JP5389878B2 - 画像予測符号化装置、画像予測復号装置、画像予測符号化方法、画像予測復号方法、画像予測符号化プログラム、及び画像予測復号プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像予測符号化装置、画像予測復号装置、画像予測符号化方法、画像予測復号方法、画像予測符号化プログラム、及び画像予測復号プログラムに関するものである。

静止画像データや動画像データの伝送や蓄積を効率よく行うために、従来から画像データを圧縮符号化技術により圧縮することが行われている。このような圧縮符号化技術としては、動画像の場合はＭＰＥＧ１〜４やＨ．２６１〜Ｈ．２６４等の方式が広く用いられている。

これらの符号化方式では、符号化の対象となる画像データを複数のブロックに分割した上で符号化処理及び復号処理を行う。さらに、ＭＰＥＧ４やＨ．２６４等の方式においては、符号化効率を更に高めるため、画面内の対象ブロックの符号化に際して、対象ブロックと同じ画面内にある隣接する既再生の画素信号を用いて予測信号を生成する。既再生の画素信号とは、いったん圧縮された画像データから復元されたものを意味する。そして、予測信号を対象ブロックの画素信号から差し引いた差分信号を符号化する。

ここで、ＭＰＥＧ４では、対象ブロックの画像信号を離散コサイン変換した上で予測符号化する。すなわち、対象ブロックの直流成分及び第１行若しくは第１列の交流成分の係数に対し、該当対象ブロックの上又は左にあるブロックの同一成分の係数を予測値とし、両者の差分を符号化する。この予測値の決定は、対象ブロックの斜め上にあるブロックと対象ブロックの上又は左にあるブロックとの直流成分の勾配の大きさに基づいて行われる。このような画面内予測方法は、下記特許文献１に記載されている。

一方、Ｈ．２６４では、対象ブロックに隣接する既再生の画素値を所定の方向に外挿して予測信号を生成する方法を採用している。この画素領域での画面内予測信号生成は、画像の細部を予測できるメリットがある。図１４（ａ）には、Ｈ．２６４に用いられる画面内予測方法を説明するための模式図、図１４（ｂ）には、Ｈ．２６４の画面内予測方法における画素信号の引き伸ばし方向を示す。図１４（ａ）において、ブロック９０１は対象ブロックであり、ブロック９０２〜９０４は隣接するブロックで、過去の処理において既に再生された画素信号を含むブロックである。ここでは、ブロック９０１の対象ブロックの境界に隣接する既再生画素群９０５を用いて、図１４（ｂ）に示す９つの方向で予測信号を生成する。たとえば、方向“０”の場合、ブロック９０１の真上にある隣接画素を下方に引き伸ばして予測信号を生成し、方向“１”の場合、ブロック９０１の左にある既再生画素を右に引き伸ばして予測信号を生成し、方向“２”の場合は、画素群９０５の全体の画素値の平均値を予測信号として生成する。予測信号を生成する際のより具体的な方法については、たとえば下記非特許文献１に記載されている。Ｈ．２６４では、このようにして生成された９つの予測信号のそれぞれと対象ブロックの画素信号との差分をとり、差分値が最も小さい予測信号の生成方法を最適の予測方法（又は、モードとも言う）とする。

画像データの伝送の際には、画像データの復元のためにこのようにして決定された最適予測方法を示す識別情報を送信側に送る必要がある。その際、ブロック９０２とブロック９０３の２つのブロックに対して決定された予測方法を参考に、ブロック９０１の最適予測方法に関する情報を符号化する。すなわち、ブロック９０２の予測方法の識別情報とブロック９０３の予測方法の識別情報とを比較し、値の小さいものを参照モード情報として決定する。そして、対象ブロックの最適予測方法に関する識別情報をこの参照モード情報から相対的に符号化する。

米国特許公報第６１４８１０９号

Iain E.G. Richardson, "H.264 andMPEG-4 video compression",Wiley 2003, pages pp.177 - 183.

しかしながら、Ｈ．２６４のように画素領域における画面内予測信号生成による符号化方法では、画素信号の符号化効率を向上させるため多くの予測方法を設けることは可能であるが、その場合は予測方法を識別するためのモード情報を符号化する際に符号長の長い情報を用いる必要があるため、全体の符号量が増大する。このような問題を解決するために、上述したように、隣接ブロックの予測方法に関する識別情報に対する相対的な符号化が行われるが、２つの隣接ブロックの予測方法を用いる結果、最適予測方法に対して精度が高い参照モード情報を生成することができない傾向にあり、モード情報の符号量を十分に抑えることができない。

さらに、隣接ブロックがフレーム間予測符号化によって符号化される場合は、隣接ブロックが画面内予測に関するモード情報を持っていないことから、固定のモード情報を参照して相対的に対象ブロックのモード情報を符号化する。フレーム間予測符号化とは、過去に符号化された後に復元された再生画像を参照画像として、この参照画像から対象ブロックに対する誤差の最も小さい予測信号を用いた予測符号化方法である。このように隣接ブロックがフレーム間予測符号化を採用する場合は、対象ブロックを画面内予測符号化する際の予測方法に関するモード情報の符号化効率が低下する。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、画素領域において画面内予測信号を生成するための予測方法に関するモード情報を削減することによって効率的な符号化処理又は復号処理が可能な画像予測符号化装置、画像予測復号装置、画像予測符号化方法、画像予測復号方法、画像予測符号化プログラム、及び画像予測復号プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の画像予測符号化装置は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、対象領域の画素信号と画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化装置であって、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、第１予測方法決定手段によって決定された第１の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段と、を備える。

本発明の画像予測符号化方法は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、対象領域の画素信号と画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化方法であって、第１予測方法決定手段が、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、予測信号生成手段が、第１予測方法決定ステップにおいて決定された第１の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、画像符号化手段が、予測信号生成ステップによって生成された画面内予測信号に基づいて、対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化ステップと、を備える。

本発明の画像予測符号化プログラムは、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、対象領域の画素信号と画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化プログラムであって、コンピュータを、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、第１予測方法決定手段によって決定された第１の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、及び予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段、として機能させる。

このような画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、及び画像予測符号化プログラムによれば、符号化対象の対象領域に隣接する既再生の隣接領域に対して、その隣接領域に対応して処理されたデータを用いて隣接領域の画素信号と相関の高い予測信号を生成するための第１の予測方法が導出され、その予測方法に基づいて対象領域の画面内予測信号が生成され、その画面内予測信号を用いて対象領域の残差信号が符号化される。これにより、既再生の隣接領域に対応する既処理のデータを用いるだけで画面内予測信号の予測方法が導かれるので、予測方法を識別するモード情報を伝送する必要が無くなり、全体の符号化効率が向上する。

或いは、本発明の画像予測符号化装置は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、対象領域の画素信号と画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化装置であって、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って複数の予測方法の中から対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定手段と、第２予測方法決定手段によって決定された第２の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、第１の予測方法に基づいて第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化手段と、予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段と、を備える。

或いは、本発明の画像予測符号化方法は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、対象領域の画素信号と画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化方法であって、第１予測方法決定手段が、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、第２予測方法決定手段が、対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って複数の予測方法の中から対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定ステップと、予測信号生成手段が、第２予測方法決定ステップにおいて決定された第２の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、モード情報符号化手段が、第１の予測方法に基づいて第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化ステップと、画像符号化手段が、予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化ステップと、を備える。

或いは、本発明の画像予測符号化プログラムは、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、対象領域の画素信号と画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化プログラムであって、コンピュータを、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って複数の予測方法の中から対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定手段、第２予測方法決定手段によって決定された第２の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、第１の予測方法に基づいて第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化手段、及び予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段、として機能させる。

このような画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、及び画像予測符号化プログラムによれば、符号化対象の対象領域に隣接する既再生の隣接領域に対して、その隣接領域に対応して処理されたデータを用いて隣接領域の画素信号と相関の高い予測信号を生成するための第１の予測方法が導出され、その第１の予測方法に基づいて対象領域の画面内予測信号を生成するための第２の予測方法が相対的に符号化されるとともに、画面内予測信号を用いて対象領域の残差信号が符号化される。既再生の隣接領域に対応する既処理のデータを用いて隣接領域に対して導き出された予測方法は、対象領域に最適な予測方法に近くなる可能性が高いので、それを用いて相対的に対象領域の予測方法に関するモード情報を符号化することで、予測方法を識別するモード情報の符号量が低減され、全体の符号化効率が向上する。

また、第１予測方法決定手段は、隣接領域に対し、所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って複数の予測方法の中から第１の予測方法を決定することが好ましい。この場合、隣接領域に対し複数の予測方法に中から所定の評価基準に従って第１の予測方法を決定することにより、既再生の画素信号に基づいて対象領域に最適な予測方法に近い予測方法を容易に特定することができる。

さらに、第１予測方法決定手段は、隣接領域に対し、隣接領域に対応して過去に決定された３以上の予測方法を用いて、所定の評価基準に従って第１の予測方法を決定することも好ましい。かかる構成を採れば、隣接領域に対して決定された予測方法を３つ以上用いて所定の評価基準に従って第１の予測方法を決定することにより、対象領域に最適な予測方法に近い予測方法を容易に特定することができる。

本発明の画像予測復号装置は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる対象領域に関する残差信号と画面内予測信号とを合成することによって対象領域の画素信号を復元する画像予測復号装置であって、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、第１予測方法決定手段によって決定された第１の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、圧縮画像データの中から対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段と、画面内予測信号と復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備える。

本発明の画像予測復号方法は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる対象領域に関する残差信号と画面内予測信号とを合成することによって対象領域の画素信号を復元する画像予測復号方法であって、第１予測方法決定手段が、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、予測信号生成手段が、第１予測方法決定ステップにおいて決定された第１の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、復元手段が、圧縮画像データの中から対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元ステップと、画像復元手段が、画面内予測信号と復元ステップにおいて復元された再生残差信号とを合成することによって、対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備える。

本発明の画像予測復号プログラムは、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる対象領域に関する残差信号と画面内予測信号とを合成することによって対象領域の画素信号を復元する画像予測復号プログラムであって、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、第１予測方法決定手段によって決定された第１の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、圧縮画像データの中から対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段、及び画面内予測信号と復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、対象領域の画素信号を復元する画像復元手段、として機能させる。

このような画像予測復号装置、画像予測復号方法、画像予測復号プログラムによれば、復号対象の対象領域に隣接する既再生の隣接領域に対して、その隣接領域に対応して処理されたデータを用いて隣接領域の画素信号と相関の高い予測信号を生成するための第１の予測方法が導出され、その予測方法に基づいて対象領域の画面内予測信号が生成され、その画面内予測信号を用いて、対象領域の残差信号が復元された再生残差信号から対象領域の画素信号が復元される。これにより、既再生の隣接領域に対応する既処理のデータを用いるだけで画面内予測信号の予測方法が導かれるので、予測方法を識別するモード情報を伝送する必要が無くなり、全体の復号効率が向上する。

或いは、本発明の画像予測復号装置は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる対象領域に関する残差信号と画面内予測信号とを合成することによって対象領域の画素信号を復元する画像予測復号装置であって、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、圧縮画像データの中から、対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、第１の予測方法及び相対予測方法に基づいて、対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出手段と、予測方法導出手段によって導出された第２の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、圧縮画像データの中から対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段と、画面内予測信号と復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備える。

或いは、本発明の画像予測復号方法は、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる対象領域に関する残差信号と画面内予測信号とを合成することによって対象領域の画素信号を復元する画像予測復号方法であって、第１予測方法決定手段が、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、予測方法導出手段が、圧縮画像データの中から、対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、第１の予測方法及び相対予測方法に基づいて、対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出ステップと、予測信号生成手段が、第２予測方法導出ステップにおいて導出された第２の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、復元手段が、圧縮画像データの中から対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元ステップと、画像復元手段が、画面内予測信号と復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備える。

或いは、本発明の画像予測復号プログラムは、画像を複数の領域に分割し、領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる対象領域に関する残差信号と画面内予測信号とを合成することによって対象領域の画素信号を復元する画像予測復号プログラムであって、コンピュータを、対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、圧縮画像データの中から、対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、第１の予測方法及び相対予測方法に基づいて、対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出手段、予測方法導出手段によって導出された第２の予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、圧縮画像データの中から対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段、及び画面内予測信号と復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、対象領域の画素信号を復元する画像復元手段、として機能させる。

このような画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラムによれば、復号対象の対象領域に隣接する既再生の隣接領域に対して、その隣接領域に対応して処理されたデータを用いて隣接領域の画素信号と相関の高い予測信号を生成するための第１の予測方法が導出され、その第１の予測方法及び相対予測方法に基づいて対象領域の第２の予測方法が導き出されて画面内予測信号が生成されるとともに、その画面内予測信号を用いて、対象領域の残差信号が復元された再生残差信号から対象領域の画素信号が復元される。既再生の隣接領域に対応する既処理のデータを用いて隣接領域に対して導き出された予測方法は、対象領域に最適な予測方法に近くなる可能性が高いので、それを用いて対象領域の予測方法に関するモード情報を復元することで、予測方法を識別するモード情報（相対予測方法）の符号量が低減され、全体の復号効率が向上する。

また、第１予測方法決定手段は、隣接領域に対し、所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って複数の予測方法の中から第１の予測方法を決定することが好ましい。この場合、隣接領域に対し複数の予測方法に中から所定の評価基準に従って第１の予測方法を決定することにより、既再生の画素信号に基づいて対象領域に最適な予測方法に近い予測方法を容易に特定することができる。

さらに、第１予測方法決定手段は、隣接領域に対し、隣接領域に対応して過去に決定された３以上の予測方法を用いて、所定の評価基準に従って第１の予測方法を決定することも好ましい。かかる構成を採れば、隣接領域に対して決定された予測方法を３つ以上用いて所定の評価基準に従って第１の予測方法を決定することにより、対象領域に最適な予測方法に近い予測方法を容易に特定することができる。

本発明によれば、画素領域において画面内予測信号を生成するための予測方法に関するモード情報を削減することによって効率的な符号化処理又は復号処理が可能となる。

本発明の好適な一実施形態にかかる画像予測符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１の画面内予測信号生成方法決定部の構成を示すブロック図である。 図２のＲモード決定部におけるＲモード予測方法を決定する処理を説明するための模式図である。 図２のＬモード決定部によるＬモード予測方法を決定する処理を説明するための模式図である。 図２のＬモード決定部によるＬモード予測方法の決定処理を示すフローチャートである。 図１の画面内予測信号生成方法決定部における予測信号生成方法の決定処理を示すフローチャートである。 本発明の好適な一実施形態にかかる画像予測復号装置の構成を示すブロック図である。 図７の予測方法取得部の構成を示すブロック図である。 図７の予測方法取得部における予測信号生成方法の取得処理を示すフローチャートである。 図２の画面内予測信号生成方法決定部の変形例を示すブロック図である。 図８の予測方法取得部の変形例を示すブロック図である。 本発明の実施形態にかかる画像予測符号化プログラム及び画像予測復号プログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。 図１２のコンピュータの斜視図である。 （ａ）は、Ｈ．２６４に用いられる画面内予測方法を説明するための模式図、（ｂ）は、Ｈ．２６４の画面内予測方法における画素信号の引き伸ばし方向を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る画像予測符号化装置及び画像予測復号装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

（画像予測符号化装置）
図１は、本発明の好適な一実施形態にかかる画像予測符号化装置の構成を示すブロック図である。同図に示す画像予測符号化装置１０は、入力端子１１と、ブロック分割部１２と、画面間予測信号生成方法決定部１３と、画面間予測信号生成部１４と、画面内予測信号生成方法決定部１５と、画面内予測信号生成部（予測信号生成手段）１６と、切り替えスイッチ１７と、減算器（画像符号化手段）１８と、変換部（画像符号化手段）１９と、量子化部（画像符号化手段）２０と、逆量子化部２１と、逆変換部２２と、加算器２３と、フレームメモリ２４と、エントロピー符号化部（画像符号化手段）２５と、出力端子２６とを備えて構成されている。以下、画像予測符号化装置１０の各構成要素について説明する。

ブロック分割部１２は、入力端子１１から複数画面分の画像データからなる動画像データが入力され、その画像データを複数の領域に分割する。具体的には、ブロック分割部１２は、画像データを８×８画素からなるブロックに分割するが、それ以外の任意の大きさ及び形状のブロックに分割してもよい。ブロック分割部１２は、分割したブロックの画素信号をラインＬ２を経由して減算器１８に、ラインＬ３を経由して画面間予測信号生成方法決定部１３及び画面内予測信号生成方法決定部１５に出力する。

画面間予測信号生成部１４及び画面内予測信号生成部１６は、符号化処理の対象となる領域（以下、対象ブロックと呼ぶ）に対して、対象ブロックの画像を予測する予測信号を生成する。このとき、画面間予測信号生成部１４は、予測信号の生成において「画面間予測」と呼ばれる予測方法を用い、画面内予測信号生成部１６は、「画面内予測」と呼ばれる予測方法を用いる。「画面間予測」においては、過去に符号化された後に復元された再生画像を参照画像として、この参照画像から対象ブロックに対する誤差の最も小さい予測信号を与える動き情報を求める（「動き検出」処理という）ことにより予測方法が決定される。これに対し、「画面内予測」においては、対象ブロックに空間的に隣接する既再生の画素値を用いて所定の方法で画面内予測信号が生成され、この予測方法は、静止画像の符号化・復号にも適用できる。

画面間予測信号生成方法決定部１３は、ラインＬ３経由で入力された対象ブロックの画素信号、及びラインＬ１１経由でフレームメモリ２４から入力された参照画像に基づいて、上記の動き検出を行うことにより画面間予測方法を決定する。ここで、画面間予測信号生成方法決定部１３は、対象ブロックを再分割して、再分割した小領域に対して画面間予測方法を決定しても良く、各種の領域の分割方法から対象ブロック全体に対して最も効率の良い分割方法を選択することができる。また、参照画像としては、過去に符号化された後に復元された複数の画像が用いられても良い。この動き検出の方法は、従来のＭＰＥＧ−２，４、及びＨ．２６４におけるいずれかの方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。画面間予測信号生成方法決定部１３は、決定した動き情報及び小領域の分割方法を、ラインＬ１２経由で画面間予測信号生成部１４に送出するとともに、ラインＬ１４経由でエントロピー符号化部２５に送出する。これに対して、画面間予測信号生成部１４において、小領域の分割方法と、それぞれの小領域に対応する動き情報と、フレームメモリ２４から取得された参照画像とに基づいて予測信号が生成され、端子１７ａ及び切り替えスイッチ１７経由で減算器１８及び加算器２３に送られる。

画面内予測信号生成方法決定部１５は、ラインＬ３経由で入力された対象ブロックの画素信号、及びラインＬ１０経由でフレームメモリ２４から入力された参照画像に基づいて、画面内予測における予測方法を決定する（詳細は、後述する。）。画面内予測信号生成方法決定部１５は、決定した予測方法に関する情報を、ラインＬ１３経由で画面内予測信号生成部１６に送出するとともに、ラインＬ１４又はラインＬ１５経由でエントロピー符号化部２５に送出する。これに対して、画面内予測信号生成部１６において、予測方法に関する情報と、フレームメモリ２４から取得された同じ画面内にある既再生の画素信号とに基づいて、所定の方法で予測信号が生成され、端子１７ｂ及び切り替えスイッチ１７経由で減算器１８及び加算器２３に送られる。

切り替えスイッチ１７は、画面間予測信号生成部１４及び画面内予測信号生成部１６から送られた予測信号のうちのどちらが対象領域の画素信号との誤差が小さいかを判定し、判定結果に応じて誤差の小さい方の予測信号を選択して減算器１８及び加算器２３に出力する。但し、切り替えスイッチ１７は、一枚目の画面について過去の画像が存在しないために全てのブロックが画面内予測で処理される場合は、一枚目の画像を処理する際には常に画面内予測信号生成部１６側の端子１７ｂと接続される。同様に、シーンカット直後の画面を処理する場合や周期的に画面内予測の画像を導入する必要がある場合においては、切り替えスイッチ１７は画面全体に対し画面内予測による予測信号を選択することもできる。

減算器１８は、ブロック分割部１２から入力された対象ブロックの画素信号から切り替えスイッチ１７を経由して入力された予測信号を差し引いて残差信号を生成する。この残差信号はラインＬ４経由で変換部１９に出力され、変換部１９は、この残差信号を離散コサイン変換して変換係数を生成する。この変換係数は、ラインＬ５経由で量子化部２０に出力され、量子化部２０が変換係数を量子化した後、ラインＬ６経由でエントロピー符号化部２５及び逆量子化部２１に出力する。エントロピー符号化部２５は、量子化された変換係数を符号化して、画面間予測信号生成方法決定部１３から出力された動き情報及び小領域の分割方法、又は画面内予測信号生成方法決定部１５から出力された予測方法に関する情報と合成して出力端子２６に出力する。

逆量子化部２１は、量子化された変換係数を逆量子化して変換係数に戻し、ラインＬ７経由で逆変換部２２に出力し、逆変換部２２が変換係数を逆離散コサイン変換することにより残差信号を復元する。加算器２３は、この残差信号とラインＬ１７経由で入力された予測信号とを合成することにより対象ブロックの画素信号を再生し、ラインＬ９経由でフレームメモリ２４に格納する。フレームメモリ２４に格納された対象ブロックの画素信号は、次に処理される対象ブロックの予測信号を生成するために利用される。

次に、画面内予測信号生成方法決定部１５の構成についてより詳細に説明する。図２は、画面内予測信号生成方法決定部１５の構成を示すブロック図である。同図に示すように、画面内予測信号生成方法決定部１５は、予測方法決定部（第２予測方法決定手段、モード情報符号化手段）４１と、予測信号生成部（第２予測方法決定手段）４２と、Ｒモード決定部（第１予測方法決定手段）４３と、格納部４４と、モード情報予測部（モード情報符号化手段）４５と、Ｌモード決定部（第１予測方法決定手段）４６とを備えている。

予測信号生成部４２は、ラインＬ１０経由でフレームメモリ２４から読み出された対象ブロックに隣接する既再生の画素を用いて、９つの方法で予測信号を生成する。具体的には、予測信号生成部４２は、図１４（ａ）に示すように、対象ブロックであるブロック９０１に対し、その境界に隣接する既再生画素群９０５を用いて、図１４（ｂ）に示す９つの方向で予測信号を生成する。たとえば方向０の場合、ブロック９０１の真上にある隣接画素を下方に引き伸ばして予測信号を生成し、また方向１の場合、ブロック９０１の左にある既再生画素を右に引き伸ばして予測信号を生成する。予測信号を生成する方法の詳細は、たとえば米国特許公報第６１４８１０９号に記載されている。予測信号生成部４２は、このようにして生成した９つの予測信号を、ラインＬ３２経由で予測方法決定部４１に送る。なお、予測信号生成部４２は、９つの予測信号を生成する以外に、より多いまたは少ない予測信号を生成してもよい。また上述と異なる方法、たとえばスプライン外挿などの方法で予測信号を生成してもよい。

Ｒモード決定部４３は、既再生の隣接領域に対応して決定された予測方法に関するモード情報に基づいて、９つの予測方法（図１４（ｂ）参照）の中から隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する１つの予測方法を所定の評価基準で導出する。すなわち、Ｒモード決定部４３は、格納部４４に格納されている過去に処理されたブロックの予測方法に関するモード情報を複数取得し、所定の方法で予測方法を決定する（Ｒモード予測）。ここで、格納部４４には、過去に処理されたブロックに対応して決定された予測方法に関するモード情報がラインＬ３４経由で格納されている。

図３はＲモード予測方法を決定する処理を説明するための模式図である。同図において対象ブロックは３０１である。３０２及び３０３は過去に符号化され復元された隣接する画素の領域を示す。領域３０２にはブロック３０２ａ〜３０２ｆ、領域３０３にはブロック３０３ａ〜３０３ｃが含まれており、これらのブロックは、それぞれを符号化する際に用いられる予測方法に関するモード情報を所有している。なお、領域３０２は１２（水平）ｘ４（垂直）画素のブロック、領域３０３は４ｘ４画素のブロックからなる領域であるが、それ以外の大きさ形状の領域にしてもよい。従来技術における隣接ブロックは、対象ブロック３０１に対し上のブロック３０２ｄと左にあるブロック（図示せず）のみである点で、本実施形態と異なる点に注意されたい。

そこで、Ｒモード決定部４３は、格納部４４に格納されたブロック３０２ａ〜３０２ｆ、３０３ａ〜３０３ｃの所有する画面内予測に関するモード情報の中で出現率の最も高いモード情報に対応する予測方法を、対象ブロックに隣接する画素全体に相関の高い予測方法であるＲモード予測方法として決定する。なお、Ｒモード決定部４３は、それ以外の方法で３個以上のブロックに対応して決定されたモード情報に基づいてＲモード予測方法を決定してもよいし、領域３０２と領域３０３をあわせた領域として、異なる形状や大きさの領域を用いてもよい。Ｒモード決定部４３は、このＲモード予測方法に関する情報をラインＬ３１経由で予測方法決定部４１に送る。なお、Ｒモード決定部４３は、Ｒモード予測方法に関する識別情報を対象に所定の関数を用いて演算し、演算の結果得られた識別情報を予測方法決定部４１に送ってもよい。このような関数としては、識別情報が数値情報を含む場合に識別情報に対して±ｎ（ｎは任意の整数）を加算するような関数が挙げられる。

予測方法決定部４１は、ラインＬ３経由で対象ブロックの画素信号が入力されると、ラインＬ３２経由で送られた９つの予測信号に対し、対象ブロックの信号との差分を求め、最も小さい差分値を与える予測信号を最適予測信号として決定する。予測方法決定部４１は、この最適予測信号にかかわる予測方法に関するモード情報を、ラインＬ１３経由で画面内予測信号生成部１６（図１参照）に送るとともに、ラインＬ３５経由でモード情報予測部４５に送る。

また、予測方法決定部４１は、最適予測信号にかかわる予測方法に関するモード情報をＲモード予測方法に関する情報に基づいて符号化する。具体的には、予測方法決定部４１は、最適予測方法がＲモード予測方法と一致する場合は識別情報「０」に符号化し、そうでない場合は識別情報「１」に符号化し、識別情報をラインＬ１５経由でエントロピー符号化部２５（図１参照）に送る。すなわち、予測方法決定部４１は、識別情報が「０」の場合は、識別情報以外の情報を後段の処理部に送る必要がない。なぜなら、画面内予測信号生成部１６は、Ｒモード予測方法で決定された予測方法と同一の予測方法で画面内予測信号を生成することになるので、再生側では同じＲモード決定方法で予測方法を決定できるからである。これに対し、識別情報が「１」の場合、さらに予測方法に関するモード情報を送る必要がある（詳細は後述する。）。なお、予測方法決定部４１は、Ｒモード予測方法をそのまま最適予測方法として決定して画面内予測信号生成部１６に送るように動作してもよい。

Ｌモード決定部４６は、隣接領域を含む領域に対応する既再生の画素信号に基づいて、９つの予測方法（図１４（ｂ）参照）の中から隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する１つの予測方法を所定の評価基準で導出する。すなわち、Ｌモード決定部４６は、フレームメモリ２４に格納されたデータを参照しながら、対象ブロックに隣接する隣接領域の予測方法を改めて決定する（Ｌモード予測）。図４は、Ｌモード決定部４６によるＬモード予測方法を決定する処理を説明するための模式図である。ブロック４０１は対象領域である。ブロック４０２から４０４は既再生の隣接ブロックである。斜線で塗りつぶされている領域４０５は対象ブロック４０１の隣接領域である。この領域４０５は対象ブロックの境界から上に４画素、左に４画素を囲む逆Ｌ字領域であるが、それ以外の形や大きさの隣接領域４０５を用いてもよい。Ｌモード決定部４６は、この逆Ｌ字領域に隣接する領域４０６の画素群を用いて、図１４で説明した方法と同様の予測方法で、逆Ｌ字領域４０５に対する９つの予測信号を生成する。さらに、Ｌモード決定部４６は、逆Ｌ字領域４０５の信号と９つの予測信号との差分をそれぞれ算出し、最も小さい差分の予測信号を与える予測方法に対応する予測モード情報（第１予測方法に関する予測情報）を、対象ブロックに逆Ｌ字領域４０５の画素に相関の高い予測方法として決定する。

以下、図５を参照しながら、Ｌモード決定部４６によるＬモード予測方法の処理の流れについて説明する。まず、Ｌモード決定部４６は、対象領域４０１に隣接する隣接領域４０５に対し、領域４０６にある画素群を用いて９つの予測信号を生成する（ステップＳ１１）。次に、逆Ｌ字領域の隣接領域４０５の信号と９つの予測信号との差分値をそれぞれ求める（ステップＳ１２）。その後、Ｌモード決定部４６は、最も小さい差分値を与える予測信号に対応する予測方法を最適Ｌモード（第１予測方法）とする（ステップＳ１３）。最後に、Ｌモード決定部４６は、この最適Ｌモードに関する情報をモード情報予測部４５及び格納部４４に出力する（ステップＳ１４）。なお、Ｌモード決定部４６は、Ｌモード予測方法に関する識別情報を対象に所定の関数を用いて演算し、演算の結果得られた識別情報をモード情報予測部４５及び格納部４４に送ってもよい。このような関数としては、識別情報が数値情報を含む場合に識別情報に対して±ｎ（ｎは任意の整数）を加算するような関数が挙げられる。

図２に戻って、モード情報予測部４５は、Ｌモード決定部４６から入力された最適Ｌモードに関する情報に基づいて、最適予測信号にかかわる予測方法に関するモード情報を符号化する。ここで、モード情報予測部４５には、Ｌモード決定部４６から送られる第１予測方法に関する情報及び、予測方法決定部４１から送られる対象ブロックの最適予測方法に関する情報が入力される。モード情報予測部４５は、最適Ｌモードに関する情報に対して、対象ブロックの最適予測方法に関するモード情報を相対的に符号化する。相対的に符号化する方法としては、対象ブロックの最適予測方法を示すモード情報と最適Ｌモードを示すモード情報との差分値を求めることによって符号化する方法が挙げられるが、それ以外の方法を採用してもよい。モード情報予測部４５は、このように得られた相対予測情報をラインＬ１４経由でエントロピー符号化部２５に送る。

次に、図６を参照して、画面内予測信号生成方法決定部１５における予測信号生成方法の決定処理について説明する。まず、予測信号生成部４２が、対象ブロックに対し上述した方法で９つの画面内予測信号を生成する（ステップＳ０１）。次に、予測方法決定部４１は、対象ブロックの画像と９つの予測信号との差分をそれぞれ求める（ステップＳ０２）。そして、予測方法決定部４１は、最も小さい差分値を与える予測方法を最適予測モードとして決定する（ステップＳ０３）。一方、Ｒモード決定部４３は、上述した方法で最適なＲモードの予測方法を決定する（ステップＳ０４）。ここで決定されるＲモード予測方法は過去に決定されたモードをもとに決定されるので、９つのモードのうちのいずれかに該当する。その後、予測方法決定部４１は、Ｒモード予測方法とステップＳ０３で決定された最適予測モードとを比較し、両者が一致しているか否かを判定する（ステップＳ０５）。両者が同じである場合（ステップＳ０５；ＹＥＳ）、予測方法決定部４１は、Ｒモード予測方法が画面内予測信号の生成に用いる予測方法であることを示す識別情報「０」を出力する（ステップＳ０６）。一方、最適予測モードがＲモード予測方法と一致していない場合（ステップＳ０５；ＮＯ）、Ｌモード決定部４６が、上述した方法でＬモード予測方法を決定する（ステップＳ０７）。さらに、モード情報予測部４５が、Ｌモード予測方法に関する情報に対する最適予測モードの相対的情報である相対予測方法を符号化する（ステップＳ０８）。最後に、モード情報予測部４５がこの相対予測情報を出力する（ステップＳ０９）。

以上説明した画像予測符号化装置１０によれば、符号化対象の対象領域に隣接する既再生の隣接領域に対して、その隣接領域に対応して処理されたデータを用いてＲモード及びＬモードの予測方法が導出され、その予測方法に基づいて対象領域の画面内予測信号を生成するための最適予測方法が符号化されるとともに、画面内予測信号を用いて対象領域の残差信号が符号化される。既再生の隣接領域に対応するデータを用いて隣接領域に対して導き出されたＲモード及びＬモードの予測方法は、対象領域に最適予測方法に近くなる可能性が高いので、それを用いて相対的に対象領域の予測方法に関するモード情報を符号化することで、予測方法を識別するモード情報の符号量が低減され、全体の符号化効率が向上する。

特に、Ｒモードのように対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックがそれぞれ所有する予測方法に関する情報を３つ以上用いて所定の評価基準の下で予測方法を決定する場合は、その予測方法は対象領域本来の予測方法に近くなる確率が高くなる。従って、それを対象領域の予測方法とすることができるので、予測方法を識別するためのモード情報（例えば、図１４（ｂ）に示す９つのモードを識別する情報）を伝送する必要がなくなる。その結果、簡易な処理でモード情報にかかわる符号量を削減することが可能となる。

また、Ｌモードのように対象ブロックの隣接領域に対して９つの予測方法から決定される予測方法を用いる場合は、対象ブロックの予測方法に対し相関が高くなりそれに基づいて対象ブロックのモード情報をさらに効率よく符号化できる。これにより、モード情報にかかわる符号量を削減する効果が高くなる。さらに、対象ブロックに隣接する領域が画面間予測符号化する場合で、隣接ブロックが画面内予測情報を持っていない場合においても、対象ブロックの隣接領域に対して複数の予測方法から決定される予測方法、または３つ以上の隣接ブロックがそれぞれ所有する予測方法に関する情報を用いて所定の評価基準の下で決定される予測方法をもとに対象領域の予測方法を符号化する。その結果、対象ブロックにおける予測方法に関する情報をさらに効率よく符号化することができる。

（画像予測復号装置）
図７は、本発明の好適な一実施形態にかかる画像予測復号装置の構成を示すブロック図である。同図に示す画像予測復号装置５０は、入力端子５８と、データ解析部（復元手段）５１と、逆量子化部（復元手段）５２と、逆変換部（復元手段）５３と、加算器（画像復元手段）５４と、予測信号生成部（予測信号生成手段）５５と、フレームメモリ５６と、予測方法取得部５７と、出力端子５９とを備えて構成されている。以下、画像予測復号装置５０の各構成要素について説明する。

データ解析部５１は、入力端子５８から圧縮符号化された圧縮画像データが入力されて、その圧縮画像データから、対象ブロックの残差信号、予測方法に関する情報、量子化パラメータ、及び動き情報（画面間予測の場合）を抽出する。この圧縮画像データには、一画面の画像を複数のブロックに分割された対象ブロックを対象に予測符号化された残差信号及び予測方法に関するモード情報が含まれている。データ解析部５１は、抽出した残差信号及び量子化パラメータを、ラインＬ４２及びラインＬ４４ｂを経由して逆量子化部５２に出力し、動き情報と、モード情報に含まれるＲモードに関する識別情報及びＬモード予測方法に関する相対予測情報とを、ラインＬ５１及びラインＬ５２を経由して予測方法取得部５７に出力する。このＲモードに関する識別情報が「０」の場合はＲモードが予測方法として用いられていることを示し、「１」の場合はＬモードが予測方法として用いられていることを示す。相対予測情報は、Ｌモードの場合に予測方法に関する情報の相対値を示す。

逆量子化部５２は、対象ブロックの残差信号を量子化パラメータに基づいて逆量子化する。逆量子化部５２は、逆量子化した残差信号をラインＬ４３経由で逆変換部５３に出力する。

逆変換部５３は、逆量子化部５２から入力された残差信号を逆離散コサイン変換して再生残差信号に復元する。逆変換部５３は、復元した再生残差信号をラインＬ４４経由で加算器５４に出力する。

予測信号生成部５５は、予測方法取得部５７によって導出された予測方法（詳細は後述する。）に基づいて、フレームメモリ５６から参照画像信号を取得し予測信号を生成する。予測信号生成部５５は、この予測信号をラインＬ４５経由で加算器５４に送り、加算器５４は、逆変換部５３によって復元された再生残差信号と予測信号とを合成することによって対象ブロックの画素信号を復元し、ラインＬ４８経由で出力端子５９に出力すると同時に、フレームメモリ５６に格納する。

次に、予測方法取得部５７の構成についてより詳細に説明する。図８は、予測方法取得部５７の構成を示すブロック図である。同図に示すように、予測方法取得部５７は、切り替えスイッチ６１と、Ｒモード決定部（第１予測方法決定手段）６４と、格納部６５と、Ｌモード決定部（第１予測方法決定手段）６６と、モード情報生成部（予測方法導出手段）６７とを備えている。

切り替えスイッチ６１は、ラインＬ５１経由で入力されたＲモード識別情報に応じて、予測信号生成部５５と端子６２及び端子６３との接続を切り替えるスイッチである。具体的には、切り替えスイッチ６１は、識別情報が「０」の場合は端子６２に、「１」の場合は端子６３に接続する。

Ｒモード決定部６４は、既再生の隣接領域に対し、隣接領域に対応して決定された予測方法に関するモード情報に基づいて、所定の評価基準で１つの予測方法を導出する。すなわち、Ｒモード決定部６４は、格納部６５に格納されている過去に処理されたブロックの予測方法に関するモード情報を３つ以上取得し、所定の方法で１つの予測方法を決定する。Ｒモードの予測決定方法は、画像予測符号化装置１０のＲモード決定部４３と同様である。つまり、Ｒモード決定部６４は、ブロック３０２ａ〜３０２ｆ、３０３ａ〜３０３ｃ（図３参照）の所有する画面内予測に関するモード情報の中で出現率の最も高いモード情報に対応する予測方法をＲモード予測方法として決定する。なお、Ｒモード決定部６４は、それ以外の方法で３個以上のブロックのモード情報に基づいてＲモード予測方法を決定してもよい。Ｒモード決定部６４は、切り替えスイッチ６１が端子６２に接続された場合は、このＲモード予測方法に関する情報をラインＬ５０経由で予測信号生成部５５に送る。

モード情報生成部６７は、切り替えスイッチ６１が端子６３に接続されＬモードとなる場合に、最適予測方法に関する情報を生成し、予測信号生成部５５に送る。このとき、モード情報生成部６７は、ラインＬ５２経由で入力された予測方法に関する情報の相対予測情報および、Ｌモード決定部６６から入力されたＬモード予測方法に関する情報に基づいて、予測信号の生成に用いる最適予測方法に関する情報を導出する。すなわち、モード情報生成部６７は、Ｌモード予測方法に関する情報に対象ブロックの予測方法に関する相対予測情報を加算することにより最適予測方法に関する予測モード情報を生成する。

Ｌモード決定部６６は、対象ブロックに隣接する隣接領域に対し、所定の複数の予測モードの中から予測モードを決定し、Ｌモード予測方法としてラインＬ６６経由でモード情報生成部６７に出力する。Ｌモード決定部６６における予測モードの決定方法は、画像予測符号化装置１０のＬモード決定部４６と同様である。

次に、図９を参照して、予測方法取得部５７における予測信号生成方法の取得処理について説明する。まず、データ解析部５１から予測方法取得部５７に圧縮画像データから抽出されたＲモード識別情報が入力される（ステップＳ２１）。切り替えスイッチ６１は、この情報がＲモードを示すかどうかを判断する（ステップＳ２２）。Ｒモードを示す場合は（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、Ｒモード決定部６４が、Ｒモード決定方法に従いＲモード予測方法を決定し、最適予測モードとして予測信号生成部５５に出力する（ステップＳ２３）。一方、Ｒモードではない場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、モード情報生成部６７に圧縮画像データから抽出された相対予測情報が入力される（ステップＳ２４）。次に、Ｌモード決定部６６が、Ｌモード決定方法にしたがいＬモード予測方法を決定する（ステップＳ２５）。そして、モード情報生成部６７が、Ｌモード予測方法に関するモード情報と相対予測情報とを加算することにより最適予測モードを求める（ステップＳ２６）。その後、モード情報生成部６７は、このように求められた最適予測モードに関する情報を予測信号生成部５５に出力する（ステップＳ２７）。

以上説明した画像予測復号装置５０によれば、復号対象の対象領域に隣接する既再生の隣接領域に対して、その隣接領域に対応して処理されたデータを用いてＲモード及びＬモードの予測方法が導出され、その予測方法及び相対予測方法に基づいて対象領域の最適予測方法が導き出されて画面内予測信号が生成されるとともに、その画面内予測信号を用いて、対象領域の残差信号が復元された再生残差信号から対象領域の画素信号が復元される。既再生の隣接領域に対応するデータを用いて隣接領域に対して導き出された予測方法は、対象領域に最適な予測方法に近くなる可能性が高いので、それを用いて対象領域の予測方法に関するモード情報を復元することで、予測方法を識別するモード情報（相対予測方法）の符号量が低減され、全体の復号効率が向上する。

特に、Ｒモードのように対象ブロックに隣接する複数の隣接ブロックがそれぞれ所有する予測方法に関する情報を３つ以上用いて所定の評価基準の下で決定する場合は、その予測方法は対象領域本来の予測方法に近くなる確率が高くなる。従って、それを対象領域の予測方法とすることができるので、予測方法を識別するためのモード情報（例えば、図１４（ｂ）に示す９つのモードを識別する情報）を受信する必要がなくなる。その結果、簡易な処理でモード情報にかかわる伝送量を削減することが可能となる。

また、Ｌモードのように対象ブロックの隣接領域に対して９つの予測方法から決定される予測方法を用いる場合は、対象ブロックの予測方法に対し相関が高くなりそれに基づいて対象ブロックのモード情報をさらに効率よく符号化できる。これにより、モード情報にかかわる符号量を削減する効果が高くなる。さらに、対象ブロックに隣接する領域が画面間予測符号化する場合で、隣接ブロックが画面内予測情報を持っていない場合においても、対象ブロックの隣接領域に対して複数の予測方法から決定される予測方法、または３つ以上の隣接ブロックがそれぞれ所有する予測方法に関する情報を用いて所定の評価基準の下で決定される予測方法をもとに対象領域の予測情報を符号化する。その結果、対象ブロックにおける予測方法に関する情報をさらに効率よく符号化することができる。

以下、コンピュータを画像予測符号化装置１０及び画像予測復号装置５０として動作させる画像予測符号化プログラム及び画像予測復号プログラムについて説明する。

図１２は、記録媒体に記録された画像予測符号化プログラム及び画像予測復号プログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図であり、図１３は、記録媒体に記憶された画像予測符号化プログラム及び画像予測復号プログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。同図に示すコンピュータは、パーソナルコンピュータ等の狭義のコンピュータには限定されず、ＣＰＵを具備しソフトウエアによる処理や制御を行なうＤＶＤプレーヤ、セットトップボックス、携帯電話などを含む。コンピュータ５３０は、フロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置等の読取装置５１２と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ（ＲＡＭ）５１４と、記録媒体５１０に記憶されたプログラムを記憶するメモリ５１６と、ディスプレイといった表示装置５１８と、入力装置であるマウス５２０及びキーボード５２２と、データ等の送受を行うための通信装置５２４と、プログラムの実行を制御するＣＰＵ５２６とを備えている。このコンピュータ５３０は、記録媒体５１０が読取装置５１２に挿入されると、読取装置５１２から記録媒体５１０に格納された画像予測符号化プログラム及び画像予測復号プログラムにアクセス可能になり、画像予測符号化プログラムによって、本発明による画像予測符号化装置１０として、画像予測復号プログラムによって、本発明による画像予測復号装置５０として、動作することが可能になる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、画像予測符号化装置１０では、ＲモードとＬモードをブロック単位で切り替えるようになっているが、切り替え単位は、画像単位またはシーケンス単位で行ってもよい。また、切り替えを行わずにＲモードとＬモードのどれか一方だけを用いてもよい。さらに図２のＲモード決定部４３とＬモード決定部４６を入れ替えてもよいし、Ｒモード決定部４３とＬモード決定部４６とを同じＲモードもしくはＬモードにしてもよい。

また、画像予測復号装置５０においても、ＲモードとＬモードをブロック単位で切り替えるようになっているが、切り替え単位は、画像単位またはシーケンス単位で行ってもよい。また、切り替えを行わずにＲモードとＬモードのどれか一方だけを用いてもよい。その場合はＲモード識別情報がないため図８における破線で囲まれた機能ブロックのいずれかを用いればよい。さらに図８におけるＲモード決定部６４とＬモード決定部６６とを入れ替えてもよいし、Ｒモード決定部６４とＬモード決定部６６とを同じＲモードもしくはＬモードにしてもよい。

また、図２に示す画面内予測信号生成方法決定部１５の代わりに図１０に示す画面内予測信号生成方法決定部１１５、図８に示す予測方法取得部５７の代わりに図１１に示す予測方法取得部１５７を用いてもよい。

図１０に示す画面内予測信号生成方法決定部１１５の画面内予測信号生成方法決定部１５との相違点は、Ｒモード決定部４３の代わりにＦモード決定部１４３を設けた点である。このＦモード決定部１４３は、画面全体に最も頻繁に生じる予測方法を決定する。具体的には、ラインＬ３４経由で各ブロックの予測方法に関する情報を格納部４４に格納した上で、格納部４４から各ブロックの予測方法を読み出し、その予測方法の中から大多数の予測方法を導き出し、Ｆモード予測方法とする。ここで、格納部４４に格納される予測モードは時間的に前の画像に関する予測情報でもよいし、現在処理対象の画像に関する予測モードでもよい。Ｆモード決定部１４３は、このように決定したＦモード予測方法に関する情報はラインＬ３１経由で予測方法決定部４１に送出する。

また、図１１に示す予測方法取得部１５７の予測方法取得部５７との相違点は、Ｒモード決定部６４及び格納部６５の代わりにＦモード情報格納部１６４を設けた点である。Ｆモード情報格納部１６４は、ラインＬ１１１経由でＦモードの予測方法に関する情報が入力され、その情報を格納する。切り替えスイッチ１６１は、ラインＬ５１経由の制御信号により、モード情報生成部６７側の端子１６３及びＦモード情報格納部１６４側の端子１６２と、予測信号生成部５５との接続を切り替える。Ｆモード情報格納部１６４は、Ｆモードの予測方法に関する情報をラインＬ５０経由で予測信号生成部５５に出力する。

（請求項２）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化装置であって、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
前記対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から前記対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定手段と、
前記第２予測方法決定手段によって決定された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記第１の予測方法に基づいて前記第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化手段と、
前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段と、
を備えることを特徴とする画像予測符号化装置。

（請求項３）
前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から第１の予測方法を決定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像予測符号化装置。

（請求項４）
前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記隣接領域に対応して過去に決定された３以上の予測方法を用いて、所定の評価基準に従って前記第１の予測方法を決定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像予測符号化装置。

（請求項５）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号装置であって、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段と、
前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、
を備えることを特徴とする画像予測復号装置。

（請求項６）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号装置であって、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
前記圧縮画像データの中から、前記対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、前記第１の予測方法及び前記相対予測方法に基づいて、前記対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出手段と、
前記予測方法導出手段によって導出された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段と、
前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、
を備えることを特徴とする画像予測復号装置。

（請求項７）
前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から第１の予測方法を決定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像予測復号装置。

（請求項８）
前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記隣接領域に対応して過去に決定された３以上の予測方法を用いて、所定の評価基準に従って前記第１の予測方法を決定する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像予測復号装置。

（請求項９）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化方法であって、
第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
予測信号生成手段が、前記第１予測方法決定ステップにおいて決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
画像符号化手段が、前記予測信号生成ステップによって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化ステップと、
を備えることを特徴とする画像予測符号化方法。

（請求項１０）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化方法であって、
第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
第２予測方法決定手段が、前記対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から前記対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定ステップと、
予測信号生成手段が、前記第２予測方法決定ステップにおいて決定された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
モード情報符号化手段が、前記第１の予測方法に基づいて前記第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化ステップと、
画像符号化手段が、前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化ステップと、
を備えることを特徴とする画像予測符号化方法。

（請求項１１）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号方法であって、
第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
予測信号生成手段が、前記第１予測方法決定ステップにおいて決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
復元手段が、前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元ステップと、
画像復元手段が、前記画面内予測信号と前記復元ステップにおいて復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、
を備えることを特徴とする画像予測復号方法。

（請求項１２）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号方法であって、
第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
予測方法導出手段が、前記圧縮画像データの中から、前記対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、前記第１の予測方法及び前記相対予測方法に基づいて、前記対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出ステップと、
予測信号生成手段が、前記第２予測方法導出ステップにおいて導出された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
復元手段が、前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元ステップと、
画像復元手段が、前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、
を備えることを特徴とする画像予測復号方法。

（請求項１３）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化プログラムであって、
コンピュータを、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対し、前記隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、及び
前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段、
として機能させることを特徴とする画像予測符号化プログラム。

（請求項１４）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化プログラムであって、
コンピュータを、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
前記対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から前記対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定手段、
前記第２予測方法決定手段によって決定された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、
前記第１の予測方法に基づいて前記第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化手段、及び
前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段、
として機能させることを特徴とする画像予測符号化プログラム。

（請求項１５）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号プログラムであって、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、
前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段、及び
前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段、
として機能させることを特徴とする画像予測復号プログラム。

（請求項１６）
画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号プログラムであって、
コンピュータを、
前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
前記圧縮画像データの中から、前記対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、前記第１の予測方法及び前記相対予測方法に基づいて、前記対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出手段、
前記予測方法導出手段によって導出された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、
前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段、及び
前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段、
として機能させることを特徴とする画像予測復号プログラム。

１０…画像予測符号化装置、１１…入力端子、１２…ブロック分割部、１３…画面間予測信号生成方法決定部、１４…画面間予測信号生成部、１５…画面内予測信号生成方法決定部、１６…画面内予測信号生成部、１７…切り替えスイッチ、１８…減算器、１９…変換部、２０…量子化部、２１…逆量子化部、２２…逆変換部、２３…加算器、２４…フレームメモリ、２５…エントロピー符号化部、２６…出力端子、４１…予測方法決定部、４２…予測信号生成部、４３…Ｒモード決定部、４４…格納部、４５…モード情報予測部、４６…Ｌモード決定部、５０…画像予測復号装置、５１…データ解析部、５２…逆量子化部、５３…逆変換部、５４…加算器、５５…予測信号生成部、５６…フレームメモリ、５７…予測方法取得部、５８…入力端子、５９…出力端子、６１…切り替えスイッチ、６４…Ｒモード決定部、６５…格納部、６６…Ｌモード決定部、６７…モード情報生成部、１１５…画面内予測信号生成方法決定部、１４３…Ｆモード決定部、１５７…予測方法取得部、１６４…Ｆモード情報格納部、３０１，４０１，９０１…対象領域、３０２ａ〜３０２ｆ，３０３ａ〜３０３ｃ，４０２〜４０６，９０２〜９０４…隣接領域。

Claims (16)

1. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化装置であって、
   前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
   前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
   前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段と、
   を備えることを特徴とする画像予測符号化装置。
2. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化装置であって、
   前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
   前記対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から前記対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定手段と、
   前記第２予測方法決定手段によって決定された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
   前記第１の予測方法に基づいて前記第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化手段と、
   前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段と、
   を備えることを特徴とする画像予測符号化装置。
3. 前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から第１の予測方法を決定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像予測符号化装置。
4. 前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記隣接領域に対応して過去に決定された３以上の予測方法を用いて、所定の評価基準に従って前記第１の予測方法を決定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像予測符号化装置。
5. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号装置であって、
   前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
   前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
   前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段と、
   前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、
   を備えることを特徴とする画像予測復号装置。
6. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号装置であって、
   前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段と、
   前記圧縮画像データの中から、前記対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、前記第１の予測方法及び前記相対予測方法に基づいて、前記対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出手段と、
   前記予測方法導出手段によって導出された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段と、
   前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段と、
   前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、
   を備えることを特徴とする画像予測復号装置。
7. 前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から第１の予測方法を決定する、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像予測復号装置。
8. 前記第１予測方法決定手段は、前記隣接領域に対し、前記隣接領域に対応して過去に決定された３以上の予測方法を用いて、所定の評価基準に従って前記第１の予測方法を決定する、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像予測復号装置。
9. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化方法であって、
   第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
   予測信号生成手段が、前記第１予測方法決定ステップにおいて決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
   画像符号化手段が、前記予測信号生成ステップによって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化ステップと、
   を備えることを特徴とする画像予測符号化方法。
10. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化方法であって、
    第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
    第２予測方法決定手段が、前記対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から前記対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定ステップと、
    予測信号生成手段が、前記第２予測方法決定ステップにおいて決定された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
    モード情報符号化手段が、前記第１の予測方法に基づいて前記第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化ステップと、
    画像符号化手段が、前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化ステップと、
    を備えることを特徴とする画像予測符号化方法。
11. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号方法であって、
    第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
    予測信号生成手段が、前記第１予測方法決定ステップにおいて決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
    復元手段が、前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元ステップと、
    画像復元手段が、前記画面内予測信号と前記復元ステップにおいて復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、
    を備えることを特徴とする画像予測復号方法。
12. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号方法であって、
    第１予測方法決定手段が、前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定ステップと、
    予測方法導出手段が、前記圧縮画像データの中から、前記対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、前記第１の予測方法及び前記相対予測方法に基づいて、前記対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出ステップと、
    予測信号生成手段が、前記第２予測方法導出ステップにおいて導出された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
    復元手段が、前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元ステップと、
    画像復元手段が、前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、
    を備えることを特徴とする画像予測復号方法。
13. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対し、前記隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
    前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、及び
    前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段、
    として機能させることを特徴とする画像予測符号化プログラム。
14. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、前記対象領域の画素信号と前記画面内予測信号との残差信号を符号化する画像予測符号化プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
    前記対象領域に対し所定の複数の予測方法に対応した複数の予測信号を生成するとともに、所定の評価基準に従って前記複数の予測方法の中から前記対象領域に適した第２の予測方法を決定する第２予測方法決定手段、
    前記第２予測方法決定手段によって決定された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、
    前記第１の予測方法に基づいて前記第２の予測方法を相対的に符号化するモード情報符号化手段、及び
    前記予測信号生成手段によって生成された画面内予測信号に基づいて、前記対象領域の画素信号との残差信号を符号化する画像符号化手段、
    として機能させることを特徴とする画像予測符号化プログラム。
15. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号プログラムであって、
    前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
    前記第１予測方法決定手段によって決定された前記第１の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、
    前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段、及び
    前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段、
    として機能させることを特徴とする画像予測復号プログラム。
16. 画像を複数の領域に分割し、前記領域のうちの処理対象である対象領域に含まれる画素信号に対して画面内予測信号を生成し、圧縮画像データに含まれる前記対象領域に関する残差信号と前記画面内予測信号とを合成することによって前記対象領域の画素信号を復元する画像予測復号プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記対象領域に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対応する既処理のデータに基づいて、前記画面内予測信号を生成するための所定の複数の予測方法の中から、前記隣接領域の画素信号と相関の高い画面内予測信号を生成する予測方法を導き出し、該予測方法を第１の予測方法として決定する第１予測方法決定手段、
    前記圧縮画像データの中から、前記対象領域に関する予測方法を識別する相対的な情報である相対予測方法を抽出するとともに、前記第１の予測方法及び前記相対予測方法に基づいて、前記対象領域に対する第２の予測方法を導出する予測方法導出手段、
    前記予測方法導出手段によって導出された前記第２の予測方法に基づいて前記画面内予測信号を生成する予測信号生成手段、
    前記圧縮画像データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する復元手段、及び
    前記画面内予測信号と前記復元手段によって復元された再生残差信号とを合成することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段、
    として機能させることを特徴とする画像予測復号プログラム。

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