WO2011096317A1 - 画像処理装置および方法 - Google Patents

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image
prediction
data
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鈴木　輝彦
鵬 王
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ソニー株式会社
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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus and method, and more particularly, to an image processing apparatus and method that can improve coding efficiency.
  • image information is treated as digital, and at that time, it is an MPEG that is compressed by orthogonal transformation such as discrete cosine transformation and motion compensation for the purpose of efficient transmission and storage of information, using redundancy unique to image information.
  • orthogonal transformation such as discrete cosine transformation and motion compensation for the purpose of efficient transmission and storage of information, using redundancy unique to image information.
  • a device conforming to a method such as Moving Picture Experts Group) is spreading in both information distribution such as broadcasting station and information reception in general home.
  • MPEG2 International Organization for Standardization
  • IEC International Electrotechnical Commission
  • MPEG2 was mainly intended for high-quality coding suitable for broadcasting, it did not correspond to a coding amount (bit rate) lower than that of MPEG1, that is, a coding method with a higher compression rate.
  • bit rate bit rate
  • MPEG4 coding amount
  • image coding method that standard was approved as an international standard as ISO / IEC 14496-2 in December 1998.
  • H.26L ITU-T (ITU Telecommunication Standardization Sector) Q6 / 16 VCEG (Video Coding Experts Group)
  • H.26L requires a large amount of operation for encoding and decoding as compared with conventional encoding methods such as MPEG2 and MPEG4, higher encoding efficiency is realized.
  • MPEG4 activities standardization based on H.26L and incorporating features not supported by H.26L to achieve higher coding efficiency is now available as the Joint Model of Enhanced-Compression Video Coding. It is As a schedule for standardization, it became an international standard under the name of H.264 and MPEG4 Part 10 (AVC (Advanced Video Coding)) in March 2003.
  • AVC Advanced Video Coding
  • RGB Discrete Cosine Transform
  • 4: 2: 2, 4: 4: 4, and 8x8 DCT Discrete Cosine Transform
  • quantization matrix defined in MPEG2.
  • FRExt Full-Ray Disc
  • This H. Intra prediction processing can be mentioned as one of the factors for realizing high encoding efficiency in the H.264 / AVC system as compared with the conventional MPEG2 system and the like.
  • the intra prediction mode of this chrominance signal can be set independently of the intra prediction mode of the luminance signal.
  • one intra prediction mode is defined for each of the 4 ⁇ 4 pixel and 8 ⁇ 8 pixel luminance signal blocks.
  • one prediction mode is defined for one macroblock.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and it is an object of the present invention to further improve the coding efficiency.
  • a processing target block of image data to be subjected to intra-frame coding is approximated using a function indicating a plane for each pixel value, and a plane parameter serving as a coefficient of the function indicating the plane is processed
  • a plane approximating means for obtaining the plane on the processing target block by obtaining a plane approximating means to be determined using pixel values of the target block and a pixel value on the plane represented by the plane parameter obtained by the plane approximating means
  • And encoding means for encoding the difference data generated by the image processing apparatus is
  • the apparatus further comprises: orthogonal transformation means for orthogonally transforming the difference data generated by the arithmetic means; and quantization means for quantizing coefficient data generated by orthogonally transforming the difference data by the orthogonal transformation means,
  • the encoding means can encode the coefficient data quantized by the quantization means.
  • the plane approximation unit can obtain the plane parameter by solving a least squares method using pixel values of the processing target block.
  • the information processing apparatus may further include transmission means for transmitting the plane parameter obtained by the plane approximation means.
  • the information processing apparatus further comprises prediction coding means for calculating a prediction value of the plane parameter and subtracting the plane parameter obtained by the plane approximation means by the prediction value, and the transmission means is subtracted by the prediction coding means.
  • the plane parameters can be transmitted.
  • the predictive coding means can predict the plane parameter of the process block using the plane parameters of neighboring blocks of the process block.
  • the prediction coding means may use, as the prediction value, a plane parameter of an approximate plane of the processing target block calculated in the plane mode of the intra prediction mode.
  • the image processing apparatus may further include orthogonal transformation means for orthogonally transforming the plane parameter obtained by the plane approximation means, and plane parameter encoding means for encoding the plane parameter orthogonally transformed by the orthogonal transformation means.
  • Another aspect of the present invention is the image processing method of the image processing apparatus, wherein the planar approximation unit of the image processing apparatus is configured to planarize each pixel value of a processing target block of image data to be subjected to intra-frame encoding. Is approximated using a function indicating the plane surface, and a plane parameter serving as a coefficient of the function indicating the plane is determined using the pixel value of the processing target block, and the plane generation unit of the image processing apparatus determines the plane parameter
  • the plane on the processing target block is generated as a predicted image by obtaining the pixel value on the plane represented by ⁇ , and the calculating means of the image processing apparatus generates the predicted image from the pixel value of the processing target block. And subtracting the pixel value of the plane generated as the difference to generate difference data, and the coding means of the image processing apparatus coding the difference data generated. That.
  • Another aspect of the present invention is a decoding means for decoding encoded data obtained by encoding difference data between image data and a predicted image intra-predicted using the image data itself, and a processing target of the image data Plane generation means for generating the predicted image consisting of the plane using plane parameters as coefficients of a function indicating a plane approximating each pixel value of the block, and the difference data obtained by decoding by the decoding means And an arithmetic operation unit that adds the predicted image generated by the plane generation unit.
  • the data processing apparatus further comprises: inverse quantization means for inversely quantizing the difference data; and inverse orthogonal transformation means for inverse orthogonal transformation of the difference data inversely quantized by the inverse quantization means;
  • the predicted image can be added to the difference data subjected to the inverse orthogonal transform by the transform means.
  • a prediction decoding means that predicts and decodes the plane parameter by subtracting the prediction value from the plane parameter, calculating the prediction value, and adding the prediction value to the plane parameter from which the prediction value is subtracted
  • the plane generation unit can generate the predicted image using the plane parameter predicted and decoded by the prediction decoding unit.
  • the prediction decoding means can calculate the prediction value using plane parameters of neighboring blocks of the processing target block.
  • the prediction decoding means can calculate, as the prediction value, a plane parameter of an approximate plane of a plane mode processing target block in the intra prediction mode.
  • Another aspect of the present invention is the image processing method of the image processing apparatus, wherein the decoding means of the image processing apparatus is a difference between the image data and the predicted image intra-predicted using the image data itself.
  • the encoded data in which the data is encoded is decoded, and the plane generation unit of the image processing apparatus uses a plane parameter as a coefficient of a function indicating a plane which approximates each pixel value of the processing target block of the image data.
  • a processing target block of image data to be subjected to intra-frame coding is approximated using a function in which each pixel value represents a plane, and a plane parameter serving as a coefficient of the function indicating a plane is a processing target
  • the plane on the processing target block is generated as a predicted image by calculating the pixel value on the plane which is obtained using the pixel value of the block and represented by the obtained plane parameter, and the pixel value of the processing target block
  • the pixel values of the plane generated as the predicted image are subtracted to generate difference data, and the generated difference data is encoded.
  • encoded data obtained by encoding difference data between image data and a predicted image intra-predicted using the image data itself is decoded, and each pixel of a block to be processed in image data is decoded.
  • a predicted image composed of a plane is generated using a plane parameter that is a coefficient of a function indicating a plane approximating a value, and the generated predicted image is added to difference data obtained by decoding.
  • the present invention it is possible to encode image data or decode encoded image data.
  • the coding efficiency can be further improved.
  • FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of an image coding apparatus as an image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • the image coding apparatus 100 shown in FIG. H.264 and MPEG (Moving Picture Experts Group) 4 Part 10 (AVC (Advanced Video Coding)) (hereinafter referred to as H.264 / AVC) (hereinafter referred to as H.264 / AVC).
  • H.264 / AVC Advanced Video Coding
  • the image coding apparatus 100 further has a mode in which prediction is performed using a prediction plane generated using pixels of the processing target block itself instead of the decoded peripheral block. There is.
  • the image coding apparatus 100 includes an A / D (Analog / Digital) conversion unit 101, a screen rearrangement buffer 102, an operation unit 103, an orthogonal conversion unit 104, a quantization unit 105, and a lossless coding unit 106. , And the accumulation buffer 107.
  • the image coding apparatus 100 further includes an inverse quantization unit 108, an inverse orthogonal transform unit 109, and an operation unit 110.
  • the image coding apparatus 100 includes a deblocking filter 111 and a frame memory 112.
  • the image coding apparatus 100 further includes a selection unit 113, an intra prediction unit 114, a motion prediction compensation unit 115, and a selection unit 116.
  • the image coding apparatus 100 includes a rate control unit 117.
  • the A / D converter 101 A / D converts the input image data, and outputs the image data to the screen rearrangement buffer 102 for storage.
  • the screen rearrangement buffer 102 rearranges the images of frames in the stored display order into the order of frames for encoding in accordance with the GOP (Group of Picture) structure.
  • the screen rearrangement buffer 102 supplies the image in which the order of the frames is rearranged to the calculation unit 103, the intra prediction unit 114, and the motion prediction / compensation unit 115.
  • the calculation unit 103 subtracts the predicted image supplied from the selection unit 116 from the image read from the screen rearrangement buffer 102, and outputs the difference information to the orthogonal transformation unit 104. For example, in the case of an image subjected to intra coding, the operation unit 103 adds the predicted image supplied from the intra prediction unit 114 to the image read from the screen rearrangement buffer 102. In addition, for example, in the case of an image to be subjected to inter coding, the operation unit 103 adds the predicted image supplied from the motion prediction / compensation unit 115 to the image read from the screen rearrangement buffer 102.
  • the orthogonal transformation unit 104 subjects the difference information from the computation unit 103 to orthogonal transformation such as discrete cosine transformation or Karhunen-Loeve transformation, and supplies the transformation coefficient to the quantization unit 105.
  • the quantization unit 105 quantizes the transform coefficient output from the orthogonal transform unit 104.
  • the quantization unit 105 supplies the quantized transform coefficient to the lossless encoding unit 106.
  • the lossless coding unit 106 performs lossless coding such as variable length coding and arithmetic coding on the quantized transform coefficients.
  • the lossless encoding unit 106 acquires, from the intra prediction unit 114, information indicating intra prediction, a parameter (plane parameter) related to a prediction plane to be described later, and the like, and acquires information from inter motion prediction compensation unit 115 indicating an inter prediction mode.
  • the information indicating intra prediction is hereinafter also referred to as intra prediction mode information.
  • the information which shows the information mode which shows inter prediction is also hereafter called inter prediction mode information.
  • the lossless encoding unit 106 encodes the quantized transform coefficient and, at the same time, transmits the filter coefficient, the intra prediction mode information, the inter prediction mode information, the quantization parameter, the plane parameter, etc. Make it part (multiplex).
  • the lossless encoding unit 106 supplies the encoded data obtained by the encoding to the accumulation buffer 107 for accumulation.
  • lossless encoding processing such as variable length coding or arithmetic coding is performed.
  • variable-length coding H.264 is used.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • arithmetic coding include CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding).
  • the accumulation buffer 107 temporarily holds the encoded data supplied from the lossless encoding unit 106, and at a predetermined timing, the H.264 buffer is stored.
  • the encoded image encoded in the H.264 / AVC format is output to a recording apparatus, a transmission path, or the like (not shown) in the subsequent stage.
  • the transform coefficient quantized in the quantization unit 105 is also supplied to the inverse quantization unit 108.
  • the inverse quantization unit 108 inversely quantizes the quantized transform coefficient according to a method corresponding to the quantization by the quantization unit 105, and supplies the obtained transform coefficient to the inverse orthogonal transform unit 109.
  • the inverse orthogonal transform unit 109 performs inverse orthogonal transform on the supplied transform coefficient by a method corresponding to orthogonal transform processing by the orthogonal transform unit 104.
  • the inverse orthogonal transformed output is supplied to the calculation unit 110.
  • the operation unit 110 adds the predicted image supplied from the selection unit 116 to the inverse orthogonal transformation result supplied from the inverse orthogonal transform unit 109, that is, the restored difference information, and a locally decoded image (decoding (decoding) Get an image). For example, when the difference information corresponds to an image on which intra coding is performed, the calculation unit 110 adds the prediction image supplied from the intra prediction unit 114 to the difference information. Also, for example, when the difference information corresponds to an image on which inter coding is performed, the calculation unit 110 adds the predicted image supplied from the motion prediction / compensation unit 115 to the difference information.
  • the addition result is supplied to the deblocking filter 111 or the frame memory 112.
  • the deblocking filter 111 removes block distortion of the decoded image by appropriately performing deblocking filter processing, and performs image quality improvement by appropriately performing loop filter processing using, for example, a Wiener filter.
  • the deblocking filter 111 classifies each pixel and performs appropriate filtering for each class.
  • the deblocking filter 111 supplies the filter processing result to the frame memory 112.
  • the frame memory 112 outputs the accumulated reference image to the intra prediction unit 114 or the motion prediction / compensation unit 115 via the selection unit 113 at a predetermined timing.
  • the frame memory 112 supplies the reference image to the intra prediction unit 114 via the selection unit 113. Also, for example, in the case of an image to be subjected to inter coding, the frame memory 112 supplies the reference image to the motion prediction / compensation unit 115 via the selection unit 113.
  • the I picture, the B picture, and the P picture from the screen rearrangement buffer 102 are supplied to the intra prediction unit 114 as an image to be subjected to intra prediction (also referred to as intra processing). Also, the B picture and the P picture read from the screen rearrangement buffer 102 are supplied to the motion prediction / compensation unit 115 as an image to be inter predicted (also referred to as inter processing).
  • the selection unit 113 supplies the reference image supplied from the frame memory 112 to the intra prediction unit 114 in the case of an image to be subjected to intra coding, and supplies the reference image supplied to the motion prediction compensation unit 115 in the case of an image to be subjected to inter coding. .
  • the intra prediction unit 114 performs intra prediction (in-screen prediction) that generates a predicted image using pixel values in the screen.
  • the intra prediction unit 114 performs intra prediction in a plurality of modes (intra prediction modes).
  • this intra prediction mode there is a mode in which a predicted image is generated based on the reference image supplied from the frame memory 112 via the selection unit 113.
  • this intra prediction mode there is also a mode in which a predicted image is generated using the image to be subjected to intra prediction (the pixel value of the processing target block) read out from the screen rearrangement buffer 102.
  • the intra prediction unit 114 generates prediction images in all intra prediction modes, evaluates each prediction image, and selects an optimal mode. When the optimal intra prediction mode is selected, the intra prediction unit 114 supplies the predicted image generated in the optimal mode to the computation unit 103 via the selection unit 116.
  • the intra prediction unit 114 appropriately supplies the intra prediction mode information indicating the adopted intra prediction mode, and information such as plane parameters of the predicted image to the lossless encoding unit 106 as appropriate.
  • the motion prediction / compensation unit 115 performs an input image supplied from the screen rearrangement buffer 102 and a decoded image to be a reference frame supplied from the frame memory 112 via the selection unit 113 for an image to be inter-coded.
  • the motion vector is calculated using this.
  • the motion prediction / compensation unit 115 performs motion compensation processing according to the calculated motion vector, and generates a predicted image (inter predicted image information).
  • the motion prediction / compensation unit 115 performs inter prediction processing of all candidate inter prediction modes to generate a prediction image.
  • the motion prediction / compensation unit 115 supplies the generated predicted image to the computation unit 103 via the selection unit 116.
  • the motion prediction / compensation unit 115 supplies, to the lossless coding unit 106, inter prediction mode information indicating the adopted inter prediction mode and motion vector information indicating the calculated motion vector.
  • the selection unit 116 supplies the output of the intra prediction unit 114 to the calculation unit 103 in the case of an image to be subjected to intra coding, and supplies the output of the motion prediction / compensation unit 115 to the calculation unit 103 in the case of an image to be inter coded. Do.
  • the rate control unit 117 controls the rate of the quantization operation of the quantization unit 105 based on the compressed image stored in the storage buffer 107 so that overflow or underflow does not occur.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the block size of motion prediction compensation in H.264 / AVC system.
  • a macro block composed of 16 ⁇ 16 pixels divided into partitions of 16 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 16 pixels, and 8 ⁇ 8 pixels is sequentially shown.
  • 8 ⁇ 8 pixel partitions divided into 8 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 4 pixels, 4 ⁇ 8 pixels, and 4 ⁇ 4 pixel sub partitions are sequentially shown from the left. There is.
  • one macroblock is divided into partitions of 16 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 16 pixels, or 8 ⁇ 8 pixels, and independent motion vector information is obtained. It is possible to have.
  • the 8 ⁇ 8 pixel partition it should be divided into 8 ⁇ 8 pixel, 8 ⁇ 4 pixel, 4 ⁇ 8 pixel, or 4 ⁇ 4 pixel sub-partition and have independent motion vector information. Is possible.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration example of the intra prediction unit 114 of FIG.
  • the intra prediction unit 114 includes a prediction image generation unit 131, a plane prediction image generation unit 132, a cost function calculation unit 133, and a mode determination unit 134.
  • the intra prediction unit 114 generates both a mode for generating a predicted image using the reference image (peripheral pixels) acquired from the frame memory 112 and a mode for generating a predicted image using the processing target image itself.
  • the predicted image generation unit 131 generates a predicted image in a mode using the reference image (peripheral pixels) acquired from the frame memory 112.
  • the plane prediction image generation unit 132 generates a prediction image in a mode using the processing target image itself.
  • the prediction image generated by the prediction image generation unit 131 or the plane prediction image generation unit 132 is supplied to the cost function calculation unit 133.
  • the cost function calculation unit 133 calculates cost function values for the 4 ⁇ 4 pixel, 8 ⁇ 8 pixel, and 16 ⁇ 16 pixel intra prediction modes for the prediction image generated by the prediction image generation unit 131. Further, the cost function calculation unit 133 calculates a cost function value for the 16 ⁇ 16 pixel intra prediction mode with respect to the prediction image generated by the plane prediction image generation unit 132.
  • cost function value it is performed based on either High Complexity mode or Low Complexity mode. These modes are described in H. It is defined by JM (Joint Model) which is reference software in the H.264 / AVC system.
  • D is the difference (distortion) between the original image and the decoded image
  • R is the generated code amount including the orthogonal transformation coefficients
  • ⁇ is the Lagrange multiplier given as a function of the quantization parameter QP.
  • Equation (2) D is a difference (distortion) between the original image and the decoded image, Header_Bit is a header bit for the prediction mode, and QPtoQuant is a function given as a function of the quantization parameter QP.
  • the cost function calculation unit 133 supplies the cost function value calculated as described above to the mode determination unit 134.
  • the mode determination unit 134 selects the optimal intra prediction mode based on the supplied cost function value. That is, from each intra prediction mode, the mode in which the cost function value is the minimum value is selected as the optimal intra prediction mode.
  • the mode determination unit 134 supplies the prediction image of the prediction mode selected as the optimal intra prediction mode to the calculation unit 103 and the calculation unit 110 via the selection unit 116 as necessary. In addition, the mode determination unit 134 supplies the information of the prediction mode to the lossless encoding unit 106 as necessary.
  • the mode determination unit 134 acquires the plane parameter from the plane prediction image generation unit 132 and supplies the plane parameter to the lossless encoding unit 106.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the state of orthogonal transformation.
  • the numerals -1 to 25 attached to each block represent the bit stream order (processing order on the decoding side) of each block.
  • the macro block is divided into 4 ⁇ 4 pixels, and DCT of 4 ⁇ 4 pixels is performed. Then, only in the case of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode, as shown in the block of ⁇ 1, the DC components of each block are collected to generate a 4 ⁇ 4 matrix, to which an orthogonal transformation is further applied. Be done.
  • the predicted image generation unit 131 sets the luminance signal to the intra 4 ⁇ 4 prediction mode, the intra 8 ⁇ 8 prediction mode, and the intra 16 ⁇ 16 prediction mode. Perform intra prediction in three modes. This is a mode for determining a block unit, and is set for each macroblock. In addition, for the color difference signal, an intra prediction mode independent of the luminance signal can be set for each macroblock.
  • one prediction mode can be set from nine prediction modes for each target block of 4 ⁇ 4 pixels.
  • one prediction mode can be set from nine prediction modes for each target block of 8 ⁇ 8 pixels.
  • one prediction mode can be set from four types of prediction modes for a target macroblock of 16 ⁇ 16 pixels.
  • the intra 4 ⁇ 4 prediction mode, the intra 8 ⁇ 8 prediction mode, and the intra 16 ⁇ 16 prediction mode are respectively 4 ⁇ 4 pixel intra prediction mode, 8 ⁇ 8 pixel intra prediction mode, and 16 ⁇ Also referred to as an intra prediction mode of 16 pixels.
  • FIG. 7 is a diagram showing a 16 ⁇ 16 pixel intra prediction mode (Intra_16 ⁇ 16_pred_mode) of four types of luminance signals.
  • the predicted pixel value Pred (x, y) of each pixel of the target macroblock A is generated as in the following equation (3).
  • the predicted pixel value Pred (x, y) of each pixel of the target macroblock A is generated as shown in the following equation (4).
  • the predicted pixel value Pred (x, y) of each pixel of is generated as in the following equation (5).
  • Equation (6) the predicted pixel value Pred (x, y) of each pixel of the target macroblock A is Equation (6) is generated as follows.
  • the predicted pixel value Pred (x, y) of each pixel of the target macroblock A is generated as shown in the following equation (8).
  • the intra prediction mode of the chrominance signal can be set independently of the intra prediction mode of the luminance signal.
  • the intra prediction mode for the color difference signal follows the 16 ⁇ 16 pixel intra prediction mode of the luminance signal described above.
  • the intra prediction mode of 16 ⁇ 16 pixels of the luminance signal targets a block of 16 ⁇ 16 pixels
  • the intra prediction mode for chrominance signals targets a block of 8 ⁇ 8 pixels.
  • the intra prediction mode of this chrominance signal can be set independently of the intra prediction mode of the luminance signal.
  • intra prediction mode for the 4 ⁇ 4 pixel intra prediction mode (intra 4 ⁇ 4 prediction mode) and the 8 ⁇ 8 pixel intra prediction mode (intra 8 ⁇ 8 prediction mode) of the luminance signal, 4 ⁇ 4 pixels and 8 ⁇ 8 pixels
  • One intra prediction mode is set for each block of the luminance signal.
  • 16 ⁇ 16 pixel intra prediction mode (intra 16 ⁇ 16 prediction mode) of the luminance signal and the intra prediction mode of the color difference signal
  • one prediction mode is set for one macroblock.
  • the plane prediction image generation unit 132 performs prediction using the pixel values of the processing target block itself of the input image (original image) to improve the prediction accuracy and improve the coding efficiency.
  • a parameter (plane parameter) indicating a predicted plane is also transmitted to the decoding side.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a main configuration example of the plane predicted image generation unit 132 of FIG. 3.
  • the plane prediction image generation unit 132 includes a plane approximation unit 151, a plane generation unit 152, a prediction coding unit 153, and an entropy coding unit 154.
  • the plane approximation unit 151 approximates each pixel value of the processing target block read out from the screen rearrangement buffer 102 on a plane. That is, the plane approximation unit 151 obtains a plane that approximates each pixel value of the processing target block. More specifically, the plane approximation unit 151 obtains each coefficient of a function representing a plane (approximation plane) that approximates each pixel value of the processing target block. Each coefficient of the function representing this approximate plane is called a plane parameter. After obtaining the plane parameter, the plane approximation unit 151 supplies the plane parameter to the plane generation unit 152 and the predictive coding unit 153.
  • the plane generation unit 152 obtains pixel values on the plane represented by the supplied plane parameter.
  • This plane is a plane that approximates each pixel value of the processing target block. That is, the plane generation unit 152 generates the plane on the processing target block by obtaining an approximate value (value on the plane) corresponding to each pixel value.
  • the plane generation unit 152 supplies the pixel function group to the cost function calculation unit 133 when the plane is represented by each pixel value as described above.
  • the plane parameters obtained by the plane approximating unit 151 are transmitted to the decoding side because they are necessary in the decoding process. Therefore, the plane prediction image generation unit 132 entropy codes the plane parameters so that transmission can be performed more easily. Also, the plane prediction image generation unit 132 further reduces the data amount of the plane parameter by predicting the value of the plane parameter from other information before the entropy coding.
  • the predictive coding unit 153 performs predictive coding of the supplied plane parameter to reduce the data amount.
  • the predictive coding unit 153 predicts the value of the plane parameter, and reduces the amount of data by taking the difference between the predicted value and the value of the actual plane parameter.
  • the predictive coding unit 153 supplies the coding result (coded plane parameter) to the entropy coding unit 154.
  • the entropy coding unit 154 further entropy codes the coded plane parameter.
  • the entropy coding unit 154 supplies the coded data to the mode determination unit 134.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the approximate plane.
  • the plane approximation unit 151 generates a plane (approximation plane) that approximates each pixel value of the processing target block.
  • this approximate plane 161 is represented by a function as in the following equation (9) in the XYZ space.
  • the XY plane indicates the coordinates of each pixel of the processing target block, and the Z axis indicates each pixel value. That is, the plane approximating unit 151 obtains the approximate plane 161 by obtaining the parameters a, b and c of this equation (9).
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a method of calculating the plane parameters a, b and c.
  • an object function for obtaining the pixel value f (j, i) on the plane 161 is expressed by the following equation (10).
  • the plane parameters a, b and c are determined so as to minimize this error value, the plane parameters a, b and c are expressed as in the following equation (12).
  • variables S 1 , S 2 and S 3 are expressed as in the following formula (13).
  • data of an input image (that is, an original image) of the image encoding device 100 to be encoded may be used for calculation (prediction) of the approximate plane 161.
  • peripheral pixels of the processing target block may also be used to calculate the approximate plane 161.
  • the plane parameters are determined using 17 ⁇ 17 pixels including the block to be processed. Also in this case, plane parameters can be obtained by solving the least squares method as in the case of FIG.
  • the plane parameters a, b and c are obtained so as to minimize the error value, the plane parameters a, b and c are expressed as the following equation (14).
  • the plane generation unit 152 obtains each pixel value representing the plane 161 indicated by the plane parameters generated as described above.
  • the plane approximation unit 151 may obtain plane parameters of the plane 161 by a method other than the method using the least squares method.
  • the plane parameters a, b and c obtained as described above have respective values, and there is room for reducing the data amount by encoding.
  • the parameter c is a direct current component of the plane 161 and is likely to have a large value, and it is highly possible that the amount of data can be reduced by predictive coding.
  • the coding efficiency of prediction coding by plane prediction such as mode 3 (plane prediction mode) of 16 ⁇ 16 pixel intra prediction mode is high when the frequency component of the image is low. .
  • plane prediction mode 3 plane prediction mode
  • such a mode is likely to be adopted in a portion where the image changes gradually, such as a portion where gradation occurs.
  • the predictive coding unit 153 predicts the plane parameter of the processing target block from the plane parameters of the block adjacent to the processing target block calculated in the past, The difference with each value of the calculated plane parameter is calculated.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of a main configuration of the predictive coding unit 153 of FIG.
  • the prediction encoding unit 153 includes a storage unit 171, a neighboring block parameter acquisition unit 172, a prediction calculation unit 173, and an encoding unit 174.
  • the storage unit 171 stores the plane parameters a, b and c obtained by the plane approximation unit 151.
  • the plane parameters a, b, c stored in the storage unit 171 may be used in other blocks processed later in time. That is, the plane parameters a, b, c of the neighboring blocks obtained in the past are stored in the storage unit 171.
  • the neighboring block parameter acquisition unit 172 calculates plane parameters a, b, and b of neighboring blocks of the processing target block, which are obtained in the past from the storage unit 171. Get c.
  • the neighboring block parameter acquisition unit 172 supplies the acquired plane parameter of the neighboring block to the prediction calculation unit 173.
  • the prediction calculation unit 173 calculates a predicted value of the plane parameter of the processing target block using the plane parameter of the neighboring block.
  • the prediction calculation unit 173 supplies the calculated prediction value to the encoding unit 174.
  • the encoding unit 174 obtains the difference between the plane parameter supplied from the plane approximation unit 151 and the predicted value supplied from the prediction operation unit 173.
  • the encoding unit 174 supplies the difference value to the entropy encoding unit 154 as a predictive encoding result.
  • the method of calculating this predicted value is basically arbitrary.
  • the plane parameters of the processing target block 181 obtained by the plane approximation unit 151 are set to (a0, b0, c0).
  • the plane parameters of the block 182 on the upper left side of the processing target block 181 are set to (a1, b2, c1).
  • the plane parameters of the block 183 above the processing target block 181 are (a2, b2, c2).
  • the plane parameters of the block 184 adjacent to the left of the processing target block 181 are set to (a3, b3, c3).
  • predicted values of plane parameters of the processing target block 181 are set to (a ′, b ′, c ′).
  • the prediction calculation unit 173 uses, for example, the average value of the plane parameters of the blocks 182 to 184 as the prediction value of the plane parameter of the processing target block 181. For example, the prediction calculation unit 173 obtains the average value of the neighboring blocks for each of the plane parameters a, b, and c as shown in the following equation (16), and uses them as prediction values (1 in FIG. 13)).
  • the prediction calculation unit 173 calculates a prediction coding result (a ′ ′, b ′ ′, c ′ ′) as in the following Expression (17) using the prediction value.
  • an intermediate value of the plane parameters of the blocks 182 to 184 may be used as the predicted value.
  • the prediction calculation unit 173 obtains intermediate values of neighboring blocks for each of the plane parameters a, b, and c, for example, as in the following equation (18) (2 in FIG. 13)).
  • the prediction calculation unit 173 may obtain the prediction value of the processing target block by calculation as shown in the following equation (19), for example, using each value of the plane parameters of the blocks 182 to 184. (3 in FIG. 13)).
  • the prediction calculation unit 173 may obtain the prediction value of the processing target block by calculation as shown in the following equation (20), using each value of the plane parameters of the blocks 182 to 184, for example. (4 in FIG. 13)).
  • the prediction calculation unit 173 may obtain the prediction value of the processing target block by calculation as shown in the following equation (21), using each value of the plane parameters of the blocks 182 to 184, for example. (5 in FIG. 13)).
  • the prediction calculation unit 173 may obtain the prediction value of the processing target block by calculation as shown in the following equation (22) using, for example, each value of the plane parameters of the blocks 182 to 184. (6 in FIG. 13)).
  • the prediction calculation unit 173 sets each prediction value of the processing target block in accordance with the condition of each value of the plane parameter of the block 182 to the block 184, for example, as shown in the following equation (23) (7 in FIG. 13)).
  • the predicted value may be determined by a method other than the above.
  • the prediction calculation unit 173 obtains a predicted value by a plurality of methods, and selects an optimal one (for example, a value closest to the plane parameter (a0, b0, c0)) from the calculation result of the predicted value. It is also good.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a main configuration example of the entropy coding unit 154 of FIG.
  • the entropy coding unit 154 includes a context generation unit 191, a binary coding unit 192, and CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 193.
  • a context generation unit 191 for example, as shown in FIG. 14, the entropy coding unit 154 includes a context generation unit 191, a binary coding unit 192, and CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 193.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the context generation unit 191 generates one or more contexts in accordance with the prediction coding result supplied from the prediction coding unit 153 and the state of the neighboring blocks, and defines a probability model for each.
  • the binary encoding unit 192 binarizes the context output output from the context generation unit 191.
  • the CABAC 193 performs arithmetic coding on the binarized context.
  • the encoded data (encoded plane parameter) output from the CABAC 193 is supplied to the mode determination unit 134. Further, the CABAC 193 updates the probability model of the context generation unit 191 based on the coding result.
  • step S101 the A / D conversion unit 101 A / D converts the input image.
  • step S102 the screen rearrangement buffer 102 stores the image supplied from the A / D conversion unit 101, and performs rearrangement from the display order of each picture to the encoding order.
  • step S103 the intra prediction unit 114 and the motion prediction / compensation unit 115 each perform image prediction processing. That is, in step S103, the intra prediction unit 114 performs intra prediction processing in the intra prediction mode. The motion prediction / compensation unit 115 performs motion prediction / compensation processing in the inter prediction mode.
  • step S104 the selection unit 116 determines the optimal prediction mode based on the cost function values output from the intra prediction unit 114 and the motion prediction / compensation unit 115. That is, the selection unit 116 selects any one of the prediction image generated by the intra prediction unit 114 and the prediction image generated by the motion prediction / compensation unit 115.
  • the selection information of the predicted image is supplied to the intra prediction unit 114 or the motion prediction / compensation unit 115.
  • the intra prediction unit 114 supplies the information indicating the optimal intra prediction mode (that is, intra prediction mode information) to the lossless encoding unit 106.
  • the intra prediction unit 114 when the prediction mode of the plane prediction image generation unit 132 that performs prediction using the original image is selected as the optimal intra prediction mode, the intra prediction unit 114 also performs lossless coding on the encoded data of the plane parameter predicted. It supplies to 106.
  • the motion prediction / compensation unit 115 When the predicted image in the optimal inter prediction mode is selected, the motion prediction / compensation unit 115 outputs, to the lossless encoding unit 106, information indicating the optimal inter prediction mode and, if necessary, information according to the optimal inter prediction mode Do.
  • information according to the optimal inter prediction mode motion vector information, flag information, reference frame information and the like can be mentioned.
  • step S105 the computing unit 103 computes the difference between the image rearranged in step S102 and the predicted image obtained by the prediction process in step S103.
  • the prediction image is supplied from the motion prediction / compensation unit 115 in the case of inter prediction, and from the intra prediction unit 114 in the case of intra prediction, to the computation unit 103 via the selection unit 116.
  • the amount of difference data is reduced compared to the original image data. Therefore, the amount of data can be compressed as compared to the case of encoding the image as it is.
  • step S106 the orthogonal transformation unit 104 orthogonally transforms the difference information supplied from the calculation unit 103. Specifically, orthogonal transformation such as discrete cosine transformation and Karhunen-Loeve transformation is performed, and transformation coefficients are output.
  • step S107 the quantization unit 105 quantizes the transform coefficient.
  • step S108 the lossless encoding unit 106 encodes the quantized transform coefficient output from the quantization unit 105. That is, lossless coding such as variable-length coding or arithmetic coding is performed on the difference image (secondary difference image in the case of inter).
  • the lossless encoding unit 106 encodes information on the prediction mode of the predicted image selected in the process of step S104, and adds the encoded information to header information of encoded data obtained by encoding a differential image.
  • the lossless encoding unit 106 also encodes the intra prediction mode information supplied from the intra prediction unit 114 or the information corresponding to the optimal inter prediction mode supplied from the motion prediction / compensation unit 115 and adds to the header information. Do. Further, when the encoded data of the plane parameter is supplied from the intra prediction unit 114, the lossless encoding unit 106 also adds the encoded data to header information or the like of the encoded data.
  • step S109 the accumulation buffer 107 accumulates the encoded data output from the lossless encoding unit 106.
  • the encoded data accumulated in the accumulation buffer 107 is appropriately read and transmitted to the decoding side via the transmission path.
  • step S110 the rate control unit 117 controls the rate of the quantization operation of the quantization unit 105 based on the compressed image stored in the storage buffer 107 so that overflow or underflow does not occur.
  • the difference information quantized in the process of step S107 is locally decoded as follows. That is, in step S111, the inverse quantization unit 108 inversely quantizes the transform coefficient quantized by the quantization unit 105 with the characteristic corresponding to the characteristic of the quantization unit 105. In step S112, the inverse orthogonal transformation unit 109 inversely orthogonally transforms the transform coefficient inversely quantized by the inverse quantization unit 108 with the characteristic corresponding to the characteristic of the orthogonal transformation unit 104.
  • step S113 operation unit 110 adds the predicted image input via selection unit 116 to the locally decoded difference information, and the locally decoded image (corresponding to the input to operation unit 103) Generate an image).
  • step S114 the deblocking filter 111 filters the image output from the calculation unit 110. This removes blockiness.
  • step S115 the frame memory 112 stores the filtered image. The image not subjected to filter processing by the deblocking filter 111 is also supplied from the arithmetic unit 110 to the frame memory 112 and stored.
  • the intra prediction unit 114 performs intra prediction on the pixels of the block to be processed in all candidate intra prediction modes.
  • this intra prediction mode includes both a mode in which prediction is performed using the reference image supplied from the frame memory 112 and a mode in which prediction is performed using the original image acquired from the screen rearrangement buffer 102.
  • the image to be processed supplied from the screen rearrangement buffer 102 is an image to be inter processed
  • the image to be referred to is read from the frame memory 112 and supplied to the motion prediction / compensation unit 115 via the selection unit 113. Ru.
  • the motion prediction / compensation unit 115 performs inter motion prediction processing based on these images. That is, the motion prediction / compensation unit 115 performs motion prediction processing of all candidate inter prediction modes with reference to the image supplied from the frame memory 112.
  • step S133 the motion prediction / compensation unit 115 determines, from among the cost function values for the inter prediction mode calculated in step S132, the prediction mode giving the minimum value as the optimal inter prediction mode. Then, the motion prediction / compensation unit 115 supplies the difference between the image to be inter processed and the secondary difference information generated in the optimal inter prediction mode and the cost function value of the optimal inter prediction mode to the selection unit 116.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of the flow of the intra prediction process performed in step S131 in FIG.
  • step S151 the predicted image generation unit 131 generates a predicted image in each mode using pixels of neighboring blocks of the reference image supplied from the frame memory 112.
  • step S152 the plane predicted image generation unit 132 generates a predicted image using the original image (original image) supplied from the screen rearrangement buffer 102.
  • step S153 the cost function calculation unit 133 calculates a cost function value for each mode.
  • step S154 the mode determination unit 134 determines the optimal mode for each intra prediction mode based on the cost function value of each mode calculated by the process of step S153.
  • step S155 the mode determination unit 134 selects the optimal intra prediction mode based on the cost function value of each mode calculated by the process of step S153.
  • the mode determination unit 134 supplies the prediction image generated in the mode selected as the optimal intra prediction mode to the calculation unit 103 and the calculation unit 110. Also, the mode determination unit 134 supplies the lossless encoding unit 106 with information indicating the selected prediction mode. Furthermore, when the mode determination unit 134 selects a mode for generating a predicted image using an original image, the mode determination unit 134 also supplies encoded data of plane parameters to the lossless encoding unit 106.
  • the intra prediction unit 114 returns the process to step S131 of FIG. 16 and causes the processes of step S132 and subsequent steps to be performed.
  • the plane approximation unit 151 (FIG. 8) of the plane predicted image generation unit 132 uses the original image read from the screen rearrangement buffer 102 in step S171 as described above.
  • plane approximation is performed by solving the least squares method, and plane parameters of a plane approximating each pixel value of the processing target block are obtained.
  • step S172 the plane generation unit 152 obtains, as a predicted value, each pixel value on the plane indicated by the plane parameter obtained by the process of step S171.
  • step S173 the predictive coding unit 153 predictively encodes the plane parameter generated by the process of step S171.
  • step S174 the entropy coding unit 154 entropy codes the prediction coding result.
  • the plane prediction image generation unit 132 returns the process to step S152 of FIG. 17 and causes the processes after step S153 to be performed.
  • the storage unit 171 (FIG. 12) of the predictive coding unit 153 stores the plane parameters obtained by the process of step S171 of FIG. 18 in step S191.
  • step S192 the neighboring block parameter acquisition unit 172 acquires the plane parameters of the neighboring block stored in the storage unit 171.
  • the prediction calculation unit 173 performs the prediction calculation as described above using the plane parameters of the neighboring blocks, and calculates the prediction value of the plane parameter of the processing target block.
  • step S194 the encoding unit 174 obtains a difference (residual difference) between the predicted value calculated in step S193 and the plane parameter obtained by the process of step S171 in FIG.
  • the result (coded data) is supplied to the entropy coding unit 154.
  • step S194 ends, the prediction encoding unit 153 returns the process to step S173 of FIG. 18 and executes the processes of step S174 and subsequent steps.
  • the plane prediction image generation unit 132 performs plane approximation using the original image itself, it is possible to improve the prediction accuracy more than in the case of mode 3 (plane prediction mode) of the conventional intra prediction mode. it can. Since such a mode is provided as the intra prediction mode, the image coding apparatus 100 can further improve the coding efficiency.
  • the plane parameter is multiplexed to the header information of the encoded data, but the storage location of the plane parameter is arbitrary.
  • the plane parameters may be stored in a parameter set (for example, a header of a sequence or a picture) such as SEI (Supplemental Enhancement Information).
  • SEI Supplemental Enhancement Information
  • the plane parameters may be transmitted from the image coding device to the image decoding device separately from the encoded data (as a separate file).
  • Second embodiment> [Image decoding device]
  • the encoded data encoded by the image encoding apparatus 100 described in the first embodiment is transmitted to an image decoding apparatus corresponding to the image encoding apparatus 100 via a predetermined transmission path and decoded. .
  • FIG. 20 is a block diagram showing an example of the main configuration of an image decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an accumulation buffer 201, a lossless decoding unit 202, an inverse quantization unit 203, an inverse orthogonal transformation unit 204, an operation unit 205, a deblock filter 206, a screen rearrangement buffer 207, A D / A conversion unit 208, a frame memory 209, a selection unit 210, an intra prediction unit 211, a motion prediction / compensation unit 212, and a selection unit 213 are included.
  • the accumulation buffer 201 accumulates the transmitted encoded data.
  • the encoded data is encoded by the image encoding device 100.
  • the lossless decoding unit 202 decodes the encoded data read from the accumulation buffer 201 at a predetermined timing in a method corresponding to the encoding method of the lossless encoding unit 106 in FIG. 1.
  • the inverse quantization unit 203 inversely quantizes the coefficient data obtained by decoding by the lossless decoding unit 202 using a method corresponding to the quantization method of the quantization unit 105 in FIG.
  • the inverse quantization unit 203 supplies the inversely quantized coefficient data to the inverse orthogonal transformation unit 204.
  • the inverse orthogonal transformation unit 204 performs inverse orthogonal transformation on the coefficient data by a method corresponding to the orthogonal transformation method of the orthogonal transformation unit 104 in FIG. 1 and corresponds to residual data before orthogonal transformation in the image encoding device 100. To obtain decoded residual data.
  • the decoded residual data obtained by the inverse orthogonal transform is supplied to the arithmetic unit 205. Further, the prediction image is supplied to the calculation unit 205 from the intra prediction unit 211 or the motion prediction / compensation unit 212 via the selection unit 213.
  • Arithmetic unit 205 adds the decoded residual data and the predicted image to obtain decoded image data corresponding to the image data before the predicted image is subtracted by arithmetic unit 103 of image coding apparatus 100.
  • the operation unit 205 supplies the decoded image data to the deblocking filter 206.
  • the deblocking filter 206 removes block distortion of the decoded image, and then supplies it to the frame memory 209 for storage and also supplies it to the screen rearrangement buffer 207.
  • the screen rearrangement buffer 207 rearranges the images. That is, the order of the frames rearranged for the order of encoding by the screen rearrangement buffer 102 in FIG. 1 is rearranged in the order of the original display.
  • the D / A conversion unit 208 D / A converts the image supplied from the screen rearrangement buffer 207, and outputs the image to a display (not shown) for display.
  • the selection unit 210 reads out the image to be inter-processed and the image to be referred to from the frame memory 209, and supplies the image to the motion prediction / compensation unit 212. In addition, the selection unit 210 reads an image used for intra prediction from the frame memory 209 and supplies the image to the intra prediction unit 211.
  • the intra prediction unit 211 is appropriately supplied with information indicating an intra prediction mode obtained by decoding header information, information on a plane parameter, and the like from the lossless decoding unit 202.
  • the intra prediction unit 211 generates a prediction image based on this information, and supplies the generated prediction image to the selection unit 213.
  • the motion prediction / compensation unit 212 acquires information (prediction mode information, motion vector information, reference frame information) obtained by decoding the header information from the lossless decoding unit 202.
  • information indicating the inter prediction mode
  • the motion prediction / compensation unit 212 generates a prediction image based on the inter motion vector information from the lossless decoding unit 202, and supplies the generated prediction image to the selection unit 213. .
  • the selection unit 213 selects the prediction image generated by the motion prediction / compensation unit 212 or the intra prediction unit 211, and supplies the prediction image to the calculation unit 205.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating an exemplary main configuration of the intra prediction unit 211 in FIG.
  • the intra prediction unit 211 includes an intra prediction mode determination unit 221, a prediction image generation unit 222, an entropy decoding unit 223, a prediction decoding unit 224, and a plane generation unit 225.
  • the intra prediction mode determination unit 221 determines the intra prediction mode based on the information supplied from the lossless decoding unit 202. In the case of a mode for generating a prediction image using a reference image, the intra prediction mode determination unit 221 controls the prediction image generation unit 222 to generate a prediction image. In the case of a mode in which a prediction image is generated from plane parameters, the intra prediction mode determination unit 221 supplies, to the entropy decoding unit 223, plane parameters supplied together with information on the intra prediction mode.
  • the predicted image generation unit 222 acquires the reference image of the neighboring block from the frame memory 209, and uses the pixel values of the neighboring pixels in a method similar to that of the predicted image generation unit 131 (FIG. 3) of the image coding apparatus 100. Generate a prediction image. The predicted image generation unit 222 supplies the generated predicted image to the calculation unit 205.
  • the plane parameters supplied to the entropy decoding unit 223 via the intra prediction mode determination unit 221 are entropy coded by the entropy coding unit 154 (FIG. 8).
  • the entropy decoding unit 223 performs entropy decoding on the plane parameter by a method corresponding to the entropy coding method.
  • the entropy decoding unit 223 supplies the decoded plane parameter to the prediction decoding unit 224.
  • the plane parameters supplied from the entropy decoding unit 223 are predictively encoded by the predictive encoding unit 153 (FIG. 8).
  • the predictive decoding unit 224 predictively decodes the plane parameter by a method corresponding to the predictive coding method.
  • the predictive decoding unit 224 supplies the decoded plane parameter to the plane generation unit 225.
  • the plane generation unit 225 generates a predicted image in which the approximate plane indicated by the plane parameters (a, b, c) is represented by pixel values in the same manner as the plane generation unit 152 (FIG. 8).
  • the plane generation unit 225 supplies the generated predicted image to the calculation unit 205.
  • FIG. 22 is a block diagram showing an example of a main configuration of the predictive decoding unit 224 in FIG.
  • the prediction decoding unit 224 includes a neighboring block parameter acquisition unit 231, a prediction calculation unit 232, a decoding unit 233, and a storage unit 234.
  • This configuration is basically the same as the configuration of the predictive coding unit 153 described with reference to FIG.
  • the storage unit 234 stores the decoding result.
  • the neighboring block parameter acquisition unit 231 acquires the plane parameters of the neighboring block (neighboring block) of the processing target block stored in the storage unit 234 when the plane parameter of the processing target block subjected to prediction coding is supplied. Do. This plane parameter has already been decoded.
  • the neighboring block parameter acquisition unit 231 supplies the acquired plane parameter to the prediction calculation unit 232.
  • the prediction calculation unit 232 performs the same prediction calculation as the prediction calculation unit 173, and calculates the prediction value of the plane parameter of the processing target block from the supplied plane parameter of the neighboring block.
  • the prediction calculation unit 232 supplies the calculated prediction value to the decoding unit 233.
  • the decoding unit 233 decodes the plane parameter by adding the prediction value supplied from the prediction calculation unit 232 to the prediction encoded plane parameter supplied from the entropy decoding unit 223.
  • the decoding unit 233 supplies the decoding result (decoded plane parameter) to the plane generation unit 225.
  • the decoding unit 233 supplies the decoded plane parameter to the storage unit 234 and stores it.
  • step S201 the accumulation buffer 201 accumulates the transmitted encoded data.
  • step S202 the lossless decoding unit 202 decodes the encoded data supplied from the accumulation buffer 201. That is, the I picture, P picture, and B picture encoded by the lossless encoding unit 106 in FIG. 1 are decoded.
  • motion vector information reference frame information
  • prediction mode information intra prediction mode or inter prediction mode
  • flag information plane parameters and the like
  • the prediction mode information is intra prediction mode information
  • the prediction mode information is supplied to the intra prediction unit 211.
  • the prediction mode information is inter prediction mode information
  • motion vector information corresponding to the prediction mode information is supplied to the motion prediction / compensation unit 212.
  • the plane parameter is supplied to the intra prediction unit 211.
  • step S203 the inverse quantization unit 203 inversely quantizes the transform coefficient decoded by the lossless decoding unit 202 with a characteristic corresponding to the characteristic of the quantization unit 105 in FIG.
  • step S204 the inverse orthogonal transform unit 204 performs inverse orthogonal transform on the transform coefficient inversely quantized by the inverse quantization unit 203 with a characteristic corresponding to the characteristic of the orthogonal transform unit 104 in FIG.
  • the difference information corresponding to the input (the output of the arithmetic unit 103) of the orthogonal transform unit 104 in FIG. 1 is decoded.
  • step S205 the intra prediction unit 211 or the motion prediction / compensation unit 212 performs image prediction processing corresponding to the prediction mode information supplied from the lossless decoding unit 202.
  • the intra prediction unit 211 when intra prediction mode information is supplied from the lossless decoding unit 202, the intra prediction unit 211 performs intra prediction processing in the intra prediction mode. Further, when the plane parameter is also supplied from the lossless decoding unit 202, the intra prediction unit 211 performs an intra prediction process using the plane parameter.
  • the motion prediction / compensation unit 212 performs motion prediction processing in the inter prediction mode.
  • step S206 the selection unit 213 selects a predicted image. That is, the selection unit 213 is supplied with the prediction image generated by the intra prediction unit 211 or the prediction image generated by the motion prediction / compensation unit 212. The selection unit 213 selects one of them. The selected predicted image is supplied to the calculation unit 205.
  • step S207 the computing unit 205 adds the predicted image selected in the process of step S206 to the difference information obtained in the process of step S204.
  • the original image data is thus decoded.
  • step S208 the deblocking filter 206 filters the decoded image data supplied from the computing unit 205. This removes blockiness.
  • step S209 the frame memory 209 stores the filtered decoded image data.
  • step S210 the screen rearrangement buffer 207 rearranges the frames of the decoded image data. That is, the order of the frames of the decoded image data rearranged for encoding by the screen rearrangement buffer 102 (FIG. 1) of the image encoding device 100 is rearranged to the original display order.
  • step S211 the D / A conversion unit 208 performs D / A conversion on the decoded image data in which the frames are rearranged in the screen rearrangement buffer 207.
  • the decoded image data is output to a display (not shown) and the image is displayed.
  • the lossless decoding unit 202 determines whether intra coding is performed based on the intra prediction mode information. If it is determined that intra coding is performed, the lossless decoding unit 202 supplies intra prediction mode information to the intra prediction unit 211, and the process proceeds to step S232. When the plane parameter is present, the lossless decoding unit 202 also supplies the plane parameter to the intra prediction unit 211.
  • step S232 the intra prediction unit 211 performs intra prediction processing.
  • the intra prediction unit 211 returns the process to step S205 of FIG. 23 and causes the processes after step S206 to be performed.
  • step S231 when it is determined in step S231 that inter coding is performed, the lossless decoding unit 202 supplies the inter prediction mode information to the motion prediction / compensation unit 212, and the process proceeds to step S233.
  • step S233 the motion prediction / compensation unit 212 performs inter motion prediction / compensation processing.
  • the motion prediction / compensation unit 212 returns the process to step S205 of FIG. 23 and executes the processes of step S206 and subsequent steps.
  • the intra prediction mode determination unit 221 When the intra prediction process is started, in step S251, the intra prediction mode determination unit 221 performs an original prediction process from the plane parameters generated from the original image (original image) supplied from the image encoding device 100. It is determined whether it is image prediction processing. If it is determined that the original image prediction processing is performed based on the intra prediction mode information supplied from the lossless decoding unit 202, the intra prediction mode determination unit 221 causes the process to proceed to step S252.
  • step S252 the intra prediction mode determination unit 221 acquires plane parameters from the lossless decoding unit 202.
  • step S253 the entropy decoding unit 223 performs entropy decoding on the plane parameter.
  • step S254 the prediction decoding unit 224 performs prediction decoding on the entropy-decoded plane parameter.
  • step S255 the plane generation unit 225 obtains each pixel value on the plane indicated by the decoded plane parameter.
  • step S255 the intra prediction unit 211 returns the process to step S232 of FIG. 24 and repeats the process thereafter.
  • step S251 If it is determined in step S251 that the original image prediction process is not performed, the intra prediction mode determination unit 221 causes the process to proceed to step S256.
  • step S256 the prediction image generation unit 222 acquires a reference image from the frame memory 209, and performs neighborhood prediction processing to predict a processing target block from neighboring pixels included in the reference image.
  • the intra prediction unit 211 returns the process to step S232 of FIG. 24 and repeats the process thereafter.
  • the neighboring block parameter acquisition unit 231 acquires plane parameters of the neighboring block from the storage unit 234 in step S271.
  • step S272 the prediction calculation unit 232 performs prediction calculation using the acquired plane parameter of the neighboring block to predict the plane parameter of the processing target block.
  • step S273 the decoding unit 233 adds the prediction calculation result to the prediction encoded plane parameter and decodes the plane parameter.
  • step S274 the storage unit 234 stores the decoded plane parameter.
  • the image decoding apparatus 200 uses the original image itself in the image coding apparatus 100.
  • the encoded data encoded in the performed intra prediction mode can be decoded. That is, the image decoding apparatus 200 can decode the encoded data encoded in the intra prediction mode with high prediction accuracy.
  • the prediction decoding unit 224 can decode the plane parameter that has been predictively coded. That is, the image decoding apparatus 200 can perform the decoding process using the plane parameter whose data amount has been reduced.
  • the entropy decoding unit 223 can decode entropy-coded plane parameters. That is, the image decoding apparatus 200 can perform the decoding process using the plane parameter whose data amount has been reduced.
  • the image decoding apparatus 200 can further improve the coding efficiency.
  • the prediction value of the plane parameter of the processing target block is calculated using the plane parameter of the neighboring block already calculated as the prediction encoding method of the plane parameter. And the method of subtracting the predicted value from the value of the actual plane parameter has been described.
  • the prediction encoding method of the plane parameter may be other than this.
  • plane parameters of the processing target block calculated in mode 3 (plane prediction mode) of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode may be used as a prediction value.
  • plane mode mode 3 of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode
  • FIG. 27 is a block diagram showing a main configuration example of the predictive coding unit 153 of the image coding device 100 in this case.
  • the predictive coding unit 153 includes a plane mode parameter acquisition unit 301 and a coding unit 302.
  • the plane mode parameter acquisition unit 301 acquires plane parameters of the processing target block from the plane approximation unit 151
  • the plane mode parameter acquisition unit 301 acquires plane parameters of the processing target block generated by the prediction image generation unit 131 by intra prediction in the plane mode.
  • the plane mode parameter acquisition unit 301 supplies the acquired plane parameters of the plane mode to the encoding unit 302.
  • the encoding unit 302 sets the plane parameter of the plane mode supplied from the plane mode parameter acquisition unit 301 as a prediction value, and subtracts the prediction value of the plane parameter of the processing target block generated by the plane approximation unit 151 to obtain a plane. Encode the parameters
  • the encoding unit 302 subtracts the plane parameters a, b, and c by the respective predicted values.
  • the coding unit 302 supplies the prediction coding result to the entropy coding unit 154.
  • the plane mode parameter acquisition unit 301 acquires plane parameters of the plane mode of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode in step S301.
  • step S302 the encoding unit 302 sets the plane parameter of the plane mode of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode as the prediction value, and the residual of the plane parameter and the prediction value obtained by the plane approximation unit 151 as the prediction coding result Ask.
  • step S302 ends, the predictive coding unit 153 returns the process to step S173 of FIG. 18 and causes the processes of step S174 and subsequent steps to be performed.
  • the image coding apparatus 100 can reduce the data amount of the plane parameter, and can further improve the coding efficiency.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a main configuration example of the prediction decoding unit 224 of the image decoding device 200 in this case.
  • the predictive decoding unit 224 has a plane mode plane parameter generation unit 321 and a decoding unit 322.
  • the plane mode plane parameter generation unit 321 acquires plane parameters of the processing target block subjected to entropy decoding from the entropy decoding unit 223, the intra 16 ⁇ 16 prediction mode is generated using the reference image of the neighboring block supplied from the frame memory 209. Generate plane parameters of the plane mode of.
  • the plane mode plane parameter generation unit 321 generates plane parameters in the same manner as in the case where the predicted image generation unit 131 of the image coding apparatus 100 generates plane parameters in the plane mode of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode.
  • the plane mode plane parameter generation unit 321 supplies the generated plane parameter to the decoding unit 322.
  • the decoding unit 322 sets the plane parameter of the plane mode of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode generated by the plane mode plane parameter generation unit 321 as a prediction value.
  • the decoding unit 322 adds the prediction value to the plane parameter of the block to be processed which has been subjected to the prediction coding and supplied from the entropy decoding unit 223.
  • the decoding unit 322 adds the prediction values to the plane parameters a, b, c that have been predictively coded.
  • the decoding unit 322 supplies the prediction decoding result to the plane generation unit 225.
  • the plane mode plane parameter generation unit 321 obtains plane parameters in plane mode of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode in step S321.
  • step S322 the decoding unit 322 adds the plane parameter of the plane mode of the intra 16 ⁇ 16 prediction mode calculated by the process of step S321 to the plane parameter subjected to prediction coding and decodes the plane parameter.
  • step S322 ends, the predictive decoding unit 224 returns the process to step S254 of FIG. 25 and causes the processes of step S255 and subsequent steps to be performed.
  • the prediction decoding unit 224 can decode the plane parameter predicted and encoded by the prediction encoding unit 153 of the image encoding device 100.
  • the image decoding apparatus 200 can reduce the data amount of the plane parameter, and can further improve the coding efficiency.
  • FIG. 31 is a diagram for explaining an example of the state of conversion processing.
  • the image coding apparatus 100 extracts, for the color difference signal, DC components of adjacent 2 ⁇ 2 blocks orthogonally transformed, and converts them into 2 ⁇ Further orthogonal transform is performed as one block of two.
  • the image coding apparatus 100 uses this mechanism to generate a 2 ⁇ 2 block 341 using plane parameters a, b and c, and orthogonally transforms it.
  • the upper left value is c
  • the upper right value is a
  • the lower left value is b
  • the lower right value is 0.
  • the image coding apparatus 100 can further improve the coding efficiency.
  • FIG. 32 is a block diagram showing a configuration example of the plane predicted image generation unit 132 in this case. Also in this case, the plane prediction image generation unit 132 basically has the same configuration as that described with reference to FIG. 8.
  • a transform unit 363 is provided instead of the prediction encoding unit 153.
  • the transform unit 363 generates a 2 ⁇ 2 block using the plane parameters generated by the plane approximation unit 151 as described with reference to FIG. 31B, and orthogonally transforms the block.
  • the transform unit 363 supplies the coefficient data obtained by the orthogonal transform to the entropy coding unit 154.
  • the entropy coding unit 154 performs entropy coding on the coefficient data supplied from the conversion unit 363.
  • FIG. 33 is a block diagram showing a main configuration example of the conversion unit 363. As shown in FIG.
  • the transform unit 363 has a 2 ⁇ 2 block formation unit 371 and an orthogonal transform unit 372.
  • the 2 ⁇ 2 block formation unit 371 adds the value “0” to the plane parameters a, b, and c supplied from the plane approximation unit 151, and forms a 2 ⁇ 2 block as illustrated in B of FIG.
  • the 2 ⁇ 2 block formation unit 371 supplies the 2 ⁇ 2 block to the orthogonal transform unit 372.
  • the orthogonal transformation unit 372 orthogonally transforms the 2 ⁇ 2 block supplied from the 2 ⁇ 2 block formation unit 371.
  • the orthogonal transform unit 372 supplies the generated coefficient data to the entropy coding unit 154.
  • the plane approximation unit 151 performs plane approximation in step S341 to obtain plane parameters.
  • the plane generation unit 152 obtains each pixel value on the plane indicated by the plane parameter.
  • step S343 the transforming unit 363 orthogonally transforms the plane parameters obtained by the process of step S341 as shown in B of FIG.
  • step S344 the entropy coding unit 154 entropy codes the plane parameter orthogonally transformed in step S343.
  • the plane predicted image generation unit 132 ends the predicted image generation process, returns the process to FIG. 17, and executes the processes after step S153.
  • the 2 ⁇ 2 block formation unit 371 adds the value “0” to the plane parameter in step S 361 to make it a 2 ⁇ 2 block as shown in B of FIG.
  • step S362 the orthogonal transformation unit 372 orthogonally transforms the 2 ⁇ 2 block.
  • the conversion unit 363 returns the process to FIG. 34, and executes the processes after step S345.
  • the plane prediction image generation unit 132 can reduce the data amount of the plane parameter by forming 2 ⁇ 2 blocks using each value of the plane parameter and orthogonally transforming it. That is, the image coding apparatus 100 can further improve the coding efficiency.
  • FIG. 36 is a block diagram illustrating an exemplary main configuration of the intra prediction unit 211 of the image decoding device 200 in this case.
  • the intra prediction unit 211 in this case basically has the same configuration as that of FIG. 21, but has an inverse transform unit 384 instead of the prediction decoding unit 224.
  • the data obtained by entropy decoding by the entropy decoding unit 223 is coefficient data orthogonally transformed by the transformation unit 363 (FIG. 32) of the image coding apparatus 100.
  • the inverse transform unit 384 performs inverse orthogonal transform on the coefficient data supplied from the entropy decoding unit 223 by a method corresponding to the transform unit 363.
  • the inverse transform unit 384 supplies the plane parameter obtained by the inverse orthogonal transform to the plane generation unit 225.
  • FIG. 37 is a block diagram showing a main configuration example of the inverse transform unit 384. As shown in FIG.
  • the inverse transform unit 384 has an inverse orthogonal transform unit 391 and a plane parameter extraction unit 392.
  • the inverse orthogonal transform unit 391 performs inverse orthogonal transform on the coefficient data supplied from the entropy decoding unit 223 by a method corresponding to the transform unit 363.
  • the inverse orthogonal transform unit 391 supplies the 2 ⁇ 2 block subjected to the inverse orthogonal transform to the plane parameter extraction unit 392.
  • the plane parameter extraction unit 392 extracts plane parameters a, b and c from the 2 ⁇ 2 block, and supplies them to the plane generation unit 225.
  • This intra prediction process is basically performed in the same manner as the case described with reference to the flowchart of FIG. That is, the processes of steps S371 to S373, and steps S375 and S376 are performed in the same manner as the processes of steps S251 to S253, and steps S255 and S256 of FIG.
  • step S 374 the inverse transform unit 384 performs inverse orthogonal transform on the entropy-decoded 2 ⁇ 2 block to obtain each value of the plane parameter.
  • the inverse orthogonal transformation unit 391 When inverse transformation processing is started, the inverse orthogonal transformation unit 391 performs inverse orthogonal transformation on the 2 ⁇ 2 block in step S391. In step S392, the plane parameter extraction unit 392 extracts plane parameters a, b and c from the 2 ⁇ 2 block.
  • the inverse transformation unit 384 ends the inverse transformation process, returns the process to FIG. 38, and proceeds to step S375.
  • the inverse transform unit 384 can perform inverse orthogonal transform on the orthogonally transformed 2 ⁇ 2 block to extract plane parameters.
  • the intra prediction unit 211 can reduce the data amount of the plane parameter. That is, the image decoding apparatus 200 can further improve the coding efficiency.
  • the image coding apparatus 100 supplies plane parameters to the image decoding apparatus 200 by including it in coded data obtained by coding image data (residual information).
  • the present invention is not limited to this, and the image coding apparatus 100 may supply the plane parameter to the image decoding apparatus 200 separately from the coded data.
  • Macroblock Although the macro blocks of 16 ⁇ 16 or less are described above, the size of the macro block may be larger than 16 ⁇ 16.
  • the present invention can be applied to macroblocks of any size, for example, as shown in FIG.
  • the present invention can be applied not only to macroblocks such as normal 16 ⁇ 16 pixels but also to extended macroblocks (extended macroblocks) such as 32 ⁇ 32 pixels.
  • a macro block configured of 32 ⁇ 32 pixels divided into blocks (partitions) of 32 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 32 pixels, and 16 ⁇ 16 pixels Are shown in order. Also, in the middle, from the left, a block composed of 16 ⁇ 16 pixels divided into blocks of 16 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 16 pixels, and 8 ⁇ 8 pixels is shown in order . Furthermore, in the lower part, 8 ⁇ 8 pixel blocks divided into 8 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 4 pixels, 4 ⁇ 8 pixels, and 4 ⁇ 4 pixel blocks are sequentially shown from the left.
  • the macro block of 32 ⁇ 32 pixels can be processed in the block of 32 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 32 pixels, and 16 ⁇ 16 pixels shown in the upper row.
  • the block of 16 ⁇ 16 pixels shown on the right side of the upper row is H.264. Similar to the H.264 / AVC system, processing is possible with blocks of 16 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 16 pixels, and 8 ⁇ 8 pixels shown in the middle.
  • the block of 8 ⁇ 8 pixels shown on the right side of the middle row is H.264. Similar to the H.264 / AVC system, processing is possible with blocks of 8 ⁇ 8 pixels, 8 ⁇ 4 pixels, 4 ⁇ 8 pixels, and 4 ⁇ 4 pixels shown in the lower part.
  • blocks of 32 ⁇ 32 pixels, 32 ⁇ 16 pixels, and 16 ⁇ 32 pixels shown in the upper part of FIG. 40 are referred to as the first hierarchy.
  • the block of 16 ⁇ 16 pixels shown on the right side of the upper row and the block of 16 ⁇ 16 pixels, 16 ⁇ 8 pixels, and 8 ⁇ 16 pixels shown in the middle row are referred to as the second hierarchy.
  • the 8 ⁇ 8 pixel block shown on the right side of the middle stage and the 8 ⁇ 8 pixel, 8 ⁇ 4 pixel, 4 ⁇ 8 pixel and 4 ⁇ 4 pixel block shown on the lower stage are referred to as the third hierarchy.
  • the H.264 and H.264 blocks are obtained for blocks of 16 ⁇ 16 pixels or less. Larger blocks can be defined as supersets while maintaining compatibility with the H.264 / AVC scheme.
  • the CPU 501 of the personal computer 500 executes various processes in accordance with a program stored in a ROM (Read Only Memory) 502 or a program loaded from a storage unit 513 to a RAM (Random Access Memory) 503.
  • the RAM 503 also appropriately stores data and the like necessary for the CPU 501 to execute various processes.
  • the CPU 501, the ROM 502, and the RAM 503 are connected to one another via a bus 504.
  • An input / output interface 510 is also connected to the bus 504.
  • the input / output interface 510 includes an input unit 511 such as a keyboard and a mouse, a display such as a CRT (Cathode Ray Tube) or an LCD (Liquid Crystal Display), an output unit 512 such as a speaker, and a hard disk.
  • a communication unit 514 including a storage unit 513 and a modem is connected. The communication unit 514 performs communication processing via a network including the Internet.
  • a drive 515 is also connected to the input / output interface 510 as necessary, and removable media 521 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory are appropriately attached, and a computer program read from them is It is installed in the storage unit 513 as necessary.
  • a program that configures the software is installed from a network or a recording medium.
  • this recording medium is a magnetic disk (including a flexible disk) on which a program is recorded, which is distributed for distributing the program to the user separately from the apparatus main body, an optical disk ( It consists only of removable media 521 consisting of CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), Magneto-Optical Disc (including MD (Mini Disc), or semiconductor memory etc. Instead, it is composed of the ROM 502 in which the program is recorded, which is distributed to the user in a state of being incorporated in the apparatus main body, a hard disk included in the storage unit 513, and the like.
  • the program executed by the computer may be a program that performs processing in chronological order according to the order described in this specification, in parallel, or when necessary, such as when a call is made. It may be a program to be processed.
  • the step of describing the program to be recorded on the recording medium is not limited to processing performed chronologically in the order described, but not necessarily parallel processing It also includes processing to be executed individually.
  • system represents the entire apparatus configured by a plurality of devices (apparatus).
  • the configuration described above as one device (or processing unit) may be divided and configured as a plurality of devices (or processing units).
  • the configuration described as a plurality of devices (or processing units) in the above may be collectively configured as one device (or processing unit).
  • configurations other than those described above may be added to the configuration of each device (or each processing unit).
  • part of the configuration of one device (or processing unit) may be included in the configuration of another device (or other processing unit) if the configuration or operation of the entire system is substantially the same. . That is, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
  • the image encoding device 100 and the image decoding device 200 described above can be applied to any electronic device.
  • the example will be described below.
  • FIG. 42 is a block diagram showing a main configuration example of a television receiver using the image decoding apparatus 200 to which the present invention is applied.
  • the television receiver 1000 shown in FIG. 42 includes a terrestrial tuner 1013, a video decoder 1015, a video signal processing circuit 1018, a graphic generation circuit 1019, a panel drive circuit 1020, and a display panel 1021.
  • the terrestrial tuner 1013 receives a broadcast wave signal of terrestrial analog broadcasting via an antenna, demodulates it, acquires a video signal, and supplies it to a video decoder 1015.
  • the video decoder 1015 performs decoding processing on the video signal supplied from the terrestrial tuner 1013, and supplies the obtained digital component signal to the video signal processing circuit 1018.
  • the video signal processing circuit 1018 performs predetermined processing such as noise removal on the video data supplied from the video decoder 1015, and supplies the obtained video data to the graphic generation circuit 1019.
  • the graphic generation circuit 1019 generates video data of a program to be displayed on the display panel 1021, image data by processing based on an application supplied via a network, and the like, and transmits the generated video data and image data to the panel drive circuit 1020. Supply. Also, the graphic generation circuit 1019 generates video data (graphic) for displaying a screen used by the user for item selection and the like, and a video obtained by superimposing it on video data of a program. A process of supplying data to the panel drive circuit 1020 is also performed as appropriate.
  • the panel drive circuit 1020 drives the display panel 1021 based on the data supplied from the graphic generation circuit 1019 and causes the display panel 1021 to display the video of the program and the various screens described above.
  • the display panel 1021 is formed of an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and displays an image or the like of a program according to control of the panel drive circuit 1020.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • the television receiver 1000 also includes an audio A / D (Analog / Digital) conversion circuit 1014, an audio signal processing circuit 1022, an echo cancellation / audio synthesis circuit 1023, an audio amplification circuit 1024, and a speaker 1025.
  • an audio A / D (Analog / Digital) conversion circuit 1014 An audio signal processing circuit 1022, an echo cancellation / audio synthesis circuit 1023, an audio amplification circuit 1024, and a speaker 1025.
  • the terrestrial tuner 1013 acquires not only a video signal but also an audio signal by demodulating the received broadcast wave signal.
  • the terrestrial tuner 1013 supplies the acquired audio signal to the audio A / D conversion circuit 1014.
  • the audio A / D conversion circuit 1014 performs A / D conversion processing on the audio signal supplied from the terrestrial tuner 1013, and supplies the obtained digital audio signal to the audio signal processing circuit 1022.
  • the audio signal processing circuit 1022 performs predetermined processing such as noise removal on the audio data supplied from the audio A / D conversion circuit 1014, and supplies the obtained audio data to the echo cancellation / audio synthesis circuit 1023.
  • the echo cancellation / voice synthesis circuit 1023 supplies the voice data supplied from the voice signal processing circuit 1022 to the voice amplification circuit 1024.
  • the voice amplification circuit 1024 subjects the voice data supplied from the echo cancellation / voice synthesis circuit 1023 to D / A conversion processing and amplification processing, adjusts the volume to a predetermined level, and outputs voice from the speaker 1025.
  • the television receiver 1000 also includes a digital tuner 1016 and an MPEG decoder 1017.
  • a digital tuner 1016 receives a broadcast wave signal of digital broadcast (terrestrial digital broadcast, BS (Broadcasting Satellite) / CS (Communications Satellite) digital broadcast) via an antenna, and demodulates the signal, and generates an MPEG-TS (Moving Picture Experts Group). -Transport Stream) and supply it to the MPEG decoder 1017.
  • digital broadcast terrestrial digital broadcast, BS (Broadcasting Satellite) / CS (Communications Satellite) digital broadcast
  • MPEG-TS Motion Picture Experts Group
  • the MPEG decoder 1017 unscrambles the MPEG-TS supplied from the digital tuner 1016, and extracts a stream including data of a program to be reproduced (targeted to be viewed).
  • the MPEG decoder 1017 decodes the audio packet forming the extracted stream, supplies the obtained audio data to the audio signal processing circuit 1022, decodes the video packet forming the stream, and outputs the obtained video data as an image.
  • the signal processing circuit 1018 is supplied.
  • the MPEG decoder 1017 supplies EPG (Electronic Program Guide) data extracted from the MPEG-TS to the CPU 1032 via a path (not shown).
  • EPG Electronic Program Guide
  • the television receiver 1000 uses the above-described image decoding apparatus 200 as the MPEG decoder 1017 that decodes video packets in this manner.
  • the MPEG-TS transmitted from the broadcast station or the like is encoded by the image encoding device 100.
  • the MPEG decoder 1017 As in the case of the image decoding apparatus 200, the MPEG decoder 1017 generates a predicted image using plane parameters extracted from the encoded data supplied from the image coding apparatus 100, and uses the predicted image to obtain residual information To generate decoded image data. Therefore, the MPEG decoder 1017 can further improve the coding efficiency.
  • the video data supplied from the MPEG decoder 1017 is subjected to predetermined processing in the video signal processing circuit 1018 as in the case of the video data supplied from the video decoder 1015, and the video data generated in the graphic generation circuit 1019. Etc. are appropriately superimposed and supplied to the display panel 1021 via the panel drive circuit 1020, and the image is displayed.
  • the audio data supplied from the MPEG decoder 1017 is subjected to predetermined processing in the audio signal processing circuit 1022 as in the case of the audio data supplied from the audio A / D conversion circuit 1014, and the echo cancellation / audio synthesis circuit 1023.
  • the audio amplification circuit 1024 are supplied to the audio amplification circuit 1024 and subjected to D / A conversion processing and amplification processing.
  • the sound adjusted to a predetermined volume is output from the speaker 1025.
  • the television receiver 1000 also includes a microphone 1026 and an A / D conversion circuit 1027.
  • the A / D conversion circuit 1027 receives the user's voice signal captured by the microphone 1026 provided in the television receiver 1000 for voice conversation, and performs A / D conversion processing on the received voice signal.
  • the obtained digital voice data is supplied to an echo cancellation / voice synthesis circuit 1023.
  • the echo cancellation / voice synthesis circuit 1023 performs echo cancellation on the voice data of the user A when the voice data of the user (user A) of the television receiver 1000 is supplied from the A / D conversion circuit 1027.
  • the voice data obtained by synthesizing with other voice data is output from the speaker 1025 via the voice amplification circuit 1024.
  • the television receiver 1000 further includes an audio codec 1028, an internal bus 1029, a synchronous dynamic random access memory (SDRAM) 1030, a flash memory 1031, a CPU 1032, a universal serial bus (USB) I / F 1033, and a network I / F 1034.
  • SDRAM synchronous dynamic random access memory
  • USB universal serial bus
  • the A / D conversion circuit 1027 receives the user's voice signal captured by the microphone 1026 provided in the television receiver 1000 for voice conversation, and performs A / D conversion processing on the received voice signal.
  • the obtained digital audio data is supplied to an audio codec 1028.
  • the voice codec 1028 converts voice data supplied from the A / D conversion circuit 1027 into data of a predetermined format for transmission via the network, and supplies the data to the network I / F 1034 via the internal bus 1029.
  • the network I / F 1034 is connected to the network via a cable attached to the network terminal 1035.
  • the network I / F 1034 transmits voice data supplied from the voice codec 1028 to, for example, another device connected to the network.
  • the network I / F 1034 receives, for example, voice data transmitted from another device connected via the network via the network terminal 1035, and transmits it to the voice codec 1028 via the internal bus 1029. Supply.
  • the voice codec 1028 converts voice data supplied from the network I / F 1034 into data of a predetermined format, and supplies it to the echo cancellation / voice synthesis circuit 1023.
  • the echo cancellation / voice synthesis circuit 1023 performs echo cancellation on voice data supplied from the voice codec 1028, and combines voice data obtained by combining with other voice data, etc., via the voice amplification circuit 1024. And output from the speaker 1025.
  • the SDRAM 1030 stores various data necessary for the CPU 1032 to perform processing.
  • the flash memory 1031 stores a program executed by the CPU 1032.
  • the program stored in the flash memory 1031 is read by the CPU 1032 at a predetermined timing such as when the television receiver 1000 starts up.
  • the flash memory 1031 also stores EPG data acquired via digital broadcasting, data acquired from a predetermined server via a network, and the like.
  • the flash memory 1031 stores an MPEG-TS including content data acquired from a predetermined server via the network under the control of the CPU 1032.
  • the flash memory 1031 supplies the MPEG-TS to the MPEG decoder 1017 via the internal bus 1029 under the control of the CPU 1032, for example.
  • the MPEG decoder 1017 processes the MPEG-TS in the same manner as the MPEG-TS supplied from the digital tuner 1016. As described above, the television receiver 1000 receives content data including video and audio via the network, decodes the content data using the MPEG decoder 1017, displays the video, and outputs audio. Can.
  • the television receiver 1000 also includes a light receiving unit 1037 that receives an infrared signal transmitted from the remote controller 1051.
  • the light receiving unit 1037 receives the infrared light from the remote controller 1051, and outputs a control code representing the content of the user operation obtained by demodulation to the CPU 1032.
  • the CPU 1032 executes a program stored in the flash memory 1031 and controls the overall operation of the television receiver 1000 according to a control code or the like supplied from the light receiving unit 1037.
  • the CPU 1032 and each part of the television receiver 1000 are connected via a path (not shown).
  • the USB I / F 1033 transmits / receives data to / from an external device of the television receiver 1000 connected via a USB cable attached to the USB terminal 1036.
  • the network I / F 1034 is connected to the network via a cable attached to the network terminal 1035, and transmits / receives data other than voice data to / from various devices connected to the network.
  • the television receiver 1000 can further improve the coding efficiency by using the image decoding device 200 as the MPEG decoder 1017. As a result, the television receiver 1000 can further improve the coding efficiency of broadcast wave signals received via an antenna and content data acquired via a network, and realize real-time processing at lower cost. can do.
  • FIG. 43 is a block diagram showing a main configuration example of a mobile phone using the image encoding device 100 and the image decoding device 200 to which the present invention is applied.
  • a cellular phone 1100 shown in FIG. 43 includes a main control unit 1150, a power supply circuit unit 1151, an operation input control unit 1152, an image encoder 1153, a camera I / F unit 1154, and an LCD control that are configured to control each unit in an integrated manner. It has a unit 1155, an image decoder 1156, a demultiplexing unit 1157, a recording / reproducing unit 1162, a modulation / demodulation circuit unit 1158, and an audio codec 1159. These are connected to one another via a bus 1160.
  • the cellular phone 1100 further includes an operation key 1119, a CCD (Charge Coupled Devices) camera 1116, a liquid crystal display 1118, a storage portion 1123, a transmitting / receiving circuit portion 1163, an antenna 1114, a microphone (microphone) 1121, and a speaker 1117.
  • CCD Charge Coupled Devices
  • the power supply circuit unit 1151 starts the cellular phone 1100 in an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone 1100 transmits and receives audio signals, transmits and receives e-mails and image data, and images in various modes such as a voice call mode and a data communication mode based on the control of the main control unit 1150 including CPU, ROM and RAM. Perform various operations such as shooting or data recording.
  • the portable telephone 1100 converts an audio signal collected by the microphone (microphone) 1121 into digital audio data by the audio codec 1159, spread spectrum processes it by the modulation / demodulation circuit unit 1158, and transmits / receives A section 1163 performs digital-to-analog conversion processing and frequency conversion processing.
  • the cellular phone 1100 transmits the transmission signal obtained by the conversion process to a base station (not shown) via the antenna 1114.
  • the transmission signal (voice signal) transmitted to the base station is supplied to the mobile phone of the other party via the public telephone network.
  • the cellular phone 1100 amplifies the reception signal received by the antenna 1114 by the transmission / reception circuit unit 1163, further performs frequency conversion processing and analog-to-digital conversion processing, and the spectrum despreading processing by the modulation / demodulation circuit unit 1158. And converted into an analog voice signal by the voice codec 1159.
  • the cellular phone 1100 outputs the analog audio signal obtained by the conversion from the speaker 1117.
  • the cellular phone 1100 receives text data of the e-mail input by the operation of the operation key 1119 in the operation input control unit 1152.
  • the portable telephone 1100 processes the text data in the main control unit 1150, and causes the liquid crystal display 1118 to display the text data as an image through the LCD control unit 1155.
  • the mobile phone 1100 causes the main control unit 1150 to generate e-mail data based on the text data accepted by the operation input control unit 1152 and the user's instruction.
  • the portable telephone 1100 performs spread spectrum processing on the electronic mail data in the modulation / demodulation circuit unit 1158, and performs digital / analog conversion processing and frequency conversion processing in the transmission / reception circuit unit 1163.
  • the cellular phone 1100 transmits the transmission signal obtained by the conversion process to a base station (not shown) via the antenna 1114.
  • the transmission signal (e-mail) transmitted to the base station is supplied to a predetermined destination via a network, a mail server, and the like.
  • the cellular phone 1100 receives a signal transmitted from the base station via the antenna 1114 by the transmission / reception circuit unit 1163, amplifies it, and further performs frequency conversion processing and Perform analog-to-digital conversion processing.
  • the cellular phone 1100 despreads the received signal by the modulation / demodulation circuit unit 1158 to restore the original electronic mail data.
  • the portable telephone 1100 displays the restored electronic mail data on the liquid crystal display 1118 via the LCD control unit 1155.
  • the portable telephone 1100 can also record (store) the received electronic mail data in the storage unit 1123 via the recording / reproducing unit 1162.
  • the storage unit 1123 is an arbitrary rewritable storage medium.
  • the storage unit 1123 may be, for example, a semiconductor memory such as a RAM or a built-in flash memory, or may be a hard disk, or a removable disk such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, an optical disk, a USB memory, or a memory card It may be media. Of course, it may be something other than these.
  • the cellular phone 1100 when transmitting image data in the data communication mode, the cellular phone 1100 generates image data with the CCD camera 1116 by imaging.
  • the CCD camera 1116 has an optical device such as a lens or an aperture and a CCD as a photoelectric conversion element, picks up an object, converts the intensity of received light into an electrical signal, and generates image data of the image of the object.
  • the CCD camera 1116 encodes the image data with the image encoder 1153 via the camera I / F unit 1154 and converts it into encoded image data.
  • the cellular phone 1100 uses the above-described image encoding device 100 as the image encoder 1153 that performs such processing.
  • the image encoder 1053 performs plane approximation using the pixel values of the processing target block itself of the original image, and generates a predicted image. By coding image data using such a predicted image, the image encoder 1053 can further improve the coding efficiency.
  • the portable telephone 1100 analog-digital converts the voice collected by the microphone (microphone) 1121 during imaging by the CCD camera 1116 in the audio codec 1159, and further encodes it.
  • the cellular phone 1100 multiplexes the encoded image data supplied from the image encoder 1153 and the digital audio data supplied from the audio codec 1159 according to a predetermined scheme in the demultiplexer 1157.
  • the cellular phone 1100 performs spread spectrum processing on the multiplexed data obtained as a result by the modulation / demodulation circuit unit 1158, and performs digital / analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception circuit unit 1163.
  • the cellular phone 1100 transmits the transmission signal obtained by the conversion process to a base station (not shown) via the antenna 1114.
  • the transmission signal (image data) transmitted to the base station is supplied to the other party of communication via a network or the like.
  • the cellular phone 1100 can also display the image data generated by the CCD camera 1116 on the liquid crystal display 1118 via the LCD control unit 1155 without passing through the image encoder 1153.
  • the cellular phone 1100 transmits the signal transmitted from the base station to the transmitting / receiving circuit portion 1163 via the antenna 1114. Receive, amplify, and perform frequency conversion and analog-to-digital conversion. The cellular phone 1100 despreads the received signal by the modulation / demodulation circuit unit 1158 to restore the original multiplexed data. The portable telephone 1100 separates the multiplexed data in the multiplex separation unit 1157 and divides it into encoded image data and audio data.
  • the cellular phone 1100 generates reproduction moving image data by decoding the encoded image data in the image decoder 1156, and causes the liquid crystal display 1118 to display this via the LCD control unit 1155. Thereby, for example, moving image data included in a moving image file linked to the simplified home page is displayed on the liquid crystal display 1118.
  • the cellular phone 1100 uses the above-described image decoding apparatus 200 as the image decoder 1156 that performs such processing. That is, as in the case of the image decoding apparatus 200, the image decoder 1156 generates a predicted image using plane parameters extracted from the encoded data supplied from the image encoding apparatus 100, and uses the predicted image to generate a predicted image. Decoded image data is generated from the difference information. Therefore, the image decoder 1156 can further improve the coding efficiency.
  • the portable telephone 1100 simultaneously converts digital audio data into an analog audio signal in the audio codec 1159 and causes the speaker 1117 to output the analog audio signal.
  • audio data included in a moving image file linked to the simple homepage is reproduced.
  • the cellular phone 1100 can also record (store) the data linked to the received simple home page or the like in the storage unit 1123 via the recording / reproducing unit 1162. .
  • the main control unit 1150 can analyze the two-dimensional code obtained by the CCD camera 1116 by the main control unit 1150 and obtain the information recorded in the two-dimensional code.
  • the cellular phone 1100 can communicate with an external device by infrared light through the infrared communication unit 1181.
  • the mobile phone 1100 can further improve the coding efficiency when coding and transmitting, for example, image data generated by the CCD camera 1116 Processing can be realized at lower cost.
  • the mobile phone 1100 can further improve the coding efficiency of data (coded data) of a moving image file linked to a simple homepage or the like, for example. Real-time processing can be realized at lower cost.
  • CMOS image sensor CMOS image sensor
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the mobile phone 1100 has been described above, for example, a PDA (Personal Digital Assistants), a smart phone, a UMPC (Ultra Mobile Personal Computer), a netbook, a notebook personal computer, etc.
  • the image encoding device 100 and the image decoding device 200 can be applied to any device having a communication function as in the case of the portable telephone 1100 regardless of the device.
  • FIG. 44 is a block diagram showing a main configuration example of a hard disk recorder using the image encoding device 100 and the image decoding device 200 to which the present invention is applied.
  • a hard disk recorder (HDD recorder) 1200 shown in FIG. 44 receives audio data and video data of a broadcast program included in a broadcast wave signal (television signal) transmitted by a satellite, a ground antenna, etc., received by a tuner. And an apparatus for storing the stored data in a built-in hard disk and providing the stored data to the user at timing according to the user's instruction.
  • a broadcast wave signal television signal
  • the hard disk recorder 1200 can extract, for example, audio data and video data from the broadcast wave signal, decode them appropriately, and store them in a built-in hard disk.
  • the hard disk recorder 1200 can also acquire audio data and video data from another device via a network, decode these as appropriate, and store them in a built-in hard disk, for example.
  • the hard disk recorder 1200 decodes, for example, audio data or video data recorded in the built-in hard disk and supplies it to the monitor 1260 to display the image on the screen of the monitor 1260. Can be output. Also, the hard disk recorder 1200 decodes, for example, audio data and video data extracted from a broadcast wave signal acquired via a tuner, or audio data and video data acquired from another device via a network. The image can be supplied to the monitor 1260 and the image can be displayed on the screen of the monitor 1260 and the sound can be output from the speaker of the monitor 1260.
  • the hard disk recorder 1200 has a receiving unit 1221, a demodulating unit 1222, a demultiplexer 1223, an audio decoder 1224, a video decoder 1225, and a recorder control unit 1226.
  • the hard disk recorder 1200 further includes an EPG data memory 1227, a program memory 1228, a work memory 1229, a display converter 1230, an on screen display (OSD) control unit 1231, a display control unit 1232, a recording and reproducing unit 1233, a D / A converter 1234, And a communication unit 1235.
  • EPG data memory 1227 a program memory 1228, a work memory 1229, a display converter 1230, an on screen display (OSD) control unit 1231, a display control unit 1232, a recording and reproducing unit 1233, a D / A converter 1234, And a communication unit 1235.
  • OSD on screen display
  • the display converter 1230 also includes a video encoder 1241.
  • the recording / reproducing unit 1233 has an encoder 1251 and a decoder 1252.
  • the receiving unit 1221 receives an infrared signal from a remote controller (not shown), converts the signal into an electrical signal, and outputs the signal to the recorder control unit 1226.
  • the recorder control unit 1226 is, for example, a microprocessor or the like, and executes various processes in accordance with a program stored in the program memory 1228. At this time, the recorder control unit 1226 uses the work memory 1229 as necessary.
  • the communication unit 1235 is connected to a network and performs communication processing with another device via the network.
  • the communication unit 1235 is controlled by the recorder control unit 1226, communicates with a tuner (not shown), and mainly outputs a channel selection control signal to the tuner.
  • the demodulation unit 1222 demodulates the signal supplied from the tuner and outputs the signal to the demultiplexer 1223.
  • the demultiplexer 1223 separates the data supplied from the demodulation unit 1222 into audio data, video data, and EPG data, and outputs the data to the audio decoder 1224, the video decoder 1225, or the recorder control unit 1226, respectively.
  • the audio decoder 1224 decodes the input audio data and outputs the decoded audio data to the recording / reproducing unit 1233.
  • the video decoder 1225 decodes the input video data and outputs the decoded video data to the display converter 1230.
  • the recorder control unit 1226 supplies the input EPG data to the EPG data memory 1227 for storage.
  • the display converter 1230 encodes the video data supplied from the video decoder 1225 or the recorder control unit 1226 into video data of, for example, a National Television Standards Committee (NTSC) system by the video encoder 1241 and outputs the video data to the recording / reproducing unit 1233.
  • the display converter 1230 converts the screen size of the video data supplied from the video decoder 1225 or the recorder control unit 1226 into a size corresponding to the size of the monitor 1260 and converts the video data into NTSC video data by the video encoder 1241. , And converts it into an analog signal, and outputs it to the display control unit 1232.
  • the display control unit 1232 superimposes the OSD signal output from the OSD (On Screen Display) control unit 1231 on the video signal input from the display converter 1230 under the control of the recorder control unit 1226, and displays it on the display of the monitor 1260. Output and display.
  • OSD On Screen Display
  • the audio data output from the audio decoder 1224 is also converted to an analog signal by the D / A converter 1234 and supplied to the monitor 1260.
  • the monitor 1260 outputs this audio signal from the built-in speaker.
  • the recording / reproducing unit 1233 has a hard disk as a storage medium for recording video data, audio data and the like.
  • the recording / reproducing unit 1233 encodes, for example, the audio data supplied from the audio decoder 1224 by the encoder 1251. Also, the recording / reproducing unit 1233 encodes the video data supplied from the video encoder 1241 of the display converter 1230 by the encoder 1251. The recording / reproducing unit 1233 combines the encoded data of the audio data and the encoded data of the video data by the multiplexer. The recording / reproducing unit 1233 channel-codes and amplifies the synthesized data, and writes the data to the hard disk via the recording head.
  • the recording and reproducing unit 1233 reproduces and amplifies the data recorded on the hard disk via the reproducing head, and separates the data into audio data and video data by the demultiplexer.
  • the recording / reproducing unit 1233 decodes the audio data and the video data by the decoder 1252.
  • the recording / reproducing unit 1233 D / A converts the decoded audio data, and outputs the converted data to a speaker of the monitor 1260. Also, the recording / reproducing unit 1233 D / A converts the decoded video data, and outputs it to the display of the monitor 1260.
  • the recorder control unit 1226 reads the latest EPG data from the EPG data memory 1227 based on the user instruction indicated by the infrared signal from the remote controller received via the reception unit 1221, and supplies it to the OSD control unit 1231. Do.
  • the OSD control unit 1231 generates image data corresponding to the input EPG data, and outputs the image data to the display control unit 1232.
  • the display control unit 1232 outputs the video data input from the OSD control unit 1231 to the display of the monitor 1260 for display. As a result, an EPG (Electronic Program Guide) is displayed on the display of the monitor 1260.
  • EPG Electronic Program Guide
  • the hard disk recorder 1200 can also acquire various data such as video data, audio data, or EPG data supplied from another device via a network such as the Internet.
  • the communication unit 1235 is controlled by the recorder control unit 1226, acquires encoded data such as video data, audio data, and EPG data transmitted from another device via the network, and supplies the encoded data to the recorder control unit 1226. Do.
  • the recorder control unit 1226 supplies, for example, encoded data of the acquired video data and audio data to the recording and reproduction unit 1233 and causes the hard disk to store the data. At this time, the recorder control unit 1226 and the recording / reproducing unit 1233 may perform processing such as re-encoding as needed.
  • the recorder control unit 1226 decodes encoded data of the acquired video data and audio data, and supplies the obtained video data to the display converter 1230.
  • the display converter 1230 processes the video data supplied from the recorder control unit 1226 as well as the video data supplied from the video decoder 1225, supplies it to the monitor 1260 via the display control unit 1232 and displays the image. .
  • the recorder control unit 1226 may supply the decoded audio data to the monitor 1260 via the D / A converter 1234 and output the sound from the speaker.
  • the recorder control unit 1226 decodes the acquired encoded data of the EPG data, and supplies the decoded EPG data to the EPG data memory 1227.
  • the hard disk recorder 1200 as described above uses the image decoding apparatus 200 as a decoder incorporated in the video decoder 1225, the decoder 1252, and the recorder control unit 1226. That is, as in the case of the image decoding apparatus 200, the decoders incorporated in the video decoder 1225, the decoder 1252, and the recorder control unit 1226 use plane parameters extracted from the encoded data supplied from the image encoding apparatus 100. The prediction image is generated, and the prediction image is used to generate decoded image data from the residual information. Therefore, the video decoder 1225, the decoder 1252, and the decoder incorporated in the recorder control unit 1226 can further improve the coding efficiency.
  • the hard disk recorder 1200 may further improve the coding efficiency of, for example, video data (coded data) received by the tuner or the communication unit 1235 and video data (coded data) reproduced by the recording / reproducing unit 1233. Real-time processing can be realized at lower cost.
  • the hard disk recorder 1200 uses the image coding device 100 as the encoder 1251. Therefore, as in the case of the image coding apparatus 100, the encoder 1251 performs plane approximation using the pixel values of the processing target block itself of the original image, and generates a predicted image. Therefore, the encoder 1251 can further improve the coding efficiency.
  • the hard disk recorder 1200 can further improve the coding efficiency of encoded data to be recorded on the hard disk, and can realize real-time processing at lower cost.
  • the hard disk recorder 1200 for recording video data and audio data on a hard disk has been described, but of course, any recording medium may be used.
  • a recording medium other than a hard disk such as a flash memory, an optical disk, or a video tape
  • the image encoding device 100 and the image decoding device 200 are applied as in the case of the hard disk recorder 1200 described above. Can.
  • FIG. 45 is a block diagram showing a principal configuration example of a camera using the image encoding device 100 and the image decoding device 200 to which the present invention is applied.
  • the camera 1300 shown in FIG. 45 images a subject and displays an image of the subject on the LCD 1316 or records it as image data in the recording medium 1333.
  • the lens block 1311 causes light (that is, an image of a subject) to be incident on the CCD / CMOS 1312.
  • the CCD / CMOS 1312 is an image sensor using a CCD or CMOS, converts the intensity of the received light into an electric signal, and supplies the electric signal to the camera signal processing unit 1313.
  • the camera signal processing unit 1313 converts the electric signal supplied from the CCD / CMOS 1312 into Y, Cr, Cb color difference signals, and supplies the color difference signals to the image signal processing unit 1314.
  • the image signal processing unit 1314 performs predetermined image processing on the image signal supplied from the camera signal processing unit 1313 under the control of the controller 1321, and encodes the image signal with the encoder 1341.
  • the image signal processing unit 1314 supplies the encoded data generated by encoding the image signal to the decoder 1315. Furthermore, the image signal processing unit 1314 obtains display data generated in the on-screen display (OSD) 1320 and supplies the display data to the decoder 1315.
  • OSD on-screen display
  • the camera signal processing unit 1313 appropriately uses a dynamic random access memory (DRAM) 1318 connected via the bus 1317, and as necessary, image data and a code obtained by encoding the image data. Data is held in the DRAM 1318.
  • DRAM dynamic random access memory
  • the decoder 1315 decodes the encoded data supplied from the image signal processing unit 1314, and supplies the obtained image data (decoded image data) to the LCD 1316. Also, the decoder 1315 supplies the display data supplied from the image signal processing unit 1314 to the LCD 1316. The LCD 1316 appropriately combines the image of the decoded image data supplied from the decoder 1315 and the image of the display data, and displays the combined image.
  • the on-screen display 1320 Under the control of the controller 1321, the on-screen display 1320 outputs display data such as a menu screen or icon consisting of symbols, characters, or figures to the image signal processing unit 1314 via the bus 1317.
  • the controller 1321 executes various processing based on a signal indicating the content instructed by the user using the operation unit 1322, and also, via the bus 1317, an image signal processing unit 1314, a DRAM 1318, an external interface 1319, an on-screen display It controls 1320 and the media drive 1323 and the like.
  • the FLASH ROM 1324 stores programs, data, and the like necessary for the controller 1321 to execute various processes.
  • the controller 1321 can encode image data stored in the DRAM 1318 or decode encoded data stored in the DRAM 1318 instead of the image signal processing unit 1314 or the decoder 1315.
  • the controller 1321 may perform encoding / decoding processing by the same method as the encoding / decoding method of the image signal processing unit 1314 or the decoder 1315, or the image signal processing unit 1314 or the decoder 1315 is compatible.
  • the encoding / decoding process may be performed by a method that is not performed.
  • the controller 1321 reads image data from the DRAM 1318 and supplies it to the printer 1334 connected to the external interface 1319 via the bus 1317. Print it.
  • the controller 1321 reads encoded data from the DRAM 1318 and supplies it to the recording medium 1333 attached to the media drive 1323 via the bus 1317.
  • the recording medium 1333 is, for example, any readable / writable removable medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, an optical disk, or a semiconductor memory.
  • the recording medium 1333 is, of course, optional as a removable medium, and may be a tape device, a disk, or a memory card. Of course, it may be a noncontact IC card or the like.
  • media drive 1323 and the recording medium 1333 may be integrated, and may be configured by a non-portable storage medium such as, for example, a built-in hard disk drive or a solid state drive (SSD).
  • SSD solid state drive
  • the external interface 1319 includes, for example, a USB input / output terminal, and is connected to the printer 1334 when printing an image.
  • a drive 1331 is connected to the external interface 1319 as necessary, and removable media 1332 such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk are appropriately mounted, and a computer program read from them is as necessary. And installed in the FLASH ROM 1324.
  • the external interface 1319 has a network interface connected to a predetermined network such as a LAN or the Internet.
  • the controller 1321 can read encoded data from the DRAM 1318 according to an instruction from the operation unit 1322, for example, and can supply it from the external interface 1319 to other devices connected via a network. Also, the controller 1321 acquires encoded data and image data supplied from another device via the network via the external interface 1319, holds the data in the DRAM 1318, and supplies it to the image signal processing unit 1314. Can be
  • the camera 1300 as described above uses the image decoding apparatus 200 as the decoder 1315. That is, as in the case of the image decoding apparatus 200, the decoder 1315 generates a predicted image using plane parameters extracted from the encoded data supplied from the image encoding apparatus 100, and uses the predicted image to generate a residual image. Decoded image data is generated from the information. Therefore, the decoder 1315 can further improve the coding efficiency.
  • the camera 1300 can encode, for example, encoded data of image data generated by the CCD / CMOS 1312, encoded data of video data read from the DRAM 1318 or the recording medium 1333, or encoded data of video data acquired via a network. Can be improved, and real-time processing can be realized at lower cost.
  • the camera 1300 uses the image coding apparatus 100 as the encoder 1341.
  • the encoder 1341 performs plane approximation using the pixel values of the processing target block itself of the original image, and generates a predicted image. Therefore, the encoder 1341 can further improve the coding efficiency.
  • the camera 1300 can further improve the coding efficiency of coded data to be recorded in, for example, the DRAM 1318 or the recording medium 1333 or coded data to be provided to another device, and realizes real-time processing at lower cost. can do.
  • the decoding method of the image decoding apparatus 200 may be applied to the decoding process performed by the controller 1321.
  • the encoding method of the image encoding device 100 may be applied to the encoding process performed by the controller 1321.
  • the image data captured by the camera 1300 may be a moving image or a still image.
  • image encoding device 100 and the image decoding device 200 are also applicable to devices and systems other than the devices described above.
  • 100 image coding device 114 intra prediction unit, 132 plane prediction image generation unit, 151 plane approximation unit, 152 plane generation unit, 153 prediction coding unit, 154 entropy coding unit, 171 storage unit, 172 neighboring block parameter acquisition unit , 173 prediction operation unit, 174 encoding unit, 200 image decoding apparatus, 211 intra prediction unit, 221 intra prediction mode determination unit, 223 entropy decoding unit, 224 prediction decoding unit, 225 plane generation unit, 231 neighboring block parameter acquisition unit, 232 prediction operation unit, 233 decoding unit, 234 storage unit, 301 plane mode parameter acquisition unit, 302 encoding unit, 321 plane mode plane parameter generation unit, 363 conversion unit, 3 1 2 ⁇ 2 block forming unit, 372 orthogonal transform unit, the inverse transform unit 384, 391 inverse orthogonal transform unit 392 plane parameter extraction unit

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Abstract

　本発明は、符号化効率をより向上させることができるようにする画像処理装置および方法に関する。　平面近似部１５１は、処理対象ブロックの各画素値自身を用いて、各画素値を近似する平面を表す関数の各パラメータを求める。平面生成部１５２は、供給された平面パラメータで表される平面上の画素値を求める。予測符号化部１５３は、平面パラメータの値を予測し、その予測値と実際の平面パラメータの値との差分をとることにより、そのデータ量を低減させる。エントロピ符号化部１５４は、その符号化された平面パラメータを、さらにエントロピ符号化する。符号化された平面パラメータは、復号側に供給される。本発明は、例えば、画像処理装置に適用することができる。

Description

画像処理装置および方法
　本発明は、画像処理装置および方法に関し、特に、符号化効率をより向上させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
　近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
　特に、MPEG２（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission）13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG２圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４～８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８～２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
　MPEG２は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG１より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG４符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
　更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L（ITU-T（ITU Telecommunication Standardization Sector）Q6/16　VCEG（Video Coding Experts Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG２やMPEG４といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG４の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われている。標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG４ Part１０（AVC（Advanced Video Coding））という名の元に国際標準となった。
　更に、その拡張として、RGBや4:2:2、4:4:4といった、業務用に必要な符号化ツールや、MPEG２で規定されていた8x8DCT（Discrete Cosine Transform）や量子化マトリクスをも含んだFRExt（Fidelity Range Extension）の標準化が行われ、これにより、H．264/AVCを用いて、映画に含まれるフィルムノイズをも良好に表現することが可能な符号化方式となって、Blu-Ray Disc（商標）等の幅広いアプリケーションに用いられる運びとなった。
　しかしながら、昨今、ハイビジョン画像の４倍の、４０００×２０００画素程度の画像を圧縮したい、或いは、インターネットのような、限られた伝送容量の環境において、ハイビジョン画像を配信したいといった、更なる高圧縮率符号化に対するニーズが高まっている。このため、先述の、ITU-T傘下のVCEGにおいて、符号化効率の改善に関する検討が継続され行なわれている。
　このH．264/AVC方式が、従来のMPEG2方式などに比して高い符号化効率を実現する要因の１つとして、イントラ予測処理を挙げることができる。
　H．264/AVC方式において、輝度信号のイントラ予測モードには、９種類の４×４画素および８×８画素のブロック単位、並びに４種類の１６×１６画素のマクロブロック単位の予測モードがある。また、色差信号のイントラ予測モードには、４種類の８×８画素のブロック単位の予測モードがある。この色差信号のイントラ予測モードは、輝度信号のイントラ予測モードと独立に設定が可能である。
　輝度信号の４×４画素および８×８画素のイントラ予測モードについては、４×４画素および８×８画素の輝度信号のブロック毎に１つのイントラ予測モードが定義される。輝度信号の１６×１６画素のイントラ予測モードと色差信号のイントラ予測モードについては、１つのマクロブロックに対して１つの予測モードが定義される。
　近年、このH．264/AVC方式におけるイントラ予測の効率をさらに改善する方法が提案されている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。
"Intra Prediction by Template Matching", T.K. Tan et al, ICIP2006 "Tools for Improving Texture and Motion Compensation", MPEG Workshop, Oct 2008
　しかしながら、H．264/AVC方式による圧縮率ではまだ不十分であり、圧縮においてさらなる情報の削減が必要とされていた。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、符号化効率をさらに向上させることを目的とする。
　本発明の一側面は、画面内符号化を行う画像データの処理対象ブロックについて、各画素値を平面を示す関数を用いて近似し、前記平面を示す関数の係数となる平面パラメータを、前記処理対象ブロックの画素値を用いて求める平面近似手段と、前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータで表される平面上の画素値を求めることにより、前記処理対象ブロック上の前記平面を予測画像として生成する平面生成手段と、前記処理対象ブロックの画素値から、前記平面生成手段により前記予測画像として生成された前記平面の画素値を減算し、差分データを生成する演算手段と、前記演算手段により生成された前記差分データを符号化する符号化手段とを備える画像処理装置である。
　前記演算手段により生成された前記差分データを直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段により前記差分データが直交変換されて生成された係数データを量子化する量子化手段とをさらに備え、前記符号化手段は、前記量子化手段により量子化された前記係数データを符号化することができる。
　前記平面近似手段は、前記処理対象ブロックの画素値を用いて最小二乗法を解くことにより、前記平面パラメータを求めることができる。
　前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータを伝送する伝送手段をさらに備えることができる。
　前記平面パラメータの予測値を算出し、前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータを前記予測値で減算する予測符号化手段をさらに備え、前記伝送手段は、前記予測符号化手段により減算された前記平面パラメータを伝送することができる。
　前記予測符号化手段は、前記処理対象ブロックの近隣ブロックの平面パラメータを用いて、前記処理対象ブロックの前記平面パラメータを予測することができる。
　前記予測符号化手段は、イントラ予測モードのプレーンモードで算出される処理対象ブロックの近似平面の平面パラメータを前記予測値とすることができる。
　前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータを直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段により直交変換された前記平面パラメータを符号化する平面パラメータ符号化手段とをさらに備えることができる。
　本発明の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、前記画像処理装置の平面近似手段が、画面内符号化を行う画像データの処理対象ブロックについて、各画素値を、平面を示す関数を用いて近似し、前記平面を示す関数の係数となる平面パラメータを、前記処理対象ブロックの画素値を用いて求め、前記画像処理装置の平面生成手段が、求められた前記平面パラメータで表される平面上の画素値を求めることにより、前記処理対象ブロック上の前記平面を予測画像として生成し、前記画像処理装置の演算手段が、前記処理対象ブロックの画素値から、前記予測画像として生成された前記平面の画素値を減算し、差分データを生成し、前記画像処理装置の符号化手段が、生成された前記差分データを符号化する画像処理方法である。
　本発明の他の側面は、画像データと、前記画像データ自身を用いてイントラ予測された予測画像との差分データが符号化された符号化データを復号する復号手段と、前記画像データの処理対象ブロックの各画素値を近似した平面を示す関数の係数となる平面パラメータを用いて、前記平面からなる前記予測画像を生成する平面生成手段と、前記復号手段により復号されて得られた前記差分データに、前記平面生成手段により生成された前記予測画像を加算する演算手段とを備える画像処理装置である。
　前記差分データを逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量子化手段により逆量子化された前記差分データを逆直交変換する逆直交変換手段とをさらに備え、前記演算手段は、前記逆直交変換手段により逆直交変換された前記差分データに、前記予測画像を加算することができる。
　前記平面パラメータは、予測値が減算されており、前記予測値を算出し、前記予測値が減算された前記平面パラメータに前記予測値を加算することにより、前記平面パラメータを予測復号する予測復号手段をさらに備え、前記平面生成手段は、前記予測復号手段により予測復号された前記平面パラメータを用いて前記予測画像を生成することができる。
　前記予測復号手段は、処理対象ブロックの近隣ブロックの平面パラメータを用いて前記予測値を算出することができる。
　前記予測復号手段は、イントラ予測モードのプレーンモード処理対象ブロックの近似平面の平面パラメータを、前記予測値として算出することができる。
　直交変換された前記平面パラメータを、逆直交変換する逆変換手段をさらに備え、前記平面生成手段は、前記逆変換手段により逆直交変換された前記平面パラメータを用いて前記予測画像を生成することができる。
　本発明の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、前記画像処理装置の復号手段が、画像データと、前記画像データ自身を用いてイントラ予測された予測画像との差分データが符号化された符号化データを復号し、前記画像処理装置の平面生成手段が、前記画像データの処理対象ブロックの各画素値を近似した平面を示す関数の係数となる平面パラメータを用いて、前記平面からなる前記予測画像を生成し、前記画像処理装置の演算手段が、復号されて得られた前記差分データに、生成された前記予測画像を加算する画像処理方法である。
　本発明の一側面においては、画面内符号化を行う画像データの処理対象ブロックについて、各画素値が平面を示す関数を用いて近似され、平面を示す関数の係数となる平面パラメータが、処理対象ブロックの画素値を用いて求められ、求められた平面パラメータで表される平面上の画素値が求められることにより、処理対象ブロック上の平面が予測画像として生成され、処理対象ブロックの画素値から、予測画像として生成された平面の画素値が減算され、差分データが生成され、生成された差分データが符号化される。
　本発明の他の側面においては、画像データと、画像データ自身を用いてイントラ予測された予測画像との差分データが符号化された符号化データが復号され、画像データの処理対象ブロックの各画素値を近似した平面を示す関数の係数となる平面パラメータを用いて、平面からなる予測画像が生成され、復号されて得られた差分データに、生成された予測画像が加算される。
　本発明によれば、画像データの符号化、若しくは、符号化された画像データの復号を行うことができる。特に、符号化効率をより向上させることができる。
本発明を適用した画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。 マクロブロックの例を示す図である。 イントラ予測部の主な構成例を示すブロック図である。 直交変換の様子の例を説明する図である。 ４×４画素のイントラ予測モードの例を示す図である。 ８×８画素のイントラ予測モードの例を示す図である。 １６×１６画素のイントラ予測モードの例を示す図である。 平面予測画像生成部の主な構成例を示すブロック図である。 近似平面の例を示す図である。 平面パラメータの算出方法の例を示す図である。 平面パラメータの算出方法の例を示す図である。 予測符号化部の主な構成例を示すブロック図である。 予測演算の例を説明する図である。 エントロピ符号化部の主な構成例を示すブロック図である。 符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。 イントラ予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測画像生成処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。 本発明を適用した画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。 イントラ予測部の主な構成例を示すブロック図である。 予測復号部の主な構成例を示すブロック図である。 復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。 イントラ予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 予測符号化部の他の構成例を示すブロック図である。 予測符号化処理の流れの他の例を説明するフローチャートである。 予測復号部の他の構成例を示すブロック図である。 予測復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 変換処理の様子の例を説明する図である。 平面予測画像生成部の他の構成例を示すブロック図である。 変換部の主な構成例を示すブロック図である。 予測画像生成処理の流れの他の例を説明するフローチャートである。 変換処理の流れの例を説明するフローチャートである。 イントラ予測部の他の構成例を示すブロック図である。 逆変換部の主な構成例を示すブロック図である。 イントラ予測処理の流れの他の例を説明するフローチャートである。 逆変換処理の流れの例を説明するフローチャートである。 マクロブロックの他の例を示す図である。 本発明を適用したパーソナルコンピュータの主な構成例を示すブロック図である。 本発明を適用したテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。 本発明を適用した携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。 本発明を適用したハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。 本発明を適用したカメラの主な構成例を示すブロック図である。
　以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（画像符号化装置）
４．第４の実施の形態（画像復号装置）
５．第５の実施の形態（画像符号化装置）
６．第６の実施の形態（画像復号装置）
７．第７の実施の形態（パーソナルコンピュータ）
８．第８の実施の形態（テレビジョン受像機）
９．第９の実施の形態（携帯電話機）
１０．第１０の実施の形態（ハードディスクレコーダ）
１１．第１１の実施の形態（カメラ）
＜１．第１の実施の形態＞
［画像符号化装置］
　図１は、本発明を適用した画像処理装置としての画像符号化装置の一実施の形態の構成を表している。
　図１に示される画像符号化装置１００は、例えば、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）４ Part１０（AVC（Advanced Video Coding））（以下H．264/AVCと称する）方式で画像を圧縮符号化する符号化装置である。ただし、画像符号化装置１００は、イントラ復号モードの１つとして、復号された周辺ブロックではなく、処理対象ブロック自身の画素を用いて生成した予測平面を用いて予測を行うモードをさらに有している。
　図１の例において、画像符号化装置１００は、A/D（Analog / Digital）変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、および演算部１１０を有する。さらに、画像符号化装置１００は、デブロックフィルタ１１１、およびフレームメモリ１１２を有する。また、画像符号化装置１００は、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測補償部１１５、および選択部１１６を有する。さらに、画像符号化装置１００は、レート制御部１１７を有する。
　A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、画面並べ替えバッファ１０２に出力し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group of Picture）構造に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３、イントラ予測部１１４、および動き予測補償部１１５に供給する。
　演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、選択部１１６から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像にイントラ予測部１１４から供給される予測画像を加算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像に動き予測補償部１１５から供給される予測画像を加算する。
　直交変換部１０４は、演算部１０３からの差分情報に対して、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換を施し、その変換係数を量子化部１０５に供給する。量子化部１０５は、直交変換部１０４が出力する変換係数を量子化する。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
　可逆符号化部１０６は、その量子化された変換係数に対して、可変長符号化、算術符号化等の可逆符号化を施す。
　可逆符号化部１０６は、イントラ予測を示す情報や、後述する予測平面に関するパラメータ（平面パラメータ）などをイントラ予測部１１４から取得し、インター予測モードを示す情報などを動き予測補償部１１５から取得する。なお、イントラ予測を示す情報は、以下、イントラ予測モード情報とも称する。また、インター予測を示す情報モードを示す情報は、以下、インター予測モード情報とも称する。
　可逆符号化部１０６は、量子化された変換係数を符号化するとともに、フィルタ係数、イントラ予測モード情報、インター予測モード情報、量子化パラメータ、および平面パラメータなどを、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
　例えば、可逆符号化部１０６においては、可変長符号化または算術符号化等の可逆符号化処理が行われる。可変長符号化としては、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などがあげられる。算術符号化としては、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などがあげられる。
　蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持し、所定のタイミングにおいて、H．264/AVC方式で符号化された符号化画像として、例えば、後段の図示せぬ記録装置や伝送路などに出力する。
　また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化し、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
　逆直交変換部１０９は、供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力は、演算部１１０に供給される。
　演算部１１０は、逆直交変換部１０９より供給された逆直交変換結果、すなわち、復元された差分情報に、選択部１１６から供給される予測画像を加算し、局部的に復号された画像（復号画像）を得る。例えば、差分情報が、イントラ符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報にイントラ予測部１１４から供給される予測画像を加算する。また、たとえば、差分情報が、インター符号化が行われる画像に対応する場合、演算部１１０は、その差分情報に動き予測補償部１１５から供給される予測画像を加算する。
　その加算結果は、デブロックフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
　デブロックフィルタ１１１は、適宜デブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去するとともに、例えばウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いて適宜ループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。デブロックフィルタ１１１は、各画素をクラス分類し、クラスごとに適切なフィルタ処理を施す。デブロックフィルタ１１１は、そのフィルタ処理結果をフレームメモリ１１２に供給する。
　フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、蓄積されている参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４または動き予測補償部１１５に出力する。
　例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、フレームメモリ１１２は、参照画像を、選択部１１３を介して動き予測補償部１１５に供給する。
　画像符号化装置１００においては、例えば、画面並べ替えバッファ１０２からのＩピクチャ、Ｂピクチャ、およびＰピクチャが、イントラ予測（イントラ処理とも称する）する画像として、イントラ予測部１１４に供給される。また、画面並べ替えバッファ１０２から読み出されたＢピクチャおよびＰピクチャが、インター予測（インター処理とも称する）する画像として、動き予測補償部１１５に供給される。
　選択部１１３は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像を、イントラ符号化を行う画像の場合、イントラ予測部１１４に供給し、インター符号化を行う画像の場合、動き予測補償部１１５に供給する。
　イントラ予測部１１４は、画面内の画素値を用いて予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、複数のモード（イントラ予測モード）によりイントラ予測を行う。
　このイントラ予測モードには、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給された参照画像に基づいて予測画像を生成するモードがある。また、このイントラ予測モードには、画面並べ替えバッファ１０２から読み出されたイントラ予測する画像自身（処理対象ブロックの画素値）を用いて予測画像を生成するモードもある。
　イントラ予測部１１４は、全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、各予測画像を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３に供給する。
　また、上述したように、イントラ予測部１１４は、採用したイントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報や、予測画像の平面パラメータ等の情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給する。
　動き予測補償部１１５は、インター符号化が行われる画像について、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、選択部１１３を介してフレームメモリ１１２から供給される参照フレームとなる復号画像とを用いて、動きベクトルを算出する。動き予測補償部１１５は、算出した動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。
　動き予測補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードのインター予測処理を行い、予測画像を生成する。動き予測補償部１１５は、生成された予測画像を、選択部１１６を介して演算部１０３に供給する。
　動き予測補償部１１５は、採用されたインター予測モードを示すインター予測モード情報や、算出した動きベクトルを示す動きベクトル情報を可逆符号化部１０６に供給する。
　選択部１１６は、イントラ符号化を行う画像の場合、イントラ予測部１１４の出力を演算部１０３に供給し、インター符号化を行う画像の場合、動き予測補償部１１５の出力を演算部１０３に供給する。
　レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
［マクロブロック］
　図２は、H．264/AVC方式における動き予測補償のブロックサイズの例を示す図である。H．264/AVC方式においては、ブロックサイズを可変にして、動き予測補償が行われる。
　図２の上段には、左から、１６×１６画素、１６×８画素、８×１６画素、および８×８画素のパーティションに分割された１６×１６画素で構成されるマクロブロックが順に示されている。また、図５の下段には、左から、８×８画素、８×４画素、４×８画素、および４×４画素のサブパーティションに分割された８×８画素のパーティションが順に示されている。
　すなわち、H．264/AVC方式においては、１つのマクロブロックを、１６×１６画素、１６×８画素、８×１６画素、あるいは８×８画素のいずれかのパーティションに分割して、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。また、８×８画素のパーティションに関しては、８×８画素、８×４画素、４×８画素、あるいは４×４画素のいずれかのサブパーティションに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。
［イントラ予測部］
　図３は、図１のイントラ予測部１１４の主な構成例を示すブロック図である。
　図３に示されるように、イントラ予測部１１４は、予測画像生成部１３１、平面予測画像生成部１３２、コスト関数算出部１３３、およびモード判定部１３４を有する。
　上述したようにイントラ予測部１１４は、フレームメモリ１１２から取得した参照画像（周辺画素）を用いて予測画像を生成するモードと、処理対象画像自身を用いて予測画像を生成するモードとの両方を有する。予測画像生成部１３１は、そのうち、フレームメモリ１１２から取得した参照画像（周辺画素）を用いるモードで予測画像を生成する。これに対して、平面予測画像生成部１３２は、処理対象画像自身を用いるモードで予測画像を生成する。
　予測画像生成部１３１若しくは平面予測画像生成部１３２により生成された予測画像は、コスト関数算出部１３３に供給される。
　コスト関数算出部１３３は、予測画像生成部１３１により生成された予測画像に対して、４×４画素、８×８画素、および１６×１６画素の各イントラ予測モードに対するコスト関数値を算出する。また、コスト関数算出部１３３は、平面予測画像生成部１３２により生成された予測画像に対して、１６×１６画素のイントラ予測モードに対するコスト関数値を算出する。
　ここで、コスト関数値としては、High Complexity モードか、Low Complexity モードのいずれかの手法に基づいて行う。これらのモードは、H．264/AVC方式における参照ソフトウエアであるＪＭ(Joint Model)で定められている。
　すなわち、High Complexity モードにおいては、候補となる全ての予測モードに対して、仮に符号化処理までが行われる。そして、次の式（１）で表されるコスト関数値が各予測モードに対して算出され、その最小値を与える予測モードが最適予測モードであるとして選択される。
　Cost(Mode)＝Ｄ＋λ・Ｒ　　　・・・（１）
　式（１）において、Ｄは、原画像と復号画像の差分（歪）、Ｒは、直交変換係数まで含んだ発生符号量、λは、量子化パラメータQPの関数として与えられるラグランジュ乗数である。
　一方、Low Complexity モードにおいては、候補となる全ての予測モードに対して、予測画像の生成、および、動きベクトル情報や予測モード情報、フラグ情報などのヘッダビットまでが算出される。そして、次の式（２）で表されるコスト関数値が各予測モードに対して算出され、その最小値を与える予測モードが最適予測モードであるとして選択される。
　Cost(Mode)＝Ｄ＋QPtoQuant(QP)・Header_Bit　　・・・（２）
　式（２）において、Ｄは、原画像と復号画像の差分（歪）、Header_Bitは、予測モードに対するヘッダビット、QPtoQuantは、量子化パラメータQPの関数として与えられる関数である。
　Low Complexity モードにおいては、全ての予測モードに対して、予測画像を生成するのみで、符号化処理および復号処理を行う必要がないため、演算量が少なくて済む。
　コスト関数算出部１３３は、以上のように算出したコスト関数値をモード判定部１３４に供給する。モード判定部１３４は、供給されたコスト関数値に基づいて、最適イントラ予測モードを選択する。すなわち、各イントラ予測モードの中から、コスト関数値が最小値であるモードを、最適イントラ予測モードとして選択する。
　モード判定部１３４は、最適イントラ予測モードとして選択した予測モードの予測画像を、必要に応じて、選択部１１６を介して演算部１０３や演算部１１０に供給する。また、モード判定部１３４は、必要に応じて、その予測モードの情報を可逆符号化部１０６に供給する。
　さらに、モード判定部１３４は、平面予測画像生成部１３２の予測モードを最適イントラ予測モードとして選択した場合、その平面パラメータを平面予測画像生成部１３２から取得し、可逆符号化部１０６に供給する。
［直交変換］
　図４は、直交変換の様子の例を説明する図である。
　図４の例において、各ブロックに付されている数字－１乃至２５は、その各ブロックのビットストリーム順（復号側における処理順）を表している。なお、輝度信号については、マクロブロックが４×４画素に分割されて、４×４画素のＤＣＴが行われる。そして、イントラ１６×１６予測モードの場合のみ、－１のブロックに示されるように、各ブロックの直流成分を集めて、４×４行列が生成され、これに対して、さらに、直交変換が施される。
　一方、色差信号については、マクロブロックが４×４画素に分割され、４×４画素のＤＣＴが行われた後に、１６および１７の各ブロックに示されるように、各ブロックの直流成分を集めて、２×２行列が生成され、これに対して、さらに、直交変換が施される。
　なお、このことは、イントラ８×８予測モードに関しては、ハイプロファイルまたはそれ以上のプロファイルで、対象マクロブロックに、８×８直交変換が施される場合についてのみ適用可能である。
［イントラ予測モード］
　ここで、予測画像生成部１３１による予測処理について説明する。H.264/AVC方式で定められているAVCの場合、予測画像生成部１３１は、輝度信号に対して、イントラ４×４予測モード、イントラ８×８予測モード、およびイントラ１６×１６予測モードの３通りのモードでイントラ予測を行う。これは、ブロック単位を定めるモードであり、マクロブロック毎に設定される。また、色差信号に対しては、マクロブロック毎に輝度信号とは独立したイントラ予測モードが設定可能である。
　さらに、イントラ４×４予測モードの場合、図５に示されるように、４×４画素の対象ブロック毎に、９種類の予測モードから１つの予測モードを設定することができる。イントラ８×８予測モードの場合、図６に示されるように、８×８画素の対象ブロック毎に、９種類の予測モードから１つの予測モードを設定することができる。また、イントラ１６×１６予測モードの場合、図７に示されるように、１６×１６画素の対象マクロブロックに対して、４種類の予測モードから１つの予測モードを設定することができる。
　なお、以下、イントラ４×４予測モード、イントラ８×８予測モード、およびイントラ１６×１６予測モードは、それぞれ、４×４画素のイントラ予測モード、８×８画素のイントラ予測モード、および１６×１６画素のイントラ予測モードとも適宜称する。
　図７は、４種類の輝度信号の１６×１６画素のイントラ予測モード(Intra_16x16_pred_mode)を示す図である。
　イントラ処理される対象マクロブロックをＡとし、P(x,y);x,y=-1,0,…,15を、その対象マクロブロックＡに隣接する画素の画素値とする。
　モード０は、Vertical Prediction modeであり、P(x,-1); x,y=-1,0,…,15が “available”である時のみ適用される。この場合、対象マクロブロックＡの各画素の予測画素値Pred(x,y)は、次の式（３）のように生成される。
　Pred(x,y) = P(x,-1);x,y=0,…,15　・・・（３）
　モード１はHorizontal Prediction modeであり、P(-1,y); x,y=-1,0,…,15が“available”である時のみ適用される。この場合、対象マクロブロックＡの各画素の予測画素値Pred(x,y)は、次の式（４）のように生成される。
　Pred(x,y) = P(-1,y);x,y=0,…,15　・・・（４）
　モード２はDC Prediction modeであり、P(x,-1)およびP(-1,y); x,y=-1,0,…,15が全て “available” である場合、対象マクロブロックＡの各画素の予測画素値Pred(x,y)は、次の式（５）のように生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、P(x,-1); x,y=-1,0,…,15が “unavailable” である場合、対象マクロブロックＡの各画素の予測画素値Pred(x,y)は、次の式（６）のように生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　P(-1,y); x,y=-1,0,…,15が “unavailable” である場合、対象マクロブロックＡの各画素の予測画素値Pred(x,y)は、次の式（７）のように生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　P(x,-1)およびP(-1,y); x,y=-1,0,…,15が全て “unavailable” である場合には、予測画素値として１２８を用いる。
　モード３はPlane Prediction modeであり、P(x,-1)及びP(-1,y); x,y=-1,0,…,15が全て “available” の場合のみ適用される。この場合、対象マクロブロックＡの各画素の予測画素値Pred(x,y)は、次の式（８）のように生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　色差信号のイントラ予測モードは、輝度信号のイントラ予測モードと独立に設定が可能である。色差信号に対するイントラ予測モードは、上述した輝度信号の１６×１６画素のイントラ予測モードに順ずる。
　ただし、輝度信号の１６×１６画素のイントラ予測モードが、１６×１６画素のブロックを対象としているのに対し、色差信号に対するイントラ予測モードは、８×８画素のブロックを対象としている。
　以上のように、輝度信号のイントラ予測モードには、９種類の４×４画素および８×８画素のブロック単位、並びに４種類の１６×１６画素のマクロブロック単位の予測モードがある。このブロック単位のモードは、マクロブロック単位毎に設定される。色差信号のイントラ予測モードには、４種類の８×８画素のブロック単位の予測モードがある。この色差信号のイントラ予測モードは、輝度信号のイントラ予測モードと独立に設定が可能である。
　また、輝度信号の４×４画素のイントラ予測モード（イントラ４×４予測モード）および８×８画素のイントラ予測モード（イントラ８×８予測モード）については、４×４画素および８×８画素の輝度信号のブロック毎に１つのイントラ予測モードが設定される。輝度信号の１６×１６画素のイントラ予測モード（イントラ１６×１６予測モード）と色差信号のイントラ予測モードについては、１つのマクロブロックに対して１つの予測モードが設定される。
［平面予測画像生成部］
　以上のような１６×１６画素のイントラ予測モードのモード３（Plane Prediction mode）の場合、処理対象ブロックの近隣の少ない画素から処理対象ブロックの平面が予測される。また、この近隣の画素値は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像の画素値が用いられる。さらに、復号処理においては、復号画像の画素値が用いられることになる。したがって、このモードの予測精度は高くなく、符号化効率も低くなってしまう恐れがある。
　これに対して平面予測画像生成部１３２は、入力画像（元の画像）の処理対象ブロック自身の画素値を用いて予測を行うことにより、予測精度を向上させ、符号化効率を向上させる。ただし、この場合、復号側で元の画像を入手することができないので、予測された平面を示すパラメータ（平面パラメータ）も復号側に伝送される。
　図８は、図３の平面予測画像生成部１３２の主な構成例を示すブロック図である。
　図８に示されるように、平面予測画像生成部１３２は、平面近似部１５１、平面生成部１５２、予測符号化部１５３、およびエントロピ符号化部１５４を有する。
　平面近似部１５１は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出した処理対象ブロックの各画素値を平面で近似する。つまり、平面近似部１５１は、処理対象ブロックの各画素値を近似する平面を求める。より具体的には、平面近似部１５１は、処理対象ブロックの各画素値を近似する平面（近似平面）を表す関数の各係数を求める。この近似平面を表す関数の各係数を平面パラメータと称する。平面近似部１５１は、平面パラメータを求めると、それを平面生成部１５２および予測符号化部１５３に供給する。
　平面生成部１５２は、供給された平面パラメータで表される平面上の画素値を求める。この平面は、処理対象ブロックの各画素値を近似する平面である。つまり、平面生成部１５２は、その各画素値に対応する近似値（平面上の値）を求めることにより、処理対象ブロック上にその平面を生成する。平面生成部１５２は、このように平面を各画素値で表すと、その画素値群をコスト関数算出部１３３に供給する。
　平面近似部１５１において求められた平面パラメータは、復号処理において必要なため、復号側に伝送される。そこで、より容易に伝送することができるように、平面予測画像生成部１３２は、平面パラメータをエントロピ符号化する。また、平面予測画像生成部１３２は、そのエントロピ符号化の前に、他の情報から平面パラメータの値を予測することによって、平面パラメータのデータ量をさらに低減させる。
　予測符号化部１５３は、供給された平面パラメータの予測符号化を行い、そのデータ量を低減させる。予測符号化部１５３は、平面パラメータの値を予測し、その予測値と実際の平面パラメータの値との差分をとることにより、そのデータ量を低減させる。予測符号化部１５３は、その符号化結果（符号化された平面パラメータ）をエントロピ符号化部１５４に供給する。
　エントロピ符号化部１５４は、その符号化された平面パラメータを、さらにエントロピ符号化する。エントロピ符号化部１５４は、符号化データをモード判定部１３４に供給する。
［近似平面］
　まず、平面近似について説明する。図９は、近似平面の例を示す図である。上述したように、平面近似部１５１は、処理対象ブロックの各画素値を近似する平面（近似平面）を生成する。図９に示されるように、この近似平面１６１は、ＸＹＺ空間において、以下の式（９）のような関数で表される。
　Ｚ＝ａＸ＋ｂＹ＋ｃ　・・・（９）
　なお、ＸＹ平面が処理対象ブロックの各画素の座標を示し、Ｚ軸が各画素値を示すものとする。つまり、平面近似部１５１は、この式（９）のパラメータａ，ｂ，ｃを求めることにより、近似平面１６１を求める。
［平面パラメータ］
　この近似平面１６１は、処理対象ブロック自身の画素値から最小二乗法を解くことにより求められる。図１０は、この平面パラメータａ，ｂ，ｃの算出方法の例を示す図である。
　例えば、ブロックサイズを１６×１６とし、ｊｉ平面とすると、平面１６１上の画素値ｆ（ｊ，ｉ）を求めるオブジェクト関数は、以下の式（１０）のように示される。
　ｆ（ｊ，ｉ）＝ａｊ＋ｂｉ＋ｃ　・・・（１０）
　したがって、その近似平面１６１と実際の画素値との差を示すエラー値Ｅ（ａ，ｂ，ｃ）を求めるエラー関数は、以下の式（１１）のように示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　このエラー値が最小となるように平面パラメータａ，ｂ，ｃを求めると、平面パラメータａ，ｂ，ｃは、以下の式（１２）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ただし、変数Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、以下の式（１３）のように示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　なお、近似平面１６１の算出（予測）には、符号化対象となる画像符号化装置１００の入力画像（つまり、元の画像）のデータが用いられればよい。例えば、処理対象ブロックの周辺画素も近似平面１６１の算出に用いるようにしてもよい。図１１の例の場合、処理対象ブロックを含む１７×１７の画素を用いて平面パラメータが求められる。この場合も、図１０の場合と同様に最小二乗法を解くことにより、平面パラメータが求められる。
　この場合、エラー値が最小となるように平面パラメータａ，ｂ，ｃを求めると、平面パラメータａ，ｂ，ｃは、以下の式（１４）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　ただし、変数Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、以下の式（１５）のように示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　平面生成部１５２は、以上のように生成された平面パラメータにより示される平面１６１を表す各画素値を求める。
　なお、平面１６１の求め方は任意である。例えば、平面近似部１５１が、最小二乗法を用いる方法以外の方法で、平面１６１の平面パラメータを求めるようにしても良い。
［予測符号化部］
　以上のように求められた平面パラメータａ，ｂ，ｃは、それぞれ値を持ち、符号化によりデータ量を低減させることができる余地がある。特に、パラメータｃは、平面１６１の直流成分であり、大きな値を持つ可能性が高く、予測符号化によりデータ量を低減させることができる可能性が高い。
　ところで、一般的に、１６×１６画素のイントラ予測モードのモード３（Plane Prediction mode）のような平面予測による予測符号化の符号化効率が高くるのは、画像の周波数成分が低い場合である。例えば、グラデーションが発生する部分のように、画像が緩やかに変化する部分において、このようなモードが採用される可能性が高い。
　つまり、平面予測が有用になる部分においては、処理対象ブロックと近隣ブロックとの間で、画像の性質の相関性が高くなる可能性が大きい。換言すれば、処理対象ブロックの平面パラメータと、近隣ブロックの平面パラメータとの相関性も高くなる可能性が大きい。
　このような性質を利用して、予測符号化部１５３は、過去に算出された、処理対象ブロックの近隣のブロックの平面パラメータから、処理対象ブロックの平面パラメータを予測し、その予測値と実際に求められた平面パラメータの各値との差分を算出する。
　図１２は、図８の予測符号化部１５３の主な構成例を示すブロック図である。図１２に示されるように、予測符号化部１５３は、記憶部１７１、近隣ブロックパラメータ取得部１７２、予測演算部１７３、および符号化部１７４を有する。
　記憶部１７１は、平面近似部１５１により求められた平面パラメータａ，ｂ，ｃを記憶する。この記憶部１７１に記憶された平面パラメータａ，ｂ，ｃは、時間的に後に処理される他のブロックにおいて使用される可能性がある。つまり、記憶部１７１には、過去に求められた近隣ブロックの平面パラメータａ，ｂ，ｃが格納される。
　近隣ブロックパラメータ取得部１７２は、処理対象ブロックの平面パラメータが平面近似部１５１から供給されると、その記憶部１７１から、過去に求められた、処理対象ブロックの近隣ブロックの平面パラメータａ，ｂ，ｃを取得する。近隣ブロックパラメータ取得部１７２は、取得した近隣ブロックの平面パラメータを、予測演算部１７３に供給する。
　予測演算部１７３は、近隣ブロックの平面パラメータを用いて、処理対象ブロックの平面パラメータの予測値を算出する。予測演算部１７３は、算出した予測値を符号化部１７４に供給する。
　符号化部１７４は、平面近似部１５１から供給された平面パラメータと、予測演算部１７３から供給された予測値との差分を求める。符号化部１７４は、その差分値を予測符号化結果としてエントロピ符号化部１５４に供給する。
　次に、予測演算部１７３による予測値の算出方法について説明する。この予測値の算出方法は、基本的に任意である。
　例えば、図１３に示されるように、平面近似部１５１により求められる処理対象ブロック１８１の平面パラメータを（ａ０，ｂ０，ｃ０）とする。その処理対象ブロック１８１の左斜め上のブロック１８２の平面パラメータを（ａ１，ｂ２，ｃ１）とする。また、処理対象ブロック１８１の上のブロック１８３の平面パラメータを（ａ２，ｂ２，ｃ２）とする。さらに、処理対象ブロック１８１の左隣のブロック１８４の平面パラメータを（ａ３，ｂ３，ｃ３）とする。また、処理対象ブロック１８１の平面パラメータの予測値を（ａ’，ｂ’，ｃ’）とする。
　予測演算部１７３は、例えば、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの平均値を、処理対象ブロック１８１の平面パラメータの予測値とする。例えば、予測演算部１７３は、以下の式（１６）のように、平面パラメータａ，ｂ，ｃのそれぞれについて近隣ブロックの平均値を求め、それらを予測値とする（図１３の１））。
　ａ’＝mean（ａ１，ａ２，ａ３）
　ｂ’＝mean（ｂ１，ｂ２，ｂ３）
　ｃ’＝mean（ｃ１，ｃ２，ｃ３）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１６）
　予測演算部１７３は、この予測値を用いて、予測符号化結果（ａ’’，ｂ’’，ｃ’’）を以下の式（１７）のように算出する。
　ａ’’＝ａ０－ａ’
　ｂ’’＝ｂ０－ｂ’
　ｃ’’＝ｃ０－ｃ’
　　　　　　　　　　　・・・（１７）
　なお、例えば、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの中間値を予測値とするようにしてもよい。この場合、予測演算部１７３は、例えば以下の式（１８）のように、平面パラメータａ，ｂ，ｃのそれぞれについて近隣ブロックの中間値を求める（図１３の２））。
　ａ’＝median（ａ１，ａ２，ａ３）
　ｂ’＝median（ｂ１，ｂ２，ｂ３）
　ｃ’＝median（ｃ１，ｃ２，ｃ３）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１８）
　また、予測演算部１７３が、例えば、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの各値を用いて、以下の式（１９）のような演算により、処理対象ブロックの予測値を求めるようにしてもよい（図１３の３））。
　ａ’＝ａ３＋ａ２－ａ１
　ｂ’＝ｂ３＋ｂ２－ｂ１
　ｃ’＝ｃ３＋ｃ２－ｃ１
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１９）
　さらに、予測演算部１７３が、例えば、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの各値を用いて、以下の式（２０）のような演算により、処理対象ブロックの予測値を求めるようにしてもよい（図１３の４））。
　ａ’＝ａ３＋（ａ２－ａ１）／２
　ｂ’＝ｂ３＋（ｂ２－ｂ１）／２
　ｃ’＝ｃ３＋（ｃ２－ｃ１）／２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２０）
　また、予測演算部１７３が、例えば、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの各値を用いて、以下の式（２１）のような演算により、処理対象ブロックの予測値を求めるようにしてもよい（図１３の５））。
　ａ’＝ａ２＋（ａ３－ａ１）／２
　ｂ’＝ｂ２＋（ｂ３－ｂ１）／２
　ｃ’＝ｃ２＋（ｃ３－ｃ１）／２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２１）
　さらに、予測演算部１７３が、例えば、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの各値を用いて、以下の式（２２）のような演算により、処理対象ブロックの予測値を求めるようにしてもよい（図１３の６））。
　ａ’＝（ａ３＋ａ２）／２
　ｂ’＝（ｂ３＋ｂ２）／２
　ｃ’＝（ｃ３＋ｃ２）／２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２２）
　また、予測演算部１７３が、例えば、以下の式（２３）に示されるように、ブロック１８２乃至ブロック１８４の平面パラメータの各値の条件に応じて、処理対象ブロックの各予測値を設定するようにしてもよい（図１３の７））。
　｜ａ１－ａ３｜＜｜ａ１－ａ２｜の場合、
　　ａ’＝ａ２
　　ｂ’＝ｂ２
　　ｃ’＝ｃ２
　｜ａ１－ａ３｜＞｜ａ１－ａ２｜の場合、
　　ａ’＝ａ３
　　ｂ’＝ｂ３
　　ｃ’＝ｃ３
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２３）
　さらに、上述した以外の方法で予測値が求められるようにしても良い。また、予測演算部１７３が、複数の方法で予測値を求め、その予測値算出結果から、最適なもの（例えば、最も平面パラメータ（ａ０，ｂ０，ｃ０）に近い値）を選択するようにしてもよい。
［エントロピ符号化部］
　以上のように、予測符号化された平面パラメータは、エントロピ符号化部１５４によりエントロピ符号化される。図１４は、図８のエントロピ符号化部１５４の主な構成例を示すブロック図である。
　エントロピ符号化部１５４は、例えば図１４に示されるように、コンテキスト生成部１９１、バイナリ符号化部１９２、およびCABAC（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding）１９３を有する。
　コンテキスト生成部１９１は、予測符号化部１５３から供給された予測符号化結果や、周辺ブロックの状態に応じて、コンテキストを１つまたは複数生成し、それぞれについて確率モデルを定義する。
　バイナリ符号化部１９２は、コンテキスト生成部１９１から出力されるコンテキスト出力を２値化する。CABAC１９３は、２値化されたコンテキストを算術符号化する。CABAC１９３から出力された符号化データ（符号化された平面パラメータ）は、モード判定部１３４に供給される。また、CABAC１９３は、符号化結果に基づいて、コンテキスト生成部１９１の確率モデルを更新する。
［符号化処理］
　次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１５のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
　ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換部１０１から供給された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
　ステップＳ１０３において、イントラ予測部１１４および動き予測補償部１１５は、それぞれ画像の予測処理を行う。すなわち、ステップＳ１０３において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。動き予測補償部１１５は、インター予測モードの動き予測補償処理を行う。
　ステップＳ１０４において、選択部１１６は、イントラ予測部１１４および動き予測補償部１１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適予測モードを決定する。つまり、選択部１１６は、イントラ予測部１１４により生成された予測画像と、動き予測補償部１１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
　また、この予測画像の選択情報は、イントラ予測部１１４または動き予測補償部１１５に供給される。最適イントラ予測モードの予測画像が選択された場合、イントラ予測部１１４は、最適イントラ予測モードを示す情報（すなわち、イントラ予測モード情報）を、可逆符号化部１０６に供給する。
　さらに最適イントラ予測モードとして、元の画像を用いて予測を行う平面予測画像生成部１３２の予測モードが選択された場合、イントラ予測部１１４は、予測した平面パラメータの符号化データも可逆符号化部１０６に供給する。
　最適インター予測モードの予測画像が選択された場合、動き予測補償部１１５は、最適インター予測モードを示す情報と、必要に応じて、最適インター予測モードに応じた情報を可逆符号化部１０６に出力する。最適インター予測モードに応じた情報としては、動きベクトル情報やフラグ情報、参照フレーム情報などがあげられる。
　ステップＳ１０５において、演算部１０３は、ステップＳ１０２で並び替えられた画像と、ステップＳ１０３の予測処理により得られた予測画像との差分を演算する。予測画像は、インター予測する場合は動き予測補償部１１５から、イントラ予測する場合はイントラ予測部１１４から、それぞれ選択部１１６を介して演算部１０３に供給される。
　差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
　ステップＳ１０６において、直交変換部１０４は演算部１０３から供給された差分情報を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、変換係数が出力される。ステップＳ１０７において、量子化部１０５は変換係数を量子化する。
　ステップＳ１０８において、可逆符号化部１０６は量子化部１０５から出力された量子化された変換係数を符号化する。すなわち、差分画像（インターの場合、２次差分画像）に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
　なお、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０４の処理により選択された予測画像の予測モードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データのヘッダ情報に付加する。
　つまり、可逆符号化部１０６は、イントラ予測部１１４から供給されるイントラ予測モード情報、または、動き予測補償部１１５から供給される最適インター予測モードに応じた情報なども符号化し、ヘッダ情報に付加する。また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測部１１４から平面パラメータの符号化データが供給される場合、その符号化データも、符号化データのヘッダ情報等に付加する。
　ステップＳ１０９において蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から出力される符号化データを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路を介して復号側に伝送される。
　ステップＳ１１０においてレート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
　また、ステップＳ１０７の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１１１において、逆量子化部１０８は量子化部１０５により量子化された変換係数を量子化部１０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ１１２において、逆直交変換部１０９は、逆量子化部１０８により逆量子化された変換係数を直交変換部１０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。
　ステップＳ１１３において、演算部１１０は、選択部１１６を介して入力される予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部１０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ１１４においてデブロックフィルタ１１１は、演算部１１０から出力された画像をフィルタリングする。これによりブロック歪みが除去される。ステップＳ１１５においてフレームメモリ１１２は、フィルタリングされた画像を記憶する。なお、フレームメモリ１１２にはデブロックフィルタ１１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部１１０から供給され、記憶される。
［予測処理］
　次に、図１６のフローチャートを参照して、図１５のステップＳ１０３において実行される予測処理の流れの例を説明する。
　ステップＳ１３１において、イントラ予測部１１４は処理対象のブロックの画素を、候補となる全てのイントラ予測モードでイントラ予測する。なお、このイントラ予測モードには、フレームメモリ１１２から供給される参照画像を用いて予測を行うモードと、画面並べ替えバッファ１０２から取得した元の画像を用いて予測を行うモードとの両方が含まれる。また、フレームメモリ１１２から供給される参照画像を用いて予測が行われる場合、参照される復号済みの画素としては、デブロックフィルタ１１１によりデブロックフィルタリングされていない画素が用いられる。
　画面並べ替えバッファ１０２から供給される処理対象の画像がインター処理される画像である場合、参照される画像がフレームメモリ１１２から読み出され、選択部１１３を介して動き予測補償部１１５に供給される。これらの画像に基づいて、ステップＳ１３２において、動き予測補償部１１５はインター動き予測処理を行う。すなわち、動き予測補償部１１５は、フレームメモリ１１２から供給される画像を参照して、候補となる全てのインター予測モードの動き予測処理を行う。
　ステップＳ１３３において、動き予測補償部１１５は、ステップＳ１３２において算出されたインター予測モードに対してのコスト関数値の中から、最小値を与える予測モードを、最適インター予測モードとして決定する。そして、動き予測補償部１１５は、インター処理する画像と最適インター予測モードで生成された２次差分情報との差分、および最適インター予測モードのコスト関数値を、選択部１１６に供給する。
［イントラ予測処理］
　図１７は、図１６のステップＳ１３１において実行されるイントラ予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
　イントラ予測処理が開始されると、ステップＳ１５１において、予測画像生成部１３１は、フレームメモリ１１２から供給される参照画像の近隣ブロックの画素を用いて、各モードで予測画像を生成する。
　ステップＳ１５２において、平面予測画像生成部１３２は、画面並び替えバッファ１０２から供給される元の画像（原画像）を用いて、予測画像を生成する。
　ステップＳ１５３において、コスト関数算出部１３３は、各モードについて、コスト関数値を算出する。
　ステップＳ１５４において、モード判定部１３４は、ステップＳ１５３の処理により算出された各モードのコスト関数値に基づいて、各イントラ予測モードに対して最適モードを決定する。
　ステップＳ１５５において、モード判定部１３４は、ステップＳ１５３の処理により算出された各モードのコスト関数値に基づいて、最適イントラ予測モードを選択する。
　モード判定部１３４は、最適イントラ予測モードとして選択したモードで生成された予測画像を演算部１０３および演算部１１０に供給する。また、モード判定部１３４は、選択した予測モードを示す情報を可逆符号化部１０６に供給する。さらに、モード判定部１３４は、原画像を用いて予測画像を生成するモードを選択した場合、平面パラメータの符号化データも可逆符号化部１０６に供給する。
　ステップＳ１５５の処理が終わると、イントラ予測部１１４は、処理を図１６のステップＳ１３１に戻し、ステップＳ１３２以降の処理を実行させる。
［予測画像生成処理］
　次に、図１８のフローチャートを参照して、図１７のステップＳ１５２において実行される予測画像生成処理の流れの例を説明する。
　予測画像生成処理が開始されると、平面予測画像生成部１３２の平面近似部１５１（図８）は、ステップＳ１７１において、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された元の画像を用いて、上述したように例えば最小二乗法を解くことにより平面近似を行い、処理対象ブロックの各画素値を近似する平面の平面パラメータを求める。
　ステップＳ１７２において、平面生成部１５２は、ステップＳ１７１の処理により求められた平面パラメータにより示される平面上の各画素値を、予測値として求める。ステップＳ１７３において、予測符号化部１５３は、ステップＳ１７１の処理により生成された平面パラメータを予測符号化する。
　ステップＳ１７４において、エントロピ符号化部１５４は、予測符号化結果をエントロピ符号化する。エントロピ符号化が終了すると、平面予測画像生成部１３２は、処理を図１７のステップＳ１５２に戻し、ステップＳ１５３以降の処理を実行させる。
［予測符号化処理］
　次に、図１９のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ１７３において実行される予測符号化処理の流れの例を説明する。
　予測符号化処理が開始されると、予測符号化部１５３の記憶部１７１（図１２）は、ステップＳ１９１において、図１８のステップＳ１７１の処理により求められた平面パラメータを記憶する。
　ステップＳ１９２において、近隣ブロックパラメータ取得部１７２は、記憶部１７１に記憶されている近隣ブロックの平面パラメータを取得する。ステップＳ１９３において、予測演算部１７３は、近隣ブロックの平面パラメータを用いて、上述したように予測演算を行い、処理対象ブロックの平面パラメータの予測値を算出する。
　ステップＳ１９４において、符号化部１７４は、ステップＳ１９３において算出された予測値と、図１８のステップＳ１７１の処理により求められた平面パラメータとの差分（残差）を求め、その残差を予測符号化結果（符号化データ）としてエントロピ符号化部１５４に供給する。
　ステップＳ１９４の処理が終了すると、予測符号化部１５３は、処理を図１８のステップＳ１７３に戻し、ステップＳ１７４以降の処理を実行させる。
　以上のように、平面予測画像生成部１３２は、元の画像自身を用いて平面近似を行うので、従来のイントラ予測モードのモード３（Plane Prediction mode）の場合よりも予測精度を向上させることができる。このようなモードをイントラ予測モードとして設けたので、画像符号化装置１００は、符号化効率をより向上させることができる。なお、以上においては、平面パラメータを伝送する方法として、符号化データのヘッダ情報に平面パラメータを多重化するように説明したが、平面パラメータの格納場所は任意である。例えば、SEI（Suplemental Enhancement Information）等のパラメータセット（例えばシーケンスやピクチャのヘッダ等）に平面パラメータを格納するようにしてもよい。また、平面パラメータを、符号化データとは別に（別のファイルとして）、画像符号化装置から画像復号装置に伝送させるようにしてもよい。
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
　第１の実施の形態において説明した画像符号化装置１００により符号化された符号化データは、所定の伝送路を介して、画像符号化装置１００に対応する画像復号装置に伝送され、復号される。
　以下に、その画像復号装置について説明する。図２０は、本発明を適用した画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
　図２０に示されるように、画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、デブロックフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、D/A変換部２０８、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測補償部２１２、および選択部２１３を有する。
　蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。この符号化データは、画像符号化装置１００により符号化されたものである。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から所定のタイミングで読み出された符号化データを、図１の可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。
　逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた係数データを、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化する。逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データを、逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で、その係数データを逆直交変換し、画像符号化装置１００において直交変換される前の残差データに対応する復号残差データを得る。
　逆直交変換されて得られた復号残差データは、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測補償部２１２から予測画像が供給される。
　演算部２０５は、その復号残差データと予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像データに対応する復号画像データを得る。演算部２０５は、その復号画像データをデブロックフィルタ２０６に供給する。
　デブロックフィルタ２０６は、復号された画像のブロック歪を除去した後、フレームメモリ２０９に供給し、蓄積させるとともに、画面並べ替えバッファ２０７にも供給する。
　画面並べ替えバッファ２０７は、画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
　選択部２１０は、インター処理される画像と参照される画像をフレームメモリ２０９から読み出し、動き予測補償部２１２に供給する。また、選択部２１０は、イントラ予測に用いられる画像をフレームメモリ２０９から読み出し、イントラ予測部２１１に供給する。
　イントラ予測部２１１には、ヘッダ情報を復号して得られたイントラ予測モードを示す情報や平面パラメータに関する情報等が可逆復号部２０２から適宜供給される。イントラ予測部２１１は、この情報に基づいて、予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
　動き予測補償部２１２は、ヘッダ情報を復号して得られた情報（予測モード情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報）を可逆復号部２０２から取得る。インター予測モードを示す情報が供給された場合、動き予測補償部２１２は、可逆復号部２０２からのインター動きベクトル情報に基づいて、予測画像を生成し、生成した予測画像を選択部２１３に供給する。
　選択部２１３は、動き予測補償部２１２またはイントラ予測部２１１により生成された予測画像を選択し、演算部２０５に供給する。
［イントラ予測部］
　図２１は、図２０のイントラ予測部２１１の主な構成例を示すブロック図である。
　図２１に示されるように、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モード判定部２２１、予測画像生成部２２２、エントロピ復号部２２３、予測復号部２２４、および平面生成部２２５を有する。
　イントラ予測モード判定部２２１は、可逆復号部２０２から供給される情報に基づいてイントラ予測モードを判定する。参照画像を用いて予測画像を生成するモードの場合、イントラ予測モード判定部２２１は、予測画像生成部２２２を制御し、予測画像を生成させる。平面パラメータから予測画像を生成するモードの場合、イントラ予測モード判定部２２１は、イントラ予測モードの情報とともに供給される平面パラメータを、エントロピ復号部２２３に供給する。
　予測画像生成部２２２は、フレームメモリ２０９から近隣ブロックの参照画像を取得し、その近隣画素の画素値を用いて、画像符号化装置１００の予測画像生成部１３１（図３）と同様の方法で予測画像を生成する。予測画像生成部２２２は、生成した予測画像を演算部２０５に供給する。
　イントラ予測モード判定部２２１を介してエントロピ復号部２２３に供給される平面パラメータは、エントロピ符号化部１５４（図８）によりエントロピ符号化されている。エントロピ復号部２２３は、そのエントロピ符号化方法に対応する方法で、平面パラメータをエントロピ復号する。エントロピ復号部２２３は、復号した平面パラメータを予測復号部２２４に供給する。
　エントロピ復号部２２３から供給される平面パラメータは、予測符号化部１５３（図８）により予測符号化されている。予測復号部２２４は、その予測符号化方法に対応する方法で、平面パラメータを予測復号する。予測復号部２２４は、復号した平面パラメータを平面生成部２２５に供給する。
　平面生成部２２５は、平面生成部１５２（図８）と同様の方法で、平面パラメータ（ａ，ｂ，ｃ）で示される近似平面を画素値で表す予測画像を生成する。平面生成部２２５は、生成した予測画像を演算部２０５に供給する。
［予測復号部］
　図２２は、図２１の予測復号部２２４の主な構成例を示すブロック図である。
　図２２に示されるように、予測復号部２２４は、近隣ブロックパラメータ取得部２３１、予測演算部２３２、復号部２３３、および記憶部２３４を有する。この構成は、基本的に図１２を参照して説明した予測符号化部１５３の構成と同様である。ただし、記憶部２３４は、復号結果を記憶する。
　近隣ブロックパラメータ取得部２３１は、予測符号化された処理対象ブロックの平面パラメータが供給されると、記憶部２３４に記憶されている、処理対象ブロックの近隣のブロック（近隣ブロック）の平面パラメータを取得する。この平面パラメータは既に復号されている。近隣ブロックパラメータ取得部２３１は、取得した平面パラメータを予測演算部２３２に供給する。
　予測演算部２３２は、予測演算部１７３と同様の予測演算を行い、供給された近隣ブロックの平面パラメータから処理対象ブロックの平面パラメータの予測値を算出する。予測演算部２３２は、算出した予測値を復号部２３３に供給する。
　復号部２３３は、エントロピ復号部２２３から供給される予測符号化された平面パラメータに、予測演算部２３２から供給される予測値を加算することにより、平面パラメータを復号する。復号部２３３は、復号結果（復号された平面パラメータ）を平面生成部２２５に供給する。また、復号部２３３は、復号された平面パラメータを記憶部２３４に供給し、記憶させる。
［復号処理］
　次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図２３のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
　復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は伝送されてきた符号化データを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給される符号化データを復号する。すなわち、図１の可逆符号化部１０６により符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、並びにＢピクチャが復号される。
　このとき、動きベクトル情報、参照フレーム情報、予測モード情報（イントラ予測モード、またはインター予測モード）、フラグ情報、および平面パラメータ等も復号される。
　すなわち、予測モード情報がイントラ予測モード情報である場合、予測モード情報は、イントラ予測部２１１に供給される。予測モード情報がインター予測モード情報である場合、予測モード情報と対応する動きベクトル情報は、動き予測補償部２１２に供給される。
　また、平面パラメータが存在する場合は、その平面パラメータはイントラ予測部２１１に供給される。
　ステップＳ２０３において、逆量子化部２０３は可逆復号部２０２により復号された変換係数を、図１の量子化部１０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ２０４において逆直交変換部２０４は逆量子化部２０３により逆量子化された変換係数を、図１の直交変換部１０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。これにより図１の直交変換部１０４の入力（演算部１０３の出力）に対応する差分情報が復号されたことになる。
　ステップＳ２０５において、イントラ予測部２１１、または動き予測補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給される予測モード情報に対応して、それぞれ画像の予測処理を行う。
　すなわち、可逆復号部２０２からイントラ予測モード情報が供給された場合、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、可逆復号部２０２から平面パラメータも供給された場合、イントラ予測部２１１は、その平面パラメータを用いたイントラ予測処理を行う。
　可逆復号部２０２からインター予測モード情報が供給された場合、動き予測補償部２１２は、インター予測モードの動き予測処理を行う。
　ステップＳ２０６において、選択部２１３は予測画像を選択する。すなわち、選択部２１３には、イントラ予測部２１１により生成された予測画像、若しくは、動き予測補償部２１２により生成された予測画像が供給される。選択部２１３は、そのいずれか一方を選択する。選択された予測画像は、演算部２０５に供給される。
　ステップＳ２０７において、演算部２０５は、ステップＳ２０４の処理により得られた差分情報に、ステップＳ２０６の処理により選択された予測画像を加算する。これにより元の画像データが復号される。
　ステップＳ２０８において、デブロックフィルタ２０６は、演算部２０５から供給された復号画像データをフィルタリングする。これによりブロック歪みが除去される。
　ステップＳ２０９において、フレームメモリ２０９は、フィルタリングされた復号画像データを記憶する。
　ステップＳ２１０において、画面並べ替えバッファ２０７は、復号画像データのフレームの並べ替えを行う。すなわち、復号画像データの、画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２（図１）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
　ステップＳ２１１において、D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７においてフレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
［予測処理］
　次に図２４のフローチャートを参照して、図２３のステップＳ２０５において実行される予測処理の流れの例を説明する。
　予測処理が開始されると、可逆復号部２０２は、イントラ予測モード情報に基づいて、イントラ符号化されているか否かを判定する。イントラ符号化されていると判定した場合、可逆復号部２０２は、イントラ予測モード情報をイントラ予測部２１１に供給し、処理をステップＳ２３２に進める。なお、平面パラメータが存在する場合、可逆復号部２０２は、その平面パラメータもイントラ予測部２１１に供給する。
　ステップＳ２３２において、イントラ予測部２１１は、イントラ予測処理を行う。イントラ予測処理が終了すると、イントラ予測部２１１は、処理を図２３のステップＳ２０５に戻し、ステップＳ２０６以降の処理を実行させる。
　また、ステップＳ２３１において、インター符号化されていると判定された場合、可逆復号部２０２は、インター予測モード情報を動き予測補償部２１２に供給し、処理をステップＳ２３３に進める。
　ステップＳ２３３において、動き予測補償部２１２は、インター動き予測補償処理を行う。インター動き予測補償処理が終了すると、動き予測補償部２１２は、処理を図２３のステップＳ２０５に戻し、ステップＳ２０６以降の処理を実行させる。
［イントラ予測処理］
　次に、図２５のフローチャートを参照して、図２４のステップＳ２３２において実行されるイントラ予測処理の流れの例を説明する。
　イントラ予測処理が開始されると、イントラ予測モード判定部２２１は、ステップＳ２５１において、画像符号化装置１００から供給された、元の画像（原画像）から生成された平面パラメータから予測処理を行う原画像予測処理であるか否かを判定する。可逆復号部２０２から供給されたイントラ予測モード情報に基づいて原画像予測処理であると判定した場合、イントラ予測モード判定部２２１は、処理をステップＳ２５２に進める。
　ステップＳ２５２において、イントラ予測モード判定部２２１は、可逆復号部２０２から平面パラメータを取得する。
　ステップＳ２５３において、エントロピ復号部２２３は、その平面パラメータをエントロピ復号する。
　ステップＳ２５４において、予測復号部２２４は、エントロピ復号された平面パラメータを予測復号する。
　ステップＳ２５５において、平面生成部２２５は、復号された平面パラメータが示す平面上の各画素値を求める。
　ステップＳ２５５の処理が終了すると、イントラ予測部２１１は、処理を図２４のステップＳ２３２に戻し、それ以降処理を繰り返す。
　また、ステップＳ２５１において、原画像予測処理で無いと判定した場合、イントラ予測モード判定部２２１は、処理をステップＳ２５６に進める。
　ステップＳ２５６において、予測画像生成部２２２は、フレームメモリ２０９から参照画像を取得し、その参照画像に含まれる近隣画素から処理対象ブロックの予測を行う近隣予測処理を行う。ステップＳ２５６の処理が終了すると、イントラ予測部２１１は、処理を図２４のステップＳ２３２に戻し、それ以降処理を繰り返す。
［予測復号処理］
　次に、図２６のフローチャートを参照して、図２５のステップＳ２５４において実行される予測復号処理の流れの例を説明する。
　予測復号処理が開始されると、近隣ブロックパラメータ取得部２３１は、ステップＳ２７１において、記憶部２３４から近隣ブロックの平面パラメータを取得する。
　ステップＳ２７２において、予測演算部２３２は、取得された近隣ブロックの平面パラメータを用いて予測演算を行い、処理対象ブロックの平面パラメータを予測する。
　ステップＳ２７３において、復号部２３３は、予測符号化された平面パラメータに予測演算結果を加算して復号する。
　ステップＳ２７４において、記憶部２３４は、復号された平面パラメータを記憶する。
　以上のように、イントラ予測部２１１が、画像符号化装置１００から供給された平面パラメータを用いて予測画像を生成するので、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００が元の画像自身を用いて行ったイントラ予測モードで符号化した符号化データを復号することができる。つまり、画像復号装置２００は、予測精度の高いイントラ予測モードで符号化された符号化データを復号することができる。
　なお、予測復号部２２４は、予測符号化された平面パラメータを復号することができる。つまり、画像復号装置２００は、データ量を低減させた平面パラメータを用いて復号処理を行うことができる。
　また、エントロピ復号部２２３は、エントロピ符号化された平面パラメータを復号することができる。つまり、画像復号装置２００は、データ量を低減させた平面パラメータを用いて復号処理を行うことができる。
　すなわち、画像復号装置２００は、符号化効率をより向上させることができる。
＜３．第３の実施の形態＞
［予測符号化部］
　第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、平面パラメータの予測符号化方法として、既に算出されている近隣ブロックの平面パラメータを用いて、処理対象ブロックの平面パラメータの予測値を算出し、その予測値を実際の平面パラメータの値から減算する方法について説明した。
　しかしながら、平面パラメータの予測符号化方法は、これ以外であってもよい。例えば、イントラ１６×１６予測モードのモード３（Plane Prediction mode）で算出される処理対象ブロックの平面パラメータを予測値として利用するようにしてもよい。
　この平面パラメータは、イントラ１６×１６予測モードのモード３（以下、プレーンモードと称する）として既に算出されているので、この値を用いることにより、改めて予測値を算出する必要がなく、平面パラメータの予測符号化についての負荷を低減させることができる。
　図２７は、この場合の画像符号化装置１００の予測符号化部１５３の主な構成例を示すブロック図である。
　図２７に示されるように、この場合、予測符号化部１５３は、プレーンモードパラメータ取得部３０１および符号化部３０２を有する。
　プレーンモードパラメータ取得部３０１は、平面近似部１５１から処理対象ブロックの平面パラメータを取得すると、予測画像生成部１３１がプレーンモードのイントラ予測により生成した、その処理対象ブロックの平面パラメータを取得する。プレーンモードパラメータ取得部３０１は、取得したプレーンモードの平面パラメータを符号化部３０２に供給する。
　符号化部３０２は、プレーンモードパラメータ取得部３０１から供給されたプレーンモードの平面パラメータを予測値とし、平面近似部１５１が生成した処理対象ブロックの平面パラメータからその予測値を減算することにより、平面パラメータを符号化する。
　つまり、符号化部３０２は、平面パラメータａ，ｂ，ｃをそれぞれの予測値で減算する。符号化部３０２は、その予測符号化結果をエントロピ符号化部１５４に供給する。
［予測符号化処理］
　次に、このような予測符号化部１５３により実行される予測符号化処理の流れの例を、図２８のフローチャートを参照して説明する。
　予測符号化処理が開始されると、プレーンモードパラメータ取得部３０１は、ステップＳ３０１において、イントラ１６×１６予測モードのプレーンモードの平面パラメータを取得する。
　ステップＳ３０２において、符号化部３０２は、イントラ１６×１６予測モードのプレーンモードの平面パラメータを予測値とし、平面近似部１５１により求められた平面パラメータとその予測値の残差を予測符号化結果として求める。
　ステップＳ３０２の処理が終了すると、予測符号化部１５３は、処理を図１８のステップＳ１７３に戻し、ステップＳ１７４以降の処理を実行させる。
　このようにすることにより、画像符号化装置１００は、平面パラメータのデータ量を低減させることができ、符号化効率をより向上させることができる。
＜４．第４の実施の形態＞
［予測復号部］
　次に、第３の実施の形態において説明した画像符号化装置１００により画像データが符号化されて生成された符号化データを復号する画像復号装置２００について説明する。
　図２９は、この場合の画像復号装置２００の予測復号部２２４の主な構成例を示すブロック図である。
　図２９に示されるように、この場合、予測復号部２２４は、プレーンモード平面パラメータ生成部３２１および復号部３２２を有する。
　プレーンモード平面パラメータ生成部３２１は、エントロピ復号部２２３からエントロピ復号された処理対象ブロックの平面パラメータを取得すると、フレームメモリ２０９から供給される近隣ブロックの参照画像を用いて、イントラ１６×１６予測モードのプレーンモードの平面パラメータを生成する。
　プレーンモード平面パラメータ生成部３２１は、画像符号化装置１００の予測画像生成部１３１がイントラ１６×１６予測モードのプレーンモードで平面パラメータを生成する場合と同様の方法で、平面パラメータを生成する。プレーンモード平面パラメータ生成部３２１は、生成した平面パラメータを復号部３２２に供給する。
　復号部３２２は、プレーンモード平面パラメータ生成部３２１が生成したイントラ１６×１６予測モードのプレーンモードの平面パラメータを予測値とする。復号部３２２は、エントロピ復号部２２３から供給された、予測符号化された処理対象ブロックの平面パラメータにその予測値を加算する。
　つまり、復号部３２２は、予測符号化されている平面パラメータａ，ｂ，ｃに、それぞれの予測値を加算する。復号部３２２は、その予測復号結果を平面生成部２２５に供給する。
［予測復号処理］
　図３０のフローチャートを参照して、この場合の、図２５のステップＳ２５４において実行される予測復号処理の流れの例を説明する。
　予測復号処理が開始されると、プレーンモード平面パラメータ生成部３２１は、ステップＳ３２１において、イントラ１６×１６予測モードのプレーンモードで平面パラメータを求める。
　ステップＳ３２２において、復号部３２２は、予測符号化された平面パラメータに、ステップＳ３２１の処理により算出された、イントラ１６×１６予測モードのプレーンモードの平面パラメータを加算して復号する。
　ステップＳ３２２の処理が終了すると、予測復号部２２４は、処理を図２５のステップＳ２５４に戻し、ステップＳ２５５以降の処理を実行させる。
　このようにすることにより、予測復号部２２４は、画像符号化装置１００の予測符号化部１５３が予測符号化した平面パラメータを復号することができる。
　つまり、画像復号装置２００は、平面パラメータのデータ量を低減させることができ、符号化効率をより向上させることができる。
＜５．第５の実施の形態＞
［変換処理］
　なお、以上においては、平面パラメータを予測符号化するように説明したが、平面パラメータは直交変換するようにしてもよい。
　図３１は、変換処理の様子の例を説明する図である。例えば、図３１のAに示されるように、イントラ予測モードの場合、画像符号化装置１００は、色差信号について、直交変換された隣接する２×２ブロックの直流成分を抽出し、それらを２×２の１つのブロックとしてさらに直交変換する。
　この仕組みを利用して、画像符号化装置１００は、平面パラメータａ，ｂ，ｃを用いて２×２のブロック３４１を生成し、それを直交変換する。２×２のブロック３４１は、左上の値がｃ、右上の値がａ、左下の値がｂ、右下の値が０である。
　このように、平面パラメータを用いて２×２ブロック３４１を生成し、そのブロック３４１を直交変換することにより、平面パラメータを、より効率よくエントロピ符号化を行う事ができるようになる。つまり、画像符号化装置１００は、符号化効率をより向上させることができる。
［平面予測画像生成部］
　図３２は、この場合の平面予測画像生成部１３２の構成例を示すブロック図である。この場合も、平面予測画像生成部１３２は、基本的に図８を参照して説明した場合と同様の構成を有する。
　ただし、この場合、予測符号化部１５３の代わりに変換部３６３を有する。
　変換部３６３は、図３１のBを参照して説明したように、平面近似部１５１により生成された平面パラメータを用いて２×２ブロックを生成し、それを直交変換する。変換部３６３は、直交変換して得られる係数データをエントロピ符号化部１５４に供給する。
　エントロピ符号化部１５４は、変換部３６３から供給された係数データをエントロピ符号化する。
［変換部］
　図３３は、変換部３６３の主な構成例を示すブロック図である。
　図３３に示されるように、変換部３６３は、２×２ブロック形成部３７１および直交変換部３７２を有する。
　２×２ブロック形成部３７１は、平面近似部１５１から供給される平面パラメータａ，ｂ，ｃに値「０」を追加し、図３１のBに示されるような２×２ブロックを形成する。２×２ブロック形成部３７１は、その２×２ブロックを直交変換部３７２に供給する。
　直交変換部３７２は、２×２ブロック形成部３７１より供給された２×２ブロックを直交変換する。直交変換部３７２は、生成した係数データをエントロピ符号化部１５４に供給する。
［予測画像生成処理］
　図３４のフローチャートを参照して、図３２の平面予測画像生成部１３２により実行される予測画像生成処理の流れの他の例を説明する。この処理は、図１８のフローチャートを参照して説明した予測画像生成処理に対応する。
　予測画像生成処理が開始されると、平面近似部１５１は、ステップＳ３４１において、平面近似を行い、平面パラメータを求める。ステップＳ３４２において、平面生成部１５２は、平面パラメータにより示される平面上の各画素値を求める。
　ステップＳ３４３において、変換部３６３は、ステップＳ３４１の処理により求められた平面パラメータを図３１のBに示されるように直交変換する。ステップＳ３４４において、エントロピ符号化部１５４は、ステップＳ３４３において直交変換された平面パラメータをエントロピ符号化する。
　エントロピ符号化が終了すると、平面予測画像生成部１３２は、予測画像生成処理を終了し、処理を図１７に戻し、ステップＳ１５３以降の処理を実行する。
［変換処理］
　次に、図３５のフローチャートを参照して、図３４のステップＳ３４３において実行される変換処理の流れの例を説明する。
　変換処理が開始されると、２×２ブロック形成部３７１は、ステップＳ３６１において、平面パラメータに値「０」を追加し、図３１のBに示されるように、２×２ブロックにする。
　ステップＳ３６２において、直交変換部３７２は、その２×２ブロックを直交変換する。
　直交変換が終了すると、変換部３６３は、処理を図３４に戻し、ステップＳ３４５以降の処理を実行させる。
　以上のように、平面パラメータの各値を用いて２×２ブロックを形成し、それを直交変換することにより、平面予測画像生成部１３２は、平面パラメータのデータ量を低減させることができる。つまり、画像符号化装置１００は、符号化効率をより向上させることができる。
＜６．第６の実施の形態＞
［イントラ予測部］
　次に、第５の実施の形態において説明した画像符号化装置１００により画像データが符号化されて生成された符号化データを復号する画像復号装置２００について説明する。
　図３６は、この場合の画像復号装置２００のイントラ予測部２１１の主な構成例を示すブロック図である。
　図３６に示されるように、この場合のイントラ予測部２１１は、図２１の場合と基本的に同様の構成を有するが、予測復号部２２４の代わりに、逆変換部３８４を有する。
　エントロピ復号部２２３によりエントロピ復号されて得られるデータは、画像符号化装置１００の変換部３６３（図３２）により直交変換された係数データである。
　逆変換部３８４は、エントロピ復号部２２３から供給された係数データを、変換部３６３に対応する方法で逆直交変換する。逆変換部３８４は、逆直交変換して得られた平面パラメータを平面生成部２２５に供給する。
［逆変換部］
　図３７は、逆変換部３８４の主な構成例を示すブロック図である。
　図３７に示されるように、逆変換部３８４は、逆直交変換部３９１および平面パラメータ抽出部３９２を有する。
　逆直交変換部３９１は、エントロピ復号部２２３から供給された係数データを、変換部３６３に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換部３９１は、逆直交変換された２×２ブロックを平面パラメータ抽出部３９２に供給する。
　平面パラメータ抽出部３９２は、その２×２ブロックから平面パラメータａ，ｂ，ｃを抽出し、それらを平面生成部２２５に供給する。
［イントラ予測処理］
　図３８のフローチャートを参照して、図３６のイントラ予測部２１１により実行されるイントラ予測処理の流れの他の例を説明する。この処理は、図２５のフローチャートを参照して説明したイントラ予測処理に対応する。
　このイントラ予測処理は、基本的に図２５のフローチャートを参照して説明した場合と同様に行われる。つまり、ステップＳ３７１乃至ステップＳ３７３、並びに、ステップＳ３７５およびステップＳ３７６の各処理は、図２５のステップＳ２５１乃至ステップＳ２５３、並びに、ステップＳ２５５およびステップＳ２５６の各処理と同様に行われる。
　ステップＳ３７４において、逆変換部３８４は、エントロピ復号された２×２ブロックを逆直交変換し、平面パラメータの各値を求める。
［逆変換処理］
　次に、図３９のフローチャートを参照して、図３８のステップＳ３７４において実行される逆変換処理の流れの例を説明する。
　逆変換処理が開始されると、逆直交変換部３９１は、ステップＳ３９１において、２×２ブロックを逆直交変換する。ステップＳ３９２において、平面パラメータ抽出部３９２は、その２×２ブロックから平面パラメータａ，ｂ，ｃを抽出する。
　平面パラメータが抽出されると、逆変換部３８４は、逆変換処理を終了し、処理を図３８に戻し、ステップＳ３７５に進める。
　以上のように、逆変換部３８４は、直交変換された２×２ブロックを逆直交変換し、平面パラメータを抽出することができる。これにより、イントラ予測部２１１は、平面パラメータのデータ量を低減させることができる。つまり、画像復号装置２００は、符号化効率をより向上させることができる。
　なお、以上においては、画像符号化装置１００が、平面パラメータを画像データ（残差情報）を符号化した符号化データに含めて画像復号装置２００に供給するように説明した。しかしながら、これに限らず、画像符号化装置１００が、符号化データとは別に、平面パラメータを画像復号装置２００に供給するようにしてもよい。
［マクロブロック］
　以上においては、１６×１６以下のマクロブロックについて説明したが、マクロブロックのサイズは、１６×１６より大きくてもよい。
　本発明は、例えば図４０に示されるようなあらゆる大きさのマクロブロックに対して適用することができる。例えば、本発明は、通常の１６×１６画素のようなマクロブロックだけでなく、３２×３２画素のような拡張されたマクロブロック（拡張マクロブロック）にも適用することができる。
　図４０において、上段には、左から、３２×３２画素、３２×１６画素、１６×３２画素、および１６×１６画素のブロック（パーティション）に分割された３２×３２画素で構成されるマクロブロックが順に示されている。また、中段には、左から、１６×１６画素、１６×８画素、８×１６画素、および８×８画素のブロックに分割された１６×１６画素で構成されるブロックが順に示されている。さらに、下段には、左から、８×８画素、８×４画素、４×８画素、および４×４画素のブロックに分割された８×８画素のブロックが順に示されている。
　すなわち、３２×３２画素のマクロブロックは、上段に示される３２×３２画素、３２×１６画素、１６×３２画素、および１６×１６画素のブロックでの処理が可能である。
　上段の右側に示される１６×１６画素のブロックは、H．264/AVC方式と同様に、中段に示される１６×１６画素、１６×８画素、８×１６画素、および８×８画素のブロックでの処理が可能である。
　中段の右側に示される８×８画素のブロックは、H．264/AVC方式と同様に、下段に示される８×８画素、８×４画素、４×８画素、および４×４画素のブロックでの処理が可能である。
　これらのブロックは、以下の３階層に分類することができる。すなわち、図４０の上段に示される３２×３２画素、３２×１６画素、および１６×３２画素のブロックを第１階層と称する。上段の右側に示される１６×１６画素のブロック、並びに、中段に示される１６×１６画素、１６×８画素、および８×１６画素のブロックを、第２階層と称する。中段の右側に示される８×８画素のブロック、並びに、下段に示される８×８画素、８×４画素、４×８画素、および４×４画素のブロックを、第３階層と称する。
　このような階層構造を採用することにより、１６×１６画素のブロック以下に関しては、H．264/AVC方式と互換性を保ちながら、そのスーパーセットとして、より大きなブロックを定義することができる。
＜７．第７の実施の形態＞
［パーソナルコンピュータ］
　上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図４１に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
　図４１において、パーソナルコンピュータ５００のCPU５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記憶されているプログラム、または記憶部５１３からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU５０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
　CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５１０も接続されている。
　入出力インタフェース５１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部５１１、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部５１２、ハードディスクなどより構成される記憶部５１３、モデムなどより構成される通信部５１４が接続されている。通信部５１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
　入出力インタフェース５１０にはまた、必要に応じてドライブ５１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア５２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部５１３にインストールされる。
　上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
　この記録媒体は、例えば、図４１に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア５２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
　なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
　また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
　また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
　また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　例えば、上述した画像符号化装置１００や画像復号装置２００は、任意の電子機器に適用することができる。以下にその例について説明する。
＜８．第８の実施の形態＞
［テレビジョン受像機］
　図４２は、本発明を適用した画像復号装置２００を用いるテレビジョン受像機の主な構成例を示すブロック図である。
　図４２に示されるテレビジョン受像機１０００は、地上波チューナ１０１３、ビデオデコーダ１０１５、映像信号処理回路１０１８、グラフィック生成回路１０１９、パネル駆動回路１０２０、および表示パネル１０２１を有する。
　地上波チューナ１０１３は、地上アナログ放送の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、映像信号を取得し、それをビデオデコーダ１０１５に供給する。ビデオデコーダ１０１５は、地上波チューナ１０１３から供給された映像信号に対してデコード処理を施し、得られたデジタルのコンポーネント信号を映像信号処理回路１０１８に供給する。
　映像信号処理回路１０１８は、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた映像データをグラフィック生成回路１０１９に供給する。
　グラフィック生成回路１０１９は、表示パネル１０２１に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成し、生成した映像データや画像データをパネル駆動回路１０２０に供給する。また、グラフィック生成回路１０１９は、項目の選択などにユーザにより利用される画面を表示するための映像データ（グラフィック）を生成し、それを番組の映像データに重畳したりすることによって得られた映像データをパネル駆動回路１０２０に供給するといった処理も適宜行う。
　パネル駆動回路１０２０は、グラフィック生成回路１０１９から供給されたデータに基づいて表示パネル１０２１を駆動し、番組の映像や上述した各種の画面を表示パネル１０２１に表示させる。
　表示パネル１０２１はLCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、パネル駆動回路１０２０による制御に従って番組の映像などを表示させる。
　また、テレビジョン受像機１０００は、音声A/D（Analog/Digital)変換回路１０１４、音声信号処理回路１０２２、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３、音声増幅回路１０２４、およびスピーカ１０２５も有する。
　地上波チューナ１０１３は、受信した放送波信号を復調することにより、映像信号だけでなく音声信号も取得する。地上波チューナ１０１３は、取得した音声信号を音声A/D変換回路１０１４に供給する。
　音声A/D変換回路１０１４は、地上波チューナ１０１３から供給された音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声信号を音声信号処理回路１０２２に供給する。
　音声信号処理回路１０２２は、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、得られた音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
　エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声信号処理回路１０２２から供給された音声データを音声増幅回路１０２４に供給する。
　音声増幅回路１０２４は、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３から供給された音声データに対してD/A変換処理、増幅処理を施し、所定の音量に調整した後、音声をスピーカ１０２５から出力させる。
　さらに、テレビジョン受像機１０００は、デジタルチューナ１０１６およびMPEGデコーダ１０１７も有する。
　デジタルチューナ１０１６は、デジタル放送（地上デジタル放送、BS（Broadcasting Satellite）／CS（Communications Satellite）デジタル放送）の放送波信号を、アンテナを介して受信し、復調し、MPEG-TS（Moving Picture Experts Group-Transport Stream）を取得し、それをMPEGデコーダ１０１７に供給する。
　MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSに施されているスクランブルを解除し、再生対象（視聴対象）になっている番組のデータを含むストリームを抽出する。MPEGデコーダ１０１７は、抽出したストリームを構成する音声パケットをデコードし、得られた音声データを音声信号処理回路１０２２に供給するとともに、ストリームを構成する映像パケットをデコードし、得られた映像データを映像信号処理回路１０１８に供給する。また、MPEGデコーダ１０１７は、MPEG-TSから抽出したEPG（Electronic Program Guide)データを図示せぬ経路を介してCPU１０３２に供給する。
　テレビジョン受像機１０００は、このように映像パケットをデコードするMPEGデコーダ１０１７として、上述した画像復号装置２００を用いる。なお、放送局等より送信されるMPEG-TSは、画像符号化装置１００によって符号化されている。
　MPEGデコーダ１０１７は、画像復号装置２００の場合と同様に、画像符号化装置１００より供給される符号化データから抽出した平面パラメータを用いて予測画像を生成し、その予測画像を用いて残差情報から復号画像データを生成する。したがって、MPEGデコーダ１０１７は、符号化効率をより向上させることができる。
　MPEGデコーダ１０１７から供給された映像データは、ビデオデコーダ１０１５から供給された映像データの場合と同様に、映像信号処理回路１０１８において所定の処理が施され、グラフィック生成回路１０１９において、生成された映像データ等が適宜重畳され、パネル駆動回路１０２０を介して表示パネル１０２１に供給され、その画像が表示される。
　MPEGデコーダ１０１７から供給された音声データは、音声A/D変換回路１０１４から供給された音声データの場合と同様に、音声信号処理回路１０２２において所定の処理が施され、エコーキャンセル／音声合成回路１０２３を介して音声増幅回路１０２４に供給され、D/A変換処理や増幅処理が施される。その結果、所定の音量に調整された音声がスピーカ１０２５から出力される。
　また、テレビジョン受像機１０００は、マイクロホン１０２６、およびA/D変換回路１０２７も有する。
　A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
　エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、テレビジョン受像機１０００のユーザ（ユーザＡ）の音声のデータがA/D変換回路１０２７から供給されている場合、ユーザＡの音声データを対象としてエコーキャンセルを行い、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
　さらに、テレビジョン受像機１０００は、音声コーデック１０２８、内部バス１０２９、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory)１０３０、フラッシュメモリ１０３１、CPU１０３２、USB（Universal Serial Bus) I/F１０３３、およびネットワークI/F１０３４も有する。
　A/D変換回路１０２７は、音声会話用のものとしてテレビジョン受像機１０００に設けられるマイクロホン１０２６により取り込まれたユーザの音声の信号を受信し、受信した音声信号に対してA/D変換処理を施し、得られたデジタルの音声データを音声コーデック１０２８に供給する。
　音声コーデック１０２８は、A/D変換回路１０２７から供給された音声データを、ネットワーク経由で送信するための所定のフォーマットのデータに変換し、内部バス１０２９を介してネットワークI/F１０３４に供給する。
　ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続される。ネットワークI/F１０３４は、例えば、そのネットワークに接続される他の装置に対して、音声コーデック１０２８から供給された音声データを送信する。また、ネットワークI/F１０３４は、例えば、ネットワークを介して接続される他の装置から送信される音声データを、ネットワーク端子１０３５を介して受信し、それを、内部バス１０２９を介して音声コーデック１０２８に供給する。
　音声コーデック１０２８は、ネットワークI/F１０３４から供給された音声データを所定のフォーマットのデータに変換し、それをエコーキャンセル／音声合成回路１０２３に供給する。
　エコーキャンセル／音声合成回路１０２３は、音声コーデック１０２８から供給される音声データを対象としてエコーキャンセルを行い、他の音声データと合成するなどして得られた音声のデータを、音声増幅回路１０２４を介してスピーカ１０２５より出力させる。
　SDRAM１０３０は、CPU１０３２が処理を行う上で必要な各種のデータを記憶する。
　フラッシュメモリ１０３１は、CPU１０３２により実行されるプログラムを記憶する。フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムは、テレビジョン受像機１０００の起動時などの所定のタイミングでCPU１０３２により読み出される。フラッシュメモリ１０３１には、デジタル放送を介して取得されたEPGデータ、ネットワークを介して所定のサーバから取得されたデータなども記憶される。
　例えば、フラッシュメモリ１０３１には、CPU１０３２の制御によりネットワークを介して所定のサーバから取得されたコンテンツデータを含むMPEG-TSが記憶される。フラッシュメモリ１０３１は、例えばCPU１０３２の制御により、そのMPEG-TSを、内部バス１０２９を介してMPEGデコーダ１０１７に供給する。
　MPEGデコーダ１０１７は、デジタルチューナ１０１６から供給されたMPEG-TSの場合と同様に、そのMPEG-TSを処理する。このようにテレビジョン受像機１０００は、映像や音声等よりなるコンテンツデータを、ネットワークを介して受信し、MPEGデコーダ１０１７を用いてデコードし、その映像を表示させたり、音声を出力させたりすることができる。
　また、テレビジョン受像機１０００は、リモートコントローラ１０５１から送信される赤外線信号を受光する受光部１０３７も有する。
　受光部１０３７は、リモートコントローラ１０５１からの赤外線を受光し、復調して得られたユーザ操作の内容を表す制御コードをCPU１０３２に出力する。
　CPU１０３２は、フラッシュメモリ１０３１に記憶されているプログラムを実行し、受光部１０３７から供給される制御コードなどに応じてテレビジョン受像機１０００の全体の動作を制御する。CPU１０３２とテレビジョン受像機１０００の各部は、図示せぬ経路を介して接続されている。
　USB I/F１０３３は、USB端子１０３６に装着されたUSBケーブルを介して接続される、テレビジョン受像機１０００の外部の機器との間でデータの送受信を行う。ネットワークI/F１０３４は、ネットワーク端子１０３５に装着されたケーブルを介してネットワークに接続し、ネットワークに接続される各種の装置と音声データ以外のデータの送受信も行う。
　テレビジョン受像機１０００は、MPEGデコーダ１０１７として画像復号装置２００を用いることにより、符号化効率をより向上させることができる。その結果として、テレビジョン受像機１０００は、アンテナを介して受信する放送波信号や、ネットワークを介して取得するコンテンツデータの符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
＜９．第９の実施の形態＞
［携帯電話機］
　図４３は、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を用いる携帯電話機の主な構成例を示すブロック図である。
　図４３に示される携帯電話機１１００は、各部を統括的に制御するようになされた主制御部１１５０、電源回路部１１５１、操作入力制御部１１５２、画像エンコーダ１１５３、カメラI/F部１１５４、LCD制御部１１５５、画像デコーダ１１５６、多重分離部１１５７、記録再生部１１６２、変復調回路部１１５８、および音声コーデック１１５９を有する。これらは、バス１１６０を介して互いに接続されている。
　また、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９、CCD（Charge Coupled Devices）カメラ１１１６、液晶ディスプレイ１１１８、記憶部１１２３、送受信回路部１１６３、アンテナ１１１４、マイクロホン（マイク）１１２１、およびスピーカ１１１７を有する。
　電源回路部１１５１は、ユーザの操作により終話および電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話機１１００を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話機１１００は、CPU、ROMおよびRAM等でなる主制御部１１５０の制御に基づいて、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行う。
　例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、マイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声信号を、音声コーデック１１５９によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（音声信号）は、公衆電話回線網を介して通話相手の携帯電話機に供給される。
　また、例えば、音声通話モードにおいて、携帯電話機１１００は、アンテナ１１１４で受信した受信信号を送受信回路部１１６３で増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理し、変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理し、音声コーデック１１５９によってアナログ音声信号に変換する。携帯電話機１１００は、その変換して得られたアナログ音声信号をスピーカ１１１７から出力する。
　更に、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを送信する場合、携帯電話機１１００は、操作キー１１１９の操作によって入力された電子メールのテキストデータを、操作入力制御部１１５２において受け付ける。携帯電話機１１００は、そのテキストデータを主制御部１１５０において処理し、LCD制御部１１５５を介して、画像として液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。
　また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、操作入力制御部１１５２が受け付けたテキストデータやユーザ指示等に基づいて電子メールデータを生成する。携帯電話機１１００は、その電子メールデータを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（電子メール）は、ネットワークおよびメールサーバ等を介して、所定のあて先に供給される。
　また、例えば、データ通信モードにおいて電子メールを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の電子メールデータを復元する。携帯電話機１１００は、復元された電子メールデータを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示する。
　なお、携帯電話機１１００は、受信した電子メールデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
　この記憶部１１２３は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。記憶部１１２３は、例えば、RAMや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクであってもよいし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアであってもよい。もちろん、これら以外のものであってもよい。
　さらに、例えば、データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、携帯電話機１１００は、撮像によりCCDカメラ１１１６で画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、レンズや絞り等の光学デバイスと光電変換素子としてのCCDを有し、被写体を撮像し、受光した光の強度を電気信号に変換し、被写体の画像の画像データを生成する。CCDカメラ１１１６は、その画像データを、カメラI/F部１１５４を介して、画像エンコーダ１１５３で符号化し、符号化画像データに変換する。
　携帯電話機１１００は、このような処理を行う画像エンコーダ１１５３として、上述した画像符号化装置１００を用いる。画像エンコーダ１０５３は、画像符号化装置１００の場合と同様に、元の画像の処理対象ブロック自身の画素値を用いて平面近似を行い、予測画像を生成する。このような予測画像を用いて画像データを符号化することにより、画像エンコーダ１０５３は、符号化効率をより向上させることができる。
　なお、携帯電話機１１００は、このとき同時に、CCDカメラ１１１６で撮像中にマイクロホン（マイク）１１２１で集音した音声を、音声コーデック１１５９においてアナログデジタル変換し、さらに符号化する。
　携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、画像エンコーダ１１５３から供給された符号化画像データと、音声コーデック１１５９から供給されたデジタル音声データとを、所定の方式で多重化する。携帯電話機１１００は、その結果得られる多重化データを、変復調回路部１１５８でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部１１６３でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理する。携帯電話機１１００は、その変換処理により得られた送信用信号を、アンテナ１１１４を介して図示しない基地局へ送信する。基地局へ伝送された送信用信号（画像データ）は、ネットワーク等を介して、通信相手に供給される。
　なお、画像データを送信しない場合、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６で生成した画像データを、画像エンコーダ１１５３を介さずに、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させることもできる。
　また、例えば、データ通信モードにおいて、簡易ホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、携帯電話機１１００は、基地局から送信された信号を、アンテナ１１１４を介して送受信回路部１１６３で受信し、増幅し、さらに周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理する。携帯電話機１１００は、その受信信号を変復調回路部１１５８でスペクトラム逆拡散処理して元の多重化データを復元する。携帯電話機１１００は、多重分離部１１５７において、その多重化データを分離して、符号化画像データと音声データとに分ける。
　携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６において符号化画像データをデコードすることにより、再生動画像データを生成し、これを、LCD制御部１１５５を介して液晶ディスプレイ１１１８に表示させる。これにより、例えば、簡易ホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる動画データが液晶ディスプレイ１１１８に表示される。
　携帯電話機１１００は、このような処理を行う画像デコーダ１１５６として、上述した画像復号装置２００を用いる。つまり、画像デコーダ１１５６は、画像復号装置２００の場合と同様に、画像符号化装置１００より供給される符号化データから抽出した平面パラメータを用いて予測画像を生成し、その予測画像を用いて残差情報から復号画像データを生成する。したがって、画像デコーダ１１５６は、符号化効率をより向上させることができる。
　このとき、携帯電話機１１００は、同時に、音声コーデック１１５９において、デジタルの音声データをアナログ音声信号に変換し、これをスピーカ１１１７より出力させる。これにより、例えば、簡易ホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。
　なお、電子メールの場合と同様に、携帯電話機１１００は、受信した簡易ホームページ等にリンクされたデータを、記録再生部１１６２を介して、記憶部１１２３に記録する（記憶させる）ことも可能である。
　また、携帯電話機１１００は、主制御部１１５０において、撮像されてCCDカメラ１１１６で得られた２次元コードを解析し、２次元コードに記録された情報を取得することができる。
　さらに、携帯電話機１１００は、赤外線通信部１１８１で赤外線により外部の機器と通信することができる。
　携帯電話機１１００は、画像エンコーダ１１５３として画像符号化装置１００を用いることにより、例えばCCDカメラ１１１６において生成された画像データを符号化して伝送する際の、符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
　また、携帯電話機１１００は、画像デコーダ１１５６として画像復号装置２００を用いることにより、例えば、簡易ホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータ（符号化データ）の符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
　なお、以上において、携帯電話機１１００が、CCDカメラ１１１６を用いるように説明したが、このCCDカメラ１１１６の代わりに、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたイメージセンサ（CMOSイメージセンサ）を用いるようにしてもよい。この場合も、携帯電話機１１００は、CCDカメラ１１１６を用いる場合と同様に、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを生成することができる。
　また、以上においては携帯電話機１１００として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機１１００と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機１１００の場合と同様に、画像符号化装置１００および画像復号装置２００を適用することができる。
＜１０．第１０の実施の形態＞
［ハードディスクレコーダ］
　図４４は、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を用いるハードディスクレコーダの主な構成例を示すブロック図である。
　図４４に示されるハードディスクレコーダ（HDDレコーダ）１２００は、チューナにより受信された、衛星や地上のアンテナ等より送信される放送波信号（テレビジョン信号）に含まれる放送番組のオーディオデータとビデオデータを、内蔵するハードディスクに保存し、その保存したデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する装置である。
　ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、放送波信号よりオーディオデータとビデオデータを抽出し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ネットワークを介して他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを適宜復号し、内蔵するハードディスクに記憶させることもできる。
　さらに、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、内蔵するハードディスクに記録されているオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることができる。また、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナを介して取得された放送波信号より抽出されたオーディオデータとビデオデータ、または、ネットワークを介して他の装置から取得したオーディオデータやビデオデータを復号してモニタ１２６０に供給し、モニタ１２６０の画面にその画像を表示させ、モニタ１２６０のスピーカよりその音声を出力させることもできる。
　もちろん、この他の動作も可能である。
　図４４に示されるように、ハードディスクレコーダ１２００は、受信部１２２１、復調部１２２２、デマルチプレクサ１２２３、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、およびレコーダ制御部１２２６を有する。ハードディスクレコーダ１２００は、さらに、EPGデータメモリ１２２７、プログラムメモリ１２２８、ワークメモリ１２２９、ディスプレイコンバータ１２３０、OSD（On Screen Display）制御部１２３１、ディスプレイ制御部１２３２、記録再生部１２３３、D/Aコンバータ１２３４、および通信部１２３５を有する。
　また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオエンコーダ１２４１を有する。記録再生部１２３３は、エンコーダ１２５１およびデコーダ１２５２を有する。
　受信部１２２１は、リモートコントローラ（図示せず）からの赤外線信号を受信し、電気信号に変換してレコーダ制御部１２２６に出力する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、マイクロプロセッサなどにより構成され、プログラムメモリ１２２８に記憶されているプログラムに従って、各種の処理を実行する。レコーダ制御部１２２６は、このとき、ワークメモリ１２２９を必要に応じて使用する。
　通信部１２３５は、ネットワークに接続され、ネットワークを介して他の装置との通信処理を行う。例えば、通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６により制御され、チューナ（図示せず）と通信し、主にチューナに対して選局制御信号を出力する。
　復調部１２２２は、チューナより供給された信号を、復調し、デマルチプレクサ１２２３に出力する。デマルチプレクサ１２２３は、復調部１２２２より供給されたデータを、オーディオデータ、ビデオデータ、およびEPGデータに分離し、それぞれ、オーディオデコーダ１２２４、ビデオデコーダ１２２５、またはレコーダ制御部１２２６に出力する。
　オーディオデコーダ１２２４は、入力されたオーディオデータをデコードし、記録再生部１２３３に出力する。ビデオデコーダ１２２５は、入力されたビデオデータをデコードし、ディスプレイコンバータ１２３０に出力する。レコーダ制御部１２２６は、入力されたEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給し、記憶させる。
　ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されたビデオデータを、ビデオエンコーダ１２４１により、例えばNTSC（National Television Standards Committee）方式のビデオデータにエンコードし、記録再生部１２３３に出力する。また、ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５またはレコーダ制御部１２２６より供給されるビデオデータの画面のサイズを、モニタ１２６０のサイズに対応するサイズに変換し、ビデオエンコーダ１２４１によってNTSC方式のビデオデータに変換し、アナログ信号に変換し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。
　ディスプレイ制御部１２３２は、レコーダ制御部１２２６の制御のもと、OSD（On Screen Display）制御部１２３１が出力したOSD信号を、ディスプレイコンバータ１２３０より入力されたビデオ信号に重畳し、モニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。
　モニタ１２６０にはまた、オーディオデコーダ１２２４が出力したオーディオデータが、D/Aコンバータ１２３４によりアナログ信号に変換されて供給されている。モニタ１２６０は、このオーディオ信号を内蔵するスピーカから出力する。
　記録再生部１２３３は、ビデオデータやオーディオデータ等を記録する記憶媒体としてハードディスクを有する。
　記録再生部１２３３は、例えば、オーディオデコーダ１２２４より供給されるオーディオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。また、記録再生部１２３３は、ディスプレイコンバータ１２３０のビデオエンコーダ１２４１より供給されるビデオデータを、エンコーダ１２５１によりエンコードする。記録再生部１２３３は、そのオーディオデータの符号化データとビデオデータの符号化データとをマルチプレクサにより合成する。記録再生部１２３３は、その合成データをチャネルコーディングして増幅し、そのデータを、記録ヘッドを介してハードディスクに書き込む。
　記録再生部１２３３は、再生ヘッドを介してハードディスクに記録されているデータを再生し、増幅し、デマルチプレクサによりオーディオデータとビデオデータに分離する。記録再生部１２３３は、デコーダ１２５２によりオーディオデータおよびビデオデータをデコードする。記録再生部１２３３は、復号したオーディオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のスピーカに出力する。また、記録再生部１２３３は、復号したビデオデータをD/A変換し、モニタ１２６０のディスプレイに出力する。
　レコーダ制御部１２２６は、受信部１２２１を介して受信されるリモートコントローラからの赤外線信号により示されるユーザ指示に基づいて、EPGデータメモリ１２２７から最新のEPGデータを読み出し、それをOSD制御部１２３１に供給する。OSD制御部１２３１は、入力されたEPGデータに対応する画像データを発生し、ディスプレイ制御部１２３２に出力する。ディスプレイ制御部１２３２は、OSD制御部１２３１より入力されたビデオデータをモニタ１２６０のディスプレイに出力し、表示させる。これにより、モニタ１２６０のディスプレイには、EPG（電子番組ガイド）が表示される。
　また、ハードディスクレコーダ１２００は、インターネット等のネットワークを介して他の装置から供給されるビデオデータ、オーディオデータ、またはEPGデータ等の各種データを取得することができる。
　通信部１２３５は、レコーダ制御部１２２６に制御され、ネットワークを介して他の装置から送信されるビデオデータ、オーディオデータ、およびEPGデータ等の符号化データを取得し、それをレコーダ制御部１２２６に供給する。レコーダ制御部１２２６は、例えば、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを記録再生部１２３３に供給し、ハードディスクに記憶させる。このとき、レコーダ制御部１２２６および記録再生部１２３３が、必要に応じて再エンコード等の処理を行うようにしてもよい。
　また、レコーダ制御部１２２６は、取得したビデオデータやオーディオデータの符号化データを復号し、得られるビデオデータをディスプレイコンバータ１２３０に供給する。ディスプレイコンバータ１２３０は、ビデオデコーダ１２２５から供給されるビデオデータと同様に、レコーダ制御部１２２６から供給されるビデオデータを処理し、ディスプレイ制御部１２３２を介してモニタ１２６０に供給し、その画像を表示させる。
　また、この画像表示に合わせて、レコーダ制御部１２２６が、復号したオーディオデータを、D/Aコンバータ１２３４を介してモニタ１２６０に供給し、その音声をスピーカから出力させるようにしてもよい。
　さらに、レコーダ制御部１２２６は、取得したEPGデータの符号化データを復号し、復号したEPGデータをEPGデータメモリ１２２７に供給する。
　以上のようなハードディスクレコーダ１２００は、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダとして画像復号装置２００を用いる。つまり、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、画像復号装置２００の場合と同様に、画像符号化装置１００より供給される符号化データから抽出した平面パラメータを用いて予測画像を生成し、その予測画像を用いて残差情報から復号画像データを生成する。したがって、ビデオデコーダ１２２５、デコーダ１２５２、およびレコーダ制御部１２２６に内蔵されるデコーダは、符号化効率をより向上させることができる。
　したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、チューナや通信部１２３５が受信するビデオデータ（符号化データ）や、記録再生部１２３３が再生するビデオデータ（符号化データ）の符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
　また、ハードディスクレコーダ１２００は、エンコーダ１２５１として画像符号化装置１００を用いる。したがって、エンコーダ１２５１は、画像符号化装置１００の場合と同様に、元の画像の処理対象ブロック自身の画素値を用いて平面近似を行い、予測画像を生成する。したがって、エンコーダ１２５１は、符号化効率をより向上させることができる。
　したがって、ハードディスクレコーダ１２００は、例えば、ハードディスクに記録する符号化データの符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
　なお、以上においては、ビデオデータやオーディオデータをハードディスクに記録するハードディスクレコーダ１２００について説明したが、もちろん、記録媒体はどのようなものであってもよい。例えばフラッシュメモリ、光ディスク、またはビデオテープ等、ハードディスク以外の記録媒体を適用するレコーダであっても、上述したハードディスクレコーダ１２００の場合と同様に、画像符号化装置１００および画像復号装置２００を適用することができる。
＜１１．第１１の実施の形態＞
［カメラ］
　図４５は、本発明を適用した画像符号化装置１００および画像復号装置２００を用いるカメラの主な構成例を示すブロック図である。
　図４５に示されるカメラ１３００は、被写体を撮像し、被写体の画像をLCD１３１６に表示させたり、それを画像データとして、記録メディア１３３３に記録したりする。
　レンズブロック１３１１は、光（すなわち、被写体の映像）を、CCD/CMOS１３１２に入射させる。CCD/CMOS１３１２は、CCDまたはCMOSを用いたイメージセンサであり、受光した光の強度を電気信号に変換し、カメラ信号処理部１３１３に供給する。
　カメラ信号処理部１３１３は、CCD/CMOS１３１２から供給された電気信号を、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂの色差信号に変換し、画像信号処理部１３１４に供給する。画像信号処理部１３１４は、コントローラ１３２１の制御の下、カメラ信号処理部１３１３から供給された画像信号に対して所定の画像処理を施したり、その画像信号をエンコーダ１３４１で符号化したりする。画像信号処理部１３１４は、画像信号を符号化して生成した符号化データを、デコーダ１３１５に供給する。さらに、画像信号処理部１３１４は、オンスクリーンディスプレイ（OSD）１３２０において生成された表示用データを取得し、それをデコーダ１３１５に供給する。
　以上の処理において、カメラ信号処理部１３１３は、バス１３１７を介して接続されるDRAM（Dynamic Random Access Memory）１３１８を適宜利用し、必要に応じて画像データや、その画像データが符号化された符号化データ等をそのDRAM１３１８に保持させる。
　デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された符号化データを復号し、得られた画像データ（復号画像データ）をLCD１３１６に供給する。また、デコーダ１３１５は、画像信号処理部１３１４から供給された表示用データをLCD１３１６に供給する。LCD１３１６は、デコーダ１３１５から供給された復号画像データの画像と表示用データの画像を適宜合成し、その合成画像を表示する。
　オンスクリーンディスプレイ１３２０は、コントローラ１３２１の制御の下、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを、バス１３１７を介して画像信号処理部１３１４に出力する。
　コントローラ１３２１は、ユーザが操作部１３２２を用いて指令した内容を示す信号に基づいて、各種処理を実行するとともに、バス１３１７を介して、画像信号処理部１３１４、DRAM１３１８、外部インタフェース１３１９、オンスクリーンディスプレイ１３２０、およびメディアドライブ１３２３等を制御する。FLASH ROM１３２４には、コントローラ１３２１が各種処理を実行する上で必要なプログラムやデータ等が格納される。
　例えば、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５に代わって、DRAM１３１８に記憶されている画像データを符号化したり、DRAM１３１８に記憶されている符号化データを復号したりすることができる。このとき、コントローラ１３２１は、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５の符号化・復号方式と同様の方式によって符号化・復号処理を行うようにしてもよいし、画像信号処理部１３１４やデコーダ１３１５が対応していない方式により符号化・復号処理を行うようにしてもよい。
　また、例えば、操作部１３２２から画像印刷の開始が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から画像データを読み出し、それを、バス１３１７を介して外部インタフェース１３１９に接続されるプリンタ１３３４に供給して印刷させる。
　さらに、例えば、操作部１３２２から画像記録が指示された場合、コントローラ１３２１は、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを、バス１３１７を介してメディアドライブ１３２３に装着される記録メディア１３３３に供給して記憶させる。
　記録メディア１３３３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアである。記録メディア１３３３は、もちろん、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触ICカード等であっても良い。
　また、メディアドライブ１３２３と記録メディア１３３３を一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやSSD（Solid State Drive）等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
　外部インタフェース１３１９は、例えば、USB入出力端子などで構成され、画像の印刷を行う場合に、プリンタ１３３４と接続される。また、外部インタフェース１３１９には、必要に応じてドライブ１３３１が接続され、磁気ディスク、光ディスク、あるいは光磁気ディスクなどのリムーバブルメディア１３３２が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、FLASH ROM１３２４にインストールされる。
　さらに、外部インタフェース１３１９は、LANやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。コントローラ１３２１は、例えば、操作部１３２２からの指示に従って、DRAM１３１８から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース１３１９から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、コントローラ１３２１は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース１３１９を介して取得し、それをDRAM１３１８に保持させたり、画像信号処理部１３１４に供給したりすることができる。
　以上のようなカメラ１３００は、デコーダ１３１５として画像復号装置２００を用いる。つまり、デコーダ１３１５は、画像復号装置２００の場合と同様に、画像符号化装置１００より供給される符号化データから抽出した平面パラメータを用いて予測画像を生成し、その予測画像を用いて残差情報から復号画像データを生成する。したがって、デコーダ１３１５は、符号化効率をより向上させることができる。
　したがって、カメラ１３００は、例えば、CCD/CMOS１３１２において生成される画像データや、DRAM１３１８または記録メディア１３３３から読み出すビデオデータの符号化データや、ネットワークを介して取得するビデオデータの符号化データの符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
　また、カメラ１３００は、エンコーダ１３４１として画像符号化装置１００を用いる。エンコーダ１３４１は、画像符号化装置１００の場合と同様に、元の画像の処理対象ブロック自身の画素値を用いて平面近似を行い、予測画像を生成する。したがって、エンコーダ１３４１は、符号化効率をより向上させることができる。
　したがって、カメラ１３００は、例えば、DRAM１３１８や記録メディア１３３３に記録する符号化データや、他の装置に提供する符号化データの符号化効率をより向上させることができ、リアルタイム処理をより低いコストで実現することができる。
　なお、コントローラ１３２１が行う復号処理に画像復号装置２００の復号方法を適用するようにしてもよい。同様に、コントローラ１３２１が行う符号化処理に画像符号化装置１００の符号化方法を適用するようにしてもよい。
　また、カメラ１３００が撮像する画像データは動画像であってもよいし、静止画像であってもよい。
　もちろん、画像符号化装置１００および画像復号装置２００は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
　１００　画像符号化装置，　１１４　イントラ予測部，　１３２　平面予測画像生成部，　１５１　平面近似部，　１５２　平面生成部，　１５３　予測符号化部，　１５４　エントロピ符号化部，　１７１　記憶部，　１７２　近隣ブロックパラメータ取得部，　１７３　予測演算部，　１７４　符号化部，　２００　画像復号装置，　２１１　イントラ予測部，　２２１　イントラ予測モード判定部，　２２３　エントロピ復号部，　２２４　予測復号部，　２２５　平面生成部，　２３１　近隣ブロックパラメータ取得部，　２３２　予測演算部，　２３３　復号部，　２３４　記憶部，　３０１　プレーンモードパラメータ取得部，　３０２　符号化部，　３２１　プレーンモード平面パラメータ生成部，　３６３　変換部，　３７１　２×２ブロック形成部，　３７２　直交変換部，　３８４　逆変換部，　３９１　逆直交変換部，　３９２　平面パラメータ抽出部

Claims (16)

  1. 　画面内符号化を行う画像データの処理対象ブロックについて、各画素値を、平面を示す関数を用いて近似し、前記平面を示す関数の係数となる平面パラメータを、前記処理対象ブロックの画素値を用いて求める平面近似手段と、
    　前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータで表される平面上の画素値を求めることにより、前記処理対象ブロック上の前記平面を予測画像として生成する平面生成手段と、
    　前記処理対象ブロックの画素値から、前記平面生成手段により前記予測画像として生成された前記平面の画素値を減算し、差分データを生成する演算手段と、
    　前記演算手段により生成された前記差分データを符号化する符号化手段と
    　を備える画像処理装置。
  2. 　前記演算手段により生成された前記差分データを直交変換する直交変換手段と、
    　前記直交変換手段により前記差分データが直交変換されて生成された係数データを量子化する量子化手段と
    　をさらに備え、
    　前記符号化手段は、前記量子化手段により量子化された前記係数データを符号化する
    　請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記平面近似手段は、前記処理対象ブロックの画素値を用いて最小二乗法を解くことにより、前記平面パラメータを求める
    　請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 　前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータを伝送する伝送手段をさらに備える
    　請求項１に記載の画像処理装置。
  5. 　前記平面パラメータの予測値を算出し、前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータを前記予測値で減算する予測符号化手段をさらに備え、
    　前記伝送手段は、前記予測符号化手段により減算された前記平面パラメータを伝送する
    　請求項４に記載の画像処理装置。
  6. 　前記予測符号化手段は、前記処理対象ブロックの近隣ブロックの平面パラメータを用いて、前記処理対象ブロックの前記平面パラメータを予測する
    　請求項５に記載の画像処理装置。
  7. 　前記予測符号化手段は、イントラ予測モードのプレーンモードで算出される処理対象ブロックの近似平面の平面パラメータを前記予測値とする
    　請求項５に記載の画像処理装置。
  8. 　前記平面近似手段により求められた前記平面パラメータを直交変換する直交変換手段と、
    　前記直交変換手段により直交変換された前記平面パラメータを符号化する平面パラメータ符号化手段と
    　をさらに備える
    　請求項４に記載の画像処理装置。
  9. 　画像処理装置の画像処理方法であって、
    　前記画像処理装置の平面近似手段が、画面内符号化を行う画像データの処理対象ブロックについて、各画素値を、平面を示す関数を用いて近似し、前記平面を示す関数の係数となる平面パラメータを、前記処理対象ブロックの画素値を用いて求め、
    　前記画像処理装置の平面生成手段が、求められた前記平面パラメータで表される平面上の画素値を求めることにより、前記処理対象ブロック上の前記平面を予測画像として生成し、
    　前記画像処理装置の演算手段が、前記処理対象ブロックの画素値から、前記予測画像として生成された前記平面の画素値を減算し、差分データを生成し、
    　前記画像処理装置の符号化手段が、生成された前記差分データを符号化する
    　画像処理方法。
  10. 　画像データと、前記画像データ自身を用いてイントラ予測された予測画像との差分データが符号化された符号化データを復号する復号手段と、
    　前記画像データの処理対象ブロックの各画素値を近似した平面を示す関数の係数となる平面パラメータを用いて、前記平面からなる前記予測画像を生成する平面生成手段と、
    　前記復号手段により復号されて得られた前記差分データに、前記平面生成手段により生成された前記予測画像を加算する演算手段と
    　を備える画像処理装置。
  11. 　前記差分データを逆量子化する逆量子化手段と、
    　前記逆量子化手段により逆量子化された前記差分データを逆直交変換する逆直交変換手段と
    　をさらに備え、
    　前記演算手段は、前記逆直交変換手段により逆直交変換された前記差分データに、前記予測画像を加算する
    　請求項１０に記載の画像処理装置。
  12. 　前記平面パラメータは、予測値が減算されており、
    　前記予測値を算出し、前記予測値が減算された前記平面パラメータに前記予測値を加算することにより、前記平面パラメータを予測復号する予測復号手段をさらに備え、
    　前記平面生成手段は、前記予測復号手段により予測復号された前記平面パラメータを用いて前記予測画像を生成する
    　請求項１０に記載の画像処理装置。
  13. 　前記予測復号手段は、処理対象ブロックの近隣ブロックの平面パラメータを用いて前記予測値を算出する
    　請求項１２に記載の画像処理装置。
  14. 　前記予測復号手段は、イントラ予測モードのプレーンモード処理対象ブロックの近似平面の平面パラメータを、前記予測値として算出する
    　請求項１２に記載の画像処理装置。
  15. 　直交変換された前記平面パラメータを、逆直交変換する逆変換手段をさらに備え、
    　前記平面生成手段は、前記逆変換手段により逆直交変換された前記平面パラメータを用いて前記予測画像を生成する
    　請求項１０に記載の画像処理装置。
  16. 　画像処理装置の画像処理方法であって、
    　前記画像処理装置の復号手段が、画像データと、前記画像データ自身を用いてイントラ予測された予測画像との差分データが符号化された符号化データを復号し、
    　前記画像処理装置の平面生成手段が、前記画像データの処理対象ブロックの各画素値を近似した平面を示す関数の係数となる平面パラメータを用いて、前記平面からなる前記予測画像を生成し、
    　前記画像処理装置の演算手段が、復号されて得られた前記差分データに、生成された前記予測画像を加算する
    　画像処理方法。
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