JP5138709B2 - 画像符号化装置、画像復号装置、および画像符号化方法、画像復号方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態1では、4:4:4フォーマットで入力される映像フレームを16×16画素の矩形領域(マクロブロック)に均等分割した単位でフレーム内に閉じた符号化を行う符号化装置、および対応する復号装置について説明する。また、本符号化装置、復号装置は非特許文献1であるMPEG-4AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264規格で採用される符号化方式をベースとして、本発明に固有の特徴を付与したものとする。
図1の符号化装置において、入力映像信号1は、個々の映像フレームが4:4:4フォーマットで入力される。入力される映像フレームは、図10に示すように、3つの色成分を同一サイズの16画素×16画素のブロックに分割してまとめたマクロブロック単位で符号化装置に入力されるものとする。
マクロブロック内の輝度信号16×16画素ブロックを4×4画素ブロックで構成される16個のブロックに分割し、図3に示す9つのモードのいずれかを4×4画素ブロック単位に選択する。すでに符号化を終え、局部復号処理されてメモリ16に格納された周囲のブロック(左上、上、右上、左)の画素を予測画像生成に用いる。
Intra4x4_pred_mode = 1: 隣接する左部の画素をそのまま予測画像として使用する。
Intra4x4_pred_mode = 2: 隣接する8つの画素の平均値を予測画像として使用する。
Intra4x4_pred_mode = 3: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(右45度エッジに対応)。
Intra4x4_pred_mode = 4: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左45度エッジに対応)。
Intra4x4_pred_mode = 5: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左22.5度エッジに対応)。
Intra4x4_pred_mode = 6: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左67.5度エッジに対応)。
Intra4x4_pred_mode = 7: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(右22.5度エッジに対応)。
Intra4x4_pred_mode = 8: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左112.5度エッジに対応)。
マクロブロックサイズに相当する16×16画素ブロックを一度に予測するモードであり、図4に示す4つのモードのいずれかをマクロブロック単位に選択する。イントラ4x4予測モードと同様、すでに符号化を終え、局部復号処理されてメモリ16に格納された周囲のマクロブロック(左上、上、左)の画素を予測画像生成に用いる。
Intra16x16_pred_mode = 1: 左マクロブロックの最右辺の16画素を予測画像として使用する。
Intra16x16_pred_mode = 2: 上マクロブロックの最下辺の16画素(図4のA部分)と左マクロブロックの最左辺の16画素(図4のB部分)の合計32画素の平均値を予測画像として使用する。
Intra16x16_pred_mode = 3: 左上のマクロブロックの右下隅の画素、上マクロブロックの最下辺の15画素(白抜き画素を除いた部分)、左マクロブロックの最右辺の15画素(白抜き画素を除いた部分)の合計31画素を用いて所定の演算処理(使用する画素と予測する画素位置に応じた重み付け加算処理)により予測画像を得る。
本実施の形態1の符号化装置の特徴であるイントラ予測モード判定処理について詳述する。本処理は上記3つの色成分をまとめたマクロブロックの単位で実施され、主として、図1の符号化装置における空間予測部2、符号化モード判定部5によって行われる。また、本処理の流れを示すフローチャートを図5に示す。以下、ブロックを構成する3つの色成分の画像データをC0、C1、C2とする。
で与えられるレート・ひずみコストを用いることができる。ここで、Dmはイントラ予測モードmを適用した場合の符号化歪または予測誤差量である。符号化歪とは、イントラ予測モードmを適用して予測誤差を得、予測誤差を変換・量子化した結果から映像を復号して符号化前の信号に対する誤差を計測するものである。予測誤差量は、イントラ予測モードmを適用した場合の予測画像と符号化前の信号との差分を得、その差分の大きさを定量化したもので、たとえば差分絶対値和(Sum of Absolute Distance: SAD)などが用いられる。Rmはイントラ予測モードmを適用した場合の発生符号量である。つまり、Jmはイントラ予測モードmを適用した場合の符号量と劣化度とのトレードオフを規定する値であり、最小のJmを与えるイントラ予測モードmが最適解を与える。
図2の復号装置は、図1の符号化装置から出力される図6の配列に従うビデオストリーム22を受信して、3つの色成分が同一サイズ(4:4:4フォーマット)のマクロブロックの単位で復号処理を行い、個々の映像フレームを復元するものとする。
本実施の形態1の復号装置の特徴であるイントラ予測画像生成処理について詳述する。本処理は上記3つの色成分をまとめたマクロブロックの単位で実施され、主として、図2の復号装置における可変長復号部25、空間予測部2によって行われる。また、本処理の流れを示すフローチャートを図7に示す。
本実施の形態2では、4:4:4フォーマットで入力される映像フレームを16×16画素の矩形領域(マクロブロック)に均等分割した単位でフレーム内に閉じた符号化を行う別の符号化装置、および対応する復号装置について説明する。本符号化装置、復号装置は実施の形態1と同様、非特許文献1であるMPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264規格で採用される符号化方式をベースとして、本発明に固有の特徴を付与したものとする。
図11の符号化装置において、入力映像信号1は、個々の映像フレームが4:4:4フォーマットであって、かつ3つの色成分が図10に示すように同一サイズのマクロブロックに分割してまとめられた単位で符号化装置に入力されるものとする。
マクロブロック内の輝度信号16x16画素ブロックを4x4画素ブロックで構成される16個のブロックに分割し、各4x4画素ブロックに対して個別に予測モードを選択するイントラ4x4予測モードと、マクロブロック内の輝度信号16x16画素ブロックを8x8画素ブロックで構成される4個のブロックに分割し、各8x8画素ブロックに対して個別に予測モードを選択するイントラ8x8予測モードとを選択的に切り替えながら符号化を行うモードである。イントラ4x4予測モードとイントラ8x8予測モードの切り替えは、変換ブロックサイズ識別フラグ32の状態に連動する。この点は後述する。イントラ4x4予測モードについては、実施の形態1で説明したように、図3に示す9つのモードのいずれかを4x4画素ブロック単位に選択する。すでに符号化を終え、局部復号処理されてメモリ16に格納された周囲のブロック(左上、上、右上、左)の画素を予測画像生成に用いる。
Intra8x8_pred_mode = 0: 隣接する上部の画素をそのまま予測画像として使用する。
Intra8x8_pred_mode = 1: 隣接する左部の画素をそのまま予測画像として使用する。
Intra8x8_pred_mode = 2: 隣接する8つの画素の平均値を予測画像として使用する。
Intra8x8_pred_mode = 3: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(右45度エッジに対応)。
Intra8x8_pred_mode = 4: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左45度エッジに対応)。
Intra8x8_pred_mode = 5: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左22.5度エッジに対応)。Intra8x8_pred_mode = 6: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左67.5度エッジに対応)。
Intra8x8_pred_mode = 7: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(右22.5度エッジに対応)。
Intra8x8_pred_mode = 8: 隣接する画素から2〜3画素ごとに加重平均を求め予測画像として使用する(左112.5度エッジに対応)。
マクロブロックサイズに相当する16x16画素ブロックを一度に予測するモードであり、図4に示す4つのモードのいずれかをマクロブロック単位に選択する。イントラ4x4予測モードと同様、すでに符号化を終え、局部復号処理されてメモリ16に格納された周囲のマクロブロック(左上、上、左)の画素を予測画像生成に用いる。モード種別は実施の形態1における図4の説明の通りである。イントラ16x16予測符号化モードでは、変換ブロックサイズは常に4x4とする。ただし、まず4x4ブロック単位のDC(直流成分、平均値)を16個分集め、その単位で4x4ブロック変換を行い、DC分を除いた残りの交流成分を4x4ブロックごとに変換する2段階の変換を施す。
本実施の形態2の符号化装置の特徴であるイントラ符号化モードおよびイントラ予測モードの判定処理について詳述する。本処理は上記3つの色成分をまとめたマクロブロックの単位で実施され、主として、図11の符号化装置における空間予測部2、符号化モード判定部5によって行われる。また、本処理の流れを示すフローチャートを図14に示す。以下、ブロックを構成する3つの色成分の画像データをC0、C1、C2とする。
図12の復号装置は、図11の符号化装置から出力される図15の配列に従うビデオストリーム22を受信して、3つの色成分が同一サイズ(4:4:4フォーマット)のマクロブロックの単位で復号処理を行い、個々の映像フレームを復元するものとする。
本実施の形態2の復号装置の特徴であるイントラ予測画像生成処理について詳述する。本処理は上記3つの色成分をまとめたマクロブロックの単位で実施され、主として、図12の復号装置における可変長復号部25、空間予測部2によって行われる。また、本処理の流れを示すフローチャートを図17に示す。
本実施の形態3では、図11の符号化装置、図12の復号装置の別の構成例を示す。本符号化装置、復号装置は実施の形態1と同様、非特許文献1であるMPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264規格で採用される符号化方式をベースとして、本発明に固有の特徴を付与したものとする。本実施の形態3における映像符号化装置は、図11で説明した実施の形態2の符号化装置のうち、可変長符号化部11のみが異なる。本実施の形態3における映像復号装置は、図12で説明した実施の形態2の復号装置のうち、可変長復号部25のみが異なる。他は実施の形態2と同様の動作とし、ここでは差異部分のみを説明する。
実施の形態2の符号化装置においては、その可変長符号化部11では、イントラNxN予測モードの情報について、ビットストリーム上のデータ配列は示したが、特にその符号化手順を示さなかった。本実施の形態では、その符号化手順の具体的な方法を示す。本実施の形態では特に、イントラNxN予測モードの値が色成分間で高い相関を有する場合を考慮し、各色成分で得られたイントラNxN予測モードについて、色成分間での値の相関を利用したエントロピー符号化を行う点に特徴がある。
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
}
else
{
prev_intra_pred_mode_flag = 0;
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode)
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
Encode prev_intra_pred_mode_flag;
If(prev_intra_pred_mode_flag == 0)
Encode rem_intra_pred_mode;
If( prev_intra_pred_mode_flag_C0==1 )
{
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
}
else
{
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;
if( CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode1 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 0; // 予測値候補1を使う
}
else if(CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode2 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 1; // 予測値候補2を使う
}
else
{
prev_intra_pred_mode_flag = 0;
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode1 )
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
}
Encode prev_intra_pred_mode_flag ;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
Encode pred_flag;
else // If(prev_intra_pred_mode_flag == 0)
Encode rem_intra_pred_mode ;
となる。結果、prev_intra_pred_mode_flag、pred_flag、rem_intra_pred_modeが符号化データとして符号化される(ステップS58)。
If( prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 0 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 1 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;
else if(prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 1 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 0 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;
else
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;
これを予測値候補とする背景は以下の通りである。C0ないしはC1成分でrem_intra_pred_modeを符号化するということは、C0ないしはC1成分においては近傍画像領域間でのイントラ予測の相関が低いことを意味する。その場合、C2成分でも同様に近傍画像領域間での相関が低いことが予想され、異なる色成分における同一ブロック位置のイントラ予測モードのほうが、よりよい予測値を与える可能性がある。また、この考え方によれば、C0、C1成分ともにrem_intra_pred_modeを符号化する場合には、C0、C1の両方のカレントイントラ予測モードが予測値の候補となりうるが、ここでは、C1成分のカレントイントラ予測モードを予測値として採用する。その理由は、YUV色空間が入力される場合、C0は輝度、C1/C2は色差として扱われる可能性が高く、その場合、C0よりもC1のほうがよりC2の予測モードに近いと考えられるからである。RGB色空間入力の場合においては、C0を選ぶかC1を選ぶかはそれほど大きなファクタにはならず、一般的にC1成分を予測値に採用するのは妥当と考えられる(設計によりC2成分を予測値に採用してもよい)。
If( prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 1 && prev_intra_pred_mode_flag == 1 )
{
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
}
else
{
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );If( prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 0 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 1 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;else if(prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 1 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 0 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;
else
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;
if( CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode1 ) { prev_intra_pred_mode_flag = 1; pred_flag = 0; // 予測値候補1を使う
}
else if(CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode2 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 1; // 予測値候補2を使う
}
else
{
prev_intra_pred_mode_flag = 0;
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode1 )
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
}
Encode prev_intra_pred_mode_flag ;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
Encode pred_flag;
else // If(prev_intra_pred_mode_flag == 0)
Encode rem_intra_pred_mode ;となる。結果、prev_intra_pred_mode_flag、pred_flag、rem_intra_pred_modeが符号化データとして符号化される(ステップS64)。
If( prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 1 )
{
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );if( CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
}
Else{
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode )
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
}
else
{
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;if( CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode1 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 0; // 予測値候補1を使う}else if(CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode2 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 1; // 予測値候補2を使う
}
else
{
prev_intra_pred_mode_flag = 0;
if( | CurrIntraPredMode - predCurrIntraPredMode1 | <
| CurrIntraPredMode predCurrIntraPredMode2 | )
{
pred_flag = 0;
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
}
Else
{
pred_flag = 1;
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode2;
}
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode )
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
}
Encode prev_intra_pred_mode_flag ;
If(prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 0)
Encode pred_flag;
If(prev_intra_pred_mode_flag == 0)
Encode rem_intra_pred_mode ;
のような手順で符号化するように構成してもよい。この方法では、C0成分の同一位置のブロックにおけるイントラ予測モードにおいてrem_intra_pred_modeを符号化する場合には常時pred_flagを符号化することになるが、prev_intra_pred_mode_flag = 0の場合でもより精度のよい予測値を使用することができ、符号化効率の改善が期待できる。また、さらに進めて、C0成分の同一位置のブロックにおけるイントラ予測モードにおいてrem_intra_pred_modeを符号化するかどうかに依存せず、pred_flagを符号化するように構成してもよい。この場合は常時C0成分のイントラ予測モードを予測値候補として使用することになる。
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;
if( CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode1 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 0; // 予測値候補1を使う
}
else if(CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode2 )
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
pred_flag = 1; // 予測値候補2を使う
}
else
{
prev_intra_pred_mode_flag = 0;
if( | CurrIntraPredMode - predCurrIntraPredMode1 | <
| CurrIntraPredMode predCurrIntraPredMode2 | )
{
pred_flag = 0;
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
}
Else
{
pred_flag = 1;
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode2;}
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode )
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
Encode prev_intra_pred_mode_flag ;
Encode pred_flag;If(prev_intra_pred_mode_flag == 0)
Encode rem_intra_pred_mode ;
実施の形態2の復号装置においては、その可変長復号部25では、イントラNxN予測モードの情報について、ビットストリーム上のデータ配列は示したが、特にその復号手順を示さなかった。本実施の形態3では、その復号手順の具体的な方法を示す。本実施の形態3では特に、イントラNxN予測モードの値が色成分間で高い相関を有する場合を考慮し、各色成分で得られたイントラNxN予測モードについて、色成分間での値の相関を利用したエントロピー符号化が行われたビットストリームを復号する点に特徴がある。
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;}
{
pred_flag = 0; // このときはpred_flagはビットストリームには含まれない
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;
}
}
else
{
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
Decode pred_flag;
If( pred_flag == 0 )
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
Else
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode2;
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1; }}
If( prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 0 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 1 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;else if(prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 1 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 0 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;elsepredCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;
これを予測値候補とする背景も符号化装置において説明した理由と同様である。
{
pred_flag = 0; // このときはpred_flagはビットストリームには含まれない
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;
}
}
else
{
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );If( prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 0 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 1 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;else if(prev_intra_pred_mode_flag_C0 == 1 && pred_intra_pred_mode_flag_C1 == 0 )predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1;elsepredCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C1; Decode prev_intra_pred_mode_flag;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{ Decode pred_flag;
If( pred_flag == 0 )
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
Else
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode2;
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;
}
}
{
predCurrIntraPredMode = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{ CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;
}
}
else
{
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
Decode pred_flag;If( pred_flag == 0 )
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
Else
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode2;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;
}
}
のような手順で復号するように構成してもよい。この方法の効果は対応する符号化装置側での符号化手順の記載中に述べたとおりである。また、さらに進めて、C0成分の同一位置のブロックにおけるイントラ予測モードにおいてrem_intra_pred_modeを復号するかどうかに依存せず、pred_flagを復号するように構成してもよい。この場合は常時C0成分のイントラ予測モードを予測値候補として使用することになる。
predCurrIntraPredMode1 = Min( IntraPredModeA, IntraPredModeB );
predCurrIntraPredMode2 = CurrIntraPredMode_C0;
Decode prev_intra_pred_mode_flag;
Decode pred_flag;If( pred_flag == 0 )
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode1;
Else
predCurrIntraPredMode = predCurrIntraPredMode2;
if(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;
}
となる。
実施の形態2にて図16の形式のビットストリームについて説明した。実施の形態2では、イントラ符号化モードが「イントラNxN予測」を示している場合、変換ブロックサイズ識別フラグ0〜2(32a〜32c)の値に応じて、C0、C1、C2各色成分のイントラ予測モードがイントラ4x4予測モードか、イントラ8x8予測モードと認識されることを述べた。本実施の形態4では、このビットストリーム配列を変更して図24に示すように、C1、C2成分について、イントラ予測モード指示フラグ1、2(36a,36b)をシーケンスレベルで伝送するように構成する。イントラ予測モード指示フラグは、イントラ符号化モードにおいてイントラNxN予測モードが選択される場合で、かつ変換ブロックサイズ識別フラグが4x4変換を指示している場合、すなわちイントラ4x4予測モードの場合に有効であって、この値に応じて、以下の2つの状態を切り替えることを可能とする。状態1:C1ないしはC2成分に対しても、使用するイントラ4x4予測モードは図3の9つから個別に選択し符号化する。状態2:C1ないしはC2成分に対しては、使用するイントラ4x4予測モードをDC予測、つまり図3のintra4x4_pred_mode = 2に限定し、イントラ予測モード情報を符号化しない。
本実施の形態5では、図11の符号化装置、図12の復号装置の別の構成例を示す。本実施の形態5における符号化装置、復号装置は上記の他の実施の形態と同様、非特許文献1であるMPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264規格で採用される符号化方式をベースとして、本発明に固有の特徴を付与したものとする。本実施の形態5における映像符号化装置は、実施の形態2、3で説明した図11の符号化装置の構成のうち、可変長符号化部11の動作のみが異なる。本実施の形態5における映像復号装置は、実施の形態2、3で説明した図12の復号装置の構成のうち、可変長復号部25の動作のみが異なる。他は実施の形態2、3と同様の動作とし、ここでは差異部分のみを説明する。
実施の形態3の符号化装置においては、その可変長符号化部11では、図16の形式によるビットストリームにおいて、イントラNxN予測モード情報の具体的な符号化方法について示した。本実施の形態5では、その符号化手順の別の具体的な方法を示す。本実施の形態5では特に、イントラNxN予測モードの値が画像パターンとしてのテクスチャの構造を反映することに着目し、同一色成分中の近傍画素領域内で適応的な予測を行う方法を与える点に特徴がある。以下の説明では、図16の形式のビットストリーム配列を前提とする。また、本実施の形態5では、C0、C1、C2の各成分のイントラNxN予測モード情報の符号化は色成分ごとに独立に符号化することとして、C0成分の符号化方法をC1、C2にも同様に適用するものとし、説明の簡略化のため、C0成分についてのみ説明する。イントラ符号化モード共通化識別フラグ33の値は、イントラ符号化モードをC0、C1、C2で共通化する、と設定し、イントラ符号化モードをイントラNxN予測モード、変換ブロックサイズ識別フラグ0〜2(32a〜32c)を4x4ブロックであるとする。この際、イントラ予測モード0〜2(35a〜35c)はすべてイントラ4x4予測モードになる。C0成分のイントラNxN予測モード情報の符号化手順の説明図として、図18を用いる。図18において、符号化の対象となるカレントマクロブロックはXとする。また、その左隣のマクロブロックはマクロブロックA、真上のマクロブロックをマクロブロックBとする。また、符号化手順のフローチャートを図25に示す。
if(CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode)
{
prev_intra_pred_mode_flag = 1;
}
else
{
prev_intra_pred_mode_flag = 0;
if( CurrIntraPredMode < predCurrIntraPredMode)
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode;
else
rem_intra_pred_mode = CurrIntraPredMode - 1;
}
Encode prev_intra_pred_mode_flag;
If(prev_intra_pred_mode_flag == 0)
Encode rem_intra_pred_mode;
となる。
実施の形態3の復号装置においては、図16の形式によるビットストリームに対して、可変長復号部25でのイントラNxN予測モードの情報の具体的な復号手順の一つを示した。本実施の形態5では、復号手順の別の具体的な方法を示す。本実施の形態5では特に、イントラNxN予測モードの値が画像パターンとしてのテクスチャの構造を反映することに着目し、同一色成分中の近傍画素領域内で適応的な予測を行って符号化が行われたビットストリームを復号する点に特徴がある。
Decode prev_intra_pred_mode_flag;i
f(prev_intra_pred_mode_flag == 1)
{
CurrIntraPredMode == predCurrIntraPredMode;
}
else
{
Decode rem_intra_pred_mode;
if(rem_intra_pred_mode < predCurrIntraPredMode )
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode;
else
CurrIntraPredMode = rem_intra_pred_mode + 1;}
本実施の形態6では、図11の符号化装置、図12の復号装置の別の構成例を示す。本実施の形態6における符号化装置、復号装置は上記の他の実施の形態と同様、非特許文献1であるMPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264規格で採用される符号化方式をベースとして、本発明に固有の特徴を付与したものとする。本実施の形態6における映像符号化装置は、実施の形態2、3、5で説明した図11の符号化装置の構成のうち、可変長符号化部11の動作のみが異なる。本実施の形態6における映像復号装置は、実施の形態2、3、5で説明した図12の復号装置の構成のうち、可変長復号部25の動作のみが異なる。他は実施の形態2、3、5と同様の動作とし、ここでは差異部分のみを説明する。
実施の形態3や実施の形態5の符号化装置においては、図16の形式によるビットストリームについて、イントラNxN予測モード情報の具体的な符号化方法について示した。本実施の形態6では、その符号化手順の別の具体的な方法を示す。本実施の形態6では特に、イントラNxN予測モードの値が画像パターンとしてのテクスチャの構造を反映することに着目し、同一色成分中の近傍画素領域内で適応的な算術符号化を行う方法を与える点に特徴がある。以下の説明では、図16の形式のビットストリーム配列を前提とする。また、本実施の形態6では、C0、C1、C2の各成分のイントラNxN予測モード情報の符号化は色成分ごとに独立に符号化することとして、C0成分の符号化方法をC1、C2にも同様に適用するものとし、説明の簡略化のため、C0成分についてのみ説明する。イントラ符号化モード共通化識別フラグ33の値は、イントラ符号化モードをC0、C1、C2で共通化する、と設定し、イントラ符号化モードをイントラNxN予測モード、変換ブロックサイズ識別フラグ0〜2(32a〜32c)を4x4ブロックであるとする。この際、イントラ予測モード0〜2(35a〜35c)はすべてイントラ4x4予測モードになる。C0成分のイントラNxN予測モード情報の符号化手順の説明図として、図18を用いる。図18において、符号化の対象となるカレントマクロブロックはXとする。また、その左隣のマクロブロックはマクロブロックA、真上のマクロブロックをマクロブロックBとする。符号化手順のフローチャートを図27に示す。
CA = (intra_pred_direction_flag for IntraPredModeA == 1) + (intra_pred_direction_flag for IntraPredModeB == 1);
ここで、intra_pred_direction_flagは例えば図3にて、intra4x4_pred_modeが値0、3、5、7をとる場合は縦方向予測(=0)、値1、2、4、6、8をとる場合は横方向予測(=1)に分類する。CAの4状態には、それぞれ、あらかじめIntraPredModeA、IntraPredModeBの状態を前提とするCurrIntraPredModeの条件付確率を求めておき、それに基づいて定まる(0,1)の初期生起確率テーブルを割り当てておく。このようにコンテクストを構成することで、第1ビンの条件付生起確率をよりよく推定することが可能となり、算術符号化の効率を高めることができる。CAの値に応じて第1ビンの生起確率テーブルを選択して算術符号化を実行する。また、符号化値をもって生起確率テーブルを更新する(ステップS79)。
実施の形態3、5の復号装置においては、図16の形式によるビットストリームに対して、可変長符号部25でのイントラNxN予測モードの情報の具体的な復号手順の一つを示した。本実施の形態6では、復号手順の別の具体的な方法を示す。本実施の形態6では特に、イントラNxN予測モードの値が画像パターンとしてのテクスチャの構造を反映することに着目し、同一色成分中の近傍画素領域内で適応的な算術符号化を用いて符号化が行われたビットストリームを復号する点に特徴がある。
CA = (intra_dc_pred_flag for IntraPredModeA == 1) + (intra_dc_pred_flag for IntraPredModeB == 1);
ここで、intra_dc_pred _flagは図3にて、intra4x4_pred_modeが値2をとる場合は1、その他の値をとる場合は0に設定する。CB の4状態には、それぞれ、あらかじめIntraPredModeA、IntraPredModeBの状態を前提とするCurrIntraPredModeの条件付確率を求めておき、それに基づいて定まる第1ビンの値(0,1)の初期生起確率テーブルを割り当てておく。図29では、CurrIntraPredModeがDC予測の場合に、第1ビンは値0を、DC予測以外の場合は第1ビンは値1をとるように設計している。また、第2ビンには、上述のコンテクストA(CA)を用いることとした。このようにコンテクストを構成することで、第1ビンおよび第2ビンのいずれに対しても条件付生起確率をよりよく推定することが可能となり、算術符号化の効率を高めることができる。
本実施の形態7では、4:4:4フォーマットで入力される映像フレームを16×16画素の矩形領域(マクロブロック)に均等分割した単位でフレーム間予測を用いて符号化を行う符号化装置、および対応する復号装置について説明する。また、本符号化装置、復号装置はMPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264規格(以下、AVC)で採用される符号化方式をベースとして、本発明に固有の特徴を付与したものとする。
図30の符号化装置において、入力映像信号1は、個々の映像フレームが4:4:4フォーマットであって、かつ3つの色成分を同一サイズのマクロブロックに分割してまとめた単位で符号化装置に入力されるものとする。
本実施の形態7の符号化装置の特徴であるインター予測モード判定処理について詳述する。なお以下の記述でインター予測モードとは、上述の動き補償予測の単位となるブロックサイズ、すなわちマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプを指し、インター予測モード判定処理とは、マクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプと動きベクトルと参照画像を選定する処理のことである。本処理は上記3つの色成分をまとめたマクロブロックの単位で実施され、主として、図30の符号化装置における動き補償予測部102、符号化モード判定部5によって行われる。また、本処理の流れを示すフローチャートを図33に示す。以下、ブロックを構成する3つの色成分の画像データをC0、C1、C2とする。
Jm,v,r = Dm,v,r + λRm,v,r(λ:正数)
で与えられるレート・ひずみコストを用いることができる。ここで、Dm,v,rはインター予測モードmと所定範囲の動きベクトルvと参照画像rを適用した場合の符号化歪または予測誤差量である。符号化歪とは、インター予測モードmと動きベクトルvと参照画像rを適用して予測誤差を得、予測誤差を変換・量子化した結果から映像を復号して符号化前の信号に対する誤差を計測するものである。予測誤差量は、インター予測モードmと動きベクトルvと参照画像rを適用した場合の予測画像と符号化前の信号との差分を得、その差分の大きさを定量化したもので、たとえば差分絶対値和(Sum of Absolute Distance: SAD)などが用いられる。Rm,v,rはインター予測モードmと動きベクトルvと参照画像rを適用した場合の発生符号量である。つまり、Jm,v,rはインター予測モードmおよび動きベクトルvと参照画像rを適用した場合の符号量と劣化度とのトレードオフを規定する値であり、最小のJm,v,rを与えるインター予測モードmと動きベクトルvと参照画像rが最適解を与える。
図31の復号装置は、図30の符号化装置から出力される図34の配列に従うビデオストリーム22を受信して、3つの色成分が同一サイズ(4:4:4フォーマット)のマクロブロックの単位で復号処理を行い、個々の映像フレームを復元するものとする。
図31の復号装置は、図30の符号化装置から出力される図34の配列に従うビデオストリーム22を受信して、3つの色成分が同一サイズ(4:4:4フォーマット)のマクロブロックの単位で復号処理を行い、個々の映像フレームを復元するものとする。
実施の形態7では、マクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプ、動きベクトル、参照画像の各々を色成分ごとに異なるものにすることができるようにしたが、本実施の形態8ではマクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプと参照画像を各成分で共通とし、動きベクトルのみを各成分で異なるものにすることができることを特徴とする映像符号化装置、映像復号装置について記述する。本実施の形態8における映像符号化装置および映像復号装置の構成は実施の形態7における図30および図31と同じであるが、インター予測モード共通化識別フラグ123の代わりに動きベクトル共通化識別フラグ123bを使用している点が異なる。
本実施の形態8の符号化装置の特徴であるインター予測モード判定処理について実施の形態7と異なる処理を中心に詳述する。
本実施の形態8の復号装置は、本実施の形態8の符号化装置から出力される図39の配列に従うビデオストリーム22を受信して、3つの色成分が同一サイズ(4:4:4フォーマット)のマクロブロックの単位で復号処理を行い、個々の映像フレームを復元するものとする。
実施の形態7では、インター予測モード共通化識別フラグ123またはプロファイル情報136によって、マクロブロックタイプ/サブマクロブロックタイプ106、動きベクトル137、参照画像の各々を3成分で共通にするか、色成分ごとに異なるものにするかを切り替えることができるようにしたが、本実施の形態9では、Y、Cb、Cr形式などの4:4:4フォーマット画像を想定し、輝度成分(Y)と色差成分(Cb、Cr)に対して異なるものにするかを切り替えることができるようにした(この場合、色差成分の2成分に対しては共通のモードを使用する)。すなわち、3成分で共通にするか、各成分ごとに異なるものにするか、あるいは輝度成分と色差成分に対して異なるものにするかを切り替えることができるようにしたことを特徴とする映像符号化装置および映像復号装置について説明する。本実施の形態9における映像符号化装置および映像復号装置の構成は実施の形態7における図30および図31と同じである。
本実施の形態9の符号化装置の特徴であるインター予測モード判定処理について実施の形態7と異なる処理を中心に詳述する。
本実施の形態9の復号装置は、本実施の形態9の符号化装置から出力される図34の配列に従うビデオストリーム22を受信して、3つの色成分が同一サイズ(4:4:4フォーマット)のマクロブロックの単位で復号処理を行い、個々の映像フレームを復元するものとする。
本実施の形態10では、実施の形態7で述べた符号化装置の可変長符号化部11において、入力される動きベクトル137を符号化し、ビットストリームに多重化する方法と、対応する復号装置の可変長復号部25において、ビットストリームから動きベクトル137を復号する方法を述べる。
本実施の形態11では、実施の形態7で述べた符号化装置および復号装置から派生する別の符号化装置、復号装置の実施例について述べる。本実施の形態11における符号化装置・復号装置は、マクロブロック中のC0、C1、C2成分を個別のヘッダ情報に従って符号化するか否かを所定の制御信号に応じて判断し、その制御信号の情報をビデオストリーム22に多重化する。また、当該制御信号に応じてC0、C1、C2成分の復号に必要なヘッダ情報をビデオストリーム22に多重化するとともに、当該制御信号に応じて伝送すべき動きベクトルや変換係数の情報がない場合のスキップ(またはnot coded)マクロブロックを効率よく符号化する手段を提供する点を特徴とする。
マクロブロックヘッダ共通化識別フラグ123cがC0成分ヘッダ情報139aのみをC1,C2成分にも共通に用いるヘッダ情報として多重化することを示している場合は、C0、C1、C2の全成分に対して、C0成分ヘッダ情報139aに含まれている各種マクロブロックヘッダ情報に基づいてマクロブロックの復号を行う。この場合は、C0成分スキップ指示情報138aとC0成分ヘッダ情報139aをC1、C2成分に対しても共通に適用することとするため、C1、C2成分についてのスキップ指示情報(138b、138c)、ヘッダ情報(139b、139c)はビットストリーム中に多重化されない。
マクロブロックヘッダ共通化識別フラグ123cがC1成分ヘッダ情報139b、C2成分ヘッダ情報139cをC0成分ヘッダ情報139aとは別にそれぞれ個別に拡張ヘッダ情報として多重化することを示している場合は、C0、C1、C2の各成分に対して、それぞれ対応するヘッダ情報(139a〜139c)に含まれる各種マクロブロックヘッダ情報に基づいて各成分画像の復号を行う。この場合は、C1、C2成分についてのスキップ指示情報(138b、138c)、ヘッダ情報(139b、139c)がビットストリームに多重化される。
以上の動作による可変長復号部25からの出力を用いて所定の処理手順に従ってマクロブロック中のC0、C1、C2の各成分の復号を行う点は実施の形態7と同様である。
本実施の形態12では、実施の形態11で述べた符号化装置および復号装置から派生する別の符号化装置、復号装置の実施例について述べる。本実施の形態12における符号化装置・復号装置は、マクロブロック中のC0、C1、C2各成分の符号化を、適応算術符号化方式を用いて行う場合に、算術符号化に用いるシンボル生起確率ならびにその学習過程を全成分で共有するか、各成分ごとに分離するかを、ビットストリーム中に多重される指示情報によって適応的に切り替えることを特徴とする。
図54は可変長符号化部11における算術符号化処理に関わる内部構成を、図55及び図56はその動作フローを示す。
コンテクストモデルとは、情報源シンボルの生起確率の変動要因となる他の情報との依存関係をモデル化したものであり、この依存関係に対応して生起確率の状態を切り替えることで、よりシンボルの実際の生起確率に適応した符号化を行うことが可能となる。図57にコンテクストモデル(ctx)の概念を示す。なお、図57では情報源シンボルは二値としたが、多値でも構わない。図57の0〜2というctxの選択肢は、このctxを用いる情報源シンボルの生起確率の状態が、状況に応じて変化するであろうことを想定して定義されている。本実施の形態12における映像符号化で言えば、あるマクロブロックにおける符号化データとその周辺のマクロブロックの符号化データとの間の依存関係に応じてctxの値が切り替えられる。例えば、図58に、D. Marpe他, 「Video Compression Using Context-Based Adaptive Arithmetic Coding」, International Conference on Image Processing 2001に開示されるマクロブロックの動きベクトルに関するコンテクストモデルの例を示す。図58において、ブロックCの動きベクトルが符号化対象であり(正確には、ブロックCの動きベクトルを近傍から予測した予測差分値mvdk(C)が符号化される)、ctx_mvd(C,k)がコンテクストモデルを示す。mvdk(A)はブロックAにおける動きベクトル予測差分値、mvdk(B)はブロックBにおける動きベクトル予測差分値をそれぞれ示し、コンテクストモデルの切り替え評価値ek(C)の定義に用いられる。評価値ek(C)は、近傍の動きベクトルのばらつき具合を示すことになり、一般的にはこのばらつきが小さい場合にはmvdk(C)は小さく、逆にek(C)が大きい場合はmvdk(C)も大きくなる傾向がある。したがって、mvdk(C)のシンボル生起確率は、ek(C)に基づいて適応化されることが望ましい。この生起確率のバリエーションセットがコンテクストモデルであり、このケースでは3種類の生起確率バリエーションがある、といえる。
コンテクストモデルは、符号化対象データを二値化部11bにて二値系列化し、二値系列の各bin(バイナリ位置)に応じて定められる。二値化の規則は、各符号化データの取りうる値のおおまかな分布に従い、可変長の二値系列への変換を行う。二値化は、本来多値を取りうる符号化対象データをそのまま算術符号化するよりもbin単位で符号化することにより確率数直線分割数を削減でき演算を簡略化できる、コンテクストモデルのスリム化が可能になるなどのメリットがある。
(3)によって、算術符号化プロセスに必要な確率数直線上の0/1各値の生起確率が得られるため、従来例にあげたプロセスにしたがって符号化部11dにおいて算術符号化を行う(図55のステップS163)。また、実際の符号化値(0 or 1)11eは、生起確率生成部11cへフィードバックされ、使用した生起確率状態11hの更新のため、0/1発生頻度のカウントが行われる(ステップS164)。例えば、ある特定の生起確率状態11hを用いて100個のbinの符号化処理が行われた時点で、当該生起確率バリエーションにおける0/1の生起確率が0.25、0.75であったとする。ここで、同じ生起確率バリエーションを用いて1が符号化されると、1の出現頻度が更新され、0/1の生起確率は0.247、0.752に変化する。このメカニズムにより、実際の生起確率に適応した効率的な符号化を行うことが可能となる。符号化値11eは可変長符号化部11からの出力となり、ビデオストリーム22として符号化装置から出力される。
これらのプロセスは符号化装置側のプロセス(1)〜(3)に準ずる。なお、図示していないが、生起確率状態パラメータ共通化識別フラグ143は、ビデオストリーム22からあらかじめ抽出されているものとする。
これから復号しようとするbinの生起確率が(6)までのプロセスで確定するため、復号部25aにおいて、所定の算術復号処理プロセスにしたがって、binの値を復元する(図60におけるステップS166)。binの復元値25bは、生起確率生成部11cへフィードバックされ、使用した生起確率状態11hの更新のため、0/1発生頻度のカウントが行われる(ステップS164)。復号部25aでは、各binの復元値が確定するごとに、二値化規則で定められる二値系列パターンとの合致を確認し、合致したパターンが指し示すデータ値を復号データ値として出力する(ステップS167)。復号データが確定しない限りは、ステップS166へ戻って復号処理を継続する。
・ 値0:A、Bの両方とも「C0、C1、C2で共通のマクロブロックヘッダを使用する」モードである
・ 値1:A、Bのうちいずれかが「C0、C1、C2で共通のマクロブロックヘッダを使用する」モードで、他方が「C0、C1、C2で個別のマクロブロックヘッダを使用する」モードである
・ 値2:A、Bの両方とも「C0、C1、C2で個別のマクロブロックヘッダを使用する」モードである このようにマクロブロックヘッダ共通化識別フラグ123cを符号化することにより、近傍のマクロブロックの符号化状態に適合して算術符号化を行うことができ、符号化効率を高めることができる。なお、符号化側でも復号側でも同じ手順でコンテクストモデルを定義して算術復号することは、上記本実施の形態12の復号装置の動作説明から自明である。
本実施の形態13では、実施の形態7〜12で述べた符号化装置および復号装置から派生する別の符号化装置、復号装置の実施形態について述べる。本実施の形態13における符号化装置・復号装置は、実施の形態7〜12に記載の符号化装置の入力段で色空間変換処理を行い、撮像後に符号化装置へ入力される映像信号の色空間を符号化に適した任意の色空間に変換して、復号側で撮像時の色空間へ戻すための逆変換処理を指定する情報をビットストリームに多重化する符号化装置と、逆変換処理を指定する情報をビットストリームから抽出して、実施の形態7〜12に記載の復号装置によって復号画像を得たのち、逆変換処理を指定する情報に基づいて逆色空間変換を行う構成を特徴とする。
本実施の形態14では、上記実施の形態で述べた符号化装置・復号装置につき、さらに具体的な装置構成について言及する。
第1のピクチャ符号化部503aの内部構成を図73に示す。図73において、入力映像信号1は、4:4:4フォーマットで、かつ図66の形式の3つの色成分をまとめたマクロブロックの単位で入力されるものとする。
第2のピクチャ符号化部503b0(503b1、503b2)の内部構成を図74に示す。図74において、入力映像信号1は、図67の形式の単一色成分のサンプルからなるマクロブロックの単位で入力されるものとする。
第1のピクチャ復号部603aの内部構成を図76に示す。第1のピクチャ復号部603aは、図71の符号化装置から出力される図69、図70の配列に従うビデオストリーム442cを、上位ヘッダ解析部610でNALユニット単位に分割した後、C0、C1、C2混在スライスの単位で受信して、図66に示す3つの色成分のサンプルからなるマクロブロックを単位として復号処理を行い、出力映像フレームを復元する。
第2のピクチャ復号部603b0〜603b2の内部構成を図77に示す。第2のピクチャ復号部603b0〜603b2は、図71の符号化装置から出力される図69、図70の配列に従うビデオストリーム442cが、上位ヘッダ解析部610でNALユニット単位に分割され、色成分判定部602で振り分けられたC0ないしは、C1ないしは、C2スライスNALユニット単位で受信して、図67に示す単一色成分のサンプルからなるマクロブロックを単位として復号処理を行い、出力映像フレームを復元する。
本実施の形態15では、図71や図75など上記実施の形態14の符号化装置・復号装置において、その入出力対象となるビットストリームの構成のみが異なる別の実施の形態について述べる。本実施の形態15における符号化装置は、図84に示すビットストリーム構成で符号化データの多重化を行う。
Claims (4)
- 複数の色成分で構成されるカラー画像を所定の領域に分割した単位で圧縮符号化することによって生成されたビットストリームを入力として、カラー画像信号を復号する画像復号装置において、
前記ビットストリームから前記領域ごとにイントラ予測モードを復号するとともに、前記領域の予測誤差信号を復号する復号部と、
前記復号されたイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成する予測画像生成部と、
前記復号された予測誤差信号と前記予測画像とを加算して復号画像を生成する加算部を備え、
前記復号部は、前記符号化単位となる領域ごとに各色成分共通のイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成するか否かを示すイントラ予測モード共通化識別情報を復号し、
前記予測画像生成部は、第一の色成分用の第一のイントラ予測モードセットと、前記第一のイントラ予測モードセットとは異なるその他の色成分用の第二のイントラ予測モードセットとを備え、前記イントラ予測モード共通化識別情報が各色成分共通のイントラ予測モードで復号することを示す場合には、すべての色成分に対して前記第一の色成分のイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成する
ことを特徴とする画像復号装置。 - 複数の色成分で構成されるカラー画像を所定の領域に分割した単位で圧縮符号化することによって生成されたビットストリームを入力として、カラー画像信号を復号する画像復号方法において、
前記ビットストリームから前記領域ごとにイントラ予測モードを復号するとともに、前記領域の予測誤差信号を復号する復号ステップと、
前記復号されたイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成する予測画像生成ステップと、
前記復号された予測誤差信号と前記予測画像とを加算して復号画像を生成する加算ステップを備え、
前記復号ステップは、前記符号化単位となる領域ごとに各色成分共通のイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成するか否かを示すイントラ予測モード共通化識別情報を復号し、
前記予測画像生成ステップは、第一の色成分用の第一のイントラ予測モードセットと、前記第一のイントラ予測モードセットとは異なるその他の色成分用の第二のイントラ予測モードセットとを備え、前記イントラ予測モード共通化識別情報が各色成分共通のイントラ予測モードで復号することを示す場合には、すべての色成分に対して前記第一の色成分のイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成する
ことを特徴とする画像復号方法。 - 複数の色成分で構成されるカラー画像を入力として、所定の領域に分割した単位で圧縮符号化してビットストリームを生成する画像符号化装置において、
予測画像生成部は、第一の色成分用の第一のイントラ予測モードセットと、前記第一のイントラ予測モードセットとは異なるその他の色成分用の第二のイントラ予測モードセットとを備え、前記符号化単位となる領域を各色成分共通のイントラ予測モードで予測符号化するか否かを示すイントラ予測モード共通化識別情報を符号化すると共に、すべての色成分に対して前記第一の色成分のイントラ予測モードで符号化する場合に前記第一の色成分のイントラ予測モードを符号化する符号化部を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 複数の色成分で構成されるカラー画像を入力として、所定の領域に分割した単位で圧縮符号化してビットストリームを生成する画像符号化方法において、
予測画像生成部は、第一の色成分用の第一のイントラ予測モードセットと、前記第一のイントラ予測モードセットとは異なるその他の色成分用の第二のイントラ予測モードセットとを備え、前記符号化単位となる領域を各色成分共通のイントラ予測モードで予測符号化するか否かを示すイントラ予測モード共通化識別情報を符号化すると共に、すべての色成分に対して前記第一の色成分のイントラ予測モードで符号化する場合に前記第一の色成分のイントラ予測モードを符号化する符号化ステップを備えることを特徴とする画像符号化方法。
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