JP2021027464A - Prediction block generation device, image coding device, image decoding device, and program - Google Patents

Prediction block generation device, image coding device, image decoding device, and program Download PDF

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Abstract

To improve a prediction accuracy by appropriately determining a weighting coefficient in a CIIP.SOLUTION: A prediction object block generation device generates an inter-prediction block and an intra prediction block by predicting a prediction object block obtained by dividing an image by an inter prediction and an intra prediction, respectively, and outputs the prediction block to the prediction object block by synthesizing the inter-prediction block and the intra prediction block by a weighting synthesis. The prediction block generation device comprises: a mode specification part that specifies an intra-prediction mode of the intra-prediction applied to a circumference block when there is the circumference block to which the intra-prediction is applied to the circumference of the prediction object block; and a weighting coefficient determination part that determines a weighting coefficient used for the weighting synthesis on the basis of the intra-prediction mode specified by the mode specification part.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、予測ブロック生成装置、画像符号化装置、画像復号装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a predictive block generator, an image coding device, an image decoding device, and a program.

従来から、伝送時や保存時の静止画像や動画像のデータ量を圧縮するため映像符号化方式の研究が行われている。近年、映像符号化技術では８Ｋ−ＳＨＶに代表されるような超高解像度映像の普及が進んでおり、膨大なデータ量の動画像を伝送するための手法としてＡＶＣ／Ｈ．２６４やＨＥＶＣ／Ｈ．２６５などの符号化方式が知られている。 Conventionally, research on a video coding method has been conducted in order to compress the amount of data of still images and moving images during transmission and storage. In recent years, in video coding technology, ultra-high resolution video represented by 8K-SHV has become widespread, and AVC / H.A. is used as a method for transmitting a moving image of a huge amount of data. 264 and HEVC / H. Coding methods such as 265 are known.

ＭＰＥＧ及びＩＴＵが合同で標準化を行っている次世代符号化方式であるＶＶＣでは、フレーム内の空間的な相関を利用したイントラ予測、及びフレーム間の相関を利用したインター予測が利用されている（例えば、非特許文献１参照）。これらの予測では、画像を分割して得たブロック単位での予測を行う。 In VVC, which is a next-generation coding method jointly standardized by MPEG and ITU, intra-prediction using spatial correlation within frames and inter-prediction using correlation between frames are used (). For example, see Non-Patent Document 1). In these predictions, predictions are made in block units obtained by dividing an image.

また、ＶＶＣでは、Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｉｎｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｔｒａ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ（ＣＩＩＰ）という技術が採用される見込みである。ＣＩＩＰは、予測対象のブロックをインター予測及びイントラ予測によりそれぞれ予測してインター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを生成し、インター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを出力する技術である。なお、ＣＩＩＰにおけるイントラ予測のイントラ予測モードはＰｌａｎａｒモードに固定されている。 In addition, VVC is expected to adopt a technology called Combined Inter and Intra Prediction (CIIP). CIIP is a technology that predicts a block to be predicted by inter-prediction and intra-prediction, respectively, generates an inter-prediction block and an intra-prediction block, and outputs a prediction block by synthesizing the inter-prediction block and the intra-prediction block by weighted synthesis. Is. The intra-prediction mode of intra-prediction in CIIP is fixed to Planar mode.

ＣＩＩＰにおける重み付け合成に用いる重み係数の情報は、画像符号化装置から画像復号装置へ送られることはなく、予測対象のブロックの上ブロック及び左ブロックにおいてイントラ予測が適用されているか又はインター予測が適用されているかに応じて暗黙的に決定される。 The weighting coefficient information used for weighting synthesis in CIIP is not sent from the image encoding device to the image decoding device, and intra-prediction is applied or inter-prediction is applied in the upper and left blocks of the block to be predicted. It is implicitly determined depending on whether it is done.

具体的な重み係数は、イントラ予測ブロックの重みを「Ｉｎｔｒａ」、インター予測ブロックの重みを「Ｉｎｔｅｒ」としたとき、
（ａ）両方でイントラ予測が用いられている場合、Ｉｎｔｒａ：Ｉｎｔｅｒ＝３：１
（ｂ）どちらか片方でイントラ予測が用いられている場合、Ｉｎｔｒａ：Ｉｎｔｅｒ＝２：２
（ｃ）両方でインター予測が用いられている場合、Ｉｎｔｒａ：Ｉｎｔｅｒ＝１：３
となっている。つまり、周辺ブロックでイントラ予測が適用されているときはイントラ予測ブロックの重みが大きく、周辺ブロックでインター予測が適用されているときはインター予測ブロックの重みが大きくなるように設計されている。 The specific weighting factor is when the weight of the intra prediction block is "Intra" and the weight of the inter prediction block is "Inter".
(A) If intra prediction is used in both, Intra: Inter = 3: 1
(B) When intra prediction is used in either one, Intra: Inter = 2: 2
(C) When inter-prediction is used in both, Intra: Inter = 1: 3
It has become. That is, it is designed so that the weight of the intra-prediction block is large when the intra-prediction is applied in the peripheral block, and the weight of the inter-prediction block is large when the inter-prediction is applied in the peripheral block.

ＪＶＥＴ−Ｎ１００１ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ （Ｄｒａｆｔ ５）JVET-N1001 Versatile Video Coding (Draft 5)

上述のように、ＣＩＩＰにおける重み係数は、周辺ブロックにイントラ予測が適用されているか否かに応じて決定されている。 As mentioned above, the weighting factor in CIIP is determined depending on whether or not the intra prediction is applied to the peripheral blocks.

しかしながら、周辺ブロックでイントラ予測が適用されていても、周辺ブロックのイントラ予測モードがＰｌａｎａｒ予測でない場合には、予測対象のブロックと周辺ブロックとで相関性がなく絵柄やテクスチャが大きく異なる可能性がある。そのような場合、イントラ予測ブロックの重みを大きくすることが逆効果になり、予測対象のブロックに対する予測精度が低くなり得るという課題がある。 However, even if the intra prediction is applied to the peripheral block, if the intra prediction mode of the peripheral block is not Planar prediction, there is a possibility that there is no correlation between the block to be predicted and the peripheral block, and the pattern and texture are significantly different. is there. In such a case, increasing the weight of the intra prediction block has an adverse effect, and there is a problem that the prediction accuracy for the block to be predicted may be lowered.

そこで、本発明は、ＣＩＩＰにおける重み係数を適切に決定することで予測精度を改善する予測ブロック生成装置、画像符号化装置、画像復号装置、及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a prediction block generator, an image coding device, an image decoding device, and a program that improve prediction accuracy by appropriately determining a weighting coefficient in CIIP.

第１の態様に係る予測対象ブロック生成装置は、画像を分割して得た予測対象ブロックをインター予測及びイントラ予測によりそれぞれ予測してインター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを生成し、前記インター予測ブロック及び前記イントラ予測ブロックを重み付け合成により合成することで前記予測対象ブロックに対する予測ブロックを出力する。前記予測ブロック生成装置は、前記予測対象ブロックの周辺にイントラ予測が適用された周辺ブロックがある場合、前記周辺ブロックに適用されたイントラ予測のイントラ予測モードを特定するモード特定部と、前記モード特定部が特定した前記イントラ予測モードに基づいて、前記重み付け合成に用いる重み係数を決定する重み係数決定部とを備える。 The prediction target block generation device according to the first aspect predicts the prediction target block obtained by dividing the image by inter prediction and intra prediction, respectively, and generates an inter prediction block and an intra prediction block, and generates the inter prediction block and the intra prediction block. The prediction block for the prediction target block is output by synthesizing the intra prediction block by weighted synthesis. When there is a peripheral block to which the intra prediction is applied around the prediction target block, the prediction block generation device has a mode specifying unit for specifying the intra prediction mode of the intra prediction applied to the peripheral block, and the mode specifying unit. A weight coefficient determining unit for determining the weighting coefficient used for the weighting synthesis is provided based on the intra prediction mode specified by the unit.

第２の態様に係る画像符号化装置は、第１の態様に係る予測ブロック生成装置を備える。 The image coding device according to the second aspect includes the prediction block generation device according to the first aspect.

第３の態様に係る画像復号装置は、第１の態様に係る予測ブロック生成装置を備える。 The image decoding device according to the third aspect includes the prediction block generation device according to the first aspect.

第４の態様に係るプログラムは、コンピュータを第１の態様に係る予測ブロック生成装置として機能させる。 The program according to the fourth aspect causes the computer to function as the predictive block generator according to the first aspect.

本発明によれば、ＣＩＩＰにおける重み係数を適切に決定することで予測精度を改善する予測ブロック生成装置、画像符号化装置、画像復号装置、及びプログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a prediction block generator, an image coding device, an image decoding device, and a program that improve prediction accuracy by appropriately determining a weighting coefficient in CIIP.

実施形態に係る画像符号化装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image coding apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るイントラ予測モードの候補を示す図である。It is a figure which shows the candidate of the intra prediction mode which concerns on embodiment. イントラ予測のイントラ予測モードとしてのＰｌａｎａｒモードを示す図である。It is a figure which shows the Planar mode as the intra prediction mode of the intra prediction. 実施形態に係る画像符号化装置の合成処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the synthesis processing part of the image coding apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る上ブロック及び左ブロックを示す図である。It is a figure which shows the upper block and the left block which concerns on embodiment. 実施形態に係る画像復号装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image decoding apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る画像復号装置の合成処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the synthesis processing part of the image decoding apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る画像復号装置における予測ブロック生成の動作フロー例を示す図である。It is a figure which shows the operation flow example of the prediction block generation in the image decoding apparatus which concerns on embodiment. その他の実施形態に係る合成処理部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the synthesis processing part which concerns on other embodiment.

図面を参照して、実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置について説明する。実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置は、ＭＰＥＧに代表される動画像の符号化及び復号をそれぞれ行う。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 The image coding apparatus and the image decoding apparatus according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The image coding device and the image decoding device according to the embodiment respectively perform coding and decoding of a moving image represented by MPEG. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals.

＜画像符号化装置の構成＞
まず、本実施形態に係る画像符号化装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像符号化装置１の構成を示す図である。 <Configuration of image coding device>
First, the configuration of the image coding apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image coding device 1 according to the present embodiment.

図１に示すように、画像符号化装置１は、ブロック分割部１００と、減算部１１０と、変換・量子化部１２０と、エントロピー符号化部１３０と、逆量子化・逆変換部１４０と、合成部１５０と、メモリ１６０と、予測部１７０とを有する。本実施形態において、予測部１７０は、画像符号化装置１に設けられる予測ブロック生成装置に相当する。 As shown in FIG. 1, the image coding apparatus 1 includes a block division unit 100, a subtraction unit 110, a conversion / quantization unit 120, an entropy coding unit 130, an inverse quantization / inverse conversion unit 140, and the like. It has a synthesis unit 150, a memory 160, and a prediction unit 170. In the present embodiment, the prediction unit 170 corresponds to the prediction block generation device provided in the image coding device 1.

ブロック分割部１００は、動画像を構成するフレーム（或いはピクチャ）単位の入力画像である原画像を複数の画像ブロックに分割し、分割により得た画像ブロックを減算部１１０に出力する。画像ブロックのサイズは、例えば３２×３２画素、１６×１６画素、８×８画素、又は４×４画素等である。画像ブロックの形状は正方形に限らず長方形（非正方形）であってもよい。画像ブロックは、画像符号化装置１が符号化を行う単位（すなわち、符号化対象ブロック）であり、且つ画像復号装置が復号を行う単位（すなわち、復号対象ブロック）である。このような画像ブロックはＣＵ（Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と呼ばれることがある。 The block division unit 100 divides the original image, which is an input image for each frame (or picture) constituting a moving image, into a plurality of image blocks, and outputs the image block obtained by the division to the subtraction unit 110. The size of the image block is, for example, 32 × 32 pixels, 16 × 16 pixels, 8 × 8 pixels, 4 × 4 pixels, or the like. The shape of the image block is not limited to a square and may be a rectangle (non-square). The image block is a unit for encoding by the image coding device 1 (that is, a block to be encoded) and a unit for decoding by the image decoding device (that is, a block to be decoded). Such an image block is sometimes called a CU (Coding Unit).

減算部１１０は、ブロック分割部１００から出力される符号化対象ブロックと、符号化対象ブロックを予測部１７０が予測して得た予測ブロックとの差分（誤差）を表す予測残差を算出する。具体的には、減算部１１０は、ブロックの各画素値から予測ブロックの各画素値を減算することにより予測残差を算出し、算出した予測残差を変換・量子化部１２０に出力する。 The subtraction unit 110 calculates a prediction residual representing a difference (error) between the coding target block output from the block division unit 100 and the prediction block obtained by predicting the coding target block by the prediction unit 170. Specifically, the subtraction unit 110 calculates the prediction residual by subtracting each pixel value of the prediction block from each pixel value of the block, and outputs the calculated prediction residual to the conversion / quantization unit 120.

変換・量子化部１２０は、ブロック単位で直交変換処理及び量子化処理を行う。変換・量子化部１２０は、変換部１２１と、量子化部１２２とを有する。 The conversion / quantization unit 120 performs orthogonal conversion processing and quantization processing in block units. The conversion / quantization unit 120 includes a conversion unit 121 and a quantization unit 122.

変換部１２１は、減算部１１０から出力される予測残差に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出し、算出した直交変換係数を量子化部１２２に出力する。直交変換とは、例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）や離散サイン変換（ＤＳＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、カルーネンレーブ変換（ＫＬＴ： Ｋａｒｈｕｎｅｎ-Ｌｏeｖｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等をいう。 The conversion unit 121 performs orthogonal conversion processing on the predicted residual output from the subtraction unit 110 to calculate the orthogonal conversion coefficient, and outputs the calculated orthogonal conversion coefficient to the quantization unit 122. The orthogonal transform refers to, for example, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a Karhunen-Loeve transformation (KLT), and the like.

量子化部１２２は、変換部１２１から出力される直交変換係数を量子化パラメータ（Ｑｐ）及び量子化行列を用いて量子化し、量子化した直交変換係数をエントロピー符号化部１３０及び逆量子化・逆変換部１４０に出力する。なお、量子化パラメータ（Ｑｐ）は、ブロック内の各直交変換係数に対して共通して適用されるパラメータであって、量子化の粗さを定めるパラメータである。量子化行列は、各直交変換係数を量子化する際の量子化値を要素として有する行列である。 The quantization unit 122 quantizes the orthogonal conversion coefficient output from the conversion unit 121 using the quantization parameter (Qp) and the quantization matrix, and the quantization unit is the entropy coding unit 130 and the inverse quantization. Output to the inverse conversion unit 140. The quantization parameter (Qp) is a parameter commonly applied to each orthogonal conversion coefficient in the block, and is a parameter that determines the roughness of quantization. The quantization matrix is a matrix having a quantization value as an element when quantizing each orthogonal conversion coefficient.

エントロピー符号化部１３０は、量子化部１２２から出力される直交変換係数に対してエントロピー符号化を行い、データ圧縮を行って符号化データ（ビットストリーム）を生成し、符号化データを画像符号化装置１の外部に出力する。エントロピー符号化には、ハフマン符号やＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｎａｒｙ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ；コンテキスト適応型２値算術符号）等を用いることができる。なお、エントロピー符号化部１３０は、予測部１７０から予測に関する情報が入力され、入力された情報のエントロピー符号化も行う。 The entropy coding unit 130 performs entropy coding on the orthogonal conversion coefficient output from the quantization unit 122, performs data compression to generate coded data (bit stream), and image-codes the coded data. Output to the outside of device 1. For the entropy coding, a Huffman code, a CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) or the like can be used. In addition, the entropy coding unit 130 receives information about prediction from the prediction unit 170, and also performs entropy coding of the input information.

逆量子化・逆変換部１４０は、ブロック単位で逆量子化処理及び逆直交変換処理を行う。逆量子化・逆変換部１４０は、逆量子化部１４１と、逆変換部１４２とを有する。 The inverse quantization / inverse conversion unit 140 performs inverse quantization processing and inverse orthogonal conversion processing in block units. The inverse quantization / inverse conversion unit 140 includes an inverse quantization unit 141 and an inverse conversion unit 142.

逆量子化部１４１は、量子化部１２２が行う量子化処理に対応する逆量子化処理を行う。具体的には、逆量子化部１４１は、量子化部１２２から出力される直交変換係数を、量子化パラメータ（Ｑｐ）及び量子化行列を用いて逆量子化することにより直交変換係数を復元し、復元した直交変換係数を逆変換部１４２に出力する。 The inverse quantization unit 141 performs an inverse quantization process corresponding to the quantization process performed by the quantization unit 122. Specifically, the inverse quantization unit 141 restores the orthogonal transformation coefficient by inversely quantizing the orthogonal transformation coefficient output from the quantization unit 122 using the quantization parameter (Qp) and the quantization matrix. , The restored orthogonal conversion coefficient is output to the inverse conversion unit 142.

逆変換部１４２は、変換部１２１が行う直交変換処理に対応する逆直交変換処理を行う。例えば、変換部１２１が離散コサイン変換を行った場合には、逆変換部１４２は逆離散コサイン変換を行う。逆変換部１４２は、逆量子化部１４１から出力される直交変換係数に対して逆直交変換処理を行って予測残差を復元し、復元した予測残差である復元予測残差を合成部１５０に出力する。 The inverse conversion unit 142 performs an inverse orthogonal conversion process corresponding to the orthogonal conversion process performed by the conversion unit 121. For example, when the conversion unit 121 performs the discrete cosine transform, the inverse transform unit 142 performs the inverse discrete cosine transform. The inverse conversion unit 142 performs an inverse orthogonal conversion process on the orthogonal conversion coefficient output from the inverse quantization unit 141 to restore the predicted residual, and the restored predicted residual, which is the restored predicted residual, is combined with the composite unit 150. Output to.

合成部１５０は、逆変換部１４２から出力される復元予測残差を、予測部１７０から出力される予測ブロックと画素単位で合成する。合成部１５０は、復元予測残差の各画素値と予測ブロックの各画素値を加算して符号化対象ブロックを復号（再構成）し、復号済みブロックをメモリ１６０に出力する。なお、復号済みブロックは、再構成ブロックと呼ばれることもある。 The synthesizing unit 150 synthesizes the restoration prediction residual output from the inverse conversion unit 142 with the prediction block output from the prediction unit 170 in pixel units. The synthesis unit 150 adds each pixel value of the restoration prediction residual and each pixel value of the prediction block to decode (reconstruct) the coded block, and outputs the decoded block to the memory 160. The decrypted block is sometimes called a reconstructed block.

メモリ１６０は、合成部１５０から出力される復号済みブロックを記憶し、復号済みブロックをフレーム単位で復号済み画像として蓄積する。メモリ１６０は、記憶している復号済みブロック若しくは復号済み画像を予測部１７０に出力する。なお、合成部１５０とメモリ１６０との間にループフィルタが設けられてもよい。本実施形態において、メモリ１６０は、各復号済みブロックに適用された予測に関する情報（以下、「ブロック予測情報」と呼ぶ）をさらに記憶する。 The memory 160 stores the decoded blocks output from the compositing unit 150, and stores the decoded blocks as a decoded image in frame units. The memory 160 outputs the stored decoded block or decoded image to the prediction unit 170. A loop filter may be provided between the compositing unit 150 and the memory 160. In the present embodiment, the memory 160 further stores information regarding the prediction applied to each decoded block (hereinafter, referred to as “block prediction information”).

予測部１７０は、ブロック単位で予測を行う。予測部１７０が取り扱う符号化対象ブロックを「予測対象ブロック」と呼ぶ。予測部１７０は、イントラ予測部１７１と、インター予測部１７２と、合成処理部１７３と、切替部１７４とを有する。 The prediction unit 170 makes a prediction in block units. The coded block handled by the prediction unit 170 is called a “prediction target block”. The prediction unit 170 includes an intra prediction unit 171, an inter prediction unit 172, a synthesis processing unit 173, and a switching unit 174.

イントラ予測部１７１は、フレーム内の空間的な相関を利用したイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測部１７１は、メモリ１６０に記憶された復号済み画像のうち、イントラ予測の予測対象ブロックの周辺にある復号済み画素を参照してイントラ予測ブロックを生成し、生成したイントラ予測ブロックを切替部１７４に出力する。一般的に、イントラ予測部１７１は、複数のイントラ予測モードの中から、イントラ予測の予測対象ブロックに適用するイントラ予測モードを選択し、選択したイントラ予測モードを用いて対象ブロックを予測する。イントラ予測部１７１は、選択したイントラ予測モードに関する情報をエントロピー符号化部１３０に出力する。 The intra prediction unit 171 makes an intra prediction using the spatial correlation in the frame. Specifically, the intra prediction unit 171 generates an intra prediction block by referring to the decoded pixels around the prediction target block of the intra prediction among the decoded images stored in the memory 160, and the generated intra. The prediction block is output to the switching unit 174. Generally, the intra prediction unit 171 selects an intra prediction mode to be applied to the prediction target block of the intra prediction from a plurality of intra prediction modes, and predicts the target block using the selected intra prediction mode. The intra prediction unit 171 outputs information regarding the selected intra prediction mode to the entropy encoding unit 130.

図２は、本実施形態に係るイントラ予測モードの候補を示す図である。図２に示すように、イントラ予測モードの候補は、０から６６までの６７通りのイントラ予測モードがある。イントラ予測モードのモード「０」はＰｌａｎａｒ予測であり、イントラ予測モードのモード「１」はＤＣ予測であり、イントラ予測モードのモード「２」乃至「６６」は方向性予測である。方向性予測において、矢印の方向は参照方向を示し、矢印の起点は予測対象の画素の位置を示し、矢印の終点はこの予測対象画素の予測に用いる参照画素の位置を示す。ブロックの右上頂点及び左下頂点を通る対角線に平行な参照方向として、左下方向を参照するイントラ予測モードであるモード「２」と、右上方向を参照するイントラ予測モードであるモード「６６」とがあり、モード「２」からモード「６６」まで時計回りに所定角度ごとにモード番号が割り振られている。 FIG. 2 is a diagram showing candidates for the intra prediction mode according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, there are 67 intra-prediction modes from 0 to 66 as candidates for the intra-prediction mode. The mode "0" of the intra prediction mode is Planar prediction, the mode "1" of the intra prediction mode is DC prediction, and the modes "2" to "66" of the intra prediction mode are directional prediction. In the directionality prediction, the direction of the arrow indicates the reference direction, the starting point of the arrow indicates the position of the pixel to be predicted, and the end point of the arrow indicates the position of the reference pixel used to predict the pixel to be predicted. As reference directions parallel to the diagonal line passing through the upper right and lower left vertices of the block, there are an intra prediction mode "2" that refers to the lower left direction and a mode "66" that is an intra prediction mode that refers to the upper right direction. , Mode numbers are assigned to each predetermined angle clockwise from the mode "2" to the mode "66".

インター予測部１７２は、フレーム間の相関を利用したインター予測を行う。具体的には、インター予測部１７２は、メモリ１６０に記憶された復号済み画像を参照画像として用いて、ブロックマッチングなどの手法により動きベクトルを算出し、インター予測の予測対象ブロックを予測してインター予測ブロックを生成し、生成したインター予測ブロックを切替部１７４に出力する。ここで、インター予測部１７２は、複数の参照画像を用いるインター予測（典型的には、双予測）や、１つの参照画像を用いるインター予測（片方向予測）の中から最適なインター予測方法を選択し、選択したインター予測方法を用いてインター予測を行う。インター予測部１７２は、インター予測に関する情報（動きベクトル等）をエントロピー符号化部１３０に出力する。 The inter-prediction unit 172 performs inter-prediction using the correlation between frames. Specifically, the inter prediction unit 172 uses the decoded image stored in the memory 160 as a reference image, calculates a motion vector by a method such as block matching, predicts the prediction target block of the inter prediction, and inter predicts the inter. A prediction block is generated, and the generated inter-prediction block is output to the switching unit 174. Here, the inter-prediction unit 172 selects the optimum inter-prediction method from inter-prediction using a plurality of reference images (typically bi-prediction) and inter-prediction using one reference image (one-way prediction). Select and perform inter-prediction using the selected inter-prediction method. The inter-prediction unit 172 outputs information (motion vector, etc.) related to the inter-prediction to the entropy coding unit 130.

本実施形態において、予測部１７０は、ＣＩＩＰの機能を有する。以下において、ＣＩＩＰは、インター予測に属する機能であるものとする。予測部１７０は、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合、ＣＩＩＰの予測対象ブロックをインター予測及びイントラ予測によりそれぞれ予測してインター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを生成し、インター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを出力する。予測部１７０は、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合、このブロックにＣＩＩＰを適用することを示す情報をエントロピー符号化部１３０に出力する。 In the present embodiment, the prediction unit 170 has a CIIP function. In the following, CIIP shall be a function belonging to inter-prediction. When CIIP is applied to the prediction target block, the prediction unit 170 predicts the prediction target block of CIIP by inter prediction and intra prediction, respectively, generates an inter prediction block and an intra prediction block, and generates an inter prediction block and an intra prediction block. The prediction block is output by synthesizing by weighted composition. When the CIIP is applied to the prediction target block, the prediction unit 170 outputs information indicating that the CIIP is applied to this block to the entropy encoding unit 130.

具体的には、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合、イントラ予測部１７１及びインター予測部１７２は、同一の予測対象ブロックに対してイントラ予測及びインター予測をそれぞれ行う。そして、イントラ予測部１７１がイントラ予測ブロックを合成処理部１７３に出力するとともに、インター予測部１７２がインター予測ブロックを合成処理部１７３に出力する。 Specifically, when CIIP is applied to the prediction target block, the intra prediction unit 171 and the inter prediction unit 172 perform intra prediction and inter prediction for the same prediction target block, respectively. Then, the intra prediction unit 171 outputs the intra prediction block to the synthesis processing unit 173, and the inter prediction unit 172 outputs the inter prediction block to the synthesis processing unit 173.

ＣＩＩＰにおいて、イントラ予測部１７１は、イントラ予測のイントラ予測モードとしてＰｌａｎａｒモードを適用する。図３に示すように、Ｐｌａｎａｒ予測は、４つの矢印の始点にある上下左右の４つの参照画素を用いて内挿予測により予測画素値を生成するイントラ予測モードである。或いは、ＣＩＩＰにおいて、イントラ予測部１７１は、Ｐｌａｎａｒモード以外のイントラ予測モードを適用してもよい。 In CIIP, the intra prediction unit 171 applies the Planar mode as the intra prediction mode of the intra prediction. As shown in FIG. 3, Planar prediction is an intra prediction mode in which prediction pixel values are generated by interpolation prediction using four reference pixels on the top, bottom, left, and right at the start points of the four arrows. Alternatively, in CIIP, the intra prediction unit 171 may apply an intra prediction mode other than the Planar mode.

合成処理部１７３は、イントラ予測部１７１から出力されるイントラ予測ブロック及びインター予測部１７２から出力されるインター予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを生成し、生成した予測ブロックを切替部１７４に出力する。本実施形態において、合成処理部１７３が出力する予測ブロックは、インター予測ブロックの一種であるものとする。合成処理部１７３の詳細については後述する。 The synthesis processing unit 173 generates a prediction block by synthesizing the intra prediction block output from the intra prediction unit 171 and the inter prediction block output from the inter prediction unit 172 by weighting synthesis, and the generated prediction block is switched. Output to 174. In the present embodiment, the prediction block output by the synthesis processing unit 173 is assumed to be a kind of inter-prediction block. The details of the synthesis processing unit 173 will be described later.

切替部１７４は、インター予測部１７２又は合成処理部１７３から出力されるインター予測ブロックとイントラ予測部１７１から出力されるイントラ予測ブロックとを切り替えて、いずれかの予測ブロックを減算部１１０及び合成部１５０に出力する。 The switching unit 174 switches between the inter-prediction block output from the inter-prediction unit 172 or the synthesis processing unit 173 and the intra-prediction block output from the intra-prediction unit 171, and subtracts one of the prediction blocks from the subtraction unit 110 and the synthesis unit. Output to 150.

図４は、本実施形態に係る画像符号化装置１の合成処理部１７３の構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a synthesis processing unit 173 of the image coding apparatus 1 according to the present embodiment.

図４に示すように、合成処理部１７３は、モード特定部１７３ａと、重み係数決定部１７３ｂと、重み付け合成部１７３ｃとを有する。 As shown in FIG. 4, the synthesis processing unit 173 includes a mode specifying unit 173a, a weighting coefficient determining unit 173b, and a weighting combining unit 173c.

モード特定部１７３ａは、メモリ１６０に記憶された各復号済みブロックのブロック予測情報に基づいて、予測対象ブロックの周辺にイントラ予測が適用された周辺ブロック（復号済みブロック）がある場合、当該周辺ブロックに適用されたイントラ予測のイントラ予測モードを特定する。また、モード特定部１７３ａは、予測対象ブロックの周辺にイントラ予測が適用された複数の周辺ブロックがある場合、当該複数の周辺ブロックのそれぞれに適用されたイントラ予測のイントラ予測モードを特定する。 When the mode specifying unit 173a has a peripheral block (decrypted block) to which the intra prediction is applied around the prediction target block based on the block prediction information of each decoded block stored in the memory 160, the peripheral block Identify the intra-prediction mode of the intra-prediction applied to. Further, when there are a plurality of peripheral blocks to which the intra prediction is applied around the prediction target block, the mode specifying unit 173a specifies the intra prediction mode of the intra prediction applied to each of the plurality of peripheral blocks.

本実施形態において、予測対象ブロックの上にある隣接ブロックである上ブロック及び予測対象ブロックの左にある隣接ブロックである左ブロックを周辺ブロックとして用いる。予測対象ブロック及び周辺ブロックは、ブロック形状やブロックサイズが互いに異なっている場合ある。このため、図５に示すように、上ブロックは、予測対象ブロックの最も右上にある画素の上側に隣接する画素を含む隣接ブロックとする。また、左ブロックは、予測対象ブロックの最も左下にある画素の左側に隣接する画素を含む隣接ブロックとする。 In the present embodiment, the upper block, which is an adjacent block above the prediction target block, and the left block, which is an adjacent block to the left of the prediction target block, are used as peripheral blocks. The block shape and block size of the prediction target block and the peripheral block may be different from each other. Therefore, as shown in FIG. 5, the upper block is an adjacent block including a pixel adjacent to the upper side of the pixel at the upper right of the prediction target block. Further, the left block is an adjacent block including a pixel adjacent to the left side of the pixel at the lower left of the prediction target block.

モード特定部１７３ａは、予測対象ブロックのイントラ予測に適用されたイントラ予測モードと、複数の周辺ブロック（上ブロック及び左ブロック）のそれぞれのイントラ予測モードとを比較する。具体的には、モード特定部１７３ａは、複数の周辺ブロックのそれぞれのイントラ予測モードのうち予測対象ブロックのイントラ予測に適用されたイントラ予測モードと一致する数であるモード一致数を特定し、特定したモード一致数を重み係数決定部１７３ｂに出力する。 The mode specifying unit 173a compares the intra prediction mode applied to the intra prediction of the prediction target block with the respective intra prediction modes of the plurality of peripheral blocks (upper block and left block). Specifically, the mode specifying unit 173a identifies and specifies the number of mode matches, which is the number that matches the intra prediction mode applied to the intra prediction of the prediction target block among the intra prediction modes of the plurality of peripheral blocks. The number of mode matches is output to the weighting coefficient determination unit 173b.

ＣＩＩＰにおいて予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードがＰｌａｎａｒモードで固定である場合、モード特定部１７３ａは、周辺ブロックのイントラ予測モードの情報をメモリ１６０から読み出し、周辺ブロックのイントラ予測モードのうちＰｌａｎａｒモードの個数をモード一致数として特定する。本実施形態においては周辺ブロックを上ブロック及び左ブロックとしているため、モード一致数は、０、１、又は２となる。 When the intra-prediction mode applied to the prediction target block in CIIP is fixed in Planar mode, the mode identification unit 173a reads the information of the intra-prediction mode of the peripheral block from the memory 160, and the Planar in the intra-prediction mode of the peripheral block. The number of modes is specified as the number of mode matches. In the present embodiment, since the peripheral blocks are the upper block and the left block, the number of mode matches is 0, 1, or 2.

一方、ＣＩＩＰにおいて予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードが可変である場合、モード特定部１７３ａは、周辺ブロックのイントラ予測モードの情報をメモリ１６０から読み出すとともに、予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードの情報をイントラ予測部１７１から取得する。そして、モード特定部１７３ａは、周辺ブロックのイントラ予測モードのうち、予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードの個数をモード一致数として特定する。本実施形態においては周辺ブロックを上ブロック及び左ブロックとしているため、モード一致数は、０、１、又は２となる。 On the other hand, when the intra prediction mode applied to the prediction target block in CIIP is variable, the mode specifying unit 173a reads the information of the intra prediction mode of the peripheral block from the memory 160 and the intra prediction applied to the prediction target block. The mode information is acquired from the intra prediction unit 171. Then, the mode specifying unit 173a specifies the number of intra prediction modes applied to the prediction target block among the intra prediction modes of the peripheral blocks as the number of mode matches. In the present embodiment, since the peripheral blocks are the upper block and the left block, the number of mode matches is 0, 1, or 2.

重み係数決定部１７３ｂは、モード特定部１７３ａが特定した周辺ブロックのイントラ予測モードに基づいて、ＣＩＩＰにおける重み付け合成に用いる重み係数を決定し、決定した重み係数を重み付け合成部１７３ｃに出力する。本実施形態において、重み係数決定部１７３ｂは、モード特定部１７３ａが出力するモード一致数に基づいて重み係数を決定する。 The weighting coefficient determining unit 173b determines the weighting coefficient used for the weighting synthesis in CIIP based on the intra prediction mode of the peripheral block specified by the mode specifying unit 173a, and outputs the determined weighting coefficient to the weighting combining unit 173c. In the present embodiment, the weighting coefficient determining unit 173b determines the weighting coefficient based on the number of mode matches output by the mode specifying unit 173a.

例えば、重み係数決定部１７３ｂは、表１に示すように、モード一致数の増加につれて、インター予測ブロックに対するイントラ予測ブロックの重みの比が大きくなるように、重み係数を決定する。 For example, as shown in Table 1, the weighting coefficient determining unit 173b determines the weighting coefficient so that the ratio of the weight of the intra prediction block to the inter prediction block increases as the number of mode matches increases.

Figure 2021027464
Figure 2021027464

ここでは、イントラ予測ブロックの重み及びインター予測ブロックの重みの合計が４になるようにしている。例えば、重み係数決定部１７３ｂは、イントラ予測ブロックの重みを重み係数ｗｔとして重み付け合成部１７３ｃに出力する。 Here, the total of the weights of the intra prediction block and the weights of the inter prediction block is set to 4. For example, the weighting coefficient determination unit 173b outputs the weight of the intra prediction block as the weighting coefficient wt to the weighting synthesis unit 173c.

重み付け合成部１７３ｃは、重み係数決定部１７３ｂから出力される重み係数ｗｔに基づいて、イントラ予測部１７１から出力されるイントラ予測ブロック及びインター予測部１７２から出力されるインター予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを生成し、生成した予測ブロックを切替部１７４に出力する。 The weighting synthesis unit 173c synthesizes the intra prediction block output from the intra prediction unit 171 and the inter prediction block output from the inter prediction unit 172 by weighting synthesis based on the weight coefficient wt output from the weight coefficient determination unit 173b. By doing so, a prediction block is generated, and the generated prediction block is output to the switching unit 174.

具体的には、重み付け合成部１７３ｃは、イントラ予測ブロック及びインター予測ブロックを画素単位で重み付け合成により合成する。例えば、イントラ予測ブロックの画素値をＰｉｎｔｒａ、インター予測ブロックの画素値をＰｉｎｔｅｒとした場合、重み付け合成部１７３ｃは、予測ブロックの画素値ＰＣＩＩＰを次の式（１）により算出する。 Specifically, the weighted synthesis unit 173c synthesizes the intra prediction block and the inter prediction block by weighted synthesis on a pixel-by-pixel basis. For example, the pixel value P intra intra prediction block, if the pixel value of the inter prediction block was P inter, weighting combining unit 173c has a pixel value P CIIP prediction block is calculated by the following equation (1).

Figure 2021027464
Figure 2021027464

＜画像復号装置の構成＞
次に、本実施形態に係る画像復号装置の構成について説明する。図６は、本実施形態に係る画像復号装置２の構成を示す図である。 <Configuration of image decoding device>
Next, the configuration of the image decoding device according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an image decoding device 2 according to the present embodiment.

図６に示すように、画像復号装置２は、エントロピー復号部２００と、逆量子化・逆変換部２１０と、合成部２２０と、メモリ２３０と、予測部２４０とを有する。本実施形態において、予測部２４０は、画像復号装置２に設けられる予測ブロック生成装置に相当する。 As shown in FIG. 6, the image decoding device 2 includes an entropy decoding unit 200, an inverse quantization / inverse conversion unit 210, a synthesis unit 220, a memory 230, and a prediction unit 240. In the present embodiment, the prediction unit 240 corresponds to the prediction block generation device provided in the image decoding device 2.

エントロピー復号部２００は、画像符号化装置１により生成された符号化データを復号し、量子化された直交変換係数を逆量子化・逆変換部２１０に出力する。また、エントロピー復号部２００は、予測（イントラ予測及びインター予測）に関する情報を取得し、取得した情報を予測部２４０に出力する。本実施形態において、エントロピー復号部２００は、復号対象ブロックにＣＩＩＰが適用されている場合、復号対象ブロックにＣＩＩＰが適用されていることを示す情報を取得し、取得した情報を予測部２４０に出力する。 The entropy decoding unit 200 decodes the coded data generated by the image coding device 1 and outputs the quantized orthogonal conversion coefficient to the inverse quantization / inverse conversion unit 210. Further, the entropy decoding unit 200 acquires information on prediction (intra-prediction and inter-prediction), and outputs the acquired information to the prediction unit 240. In the present embodiment, when CIIP is applied to the decoding target block, the entropy decoding unit 200 acquires information indicating that CIIP is applied to the decoding target block, and outputs the acquired information to the prediction unit 240. To do.

逆量子化・逆変換部２１０は、ブロック単位で逆量子化処理及び逆直交変換処理を行う。逆量子化・逆変換部２１０は、逆量子化部２１１と、逆変換部２１２とを有する。 The inverse quantization / inverse conversion unit 210 performs the inverse quantization process and the inverse orthogonal conversion process on a block-by-block basis. The inverse quantization / inverse conversion unit 210 includes an inverse quantization unit 211 and an inverse conversion unit 212.

逆量子化部２１１は、画像符号化装置１の量子化部１２２が行う量子化処理に対応する逆量子化処理を行う。逆量子化部２１１は、エントロピー復号部２００から出力される量子化直交変換係数を、量子化パラメータ（Ｑｐ）及び量子化行列を用いて逆量子化することにより、復号対象ブロックの直交変換係数を復元し、復元した直交変換係数を逆変換部２１２に出力する。 The inverse quantization unit 211 performs the inverse quantization process corresponding to the quantization process performed by the quantization unit 122 of the image coding apparatus 1. The inverse quantization unit 211 reverse-quantizes the quantization orthogonal conversion coefficient output from the entropy decoding unit 200 using the quantization parameter (Qp) and the quantization matrix to obtain the orthogonal conversion coefficient of the block to be decoded. It is restored and the restored orthogonal conversion coefficient is output to the inverse conversion unit 212.

逆変換部２１２は、画像符号化装置１の変換部１２１が行う直交変換処理に対応する逆直交変換処理を行う。逆変換部２１２は、逆量子化部２１１から出力される直交変換係数に対して逆直交変換処理を行って予測残差を復元し、復元した予測残差（復元予測残差）を合成部２２０に出力する。 The inverse conversion unit 212 performs an inverse orthogonal conversion process corresponding to the orthogonal conversion process performed by the conversion unit 121 of the image coding apparatus 1. The inverse conversion unit 212 performs an inverse orthogonal conversion process on the orthogonal conversion coefficient output from the inverse quantization unit 211 to restore the predicted residual, and the restored predicted residual (restored predicted residual) is combined with the composite unit 220. Output to.

合成部２２０は、逆変換部２１２から出力される予測残差と、予測部２４０から出力される予測ブロックとを画素単位で合成することにより、元のブロックを復号（再構成）し、復号済みブロックをメモリ２３０に出力する。 The synthesis unit 220 decodes (reconstructs) the original block by synthesizing the prediction residual output from the inverse conversion unit 212 and the prediction block output from the prediction unit 240 in pixel units, and has already been decoded. The block is output to the memory 230.

メモリ２３０は、合成部２２０から出力される復号済みブロックを記憶し、復号済みブロックをフレーム単位で復号済み画像として蓄積する。メモリ２３０は、復号済みブロック若しくは復号済み画像を予測部２４０に出力する。また、メモリ２３０は、フレーム単位の復号済み画像を画像復号装置２の外部に出力する。なお、合成部２２０とメモリ２３０との間にループフィルタが設けられてもよい。本実施形態において、メモリ２３０は、各復号済みブロックに適用された予測に関するブロック予測情報をさらに記憶する。 The memory 230 stores the decoded blocks output from the compositing unit 220, and stores the decoded blocks as a decoded image in frame units. The memory 230 outputs the decoded block or the decoded image to the prediction unit 240. Further, the memory 230 outputs the decoded image in frame units to the outside of the image decoding device 2. A loop filter may be provided between the synthesis unit 220 and the memory 230. In this embodiment, the memory 230 further stores block prediction information regarding the prediction applied to each decoded block.

予測部２４０は、ブロック単位で予測を行う。予測部２４０は、イントラ予測部２４１と、インター予測部２４２と、合成処理部２４３と、切替部２４４とを有する。 The prediction unit 240 makes a prediction in block units. The prediction unit 240 has an intra prediction unit 241, an inter prediction unit 242, a synthesis processing unit 243, and a switching unit 244.

イントラ予測部２４１は、フレーム内の空間的な相関を利用したイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測部２４１は、エントロピー復号部２００から出力されるイントラ予測に関する情報（例えば、イントラ予測モードの情報）に基づいて、メモリ２３０に記憶された復号済み画像のうちイントラ予測の予測対象ブロックの周辺にある復号済み画素を参照してイントラ予測ブロックを生成し、生成したイントラ予測ブロックを切替部２４４に出力する。 The intra prediction unit 241 makes an intra prediction using the spatial correlation in the frame. Specifically, the intra prediction unit 241 determines the intra prediction among the decoded images stored in the memory 230 based on the information regarding the intra prediction output from the entropy decoding unit 200 (for example, the information of the intra prediction mode). An intra prediction block is generated with reference to the decoded pixels around the prediction target block, and the generated intra prediction block is output to the switching unit 244.

インター予測部２４２は、フレーム間の相関を利用したインター予測を行う。具体的には、インター予測部２４２は、エントロピー復号部２００から出力されるインター予測に関する情報（例えば、動きベクトル情報）に基づいて、メモリ２３０に記憶された復号済み画像を参照画像として用いてインター予測の予測対象ブロックを予測してインター予測ブロックを生成し、生成したインター予測ブロックを切替部２４４に出力する。 The inter-prediction unit 242 performs inter-prediction using the correlation between frames. Specifically, the inter-prediction unit 242 uses the decoded image stored in the memory 230 as a reference image based on the inter-prediction information (for example, motion vector information) output from the entropy decoding unit 200. An inter-prediction block is generated by predicting a prediction target block for prediction, and the generated inter-prediction block is output to the switching unit 244.

本実施形態において、予測部２４０は、ＣＩＩＰの機能を有する。予測部２４０は、エントロピー復号部２００から出力される情報が予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用することを示す情報を含む場合、ＣＩＩＰの予測対象ブロックをインター予測及びイントラ予測によりそれぞれ予測してインター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを生成し、インター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを出力する。 In the present embodiment, the prediction unit 240 has a CIIP function. When the information output from the entropy decoding unit 200 includes information indicating that CIIP is applied to the prediction target block, the prediction unit 240 predicts the prediction target block of CIIP by inter-prediction and intra-prediction, respectively. And the intra prediction block is generated, and the prediction block is output by synthesizing the inter prediction block and the intra prediction block by weighted synthesis.

具体的には、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合、イントラ予測部２４１及びインター予測部２４２は、同一の予測対象ブロックに対してイントラ予測及びインター予測をそれぞれ行う。そして、イントラ予測部２４１がイントラ予測ブロックを合成処理部２４３に出力するとともに、インター予測部２４２がインター予測ブロックを合成処理部２４３に出力する。ＣＩＩＰにおいて、イントラ予測部２４１は、イントラ予測のイントラ予測モードとしてＰｌａｎａｒモードを適用する。或いは、ＣＩＩＰにおいて、イントラ予測部２４１は、Ｐｌａｎａｒモード以外のイントラ予測モードを適用してもよい。 Specifically, when CIIP is applied to the prediction target block, the intra prediction unit 241 and the inter prediction unit 242 perform intra prediction and inter prediction for the same prediction target block, respectively. Then, the intra prediction unit 241 outputs the intra prediction block to the synthesis processing unit 243, and the inter prediction unit 242 outputs the inter prediction block to the synthesis processing unit 243. In CIIP, the intra prediction unit 241 applies the Planar mode as the intra prediction mode of the intra prediction. Alternatively, in CIIP, the intra prediction unit 241 may apply an intra prediction mode other than the Planar mode.

合成処理部２４３は、イントラ予測部２４１から出力されるイントラ予測ブロック及びインター予測部２４２から出力されるインター予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを生成し、生成した予測ブロックを切替部２４４に出力する。 The synthesis processing unit 243 generates a prediction block by synthesizing the intra prediction block output from the intra prediction unit 241 and the inter prediction block output from the inter prediction unit 242 by weighting synthesis, and the generated prediction block is switched. Output to 244.

切替部２４４は、インター予測部２４２又は合成処理部２４３から出力されるインター予測ブロックとイントラ予測部２４１から出力されるイントラ予測ブロックとを切り替えて、いずれかの予測ブロックを合成部２２０に出力する。 The switching unit 244 switches between the inter prediction block output from the inter prediction unit 242 or the synthesis processing unit 243 and the intra prediction block output from the intra prediction unit 241, and outputs one of the prediction blocks to the synthesis unit 220. ..

図７は、本実施形態に係る画像復号装置２の合成処理部２４３の構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a synthesis processing unit 243 of the image decoding apparatus 2 according to the present embodiment.

図７に示すように、合成処理部２４３は、モード特定部２４３ａと、重み係数決定部２４３ｂと、重み付け合成部２４３ｃとを有する。モード特定部２４３ａ、重み係数決定部２４３ｂ、及び重み付け合成部２４３ｃは、図４に示すモード特定部１７３ａ、重み係数決定部１７３ｂ、及び重み付け合成部１７３ｃとそれぞれ同様な動作を行う。 As shown in FIG. 7, the synthesis processing unit 243 includes a mode specifying unit 243a, a weighting coefficient determining unit 243b, and a weighting combining unit 243c. The mode specifying unit 243a, the weighting coefficient determining unit 243b, and the weighting combining unit 243c perform the same operations as the mode specifying unit 173a, the weighting coefficient determining unit 173b, and the weighting combining unit 173c shown in FIG.

＜予測ブロック生成の動作例＞
次に、本実施形態に係る予測ブロック生成の動作フロー例について説明する。画像符号化装置１及び画像復号装置２で予測ブロック生成の動作は同じであるが、ここでは画像復号装置２における予測ブロック生成（予測部２４０）の動作を説明する。 <Operation example of predictive block generation>
Next, an operation flow example of predictive block generation according to this embodiment will be described. The operation of the prediction block generation is the same in the image coding device 1 and the image decoding device 2, but here, the operation of the prediction block generation (prediction unit 240) in the image decoding device 2 will be described.

図８は、本実施形態に係る画像復号装置２における予測ブロック生成（予測部２４０）の動作フロー例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an operation flow example of the prediction block generation (prediction unit 240) in the image decoding device 2 according to the present embodiment.

図８に示すように、ステップＳ１において、予測部２４０は、エントロピー復号部２００から出力される情報に基づいて、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用するか否かを判定する。 As shown in FIG. 8, in step S1, the prediction unit 240 determines whether or not to apply CIIP to the prediction target block based on the information output from the entropy decoding unit 200.

予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、イントラ予測部２４１及びインター予測部２４２は、予測対象ブロックをインター予測及びイントラ予測によりそれぞれ予測してインター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを生成する。 When CIIP is applied to the prediction target block (step S1: YES), in step S2, the intra prediction unit 241 and the inter prediction unit 242 predict the prediction target block by inter prediction and intra prediction, respectively, and the inter prediction block and intra prediction. Generate a prediction block.

ステップＳ３において、モード特定部２４３ａは、予測対象ブロックの周辺にある周辺ブロックに適用されたイントラ予測のイントラ予測モードの情報をメモリ２３０から取得する。本実施形態において、予測対象ブロックの上にある隣接ブロックである上ブロック及び予測対象ブロックの左にある隣接ブロックである左ブロックを周辺ブロックとして用いる。 In step S3, the mode specifying unit 243a acquires the information of the intra prediction mode of the intra prediction applied to the peripheral blocks around the prediction target block from the memory 230. In the present embodiment, the upper block, which is an adjacent block above the prediction target block, and the left block, which is an adjacent block to the left of the prediction target block, are used as peripheral blocks.

ステップＳ４において、モード特定部２４３ａは、複数の周辺ブロックのそれぞれのイントラ予測モードのうち予測対象ブロックのイントラ予測に適用されたイントラ予測モードと一致する数であるモード一致数を特定する。 In step S4, the mode specifying unit 243a specifies the number of mode matches, which is the number that matches the intra prediction mode applied to the intra prediction of the prediction target block among the intra prediction modes of the plurality of peripheral blocks.

上述したように、ＣＩＩＰにおいて予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードがＰｌａｎａｒモードで固定である場合、モード特定部２４３ａは、周辺ブロックのイントラ予測モードの情報をメモリ２３０から読み出し、周辺ブロックのイントラ予測モードのうちＰｌａｎａｒモードの個数をモード一致数として特定する。 As described above, when the intra prediction mode applied to the prediction target block in CIIP is fixed to the Planar mode, the mode specifying unit 243a reads the information of the intra prediction mode of the peripheral block from the memory 230 and intra of the peripheral block. The number of Planar modes among the prediction modes is specified as the number of mode matches.

一方、ＣＩＩＰにおいて予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードが可変である場合、モード特定部２４３ａは、周辺ブロックのイントラ予測モードの情報をメモリ２３０から読み出すとともに、予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードの情報をイントラ予測部２４１から取得する。そして、モード特定部２４３ａは、周辺ブロックのイントラ予測モードのうち、予測対象ブロックに適用されるイントラ予測モードの個数をモード一致数として特定する。 On the other hand, when the intra prediction mode applied to the prediction target block in CIIP is variable, the mode specifying unit 243a reads the information of the intra prediction mode of the peripheral block from the memory 230 and the intra prediction applied to the prediction target block. The mode information is acquired from the intra prediction unit 241. Then, the mode specifying unit 243a specifies the number of intra prediction modes applied to the prediction target block among the intra prediction modes of the peripheral blocks as the number of mode matches.

ステップＳ５において、重み係数決定部２４３ｂは、モード特定部２４３ａが出力するモード一致数に基づいて、ＣＩＩＰにおける重み付け合成に用いる重み係数を表１により決定し、決定した重み係数を重み付け合成部２４３ｃに出力する。 In step S5, the weighting coefficient determining unit 243b determines the weighting coefficient used for weighting synthesis in CIIP based on the number of mode matches output by the mode specifying unit 243a according to Table 1, and the determined weighting coefficient is assigned to the weighting combining unit 243c. Output.

ステップＳ６において、重み付け合成部２４３ｃは、重み係数決定部２４３ｂから出力される重み係数に基づいて、イントラ予測部２４１から出力されるイントラ予測ブロック及びインター予測部２４２から出力されるインター予測ブロックを重み付け合成により合成することで予測ブロックを生成し、生成した予測ブロックを出力する。 In step S6, the weighting synthesis unit 243c weights the intra prediction block output from the intra prediction unit 241 and the inter prediction block output from the inter prediction unit 242 based on the weight coefficient output from the weight coefficient determination unit 243b. A prediction block is generated by synthesizing by synthesis, and the generated prediction block is output.

＜実施形態のまとめ＞
上述したように、本実施形態に係る合成処理部１７３及び合成処理部２４３は、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合、周辺ブロックのイントラ予測モードに基づいてＣＩＩＰにおける重み付け合成に用いる重み係数を決定する。 <Summary of Embodiment>
As described above, when the synthesis processing unit 173 and the synthesis processing unit 243 according to the present embodiment apply the CIIP to the prediction target block, the weighting coefficient used for the weighting synthesis in the CIIP is determined based on the intra prediction mode of the peripheral blocks. To do.

これにより、周辺ブロックでイントラ予測が適用されていても、予測対象ブロックと周辺ブロックとでイントラ予測モードが一致しない場合には、イントラ予測ブロックの重みを大きくしないことで、ＣＩＩＰにおける予測精度の低下を抑制できる。 As a result, even if the intra prediction is applied in the peripheral block, if the intra prediction mode does not match between the prediction target block and the peripheral block, the weight of the intra prediction block is not increased, so that the prediction accuracy in CIIP is lowered. Can be suppressed.

また、予測対象ブロックと周辺ブロックとでイントラ予測モードが一致する場合は、予測対象ブロックと周辺ブロックとで相関性が高いといえるため、イントラ予測ブロックの重みを大きくすることで、ＣＩＩＰにおける予測精度を向上させることができる。 In addition, when the intra prediction mode matches between the prediction target block and the peripheral block, it can be said that the prediction target block and the peripheral block have a high correlation. Therefore, by increasing the weight of the intra prediction block, the prediction accuracy in CIIP Can be improved.

＜その他の実施形態＞
上述した実施形態において、合成処理部１７３及び合成処理部２４３は、予測対象ブロックにＣＩＩＰを適用する場合、周辺ブロックのイントラ予測モードに基づいてＣＩＩＰにおける重み付け合成に用いる重み係数を決定していた。しかしながら、重み係数の決定にあたり、周辺ブロックのイントラ予測モードだけではなく、周辺ブロックに適用された予測方式がイントラ予測であるか又はインター予測であるかを考慮してもよい。 <Other Embodiments>
In the above-described embodiment, when the synthesis processing unit 173 and the synthesis processing unit 243 apply the CIIP to the prediction target block, the weighting coefficient used for the weighting synthesis in the CIIP is determined based on the intra prediction mode of the peripheral blocks. However, in determining the weighting coefficient, not only the intra-prediction mode of the peripheral block but also whether the prediction method applied to the peripheral block is intra-prediction or inter-prediction may be considered.

図９は、その他の実施形態に係る合成処理部１７３の構成を示す図である。ここでは合成処理部１７３の構成を例に挙げて説明するが、合成処理部２４３も同様に構成されるものとする。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a synthesis processing unit 173 according to another embodiment. Here, the configuration of the synthesis processing unit 173 will be described as an example, but the synthesis processing unit 243 is also configured in the same manner.

図９に示すように、合成処理部１７３は、周辺ブロックに適用された予測方式がイントラ予測であるか又はインター予測であるかを特定する予測方式特定部１７３ｄをさらに有する。例えば、予測方式特定部１７３ｄは、上ブロック及び左ブロック（図５参照）のそれぞれについて、適用された予測方式がイントラ予測であるか又はインター予測であるかを示す予測方式情報を取得し、取得した予測方式情報を重み係数決定部１７３ｂに出力する。 As shown in FIG. 9, the synthesis processing unit 173 further includes a prediction method specifying unit 173d that specifies whether the prediction method applied to the peripheral block is an intra prediction or an inter prediction. For example, the prediction method specifying unit 173d acquires and acquires prediction method information indicating whether the applied prediction method is intra prediction or inter prediction for each of the upper block and the left block (see FIG. 5). The predicted prediction method information is output to the weighting coefficient determination unit 173b.

重み係数決定部１７３ｂは、予測方式特定部１７３ｄが特定した周辺ブロックの予測方式と、モード特定部１７３ａが特定した周辺ブロックのイントラ予測モードとに基づいて、ＣＩＩＰにおける重み付け合成に用いる重み係数を決定する。例えば、重み係数決定部１７３ｂは、表２に示すように重み係数を決定する。 The weighting coefficient determining unit 173b determines the weighting coefficient used for weighting synthesis in CIIP based on the prediction method of the peripheral block specified by the prediction method specifying unit 173d and the intra prediction mode of the peripheral block specified by the mode specifying unit 173a. To do. For example, the weighting coefficient determining unit 173b determines the weighting coefficient as shown in Table 2.

Figure 2021027464
Figure 2021027464

ここでは、イントラ予測ブロックの重み及びインター予測ブロックの重みの合計が８になるようにしている。例えば、重み係数決定部１７３ｂは、イントラ予測ブロックの重みを重み係数ｗｔとして重み付け合成部１７３ｃに出力する。 Here, the total of the weights of the intra prediction block and the weights of the inter prediction block is set to 8. For example, the weighting coefficient determination unit 173b outputs the weight of the intra prediction block as the weighting coefficient wt to the weighting synthesis unit 173c.

なお、画像符号化装置１が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。画像復号装置２が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。 A program for causing the computer to execute each process performed by the image coding apparatus 1 may be provided. A program that causes a computer to execute each process performed by the image decoding device 2 may be provided. The program may be recorded on a computer-readable medium. Computer-readable media can be used to install programs on a computer. Here, the computer-readable medium on which the program is recorded may be a non-transient recording medium. The non-transient recording medium is not particularly limited, but may be, for example, a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM.

画像符号化装置１が行う各処理を実行する回路を集積化し、画像符号化装置１を半導体集積回路（チップセット、ＳｏＣ）により構成してもよい。画像復号装置２が行う各処理を実行する回路を集積化し、画像復号装置２を半導体集積回路（チップセット、ＳｏＣ）により構成してもよい。 A circuit that executes each process performed by the image coding device 1 may be integrated, and the image coding device 1 may be configured by a semiconductor integrated circuit (chipset, SoC). A circuit that executes each process performed by the image decoding device 2 may be integrated, and the image decoding device 2 may be configured by a semiconductor integrated circuit (chipset, SoC).

以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 Although the embodiments have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the gist.

１ ：画像符号化装置
２ ：画像復号装置
１００ ：ブロック分割部
１１０ ：減算部
１２０ ：変換・量子化部
１２１ ：変換部
１２２ ：量子化部
１３０ ：エントロピー符号化部
１４０ ：逆量子化・逆変換部
１４１ ：逆量子化部
１４２ ：逆変換部
１５０ ：合成部
１６０ ：メモリ
１７０ ：予測部
１７１ ：イントラ予測部
１７２ ：インター予測部
１７３ ：合成処理部
１７３ａ ：モード特定部
１７３ｂ ：重み係数決定部
１７３ｃ ：重み付け合成部
１７３ｄ ：予測方式特定部
１７４ ：切替部
２００ ：エントロピー復号部
２１０ ：逆量子化・逆変換部
２１１ ：逆量子化部
２１２ ：逆変換部
２２０ ：合成部
２３０ ：メモリ
２４０ ：予測部
２４１ ：イントラ予測部
２４２ ：インター予測部
２４３ ：合成処理部
２４３ａ ：モード特定部
２４３ｂ ：重み係数決定部
２４３ｃ ：重み付け合成部
２４３ｄ ：予測方式特定部
２４４ ：切替部 1: Image coding device 2: Image decoding device 100: Block division unit 110: Subtraction unit 120: Conversion / quantization unit 121: Conversion unit 122: Quantization unit 130: Entropy coding unit 140: Inverse quantization / inverse conversion Part 141: Inverse quantization unit 142: Inverse conversion unit 150: Synthesis unit 160: Memory 170: Prediction unit 171: Intra prediction unit 172: Inter prediction unit 173: Synthesis processing unit 173a: Mode specification unit 173b: Weight coefficient determination unit 173c : Weighted synthesis unit 173d: Prediction method specification unit 174: Switching unit 200: Entropy decoding unit 210: Inverse quantization / inverse conversion unit 211: Inverse quantization unit 212: Inverse conversion unit 220: Synthesis unit 230: Memory 240: Prediction unit 241: Intra prediction unit 242: Inter prediction unit 243: Synthesis processing unit 243a: Mode specification unit 243b: Weight coefficient determination unit 243c: Weight composition unit 243d: Prediction method specification unit 244: Switching unit

Claims (8)

画像を分割して得た予測対象ブロックをインター予測及びイントラ予測によりそれぞれ予測してインター予測ブロック及びイントラ予測ブロックを生成し、前記インター予測ブロック及び前記イントラ予測ブロックを重み付け合成により合成することで前記予測対象ブロックに対する予測ブロックを出力する予測ブロック生成装置であって、
前記予測対象ブロックの周辺にイントラ予測が適用された周辺ブロックがある場合、前記周辺ブロックに適用されたイントラ予測のイントラ予測モードを特定するモード特定部と、
前記モード特定部が特定した前記イントラ予測モードに基づいて、前記重み付け合成に用いる重み係数を決定する重み係数決定部と、を備えることを特徴とする予測ブロック生成装置。 The prediction target block obtained by dividing the image is predicted by inter-prediction and intra-prediction, respectively, an inter-prediction block and an intra-prediction block are generated, and the inter-prediction block and the intra-prediction block are combined by weighted synthesis. A prediction block generator that outputs a prediction block for a prediction target block.
When there is a peripheral block to which the intra prediction is applied around the prediction target block, a mode specifying unit that specifies the intra prediction mode of the intra prediction applied to the peripheral block, and
A prediction block generation device including a weighting coefficient determining unit that determines a weighting coefficient used for the weighting synthesis based on the intra prediction mode specified by the mode specifying unit. 前記モード特定部は、
前記予測対象ブロックの周辺にイントラ予測が適用された複数の周辺ブロックがある場合、前記複数の周辺ブロックのそれぞれに適用されたイントラ予測のイントラ予測モードを特定し、
前記予測対象ブロックのイントラ予測に適用されたイントラ予測モードと、前記複数の周辺ブロックのそれぞれのイントラ予測モードとを比較し、
前記重み係数決定部は、
前記比較の結果に基づいて前記重み係数を決定することを特徴とする請求項１に記載の予測ブロック生成装置。 The mode specific part is
When there are a plurality of peripheral blocks to which the intra prediction is applied around the prediction target block, the intra prediction mode of the intra prediction applied to each of the plurality of peripheral blocks is specified.
The intra prediction mode applied to the intra prediction of the prediction target block is compared with the intra prediction mode of each of the plurality of peripheral blocks.
The weighting coefficient determining unit
The predictive block generator according to claim 1, wherein the weighting factor is determined based on the result of the comparison. 前記モード特定部は、
前記複数の周辺ブロックのそれぞれのイントラ予測モードのうち前記予測対象ブロックのイントラ予測に適用されたイントラ予測モードと一致する数であるモード一致数を前記比較により特定し、
前記重み係数決定部は、
前記モード一致数に基づいて前記重み係数を決定することを特徴とする請求項２に記載の予測ブロック生成装置。 The mode specific part is
Among the intra prediction modes of the plurality of peripheral blocks, the number of mode matches that matches the intra prediction mode applied to the intra prediction of the prediction target block is specified by the comparison.
The weighting coefficient determining unit
The predictive block generator according to claim 2, wherein the weighting coefficient is determined based on the number of mode matches. 前記重み係数決定部は、
前記モード一致数の増加につれて、前記インター予測ブロックに対する前記イントラ予測ブロックの重みの比が大きくなるように、前記重み係数を決定することを特徴とする請求項３に記載の予測ブロック生成装置。 The weighting coefficient determining unit
The prediction block generation device according to claim 3, wherein the weighting coefficient is determined so that the ratio of the weight of the intra prediction block to the inter prediction block increases as the number of mode matches increases. 前記周辺ブロックに適用された予測方式がイントラ予測であるか又はインター予測であるかを特定する予測方式特定部をさらに備え、
前記重み係数決定部は、前記予測方式特定部が特定した前記予測方式と、前記モード特定部が特定した前記イントラ予測モードとに基づいて、前記重み係数を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の予測ブロック生成装置。 Further provided with a prediction method specifying unit for specifying whether the prediction method applied to the peripheral block is an intra prediction or an inter prediction.
1. The weighting coefficient determining unit determines the weighting coefficient based on the prediction method specified by the prediction method specifying unit and the intra prediction mode specified by the mode specifying unit. The predictive block generator according to any one of items 4 to 4. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の予測ブロック生成装置を備えることを特徴とする画像符号化装置。 An image coding device including the prediction block generation device according to any one of claims 1 to 5. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の予測ブロック生成装置を備えることを特徴とする画像復号装置。 An image decoding device comprising the prediction block generation device according to any one of claims 1 to 5. コンピュータを請求項１乃至５のいずれか１項に記載の予測ブロック生成装置として機能させることを特徴とするプログラム。 A program characterized in that a computer functions as a predictive block generator according to any one of claims 1 to 5.
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