TWI586151B - An image decoding apparatus, an image decoding method, and an image decoding program recording medium - Google Patents

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Description

影像解碼裝置、影像解碼方法及影像解碼程式記錄媒體
本發明係有關於影像編碼及解碼技術，尤其是有關於畫面內編碼及解碼技術。
在動態影像編碼的國際標準MPEG-4 AVC中，作為在一畫面內就令處理完成的畫面內編碼之方式，是採用了一種稱為畫面內(intra)預測的方式。畫面內預測，係將處理對象之區塊所相鄰的已解碼樣本值，複製至所被指定之預測方向，藉此以製造出處理對象區塊的預測影像。在MPEG-4 AVC中係被構成為，定義有圖1(a)、(b)所示的9種預測方向，在各區塊中將表示預測方向的畫面內預測模式的模式號碼加以傳輸，以指定適切的預測方向。
藉由擴充預測方向的定義數，就可提高預測影像品質。圖2(a)的符號201係表示17種預測方向之定義例，圖2(b)的符號202係表示34種預測方向之定義例。然而，預測方向的定義數之增加，係會牽涉到畫面內預測模式的傳輸資訊量的增加。隨著預測方向的定義數增加，全發生編碼量當中畫面內預測模式的佔有比率會增加，因此有效率的傳輸方法的必要性會變高。
專利文獻1中係記載了，藉由減少所傳輸的畫面內預測模式的總數，以削減畫面內預測模式的編碼量的手段。專利文獻1的方法，係將複數區塊的畫面內預測模式以所 定統合單位的量進行掃描，統合單位內的所有畫面內預測模式都相同時，則以統合單位來傳輸一個畫面內預測模式，藉此以減少所傳輸之畫面內預測模式。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2009-246975號公報
〔非專利文獻〕
[非專利文獻1]ISO/IEC 14496-10 Information technology -- Coding of audio-visual objects -- Part 10: Advanced Video Coding
一般而言，在畫面內預測中，是以與影像之編碼對象區塊所相鄰之區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式被假定為就算在編碼對象區塊中仍有很高的被選擇之可能性的此種畫面內預測模式之發生機率模型為前提，而將畫面內預測模式進行編碼。可是，現實上係由於每一區塊的畫面內預測模式的發生分布都不同，因此對所有區塊總是設定同一機率模型的編碼下，難以達成畫面內預測模式的更有效率之編碼。
專利文獻1的方法，係由於沒有考慮各區塊的畫面內預測模式的發生頻率，因此依然沒有解決上述課題。
本發明係有鑑於此種狀況而研發，其目的在於提供一 種，可削減畫面內預測模式的發生編碼量，可更進一步提升編碼效率的影像編碼技術。
提供一種影像解碼裝置，係屬於從編碼串流以區塊單位解碼出用來特定畫面內預測模式所需之資訊，使用已被解碼之用來特定畫面內預測模式所需之資訊，而將影像訊號予以解碼的影像解碼裝置，其特徵為，具備：畫面內預測模式記憶部，係將已解碼區塊的畫面內預測模式，加以記憶；和預測方向差導出部，係將解碼對象區塊的畫面內預測處理中所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式，從前記畫面內預測模式記憶部加以取得，並導出該已取得之畫面內預測模式的表示預測模式是否相同的資訊；和解碼樹作成部，係根據前記預測方向差之導出時所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式與前記表示預測模式是否相同的資訊，決定前記解碼對象區塊的作為畫面內預測模式之候補的優先預測模式，並作成解碼樹其係對該已決定之優先預測模式分配了比其他預測模式還短之編碼長度的編碼列；和解碼部，係依照前記解碼樹而將用來特定前記解碼對象區塊之畫面內預測模式所需之資訊，予以解碼；前記解碼樹作成部，係在前記畫面內預測模式為相同、且並非平均值模式的情況下，則除了與前記參照區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式以外，還將具有與前記參照區塊之畫面內預測模式之預測方向相鄰之預測方向的2個 畫面內預測模式，當作優先預測模式。
提供一種影像解碼方法，係屬於從編碼串流以區塊單位解碼出用來特定畫面內預測模式所需之資訊，使用已被解碼之用來特定畫面內預測模式所需之資訊，而將影像訊號予以解碼的影像解碼方法，其特徵為，具備：參照將已解碼區塊的畫面內預測模式加以記憶的記憶體，將解碼對象區塊的畫面內預測處理中所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式，從前記畫面內預測模式記憶部加以取得，並導出該已取得之畫面內預測模式的表示預測模式是否相同的資訊的步驟；和根據前記預測方向差之導出時所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式與前記表示預測模式是否相同的資訊，決定前記解碼對象區塊的作為畫面內預測模式之候補的優先預測模式，並作成解碼樹其係對該已決定之優先預測模式分配了比其他預測模式還短之編碼長度的編碼列的步驟；和依照前記解碼樹而將用來特定前記解碼對象區塊之畫面內預測模式所需之資訊予以解碼的步驟；前記作成解碼樹的步驟，係在前記畫面內預測模式為相同、且並非平均值模式的情況下，則除了與前記參照區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式以外，還將具有與前記參照區塊之畫面內預測模式之預測方向相鄰之預測方向的2個畫面內預測模式，當作優先預測模式。
提供一種記錄媒體，係儲存有影像解碼程式，該影像解碼程式係從編碼串流以區塊單位解碼出用來特定畫面內預測模式所需之資訊，使用已被解碼之用來特定畫面內預 測模式所需之資訊，而將影像訊號予以解碼的，其特徵為，前記影像解碼程式係令電腦執行：參照將已解碼區塊的畫面內預測模式加以記憶的記憶體，將解碼對象區塊的畫面內預測處理中所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式，從前記畫面內預測模式記憶部加以取得，並導出該已取得之畫面內預測模式的表示預測模式是否相同的資訊的步驟；和根據前記預測方向差之導出時所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式與前記表示預測模式是否相同的資訊，決定前記解碼對象區塊的作為畫面內預測模式之候補的優先預測模式，並作成解碼樹其係對該已決定之優先預測模式分配了比其他預測模式還短之編碼長度的編碼列的步驟；和依照前記解碼樹而將用來特定前記解碼對象區塊之畫面內預測模式所需之資訊予以解碼的步驟；前記作成解碼樹的步驟，係在前記畫面內預測模式為相同、且並非平均值模式的情況下，則除了與前記參照區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式以外，還將具有與前記參照區塊之畫面內預測模式之預測方向相鄰之預測方向的2個畫面內預測模式，當作優先預測模式。
此外，即使將以上構成要素之任意組合、本發明之表現，在方法、裝置、系統、記錄媒體、電腦程式等之間做轉換而成者，對本發明的樣態而言皆為有效。
若依據本發明，則可削減畫面內預測模式的發生編碼 量，可提升編碼效率。
首先說明作為本發明的實施形態之前提的技術。
於以下的說明中，所謂「處理對象區塊」，若為影像編碼裝置所進行之編碼處理時，係指編碼對象區塊，若為影像解碼裝置所進行之解碼處理時，係指解碼對象區塊。所謂「已處理區塊」，若為影像編碼裝置所進行之編碼處理時，係指已編碼之被解碼之區塊，若為影像解碼裝置所進行之解碼處理時，係已解碼之區塊。以下，只要沒有特別聲明，就照該意義來使用。
[編碼樹]
圖3係用來將圖1的9模態的畫面內預測模式予以編碼所需的編碼樹的說明圖。MPEG-4 AVC中的畫面內預測模式之傳輸方法，係依照圖3(a)的符號301所示的編碼樹。圖中，內部節點(圓形)係分配了編碼，葉子(四角形)係分配了畫面內預測的模式號碼。在葉子當中，符號302係為優先預測模式。關於優先預測模式將於後述。例如，對於優先預測模式係分配了“1”，但對模式7係分配了編碼“0111”。
圖4係依照圖3的編碼樹而將畫面內預測模式予以傳輸所需的編碼語法的說明圖。圖4(a)、(b)所示的prev_intra_pred_flag係為用來特定是否為優先預測模式的 語法要素，rem_intra_pred_mode係為表示模式號碼的語法要素。在解碼時係首先從編碼序列讀出1位元的prev_intra_pred_flag，當prev_intra_pred_flag為1時則將畫面內預測模式設定成優先預測模式而前往下個語法。若非如此時則再進行3位元之prev_intra_pred_flag的讀出，將畫面內預測模式設定成rem_intra_pred_mode所示的預測模式。
為了將圖2的17模態之畫面內預測模式加以編碼，係可依照圖3(b)的符號303所示的編碼樹，而使用同樣的傳輸方法。
[優先預測模式]
為了決定優先預測模式，而會參照處理對象區塊所相鄰的已處理相鄰區塊。已處理相鄰區塊，係假設有相鄰於處理對象區塊的左側且位於最上側之位置的區塊(稱作「參照區塊A」)，和相鄰於處理對象區塊的上側且位於最左側之位置的區塊(稱作「參照區塊B」)。
關於已處理相鄰參照區塊的例子，使用圖18來說明。圖中相對於處理對象區塊1801而在空間上位於上側或/及左側之位置的區塊(符號1802至1811)係都是已處理，除此以外之區塊(符號1812至1815)係為未處理。相鄰於處理對象區塊1801之左側的區塊係為區塊1807與區塊1809這2個，但令其中位於上側之位置的區塊1807為參照區塊A。又，相鄰於處理對象區塊1801之上側的 區塊係只有區塊1803，令將該區塊1803為參照區塊B。
當令參照區塊A、參照區塊B的畫面內預測模式號碼分別為modeIdxA,modeIdxB時，處理對象區塊的優先預測模式的索引mpmIdx，係用以下的式子來表示。
mpmIdx=min(modeIdxA,modeIdxB)
亦即，優先預測模式係與參照區塊的畫面內預測模式的其中一者一致。
[優先預測模式與編碼樹之關係]
圖3的編碼樹，係對優先預測模式是分配1位元的編碼、對其他模式則一律分配1+3=4位元的編碼，因此是依照以下的機率模型。
p(mpm)≧0.5，其中，mpm係表示優先模式。
p(m)=0.0625=(1-p(mpm))/8，其中，m≠mpm
然而，若計算實際的畫面內預測模式的發生頻率之統計，則優先預測模式的發生機率係為平均p(mpm)=0.2左右，圖3的編碼樹並無法說是一定符合現實的畫面內預測模式的發生分布。
使用圖3之編碼樹時的符合統計上之優先預測模式之發生機率的平均發生編碼量的期望值bitsfact，係為bitsfact=3.4(=0.2×1+0.8×4)(位元)。另一方面，若假定p(mpm)=0.2來算出設計最佳編碼樹時的平均發生編碼量的期望值bitsopt，則為bitsopt=3.2(位元)，由平均發生編碼量的估計來看也可知道圖3的編碼樹並非最佳。
上記手法係基於，與相鄰區塊之畫面內預測模式一致之畫面內預測模式的大概之發生機率，來設定機率模型。就現實而言，在各區塊中，畫面內預測模式的發生分布係為不同，想到可各自地設定最佳之機率模型。然而，上記手法係對所有區塊都設定同一機率模型，因此仍不能說是有效率的編碼。
若僅考慮設定適切機率模型這件事，則也是可以例如取得所有的參照區塊的畫面內預測模式，對其全部組合分別設定不同的適切機率模型。然而複數預測模式之組合數係對預測模式數成指數關係地增加，此種手法係就處理複雜化的觀點而言，不能說是現實的解決方案。
可是，畫面內預測係為，將已解碼樣本值複製到所指定的預測方向，因此沿著預測方向的頻率成分係全部會喪失，反之，與預測方向正交之方向的頻率成分係會被保存。因此，對於具有特徵性頻率成分的影像，係將能夠儘可能反映出該頻率成分的畫面內預測模式加以選擇是較為適切的。換言之，可說是影像與畫面內預測模式之間具有相關，在畫面內預測模式的選擇之際，可利用以下之性質。
(1)預測方向相近的畫面內預測，係導出類似的預測影像。當對象影像伴隨有微小之變化時，表現微小變化的畫面內預測模式係為適切，方向相近之畫面內預測模式的發生機率會變高。
(2)當相鄰區塊的畫面內預測的預測方向是彼此相 近時，會認為相鄰區塊間之影像相關係較高。此時，處理對象區塊之影像也很有可能與相鄰區塊有很高的相關，因此處理對象區塊的畫面內預測的預測方向係特別容易集中在相鄰區塊之預測方向的周邊方向。
(3)當相鄰區塊的畫面內預測的預測方向是彼此較遠時，會認為相鄰區塊間之影像相關係較低。此時，相較於相鄰區塊的畫面內預測的預測方向是彼此相近的情形，處理對象區塊之影像與相鄰區塊之相關係有變低之傾向，處理對象區塊的畫面內預測的預測方向係難以往相鄰區塊之預測方向的周邊方向集中。
在本實施形態中，係有鑑於如此性質，準備了複數個符合機率模型的編碼樹，隨著參照區塊的畫面內預測模式之預測方向差來進行機率模型之切換，藉此以限制隨著編碼樹之增加所帶來的編碼處理之複雜化，並且實現畫面內預測模式的發生編碼量削減，提升編碼效率。
[編碼裝置]
實施本發明的理想之影像編碼裝置，參照圖面來說明。圖5係實施形態所述之影像編碼裝置之構成的區塊圖。實施形態的影像編碼裝置，係具備：減算部501、正交轉換．量化部502、逆量化．逆轉換部503、加算部504、解碼影像記憶體505、畫面內預測部506、紋理資訊編碼部507、畫面內預測模式編碼部508、畫面內預測模式選擇部509。本發明的實施形態係著眼於畫面內預測， 因此與畫面間預測相關連的構成要素係未圖示而省略說明。
畫面內預測模式選擇部509，係針對影像的每一區塊，選擇最佳的畫面內預測模式，將所選擇的畫面內預測模式，供給至畫面內預測部506、和畫面內預測模式編碼部508。
畫面內預測模式編碼部508，係將所被輸入的畫面內預測模式進行可變長度編碼而輸出畫面內預測模式位元串流。畫面內預測模式編碼部508的詳細構成與動作，將於後述。
畫面內預測部506，係使用所被輸入的畫面內預測模式、和解碼影像記憶體505中所記憶之相鄰區塊的已解碼影像，來生成畫面內預測影像，將所生成之畫面內預測影像，供給至減算部501。
減算部501，係藉由從編碼對象的原影像減去畫面內預測影像以生成差分影像，將已生成之差分訊號，供給至正交轉換．量化部502。
正交轉換．量化部502，係對差分影像進行正交轉換、量化，而生成紋理資訊，將所生成之紋理資訊，供給至逆量化．逆轉換部503和紋理資訊編碼部507。
紋理資訊編碼部507，係將紋理資訊進行熵編碼然後輸出紋理資訊位元串流。
逆量化．逆轉換部503，係對從正交轉換．量化部502所收取到的紋理資訊，進行逆量化、逆正交轉換而生 成解碼差分訊號，將已生成之解碼差分訊號，供給至加算部504。
加算部504，係將畫面內預測影像與解碼差分訊號進行加算而生成解碼影像，將已生成之解碼影像，儲存在解碼影像記憶體505中。
[解碼裝置]
實施本發明的理想之影像解碼裝置，參照圖面來說明。圖8係實施形態所述之影像解碼裝置之構成的區塊圖。實施形態的影像解碼裝置，係具備：紋理資訊解碼部801、逆量化．逆轉換部802、畫面內預測模式解碼部803、加算部804、解碼影像記憶體805、畫面內預測部806。本發明的實施形態係著眼於畫面內預測，因此與畫面間預測相關連的構成要素係未圖示而省略說明。
圖8的影像解碼裝置的解碼處理，係為對應於圖5之影像編碼裝置之內部所設之解碼處理，因此圖8的逆量化．逆轉換部802、加算部804、解碼影像記憶體805、及畫面內預測部806之各構成，係具有與圖5之影像編碼裝置的逆量化．逆轉換部503、加算部504、解碼影像記憶體505、及畫面內預測部506之各構成分別對應的機能。
畫面內預測模式解碼部803，係將所被輸入之畫面內預測模式位元串流，進行熵解碼而生成畫面內預測模式，將已生成之畫面內預測模式，供給至畫面內預測部806。畫面內預測模式解碼部803的詳細構成與動作，將於後 述。
畫面內預測部806，係使用所被輸入的畫面內預測模式、和解碼影像記憶體805中所記憶之相鄰區塊的已解碼影像，來生成畫面內預測影像，將所生成之畫面內預測影像，供給至加算部804。
紋理資訊解碼部801，係將紋理資訊進行熵解碼，以生成紋理資訊。將已生成之紋理資訊，供給至逆量化．逆轉換部802。
逆量化，逆轉換部802，係對從紋理資訊解碼部801所收取到的紋理資訊，進行逆量化、逆正交轉換而生成解碼差分訊號，將已生成之解碼差分訊號，供給至加算部804。
加算部804，係將畫面內預測影像與解碼差分訊號進行加算而生成解碼影像，將已生成之解碼影像，儲存在解碼影像記憶體805，並輸出。
本發明的實施形態所述之畫面內預測模式編碼及解碼處理，係於圖5的動態影像編碼裝置的畫面內預測模式編碼部508及圖8的動態影像解碼裝置的畫面內預測模式解碼部803中被實施。以下，說明實施形態所述之畫面內預測模式編碼及解碼處理之細節。
[編碼區塊]
在實施形態中，如圖18所示，將畫面以矩形區塊做階層式分割，並且對各區塊以所定之處理順序而逐次進行 處理。所分割的各區塊，稱作編碼區塊。圖18的區塊1817，係為實施形態中的分割最大單位，將其稱作最大編碼區塊。圖18的區塊1816，係為實施形態中的分割最小單位，將其稱作最小編碼區塊。以下假設最小編碼區塊為4×4像素、最大編碼區塊為16×16像素，來進行說明。
[預測區塊]
編碼區塊當中，進行畫面內預測的單位，稱作預測區塊。預測區塊係具有最小編碼區塊以上、最大編碼區塊以下的任一種大小。在圖18中，區塊1802、1803、及1804係為16×16區塊，區塊1805、1810、1811、及1801係為8×8區塊，區塊1806、1807、1808、1809係為4×4區塊。區塊1812、1813、1814、1815係為未處理區塊，編碼區塊尺寸並未確定。編碼程序中會決定最佳的預測區塊尺寸，將預測區塊尺寸予以傳輸。於解碼程序中，係藉由位元串流來取得預測區塊尺寸。以下，將預測區塊視為處理單位來進行說明。
[預測區塊尺寸與畫面內預測模式]
隨應於預測區塊的尺寸，來切換畫面內預測模式的構成。4×4區塊中，係定義了圖2(a)的符號201所示的17模態之畫面內預測模式，對8×8區塊與16×16區塊，係定義了圖2(b)的符號202所示的34模態之畫面內預測模式。這是因為，對較小尺寸的預測區塊即使定義過多模態 數的畫面內預測模式，也只會看到發生編碼量的增加而無法獲得品質提升。
[參照區塊與參照畫面內預測模式]
參照區塊係為，相鄰於處理對象區塊的左側且位於最上側之位置的區塊的區塊A，和相鄰於處理對象區塊的上側且位於最左側之位置的區塊的區塊B。令區塊A的預測模式為refModeA、區塊B的預測模式為refModeB。將各參照區塊的畫面內預測模式，稱作「參照畫面內預測模式」。當參照區塊不存在時的參照畫面內預測模式，係設定成直流預測模式(亦稱「平均值模式」)。
(第1實施例) [編碼程序]
說明本發明的實施形態中所述之畫面內預測模式的編碼方法的第1實施例。圖6係圖5的畫面內預測模式編碼部508的第1實施例的詳細構成的區塊圖。第1實施例的畫面內預測模式編碼部508，係具備：畫面內預測模式記憶體601、參照模式決定部602、優先模式決定部603、預測方向差算出部604、編碼樹選擇部605、及可變長度編碼部606。以下，一面參照圖7的流程圖，一面說明畫面內預測模式的編碼程序。
在畫面內預測模式記憶體601中係儲存並記憶有，從畫面內預測模式選擇部509所輸入的畫面內預測模式。
參照模式決定部602，係從畫面內預測模式記憶體601取得編碼對象區塊所相鄰之已編碼之參照區塊的畫面內預測模式，並決定參照畫面內預測模式(步驟S701)。參照畫面內預測模式決定程序的細節，將於後述。
預測方向差算出部604，係從參照模式決定部602取得參照畫面內預測模式，算出預測方向差(步驟S702)。預測方向差算出程序的細節，將於後述。
優先模式決定部603，係從預測方向差算出部604取得預測方向差，又，從參照模式決定部602取得參照畫面內預測模式。優先模式決定部603，係根據已取得之預測方向差與參照畫面內預測模式來決定優先模式(步驟S703)。優先模式決定程序的細節，將於後述。
編碼樹選擇部605，係從預測方向差算出部604取得預測方向差，隨應於預測方向差來決定編碼樹(步驟S704)。編碼樹選擇程序的細節，將於後述。
可變長度編碼部606，係接受編碼對象區塊的畫面內預測模式之輸入，又從優先模式決定部603取得優先模式、從編碼樹選擇部605取得編碼樹。可變長度編碼部606，係對編碼對象區塊的畫面內預測模式，使用優先模式與編碼樹來進行可變長度編碼(步驟S705)。可變長度編碼部606，係將已生成之位元序列予以輸出，結束一連串畫面內預測模式的編碼處理。
[參照畫面內預測模式決定程序]
圖7的步驟S701的參照畫面內預測模式決定程序之細節，參照圖11的流程圖來說明。
圖6的參照模式決定部602，係從畫面內預測模式記憶體601取得編碼對象區塊所相鄰之參照區塊的畫面內預測模式。
將相鄰於編碼對象區塊之左方的參照區塊A的畫面內預測模式與編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數，進行比較(步驟S1101)。
編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數是參照區塊A的畫面內預測模式的模態數以上時，則將參照區塊A的畫面內預測模式直接視為「參照模式A」(步驟S1102)。
編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數是比參照區塊A的畫面內預測模式的模態數還小時，則進行參照模式之轉換(步驟S1103)。關於參照模式之轉換，將於後述。
將相鄰於編碼對象區塊之上方的參照區塊B的畫面內預測模式與編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數，進行比較(步驟S1104)。
編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數是參照區塊B的畫面內預測模式的模態數以上時，則將參照區塊B的畫面內預測模式直接視為「參照模式B」(步驟S1105)。
編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數是比參照區塊B的畫面內預測模式的模態數還小時，則進行參照模式之轉換(步驟S1106)。
說明參照模式之轉換。參照模式轉換的實施係如圖19所示，是相較於編碼對象區塊1901，而參照區塊A1902、參照區塊B1901的尺寸比較大的情形。此處，編碼對象區塊1901係為4×4像素區塊，參照區塊A1902與參照區塊B1903係為8×8像素區塊。對編碼對象區塊1901係定義了圖2(a)的符號201所示的17模態之畫面內預測模式。對參照區塊A1902與參照區塊B1903係定義了圖2(b)的符號202所示的34模態之畫面內預測模式。
如此，編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態數是比參照區塊的畫面內預測模式的模態數還小時，則將編碼對象區塊的畫面內預測模式進行編碼之際，必須要將參照區塊的畫面內預測模式的模態，以某種形式，縮減成編碼對象區塊的畫面內預測模式的模態。參照模式轉換，就是將模態數較多之參照區塊的畫面內預測模式，轉換成模態數較少之編碼對象區塊的畫面內預測模式用的處理。
參照圖15，說明畫面內預測模式的轉換處理。圖15的符號1501，係將34模態之畫面內預測模式的預測方向，以橫軸上的點來表示。圖15的符號1502，係將17模態之畫面內預測模式的預測方向，以橫軸上的點來表示。圖15的符號1502的虛線所表示的點的位置係為，被包含在34模態之畫面內預測模式中，但不被包含在17模態之 畫面內預測模式中的預測方向。
於符號1501所示的34模態之畫面內預測模式中，假設參照模式A的預測方向係為符號1503所示之位置，參照模式B的預測方向係為符號1504所示之位置。此時，在符號1502所示的17模態之畫面內預測模式中，參照模式A、B的預測方向所對應的點(以虛線表示的點)上，係沒有預測模式存在。於是，在17模態之畫面內預測模式中，替代了參照模式A、B的預測方向所對應的點所相鄰的點(符號1505、1506)而改為轉換後的預測模式來做選擇。
[預測方向差算出程序]
圖7的步驟S702的預測方向差算出程序之細節，參照圖12的流程圖來說明。
預測方向差算出部604，係從參照模式決定部602取得參照模式A、B，將參照模式A與參照模式B進行比較(步驟S1201)。
當參照模式A、B都是平均值模式時，係設定表示雙方都是平均值模式的特殊值-2來作為預測方向差(步驟S1202)。
當參照模式A、B之其中一方是平均值模式時，係設定表示單方為平均值模式的特殊值-1(步驟S1203)。
當參照模式A、B都不是平均值模式時，係對參照模式A、B，分別藉由參照圖13的預測模式與預測方向號碼 建立對應而成之表格，以決定預測方向號碼。
圖13係畫面內預測模式的號碼與預測方向號碼所建立對應而成的表格。畫面內預測模式的號碼，係如圖1或圖2所示，並非依照方位的順序而被標號，因此無法直接使用於預測方向差的算出上。於是準備了，將按照方位順序標號的預測方向號碼，對應至預測模式號碼的表格。在算出預測方向差時，會使用預測方向號碼。
令參照模式A、參照模式B的預測方向號碼分別為dirA、dirB，藉由以下的計算式，算出表示參照模式A與參照模式B之預測方向之差異程度的預測方向差DiffDir(步驟S1204)。
DiffDir=min(16-abs(dirA-dirB),abs(dirA-dirB))
此處，abs( )係為計算引數之絕對值的函數，min( )係為將2個引數的最小值加以選擇的函數。
接著將預測方向差DiffDir與所定之上限值做比較，若預測方向差DiffDir超過上限值，則將預測方向差DiffDir置換成上限值(步驟S1205)。例如，若為17模態之畫面內預測模式，則預測方向差的最大值係為8，將上限值設定成例如4，當預測方向差超過4時，則概算成4。
[優先模式決定程序]
說明圖7的步驟S703的優先模式決定程序之細節。
優先模式決定部603，係從預測方向差算出部604取 得預測方向差，又，從參照模式決定部602取得參照模式。優先模式決定部603，係參照對於圖14所示的預測方向差對應了優先預測模式與編碼樹而成的表格，決定優先模式的數量與優先模式的模式號碼。
圖14係對應於預測方向差，將優先模式數、優先模式號碼、編碼樹號碼建立對應而成的表格。圖14係使用17模態之畫面內預測模式時的情形，預測方向差係取0至8之值、和特殊值的-1、-2。預測方向差越大，優先模式數越增加。為了增加優先模式數，作為優先模式係除了參照模式A、B以外，還利用參照模式A、B所相鄰之模式或平均值模式。
使用以下圖16的例子，說明相對於各預測方向差的優先模式。
[預測方向差為0時]
此係參照模式A、參照模式B都不是平均值模式，預測方向為一致的情形。根據圖14所示的表格，此情況下，優先模式之數目係為3個，將第1優先模式設成與參照模式A及參照模式B相同的模式，將第2優先模式、第3優先模式分別設成相鄰於第1優先模式之方向的預測模式。圖16的符號1601係預測方向差為0時的優先模式之概念圖。第1優先模式的預測方向係為符號1602的點，第2優先模式的預測方向係為符號1603的點，第3優先模式的預測方向係為符號1604的點，彼此係為相鄰。
[預測方向差為1時]
此係參照模式A的預測方向與參照模式B的預測方向彼此相鄰的情形。根據圖14所示的表格，此情況下，優先模式之數目係為4個，將第1優先模式設為參照模式A，將第2優先模式設為參照模式B，將第3優先模式、第4優先模式分別設成相鄰於第1優先模式、第2優先模式之方向的預測模式。圖16的符號1605係預測方向差為1時的優先模式之概念圖。第1優先模式係為符號1606、第2優先模式係為符號1607、第3優先模式係為符號1608、第4優先模式係為符號1609所分別表示的預測方向。
[預測方向差為2時]
此係在參照模式A的預測方向與參照模式B的預測方向間夾有別的預測方向的情形。根據圖14所示的表格，此情況下，優先模式之數目係為5個，將第1優先模式設為參照模式A，將第2優先模式設為參照模式B，將第3優先模式設為表示被第1優先模式與第2優先模式所包夾之預測方向的預測模式，將第4優先模式、第5優先模式分別設成相鄰於第1優先模式、第2優先模式且並非第3優先模式之預測方向的預測模式。圖16的符號1610係預測方向差為2時的優先模式之概念圖。第1優先模式係為符號1611、第2優先模式係為符號1612、第3優先模式 係為符號1613、第4優先模式係為符號1614、第5優先模式係為符號1615所分別表示的預測方向。
[預測方向差為3以上時]
由於是依照同樣的程序，因此省略預測方向差為3以上時的說明。
[預測方向差為-2時(參照模式均為平均值模式時)]
此係參照模式A、參照模式B都是平均值模式的情形。根據圖14所示的表格，此情況下，優先模式之數目係為1個，將第1優先模式設為平均值模式。
[預測方向差為-1時(僅參照模式的其中一方是平均值模式時)]
此係參照模式A、參照模式B只有其中一方是平均值模式的情形。根據圖14所示的表格，此情況下，優先模式之數目係為4個，將第1優先模式設為參照模式A，將第2優先模式設為參照模式B，將第3優先模式、第4優先模式分別設成，第1優先模式、第2優先模式當中非平均值模式之一方的預測模式的預測方向所相鄰之方向的預測模式。
[編碼樹選擇程序]
說明圖7的步驟S704的編碼樹選擇程序之細節。此 處係以17模態之畫面內預測模式為例。
編碼樹選擇部605，係從預測方向差算出部604取得預測方向差。參照圖14所示的表格，選擇編碼樹。在圖14的表格中，優先模式數係被建立對應有編碼樹的號碼。
圖17係為編碼樹之例子。符號1701係為編碼樹號碼0的編碼樹(稱作「編碼樹0」)，符號1702係為編碼樹號碼1的編碼樹(稱作「編碼樹1」)，符號1703係為編碼樹號碼2的編碼樹(稱作「編碼樹2」)。其他編碼樹係省略。各編碼樹，係被分類成表示優先模式的葉子、和表示預測模式號碼的葉子之任一方，對於表示優先模式的葉子，適應性地分配了優先模式決定程序所決定的優先模式。另一方面，對於表示預測模式號碼的葉子，係將處理對象的預測模式的預測模式號碼(先進行了屏除優先模式之轉換後)，做固定性分配。任一編碼樹中，對優先模式都會分配比其他預測模式還短之編碼長度的編碼，因此若編碼對象區塊的畫面內預測模式是該當於任一優先模式，則發生編碼量會變小。
以下使用圖17，說明符合預測方向差的編碼樹之選擇。
[預測方向差為0時]
參照圖14，而選擇編碼樹0。編碼樹0係有3片葉子被設定來作為優先模式。藉由優先模式決定程序，第1優先模式係為與參照模式A及參照模式B相同的模式，第2 優先模式、第3優先模式係分別為與第1優先模式相鄰的預測方向的預測模式。
[預測方向差為1時]
參照圖14，而選擇編碼樹1。編碼樹1係有4片葉子被設定來作為優先模式。藉由優先模式決定程序，第1優先模式係為參照模式A，第2優先模式係為參照模式B，第3優先模式、第4優先模式係分別為第1優先模式、第2優先模式的相鄰方向的預測模式。
[預測方向差為2時]
參照圖14，而選擇編碼樹2。編碼樹2係有5片葉子被設定來作為優先模式。藉由優先模式決定程序，第1優先模式係為參照模式A，第2優先模式係為參照模式B，第3優先模式係為被第1優先模式與第2優先模式所包夾之預測方向所示的預測模式，第4優先模式、第5優先模式係分別為相鄰於第1優先模式、第2優先模式且並非第3優先模式之預測方向的預測模式。
[預測方向差為3以上時]
由於是依照同樣的程序，因此省略說明。
[預測方向差為-2時]
參照圖14，而選擇編碼樹9。
[預測方向差為-1時]
參照圖14，而選擇編碼樹10。
如以上所述，在本實施形態的影像編碼裝置中，係除了參照區塊的畫面內預測模式以外，還將參照區塊的畫面內預測模式的預測方向所相鄰之方向加以表示的預測模式，當作優先預測模式來使用。然後，可事先準備優先預測模式數的不同複數編碼樹，根據參照區塊的畫面內預測模式的預測方向之差，來切換編碼樹，就可提升編碼對象區塊的畫面內預測模式的編碼效率。
預測方向差越小則選擇優先預測模式數較少的編碼樹，使用對優先預測模式分配了比其他預測模式還短編碼長度之編碼列的編碼樹，而將編碼對象區塊的畫面內預測模式予以編碼。
若複數參照區塊是呈現彼此相近之預測方向時，則參照區塊間的影像相關係較高，處理對象區塊與參照區塊的影像相關也很可能比較高。此時，處理對象區塊的預測方向，特別容易集中在參照區塊的預測方向之附近。另一方面，當複數參照區塊所示的預測方向是彼此較遠時，則參照區塊間的影像相關係較低，處理對象區塊與參照區塊的影像相關也很可能比較低。此時，處理對象區塊的預測方向的往參照區塊之預測方向之附近的集中度，係相較於複數參照區塊呈現較近預測方向的情形，是比較低的。
在本實施形態的畫面內預測模式的編碼處理中，藉由 採用根據複數參照區塊的預測模式的預測方向差來切換編碼樹之構成，就可確實地推定各處理對象區塊的預測模式的發生機率，可減低畫面內預測模式的發生編碼量。
[解碼程序]
說明本發明的實施形態中所述之畫面內預測模式的解碼方法的第1實施例。圖9係圖8的畫面內預測模式解碼部803的第1實施例的詳細構成的區塊圖。第1實施例的畫面內預測模式解碼部803，係具備：畫面內預測模式記憶體901、參照模式決定部902、優先模式決定部903、預測方向差算出部904、解碼樹選擇部905、及可變長度解碼部906。
圖9的畫面內預測模式解碼部803中的畫面內預測模式解碼程序，係對應於圖6的畫面內預測模式編碼部508中的畫面內預測模式編碼處理，因此圖9的畫面內預測模式記憶體901、參照模式決定部902、優先模式決定部903、預測方向差算出部904、及解碼樹選擇部905之各構成，係具有和圖6的畫面內預測模式記憶體601、參照模式決定部602、優先模式決定部603、預測方向差算出部604、及編碼樹選擇部605之各構成分別對應的機能。
以下，一面參照圖10的流程圖，一面說明畫面內預測模式的解碼程序。
參照模式決定部902，係從畫面內預測模式記憶體901取得解碼對象區塊所相鄰之已解碼之參照區塊的畫面 內預測模式，並決定參照畫面內預測模式(步驟S1001)。參照畫面內預測模式決定程序，係和圖6的參照模式決定部602中的參照畫面內預測模式決定程序同樣地，是依照圖11的流程圖所示之程序，因此省略詳細說明。
預測方向差算出部904，係從參照模式決定部902取得參照畫面內預測模式，算出預測方向差(步驟S1002)。預測方向差算出程序，係和圖6的預測方向差算出部604中的預測方向差算出程序同樣地，係依照圖12的流程圖所示之程序，因此省略詳細說明。
優先模式決定部903，係從預測方向差算出部904取得預測方向差，又，從參照模式決定部902取得參照畫面內預測模式。優先模式決定部903，係根據已取得之預測方向差與參照畫面內預測模式來決定優先模式(步驟S1003)。優先模式決定程序，係依照和圖6的優先模式決定部603中的優先模式決定程序相同的程序，因此省略詳細說明。
解碼樹選擇部905，係從預測方向差算出部904取得預測方向差，隨應於預測方向差來決定解碼樹(步驟S1004)。解碼樹選擇程序，係依照和圖6的編碼樹選擇部605中的編碼樹選擇程序相同的程序，因此省略詳細說明。只不過，「編碼樹」係要改成「解碼樹」。
可變長度解碼部906，係接受畫面內預測模式的位元串流之輸入，又從優先模式決定部903取得優先模式，從 解碼樹選擇部905取得解碼樹。可變長度解碼部906，係對解碼對象區塊的畫面內預測模式，使用優先模式與解碼樹來進行可變長度解碼(步驟S1005)。可變長度解碼部906，係將已解碼之畫面內預測模式，記憶在畫面內預測模式記憶體901中，並且輸出至外部，結束一連串之畫面內預測模式的解碼處理。
(第2實施例) [編碼程序]
說明本發明所述之實施形態所進行之畫面內預測模式的編碼方法的第2實施例。圖20係圖5的畫面內預測模式編碼部508的第2實施例的詳細構成的區塊圖。第2實施例的畫面內預測模式編碼部508，係具備：畫面內預測模式記憶體2601、優先預測模式清單作成部2602、優先預測模式判定旗標算出部2603、優先預測模式判定旗標編碼部2604、優先預測模式索引算出部2605、優先預測模式索引編碼部2606、非優先預測模式索引算出部2607、非優先預測模式索引編碼部2608、優先預測模式判定部2609、及預測方向差算出部2610。以下，一面參照圖21的流程圖，一面說明畫面內預測模式的編碼程序。
預測方向差算出部2610，係從畫面內預測模式記憶體2601取得相鄰區塊的畫面內預測模式refModeA與refModeB，算出refModeA與refModeB的預測方向差diffDir(步驟S2701)。預測方向差算出程序的細節，將 於後述。
優先預測模式清單作成部2602，係從預測方向差算出部2610取得預測方向差diffDir，從畫面內預測模式記憶體2601取得相鄰區塊的畫面內預測模式refModeA與refModeB。優先預測模式清單作成部2602，係根據diffDir、refModeA、及refModeB而作成優先預測模式清單mpmList，決定優先預測模式清單大小mpmlistsize(步驟S2702)。優先預測模式清單作成程序的細節，將於後述。又，將對象畫面內預測模式，記憶在畫面內預測模式記憶體2601中。
優先預測模式判定旗標算出部2603，係取得對象預測模式與優先預測模式清單mpmList，算出優先預測模式判定旗標mpmFlag。又，優先預測模式索引算出部2605係算出優先預測模式索引mpmIndex(步驟S2703)，優先預測模式判定旗標編碼部2604係將優先預測模式判定旗標mpmFlag予以編碼(步驟S2704)。優先預測模式判定旗標、優先預測模式索引算出程序的細節，將於後述。
優先預測模式判定部2609，係將優先預測模式判定旗標mpmFlag，進行判定(步驟S2705)。
若優先預測模式判定旗標mpmFlag是true，則優先預測模式索引編碼部2606係將優先預測模式索引mpmIndex予以編碼(步驟S2706)，結束處理。優先預測模式索引編碼程序的細節，將於後述。
若優先預測模式判定旗標mpmFlag是false，則非優 先預測模式索引算出部2607係算出非優先預測模式索引remModeIndex(步驟S2707)，非優先預測模式索引編碼部2608係進行所算出之非優先預測模式remModeIndex的編碼(步驟S2708)。非優先預測模式索引算出程序、及非優先預測模式編碼程序的細節，將於後述。
[預測方向差算出程序]
圖21的步驟S2701的預測方向差算出程序之細節，參照圖30的流程圖來說明。
預測方向差算出部2610，係從畫面內預測模式記憶體2601取得相鄰區塊的畫面內預測模式refModeA與refModeB。判定refModeA與refModeB之值是否皆為2(平均值模式)(步驟S3201)。
若refModeA與refModeB之值皆為2(平均值模式)，則將預測方向差diffDir設定成-2(步驟S3202)。-2係為表示refModeA與refModeB之值皆為2(平均值模式)的特殊值。
若refModeA與refModeB之值的至少其中一方不是2(平均值模式)，則再判定refModeA與refModeB當中何者是2(平均值模式)(步驟S3203)。若refModeA與refModeB之任一方為2(平均值模式)，則將預測方向差diffDir設定成-1(S3205)。-1係為表示refModeA與refModeB之值的其中一方是2(平均值模式)的特殊值。
若refModeA與refModeB之值皆非2(平均值模 式)，則算出refModeA與refModeB的平均值模式的差(步驟S3204)。若對象區塊是4×4區塊，則藉由參照圖13的表，決定預測方向號碼。令refModeA的預測方向號碼為dirA、refModeB的預測方向號碼為dirB，藉由以下的算式，算出預測方向差diffDir。
DiffDir=min(16-abs(dirA-dirB),abs(dirA-dirB))對象區塊為8×8、16×16區塊時也是以和4×4區塊時同樣的方法來決定預測方向號碼，藉由以下的算式，算出預測方向差diffDir。
DiffDir=min(33-abs(dirA-dirB),abs(dirA-dirB))
[優先預測模式清單作成程序]
圖21的步驟S2702的優先預測模式清單作成程序之細節，參照圖31的流程圖來說明。
優先預測模式清單作成部2602，係從預測方向差算出部2610取得預測方向差diffDir，從畫面內預測模式記憶體2601取得相鄰區塊的畫面內預測模式refModeA與refModeB，判定預測方向差diffDir之值(步驟S3901)。
當預測方向差diffDir之值為-2時，亦即refModeA與refModeB皆為平均值模式時(步驟S3902)，則如圖32的符號4001所示，將mpmlistsize設成2。然後設mpmList[0]為refModeA、mpmList[1]為0(垂直方向預測模式)。將mpmList[1]設成0(垂直方向預測模式)的原 因是，垂直方向預測模式的發生頻率係平均而言比較高，還有，平均而言，越是只把平均值模式當成優先預測模式，則平均值模式的發生頻率就越不高的緣故。
當預測方向差diffDir之值為-1時，亦即refModeA與refModeB的其中一方是平均值模式時(步驟S3903)，則如圖32的符號4002所示，將mpmlistsize設成4。然後，將mpmList[0]設成min(refModeA,refModeB)，將mpmList[1]設成max(refModeA,refModeB)，將mpmList[2]設成left(dirMode)，將mpmList[3]設成right(dirMode)。其中，dirMode係為refModeA與refModeB當中並非平均值模式之一方的預測模式，left(dirMode)係為dirMode的左方向所相鄰的預測模式，right(dirMode)係為dirMode的右方向所相鄰的預測模式。
預測方向差diffDir之值為0時(步驟S3904)，亦即refModeA與refModeB為相同，且皆非平均值模式時，則如圖32的符號4003所示，將mpmlistsize設成3。然後，將mpmList[0]設成refModeA，將mpmList[1]設成left(refModeA)，將mpmList[2]設成right(refModeA)。其中，left(refModeA)係為refModeA的左方向所相鄰的預測模式，right(refModeA)係為refModeA的右方向所相鄰的預測模式。
預測方向差diffDir之值為1時(步驟S3905)，亦即refModeA與refModeB為相鄰時，則如圖32的符號 4004所示，將mpmlistsize設成4。然後，將mpmList[0]設成min(refModeA,refModeB)，將mpmList[1]設成max(refModeA,refModeB)，將mpmList[2]設成left(leftMode)，將mpmList[3]設成right(rightMode)。其中，leftMode係為refModeA與refModeB當中之左方向的預測模式，rightMode係為refModeA與refModeB當中之右方向的預測模式，left(leftMode)係為leftMode的左方向所相鄰的預測模式，right(rightMode)係為rightMode的右方向所相鄰的預測模式。
預測方向差diffDir之值為2時(步驟S3906)，如圖32的符號4005所示，將mpmlistsize設成5。然後，將mpmList[0]設成min(refModeA,refModeB,interMode)，將mpmList[1]設成median(refModeA,refModeB,interMode)，將mpmList[2]設成max(refModeA,refModeB,interMode)，將mpmList[3]設成left(leftMode)，將mpmList[4]設成right(rightMode)。其中，interMode係為refModeA與refModeB之間所包夾的預測模式，median(refModeA,refModeB,interMode)係為refModeA,refModeB,interMode的中間值，leftMode係為refModeA與refModeB當中之左方向的預測模式，rightMode係為refModeA與refModeB當中之右方向的預測模式，left(leftMode)係為leftMode的左方向所相鄰的預測模式，right(rightMode)係為rightMode的右方向所相鄰的預測 模式。
當不符合上記任一條件時(步驟S3907)，亦即預測方向差diffDir之值係為3以上時，則除了預測方向差diffDir外，還會參照對象區塊的區塊尺寸。
當區塊尺寸是4×4時，則如圖32的符號4006所示，將mpmlistsize設成5。然後，將mpmList[0]設成min(refModeA,refModeB)，將mpmList[1]設成max(refModeA,refModeB)，將mpmList[2]設成min(left(refModeA),right(refModeA))，將mpmList[3]設成min(left(refModeB),right(refModeB))，將mpmList[4]設成平均值模式之後，將mpmList以升順做排序。
當區塊尺寸並非4×4時，則如圖32的符號4007所示，將mpmlistsize設成7。然後，將mpmList[0]設成min(refModeA,refModeB)，將mpmList[1]設成max(refModeA,refModeB)，將mpmList[2]設成left(refModeA)，將mpmList[3]設成right(refModeA)，將mpmList[4]設成left(refModeB)，將mpmList[5]設成right(refModeB)，將mpmList[6]設成平均值模式之後，將mpmList以升順做排序。
於步驟S3907中，除了相鄰於參照預測模式的預測模式外還將平均值模式加入至優先預測模式清單的理由係如下。步驟S3907，係當預測方向的差為3以上時。當refModeA與refModeB的方向差較大時，則推定參照區塊 A、參照區塊B的影像相關是較低。此時，相較於預測方向差較接近的情形，往refModeA、refModeB之附近的集中度會減少，平均而言，平均值模式的發生頻率會變高的緣故。
[優先預測模式判定旗標、優先預測模式索引算出程序]
圖21的步驟S2703之優先預測模式判定旗標與優先預測模式索引算出程序之細節，參照圖25的流程圖來說明。
本程序中，藉由將mpmList以升順進行掃描，而進行處理。優先預測模式判定旗標算出部2603、及優先預測模式索引算出部2605，係將優先預測模式判定旗標mpmFlag、與優先預測模式索引mpmIndex，分別初期化成false、0。將用來掃描mpmList所需的變數i，初期化成0(步驟S3201)。
若變數i未滿mpmListSize(步驟S3202)，亦即mpmList的所有要素尚未掃描完成，則將mpmList[i]與currModeIndex進行比較(步驟S3203)。若mpmList[i]與currModeIndex相等時，表示對象預測模式是與優先預測模式清單的第i個要素相等，將mpmFlag設定成true、將mpmIndex設定成i(步驟S3204)，前進至圖21的步驟S2704。若mpmList[i]與currModeIndex相異時，將i增加一(步驟S3205)，繼續掃描。
於步驟S3202中，若變數i是mpmListSize以上時， 亦即，mpmList的所有要素都掃描完成時，則結束優先預測模式判定旗標、優先預測模式索引算出程序，前進至圖21的步驟S2704。此時係表示對象預測模式係不包含在優先預測模式清單中，不會進行mpmFlag與mpmIndex的再設定。亦即，係為mpmFlag=false、mpmIndex=0。
[優先預測模式索引編碼程序]
圖21的步驟S2706的優先預測模式索引編碼程序之細節，參照圖33的流程圖來說明。
優先預測模式索引編碼部2606，係從優先預測模式清單作成部2602取得mpmlist與mpmlistsize。
優先預測模式索引編碼部2606，係根據mpmlistsize，來進行優先預測模式索引mpmIndex之編碼時所要使用的編碼樹之選擇(步驟S4101)。
圖34中係圖示身為選擇候補的編碼樹。圖34的符號4201係mpmlistsize為2時的編碼樹。圖34的符號4202係mpmlistsize為3時的編碼樹。圖34的符號4203係mpmlistsize為4時的編碼樹。圖34的符號4204係mpmlistsize為5時的編碼樹。圖34的符號4205係mpmlistsize為7時的編碼樹。在優先預測模式編碼樹中，優先預測模式的優先順位越高(模式號碼越小)者，就被分配編碼長度越短的編碼列。
優先預測模式索引編碼部2606係使用已選擇之編碼樹，進行mpmIndex的編碼(步驟S4102)，結束處理。
[非優先預測模式索引算出程序]
圖21的步驟S2707的非優先預測模式索引算出程序之細節，參照圖26的流程圖來說明。
本程序中，藉由將mpmList以索引的降順進行掃描，而進行處理。非優先預測模式索引算出部2607係將非優先預測模式索引remModeIndex初期化成對象預測模式currModeIndex，將用來掃描mpmList所需的變數i初期化成mpmListSize-1(步驟S3301)，將mpmList以值的升順做排序(步驟S3302)。
若變數i為0以上(步驟S3303)，亦即mpmList的所有要素尚未掃描完成，則將remModeIndex與mpmList[i]進行比較(步驟S3304)。若remModeIndex大於mpmList[i]，則將remModeIndex之值減1(步驟S3305)。將變數i之值減1(步驟S3306)，繼續掃描。
於步驟S3303中，當變數i未滿0，亦即mpmList的所有要素都掃描完成時，則結束非優先預測模式索引算出程序，前進至圖21的步驟S2708。
[非優先預測模式索引編碼程序]
圖21的步驟S2708的非優先預測模式索引編碼程序之細節，參照圖27的流程圖來說明。
非優先預測模式索引編碼部2608，係判定對象區塊尺寸(步驟S3401)。
當對象區塊是4×4區塊時，非優先預測模式索引編碼部2608係比較remModeIndex與mpmListSize-1之值(步驟S3402)。當remModeIndex小於mpmListSize-1時，則將remModeIndex以3位元進行編碼，結束處理(步驟S3403)。若非如此時，亦即remModeIndex係為mpmListSize-1以上時，則將remModeIndex加上mpmListSize-1(步驟S3404)，將remModeIndex的上位3位元進行編碼(步驟S3405)。然後，將remModeIndex的最下位1位元予以編碼(步驟S3406)，結束處理。
當對象區塊是4×4區塊時，定義有17模態之畫面內預測。於本實施例中，優先預測模式之數目mpmListSize係至少為2，因此非優先預測模式索引remModeIndex係被轉換成[0,14]之任一值。藉此，對於非優先預測模式索引remModeIndex，進行固定長度編碼時，係會轉換成4位元的編碼語。然而隨著優先預測模式之數目mpmListSize增大，非優先預測模式索引所能採取的候補係減少，因此將所有的remModeIndex以4位元來表現，會變得冗長。因此，在本程序中，係將remModeIndex轉換成3位元或是4位元，來進行可變長度編碼。
當對象區塊是8×8區塊或16×16區塊時，非優先預測模式索引編碼部2608係比較remModeIndex與mpmListSize-1之值(步驟S3407)。當remModeIndex小於mpmListSize-2時，則將remModeIndex以4位元進行編碼，結束處理(步驟S3408)。若非如此時，亦即 remModeIndex係為mpmListSize-2以上時，則將remModeIndex加上mpmListSize-2(步驟S3409)，將remModeIndex的上位4位元進行編碼(步驟S3410)。然後，將remModeIndex的最下位1位元予以編碼(步驟S3411)，結束處理。
當對象區塊是8×8區塊或16×16區塊時，定義有34模態之畫面內預測。於本實施例中，優先預測模式之數目mpmListSize係至少為2，因此非優先預測模式索引remModeIndex係被轉換成[0,31]之任一值。藉此，對於非優先預測模式索引remModeIndex，進行固定長度編碼時，係會轉換成5位元的編碼語。和4×4區塊時同樣地，將所有的remModeIndex以5位元來表現，會變得冗長。因此，在本程序中，係將remModeIndex轉換成4位元或是5位元，來進行可變長度編碼。
[解碼程序]
說明本發明所述之實施形態所進行之畫面內預測模式的解碼方法的第2實施例。圖22係圖8的畫面內預測模式解碼部803的第2實施例的詳細構成的區塊圖。第2實施例的畫面內預測模式解碼部803，係具備：畫面內預測模式記憶體2901、優先預測模式清單作成部2902、優先預測模式判定旗標解碼部2903、優先預測模式索引解碼部2904、優先預測模式算出部2905、非優先預測模式索引解碼部2906、非優先預測模式算出部2907、及預測方向差 算出部2908。
圖22的畫面內預測模式解碼部803中的畫面內預測模式解碼程序，係對應於圖20的畫面內預測模式編碼部508中的畫面內預測模式編碼處理，因此圖22的畫面內預測模式記憶體2901、優先預測模式清單作成部2902、及預測方向差算出部2908之各構成，係具有與圖20的畫面內預測模式記憶體2601、優先預測模式清單作成部2602、及預測方向差算出部2610之各構成分別相同的機能。
以下，一面參照圖23的流程圖，一面說明畫面內預測模式的解碼程序。
預測方向差算出部2908，係從畫面內預測模式記憶體2901取得相鄰區塊的畫面內預測模式refModeA與refModeB，算出預測方向差diffDir(步驟S3001)。關於預測方向差算出程序，係和圖20的預測方向差算出部2610相同，依照圖30所示的程序，因此省略詳細說明。
優先預測模式清單作成部2902，係從畫面內預測模式記憶體2901取得相鄰區塊的畫面內預測模式refModeA與refModeB，又從預測方向差算出部2908取得預測方向差diffDir。優先預測模式清單作成部2902，係根據已取得之refModeA與refModeB、及diffDir而作成優先預測模式清單mpmList，並決定優先預測模式清單的大小mpmListSize(步驟S3002)。優先預測模式清單作成程序，係和圖20的優先預測模式清單作成部2602中的優先 預測模式清單作成程序相同，是依照圖31的流程圖所示之程序，因此省略詳細說明。
優先預測模式判定旗標解碼部2903，係從編碼序列讀入1位元，將優先預測模式判定旗標mpmFlag予以解碼(步驟S3003)，判定優先預測模式判定旗標mpmFlag之值(步驟S3004)。
若優先預測模式判定旗標mpmFlag是true，則優先預測模式索引解碼部2904係將優先預測模式索引mpmIndex予以解碼(步驟S3005)。優先預測模式索引解碼程序的細節，將於後述。然後，優先預測模式算出部2905係將優先預測模式清單mpmList的第mpmIndex個要素mpmList[mpmIndex]，當作對象預測模式currModeIndex(步驟S3006)。將對象預測模式currModeIndex儲存至畫面內預測模式記憶體2901，結束處理。
若優先預測模式判定旗標mpmFlag是false，則非優先預測模式索引解碼部2906係將非優先預測模式索引remModeIndex予以解碼(步驟S3007)，非優先預測模式算出部2907係根據所算出的remModeIndex而算出對象預測模式currModeIndex(步驟S3008)。將對象預測模式currModeIndex儲存至畫面內預測模式記憶體2901，結束處理。非優先預測模式索引的解碼程序、及對象預測模式算出程序，將於後述。
[優先預測模式索引解碼程序]
圖23的步驟S3005的優先預測模式索引解碼程序之細節，參照圖24的流程圖來說明。
優先預測模式索引解碼部2904，係從優先預測模式清單作成部2902取得mpmlist與mpmlistsize。
優先預測模式索引解碼部2904，係根據mpmlistsize，來進行優先預測模式索引mpmIndex之解碼時所要使用的解碼樹之選擇(步驟S3101)。
圖34中係圖示身為選擇候補的解碼樹。圖34的符號4201係mpmlistsize為2時的解碼樹。圖34的符號4202係mpmlistsize為3時的解碼樹。圖34的符號4203係mpmlistsize為4時的解碼樹。圖34的符號4204係mpmlistsize為5時的解碼樹。圖34的符號4205係mpmlistsize為7時的解碼。
優先預測模式索引解碼部2904係使用已選擇之解碼樹，進行mpmIndex的解碼(步驟S3102)，結束處理。
[非優先預測模式索引解碼程序]
圖23的步驟S3007的非優先預測模式索引解碼程序之細節，參照圖28的流程圖來說明。
非優先預測模式索引解碼部2906，係判定對象區塊尺寸(步驟S3501)。
當對象區塊是4×4區塊時，進行3位元的固定長度解碼，當作remModeIndex(步驟S3502)。判定remModeIndex之值(步驟S3503)。當remModeIndex小 於mpmListSize-1時，則確定remModeIndex，結束處理。若非如此時，則將remModeIndex往右邊平移1位元之後(步驟S3504)，然後從編碼序列讀入1位元，加至remModeIndex(步驟S3505)。從remModeIndex減去mpmListSize-1，決定為最終的remModeIndex(步驟S3506)，結束處理。
當對象區塊是8×8區塊或16×16區塊時，進行4位元的固定長度解碼，當作remModeIndex(步驟S3507)。判定remModeIndex之值(步驟S3508)。當remModeIndex小於mpmListSize-2時，則確定remModeIndex，結束處理。若非如此時，則將remModeIndex往右邊平移1位元之後(步驟S3509)，然後從編碼序列讀入1位元，加至remModeIndex(步驟S3510)。從remModeIndex減去mpmListSize-2，決定為最終的remModeIndex(步驟S3511)，結束處理。
[非優先預測模式算出程序]
圖23的步驟S3008的預測模式算出程序之細節，參照圖29的流程圖來說明。
本程序中，藉由將mpmList以索引的升順進行掃描，而進行處理。非優先預測模式算出部2907係將對象預測模式currModeIndex初期化成非優先預測模式索引remModeIndex，將用來掃描mpmList所需的變數i初期化成0(步驟S3601)，將mpmList以值的升順做排序(步 驟S3602)。
若變數i未滿mpmListSize(步驟S3603)，亦即mpmList的所有要素尚未掃描完成，則將currModeIndex與mpmList[i]進行比較(步驟S3604)。若currModeIndex是mpmList[i]以上，則將currModeIndex之值加1(步驟S3605)。將變數i之值加1(步驟S3606)，繼續掃描。
於步驟S3603中，當i是mpmListSize以上時，亦即mpmList的所有要素都掃描完畢時，就結束處理。
以上所述的第1實施例的影像編碼裝置及影像解碼裝置，係可達成以下作用效果。
(1)根據複數已處理畫面預測模式的預測方向差來進行編碼樹之切換。畫面內預測模式所示的預測方向係與對象影像具有相關性，因此可根據畫面內預測模式的預測方向差來推定複數參照區塊的解碼影像間之相關性，可基於該相關性來設定適切的機率模型，可削減對象影像的預測模式的發生編碼量。
(2)預測方向差較小時，係複數參照區塊的解碼影像間之相關性較高，處理對象區塊也被推定和參照區塊之相關性較高。所產生的畫面內預測模式，係往與參照預測模式一致之模式所示之預測方向周邊集中，因此藉由縮短將與參照預測模式之預測方向相近的預測方向加以表示的畫面內預測模式的編碼長度，就可削減整體的發生編碼量。
(3)預測方向差較大時，係複數參照區塊的解碼影 像間之相關性較低，處理對象區塊與參照區塊之相關也被推定成，是比預測方向差相近時還要低。此時，藉由使各預測模式的編碼長度之參差變得較少，就可削減發生編碼量。
(4)根據複數已處理區塊的畫面預測模式的預測方向差來進行編碼樹之切換，因此所作成的編碼樹之數目係最多只有畫面內預測模式所能採取之預測方向的一半。相較於考慮到複數預測模式之所有組合之構成，可大幅削減複雜度。
第2實施例的影像編碼裝置及影像解碼裝置，係可達成以下作用效果。
(1)藉由複數已處理畫面預測模式的預測方向差，來進行優先預測模式的編碼樹之切換。畫面內預測模式所示的預測方向係與對象影像具有相關性，因此可根據畫面內預測模式的預測方向差來推定複數參照區塊的解碼影像間之相關性，可基於該相關性來設定適切的機率模型，可削減發生編碼量。
(2)預測方向差較小時，係複數參照區塊的解碼影像間之相關性較高，處理對象區塊也被推定和參照區塊之相關性較高。所產生的畫面內預測模式，係往與參照預測模式一致之模式所示之預測方向周邊集中，因此藉由將與參照預測模式之預測方向相近相鄰的預測方向加以表示的畫面內預測模式，認定成優先預測模式，就可削減整體的發生編碼量。
(3)預測方向差較大時，係複數參照區塊的解碼影像間之相關性較低，處理對象區塊與參照區塊之相關也被推定成，是比預測方向差相近時還要低。此時，除了與參照預測模式之預測方向相鄰的預測方向，還將平均值模式設定成優先預測模式，藉此就可削減發生編碼量。
甚至，在優先預測模式的編碼樹之切換時，除了預測方向差，還會採用對象區塊的區塊尺寸。若所被定義的畫面內預測模式不同，則畫面內預測模式的發生分布也會不同。在所被定義的畫面內預測模式會依存於區塊尺寸之構成中，藉由使用對象區塊的區塊尺寸，就可選擇較為適切的編碼樹，可削減發生編碼量。
(4)根據複數已處理畫面預測模式的預測方向差來進行編碼樹之切換，因此所作成的編碼樹之數目係最多只有畫面內預測模式所能採取之預測方向的一半。相較於實施所有組合之構成，可大幅削減複雜度。
以上所述的實施形態的動態影像編碼裝置所輸出的動態影像的編碼串流，係為了可隨著實施形態中所使用之編碼方法來進行解碼，而具有特定的資料格式，對應於動態影像編碼裝置的動態影像解碼裝置係可將此特定資料格式的編碼串流加以解碼。
動態影像編碼裝置與動態影像解碼裝置之間為了收授編碼串流，而使用有線或無線網路的情況下，可將編碼串流轉換成適合於通訊路之傳輸形態的資料形式來進行傳輸。此情況下，會設置有：將動態影像編碼裝置所輸出之 編碼串流轉換成適合於通訊路之傳輸形態之資料形式的編碼資料然後發送至網路的動態影像送訊裝置、和從網路接收編碼資料並復原成編碼串流而供給至動態影像解碼裝置的動態影像收訊裝置。
動態影像送訊裝置，係含有：將動態影像編碼裝置所輸出之編碼串流予以緩衝的記憶體、將編碼串流予以封包化的封包處理部、將已被封包化的編碼資料透過網路而進行發送的送訊部。動態影像收訊裝置，係含有：將已被封包化的編碼資料透過網路而進行接收的收訊部、將已被接收之編碼資料予以緩衝的記憶體、將編碼資料進行封包處理而生成編碼串流並提供給動態影像解碼裝置的封包處理部。
以上的關於編碼及解碼之處理，係可用硬體而以傳輸、積存、收訊裝置的方式來加以實現，當然，也可藉由記憶在ROM(唯讀記憶體)或快閃記憶體等中的韌體、或電腦等之軟體來加以實現。亦可將該韌體程式、軟體程式記錄至電腦等可讀取之記錄媒體來加以提供，或可透過有線或無線網路從伺服器來提供，也可用地表波或衛星數位播送的資料播送方式來提供之。
以上係依據實施形態來說明了本發明。實施形態係為例示，這些各構成要素或各處理程序之組合中還有各種可能的變形例，而這些變形例也都屬於本發明之範圍，而能被當業者所理解。
【產業上利用之可能性】
本發明係可利用於影像編碼及解碼技術，尤其是畫面內編碼及解碼技術。
501‧‧‧減算部
502‧‧‧正交轉換．量化部
503‧‧‧逆量化．逆轉換部
504‧‧‧加算部
505‧‧‧解碼影像記憶體
506‧‧‧畫面內預測部
507‧‧‧紋理資訊編碼部
508‧‧‧畫面內預測模式編碼部
509‧‧‧畫面內預測模式選擇部
601‧‧‧畫面內預測模式記憶體
602‧‧‧參照模式決定部
603‧‧‧優先模式決定部
604‧‧‧預測方向差算出部
605‧‧‧編碼樹選擇部
606‧‧‧可變長度編碼部
801‧‧‧紋理資訊解碼部
802‧‧‧逆量化．逆轉換部
803‧‧‧畫面內預測模式解碼部
804‧‧‧加算部
805‧‧‧解碼影像記憶體
806‧‧‧畫面內預測部
901‧‧‧畫面內預測模式記憶體
902‧‧‧參照模式決定部
903‧‧‧優先模式決定部
904‧‧‧預測方向差算出部
905‧‧‧解碼樹選擇部
906‧‧‧可變長度解碼部
2601‧‧‧畫面內預測模式記憶體
2602‧‧‧優先預測模式清單作成部
2603‧‧‧優先預測模式判定旗標算出部
2604‧‧‧優先預測模式判定旗標編碼部
2605‧‧‧優先預測模式索引算出部
2606‧‧‧優先預測模式索引編碼部
2607‧‧‧非優先預測模式索引算出部
2608‧‧‧非優先預測模式索引編碼部
2609‧‧‧優先預測模式判定部
2610‧‧‧預測方向差算出部
2901‧‧‧畫面內預測模式記憶體
2902‧‧‧優先預測模式清單作成部
2903‧‧‧優先預測模式判定旗標解碼部
2904‧‧‧優先預測模式索引解碼部
2905‧‧‧優先預測模式算出部
2906‧‧‧非優先預測模式索引解碼部
2907‧‧‧非優先預測模式算出部
2908‧‧‧預測方向差算出部
[圖1]9模態的畫面內預測模式之預測方向的說明圖。
[圖2]17模態與34模態的畫面內預測模式之預測方向的說明圖。
[圖3]用來將9模態的畫面內預測模式予以編碼所需的編碼樹的說明圖。
[圖4]依照圖3的編碼樹而將畫面內預測模式予以傳輸所需的編碼語法的說明圖。
[圖5]用來執行實施形態所述之畫面內預測模式的編碼方法所需的影像編碼裝置之構成的區塊圖。
[圖6]圖5的畫面內預測模式編碼部的第1實施例的詳細構成的區塊圖。
[圖7]圖6的畫面內預測模式編碼部所進行之畫面內預測模式編碼程序的說明用流程圖。
[圖8]用來執行實施形態所述之畫面內預測模式的解碼方法所需的影像解碼裝置之構成的區塊圖。
[圖9]圖8的畫面內預測模式解碼部的第1實施例的詳細構成的區塊圖。
[圖10]圖9的畫面內預測模式解碼部所進行之畫面內預測模式解碼程序的說明用流程圖。
[圖11]實施形態中的參照畫面內預測模式之決定程序的說明用流程圖。
[圖12]實施形態中的預測方向差之算出程序的說明用流程圖。
[圖13]預測模式與預測方向號碼建立對應而成之表格的說明圖。
[圖14]將優先預測模式與編碼樹對應於預測方向差而成之表格的說明圖。
[圖15]畫面內預測模式之預測方向的轉換處理的說明圖。
[圖16]隨著預測方向差而被決定的優先預測模式的說明用概念圖。
[圖17]實施形態中所使用之編碼樹之例子的圖示。
[圖18]影像的區塊構成與參照區塊的說明圖。
[圖19]處理對象區塊與參照區塊之關係的說明圖。
[圖20]圖5的畫面內預測模式編碼部的第2實施例的詳細構成的區塊圖。
[圖21]圖20的畫面內預測模式編碼部所進行之畫面內預測模式編碼程序的說明用流程圖。
[圖22]圖8的畫面內預測模式解碼部的第2實施例的詳細構成的區塊圖。
[圖23]圖21的畫面內預測模式解碼部所進行之畫面內預測模式解碼程序的說明用流程圖。
[圖24]第2實施例中的優先預測模式之解碼動作的說 明用流程圖。
[圖25]第2實施例中的優先預測模式判定旗標與優先預測模式索引之算出動作的說明用流程圖。
[圖26]第2實施例中的非優先預測模式索引之算出動作的說明用流程圖。
[圖27]第2實施例中的非優先預測模式索引之編碼動作的說明用流程圖。
[圖28]第2實施例中的非優先預測模式索引之解碼動作的說明用流程圖。
[圖29]第2實施例中的對象預測模式之算出動作的說明用流程圖。
[圖30]第2實施例中的預測方向差之算出動作的說明用流程圖。
[圖31]第2實施例中的優先預測模式清單之作成動作的說明用流程圖。
[圖32]第2實施例的預測方向差與優先預測模式清單之對應關係的說明圖。
[圖33]第2實施例中的優先預測模式之編碼動作的說明用流程圖。
[圖34]第2實施例中的用來將優先預測模式予以編碼/解碼所需的編碼樹/解碼樹的說明圖。
508‧‧‧畫面內預測模式編碼部
601‧‧‧畫面內預測模式記憶體
602‧‧‧參照模式決定部
603‧‧‧優先模式決定部
604‧‧‧預測方向差算出部
605‧‧‧編碼樹選擇部
606‧‧‧可變長度編碼部

Claims (3)

  1. 一種影像解碼裝置，係屬於從編碼串流以區塊單位解碼出用來特定畫面內預測模式所需之資訊，使用已被解碼之用來特定畫面內預測模式所需之資訊，而將影像訊號予以解碼的影像解碼裝置，其特徵為，具備：畫面內預測模式記憶部，係將已解碼區塊的畫面內預測模式，加以記憶；和預測方向差導出部，係將解碼對象區塊的畫面內預測處理中所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式，從前記畫面內預測模式記憶部加以取得，並導出該已取得之畫面內預測模式的表示預測模式是否相同的資訊；和解碼樹作成部，係根據前記預測方向差之導出時所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式與前記表示預測模式是否相同的資訊，決定前記解碼對象區塊的作為畫面內預測模式之候補的優先預測模式，並作成解碼樹其係對該已決定之優先預測模式分配了比其他預測模式還短之編碼長度的編碼列；和解碼部，係依照前記解碼樹而將用來特定前記解碼對象區塊之畫面內預測模式所需之資訊，予以解碼；前記解碼樹作成部，係在前記畫面內預測模式為相同、且並非平均值模式的情況下，則除了與前記參照區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式以外，還將具有與前記參照區塊之畫面內預測模式之預測方向相鄰之預測方向的2個畫面內預測模式，當作優先預測模式。
  2. 一種影像解碼方法，係屬於從編碼串流以區塊單位解碼出用來特定畫面內預測模式所需之資訊，使用已被解碼之用來特定畫面內預測模式所需之資訊，而將影像訊號予以解碼的影像解碼方法，其特徵為，具備：參照將已解碼區塊的畫面內預測模式加以記憶的記憶體，將解碼對象區塊的畫面內預測處理中所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式，從前記畫面內預測模式記憶部加以取得，並導出該已取得之畫面內預測模式的表示預測模式是否相同的資訊的步驟；和根據前記預測方向差之導出時所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式與前記表示預測模式是否相同的資訊，決定前記解碼對象區塊的作為畫面內預測模式之候補的優先預測模式，並作成解碼樹其係對該已決定之優先預測模式分配了比其他預測模式還短之編碼長度的編碼列的步驟；和依照前記解碼樹而將用來特定前記解碼對象區塊之畫面內預測模式所需之資訊予以解碼的步驟；前記作成解碼樹的步驟，係在前記畫面內預測模式為相同、且並非平均值模式的情況下，則除了與前記參照區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式以外，還將具有與前記參照區塊之畫面內預測模式之預測方向相鄰之預測方向的2個畫面內預測模式，當作優先預測模式。
  3. 一種記錄媒體，係儲存有影像解碼程式，該影像解碼程式係從編碼串流以區塊單位解碼出用來特定畫面內 預測模式所需之資訊，使用已被解碼之用來特定畫面內預測模式所需之資訊，而將影像訊號予以解碼的，其特徵為，前記影像解碼程式係令電腦執行：參照將已解碼區塊的畫面內預測模式加以記憶的記憶體，將解碼對象區塊的畫面內預測處理中所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式，從前記畫面內預測模式記憶部加以取得，並導出該已取得之畫面內預測模式的表示預測模式是否相同的資訊的步驟；和根據前記預測方向差之導出時所使用的複數參照區塊的畫面內預測模式與前記表示預測模式是否相同的資訊，決定前記解碼對象區塊的作為畫面內預測模式之候補的優先預測模式，並作成解碼樹其係對該已決定之優先預測模式分配了比其他預測模式還短之編碼長度的編碼列的步驟；和依照前記解碼樹而將用來特定前記解碼對象區塊之畫面內預測模式所需之資訊予以解碼的步驟；前記作成解碼樹的步驟，係在前記畫面內預測模式為相同、且並非平均值模式的情況下，則除了與前記參照區塊的畫面內預測模式相同的畫面內預測模式以外，還將具有與前記參照區塊之畫面內預測模式之預測方向相鄰之預測方向的2個畫面內預測模式，當作優先預測模式。
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