JP6253564B2 - Image encoding device, image decoding device, image encoding method, image decoding method, image encoding program, and image decoding program - Google Patents

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Description

本発明は,画像符号化・復号技術に関し,特に従来の画面内予測符号化・復号よりも演算量を大幅に削減する画像符号化装置,画像復号装置,画像符号化方法,画像復号方法,画像符号化プログラムおよび画像復号プログラムに関するものである。   The present invention relates to an image encoding / decoding technique, and in particular, an image encoding device, an image decoding device, an image encoding method, an image decoding method, an image decoding method, and the like that significantly reduce the amount of calculation compared to conventional intra prediction encoding / decoding. The present invention relates to an encoding program and an image decoding program.

映像符号化国際標準であるH.264では,ブロック間の画素相関を利用して符号化での圧縮率を向上させるため,画面内予測符号化が行われている(非特許文献1参照)。この画面内予測は,いくつかの画素をまとめたブロック単位で行われ,輝度信号に対して,4×4,8×8,16×16の3種類のブロックサイズが利用可能になっている。また,各ブロックサイズでは,それぞれ複数の予測モードが選択可能になっている。   H. is the international standard for video coding. In H.264, intra prediction encoding is performed in order to improve the compression rate in encoding using pixel correlation between blocks (see Non-Patent Document 1). This intra-screen prediction is performed in units of blocks in which several pixels are grouped, and three types of block sizes of 4 × 4, 8 × 8, and 16 × 16 can be used for the luminance signal. In each block size, a plurality of prediction modes can be selected.

このH.264では,画面内予測の際に外挿予測による方法を用いているが,それによる予測効率が悪いという問題がある。これを解決するため,全画面に対しデブロッキングフィルタによりブロック歪みを抑えることが行われており,演算量が多くなっている。   This H. In H.264, a method based on extrapolation prediction is used for intra prediction, but there is a problem that prediction efficiency is poor. In order to solve this problem, block distortion is suppressed by a deblocking filter for the entire screen, which increases the amount of calculation.

また,画面内予測における符号化効率を向上させる手法として,非特許文献2に記載されている技術が知られている。この技術は,画面内予測において符号化対象ブロックに対し,符号化済み領域から誤差の小さいブロックを探索し,それに対する予測誤差を用いて符号化を行う手法である。   As a technique for improving the coding efficiency in intra prediction, a technique described in Non-Patent Document 2 is known. This technique is a method of searching for a block with a small error from a coded region and coding using a prediction error for the block to be coded in intra prediction.

図22は,従来技術による画面内予測符号化処理の例を示すフローチャートである。非特許文献2の画面内予測符号化では,まず,符号化対象の画像を同じサイズのN個のブロック1〜Nに分割する(ステップS301)。次に,最初のブロック1について画面内予測符号化を行う(ステップS302)。続いて,ブロック2以降の符号化では,符号化済みの領域から予測誤差の小さいブロックを参照画像として,画面間予測符号化を行い,その参照画像への動きベクトル情報と予測誤差を符号化する(ステップS303)。このステップS303の処理を最後のブロックNまで繰り返す。   FIG. 22 is a flowchart showing an example of intra prediction encoding processing according to the prior art. In the intra prediction encoding of Non-Patent Document 2, first, an image to be encoded is divided into N blocks 1 to N having the same size (step S301). Next, intra prediction encoding is performed for the first block 1 (step S302). Subsequently, in coding after block 2, inter-frame prediction coding is performed using a block with a small prediction error from the coded region as a reference image, and motion vector information and a prediction error are coded on the reference image. (Step S303). The processing in step S303 is repeated until the last block N.

ITU-T Rec. H.264,“Advanced video coding for generic audiovisual services”, March 2005.ITU-T Rec. H.264, “Advanced video coding for generic audiovisual services”, March 2005. J. Yang, B. Yin, and N. Zhang,“A block-matching based intra frame prediction for H.264/AVC ”,in Proceedings of IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME '06), pp. 705-708, Toronto, Canada, July 2006.J. Yang, B. Yin, and N. Zhang, “A block-matching based intra frame prediction for H.264 / AVC”, in Proceedings of IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME '06), pp. 705- 708, Toronto, Canada, July 2006.

非特許文献2の技術は符号化効率向上のための手法ではあるが,同じパターンが繰り返される領域では予測誤差の発生を抑えることができるため,量子化誤差も小さくなりやすい。そのため,デブロッキングフィルタの処理量を減らすことができると考えられる。   Although the technique of Non-Patent Document 2 is a technique for improving the coding efficiency, since a prediction error can be suppressed in a region where the same pattern is repeated, the quantization error tends to be small. Therefore, it is considered that the processing amount of the deblocking filter can be reduced.

しかし,上記の方法では,各ブロックに対する参照ブロックの相対位置を表すオフセットベクトル情報を復号側に対して送る必要があるため,復号側でも参照ブロック情報の復号のための演算が発生することとなり,その結果,演算量が多いままになっているという問題がある。   However, in the above method, since it is necessary to send the offset vector information indicating the relative position of the reference block to each block to the decoding side, an operation for decoding the reference block information occurs also on the decoding side. As a result, there is a problem that the amount of computation remains large.

本発明は,上記問題点の解決を図り,符号化効率の低下を抑制しつつ,符号化演算量および復号演算量を削減することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and reduce the amount of encoding operation and the amount of decoding operation while suppressing a decrease in encoding efficiency.

本発明は,上記課題を解決するため,入力画像を圧縮符号化するにあたって,以下の処理を行う。
(1)入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割し,ブロック内の相対位置が同じサブブロックを集めて,それぞれ同じサイズの分割画像を生成する。
(2)分割画像の少なくとも一つ以上を画面内予測符号化する。ここでの画面内予測符号化は,分割画像を画面単位として行う画面内予測による符号化である。
(3)画面内予測符号化された分割画像以外の分割画像について,該分割画像と符号化済みの分割画像との原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを符号化済み分割画像に施した画像を参照画像として,画面間予測符号化を行う。ここでの画面間予測符号化は,各分割画像を画面単位として行う画面間予測による符号化である。この画面間予測符号化では,画面間予測符号化済みの分割画像が存在する場合に,その画面間予測符号化済みの分割画像に所定のフィルタを施した画像を画面間予測符号化に用いる参照画像とすることがある。
In order to solve the above problems, the present invention performs the following processing when compressing and encoding an input image.
(1) The input image is divided into blocks of n × m pixels, and each divided block is divided into sub-blocks of n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 <n, 1 ≦ m 1 <m). , Sub-blocks having the same relative position in the block are collected, and divided images of the same size are generated.
(2) At least one of the divided images is subjected to intra prediction encoding. Here, the intra prediction encoding is encoding by intra prediction performed in units of divided images.
(3) For a divided image other than the divided image that has been subjected to intra prediction encoding, a predetermined filter determined by the relative position of the divided image and the encoded divided image on the original image is applied to the encoded divided image. Inter-screen predictive coding is performed using the processed image as a reference image. The inter-screen prediction encoding here is encoding by inter-screen prediction performed with each divided image as a screen unit. In this inter-screen predictive coding, when there is a divided image that has been subjected to inter-screen predictive coding, an image obtained by applying a predetermined filter to the divided image that has undergone inter-screen predictive coding is used for inter-screen predictive coding. May be an image.

さらに,上記発明の一態様として,画面間予測符号化では,画面内予測符号化された分割画像以外の分割画像について,少なくとも一つ以上は符号化を行わず,それ以外の分割画像についての符号化だけを行うようにすることもできる。また,上記発明の別の一態様として,分割画像生成時には,少なくとも一つ以上の分割画像を生成せず,生成された分割画像についてのみ符号化を行うようにすることもできる。   Furthermore, as one aspect of the above-described invention, in inter-screen predictive coding, at least one or more of the divided images other than the divided image that has been subjected to intra-screen predictive coding is not coded. It is also possible to perform only conversion. As another aspect of the invention, when generating a divided image, at least one or more divided images are not generated, and only the generated divided image is encoded.

また,本発明は,圧縮符号化された画像の符号化データを復号するにあって,以下の処理を行う。
(1)画像符号化装置が,入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割し,ブロック内の相対位置が同じサブブロックを集めて,それぞれ同じサイズの分割画像を生成して符号化した,符号化データを入力する。
(2)入力した符号化データから,分割画像の少なくとも一つ以上を画面内予測復号する。
(3)画面内予測復号された分割画像以外の分割画像について,該分割画像と復号済みの分割画像との原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを復号済み分割画像に施した画像を参照画像として,画面間予測復号を行う。
(4)画面内予測復号および画面間予測復号によって復号された分割画像から復号画像を構成する。
上記画面間予測復号では,画面間予測復号済みの分割画像が存在する場合に,その画面間予測復号済みの分割画像に所定のフィルタを施した画像を画面間予測復号に用いる参照画像とすることがある。
Further, the present invention performs the following processing in decoding the encoded data of the compression-encoded image.
(1) The image encoding device divides the input image into blocks of n × m pixels, and each divided block is n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 <n, 1 ≦ m 1 <m) The sub-block is divided into sub-blocks, sub-blocks having the same relative position in the block are collected, and divided data having the same size is generated and encoded, and encoded data is input.
(2) Intra-screen predictive decoding is performed on at least one of the divided images from the input encoded data.
(3) An image obtained by subjecting a decoded divided image to a predetermined filter determined by a relative position on the original image between the divided image and the decoded divided image, for a divided image other than the divided image that has been subjected to intra-screen prediction decoding. Inter-screen predictive decoding is performed as a reference image.
(4) A decoded image is configured from the divided images decoded by intra prediction decoding and inter prediction decoding.
In the inter-screen predictive decoding, when there is a divided image that has undergone inter-screen predictive decoding, an image obtained by performing a predetermined filter on the divided image that has undergone inter-screen predictive decoding is used as a reference image for inter-screen predictive decoding. There is.

さらに,上記発明の一態様として,画面内予測復号された分割画像以外の分割画像の少なくとも一つ以上を,復号済みの分割画像の画素情報を用いて補間により生成するようにすることもできる。   Furthermore, as one aspect of the present invention, at least one or more of the divided images other than the divided image subjected to intra-screen prediction decoding can be generated by interpolation using the pixel information of the decoded divided image.

本発明の作用を,従来技術と対比して説明する。   The operation of the present invention will be described in comparison with the prior art.

非特許文献2の技術においては,符号化対象画像が符号化済み画像を参照画像として用いるために,その相対位置を表すオフセットベクトルを符号化している。したがって,それを復号するための演算量が発生する。   In the technique of Non-Patent Document 2, the encoding target image uses an encoded image as a reference image, and an offset vector representing the relative position is encoded. Therefore, a calculation amount for decoding it is generated.

これに対し,本発明では,非特許文献2の技術に対し,オフセットベクトルを送らず,代わりに画素または画素群の相対位置によるフィルタを符号化済み分割画像に施すことで参照画像を生成する。相対位置情報により予測効率の高い参照画像を作成するので,復号側では,ベクトル情報の復号の必要がなくなり,復号演算量を削減することができる。   On the other hand, in the present invention, a reference image is generated by sending a filter based on the relative position of a pixel or a pixel group to the encoded divided image instead of sending an offset vector, in contrast to the technique of Non-Patent Document 2. Since a reference image with high prediction efficiency is created based on the relative position information, the decoding side does not need to decode vector information, and the amount of decoding calculation can be reduced.

すなわち,本発明では,符号化対象画像は,符号化済み画像と参照画像間のオフセットベクトルを必要としないため,その復号の演算量が発生しない。分割画像の生成方法により,符号化対象画像の画素(または画素群,以下同様)は,符号化済み画像の画素に対して空間方向に一定距離かつ一定方向にずれた隣接画素になるため,符号化済み画像を一意に定めてしまえば相対位置を表すオフセットベクトル情報を送る必要がなくなる。これにより,相対位置によって定まるフィルタを符号化済み画像に施すことで予測効率の高い参照画素を生成できる。したがって,本発明は,符号化効率を下げることなく演算量を削減することができる。   That is, in the present invention, since the encoding target image does not require an offset vector between the encoded image and the reference image, the amount of calculation for decoding does not occur. Depending on the generation method of the divided image, the pixel (or pixel group, the same shall apply hereinafter) of the encoding target image becomes an adjacent pixel that is deviated from the pixel of the encoded image by a certain distance in the spatial direction and in a certain direction. If the digitized image is uniquely determined, there is no need to send offset vector information representing the relative position. Thus, a reference pixel with high prediction efficiency can be generated by applying a filter determined by the relative position to the encoded image. Therefore, the present invention can reduce the calculation amount without reducing the encoding efficiency.

また,外挿予測を用いた非特許文献1の画面内符号化よりも内挿予測を用いた本発明の方が適切に予測を行える。より具体的には,非特許文献1の画面内符号化においては,画素値の予測に符号化済みの左方向または上方向の画素しか参照できないのに対し,本発明は,符号化済み分割画像を参照画像として予測誤差符号化を行う際,画素値予測に上下左右の画素を参照可能であるため,適切な画素を予測できる。この予測画素を求める際のフィルタは,ブロックの分割方法により定まるので,フィルタ情報をブロックごとに送る必要は発生しない。これにより,非特許文献1の画面内符号化に対し,画素予測が適切に行われ,予測効率が高くなる。このように,予測効率が高いことからデブロッキングフィルタも不要と考えられるため,その処理にかかる演算量も削減できる。   In addition, the present invention using interpolation prediction can perform prediction more appropriately than the intra-frame coding of Non-Patent Document 1 using extrapolation prediction. More specifically, in the intra-picture encoding of Non-Patent Document 1, only the leftward or upward pixel that has been encoded can be referred to for the prediction of the pixel value, whereas the present invention provides an encoded divided image. When the prediction error encoding is performed using the reference image as the reference image, it is possible to refer to the upper, lower, left, and right pixels in the pixel value prediction, so that an appropriate pixel can be predicted. Since the filter for obtaining the predicted pixel is determined by the block division method, it is not necessary to send the filter information for each block. Thereby, pixel prediction is appropriately performed with respect to the intra-screen coding of Non-Patent Document 1, and the prediction efficiency is increased. As described above, since the prediction efficiency is high, a deblocking filter is considered unnecessary, so that the amount of calculation required for the processing can be reduced.

また,本発明の一態様では,分割画像のいくつかについては,復号処理において大部分を占める情報源復号・逆DCT・デブロッキングフィルタなどの代わりに演算量が半分以下の補間演算を用いて復号するので,復号の演算量を削減することができる。   Further, in one aspect of the present invention, some of the divided images are decoded by using an interpolation operation with a calculation amount of half or less instead of information source decoding, inverse DCT, deblocking filter, and the like that occupy most of the decoding processing. As a result, the amount of decoding computation can be reduced.

すなわち,本発明の一態様では,一部の分割画像については符号化を行わないため,復号の際に,その分割画像についての復号演算量が削減される。なお,その符号化されない分割画像の画素に対しては補間を行う必要があるが,例えば線形補間のような補間を行うことで,画素の相関が強い画像に対しては,すべての分割画像を符号化・復号する場合よりも演算量を抑えることができる。   That is, in one aspect of the present invention, since some of the divided images are not encoded, the decoding calculation amount for the divided images is reduced at the time of decoding. In addition, although it is necessary to interpolate the pixels of the non-encoded divided image, for example, by performing interpolation such as linear interpolation, all the divided images are added to an image having a strong pixel correlation. The amount of calculation can be suppressed as compared with the case of encoding / decoding.

また,本発明の別の一態様では,すべての分割画像を生成し,そのすべての分割画像を符号化する代わりに,少なくとも一つ以上の分割画像の生成を行わずに,生成された分割画像についてのみ符号化を行うため,分割画像生成,および符号化の際の演算量,および必要メモリを削減できる。なお,生成されず符号化されない分割画像の画素に対しては補間を行う必要があるが,それには前記の線形補間などを用いることができる。   In another aspect of the present invention, instead of generating all the divided images and encoding all the divided images, the generated divided images are generated without generating at least one or more divided images. Since encoding is performed only for the, it is possible to reduce the amount of computation and the required memory when generating and encoding divided images. In addition, although it is necessary to perform interpolation on the pixels of the divided image that is not generated and encoded, the linear interpolation described above can be used for this.

本発明によれば,従来の画面内予測符号化に対し,符号化効率の低下を抑制しつつ,符号化演算量および復号演算量を削減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the amount of encoding calculation and the amount of decoding calculation while suppressing a decrease in encoding efficiency as compared with the conventional intra prediction encoding.

画像符号化装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an image coding apparatus. 分割画像生成部による分割画像の生成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a production | generation of the division image by a division image generation part. 参照画像生成部による参照画像の生成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a production | generation of the reference image by a reference image generation part. 符号化対象画像の分割例を示す図である。It is a figure which shows the example of a division | segmentation of an encoding target image. 画像符号化処理の例1のフローチャートである。It is a flowchart of Example 1 of an image encoding process. 分割画像生成処理のフローチャートである。It is a flowchart of a divided image generation process. 画面間予測符号化処理のフローチャートである。It is a flowchart of a prediction encoding process between screens. 補間フィルタの適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application of an interpolation filter. 符号化対象画像の分割例と符号化対象の分割画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a division | segmentation example of an encoding target image, and the example of the division | segmentation image of encoding target. 画像符号化処理の例3のフローチャートである。It is a flowchart of Example 3 of an image encoding process. 画面間予測符号化処理のフローチャートである。It is a flowchart of a prediction encoding process between screens. 画像符号化処理の例4のフローチャートである。It is a flowchart of Example 4 of an image encoding process. 分割画像生成処理のフローチャートである。It is a flowchart of a divided image generation process. 画面間予測符号化処理のフローチャートである。It is a flowchart of a prediction encoding process between screens. 画像復号装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an image decoding apparatus. 画像復号処理の例1のフローチャートである。It is a flowchart of Example 1 of an image decoding process. 画像復号処理の例2のフローチャートである。It is a flowchart of Example 2 of an image decoding process. 画面間補間部による分割画像の補間の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interpolation of the divided image by the inter-screen interpolation part. 画面内補間の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interpolation in a screen. 画像符号化装置をソフトウェアプログラムを用いて実現する場合のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware structural example in the case of implement | achieving an image coding apparatus using a software program. 画像復号装置をソフトウェアプログラムを用いて実現する場合のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 25 is a diagram illustrating a hardware configuration example when an image decoding device is realized using a software program. 従来技術による画面内予測符号化処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the prediction encoding process in a screen by a prior art.

以下,本発明の実施の形態について,図面を用いながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔画像符号化装置〕
図1は,画像符号化装置の構成例を示す図である。画像符号化装置10は,分割画像生成部11,画面内予測符号化部12,画面間予測符号化部13,情報源符号化部14を備える。画面間予測符号化部13は,参照画像生成部131,予測誤差算出部132,予測誤差符号化部133,画像復号部134を備える。なお,参照画像生成部131が画面内予測符号化部12で符号化した分割画像だけを用いて参照画像を生成する場合には,画像復号部134は設けなくてもよい。
[Image coding device]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image encoding device. The image encoding device 10 includes a divided image generation unit 11, an intra-screen prediction encoding unit 12, an inter-screen prediction encoding unit 13, and an information source encoding unit 14. The inter-screen prediction encoding unit 13 includes a reference image generation unit 131, a prediction error calculation unit 132, a prediction error encoding unit 133, and an image decoding unit 134. In addition, when the reference image generation unit 131 generates the reference image using only the divided image encoded by the intra-frame prediction encoding unit 12, the image decoding unit 134 may not be provided.

分割画像生成部11は,入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割し,ブロック内の相対位置が同じサブブロックを集めて,それぞれ同じサイズの分割画像を生成する。 The divided image generation unit 11 divides the input image into blocks of n × m pixels, and each of the divided blocks is a sub-unit of n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 <n, 1 ≦ m 1 <m). Dividing into blocks, sub-blocks having the same relative position in the block are collected, and divided images of the same size are generated.

図2は,分割画像生成部11による分割画像の生成例を示す図である。分割画像生成部11は,例えば図2(A)に示す原画像を入力画像として,この原画像を,図2(B)に示すように,それぞれがn×m画素のブロックMj(j=0,1,…,J)に分割する。次に,各ブロックMjを,図2(C)に示すように,n1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックBjk(k=0,1,…,K)に分割する。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of generation of divided images by the divided image generation unit 11. The divided image generation unit 11 uses, for example, the original image shown in FIG. 2A as an input image, and the original image is converted into a block Mj (j = 0) of n × m pixels as shown in FIG. 2B. , 1,..., J). Next, each block Mj, as shown in FIG. 2 (C), n 1 × m 1 pixels (where, 1 ≦ n 1 <n, 1 ≦ m 1 <m) sub-block Bjk (k = 0, and 1, ..., K).

次に,図2(D)に示すように,各ブロックMjから,ブロック内の相対位置が同じサブブロックBjkを集めて,それぞれ同じサイズの分割画像Pk(k=0,1,…,K)を生成する。分割画像P0は,サブブロックB00,B10,…,BJ0を集めたもの,分割画像P1は,サブブロックB01,B11,…,BJ1を集めたもの,…,分割画像PKは,サブブロックB0K,B1K,…,BJKを集めたものになる。   Next, as shown in FIG. 2D, sub-blocks Bjk having the same relative position in the block are collected from each block Mj, and divided images Pk (k = 0, 1,..., K) having the same size. Is generated. The divided image P0 is a collection of sub-blocks B00, B10,..., BJ0, the divided image P1 is a collection of sub-blocks B01, B11,. , ..., a collection of BJK.

画面内予測符号化部12は,分割画像生成部11によって生成された一番目の分割画像を画面内予測符号化する。ここでの画面内予測符号化は,現在の符号化対象となっている分割画像の画素情報だけを用いて符号化する符号化方法であり,他の分割画像を参照しないような符号化方法であれば,どのような符号化方法を用いてもよい。例えばH.264符号化方式におけるイントラ予測符号化などの方法を用いることができる。   The intra-screen prediction encoding unit 12 performs intra-screen prediction encoding on the first divided image generated by the divided image generation unit 11. The intra-screen predictive encoding here is an encoding method that uses only pixel information of the divided image that is the current encoding target, and does not refer to other divided images. Any encoding method may be used as long as it exists. For example, H.C. A method such as intra prediction encoding in the H.264 encoding scheme can be used.

画面間予測符号化部13は,分割画像生成部11によって生成された二番目以降の分割画像を画面間予測符号化する。ここでの画面間予測符号化は,現在の符号化対象となっている分割画像以外の符号化済み分割画像を参照画像として予測符号化する符号化方法である。   The inter-screen prediction encoding unit 13 performs inter-screen prediction encoding on the second and subsequent divided images generated by the divided image generation unit 11. The inter-screen predictive coding here is a coding method that performs predictive coding using a coded divided image other than the divided image that is the current coding target as a reference image.

画面間予測符号化部13における参照画像生成部131は,現在の符号化対象となっている分割画像と符号化済みの分割画像との原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを符号化済み分割画像に施すことにより参照画像を生成する。   The reference image generation unit 131 in the inter-screen prediction encoding unit 13 encodes a predetermined filter determined by the relative position on the original image of the divided image that is the current encoding target and the encoded divided image. A reference image is generated by applying to the already divided image.

図3は,参照画像生成部131による参照画像の生成例を示す図である。以下では,分割画像Piが符号化済みで,次に分割画像Pkを画面間予測符号化する場合の参照画像の生成例を説明する。分割画像Piに所属するサブブロックをBi,分割画像Pkに所属するサブブロックをBkと表す。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of reference image generation by the reference image generation unit 131. Hereinafter, an example of generating a reference image when the divided image Pi has been encoded and then the divided image Pk is subjected to inter-screen predictive encoding will be described. A sub-block belonging to the divided image Pi is represented as Bi, and a sub-block belonging to the divided image Pk is represented as Bk.

分割画像PiのサブブロックBiおよび分割画像PkのサブブロックBkの原画像における位置関係が,図3(A)のとおりであったとすると,図3(B)に示すように,サブブロックBkの周辺に位置するサブブロックBiを抽出する。この例では,1つのサブブロックBkに対して4個のサブブロックBiを抽出しているが,4個に限られない。次に,図3(C)に示すように,抽出した4個のサブブロックBiの画素値に,補間フィルタを適用して,サブブロックBk′の画素値を算出する。用いる補間フィルタのフィルタ係数は,原画像上でのサブブロックBiとサブブロックBkとの相対位置によってあらかじめ決められたものを用いる。なお,補間フィルタによる補間方法については,従来から種々の方法が知られており,どのような補間方法を用いて参照画像を生成してもよい。   Assuming that the positional relationship in the original image of the sub-block Bi of the divided image Pi and the sub-block Bk of the divided image Pk is as shown in FIG. 3A, as shown in FIG. The sub-block Bi located at is extracted. In this example, four sub-blocks Bi are extracted for one sub-block Bk, but the number is not limited to four. Next, as shown in FIG. 3C, the pixel value of the sub-block Bk ′ is calculated by applying an interpolation filter to the pixel values of the four extracted sub-blocks Bi. As the filter coefficient of the interpolation filter to be used, a filter coefficient determined in advance by the relative position between the sub-block Bi and the sub-block Bk on the original image is used. Various interpolation methods using an interpolation filter are conventionally known, and the reference image may be generated using any interpolation method.

このようにして補間により生成されたサブブロックBk′を集めたものを,分割画像Pkの画面間予測符号化に用いる参照画像とする。   A collection of sub-blocks Bk ′ generated by interpolation in this way is used as a reference image used for inter-frame prediction encoding of the divided image Pk.

予測誤差算出部132は,現在の符号化対象となっている分割画像の各画素値から参照画像生成部131により生成した参照画像の各画素値を減算し,予測誤差を算出する。予測誤差符号化部133は,算出された予測誤差について直交変換や量子化処理を施し,予測誤差を符号化する。   The prediction error calculation unit 132 subtracts each pixel value of the reference image generated by the reference image generation unit 131 from each pixel value of the divided image that is the current encoding target, and calculates a prediction error. The prediction error encoding unit 133 performs orthogonal transformation or quantization processing on the calculated prediction error, and encodes the prediction error.

情報源符号化部14は,画面内予測符号化部12および画面間予測符号化部13で符号化された分割画像の符号化情報をエントロピ符号化し,符号化データを出力する。   The information source encoding unit 14 entropy-encodes the encoded information of the divided images encoded by the intra prediction encoding unit 12 and the inter prediction encoding unit 13, and outputs encoded data.

画像復号部134は,画面間予測符号化部13により符号化された分割画像を他の分割画像の符号化における参照画像の生成に利用する場合に,符号化された分割画像の予測に用いた参照画像に符号化結果の予測誤差を加算することにより分割画像を復号し,参照画像生成部131に送る。なお,予測誤差符号化部133で,予測誤差を直交変換,量子化している場合には,画像復号部134は,予測誤差符号化部133の出力に,逆量子化,逆直交変換を施した後に,参照画像の画素値を加算して分割画像を復号する。   The image decoding unit 134 is used to predict the encoded divided image when the divided image encoded by the inter-screen predictive encoding unit 13 is used for generating a reference image in encoding of another divided image. The divided image is decoded by adding the prediction error of the encoding result to the reference image and sent to the reference image generation unit 131. When the prediction error is orthogonally transformed and quantized by the prediction error encoding unit 133, the image decoding unit 134 performs inverse quantization and inverse orthogonal transformation on the output of the prediction error encoding unit 133. Later, the pixel values of the reference image are added to decode the divided image.

〔画像符号化処理の例1〕
次に,画像符号化処理の流れを具体例に従って説明する。
[Example 1 of image encoding process]
Next, the flow of image encoding processing will be described according to a specific example.

図4に,符号化対象画像の分割例を示す。以下で説明する例では,分割画像生成部11は,符号化対象である入力画像の1フレームを,図4に示すように,2×2画素のブロックM0,M1,…,MJに分割するものとする。さらに,各ブロックM0,M1,…,MJを,1画素ずつサブブロックB0,B1,B2,B3に分割するものとする。このようにして分割した各M0,M1,…,MJから,左上のサブブロックB0の画素を集めたものを分割画像P0とし,右上のサブブロックB1の画素を集めたものを分割画像P1とし,左下のサブブロックB2の画素を集めたものを分割画像P2とし,右下のサブブロックB3の画素を集めたものを分割画像P3とする。   FIG. 4 shows an example of division of the encoding target image. In the example described below, the divided image generation unit 11 divides one frame of an input image to be encoded into 2 × 2 pixel blocks M0, M1,..., MJ as shown in FIG. And Furthermore, each block M0, M1,..., MJ is divided into sub-blocks B0, B1, B2, and B3 pixel by pixel. From the M0, M1,..., MJ thus divided, a collection of pixels in the upper left sub-block B0 is a divided image P0, and a collection of pixels in the upper right sub-block B1 is a divided image P1. A collection of pixels in the lower left sub-block B2 is a divided image P2, and a collection of pixels in the lower right sub-block B3 is a divided image P3.

ここでは,2×2画素のブロックを1×1画素のサブブロック分割する例を説明するが,ブロックおよびサブブロックのサイズは,この例に限られるわけではなく,ブロックのサイズまたはサブブロックのサイズがもっと大きい場合にも,本発明を適用して同様に実施することができる。   Here, an example in which a 2 × 2 pixel block is divided into 1 × 1 pixel sub-blocks will be described, but the block and sub-block sizes are not limited to this example, and the block size or sub-block size is not limited to this example. Even when is larger, the present invention can be applied in the same manner.

図5は,画像符号化処理の例1のフローチャートである。まず,分割画像生成部11は,入力画像を図4に示すように,同じサイズのブロックM0〜MJに分割し,各ブロックの内の相対位置が同じ画素(サブブロック)を集めて,分割画像P0〜PKを生成する(ステップS10)。なお,図4の例では,K=3である。詳細については,図6を用いて後述する。   FIG. 5 is a flowchart of Example 1 of the image encoding process. First, the divided image generating unit 11 divides the input image into blocks M0 to MJ having the same size as shown in FIG. 4 and collects pixels (sub-blocks) having the same relative position in each block to obtain divided images. P0 to PK are generated (step S10). In the example of FIG. 4, K = 3. Details will be described later with reference to FIG.

次に,画面内予測符号化部12は,最初の分割画像P0について,従来の画面内予測符号化方法などを用いて,画面内予測符号化を行う(ステップS11)。   Next, the intra prediction encoding unit 12 performs intra prediction encoding for the first divided image P0 using a conventional intra prediction encoding method or the like (step S11).

分割画像P1以降の分割画像については,画面間予測符号化部13が,符号化済みの分割画像に,原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを施した画像を参照画像として,分割画像を単位とした画面間予測符号化を行い,予測誤差のみを符号化する(ステップS12)。詳細については,図7を用いて後述する。なお,分割画像P1以降の分割画像についても画面内予測符号化によって符号化を行ってもよい。   For the divided images after the divided image P1, the inter-screen predictive encoding unit 13 uses the image obtained by applying a predetermined filter determined by the relative position on the original image to the encoded divided image as a reference image. Inter-frame prediction encoding is performed in units of and only the prediction error is encoded (step S12). Details will be described later with reference to FIG. Note that the divided images after the divided image P1 may also be encoded by intra prediction encoding.

図6は,分割画像生成処理(図5のステップS10)のフローチャートである。分割画像生成部11は,入力画像を同じサイズのブロックMj(j=0,1,…,J)に分割する(ステップS101)。次に,各ブロックMjを,ブロック内の相対位置が同じ同一サイズのサブブロックBk(k=0,1,…,K)に分割する(ステップS102)。続いて,各k=0,1,…,Kに対し,ブロックM0〜MJ内のサブブロックBkだけを抽出し,これをブロックM0〜MJの順に配置し,分割画像Pkを生成する(ステップS103)。以上の処理を最後の分割画像PKの生成が終わるまで繰り返す(ステップS104)。   FIG. 6 is a flowchart of the divided image generation process (step S10 in FIG. 5). The divided image generation unit 11 divides the input image into blocks Mj (j = 0, 1,..., J) having the same size (step S101). Next, each block Mj is divided into sub-blocks Bk (k = 0, 1,..., K) having the same relative position within the block (step S102). Subsequently, for each k = 0, 1,..., K, only the sub-blocks Bk in the blocks M0 to MJ are extracted and arranged in the order of the blocks M0 to MJ to generate a divided image Pk (step S103). ). The above process is repeated until the last divided image PK is generated (step S104).

図7は,画面間予測符号化処理(図5のステップS12)のフローチャートである。k個の分割画像P0〜P(k−1)が符号化済みであったとする。画面間予測符号化部13は,符号化済みの分割画像P0〜P(k−1)のうちPi(0≦i≦k−1)に,原画像上の分割画像Pkの画素位置の補間フィルタを適用し,画像Pk′を生成する(ステップS121)。   FIG. 7 is a flowchart of the inter-screen predictive encoding process (step S12 in FIG. 5). Assume that k divided images P0 to P (k-1) have been encoded. The inter-screen prediction encoding unit 13 interpolates a pixel position of the divided image Pk on the original image into Pi (0 ≦ i ≦ k−1) among the encoded divided images P0 to P (k−1). Is applied to generate an image Pk ′ (step S121).

生成した画像Pk′を参照画像として,分割画像Pkの予測誤差符号化を行う(ステップS122)。以上の処理を最後の分割画像PKの画面間予測符号化が終わるまで繰り返す(ステップS123)。   Using the generated image Pk ′ as a reference image, prediction error encoding of the divided image Pk is performed (step S122). The above process is repeated until the inter-screen predictive coding of the last divided image PK is completed (step S123).

図4に示す入力画像の符号化では,まず,図5のステップS11で分割画像P0を画面内予測符号化した後,図7のステップS121で,参照画像生成部131により符号化済みの分割画像P0に対して,補間フィルタを適用して画像P1′を生成する。この補間フィルタとしては,例えばH.264の動き補償予測において1/2画素精度の予測信号の生成に用いる6タップFIRフィルタを用いることができる。   In the encoding of the input image shown in FIG. 4, first, the divided image P0 is subjected to intra-screen prediction encoding in step S11 of FIG. 5, and then the divided image that has been encoded by the reference image generation unit 131 in step S121 of FIG. An image P1 ′ is generated by applying an interpolation filter to P0. As this interpolation filter, for example, H.D. In the H.264 motion compensation prediction, a 6-tap FIR filter used for generating a prediction signal with 1/2 pixel accuracy can be used.

図8は,補間フィルタの適用例を示す図である。図8において,○で示した画素は,分割画像P0の整数位置画素である。□,△,◇で示した画素は,分割画像のP0の1/2位置画素である。分割画像P1の参照画像P1′は,P0の符号化画像の画素A,B,C,D,E,Fに対して,次式のような横方向半画素フィルタを適用し,図8に□で示したP0の1/2位置画素として算出する。   FIG. 8 is a diagram illustrating an application example of the interpolation filter. In FIG. 8, pixels indicated by ◯ are integer position pixels of the divided image P0. Pixels indicated by □, Δ, and ◇ are pixels located at 1/2 positions of P0 of the divided image. For the reference image P1 ′ of the divided image P1, a horizontal half-pixel filter as shown in the following equation is applied to the pixels A, B, C, D, E, and F of the encoded image of P0. The pixel is calculated as a half-position pixel of P0 shown in FIG.

1 =1/32{A−5B+20C+20D−5E+F}
図7のステップS122では,予測誤差算出部132が,分割画像P1の画素値と参照画像P1′の画素値との差分である予測誤差を算出し,予測誤差符号化部133が,その予測誤差を符号化する。
a 1 = 1/32 {A-5B + 20C + 20D-5E + F}
In step S122 of FIG. 7, the prediction error calculation unit 132 calculates a prediction error that is a difference between the pixel value of the divided image P1 and the pixel value of the reference image P1 ′, and the prediction error encoding unit 133 calculates the prediction error. Is encoded.

次の分割画像P2の符号化では,図7のステップS122において,参照画像生成部131が分割画像P2の参照画像P2′を生成する。参照画像P2′は,P0の符号化画像の画素A,G,H,I,J,Kに対して,次式のような縦方向半画素フィルタを適用し,図8に△で示したP0の1/2位置画素として算出する。   In the next encoding of the divided image P2, the reference image generation unit 131 generates a reference image P2 ′ of the divided image P2 in step S122 of FIG. For the reference image P2 ′, a vertical half-pixel filter such as the following equation is applied to the pixels A, G, H, I, J, and K of the encoded image of P0, and P0 indicated by Δ in FIG. Is calculated as a half-position pixel.

1 =1/32{A−5G+20H+20I−5J+K}
図7のステップS122では,分割画像P1の符号化と同様に,予測誤差算出部132および予測誤差符号化部133が,P2′を参照画像とする動きベクトル0の画面間予測により分割画像P2の予測誤差符号化を行う。
b 1 = 1/32 {A-5G + 20H + 20I-5J + K}
In step S122 of FIG. 7, similarly to the encoding of the divided image P1, the prediction error calculation unit 132 and the prediction error encoding unit 133 perform the inter-frame prediction of the motion vector 0 using P2 ′ as a reference image, Perform prediction error encoding.

また,分割画像P3の参照画像P3′は,P1′およびP2′で算出したP0の1/2位置画素の結果に対して,図7のステップS122において,次式のような半画素フィルタを適用し,図8に示した◇のように,右下方向に半画素ずれた画素を算出する。   Further, a reference pixel P3 ′ of the divided image P3 is applied with a half-pixel filter as shown in the following equation in step S122 of FIG. 7 with respect to the result of the half-position pixel P0 calculated by P1 ′ and P2 ′. Then, as shown by ◇ shown in FIG. 8, a pixel shifted by half a pixel in the lower right direction is calculated.

3 =1/64{a1 −5a2 +20a3 +20a4 −5a5 +a6
+1/64{b1 −5b2 +20b3 +20b4 −5b5 +b6
図7のステップS122では,分割画像P1,P2の符号化と同様に,予測誤差算出部132および予測誤差符号化部133が,P3′を参照画像とする動きベクトル0の画面間予測により分割画像P3の予測誤差符号化を行う。
c 3 = 1/64 {a 1 -5a 2 + 20a 3 + 20a 4 -5a 5 + a 6 }
+1/64 {b 1 -5b 2 + 20b 3 + 20b 4 -5b 5 + b 6 }
In step S122 of FIG. 7, similarly to the encoding of the divided images P1 and P2, the prediction error calculation unit 132 and the prediction error encoding unit 133 perform the divided image by inter-frame prediction of the motion vector 0 using P3 ′ as a reference image. P3 prediction error encoding is performed.

〔画像符号化処理の例2〕
画像符号化処理の例2は,参照画像の生成に,画面内予測符号化済みの画像だけではなく,画面間予測符号化済みの画像を用いる例である。この場合,画像復号部134は,予測誤差符号化部133が符号化した分割画像を復号し,参照画像生成部131が持つメモリに格納する。
[Example 2 of image encoding process]
Example 2 of image coding processing is an example in which not only an image that has been subjected to intra-frame predictive coding but also an image that has been subjected to inter-frame predictive coding is used to generate a reference image. In this case, the image decoding unit 134 decodes the divided image encoded by the prediction error encoding unit 133 and stores the decoded image in a memory included in the reference image generation unit 131.

前に説明した画像符号化処理の例1では,図4に示す入力画像における分割画像P3の画面間予測符号化において,符号化済み分割画像P0から参照画像P3′を生成したが,例2では,分割画像P2について前述した方法により画面間予測符号化を行った結果のP2の符号化画像を用いて,次式のようなフィルタ(c3 ,b1 〜b6 の位置は図8参照)を適用し,右方向に半画素ずれた画像P3′を生成する。 In the first example of the image encoding process described above, the reference image P3 ′ is generated from the encoded divided image P0 in the inter-frame prediction encoding of the divided image P3 in the input image shown in FIG. Using the P2 encoded image obtained as a result of performing the inter-picture predictive encoding on the divided image P2 by the above-described method, a filter such as the following equation (refer to FIG. 8 for the positions of c 3 and b 1 to b 6 ): Is applied to generate an image P3 ′ shifted by half a pixel in the right direction.

3 =1/32{b1 −5b2 +20b3 +20b4 −5b5 +b6
〔画像符号化処理の例3〕
画像符号化処理の例3では,分割画像P0〜PKのすべてを符号化するのではなく,前述した例1,2で符号化した画面間予測符号化対象の分割画像P1〜PKのうち,一部の分割画像は符号化しない。復号側では,符号化されなかった分割画像については,復号済みの分割画像から補間により生成する。
c 3 = 1/32 {b 1 -5b 2 + 20b 3 + 20b 4 -5b 5 + b 6 }
[Example 3 of image encoding process]
In the example 3 of the image encoding process, not all of the divided images P0 to PK are encoded, but one of the divided images P1 to PK to be subjected to the inter-picture predictive encoding encoded in the examples 1 and 2 described above. The partial divided image is not encoded. On the decoding side, the unencoded divided image is generated from the decoded divided image by interpolation.

図9に,符号化対象画像の分割例と符号化対象の分割画像の例を示す。分割画像生成部11は,図4の例と同様に,符号化対象である入力画像の1フレームを,2×2画素のブロックM0,M1,…,MJに分割し,さらに,各ブロックM0,M1,…,MJを,1画素ずつサブブロックB0,B1,B2,B3に分割する。   FIG. 9 shows an example of division of an encoding target image and an example of an encoding target divided image. Similarly to the example of FIG. 4, the divided image generation unit 11 divides one frame of the input image to be encoded into 2 × 2 pixel blocks M0, M1,..., MJ, and each block M0, M1,..., MJ are divided into sub-blocks B0, B1, B2, and B3 pixel by pixel.

このようにして各M0,M1,…,MJから,左上のサブブロックB0の画素を集めたものを分割画像P0とし,右上のサブブロックB1の画素を集めたものを分割画像P1とし,左下のサブブロックB2の画素を集めたものを分割画像P2とし,右下のサブブロックB3の画素を集めたものを分割画像P3とする。   In this way, from each of M0, M1,..., MJ, a collection of pixels in the upper left sub-block B0 is set as a divided image P0, and a set of pixels in the upper right sub-block B1 is set as a divided image P1. A collection of pixels of the sub-block B2 is a divided image P2, and a collection of pixels of the lower right sub-block B3 is a divided image P3.

図4の例では,分割画像P0,P1,P2,P3のすべてを符号化していたのに対し,この例では,分割画像P0を画面内予測符号化し,分割画像P0の符号化画像に補間フィルタを適用して分割画像P3の予測に用いる参照画像を生成し,分割画像P3を画面間予測符号化する。分割画像P1,P2については符号化しない。   In the example of FIG. 4, all of the divided images P0, P1, P2, and P3 are encoded. In this example, the divided image P0 is subjected to intra prediction encoding, and an interpolation filter is added to the encoded image of the divided image P0. Is applied to generate a reference image to be used for prediction of the divided image P3, and the divided image P3 is inter-screen predictively encoded. The divided images P1 and P2 are not encoded.

図10は,画像符号化処理の例3のフローチャートである。分割画像生成部11は,入力画像を同じサイズのブロックM0〜MJに分割し,各ブロックの内の相対位置が同じ画素(サブブロック)を集めて,分割画像P0〜PKを生成する(ステップS10′)。なお,ここで符号化しない分割画像の生成は省略することができる。   FIG. 10 is a flowchart of Example 3 of the image encoding process. The divided image generation unit 11 divides the input image into blocks M0 to MJ having the same size, collects pixels (subblocks) having the same relative position in each block, and generates divided images P0 to PK (step S10). ′). Note that generation of a divided image that is not encoded here can be omitted.

次に,画面内予測符号化部12は,最初の分割画像P0について,従来の画面内予測符号化方法などを用いて,画面内予測符号化を行う(ステップS11′)。   Next, the intra prediction encoding unit 12 performs intra prediction encoding for the first divided image P0 using a conventional intra prediction encoding method or the like (step S11 ′).

次に,画面間予測符号化部13は,分割画像P1〜PKのうち1枚以上については符号化を行わず,それ以外の分割画像について符号化を行う(ステップS12′)。図9の分割例の場合,画面間予測符号化部13は,分割画像P1,P2の符号化は行わず,分割画像P3の符号化だけを行う。ステップS12′の処理の詳細を以下に示す。   Next, the inter-screen prediction encoding unit 13 does not encode one or more of the divided images P1 to PK, and encodes the other divided images (step S12 ′). In the case of the division example of FIG. 9, the inter-screen prediction encoding unit 13 does not encode the divided images P1 and P2, but only encodes the divided image P3. Details of the process of step S12 ′ will be described below.

図11は,画面間予測符号化処理(図10のステップS12′)のフローチャートである。分割画像P1〜PKから符号化を行う分割画像をU枚選び,順にP1〜PUと置く(ステップS121′)。ただし,Uは,1≦U≦K−1の範囲内の所定値である。図9の分割例では,分割画像P1〜P3から1枚の分割画像P3を選び,その番号をP1と表す。   FIG. 11 is a flowchart of the inter-screen predictive encoding process (step S12 ′ in FIG. 10). U divided images to be encoded are selected from the divided images P1 to PK, and placed in order P1 to PU (step S121 ′). However, U is a predetermined value within the range of 1 ≦ U ≦ K−1. In the division example of FIG. 9, one divided image P3 is selected from the divided images P1 to P3, and the number is represented as P1.

次に,画面間予測符号化部13は,符号化済みの分割画像P0〜P(k−1)のうちPi(0≦i≦k−1)に,原画像上の分割画像Pkの画素位置の補間フィルタを適用し,画像Pk′を生成する(ステップS122′)。図9の分割例では,符号化済みの分割画像P0から原画像上の新たな分割画像P1(図9ではP3の位置)の画素位置の補間フィルタを適用し,画像P1′を生成することになる。この補間フィルタは,図8で説明した◇の画素値を求めるフィルタ,すなわちP0に対する1/2位置画素の画素値を算出する式を用いる。   Next, the inter-screen prediction encoding unit 13 sets the pixel position of the divided image Pk on the original image to Pi (0 ≦ i ≦ k−1) among the encoded divided images P0 to P (k−1). Is applied to generate an image Pk ′ (step S122 ′). In the division example of FIG. 9, an interpolation filter of the pixel position of a new divided image P1 (position P3 in FIG. 9) on the original image is applied from the encoded divided image P0 to generate an image P1 ′. Become. This interpolation filter uses a filter for obtaining the pixel value of ◇ described in FIG. 8, that is, an expression for calculating the pixel value of the 1/2 position pixel with respect to P0.

生成した画像Pk′を参照画像として,分割画像Pkの予測誤差符号化を行う(ステップS123′)。以上の処理を最後の分割画像PUの画面間予測符号化が終わるまで繰り返す(ステップS124′)。   Using the generated image Pk ′ as a reference image, prediction error encoding of the divided image Pk is performed (step S123 ′). The above processing is repeated until the inter-frame predictive coding of the last divided image PU is completed (step S124 ′).

〔画像符号化処理の例4〕
画像符号化処理の例4では,分割画像P0〜PKのすべてを生成するのではなく,0<L<Kのときに分割画像P0〜PLまでを生成して符号化を行い,例1,例2で符号化した画面間予測符号化対象の分割画像P1〜PKのうち,一部の分割画像は符号化しない。復号側では,符号化されなかった分割画像については,復号済みの分割画像から補間により生成する。
[Example 4 of image encoding process]
In Example 4 of the image encoding process, not all of the divided images P0 to PK are generated, but the divided images P0 to PL are generated and encoded when 0 <L <K. Among the divided images P1 to PK to be subjected to the inter-picture prediction encoding encoded in 2, some of the divided images are not encoded. On the decoding side, the unencoded divided image is generated from the decoded divided image by interpolation.

図9に,符号化対象画像の分割例と符号化対象の分割画像の例を示す。分割画像生成部11は,図4の例と同様に,符号化対象である入力画像の1フレームを,2×2画素のブロックM0,M1,…,MJに分割し,さらに,各ブロックM0,M1,…,MJを,1画素ずつサブブロックB0,B1,B2,B3に分割する。   FIG. 9 shows an example of division of an encoding target image and an example of an encoding target divided image. Similarly to the example of FIG. 4, the divided image generation unit 11 divides one frame of the input image to be encoded into 2 × 2 pixel blocks M0, M1,..., MJ, and each block M0, M1,..., MJ are divided into sub-blocks B0, B1, B2, and B3 pixel by pixel.

このようにして各M0,M1,…,MJから,左上のサブブロックB0の画素を集めたものを分割画像P0とし,右下のサブブロックB3の画素を集めたものを分割画像P3とする。   In this way, from M0, M1,..., MJ, a collection of pixels in the upper left sub-block B0 is referred to as a divided image P0, and a collection of pixels in the lower right sub-block B3 is referred to as a divided image P3.

例3では,分割画像P0,P1,P2,P3のすべてを生成することを可能としていたのに対し,この例4では,分割画像P0を画面内予測符号化し,分割画像P0の符号化画像に補間フィルタを適用して分割画像P3の予測に用いる参照画像を生成し,分割画像P3を画面間予測符号化する。分割画像P1,P2については生成も符号化もしない。   In Example 3, it is possible to generate all of the divided images P0, P1, P2, and P3. In Example 4, however, the divided image P0 is subjected to intra-screen predictive coding, and is converted into an encoded image of the divided image P0. A reference image used for prediction of the divided image P3 is generated by applying an interpolation filter, and the divided image P3 is subjected to inter-screen prediction encoding. The divided images P1 and P2 are neither generated nor encoded.

図12は,画像符号化処理の例4のフローチャートである。分割画像生成部11は,入力画像を同じサイズのブロックM0〜MJに分割し,各ブロックの内の相対位置が同じ画素(サブブロック)を集めて,分割画像P0〜PLを生成する(ステップS10″)。図9の分割例では,分割画像P1〜P3の中の1枚の分割画像P3を生成し,これをP1と表す。   FIG. 12 is a flowchart of Example 4 of the image encoding process. The divided image generation unit 11 divides the input image into blocks M0 to MJ having the same size, collects pixels (sub-blocks) having the same relative position in each block, and generates divided images P0 to PL (step S10). ″). In the division example of FIG. 9, one divided image P3 among the divided images P1 to P3 is generated, and this is represented as P1.

次に,画面内予測符号化部12は,最初の分割画像P0について,従来の画面内予測符号化方法などを用いて,画面内予測符号化を行う(ステップS11″)。   Next, the intra prediction encoding unit 12 performs intra prediction encoding on the first divided image P0 using a conventional intra prediction encoding method or the like (step S11 ″).

次に,画面間予測符号化部13は,分割画像P1〜PLについて符号化を行う(ステップS12″)。図9の分割例の場合,画面間予測符号化部13は,分割画像P1(図9ではP3の位置)の符号化だけを行う。   Next, the inter-screen prediction encoding unit 13 performs encoding on the divided images P1 to PL (step S12 ″). In the case of the division example in FIG. 9, the inter-screen prediction encoding unit 13 performs the divided image P1 (FIG. In FIG. 9, only the position P3) is encoded.

図13は,分割画像生成処理(図12のステップS10″)のフローチャートである。分割画像生成部11は,入力画像を同じサイズのブロックMj(j=0,1,…,J)に分割する(ステップS101″)。次に,各ブロックMjを,ブロック内の相対位置が同じ同一サイズのサブブロックBk(k=0,1,…,K)に分割する(ステップS102″)。続いて,各k=0,1,…,Kに対し,ブロックM0〜MJ内のL個までのサブブロックBl だけを抽出し,これをブロックM0〜MJの順に配置し,分割画像Pl を生成する(ステップS103″)。以上の処理を最後の分割画像PLの生成が終わるまで繰り返す(ステップS104″)。   13 is a flowchart of the divided image generation process (step S10 ″ in FIG. 12). The divided image generation unit 11 divides the input image into blocks Mj (j = 0, 1,..., J) having the same size. (Step S101 ″). Next, each block Mj is divided into sub-blocks Bk (k = 0, 1,..., K) having the same relative position in the block (step S102 ″). Subsequently, each k = 0, 1 ,..., K, only up to L sub-blocks Bl in the blocks M0 to MJ are extracted, arranged in the order of the blocks M0 to MJ, and a divided image Pl is generated (step S103 ″). The above processing is repeated until the generation of the last divided image PL is completed (step S104 ″).

次に,図12におけるステップS12″の処理の詳細を説明する。図14は,画面間予測符号化処理(図12のステップS12″)のフローチャートである。   Next, details of the process of step S12 ″ in FIG. 12 will be described. FIG. 14 is a flowchart of the inter-screen predictive encoding process (step S12 ″ of FIG. 12).

画面間予測符号化部13は,符号化済みの分割画像P0〜P(k−1)のうちPi(0≦i≦k−1)に,原画像上の分割画像Pkの画素位置の補間フィルタを適用し,画像Pk′を生成する(ステップS121″)。図9の分割例では,符号化済みの分割画像P0から原画像上の新たな分割画像P1(図9ではP3の位置)の画素位置の補間フィルタを適用し,画像P1′を生成することになる。この補間フィルタは,図8で説明した◇の画素値を求めるフィルタ,すなわちP0に対する1/2位置画素の画素値を算出する式を用いる。   The inter-screen prediction encoding unit 13 interpolates a pixel position of the divided image Pk on the original image into Pi (0 ≦ i ≦ k−1) among the encoded divided images P0 to P (k−1). Is applied to generate an image Pk ′ (step S121 ″). In the division example of FIG. 9, pixels of a new divided image P1 (position P3 in FIG. 9) on the original image from the encoded divided image P0. The position interpolation filter is applied to generate the image P1 ', which calculates the pixel value of the half position pixel with respect to P0, that is, the filter for obtaining the pixel value of ◇ described in FIG. Use the formula.

生成した画像Pk′を参照画像として,分割画像Pkの予測誤差符号化を行う(ステップS122″)。以上の処理を最後の分割画像PLの画面間予測符号化が終わるまで繰り返す(ステップS123″)。   Using the generated image Pk ′ as a reference image, prediction error encoding of the divided image Pk is performed (step S122 ″). The above processing is repeated until the inter-screen prediction encoding of the last divided image PL is completed (step S123 ″). .

〔画像復号装置〕
図15は,画像復号装置の構成例を示す図である。画像復号装置20は,符号化データ入力部21,情報源復号部22,画面内予測復号部23,画面間予測復号部24,復号画像構成部25を備える。画面間予測復号部24は,予測誤差復号部241,参照画像生成部242,復号画像算出部243を備える。また,復号画像構成部25は,符号化側で分割画像の一部を符号化しなかった場合に,その分割画像を復号済みの画像から補間によって生成する画面内補間部251を含むことがある。
[Image decoding device]
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of an image decoding device. The image decoding apparatus 20 includes an encoded data input unit 21, an information source decoding unit 22, an intra-screen prediction decoding unit 23, an inter-screen prediction decoding unit 24, and a decoded image configuration unit 25. The inter-screen prediction decoding unit 24 includes a prediction error decoding unit 241, a reference image generation unit 242, and a decoded image calculation unit 243. In addition, the decoded image configuration unit 25 may include an intra-screen interpolation unit 251 that generates the divided image from the decoded image by interpolation when a part of the divided image is not encoded on the encoding side.

画像復号装置20は,図1に示す画像符号化装置10により圧縮符号化された画像の符号化データを符号化データ入力部21により入力し,画像を復号する。情報源復号部22は,入力した符号化データをエントロピ復号する。   The image decoding device 20 receives the encoded data of the image compressed and encoded by the image encoding device 10 shown in FIG. 1 from the encoded data input unit 21 and decodes the image. The information source decoding unit 22 performs entropy decoding on the input encoded data.

画面内予測復号部23は,少なくとも一つ以上の分割画像の画面内予測により符号化された符号化データを画面内予測により復号する。画面間予測復号部24は,画面内予測復号された分割画像以外の分割画像について,画面間予測復号を行う。そのため,画面間予測復号部24の予測誤差復号部241は,必要に応じて逆量子化,逆直交変換などを行い,予測誤差を復号する。参照画像生成部242は,復号対象の分割画像と復号済みの分割画像との原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを復号済みの分割画像に施すことにより,参照画像を生成する。復号画像算出部243は,予測誤差復号部241の出力に,参照画像生成部242が生成した参照画像の画素値を加算することにより,復号画像の画素値を算出する。   The intra-screen prediction decoding unit 23 decodes the encoded data encoded by the intra-screen prediction of at least one divided image by the intra-screen prediction. The inter-screen predictive decoding unit 24 performs inter-screen predictive decoding on the divided images other than the divided images that have been subjected to intra-screen predictive decoding. Therefore, the prediction error decoding unit 241 of the inter-screen prediction decoding unit 24 performs inverse quantization, inverse orthogonal transformation, and the like as necessary to decode the prediction error. The reference image generation unit 242 generates a reference image by applying a predetermined filter determined by the relative position of the divided image to be decoded and the decoded divided image on the original image to the decoded divided image. The decoded image calculation unit 243 calculates the pixel value of the decoded image by adding the pixel value of the reference image generated by the reference image generation unit 242 to the output of the prediction error decoding unit 241.

復号画像構成部25は,画面内予測復号部23および画面間予測復号部24により復号された分割画像の各サブブロックを,原画像上の元の位置に配置することにより,復号画像を生成する。   The decoded image construction unit 25 generates a decoded image by arranging each sub-block of the divided image decoded by the intra prediction decoding unit 23 and the inter prediction decoding unit 24 at the original position on the original image. .

画面内補間部251は,符号化側で符号化されなかった分割画像がある場合に,その分割画像を復号済みの画像から補間によって生成する。   When there is a divided image that has not been encoded on the encoding side, the intra-screen interpolation unit 251 generates the divided image from the decoded image by interpolation.

〔画像復号処理の例1〕
図16は,画像復号処理の例1のフローチャートである。ここでは,符号化側で,入力画像を図2に示すように分割して符号化したデータを復号する場合の例を説明する。符号化側では,前述したように,入力サイズを同じサイズのブロックM0〜MJに分割し,各ブロックの内の相対位置が同じ画素(サブブロック)を集めて,分割画像P0〜PKを生成し,分割画像P0については画面内予測符号化により符号化し,分割画像P1〜PKについては分割画像を単位とした画面間予測符号化により符号化しているものとする。
[Example 1 of image decoding process]
FIG. 16 is a flowchart of Example 1 of the image decoding process. Here, an example will be described in which the encoding side decodes the data encoded by dividing the input image as shown in FIG. On the encoding side, as described above, the input size is divided into blocks M0 to MJ having the same size, and pixels (sub-blocks) having the same relative position in each block are collected to generate divided images P0 to PK. The divided image P0 is encoded by intra-screen predictive encoding, and the divided images P1 to PK are encoded by inter-screen predictive encoding in units of divided images.

画像復号装置20では,符号化データ入力部21で符号化データを入力すると,情報源復号部22で符号化データをエントロピ復号した後,まず,画面内予測復号部23が分割画像P0の符号化データを,従来の画面内予測復号方法などを用いて,画面内予測により復号する(ステップS20)。   In the image decoding device 20, when encoded data is input by the encoded data input unit 21, after the encoded data is entropy-decoded by the information source decoding unit 22, first, the intra-frame prediction decoding unit 23 encodes the divided image P 0. Data is decoded by intra prediction using a conventional intra prediction decoding method (step S20).

次に,分割画像P1以降の分割画像の符号化データについて,画面間予測復号部24が,復号済みの分割画像に,原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを施した画像を参照画像として,これに復号した予測誤差を加算することにより,分割画像を単位とした画面間予測復号を行う(ステップS21)。参照画像生成部242における参照画像の生成方法については,前述した画像符号化装置10における参照画像の生成方法とまったく同様である。復号画像構成部25は,復号した分割画像P0〜PKから全体の復号画像を生成する(ステップS22)。   Next, for the encoded data of the divided images after the divided image P1, the inter-screen predictive decoding unit 24 applies an image obtained by applying a predetermined filter determined by the relative position on the original image to the decoded divided image as a reference image. Then, by adding the decoded prediction error to this, inter-screen predictive decoding is performed in units of divided images (step S21). The reference image generation method in the reference image generation unit 242 is exactly the same as the reference image generation method in the image encoding device 10 described above. The decoded image construction unit 25 generates an entire decoded image from the decoded divided images P0 to PK (step S22).

〔画像復号処理の例2〕
次に,画像符号化装置10の画像符号化処理の例3で説明した処理により符号化した符号化データを復号する場合の例を説明する。この場合,分割画像P0については,画面内予測符号化により符号化されており,分割画像P1〜PKについては,その一部の分割画像のみが画面間予測により符号化されている。
[Example 2 of image decoding process]
Next, an example in which encoded data encoded by the process described in the image encoding process example 3 of the image encoding apparatus 10 is decoded will be described. In this case, the divided image P0 is encoded by intra prediction encoding, and only a part of the divided images P1 to PK is encoded by inter prediction.

図17は,画像復号処理の例2のフローチャートである。まず,画像復号装置20は,分割画像のうち,復号された分割画像の情報のみの復号を行う(ステップS211)。分割画像P0については,前述した例と同様に,画面内予測復号部23で復号し,分割画像P0〜PKのうち,符号化された分割画像については,画面間予測復号部24により復号する。   FIG. 17 is a flowchart of Example 2 of the image decoding process. First, the image decoding device 20 decodes only the information of the decoded divided image among the divided images (step S211). The divided image P0 is decoded by the in-screen prediction decoding unit 23 as in the above-described example, and among the divided images P0 to PK, the encoded divided image is decoded by the inter-screen prediction decoding unit 24.

次に,画面内補間部251が,復号済みの分割画像から,符号化されていない分割画像の補間を行い,符号化されていない分割画像を生成する(ステップS212)。   Next, the intra-screen interpolation unit 251 performs interpolation of a non-coded divided image from the decoded divided image to generate a non-coded divided image (step S212).

図18は,画面内補間部251による分割画像の補間の例を示す図である。以下では,分割画像Piが復号済みで,Biを復号された分割画像Piに所属するサブブロックとする。また,Bxを符号化されていない分割画像Pxのサブブロック,すなわち復号されないサブブロックとする。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example of interpolation of a divided image by the in-screen interpolation unit 251. In the following, it is assumed that the divided image Pi has been decoded and Bi is a sub-block belonging to the decoded divided image Pi. Further, Bx is a sub-block of the unencoded divided image Px, that is, a sub-block that is not decoded.

分割画像PiのサブブロックBiおよび分割画像PxのサブブロックBxの原画像における位置関係が,図18(A)のとおりであったとすると,図18(B)に示すように,サブブロックBxの周辺に位置するサブブロックBiを抽出する。この例では,1つのサブブロックBxに対して左右の2個のサブブロックBiを抽出している。次に,図18(C)に示すように,抽出した左右2個のサブブロックBiの画素値に,補間フィルタを適用して,サブブロックBx′の画素値を算出する。用いる補間フィルタのフィルタ係数は,原画像上でのサブブロックBiとサブブロックBxとの相対位置によってあらかじめ決められたものを用いる。なお,補間フィルタによる補間方法については,従来から種々の方法が知られており,どのような補間方法を用いてサブブロックBx′の画素値を算出してもよい。このようにして補間により生成されたサブブロックBx′を集めて,分割画像Pxとする。   Assuming that the positional relationship in the original image of the sub-block Bi of the divided image Pi and the sub-block Bx of the divided image Px is as shown in FIG. 18A, as shown in FIG. The sub-block Bi located at is extracted. In this example, two sub blocks Bi on the left and right are extracted for one sub block Bx. Next, as shown in FIG. 18C, an interpolation filter is applied to the extracted pixel values of the two left and right sub-blocks Bi to calculate the pixel value of the sub-block Bx ′. As the filter coefficient of the interpolation filter to be used, a coefficient determined in advance by the relative position between the sub-block Bi and the sub-block Bx on the original image is used. Various interpolation methods using an interpolation filter are conventionally known, and any interpolation method may be used to calculate the pixel value of the sub-block Bx ′. The sub-blocks Bx ′ generated by interpolation in this way are collected and used as a divided image Px.

図19は,画面内補間の例を示す図である。画像符号化装置10が,図9で説明した分割画像の生成を行い,分割画像P0を画面内予測符号化し,分割画像P3を画面間予測符号化したものとする。図19において,○で示した画素が画面内予測復号による復号画素,すなわち分割画像P0の復号画素であり,△で示した画素が画面間予測復号による復号画素,すなわち分割画像P3の復号画素である。□で示した画素が画面内補間対象画素,すなわち符号化されなかった分割画像P1,P2の画素である。   FIG. 19 is a diagram illustrating an example of intra-screen interpolation. Assume that the image encoding device 10 generates the divided images described with reference to FIG. 9, performs intra-frame predictive coding on the divided image P <b> 0, and inter-screen predictive encodes the divided image P <b> 3. In FIG. 19, a pixel indicated by ○ is a decoded pixel by intra prediction decoding, that is, a decoded pixel of the divided image P0, and a pixel indicated by Δ is a decoded pixel by inter prediction prediction, that is, a decoded pixel of the divided image P3. is there. Pixels indicated by □ are intra-screen interpolation target pixels, that is, pixels of the divided images P1 and P2 that have not been encoded.

例えば,画面内補間対象画素の画素値aは,次のように算出する。画面内補間対象画素の左右の画素の画素値をA,Bとし,上下の画素の画素値をC,Dとする。あらかじめ定められた閾値をtとする。
(1)|A−B|≦t または |C−D|≦tの場合
|A−B|≦|C−D|ならば,a=(A+B)/2とする。
For example, the pixel value a of the in-screen interpolation target pixel is calculated as follows. The pixel values of the left and right pixels of the interpolation target pixel in the screen are A and B, and the pixel values of the upper and lower pixels are C and D. Let t be a predetermined threshold value.
(1) When | AB | ≦ t or | CD | ≦ t If | AB | ≦ | CD |, a = (A + B) / 2.

|A−B|>|C−D|ならば,a=(C+D)/2とする。
(2)|A−B|>t かつ |C−D|>tの場合
a=(A+B+C+D)/4とする。
If | A−B |> | C |, then a = (C + D) / 2.
(2) When | A−B |> t and | CD |> t, a = (A + B + C + D) / 4.

この補間方法は,水平方向または垂直方向の画素値の変化が小さい場合に,画素値の変化が小さいほうの方向にある復号済みの2つの画素値の平均を,画面内補間対象画素の画素値とし,そうでない場合には,上下左右の復号済みの復号済みの4つの画素値の平均を,画面内補間対象画素の画素値とする方法である。このような画素値の補間によれば,画素値の変化が自然な補間画像を生成することができる。   In this interpolation method, when the change in the pixel value in the horizontal direction or the vertical direction is small, the average of the two decoded pixel values in the direction in which the change in the pixel value is small is calculated as the pixel value of the interpolation target pixel in the screen. Otherwise, the average of four decoded pixel values that have been decoded vertically and horizontally is used as the pixel value of the interpolation target pixel in the screen. According to such interpolation of pixel values, it is possible to generate an interpolated image in which changes in pixel values are natural.

以上説明した画像符号化方法および画像復号方法により,非特許文献1の技術を用いて画面内予測符号化したときよりも,符号化効率は約20%低下したが,復号演算量は約50%削減できることが確認できた。   With the image encoding method and the image decoding method described above, the encoding efficiency is reduced by about 20% as compared with the case of the intra prediction encoding using the technique of Non-Patent Document 1, but the decoding calculation amount is about 50%. It was confirmed that it could be reduced.

図20に,図1の画像符号化装置10をコンピュータとソフトウェアプログラムとによって構成する場合のハードウェア構成例を示す。本システムは,プログラムを実行するCPU30と,CPU30がアクセスするプログラムやデータが格納されるRAM等のメモリ31と,カメラ等からの符号化対象の画像信号を入力する画像信号入力部32(ディスク装置等による画像信号を記憶する記憶部でもよい)と,本手法により入力画像を符号化する処理をCPU30に実行させるソフトウェアプログラムである画像符号化プログラム34が格納されたプログラム記憶装置33と,CPU30がメモリ31にロードされた画像符号化プログラム34を実行することにより生成された符号化データを,例えばネットワークを介して出力する符号化データ出力部35(ディスク装置等による符号化データを記憶する記憶部でもよい)とが,バスで接続された構成になっている。   FIG. 20 shows an example of a hardware configuration when the image encoding device 10 of FIG. 1 is configured by a computer and a software program. This system includes a CPU 30 that executes a program, a memory 31 such as a RAM that stores programs and data accessed by the CPU 30, and an image signal input unit 32 (disk device) that inputs an image signal to be encoded from a camera or the like. A program storage device 33 in which an image encoding program 34, which is a software program for causing the CPU 30 to execute processing for encoding an input image by this method, and a CPU 30 are provided. An encoded data output unit 35 for outputting encoded data generated by executing the image encoding program 34 loaded in the memory 31 via, for example, a network (a storage unit for storing encoded data by a disk device or the like) However, it may be connected by a bus.

なお,プログラム記憶装置33に格納される画像符号化プログラムは,本手法により入力画像を符号化するプログラムの他に,例えば従来のフレーム単位で画面間予測を行う画像符号化プログラムなどを含んでいてもよい。   Note that the image encoding program stored in the program storage device 33 includes, for example, a conventional image encoding program that performs inter-frame prediction in units of frames, in addition to a program that encodes an input image by this method. Also good.

図21に,図15の画像復号装置20をコンピュータとソフトウェアプログラムとによって構成する場合のハードウェア構成例を示す。本システムは,プログラムを実行するCPU40と,CPU40がアクセスするプログラムやデータが格納されるRAM等のメモリ41と,図1の画像符号化装置10が本手法により符号化した符号化データを入力して記憶する符号化データ記憶部42(ネットワーク等を介した入力部でもよい)と,本手法により符号化データを復号する処理をCPU40に実行させるソフトウェアプログラムである画像復号プログラム44が格納されたプログラム記憶装置43と,CPU40がメモリ41にロードされた画像復号プログラム44を実行することにより,符号化データを復号して得られた復号画像を,再生装置などに出力する復号画像出力部45とが,バスで接続された構成になっている。   FIG. 21 shows a hardware configuration example when the image decoding device 20 of FIG. 15 is configured by a computer and a software program. This system receives a CPU 40 that executes a program, a memory 41 such as a RAM that stores programs and data accessed by the CPU 40, and encoded data encoded by the image encoding apparatus 10 of FIG. A program in which an encoded data storage unit 42 (which may be an input unit via a network or the like) to be stored and an image decoding program 44 that is a software program for causing the CPU 40 to execute processing for decoding encoded data by this method is stored. A storage device 43 and a decoded image output unit 45 that outputs a decoded image obtained by decoding the encoded data by the CPU 40 executing the image decoding program 44 loaded in the memory 41 to a reproduction device or the like. , Connected by a bus.

なお,プログラム記憶装置43に格納される画像復号プログラムは,本手法により符号化データを復号するプログラムの他に,例えば従来のフレーム単位で画面間予測を行う画像復号プログラムなどを含んでいてもよい。   Note that the image decoding program stored in the program storage device 43 may include, for example, a conventional image decoding program that performs inter-frame prediction in units of frames, in addition to a program that decodes encoded data by this method. .

以上,図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが,上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず,本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって,本発明の精神および技術的範囲を逸脱しない範囲での構成要素の追加,省略,置換,その他の変更を行ってもよい。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the above embodiments are merely examples of the present invention, and it is obvious that the present invention is not limited to the above embodiments. is there. Accordingly, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the spirit and technical scope of the present invention.

10 画像符号化装置
11 分割画像生成部
12 画面内予測符号化部
13 画面間予測符号化部
131 参照画像生成部
132 予測誤差算出部
133 予測誤差符号化部
134 画像復号部
14 情報源符号化部
20 画像復号装置
21 符号化データ入力部
22 情報源復号部
23 画面内予測復号部
24 画面間予測復号部
25 復号画像構成部
251 画面内補間部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image encoding apparatus 11 Division | segmentation image generation part 12 Intra-screen prediction encoding part 13 Inter-screen prediction encoding part 131 Reference image generation part 132 Prediction error calculation part 133 Prediction error encoding part 134 Image decoding part 14 Information source encoding part DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Image decoding apparatus 21 Encoded data input part 22 Information source decoding part 23 Intra-screen prediction decoding part 24 Inter-screen prediction decoding part 25 Decoded image structure part 251 In-screen interpolation part

Claims (6)

入力画像を圧縮符号化する画像符号化装置において,
前記入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割した際に,前記ブロック内の相対位置が同じになるサブブロックの画素の集合からなる,それぞれ同じサイズの分割画像を設定する分割画像生成部と,
前記分割画像の少なくとも一つ以上を画面内予測符号化する画面内予測符号化部と,
前記画面内予測符号化された分割画像以外の分割画像について,該分割画像と符号化済みの分割画像との入力画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを符号化済みの分割画像に施した画像を参照画像として,画面間予測符号化を行う画面間予測符号化部とを備え,
前記画面間予測符号化部は,前記画面内予測符号化された分割画像以外の分割画像について,最初の分割画像を1番目,最後の分割画像をK 番目として,L 番目を含む, (1<L 1 ≦K 1 )番目以降の分割画像は符号化を行わず,それ以外の分割画像について画面間予測符号化を行う
ことを特徴とする画像符号化装置。
In an image encoding device that compresses and encodes an input image,
When the input image is divided into blocks of n × m pixels, and each divided block is divided into sub-blocks of n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 <n, 1 ≦ m 1 <m). A divided image generation unit for setting divided images of the same size, each of which consists of a set of pixels of sub-blocks having the same relative position in the block;
An intra-screen predictive encoding unit for intra-screen predictive encoding at least one of the divided images;
For a divided image other than the divided image that has been subjected to the intra prediction encoding, a predetermined filter determined by a relative position on the input image between the divided image and the encoded divided image is applied to the encoded divided image. An inter-screen predictive coding unit that performs inter-screen predictive coding using the image as a reference image,
The inter-screen predictive encoding unit includes L 1 for a divided image other than the divided image subjected to the intra-screen predictive encoding, with the first divided image as the first and the last divided image as the K 1 , 1 (1 <L 1 ≦ K 1) th and subsequent divided images without coding, the image coding apparatus characterized by performing inter-picture prediction coding for the other split image.
圧縮符号化された画像の符号化データを復号する画像復号装置において,
前記圧縮符号化された画像の符号化データは,画像符号化装置が,入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割した際に,前記ブロック内の相対位置が同じになるサブブロックの画素の集合からなる,それぞれ同じサイズの分割画像を設定して,分割画像ごとに符号化したものであって,最初の分割画像を0番目,最後の分割画像をK 番目として,L 番目を含む, (1<L 2 ≦K 2 )番目以降の分割画像に対応する符号を含まないものであり,
圧縮符号化された符号化データを入力する入力部と,
前記入力した符号化データから,前記分割画像の少なくとも一つ以上を画面内予測復号する画面内予測復号部と,
前記画面内予測復号された分割画像以外の分割画像について,該分割画像と復号済みの分割画像との原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを復号済みの分割画像に施した画像を参照画像として,少なくとも1つ以上の前記分割画像の画面間予測復号を行う画面間予測復号部と,
前記画面内予測復号部および前記画面間予測復号部によって復号された分割画像から復号画像を構成する復号画像構成部と,
前記画面内予測復号部と前記画面間予測復号部で復号されないL (1<L 2 ≦K 2 )番目以降の分割画像を復号済みの分割画像を用いて補間により生成し,補間によって生成された分割画像を復号済みの分割画像とする画面内補間部とを備える
ことを特徴とする画像復号装置。
In an image decoding apparatus for decoding encoded data of a compression-encoded image,
The encoded data of the compression-encoded image is obtained by dividing the input image into blocks of n × m pixels by the image encoding device, and dividing each block into n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 When dividing into sub-blocks of <n, 1 ≦ m 1 <m), a divided image having the same size, each of which is a set of sub-block pixels having the same relative position in the block, is set and divided. be one encoded for each image, the 0th the first divided image, the last divided image as the second K, including a second L, L 2 (1 <L 2 ≦ K 2) th and subsequent partial Does not include the code corresponding to the split image,
An input unit for inputting compressed and encoded data;
An intra-screen predictive decoding unit that predicts and decodes at least one of the divided images from the input encoded data;
Refer to an image obtained by applying a predetermined filter determined by the relative position on the original image between the divided image and the decoded divided image to the divided divided image other than the divided image subjected to the intra prediction decoding. As an image, an inter-screen predictive decoding unit that performs inter-screen predictive decoding of at least one or more of the divided images ;
A decoded image constructing unit that configures a decoded image from the divided images decoded by the intra prediction decoding unit and the inter prediction decoding unit;
Using decoded divided image divided images of the intra prediction decoding said not decoded by inter prediction decoding unit and the unit L 2 (1 <L 2 ≦ K 2) th and subsequent generated by interpolation, generated by interpolation An image decoding apparatus comprising: an intra-screen interpolation unit that converts the divided image into a decoded divided image.
分割画像生成部と画面内予測符号化部と画面間予測符号化部とを備え,入力画像を圧縮符号化する画像符号化装置における画像符号化方法であって,
前記分割画像生成部が,前記入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割した際に,前記ブロック内の相対位置が同じになるサブブロックの画素の集合からなる,それぞれ同じサイズの分割画像を設定する過程と,
前記画面内予測符号化部が,前記分割画像の少なくとも一つ以上を画面内予測符号化する過程と,
前記画面間予測符号化部が,前記画面内予測符号化された分割画像以外の分割画像について,該分割画像と符号化済みの分割画像との入力画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを符号化済みの分割画像に施した画像を参照画像として,画面間予測符号化を行う過程とを有し,
前記画面間予測符号化部が画面間予測符号化を行う過程では,前記画面内予測符号化された分割画像以外の分割画像について,最初の分割画像を1番目,最後の分割画像をK 番目として,L 番目を含む, (1<L 1 ≦K 1 )番目以降の分割画像は符号化を行わず,それ以外の分割画像について画面間予測符号化を行う
ことを特徴とする画像符号化方法。
An image encoding method in an image encoding apparatus that includes a divided image generation unit, an intra prediction encoding unit, and an inter prediction encoding unit, and compresses and encodes an input image,
The divided image generation unit divides the input image into blocks of n × m pixels, and each divided block has n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 <n, 1 ≦ m 1 <m). A process of setting divided images of the same size each consisting of a set of pixels of sub-blocks having the same relative position in the block when divided into sub-blocks;
The intra prediction encoding unit performing intra prediction encoding of at least one of the divided images;
The inter-screen prediction encoding unit applies a predetermined filter determined by a relative position on an input image between the divided image and the encoded divided image, for a divided image other than the divided image that has been subjected to the intra-screen predictive encoding. A process of performing inter-picture predictive coding using an image applied to an encoded divided image as a reference image,
In the process of the inter-picture prediction coding unit performs inter-picture prediction coding, the divided images except divided images the intra prediction encoding, first the first divided image, first the last divided image K as includes first L, L 1 (1 <L 1 ≦ K 1) th and subsequent divided images without coding, and performs inter-picture prediction coding for the other divided images Image coding method.
符号化データ入力部と画面内予測復号部と画面間予測復号部と復号画像構成部と画面内補間部とを備え,圧縮符号化された画像の符号化データを復号する画像復号装置における画像復号方法であって,
前記圧縮符号化された画像の符号化データは,画像符号化装置において入力画像をn×m画素のブロックに分割し,分割した各ブロックをn1 ×m1 画素(ただし,1≦n1 <n,1≦m1 <m)のサブブロックに分割した際に,前記ブロック内の相対位置が同じになるサブブロックの画素の集合からなる,それぞれ同じサイズの分割画像を設定して,分割画像ごとに符号化したものであって,最初の分割画像を0番目,最後の分割画像をK 番目として,L 番目を含む, (1<L 2 ≦K 2 )番目以降の分割画像に対応する符号を含まないものであり,
前記符号化データ入力部が,圧縮符号化された画像の符号化データを入力する過程と,
前記画面内予測復号部が,前記入力した符号化データから,前記分割画像の少なくとも一つ以上を画面内予測復号する過程と,
前記画面間予測復号部が,前記画面内予測復号された分割画像以外の分割画像について,該分割画像と復号済みの分割画像との原画像上での相対位置によって決まる所定のフィルタを復号済みの分割画像に施した画像を参照画像として,少なくとも1つ以上の前記分割画像の画面間予測復号を行う過程と,
前記復号画像構成部が,前記画面内予測復号および前記画面間予測復号によって復号された分割画像から復号画像を構成する過程と,
前記画面内補間部が,前記画面内予測復号部と前記画面間予測復号部で復号されないL (1<L 2 ≦K 2 )番目以降の分割画像を復号済みの分割画像を用いて補間により生成し,補間によって生成された分割画像を復号済みの分割画像とする過程とを有する
ことを特徴とする画像復号方法。
Image decoding in an image decoding apparatus that includes an encoded data input unit, an intra-screen prediction decoding unit, an inter-screen prediction decoding unit, a decoded image configuration unit, and an intra-screen interpolation unit, and which decodes encoded data of a compression-encoded image A method,
The encoded data of the compression-encoded image is obtained by dividing an input image into blocks of n × m pixels in an image encoding device, and dividing each divided block into n 1 × m 1 pixels (where 1 ≦ n 1 < When divided into sub-blocks of n, 1 ≦ m 1 <m), divided images having the same size, each consisting of a set of sub-block pixels having the same relative position in the block, are set. be one obtained by encoding each 0th the first divided image, the last divided image as the second K, including a second L, L 2 (1 <L 2 ≦ K 2) th and subsequent divided It does not contain the code corresponding to the image,
A process in which the encoded data input unit inputs encoded data of a compression-encoded image;
The intra-screen predictive decoding unit performing intra-screen predictive decoding of at least one of the divided images from the input encoded data;
The inter-frame prediction decoding unit has decoded a predetermined filter determined by a relative position on the original image between the divided image and the decoded divided image, for a divided image other than the divided image subjected to the intra-screen predictive decoding. A process of performing inter-screen predictive decoding of at least one of the divided images using an image applied to the divided image as a reference image;
The decoded image construction unit constructing a decoded image from the divided images decoded by the intra prediction decoding and the inter prediction decoding;
The screen interpolation unit is interpolated using decoded divided image divided images of the intra prediction decoding said not decoded by inter prediction decoding unit and the unit L 2 (1 <L 2 ≦ K 2) th and subsequent And a process of converting the divided image generated by interpolation into a decoded divided image.
請求項3記載の画像符号化方法を,コンピュータに実行させるための画像符号化プログラム。 An image encoding program for causing a computer to execute the image encoding method according to claim 3. 請求項4記載の画像復号方法を,コンピュータに実行させるための画像復号プログラム。

An image decoding program for causing a computer to execute the image decoding method according to claim 4.

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