JP6792996B2 - 符号化装置、復号装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、符号化装置、復号装置及びプログラムに関する。

Ｈ.２６５/ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）に代表される動画像（映像）符号化方式では、フレーム間の時間的相関を利用したインター予測及びフレーム内の空間的相関を利用したイントラ予測の２種類の予測を切り替えながら予測を行って残差信号を生成した後、直交変換処理やループフィルタ処理やエントロピー符号化処理を行い得られたストリームを出力するように構成されている。

ＨＥＶＣにおけるイントラ予測では、Ｐｌａｎａｒ予測やＤＣ予測や方向予測の計３５種類のイントラ予測モードが用意されており、符号化装置（エンコーダ）で決定されたイントラ予測モードに従って、隣接する復号済み参照画素を用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成するように構成されている。以下、特に記載が無い場合には、「参照画素」という記載は、復号済み参照画素を示すものとする。

ＨＥＶＣでは、動画像を構成するフレーム単位の原画像の符号化処理を行う最も大きい単位のブロックである符号化ツリーユニット（ＣＴＵ：:Ｃｏｄｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｕｎｉｔ）に分割し、左上からラスター順に符号化処理を行っていく。ＣＴＵは、さらに符号化ユニット（ＣＵ:Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）というブロックに階層的に四分木分割を行うことが可能であり、符号化装置の決定に従って分割される。

符号化装置は、例えば、符号化対象ブロックの絵柄に応じて、平坦な領域では大きいブロック単位で符号化処理を行い、複雑なテクスチャを持つ領域では小さいブロック単位で符号化処理を行うように決定する。このように、符号化装置において可変なブロックサイズで符号化処理を行うことで、ブロックごとに必要なフラグ情報や直交変換係数の伝送等に必要な情報量を低減することが可能である。

しかしながら、平坦な領域の中のごく一部にテクスチャ領域が存在する場合に絵柄に適応的にブロック分割を行う場合には、四分木分割を繰り返し行う必要があるが、かかるブロック分割を行うことでブロック分割を行う必要のない平坦な領域についてもブロック分割を行うこととなり、フラグ情報の伝送に必要な情報量が増加し、符号化効率が低減してしまう問題点があった。

例えば、図１０（ａ）に示すように、ブロックの内部に一部テクスチャＸが存在する場合でも、四分木分割を階層的に繰り返すため、ブロック内部右側の平坦な領域Ａについても四分木分割を行う必要があり、情報量が増大する。

かかる問題点を解決するため、非特許文献１では、ＨＥＶＣで規定されているＣＵの階層的な四分木分割に加えて水平若しくは垂直に階層的に行う二分木分割を適用可能とし、より絵柄に適応した分割を可能としている。

例えば、図１０（ｂ）に示すように、二分木分割を適用することで、四分木分割に比べ平坦な領域Ａにおけるブロックサイズが大きくなり、フラグ情報や直交変換係数等の伝送に必要な情報量の低減を可能としている。

ところで、イントラ予測では、上述のように、計３５種類のイントラ予測モードのうち符号化装置によって決定されたイントラ予測モードに従ってイントラ予測を適用して予測画像を生成し、適用されたイントラ予測モードに係る情報を復号装置側に伝送することで、復号装置側で同様の予測画像を生成して復号を行う。

ＨＥＶＣでは、隣接するＣＵと同様のテクスチャを有する符号化対象ＣＵのイントラ予測モードの伝送に必要な情報量を低減するため、周辺のＣＵに適用したイントラ予測モードをイントラ予測モード候補としてＭＰＭ（Ｍｏｓｔ Ｐｒｏｂａｌｅ Ｍｏｄｅ）を生成して、符号化対象ＣＵのイントラ予測モードの予測に用いている。

四分木分割のみを適用するＨＥＶＣのような符号化処理においては、図１０で示したように本来必要のないブロック分割が発生する場合があり、ＭＰＭを用いることで冗長なブロック分割により増大してしまうフラグ情報を効率的に削減可能である。

具体的には、ＭＰＭは、符号化対象ＣＵに隣接するＣＵが適用されたイントラ予測モードや予め規定したイントラ予測モードに基づいて、規定した順序に従ったリストを生成する。

かかるＭＰＭのリストを用いて、符号化対象ＣＵが適用するイントラ予測モードがＭＰＭのリスト内に存在するか否かについて示すフラグ情報、かかるイントラ予測モードがＭＰＭのリスト内に存在した場合には、ＭＰＭのリストの何番目のイントラ予測モードを適用するかについて示すインデックスを伝送し、かかるイントラ予測モードがＭＰＭのリスト内に存在しない場合には、適用したイントラ予測モード番号を復号装置側に伝送する。

なお、ＨＥＶＣで規定されるＭＰＭの生成方法の他、非特許文献２や非特許文献３で提案されているＭＰＭの生成方法等が存在する。

Ｊ.Ａｎ、Ｙ-Ｗ Ｃｈｅｎ、Ｋ.Ｚｈａｎｇ、Ｈ.Ｈｕａｎｇ、Ｙ-Ｗ Ｈｕａｎｇ、Ｓ.Ｌｅｉ、「Ｂｌｏｃｋ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ」、ＭＰＥＧ ｄｏｃ．ｍ３７５２４及びＩＴＵ-Ｔ ＳＧ１６ Ｄｏｃ. ＣＯＭ１６-Ｃ９６６、２０１５年１０月 ＪＶＥＴ-Ｃ００５５、「Ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｂａｓｅｄ ｉｎｔｒａ ｍｏｓｔ ｐｒｏｂａｂｌｅ ｍｏｄｅｓ ｌｉｓｔ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ」 ＪＶＥＴ-Ｂ１００１、「Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｊｏｉｎｔ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ２」

しかしながら、非特許文献１のように、二分木分割を適用可能とする場合には、絵柄に最適なブロック分割を選択することができるため、周辺のＣＵと同一のイントラ予測モードが選択される可能性が低い場合がある。

例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、特定の方向性を持ったテクスチャ領域においては、図１１（ａ）のようにブロック分割を行わない場合には、符号化対象ＣＵのイントラ予測モード及び直交変換係数に係る情報を伝送するのに対して、図１１（ｂ）のように垂直方向に二分木分割を行う場合には、各ＣＵのイントラ予測モード及び直交変換係数に係る情報を伝送する必要があり、伝送する情報量は増大してしまうため、図１１（ｂ）に示すような分割形状が符号化装置側で選択される可能性は低い。

言いかえると、このような二分木分割の形状が選択される場合には、左右のＣＵでイントラ予測モードが異なる可能性が高い。

しかしながら、非特許文献１では、上述のような二分木分割におけるイントラ予測モードの選択の傾向を考慮せずにＭＰＭのリストを決定しているため、イントラ予測モードのＭＰＭによるイントラ予測の効率が低下するという問題点がある。

以下説明の簡略化のため、図１１（ｂ）のように二分木分割を行ったことにより生成された同一の幅及び高さを有している２つのブロック（最後に分割される前に同一のブロック内に存在した２つのブロック）を同階層ブロックであると呼ぶこととする。

図１２において、ＣＵ１及びＣＵ２を同階層ＣＵと呼び、ＣＵ４及びＣＵ５を同階層ＣＵと呼び、ＣＵ６及びＣＵ７を同階層ＣＵと呼ぶ。しかしながら、ＣＵ３においては、下側に隣接するＣＵがさらに二分木分割されておりブロックサイズが異なるため、ＣＵ３及びＣＵ４或いはＣＵ３及びＣＵ５を同階層ＣＵとは呼ばない。また、ＣＵ２及びＣＵ８或いはＣＵ５及びＣＵ７のように、幅や高さが同一であったとしても、最後に分割する前に同一のＣＵ内に存在しなかったＣＵ同士についても同階層ＣＵとは呼ばない。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵのイントラ予測モードについてＭＰＭのリストに追加しないことで、イントラ予測の効率の低下を防ぐことができる符号化装置、復号装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、動画像を構成するフレーム単位の原画像をブロックに分割して符号化するように構成されている符号化装置であって、符号化対象ブロックのイントラ予測モード候補を生成するように構成されている生成部と、前記イントラ予測モード候補に基づいて、前記符号化対象ブロックのイントラ予測モードを符号化するように構成されている符号化部とを具備しており、前記生成部は、前記符号化対象ブロックと同一の幅及び高さを有しており且つ最後に分割される前に前記符号化対象ブロックと同一のブロック内に存在していたブロックである同階層ブロックのイントラ予測モードを前記イントラ予測モード候補に追加しないように構成されていることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、動画像を構成するフレーム単位の原画像をブロックに分割して復号するように構成されている復号装置であって、符号化対象ブロックのイントラ予測モード候補を生成するように構成されている生成部と、前記イントラ予測モード候補に基づいて抽出した前記符号化対象ブロックのイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成するように構成されているイントラ予測部とを具備しており、前記生成部は、前記符号化対象ブロックと同一の幅及び高さを有しており且つ最後に分割される前に前記符号化対象ブロックと同一のブロック内に存在していたブロックである同階層ブロックのイントラ予測モードを前記イントラ予測モード候補に追加しないように構成されていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、コンピュータを、上述の第１の特徴に記載の符号化装置として機能させるためのプログラムであることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、コンピュータを、上述の第２の特徴に記載の復号装置として機能させるためのプログラムであることを要旨とする。

本発明によれば、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵのイントラ予測モードについてＭＰＭのリストに追加しないことで、イントラ予測の効率の低下を防ぐことができる符号化装置、復号装置及びプログラムを提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る符号化装置１の機能ブロックの一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る符号化装置１におけるブロック分割部１１による符号化対象ＣＵの分割形状を示すフラグの生成方法の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る符号化装置１のＭＰＭ生成部１２によるＭＰＭの生成方法の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る符号化装置１の動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態に係る復号装置３の機能ブロックの一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る復号装置３の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、第２の実施形態に係る符号化装置１のＭＰＭ生成部１２によるＭＰＭの生成方法の一例を示す図である。 図８は、第３の実施形態に係る符号化装置１のＭＰＭ生成部１２によるＭＰＭの生成方法の一例を説明するための図である。 図９は、第３の実施形態に係る符号化装置１のＭＰＭ生成部１２によるＭＰＭの生成方法の一例を説明するための図である。 図１０は、変更例１について説明するための図である。 図１１は、従来技術について説明するための図である。 図１２は、従来技術について説明するための図である。

（第１の実施形態）
以下、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３について説明する。

ここで、本実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３は、ＨＥＶＣ等の動画像符号化方式におけるイントラ予測に対応するように構成されている。なお、本実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３は、イントラ予測を行う動画像符号化方式であれば、任意の動画像符号化方式に対応することができるように構成されている。

本実施形態に係る符号化装置１は、動画像を構成するフレーム単位の原画像を符号化対象ブロックに分割して符号化するように構成されている。以下、本実施形態では、動画像を構成するフレーム単位の原画像を符号化対象ＣＵに二分木分割して符号化するケースを例に挙げて説明するが、動画像を構成するフレーム単位の原画像を符号化対象ＣＵに四分木分割して符号化するケースにも適用可能である。

図１に示すように、本実施形態に係る符号化装置１は、ブロック分割部１１と、ＭＰＭ生成部１２と、イントラ予測部１３と、直交変換・量子化部１４と、エントロピー符号化部１５と、逆量子化・逆変換部１６と、メモリ１７とを具備している。

ブロック分割部１１は、符号化対象ＣＵごとに、四分木分割や二分木分割を行い、符号化対象ＣＵの分割形状を示すフラグを、ＭＰＭ生成部１２やイントラ予測部１３及やエントロピー符号化部１５に出力するように構成されている。

ブロック分割部１１は、かかる分割の一例として、四分木分割の適用可能ブロックサイズや最大階層数、及び、二分木分割の適用可能ブロックサイズや最大階層数を予め規定してもよい。

また、ブロック分割部１１は、符号化装置１における処理軽減のため、最初に四分木分割を行い、その後、任意の階層から二分木分割を行うように構成されていてもよい。

図２（ａ）〜図２（ｃ）に、最初に四分木分割を行った後、二分木分割を行うケースの分割形状を示すフラグの生成方法の一例について示す。具体的には、図２（ｂ）に示す四分木分割を行った後、図２（ｃ）に示す二分木分割を行うことで、図２（ａ）に示す分割形状を実現することができる。

例えば、図２（ｂ）に示すように、四分木分割を行うか否かについて示すフラグにおいて、「０」は、該当するＣＵに対して四分木分割を行わないことを示し、「１」は、該当するＣＵに対して四分木分割を行うことを示す。

また、図２（ｃ）に示すように、四分木分割を行わないＣＵについては、さらに二分木分割を行うか否かについて示すフラグを生成する。かかるフラグにおいて、「０」は、該当するＣＵに対して二分木分割を行わないことを示し、「１」は、該当するＣＵに対して水平方向に二分木分割を行うことを示し、「２」は、該当するＣＵに対して垂直方向に二分木分割を行うことを示す。

なお、かかるフラグは、ＣＴＵ単位で纏めて伝送されるように構成されていてもよいし、ＣＵごとに直交変換係数と共に伝送されるように構成されていてもよい。

ＭＰＭ生成部（生成部）１２は、ブロック分割部１１により分割された符号化対象ＣＵの分割形状とメモリ１７に保存された符号化対象ＣＵに隣接するＣＵのブロック分割形状に基づいて、符号化対象ＣＵのイントラ予測モード候補を含むＭＰＭのリストを生成するように構成されている。

ＨＥＶＣでは、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの左側及び上側に隣接するＣＵのイントラ予測モードに基づいて、３つのイントラ予測モードにより構成されるＭＰＭのリストを生成するよう構成されている（具体的には、Ｈ.２６５規格書を参考）。

例えば、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの左側に隣接するＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリスト０番目に格納し、符号化対象ＣＵの上側に隣接するＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストの１番目に格納し、ＭＰＭのリストの２番目にＰｌａｎａｒモードを格納するように構成されていてもよい。すなわち、ＭＰＭは、符号化対象ＣＵに隣接するＣＵのイントラ予測モードの再利用を可能としている。

ここで、図２（ｃ）において四角Ａ〜Ｃで囲まれている二分木分割が行われたＣＵブロックのうち、同一の分割階層で共にフラグが「０」であるＣＵは、同階層ＣＵ（同階層ブロック）である。なお、図２（ｃ）においてフラグｆ１/ｆ２が付されているＣＵは、図２（ａ）におけるＣＵ１/ＣＵ２に対応し、図２（ｃ）においてフラグｆ３/ｆ４が付されているＣＵは、図２（ａ）におけるＣＵ３/ＣＵ４に対応し、図２（ｃ）においてフラグｆ５/ｆ６が付されているＣＵは、図２（ａ）におけるＣＵ５/ＣＵ６に対応する。

上述のように一様な特徴をもつ領域においては可能な限り大きいブロックサイズで符号化処理を行うことで、フラグの発生情報量が低減する。また、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、分割階層が増えれば増えるほど分割形状を示すフラグの発生情報量は増大する。すなわち、二分木分割を行うことにより生成される２つのＣＵが共にそれ以上分割されない場合、これらの２つのＣＵ内のテクスチャ等の特徴は異なる可能性が高い。

そこで、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ブロックＣＵの同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

例えば、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵが二分木分割されたブロックであり、符号化対象ＣＵの上側や左側に隣接するＣＵが同階層ＣＵである場合には、かかる同階層ＣＵに適用したイントラ予測モードをＭＰＭのリストに加えないように構成されている。

また、例えば、図３において、符号化対象ＣＵであるＣＵ＃Ｔ及びＣＵ＃Ｔの左側に隣接するＣＵ＃Ａは、同階層ＣＵであるため、ＭＰＭ生成部１２は、ＣＵ＃Ａのイントラ予測モード１５をＭＰＭのリストに追加せず、ＣＵ＃Ｔの上側に隣接するＣＵ＃Ｂのイントラ予測モード８、イントラ予測モード０（Ｐｌａｎａｒ）及びイントラ予測モード１（ＤＣ）をＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

上述のＭＰＭの生成方法は、ＨＥＶＣでのＭＰＭの生成方法に基づくＭＰＭの生成方法に本発明を適用した一例であり、例えば、非特許文献２や３のＭＰＭの生成方法に対しても同様に適用可能である。

イントラ予測部１３は、符号化装置１によって決定されたイントラ予測モードに従って、符号化対象ＣＵの上側や左側に隣接する復号済みの参照画素をメモリ１７より取得し、イントラ予測モードごとに予め規定した予測処理を行うことで予測画像を生成するように構成されている。

直交変換・量子化部１４は、イントラ予測部１３により生成された予測画像と原画像との差分に対して、直交変換処理及び量子化処理を施し、量子化された直交変換係数を得るように構成されている。

エントロピー符号化部（符号化部）１５は、量子化された直交変換係数及び符号化対象ＣＵのイントラ予測モードに対してエントロピー符号化処理を施すように構成されている。

ここで、エントロピー符号化部１５は、ＭＰＭ生成部１２によって生成されたＭＰＭのリストを用いて、予め規定した方法で、イントラ予測モードを符号化するように構成されている。

具体的には、エントロピー符号化部１５は、符号化対象ＣＵのイントラ予測モードが、ＭＰＭ生成部１２によって生成されたＭＰＭリストに含まれている場合には、イントラ予測モード番号を符号化するように構成されている。

一方、エントロピー符号化部１５は、符号化対象ＣＵのイントラ予測モードが、ＭＰＭのリストに含まれていない場合、イントラ予測モード番号を符号化するように構成されている。

逆量子化部・逆直交変換部１６は、直交変換・量子化部１４によって生成された量子化された変換係数に対して、再び逆量子化処理及び逆直交変換処理を施して残差信号を生成するように構成されている。

メモリ１７は、符号化対象ＣＵの復号画像を参照画像として利用可能に保持するように構成されている。ここで、かかる復号画像は、逆量子化部・逆直交変換部１６によって生成された残差信号に対してイントラ予測部１３によって生成された予測画像を加えることで生成されるように構成されている。

また、メモリ１７は、符号化対象ＣＵに隣接する隣接ＣＵの分割形状及びイントラ予測モードを保持するように構成されている。

図４に、本実施形態に係る符号化装置１の動作の一例について説明するためのフローチャートについて示す。

図４に示すように、ステップＳ１０１において、符号化装置１は、符号化対象ＣＵごとに、四分木分割や二分木分割を行い、符号化対象ブロックの分割形状を示すフラグを生成する。

ステップＳ１０２において、符号化装置１は、符号化対象ＣＵの分割形状と、符号化対象ＣＵに隣接する隣接ＣＵの分割形状及びイントラ予測モードとに基づいて、符号化対象ＣＵのイントラ予測モード候補を含むＭＰＭのリストを生成する。

ステップＳ１０３において、符号化装置１は、符号化対象ＣＵの予測画像を生成するように構成されている。

ステップＳ１０４において、符号化装置１は、符号化対象ＣＵの予測画像と原画像との差分に対して直交変換処理及び量子化処理を施すことによって、量子化された直交変換係数を生成する。

ステップＳ１０５において、符号化装置１は、量子化された直交変換係数及び符号化対象ＣＵのイントラ予測モードに対してエントロピー符号化処理を施す。

また、本実施形態に係る復号装置３は、動画像を構成するフレーム単位の原画像をＣＵに分割して復号するように構成されている。

図５に示すように、本実施形態に係る復号装置３は、エントロピー復号部３１と、ＭＰＭ生成部３２と、イントラ予測部３３と、逆量子化・逆変換部３４と、復号画像生成部３５と、メモリ３６と、イントラ予測モード復号部３７とを具備している。

エントロピー復号部３１は、符号化装置１から出力されたストリームに対してエントロピー復号処理を施すことによって、符号化装置１から出力されたストリームから、量子化された直交変換係数等を復号するように構成されている。

ＭＰＭ生成部３２は、符号化装置１のＭＰＭト生成部１２と同様に、符号化対象ブロックのＣＵの分割形状と、符号化対象ＣＵに隣接する隣接ＣＵの分割形状及びイントラ予測モードとに基づいて、符号化対象ＣＵのＭＰＭのリストを生成するように構成されている。

ここで、ＭＰＭ生成部３２は、符号化装置１のＭＰＭ生成部１２と同様に、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

イントラ予測モード復号部３７は、ＭＰＭ生成部３２によって生成されたＭＰＭのリストに基づいて、符号化対象ＣＵのイントラ予測モードを復号するように構成されている。

イントラ予測部３３は、符号化対象ＣＵのイントラ予測モード及びメモリ３６に保持されている参照画像に基づいて予測画像を生成するように構成されている。

ここで、イントラ予測部３３は、ＭＰＭのリストに基づいてイントラ予測モード復号部３７によって復号された符号化対象ＣＵのイントラ予測モードに基づいて予測画像を生成するように構成されている。

具体的には、イントラ予測部３３は、符号化装置１から出力されたストリーム内に符号化対象ＣＵのイントラ予測モードを示す情報としてＭＰＭのリスト内のインデックスが含まれている場合、かかるＭＰＭのリスト内のインデックスに対応するイントラ予測モードを用いて予測画像を生成するように構成されている。

逆量子化・逆変換部３４は、エントロピー復号部３１によって出力された量子化された変換係数に対して逆量子化処理及び逆変換処理（例えば、逆直交変換処理）を施すことによって、残差信号を生成するように構成されている。

復号画像生成部３５は、イントラ予測部３３によって生成された予測画像と逆量子化・逆変換部３４によって生成された残差信号とを加えることで復号画像を生成するように構成されている。

メモリ３６は、復号画像生成部３５によって生成された復号画像を、イントラ予測のための参照画像として利用可能に保持するように構成されている。

図６に、本実施形態に係る復号装置３の動作の一例について説明するためのフローチャートについて示す。

図６に示すように、ステップＳ２０１において、復号装置３は、符号化装置１から出力されたストリームに対してエントロピー復号処理を施すことによって、符号化装置１から出力されたストリームから、量子化された直交変換係数等を復号する。

ステップＳ２０２において、復号装置３は、符号化対象ブロックのＣＵと、符号化対象ＣＵに隣接する隣接ＣＵの分割形状及びイントラ予測モードとに基づいて、符号化対象ＣＵのＭＰＭのリストを生成する。

ステップＳ２０３において、復号装置３は、ＭＰＭのリストに基づいて符号化対象ＣＵのイントラ予測モードを復号し、かかる符号化対象ＣＵのイントラ予測モード及び保持されている参照画像に基づいて予測画像を生成する。

ステップＳ２０４において、復号装置３は、量子化された変換係数に対して逆量子化処理及び逆変換処理（例えば、逆直交変換処理）を施すことによって、残差信号を生成する。

ステップＳ２０５において、復号装置３は、予測画像と残差信号とを加えることで復号画像を生成する。

本実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３によれば、符号化対象ＣＵの分割形状に応じたＭＰＭのリストを生成することにより、イントラ予測モードの予測効率を向上させ、符号化効率を向上させることができる。

（第２の実施形態）
以下、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３について、上述の第１の実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３との相違点に着目して説明する。

本実施形態に係る符号化装置１では、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵではない隣接ＣＵ（非同階層ＣＵ）のイントラ予測モードであっても、符号化対象ＣＵのＭＰＭのリストに追加しないと判断されたイントラ予測モードと同一である場合、かかる同階層ＣＵではない隣接ＣＵのイントラ予測モードを、符号化対象ＣＵのＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

すなわち、第１の実施形態の符号化装置１では、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。したがって、ＭＰＭ生成部１２は、図７において、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵではない隣接ＣＵ（ＣＵ＃Ｂ）において同階層ＣＵ（ＣＵ＃Ａ）と同一のイントラ予測モード１５が適用されている場合には、かかるイントラ予測モード１５をＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

これに対して、本実施形態の符号化装置１では、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭリスト追加禁止モードとして保存し、他の同階層ＣＵではない隣接ＣＵ（非同階層ＣＵ）のイントラ予測モードがＭＰＭリスト追加禁止モードと同一である場合には、かかるイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

例えば、図７の例では、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵであるＣＵ＃Ｔの同階層ＣＵである左側に隣接するＣＵ＃Ａのイントラ予測モード１５をＭＰＭリスト追加禁止モードとして保存するように構成されている。

かかる場合、ＭＰＭ生成部１２は、ＣＵ＃Ｔの上側に隣接する同階層ＣＵではないＣＵ＃Ｂのイントラ予測モード１５がＭＰＭリスト追加禁止モードとして保存されているイントラ予測モード１５と同一であることから、ＣＵ＃Ｂのイントラ予測モード１５をＭＰＭのリストには追加せず、イントラ予測モード０、１、２６をＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

かかる例は、ＨＥＶＣのＭＰＭの生成方法に基づいて本発明を適用したケースであり、予めＭＰＭのリストに格納する順番を符号化装置１及び復号装置３で共通にしておけばどのような生成方法を用いてもよい。

なお、本実施形態に係る復号装置３では、ＭＰＭ生成部３２は、ＭＰＭ生成部１２と同様に、符号化対象ＣＵの同階層ＣＵではない隣接ＣＵ（非同階層ＣＵ）のイントラ予測モードであっても、符号化対象ＣＵのＭＰＭのリストに追加しないと判断されたイントラ予測モードと同一である場合、かかる同階層ＣＵではない隣接ＣＵのイントラ予測モードを、符号化対象ＣＵのＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

（第３の実施形態）
以下、図８及び図９を参照して、本発明の第３の実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３について、上述の第１の実施形態に係る符号化装置１及び復号装置３との相違点に着目して説明する。

本実施形態に係る符号化装置１では、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの上側に隣接する同階層ＣＵに対して適用されたイントラ予測処理において上側に位置する参照画素が利用されている場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードであってもＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

同様に、本実施形態に係る符号化装置１では、ＭＰＭ生成部１２は、符号化対象ＣＵの左側に隣接する同階層ＣＵに対して適用されたイントラ予測処理において左側に位置する参照画素が利用されている場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードであってもＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

なお、イントラ予測処理では、イントラ予測部１３は、メモリ１７より取得した符号化対象ＣＵの左側や上側に位置する参照画素を用いて予測画像を生成するように構成されている。

ＨＥＶＣにおけるイントラ予測モードのうち、イントラ予測モード０、１、１０〜２６は、符号化対象ＣＵの左側及び上側に位置する参照画素を利用する予測であり、イントラ予測モード２〜９は、符号化対象ＣＵの左側に位置する参照画素のみを利用する予測であり、イントラ予測モード２７〜３４は、符号化対象ＣＵの上側に位置する参照画素のみを利用する予測である。

ここで、符号化対象ＣＵにおいて隣接する同階層ＣＵと同一のイントラ予測モードが適用される場合の予測画像に着目する。

イントラ予測処理において符号化対象ＣＵの上側及び左側に位置する参照画素が利用される場合には、符号化対象ＣＵの上側に隣接するＣＵの復号画像の一部を参照画素として用いて符号化対象ＣＵの予測画像が生成されるため、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、ブロック分割が行われなかった場合に生成される予測画像（図８（ａ）参照）及びブロック分割が行われた場合に生成される予測画像（図８（ｂ）及び図８（ｃ）参照）は異なる。

一方、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、イントラ予測処理において符号化対象ＣＵの左側に位置する参照画素のみが利用される場合には、符号化対象ＣＵの上側に隣接する同階層ＣＵの復号画像を符号化対象ＣＵの予測画像の生成には用いられないため、ブロック分割の有無による予測画像の差異は無い。

そこで、本実施形態による符号化装置１では、ＭＰＭ生成部１２は、図９に示すように、水平に二分木分割された場合であって、且つ、符号化対象ＣＵの上側に隣接する同階層ＣＵのイントラ予測モードによるイントラ予測処理において符号化対象ＣＵの上側の参照画素が用いられない場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

一方、ＭＰＭ生成部１２は、図８（ｃ）に示すように、水平に二分木分割された場合であって、且つ、符号化対象ＣＵの上側に隣接する同階層ＣＵのイントラ予測モードによるイントラ予測処理において上側及び左側の参照画素が用いられる場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

また、ＭＰＭ生成部１２は、垂直に二分木分割された場合であって、且つ、符号化対象ＣＵの左側に隣接する同階層ＣＵのイントラ予測モードによるイントラ予測処理において左側の参照画素が用いられない場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加しないように構成されている。

一方、ＭＰＭ生成部１２は、垂直に二分木分割された場合であって、且つ、符号化対象ＣＵの左側に隣接する同階層ＣＵのイントラ予測モードによるイントラ予測処理において上側及び左側の参照画素が用いられる場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードをＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

なお、本実施形態に係る復号装置３では、ＭＰＭ生成部３２は、ＭＰＭ生成部１２と同様に、符号化対象ＣＵの上側に隣接する同階層ＣＵに対して適用されたイントラ予測処理において上側に位置する参照画素が利用されている場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードであってもＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

同様に、本実施形態に係る復号装置３では、ＭＰＭ生成部３２は、ＭＰＭ生成部１２と同様に、符号化対象ＣＵの左側に隣接する同階層ＣＵに対して適用されたイントラ予測処理において左側に位置する参照画素が利用されている場合には、かかる同階層ＣＵのイントラ予測モードであってもＭＰＭのリストに追加するように構成されている。

（その他の実施形態）
上述のように、本発明について、上述した実施形態によって説明したが、かかる実施形態における開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。かかる開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

また、上述の実施形態では特に触れていないが、上述の符号化装置１及び復号装置３によって行われる各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、かかるプログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、かかるプログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、かかるプログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

或いは、上述の符号化装置１及び復号装置３内の少なくとも一部の機能を実現するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。

１…符号化装置
１１…ブロック分割部
１２…ＭＰＭ生成部
１３…イントラ予測部
１４…直交変換・量子化部
１５…エントロピー符号化部
１６…逆量子化・逆変換部
１７…メモリ
３…復号装置
３１…エントロピー復号部
３２…ＭＰＭ生成部
３３…イントラ予測部
３４…逆量子化・逆変換部
３５…復号画像生成部
３６…メモリ

Claims (12)

1. 動画像を構成するフレーム単位の原画像をブロックに分割して符号化するように構成さ
   れている符号化装置であって、
   符号化対象ブロックのイントラ予測モード候補を生成するように構成されている生成部
   と、
   前記イントラ予測モード候補に基づいて、前記符号化対象ブロックのイントラ予測モー
   ドを符号化するように構成されている符号化部とを具備しており、
   前記生成部は、前記符号化対象ブロックと同一の幅及び高さを有しており且つ最後に分
   割されるときに前記符号化対象ブロックと同一のブロック内に存在していたブロックであ
   る同階層ブロックのイントラ予測モードを前記イントラ予測モード候補に追加しないよう
   に構成されていることを特徴とする符号化装置。
2. 前記生成部は、前記同階層ブロックではなく前記符号化対象ブロックに隣接する非同階
   層ブロックのイントラ予測モードが、前記イントラ予測モード候補に追加しないと判断さ
   れた前記イントラ予測モードと同一である場合、前記非同階層ブロックのイントラ予測モ
   ードを前記イントラ予測モード候補に追加しないように構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の符号化装置。
3. 前記生成部は、前記符号化対象ブロックの上側に位置する前記同階層ブロックに対して
   適用されたイントラ予測処理において上側に位置する参照画素が利用されている場合には
   、前記同階層ブロックのイントラ予測モードであっても前記イントラ予測モード候補に追
   加するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の符号化装置。
4. 前記生成部は、前記符号化対象ブロックの左側に位置する前記同階層ブロックに対して
   適用されたイントラ予測処理において左側に位置する参照画素が利用されている場合には
   、前記同階層ブロックのイントラ予測モードであっても前記イントラ予測モード候補に追
   加するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の符号
   化装置。
5. 動画像を構成するフレーム単位の原画像をブロックに分割して復号するように構成され
   ている復号装置であって、
   符号化対象ブロックのイントラ予測モード候補を生成するように構成されている生成部
   と、
   前記イントラ予測モード候補に基づいて抽出した前記符号化対象ブロックのイントラ予
   測モードに基づいて予測画像を生成するように構成されているイントラ予測部とを具備し
   ており、
   前記生成部は、前記符号化対象ブロックと同一の幅及び高さを有しており且つ最後に分
   割されるときに前記符号化対象ブロックと同一のブロック内に存在していたブロックであ
   る同階層ブロックのイントラ予測モードを前記イントラ予測モード候補に追加しないよう
   に構成されていることを特徴とする復号装置。
6. 前記生成部は、前記同階層ブロックではなく前記符号化対象ブロックに隣接する非同階
   層ブロックのイントラ予測モードが、前記イントラ予測モード候補に追加しないと判断さ
   れた前記イントラ予測モードと同一である場合、前記非同階層ブロックのイントラ予測モ
   ードを前記イントラ予測モード候補に追加しないように構成されていることを特徴とする
   請求項５に記載の復号装置。
7. 前記生成部は、前記符号化対象ブロックの上側に位置する前記同階層ブロックに対して
   適用されたイントラ予測処理において上側に位置する参照画素が利用されている場合には
   、前記同階層ブロックのイントラ予測モードであっても前記イントラ予測モード候補に追
   加するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の復号装置。
8. 前記生成部は、前記符号化対象ブロックの左側に位置する前記同階層ブロックに対して
   適用されたイントラ予測処理において左側に位置する参照画素が利用されている場合には
   、前記同階層ブロックのイントラ予測モードであっても前記イントラ予測モード候補に追
   加するように構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の復号
   装置。
9. 動画像を構成するフレーム単位の原画像をブロックに分割して符号化するように構成さ
   れている符号化装置であって、
   符号化対象ブロックのイントラ予測モード候補を生成するように構成されている生成部
   と、
   前記イントラ予測モード候補に基づいて、前記符号化対象ブロックのイントラ予測モー
   ドを符号化するように構成されている符号化部とを具備しており、
   前記生成部は、最後に分割されるときに前記符号化対象ブロックと同一のブロック内に
   存在していたブロックである同階層ブロックのイントラ予測モードを前記イントラ予測モ
   ード候補に追加しないように構成されていることを特徴とする符号化装置。
10. 動画像を構成するフレーム単位の原画像をブロックに分割して復号するように構成され
    ている復号装置であって、
    符号化対象ブロックのイントラ予測モード候補を生成するように構成されている生成部
    と、
    前記イントラ予測モード候補に基づいて抽出した前記符号化対象ブロックのイントラ予
    測モードに基づいて予測画像を生成するように構成されているイントラ予測部とを具備し
    ており、
    前記生成部は、最後に分割されるときに前記符号化対象ブロックと同一のブロック内に
    存在していたブロックである同階層ブロックのイントラ予測モードを前記イントラ予測モ
    ード候補に追加しないように構成されていることを特徴とする復号装置。
11. コンピュータを、請求項１〜４、９のいずれか一項に記載の符号化装置として機能させ
    るためのプログラム。
12. コンピュータを、請求項５〜８、１０のいずれか一項に記載の復号装置として機能させ
    るためのプログラム。

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