JP5158003B2 - 画像符号化装置と画像符号化方法およびコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
1.画像処理装置の構成
2.画像処理装置における最適モードの選択動作
3.イントラ予測部の構成
4.イントラ予測モードについて
5.輝度イントラ予測動作
6.色差イントラ予測動作
7.重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法(1)
8.重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法(2)
9.重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法(3)
10.重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法(4)
11.重みの算出とイントラ予測モードの決定について他の方法(5)
12.ソフトウェア処理で画像符号化を行う場合の構成
この発明の画像符号化装置は、符号化対象画像を(M×M)画素から構成される第1ブロックに分割して、第1ブロック内に設けた符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する。さらに第1ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて色差成分のイントラ予測モードを第1ブロック毎に決定する。
H.264/AVCでは、Joint Model(AVC参照符号化方式)により、高画質モード(High Complexity Mode)と、高速モード(Low Complexity Mode)が定義されており、この定義にしたがって最適モードを選択して符号化処理を実行する。高画質モードはマルチパスエンコードを前提としたモードであり、高速モードは1パスエンコードを前提としたモードである。
以下の説明では、第1ブロックを(16×16)画素のマクロブロックとする。また、イントラ予測部31は、マクロブロック内に(4×4)画素の符号化対象ブロックを設けて、符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定して、(16×16)画素のブロック毎に色差成分のイントラ予測モードを決定する。
図3は、イントラ予測の処理対象となる(4×4)画素のブロックに属する画素信号a〜pと、ブロックの左側と左上側と上側と右上側に隣接するブロックにおいて、処理対象のブロックと隣接する画素信号A〜Mの位置関係を説明するための図である。なお、画素信号A〜Mは、処理対象のブロックと異なるピクチャあるいは異なるスライスに属する場合、「利用可能でない(unavailable)」画素信号であると判断される。
モード0は「vertical(垂直)予測」である。モード0は、図3に示す画素信号A,B,C,Dの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A,B,C,Dを用いて図4の(A)および式(12)のように生成する。なお、図4は、4×4イントラ予測モードを説明するための図である。
モード1は「horizontal(水平)予測」である。モード1は、図3に示す画素信号I,J,K,Lの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号I,J,K,Lを用いて図4の(B)および式(13)のように生成する。
モード2は「DC予測」である。モード2において、図3に示す画素信号A〜D,I〜Lの全てが「利用可能」である場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Lを用いて図4の(C)および式(14)のように生成する。
モード3は「diagonal down−left予測」である。モード3は、図3に示す画素信号A〜D,I〜Mの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Mを用いて図4の(D)および式(17)のように生成する。
モード4は「diagonal down−right予測」である。モード4は、図3に示す画素信号A〜D,I〜Mの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Mを用いて図4の(E)および式(18)のように生成する。
モード5は「vertical−right予測」である。モード5は、図3に示す画素信号A〜D,I〜Mの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Mを用いて図4の(F)および式(19)のように生成する。
モード6は「horizontal−down予測」である。モード6は、図3示す画素信号A〜D,I〜Mの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Mを用いて図4の(G)および式(20)のように生成する。
モード7は「vertical−left予測」である。モード7は、図3に示す画素信号A〜D,I〜Mの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Mを用いて図4の(H)および式(21)のように生成する。
モード8は「horizontal−up予測」である。モード8は、図3に示す画素信号A〜D,I〜Mの全てが上記「利用可能」である場合に適用される。この場合、予測画作成部312は、ブロックの画素信号a〜pの予測値を、画素信号A〜D,I〜Mを用いて図4の(I)および式(22)のように生成する。
次に、輝度成分イントラ予測動作について説明する。図5は、輝度成分の1つの符号化対象ブロックに対するイントラ予測動作を示すフローチャートである。
色差信号のイントラ予測動作では、マクロブロック内の輝度成分の符号化対象ブロックに対して決定されたイントラ予測モードを利用して、色差成分の予測方向毎に重みを算出して、算出した重みの比較結果から色差成分の最適な予測モードを決定する。例えば、色差成分のイントラ予測を(16×16)画素であるマクロブロック単位で行う場合、輝度信号の符号化対象ブロックが(4×4)画素であると、色差信号の符号化対象ブロック(1マクロブロック)に対応する輝度成分のブロック数は16個となる。したがって、マクロブロック内の16個のブロックについて決定されたイントラ予測モードに基づいて、垂直方向と水平方向の重みを算出する。さらに、算出した重みの比較結果から色差成分の最適な予測モードが、モード0(平均値予測),モード1(水平予測),モード2(垂直予測)のいずれであるか決定する。
ところで、重みの算出や予測モードの決定は、図7と図8に示す処理に限られない。次に、重みの算出と予測モードの決定について他の方法を説明する。図9は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、モードの頻度のみを用いる場合を示している。
図10は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、各モードの頻度と、輝度成分の予測モードに応じた加算値を用いる場合を示している。
図11は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、重みを算出するために予め指定された領域における各モードの頻度のみを用いる場合を示している。
図12は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法を示した図である。図12を用いて説明する他の方法は、モードの頻度に応じて算出した垂直方向の重みにモードVのブロック連続数に応じた重みを加え、モードの頻度に応じて算出した水平方向の重みにモードHのブロック連続数に応じた重みを加える場合を示している。なお、図12では、マクロブロックの上端に位置するブロックからの垂直方向の連続数と、左端に位置するブロックからの水平方向の連続数を用いている。
図13は、重みの算出と予測モードの決定における他の方法として、輝度成分の予測モードを決定するために算出されている符号化効率を示す値、例えばSA(T)Dやcost値を用いるものとしてもよい。
<12.ソフトウェア処理で画像符号化を行う場合の構成>
ところで、画像符号化装置は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータ装置であってもよい。
Claims (8)
- 符号化対象画像を(M×M)画素から構成される第1ブロックに分割して、該第1ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する輝度成分イントラ予測部と、
前記第1ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第1ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定する色差成分イントラ予測部とを備え、
前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のイントラ予測モードを、前記予測方向毎のモードに振り分けて、該振り分け後のモードの前記第1ブロック内の前記予測方向毎のモードの頻度を前記予測方向の重みとして、さらに前記第1ブロックおいて、予測方向が垂直方向であるモードの連続数に応じた重みを垂直方向の重みに加え、予測方向が水平方向であるモードの連続数に応じた重みを水平方向の重みに加える画像符号化装置。 - 前記色差成分イントラ予測部は、前記第1ブロック内の上端に位置する符号化対象ブロックの領域において、予測方向が垂直方向であるモードの頻度を垂直方向の重みとして、前記第1ブロックの左端に位置する符号化対象ブロックの領域において、予測方向が水平方向であるモードの頻度を水平方向の重みとする
請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記色差成分イントラ予測部は、前記垂直方向であるモードの連続数として前記第1ブロックの上端からの連続数を用い、前記水平方向であるモードの連続数として前記第1ブロックの左端からの連続数を用いる
請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のモード0(vertical)、モード3(diagonal down−left)、モード5(vertical−right)、モード7(vertical−left)を予測方向が垂直方向であるモード、前記輝度成分のモード1、モード6、モード8を予測方向が水平方向であるモードとする
請求項1記載の画像符号化装置。 - 前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のモード2(DC)、モード4(diagonal down−right)を予測方向が垂直方向であるモードと予測方向が水平方向であるモードの両方に該当するモードとする
請求項4記載の画像符号化装置。 - 前記輝度成分イントラ予測部は、符号化対象ブロック毎にイントラ予測モード毎の符号化効率を示す値を算出して、該算出した値が最小となる符号化効率の高いモードを前記輝度成分のイントラ予測モードに決定し、
前記色差成分イントラ予測部は、前記イントラ予測モードの符号化効率を示す値による重みを予測方向の重みに加えて前記色差成分のイントラ予測モードの決定を行う
請求項1記載の画像符号化装置。 - 輝度成分イントラ予測部によって、符号化対象画像を(M×M)画素から構成される第1ブロックに分割して、該第1ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定するステップと、
色差成分イントラ予測部によって、前記第1ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第1ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定し、前記予測方向の重みの算出では、前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のイントラ予測モードを、前記予測方向毎のモードに振り分けて、該振り分け後のモードの前記第1ブロック内の前記予測方向毎のモードの頻度を前記予測方向の重みとして、さらに前記第1ブロックおいて、予測方向が垂直方向であるモードの連続数に応じた重みを垂直方向の重みに加え、予測方向が水平方向であるモードの連続数に応じた重みを水平方向の重みに加えるステップと
を具備する画像符号化方法。 - コンピュータを、
符号化対象画像を(M×M)画素から構成される第1ブロックに分割して、該第1ブロック内の符号化対象ブロック毎に輝度成分のイントラ予測モードを決定する機能手段と、
前記第1ブロック内の輝度成分のイントラ予測モードを用いて予測方向の重みの算出を行い、該予測方向の重みから前記第1ブロックの色差成分のイントラ予測モードを決定し、前記予測方向の重みの算出では、前記色差成分イントラ予測部は、前記輝度成分のイントラ予測モードを、前記予測方向毎のモードに振り分けて、該振り分け後のモードの前記第1ブロック内の前記予測方向毎のモードの頻度を前記予測方向の重みとして、さらに前記第1ブロックおいて、予測方向が垂直方向であるモードの連続数に応じた重みを垂直方向の重みに加え、予測方向が水平方向であるモードの連続数に応じた重みを水平方向の重みに加える機能手段として機能させるためのコンピュータ・プログラム。
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