JP7192044B2 - イントラ予測における予測ブロックを生成する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、量子化ブロックを逆量子化する方法に関し、より詳しくは、隣接量子化パラメータを利用して量子化パラメータ予測子を生成して量子化パラメータを復元し、前記量子化パラメータを利用して量子化ブロックを逆量子化する方法に関する。
Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４ ＡＶＣでは一つのピクチャが複数個のマクロブロックに分割され、イントラ予測又はインター予測を利用して予測ブロックを生成することによって各々のマクロブロックを符号化する。原本ブロックと予測ブロックとの間の差分値が変換されて変換ブロックが生成され、量子化パラメータ及び量子化マトリクスを利用して前記変換ブロックが量子化される。前記量子化パラメータは、マクロブロック毎に調整され、量子化パラメータ予測子として以前量子化パラメータを利用して符号化される。
一方、現在標準化が進行中であるＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）では２倍の圧縮効率を得るために多様なサイズのコーディングユニットが紹介されている。前記コーディングユニットは、Ｈ．２６４のマクロブロックと類似の役割を有する。
しかし、量子化パラメータがコーディングユニット毎に調整されると、コーディングユニットのサイズが小さくなるほど符号化すべき量子化パラメータの数が増加するようになる。したがって、コーディングユニット単位に量子化パラメータを調整すると、量子化パラメータの符号化に必要とするビットの量が増加するようになって圧縮効率を落とす。また、多様なサイズのコーディングユニットが使われるため、量子化パラメータと以前量子化パラメータとの間の連関性（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）がＨ．２６４での連関性より弱くなるため、多様なサイズのコーディングユニットを使用するために量子化パラメータを符号化及び復号化する新たな方法が要求される。
本発明が達成しようとする目的は、現在コーディングユニットの差分量子化パラメータを復元し、量子化パラメータ予測子を生成し、前記差分量子化パラメータ及び前記量子化パラメータ予測子を利用して現在コーディングユニットの量子化パラメータを生成して量子化ブロックを逆量子化する方法を提供することである。
本発明による量子化ブロックを逆量子化する方法は、現在コーディングユニットの差分量子化パラメータを復元し、現在コーディングユニットの量子化パラメータ予測子を生成し、前記差分量子化パラメータ及び前記量子化パラメータ予測子を利用して現在コーディングユニットの量子化パラメータを生成し、前記量子化パラメータを利用して量子化ブロックを逆量子化することを特徴とする。量子化パラメータ予測子は、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータのうち、１個又は２個の量子化パラメータを利用して生成されることを特徴とする。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
量子化パラメータを復号化する方法において、
現在コーディングユニットの差分量子化パラメータを復元するステップ；
現在コーディングユニットの量子化パラメータ予測子を生成するステップ；及び、
前記差分量子化パラメータ及び前記量子化パラメータ予測子を利用して現在コーディングユニットの量子化パラメータを生成するステップ；を含み、
前記量子化パラメータ予測子は、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータのうち、１個又は２個の量子化パラメータを利用して生成されることを特徴とする方法。
（項目２）
前記量子化パラメータは、量子化ユニット毎に生成され、前記量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に調整されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目３）
前記量子化ユニットの最小サイズは、前記量子化ユニットの最小サイズの深さを特定するパラメータと最大コーディングユニットのサイズを利用して誘導されることを特徴とする項目２に記載の方法。
（項目４）
前記差分量子化パラメータは、符号化された差分量子化パラメータを算術復号化（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ－ｄｅｃｏｄｉｎｇ）してビンストリング（ｂｉｎ ｓｔｒｉｎｇ）を生成し、前記ビンストリングを逆二進化して復元されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目５）
前記ビンストリングは、前記量子化パラメータが０であるか否かを示すビンを含むことを特徴とする項目４に記載の方法。
（項目６）
前記差分量子化パラメータが０でない場合、前記差分量子化パラメータの符号（ｓｉｇｎ）を示すビンをさらに含むことを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目７）
前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能な場合、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目８）
前記左側量子化パラメータが利用可能でない場合、前記上側量子化パラメータ及び前記以前量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定されることを特徴とする項目１に記載の方法。
本発明による方法では、現在コーディングユニットの差分量子化パラメータを復元し、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータのうち、１個又は２個の量子化パラメータを利用して現在コーディングユニットの量子化パラメータ予測子を生成し、前記差分量子化パラメータ及び前記量子化パラメータ予測子を利用して現在コーディングユニットの量子化パラメータを生成し、量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に調整されることを特徴とする。したがって、量子化ユニットの最小サイズをピクチャ毎に調整することによって符号化及び復号化装置の複雑度を減らすことができる。また、複数個の量子化パラメータを利用して量子化パラメータを符号化し、ピクチャ毎に量子化ユニットの最小サイズを送信することによって符号化効率が向上する。
本発明による映像符号化装置を示すブロック図である。 本発明によるイントラ予測モードを説明する概念的ブロック図である。 本発明による量子化パラメータを符号化する方法を説明するフローチャートである。 本発明による映像復号化装置を示すブロック図である。 本発明によるイントラ予測モードにおける予測ブロックを生成する方法を説明するフローチャートである。 本発明によるイントラ予測モードを復元する過程を説明するフローチャートである。 本発明による現在ブロックの参照画素の位置を説明するブロック図である。 本発明によるイントラ予測における予測ブロックを生成する装置を説明するブロック図である。 本発明による量子化パラメータを復号化する方法を説明するフローチャートである。
以下、本発明の多様な実施例を例示図面を参照して詳細に説明する。本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な実施例を有することができ、本発明を特定の実施形態に対して限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むと理解しなければならない。各図面の説明において、類似の構成要素に対して類似の参照符号を使用した。
図１は、本発明による映像符号化装置１００を示すブロック図である。
図１を参照すると、本発明による映像符号化装置１００は、ピクチャ分割部１０１、変換部１０３、量子化部１０４、スキャニング部１０５、エントロピー符号化部１０６、逆量子化部１０７、逆変換部１０８、後処理部１１０、ピクチャ格納部１１１、イントラ予測部１１２、インター予測部１１３、減算部１０２及び加算部１０９を含む。
ピクチャ分割部１０１は，ピクチャ又はスライスを複数個のＬＣＵ（Ｌａｒｇｅｓｔ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に分割し、前記各々のＬＣＵを一つ以上のコーディングユニットに分割する。ピクチャ分割部１０１は、各コーディングユニットの予測モード、予測ユニットのサイズ及び変換ユニットのサイズを決定する。
一つのＬＣＵは、１個又は複数個のコーディングユニット（ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）を含む。前記ＬＣＵは、分割構造を示すために、再帰的クワッドツリー構造（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｑｕａｄｔｒｅｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。コーディングユニットの
最大サイズ及び最小サイズを示す情報がシーケンスパラメータセット（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｔ）に含まれる。前記分割構造は、１個又は複数個の分割コーディングユニットフラグ（ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｆｌａｇ）を利用して表現される。コーディングユニットは、２Ｎ×２Ｎのサイズを有する。
コーディングユニットは、１個又は複数個の予測ユニット（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）を含む。イントラ予測において、前記予測ユニットのサイズは、２Ｎ×２Ｎ又はＮ×Ｎである。インター予測において、前記予測ユニットのサイズは、２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ又はＮ×Ｎである。インター予測において、予測ユニットが非対称パーティション（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）の場合、前記予測ユニットのサイズは、ｈＮ×２Ｎ、（２－ｈ）Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×ｈＮ及び２Ｎ×（２－ｈ）Ｎのうち一つである。ここで、ｈは、１／２である。
コーディングユニットは、１個又は複数個の変換ユニット（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｕｎｉｔ）を含む。変換ユニットは、分割構造を示すために、再帰的クワッドツリー構造（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｑｕａｄｔｒｅｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。分割構造は、１個又は複数個の分割変換ユニットフラグ（ｓｐｌｉｔ＿ｔｕ＿ｆｌａｇ）により表現される。変換ユニットの最大サイズ及び最小サイズを示す情報がシーケンスパラメータセットに含まれる。
イントラ予測部１１２は、現在予測ユニットのイントラ予測モードを決定し、前記イントラ予測モードを利用して１個又は複数個の予測ブロックを生成する。予測ブロックは、変換ユニットと同じサイズを有する。イントラ予測部１１２は、現在ブロックの利用可能でない参照画素が存在する場合、参照画素を生成し、現在ブロックのサイズ及びイントラ予測モードに応じて現在ブロックの参照画素を適応的にフィルタリングし、現在ブロックの予測ブロックを生成する。現在ブロックは、前記予測ブロックと同じサイズを有する。
図２は、本発明によるイントラ予測モードを説明する概念的ブロック図である。図２に示すように、イントラ予測モードの数は、３５個である。ＤＣモードとプラナー（Ｐｌａｎａｒ）モードは、非方向性イントラ予測モードであり、残りは、方向性モードである。
インター予測部１１３は、ピクチャ格納部１１１に格納されている一つ以上の参照ピクチャを利用して現在予測ユニットの動き情報を決定し、前記予測ユニットの予測ブロックを生成する。前記動き情報は、一つ以上の参照ピクチャインデックスと一つ以上の動きベクトルを含む。
変換部１０３は、原本ブロックと予測ブロックを利用して生成される残差信号を変換して変換ブロックを生成する。残差信号は、変換ユニット単位に変換される。変換タイプは、予測モード及び変換ユニットのサイズによって決定される。変換タイプは、ＤＣＴベースの整数変換又はＤＳＴベースの整数変換である。
量子化部１０４は、前記変換ブロックを量子化するための量子化パラメータを決定する。量子化パラメータは、量子化ステップサイズである。量子化パラメータは、基準サイズより大きい又は同じコーディングユニットのサイズを有する量子化ユニット毎に決定される。前記基準サイズは、量子化ユニットの最小サイズである。コーディングユニットのサイズが量子化ユニットの最小サイズより大きい又は同じ場合、前記コーディングユニットが量子化ユニットになる。複数個のコーディングユニットが最小量子化ユニットに含まれることもできる。前記量子化ユニットの最小サイズは、コーディングユニットの許容可能なサイズのうち一つである。
量子化部１０４は、量子化パラメータ予測子を生成し、量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を減算して差分量子化パラメータを生成する。前記差分量子化パラメータは、符号化されて復号器に送信される。コーディングユニット内に送信される残差信号が存在しない場合、前記コーディングユニットの差分量子化パラメータは送信されない。
前記量子化パラメータ予測子は、隣接コーディングユニットの量子化パラメータ及び／又は以前コーディングユニットの量子化パラメータを利用して生成される。
一実施例として、量子化部１０４は、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び左上側量子化パラメータの順序に検索し、１個又は２個の利用可能な量子化パラメータを利用して前記量子化パラメータ予測子を生成する。例えば、少なくとも２個の量子化パラメータが利用可能な場合は、前記順序に検索された利用可能な最初の２個の量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。一つの量子化パラメータのみが利用可能な場合は、前記利用可能な量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータは、左側に隣接したコーディングユニットの量子化パラメータである。前記上側量子化パラメータは、上側に隣接したコーディングユニットの量子化パラメータである。前記左上側量子化パラメータは、左上側に隣接したコーディングユニットの量子化パラメータである。
他の実施例として、量子化部１０４は、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータを前記順序通りに検索し、１個又は２個の利用可能な量子化パラメータを利用して前記量子化パラメータ予測子を生成する。少なくとも２個の量子化パラメータが利用可能な場合、前記順序に検索される最初の２個の利用可能な量子化パラメータの平均値を量子化パラメータ予測子に設定する。一つの量子化パラメータのみが利用可能な場合は、前記利用可能な量子化パラメータが量子化パラメータ予測子に設定される。即ち、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能な場合、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータのうち一つのみが利用可能な場合、前記利用可能な量子化パラメータと前記以前量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能でない場合、前記以前量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記以前量子化パラメータは、符号化の順序上、直前のコーディングユニットの量子化パラメータである。前記平均値は、四捨五入した平均値である。
量子化部１０４は、量子化マトリクス及び量子化パラメータを利用して変換ブロックを量子化することで、量子化ブロックを生成する。量子化ブロックは、逆量子化部１０７とスキャニング部１０５に提供される。
スキャニング部１０５は、スキャンパターンを決定し、前記スキャンパターンを前記量子化ブロックに適用する。エントロピー符号化のために、ＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｏｄｉｎｇ）が使われる場合、前記スキャンパターンは、下記のように決定される。
イントラ予測では、量子化された変換係数の分布がイントラ予測モード及び変換ユニットのサイズにより変わる。したがって、スキャンパターンは、前記イントラ予測モード及び前記変換ユニットのサイズにより決定される。対角線スキャン（ｄｉａｇｏｎａｌ ｓｃａｎ）、垂直スキャン（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｃａｎ）及び水平スキャン（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｃａｎ）の中からスキャンパターンが決定される。量子化ブロックの量子化された変換係数は、重要フラグ（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｌａｇｓ）、係数符号（
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｉｇｎｓ）及び係数レベル（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ）に分離される。前記スキャンパターンは、重要フラグ、係数符号及び係数レベルに各々適用される。
変換ユニットのサイズが第１のサイズより小さい又は同じ場合、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは水平スキャンが選択され、水平モード及び前記水平モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは垂直スキャンが選択され、残りのイントラ予測モードでは対角線スキャンが選択される。前記第１のサイズは、８×８である。
変換ユニットのサイズが前記第１のサイズより大きい場合、全てのイントラ予測モードに対角線スキャンが適用される。
インター予測では、対角線スキャンが使われる。
変換ユニットのサイズが第２のサイズより大きい場合、前記量子化ブロックは、複数個のサブセットに分割されてスキャンされる。前記第２のサイズは、４×４である。サブセットをスキャンするためのスキャンパターンは、前記各サブセットの量子化された変換係数をスキャンするためのスキャンパターンと同じである。各サブセットの量子化された変換係数は、逆方向にスキャンされる。前記サブセットも逆方向にスキャンされる。
０でない最後の係数位置（ｌａｓｔ ｎｏｎ－ｚｅｒｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が符号化されて復号器に送信される。０でない最後の係数位置は、変換ユニット内での０でない最後の量子化された変換係数の位置を示す。
ノンゼロサブセットフラグ（ｎｏｎ－ｚｅｒｏ ｓｕｂｓｅｔ ｆｌａｇｓ）が決定されて符号化される。ノンゼロサブセットフラグは、サブセットが０でない係数を含むかどうかを示す。ノンゼロサブセットフラグは、ＤＣ係数を含むサブセットと０でない最後の係数を含むサブセットでは定義されない。
逆量子化部１０７は、量子化ブロックの量子化された変換係数を逆量子化する。
逆変換部１０８は、逆量子化ブロックを逆変換して空間領域が残差信号を生成する。
加算部１０９は、残差ブロックと予測ブロックを加えて復元ブロックを生成する。
後処理部１１０は、復元されたピクチャで発生するブロッキングアーチファクトを除去するためのデブロッキングフィルタリング過程を実行する。
ピクチャ格納部１１１は、後処理部１１０から後処理された映像を受信し、ピクチャ単位に前記映像を格納する。ピクチャは、フレーム又はフィールドである。
エントロピー符号化部１０６は、スキャニング部１０５から受信される１次元係数情報、イントラ予測部１１２から受信されるイントラ予測情報、インター予測部１１３から受信される動き情報などをエントロピー符号化する。
図３は、本発明による量子化パラメータを符号化する方法を説明するフローチャートである。
量子化ユニットの最小サイズが決定される（Ｓ１１０）。前記量子化ユニットの最小サ
イズは、ＬＣＵのサイズ又はＬＣＵのサブブロックのサイズと同じである。前記量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に決定される。
量子化パラメータが決定される（Ｓ１２０）。前記量子化パラメータは、量子化ユニット毎に決定される。現在コーディングユニットのサイズが量子化ユニットの最小サイズより大きい又は同じ場合、現在コーディングユニットが量子化ユニットになる。最小量子化ユニットが複数個のコーディングユニットを含む場合、前記量子化パラメータは、前記最小量子化ユニット内の全てのコーディングユニットに対して決定される。
量子化パラメータ予測子が生成される（Ｓ１３０）。前記量子化パラメータ予測子も量子化ユニット毎に決定される。現在コーディングユニットのサイズが量子化ユニットの最小サイズより大きい又は同じ場合、現在コーディングユニットの量子化パラメータ予測子が生成される。最小量子化ユニットが複数個のコーディングユニットを含む場合、符号化の順序上、最初のコーディングユニットに対する量子化パラメータ予測子が決定され、前記決定された量子化パラメータ予測子が前記最小量子化ユニット内の残りのコーディングユニットに対しても使われる。
前記量子化パラメータは、隣接コーディングユニットの量子化パラメータと以前コーディングユニットの量子化パラメータを利用して生成される。
一実施例として、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び左上側量子化パラメータが前記順序に検索され、１個又は２個の利用可能な量子化パラメータを利用して前記量子化パラメータ予測子が生成される。例えば、少なくとも２個の量子化パラメータが利用可能な場合は、前記順序に検索された利用可能な最初の２個の量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。一つの量子化パラメータのみが利用可能な場合は、前記利用可能な量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータは、左側に隣接したコーディングユニットの量子化パラメータである。前記上側量子化パラメータは、上側に隣接したコーディングユニットの量子化パラメータである。前記左上側量子化パラメータは、左上側に隣接したコーディングユニットの量子化パラメータである。
他の実施例として、左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータが前記順序通りに検索され、１個又は２個の利用可能な量子化パラメータを利用して前記量子化パラメータ予測子が生成される。少なくとも２個の量子化パラメータが利用可能な場合、前記順序に検索される最初の２個の利用可能な量子化パラメータの平均値を量子化パラメータ予測子に設定する。一つの量子化パラメータのみが利用可能な場合は、前記利用可能な量子化パラメータが量子化パラメータ予測子に設定される。即ち、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能な場合、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータのうち一つのみが利用可能な場合、前記利用可能な量子化パラメータと前記以前量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能でない場合、前記以前量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記以前量子化パラメータは、符号化の順序上、直前のコーディングユニットの量子化パラメータである。前記平均値は、四捨五入した平均値である。
差分量子化パラメータは、エントロピー符号化される（Ｓ１５０）。前記差分量子化パラメータ（ｄＱＰ）は、ｄＱＰの絶対値とｄＱＰの符号を示す符号フラグ（ｓｉｇｎ ｆｌａｇ）に変換される。ｄＱＰの絶対値は、トランケーテッドユーナリ（ｔｒｕｎｃａｔ
ｅｄ ｕｎａｒｙ）に二進化される。そして、前記絶対値と符号フラグは、算術的に符号化される。前記絶対値が０の場合、前記符号フラグが存在しない。
一方、量子化ユニットの最小サイズも復号化装置に送信される。
現在標準化が進行中であるＨＭ（ＨＥＶＣ Ｔｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ）では、量子化ユニットの最小サイズを送信するために２ステップが要求される。第１のステップとして、量子化パラメータがＬＣＵ毎に調整されるか、又はＬＣＵのサブブロック毎に調整されるかをシーケンスレベルで決定し、もし、シーケンスレベルで前記量子化パラメータがＬＣＵのサブブロック毎に調整されると決定されると、量子化ユニットの最小サイズがピクチャレベルで決定される。量子化パラメータがＬＣＵ毎に調整されるか、又はＬＣＵのサブブロック毎に調整されるかを示す１番目のパラメータ（ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇ）がシーケンスパラメータセット（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｔ）に含まれる。前記１番目のパラメータは、量子化パラメータがＬＣＵのサブブロック毎に調整されると示す場合、２番目のパラメータ（ｍａｘ＿ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｄｅｐｔｈ）がピクチャパラメータセット（ｐｉｃｔｕｒｅ ｐａｒａｍｔｅｒ ｓｅｔ）に含まれる。前記２番目のパラメータは、ＬＣＵより小さいサイズの量子化ユニットサイズを特定する。したがって、量子化ユニットの最小サイズが少なくても一つのピクチャで使われると、符号化過程での複雑度が増加するようになって、２個のパラメータが送信されなければならない。
本発明では、シーケンスレベルで行われる前記量子化ユニットの最小サイズがＬＣＵより小さいかどうかを判断することが省略される。即ち、量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に決定される。したがって、前記量子化ユニットの最小サイズを特定するために一つのパラメータ（例えば、ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏ）が使われることもできる。前記パラメータは、最小量子化ユニットの深さを特定する。量子化ユニットの最小サイズは、ＬＣＵのサイズ又はＬＣＵのサブブロックのサイズである。したがって、量子化ユニットの最小サイズを送信するために要求されるビット量と符号化過程での複雑度が減少される。
前記変換ブロックを量子化するために予め決められた量子化マトリクス及びユーザ定義の量子化マトリクスが使われることができる。一つ以上のユーザ定義のマトリクスが使われると、前記一つ以上のユーザ定義のマトリクスがシーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットに含まれるべきである。前記ユーザ定義の量子化マトリクスのシグナリングビット数を減らすために、前記ユーザ定義の量子化マトリクスの係数は、ＤＰＣＭ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｌｓｅ ｃｏｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を利用して符号化される。前記ＤＰＣＭ方式に対して対角線スキャン（ｄｉａｇｏｎａｌ ｓｃａｎ）が適用される。
前記ユーザ定義の量子化マトリクスのサイズが予め決められた大きさより大きい場合、前記シグナリングビット数を減らすために、前記ユーザ定義の量子化マトリクスの係数は、ダウンサンプリングされた後、ＤＰＣＭを利用して符号化される。前記予め決められた大きさは、８×８である。例えば、ユーザ定義の量子化マトリクスのサイズが１６×１６の場合、前記ユーザ定義の量子化マトリクスのＤＣ係数以外の係数が４：１ダウンサンプリングを利用してダウンサンプリングされる。ＤＣ係数は、前記ダウンサンプリングされたマトリクスと別途にシグナリングされる。
図４は、本発明による映像復号化装置２００を示すブロック図である。
本発明による映像復号化装置２００は、エントロピー復号化部２０１、逆スキャニング
部２０２、逆量子化部２０３、逆変換部２０４、加算部２０５、後処理部２０６、ピクチャ格納部２０７、イントラ予測部２０８及びインター予測部２０９を含む。
エントロピー復号化部２０１は、受信されたビットストリームからイントラ予測情報、インター予測情報及び１次元係数情報を抽出する。エントロピー復号化部２０１は、インター予測情報をインター予測部２０９に送信し、イントラ予測情報をイントラ予測部２０８に送信し、前記係数情報を逆スキャニング部２０２に送信する。
逆スキャニング部２０２は、逆スキャンパターンを使用して２次元の量子化ブロックを生成する。ＣＡＢＡＣがエントロピー符号化方法として使われたと仮定して説明する。逆スキャンパターンは、対角線スキャン、垂直スキャン及び水平スキャンのうち一つである。
イントラ予測では、イントラ予測モード及び変換ユニットのサイズにより逆スキャンパターンが決定される。逆スキャンパターンは、対角線スキャン、垂直スキャン及び水平スキャンの中から選択される。前記選択された逆スキャンパターンは、重要フラグ、係数符号及び係数レベルに各々適用されて量子化ブロックを生成する。
変換ユニットのサイズが前記第１のサイズより小さい又は同じ場合、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは水平スキャンが選択され、水平モード及び前記水平モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは垂直スキャンが選択され、残りのイントラ予測モードでは対角線スキャンが選択される。前記第１のサイズは、８×８である。
変換ユニットのサイズが前記第１のサイズより大きい場合、全てのイントラ予測モードに対角線スキャンが適用される。
インター予測では、対角線スキャンが使われる。
変換ユニットのサイズが第２のサイズより大きい場合、重要フラグ、係数符号及び係数レベル（ｌｅｖｅｌｓ）がサブセット単位に逆スキャンされてサブセットを生成する。サブセットは、逆スキャンされて量子化ブロックを生成する。前記第２のサイズは、４×４である。
各サブセットを生成するために使われる逆スキャンパターンは、量子化ブロックを生成するために使われる逆スキャンパターンと同じである。重要フラグ、係数符号及び係数レベルは、逆方向に逆スキャンされる。サブセットも逆方向に逆スキャンされる。
０でない最後の係数位置（ｌａｓｔ ｎｏｎ－ｚｅｒｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）及びノンゼロサブセットフラグが符号化器から受信される。０でない最後の係数位置は、生成されるサブセットの数を決定するために使われる。ノンゼロサブセットフラグは、逆スキャンパターンを適用して生成されるサブセットを決定するために使われる。ＤＣ係数を含むサブセットと０でない最後の係数を含むサブセットに対するノンゼロサブセットフラグは、符号器から送信されないため、逆スキャンパターンを使用して前記ＤＣ係数を含むサブセットと０でない最後の係数を含むサブセットを生成しなければならない。
逆量子化部２０３は、エントロピー復号化部２０１から差分量子化パラメータを受信し、量子化パラメータ予測子を生成する。量子化パラメータ予測子は、図１の量子化部１０４による動作と同様の過程を介して生成される。その後、逆量子化部２０３は、前記差分量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子を加えて現在コーディングユニットの量
子化パラメータを生成する。現在コーディングユニットが最小量子化ユニットより大きい又は同じであり、且つ現在コーディングユニットの差分量子化パラメータが符号器から受信されない場合、前記差分量子化パラメータは、０に設定される。
逆量子化部２０３は、量子化ブロックを逆量子化する。
逆変換部２０４は、前記逆量子化されたブロックを逆変換して残差ブロックを復元する。逆変換タイプは、予測モード及び変換ユニットのサイズによって決定される。逆変換タイプは、ＤＣＴベースの整数変換又はＤＳＴベースの整数変換である。
イントラ予測部２０８は、受信されたイントラ予測情報を利用して現在予測ユニットのイントラ予測モードを復元し、前記復元されたイントラ予測モードに応じて予測ブロックを生成する。前記予測ブロックは、変換ユニットと同じサイズを有する。イントラ予測部２０８は、現在ブロックの利用可能でない参照画素が存在する場合、参照画素を生成し、現在ブロックのサイズ及びイントラ予測モードに応じて現在ブロックの参照画素を適応的にフィルタリングする。現在ブロックは、変換ユニットのサイズを有する。
インター予測部２０９は、受信されたインター予測情報を利用して現在予測ユニットの動き情報を復元し、前記動き情報を利用して予測ブロックを生成する。
後処理部２０６は、図１の後処理部１１０と同様に動作する。
ピクチャ格納部２０７は、後処理部２０６から後処理された映像を受信し、ピクチャ単位に前記映像を格納する。ピクチャは、フレーム又はフィールドである。
加算部２０５は、復元された残差ブロックと予測ブロックを加えて復元ブロックを生成する。
図５は、本発明による量子化パラメータの復号化方法を説明するフローチャートである。
量子化ユニットの最小サイズが誘導される（Ｓ２１０）。最小量子化ユニットの深さを特定するパラメータ（ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏ）がＰＰＳから抽出される。量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に下記のように誘導される。
Ｌｏｇ２（ＭｉｎＱＵＳｉｚｅ）＝Ｌｏｇ２（ＭａｘＣＵＳｉｚｅ）－ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏ
ＭｉｎＱＵＳｉｚｅは、量子化ユニットの最小サイズである。ＭａｘＣＵＳｉｚｅは、ＬＣＵのサイズである。
現在コーディングユニットの差分量子化パラメータ（ｄＱＰ）が復元される（Ｓ２２０）。ｄＱＰは、量子化ユニット毎に復元される。例えば、現在コーディングユニットのサイズが前記量子化ユニットの最小サイズより大きい又は同じ場合、現在コーディングユニットに対してｄＱＰが復元される。現在コーディングユニットが符号化されたｄＱＰを含まない場合、ｄＱＰは、０に設定される。量子化ユニットが複数個のコーディングユニットを含む場合、復号化の順序上、０でない係数を少なくとも一つ有する最初のコーディングユニットが符号化されたｄＱＰを含む。
前記符号化されたｄＱＰは、算術復号化され、ｄＱＰの絶対値とｄＱＰの符号を示す符
号フラグを生成する。ｄＱＰの絶対値は、トランケーテッドユーナリ（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｕｎａｒｙ）方式に二進化されたビンストリング（ｂｉｎ ｓｔｒｉｎｇ）である。前記絶対値と符号フラグのビンストリングからｄＱＰが復元される。前記絶対値が０の場合、前記符号フラグは存在しない。
現在コーディングユニットの前記量子化パラメータ予測子が生成される（Ｓ２３０）。前記量子化パラメータ予測子は、図３のＳ１３０と同様に生成される。量子化ユニットが複数個のコーディングユニットを含む場合、復号化の順序上、最初のコーディングユニットの量子化パラメータ予測子が生成され、前記生成された量子化パラメータ予測子が前記量子化ユニット内の全ての量子化ユニットに使われる。
ｄＱＰと前記量子化パラメータ予測子を利用して量子化パラメータが生成される（Ｓ２４０）。
一方、ユーザ定義の量子化マトリクスも復元される。ユーザ定義の量子化マトリクスのセットが符号器からシーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットを介して受信される。前記ユーザ定義の量子化マトリクスは、逆ＤＰＣＭを利用して復元される。前記ＤＰＣＭに対角線スキャンが使われる。前記ユーザ定義の量子化マトリクスの大きさが８×８より大きい場合、前記ユーザ定義の量子化マトリクスは、受信された８×８量子化マトリクスの係数をアップサンプリングして復元される。前記ユーザ定義の量子化マトリクスのＤＣ係数は、シーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットから抽出されることができる。例えば、前記ユーザ定義の量子化マトリクスのサイズが１６×１６の場合、受信された８×８量子化マトリクスの係数が１：４アップサンプリングを使用してアップサンプリングされる。
図６は、本発明によるイントラ予測モードにおける予測ブロックを生成する方法を説明するフローチャートである。
現在予測ユニットのイントラ予測情報がエントロピー復号化される（Ｓ３１０）。
前記イントラ予測情報は、モードグループ指示子及び予測モードインデックスを含む。前記モードグループ指示子は、現在予測ユニットのイントラ予測モードがＭＰＭグループ（ｍｏｓｔ ｐｒｏｂａｂｌｅ ｍｏｄｅ ｇｒｏｕｐ）に属するかどうかを示すフラグである。前記フラグが１の場合、現在予測ユニットのイントラ予測モードがＭＰＭグループに属する。前記フラグが０の場合、現在予測ユニットのイントラ予測モードが残余モードグループ（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍｏｄｅ ｇｒｏｕｐ）に属する。前記残余モードグループは、前記ＭＰＭグループに属するイントラ予測モード以外の全てのイントラ予測モードを含む。前記予測モードインデックスは、前記モードグループ指示子により特定されるグループ内での現在予測ユニットのイントラ予測モードを特定する。
前記イントラ予測情報を利用して現在予測ユニットのイントラ予測モードが復元される（Ｓ３２０）。
図７は、本発明によるイントラ予測モードを復元する過程を説明するフローチャートである。現在予測ユニットのイントラ予測モードは、下記の順序に復元される。
隣接予測ユニットのイントラ予測モードを利用してＭＰＭグループが構成される（Ｓ３２１）。前記ＭＰＭグループのイントラ予測モードは、左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードにより適応的に決定される。前記左側イントラ予測モードは、左側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードであり、前記上側イントラ予測モードは、上
側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードである。前記ＭＰＭグループは、３個のイントラ予測モードで構成される。
前記左側又は上側に隣接した予測ユニットが存在しない場合、前記左側又は上側の隣接予測ユニットのイントラ予測モードは利用可能でないと設定される。例えば、現在予測ユニットがピクチャの左側又は上側の境界に位置すると、左側又は上側に隣接した予測ユニットが存在しない。左側又は上側に隣接した予測ユニットが他のスライス又は他のタイルに属すると、左側又は上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードは利用可能でないと設定される。左側又は上側に隣接した予測ユニットがインター符号化されると、左側又は上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードが利用可能でないと設定される。上側に隣接した予測ユニットが他のＬＣＵに属すると、前記左側又は上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードが利用可能でないと設定される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードが両方とも利用可能であり、且つ互いに異なる場合は、前記左側イントラ予測モード及び前記上側イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに含まれ、１個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。二つのうち、モード番号が小さいイントラ予測モードにインデックス０が割り当てられ、残りの一つにインデックス１が割り当てられる。または、左側イントラ予測モードにインデックス０が割り当てられ、上側イントラ予測モードにインデックス１が割り当てられてもよい。前記追加イントラ予測モードは、前記左側及び上側イントラ予測モードにより下記のように決定される。
左側及び上側イントラ予測モードのうち、一つが非方向性モード（ｎｏｎ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ）であり、他の一つが方向性モード（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ）の場合、残りの一つの非方向性モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記左側及び上側イントラ予測モードのうち、一つがＤＣモードの場合、プラナーモードが前記ＭＰＭグループに追加され、前記左側及び上側イントラ予測モードのうち、一つがプラナーモードの場合、ＤＣモードが前記ＭＰＭグループに追加される。左側及び上側イントラ予測モードが両方とも非方向性モードの場合、垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。左側及び上側イントラ予測モードが両方とも方向性モードの場合、ＤＣモード又はプラナーモードが前記ＭＰＭグループに追加される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードのうち一つのみが利用可能な場合は、前記利用可能なイントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに含まれ、２個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記２個の追加イントラ予測モードは、前記利用可能なイントラ予測モードにより下記のように決定される。
前記利用可能なイントラ予測モードが非方向性モードの場合、残りの一つの非方向性モードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記利用可能なイントラ予測モードがＤＣモードの場合、プラナーモードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードがプラナーモードの場合、ＤＣモードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードが方向性モードの場合、２個の非方向性モード（ＤＣモード及びプラナーモード）が前記ＭＰＭグループに追加される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードが両方とも利用可能であり、且つ互いに同じ場合、前記利用可能なイントラ予測モードがＭＰＭグループに含まれ、２個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記追加される２個のイントラ予測モードは、前記利用可能なイントラ予測モードにより下記のように決定される。
前記利用可能なイントラ予測モードが方向性モードの場合、２個の隣接方向性モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記利用可能なイントラ予測モードがモード２３の場合、左側隣接モード（モード１）と右側隣接モード（モード１３）が前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードがモード３０の場合、２個の隣接モード（モード２とモード１６）が前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードが非方向性モードの場合、残りの一つの非方向性モードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記利用可能なイントラ予測モードがＤＣモードの場合、プラナーモードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードが両方とも利用可能でない場合は、３個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記３個のイントラ予測モードは、ＤＣモード、プラナーモード及び垂直モードである。ＤＣモード、プラナーモード及び垂直モードの順序に又はプラナーモード、ＤＣモード及び垂直モードの順序に、インデックス０、１及び２が前記３個のイントラ予測モードに割り当てられる。
前記モードグループ指示子がＭＰＭグループを示すかどうかを決定する（Ｓ３２２）。
前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示す場合、前記予測モードインデックスにより特定されるＭＰＭグループ内のイントラ予測モードが現在予測ユニットのイントラ予測モードとして設定される（Ｓ３２３）。
前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示さない場合、前記予測モードインデックスにより特定される前記残余モードグループ内のイントラ予測モードが現在予測ユニットのイントラ予測モードとして設定される（Ｓ３２４）。現在予測ユニットのイントラ予測モードは、前記予測モードインデックス及び前記ＭＰＭグループのイントラ予測モードを利用して下記の順序に誘導される。
ＭＰＭグループ内の３個のイントラ予測モードのうち、最も小さいモード番号を有するイントラ予測モードが第１の候補に設定され、中間モード番号を有するイントラ予測モードが第２の候補に設定され、最も大きいモード番号を有するイントラ予測モードが第３の候補に設定される。
１）前記予測モードインデックスを第１の候補と比較する。前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループ内の第１の候補のモード番号より大きい又は同じ場合、前記予測モードインデックスの値が１ほど増加する。そうでない場合、前記予測モードインデックスの値は維持される。
２）前記予測モードインデックスを第２の候補と比較する。前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループ内の第２の候補のモード番号より大きい又は同じ場合、前記予測モードインデックスの値が１ほど増加する。そうでない場合、前記予測モードインデックスの値は維持される。
３）前記予測モードインデックスを第３の候補と比較する。前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループ内の第３の候補のモード番号より大きい又は同じ場合、前記予測モードインデックスの値が１ほど増加する。そうでない場合、前記予測モードインデックスの値は維持される。
４）前記最後の予測モードインデックスが現在予測ユニットのイントラ予測モードのモード番号に設定される。
前記予測ブロックのサイズは、前記変換ユニットのサイズを示す変換サイズ情報に基づいて決定される（Ｓ３３０）。変換サイズ情報は、前記変換ユニットのサイズを特定するための１個又は複数個の分割変換フラグ（ｓｐｌｉｔ＿ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｆｌａｇ）である。
変換ユニットのサイズが現在予測ユニットのサイズと同じ場合、予測ブロックのサイズは、現在予測ユニットのサイズと同じである。
変換ユニットのサイズが現在予測ユニットのサイズより小さい場合、予測ブロックのサイズは、変換ユニットのサイズと同じである。この場合、復元ブロックを生成する過程は、現在予測ユニットの各サブブロック毎に実行される。即ち、現在のサブブロックの予測ブロック及び残差ブロックが生成され、前記予測ブロック及び残差ブロックを加えて復元ブロックを生成する。その後、復号化の順序上、次に位置するサブブロックの予測ブロック、残差ブロック及び復元ブロックが生成される。前記復元されたイントラ予測モードが全てのサブブロックの予測ブロックを生成するのに使われる。現在サブブロックの復元ブロックの一部画素が次のサブブロックの参照画素として使われる。したがって、原本サブブロックにさらに類似の予測ブロックを生成するのが可能である。
次に、現在ブロックの参照画素が全て利用可能かどうかを判断し、一つ以上の参照画素が利用可能でない場合、参照画素を生成する（Ｓ３４０）。現在ブロックは、現在予測ユニット又は現在サブブロックである。前記現在ブロックのサイズは、変換ユニットのサイズである。
図８は、本発明による現在ブロックの参照画素の位置を説明するブロック図である。図８に示すように、現在ブロックの参照画素は、（ｘ＝０，．．．，２Ｎ－１、ｙ＝－１）に位置する上側参照画素と、（ｘ＝－１、ｙ＝０，．．．，２Ｍ－１）に位置する左側参照画素と、（ｘ＝－１、ｙ＝－１）に位置するコーナー参照画素とで構成される。Ｎは、現在ブロックの横の長さであり、Ｍは、現在ブロックの縦の長さである。
復元された画素が対応する位置に存在しない、又は他のスライスに位置すると、前記参照画素は、利用可能でないと設定される。ＣＩＰモード（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｉｎｔｒａ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）では、インターモードの復元画素が利用可能でないと設定される。
一つ以上の参照画素が利用可能でない場合、前記画素を対して参照画素が下記のように生成される。
全ての参照画素が利用可能でない場合、全ての参照画素が２Ｌ－１の値に代替される。Ｌの値は、輝度画素の値を表現するのに使われるビットの数である。
利用可能な参照画素が利用可能でない参照画素の片側方向にのみ存在する場合、前記利用可能でない参照画素の値は、前記利用可能でない参照画素に最も近い位置の参照画素の値に代替される。
利用可能な参照画素が利用可能でない参照画素の両側方向に存在する場合、前記利用可能でない参照画素の値は、前記利用可能でない参照画素の各方向に最も近い位置の参照画素の平均値又は予め決められた方向の最も近い位置の参照画素の値に代替される。
次に、前記イントラ予測モード及び現在ブロックのサイズに基づいて前記参照画素が適応的にフィルタリングされる（Ｓ３５０）。現在ブロックのサイズは、変換ブロックのサ
イズである。
ＤＣモードでは参照画素がフィルタリングされない。垂直モード及び水平モードでも参照画素がフィルタリングされない。前記垂直モード及び水平モード以外の方向性モードでは、参照画素が前記現在ブロックのサイズによって適応的にフィルタリングされる。
現在ブロックのサイズが４×４の場合、全てのイントラ予測モードで前記参照画素がフィルタリングされない。８×８、１６×１６及び３２×３２のサイズで、参照画素がフィルタリングされなければならないイントラ予測モードの数は、現在ブロックのサイズが大きくなるほど増加する。例えば、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは、参照画素がフィルタリングされない。水平モード及び前記水平モードに隣接した前記予め決められた個数のイントラ予測モードでは、参照画素がフィルタリングされない。前記予め決められた個数は、０～７のうち一つであり、現在ブロックのサイズが大きくなるほど減少する。
次に、前記復元されたイントラ予測モードに応じて参照画素を利用して現在ブロックの予測ブロックが生成される（Ｓ３６０）。
ＤＣモードでは、参照画素に接しない予測ブロックの予測画素は、（ｘ＝０，．．．，Ｎ－１、ｙ＝－１）に位置するＮ個の参照画素と、（ｘ＝－１、ｙ＝０，．．．，Ｍ－１）に位置するＭ個の参照画素を平均して生成される。参照画素に接する予測画素は、前記平均値と１個又は２個の接する参照画素を利用して生成される。
垂直モードでは、左側参照画素に接しない予測画素は、垂直参照画素の値を複写して生成される。左側参照画素に接する予測画素は、垂直参照画素及び前記左側隣接参照画素とコーナー参照画素との間の変化量を利用して生成される。
水平モードでも前記と同様の方式により参照画素が生成される。
図９は、本発明によるイントラ予測における予測ブロックを生成する装置３００を説明するブロック図である。
本発明による装置３００は、パーシング部３１０、予測モード復号化部３２０、予測サイズ決定部３３０、参照画素有効性検査部３４０、参照画素生成部３５０、参照画素フィルタリング部３６０及び予測ブロック生成部３７０を含む。
パーシング部３１０は、ビットストリームから現在予測ユニットのイントラ予測情報を復元する。
前記イントラ予測情報は、モードグループ指示子と予測モードインデックスを含む。前記モードグループ指示子は、現在予測ユニットのイントラ予測モードがＭＰＭグループに属するかどうかを示すフラグである。前記フラグが１の場合、現在予測ユニットのイントラ予測モードはＭＰＭグループに属する。前記フラグが０の場合、現在予測ユニットのイントラ予測モードが残余モードグループに属する。前記残余モードグループは、前記ＭＰＭグループに属するイントラ予測モード以外の全てのイントラ予測モードを含む。予測モードインデックスは、前記モードグループ指示子により特定されるグループ内での現在予測ユニットのイントラ予測モードを特定する。
予測モード復号化部３２０は、ＭＰＭグループ構成部３２１及び予測モード復元部３２２を含む。
ＭＰＭグループ構成部３２１は、現在予測ユニットのＭＰＭグループを構成する。前記ＭＰＭグループは、隣接予測ユニットのイントラ予測モードを利用して構成する。前記ＭＰＭグループのイントラ予測モードは、左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードにより適応的に決定される。前記左側イントラ予測モードは、左側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードであり、前記上側イントラ予測モードは、上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードである。前記ＭＰＭグループは、３個のイントラ予測モードで構成される。
ＭＰＭグループ構成部３２１は、前記左側イントラ予測モード及び前記上側イントラ予測モードの有効性を検査する。前記左側又は上側に隣接した予測ユニットが存在しない場合、前記左側又は上側の隣接予測ユニットのイントラ予測モードは利用可能でないと設定される。例えば、現在予測ユニットがピクチャの左側又は上側の境界に位置すると、左側又は上側に隣接した予測ユニットが存在しない。左側又は上側に隣接した予測ユニットが他のスライス又は他のタイルに属すると、左側又は上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードは利用可能でないと設定される。左側又は上側に隣接した予測ユニットがインター符号化されると、左側又は上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードが利用可能でないと設定される。上側に隣接した予測ユニットが他のＬＣＵに属すると、前記左側又は上側に隣接した予測ユニットのイントラ予測モードが利用可能でないと設定される。
ＭＰＭグループ構成部３２１は、ＭＰＭグループを下記のように構成する。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードが両方とも利用可能であり、且つ互いに異なる場合は、前記左側イントラ予測モード及び前記上側イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに含まれ、１個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。二つのうち、モード番号が小さいイントラ予測モードにインデックス０が割り当てられ、残りの一つにインデックス１が割り当てられる。または、左側イントラ予測モードにインデックス０が割り当てられ、上側イントラ予測モードにインデックス１が割り当てられてもよい。前記追加イントラ予測モードは、前記左側及び上側イントラ予測モードにより下記のように決定される。
左側及び上側イントラ予測モードのうち、一つが非方向性モード（ｎｏｎ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ）であり、他の一つが方向性モード（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ）の場合、残りの一つの非方向性モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記左側及び上側イントラ予測モードのうち、一つがＤＣモードの場合、プラナーモードが前記ＭＰＭグループに追加され、前記左側及び上側イントラ予測モードのうち、一つがプラナーモードの場合、ＤＣモードが前記ＭＰＭグループに追加される。左側及び上側イントラ予測モードが両方とも非方向性モードの場合、垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。左側及び上側イントラ予測モードが両方とも方向性モードの場合、ＤＣモード又はプラナーモードが前記ＭＰＭグループに追加される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードのうち一つのみが利用可能な場合は、前記利用可能なイントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに含まれ、２個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記２個の追加イントラ予測モードは、前記利用可能なイントラ予測モードにより下記のように決定される。
前記利用可能なイントラ予測モードが非方向性モードの場合、残りの一つの非方向性モードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記利用可能なイントラ予測モードがＤＣモードの場合、プラナーモードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追
加される。前記利用可能なイントラ予測モードがプラナーモードの場合、ＤＣモードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードが方向性モードの場合、２個の非方向性モード（ＤＣモード及びプラナーモード）が前記ＭＰＭグループに追加される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードが両方とも利用可能であり、且つ互いに同じ場合、前記利用可能なイントラ予測モードがＭＰＭグループに含まれ、２個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記追加される２個のイントラ予測モードは、前記利用可能なイントラ予測モードにより下記のように決定される。
前記利用可能なイントラ予測モードが方向性モードの場合、２個の隣接方向性モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記利用可能なイントラ予測モードがモード２３の場合、左側隣接モード（モード１）と右側隣接モード（モード１３）が前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードがモード３０の場合、２個の隣接モード（モード２とモード１６）が前記ＭＰＭグループに追加される。前記利用可能なイントラ予測モードが非方向性モードの場合、残りの一つの非方向性モードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。例えば、前記利用可能なイントラ予測モードがＤＣモードの場合、プラナーモードと垂直モードが前記ＭＰＭグループに追加される。
左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードが両方とも利用可能でない場合は、３個の追加イントラ予測モードが前記ＭＰＭグループに追加される。前記３個のイントラ予測モードは、ＤＣモード、プラナーモード及び垂直モードである。ＤＣモード、プラナーモード及び垂直モードの順序に又はプラナーモード、ＤＣモード及び垂直モードの順序に、インデックス０、１及び２が前記３個のイントラ予測モードに割り当てられる。
予測モード復元部３２２は、前記モードグループ指示子と前記予測モードインデックスを利用して現在予測ユニットのイントラ予測モードを下記のように誘導する。
予測モード復元部３２２は、前記モードグループ指示子がＭＰＭグループを示すかどうかを決定する。
前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示す場合、予測モード復元部３２２は、前記予測モードインデックスにより特定されるＭＰＭグループ内のイントラ予測モードを現在予測ユニットのイントラ予測モードとして決定する。
前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示さない場合、予測モード復元部３２２は、前記予測モードインデックスにより特定される前記残余モードグループ内のイントラ予測モードを現在予測ユニットのイントラ予測モードとして決定する。現在予測ユニットのイントラ予測モードは、前記予測モードインデックス及び前記ＭＰＭグループのイントラ予測モードを利用して下記の順序に誘導される。
ＭＰＭグループ内の３個のイントラ予測モードのうち、最も小さいモード番号を有するイントラ予測モードが第１の候補に設定され、中間モード番号を有するイントラ予測モードが第２の候補に設定され、最も大きいモード番号を有するイントラ予測モードが第３の候補に設定される。
１）前記予測モードインデックスを第１の候補と比較する。前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループ内の第１の候補のモード番号より大きい又は同じ場合、前記予測モードインデックスの値が１ほど増加する。そうでない場合、前記予測モードインデックスの値は維持される。
２）前記予測モードインデックスを第２の候補と比較する。前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループ内の第２の候補のモード番号より大きい又は同じ場合、前記予測モードインデックスの値が１ほど増加する。そうでない場合、前記予測モードインデックスの値は維持される。
３）前記予測モードインデックスを第３の候補と比較する。前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループ内の第３の候補のモード番号より大きい又は同じ場合、前記予測モードインデックスの値が１ほど増加する。そうでない場合、前記予測モードインデックスの値は維持される。
４）前記最後の予測モードインデックスが現在予測ユニットのイントラ予測モードのモード番号に設定される。
予測サイズ決定部３３０は、変換ユニットのサイズを特定する変換サイズ情報に基づいて予測ブロックのサイズを決定する。前記変換サイズ情報は、変換ユニットのサイズを特定する１個又は複数個の分割変換フラグ（ｓｐｌｉｔ＿ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｆｌａｇ）である。
変換ユニットのサイズが現在予測ユニットのサイズと同じ場合、予測ブロックのサイズは、現在予測ユニットのサイズと同じである。
変換ユニットのサイズが現在予測ユニットのサイズより小さい場合、予測ブロックのサイズは、変換ユニットのサイズと同じである。この場合、復元ブロックを生成する過程は、現在予測ユニットの各サブブロック毎に実行される。即ち、現在のサブブロックの予測ブロック及び残差ブロックが生成され、前記予測ブロック及び残差ブロックを加えて復元ブロックを生成する。その後、復号化の順序上、次に位置するサブブロックの予測ブロック、残差ブロック及び復元ブロックが生成される。前記復元されたイントラ予測モードが全てのサブブロックの予測ブロックを生成するのに使われる。現在サブブロックの復元ブロックの一部画素が次のサブブロックの参照画素として使われる。したがって、原本サブブロックにさらに類似の予測ブロックを生成するのが可能である。
参照画素有効性検査部３４０は、現在ブロックの全ての参照画素が利用可能かどうかを決定する。現在ブロックは、前記現在予測ユニット又は前記現在サブブロックである。現在ブロックのサイズは、変換ユニットのサイズである。
参照画素生成部３５０は、一つ以上の参照画素が利用可能でない場合、参照画素を生成する。
全ての参照画素が利用可能でない場合、全ての参照画素が２Ｌ－１の値に代替される。Ｌの値は、輝度画素の値を表現するのに使われるビットの数である。
利用可能な参照画素が利用可能でない参照画素の片側方向にのみ存在する場合、前記利用可能でない参照画素の値は、前記利用可能でない参照画素に最も近い位置の参照画素の値に代替される。
利用可能な参照画素が利用可能でない参照画素の両側方向に存在する場合、前記利用可能でない参照画素の値は、前記利用可能でない参照画素の各方向に最も近い位置の参照画素の平均値又は予め決められた方向の最も近い位置の参照画素の値に代替される。
参照画素フィルタリング部３６０は、前記イントラ予測モード及び現在ブロックのサイズに基づいて前記参照画素を適応的にフィルタリングする。
ＤＣモードでは参照画素がフィルタリングされない。垂直モード及び水平モードでも参照画素がフィルタリングされない。前記垂直モード及び水平モード以外の方向性モードでは、参照画素が前記現在ブロックのサイズによって適応的にフィルタリングされる。
現在ブロックのサイズが４×４の場合、全てのイントラ予測モードで前記参照画素がフィルタリングされない。８×８、１６×１６及び３２×３２のサイズで、参照画素がフィルタリングされなければならないイントラ予測モードの数は、現在ブロックのサイズが大きくなるほど増加する。例えば、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは、参照画素がフィルタリングされない。水平モード及び前記水平モードに隣接した前記予め決められた個数のイントラ予測モードでは、参照画素がフィルタリングされない。前記予め決められた個数は、０～７のうち一つであり、現在ブロックのサイズが大きくなるほど減少する。
予測ブロック生成部３７０は、前記復元されたイントラ予測モードに応じて参照画素を利用して現在ブロックの予測ブロックを生成する。
ＤＣモードでは、参照画素に接しない予測ブロックの予測画素は、（ｘ＝０，．．．，Ｎ－１、ｙ＝－１）に位置するＮ個の参照画素と、（ｘ＝－１、ｙ＝０，．．．，Ｍ－１）に位置するＭ個の参照画素を平均して予測ブロックの予測画素を生成する。そして、参照画素に接する予測画素は、前記平均値と１個又は２個の接する参照画素を利用して生成される。
垂直モードにおいて、左側参照画素に接しない予測画素は、垂直参照画素の値を複写して生成される。そして、左側参照画素に接する予測画素は、垂直参照画素及び左側隣接参照画素とコーナー参照画素との間の変化量を利用して生成される。
水平モードでは、垂直モードと同様の方法により予測画素が生成される。
以上、実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解することができる。
１０４ 量子化部

Claims (5)

  1. イントラ予測における予測ブロックを生成する方法であって、
    モードグループ指示子および予測モードインデックスを復元し、３個のイントラ予測モードを含むＭＰＭグループ（ｍｏｓｔ ｐｒｏｂａｂｌｅ ｍｏｄｅ ｇｒｏｕｐ）を構成し、
    前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示す場合、前記ＭＰＭグループにおいて前記予測モードインデックスによって特定されるイントラ予測モードを現在ブロックのイントラ予測モードとして決定し、
    前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示さない場合、前記予測モードインデックスと前記ＭＰＭグループの前記３個のイントラ予測モードを利用して、前記現在ブロックのイントラ予測モードを誘導し、
    変換サイズ情報に基づいて前記予測ブロックのサイズを決定し、
    前記現在ブロックの全ての参照画素が利用可能かどうかを決定し、
    前記現在ブロックの一つ以上の参照画素が利用可能でない場合、参照画素を生成し、
    前記現在ブロックの前記イントラ予測モード及び前記現在ブロックのサイズに基づいて前記参照画素を適応的にフィルタリングし、
    前記現在ブロックの前記イントラ予測モードに基づいて前記参照画素を利用して前記予測ブロックを生成し、
    左側イントラ予測モード及び上側イントラ予測モードのうち一つのみが利用可能である場合は、前記ＭＰＭグループは、前記利用可能なイントラ予測モードと２個の追加イントラ予測モードを含み、前記利用可能なイントラ予測モードが２個の非方向性イントラ予測モードのうちの一方である場合は、前記２個の追加イントラ予測モードは、前記２個の非方向性イントラ予測モードのうちの他方と垂直モードとであり、前記利用可能なイントラ予測モードが複数の方向性イントラ予測モードのうちの１個である場合は、前記２個の追加イントラ予測モードは、２個の非方向性イントラ予測モードであり、
    前記モードグループ指示子が前記ＭＰＭグループを示さない場合、前記イントラ予測モードは、順序付けられた複数のステップを実行することによって誘導され、
    前記複数のステップは、
    前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループの第１イントラ予測モードのモード番号と同等か、又はそれ以上である場合、前記予測モードインデックスの値を１増加させるステップと、
    前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループの第２イントラ予測モードのモード番号と同等か、又はそれ以上である場合、前記予測モードインデックスの値を１増加させるステップと、
    前記予測モードインデックスが前記ＭＰＭグループの第３イントラ予測モードのモード番号と同等か、又はそれ以上である場合、前記予測モードインデックスの値を１増加させるステップと、
    前記現在ブロックの前記イントラ予測モードのモード番号として前記予測モードインデックスの値を決定するステップと、を含み、
    前記第１イントラ予測モードは、最も低いモード番号を有するイントラ予測モードであり、前記第２イントラ予測モードは、中間のモード番号を有するイントラ予測モードであり、前記第３イントラ予測モードは、最も高いモード番号を有するイントラ予測モードであり、
    前記左側イントラ予測モードが、前記上側イントラ予測モードに等しく、かつ非方向性イントラ予測モードであり、前記ＭＰＭグループは、前記２個の非方向性イントラ予測モードと前記垂直モードとを含む、
    方法。
  2. 前記３個のイントラ予測モードは、前記第１イントラ予測モード、前記第２イントラ予測モード、および、前記第３イントラ予測モードを決定するために、モード番号の順で再配置される、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記２個の非方向性イントラ予測モードは、ＤＣモードとプラナーモードである、
    請求項１に記載の方法。
  4. 前記現在ブロックのサイズが４×４の場合、前記参照画素がフィルタリングされず、前記現在ブロックのサイズが４×４より大きい場合、前記参照画素がフィルタリングされるイントラ予測モード番号は、前記現在ブロックのサイズが大きくなるほど増加する、
    請求項１に記載の方法。
  5. 前記垂直モードでは、左側参照画素に隣接する前記予測ブロックの予測画素は、垂直参照画素、および、コーナー画素と左側隣接画素との間の変化量を利用して生成される、
    請求項１に記載の方法。
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