Impress R & D, Inc., pp. 110-116, published January 1, 2009

従来のイントラ予測はいずれも外挿予測であるため,参照画素と被予測画素の間の距離の増大に伴い,予測誤差が増大する傾向にある。このため,予測方向の粒度に差異はあるものの,こうした外挿予測が機構的に内在する問題は未解決であり,符号化効率向上に改良の余地を残す。   Since all the conventional intra predictions are extrapolation predictions, the prediction error tends to increase as the distance between the reference pixel and the predicted pixel increases. For this reason, although there is a difference in the granularity of the prediction direction, the problem that such extrapolation prediction is mechanistically unsolved remains, and there is room for improvement in improving the coding efficiency.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって,イントラ予測誤差間の相関に着目し,イントラ予測誤差を低減することで,高能率なイントラ符号化の方法を確立することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and aims to establish a highly efficient intra coding method by focusing on the correlation between intra prediction errors and reducing intra prediction errors. .

画像内の2つの領域に対して,同一方向もしくは類似した方向のイントラ予測が適用される場合,イントラ予測残差も類似した信号となることが予想される。つまり,予測残差は発生するものの,その発生した予測残差間には相関があるということである。   When intra prediction in the same direction or a similar direction is applied to two regions in an image, it is expected that the intra prediction residuals are similar signals. That is, although a prediction residual is generated, there is a correlation between the generated prediction residuals.

そこで,本発明では,類似した領域の予測残差間の相関を利用し,両予測残差間にて予測を行い,予測残差の低減を図る残差予測を導入する。   Therefore, in the present invention, residual prediction is introduced that uses the correlation between prediction residuals in similar regions, performs prediction between both prediction residuals, and reduces the prediction residual.

すなわち,本発明は上記課題を解決するため,空間的な画素間予測を用いて予測信号を生成し,その予測信号と原信号との残差信号を生成し,生成した残差信号に対して直交変換を施して変換係数を生成する画像符号化方法において,イントラ予測の予測方向(予測モードともいう)に基づき,符号化済みの領域を指定し,さらに,その符号化済みの領域における変換係数の特定の成分を参照信号として指定し,符号化対象領域において対応する変換係数の成分との差分信号として残差予測誤差信号を生成し,その残差予測誤差信号を符号化の対象とすることを主要な特徴とする。   That is, in order to solve the above-described problem, the present invention generates a prediction signal using spatial inter-pixel prediction, generates a residual signal between the prediction signal and the original signal, and generates a residual signal for the generated residual signal. In an image coding method for generating a transform coefficient by performing orthogonal transform, an encoded region is specified based on a prediction direction (also referred to as a prediction mode) of intra prediction, and a transform coefficient in the encoded region is further specified. A specific prediction component is designated as a reference signal, a residual prediction error signal is generated as a difference signal with a corresponding transform coefficient component in the encoding target region, and the residual prediction error signal is to be encoded. Is the main feature.

また,上記の画像符号化方法により生成された符号化ストリームを復号する画像復号方法において,符号化ストリーム中の残差予測誤差信号を復号し,イントラ予測の予測方向を示す情報を復号し,その予測方向に基づき,復号済みの領域を選定し,さらに,その復号済みの領域における変換係数の特定の成分を参照信号として指定し,その参照信号を用いて,符号化対象領域のイントラ予測残差信号に対する予測信号を生成し,復号された残差予測誤差信号と該予測信号を用いて,復号対象領域の復号信号を生成することを主要な特徴とする。   Further, in the image decoding method for decoding the encoded stream generated by the above image encoding method, the residual prediction error signal in the encoded stream is decoded, the information indicating the prediction direction of the intra prediction is decoded, and Based on the prediction direction, a decoded region is selected, a specific component of the transform coefficient in the decoded region is specified as a reference signal, and the intra prediction residual of the encoding target region is used by using the reference signal. A main feature is that a prediction signal for a signal is generated, and a decoded signal of a decoding target region is generated using the decoded residual prediction error signal and the prediction signal.

本発明により,イントラ予測誤差の低減を通して,符号量の低減が可能となる。これは,同一方向もしくは類似した方向のイントラ予測が適用される2領域に対して,該2領域のイントラ予測残差間の相関を利用し,両イントラ予測残差間にて,さらに予測処理を行い,イントラ予測残差の低減を図ることにより,実現される。   According to the present invention, the amount of codes can be reduced through reduction of intra prediction errors. This is based on the correlation between intra prediction residuals of two regions for two regions to which intra prediction in the same direction or similar direction is applied, and further performs prediction processing between the two intra prediction residuals. This is achieved by reducing the intra prediction residual.

被予測PUおよび参照PUの例を示す図である。It is a figure which shows the example of to-be-predicted PU and reference PU. 本発明の一実施形態である画像符号化装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image coding apparatus which is one Embodiment of this invention. 画像符号化処理のフローチャートである。It is a flowchart of an image encoding process. 残差予測処理を用いた変換係数の復号値生成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the decoding value generation process of the transform coefficient using a residual prediction process. 残差予測処理(例1)のフローチャートである。It is a flowchart of a residual prediction process (example 1). 残差予測処理(例2)のフローチャートである。It is a flowchart of a residual prediction process (example 2). 残差予測処理(例3)のフローチャートである。It is a flowchart of a residual prediction process (example 3). 本発明の一実施形態である画像復号装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image decoding apparatus which is one Embodiment of this invention. 画像復号処理のフローチャートである。It is a flowchart of an image decoding process. 残差予測処理を用いた変換係数の復号値生成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the decoding value generation process of the transform coefficient using a residual prediction process. 画像符号化装置をソフトウェアプログラムを用いて実現する場合のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware structural example in the case of implement | achieving an image coding apparatus using a software program. 画像復号装置をソフトウェアプログラムを用いて実現する場合のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 25 is a diagram illustrating a hardware configuration example when an image decoding device is realized using a software program. 従来の一般的な画像符号化装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional general image coding apparatus. 従来の画像符号化処理のフローチャートである。It is a flowchart of the conventional image encoding process. 従来の一般的な画像復号装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional common image decoding apparatus. 従来の画像復号処理のフローチャートである。It is a flowchart of the conventional image decoding process.

本発明の具体的な実施の形態を説明するに先立ち,まず,本明細書で用いる用語を定義する。前述のように,本発明では,類似した領域の予測残差間の相関を利用し,両予測残差間にて予測を行い,予測残差の低減を図る残差予測を導入する。この予測残差間における予測をイントラ予測残差予測(IPRP)と定義する。イントラ予測を行う矩形領域を prediction unit(PUと略記) とし,DCTなどの直交変換を行う矩形領域をtransform unit(TUと略記) とする。IPRPにおいて予測対象とするTUを被予測TUとし,IPRPにおいて参照先となるTUを参照TUとする。また,被予測TUを含むPUを被予測PUとし,参照TUを含むPUを参照PUとする。また,PUおよびTUのサイズは可変であり,横幅・縦幅により定義される。   Prior to describing specific embodiments of the present invention, first, terms used in this specification will be defined. As described above, the present invention introduces residual prediction that uses the correlation between prediction residuals in similar regions, performs prediction between both prediction residuals, and reduces the prediction residual. Prediction between the prediction residuals is defined as intra prediction residual prediction (IPRP). A rectangular area where intra prediction is performed is a prediction unit (abbreviated as PU), and a rectangular area where orthogonal transformation such as DCT is performed is a transform unit (abbreviated as TU). A TU to be predicted in IPRP is a predicted TU, and a TU that is a reference destination in IPRP is a reference TU. Also, a PU including a predicted TU is a predicted PU, and a PU including a reference TU is a reference PU. The sizes of PU and TU are variable and are defined by the horizontal width and vertical width.

IPRPの技法は,残差予測に用いる参照PU,参照TU,被予測PU,被予測TUの設定,イントラ予測残差信号に対する予測方法の設定,IPRPの指定方法から構成される。以下,IPRPの具体的な処理について説明する。   The IPRP technique includes a reference PU used for residual prediction, a reference TU, a predicted PU, a predicted TU setting, a prediction method setting for an intra prediction residual signal, and an IPRP designation method. Hereinafter, specific processing of IPRP will be described.

図1は,被予測PUおよび参照PUの例を示す図である。図1(A)は,PUのサイズがTUのサイズと一致している場合の例を示しており,図1(B)は,PUのサイズが,そのPU内のTUのサイズよりも大きい場合,すなわち,PUが複数のTUを含む場合の例を示している。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a predicted PU and a reference PU. FIG. 1A shows an example where the PU size matches the TU size, and FIG. 1B shows the case where the PU size is larger than the TU size in the PU. That is, an example in which the PU includes a plurality of TUs is shown.

〔参照PU,参照TUの設定方法(PUのサイズがTUのサイズと一致している場合)〕
PUのサイズとそのPU内のTUのサイズが同一の場合,つまり,PUとTUが一対一に対応している場合について説明する。この場合,PUとTUのサイズが同一であることから,以下では,参照PU,参照TUを総称して参照ブロックと呼ぶ。また,被予測PU,被予測TUを総称して,被予測ブロックと呼ぶ。被予測PUのブロックサイズ・イントラ予測方向に基づき,IPRPにおいて参照すべきPU,TUを設定する。参照ブロックの設定方法としては,例えば,以下の設定方法1,設定方法2を用いることができる。
[Reference PU and reference TU setting method (when the PU size matches the TU size)]
A case where the size of the PU and the size of the TU in the PU are the same, that is, the case where the PU and the TU correspond one-to-one will be described. In this case, since the sizes of PU and TU are the same, hereinafter, the reference PU and reference TU are collectively referred to as a reference block. Further, the predicted PU and the predicted TU are collectively referred to as a predicted block. Based on the block size and intra prediction direction of the predicted PU, PUs and TUs to be referred to in IPRP are set. As the reference block setting method, for example, the following setting method 1 and setting method 2 can be used.

<設定方法1>
被予測TUを含むPUに対して,同一サイズ,かつ,同一の予測方向の近傍PUを同定し,同定したPU内のTUを残差予測の参照TUとする。図1(A)の例では,被予測PU6に対して,PU3がPU6の近傍にあり,同一の予測方向(index=1)であるため,参照PU(参照TU)として選ばれている。
<Setting method 1>
Neighboring PUs having the same size and the same prediction direction are identified for the PU including the predicted TU, and the TU in the identified PU is set as a reference TU for residual prediction. In the example of FIG. 1A, since PU3 is in the vicinity of PU6 with respect to the predicted PU6 and has the same prediction direction (index = 1), it is selected as a reference PU (reference TU).

近傍PUとしては,PU間の距離が最短の最近傍PUを設定する。あるいは,一定の範囲内のPUに参照PUを限定することも可能である。例えば,被予測ブロックからの距離を用いて該範囲を指定することができる。最も狭く範囲を指定した場合は,参照ブロックとして被予測ブロックに隣接するブロックに限定する場合である。このように範囲を限定した場合,範囲内に該当するブロックが存在しなければ,残差予測が適用されない。残差予測の不適用は,特別な付加情報なしに,符号化側・復号側で共有することが可能である。このため,残差予測が適用されないブロックについては,残差予測の適用・不適用を示す選択情報を省略することができる。   As the neighborhood PU, the nearest neighborhood PU having the shortest distance between the PUs is set. Alternatively, the reference PU can be limited to PUs within a certain range. For example, the range can be specified using the distance from the block to be predicted. When the narrowest range is designated, the reference block is limited to a block adjacent to the predicted block. When the range is limited in this way, residual prediction is not applied unless there is a corresponding block within the range. The inapplicability of residual prediction can be shared between the encoding side and the decoding side without any special additional information. For this reason, selection information indicating application / non-application of residual prediction can be omitted for blocks to which residual prediction is not applied.

<設定方法2>
被予測ブロックに対して,同一サイズ,かつ,類似の予測方向の近傍ブロックを残差予測の参照ブロックとする。近傍ブロックについては,前述と同様である。また,どの予測方向を類似とみなすかは,別途,定める。例えば,予測方向の例として,H.264の場合,例えば非特許文献1の第112頁に示されているように,平均値予測と8通りの方向予測が準備されている。また,予測方向を細分化した方法もある。例えば,33通りに拡張した予測方向の方向予測と合わせて,H.264の場合と同様に,平均値予測を用いることも可能である。被予測ブロックにおける予測方向に対して,予測方向の乖離が最小の2N個の予測方向および同一予測方向からなる2N+1個の予測方向を類似方向とみなす。類似方向の個数を規定するパラメータNは,外部から与えられるものとする。なお,指定された個数の予測方向が存在しない場合には,類似方向の個数は2N+1個よりも少なくなる。あるいは,特定の予測方向を代表方向として定め,それ以外の予測方向については,予測方向の角度の乖離が最小となる代表方向に集約させる。
<Setting method 2>
Neighboring blocks having the same size and similar prediction direction with respect to the block to be predicted are set as reference blocks for residual prediction. The neighboring blocks are the same as described above. In addition, which prediction direction is considered to be similar is determined separately. For example, H. In the case of H.264, for example, as shown on page 112 of Non-Patent Document 1, average value prediction and eight kinds of direction prediction are prepared. There is also a method that subdivides the prediction direction. For example, together with the direction prediction of the prediction direction expanded to 33 ways, As in the case of H.264, average value prediction can also be used. With respect to the prediction direction in the block to be predicted, 2N + 1 prediction directions composed of 2N prediction directions and the same prediction direction with the smallest deviation of the prediction direction are regarded as similar directions. The parameter N that defines the number of similar directions is given from the outside. Note that when there are no designated number of prediction directions, the number of similar directions is less than 2N + 1. Alternatively, a specific prediction direction is determined as a representative direction, and the other prediction directions are aggregated in a representative direction that minimizes the angle divergence of the prediction directions.

〔参照PU,参照TUの設定方法(PUが複数のTUを含む場合)〕
PUが複数のTUを含む場合,つまり,PUのサイズがそのPU内のTUのサイズよりも大きな場合の例について説明する。なお,PU内におけるTUの位置を指定する情報をPU内位置と呼ぶ。参照PU,参照TUの設定方法としては,例えば,以下の設定方法1,設定方法2を用いることができる。
[Reference PU and reference TU setting method (when PU includes multiple TUs)]
An example in which the PU includes a plurality of TUs, that is, a case where the size of the PU is larger than the size of the TU in the PU will be described. Information specifying the position of the TU in the PU is referred to as a PU position. As a method for setting the reference PU and the reference TU, for example, the following setting method 1 and setting method 2 can be used.

<設定方法1>
まず,被予測TUを含むPUに対して,同一サイズ,かつ,同一の予測方向の近傍PUを同定する。次に,被予測PU内における被予測TUのPU内位置を同定し,参照PU内において,前記PU内位置に位置するTUを残差予測の参照TUとして同定する。
<Setting method 1>
First, neighboring PUs having the same size and the same prediction direction are identified for the PU including the predicted TU. Next, the position in the PU of the predicted TU in the predicted PU is identified, and in the reference PU, the TU located at the position in the PU is identified as a reference TU for residual prediction.

図1(B)の例では,被予測PU6内に4つのTUを含んでおり,そのPU6に対して,同一の予測方向の近傍PU3を参照PUとしている。そして,被予測PU6内の被予測TU62とPU内位置が同じ参照PU3内のTU32を,参照TUとしている。   In the example of FIG. 1B, four TUs are included in the predicted PU 6, and the neighboring PU 3 in the same prediction direction is set as the reference PU for the PU 6. Then, the TU 32 in the reference PU 3 having the same PU position as the predicted TU 62 in the predicted PU 6 is used as the reference TU.

近傍PUとしては,PU間の距離が最短の最近傍PUを設定する。あるいは,一定の範囲内のPUに参照PUを限定することも可能である。例えば,被予測PUからの距離を用いて該範囲を指定することができる。最も狭く範囲を指定した場合は,参照PUとして被予測PUに隣接するPUに限定する場合である。このように範囲を限定した場合,範囲内に該当するPUが存在しなければ,残差予測が適用されない。残差予測の不適用は,特別な付加情報なしに,符号化側・復号側で共有することが可能である。このため,残差予測が適用されないPUについては,残差予測の適用・不適用を示す選択情報を省略することができる。なお,残差予測の適用・不適用を示す選択情報をTUごとに設定している場合には,残差予測が適用されないPU内の全TUについて,残差予測の適用・不適用を示す選択情報を省略することができる。   As the neighborhood PU, the nearest neighborhood PU having the shortest distance between the PUs is set. Alternatively, the reference PU can be limited to PUs within a certain range. For example, the range can be specified using the distance from the predicted PU. When the narrowest range is specified, it is a case where the reference PU is limited to a PU adjacent to the predicted PU. When the range is limited in this way, residual prediction is not applied if there is no corresponding PU in the range. The inapplicability of residual prediction can be shared between the encoding side and the decoding side without any special additional information. For this reason, selection information indicating application / non-application of residual prediction can be omitted for PUs to which residual prediction is not applied. When selection information indicating application / non-application of residual prediction is set for each TU, selection indicating application / non-application of residual prediction for all TUs in the PU to which residual prediction is not applied. Information can be omitted.

<設定方法2>
被予測PUに対して,同一サイズ,かつ,類似の予測方向の近傍PUを残差予測の参照PUとする。近傍PUについては,前述と同様である。また,どの予測方向を類似とみなすかは,別途,定める。例えば,予測方向の例として,H.264の場合,例えば非特許文献1の第112頁に示されているように,平均値予測と8通りの方向予測が準備されている。また,予測方向を細分化した方法もある。例えば,33通りに拡張した予測方向の方向予測と合わせて,H.264の場合と同様に,平均値予測を用いることも可能である。被予測PUにおける予測方向に対して,予測方向の乖離が最小の2N個の予測方向および同一予測方向からなる2N+1個の予測方向を類似方向とみなす。類似方向の個数を規定するパラメータNは,外部から与えられるものとする。なお,指定された個数の予測方向が存在しない場合は,類似方向の個数は2N+1個よりも少なくなる。あるいは,特定の予測方向を代表方向として定め,それ以外の予測方向については,予測方向の角度の乖離が最小となる代表方向に集約させる。
<Setting method 2>
Neighboring PUs of the same size and similar prediction direction with respect to the predicted PU are used as reference PUs for residual prediction. The neighborhood PU is the same as described above. In addition, which prediction direction is considered to be similar is determined separately. For example, H. In the case of H.264, for example, as shown on page 112 of Non-Patent Document 1, average value prediction and eight kinds of direction prediction are prepared. There is also a method that subdivides the prediction direction. For example, together with the direction prediction of the prediction direction expanded to 33 ways, As in the case of H.264, average value prediction can also be used. With respect to the prediction direction in the predicted PU, 2N + 1 prediction directions composed of 2N prediction directions with the smallest deviation in the prediction direction and the same prediction direction are regarded as similar directions. The parameter N that defines the number of similar directions is given from the outside. Note that when there are no designated number of prediction directions, the number of similar directions is less than 2N + 1. Alternatively, a specific prediction direction is determined as a representative direction, and the other prediction directions are aggregated in a representative direction that minimizes the angle divergence of the prediction directions.

〔イントラ予測残差信号の予測方法〕
イントラ予測残差信号の予測方法としては,例えば,以下の4つの予測方法1〜4のいずれかを用いることができる。
[Intra prediction residual signal prediction method]
As a prediction method of an intra prediction residual signal, for example, any of the following four prediction methods 1 to 4 can be used.

<予測方法1(適応変換係数予測)>
予測方法1では,参照PU内の各TU(参照TU)のイントラ予測残差に対して変換符号化・量子化・逆量子化を施して得られた変換係数の復号値を被予測TU内の対応する成分の予測信号とみなし,特定の成分の変換係数のみに限定して,両係数の差分を計算する。このとき,予測の対象となる変換係数の成分を予測対象成分と呼ぶ。どの成分を予測対象成分とするかは,イントラ予測方向に応じて切り替えるものとする。各イントラ予測方向ごとに,予測対象成分の位置を示す情報をテーブルに格納しておき,適宜,読み出すこととする。参照PU内のどのTUを参照TUとするかは,被予測TUからの距離が最小となるTUを設定する。
<Prediction method 1 (adaptive transform coefficient prediction)>
In the prediction method 1, the decoded value of the transform coefficient obtained by performing transform coding, quantization, and inverse quantization on the intra prediction residual of each TU (reference TU) in the reference PU is used in the predicted TU. The prediction signal of the corresponding component is regarded, and only the conversion coefficient of the specific component is limited, and the difference between the two coefficients is calculated. At this time, the component of the transform coefficient to be predicted is called a prediction target component. It is assumed that which component is the prediction target component is switched according to the intra prediction direction. Information indicating the position of the prediction target component is stored in a table for each intra prediction direction, and is read as appropriate. Which TU in the reference PU is used as the reference TU is set to a TU having a minimum distance from the predicted TU.

<予測方法2(重み付き適応変換係数予測)>
予測方法2では,参照PU内の各TU(参照TU)のイントラ予測残差に対して変換符号化・量子化・逆量子化を施して得られた変換係数の復号値を参照し,その復号値に対して重み係数を乗じた値を被予測TU内の対応する成分の予測信号とみなし,特定の成分の変換係数のみに限定して,両係数の差分を計算する。どの成分を予測対象成分とするかは,イントラ予測方向に応じて切り替えるものとする。各イントラ予測方向ごとに,予測対象成分の位置を示す情報をテーブルに格納しておき,適宜,読み出すこととする。重み係数は,別途,与えられるものとする。参照PU内のどのTUを参照TUとするかは,被予測TUからの距離が最小となるTUを設定する。
<Prediction method 2 (weighted adaptive transform coefficient prediction)>
In the prediction method 2, the decoding value of the transform coefficient obtained by performing transform coding, quantization, and inverse quantization on the intra prediction residual of each TU (reference TU) in the reference PU is referred to and decoded. A value obtained by multiplying the value by a weighting coefficient is regarded as a prediction signal of a corresponding component in the predicted TU, and is limited to only a conversion coefficient of a specific component, and a difference between both coefficients is calculated. It is assumed that which component is the prediction target component is switched according to the intra prediction direction. Information indicating the position of the prediction target component is stored in a table for each intra prediction direction, and is read as appropriate. The weighting factor shall be given separately. Which TU in the reference PU is used as the reference TU is set to a TU having a minimum distance from the predicted TU.

<予測方法3(重み付き適応変換係数予測)>
予測方法3では,参照PU内の各TU(参照TU)のイントラ予測残差に対して変換符号化・量子化・逆量子化を施して得られた変換係数の復号値を参照し,その復号値に対して重み係数を乗じ,バイアス項の係数を加算した値を被予測TU内の対応する成分の予測信号とみなし,特定の成分の変換係数のみに限定して,両係数の差分を計算する。どの成分を予測対象成分とするかは,イントラ予測方向に応じて切り替えるものとする。各イントラ予測方向ごとに,予測対象成分の位置を示す情報をテーブルに格納しておき,適宜,読み出すこととする。重み係数およびバイアス項は,別途,与えられるものとする。参照PU内のどのTUを参照TUとするかは,被予測TUからの距離が最小となるTUを設定する。
<Prediction method 3 (weighted adaptive transform coefficient prediction)>
In the prediction method 3, the decoding value of the transform coefficient obtained by performing transform coding, quantization, and inverse quantization on the intra prediction residual of each TU (reference TU) in the reference PU is referred to and decoded. The value obtained by multiplying the value by the weighting coefficient and adding the bias term coefficient is regarded as the prediction signal of the corresponding component in the predicted TU, and is limited to only the conversion coefficient of the specific component, and the difference between the two coefficients is calculated. To do. It is assumed that which component is the prediction target component is switched according to the intra prediction direction. Information indicating the position of the prediction target component is stored in a table for each intra prediction direction, and is read as appropriate. The weighting factor and bias term shall be given separately. Which TU in the reference PU is used as the reference TU is set to a TU having a minimum distance from the predicted TU.

<予測方法4(重み付き適応変換係数予測)>
予測方法4では,参照PU内の各TU(参照TU)のイントラ予測残差に対して変換符号化・量子化・逆量子化を施して得られた変換係数の復号値を参照し,特定の予測対象成分に対してのみ,対応する復号値に重み係数を乗じてバイアス項の係数を加算した値を被予測TU内の対応する成分の予測信号とみなし,それ以外の予測対象成分に対しては,対応する復号値を被予測TU内の対応する成分の予測信号とみなし,予測対象成分の変換係数に対して,両係数の差分を計算する。どの成分を予測対象成分とするかは,イントラ予測方向に応じて切り替えるものとする。各イントラ予測方向ごとに,予測対象成分の位置を示す情報をテーブルに格納しておき,適宜,読み出すこととする。重み係数およびバイアス項は,別途,与えられるものとする。参照PU内のどのTUを参照TUとするかは,被予測TUからの距離が最小となるTUを設定する。
<Prediction method 4 (weighted adaptive transform coefficient prediction)>
In the prediction method 4, a decoding value of a transform coefficient obtained by performing transform coding, quantization, and inverse quantization on the intra prediction residual of each TU (reference TU) in the reference PU is referred to, Only for the prediction target component, a value obtained by multiplying the corresponding decoded value by the weighting coefficient and adding the coefficient of the bias term is regarded as a prediction signal of the corresponding component in the predicted TU, and for other prediction target components Considers the corresponding decoded value as the prediction signal of the corresponding component in the predicted TU, and calculates the difference between the two coefficients for the transform coefficient of the prediction target component. It is assumed that which component is the prediction target component is switched according to the intra prediction direction. Information indicating the position of the prediction target component is stored in a table for each intra prediction direction, and is read as appropriate. The weighting factor and bias term shall be given separately. Which TU in the reference PU is used as the reference TU is set to a TU having a minimum distance from the predicted TU.

なお,上記の予測方法において,予測対象を予測残差の絶対値として,予測残差の符号情報は,予測処理の対象とせずに,伝送することも可能である。   In the prediction method described above, the prediction target can be transmitted as the absolute value of the prediction residual and the prediction residual code information can be transmitted without being the target of the prediction process.

〔残差予測の指定方法〕
残差予測の適用の有無は,予め定められた単位で実施する。適用の有無は,1ビットのフラグ(残差予測フラグ)を用いて伝送される。また,切替える単位は,シーケンス,フレーム,フレーム内の領域が可能であり,この切替えの単位は,別途,定められるものとする。
[How to specify residual prediction]
Whether the residual prediction is applied or not is performed in a predetermined unit. Applicability is transmitted using a 1-bit flag (residual prediction flag). The unit to be switched can be a sequence, a frame, or an area within the frame, and this switching unit is determined separately.

参照TU内のイントラ予測の参照画素群と被予測TU内のイントラ予測の参照画素群との間の相関を算出し,その相関値が一定の閾値以上の場合に限定することも可能である。この場合,相関値が閾値未満の場合には,前記の残差予測フラグを伝送する必要はない。   It is also possible to calculate the correlation between the intra prediction reference pixel group in the reference TU and the intra prediction reference pixel group in the predicted TU and to limit the correlation value to a certain threshold value or more. In this case, when the correlation value is less than the threshold value, it is not necessary to transmit the residual prediction flag.

あるいは,参照する変換係数の復号値が,与えられた閾値以下の場合,残差予測を適用しないものとし,このことを符号化器・復号器で規則として共有しておくものとする。これにより,参照する変換係数の復号値が,与えられた閾値以下の場合は,前記残差予測フラグを伝送する必要がなくなる。この結果,前記残差予測フラグの表現に必要な符号量を省略することが可能となる。該閾値の例として,零値をあげることができる。該閾値として零値を設定することは,参照する変換係数の復号値が零値の場合に残差予測を省略することを意味している。参照信号が零値の場合,残差予測の適用前後で被予測係数は変化しない。このため,符号化性能の低下を伴わずに,該残差予測フラグの表現に必要な符号量を低減することが可能となる。   Alternatively, if the decoded value of the transform coefficient to be referenced is equal to or less than a given threshold value, the residual prediction is not applied, and this is shared as a rule between the encoder / decoder. This eliminates the need to transmit the residual prediction flag when the decoded value of the reference transform coefficient is equal to or less than a given threshold value. As a result, it is possible to omit a code amount necessary for expressing the residual prediction flag. A zero value can be given as an example of the threshold value. Setting a zero value as the threshold means that the residual prediction is omitted when the decoded value of the reference transform coefficient is zero. When the reference signal is zero, the predicted coefficient does not change before and after application of residual prediction. For this reason, it is possible to reduce the amount of code necessary for expressing the residual prediction flag without degrading the encoding performance.

〔画像符号化装置の構成例〕
図2は,本発明の一実施形態である画像符号化装置の構成例を示す図である。図2の画像符号化装置は,他にインター予測符号化を行う処理部を含んでいてもよいが,ここでは,イントラ予測に関連する部分だけを図示して説明する。
[Configuration Example of Image Encoding Device]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an image encoding device according to an embodiment of the present invention. The image encoding apparatus in FIG. 2 may include a processing unit that performs inter prediction encoding. However, only a portion related to intra prediction will be illustrated and described here.

この画像符号化装置は,符号化対象ブロックの周辺画素からイントラ予測信号を生成するイントラ予測処理部101,DCT等の直交変換を行う変換処理部102,変換係数を量子化して量子化インデックスを生成する量子化処理部103,量子化インデックスを逆量子化する逆量子化処理部104,IDCT等の逆直交変換を行う逆変換処理部105,符号化済み画像の復号信号を記憶するフレームメモリ106,予測方法(予測モード)等のイントラ予測情報を符号化するイントラ予測情報符号化部107,量子化インデックスやイントラ予測情報をエントロピー符号化するエントロピー符号化処理部108,イントラ予測情報を記憶するイントラ予測情報記憶部109,残差予測を行う残差予測処理部110,予測残差係数を記憶する予測残差係数記憶部111,変換係数を記憶する変換係数記憶部112,残差予測を適用するか否かを判定する残差予測判定部113,残差予測選択フラグを出力する残差予測選択フラグ出力部114,エントロピー符号化結果および残差予測選択フラグを多重化して出力する多重化処理部115,予測残差信号を算出する減算器120,残差予測誤差信号の復号値にイントラ予測残差信号の予測信号を加算する加算器121,復号信号を生成する加算器122およびスイッチ部123,124を備える。   This image encoding device includes an intra prediction processing unit 101 that generates an intra prediction signal from neighboring pixels of a block to be encoded, a transform processing unit 102 that performs orthogonal transform such as DCT, and a quantization coefficient by quantizing the transform coefficient. A quantization processing unit 103 that performs inverse quantization on a quantization index, an inverse transform processing unit 105 that performs inverse orthogonal transform such as IDCT, a frame memory 106 that stores a decoded signal of an encoded image, Intra prediction information encoding unit 107 that encodes intra prediction information such as a prediction method (prediction mode), an entropy encoding processing unit 108 that entropy encodes a quantization index or intra prediction information, and intra prediction that stores intra prediction information An information storage unit 109, a residual prediction processing unit 110 for performing residual prediction, and a prediction residual coefficient are stored. Measurement residual coefficient storage unit 111, transform coefficient storage unit 112 that stores transform coefficients, residual prediction determination unit 113 that determines whether or not to apply residual prediction, and residual prediction selection that outputs a residual prediction selection flag A flag output unit 114; a multiplexing processing unit 115 that multiplexes and outputs an entropy encoding result and a residual prediction selection flag; a subtractor 120 that calculates a prediction residual signal; and an intra prediction residual in a decoded value of the residual prediction error signal. An adder 121 that adds a prediction signal of the difference signal, an adder 122 that generates a decoded signal, and switch units 123 and 124 are provided.

イントラ予測処理部101は,フレームメモリ106に格納された近傍領域の復号信号を入力として,空間的な予測処理を行い,その予測により得られた信号をイントラ予測信号として出力する。減算器120は,入力信号とイントラ予測処理部101で出力されたイントラ予測信号との差分信号を算出し,イントラ予測残差信号として出力する。   The intra prediction processing unit 101 receives a decoded signal in the neighborhood area stored in the frame memory 106, performs a spatial prediction process, and outputs a signal obtained by the prediction as an intra prediction signal. The subtractor 120 calculates a difference signal between the input signal and the intra prediction signal output from the intra prediction processing unit 101, and outputs the difference signal as an intra prediction residual signal.

変換処理部102は,イントラ予測残差信号を入力として,DCT等の変換処理を行い,変換係数を出力する。量子化処理部103は,変換処理部102で出力された変換係数を入力として,変換係数の量子化処理を行い,量子化代表値を表す量子化インデックスを出力する。   The conversion processing unit 102 receives the intra prediction residual signal, performs a conversion process such as DCT, and outputs a conversion coefficient. The quantization processing unit 103 receives the transform coefficient output from the transform processing unit 102, performs quantization processing on the transform coefficient, and outputs a quantization index representing a quantized representative value.

逆量子化処理部104は,量子化処理部103で出力された量子化インデックスを入力として,逆量子化処理を行い,変換係数の復号値を出力する。逆変換処理部105は,逆量子化処理部104で出力された変換係数の復号値を入力として,逆変換処理を行い,イントラ予測残差信号の復号値を出力する。   The inverse quantization processing unit 104 receives the quantization index output from the quantization processing unit 103, performs an inverse quantization process, and outputs a decoded value of the transform coefficient. The inverse transform processing unit 105 receives the decoded value of the transform coefficient output from the inverse quantization processing unit 104, performs an inverse transform process, and outputs a decoded value of the intra prediction residual signal.

加算器122は,イントラ予測残差信号の復号値にイントラ予測信号を加算することにより,復号信号を生成する。この復号信号は,フレームメモリ106に格納される。   The adder 122 generates a decoded signal by adding the intra prediction signal to the decoded value of the intra prediction residual signal. This decoded signal is stored in the frame memory 106.

イントラ予測情報符号化部107は,イントラ予測信号を表現するための情報として,イントラ予測の方向を規定するイントラ予測モード,イントラ予測を行う領域の大きさを表すPUサイズを符号化する。エントロピー符号化処理部108は,量子化処理部103の出力である量子化インデックス,イントラ予測情報符号化部107の出力であるイントラ予測情報を入力として,エントロピー符号化処理を行い,多重化処理部115を介して符号化データを多重化し,符号化ストリームを出力する。   The intra prediction information encoding unit 107 encodes, as information for expressing an intra prediction signal, an intra prediction mode that defines the direction of intra prediction and a PU size that indicates the size of a region where intra prediction is performed. The entropy encoding processing unit 108 receives the quantization index output from the quantization processing unit 103 and the intra prediction information output from the intra prediction information encoding unit 107 as input, performs entropy encoding processing, and performs a multiplexing processing unit. The encoded data is multiplexed via 115 and an encoded stream is output.

以上の各部の処理は,基本的には,図13を用いて説明した従来の画像符号化装置の処理と同様である。さらに,この画像符号化装置では,残差予測を用いた画像符号化のために,次の処理部や記憶部を備える。   The processing of each unit described above is basically the same as the processing of the conventional image encoding device described with reference to FIG. Further, this image encoding device includes the following processing unit and storage unit for image encoding using residual prediction.

イントラ予測情報記憶部109は,イントラ予測の予測モード情報,その予測のブロックサイズを格納する。残差予測処理部110は,イントラ予測情報記憶部109に格納されたイントラ予測の予測モード情報,その予測のブロックサイズを入力とし,参照PUを同定し,さらに,イントラ予測残差信号に対する変換係数,予測残差係数記憶部111に格納された変換係数の復号値を入力として,両者の差分値(残差予測誤差信号)を出力する。   The intra prediction information storage unit 109 stores prediction mode information for intra prediction and a block size for the prediction. The residual prediction processing unit 110 receives the prediction mode information of intra prediction stored in the intra prediction information storage unit 109 and the block size of the prediction, identifies the reference PU, and further converts the conversion coefficient for the intra prediction residual signal. The decoded coefficient stored in the prediction residual coefficient storage unit 111 is input, and a difference value (residual prediction error signal) between the two is output.

予測残差係数記憶部111は,イントラ予測残差信号に対する変換係数の復号値を格納する。また,変換係数記憶部112は,イントラ予測残差信号に対する変換係数を格納する。   The prediction residual coefficient storage unit 111 stores the decoded value of the transform coefficient for the intra prediction residual signal. Also, the transform coefficient storage unit 112 stores transform coefficients for the intra prediction residual signal.

残差予測判定部113は,符号化対象TUのイントラ予測残差に対する変換係数および,変換係数記憶部112に格納されたTUの変換係数を入力として,残差予測を行うか否かを判定する。まず,残差予測の適用条件を満たすか否かを判定する。適用条件としては,例えば,参照ブロック内のイントラ予測の参照画素群と被予測ブロック内のイントラ予測の参照画素群との間の相関を算出し,その相関値が一定の閾値以上であるという条件,また,所定の近傍範囲内に被予測PUと予測方向が一致または類似する適切な参照PUが存在することという条件などがあるが,他の適用条件を用いてもよい。   The residual prediction determination unit 113 receives the transform coefficient for the intra prediction residual of the encoding target TU and the transform coefficient of the TU stored in the transform coefficient storage unit 112, and determines whether to perform residual prediction. . First, it is determined whether or not an application condition for residual prediction is satisfied. As an application condition, for example, a correlation between a reference pixel group for intra prediction in a reference block and a reference pixel group for intra prediction in a predicted block is calculated, and the correlation value is equal to or greater than a certain threshold. In addition, there is a condition that an appropriate reference PU whose prediction direction matches or is similar to that of the predicted PU exists within a predetermined neighborhood range, but other application conditions may be used.

適用条件を満たさない場合には,残差予測選択フラグ出力部114への入力をスキップした上で,スイッチ部123,124を切り替え,加算器121による加算処理を省略する。適用条件を満たす場合には,例えばRDコストなどの予め与えられた評価尺度に基づき,残差予測の適用の可否を判定し,残差予測が適用されないと判定された場合には,残差予測選択フラグ出力部114において,残差予測選択フラグをOFFとして出力し,スイッチ部123,124の後の加算処理を省略する。   If the application condition is not satisfied, the input to the residual prediction selection flag output unit 114 is skipped, the switch units 123 and 124 are switched, and the addition process by the adder 121 is omitted. When the application condition is satisfied, whether or not the residual prediction is applied is determined based on a predetermined evaluation scale such as an RD cost, and when it is determined that the residual prediction is not applied, the residual prediction is performed. In the selection flag output unit 114, the residual prediction selection flag is output as OFF, and the addition processing after the switch units 123 and 124 is omitted.

一方,残差予測判定部113において,残差予測が適用されると判定された場合には,残差予測選択フラグ出力部114において,残差予測選択フラグをONとして出力し,スイッチ部123を残差予測処理部110側へ切り替え,また,スイッチ部124を加算器121が加算処理を行うように切り替える。   On the other hand, if the residual prediction determination unit 113 determines that the residual prediction is applied, the residual prediction selection flag output unit 114 outputs the residual prediction selection flag as ON, and the switch unit 123 Switch to the residual prediction processing unit 110 side, and switch the switch unit 124 so that the adder 121 performs addition processing.

残差予測選択フラグ出力部114は,残差予測判定部113において,残差予測を行うと判定された場合,残差予測選択フラグをONとして出力し,そうでない場合には,残差予測選択フラグをOFFとして出力する。多重化処理部115は,残差予測選択フラグとそれ以外の符号化ストリームとを一つの符号化ストリームとして多重化し,出力する。   The residual prediction selection flag output unit 114 outputs the residual prediction selection flag as ON when the residual prediction determination unit 113 determines that the residual prediction is to be performed, and otherwise outputs the residual prediction selection flag. The flag is output as OFF. The multiplexing processing unit 115 multiplexes the residual prediction selection flag and the other encoded streams as one encoded stream and outputs it.

〔画像符号化処理〕
次に,図2に示す画像符号化装置が実行する画像符号化処理の流れを,図3ないし図7に示すフローチャートに従って説明する。
[Image coding processing]
Next, the flow of the image encoding process executed by the image encoding device shown in FIG. 2 will be described according to the flowcharts shown in FIGS.

図3は,本実施形態に係る残差予測を用いた画像符号化処理のフローチャートである。画像符号化装置の入力信号は,符号化対象の画像信号である。図3において,点線の枠で囲ったステップS104〜S111の処理部分が,主に従来技術と異なる部分である。画像符号化装置は,画像信号を入力すると,以下の処理を行う。   FIG. 3 is a flowchart of image encoding processing using residual prediction according to the present embodiment. An input signal of the image encoding device is an image signal to be encoded. In FIG. 3, the processing parts of steps S104 to S111 surrounded by a dotted frame are mainly different from the prior art. When an image signal is input, the image encoding device performs the following processing.

[ステップS101]:各符号化単位ユニットごとに,ステップS114までの処理を繰り返し実行する。   [Step S101]: The processing up to Step S114 is repeatedly executed for each encoding unit.

[ステップS102]:イントラ予測処理部101が,イントラ符号化の方式(イントラ予測モード)を設定し,設定されたイントラ予測モードに基づき,イントラ予測信号を生成する。イントラ符号化の方式に関する情報は,イントラ予測情報記憶部109に記憶されるとともに,イントラ予測情報符号化部107に出力される。イントラ予測信号は,減算器120へ送られ,減算器120は,このイントラ予測信号と入力信号の差分信号(イントラ予測残差信号)を生成する。   [Step S102]: The intra prediction processing unit 101 sets an intra encoding method (intra prediction mode), and generates an intra prediction signal based on the set intra prediction mode. Information related to the intra coding method is stored in the intra prediction information storage unit 109 and also output to the intra prediction information coding unit 107. The intra prediction signal is sent to the subtracter 120, and the subtractor 120 generates a difference signal (intra prediction residual signal) between the intra prediction signal and the input signal.

[ステップS103]:変換処理部102が,イントラ予測残差信号を入力として,直交変換を行い,変換係数を生成する。変換処理は,予め方式が定められるものとし,例えば,離散コサイン変換(DCT)を用いるものとする。変換係数は,スイッチ部123および残差予測判定部113に出力されるととにも,変換係数記憶部112に記憶される。   [Step S103]: The transform processing unit 102 receives the intra prediction residual signal as input and performs orthogonal transform to generate transform coefficients. The conversion process is determined in advance, and for example, discrete cosine transform (DCT) is used. The transform coefficient is output to the switch unit 123 and the residual prediction determination unit 113 and is also stored in the transform coefficient storage unit 112.

[ステップS104]:残差予測判定部113が,残差予測の適用条件に基づき,残差予測を行うか否かを判定する。適用条件を満たす場合,ステップS105,S107の処理へ進む。適用条件を満たさない場合,ステップS110の処理へ進む。   [Step S104]: The residual prediction determination unit 113 determines whether to perform residual prediction based on the application conditions of the residual prediction. If the application condition is satisfied, the process proceeds to steps S105 and S107. If the application condition is not satisfied, the process proceeds to step S110.

[ステップS105]:残差予測処理部110が,イントラ予測残差信号に対する予測処理を行い,イントラ予測残差信号の予測信号を生成し,その予測信号とイントラ予測残差信号との差分信号(残差予測誤差信号)を生成する。この残差予測誤差信号を量子化して符号化したときの変換係数の復号値を生成する。この処理の詳細については,図4に従って説明する。   [Step S105]: The residual prediction processing unit 110 performs prediction processing on the intra prediction residual signal, generates a prediction signal of the intra prediction residual signal, and a difference signal between the prediction signal and the intra prediction residual signal ( A residual prediction error signal). A decoded coefficient transform value is generated when the residual prediction error signal is quantized and encoded. Details of this processing will be described with reference to FIG.

[ステップS106]:ステップS105で生成した変換係数の復号値に対して符号化歪みを算出し,さらに,その復号値を表現するために必要な符号量(もしくは,その推定値)を算出する。前記符号化歪みおよび前記符号量の加重和として,RDコストを算出する。   [Step S106]: The coding distortion is calculated for the decoded value of the transform coefficient generated in Step S105, and the code amount (or the estimated value) necessary for expressing the decoded value is calculated. An RD cost is calculated as a weighted sum of the coding distortion and the code amount.

[ステップS107]:一方,図14で説明した従来法によるステップS604〜S606と同様の処理により,残差予測処理を行わないで変換係数を符号化したときの変換係数の復号値を生成する。すなわち,変換係数を入力として量子化処理を行い,量子化後の変換係数を量子化インデックスとして生成する。また,量子化インデックスを入力として,エントロピー符号化処理を行い,2進列へ変換する。エントロピー符号化の方法は,別途,与えられるものとする。さらに,量子化インデックスを入力として,逆量子化処理を行い,変換係数の復号値を生成する。   [Step S107] On the other hand, a decoded value of the transform coefficient when the transform coefficient is encoded without performing the residual prediction process is generated by the same process as in Steps S604 to S606 according to the conventional method described in FIG. That is, quantization processing is performed with the transform coefficient as an input, and the quantized transform coefficient is generated as a quantization index. In addition, entropy encoding processing is performed using the quantization index as an input, and converted to a binary sequence. The entropy coding method shall be given separately. Further, inverse quantization processing is performed with the quantization index as an input, and a decoded value of the transform coefficient is generated.

[ステップS108]:ステップS107で生成した変換係数の復号値に対して符号化歪みを算出し,さらに,その復号値を表現するために必要な符号量(もしくは,その推定値)を算出する。前記符号化歪みおよび前記符号量の加重和として,RDコストを算出する。   [Step S108]: The encoding distortion is calculated for the decoded value of the transform coefficient generated in step S107, and the code amount (or the estimated value) necessary for expressing the decoded value is calculated. An RD cost is calculated as a weighted sum of the coding distortion and the code amount.

[ステップS109]:ステップS106で出力されるRDコストとステップS108で出力されるRDコストとの大小を比較し,前者の方が小さい場合には,ステップS111の処理に進む。そうでない場合には,ステップS110の処理に進む。   [Step S109]: The RD cost output in step S106 is compared with the RD cost output in step S108. If the former is smaller, the process proceeds to step S111. Otherwise, the process proceeds to step S110.

[ステップS110]:残差予測選択フラグ出力部114が,イントラ予測残差の使用を示す残差予測選択フラグをOFF(2進数の0)として出力し,量子化処理部103およびエントロピー符号化処理部108で符号化したイントラ予測残差信号に対する変換係数の量子化インデックスに対する符号化情報を出力する。その後,ステップS112へ進む。   [Step S110]: The residual prediction selection flag output unit 114 outputs a residual prediction selection flag indicating the use of the intra prediction residual as OFF (binary 0), and the quantization processing unit 103 and the entropy encoding process Coding information for the quantization index of the transform coefficient for the intra prediction residual signal encoded by unit 108 is output. Thereafter, the process proceeds to step S112.

[ステップS111]:残差予測選択フラグ出力部114が,イントラ予測残差の使用を示すフラグをON(2進数の1)として出力し,量子化処理部103およびエントロピー符号化処理部108で符号化した残差予測誤差信号に対する変換係数の量子化インデックスに対する符号化情報を出力する。   [Step S111]: The residual prediction selection flag output unit 114 outputs a flag indicating the use of the intra prediction residual as ON (binary number 1), and the quantization processing unit 103 and the entropy encoding processing unit 108 Encoding information for the quantization index of the transform coefficient for the converted residual prediction error signal is output.

[ステップS112]:逆変換処理部105が,変換係数の復号値を入力として,逆変換処理を行い,イントラ予測残差信号の復号信号を生成する。   [Step S112]: The inverse transform processing unit 105 receives the decoded value of the transform coefficient as input and performs an inverse transform process to generate a decoded signal of the intra prediction residual signal.

[ステップS113]:加算器122が,イントラ予測残差信号の復号値およびイントラ予測信号を入力として,両者を加算し,復号信号を生成して所定の記憶領域(フレームメモリ106)に格納する。   [Step S113]: The adder 122 receives the decoded value of the intra prediction residual signal and the intra prediction signal, adds them together, generates a decoded signal, and stores it in a predetermined storage area (frame memory 106).

[ステップS114]:以上の処理をすべての符号化単位ユニットについて繰り返し,すべての符号化単位ユニットについての処理が終えたならば,符号化処理を終了する。   [Step S114]: The above processing is repeated for all the coding unit units, and when the processing for all the coding unit units is completed, the coding processing ends.

図4は,残差予測処理を用いた変換係数の復号値生成処理のフローチャートである。次に,図4を用いて,図3のステップS105の処理について詳細に説明する。   FIG. 4 is a flowchart of the transform coefficient decoding value generation process using the residual prediction process. Next, the processing in step S105 in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG.

[ステップS201]:残差予測処理部110が,参照TUの予測対象成分を入力として,イントラ予測残差信号に対する予測処理を行い,イントラ予測残差信号の予測信号を生成する。さらに,被予測TUの予測対象成分および前記予測信号を入力として,両者の差分信号として,残差予測誤差信号を生成する。この残差予測処理の詳細については,図5,図6および図7を用いて,3つの例を説明する。   [Step S201]: The residual prediction processing unit 110 receives the prediction target component of the reference TU, performs a prediction process on the intra prediction residual signal, and generates a prediction signal of the intra prediction residual signal. Further, the prediction target component of the TU to be predicted and the prediction signal are input, and a residual prediction error signal is generated as a difference signal between them. Details of the residual prediction process will be described with reference to three examples with reference to FIGS. 5, 6, and 7.

[ステップS202]:量子化処理部103が,残差予測誤差信号を入力として量子化処理を行い,量子化により得られる量子化インデックスとして出力する。   [Step S202]: The quantization processing unit 103 performs a quantization process using the residual prediction error signal as an input, and outputs it as a quantization index obtained by the quantization.

[ステップS203]:エントロピー符号化処理部108が,量子化インデックスを入力として,エントロピー符号化処理を行い,2進列へ変換する。エントロピー符号化の方法は,別途,与えられるものとする。   [Step S203]: The entropy encoding processing unit 108 receives the quantization index as input and performs entropy encoding processing to convert it into a binary sequence. The entropy coding method shall be given separately.

[ステップS204]:逆量子化処理部104が,量子化インデックスを入力として,逆量子化処理を行い,残差予測誤差信号の復号値を生成する。   [Step S204]: The inverse quantization processing unit 104 receives the quantization index and performs inverse quantization processing to generate a decoded value of the residual prediction error signal.

[ステップS205]:加算器121が,ステップS204で生成した残差予測誤差信号の復号値およびステップS201で生成したイントラ予測残差信号の予測信号を入力として,両者を加算し,変換係数の復号値を生成する。   [Step S205]: The adder 121 inputs the decoded value of the residual prediction error signal generated in step S204 and the prediction signal of the intra prediction residual signal generated in step S201, adds them, and decodes the transform coefficient Generate a value.

図5は,残差予測処理(例1)を示すフローチャートである。図4のステップS201では,残差予測処理の第1の例として,図5に示す処理を実行する。   FIG. 5 is a flowchart showing the residual prediction process (example 1). In step S201 of FIG. 4, the process shown in FIG. 5 is executed as a first example of the residual prediction process.

[ステップS301]:残差予測処理部110は,イントラ予測情報記憶部109から,被予測PUのサイズ,被予測TUのサイズ,および被予測PUにおける予測モードを読み込む。   [Step S301]: The residual prediction processing unit 110 reads the size of the predicted PU, the size of the predicted TU, and the prediction mode in the predicted PU from the intra prediction information storage unit 109.

[ステップS302]:ステップS301で読み込んだ情報を入力として,参照PU,参照TUを同定する。具体的な設定方法は,前述した〔参照ブロックの設定方法(PUのサイズがTUのサイズと一致している場合)〕および〔参照ブロックの設定方法(PUが複数のTUを含む場合)〕を用いる。   [Step S302]: The information read in Step S301 is used as an input to identify the reference PU and reference TU. The specific setting method is the above-described [reference block setting method (when the PU size matches the TU size)] and [reference block setting method (when the PU includes a plurality of TUs)]. Use.

[ステップS303]:ステップS310で読み込んだ情報を入力として,変換係数の予測対象成分を同定する。具体的な同定方法は,別途,与えられるものとする。   [Step S303]: Using the information read in Step S310 as an input, the prediction target component of the transform coefficient is identified. The specific identification method shall be given separately.

[ステップS304]:参照TU内の予測対象成分を入力として,残差予測の予測信号を生成する。具体的な設定方法は,前述した〔イントラ予測残差信号の予測方法〕における<予測方法1>に従う。   [Step S304]: The prediction target component in the reference TU is input, and a prediction signal for residual prediction is generated. A specific setting method follows <Prediction method 1> in [Intra prediction residual signal prediction method] described above.

[ステップS305]:ステップS304で生成した予測信号および被予測TU内の予測対象成分を入力として,両者の差分を出力する。   [Step S305]: The prediction signal generated in step S304 and the prediction target component in the predicted TU are input, and the difference between the two is output.

図6は,残差予測処理(例2)を示すフローチャートである。図4のステップS201では,残差予測処理の第2の例として,図6に示す処理を実行してもよい。   FIG. 6 is a flowchart showing a residual prediction process (example 2). In step S201 in FIG. 4, the process shown in FIG. 6 may be executed as a second example of the residual prediction process.

[ステップS311〜S313]:図5で説明したステップS301〜S303と同様な処理を実行する。   [Steps S311 to S313]: The same processes as steps S301 to S303 described in FIG. 5 are executed.

[ステップS314]:残差予測処理部110は,参照TU内の予測対象成分に乗じる重み係数,および予測対象成分に加算するバイアス係数の値を読み込む。重み係数およびバイアス係数は,予め与えれるか,もしくは,別途,定められるものとする。   [Step S314]: The residual prediction processing unit 110 reads the weighting coefficient to be multiplied by the prediction target component in the reference TU and the value of the bias coefficient to be added to the prediction target component. The weighting coefficient and the bias coefficient are given in advance or separately determined.

[ステップS315]:参照TU内の予測対象成分を入力として,残差予測の予測信号として設定する。具体的な設定方法は,〔イントラ予測残差信号の予測方法〕における<予測方法2>に従う。   [Step S315]: The prediction target component in the reference TU is input and set as a prediction signal for residual prediction. The specific setting method follows <Prediction method 2> in [Intra prediction residual signal prediction method].

[ステップS316]:ステップS315で生成した予測信号および被予測TU内の予測対象成分を入力として,両者の差分を出力する。   [Step S316]: The prediction signal generated in step S315 and the prediction target component in the predicted TU are input, and the difference between the two is output.

図7は,残差予測処理(例3)を示すフローチャートである。図4のステップS201では,残差予測処理の第3の例として,図7に示す処理を実行してもよい。   FIG. 7 is a flowchart showing a residual prediction process (example 3). In step S201 in FIG. 4, the process shown in FIG. 7 may be executed as a third example of the residual prediction process.

[ステップS321〜S323]:図5で説明したステップS301〜S303と同様な処理を実行する。   [Steps S321 to S323]: The same processing as steps S301 to S303 described in FIG. 5 is executed.

[ステップS324]:残差予測処理部110が,参照TU内の予測対象成分に乗じる重み係数,および予測対象成分に加算するバイアス係数の値を読み込む。重み係数およびバイアス係数は,予め与えられるか,もしくは,別途,定められるものとする。   [Step S324]: The residual prediction processing unit 110 reads the weighting coefficient to be multiplied by the prediction target component in the reference TU and the value of the bias coefficient to be added to the prediction target component. The weighting coefficient and the bias coefficient are given in advance or separately determined.

続くステップS325〜S331では,残差予測処理部110が,参照TU内の予測対象成分を入力として,残差予測の予測信号を生成する。具体的な設定方法は,〔イントラ予測残差信号の予測方法〕における<予測方法4>に従う。なお,<予測方法3>の場合の処理もほぼ同様であるので,<予測方法3>を用いたときの処理方法の説明は割愛する。   In subsequent steps S325 to S331, the residual prediction processing unit 110 receives the prediction target component in the reference TU and generates a prediction signal for residual prediction. A specific setting method follows <Prediction method 4> in [Intra prediction residual signal prediction method]. Note that the processing in the case of <prediction method 3> is almost the same, and therefore the description of the processing method when <prediction method 3> is used will be omitted.

[ステップS325]:以下の処理を変換係数のすべての予測対象成分に対して繰り返す。   [Step S325]: The following processing is repeated for all prediction target components of the transform coefficient.

[ステップS326]:当該予測対象成分は,重み付き予測処理を行う成分であるか否かを判定する。重み付き予測処理を行う成分の場合,ステップS328の処理へ進み,そうでない場合,ステップS327の処理へ進む。   [Step S326]: It is determined whether or not the prediction target component is a component for performing weighted prediction processing. In the case of the component for which the weighted prediction process is performed, the process proceeds to step S328. Otherwise, the process proceeds to step S327.

[ステップS327]:参照TU内の予測対象成分を残差予測の予測信号として設定する。その後,ステップS330の処理へ進む。   [Step S327]: The prediction target component in the reference TU is set as a prediction signal for residual prediction. Thereafter, the process proceeds to step S330.

[ステップS328]:参照TU内の予測対象成分に乗じる重み係数,および予測対象成分に加算するバイアス係数を読み込む。   [Step S328]: A weighting coefficient to be multiplied by the prediction target component in the reference TU and a bias coefficient to be added to the prediction target component are read.

[ステップS329]:被予測TU内の予測対象成分に対して重み係数を乗じ,バイアス係数を加算した値を残差予測の予測信号として設定する。   [Step S329]: A value obtained by multiplying the prediction target component in the predicted TU by the weighting coefficient and adding the bias coefficient is set as a prediction signal for residual prediction.

[ステップS330]:ステップS327またはステップS329で設定した予測信号と被予測TU内の予測対象成分とを入力として,両者の差分を算出する。   [Step S330]: The prediction signal set in Step S327 or Step S329 and the prediction target component in the predicted TU are input, and the difference between the two is calculated.

[ステップS331]:以上のステップS325以降の処理を,すべての予測対象成分について繰り返し,すべての予測対象成分に対する処理が終了したならば,処理を終了する。   [Step S331]: The processing from step S325 onward is repeated for all the prediction target components, and when the processing for all the prediction target components is completed, the processing ends.

〔画像復号装置の構成例〕
図8は,本発明の一実施形態である画像復号装置の構成例を示す図である。図8の画像復号装置は,他にインター予測復号を行う処理部を含んでいてもよいが,ここでは,イントラ予測に関連する部分だけを図示して説明する。
[Configuration Example of Image Decoding Device]
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of an image decoding device according to an embodiment of the present invention. The image decoding apparatus in FIG. 8 may include a processing unit that performs inter prediction decoding. Here, only a portion related to intra prediction will be illustrated and described.

この画像復号装置は,量子化インデックスやイントラ予測情報をエントロピー復号するエントロピー復号処理部201,量子化インデックスを逆量子化する逆量子化処理部202,IDCT等の逆直交変換を行う逆変換処理部203,復号済み画像の復号信号を記憶するフレームメモリ204,復号対象ブロックの周辺画素からイントラ予測信号を生成するイントラ予測処理部205,エントロピー復号されたイントラ予測情報を格納するイントラ予測情報格納部206,符号化ストリームから残差予測選択フラグを分離する分離処理部207,残差予測を行う残差予測処理部208,予測残差係数を記憶する予測残差係数記憶部209,残差予測選択フラグを読み込む残差予測選択フラグ読込部210,予測方法(予測モード)等のイントラ予測情報を記憶するイントラ予測情報記憶部211,変換係数を記憶する変換係数記憶部212,残差予測を適用するか否かを判定する残差予測判定部213,残差予測誤差信号の復号値にイントラ予測残差信号の予測信号を加算する加算器220,復号信号を生成する加算器221およびスイッチ部222,223を備える。   This image decoding apparatus includes an entropy decoding processing unit 201 that entropy decodes a quantization index and intra prediction information, an inverse quantization processing unit 202 that inversely quantizes the quantization index, and an inverse transformation processing unit that performs inverse orthogonal transformation such as IDCT. 203, a frame memory 204 that stores a decoded signal of a decoded image, an intra prediction processing unit 205 that generates an intra prediction signal from neighboring pixels of the decoding target block, and an intra prediction information storage unit 206 that stores intra prediction information that has been entropy-decoded. , A separation processing unit 207 that separates a residual prediction selection flag from the encoded stream, a residual prediction processing unit 208 that performs residual prediction, a prediction residual coefficient storage unit 209 that stores prediction residual coefficients, and a residual prediction selection flag Such as residual prediction selection flag reading unit 210 for reading and prediction method (prediction mode) An intra prediction information storage unit 211 that stores prediction information, a transform coefficient storage unit 212 that stores transform coefficients, a residual prediction determination unit 213 that determines whether to apply residual prediction, or a decoded value of a residual prediction error signal Are provided with an adder 220 for adding a prediction signal of an intra prediction residual signal, an adder 221 for generating a decoded signal, and switch units 222 and 223.

エントロピー復号処理部201は,分離処理部207で分離された符号化ストリームを入力として,エントロピー復号処理を行い,量子化インデックス,イントラ予測情報を出力する。逆量子化処理部202は,エントロピー復号処理部201で出力された量子化インデックスを入力として,逆量子化処理を行い,変換係数の復号値を出力する。逆変換処理部203は,逆量子化処理部202で出力された変換係数の復号値を入力として,逆変換処理を行い,イントラ予測残差信号の復号値を出力する。加算器221は,イントラ予測残差信号の復号値にイントラ予測信号を加算して復号信号を生成する。この復号信号は,フレームメモリ204に格納される。   The entropy decoding processing unit 201 receives the encoded stream separated by the separation processing unit 207, performs entropy decoding processing, and outputs a quantization index and intra prediction information. The inverse quantization processing unit 202 receives the quantization index output from the entropy decoding processing unit 201, performs an inverse quantization process, and outputs a decoded value of the transform coefficient. The inverse transform processing unit 203 receives the decoded value of the transform coefficient output from the inverse quantization processing unit 202, performs an inverse transform process, and outputs a decoded value of the intra prediction residual signal. The adder 221 adds the intra prediction signal to the decoded value of the intra prediction residual signal to generate a decoded signal. This decoded signal is stored in the frame memory 204.

イントラ予測処理部205は,フレームメモリ204に格納された近傍領域の復号信号を入力として,空間的な予測処理を行い,その予測処理により得られた信号をイントラ予測信号として出力する。イントラ予測情報格納部206は,エントロピー復号処理部201で出力されたイントラ予測信号を表現するための情報(イントラ予測の方向を規定するイントラ予測モード,イントラ予測を行う領域の大きさを表すPUサイズ)を格納する。   The intra prediction processing unit 205 receives a decoded signal in the neighborhood area stored in the frame memory 204, performs a spatial prediction process, and outputs a signal obtained by the prediction process as an intra prediction signal. The intra-prediction information storage unit 206 is information for expressing the intra-prediction signal output from the entropy decoding processing unit 201 (intra-prediction mode that defines the direction of intra-prediction, PU size that represents the size of the region where intra-prediction is performed) ).

以上の各部の処理は,基本的には,図15を用いて説明した従来の画像復号装置の処理と同様である。さらに,この画像復号装置では,残差予測を用いた画像復号のために,次の処理部や記憶部を備える。   The processing of each unit described above is basically the same as the processing of the conventional image decoding apparatus described with reference to FIG. Further, the image decoding apparatus includes the following processing unit and storage unit for image decoding using residual prediction.

分離処理部207は,図2で説明した画像符号化装置が出力した符号化ストリームを入力として,残差予測選択フラグを含む部分とそれ以外の部分とに分離する。残差予測処理部208は,イントラ予測残差信号に対する変換係数および予測残差係数記憶部209に格納された変換係数の復号値を入力とし,両者の差分値(残差予測誤差信号)を出力する。   The separation processing unit 207 receives the encoded stream output from the image encoding device described in FIG. 2 as an input, and separates it into a part including a residual prediction selection flag and another part. The residual prediction processing unit 208 receives the transform coefficient for the intra prediction residual signal and the decoded value of the transform coefficient stored in the prediction residual coefficient storage unit 209, and outputs the difference value (residual prediction error signal) between the two. To do.

残差予測選択フラグ読込部210は,分離処理部207において出力された符号化ストリームを入力として,残差予測選択フラグを含む部分から残差予測選択フラグを読み込む。また,残差予測選択フラグ読込部210は,残差予測選択フラグがONの場合,残差予測処理部208による処理を行い,逆量子化処理部202の出力と残差予測処理部208の出力を,加算器220で加算することを示す制御信号をスイッチ部222に対して出力する。一方,残差予測選択フラグがOFFの場合,逆量子化処理部202の出力と残差予測処理部208の出力を加算しないで,逆量子化処理部202の出力をそのまま出力することを示す制御信号を出力する。   The residual prediction selection flag reading unit 210 receives the encoded stream output from the separation processing unit 207 as an input, and reads the residual prediction selection flag from the portion including the residual prediction selection flag. Further, when the residual prediction selection flag is ON, the residual prediction selection flag reading unit 210 performs processing by the residual prediction processing unit 208, and outputs the inverse quantization processing unit 202 and the residual prediction processing unit 208. Is output to the switch unit 222 by the adder 220. On the other hand, when the residual prediction selection flag is OFF, control indicating that the output of the inverse quantization processing unit 202 is output as it is without adding the output of the inverse quantization processing unit 202 and the output of the residual prediction processing unit 208. Output a signal.

イントラ予測情報記憶部211は,イントラ予測の予測モード情報,イントラ予測のブロックサイズを格納する。変換係数記憶部212は,イントラ予測残差信号に対する変換係数の復号値を格納する。   The intra prediction information storage unit 211 stores prediction mode information for intra prediction and a block size for intra prediction. The transform coefficient storage unit 212 stores a decoded value of the transform coefficient for the intra prediction residual signal.

残差予測判定部213は,復号対象TUのイントラ予測残差に対する変換係数および変換係数記憶部212に格納されたTUの変換係数を入力として,残差予測を行うか否かを判定する。まず,残差予測の適用条件を満たすか否かを判定し,適用条件を満たさない場合には,スイッチ部223に対して,残差予測選択フラグ読込部210の処理をスキップすることを示す制御信号を出力する。さらに,逆量子化処理部202の出力と残差予測処理部208の出力を加算しないで,逆量子化処理部202の出力をそのまま出力することを示す制御信号を,スイッチ部222に対して出力する。   The residual prediction determination unit 213 determines whether or not to perform residual prediction by using the transform coefficient for the intra prediction residual of the decoding target TU and the transform coefficient of the TU stored in the transform coefficient storage unit 212 as inputs. First, it is determined whether or not an application condition for residual prediction is satisfied. If the application condition is not satisfied, control indicating that the processing of the residual prediction selection flag reading unit 210 is skipped for the switch unit 223 is performed. Output a signal. Further, a control signal indicating that the output of the inverse quantization processing unit 202 is output as it is without adding the output of the inverse quantization processing unit 202 and the output of the residual prediction processing unit 208 is output to the switch unit 222. To do.

適用条件を満たす場合には,残差予測選択フラグ読込部210において,残差予測選択フラグを読み込み,残差予測選択フラグがOFFの場合には,逆量子化処理部202の出力と残差予測処理部208の出力を加算しないで,逆量子化処理部202の出力をそのまま出力することを示す制御信号を,スイッチ部222に対して出力する。一方,残差予測選択フラグがONの場合には,逆量子化処理部202の出力と残差予測処理部208の出力を加算器220により加算して出力することを示す制御信号を,スイッチ部222に出力する。   When the application condition is satisfied, the residual prediction selection flag reading unit 210 reads the residual prediction selection flag, and when the residual prediction selection flag is OFF, the output of the inverse quantization processing unit 202 and the residual prediction A control signal indicating that the output of the inverse quantization processing unit 202 is output as it is without adding the output of the processing unit 208 is output to the switch unit 222. On the other hand, when the residual prediction selection flag is ON, a control signal indicating that the output of the inverse quantization processing unit 202 and the output of the residual prediction processing unit 208 are output by the adder 220 is output to the switch unit. It outputs to 222.

〔画像復号処理〕
次に,図8に示す画像復号装置が実行する画像復号処理の流れを,図9および図10に示すフローチャートに従って説明する。
[Image decoding processing]
Next, the flow of the image decoding process executed by the image decoding apparatus shown in FIG. 8 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

図9は,本実施形態に係る残差予測を用いた画像復号処理のフローチャートである。画像復号装置の入力信号は,図2に示す画像符号化装置が出力した符号化ストリームの符号化データである。図9において,点線の枠で囲ったステップS404〜S408の処理部分が,主に従来技術と異なる部分である。画像復号装置は,符号化データを入力すると,以下の処理を行う。   FIG. 9 is a flowchart of image decoding processing using residual prediction according to the present embodiment. The input signal of the image decoding apparatus is encoded data of the encoded stream output from the image encoding apparatus shown in FIG. In FIG. 9, the processing part of steps S404 to S408 surrounded by a dotted frame is mainly a part different from the prior art. When the encoded data is input, the image decoding apparatus performs the following processing.

[ステップS401]:分離処理部207が符号化ストリームから分離した符号化データを入力し,各符号化単位ユニットごとに,ステップS411までの処理を繰り返し実行する。   [Step S401]: The encoded data separated from the encoded stream is input by the separation processing unit 207, and the processing up to step S411 is repeatedly executed for each encoding unit.

[ステップS402]:エントロピー復号処理部201が,符号化単位ユニットの符号化データを入力として,量子化インデックスおよびイントラ予測情報についてエントロピー復号処理する。   [Step S402]: The entropy decoding processing unit 201 receives the encoded data of the encoding unit unit as input and performs entropy decoding processing on the quantization index and the intra prediction information.

[ステップS403]:イントラ予測処理部205が,復号済みのイントラ予測情報から,イントラ符号化の方式(イントラ予測モード)を読み出し,イントラ予測モードに基づき,イントラ予測信号を生成する。   [Step S403]: The intra prediction processing unit 205 reads an intra coding method (intra prediction mode) from the decoded intra prediction information, and generates an intra prediction signal based on the intra prediction mode.

[ステップS404]:残差予測判定部213が,残差予測の適用条件に基づき,残差予測を行うか否かを判定する。適用条件を満たす場合には,ステップS406の処理へ進む。適用条件を満たさない場合には,ステップS405の処理へ進む。   [Step S404]: The residual prediction determination unit 213 determines whether or not to perform residual prediction based on the application conditions of residual prediction. If the application condition is satisfied, the process proceeds to step S406. If the application condition is not satisfied, the process proceeds to step S405.

[ステップS405]:逆量子化処理部202が,量子化インデックスに対する逆量子化処理を行い,変換係数の復号値を生成する。その後,ステップS409の処理へ進む。   [Step S405]: The inverse quantization processing unit 202 performs an inverse quantization process on the quantization index, and generates a decoded value of the transform coefficient. Thereafter, the process proceeds to step S409.

[ステップS406]:残差予測選択フラグ読込部210が,分離処理部207が分離した符号化データから,イントラ予測残差の使用を示すフラグ(残差予測選択フラグ)を読み込む。   [Step S406]: The residual prediction selection flag reading unit 210 reads a flag (residual prediction selection flag) indicating the use of the intra prediction residual from the encoded data separated by the separation processing unit 207.

[ステップS407]:残差予測選択フラグがONの場合には,ステップS408の処理へ進む。そうでない場合には,ステップS405の処理へ進む。   [Step S407]: If the residual prediction selection flag is ON, the process proceeds to step S408. Otherwise, the process proceeds to step S405.

[ステップS408]:残差予測に基づき,変換係数の復号値を生成する。この処理の詳細については,図10を用いて後述する。   [Step S408]: Generate a decoded value of the transform coefficient based on the residual prediction. Details of this processing will be described later with reference to FIG.

[ステップS409]:逆変換処理部203が,変換係数の復号値を入力として,逆変換処理を行い,イントラ予測残差信号の復号信号を生成する。   [Step S409]: The inverse transformation processing unit 203 receives the decoded value of the transformation coefficient as an input, performs an inverse transformation process, and generates a decoded signal of the intra prediction residual signal.

[ステップS410]:加算器221が,イントラ予測残差信号の復号値およびイントラ予測信号を入力として,両者を加算し,復号信号を生成して所定の記憶領域(フレームメモリ204)に格納する。   [Step S410]: The adder 221 receives the decoded value of the intra prediction residual signal and the intra prediction signal, adds them together, generates a decoded signal, and stores it in a predetermined storage area (frame memory 204).

[ステップS411]:以上の処理をすべての符号化単位ユニットについて繰り返し,すべての符号化単位ユニットについての処理が終えたならば,復号処理を終了する。   [Step S411]: The above processing is repeated for all the coding unit units, and when the processing for all the coding unit units is completed, the decoding processing is terminated.

図10は,復号時における残差予測処理を用いた変換係数の復号値生成処理のフローチャートである。次に,図10を用いて,図9のステップS408の処理について詳細に説明する。   FIG. 10 is a flowchart of a transform coefficient decoded value generation process using a residual prediction process at the time of decoding. Next, the process of step S408 in FIG. 9 will be described in detail with reference to FIG.

[ステップS501]:残差予測処理部208が,参照TUの予測対象成分を入力として,イントラ予測残差信号に対する予測処理を行い,イントラ予測残差信号の予測信号を生成する。さらに,被予測TUの予測対象成分および前記予測信号を入力として,両者の差分信号として,残差予測誤差信号を生成する。この残差予測処理については,画像符号化処理で説明したステップS201(図4)の処理と同様であり,詳しくは,図5,図6および図7を用いて説明した処理のようにいくつかのバリエーションがある。   [Step S501]: The residual prediction processing unit 208 receives the prediction target component of the reference TU, performs prediction processing on the intra prediction residual signal, and generates a prediction signal of the intra prediction residual signal. Further, the prediction target component of the TU to be predicted and the prediction signal are input, and a residual prediction error signal is generated as a difference signal between them. This residual prediction process is the same as the process of step S201 (FIG. 4) described in the image encoding process, and more specifically, some processes such as those described with reference to FIGS. There are variations.

[ステップS502]:逆量子化処理部202が,量子化インデックスを入力として,逆量子化処理を行い,残差予測誤差信号の復号値を生成する。   [Step S502]: The inverse quantization processing unit 202 performs an inverse quantization process using the quantization index as an input, and generates a decoded value of the residual prediction error signal.

[ステップS503]:加算器221が,ステップS502で生成した残差予測誤差信号の復号値およびステップS501で生成したイントラ予測残差信号の予測信号を入力として,両者を加算し,変換係数の復号値を生成して所定の記憶領域(フレームメモリ204)に格納する。   [Step S503]: The adder 221 inputs the decoded value of the residual prediction error signal generated in step S502 and the prediction signal of the intra prediction residual signal generated in step S501, adds them, and decodes the transform coefficient A value is generated and stored in a predetermined storage area (frame memory 204).

図11に,図2の画像符号化装置をコンピュータとソフトウェアプログラムとによって構成する場合のハードウェア構成例を示す。本システムは,プログラムを実行するCPU150と,CPU150がアクセスするプログラムやデータが格納されるRAM等のメモリ151と,カメラ等からの符号化対象の画像信号を入力する画像信号入力部152(ディスク装置等による画像信号を記憶する記憶部でもよい)と,本手法により入力画像を符号化する処理をCPU150に実行させるソフトウェアプログラムである画像符号化プログラム154が格納されたプログラム記憶装置153と,CPU150がメモリ151にロードされた画像符号化プログラム154を実行することにより生成された符号化データを,例えばネットワークを介して出力する符号化ストリーム出力部155(ディスク装置等による符号化ストリームを記憶する記憶部でもよい)とが,バスで接続された構成になっている。   FIG. 11 shows a hardware configuration example in the case where the image encoding device of FIG. 2 is configured by a computer and a software program. This system includes a CPU 150 that executes a program, a memory 151 such as a RAM that stores programs and data accessed by the CPU 150, and an image signal input unit 152 (disk device) that inputs an image signal to be encoded from a camera or the like. A program storage device 153 in which an image encoding program 154 that is a software program for causing the CPU 150 to execute processing for encoding an input image by this method is stored, and the CPU 150 An encoded stream output unit 155 that outputs encoded data generated by executing the image encoding program 154 loaded in the memory 151 via, for example, a network (a storage unit that stores an encoded stream by a disk device or the like) But may be connected by bus It has become the configuration.

図12に,図8の画像復号装置をコンピュータとソフトウェアプログラムとによって構成する場合のハードウェア構成例を示す。本システムは,プログラムを実行するCPU250と,CPU250がアクセスするプログラムやデータが格納されるRAM等のメモリ251と,図2の画像符号化装置が本手法により符号化した符号化ストリームを入力して記憶する符号化ストリーム記憶部252(ネットワーク等を介した入力部でもよい)と,本手法により符号化ストリームを復号する処理をCPU250に実行させるソフトウェアプログラムである画像復号プログラム254が格納されたプログラム記憶装置253と,CPU250がメモリ251にロードされた画像復号プログラム254を実行することにより,符号化ストリームを復号して得られた復号画像を,再生装置などに出力する復号画像出力部255とが,バスで接続された構成になっている。   FIG. 12 shows a hardware configuration example when the image decoding apparatus of FIG. 8 is configured by a computer and a software program. This system receives a CPU 250 that executes a program, a memory 251 such as a RAM that stores programs and data accessed by the CPU 250, and an encoded stream encoded by the image encoding apparatus of FIG. A program storage in which an encoded stream storage unit 252 (which may be an input unit via a network or the like) to be stored and an image decoding program 254 that is a software program for causing the CPU 250 to execute processing for decoding the encoded stream by this method is stored. And a decoded image output unit 255 that outputs a decoded image obtained by decoding the encoded stream to the playback device by the CPU 250 executing the image decoding program 254 loaded in the memory 251. It is configured to be connected by a bus.

以上,図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが,上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず,本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって,本発明の精神および技術的範囲を逸脱しない範囲での構成要素の追加,省略,置換,その他の変更を行ってもよい。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the above embodiments are merely examples of the present invention, and it is obvious that the present invention is not limited to the above embodiments. is there. Accordingly, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the spirit and technical scope of the present invention.

101,205 イントラ予測処理部
102 変換処理部
103 量子化処理部
104,202 逆量子化処理部
105,203 逆変換処理部
106,204 フレームメモリ
107 イントラ予測情報符号化部
108 エントロピー符号化処理部
109,211 イントラ予測情報記憶部
110,208 残差予測処理部
111,209 予測残差係数記憶部
112,212 変換係数記憶部
113,213 残差予測判定部
114 残差予測選択フラグ出力部
115 多重化処理部
120 減算器
121,122,220,221 加算器
123,124,222,223 スイッチ部
201 エントロピー復号処理部
206 イントラ予測情報格納部
207 分離処理部
210 残差予測選択フラグ読込部
101, 205 Intra prediction processing unit 102 Transform processing unit 103 Quantization processing unit 104, 202 Inverse quantization processing unit 105, 203 Inverse transform processing unit 106, 204 Frame memory 107 Intra prediction information encoding unit 108 Entropy encoding processing unit 109 , 211 Intra prediction information storage unit 110, 208 Residual prediction processing unit 111, 209 Prediction residual coefficient storage unit 112, 212 Transform coefficient storage unit 113, 213 Residual prediction determination unit 114 Residual prediction selection flag output unit 115 Multiplexing Processing unit 120 Subtractor 121, 122, 220, 221 Adder 123, 124, 222, 223 Switch unit 201 Entropy decoding processing unit 206 Intra prediction information storage unit 207 Separation processing unit 210 Residual prediction selection flag reading unit

Claims (14)

空間的な画素間予測を用いてイントラ予測信号を生成し,そのイントラ予測信号と入力画像の符号化対象領域における原信号との残差信号を生成し,生成した残差信号に対して直交変換を施して変換係数を生成する符号化を行う画像符号化方法において,
符号化対象領域に対するイントラ予測の予測方向に基づいて前記残差信号に対する予測処理に用いる符号化済みの領域を選定し,その符号化済みの領域における変換係数の特定の成分を参照信号として指定する過程と,
前記符号化済みの領域における変換係数の特定の成分またはその特定の成分に所与の重み係数を乗じた値もしくは所与のバイアス値を加算した値と,符号化対象領域において対応する変換係数の成分との差分信号である残差予測誤差信号を生成する過程と,
前記残差予測誤差信号を符号化の対象として符号化する過程とを有する
ことを特徴とする画像符号化方法。
Generates an intra prediction signal using spatial inter-pixel prediction, generates a residual signal between the intra prediction signal and the original signal in the encoding target area of the input image, and performs orthogonal transform on the generated residual signal In an image encoding method for performing encoding to generate transform coefficients,
Based on the prediction direction of intra prediction with respect to the encoding target region, an encoded region to be used for prediction processing for the residual signal is selected, and a specific component of a transform coefficient in the encoded region is designated as a reference signal. Process,
A specific component of the transform coefficient in the encoded region, a value obtained by multiplying the specific component by a given weighting factor or a given bias value, and a corresponding transform coefficient in the encoding target region Generating a residual prediction error signal that is a difference signal from the component;
And a process of encoding the residual prediction error signal as an encoding target.
請求項1記載の画像符号化方法において,
前記残差予測誤差信号を符号化するか否かを,所定の評価尺度に従って判定する過程と,
前記判定の結果に従って,前記残差予測誤差信号を符号化するか否かを示す残差予測選択情報を符号化する過程とを有し,
前記残差予測誤差信号を符号化すると判定した場合には,前記残差信号に対する予測処理を伴う符号化処理を行い,前記残差予測誤差信号を符号化しないと判定した場合には,前記残差信号に対する予測処理を行わないで前記残差信号を直交変換した変換係数を符号化する
ことを特徴とする画像符号化方法。
The image encoding method according to claim 1,
Determining whether to encode the residual prediction error signal according to a predetermined evaluation scale;
Encoding residual prediction selection information indicating whether to encode the residual prediction error signal according to the determination result,
When it is determined that the residual prediction error signal is to be encoded, an encoding process involving a prediction process is performed on the residual signal, and when it is determined that the residual prediction error signal is not to be encoded, the residual prediction error signal is encoded. An image encoding method, wherein a transform coefficient obtained by orthogonally transforming the residual signal is encoded without performing a prediction process on the difference signal.
請求項1または請求項2に記載の画像符号化方法において,
前記参照信号として指定する過程では,イントラ予測の単位となる領域が前記符号化対象領域よりも大きい場合に,前記符号化対象領域を含むイントラ予測の単位となる領域の予測方向に基づいて,同一または類似する予測方向の符号化済みのイントラ予測の単位となる参照領域を選定し,前記イントラ予測単位となる領域における前記符号化対象領域の位置と相対的に同じ位置にある前記参照領域内の領域を,前記残差信号に対する予測処理に用いる符号化済みの領域として選定する
ことを特徴とする画像符号化方法。
The image encoding method according to claim 1 or 2,
In the process of designating as the reference signal, when the region serving as a unit of intra prediction is larger than the region to be encoded, it is the same based on the prediction direction of the region serving as the unit of intra prediction including the region to be encoded. Alternatively, a reference region that is a unit of intra prediction that has been encoded in a similar prediction direction is selected, and the reference region in the reference region that is at the same position as the encoding target region in the region that is the intra prediction unit. An image encoding method, wherein an area is selected as an encoded area used for prediction processing for the residual signal.
空間的な画素間予測を用いてイントラ予測信号を生成し,そのイントラ予測信号と入力画像の符号化対象領域における原信号との残差信号を生成し,生成した残差信号に対して直交変換を施して変換係数を生成する符号化を行う画像符号化装置において,
符号化対象領域に対するイントラ予測の予測方向に基づいて前記残差信号に対する予測処理に用いる符号化済みの領域を選定し,その符号化済みの領域における変換係数の特定の成分を参照信号として指定する手段と,
前記符号化済みの領域における変換係数の特定の成分またはその特定の成分に所与の重み係数を乗じた値もしくは所与のバイアス値を加算した値と,符号化対象領域において対応する変換係数の成分との差分信号である残差予測誤差信号を生成する手段と,
前記残差予測誤差信号を符号化の対象として符号化する手段とを備える
ことを特徴とする画像符号化装置。
Generates an intra prediction signal using spatial inter-pixel prediction, generates a residual signal between the intra prediction signal and the original signal in the encoding target area of the input image, and performs orthogonal transform on the generated residual signal In an image encoding apparatus that performs encoding to generate transform coefficients by applying
Based on the prediction direction of intra prediction with respect to the encoding target region, an encoded region to be used for prediction processing for the residual signal is selected, and a specific component of a transform coefficient in the encoded region is designated as a reference signal. Means,
A specific component of the transform coefficient in the encoded region, a value obtained by multiplying the specific component by a given weighting factor or a given bias value, and a corresponding transform coefficient in the encoding target region Means for generating a residual prediction error signal that is a difference signal from the component;
An image encoding apparatus comprising: means for encoding the residual prediction error signal as an encoding target.
請求項4記載の画像符号化装置において,
前記残差予測誤差信号を符号化するか否かを,所定の評価尺度に従って判定する手段と,
前記判定の結果に従って,前記残差予測誤差信号を符号化するか否かを示す残差予測選択情報を符号化する手段とを備え,
前記残差予測誤差信号を符号化すると判定した場合には,前記残差信号に対する予測処理を伴う符号化処理を行い,前記残差予測誤差信号を符号化しないと判定した場合には,前記残差信号に対する予測処理を行わないで前記残差信号を直交変換した変換係数を符号化する
ことを特徴とする画像符号化装置。
The image encoding device according to claim 4, wherein
Means for determining whether to encode the residual prediction error signal according to a predetermined evaluation scale;
Means for encoding residual prediction selection information indicating whether or not to encode the residual prediction error signal according to the determination result;
When it is determined that the residual prediction error signal is to be encoded, an encoding process involving a prediction process is performed on the residual signal, and when it is determined that the residual prediction error signal is not to be encoded, the residual prediction error signal is encoded. An image encoding apparatus, wherein a transform coefficient obtained by orthogonally transforming the residual signal is encoded without performing a prediction process on the difference signal.
請求項4または請求項5に記載の画像符号化装置において,
前記参照信号として指定する手段は,イントラ予測の単位となる領域が前記符号化対象領域よりも大きい場合に,前記符号化対象領域を含むイントラ予測の単位となる領域の予測方向に基づいて,同一または類似する予測方向の符号化済みのイントラ予測の単位となる参照領域を選定し,前記イントラ予測単位となる領域における前記符号化対象領域の位置と相対的に同じ位置にある前記参照領域内の領域を,前記残差信号に対する予測処理に用いる符号化済みの領域として選定する
ことを特徴とする画像符号化装置。
In the image coding device according to claim 4 or 5,
The means to designate as the reference signal is the same based on the prediction direction of the region serving as the unit of intra prediction including the coding target region when the region serving as the unit of intra prediction is larger than the coding target region. Alternatively, a reference region that is a unit of intra prediction that has been encoded in a similar prediction direction is selected, and the reference region in the reference region that is at the same position as the encoding target region in the region that is the intra prediction unit. An image coding apparatus, wherein a region is selected as a coded region used for prediction processing for the residual signal.
空間的な画素間予測を用いてイントラ予測信号を生成し,そのイントラ予測信号と,入力した符号化データから得られるイントラ予測残差信号とから,符号化された画像を復号する画像復号方法において,
入力した符号化データに含まれる,復号済みの領域における変換係数の特定の成分またはその特定の成分に所与の重み係数を乗じた値もしくは所与のバイアス値を加算した値と,復号対象領域において対応する変換係数の成分との差分信号である残差予測誤差信号を復号する過程と,
復号対象領域に対するイントラ予測の予測方向を示す情報を復号し,その予測方向に基づいて復号済みの領域を選定し,その復号済みの領域における変換係数の特定の成分を参照信号として指定する過程と,
前記参照信号を用いて,復号対象領域のイントラ予測残差信号に対する予測信号を生成する過程と,
前記残差予測誤差信号と前記イントラ予測残差信号に対する予測信号とを用いて,復号対象領域の復号信号を生成する過程とを有する
ことを特徴とする画像復号方法。
In an image decoding method for generating an intra prediction signal using spatial inter-pixel prediction, and decoding an encoded image from the intra prediction signal and an intra prediction residual signal obtained from input encoded data ,
A specific component of the transform coefficient in the decoded area included in the input encoded data, a value obtained by multiplying the specific component by a given weight coefficient or a given bias value, and a decoding target area Decoding a residual prediction error signal that is a difference signal from the corresponding transform coefficient component in FIG.
Decoding information indicating the prediction direction of intra prediction for a decoding target region, selecting a decoded region based on the prediction direction, and designating a specific component of a transform coefficient in the decoded region as a reference signal; ,
Generating a prediction signal for the intra prediction residual signal of the decoding target region using the reference signal;
An image decoding method comprising: generating a decoded signal of a decoding target region using the residual prediction error signal and a prediction signal for the intra prediction residual signal.
請求項7記載の画像復号方法において,
入力した符号化データに含まれる,前記残差予測誤差信号の符号化が行われたか否かを示す残差予測選択情報を復号する過程を有し,
前記残差予測選択情報が,前記残差予測誤差信号の符号化が行われていることを示す場合に,前記残差信号に対する予測処理を伴う復号処理を行い,前記残差予測誤差信号の符号化が行われていないことを示す場合に,前記残差信号に対する予測処理を行わないで前記残差信号を直交変換した変換係数に関する符号化データを復号する
ことを特徴とする画像復号方法。
The image decoding method according to claim 7, wherein
Decoding residual prediction selection information indicating whether or not the residual prediction error signal has been encoded included in the input encoded data;
When the residual prediction selection information indicates that the residual prediction error signal is encoded, a decoding process with a prediction process is performed on the residual signal, and a code of the residual prediction error signal is obtained. An image decoding method comprising: decoding encoded data relating to a transform coefficient obtained by orthogonally transforming the residual signal without performing prediction processing on the residual signal when it is indicated that the conversion is not performed.
請求項7または請求項8に記載の画像復号方法において,
前記参照信号として指定する過程では,イントラ予測の単位となる領域が前記復号対象領域よりも大きい場合に,復号したイントラ予測の予測方向を示す情報に基づいて,同一または類似する予測方向の復号済みのイントラ予測の単位となる参照領域を選定し,前記イントラ予測単位となる領域における前記復号対象領域の位置と相対的に同じ位置にある前記参照領域内の領域を,前記残差信号に対する予測処理に用いる復号済みの領域として選定する
ことを特徴とする画像復号方法。
In the image decoding method according to claim 7 or 8,
In the process of designating as the reference signal, when the region serving as the unit of intra prediction is larger than the region to be decoded, decoding of the same or similar prediction direction is completed based on the information indicating the prediction direction of the decoded intra prediction. A reference region that is a unit of intra prediction is selected, and a region in the reference region that is at the same position as the position of the decoding target region in the region that is the intra prediction unit is predicted for the residual signal. An image decoding method, characterized in that it is selected as a decoded area to be used for.
空間的な画素間予測を用いてイントラ予測信号を生成し,そのイントラ予測信号と,入力した符号化データから得られるイントラ予測残差信号とから,符号化された画像を復号する画像復号装置において,
入力した符号化データに含まれる,復号済みの領域における変換係数の特定の成分またはその特定の成分に所与の重み係数を乗じた値もしくは所与のバイアス値を加算した値と,復号対象領域において対応する変換係数の成分との差分信号である残差予測誤差信号を復号する手段と,
復号対象領域に対するイントラ予測の予測方向を示す情報を復号し,その予測方向に基づいて復号済みの領域を選定し,その復号済みの領域における変換係数の特定の成分を参照信号として指定する手段と,
前記参照信号を用いて,復号対象領域のイントラ予測残差信号に対する予測信号を生成する手段と,
前記残差予測誤差信号と前記イントラ予測残差信号に対する予測信号とを用いて,復号対象領域の復号信号を生成する手段とを備える
ことを特徴とする画像復号装置。
In an image decoding apparatus that generates an intra prediction signal using spatial inter-pixel prediction and decodes an encoded image from the intra prediction signal and an intra prediction residual signal obtained from input encoded data ,
A specific component of the transform coefficient in the decoded area included in the input encoded data, a value obtained by multiplying the specific component by a given weight coefficient or a given bias value, and a decoding target area Means for decoding a residual prediction error signal which is a difference signal from the corresponding transform coefficient component in FIG.
Means for decoding information indicating a prediction direction of intra prediction for a decoding target region, selecting a decoded region based on the prediction direction, and designating a specific component of a transform coefficient in the decoded region as a reference signal; ,
Means for generating a prediction signal for an intra prediction residual signal in a decoding target region using the reference signal;
An image decoding apparatus comprising: means for generating a decoded signal of a decoding target region using the residual prediction error signal and a prediction signal for the intra prediction residual signal.
請求項10記載の画像復号装置において,
入力した符号化データに含まれる,前記残差予測誤差信号の符号化が行われたか否かを示す残差予測選択情報を復号する手段を備え,
前記残差予測選択情報が,前記残差予測誤差信号の符号化が行われていることを示す場合に,前記残差信号に対する予測処理を伴う復号処理を行い,前記残差予測誤差信号の符号化が行われていないことを示す場合に,前記残差信号に対する予測処理を行わないで前記残差信号を直交変換した変換係数に関する符号化データを復号する
ことを特徴とする画像復号装置。
The image decoding device according to claim 10,
Means for decoding residual prediction selection information indicating whether or not the residual prediction error signal is encoded included in the input encoded data;
When the residual prediction selection information indicates that the residual prediction error signal is encoded, a decoding process with a prediction process is performed on the residual signal, and a code of the residual prediction error signal is obtained. An image decoding apparatus characterized by decoding encoded data relating to a transform coefficient obtained by orthogonally transforming the residual signal without performing prediction processing on the residual signal when it is indicated that the conversion is not performed.
請求項10または請求項11に記載の画像復号装置において,
前記参照信号として指定する手段は,イントラ予測の単位となる領域が前記復号対象領域よりも大きい場合に,復号したイントラ予測の予測方向を示す情報に基づいて,同一または類似する予測方向の復号済みのイントラ予測の単位となる参照領域を選定し,前記イントラ予測単位となる領域における前記復号対象領域の位置と相対的に同じ位置にある前記参照領域内の領域を,前記残差信号に対する予測処理に用いる復号済みの領域として選定する
ことを特徴とする画像復号装置。
The image decoding device according to claim 10 or 11,
The means for designating as the reference signal, when the region that is the unit of intra prediction is larger than the region to be decoded, is decoded in the same or similar prediction direction based on the information indicating the prediction direction of the decoded intra prediction A reference region that is a unit of intra prediction is selected, and a region in the reference region that is at the same position as the position of the decoding target region in the region that is the intra prediction unit is predicted for the residual signal. An image decoding apparatus, wherein the image decoding apparatus is selected as a decoded area to be used.
請求項1,請求項2または請求項3記載の画像符号化方法を,コンピュータに実行させるための画像符号化プログラム。   An image encoding program for causing a computer to execute the image encoding method according to claim 1, 2 or 3. 請求項7,請求項8または請求項9記載の画像復号方法を,コンピュータに実行させるための画像復号プログラム。   An image decoding program for causing a computer to execute the image decoding method according to claim 7, 8 or 9.
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