WO2010110126A1 - 画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラム - Google Patents

画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラム Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an image predictive encoding device, an image predictive encoding method, an image predictive encoding program, an image predictive decoding device, an image predictive decoding method, and an image predictive decoding program. More specifically, the present invention relates to an image predictive encoding device, an image predictive encoding method, an image predictive encoding program, an image predictive decoding device, an image predictive decoding method, which performs predictive encoding and predictive decoding using region division, And an image predictive decoding program.
  • Compressive coding technology is used to efficiently transmit and store still images and moving image data.
  • Examples of compression encoding methods for moving images include MPEG-1 to 4 and ITU (International Telecommunication Union) H.264. 261-H. H.264 is widely used.
  • encoding / decoding processing is performed after an image to be encoded is divided into a plurality of blocks.
  • predictive coding within a screen a prediction signal of the target block is generated using an adjacent reproduced image signal within the same screen as the target block.
  • the already reproduced image signal is one obtained by restoring compressed image data.
  • a difference signal is generated by subtracting the prediction signal from the signal of the target block, but the difference signal is encoded.
  • predictive coding between screens a predicted signal is generated by referring to an already reproduced image signal in a screen different from the target block and performing motion correction.
  • predictive encoding between screens a difference signal is generated by subtracting and subtracting the prediction signal from the signal of the target block, and the difference signal is encoded.
  • FIG. 20 shows ITU H.264. 2 is a schematic diagram for explaining an intra-screen prediction method used in H.264.
  • FIG. 20A shows an in-screen prediction method in which extrapolation is performed in the vertical direction.
  • a 4 ⁇ 4 pixel target block 802 is a target block to be encoded.
  • a pixel group 801 composed of pixels A to M adjacent to the boundary of the target block 802 is an adjacent region, and is an image signal that has already been reproduced in past processing.
  • the prediction signal is generated by extrapolating the pixel values of the adjacent pixels A to D directly above the target block 802 downward.
  • FIG. 20 shows an in-screen prediction method for performing extrapolation in the horizontal direction.
  • a prediction signal is generated by extrapolating the pixel values of the already reproduced pixels I to L on the left of the target block 802 in the right direction.
  • the prediction signal that minimizes the difference from the pixel signal of the target block is used for the target block. Adopted as an optimal prediction signal.
  • a specific method for generating a prediction signal in this way is described in Patent Document 1, for example.
  • a prediction signal is generated by searching for a signal similar to the pixel signal of the target block to be encoded from the already reproduced screen.
  • a motion vector and a residual signal between the pixel signal of the target block and the prediction signal are encoded.
  • the motion vector is a vector that defines the amount of spatial displacement between the target block and the area where the searched signal exists. Such a method for searching for a motion vector for each block is called block matching.
  • FIG. 21 is a schematic diagram for explaining block matching.
  • a screen 903 that has already been reproduced is shown in (a)
  • a screen 901 including the target block 902 is shown in (b).
  • an area 904 in the screen 903 is an area that exists in the same spatial position as the target block 902.
  • a search range 905 surrounding the region 904 is set, and a region 906 in which the absolute value error sum with the pixel signal of the target block 402 is minimum is detected from the pixel signal in this search range.
  • the signal in the area 906 becomes a prediction signal, and a vector that defines the amount of displacement from the area 904 to the area 906 is detected as a motion vector 907.
  • H. H.264 provides a plurality of prediction types having different block sizes for encoding motion vectors in order to cope with changes in local features of an image.
  • H. H.264 prediction types are described in Patent Document 2, for example.
  • the encoding order of each screen may be arbitrary.
  • the first method is forward prediction in which a prediction signal is generated with reference to a past reproduced screen in the reproduction order
  • the second method is a prediction signal with reference to a future reproduced screen in the reproduction order.
  • This is a backward prediction to be generated
  • the third method is bidirectional prediction in which both forward prediction and backward prediction are performed and two prediction signals are averaged.
  • the kind of prediction between screens it describes in patent document 3, for example.
  • the generation of the prediction signal is performed in units of blocks.
  • the block since the position and movement of the moving object in the video are arbitrary, when the screen is divided into blocks at equal intervals, the block may include two or more areas having different movements and patterns. . In such a case, a large prediction error occurs near the edge of the object in the video predictive coding.
  • H. In H.264 a plurality of prediction types having different block sizes are prepared in order to cope with such local changes in the image characteristics and suppress an increase in prediction error.
  • additional information such as a motion vector
  • mode information for selecting the block size is also required, and the amount of code of the mode information is increased.
  • one aspect of the present invention is to reduce the prediction error of a target block and efficiently encode an image while suppressing an increase in prediction information such as additional information (such as motion vectors) and mode information. It is an object of the present invention to provide a possible image predictive encoding device, an image predictive encoding method, and an image predictive encoding program. Another object of the present invention is to provide an image predictive decoding apparatus, an image predictive decoding method, and an image predictive decoding program corresponding to these encoding aspects.
  • An image predictive coding apparatus includes: (a) region dividing means for dividing an input image into a plurality of regions; and (b) a predicted signal of a pixel signal in a target region among the plurality of regions as a previously reproduced signal.
  • Prediction information estimation means for generating prediction information used for generating the prediction signal as prediction information associated with the target region, and (c) prediction information encoding for encoding prediction information associated with the target region And (d) comparing prediction information associated with the target region with prediction information associated with an adjacent region adjacent to the target region, and generating a prediction signal for the target region based on the comparison result
  • Determining means for determining whether or not the prediction information associated with the adjacent area can be used; and (e) the prediction information associated with the adjacent area can be used for generating a prediction signal of the target area by the determining means.
  • a region width determining means for determining a region width of the partial region which is a partial region in the target region and generates a prediction signal using prediction information associated with the adjacent region; and (f) the target region (G) prediction information associated with the target region, prediction information associated with the adjacent region, and the region width. And (h) a residual signal for generating a residual signal between the prediction signal of the target area and the pixel signal of the target area. Difference signal generating means; (i) residual signal encoding means for encoding the residual signal; and (j) residual for generating a reproduction residual signal by decoding the encoded data of the residual signal.
  • An image predictive coding method includes (a) a region dividing step of dividing an input image into a plurality of regions, and (b) a prediction signal of a pixel signal in a target region among the plurality of regions.
  • a prediction information estimation step which is generated from a reproduction signal and obtains prediction information used for generation of the prediction signal as prediction information associated with the target region; and (c) prediction information for encoding the prediction information associated with the target region.
  • An encoding step (d) comparing prediction information associated with the target region with prediction information associated with an adjacent region adjacent to the target region, and based on a result of the comparison, a prediction signal of the target region
  • a determination step for determining whether or not prediction information associated with the adjacent region can be used for generation of (e) prediction information associated with the adjacent region for generation of a prediction signal of the target region in the determination step;
  • Region width determination for determining a region width of the partial region that is a partial region in the target region and that generates a prediction signal using prediction information accompanying the adjacent region A step,
  • a region width encoding step for encoding information for specifying the region width,
  • a prediction signal generation step of generating a prediction signal of the target area from the already reproduced signal using a width; and
  • a residual signal generation step for generating, (i) a residual signal encoding step for encoding the residual signal, and (j) a reproduced residual signal by decoding encoded data of the residual signal.
  • Residual signal restoration And (k) a reproduction signal generating step for generating a reproduction signal of the target area by adding the prediction signal and the reproduction residual signal; and (l) a reproduction signal of the target area is already reproduced. Storing as a signal.
  • An image predictive encoding program includes: (a) region dividing means for dividing an input image into a plurality of regions; and (b) prediction of a pixel signal in a target region among the plurality of regions.
  • a prediction information estimating means for generating a signal from an already reproduced signal and obtaining the prediction information used to generate the prediction signal as prediction information associated with the target area; and (c) encoding the prediction information associated with the target area.
  • Determining means for determining whether or not prediction information associated with the adjacent area can be used for generating a prediction signal of the target area; and (e) prediction associated with the adjacent area for generating a prediction signal of the target area by the determining means.
  • a region width that determines a region width of the partial region that is a partial region in the target region and that generates a prediction signal using prediction information that accompanies the adjacent region when it is determined that a report is available Determining means; (f) area width encoding means for encoding information for specifying the area width; (g) prediction information associated with the target area; prediction information associated with the adjacent area; and Prediction signal generating means for generating a prediction signal of the target area from the already reproduced signal using the area width; and (h) a residual signal between the prediction signal of the target area and the pixel signal of the target area (I) residual signal encoding means for encoding the residual signal, and (j) decoding the residual data by decoding the encoded data of the residual signal.
  • Residual signal restoration means to be generated An addition means for generating a reproduction signal of the target area by adding a signal and the reproduction residual signal; and (l) a storage means for storing the reproduction signal of the target area as the already reproduced signal.
  • the prediction signal of the partial region in the target region is generated using the prediction information of the adjacent region. Therefore, according to the aspect of the encoding of the present invention, the prediction error of the target region where the edge exists can be reduced. In addition, since the prediction information of the adjacent region is used to generate a prediction signal of the partial region in the target region, it is possible to suppress an increase in the amount of prediction information.
  • the prediction information associated with the adjacent region is used to generate a prediction signal for the target region. It may be determined that it is not possible. This is because when the prediction information associated with the target region is the same as the prediction information associated with the adjacent region, the prediction error of the target region cannot be reduced.
  • the adjacent region when it is determined that the combination of the prediction information associated with the target region and the prediction information associated with the adjacent region does not satisfy a preset condition, the adjacent region is used to generate a prediction signal for the target region. It may be determined that the prediction information associated with is not available.
  • the encoded data of the region width associated with the target region is It does not have to be output. Thereby, the code amount is reduced.
  • the adjacent area may be two adjacent areas on the left side and on the upper side of the target area.
  • the prediction used to generate a prediction signal of the target area of the two adjacent areas It is possible to encode identification information that identifies an adjacent region having information. According to this feature, a prediction signal of a partial region can be generated from the optimal adjacent region of the two adjacent regions, so that a prediction error can be further reduced.
  • An image predictive decoding device includes (a) encoded data of prediction information used for generating a prediction signal of a target region from compressed data encoded by dividing an image into a plurality of regions; Encoded data of information for specifying a region width of a partial region in the target region for generating a prediction signal using prediction information associated with an adjacent region adjacent to the target region, and encoded data of a residual signal And (b) prediction information decoding means for decoding the encoded data of the prediction information to restore the prediction information associated with the target area, and (c) associated with the target area.
  • the prediction information is compared with the prediction information associated with the adjacent region, and based on the result of the comparison, it is determined whether the prediction information associated with the adjacent region can be used to generate the prediction signal of the target region. Determining means to ) When it is determined by the determination means that the prediction information associated with the adjacent region can be used to generate the prediction signal of the target region, the encoded data of the information for specifying the region width is decoded.
  • Region width decoding means for restoring the region width; and (e) prediction information associated with the target region, prediction information associated with the adjacent region, and the region width, using the region width, the target region (F) prediction signal generation means for generating a prediction signal of the target area, (f) residual signal restoration means for restoring the reproduction residual signal of the target area from the encoded data of the residual signal, and (g) prediction of the target area Adding means for generating a reproduction signal of the target area by adding a signal and the reproduction residual signal; and (h) storage means for storing the reproduction signal of the target area as the already reproduced signal. Yes.
  • the image predictive decoding method includes (a) encoded data of prediction information used for generating a prediction signal of a target region from compressed data encoded by dividing an image into a plurality of regions. Encoded data of information for specifying a region width of a partial region in the target region that generates a prediction signal using prediction information associated with an adjacent region adjacent to the target region, and a code of a residual signal (B) a prediction information decoding step for decoding the encoded data of the prediction information to restore the prediction information associated with the target region; and (c) the target data in the target region.
  • a region width decoding step for decoding the encoded data and restoring the region width; and (e) prediction information associated with the target region, prediction information associated with the adjacent region, and the region width
  • a prediction signal generation step of generating a prediction signal of the target region from a signal
  • a residual signal recovery step of recovering a reproduction residual signal of the target region from encoded data of the residual signal
  • a reproduction signal generating step of generating a reproduction signal of the target area by adding the prediction signal of the target area and the reproduction residual signal
  • the reproduction signal of the target area is already reproduced. It includes a storing step of storing as No..
  • the image predictive decoding program includes: (a) prediction information used for generating a prediction signal of a target region from compressed data encoded by dividing an image into a plurality of regions; Encoded data, encoded data of information for specifying a region width of a partial region in the target region that generates a prediction signal using prediction information associated with an adjacent region adjacent to the target region, and a residual (B) a prediction information decoding unit that decodes the encoded data of the prediction information and restores the prediction information associated with the target region; and (c) the above
  • the prediction information associated with the target region is compared with the prediction information associated with the adjacent region, and based on the result of the comparison, the prediction information associated with the adjacent region can be used to generate a prediction signal for the target region.
  • Determining means for determining whether or not (d) the area width is specified when it is determined by the determining means that the prediction information associated with the adjacent area can be used to generate a prediction signal of the target area
  • Region width decoding means for decoding encoded data of information to restore the region width, and (e) prediction information associated with the target region, prediction information associated with the adjacent region, and the region width
  • a prediction signal generating means for generating a prediction signal of the target area from the already reproduced signal; and (f) a residual signal recovery for recovering the reproduction residual signal of the target area from the encoded data of the residual signal.
  • Means (g) adding means for generating a reproduction signal of the target area by adding the prediction signal of the target area and the reproduction residual signal; and (h) regenerating the reproduction signal of the target area Remember as signal And ⁇ means, to function as a.
  • the present invention related to decoding can suitably reproduce an image from the compressed data generated by the encoding of the present invention described above.
  • the prediction information associated with the adjacent region is generated in generating the prediction signal of the target region. It may be determined that it cannot be used. Further, when it is determined that the combination of the prediction information associated with the target region and the prediction information associated with the adjacent region does not satisfy the preset condition, the prediction information associated with the adjacent region is generated in the generation of the prediction signal of the target region. It may be determined that it cannot be used.
  • the region width associated with the target region can be set to zero.
  • the adjacent area may be two adjacent areas on the left side and the upper side of the target area.
  • the region width decoding unit determines the prediction signal of the target region of the two adjacent regions. It is possible to decode the identification information that identifies the adjacent region having the prediction information used for generating the.
  • a method and an image predictive encoding program are provided. Further, according to the present invention, a corresponding image predictive decoding apparatus, image predictive decoding method, and image predictive decoding program are provided.
  • ITU H. 2 is a schematic diagram for explaining an intra-screen prediction method used for H.264. It is a schematic diagram for demonstrating block matching.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an image predictive encoding device according to an embodiment.
  • An image predictive coding apparatus 100 shown in FIG. 1 includes an input terminal 102, a block divider 104, a prediction signal generator 106, a frame memory 108, a subtractor 110, a converter 112, a quantizer 114, an inverse quantizer 116, Inverse transformer 118, adder 120, quantized transform coefficient encoder 122, output terminal 124, prediction information estimator 126, prediction information memory 128, determiner 130, prediction information encoder 132, region width determiner 134, In addition, a region width encoder 136 is provided.
  • the converter 112, the quantizer 114, and the quantized transform coefficient encoder 122 function as a residual signal encoding unit
  • the inverse quantizer 116 and the inverse transformer 118 function as a residual signal restoration unit. Is.
  • the input terminal 102 is a terminal for inputting a moving image signal.
  • This moving image signal is a signal including a plurality of images.
  • the input terminal 102 is connected to the block divider 104 via a line L102.
  • the block divider 104 divides an image included in a moving image signal into a plurality of regions. Specifically, the block divider 104 sequentially selects a plurality of images included in the moving image signal as images to be encoded. The block divider 104 divides the selected image into a plurality of areas. In the present embodiment, these areas are 8 ⁇ 8 pixel blocks. However, blocks having other sizes and / or shapes may be used as the regions.
  • the block divider 104 is connected to the prediction information estimator 126 via a line L104.
  • the prediction information estimator 126 detects prediction information necessary for generating a prediction signal of a target region (target block) to be encoded.
  • a prediction information generation method that is, a prediction method, intra-screen prediction and inter-screen prediction as described in the background art can be applied.
  • the present invention is not limited to these prediction methods.
  • the description will be given on the assumption that the prediction process is performed by the block matching shown in FIG.
  • the prediction information includes a motion vector, reference screen selection information, and the like.
  • the prediction information detected to generate the prediction signal of the target block is referred to as “prediction information associated with the target block”.
  • the prediction information estimator 126 is connected to the prediction information memory 128 and the prediction information encoder 132 via a line L126a and a line L126b.
  • the prediction information memory 128 receives the prediction information from the prediction information estimator 126 via the line L126a, and stores the prediction information.
  • the prediction information memory 128 is connected to the determiner 130 via a line L128.
  • the prediction information encoder 132 receives the prediction information from the prediction information estimator 126 via the line L126b.
  • the prediction information encoder 132 entropy encodes the received prediction information to generate encoded data, and outputs the encoded data to the output terminal 124 via the line L132.
  • entropy coding arithmetic coding, variable length coding, or the like can be used, but the present invention is not limited to these entropy coding methods.
  • the determiner 130 receives the prediction information associated with the target block and the prediction information associated with the adjacent block from the prediction information memory 128 via the line L128.
  • the adjacent block is an adjacent area adjacent to the target block, and is an already encoded area.
  • the determiner 130 compares the prediction information associated with the target block with the prediction information associated with the adjacent block, and determines whether the prediction information associated with the adjacent block is available for generating a prediction signal of the target block. .
  • the determiner 130 compares the prediction information associated with the target block with the prediction information associated with the adjacent block, and if these two pieces of prediction information match, the determination unit 130 generates a prediction signal for the target block. It is determined that the prediction information associated with the adjacent block cannot be used. This is because when two prediction information matches, even if a prediction signal of a partial area of the target block is generated using prediction information attached to an adjacent block, a prediction signal is generated using prediction information attached to the target block. This is because the same result as that obtained can be obtained. That is, a reduction in prediction error cannot be expected.
  • the determiner 130 determines that the prediction information associated with the adjacent block can be used to generate the prediction signal of the target block.
  • the determination unit 130 is connected to the region width determiner 134 and the region width encoder 136 via a line L130, and the result of comparison (determination) by the determination unit 130 is determined via the line L130. 134 and the region width encoder 136.
  • the determination result when the prediction information associated with the adjacent block cannot be used for generation of the prediction signal of the target block is referred to as a determination result indicating “unusable”, and the generation of the prediction signal of the target block is associated with the adjacent block.
  • the determination result when the prediction information to be used is available is referred to as a determination result indicating “available”. Details of the operation of the determiner 130 will be described later.
  • the area width determiner 134 receives the determination result from the determiner 130 via the line L130.
  • the region width determiner 134 determines the region width of the partial region in the target block in which the prediction signal is generated using the prediction information attached to the adjacent block.
  • the region width determiner 134 receives prediction information associated with the target block and prediction information associated with an adjacent block from the prediction information memory 128 via the line L128a. Further, the region width determiner 134 receives the already reproduced signal from the frame memory 108 and receives the image signal of the target block from the block divider 104.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a partial region in a target block for generating a prediction signal using prediction information of adjacent blocks.
  • FIG. 2 shows a case in which the adjacent block B1 adjacent to the left of the target block Bt is set as an adjacent block.
  • the adjacent block in the present invention may be a block adjacent to the target block, or It may be both upper adjacent blocks. In some cases, the right adjacent block and the lower adjacent block can be used as adjacent blocks.
  • the target block Bt and the adjacent block B1 shown in FIG. 2 are 8 ⁇ 8 pixel blocks.
  • the upper left pixel position (horizontal position, vertical position) is represented by (0, 0)
  • the lower right pixel position (horizontal position, vertical position) is represented by (7, 7).
  • the partial region R2 shown in FIG. 2 is a region for generating a prediction signal using prediction information of the adjacent block B1, and the horizontal region width is w. That is, the partial region R2 is surrounded by four pixel positions (0, 0), (w-1, 0), (0, 7), and (w-1, 7).
  • the partial region R1 is a region where a prediction signal is generated using prediction information associated with the target block.
  • the settable area width is set to 0 to 7 pixels in 1 pixel increments.
  • the region width determiner 134 according to the present embodiment generates a prediction signal of the target block for each of the eight settable region widths, and selects the region width that minimizes the absolute value sum or the square sum of the prediction errors. To do.
  • the pixel signal of the target block and the prediction information associated with the target block and the adjacent block are acquired from the block divider 104 and the prediction information memory 128, respectively, and stored in the frame memory 108 based on the prediction information and the region width. This is implemented by generating a prediction signal of the target block from the already reproduced signal.
  • the region width determination method and the settable region width candidates are not particularly limited.
  • the settable region width may be a pixel width specified by a multiple of 2, and one or more arbitrary widths can be adopted.
  • a plurality of settable region widths may be prepared, and the selection information may be encoded in sequence units, frame units, or block units.
  • the region width determiner 134 is connected to the region width encoder 136 and the prediction signal generator 106 via a line L134a and a line L134b, respectively.
  • the region width determiner 134 outputs the determined region width (information specifying the region width) to the region width encoder 136 and the prediction signal generator 106 via the line L134a and the line L134b.
  • the region width encoder 136 entropy-encodes the region width received via the line L134a when the determination result received from the determiner 130 indicates “available” to generate encoded data.
  • the region width encoder 136 can use an entropy encoding scheme such as arithmetic encoding or variable length encoding, but the present invention is not limited to these encoding schemes.
  • the area width encoder 136 is connected to the output terminal 124 via a line L136, and the encoded data generated by the area width encoder 136 is output to the output terminal 124 via the line L136.
  • the prediction signal generator 106 receives two pieces of prediction information associated with the target block and the adjacent block from the prediction information memory 128 via the line L128b.
  • the prediction signal generator 106 receives the region width from the region width determiner 134 via the line L134b, and receives the already reproduced signal from the frame memory 108 via the line L108.
  • the prediction signal generator 106 generates a prediction signal of the target block from the already reproduced signal, using the received two pieces of prediction information and region width. An example of a prediction signal generation method will be described later.
  • the prediction signal generator 106 is connected to the subtractor 110 via a line L106.
  • the prediction signal generated by the prediction signal generator 106 is output to the subtractor 110 via the line L106.
  • the subtractor 110 is connected to the block divider 104 via a line L104b.
  • the subtractor 110 subtracts the prediction signal of the target block generated by the prediction signal generator 106 from the image signal of the target block received from the block divider 104 via the line L104b. A residual signal is generated by this subtraction.
  • the subtractor 110 is connected to the converter 112 via the line L110, and the residual signal is output to the converter 112 via the line L110.
  • the converter 112 is a part that generates a transform coefficient by applying discrete cosine transform to the input residual signal.
  • the quantizer 114 receives the transform coefficient from the transformer 112 via the line L112.
  • the quantizer 114 quantizes the transform coefficient to generate a quantized transform coefficient.
  • the quantized transform coefficient encoder 122 receives the quantized transform coefficient from the quantizer 114 via the line L114 and entropy codes the quantized transform coefficient to generate encoded data.
  • the quantized transform coefficient encoder 122 outputs the generated encoded data to the output terminal 124 via the line L122.
  • entropy coding of the quantized transform coefficient encoder 122 arithmetic coding or variable length coding can be used, but is not limited to these coding methods of the present invention.
  • the output terminal 124 collectively outputs the encoded data received from the prediction information encoder 132, the region width encoder 136, and the quantized transform coefficient encoder 122 to the outside.
  • the inverse quantizer 116 receives the quantized transform coefficient from the quantizer 114 via the line L114b.
  • the inverse quantizer 116 dequantizes the received quantized transform coefficient to restore the transform coefficient.
  • the inverse transformer 118 receives the transform coefficient from the inverse quantizer 116 via the line L116, and applies an inverse discrete cosine transform to the transform coefficient to restore a residual signal (reproduced residual signal).
  • the adder 120 receives the reproduction residual signal from the inverse converter 118 via the line L118, and receives the prediction signal from the prediction signal generator 106 via the line L106b.
  • the adder 120 adds the received reproduction residual signal and the prediction signal, and reproduces the signal (reproduction signal) of the target block.
  • the reproduction signal generated by the adder 120 is output to the frame memory 108 via the line L120 and is stored in the frame memory 108 as an already reproduced signal.
  • the converter 112 and the inverse converter 118 are used, but other conversion processes in place of these converters may be used. Further, the converter 112 and the inverse converter 118 are not essential. As described above, the encoded reproduction signal of the target block is restored by inverse processing and stored in the frame memory 108 for use in generating a prediction signal of the subsequent target block.
  • the configuration of the encoder is not limited to that shown in FIG.
  • the determination unit 130 and the prediction information memory 128 may be included in the prediction signal generator 106.
  • the region width determiner 134 may be included in the prediction information estimator 126.
  • the operation of the image predictive coding apparatus 100 and the image predictive coding method according to an embodiment will be described. Details of operations of the determiner 130, the region width determiner 134, and the prediction signal generator 106 will also be described.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of an image predictive encoding method according to an embodiment.
  • the block divider 104 divides the encoding target image into a plurality of blocks.
  • step S102 one block is selected as a target block for encoding from among a plurality of blocks.
  • step S104 the prediction information estimator 126 determines the prediction information of the target block. This prediction information is encoded by the prediction information encoder 132 in the subsequent step S106.
  • step S108 the present image predictive coding method proceeds to step S108.
  • FIG. 4 is a detailed flowchart of step S108 in FIG.
  • step S200 two pieces of prediction information associated with the target block and the adjacent block are input to the determiner 130.
  • step S202 the determiner 130 determines whether or not the prediction information of the adjacent block is available for generating the prediction signal of the target block.
  • FIG. 5 is a detailed flowchart of step S202 in FIG.
  • the determiner 130 determines whether or not two pieces of prediction information associated with the target block and the adjacent blocks match. If the determination in step S300 is true (Yes), that is, if the two pieces of prediction information associated with the target block and the adjacent block match, in step S302, the determination unit 130 determines that “unusable”. Is output.
  • step S304 the determiner 130 determines whether or not the prediction information associated with the adjacent block is available for generating a prediction signal for the target block. If the determination in step S304 is true (Yes), in the subsequent step S306, the determiner 130 outputs a determination result indicating “available”. On the other hand, when the determination in step S304 is false (No), the determiner 130 performs the process of step S302 described above.
  • step S304 when it is determined in step S304 that the prediction information of the adjacent block is not available, (1) the adjacent block is outside the screen, (2) the prediction information of the target block and the prediction information of the adjacent block In some cases, such combinations are not allowed.
  • the determiner 130 determines whether or not to generate a prediction signal for the partial region of the target region using the prediction information associated with the adjacent block according to a predetermined rule.
  • This rule does not need to be transmitted if the encoding device and the decoding device share information in advance, but may be encoded and transmitted. For example, there is a method in which a plurality of such rules are prepared and which rule is applied is sent in frame units, sequence units, or block units.
  • step S204 the region width determiner 134 refers to the determination result of the determiner 130, and determines whether or not the determination result is a determination result indicating “available”. If the determination result of the determiner 130 indicates “unusable”, the process of step S108 ends.
  • the region width determination unit 134 determines a portion in the target region to be predicted using prediction information associated with the adjacent block in the subsequent step S206.
  • the area width of the area is selected from candidates prepared in advance.
  • the region width encoder 136 encodes the determined region width.
  • step S110 the prediction signal generator 106 uses the two prediction information associated with the target block and the adjacent block and the region width determined by the region width determiner 134 to be stored in the frame memory 108.
  • a prediction signal of the target block is generated from the already reproduced signal.
  • FIG. 6 is a detailed flowchart of step S110 in FIG.
  • FIG. 6 shows the operation of the prediction signal generator 106 when the prediction signal of the partial region R2 in the target block of 8 ⁇ 8 pixels is generated using prediction information associated with the adjacent block on the left as shown in FIG. Is shown.
  • step S400 first, the prediction signal generator 106 acquires prediction information Pt associated with the target block and prediction information Pn associated with the adjacent block.
  • step S ⁇ b> 402 the prediction signal generator 106 acquires the region width w from the region width determiner 134.
  • step S404 the prediction signal generator 106 generates a prediction signal of the partial region R1 in the target block shown in FIG. 2 from the already reproduced signal using the prediction information Pt and the region width w.
  • step S406 the prediction signal generator 106 generates a prediction signal for the partial region R2 of the target block from the already reproduced signal using the prediction information Pn and the region width w.
  • step S406 can be omitted. If the region width w is 7, step S404 can be omitted.
  • step S112 the subtractor 110 generates a residual signal using the pixel signal of the target block and the prediction signal.
  • step S114 the converter 112, the quantizer 114, and the quantized transform coefficient encoder 122 transform-code the residual signal to generate encoded data.
  • step S116 the inverse quantizer 116 and the inverse transformer 118 restore the reproduction residual signal from the quantized transform coefficient.
  • the adder 120 generates a reproduction signal by adding the reproduction residual signal and the prediction signal.
  • step S120 the reproduction signal is stored in the frame memory 108 as the already reproduced signal.
  • step S122 it is checked whether or not all blocks have been processed as target blocks. If processing of all blocks has not been completed, one of the unprocessed blocks is selected as the target block. Then, the processing after step S102 is performed. On the other hand, when the processing of all the blocks is completed, the processing of the present image predictive coding method ends.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an image predictive decoding device according to an embodiment. 7 includes an input terminal 202, a data analyzer 204, an inverse quantizer 206, an inverse transformer 208, an adder 210, an output terminal 212, a quantized transform coefficient decoder 214, and prediction information decoding. 216, a region width decoder 218, a frame memory 108, a prediction signal generator 106, a prediction information memory 128, and a determiner 130.
  • the inverse quantizer 206, the inverse transformer 208, and the quantized transform coefficient decoder 214 function as residual signal decoding means. Note that the decoding means by the inverse quantizer 206 and the inverse transformer 208 may be performed using other than these. Further, the inverse converter 208 may not be provided.
  • the input terminal 202 inputs compressed data that has been compression-encoded by the above-described image predictive encoding device 100 (or image predictive encoding method).
  • the compressed data includes, for each of a plurality of blocks in the image, encoded data of quantized transform coefficients generated by transform-quantizing the residual signal and entropy coding, and prediction information for generating a prediction signal Encoded data, and encoded data of the area width of the partial area in the block for generating the prediction signal using the prediction information associated with the adjacent block adjacent to the target block.
  • the prediction information includes a motion vector, a reference screen number, and the like.
  • the input terminal 202 is connected to the data analyzer 204 via a line L202.
  • the data analyzer 204 receives the compressed data from the input terminal 202 via the line L202.
  • the data analyzer 204 analyzes the received compressed data, and for the target block to be decoded, separates the compressed data into encoded data of quantization transform coefficients, encoded data of prediction information, and encoded data of region width. .
  • the data analyzer 204 outputs the encoded data of the region width to the region width decoder 218 via the line L204a, outputs the encoded data of the prediction information to the prediction information decoder 216 via the line L204b, and passes through the line L204c.
  • the encoded data of the quantized transform coefficient is output to the quantized transform coefficient decoder 214.
  • the prediction information decoder 216 entropy-decodes encoded data of prediction information associated with the target block to obtain prediction information.
  • the prediction information decoder 216 is connected to the prediction information memory 128 via a line L216.
  • the prediction information generated by the prediction information decoder 216 is stored in the prediction information memory 128 via the line L216.
  • the prediction information memory 128 is connected to the determination unit 130 and the prediction signal generator 106 via a line L128a and a line L128b, respectively.
  • the determiner 130 has the same function as the determiner 130 of the encoding device in FIG. That is, the determiner 130 compares the prediction information associated with the target block with the prediction information associated with the adjacent block adjacent to the target block, and can use the prediction information associated with the adjacent block when generating the prediction signal of the target block. It is determined whether or not.
  • the determiner 130 compares two prediction information associated with the target block and the adjacent neighboring block, and if the two pieces of prediction information match, the determination block 130 generates a prediction signal for the target block. It is determined that the accompanying prediction information cannot be used. That is, in this case, the determiner 130 outputs a determination result indicating “unusable”. On the other hand, when the two pieces of prediction information are different, the determiner 130 outputs a determination result indicating “available”.
  • the determiner 130 is connected to the region width decoder 218 via the line L130.
  • the determination result by the determiner 130 is output to the region width decoder 218 via the line L130. Note that the detailed processing flow of the determination unit 130 is omitted because it has already been described with reference to FIG.
  • the region width decoder 218 restores the region width by entropy decoding the encoded data of the input region width based on the determination result of the determiner 130 received via L130. That is, when the determination result indicates “available”, the region width decoder 218 decodes the encoded data of the region width and restores the region width. On the other hand, when the determination result is “unusable”, the region width need not be restored.
  • the region width decoder 218 is connected to the prediction signal generator 106 via a line L218, and the region width generated by the region width decoder 218 is output to the prediction signal generator 106 via a line L218.
  • the prediction signal generator 106 has the same function as the prediction signal generator of the encoding device in FIG. That is, the prediction signal generator 106 is stored in the frame memory 108 using the prediction information associated with the target block, the prediction information (if necessary) associated with the adjacent block, and the region width received via L218. A prediction signal of a decoding target block is generated from the already reproduced signal. Details of the operation of the prediction signal generator 106 have been described with reference to FIG. The prediction signal generator 106 is connected to the adder 210 via the line L106. The prediction signal generator 106 outputs the generated prediction signal to the adder 210 via L106.
  • the quantized transform coefficient decoder 214 receives the encoded data of the quantized transform coefficients from the data analyzer 204 via the line L204c.
  • the quantized transform coefficient decoder 214 entropy-decodes the received encoded data, and restores the quantized transform coefficient of the residual signal of the target block.
  • the quantized transform coefficient decoder 214 outputs the restored quantized transform coefficient to the inverse quantizer 206 via the line L214.
  • the inverse quantizer 206 dequantizes the quantized transform coefficient received via the line L214 to restore the transform coefficient.
  • the inverse transformer 208 receives the restored transform coefficient from the inverse quantizer 206 via the line L206, applies inverse discrete cosine transform to the transform coefficient, and obtains the residual signal (reconstructed residual signal) of the target block. Restore.
  • the adder 210 receives the restored residual signal from the inverse transformer 208 via the line L208, and receives the prediction signal generated by the prediction signal generator 106 via the line L106.
  • the adder 210 generates a reproduction signal of the target block by adding the received restored residual signal and the prediction signal.
  • the reproduction signal is output to the frame memory 108 via the line L210 and stored in the frame memory 108. This reproduction signal is also output to the output terminal 212.
  • the output terminal 212 outputs a reproduction signal to the outside (for example, a display).
  • FIG. 8 is a flowchart of an image predictive decoding method according to an embodiment.
  • this image predictive decoding method first, compressed data is input via the input terminal 202 in step S500.
  • step S502 a target block to be processed is selected.
  • step S504 the data analyzer 204 analyzes the data of the compressed data, and extracts the prediction information associated with the target block to be decoded, the region width, and the encoded data of the quantized transform coefficient.
  • the prediction information is decoded by the prediction information decoder 216 in step S506.
  • FIG. 9 is a detailed flowchart of step S508 in FIG. As shown in FIG. 9, in the process of step S ⁇ b> 508, first, in step S ⁇ b> 600, two pieces of prediction information associated with the target block and adjacent blocks are input to the determiner 130.
  • step S202 the determiner 130 determines the availability of the prediction information associated with the adjacent block and outputs a determination result. Since the operation of the determiner 130 in step S202 is the same as the operation described in FIG. 5, detailed description thereof is omitted.
  • step S602 it is determined whether or not the determination result of the determiner 130 indicates “available”. If the determination result in step S602 is true (Yes), that is, if the prediction information of the adjacent block is available, in step S604, the region width decoder 218 decodes the region width encoded data and performs object processing. The area width of the partial area (R2) of the block is restored. On the other hand, if the determination in step S602 is false (No), in step S606, the region width decoder 218 sets the region width of the partial region (R2) of the target block to zero.
  • step S510 the prediction signal generator 106 decodes from the already reproduced signal using the two prediction informations attached to the target block and the adjacent block (the prediction information of the adjacent block is used only when necessary) and the region width. A prediction signal of the target block is generated.
  • step S510 is the same as step S110 described in FIG.
  • the quantized transform coefficient decoder 214 restores the quantized transform coefficient from the encoded data
  • the inverse quantizer 206 restores the transform coefficient from the quantized transform coefficient
  • the inverse transformer 208 converts A reproduction residual signal is generated from the coefficients.
  • step S514 the adder 210 adds the prediction signal of the target block and the playback residual signal to generate a playback signal of the target block.
  • this reproduced signal is stored in the frame memory 108 as an already reproduced signal for reproducing the next target block.
  • step S518 If it is determined in step S518 that the processing of all the blocks has not been completed, that is, if there is next compressed data, an unprocessed block is selected as the target block in step S502, and the subsequent steps are performed. Repeated. On the other hand, if all blocks have been processed in step S518, the process ends.
  • the adjacent block is the block adjacent to the left of the target block, but the adjacent block may be a block adjacent to the target block.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of adjacent blocks.
  • the target block Bt and the adjacent block B2 are 8 ⁇ 8 pixel blocks.
  • the upper left pixel position (horizontal position, vertical position) is (0, 0)
  • the lower right pixel position is (7, 7).
  • the partial region R2 is a region surrounded by the pixel positions (0, 0), (7, 0), (0, w-1), (7, w-1), and uses the prediction information of the adjacent block B2. This is a region where a prediction signal may be generated.
  • the region width of the partial region R2 is w.
  • the range of x in step S404 in FIG. 6 is 0-7, and the range of y is w-7. It becomes. Further, the range of x in step S406 in FIG. 6 is 0 to 7, and the range of y is 0 to w-1.
  • the adjacent block may be two blocks on the left and top adjacent to the target block, and it is possible to select one of the two adjacent blocks for each target block.
  • the prediction signal generator 106 has a function of performing the prediction process described with reference to FIGS. 4 and 10, and the region width determiner 134 uses the prediction information used for prediction of the partial region of the target block. This includes a function of selecting a neighboring block having a left side or an upper neighboring block.
  • the region width encoder 136 includes a function of encoding identification information for identifying an adjacent block having prediction information used for generating a prediction signal of a target region from two pieces of prediction information associated with two adjacent blocks.
  • the area width decoder 218 includes a function of decoding the identification information.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a detailed procedure of another example of step S108 of FIG.
  • step S700 two pieces of prediction information associated with the adjacent block on the target block and the left adjacent block are input to the determiner 130.
  • the determiner 130 determines whether the prediction information associated with the adjacent block on the left of the target block can be used to generate a prediction signal for the partial region of the target block. And output the determination result.
  • step S704 when it is determined that the determination result by the determiner 130 indicates “unusable” (in the case of No), that is, the determination result includes prediction information associated with the left adjacent block as a target. If it is indicated that it cannot be used to generate a prediction signal for a partial region of the block, the process proceeds to the subsequent step S202.
  • the determiner 130 determines whether or not the prediction information associated with the adjacent block above the target block can be used to generate a prediction signal of the partial area of the target block. Output the result.
  • step S706 when it is determined in step S706 that the determination result by the determiner 130 indicates “unusable” (in the case of No), that is, the determination result includes prediction information associated with the adjacent block above. If it is indicated that it cannot be used to generate the prediction signal of the partial area of the block, the process of step S108 ends.
  • step S706 when it is determined in step S706 that the determination result by the determiner 130 indicates “available” (in the case of Yes), in step S708, the region width determiner 134 predicts the upper adjacent block.
  • the area width w of the partial area R2 (see FIG. 10) of the target block for which the prediction signal is generated using information is determined.
  • This region width w is then encoded by the region width encoder 136 in a subsequent step S208.
  • step S704 when it is determined that the determination result by the determiner 130 indicates “available” (in the case of Yes), in the subsequent step S202, the determiner 130 is illustrated in step S202 of FIG. According to the procedure, it is determined whether prediction information associated with an adjacent block on the target block can be used to generate a prediction signal for a partial region of the target block, and a determination result is output.
  • step S710 when it is determined in step S710 that the determination result by the determiner 130 indicates “unusable” (in the case of No), in the subsequent step S712, the region width determiner 134 determines that the left adjacent block The region width w of the partial region R2 (see FIG. 2) of the target block for which the prediction signal is generated using the prediction information is determined. This region width w is then encoded by the region width encoder 136 in a subsequent step S208.
  • step S710 when it is determined in step S710 that the determination result by the determiner 130 indicates “available” (in the case of Yes), in the subsequent step S714, the prediction signal is output from the left adjacent block and the upper adjacent block. An adjacent block having prediction information to be used for generation of is selected.
  • the region width determiner 134 selects which one of the prediction information of the upper adjacent block and the prediction information of the left adjacent block is used to generate the prediction signal of the partial region of the target block. To do.
  • the selection method is not limited.
  • the region width determiner 134 sets the width of the adjacent block and the partial region R2 as shown in FIGS.
  • a prediction signal of the target block is generated using the prediction information of the block, and a pair of an adjacent block and a region width that minimizes the prediction error of the target block is selected.
  • region width encoder 136 encodes identification information for specifying an adjacent block having the selected prediction information.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a detailed procedure of another example of step S508 of FIG. 8, and shows a procedure used in decoding corresponding to encoding using the processing of FIG.
  • step S800 prediction information associated with the left adjacent block of the target block and prediction information associated with the adjacent block above are input to the determiner 130.
  • the determiner 130 can use the prediction information associated with the left adjacent block and can use the prediction information associated with the upper adjacent block. And output the determination result.
  • step S802 the region width decoder 218 determines from the determination result of the determiner 130 whether prediction information associated with one of the two adjacent blocks is available. If no prediction information associated with any adjacent block is available, the region width decoder 218 sets the region width of the partial region R2 of the decoding target block to 0 in step S804, and ends the process. To do.
  • step S802 if it is determined in step S802 that the prediction information associated with one of the two adjacent blocks is available, in step S806, the region width decoder 218 determines From the determination result of 130, it is determined whether or not the prediction information accompanying two adjacent blocks can be used together. When the prediction information of the two adjacent blocks can be used together, in subsequent step S808, the region width decoder 218 decodes the identification information of the adjacent block from the encoded data, and proceeds to step S812.
  • step S810 the region width decoder 218 determines the determination information. Based on the determination result of 130, one of the prediction information associated with two adjacent blocks is selected, and the process proceeds to step S812. In step S812, the region width decoder 218 decodes the region width value.
  • the prediction signal of the target block may be generated using both the prediction information associated with the left adjacent block of the target block and the prediction information associated with the adjacent block above.
  • the region width encoder 136 has a function of encoding two sets of prediction information and two region widths associated with two adjacent blocks
  • the region width decoder 218 has two prediction information. It has a function of decoding a set of information and two region widths. In this case, as shown in FIG. 13, prediction signals for the four partial regions R1 to R4 in the target block Bt are individually generated.
  • the prediction signal generator 106 generates a prediction signal of the partial region R2 using the prediction information associated with the left adjacent block B1, and predicts the partial region R3 using the prediction information associated with the adjacent block B2 above. Generate a signal. Further, the prediction signal generator 106 needs to have a function of generating a prediction signal of the partial region R4.
  • the method for predicting the partial region R4 is not limited in the present invention because rules may be determined in advance. For example, the prediction signal for the partial region R4 generated based on the prediction information associated with the left adjacent block and the prediction signal for the partial region R4 generated based on the prediction information associated with the adjacent block above And a method of generating a prediction signal of the partial region R4 based on prediction information associated with the adjacent block on the upper left. There is also a method of automatically selecting prediction information belonging to the upper and left adjacent blocks using surrounding decoded data such as prediction information associated with the left and upper adjacent blocks, a method of sending selection information, etc. Can be adopted.
  • the partial area in the target block is always rectangular, but the partial areas R1 and R2 in the target block Bt shown in FIG. 14A or the target block Bt shown in FIG. As in the partial regions R1 and R2, inner regions having arbitrary shapes may be used. In such a case, shape information may be sent in addition to the region width.
  • the block size is a fixed size.
  • the sizes of the target block Bt and the adjacent block B1 may be different.
  • various shapes can be used as the shapes of the partial regions R1 to R3 in the target block Bt.
  • a partial region configured according to the situation may be determined, or information indicating an adjacent block may be selected from a plurality of candidates and explicitly encoded. Further, a rule (for example, a unit for selecting an area width is adjusted to a smaller block size) may be determined in advance.
  • the area width encoder not the area width value itself but information for specifying the area width may be encoded.
  • the region width decoder not the region width value itself but the information for specifying the region width from the encoded data is decoded and the region width value is determined based on the information for specifying the region width. May be restored.
  • the region width encoder may prepare a plurality of region width value candidates for the partial region in the target block and encode the identification information.
  • the region width decoder may restore the region width value based on the decoded identification information.
  • Candidate region widths may be determined in advance by the encoder and decoder, or may be sent in sequence units or frame units.
  • the region width encoder may encode a difference value between the region width value of the partial region in the target block and the region width of the adjacent block.
  • the region width decoder adds the region width value of the adjacent block that has already been decoded and the difference value decoded from the encoded data, thereby obtaining the region width of the partial region in the target block. The value of can be restored.
  • the region width encoder may encode information indicating that the region width of the partial region of the target block is the same as the region width of the adjacent block. When the information indicating that the area width of the partial area of the target block is the same as the area width of the adjacent block is decoded, the area width decoder calculates the area width of the adjacent block of the partial area of the target block.
  • the region width encoder may encode one or more information items for specifying the region width. That is, one or more information items (for example, one or more bits) that can uniquely specify the region width may be encoded. In this case, the region width decoder can decode one or more information items from the encoded data and restore the region width according to the one or more information items.
  • the residual signal conversion process may be performed with a fixed block size.
  • the target area may be subdivided into a size that matches the partial area, and the conversion process may be performed on each area generated by the subdivision.
  • the adjacent blocks that can use the prediction information associated with the adjacent block are not limited to the adjacent block on the target block and the left adjacent block. For example, if the prediction information is encoded one block sequence ahead, all four blocks adjacent to the target block can be used as adjacent blocks, and the prediction information associated with them can be used to generate a prediction signal for the target block. It becomes.
  • the prediction signals of each target block can include four surrounding blocks and a total of five associated with the target block (upper left, lower left, upper right, lower right). (9) prediction information can be freely configured.
  • the encoding / decoding process does not fail even if a partial area is provided, so the prediction signal generation process of the present invention is realized even in a configuration that does not include a prediction information comparator Is possible.
  • the determination unit 130 determines the availability of the prediction information associated with the adjacent block.
  • the prediction information associated with the adjacent block matches the prediction information associated with the target block Or when it is determined that the prediction information of the adjacent block is not available, it is determined that the prediction information associated with the adjacent block cannot be used.
  • the prediction information associated with an adjacent block cannot be used.
  • the difference between the motion vector of the adjacent block and the motion vector of the target block is larger than the threshold, it may be determined that the prediction information associated with the adjacent block cannot be used.
  • the prediction information associated with the adjacent block cannot be used.
  • the prediction information attached to the adjacent block and the target block is compared.
  • the prediction information generated based on the two pieces of prediction information is attached to the adjacent block under the condition that the prediction signals are the same. The availability of prediction information to be determined may be determined.
  • inter-screen prediction motion vector and reference screen information
  • Prediction methods such as in-screen prediction, luminance compensation, bidirectional prediction, and backward prediction can be applied to the prediction signal generation processing of the present invention.
  • mode information, luminance compensation parameters, and the like are included in the prediction information.
  • the prediction signal generation processing may be performed separately from the luminance signal for the color signal or the color difference signal. Further, the generation process of the color signal or the color difference signal prediction signal may be performed in conjunction with the luminance signal process. In the latter case, when the resolution of the color signal is lower than that of the luminance signal (for example, the resolution is half in the vertical and horizontal directions), the area width in the luminance signal is limited (for example, an even value) or the luminance A conversion formula from the signal area width to the color signal area width may be determined.
  • the noise removal process may be performed on the boundary portion of the partial region.
  • FIG. 16 is a diagram showing an image predictive encoding program according to an embodiment together with a recording medium.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an image predictive decoding program according to an embodiment together with a recording medium.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer for executing a program recorded in a recording medium.
  • FIG. 19 is a perspective view of a computer for executing a program stored in a recording medium.
  • the image predictive encoding program P100 is provided by being stored in the recording medium 10.
  • the image predictive decoding program P200 is also stored in the recording medium 10 and provided.
  • the recording medium 10 include a recording medium such as a floppy disk, CD-ROM, DVD, or ROM, or a semiconductor memory.
  • the computer 30 includes a reading device 12 such as a floppy disk drive device, a CD-ROM drive device, a DVD drive device, a working memory (RAM) 14 in which an operating system is resident, and a recording medium 10.
  • the computer 30 can access the image predictive coding program P100 stored in the recording medium 10 from the reading device 12, and the image predictive coding device is used by the program P100. 100 can be operated.
  • the computer 30 can access the image predictive decoding program P200 stored in the recording medium 10 from the reading device 12, and the image predictive decoding device by the program P200. 200 can be operated.
  • the image predictive encoding program P100 and the image predictive decoding program P200 may be provided as a computer data signal 40 superimposed on a carrier wave via a network.
  • the computer 30 can store the image predictive coding program P100 or the image predictive decoding program P200 received by the communication device 24 in the memory 16, and can execute the program P100 or P200.
  • the image predictive coding program P100 includes a block division module P104, a prediction signal generation module P106, a storage module P108, a subtraction module P110, a transform module P112, a quantization module P114, an inverse quantization module P116, and an inverse.
  • each module of the image predictive coding program P100 includes a block divider 104, a prediction signal generator 106, a frame memory 108, a subtractor 110, a converter 112, a quantizer 114, an inverse quantizer 116, and an inverse quantizer.
  • the function of the generator 136 is the same.
  • the image prediction decoding program P200 includes a data analysis module P204, a quantized transform coefficient decoding module P214, a prediction information decoding module P216, a region width decoding module P218, a prediction information storage module P128, a determination module P130, an inverse quantization module P206, and an inverse transform.
  • a module P208, an addition module P210, a prediction signal generation module P106, and a storage module P108 are provided.
  • each module of the image predictive decoding program P200 includes a data analyzer 204, a quantized transform coefficient decoder 214, a prediction information decoder 216, a region width decoder 218, a prediction information memory 128, a determiner 130, an inverse quantum.
  • the functions of the converter 206, the inverse converter 208, the adder 210, the prediction signal generator 106, and the frame memory 108 are the same.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image predictive coding apparatus, 102 ... Input terminal, 104 ... Block divider, 106 ... Prediction signal generator, 108 ... Frame memory, 110 ... Subtractor, 112 ... Converter, 114 ... Quantizer, 116 ... Inverse Quantizer, 118 ... Inverse transformer, 120 ... Adder, 122 ... Quantized transform coefficient encoder, 124 ... Output terminal, 126 ... Prediction information estimator, 128 ... Prediction information memory, 130 ... Determinator, 132 ... Prediction information encoder, 134 ... region width determiner, 136 ... region width encoder, 200 ... image predictive decoding device, 202 ... input terminal, 204 ...

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Abstract

　予測情報の増加を抑えつつ、対象ブロックの予測誤差を低減し、画像を効率よく符号化することが可能な画像予測符号化装置を提供する。一実施形態の画像予測符号化装置では、対象領域内の部分領域の予測信号の生成に、隣接領域の予測情報が利用可能であるか否かが判定される。利用可能である場合には、隣接領域の予測情報を用いて予測信号を生成する部分領域の領域幅が決定される。対象領域の予測信号は、対象領域の予測情報、隣接領域の予測情報、及び領域幅に基づいて、既再生信号から生成される。予測情報、領域幅を特定するための情報、予測信号と対象領域の画像信号との間の残差信号が、符号化される。

Description

画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラム
　本発明は、画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラムに関するものである。より詳細には、本発明は、領域分割を用いて予測符号化及び予測復号を行う画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラムに関するものである。
　静止画像や動画像データの伝送や蓄積を効率よく行うために、圧縮符号化技術が用いられている。動画像の圧縮符号化方式としては、ＭＰＥＧ－１～４やＩＴＵ（International Telecommunication Union）Ｈ．２６１～Ｈ．２６４の方式が広く用いられている。
　これらの符号化方式では、符号化の対象となる画像を複数のブロックに分割した上で符号化・復号処理が行われる。画面内の予測符号化では、対象ブロックと同じ画面内の隣接する既再生の画像信号を用いて、対象ブロックの予測信号が生成される。ここで、既再生の画像信号とは、圧縮された画像データが復元されたものである。次いで、画面内の予測符号化では、予測信号を対象ブロックの信号から減算することによって差分信号が生成されるが、当該差分信号が符号化される。画面間の予測符号化では、対象ブロックと異なる画面内の既再生の画像信号を参照し、動き補正を行うことにより、予測信号が生成される。次いで、画面間の予測符号化では、予測信号を対象ブロックの信号から引き算し引くことによって差分信号が生成され、当該差分信号が符号化される。
　例えば、Ｈ．２６４の画面内予測符号化では、符号化の対象となるブロックに隣接する画素の既再生の画素値（再生信号）を所定の方向に外挿することによって予測信号を生成する方法が採用されている。図２０は、ＩＴＵ　Ｈ．２６４で用いられている画面内予測方法を説明するための模式図である。図２０の（ａ）は、垂直方向に外挿を行う画面内予測方法を示している。図２０の（ａ）において、４×４画素の対象ブロック８０２は符号化の対象となる対象ブロックである。この対象ブロック８０２の境界に隣接する画素Ａ～Ｍからなる画素群８０１は隣接領域であり、過去の処理において既に再生された画像信号である。図２０の（ａ）に示す予測では、対象ブロック８０２の真上にある隣接画素Ａ～Ｄの画素値が下方に外挿されることによって、予測信号が生成される。
　また、図２０の（ｂ）は、水平方向に外挿を行う画面内予測方法を示している。図２０の（ｂ）に示す予測では、対象ブロック８０２の左にある既再生画素Ｉ～Ｌの画素値が右方向に外挿されることによって、予測信号が生成される。
　画面内予測方法では、図２０の（ａ）～（ｉ）に示す方法で生成された九つの予測信号のうち、対象ブロックの画素信号からの差分が最少となる予測信号が、対象ブロック用の最適の予測信号として採用される。このように予測信号を生成する具体的な方法は、例えば、特許文献１に記載されている。
　通常の画面間予測符号化では、符号化の対象となる対象ブロックの画素信号に類似する信号を既に再生済みの画面から探索することにより、予測信号が生成される。この画面間予測符号化では、動きベクトルと、対象ブロックの画素信号と予測信号との間の残差信号とが符号化される。なお、動きベクトルは、対象ブロックと探索された信号が存在する領域との間の空間的な変位量を規定するベクトルである。このようにブロック毎に動きベクトルを探索する手法はブロックマッチングと呼ばれる。
　図２１は、ブロックマッチングを説明するための模式図である。図２１においては、（ａ）に既再生の画面９０３が示されており、（ｂ）に対象ブロック９０２を含む画面９０１が示されている。ここで、画面９０３内の領域９０４は、対象ブロック９０２と空間的に同一の位置に存在する領域である。ブロックマッチングでは、領域９０４を囲む探索範囲９０５が設定され、この探索範囲の画素信号から対象ブロック４０２の画素信号との絶対値誤差和が最小となる領域９０６が検出される。この領域９０６の信号が予測信号となり、領域９０４から領域９０６への変位量を規定するベクトルが動きベクトル９０７として検出される。
　なお、ブロックマッチングとしては、参照画面９０３を複数用意し、対象ブロック毎にブロックマッチングを実施する参照画面を選択し、参照画面選択情報を検出する方法も用いられることがある。また、Ｈ．２６４では、画像の局所的な特徴の変化に対応するため、動きベクトルを符号化するブロックサイズが異なる複数の予測タイプを用意している。Ｈ．２６４の予測タイプについては、例えば、特許文献２に記載されている。
　動画像データの圧縮符号化では、各画面（フレーム、フィールド）の符号化順序は任意でよい。そのため、再生済み画面を参照して予測信号を生成する画面間予測にも、符号化順序について３種類の手法がある。第１の手法は、再生順で過去の再生済み画面を参照して予測信号を生成する前方向予測であり、第２の手法は、再生順で未来の再生済み画面を参照して予測信号を生成する後方向予測であり、第３の手法は、前方向予測と後方向予測を共に行い、２つの予測信号を平均化する双方向予測である。画面間予測の種類については、例えば、特許文献３に記載されている。
米国特許公報第６７６５９６４号 米国特許公報第７００３０３５号 米国特許公報第６２５９７３９号
　上述したように予測信号の生成は、ブロック単位で実施される。しかしながら、映像内の移動物体の位置と動きは任意であるため、画面を等間隔でブロックへと分割した場合には、ブロック内に動きや模様の異なる二つ以上の領域が含まれることがある。このような場合には、映像の予測符号化では、物体のエッジ付近に大きな予測誤差が発生する。
　上に説明したように、Ｈ．２６４では、このような画像の局所的な特徴の変化に対応し、予測誤差の増加を抑制するために、ブロックサイズの異なる複数の予測タイプを用意している。しかしながら、ブロックサイズが小さくなると、小ブロック毎に予測信号の生成に要する付加情報（動きベクトル等）が必要となるため、付加情報の符号量が増加する。また、多くのブロックサイズを用意すると、ブロックサイズを選択するためのモード情報も必要となるため、モード情報の符号量も増加してしまう。
　かかる問題点に鑑み、本発明の一側面は、付加情報（動きベクトルなど）やモード情報といった予測情報の増加を抑えつつ、対象ブロックの予測誤差を低減し、画像を効率よく符号化することが可能な画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、及び、画像予測符号化プログラムを提供することを目的としている。また、本発明の別の側面は、これら符号化の側面に対応する画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムを提供することを目的としている。
　本発明の一側面は、画像の符号化に関するものである。一実施形態に係る画像予測符号化装置は、（ａ）入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、（ｂ）上記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を上記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、（ｄ）上記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｅ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記対象領域内の部分領域であって上記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定手段と、（ｆ）上記対象領域に付随する上記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化手段と、（ｇ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、上記既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｈ）上記対象領域の予測信号と上記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、（ｉ）上記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、（ｊ）上記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、（ｋ）上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｌ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、を備えている。
　また、一実施形態に係る画像予測符号化方法は、（ａ）入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、（ｂ）上記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を上記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定ステップと、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化ステップと、（ｄ）上記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定ステップと、（ｅ）上記判定ステップにおいて上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記対象領域内の部分領域であって上記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定ステップと、（ｆ）上記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化ステップと、（ｇ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、上記既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、（ｈ）上記対象領域の予測信号と上記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成ステップと、（ｉ）上記残差信号を符号化する残差信号符号化ステップと、（ｊ）上記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元ステップと、（ｋ）上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成ステップと、（ｌ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含んでいる。
　また、一実施形態に係る画像予測符号化プログラムは、コンピュータを、（ａ）入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、（ｂ）上記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を上記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、（ｄ）上記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｅ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記対象領域内の部分領域であって上記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定手段と、（ｆ）上記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化手段と、（ｇ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、上記既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｈ）上記対象領域の予測信号と上記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、（ｉ）上記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、（ｊ）上記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、（ｋ）上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｌ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。
　これら本発明の符号化に係る側面によれば、隣接領域の予測情報が利用可能である場合に、対象領域中の部分領域の予測信号が隣接領域の予測情報を用いて生成される。したがって、本発明の符号化に係る側面によれば、エッジが存在する対象領域の予測誤差が低減され得る。また、隣接領域の予測情報が対象領域中の部分領域の予測信号の生成に用いられるので、予測情報の量の増加を抑えることが可能である。
　一実施形態においては、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報とが同じであると判定されたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されてもよい。これは、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報とが同じである場合には、対象領域の予測誤差の低減が図れないからである。
　また、一実施形態においては、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報の組み合わせが予め設定した条件を満たさないと判定されたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されてもよい。
　また、本発明の符号化に係る側面では、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されているときに、対象領域に付随する領域幅の符号化データが出力されなくてもよい。これにより、符号量が低減される。
　また、一実施形態においては、隣接領域が対象領域の左隣及び上隣の二つの隣接領域であってもよい。この場合には、二つの隣接領域に付随する予測情報が共に対象領域の予測信号の生成に利用可能と判定されたときに、二つの隣接領域のうち対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接領域を特定する識別情報を符号化することが可能である。かかる特徴によれば、二つの隣接領域のうち最適な隣接領域から部分領域の予測信号を生成することができるので、より予測誤差を低減することが可能である。
　本発明の別の一側面は画像の復号に関するものである。一実施形態に係る画像予測復号装置は、（ａ）画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、上記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する上記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、（ｂ）上記予測情報の符号化データを復号して上記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報と上記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｄ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号手段と、（ｅ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｆ）上記残差信号の符号化データから上記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、（ｇ）上記対象領域の予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｈ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、を備えている。
　また、一実施形態に係る画像予測復号方法は、（ａ）画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、上記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する上記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析ステップと、（ｂ）上記予測情報の符号化データを復号して上記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号ステップと、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報と上記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定ステップと、（ｄ）上記判定ステップにおいて上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号ステップと、（ｅ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、（ｆ）上記残差信号の符号化データから上記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元ステップと、（ｇ）上記対象領域の予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成ステップと、（ｈ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含んでいる。
　また、一実施形態に係る画像予測復号プログラムは、コンピュータを、（ａ）画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、上記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する上記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、（ｂ）上記予測情報の符号化データを復号して上記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報と上記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｄ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号手段と、（ｅ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｆ）上記残差信号の符号化データから上記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、（ｇ）上記対象領域の予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｈ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。
　これら復号に係る本発明は、上述した本発明の符号化によって生成された圧縮データから画像を好適に再生することが可能である。
　一実施形態においては、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報とが同じであると判定したされたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定してもよい。また、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報の組み合わせが予め設定した条件を満たさないと判定されたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定してもよい。
　また、一実施形態においては、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されているときに、対象領域に付随する領域幅を０に設定することができる。
　また、一実施形態においは、隣接領域が対象領域の左隣及び上隣の二つの隣接領域であってもよい。この場合には、二つの隣接領域に付随する予測情報が共に対象領域の予測信号の生成に利用可能と判定されたときに、領域幅復号手段は、二つの隣接領域のうち対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接領域を特定する識別情報を復号することが可能である。
　以上説明したように、本発明によれば、予測情報の増加を抑えつつ、対象ブロックの予測誤差を低減し、画像を効率よく符号化することが可能な画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、及び、画像予測符号化プログラムが提供される。また、本発明によれば、対応する画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムが提供される。
一実施形態に係る画像予測符号化装置を示す図である。 隣接ブロックの予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域を説明するための図である。 一実施形態に係る画像予測符号化方法の手順を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１０８の詳細フローチャートである。 図４のステップＳ２０２の詳細フローチャートである。 図３のステップＳ１１０の詳細フローチャートである。 一実施形態に係る画像予測復号装置を示す図である。 一実施形態に係る画像予測復号方法のフローチャートである。 図８のステップＳ５０８の詳細フローチャートである。 隣接ブロックの別の例を説明するための図である。 図３のステップＳ１０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートである。 図８のステップＳ５０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートである。 隣接ブロックの予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域の別の例を説明するための図である。 部分領域の別の例を示す図である。 対象ブロック及び隣接ブロックの別の例を示す図である。 一実施形態に係る画像予測符号化プログラムを示す図である。 一実施形態に係る画像予測復号プログラムを示す図である。 記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。 記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。 ＩＴＵ　Ｈ．２６４に用いられる画面内予測方法を説明するための模式図である。 ブロックマッチングを説明するための模式図である。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　図１は、一実施形態に係る画像予測符号化装置を示す図である。図１に示す画像予測符号化装置１００は、入力端子１０２、ブロック分割器１０４、予測信号生成器１０６、フレームメモリ１０８、減算器１１０、変換器１１２、量子化器１１４、逆量子化器１１６、逆変換器１１８、加算器１２０、量子化変換係数符号化器１２２、出力端子１２４、予測情報推定器１２６、予測情報メモリ１２８、判定器１３０、予測情報符号化器１３２、領域幅決定器１３４、及び、領域幅符号化器１３６を備えている。なお、変換器１１２、量子化器１１４及び量子化変換係数符号化器１２２は、残差信号符号化手段として機能し、逆量子化器１１６及び逆変換器１１８は残差信号復元手段として機能するものである。
　以下、画像予測符号化装置１００の各構成要素について説明する。入力端子１０２は、動画像の信号を入力するための端子である。この動画像の信号は、複数枚の画像を含む信号である。入力端子１０２は、ラインＬ１０２を介してブロック分割器１０４に接続されている。
　ブロック分割器１０４は、動画像の信号に含まれる画像を複数の領域に分割する。具体的には、ブロック分割器１０４は、動画像の信号に含まれる複数の画像を、順次、符号化対象の画像として選択する。ブロック分割器１０４は、選択した画像を複数の領域に分割する。本実施形態では、これら領域は８×８画素のブロックである。しかしながら、領域として、それ以外の大きさ及び／又は形状のブロックが用いられてもよい。このブロック分割器１０４は、ラインＬ１０４を介して、予測情報推定器１２６に接続されている。
　予測情報推定器１２６は、符号化処理の対象となる対象領域（対象ブロック）の予測信号を生成するために必要となる予測情報を検出する。予測情報の生成方法、即ち予測方法としては、背景技術で説明したような画面内予測や画面間予測が適用可能である。しかしながら、本発明は、これら予測方法に限定されるものではない。以下、図２１に示したブロックマッチングにて予測処理を実施するものとして、説明を行う。ブロックマッチングを用いる場合、予測情報には、動きベクトルや参照画面選択情報等が含まれる。以下では、対象ブロックの予測信号を生成するために検出した予測情報を「対象ブロックに付随する予測情報」と呼ぶ。この予測情報推定器１２６は、ラインＬ１２６ａ、ラインＬ１２６ｂを介して、予測情報メモリ１２８、予測情報符号化器１３２に接続されている。
　予測情報メモリ１２８は、ラインＬ１２６ａ経由で予測情報推定器１２６から予測情報を受け取り、当該予測情報を記憶する。予測情報メモリ１２８は、ラインＬ１２８を介して、判定器１３０に接続されている。
　予測情報符号化器１３２は、ラインＬ１２６ｂ経由で予測情報推定器１２６から予測情報を受け取る。予測情報符号化器１３２は、受け取った予測情報をエントロピー符号化して符号化データを生成し、当該符号化データをラインＬ１３２を介して出力端子１２４に出力する。なお、エントロピー符号化としては算術符号化や可変長符号化等を用いることができるが、本発明はこれらのエントロピー符号化方式に限定されるものではない。
　判定器１３０は、ラインＬ１２８経由で予測情報メモリ１２８から、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報とを受け取る。ここで、隣接ブロックは、対象ブロックに隣接する隣接領域であり、既に符号化済みの領域である。判定器１３０は、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報とを比較し、対象ブロックの予測信号生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であるか否かを判定する。
　具体的には、判定器１３０は、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報とを比較し、これら二つの予測情報が一致する場合には、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定する。これは、二つの予測情報が一致する場合に隣接ブロックに付随する予測情報を用いて対象ブロックの部分領域の予測信号を生成しても、対象ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号を生成した場合と同じ結果が得られるからである。即ち、予測誤差の低減が期待できないからである。
　一方、判定器１３０は、二つの予測情報が異なる場合には、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であると判定する。この判定器１３０は、ラインＬ１３０を介して領域幅決定器１３４及び領域幅符号化器１３６に接続されており、判定器１３０による比較（判定）の結果は、ラインＬ１３０経由で、領域幅決定器１３４及び領域幅符号化器１３６に出力される。以下では、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用できない場合の判定結果を、「利用不可」を示す判定結果と呼び、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能である場合の判定結果を、「利用可能」を示す判定結果と呼ぶ。なお、判定器１３０の動作の詳細については後述する。
　領域幅決定器１３４は、ラインＬ１３０経由で判定器１３０からの判定結果を受け取る。領域幅決定器１３４は、判定結果が「利用可能」を示している場合に、隣接ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域の領域幅を決定する。そのために、領域幅決定器１３４は、予測情報メモリ１２８からラインＬ１２８ａ経由で、対象ブロックに付随する予測情報及び隣接ブロックに付随する予測情報を、受け取る。さらに、領域幅決定器１３４は、フレームメモリ１０８から既再生信号を受け取り、ブロック分割器１０４から対象ブロックの画像信号を受け取る。
　図２は、隣接ブロックの予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域を説明するための図である。図２は、対象ブロックＢｔの左隣の隣接ブロックＢ１を隣接ブロックとする場合を示しているが、本発明における隣接ブロックは対象ブロックの上隣のブロックであってもよく、又は、左隣及び上隣の双方のブロックであってもよい。また、右隣と下隣のブロックが隣接ブロックとして利用可能な場合もある。
　図２に示す対象ブロックＢｔ及び隣接ブロックＢ１は８×８画素のブロックである。ここでは、左上の画素位置（水平位置，垂直位置）を（０，０）、右下の画素位置（水平位置，垂直位置）を（７，７）で表すものとする。図２に示す部分領域Ｒ２は、隣接ブロックＢ１の予測情報を用いて予測信号を生成する領域であり、その水平方向の領域幅はｗである。即ち、部分領域Ｒ２は、（０，０）、（ｗ－１，０）、（０，７）、及び（ｗ－１，７）の四つの画素位置に囲まれている。部分領域Ｒ１は対象ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号が生成される領域である。
　本実施形態では、設定可能な領域幅は、１画素刻みで０～７画素までとしている。本実施形態の領域幅決定器１３４は、設定可能な８個の領域幅のそれぞれについて、対象ブロックの予測信号を生成し、予測誤差の絶対値和または２乗和が最小となる領域幅を選択する。この処理は、ブロック分割器１０４と予測情報メモリ１２８から対象ブロックの画素信号と対象ブロック及び隣接ブロックに付随する予測情報をそれぞれ取得し、これら予測情報と領域幅に基づいてフレームメモリ１０８に記憶されている既再生信号から対象ブロックの予測信号を生成することにより実施される。領域幅の決定方法ならびに設定可能な領域幅の候補については、特に限定されるものではない。例えば、設定可能な領域幅は、２の倍数で特定される画素幅であってもよく、１つ以上の任意の幅を採用することができる。また設定可能な領域幅を複数用意し、シーケンス単位やフレーム単位あるいはブロック単位でその選択情報を符号化するようにしてもよい。
　領域幅決定器１３４は、ラインＬ１３４ａ、ラインＬ１３４ｂを介して領域幅符号化器１３６、予測信号生成器１０６にそれぞれ接続されている。領域幅決定器１３４は、ラインＬ１３４ａ、ラインＬ１３４ｂ経由して、領域幅符号化器１３６、予測信号生成器１０６に、決定した領域幅（領域幅を特定する情報）を出力する。
　領域幅符号化器１３６は、判定器１３０から受け取った判定結果が「利用可能」を示している場合に、ラインＬ１３４ａ経由で受け取った領域幅をエントロピー符号化して符号化データを生成する。なお、領域幅符号化器１３６は、算術符号化や可変長符号化等のエントロピー符号化方式を用いることができるが、本発明はこれら符号化方式に限定されるものではない。
　領域幅符号化器１３６は、ラインＬ１３６を介して出力端子１２４に接続されており、領域幅符号化器１３６によって生成された符号化データは、ラインＬ１３６経由で出力端子１２４に出力される。
　予測信号生成器１０６は、ラインＬ１２８ｂ経由で予測情報メモリ１２８から対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報を受け取る。また、予測信号生成器１０６は、領域幅決定器１３４からラインＬ１３４ｂ経由で領域幅を受け取り、フレームメモリ１０８からラインＬ１０８経由で既再生信号を受け取る。予測信号生成器１０６は、受け取った二つの予測情報及び領域幅を用いて、既再生信号から対象ブロックの予測信号を生成する。予測信号の生成方法の例については後述する。予測信号生成器１０６は、ラインＬ１０６を介して、減算器１１０に接続されている。予測信号生成器１０６によって生成された予測信号は、ラインＬ１０６経由で減算器１１０に出力される。
　減算器１１０は、ラインＬ１０４ｂを介してブロック分割器１０４に接続されている。減算器１１０は、ラインＬ１０４ｂ経由でブロック分割器１０４から受け取った対象ブロックの画像信号から予測信号生成器１０６によって生成された対象ブロックの予測信号を減算する。この減算により残差信号が生成される。この減算器１１０はラインＬ１１０を介して変換器１１２に接続されており、残差信号はラインＬ１１０経由で変換器１１２に出力される。
　変換器１１２は、入力された残差信号に離散コサイン変換を適用して変換係数を生成する部分である。量子化器１１４は、変換係数をラインＬ１１２経由で変換器１１２から受け取る。量子化器１１４は、変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する。量子化変換係数符号化器１２２は、ラインＬ１１４経由で量子化変換係数を量子化器１１４から受け取り、当該量子化変換係数をエントロピー符号化して符号化データを生成する。量子化変換係数符号化器１２２は、生成した符号化データをラインＬ１２２経由で出力端子１２４に出力する。なお、量子化変換係数符号化器１２２のエントロピー符号化としては、算術符号化や可変長符号化を用いることができるが、本発明のこれら符号化方式に限定されるものではない。
　出力端子１２４は、予測情報符号化器１３２、領域幅符号化器１３６、及び量子化変換係数符号化器１２２から受け取った符号化データをまとめて外部に出力する。
　逆量子化器１１６は、ラインＬ１１４ｂ経由で量子化器１１４から量子化変換係数を受け取る。逆量子化器１１６は、受け取った量子化変換係数を逆量子化して変換係数を復元する。逆変換器１１８は、ラインＬ１１６経由で逆量子化器１１６から変換係数を受け取り、当該変換係数に逆離散コサイン変換を適用して残差信号（再生残差信号）を復元する。加算器１２０は、ラインＬ１１８経由で逆変換器１１８から再生残差信号を受け取り、ラインＬ１０６ｂ経由で予測信号生成器１０６から予測信号を受け取る。加算器１２０は、受け取った再生残差信号と予測信号とを加算して、対象ブロックの信号（再生信号）を再生する。加算器１２０によって生成された再生信号は、ラインＬ１２０経由でフレームメモリ１０８に出力され、既再生信号としてフレームメモリ１０８に記憶される。
　なお、本実施形態では、変換器１１２と逆変換器１１８とを用いているが、これらの変換器に代わる他の変換処理を用いてもよい。また、変換器１１２及び逆変換器１１８は必須ではない。このように、後続の対象ブロックの予測信号生成に用いるため、符号化された対象ブロックの再生信号は、逆処理によって復元されフレームメモリ１０８に記憶される。
　また、符号化器の構成は図１に示すものには限定されない。例えば、判定器１３０と予測情報メモリ１２８は、予測信号生成器１０６に含まれていてもよい。また、領域幅決定器１３４も予測情報推定器１２６に含まれていてもよい。
　以下、画像予測符号化装置１００の動作と共に、一実施形態の画像予測符号化方法を説明する。また、判定器１３０、領域幅決定器１３４、及び、予測信号生成器１０６の動作の詳細についても説明する。
　図３は、一実施形態に係る画像予測符号化方法の手順を示すフローチャートである。図３に示すように、本画像予測符号化方法においては、まず、ステップＳ１００において、ブロック分割器１０４が、符号化対象の画像を複数のブロックに分割する。次いで、ステップＳ１０２において、複数のブロックのうちから一つのブロックが符号化の対象ブロックとして選択される。
　次いで、ステップＳ１０４において、予測情報推定器１２６が、対象ブロックの予測情報を決定する。この予測情報は、続くステップＳ１０６において、予測情報符号化器１３２により、符号化される。
　次に、本画像予測符号化方法は、ステップＳ１０８に移行する。図４は、図３のステップＳ１０８の詳細フローチャートである。ステップＳ１０８の処理では、まず、ステップＳ２００において、判定器１３０に、対象ブロックと隣接ブロックに付随する二つの予測情報が入力される。次いで、ステップＳ２０２において、判定器１３０が、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックの予測情報が利用可能であるか否かを判定する。
　図５は、図４のステップＳ２０２の詳細フローチャートである。図５に示すように、ステップＳ２０２の処理では、まず、ステップＳ３００において、判定器１３０が、対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報が一致するか否かを判定する。ステップＳ３００の判定が真（Ｙｅｓ）の場合、即ち、対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報が一致する場合には、ステップＳ３０２において、判定器１３０は、「利用不可」を示す判定結果を出力する。
　一方、ステップＳ３００の判定が偽（Ｎｏ）の場合には、処理はステップＳ３０４に移行する。ステップＳ３０４において、判定器１３０は、隣接ブロックに付随する予測情報が対象ブロックの予測信号生成に利用可能な状態であるか否かを判定する。ステップＳ３０４における判定が真（Ｙｅｓ）である場合には、続くステップＳ３０６において、判定器１３０は、「利用可能」を示す判定結果を出力する。一方、ステップＳ３０４における判定が偽（Ｎｏ）の場合には、判定器１３０は、上述のステップＳ３０２の処理を行う。
　なお、ステップＳ３０４において隣接ブロックの予測情報が利用可能な状態にないと判定される場合とは、（１）隣接ブロックが画面外にある、（２）対象ブロックの予測情報と隣接ブロックの予測情報の組み合わせを認めていないといったケース等がある。
　このように判定器１３０は、隣接ブロックに付随する予測情報を用いて対象領域の部分領域の予測信号を生成してよいか否かという判定を予め定めたルールに従って行う。このルールは、符号化装置と復号装置が予め情報を共有しておけば、伝送する必要がないが、符号化して伝送してもよい。例えば、このようなルールを複数用意して、どのルールを適用するかをフレーム単位やシーケンス単位やブロック単位で送る方法等がある。
　再び、図４を参照する。図４に示すように、次いで、本画像予測符号化方法は、ステップＳ２０４に移行する。ステップＳ２０４では、領域幅決定器１３４が、判定器１３０の判定結果を参照し、当該判定結果が「利用可能」を示す判定結果であるか否かを判定する。判定器１３０の判定結果が「利用不可」を示している場合には、ステップＳ１０８の処理は終了する。
　一方、判定器１３０の判定結果が「利用可能」を示している場合には、領域幅決定器１３４は、続くステップＳ２０６において、隣接ブロックに付随する予測情報を用いて予測する対象領域内の部分領域の領域幅を予め用意した候補から選択する。次いで、ステップＳ２０８において、領域幅符号化器１３６が、決定された領域幅を符号化する。
　以下、再び図３を参照する。図３に示すように、ステップＳ１０８の後、処理はステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０においては、予測信号生成器１０６が、対象ブロックと隣接ブロックに付随する二つの予測情報、及び、領域幅決定器１３４にて決定した領域幅を用いて、フレームメモリ１０８に記憶されている既再生信号から、対象ブロックの予測信号を生成する。
　以下、ステップＳ１１０における予測信号生成器１０６の詳細な動作の一例を説明する。図６は、図３のステップＳ１１０の詳細フローチャートである。図６は、図２に示すように、８ｘ８画素の対象ブロック内の部分領域Ｒ２の予測信号を、左隣の隣接ブロックに付随する予測情報を用いて生成する場合の予測信号生成器１０６の動作を示している。
　図６に示すように、ステップＳ４００において、まず、予測信号生成器１０６は、対象ブロックに付随する予測情報Ｐｔと隣接ブロックに付随する予測情報Ｐｎを取得する。次いで、ステップＳ４０２において、予測信号生成器１０６は、領域幅決定器１３４から領域幅ｗを取得する。
　次に、予測信号生成器１０６は、ステップＳ４０４において、図２に示す対象ブロック内の部分領域Ｒ１の予測信号を、予測情報Ｐｔ及び領域幅ｗを用いて、既再生信号から生成する。次に、予測信号生成器１０６は、ステップＳ４０６において、対象ブロックの部分領域Ｒ２の予測信号を、予測情報Ｐｎ及び領域幅ｗを用いて、既再生信号から生成する。なお、図２の例では、領域幅ｗが０の場合、ステップＳ４０６は省略可能である。また、領域幅ｗが７の場合、ステップＳ４０４は省略可能である。
　以下、再び図３を参照する。図３に示すように、本画像予測符号化方法は、次いで、ステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２において、減算器１１０は、対象ブロックの画素信号と予測信号とを用いて、残差信号を生成する。続くステップＳ１１４において、変換器１１２、量子化器１１４、及び、量子化変換係数符号化器１２２が、残差信号を変換符号化して、符号化データを生成する。
　次いで、ステップＳ１１６において、逆量子化器１１６及び逆変換器１１８が、量子化変換係数から再生残差信号を復元する。続くステップＳ１１８において、加算器１２０が、再生残差信号と予測信号とを加算することにより、再生信号を生成する。そして、ステップＳ１２０において、再生信号が、既再生信号として、フレームメモリ１０８に記憶される。
　次に、ステップＳ１２２において、全てのブロックが対象ブロックとして処理されたか否かのチェックが行われ、全てのブロックの処理が完了していない場合には、未処理のブロックの一つが対象ブロックとして選択され、ステップＳ１０２以降の処理が行われる。一方、全てのブロックの処理が完了している場合には、本画像予測符号化方法の処理は終了する。
　以下、一実施形態に係る画像予測復号装置について説明する。図７は、一実施形態に係る画像予測復号装置を示す図である。図７に示す画像予測復号装置２００は、入力端子２０２、データ解析器２０４、逆量子化器２０６、逆変換器２０８、加算器２１０、出力端子２１２、量子化変換係数復号器２１４、予測情報復号器２１６、領域幅復号器２１８、フレームメモリ１０８、予測信号生成器１０６、予測情報メモリ１２８、及び、判定器１３０を備えている。ここで、逆量子化器２０６、逆変換器２０８、及び量子化変換係数復号器２１４は、残差信号復号手段として機能する。なお、逆量子化器２０６及び逆変換器２０８による復号手段は、これらのもの以外を用いて行ってもよい。また、逆変換器２０８はなくてもよい。
　以下、画像予測復号装置２００の各部の詳細について説明する。入力端子２０２は、上述した画像予測符号化装置１００（又は画像予測符号化方法）により圧縮符号化された圧縮データを入力する。この圧縮データには、画像内の複数のブロックそれぞれについて、残差信号を変換量子化してエントロピー符号化することによって生成された量子化変換係数の符号化データ、予測信号を生成するための予測情報の符号化データ、及び、対象ブロックに隣接する隣接ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号を生成するブロック内の部分領域の領域幅の符号化データが含まれている。本実施形態では、予測情報には、動きベクトルや参照画面番号等が含まれる。入力端子２０２はラインＬ２０２を介してデータ解析器２０４に接続されている。
　データ解析器２０４は、ラインＬ２０２経由で入力端子２０２から圧縮データを受け取る。データ解析器２０４は、受け取った圧縮データを解析し、復号対象の対象ブロックに関して、圧縮データを、量子化変換係数の符号化データ、予測情報の符号化データ、領域幅の符号化データに分離する。データ解析器２０４は、ラインＬ２０４ａ経由で領域幅復号器２１８に領域幅の符号化データを出力し、ラインＬ２０４ｂ経由で予測情報の符号化データを予測情報復号器２１６に出力し、ラインＬ２０４ｃ経由で量子化変換係数の符号化データを量子化変換係数復号器２１４に出力する。
　予測情報復号器２１６は、対象ブロックに付随する予測情報の符号化データをエントロピー復号して、予測情報を得る。予測情報復号器２１６は、ラインＬ２１６を介して、予測情報メモリ１２８に接続されている。予測情報復号器２１６によって生成された予測情報は、ラインＬ２１６経由で、予測情報メモリ１２８に記憶される。予測情報メモリ１２８は、ラインＬ１２８ａ、ラインＬ１２８ｂを介して、判定器１３０、予測信号生成器１０６にそれぞれ接続されている。
　判定器１３０は、図１の符号化装置の判定器１３０と同じ機能を有している。即ち、判定器１３０は、対象ブロックに付随する予測情報と対象ブロックに隣接する隣接ブロックに付随する予測情報を比較し、対象ブロックの予測信号生成の際に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能か否かを判定する。
　具体的には、判定器１３０は、対象ブロック及び隣接する隣接ブロックに付随する二つの予測情報を比較し、二つの予測情報が一致する場合には、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報は利用できないと判定する。即ち、この場合には、判定器１３０は、「利用不可」を示す判定結果を出力する。一方、二つの予測情報が異なる場合には、判定器１３０は、「利用可能」を示す判定結果を出力する。判定器１３０は、ラインＬ１３０を介して領域幅復号器２１８に接続されている。判定器１３０による判定結果は、ラインＬ１３０経由で領域幅復号器２１８に出力される。なお、判定器１３０の処理の詳細処理フローについては、図５にて説明済みのため割愛する。
　領域幅復号器２１８は、Ｌ１３０経由で受け取った判定器１３０の判定結果に基づいて、入力された領域幅の符号化データをエントロピー復号して領域幅を復元する。即ち、領域幅復号器２１８は、判定結果が「利用可能」を示している場合に、領域幅の符号化データを復号して、当該領域幅を復元する。一方、判定結果が「利用不可」の場合には、領域幅の復元は行われなくてもよい。この領域幅復号器２１８は、ラインＬ２１８経由で予測信号生成器１０６に接続されており、領域幅復号器２１８によって生成された領域幅は、予測信号生成器１０６にラインＬ２１８経由で出力される。
　予測信号生成器１０６は、図１の符号化装置の予測信号生成器と同様の機能を有するものである。即ち、予測信号生成器１０６は、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報（必要の場合）とＬ２１８経由で受け取った領域幅とを用いて、フレームメモリ１０８に記憶されている既再生信号から、復号対象ブロックの予測信号を生成する。予測信号生成器１０６の動作の詳細については、図６にて説明したので割愛する。この予測信号生成器１０６は、ラインＬ１０６経由で加算器２１０に接続されている。予測信号生成器１０６は、生成した予測信号を、Ｌ１０６経由で加算器２１０に出力する。
　量子化変換係数復号器２１４は、ラインＬ２０４ｃ経由でデータ解析器２０４から量子化変換係数の符号化データを受け取る。量子化変換係数復号器２１４は、受け取った符号化データをエントロピー復号して、対象ブロックの残差信号の量子化変換係数を復元する。量子化変換係数復号器２１４は、復元した量子化変換係数をラインＬ２１４経由で逆量子化器２０６に出力する。
　逆量子化器２０６は、ラインＬ２１４経由で受け取った量子化変換係数を逆量子化して変換係数を復元する。逆変換器２０８は、復元された変換係数を逆量子化器２０６からラインＬ２０６経由で受け取り、当該変換係数に逆離散コサイン変換を適用して、対象ブロックの残差信号（復元残差信号）を復元する。
　加算器２１０は、ラインＬ２０８経由で逆変換器２０８から復元残差信号を受け取り、予測信号生成器１０６で生成された予測信号をラインＬ１０６経由で受け取る。加算器２１０は、受け取った復元残差信号と予測信号とを加算することにより、対象ブロックの再生信号を生成する。この再生信号は、ラインＬ２１０経由でフレームメモリ１０８に出力され、当該フレームメモリ１０８に記憶される。また、この再生信号は、出力端子２１２にも出力される。出力端子２１２は、外部（例えば、ディスプレイ）に、再生信号を出力する。
　以下、画像予測復号装置２００の動作と共に、一実施形態に係る画像予測復号方法について説明する。図８は、一実施形態に係る画像予測復号方法のフローチャートである。図８に示すように、本画像予測復号方法では、まず、ステップＳ５００において、入力端子２０２を介して、圧縮データが入力される。次いで、ステップＳ５０２において処理の対象となる対象ブロックが選択される。
　次いで、ステップＳ５０４において、データ解析器２０４が、圧縮データのデータ解析を行い、復号対象の対象ブロックに付随する予測情報と、領域幅と、量子化変換係数の符号化データを抽出する。予測情報は、ステップＳ５０６において、予測情報復号器２１６によって復号される。
　次に、処理は、ステップＳ５０８に移行する。図９は、図８のステップＳ５０８の詳細フローチャートである。図９に示すように、ステップＳ５０８の処理では、まず、ステップＳ６００において、判定器１３０に対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報が入力される。
　次に、ステップＳ２０２において、判定器１３０が、隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定して判定結果を出力する。このステップＳ２０２における判定器１３０の動作は、図５にて説明した動作と同一であるので、詳細な説明は割愛する。
　次いで、ステップＳ６０２において、判定器１３０の判定結果が「利用可能」を示すか否かが判定される。ステップＳ６０２における判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合、即ち、隣接ブロックの予測情報が利用可能な場合には、ステップＳ６０４において、領域幅復号器２１８が、領域幅の符号化データを復号して対象ブロックの部分領域（Ｒ２）の領域幅を復元する。一方、ステップＳ６０２の判定が偽（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ６０６において、領域幅復号器２１８が、対象ブロックの部分領域（Ｒ２）の領域幅を０に設定する。
　以下、再び図８を参照する。図８に示すように、ステップＳ５０８の終了の後、処理はステップＳ５１０に移行する。ステップＳ５１０においては、予測信号生成器１０６が、対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報（隣接ブロックの予測情報は必要の場合のみ利用）と領域幅を用いて、既再生信号から、復号対象ブロックの予測信号を生成する。ここでステップＳ５１０は図６に説明したステップＳ１１０と同一である。
　続くステップＳ５１２においては、量子化変換係数復号器２１４が、符号化データから量子化変換係数を復元し、逆量子化器２０６が量子化変換係数から変換係数を復元し、逆変換器２０８が変換係数から再生残差信号を生成する。
　次いで、ステップＳ５１４において、加算器２１０が、対象ブロックの予測信号と再生残差信号を加算して、対象ブロックの再生信号を生成する。この再生信号は、ステップＳ５１６において、次の対象ブロックを再生するための既再生信号としてフレームメモリ１０８に記憶される。
　そして、ステップＳ５１８において全ブロックの処理が完了していないと判定される場合、即ち、次の圧縮データがある場合には、ステップＳ５０２において未処理のブロックが対象ブロックとして選択され、以降のステップが繰り返される。一方、ステップＳ５１８において、全てのブロックの処理が完了している場合には処理が終了する。
　以上、一実施形態に係る画像予測符号化装置及び方法、並びに、画像予測復号装置及び方法を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、隣接ブロックを対象ブロックの左隣のブロックであったが、隣接ブロックは対象ブロックの上隣のブロックであってもよい。
　図１０は、隣接ブロックの別の例を説明するための図である。図１０に示す例では、対象ブロックＢｔ及び隣接ブロックＢ２は、８×８画素のブロックであり、同じく左上の画素位置（水平位置，垂直位置）を（０，０）、右下の画素位置を（７，７）としている。部分領域Ｒ２は、（０，０）、（７，０）、（０，ｗ－１）、（７、ｗ－１）の画素位置で囲まれる領域であり、隣接ブロックＢ２の予測情報を用いて予測信号を生成する可能性のある領域である。部分領域Ｒ２の領域幅はｗである。
　図１０に示す隣接ブロックＢ２に付随する予測情報を用いて、部分領域Ｒ２の予測信号を生成する場合には、図６のステップＳ４０４のｘの範囲が０～７、ｙの範囲がｗ～７となる。また、図６のステップＳ４０６のｘの範囲が０～７、ｙの範囲が０～ｗ－１となる。
　また、隣接ブロックは、対象ブロックの左隣と上隣の二つのブロックであってもよく、対象ブロック毎に二つの隣接ブロックのいずれかを選択することが可能である。この場合、予測信号生成器１０６は、図４と図１０に関連して説明した予測処理を行う機能を有し、領域幅決定器１３４は、対象ブロックの部分領域の予測に利用する予測情報を有する隣接ブロック、即ち、左隣又は上隣の隣接ブロックを選択する機能を含む。また、領域幅符号化器１３６は、二つの隣接ブロックに付随する二つの予測情報から対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接ブロックを特定する識別情報を符号化する機能を含み、領域幅復号器２１８はその識別情報を復号する機能を含む。
　以下、左隣と上隣の二つのブロックを利用する場合のステップＳ１０８について、詳細に説明する。図１１は、図３のステップＳ１０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、本例でのステップＳ１０８の処理では、ステップＳ７００において、対象ブロックの上の隣接ブロック及び左の隣接ブロックに付随する二つの予測情報が判定器１３０に入力される。
　次に、判定器１３０は、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、対象ブロックの左の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能であるかを判定し、判定結果を出力する。次いで、ステップＳ７０４において、判定器１３０による判定結果が「利用不可」を示していると判定される場合（Ｎｏの場合）、即ち、判定結果が、左の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能でないことを示している場合に、続くステップＳ２０２に進む。判定器１３０は、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、対象ブロックの上の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能であるかを判定し、判定結果を出力する。
　次いで、ステップＳ７０６において、判定器１３０による判定結果が「利用不可」を示していると判定される場合（Ｎｏの場合）、即ち、判定結果が、上の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能でないことを示している場合には、ステップＳ１０８の処理が終了する。
　一方、ステップＳ７０６において、判定器１３０による判定結果が「利用可能」を示していると判定される場合（Ｙｅｓの場合）に、ステップＳ７０８において、領域幅決定器１３４が、上の隣接ブロックの予測情報を利用して予測信号を生成する対象ブロックの部分領域Ｒ２（図１０を参照）の領域幅ｗを決定する。次いで、この領域幅ｗが、続くステップＳ２０８において、領域幅符号化器１３６によって符号化される。
　ステップＳ７０４に戻り、一方、判定器１３０による判定結果が「利用可能」を示していると判定される場合（Ｙｅｓの場合）、続くステップＳ２０２において、判定器１３０は、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、対象ブロックの上の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能であるかを判定し、判定結果を出力する。
　次いで、ステップＳ７１０において、判定器１３０による判定結果が「利用不可」を示していると判定される場合（Ｎｏの場合）に、続くステップＳ７１２において、領域幅決定器１３４が、左の隣接ブロックの予測情報を利用して予測信号を生成する対象ブロックの部分領域Ｒ２（図２を参照）の領域幅ｗを決定する。次いで、この領域幅ｗが、続くステップＳ２０８において、領域幅符号化器１３６によって符号化される。
　一方、ステップＳ７１０において、判定器１３０による判定結果が「利用可能」を示していると判定される場合（Ｙｅｓの場合）に、続くステップＳ７１４において、左の隣接ブロック及び上の隣接ブロックから予測信号の生成に用いるべき予測情報を有する隣接ブロックが選択される。
　具体的には、ステップＳ７１４において、領域幅決定器１３４が対象ブロックの部分領域の予測信号生成に、上の隣接ブロックの予測情報と左の隣接ブロックの予測情報のうち、いずれを用いるかを選択する。この選択方法は限定されるものではないが、例えば、領域幅決定器１３４は、図２及び図１０に示したように隣接ブロック及び部分領域Ｒ２の幅を設定し、隣接ブロックの予測情報及び対象ブロックの予測情報を用いて対象ブロックの予測信号を生成し、対象ブロックの予測誤差が最小となる隣接ブロックと領域幅の組を選択する。そして、続くステップＳ７１６において、領域幅符号化器１３６が、選択した予測情報を有する隣接ブロックを特定する識別情報を、符号化する。次いで、ステップＳ７１８において、左の隣接ブロックが選択されていると判定される場合には、処理はステップＳ７１２に移行する。一方、ステップＳ７１８において、左の隣接ブロックが選択されていないと判定される場合、即ち、上の隣接ブロックが選択されていると判定される場合には、処理は、ステップＳ７０８に移行する。
　図１２は、図８のステップＳ５０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートであり、図１１の処理を用いる符号化に対応する復号において用いられる手順を示している。図１２に示すように、この例では、まず、ステップＳ８００において、判定器１３０に対象ブロックの左の隣接ブロックに付随する予測情報、及び、上の隣接ブロックに付随する予測情報が入力される。
　続く二つのステップにおいて、判定器１３０が、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、左の隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性、及び、上の隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定し、判定結果を出力する。
　次いで、ステップＳ８０２において、領域幅復号器２１８が、判定器１３０の判定結果から、二つの隣接ブロックのうちいずれか一方の隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であるか否かを判定する。そして、いずれの隣接ブロックに付随する予測情報も利用可能でない場合には、ステップＳ８０４において、領域幅復号器２１８は、復号対象ブロックの部分領域Ｒ２の領域幅を０に設定して、処理を終了する。
　一方、ステップＳ８０２において、二つの隣接ブロックのうちいずれか一方の隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であると判定される場合には、続くステップＳ８０６において、領域幅復号器２１８が、判定器１３０の判定結果から、二つの隣接ブロックに付随する予測情報が共に利用可能であるか否かを判定する。二つの隣接ブロックの予測情報が共に利用可能の場合には、続くステップＳ８０８において、領域幅復号器２１８は、符号化データから隣接ブロックの識別情報を復号して、ステップＳ８１２に進む。
　一方、ステップＳ８０６において、二つの隣接ブロックのうちいずれか一方の隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であると判定される場合には、続くステップＳ８１０において、領域幅復号器２１８は、判定器１３０の判定結果に基づいて、二つの隣接ブロックに付随する予測情報のうち一方を選択して、ステップＳ８１２に進む。そして、ステップＳ８１２において、領域幅復号器２１８は、領域幅の値を復号する。
　なお、対象ブロックの左の隣接ブロックに付随する予測情報と上の隣接ブロックに付随する予測情報を共に利用し、対象ブロックの予測信号が生成されてもよい。この場合には、領域幅符号化器１３６は、二つの隣接ブロックに付随する二つの予測情報と二つの領域幅の組を共に符号化する機能を有し、領域幅復号器２１８は二つの予測情報と二つの領域幅の組を復号する機能を有する。また、この場合には、図１３に示すように、対象ブロックＢｔ内の四つの部分領域Ｒ１～Ｒ４の予測信号が個別に生成される。
　そのため、予測信号生成器１０６は、左の隣接ブロックＢ１に付随する予測情報を用いて部分領域Ｒ２の予測信号を生成し、上の隣接ブロックＢ２に付随する予測情報を用いて部分領域Ｒ３の予測信号を生成する。また、予測信号生成器１０６は、部分領域Ｒ４の予測信号を生成する機能を有する必要がある。部分領域Ｒ４の予測方法は、予めルールを決めておけばよいので本発明では限定されない。例えば、左の隣接ブロックに付随する予測情報に基づいて生成される部分領域Ｒ４の予測信号と、上の隣接ブロックに付随する予測情報に基づいて生成される部分領域Ｒ４の予測信号とを画素単位で平均化する方法や、左上の隣接ブロックに付随する予測情報に基づいて部分領域Ｒ４の予測信号を生成する方法などが挙げられる。また、左及び上の隣接ブロックに付随する予測情報などの周囲の復号済みデータを利用して上と左の隣接ブロックに属する予測情報から自動的に選択する方法や、選択情報を送る方法なども採用し得る。
　本発明で、更に下記の変形が可能である。
　（ブロックの形状）
上の説明では、対象ブロック内の部分領域は常に矩形であったが、図１４の（ａ）に示す対象ブロックＢｔ内の部分領域Ｒ１及びＲ２や、図１４の（ｂ）に示す対象ブロックＢｔ内の部分領域Ｒ１及びＲ２のように、任意の形状の部分領域が用いられてもよい。このような場合には、領域幅に加えて形状情報が送付されることがある。
　（ブロックサイズ）
上の説明では、ブロックサイズは固定サイズであったが、図１５の（ａ）～（ｃ）に示すように、対象ブロックＢｔと隣接ブロックＢ１のサイズが異なっていてもよい。このような場合には、図１５の（ａ）～（ｃ）に示すように、対象ブロックＢｔにおける部分領域Ｒ１～Ｒ３の形状としては、種々の形状を用いることが可能である。状況に応じて構成される部分領域が決定されてもよく、隣接ブロックを指示する情報を複数の候補から選択して明示的に符号化してもよい。また、予め規則（例えば、領域幅を選択する単位をブロックサイズの小さい方に合わせる）を決めておいてもよい。
　（領域幅符号化器及び復号器）
領域幅符号化器においては、領域幅の値自体ではなく、領域幅を特定するための情報が符号化されてもよい。また、領域幅復号器においては、領域幅の値自体ではなく、符号化データから領域幅を特定するための情報を復号して、当該領域幅を特定するための情報に基づいて領域幅の値を復元してもよい。例えば、領域幅符号化器は、対象ブロック内の部分領域の領域幅の値の候補を複数用意し、その識別情報を符号化してもよい。領域幅復号器は，復号した識別情報に基づいて領域幅の値を復元してもよい。候補となる領域幅は符号化器と復号器で予め決めておいてもよいし、シーケンス単位やフレーム単位で送ってよい。また、領域幅符号化器は、対象ブロック内の部分領域の領域幅の値と隣接ブロックの領域幅との差分値を符号化してもよい。この場合には、領域幅復号器は、既に復号されている隣接ブロックの領域幅の値と符号化データから復号された上記差分値とを加算することにより、対象ブロック内の部分領域の領域幅の値を復元することができる。あるいは、領域幅符号化器は、対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と同じであることを指示する情報を符号化してもよい。対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と同じであることを指示する情報が復号された場合には、領域幅復号器は、当該隣接ブロックの領域幅を対象ブロックの部分領域の領域幅として用いることができる。この際、対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と異なることを指示し、加えて領域幅の値あるいは領域幅を特定するための情報を送ってもよい。対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と異なることを指示する情報が復号された場合には，領域幅復号器は，更に符号化データから領域幅の値あるいは領域幅を特定するための情報を復号して、当該領域幅を特定するための情報に基づいて領域幅の値を復元してもよい。また、領域幅符号化器は、領域幅を特定するための一以上の情報アイテムを符号化してもよい。即ち、領域幅を一意に特定し得る一以上の情報アイテム（例えば、一以上のビット）が符号化されてもよい。この場合には、領域幅復号器は、符号化データから一以上の情報アイテムを復号して、当該一以上の情報アイテムに従って、領域幅を復元することができる。
　（変換器、逆変換器）
残差信号の変換処理は、固定のブロックサイズで行ってもよい。また、部分領域にあわせたサイズに対象領域を再分割して、再分割により生成された各領域に対して変換処理を行ってもよい。
　（判定器について）
隣接ブロックに付随する予測情報の利用が可能な隣接ブロックは、対象ブロックの上の隣接ブロックと左の隣接ブロックには限定可能されない。例えば、予測情報を１ブロック列分先に符号化しておけば、対象ブロックに隣接する４ブロックのすべてを隣接ブロックとし、それらに付随する予測情報を対象ブロックの予測信号の生成に用いることが可能となる。
　また、画面内の全ブロックの予測情報を先に符号化しておけば、各対象ブロックの予測信号は周囲の４ブロックと対象ブロックに付随する計５つ（左上、左下、右上、右下を含めれば９つ）の予測情報を用いて自由に構成することも可能である。
　さらに、対象ブロックと隣接ブロックが同じ予測情報を有する場合に部分領域を設けても符号化・復号処理は破綻しないので、予測情報比較器が含まれない構成でも本発明の予測信号生成処理は実現可能である。
　（判定器の判定について）
上の説明では、判定器１３０が隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定するための予め定めたルールとして、隣接ブロックに付随する予測情報が対象ブロックに付随する予測情報と一致する場合や隣接ブロックの予測情報が利用可能な状態にないと判定される場合には、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定している。後者については、隣接ブロックが画面内予測により予測され、対象ブロックが画面間予測される場合、及び、この逆の場合には、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定してもよい。また、隣接ブロックの動きベクトルと対象ブロックの動きベクトルとの間の差が閾値より大きい場合に、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定してもよい。さらに、隣接ブロックと対象ブロックのブロックサイズが互いに異なる場合には、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定してもよい。また、上の説明では、隣接ブロックと対象ブロックに付随する予測情報を比較しているが、２つの予測情報に基づいて生成される予測信号が同じであるか否かという条件で隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定してもよい。
　（予測情報）
上の説明では、予測信号の生成方法として画面間予測（動きベクトルと参照画面情報）を説明したが、本発明はこの予測方法に限定されるものではない。画面内予測や、輝度補償、双方向予測、後方予測などの予測方法を、本発明の予測信号生成処理に適用することが可能である。この場合、モード情報や輝度補償パラメータなどが予測情報に含まれる。
　（色信号）
上の説明では、色フォーマットについては特に述べていないが、色信号あるいは色差信号についても、輝度信号と個別に予測信号の生成処理を行ってもよい。また、色信号あるいは色差信号の予測信号の生成処理を、輝度信号の処理と連動して行ってもよい。後者の場合に、色信号の解像度が輝度信号よりも低い場合（例えば、解像度が縦方向と横方向に半分）には、輝度信号における領域幅を制限（例えば、偶数値）するか、あるいは輝度信号の領域幅から色信号の領域幅への変換式を決めておけばよい。
　（ブロックノイズ除去処理）
上記では述べていないが、再生画像に対してブロックノイズ除去処理を行う場合には、部分領域の境界部分に対してノイズ除去処理を行うとよい。
　以下、コンピュータを画像予測符号化装置１００として動作させるための画像予測符号化プログラム、及び、コンピュータを画像予測復号装置２００として動作させるための画像予測復号プログラムについて説明する。
　図１６は、一実施形態に係る画像予測符号化プログラムを、記録媒体と共に示す図である。図１７は、一実施形態に係る画像予測復号プログラムを、記録媒体と共に示す図である。図１８は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。図１９は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。
　図１６に示すように、画像予測符号化プログラムＰ１００は、記録媒体１０に格納されて提供される。また、図１７に示すように、画像予測復号プログラムＰ２００も、記録媒体１０に格納されて提供される。なお、記録媒体１０としては、フロッピーディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、あるいはＲＯＭ等の記録媒体、あるいは半導体メモリ等が例示される。
　図１８に示すように、コンピュータ３０は、フロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ－ＲＯＭドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置等の読取装置１２と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ（ＲＡＭ）１４と、記録媒体１０に記憶されたプログラムを記憶するメモリ１６と、ディスプレイといった表示装置１８と、入力装置であるマウス２０及びキーボード２２と、データ等の送受を行うための通信装置２４と、プログラムの実行を制御するＣＰＵ２６とを備えている。コンピュータ３０は、記録媒体１０が読取装置１２に挿入されると、読取装置１２から記録媒体１０に格納された画像予測符号化プログラムＰ１００にアクセス可能になり、当該プログラムＰ１００によって、画像予測符号化装置１００として動作することが可能になる。また、コンピュータ３０は、記録媒体１０が読取装置１２に挿入されると、読取装置１２から記録媒体１０に格納された画像予測復号プログラムＰ２００にアクセス可能になり、当該プログラムＰ２００によって、画像予測復号装置２００として動作することが可能になる。
　図１９に示すように、画像予測符号化プログラムＰ１００及び画像予測復号プログラムＰ２００は、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号４０としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ３０は、通信装置２４によって受信した画像予測符号化プログラムＰ１００又は画像予測復号プログラムＰ２００をメモリ１６に格納し、プログラムＰ１００又はＰ２００を実行することができる。
　図１６に示すように、画像予測符号化プログラムＰ１００は、ブロック分割モジュールＰ１０４、予測信号生成モジュールＰ１０６、記憶モジュールＰ１０８、減算モジュールＰ１１０、変換モジュールＰ１１２、量子化モジュールＰ１１４、逆量子化モジュールＰ１１６、逆変換モジュールＰ１１８、加算モジュールＰ１２０、量子化変換係数符号化モジュールＰ１２２、予測情報推定モジュールＰ１２６、予測情報記憶モジュールＰ１２８、判定モジュールＰ１３０、領域幅決定モジュールＰ１３４、予測情報符号化モジュールＰ１３２、領域幅決定モジュールＰ１３４、及び、領域幅符号化モジュールＰ１３６を備えている。
　上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した画像予測符号化装置１００の機能と同じである。すなわち、画像予測符号化プログラムＰ１００の各モジュールの機能は、ブロック分割器１０４、予測信号生成器１０６、フレームメモリ１０８、減算器１１０、変換器１１２、量子化器１１４、逆量子化器１１６、逆変換器１１８、加算器１２０、量子化変換係数符号化器１２２、予測情報推定器１２６、予測情報メモリ１２８、判定器１３０、予測情報符号化器１３２、領域幅決定器１３４、及び、領域幅符号化器１３６の機能と同様である。
　画像予測復号プログラムＰ２００は、データ解析モジュールＰ２０４、量子化変換係数復号モジュールＰ２１４、予測情報復号モジュールＰ２１６、領域幅復号モジュールＰ２１８、予測情報記憶モジュールＰ１２８、判定モジュールＰ１３０、逆量子化モジュールＰ２０６、逆変換モジュールＰ２０８、加算モジュールＰ２１０、予測信号生成モジュールＰ１０６、及び、記憶モジュールＰ１０８を備えている。
　上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した画像予測復号装置２００の各構成要素と同じである。すなわち、画像予測復号プログラムＰ２００の各モジュールの機能は、データ解析器２０４、量子化変換係数復号器２１４、予測情報復号器２１６、領域幅復号器２１８、予測情報メモリ１２８、判定器１３０、逆量子化器２０６、逆変換器２０８、加算器２１０、予測信号生成器１０６、及び、フレームメモリ１０８の機能と同様である。
　以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
　１００…画像予測符号化装置、１０２…入力端子、１０４…ブロック分割器、１０６…予測信号生成器、１０８…フレームメモリ、１１０…減算器、１１２…変換器、１１４…量子化器、１１６…逆量子化器、１１８…逆変換器、１２０…加算器、１２２…量子化変換係数符号化器、１２４…出力端子、１２６…予測情報推定器、１２８…予測情報メモリ、１３０…判定器、１３２…予測情報符号化器、１３４…領域幅決定器、１３６…領域幅符号化器、２００…画像予測復号装置、２０２…入力端子、２０４…データ解析器、２０６…逆量子化器、２０８…逆変換器、２１０…加算器、２１２…出力端子、２１４…量子化変換係数復号器、２１６…予測情報復号器、２１８…領域幅復号器。

Claims (14)

  1. 　入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
    　前記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を前記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段によって前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、前記対象領域内の部分領域であって前記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定手段と、
    　前記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報、前記隣接領域に付随する予測情報、及び前記領域幅を用いて、前記既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
    　前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、
    　前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、
    　前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、
    　前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、
    　前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、
    を備える、画像予測符号化装置。
  2. 　前記判定手段は、前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報とが同じであると判定したときに、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定する、請求項１に記載の画像予測符号化装置。
  3. 　前記判定手段は、前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報の組み合わせが予め設定した条件を満たさないと判定したとき、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定する、請求項１に記載の画像予測符号化装置。
  4. 　前記領域幅符号化手段は、前記判定手段によって前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されているときに、前記領域幅の符号化データを出力しない、請求項１に記載の画像予測符号化装置。
  5. 　前記隣接領域が前記対象領域の左隣及び上隣の二つの隣接領域であり、
    　前記判定手段によって前記二つの隣接領域に付随する予測情報が共に前記対象領域の予測信号の生成に利用可能と判定されたときに、前記領域幅符号化手段は、前記二つの隣接領域のうち前記対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接領域を特定する識別情報を符号化する、請求項１に記載の画像予測符号化装置。
  6. 　画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、前記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する前記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、
    　前記予測情報の符号化データを復号して前記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段によって前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、前記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報、前記隣接領域に付随する予測情報、及び前記領域幅を用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
    　前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、
    　前記対象領域の予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、
    　前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、
    を備える、画像予測復号装置。
  7. 　前記判定手段は、前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報とが同じであると判定したときに、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定する、請求項６に記載の画像予測復号装置。
  8. 　前記判定手段は、前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報の組み合わせが予め設定した条件を満たさないと判定したときに、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定する、請求項６に記載の画像予測復号装置。
  9. 　前記領域幅復号手段は、前記判定手段によって前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されているときに、前記対象領域に付随する前記領域幅を０に設定する、請求項６に記載の画像予測復号装置。
  10. 　前記隣接領域が前記対象領域の左隣及び上隣の二つの隣接領域であり、
    　前記判定手段によって前記二つの隣接領域に付随する予測情報が共に前記対象領域の予測信号の生成に利用可能と判定されたときに、前記領域幅復号手段は、前記二つの隣接領域のうち前記対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接領域を特定する識別情報を復号する、請求項６に記載の画像予測復号装置。
  11. 　入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、
    　前記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を前記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定ステップと、
    　前記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化ステップと、
    　前記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定ステップと、
    　前記判定ステップにおいて前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、前記対象領域内の部分領域であって前記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定ステップと、
    　前記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化ステップと、
    　前記対象領域に付随する予測情報、前記隣接領域に付随する予測情報、及び前記領域幅を用いて、前記既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
    　前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成ステップと、
    　前記残差信号を符号化する残差信号符号化ステップと、
    　前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元ステップと、
    　前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成ステップと、
    　前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶ステップと、
    を含む画像予測符号化方法。
  12. 　コンピュータを、
    　入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
    　前記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を前記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段によって前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、前記対象領域内の部分領域であって前記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定手段と、
    　前記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報、前記隣接領域に付随する予測情報、及び前記領域幅を用いて、前記既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
    　前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、
    　前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、
    　前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、
    　前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、
    　前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、
    として機能させる画像予測符号化プログラム。
  13. 　画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、前記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する前記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析ステップと、
    　前記予測情報の符号化データを復号して前記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号ステップと、
    　前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定ステップと、
    　前記判定ステップにおいて前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、前記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号ステップと、
    　前記対象領域に付随する予測情報、前記隣接領域に付随する予測情報、及び前記領域幅を用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
    　前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元ステップと、
    　前記対象領域の予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成ステップと、
    　前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶ステップと、
    を含む画像予測復号方法。
  14. 　コンピュータを、
    　画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、前記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する前記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、
    　前記予測情報の符号化データを復号して前記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報と前記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、
    　前記判定手段によって前記対象領域の予測信号の生成に前記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、前記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号手段と、
    　前記対象領域に付随する予測情報、前記隣接領域に付随する予測情報、及び前記領域幅を用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
    　前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、
    　前記対象領域の予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、
    　前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、
    として機能させる画像予測復号プログラム。
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