JP2018121283A - 予測装置、符号化装置、復号装置、及びプログラム - Google Patents

予測装置、符号化装置、復号装置、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】イントラ予測において、符号化効率を向上させること。【解決手段】予測装置は、画像のイントラ予測において、符号化対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づき、前記符号化対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部と、を備える。そして、前記選択部が選択する予測モードを示す情報は、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には符号化されない。【選択図】図3

Description

本発明は、予測装置、符号化装置、復号装置、及びプログラムに関する。
動画像の予測符号化方式であるMPEG−2やH.264/AVC、H.265/HEVC(ISO/IEC 23008−2, ITU−T H.265)では、動画像の各フレームを正方(矩形)ブロックに分割し、それぞれのブロックを基本処理単位として予測画像を生成する。そして、原画像と予測画像との差分を符号化する。
予測画像の生成には、イントラ(画面内)予測とインター(画面間)予測との2種類の生成手法がある。画面内予測では、予測対象ブロックの周辺画素を参照画素として外挿予測する。画面間予測では、予想対象フレームの前後フレームから内挿予測もしくは外挿予測する。
H.265/HEVCでは、イントラ予測のために、予測モード番号mode0〜34までの合計35の予測モードが設けられている。図9に、H.265/HEVCにおける予測モード番号の割当てを示す。図9に示すように、Planar予測にはmode0が割当てられ、DC予測には、mode1が割当てられ、方向性予測には、mode2〜34までが割当てられている。復号時には、復号対象ブロックの周囲にある参照画秦と、復号対象ブロックの予測モード番号とに基づいて予測画像を生成する。
また、H.265/HEVCでは、イントラ予測における予測モード番号を符号化する際に、予測モード番号の候補リストを作成しておくことで、選択した予測モード番号が候補リストに含まれる場合には、予測モード番号を最小2[bit]で符号化することができる。この候補リストは、3つの予測モード番号の候補を有するリストであり、MPM(Most Probable Mode)と呼ばれる。また、選択した予測モード番号がMPMに含まれるか否かを示すフラグをprev_intra_luma_pred_flagと呼ぶ。prev_intra_luma_pred_flagは、その値が「1」である場合には、符号化された予測モード番号がMPMに含まれることを表す。また、その値が「0」である場合には、符号化された予測モード番号がMPMに含まれていないことを表す。
MPM(candModeList[0...2])は、予測対象の画像ブロックにおいて左上端に位置する画素を基準として、その左側に隣接するブロックAの予測モード番号と、上側に隣接するブロックBの予測モード番号とに基づいて、下記(1)〜(5)までのパターンが定められている。
(1)ブロックA、ブロックBの予測モード番号が同じであり、且つ、予測モード番号がmode2未満である場合は、MPMを以下のように設定する。
candModeList[0]=mode0
candModeList[1]=mode1
candModeList[2]=mode26
(2)ブロックA、ブロックBの予測モード番号が同じであり、且つ、予測モード番号がmode2以上である場合は、MPMを以下のように設定する。
candModeList[0]=(ブロックAの予測モード番号)
candModeList[1]=(((ブロックAの予測モード番号)+29)%32)
candModeList[2]=(((ブロックAの予測モード番号)・2+1)%32)
(3)ブロックA、ブロックBの予測モード番号が異なり、且つ、いずれの予測モード番号もmode0ではない場合は、MPMを以下のように設定する。
candModeList[0]=(ブロックAの予測モード番号)
candModeList[l]=(ブロックBの予測モード番号)
candModeList[2]=mode0
(4)ブロックA、ブロックBの予測モード番号が異なり、且つ、いずれもmode1ではない場合は、MPMを以下のように設定する。
candModeList[0]=(ブロックAの予測モード番号)
candModeList[1]=(ブロックBの予測モード番号)
candModeList[2]=mode1
(5)ブロックA、ブロックBのモード番号が異なり、且つmode0、mode1の組み合わせである場合は、MPMを以下のように設定する。
candModeList[0]=(ブロックAのモード番号)
candModeList[1]=(ブロックBのモード番号)
candModeList[2]=mode26
Recommendation ITU−T H.265,(04/2015),"High efficiency video coding",International Telecommunication Union
ところで、予測モード番号を符号化したときのデータ量は、MPMにおけるリスト番号や予測モード番号に応じて異なる。
具体的には、符号化する予測モード番号がMPMのリスト番号「0」である場合(candModeList[1])、prev_intra_luma_pred_flagを表す1[bit]とcandModeList[0]を表す1[bit]との計2[bit]が必要となる。
また、符号化する予測モード番号がMPMのリスト番号「1」である場合(candModeList[2])、prev_intra_luma_pred_flagを表す1[bit]と、candModeList[1]を表す2[bit]との計3[bit]が必要となる。
また、符号化する予測モード番号がMPMのリスト番号「2」である場合(candModeList[2])、prev_intra_luma_pred_flagを表す1[bit]と、candModeList[2]を表す2[bit]との計3[bit]が必要となる。
また、符号化する予測モード番号がMPMに含まれていない場合、prev_intra_luma_pred_flagを表す1[bit]と、mode0〜34までの予測モード番号を表す5[bit]との計6[bit](例えば、mode10の場合は、ビット列「00110」)が必要となる。
符号化において、データ量は少なければ少ない方がよい。従って、イントラ予測においても、データ量をさらに削減し、符号化効率を向上させることが望まれている。
本発明のいくつかの態様は、イントラ予測において、符号化効率を向上させることができる予測装置、符号化装置、復号装置、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
また、本発明の他の態様は、後述する実施形態に記載した作用効果を奏することを可能にする予測装置、符号化装置、復号装置、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、画像のイントラ予測において、符号化対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づき、前記符号化対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部と、を備え、前記選択部が選択する予測モードを示す情報は、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には符号化されない予測装置である。
また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記選択部は、前記予測対象の画像ブロックの予測モードの選択方法を示す情報を出力する。
また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記所定の条件とは、前記特定部が特定した複数の前記予測モードが一致することである。
また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記選択部は、前記特定部が特定した複数の前記予測モードの割合に基づいて、前記符号化対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する。
また、本発明の一態様は、画像のイントラ予測において、符号化対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づき、前記符号化対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部と、前記判定部が所定の条件を満たさないと判定した場合には、前記予測モードを示す情報を符号化し、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には、前記予測モードを示す情報を符号化しない符号化部と、を備える符号化装置である。
また、本発明の一態様は、復号対象の画像ブロックに対する予測モードを示す情報を、符号出力から復号可能な復号部と、画像のイントラ予測において、復号対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部が所定の条件を満たさないと判定した場合には、前記復号部が復号した予測モードを示す情報に基づいて、前記復号対象の画像ブロックに対する予測モードを選択し、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には、所定の規則に基づいて前記復号対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部と、を備える復号装置である。
また、本発明の一態様は、コンピュータを、上記の予測装置、上記の符号化装置、又は上記の復号装置として動作させるためのプログラムである。
本発明の一態様によれば、イントラ予測において、符号化効率を向上させることができる。
本発明の第1の実施形態に係るイントラ予測の概要を示す図である。 同実施形態に係る画像符号化復号システムの構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態に係るイントラ予測部の構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る復号装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態に係るイントラ予測部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係るイントラ予測部の構成を示すブロック図である。 同実施形態に係るイントラ予測部の動作を示すフローチャートである。 従来技術に係るイントラ予測モードの概要を示す図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る画像符号化復号システム1の概要について説明する。画像符号化復号システム1は、イントラ予測、インター予測を行って、画像の符号化や復号を行う情報処理システムである。画像符号化復号システム1は、静止画像を処理対象としてもよいし、動画像(映像)を処理対象としてもよい。以下では、画像を水平方向と垂直方向とを有する2次元直交座標系により表現する。
ここで、本実施形態に係るイントラ予測の概要について説明する。
図1に示す例では、予測対象の画像ブロック(以下、予測対象ブロックと称する。)Pの周囲に4つの参照ブロックBA〜BDが存在している。ここで、参照ブロックとは、予測対象ブロックPのイントラ予測において、予測モード番号の決定のために参照されうる画像ブロックである。また、参照ブロックとは、既に予測モード番号が割当てられている画像ブロックである。また、参照ブロックとは、水平方向、垂直方向、又は、対角方向において、予測対象ブロックPに隣接する画像ブロックである。
ここで、ブロックの隣接とは、互いに隣接する画素が、互いに異なるブロックに含まれることをいう。例えば、図1に示す例では、予測対象ブロックPの左上端の画素PLUに対して、画素ARU、BLD、CRDが隣接している。そして、画素ARUは、参照ブロックBAに含まれ、画素BALDは、参照ブロックBBに含まれ、画素CRDは、参照ブロックBCに含まれている。つまり、参照ブロックBA、BB、BCは、それぞれ、予測対象ブロックPに隣接している。また、図1に示す例では、予測対象ブロックPの右上端の画素PRUに対して、画素DLDが隣接している。そして、画素DLDは、参照ブロックBDに含まれている。つまり、参照ブロックBDは、予測対象ブロックPに隣接している。なお、図1に示す例では、簡単のため参照ブロックBA〜BD、及び、予測対象ブロックPを同じ大きさのブロックとしているが、各ブロックの大きさは異なっていてもよい。また、各ブロックの形状は、正方形、長方形等の矩形であってもよい。また、図示しないが、例えば、予測対象ブロックPの左下端の対角方向に隣接するブロックを、参照ブロックとしてもよい。参照ブロックは、予測対象ブロックPに隣接するブロックの一部であってもよいし、全部であってもよい。
ここで、本実施形態に係るイントラ予測では、各参照ブロックBA〜BDに割当てられた予測モード番号を特定する。そして、ブロックBA〜BDに割当てられた予測モード番号が所定の自動化条件を満たす場合には、所定の自動決定規則に従って、予測対象ブロックPに予測モード番号を割当てる。自動化条件とは、予測モード番号の符号化を省略するか否かを判定するための条件である。つまり、自動化条件が満たされる場合、予測対象ブロックPに対して選択された予測モード番号は符号化されず、予測モード番号を特定するための予測モード番号特定情報が伝送されない。予測モード番号特定情報とは、prev_intra_luma_pred_flag、candModeList[0...2]、mode0〜34までの予測モード番号を表す情報等である。そして、復号時にも同様に、自動化条件が満たすか否かの判定を行い、自動化条件を満たす場合には、自動決定規則に従って、予測モード番号が割当てられているとみなす。
例えば、画像符号化復号システム1は、参照ブロックBA〜BDに対して同一の予測モード番号が割当てられている場合には、予測対象ブロックPの予測モード番号を、参照ブロックBA〜BDの予測モード番号と同一とする。
このように、自動化条件を満たすか否かの判定を符号化時、復号時において、それぞれ実行することにより、予測モード番号を通知することなく、符号化時に選択した予測モード番号を、復号時にも正しく認識することができる。従って、画像符号化復号システム1は、予測モード番号の通知に必要な情報のデータ量を削減することができる。つまり、画像符号化復号システム1は、イントラ予測において、符号化効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、画像ブロックとは、イントラ予測を行う単位に分割された画像領域であるとして説明する。
以上が、画像符号化復号システム1の概要についての説明である。
次に、画像符号化復号システム1の構成について説明する。
図2は、画像符号化復号システム1の構成を示すブロック図である。
画像符号化復号システム1は、符号化装置10と、復号装置30と、伝送蓄積部50と、を備える。符号化装置10と、復号装置30とは、例えば、コンピュータシステムを備える電子機器である。
符号化装置10は、画像を符号化し、伝送蓄積部50に出力する。つまり、符号化装置10は、符号を出力する。
復号装置30は、符号化装置10が出力した符号を取得する。復号装置30は、符号を復号し、画像を出力する。
伝送蓄積部50は、符号を伝送又は蓄積する。伝送蓄積部50は、必要に応じて送信端において伝送路符号化や信号の変調を行う。そして、伝送蓄積部50は、無線や有線、又はこれらの組み合わせによる伝送路を通じて信号伝送を行う。伝送蓄積部50の受信端では、必要に応じて復調や伝送路復号を行い、符号を出力する。伝送蓄積部50は、暗号化を施したり、電子署名を付加したり、他の信号との多重化や逆多重化を行ったりしてもよい。また、伝送蓄積部50は、伝送路の途中経路において分配、交換、再変調、遅延、増幅等を行ってもよい。
また、伝送蓄積部50は、符号を蓄積する場合、取得した符号を記憶媒体に保存する。伝送蓄積部50は、符号の保存と同時に符号を出力してもよいし、一旦保存された符号を読み出して出力してもよい。伝送蓄積部50は、取得した符号を記憶媒体に保存する際に、誤り訂正符号等による符号化や暗号化、電子署名付加等を行ってもよい。この記憶媒体は、固体メモリであってもよいし、磁気や光による記録媒体であってもよい。
また、伝送蓄積部50は、伝送と蓄積を複合した形態であってもよい。この場合、伝送蓄積部50は、例えば、いわゆるクラウドのように、遠隔にある記憶媒体に符号を伝送し、当該遠隔にある記憶媒体にその符号を保存する。そして、伝送蓄積部50は、符号の保存と同時に符号を復号装置30に伝送したり、一旦保存された符号を読み出して復号装置30に出力したりする。
なお、ここでは、伝送蓄積部50は、伝送、蓄積の過程において、信号の誤りや信号劣化を生じないものとする。つまり、伝送蓄積部50は、符号化装置10から取得した符号を、そのまま復号装置30に出力する。
以上が、画像符号化復号システム1の構成についての説明である。
次に、符号化装置10の構成について説明する。
図3は、符号化装置10の構成を示すブロック図である。
符号化装置10は、画面分割部101と、減算部102と、変換部103と、量子化部104と、エントロピー符号化部105と、逆量子化部106と、逆変換部107と、加算部108と、ループフィルタ109と、イントラ予測部200と、動き補償予測部110と、切替部111と、を備える。これらの構成は、例えば、符号化装置10が備えるCPU(Central Processing Unit、不図示)が、符号化装置10が備える記憶部(不図示)に予め記憶されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これらの構成は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアとして実現されてもよい。
画面分割部101は、符号化対象の画像信号を取得し、この画像信号を符号化処理の処理単位のブロックに分割する。画面分割部101は分割したブロックの信号を減算部102へ出力する。
減算部102は、画面分割部101から取得した信号から、切替部111から取得した信号を減算する。減算部102は、減算結果の信号を変換部103へ出力する。
変換部103は、減算部102から取得した信号に対して直交変換を行い、直交変換の結果の信号を量子化部104へ出力する。変換部103が行う直交変換は、DCT(Discrete Cosine Transform)若しくはDST(Discrete Sine Transform)のいずれか一方であってもよく、又は、DCTとDSTの両方であってもよい。変換部103がDCTとDSTの両方を行う場合には、変換部103は、DCTの結果又はDSTの結果のいずれか一方を選択して量子化部104へ出力する。変換部103がDCTの結果又はDSTの結果のいずれか一方を選択する場合、変換部103は、例えば符号化効率のよい方を選択する。DCTの結果として出力される信号はDCT係数である。DSTの結果として出力される信号はDST係数である。
量子化部104は、変換部103から取得した信号に対して量子化を行い、量子化した信号をエントロピー符号化部105及び逆量子化部106へ出力する。
エントロピー符号化部105は、量子化部104から取得した信号に対してエントロピー符号化を行い、符号化信号を出力する。また、エントロピー符号化部105は、イントラ予測部200から予測モード情報を取得する。そして、フラグ情報に対してエントロピー符号化を行い、符号化信号を出力する。
逆量子化部106は、量子化部104から取得した信号に対して逆量子化を行い、逆量子化した信号を逆変換部107へ出力する。
逆変換部107は、逆量子化部106から取得した信号に対して逆直交変換を行い、逆直交変換の結果の信号を加算部108へ出力する。逆変換部107が行う逆直交変換は、変換部103が行った直交変換の逆変換である。
加算部108は、逆変換部107から取得した信号と切替部111から取得した信号とを加算し、加算結果の信号をループフィルタ109へ出力する。
ループフィルタ109は、加算部108から取得した信号に対して平滑化等のフィルタリングを行い、フィルタリング結果の信号をイントラ予測部200及び動き補償予測部110へ出力する。
イントラ予測部200は、ループフィルタ109から取得した信号を参照してイントラ予測を行い、予測画像の信号を切替部111へ出力する。ここで、イントラ予測部200の構成について説明する。
図4は、イントラ予測部200の構成を示すブロック図である。
特定部201は、参照ブロックに対して選択された予測モード番号を特定する。特定部201は、例えば、自動化条件に応じて、当該自動化条件の適合性の判定に必要な参照ブロックの予測モード番号のみを特定してよい。特定部201は、各参照ブロックの予測モード番号を、判定部202に通知する。
判定部202は、各参照ブロックの予測モード番号を、特定部201から取得する。判定部202は、各参照ブロックの予測モード番号に基づいて、自動化条件を満たすか否かを判定する。なお、判定部202は、複数の自動化条件について、判定を行ってもよい。判定部202は、判定結果を選択部203に通知する。
選択部203は、判定部202から自動化条件を満たすか否かの判定結果を取得する。
選択部203は、自動化条件が満たされていない場合には、従来技術に係る予測モード番号選択手順で、イントラ予測を行い、予測モード番号を決定する。以下では、一例として、従来技術に係る予測モード番号選択手順として、非特許文献1に記載の手順を採用するものとして説明する。そして、選択部203は、決定した予測モード番号に基づく予測画像の信号を、切替部111に出力する。また、選択部203は、決定した予測モード番号を示す予測モード番号特定情報を、エントロピー符号化部105に出力する。これにより、予測モード番号特定情報が、エントロピー符号化部105により符号化され、復号装置30に伝送される。
これに対して、選択部203は、自動化条件が満たされている場合には、自動決定規則に基づいて、予測モード番号を決定する。ここで、自動決定規則は、自動化条件ごとに定められてもよい。そして、選択部203は、決定した予測モード番号に基づく予測画像の信号を、切替部111に出力する。ただし、選択部203は、自動化条件が満たされていない場合とは異なり、予測モード番号特定情報を、エントロピー符号化部105に出力しない。これにより、予測モード番号特定情報は、エントロピー符号化部105により符号化されず、復号装置30に伝送もされない。
以上が、イントラ予測部200の構成についての説明である。
図3に戻り、符号化装置10の構成について説明を続ける。
動き補償予測部110は、ループフィルタ109から取得した信号に対して動き補償予測を行い、予測画像の信号を切替部111へ出力する。
切替部111は、イントラ予測部200から取得した信号又は動き補償予測部110から取得した信号のいずれを出力するかを切り替える。切替部111から出力された信号は、減算部102及び加算部108へ入力される。
以上が、符号化装置10の構成についての説明である。
次に、復号装置30の構成について説明する。
図5は、復号装置30の構成を示すブロック図である。
復号装置30は、符号化装置10の符号化に対応する復号を行う。復号装置30は、エントロピー復号部301と、逆量子化部302と、逆変換部303と、加算部304と、画面結合部305と、ループフィルタ306と、イントラ予測部200と、動き予測部307と、切替部308を備える。これらの構成は、例えば、復号装置30が備えるCPU(不図示)が、復号装置30が備える記憶部(不図示)に予め記憶されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これらの構成は、ASIC等のハードウェアとして実現されてもよい。
エントロピー復号部301は、復号対象である符号化信号を取得し、取得した符号化信号に対してエントロピー復号を行う。エントロピー復号部301は、エントロピー復号結果の信号を逆量子化部302へ出力する。
逆量子化部302は、エントロピー復号部301から取得した信号に対して逆量子化を行い、逆量子化した信号を逆変換部303へ出力する。逆量子化部302は、符号化装置10の逆量子化部106と同様の構成である。
逆変換部303は、逆量子化部302から取得した信号に対して逆直交変換を行い、逆直交変換の結果の信号を加算部304へ出力する。逆変換部303は、符号化装置10の逆変換部107と同様の構成である。
加算部304は、逆変換部303から取得した信号と切替部308から取得した信号を加算し、加算結果の信号を画面結合部305及びループフィルタ306へ出力する。
画面結合部305は、加算部304から取得した信号から構成される復号処理の処理単位のブロックを結合して映像信号を生成する。画面結合部305は、生成した映像信号を復号信号として出力する。
ループフィルタ306は、加算部304から取得した信号に対して平滑化等のフィルタリングを行い、フィルタリング結果の信号をイントラ予測部200及び動き予測部307へ出力する。ループフィルタ306は、符号化装置10のループフィルタ109と同様の構成である。
イントラ予測部200は、ループフィルタ306から取得した信号を参照してイントラ予測を行い、予測画像の信号を切替部308へ出力する。復号装置30のイントラ予測部200は、符号化装置10のイントラ予測部200と同様の構成である。ただし、復号装置30のイントラ予測部200は、予測モード番号特定情報を出力しなくてよい。
動き予測部307は、ループフィルタ306から取得した信号に対して動き予測を行い、予測画像の信号を切替部308へ出力する。動き予測部307は、動き補償予測部110と同様の構成である。
切替部308は、イントラ予測部200から取得した信号又は動き予測部307から取得した信号のいずれを出力するかを切り替える。切替部308の切り替え制御は、加算部304の加算結果に基づいて行われる。切替部308から出力された信号は、加算部304へ入力される。切替部308は、切替部111と同様の構成である。
以上が、復号装置30の構成についての説明である。
次に、イントラ予測部200の動作について説明する。
図6は、イントラ予測部200の動作を示すフローチャートである。
(ステップS1)イントラ予測部200は、参照ブロックの予測モード番号を取得する。その後、イントラ予測部200は、ステップS3に処理を進める。
(ステップS3)イントラ予測部200は、自動化条件を満たすか否かを判定する。自動化条件を満たす場合(ステップS3:YES)、イントラ予測部200は、ステップS5に処理を進める。また、自動化条件を満たさない場合(ステップS3:NO)、イントラ予測部200は、ステップS7に処理を進める。
(ステップS5)イントラ予測部200は、自動決定規則に基づいて、予測対象ブロックの予測モード番号を決定する。イントラ予測部200は、決定した予測モード番号に基づく予測画像の信号を出力する。ただし、符号化装置10の場合であっても、イントラ予測部200は、予測モード番号特定情報を出力しない。そして、イントラ予測部200は、図6に示す処理を終了する。なお、自動化条件を記述した情報や自動決定規則を記述した情報は、符号化装置10の記憶部と復号装置30の記憶部とに、予め記憶されている。
ここで、自動化条件と自動決定規則の例について説明する。
例えば、自動化条件として、参照ブロックの予測モード番号が全て一致することが定められてよい。この場合、自動決定規則として、例えば参照ブロックの予測モード番号を、予測対象ブロックの予測モード番号に決定することが定められてよい。
また、例えば、自動化条件として、所定値以上の割合で、同一の予測モード番号が参照ブロックにおいて選択されていることが定められてよい。この場合、自動決定規則として、当該同一の予測モード番号を、予測対象ブロックの予測モード番号に決定することが定められてよい。
(ステップS7)符号化装置10の場合と、復号装置30との場合で、処理が異なる部分がある。
符号化装置10の場合、イントラ予測部200は、従来技術に係る予測モード番号選択手順に従い、予測対象ブロックの予測モード番号を決定する。イントラ予測部200は、決定した予測モード番号に基づく予測画像の信号を出力する。イントラ予測部200は、予測モード番号特定情報を、エントロピー符号化部105に出力する。そして、イントラ予測部200は、図6に示す処理を終了する。
復号装置30の場合、イントラ予測部200は、エントロピー復号部301により復号された予測モード番号特定情報を参照し、予測モード番号を決定する。イントラ予測部200は、決定した予測モード番号に基づく予測画像の信号を出力する。そして、イントラ予測部200は、図6に示す処理を終了する。
以上が、イントラ予測部200の動作についての説明である。
以上説明したように、画像符号化復号システム1は、符号化装置10と、復号装置30と、を備える。
符号化装置10は、画像のイントラ予測において、符号化対象の画像ブロック(例えば、予測対象ブロック)の周囲に位置する複数の画像ブロック(例えば、参照ブロック)の各々に対して選択された予測モードを特定する特定部201と、特定部201が特定した複数の予測モードが、所定の条件(例えば、自動化条件)を満たすか否かを判定する判定部202と、判定部202の判定結果に基づき、符号化対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部203と、判定部202が所定の条件を満たさないと判定した場合には、予測モードを示す情報(例えば、予測モード番号特定情報)を符号化し、判定部202が所定の条件を満たすと判定した場合には、予測モードを示す情報を符号化しないエントロピー符号化部105と、を備える。
復号装置30は、復号対象の画像ブロックに対する予測モードを示す情報を、符号出力から復号可能なエントロピー復号部301と、画像のイントラ予測において、復号対象の画像ブロック(例えば、予測対象ブロック)の周囲に位置する複数の画像ブロック(例えば、参照ブロック)の各々に対して選択された予測モードを特定する特定部201と、特定部201が特定した複数の予測モードが、所定の条件(例えば、自動化条件)を満たすか否かを判定する判定部202と、判定部202が所定の条件を満たさないと判定した場合には、エントロピー復号部301が復号した予測モードを示す情報(例えば、予測モード番号特定情報)に基づいて、復号対象の画像ブロックに対する予測モードを選択し、判定部202が所定の条件を満たすと判定した場合には、所定の自動決定規則に基づいて復号対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部203と、を備える。
これにより、画像符号化復号システム1は、例えば、自動化条件が満たされる場合には、予測モードを示す情報を伝送することなく、画像の符号化と復号とを行うことができる。従来技術では、符号化する予測モード番号が、MPMに含まれる場合には、予測モードを示す情報の伝送に、2〜3[bit]のデータ量が必要だった。また、符号化する予測モード番号が、MPMに含まれない場合には、予測モードを示す情報の伝送に、6[bit]のデータ量が必要だった。上述したように、画像符号化復号システム1は、所定の条件が満たされる場合には、予測モードを示す情報を伝送する必要がない。従って、2〜6[bit]のデータ量を削減することができ、符号化効率を向上させることができる。
また、所定の条件とは、特定部201が特定した複数の予測モードが一致することである。
また、選択部203は、特定部201が特定した複数の予測モードの割合に基づいて、予測対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する。
これにより、符号化装置10、復号装置30は、例えば、複数の参照ブロックにおいて予測モードが一致する場合に、所定の条件が満たされたと判定する。この場合、予測対象ブロックの予測モードを、従来技術に係る予測モード選択手順に従って選択したとしても、参照ブロックの予測モードに一致する可能性が高い。つまり、予測対象ブロックに対して適切な予測モードを設定できる可能性が高い。従って、画像符号化復号システム1は、画質の劣化を防ぎつつ、データ量を削減することができるため、符号化効率を向上させることができる。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態について説明する。以下では、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を援用する。
本実施形態に係る画像符号化復号システム1A(不図示)は、画像符号化復号システム1と同様に、画像の符号化、復号を行う情報処理システムである。ただし、画像符号化復号システム1Aは、自動決定規則を用いるか否かを、符号化装置10から復号装置30に伝送する点で、画像符号化復号システム1とは異なる。
次に、画像符号化復号システム1Aの構成について説明する。
画像符号化復号システム1Aは、画像符号化復号システム1が備える符号化装置10、復号装置30に代えて、符号化装置10A(不図示)、復号装置30A(不図示)を備える。
符号化装置10Aは、符号化装置10が備えるイントラ予測部200に代えて、イントラ予測部200Aを備える。同様に、復号装置30Aは、復号装置30が備えるイントラ予測部200に代えて、イントラ予測部200Aを備える。
図7は、イントラ予測部200Aの構成を示すブロック図である。
イントラ予測部200Aは、イントラ予測部200が備える選択部203に代えて、選択部203Aを備える。
選択部203Aは、選択部203と同様に、判定部202による判定結果に基づいて、予測対象ブロックの予測モード番号を決定する。ただし、選択部203Aは、自動決定規則を用いるか否かを示す可否情報pred_intra_AutoDetection_flagに基づいて、予測モード番号を決定する点で、選択部203とは異なる。この可否情報pred_intra_AutoDetection_flagは、復号時に予測モード番号の特定に用いられるため、予測モード番号特定情報の一例である。
符号化装置10Aの場合、選択部203Aは、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを生成する。可否情報pred_intra_AutoDetection_flagは、例えば1[bit]の情報であり、「1」の場合に、自動決定規則を用いることを示し、「0」の場合に自動決定規則を用いないことを示す。選択部203Aは、例えば、自動決定規則に基づいて選択される予測モード番号と、従来技術に係る予測モード番号選択手順に従って選択される予測モード番号とが一致する場合に、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagの値を「1」とする。また、選択部203Aは、例えば、自動決定規則に基づいて選択される予測モード番号と、例えば非特許文献1等に記載の従来技術の手順に従って選択される予測モード番号とが一致しない場合に、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagの値を「0」とする。選択部203Aは、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを、エントロピー符号化部105に出力する。
復号装置30Aの場合、選択部203Aは、符号化装置10Aから伝送された可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを参照して、自動決定規則を適用するか否かを判定する。選択部203Aは、判定部202により自動化条件が満たされたと判定された場合に、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを参照する。そして、選択部203Aは、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagの値が「1」である場合は、自動決定規則に従って予測対象ブロックの予測モード番号を決定する。また、選択部203Aは、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagの値が「0」である場合は、例えば非特許文献1等に記載の従来技術の手順に従って、予測対象ブロックの予測モード番号を決定する。
以上が、画像符号化復号システム1Aの構成についての説明である。
次に、イントラ予測部200Aの動作について説明する。
図8は、イントラ予測部200Aの動作を示すフローチャートである。
図8に示すステップS1、3、5、7の処理は、図6に示す処理と同様であるため、説明を援用する。
(ステップS14)ステップS3の処理において、自動化条件を満たす場合(ステップS3:YES)、イントラ予測部200Aは、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを参照する。可否情報pred_intra_AutoDetection_flagが自動決定規則の適用を示している場合(pred_intra_AutoDetection_flag=1)、イントラ予測部200Aは、ステップS5に処理を進める。また、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagが自動決定規則の適用を示していない場合(pred_intra_AutoDetection_flag=0)、イントラ予測部200Aは、ステップS7に処理を進める。
以上が、イントラ予測部200Aの動作についての説明である。
以上説明したように、符号化装置10Aにおいて、選択部203Aは、符号化対象の画像ブロックの予測モードの選択方法を示す情報(例えば、可否情報pred_intra_AutoDetection_flag)を出力する。
これにより、符号化装置10Aは、例えば、従来技術の予測モード決定手順と同様の予測モード番号が選択される場合に、自動決定規則を有効化する。つまり、自動決定規則に従うと、適切な予測モードが選択されない場合には、従来技術の予測モード決定手順で予測モードを選択するので、符号化と復号とによる画質の劣化を低減することができる。
また、予測モードの選択方法を示す情報を、例えば、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagのように1[bit]としておけば、画像符号化復号システム1が伝送する情報に加えて、1[bit]の情報を伝送するだけでよい。従来技術では、予測モードを示す情報の伝送に、2〜6[bit]のデータ量が必要だった。そのため、画像符号化復号システム1Aは、1〜5[bit]のデータ量を削減することができる。
従って、画像符号化復号システム1Aは、符号化効率を向上させることができる。
[変形例]
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述の第1〜2の実施形態において説明した各構成は、任意に組み合わせることができる。また、例えば、上述の第1〜2の実施形態において説明した各構成は、特定の機能を発揮するのに不要である場合には、省略することができる。また、例えば、上述の第1〜2の実施形態において説明した各構成は、複数の装置に分離して備えることができる。
なお、符号化装置10Aは、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを用いるか否かを判定してもよい。例えば、エントロピー符号化部105は、符号化対象の画像について、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを使用した場合に必要な予測モード番号特定情報のデータ量(以下、第1量と称する。)を算出する。また、エントロピー符号化部105は、符号化対象の画像について、従来技術に係る予測モード番号選択手順のみに従って予測モード番号を選択した場合に必要な予測モード番号特定情報のデータ量(以下、第2量と称する。)を算出する。そして、エントロピー符号化部105は、第1量が第2量に比して小さい場合に、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを使用することとしてもよい。この場合、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagの利用の有無を示す情報を、各画像について1つ符号化してもよい。このように、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagの利用と非利用とを切り替えることで、符号化効率が向上する場合にのみ、可否情報pred_intra_AutoDetection_flagを利用するように設定することができる。
また、上述の符号化装置10、10A、復号装置30、30Aの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより符号化装置10、10A、復号装置30、30Aとしての処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
1、1A…画像符号化復号システム、10、10A…符号化装置、30、30A…復号装置、50…伝送蓄積部、200、200A…イントラ予測部、201…特定部、202…判定部、203、203A…選択部、105…エントロピー符号化部、301…エントロピー復号部

Claims (7)

  1. 画像のイントラ予測において、予測対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、
    前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
    前記判定部の判定結果に基づき、前記予測対象の画像ブロックの予測モードを選択する選択部と、を備え、
    前記選択部が選択する予測モードを示す情報は、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には符号化されない
    予測装置。
  2. 前記選択部は、前記予測対象の画像ブロックの予測モードの選択方法を示す情報を出力する
    請求項1に記載の予測装置。
  3. 前記所定の条件とは、前記特定部が特定した複数の前記予測モードが一致することである
    請求項1又は請求項2に記載の予測装置。
  4. 前記選択部は、前記特定部が特定した複数の前記予測モードの割合に基づいて、前記予測対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の予測装置。
  5. 画像のイントラ予測において、符号化対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、
    前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
    前記判定部の判定結果に基づき、前記符号化対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部と、
    前記判定部が所定の条件を満たさないと判定した場合には、前記予測モードを示す情報を符号化し、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には、前記予測モードを示す情報を符号化しない符号化部と、
    を備える符号化装置。
  6. 復号対象の画像ブロックに対する予測モードを示す情報を、符号出力から復号可能な復号部と、
    画像のイントラ予測において、復号対象の画像ブロックの周囲に位置する複数の画像ブロックの各々に対して選択された予測モードを特定する特定部と、
    前記特定部が特定した複数の前記予測モードが、所定の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
    前記判定部が所定の条件を満たさないと判定した場合には、前記復号部が復号した予測モードを示す情報に基づいて、前記復号対象の画像ブロックに対する予測モードを選択し、前記判定部が所定の条件を満たすと判定した場合には、所定の規則に基づいて前記復号対象の画像ブロックに対する予測モードを選択する選択部と、
    を備える復号装置。
  7. コンピュータを、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の予測装置、請求項5に記載の符号化装置、又は請求項6に記載の復号装置として動作させるためのプログラム。
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