JP5711266B2 - 動画像符号化装置及び動画像符号化方法 - Google Patents
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Description
図14は輝度のブロックサイズが4×4画素の場合のイントラ予測モードを示す説明図である。
輝度のブロックサイズが4×4画素の場合には、9つのイントラ予測モード(モード0,モード1,・・・,モード8)が規定されている。
モード2は平均値予測であり、上と左のブロックの隣接画素の平均値で、符号化対象ブロック内の画素を予測するモードである。モード2外のモードは方向性予測である。
特に、モード0は垂直方向予測であり、上のブロックの隣接画素を垂直方向に繰り返すことで予測画像を生成する。例えば、縦縞模様のときにはモード0が選択される。
モード1は水平方向予測であり、左のブロックの隣接画素を水平方向に繰り返すことで、予測画像を生成する。
また、モード3からモード8は、上又は左のブロックの隣接画素を用いて、所定の方向(図中、矢印で示す方向)に補間画素を生成して予測画像を生成する。
これに対し、ブロックサイズが16×16画素の場合には、平均値予測、垂直方向予測及び水平方向予測に加えて、平面予測と呼ばれる4つのイントラ予測モードが規定されている。
平面予測は、上のブロックの隣接画素と左のブロックの隣接画素を斜め方向に内挿補間して生成した画素を予測値とするモードである。
これに対して、選択可能な方向性予測のモード数を増やせば、エッジの方向と予測モードが示す方向が一致する確率が高まるため、予測効率が高くなることが想定される。
また、この発明は、符号化効率の改善が図られている符号化データから正確に動画像を復号することができる動画像復号装置及び動画像復号方法を得ることを目的とする。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置を示す構成図である。
図1において、符号化制御部1はイントラ予測処理(フレーム内予測処理)又は動き補償予測処理(フレーム間予測処理)が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定する処理を実施する。
また、符号化制御部1は利用可能な1以上の符号化モード(1以上のイントラ符号化モード、1以上のインター符号化モード)の中から、階層的に分割される各々の符号化ブロックに適する符号化モードを選択する処理を実施する。
また、符号化制御部1は各々の符号化ブロック毎に、差分画像が圧縮される際に用いられる量子化パラメータ及び変換ブロックサイズを決定するとともに、予測処理が実施される際に用いられるイントラ予測パラメータ又はインター予測パラメータを決定する処理を実施する。量子化パラメータ及び変換ブロックサイズは、予測差分符号化パラメータに含まれて、変換・量子化部7、逆量子化・逆変換部8及び可変長符号化部13等に出力される。
なお、符号化制御部1は符号化制御手段を構成している。
切替スイッチ3は符号化制御部1により選択された符号化モードがイントラ符号化モードであれば、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックをイントラ予測部4に出力し、符号化制御部1により選択された符号化モードがインター符号化モードであれば、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックを動き補償予測部5に出力する処理を実施する。
動き補償予測部5はブロック分割部2により分割された符号化ブロックに対応する符号化モードとして、符号化制御部1によりインター符号化モードが選択された場合、動き補償予測フレームメモリ12により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、符号化制御部1から出力されたインター予測パラメータに基づいて、その符号化ブロックに対する動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。
なお、切替スイッチ3、イントラ予測部4及び動き補償予測部5から予測画像生成手段が構成されている。
変換・量子化部7は符号化制御部1から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、減算部6により生成された差分画像の変換処理(例えば、DCT(離散コサイン変換)や、予め特定の学習系列に対して基底設計がなされているKL変換等の直交変換処理)を実施するとともに、その予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、その差分画像の変換係数を量子化することで、量子化後の変換係数を差分画像の圧縮データとして出力する処理を実施する。なお、変換・量子化部7は画像圧縮手段を構成している。
イントラ予測用メモリ10はイントラ予測部4により次回のイントラ予測処理で用いられる画像として、加算部9により生成された局所復号画像信号が示す局所復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
動き補償予測フレームメモリ12は動き補償予測部5により次回の動き補償予測処理で用いられる参照画像として、ループフィルタ部11によるフィルタリング処理後の局所復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
図2はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。
図10において、可変長復号部21はイントラ予測処理又は動き補償予測処理が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズ及び最大サイズの符号化ブロックから階層的に分割されている符号化ブロックの階層数を特定することで、ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、最大サイズの符号化ブロック及び階層的に分割されている符号化ブロックに係る符号化データを特定し、各々の符号化データから符号化ブロックに係る圧縮データ、符号化モード、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを可変長復号して、その圧縮データ及び予測差分符号化パラメータを逆量子化・逆変換部25に出力するとともに、その符号化モード及びイントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを切替スイッチ22に出力する処理を実施する。なお、可変長復号部21は可変長復号手段を構成している。
動き補償部24は動き補償予測フレームメモリ29により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、切替スイッチ22から出力されたインター予測パラメータに基づいて、符号化ブロックに対する動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。
なお、切替スイッチ22、イントラ予測部23及び動き補償部24から予測画像生成手段が構成されている。
イントラ予測用メモリ27はイントラ予測部23により次回のイントラ予測処理で用いられる画像として、加算部26により生成された復号画像信号が示す復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
動き補償予測フレームメモリ29は動き補償部24により次回の動き補償予測処理で用いられる参照画像として、ループフィルタ部28によるフィルタリング処理後の復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
図11はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置の処理内容を示すフローチャートである。
一般に映像信号は、空間・時間的に信号の複雑さが局所的に変化する特性を有し、空間的に見ると、ある特定の映像フレーム上では、例えば、空や壁などのように、比較的広い画像領域中で均一な信号特性を有する絵柄もあれば、人物や細かいテクスチャを含む絵画などでは、小さい画像領域内で複雑なテクスチャパターンを有する絵柄も混在することがある。
符号化処理は、時間・空間的な予測によって、信号電力やエントロピーが小さい予測差分差信号を生成して、全体の符号量を削減する処理を行うが、予測処理に用いる予測パラメータをできるだけ大きな画像信号領域に対して均一に適用することができれば、予測パラメータの符号量を小さくすることができる。
一方、時間的・空間的に変化が大きい画像信号パターンに対して、同一の予測パラメータを大きな画像領域に適用すると、予測誤りが増えてしまうため、予測差分信号の符号量を削減することができない。
したがって、時間的・空間的に変化が大きい領域では、予測対象の領域を小さくして、予測処理に用いる予測パラメータのデータ量を増やしても、予測差分信号の電力・エントロピーを低減する方が望ましい。
このような映像信号の一般的な性質に適応している符号化処理を行うため、この実施の形態1の動画像符号化装置では、所定の最大ブロックサイズから映像信号の領域を階層的に分割し、分割領域毎に予測処理や予測差分の符号化処理を適応化する構成を採用している。
各画素の諧調は8ビットでもよいし、10ビット、12ビットなどの諧調であってもよい。
ただし、以下の説明においては、特に断らない限り、入力される映像信号がYUV信号であるものとする。また、2つの色差成分U,Vが輝度成分Yに対して、サブサンプルされた4:2:0フォーマットの信号であるものとする。
なお、映像の各フレームに対応する処理データ単位を「ピクチャ」と称し、この実施の形態1では、「ピクチャ」は順次走査(プログレッシブスキャン)された映像フレームの信号として説明を行う。ただし、映像信号がインタレース信号である場合、「ピクチャ」は映像フレームを構成する単位であるフィールド画像信号であってもよい。
最初に、図1の動画像符号化装置の処理内容を説明する。
まず、符号化制御部1は、イントラ予測処理(フレーム内予測処理)又は動き補償予測処理(フレーム間予測処理)が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定する(図2のステップST1)。
また、入力画像の局所的な動きの複雑さの違いをパラメータとして定量化しておき、動きの激しいピクチャでは最大サイズを小さな値に決定し、動きが少ないピクチャでは最大サイズを大きな値に決定する方法などが考えられる。
上限の階層数については、例えば、入力画像の動きが激しい程、階層数を深くして、より細かい動きが検出できるように設定し、入力画像の動きが少なければ、階層数を抑えるように設定する方法が考えられる。
ただし、後述するブロック分割部2により階層的に分割された各々の符号化ブロックが更にパーティション単位に分割される場合は、各々のパーティションに対応する符号化モードを選択することが可能である。
以下、この実施の形態1では、各々の符号化ブロックが更にパーティション単位に分割されるものとして説明する。
符号化制御部1による符号化モードの選択方法は、公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、例えば、利用可能な任意の符号化モードを用いて、符号化ブロックに対する符号化処理を実施して符号化効率を検証し、利用可能な複数の符号化モードの中で、最も符号化効率がよい符号化モードを選択する方法などがある。
符号化制御部1は、量子化パラメータ及び変換ブロックサイズを含む予測差分符号化パラメータを変換・量子化部7、逆量子化・逆変換部8及び可変長符号化部13に出力する。また、予測差分符号化パラメータを必要に応じてイントラ予測部4に出力する。
ここで、図3は最大サイズの符号化ブロックが階層的に複数の符号化ブロックに分割される様子を示す説明図である。
図3の例では、最大サイズの符号化ブロックは、第0階層の符号化ブロックB0であり、輝度成分で(L0,M0)のサイズを有している。
また、図3の例では、最大サイズの符号化ブロックB0を出発点として、4分木構造で、別途定める所定の深さまで階層的に分割を行うことによって、符号化ブロックBnを得ている。
ただし、LnとMnは同じであってもよいし異なっていてもよいが、図3の例ではLn=Mnのケースを示している。
以降、符号化ブロックBnのサイズは、符号化ブロックBnの輝度成分におけるサイズ(Ln,Mn)と定義する。
ただし、RGB信号などのように、全ての色成分が同一サンプル数を有するカラー映像信号(4:4:4フォーマット)では、全ての色成分のサイズが(Ln,Mn)になるが、4:2:0フォーマットを扱う場合、対応する色差成分の符号化ブロックのサイズは(Ln/2,Mn/2)である。
以降、第n階層の符号化ブロックBnで選択しうる符号化モードをm(Bn)と表記する。
符号化モードm(Bn)には、1つないし複数のイントラ符号化モード(総称して「INTRA」)、1つないし複数のインター符号化モード(総称して「INTER」)があり、符号化制御部1は、上述したように、当該ピクチャで利用可能な全ての符号化モードないしは、そのサブセットの中から、符号化ブロックBnに対して最も符号化効率がよい符号化モードを選択する。
以降、符号化ブロックBnに属するパーティションをPi n(i: 第n階層におけるパーティション番号)と表記する。図8は符号化ブロックBnに属するパーティションPi nを示す説明図である。
符号化ブロックBnに属するパーティションPi nの分割がどのようになされているかは符号化モードm(Bn)の中に情報として含まれる。
パーティションPi nは、すべて符号化モードm(Bn)に従って予測処理が行われるが、パーティションPi n毎に、個別の予測パラメータを選択することができる。
図4(a)の斜線部分は分割後のパーティションの分布を示し、また、図4(b)は階層分割後のパーティションに符号化モードm(Bn)が割り当てられる状況を4分木グラフで示している。
図4(b)において、□で囲まれているノードが、符号化モードm(Bn)が割り当てられたノード(符号化ブロックBn)を示している。
以下、この明細書では、Pi nはパーティションを示し、(Pi n)はパーティションPi nの予測画像を示すものとする。
なお、イントラ予測パラメータとして選択できるイントラ予測方向数は、処理対象となるブロックのサイズに応じて異なるよう構成してもよい。
大きいサイズのパーティションでは、イントラ予測の効率が低下するため、選択できるイントラ予測方向数を少なくし、小さいサイズのパーティションでは選択できるイントラ予測方向数を多くするよう構成することができる。
例えば、4×4画素パーティションや8×8画素パーティションでは34方向、16×16画素パーティションでは17方向、32×32画素パーティションでは9方向などのように構成してもよい。
即ち、動き補償予測部5は、動き補償予測フレームメモリ12により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、符号化制御部1から出力されたインター予測パラメータに基づいて、その符号化ブロックに対する動き補償予測処理を実施することで、インター予測画像(Pi n)を生成する。
インター予測画像(Pi n)の生成に用いられるインター予測パラメータは、動画像復号装置側でも、全く同じインター予測画像(Pi n)を生成する必要があるため、可変長符号化部13によってビットストリームに多重化される。
変換・量子化部7は、減算部6が予測差分信号ei nを生成すると、符号化制御部1から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、その予測差分信号ei nに対する変換処理(例えば、DCT(離散コサイン変換)や、予め特定の学習系列に対して基底設計がなされているKL変換等の直交変換処理)を実施するとともに、その予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、その予測差分信号ei nの変換係数を量子化することで、量子化後の変換係数である差分画像の圧縮データを逆量子化・逆変換部8及び可変長符号化部13に出力する(ステップST8)。
また、イントラ予測用メモリ10には、イントラ予測に用いるために、当該局所復号画像が格納される。
なお、ループフィルタ部11によるフィルタリング処理は、入力される局所復号画像信号の最大符号化ブロックあるいは個々の符号化ブロック単位で行ってもよいし、1画面分のマクロブロックに相当する局所復号画像信号が入力された後に1画面分まとめて行ってもよい。
可変長符号化部13は、変換・量子化部7から出力された圧縮データと、符号化制御部1から出力された符号化モード及び予測差分符号化パラメータと、イントラ予測部4から出力されたイントラ予測パラメータ又は動き補償予測部5から出力されたインター予測パラメータとを可変長符号化して、その圧縮データ、符号化モード、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する(ステップST13)。
図5は符号化ブロックBnに属する各パーティションPi nにおいて選択可能なイントラ予測パラメータ(イントラ予測モード)の一例を示す説明図である。
図5では、イントラ予測モードに対応する予測方向ベクトルを示しており、選択可能なイントラ予測モードの個数が増えるに従って、予測方向ベクトル同士の相対角度が小さくなるように設計されている。
パーティションPi nのサイズをli n×mi n画素とする。
図6はli n=mi n=4の場合において、パーティションPi n内の画素の予測値を生成する際に用いる画素の一例を示す説明図である。
図6では、パーティションPi nに隣接する符号化済みの上パーティションの画素((2×li n+1)個の画素)と、左パーティションの画素((2×mi n)個の画素)を予測に用いる画素としているが、予測に用いる画素は、図6に示す画素より多くても少なくてもよい。
また、図6では、隣接する1行又は1列分の画素を予測に用いているが、2行又は2列分の画素、あるいは、それ以上の画素を予測に用いてもよい。
イントラ予測モードのインデックス値が2(平均値予測)以外の場合には、インデックス値が示す予測方向ベクトルvp=(dx,dy)に基づいて、パーティションPi n内の画素の予測値を生成する。
予測値を生成する画素(予測対象画素)のパーティションPi n内の相対座標(パーティションの左上画素を原点とする)を(x,y)とすると、予測に用いる参照画素の位置は、下記に示すLと、隣接画素の交点となる。
ただし、kは正のスカラ値
図6の例では、参照画素が整数画素位置にないので、参照画素に隣接する2画素の平均値を予測値としている。
なお、隣接する2画素のみではなく、隣接する2画素以上の画素から補間画素を生成して予測値としてもよい。
パーティションPi n内の輝度信号に対するイントラ予測画像(Pi n)は、上記のように生成されるが、図7に示すように、パーティションPj n−1(j: パーティションPi nの第n−1階層における上位パーティションのパーティション番号)内の輝度信号については、同様にして、イントラ予測画像(Pj n−1)が生成される。
即ち、図9に示すように、イントラ予測モードとして、平均値予測も含めて9方向のイントラ予測モードを備える場合、上位パーティションが存在すれば、さらに9つの予測モードが追加される。
従って、上記のように構成して、イントラ予測モードの方向数を増やす場合、イントラ予測モードを増やす場合と比べて、生成される予測画像の相互類似度が低下し、バリエーションに富んだ予測画像の中から選択することができるため、イントラ予測モード数を増加させることによる符号化効率改善の度合いを増加させることが可能である。
また、本発明の手法では、上位パーティションの予測画像の一部分を切り取ることによって、下位パーティションの予測画像を生成することができるため、予測方向を増加させることによって予測モードを増加させる場合と比べて、演算量を削減できるという効果もある。
可変長復号部21は、図1の動画像符号化装置により生成されたビットストリームを入力すると、そのビットストリームに対する可変長復号処理を実施して(図11のステップST21)、1フレーム以上のピクチャから構成されるシーケンス単位あるいはピクチャ単位にフレームサイズを復号する。
可変長復号部21は、フレームサイズを復号すると、図1の動画像符号化装置で決定された最大符号化ブロックサイズ(イントラ予測処理又は動き補償予測処理が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズ)と、分割階層数の上限(最大サイズの符号化ブロックから階層的に分割されている符号化ブロックの階層数)を動画像符号化装置と同様の手順で決定する(ステップST22)。
動画像符号化装置によって、符号化ブロックの最大サイズ及び符号化ブロックの階層数がビットストリームに多重化されている場合には、そのビットストリームから符号化ブロックの最大サイズ及び符号化ブロックの階層数を復号する。
そして、可変長復号部21は、その符号化モードに含まれている符号化ブロックBnに属するパーティションPi nの分割情報を参照して、ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、各パーティションPi nに係る符号化データを特定する(ステップST23)。
可変長復号部21は、各パーティションPi nに係る符号化データから圧縮データ、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを可変長復号して、その圧縮データ及び予測差分符号化パラメータを逆量子化・逆変換部25に出力するとともに、符号化モード及びイントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを切替スイッチ22に出力する(ステップST24)。
これにより、動画像符号化装置側で、イントラ予測パラメータの符号量を削減している場合でも、イントラ予測パラメータを正しく復号することができる。
即ち、イントラ予測部23は、イントラ予測用メモリ27により格納されているパーティションPi nに隣接している復号済みの画素、または、そのパーティションPi nの上位階層のパーティションPj n−1に隣接している復号済みの画素を用いて、そのイントラ予測パラメータに基づくパーティションPi nに対するフレーム内予測処理を実施することで予測画像(Pi n)を生成する。
即ち、動き補償部24は、動き補償予測フレームメモリ29により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、そのインター予測パラメータに基づくパーティションPi nに対する動き補償予測処理を実施することで、インター予測画像(Pi n)を生成する。
また、イントラ予測用メモリ27には、イントラ予測に用いるために、当該復号画像が格納される。
なお、ループフィルタ部28によるフィルタリング処理は、入力される復号画像信号の最大符号化ブロックあるいは個々の符号化ブロック単位で行ってもよいし、1画面分のマクロブロックに相当する復号画像信号が入力された後に1画面分まとめて行ってもよい。
ステップST23〜ST29の処理は、全ての符号化ブロックBnに属するパーティションPi nに対する処理が完了するまで繰り返し実施される(ステップST31)。
上記実施の形態1では、動画像符号化装置の可変長符号化部13が、符号化対象のパーティションにおけるイントラ予測パラメータを可変長符号化するものを示したが、符号化対象のパーティションにおけるイントラ予測パラメータが、そのパーティションと隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータと同じであるか否かを示すイントラマージフラグを可変長符号化するとともに、そのイントラ予測パラメータが同じであれば、その隣接しているパーティションを特定するイントラマージディレクションを可変長符号化し、そのイントラ予測パラメータが同じでなければ、符号化対象のパーティションにおけるイントラ予測パラメータを可変長符号化するようにしてもよい。
また、可変長符号化部13は、そのイントラマージフラグが、同じイントラ予測パラメータである旨を示す場合、隣接しているパーティションの中で、どのパーティションのイントラ予測パラメータと同じであるかを示すイントラマージディレクションを可変長符号化する。
一方、そのイントラマージフラグが、同じイントラ予測パラメータでない旨を示す場合、図12(B)に示すように、符号化対象のパーティションPi nにおけるイントラ予測パラメータを可変長符号化する(この場合、上記実施の形態1と同様の符号化となる)。
図13(B)に示すように、隣接パーティションとして、左側のパーティションと、左上側のパーティションと、上側のパーティションとを候補に挙げて、3つの候補の中のどれと同じであるかを示すフラグとして構成することもできる。
当然ながら、対象となる隣接パーティション同士のイントラ予測パラメータが全て同じである場合には、イントラマージディレクションを符号化する必要がない。そのため、このような場合には、図12(D)に示すように、イントラマージディレクションを符号化しないように構成してもよい。
また、上側又は左側に隣接するパーティションが複数ある場合には、例えば、左上方向から遠ざかる方向にパーティションをスキャンし、イントラ予測モードで符号化されている最初のパーティションをそれぞれ上側又は左側の隣接パーティションとするように構成することができる。
即ち、NumN<NumCの場合、符号化対象のパーティションPi nの複数の方向性予測の予測方向ベクトルの中から、代表的な予測方向ベクトルを隣接パーティションにおける選択可能なイントラ予測方向の1つと対応させることにより、イントラ予測パラメータが一致しているか否かを判断する。
この場合、図12(C)に示すように、イントラ予測パラメータが一致していると判断された場合には、さらに、対応させた複数のイントラ予測方向のうち、いずれが符号化対象のパーティションPi nで選択されたかを示すイントラ予測方向残差パラメータを符号化する。
この場合には、イントラ予測方向残差パラメータを符号化する必要がない。
イントラ予測モードは、符号化対象画像のテクスチャに依存した方向性を持つと考えられるため、局所的には類似の予測モードが出やすい。従って、イントラマージフラグとイントラマージディレクションを用いて、イントラ予測パラメータを符号化することにより、より少ない情報量でイントラ予測パラメータを符号化することができる。
また、可変長復号部21は、そのイントラマージフラグが、同じイントラ予測パラメータである旨を示す場合、隣接しているパーティションの中で、どのパーティションのイントラ予測パラメータと同じであるかを示すイントラマージディレクションを可変長復号する。
一方、そのイントラマージフラグが、同じイントラ予測パラメータでない旨を示す場合、図12(B)に示すように、復号対象のパーティションPi nにおけるイントラ予測パラメータを可変長復号する(この場合、上記実施の形態1と同様の復号となる)。
あるいは、図13(B)に示すように、隣接パーティションとして、左側のパーティションと、左上側のパーティションと、上側のパーティションとが候補に挙げられる場合、3つの候補の中のどれと同じであるかを示すフラグとなる。
当然ながら、対象となる隣接パーティション同士のイントラ予測パラメータが全て同じである場合には、イントラマージディレクションを復号する必要がない。そのため、このような場合には、図12(D)に示すように、イントラマージディレクションを復号しないようにしてもよい。
また、上側又は左側に隣接するパーティションが複数ある場合には、例えば、左上方向から遠ざかる方向にパーティションをスキャンし、イントラ予測モードで符号化されている最初のパーティションをそれぞれ上側又は左側の隣接パーティションとするようにしてもよい。
即ち、NumN<NumCの場合、復号対象のパーティションPi nの複数の方向性予測の予測方向ベクトルの中から、代表的な予測方向ベクトルを隣接パーティションにおける選択可能なイントラ予測方向の1つと対応させることにより、イントラ予測パラメータが一致しているか否かを判断する。
この場合、図12(C)に示すように、イントラ予測パラメータが一致していると判断された場合には、さらに、対応させた複数のイントラ予測方向のうち、いずれが復号対象のパーティションPi nで選択されたかを示すイントラ予測方向残差パラメータを符号化する。
この場合には、イントラ予測方向残差パラメータを復号する必要がない。
このように構成すれば、この実施の形態2の動画像符号化装置で符号化されたイントラ予測パラメータを好適に復号することができる。
当然、本実施の形態2による可変長符号化・復号手段は、当該処理対象パーティションやその隣接するパーティションが本実施の形態1で説明した上位階層のイントラ予測画像の一部を切り出す予測モードでない場合にも適用することができる。
Claims (7)
- 階層的に分割された各々の符号化ブロックに対応する符号化モードを可変長符号化して、上記符号化モードの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する可変長符号化手段を備え、
上記可変長符号化手段は、上記符号化モードの他に、上記符号化モードに対応する予測処理を実施して予測画像を生成する際に用いられるイントラ予測パラメータを可変長符号化して、上記イントラ予測パラメータの符号化データを上記ビットストリームに多重化する場合、上記分割されたパーティションの上または左に隣接するパーティションが複数存在する場合には、左上から遠ざかる方向に向かって最初のパーティションをそれぞれ上および左に隣接するパーティションとし、当該パーティションにおけるイントラ予測パラメータが、当該パーティションの上または左に隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータと同じであるか否かを示すイントラマージフラグを可変長符号化するとともに、上記当該パーティションにおけるイントラ予測パラメータが当該パーティションの上または左に隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータと同じであれば、上記上および左のいずれに隣接しているパーティションのイントラ予測パラメータと同じであるかを特定するイントラマージディレクションを可変長符号化し、上記当該パーティションにおけるイントラ予測パラメータが当該パーティションの上または左に隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータと同じでなければ、当該パーティションにおけるイントラ予測パラメータを可変長符号化する
ことを特徴とする動画像符号化装置。 - 予測処理の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定し、利用可能な1以上の符号化モードの中から、階層的に分割される各々の符号化ブロックに対応する符号化モードを選択する符号化制御手段と、
入力画像を上記符号化制御手段により決定された最大サイズの符号化ブロックに分割するとともに、上記符号化制御手段により決定された上限の階層数に至るまで、上記符号化ブロックを階層的に分割するブロック分割手段と、
上記ブロック分割手段により分割された符号化ブロックに対して、上記符号化制御手段により選択された符号化モードに対応する予測処理を実施することで予測画像を生成する予測画像生成手段と、
上記ブロック分割手段により分割された符号化ブロックと上記予測画像生成手段により生成された予測画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、
上記差分画像生成手段により生成された差分画像を圧縮し、上記差分画像の圧縮データを出力する画像圧縮手段と、
上記画像圧縮手段から出力された圧縮データ及び上記符号化制御手段により選択された符号化モードを可変長符号化して、上記圧縮データ及び上記符号化モードの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する可変長符号化手段とを備え、
上記可変長符号化手段は、上記符号化モードの他に、上記符号化モードに対応する予測処理を実施して予測画像を生成する際に用いられるイントラ予測パラメータを可変長符号化して、上記イントラ予測パラメータの符号化データを上記ビットストリームに多重化する場合、上記分割されたパーティションにおけるイントラ予測パラメータが、上記パーティションと隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータと同じであるか否かを示すイントラマージフラグを可変長符号化するとともに、上記イントラ予測パラメータが同じであれば、上記隣接しているパーティションを特定するイントラマージディレクションを可変長符号化し、上記イントラ予測パラメータが同じでなければ、上記分割されたパーティションにおけるイントラ予測パラメータを可変長符号化し、
上記予測画像生成手段は、上記符号化制御手段により選択された符号化モードがイントラ予測モードである場合、上記ブロック分割手段により分割された符号化ブロックに隣接している画素、または、上記符号化ブロックの上位階層の符号化ブロックに隣接している画素を用いるフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する
ことを特徴とする動画像符号化装置。 - 上記符号化制御手段は、上記ブロック分割手段により分割された符号化ブロックが更にパーティションに分割される場合、各々のパーティションが属している符号化ブロックに対応する符号化モード又は各々のパーティションに対応する符号化モードを選択し、
上記予測画像生成手段は、上記符号化制御手段により選択された符号化モードがイントラ予測モードである場合、上記ブロック分割手段により分割されたパーティションに隣接している画素、または、上記パーティションの上位階層のパーティションに隣接している画素を用いるフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の動画像符号化装置。 - 上位階層の符号化ブロック又はパーティションが存在している場合、利用可能な1以上の符号化モードの中に、上位階層の符号化ブロック又はパーティションに隣接している画素を用いるイントラ符号化モードが用意されており、
上記予測画像生成手段は、上記符号化制御手段により上記イントラ符号化モードが選択された場合、上記ブロック分割手段により分割された符号化ブロック又はパーティションの上位階層の符号化ブロック又はパーティションに隣接している画素を用いるフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する
ことを特徴とする請求項3記載の動画像符号化装置。 - ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、階層的に分割されている符号化ブロックに係る符号化データを特定し、各々の符号化データから符号化ブロックに係る符号化モードを可変長復号する可変長復号手段と、
上記可変長復号手段により特定された符号化ブロックに対して、上記符号化モードに対応する予測処理を実施することで予測画像を生成する予測画像生成手段と、
上記可変長復号手段により特定された符号化ブロックに係る符号化データを復号したデータから生成された圧縮前の差分画像と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像とを加算して復号画像を生成する復号画像生成手段とを備え、
上記可変長復号手段は、パーティションに係る符号化データから、当該パーティションと隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータが同じであるか否かを示すイントラマージフラグを可変長復号するとともに、上記イントラマージフラグが、当該パーティションと上記隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータが同じである旨を示す場合、上記符号化データから上記隣接しているパーティションを特定するイントラマージディレクションを可変長復号し、上記イントラマージフラグが、当該パーティションと上記隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータが同じでない旨を示す場合、上記符号化データから当該パーティションにおけるイントラ予測パラメータを可変長復号し、
上記予測画像生成手段は、上記可変長復号手段により可変長復号された符号化モードがイントラ予測モードである場合、上記可変長復号手段により特定された符号化ブロックに隣接している画素、または、上記符号化ブロックの上位階層の符号化ブロックに隣接している画素を用いるフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する
ことを特徴とする動画像復号装置。 - 上記可変長復号手段は、階層的に分割されている符号化ブロックが更にパーティションに分割されている場合、ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、上記パーティションに係る符号化データを特定して、上記符号化データからパーティションに係る圧縮データ及び符号化モードを可変長復号し、
上記予測画像生成手段は、上記可変長復号手段により可変長復号された符号化モードがイントラ予測モードである場合、上記パーティションに隣接している画素、または、上記パーティションの上位階層のパーティションに隣接している画素を用いるフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する
ことを特徴とする請求項5記載の動画像復号装置。 - 予測処理の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定し、利用可能な1以上の符号化モードの中から、階層的に分割される各々の符号化ブロックに対応する符号化モードを選択する工程と、
入力画像を上記最大サイズの符号化ブロックに分割するとともに、上記上限の階層数に至るまで、上記符号化ブロックを階層的に分割する工程と、
分割された上記符号化ブロックに対して、選択された上記符号化モードに対応する予測処理を実施することで予測画像を生成する工程と、
分割された上記符号化ブロックと上記予測画像との差分画像を生成する工程と、
上記差分画像を圧縮して得られる圧縮データを出力する工程と、
上記圧縮データ及び選択された上記符号化モードを可変長符号化して、上記圧縮データ及び上記符号化モードの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する工程と、
上記符号化モードに対応する予測処理を実施して予測画像を生成する際に用いられるイントラ予測パラメータを可変長符号化して、上記イントラ予測パラメータの符号化データを上記ビットストリームに多重化する場合、上記分割されたパーティションにおけるイントラ予測パラメータが、上記パーティションと隣接しているパーティションにおけるイントラ予測パラメータと同じであるか否かを示すイントラマージフラグを可変長符号化するとともに、上記イントラ予測パラメータが同じであれば、上記隣接しているパーティションを特定するイントラマージディレクションを可変長符号化し、上記イントラ予測パラメータが同じでなければ、上記分割されたパーティションにおけるイントラ予測パラメータを可変長符号化する工程とを備え、
上記予測画像を生成する工程において、選択された上記符号化モードがイントラ予測モードである場合、分割された上記符号化ブロックに隣接している画素、または、上記符号化ブロックの上位階層の符号化ブロックに隣接している画素を用いるフレーム内予測処理を実施することで上記予測画像を生成する
ことを特徴とする動画像符号化方法。
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