WO2020184265A1 - 画像復号装置、画像復号方法及びプログラム - Google Patents

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WO2020184265A1
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prediction
mode
intra
subdivision
identification flag
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佳隆 木谷
圭 河村
恭平 海野
内藤　整
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KDDI Corp
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Definitions

  • the present invention relates to an image decoding device, an image decoding method, and a program.
  • Non-Patent Document 1 discloses a method for decoding a prediction mode for an intra-prediction method, and describes a method for decoding a prediction mode using a total of three methods for constructing a maximum likelihood mode (MPM: Most Problem Mode) list. ing.
  • MPM Most Problem Mode
  • Non-Patent Document 2 discloses a technique called multiple reference line prediction (MRL: Multi-Reference-Line prediction).
  • MRL is a kind of intra prediction method
  • the reference pixel used at the time of generating the prediction pixel is the closest pixel adjacent to the prediction target block (0th line), or is adjacent to the prediction target block. This is a technique for improving prediction performance by adaptively switching whether to use adjacent pixels that are one or more lines away from the closest pixel.
  • Non-Patent Document 3 discloses a technique called intra-sub-partitions prediction (ISP).
  • ISP is a kind of intra-prediction method, and is a technique for improving prediction performance by dividing a prediction target block into smaller block sizes (sub-blocks) and performing intra-prediction for each sub-block.
  • VTM3 Intra Sub-Partitions Coding Mode (Tests 1.1.1 and 1.1.2) ITU-T H.265 High Efficiency Video Coding
  • the method of decoding the prediction mode of the intra-prediction method disclosed in Non-Patent Document 1 includes the concept of MRL disclosed in Non-Patent Document 2 and the concept of ISP disclosed in Non-Patent Document 3. There was a problem that the MPM list construction considering both MRL and ISP was not considered.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides an image decoding device, an image decoding method, and a program capable of realizing a prediction mode decoding method in consideration of a plurality of intra prediction methods. With the goal.
  • the first feature of the present invention is the image decoding device, which decodes the prediction mode of the prediction target block based on the control data included in the coding data sent from the image coding device and the reference image signal of the reference block.
  • the control data includes a prediction mode decoding unit and a prediction pixel generation unit that generates a prediction image signal of the prediction target block based on the prediction mode and the reference image signal, and the control data includes a plurality of reference line predictions and intra-details.
  • the prediction mode decoding unit includes an identification flag indicating whether the division prediction, the direction prediction, the planar prediction, and the most probable mode are valid or invalid, respectively, and the prediction mode decoding unit uses the identification flag to determine a decoding method of the prediction mode.
  • the gist is to determine and decode the prediction mode using the most likely mode list when the decoding method satisfies a predetermined condition.
  • the second feature of the present invention is an image decoding method, in which the prediction mode of the prediction target block is decoded based on the control data included in the coding data sent from the image coding device and the reference image signal of the reference block.
  • the control data includes a step A for generating a prediction image signal of the prediction target block based on the prediction mode and the reference image signal, and the control data includes a plurality of reference line predictions and an intra-subdivision prediction. It includes an identification flag indicating whether the direction prediction, the planar prediction, and the most likely mode are valid or invalid, respectively.
  • the identification flag is used to determine a decoding method of the prediction mode, and the decoding is performed.
  • the gist is to decode the prediction mode using the most likely mode list when the method satisfies a predetermined condition.
  • a third feature of the present invention is a program that causes a computer to function as an image decoding device, and the image decoding device is a reference image of control data and a reference block included in the coding data sent from the image coding device. It includes a prediction mode decoding unit that decodes the prediction mode of the prediction target block based on the signal, and a prediction pixel generation unit that generates a prediction image signal of the prediction target block based on the prediction mode and the reference image signal.
  • the control data includes identification flags indicating whether the multiple reference line prediction, the intra-subdivision prediction, the direction prediction, the planar prediction, and the maximum likelihood mode are valid or invalid, respectively. It is characterized in that the decoding method of the prediction mode is determined by using the identification flag, and when the decoding method satisfies a predetermined condition, the prediction mode is decoded by using the maximum likelihood mode list.
  • an image decoding device an image decoding method, and a program capable of realizing a prediction mode decoding method in consideration of a plurality of intra prediction methods.
  • FIG. 1 is a diagram showing an image processing system 1 according to the present embodiment.
  • the image processing system 1 includes an image coding device 100 and an image decoding device 300.
  • the image coding device 100 is configured to generate coded data by coding the input image signal.
  • the image decoding device 300 is configured to generate an output image signal by decoding the encoded data.
  • the coded data may be transmitted from the image coding device 10 to the image decoding device 30 via a transmission line.
  • the coded data may be stored in the storage medium and then provided from the image coding device 10 to the image decoding device 30.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a functional block of the image coding apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the image coding device 100 includes an inter-prediction unit 101, an intra-prediction unit 102, a subtractor 103, an adder 104, a conversion / quantization unit 105, and an inverse conversion / inverse quantization. It has a unit 106, an encoding unit 107, an in-loop filter 108, and a frame buffer 109.
  • the inter-prediction unit 101 is configured to generate a prediction signal by inter-prediction (inter-frame prediction).
  • the inter-prediction unit 101 identifies and identifies the reference block included in the reference frame by comparing the frame to be encoded (hereinafter referred to as the target frame) with the reference frame stored in the frame buffer 109. It is configured to determine the predicted motion vector for the reference block.
  • the reference frame is a frame different from the target frame.
  • the reference block is a block that is referred to for the block to be predicted (hereinafter referred to as the target block).
  • the inter-prediction unit 101 is configured to generate a prediction signal for each prediction block based on the prediction block and the prediction motion vector. Further, the inter-prediction unit 101 is configured to output the prediction signal to the subtractor 103 and the adder 104.
  • the intra prediction unit 102 is configured to generate a prediction signal by intra prediction (in-frame prediction).
  • the intra prediction unit 102 is configured to specify a reference block included in the target frame and generate a prediction signal for each prediction block based on the specified reference block.
  • the reference block is a block adjacent to the target block.
  • the intra prediction unit 102 is configured to output a prediction signal to the subtractor 103 and the adder 104.
  • the subtractor 103 is configured to subtract the prediction signal from the input image signal and output the prediction residual signal to the conversion / quantization unit 105.
  • the subtractor 103 is configured to generate a prediction residual signal which is a difference between the prediction signal generated by the intra prediction or the inter prediction and the input image signal.
  • the adder 104 is configured to add a prediction signal to the prediction residual signal output from the inverse conversion / inverse quantization unit 106 and output the pre-filter decoding signal to the intra prediction unit 102 and the in-loop filter 108.
  • the pre-filter decoding signal constitutes a reference block used in the intra prediction unit.
  • the conversion / quantization unit 105 is configured to perform conversion processing of the predicted residual signal and acquire a coefficient level value. Further, the conversion / quantization unit 105 may be configured to quantize the coefficient level value.
  • the conversion process is a process of converting the predicted residual signal into a frequency component signal.
  • a base pattern (transformation matrix) corresponding to the discrete cosine transform (DCT; Discrete Cosine Transform) may be used, and a base pattern (transformation matrix) corresponding to the discrete sine transform (DST) is used. It may be used.
  • the inverse conversion / inverse quantization unit 106 is configured to perform an inverse conversion process of the coefficient level value output from the conversion / quantization unit 105.
  • the inverse conversion / inverse quantization unit 106 may be configured to perform inverse quantization of the coefficient level value prior to the inverse conversion process.
  • the inverse conversion process and the inverse quantization are performed in the reverse procedure of the conversion process and the quantization performed by the conversion / quantization unit 105.
  • the coding unit 107 is configured to encode the coefficient level value output from the conversion / quantization unit 105 and output the coded data.
  • coding is entropy coding, which assigns codes of different lengths based on the probability of occurrence of coefficient level values.
  • the coding unit 107 is configured to encode the control data used in the decoding process in addition to the coefficient level value.
  • the control data may include size data such as a coded block size, a predicted block size, and a conversion block size.
  • the in-loop filter 108 is configured to filter the pre-filter decoding signal output from the adder 104 and output the post-filter decoding signal to the frame buffer 109.
  • the filtering process is a deblocking filtering process that reduces the distortion generated at the boundary portion of a block (predicted block or transformed block).
  • the frame buffer 109 is configured to store reference frames used by the inter-prediction unit 101.
  • the filtered decoding signal constitutes a reference frame used by the inter-prediction unit 101.
  • the intra prediction mode of Versatile Video Coding is selected from a plurality of intra prediction modes.
  • VVC For VVC, DC prediction, Planar prediction, and directional prediction, which are also used in High Efficiency Video Coding of Non-Patent Document 4, are still used. Regarding directional prediction, 2 in order to improve prediction performance. The number is doubled.
  • the numbers shown in FIG. 3 are uniquely associated with the intra prediction mode number, "0" for planar prediction, "1" for DC prediction, and "2" to "66” for direction prediction. Numbers up to are assigned.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a functional block of the intra prediction unit 102 according to the present embodiment.
  • the intra prediction unit 102 includes a prediction mode determination unit 102A and a prediction pixel generation unit 102B.
  • the prediction mode determination unit 102A is configured to determine the prediction mode based on the reference image signal of the reference block adjacent to the prediction target pixel.
  • the prediction pixel generation unit 102B is configured to generate and output a prediction image signal.
  • the prediction mode determined by the prediction mode determination unit 102A is sent to the coding unit 107, included in the coding data as control data (identification flag, hereinafter referred to as “syntax element”), and image decoding. It is configured to be transmitted to the device 300.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a functional block of the image decoding apparatus 300 according to the present embodiment.
  • the image decoding device 300 includes a decoding unit 301, an inverse conversion / inverse quantization unit 302, an adder 303, an inter-prediction unit 304, an intra-prediction unit 305, and an in-loop filter 306. , And a frame buffer 307.
  • the decoding unit 301 is configured to decode the coded data generated by the image coding device 100 and decode the coefficient level value.
  • the decoding is the entropy decoding in the reverse procedure of the entropy coding performed by the coding unit 107 of the image coding apparatus 100.
  • the decoding unit 301 may be configured to acquire control data by decoding the encoded data.
  • the control data may include size data such as a coded block size, a predicted block size, and a converted block size.
  • the control data may also include an information element indicating an input source used to generate a prediction sample of the second component.
  • the second component refers to, for example, a color difference signal other than the luminance signal constituting the image signal.
  • the inverse conversion / inverse quantization unit 302 is configured to perform an inverse conversion process of the coefficient level value output from the decoding unit 301.
  • the inverse conversion / inverse quantization unit 302 may be configured to perform inverse quantization of the coefficient level value prior to the inverse conversion process.
  • the inverse conversion process and the inverse quantization are performed in the reverse procedure of the conversion process and the quantization performed by the conversion / quantization unit 105 of the image coding apparatus 100.
  • the adder 303 is configured to add a prediction signal to the prediction residual signal output from the inverse conversion / inverse quantization unit 302 and output the pre-filter decoding signal to the intra prediction unit 305 and the in-loop filter 306. There is.
  • the pre-filter decoding signal constitutes a reference block used in the intra prediction unit 395.
  • the inter-prediction unit 304 is configured to generate a prediction signal by inter-prediction (inter-frame prediction), similarly to the inter-prediction unit 101 of the image coding device 100.
  • the inter-prediction unit 304 identifies the reference block included in the reference frame by comparing the target frame with the reference frame stored in the frame buffer 307, and determines the predicted motion vector for the specified reference block. It is configured to do.
  • the inter-prediction unit 304 is configured to generate a prediction signal for each prediction block based on the prediction block and the prediction motion vector.
  • the inter-prediction unit 304 is configured to output a prediction signal to the adder 303.
  • the intra prediction unit 305 is configured to generate a prediction signal by intra prediction (in-frame prediction), similarly to the intra prediction unit 102 of the image coding device 100.
  • the intra prediction unit 305 is configured to specify a reference block included in the target frame and generate a prediction signal for each prediction block based on the specified reference block.
  • the intra prediction unit 305 is configured to output a prediction signal to the adder 303.
  • the in-loop filter 306 performs filtering processing on the pre-filter decoding signal output from the adder 303, and outputs the post-filter decoding signal to the frame buffer 307. It is configured to do.
  • the filtering process is a deblocking filtering process that reduces the distortion generated at the boundary portion of a block (predicted block or transformed block).
  • the frame buffer 307 is configured to store reference frames used by the inter-prediction unit 101, similarly to the frame buffer 109 of the image coding device 100.
  • the decoded signal after filtering constitutes a reference frame used by the inter-prediction unit 101.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a functional block of the intra prediction unit according to the embodiment.
  • the intra prediction unit 305 includes a prediction mode decoding unit 305A and a prediction pixel generation unit 305B.
  • the prediction mode decoding unit 305A is configured to decode the prediction mode of the prediction target block based on the control data included in the coding data sent from the image coding device 100 and the reference image signal of the reference block.
  • identification flags indicating invalidity and validity of the plurality of intra prediction methods specifically, multiple reference line prediction (MRL), intra subdivision prediction (ISP), direction prediction, and planar prediction are effective, respectively.
  • MDL multiple reference line prediction
  • ISP intra subdivision prediction
  • direction prediction direction prediction
  • planar prediction planar prediction
  • the prediction mode decoding unit 305A is configured to decode the prediction mode of the prediction target block from the syntax element, the reference image signal of the reference block adjacent to the target block, and the prediction mode.
  • the prediction mode decoding unit 305A determines the decoding method of the prediction mode using the above-mentioned syntax element, and when the decoding method satisfies a predetermined condition, the prediction mode is determined by using the MPM list (maximum likelihood mode list). Is configured to decrypt.
  • the prediction pixel generation unit 305B is configured to generate and output a prediction image signal of a prediction target block based on the above-mentioned prediction mode and reference image signal.
  • the plurality of intra-prediction methods are, for example, MRL and ISP, and the technical contents are shown in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2.
  • the prediction modes that can be used to generate the predicted image signal are limited to directional prediction, and the use of planar prediction and DC prediction is prohibited. Further, when ISP is valid, the prediction mode that can be used to generate the predicted image signal is limited to planar prediction or directional prediction, and the use of DC prediction is prohibited. The method of determining the prediction mode in the prediction mode decoding unit 305A will be described later.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of an operation of decoding various syntax elements sent from the image coding device 100 in the image decoding device 300 according to the present embodiment.
  • step S101 the image decoding device 300 decodes the syntax (ref_idx) indicating whether the MRL is invalid or valid.
  • the values that "ref_idx” can take are “0”, “1”, and "2".
  • step S102 the image decoding device 300 determines whether or not the predetermined condition 1 is satisfied. Here, if the predetermined condition 1 is satisfied, this operation proceeds to step S103, and if the predetermined condition 1 is not satisfied, this operation proceeds to step S107.
  • Predetermined condition 1 may include a condition that the decoding result of "ref_idx" is "0".
  • the predetermined condition 1 may include a condition that the block to be predicted has a block size that can be predicted by intra-subdivision.
  • the block size capable of intra-subdivision prediction means that the width or height of the prediction target block is equal to or less than the maximum size of the conversion block, and the product (area) of the width and height of the prediction target block is It can be set to exceed the minimum area of the conversion block (the number of pixels included in the block). For example, if the maximum size of the conversion block is "64" and the minimum size of the conversion block is "4", 4x8, 8x8, 64x64, 128x32, etc. are the block sizes that can be predicted to be subdivided into intra. Although it is determined, the intra-subdivision prediction is not applied to the block size such as 4x4 or 128x128.
  • step S103 the image decoding device 300 decodes "isp_flag", which is a syntax element indicating whether the ISP is invalid or valid.
  • the value that "isp_flag” can take is “0" or "1".
  • the image decoding device 300 does not apply the ISP to the target block.
  • the image decoding apparatus 300 applies the ISP to the target block.
  • step S104 the image decoding device 300 determines whether or not the predetermined condition 2 is satisfied. Here, if the predetermined condition 2 is satisfied, this operation proceeds to step S105, and if the predetermined condition 2 is not satisfied, this operation proceeds to step S106.
  • Predetermined condition 2 may include a condition that the decoding result of "isp_flag" is "1".
  • the predetermined condition 2 may include a condition that the intra subdivision direction is not trivial.
  • the intra-subdivision direction is not obvious, it can be set that the target block width and height are equal to or less than the maximum size of the conversion block.
  • 4x8, 8x8, 64x64, etc. are intra-fine in either the vertical direction or the horizontal direction.
  • 128x32 can be divided in the vertical direction, that is, intra-subblocking can be performed only in the direction in which the intra-subblock becomes 32x32, so that the intra-subdivision direction can be determined to be obvious, and the ISP described later. It is not necessary to decode "ISP_split_flag" which is a syntax element for identifying the division direction of.
  • step S105 the image decoding device 300 decodes "isp_split_flag", which is a syntax element that identifies the division direction of the ISP.
  • the value that "isp_split_flag” can take is “0” or "1".
  • step S106 the image decoding device 300 decodes "angular_flag" which is a syntax element for identifying the invalidity and validity of the direction prediction.
  • the value that "angular_flag” can take is “0" or "1".
  • the image decoding device 300 does not apply the direction prediction to the target block.
  • the image decoding device 300 applies the direction prediction to the target block.
  • step S107 the image decoding device 300 determines whether or not the predetermined condition 3 is satisfied. Here, if the predetermined condition 3 is satisfied, this operation proceeds to step S108, and if the predetermined condition 3 is not satisfied, this operation proceeds to step S111.
  • the predetermined condition 3 may include a condition that the decoding result of "angular_flag" is "0".
  • step S108 the image decoding device 300 determines whether or not the predetermined condition 4 is satisfied. Here, if the predetermined condition 4 is satisfied, this operation proceeds to step S109, and if the predetermined condition 4 is not satisfied, the image decoding apparatus 300 sets the decoding result of the prediction mode to the planar prediction mode. After deciding, this operation is terminated.
  • the predetermined condition 4 may include a condition that the decoding result of "isp_flag" is "0".
  • step S109 the image decoding device 300 decodes "planar_flag", which is a syntax element that identifies invalidity and validity of the planar prediction.
  • the value that "planar_flag” can take is “0” or "1".
  • step S110 the image decoding device 300 determines whether or not the predetermined condition 5 is satisfied. Here, if the predetermined condition 5 is satisfied, this operation proceeds to step S111, and if the predetermined condition 5 is not satisfied, this operation proceeds to step S112.
  • the predetermined condition 5 may include a condition that "isp_flag” is “0" and “ref_idx” is “0".
  • ISP or MRL When either ISP or MRL is valid, it is obvious to decode the prediction mode from the prediction mode of the adjacent reference block, that is, to determine the prediction mode from the prediction mode in the MPM list, which will be described later. It is not necessary to decode the flag "mpm_flag” that identifies whether to decode and determine the prediction mode from the MPM list to be used.
  • step S111 the image decoding device 300 decodes "mpm_flag" that identifies whether to select the decoding result of the intra prediction mode from the prediction modes existing in the MPM list.
  • the value that "mpm_flag” can take is “0" or "1".
  • step S112 the image decoding device 300 determines whether or not the predetermined condition 6 is satisfied. Here, if the predetermined condition 6 is satisfied, this operation proceeds to step S114, and if the predetermined condition 6 is not satisfied, this operation proceeds to step S113.
  • the predetermined condition 6 may include a condition that the decoding result of "mpm_flag" is "1".
  • step S113 the image decoding device 300 decodes "mpm_idx", which is a syntax element indicating the list number of the prediction mode included in the MPM list, and ends this operation.
  • the value that "mpm_idx” can take is determined by the number of MPMs. For example, when there are 6 MPMs, “mpm_idx” is “0", “1", “2", “3", “ It can take values of "4" and "5".
  • the priority of the list is devised in the MPM list construction method described later. The effect of improving the coding efficiency can be obtained.
  • step S114 the image decoding device 300 decodes "mpm_reminder", which is a syntax element indicating the adopted prediction mode number among all prediction modes excluding the prediction mode included in the MPM list, and ends this operation. ..
  • the method for determining the prediction mode using "mpm_reminder" may be determined by comparison with the prediction mode included in the MPM list, as in the method described in Non-Patent Document 1, for example.
  • FIG. 8 shows an example of modification 1 regarding the decoding order of the syntax elements for predictive mode decoding.
  • the number of syntax elements (code amount) that need to be decoded increases when MRL is valid, while DC prediction or planar prediction is valid when MRL is invalid. If this is the case, or if the ISP is valid and the direction prediction is valid, the effect of reducing the number of syntax elements (code amount) that need to be decoded can be obtained.
  • the predetermined condition 1' is different from the predetermined condition 1.
  • the predetermined conditions 2'to 4' are the same as the predetermined conditions 2 to 4, respectively.
  • the predetermined condition 5' is different from the predetermined condition 5.
  • the predetermined condition 6' is a new determination that is not in the above-mentioned decoding order.
  • the predetermined condition 7' is the same as the predetermined condition 6.
  • FIG. 9 shows a modification 2 regarding the decoding order of the syntax elements for predictive mode decoding.
  • Intra-prediction mode decoding method MPM list construction method
  • Decoding of the VVC intra-prediction mode is performed by a method of constructing an MPM list using a plurality of MPMs. As shown in FIG. 10, such an MPM list construction method is roughly classified into three types according to the prediction modes of the two reference blocks A and B adjacent to the lower left end and the upper right end of the prediction target block. The three types of cases will be described later.
  • the positions of the reference blocks are the lower left end and the upper right end, but they may be the center positions of the left end and the upper end of the prediction target block or the positions adjacent to the upper left end. Moreover, you may use a plurality of reference blocks instead of two reference blocks.
  • FIGS. 13 and 14 are diagrams showing an example of a method for constructing an MPM list according to the present embodiment.
  • six MPMs are used in constructing the MPM list, but as in Non-Patent Document 1, three MPMs may be used, or another number of MPMs may be used. Good.
  • the MPM list construction method shown in FIGS. 13 and 14 is first divided into the following three types according to the prediction modes A / B of the two blocks A / B adjacent to the prediction target block.
  • the difference between the MPM list construction method according to the present embodiment and the conventional MPM list construction method is the following two points.
  • --First difference DC prediction and planer prediction are uniquely selected by the newly defined syntax elements "angular_flag” and "planar_flag” as described above, and thus are selected from the candidate prediction mode of the MPM list. Points that are always excluded.
  • --Second difference Due to the addition of a new syntax element and the devising of the decoding order of the syntax element, the prediction mode candidates that can be included in the MPM list are limited to the direction prediction. Therefore, the MPM list construction method. In, the branch of whether MRL is invalid or valid, that is, the judgment condition by MRL (ref_idx) becomes unnecessary (always excluded from the list).
  • step S201 of FIG. 13 when step S201 of FIG. 13 is satisfied, in the conventional MPM construction method, there may be a case where DC prediction or planar prediction is included in the MPM list under the MPM list tree. For example, as such a case, a case where MRL and ISP are invalid is assumed.
  • DC prediction and planar prediction are always excluded from the MPM list under step S201. This is because the new syntax element can be used to uniquely identify whether the DC and planar predictions are invalid or valid outside the MPM list, thus adding the DC and planar predictions to the MPM list. This is because it does not need to be included.
  • the prediction mode candidates included in the MPM list are limited to the direction prediction. To.
  • the branch for determining whether MRL is invalid or valid can always be excluded from the MPM list according to the present embodiment.
  • the conventional MPM list construction method since the possibility of selecting DC prediction and planar prediction is left in the MPM list, it is necessary to include a condition for determining invalidity and validity of MRL, and the MPM list is branched. However, as a result, it has increased.
  • the determination of the MRL can always be excluded from the MPM list, and as a result, the MPM list tree is simplified.
  • step S902 shown in FIG. 11 will be supplementarily described.
  • step S902 the prediction modes in the vicinity of A and A are entered, respectively.
  • the method of calculating the prediction mode in the vicinity of A is calculated as follows using division in the same manner as the method described in Non-Patent Document 1.
  • the prediction mode opposite to A by 180 ° C. is included in the MPM list.
  • A 65
  • step S209 the image decoding device 300 determines whether or not the difference between "minAB” and "maxAB” is "1".
  • the image decoding device 300 confirms whether the prediction modes of A and B are adjacent to each other.
  • step S210 when the condition of step S209 is satisfied, that is, because the prediction modes of A and B are adjacent to each other, in step S210, the neighborhood of A and B entering the MPM list [2] [3] [4] [5].
  • the value of the prediction mode of is calculated as follows.
  • [4] 2+ ((“minAB” +60) / 64) ⁇ It means a prediction mode that is two smaller than “minAB”.
  • [5] 2+ (“maxAB” / 64) ⁇ means a prediction mode that is two larger than “maxAB”.
  • each proximity mode can be accurately included in the MPM list.
  • step S211 the image decoding apparatus 300 determines whether or not the difference between "maxAB” and "minAB” is "2".
  • the image decoding device 300 confirms whether or not the prediction modes of A and B are adjacent to each other with one directional prediction mode in between.
  • step S211 when the condition of step S211 is satisfied, that is, when the prediction modes of A and B are adjacent to each other with one directional prediction mode in between, in step S212, the MPM list [2] [3] [4] [
  • the proximity modes of A and B including the prediction mode between A and B, can be accurately included in the MPM list.
  • step S214, step S215, step S216, step S404, and step S406 can be accurately included in the MPM list by using the division of the neighborhood mode of "maxAB” or "minAB” in the same design concept. ..
  • FIG. 12 shows a determination diagram of the default mode of the MPM list in consideration of the division direction of the ISP.
  • ispD1 indicates three default modes.
  • three default modes are used, but the number of default modes may be changed according to the number of MPMs included in the MPM list.
  • step S301 the image decoding device 300 determines whether or not the decoded “isp_split” is “0”.
  • the direction of the ISP and the prediction mode of the adjacent block are far apart, if these three default modes are included in the MPM list, the direction is the same as the division direction that was not selected by the conventional MPM construction method. Since there is a possibility that the prediction mode will be selected, the effect of improving the prediction performance can be obtained as a result.
  • step S203 when the condition of step S203 is satisfied, it can be seen from the determination result that the division direction by the ISP is close to A, so that the image decoding apparatus 300 sets the prediction mode in the vicinity of A to the MPM list. You may include it as it is.
  • the sub-candidates [3] [4] [5] of the MPM list should include the default mode determined in consideration of the division direction of the ISP.
  • step S206 when the condition of step S206 is not satisfied, that is, when A and B are either DC prediction or planar prediction, in the conventional MPM list construction method, DC prediction and DC prediction are performed at the top of the list.
  • the planar prediction was included, as described above, when the MPM list construction method according to the present embodiment is adopted, the DC prediction and the planar prediction are always excluded from the MPM list, so that the DC is included in the MPM list.
  • Directional predictions other than predictions and planar predictions (A and B) will be selected.
  • step S217 the invalidity and validity of the ISP are determined, and when the condition of step S217 is satisfied, that is, when the ISP is invalid, the MPM list includes the vertical mode and the horizontal mode, and then diagonally. Modes will be included in order.
  • step S219 When the condition of step S219 is satisfied, that is, when horizontal division is performed, a horizontal mode and a mode close to the horizontal direction (in FIG. 13, a prediction mode "-7" and "+8" away from the horizontal mode are inserted. Is placed at the top of the MPM list and the vertical mode is placed at the bottom of the MPM list, making it easier to select the horizontal mode and making it difficult to select the vertical mode.
  • step S219 when the condition of step S219 is not satisfied, that is, when the vertical division is performed, the vertical mode and the mode close to the vertical direction (in FIG. 13, the prediction mode "-7" and “+8" away from the vertical mode are selected. (Insert) is placed at the top of the MPM list, and the horizontal mode is placed at the bottom to make it easier to select the vertical mode while making it difficult to select the horizontal mode.
  • the prediction modes relatively far from the lowest prediction mode (in the example of FIG. 12, "-15" and "+15" from the lowest prediction mode.
  • the lower prediction mode is set as described above.
  • the designer can freely set how far the mode number from the top or bottom is included as the candidate mode other than the top or bottom of the MPM list, but the top of the MPM list is easily selected.
  • the code word of "mpm_idx" indicating the predicted mode selected as a result can be reduced, that is, the code amount can be reduced, so that the coding performance can be reduced. Can be expected to improve.
  • steps S401, S403, and S405 are added to the method of constructing the MPM list shown in FIGS. 13 and 14 described above.
  • step S401 the image decoding apparatus 300 compares the absolute value difference of A and B with respect to "ispD1" when the ISP is valid (the absolute value difference of B with respect to "ispD1" is the absolute value of A with respect to "ispD1". Determine if the difference is small).
  • step S401 when the condition of step S401 is not satisfied, that is, when B is the default mode (prediction mode closer to the division direction of the ISP) assigned to "ispD1" than A, the MPM list [0] [1].
  • the order of entry is modified from B to A, as shown in step S402.
  • step S403 and step S405 the image decoding device 300 compares the absolute value differences of "minAB” and “maxAB” with respect to "ispD1" when the ISP is valid.
  • the MPM list tree is simplified by sharing a part of the MPM list tree (steps S902 and S916 in FIG. 11) as compared with the method for constructing the MPM list shown in FIG. There is.
  • step S1001 which is the first determination condition, is different from that in FIG.
  • step S1001 of FIG. 17 in addition to the condition that A and B are in the same mode and A is larger than DC, A and B are in different modes, and either A or B is in a different mode.
  • the condition that the other is DC or planar prediction is added.
  • step S1001 A and the MPM list can be displayed. Since it becomes possible to fill in the neighborhood mode of A, the branching of step S902 and step S916 which were branched in FIG. 11 can be shared, and the MPM list tree can be further simplified.
  • FIG. 18 is a hybrid MPM list construction method of the above-mentioned modification 1 and modification 2.
  • the MPM list construction method according to the third modification is such that the MPM list does not complicate the priority correction of the prediction mode in the MPM list in consideration of the intra-subdivision direction when the ISP described in the modification 1 is valid.
  • the invalidity of the ISP and the modification of the prediction mode in consideration of the division direction are applied only to the list construction portion that does not depend on the modes of A and B).
  • the syntax that identifies the invalidity and validity of MRL, ISP, direction prediction, and planar prediction By newly defining the tax element, it is possible to simplify the method of constructing the MPM list, which is complicated by the combination of the three types of the conventional MPM list construction method and the determination of validity / invalidity of MRL and ISP.
  • the image processing system 1 by devising the decoding order of the above-mentioned syntax elements, it is possible to avoid decoding (signaling) of unnecessary syntax elements.

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Abstract

本発明に係る画像復号装置３００は、画像符号化装置１００から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する予測モード復号部３０５Ａと、予測モードと参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測画像信号を生成する予測画素生成部３０５Ｂとを備え、制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、予測モード復号部３０５Ａは、識別フラグを用いて予測モードの復号方法を決定し、復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて予測モードを復号する。

Description

画像復号装置、画像復号方法及びプログラム
　本発明は、画像復号装置、画像復号方法及びプログラムに関する。
　非特許文献１に、イントラ予測方式に対する予測モードの復号方法が開示されており、計３個の最尤モード（ＭＰＭ：Ｍｏｓｔ　Ｐｒｏｂａｂｌｅ　Ｍｏｄｅ）リストの構築方法を用いた予測モードの復号方法が記されている。
　また、非特許文献２に、複数参照ライン予測（ＭＲＬ：Ｍｕｌｔｉ-Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ-Ｌｉｎｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）という技術が開示されている。
　ここで、ＭＲＬは、イントラ予測方式の一種で、予測画素生成時に使用する参照画素を、予測対象ブロックに隣接する最近接（０ライン目）の隣接画素を用いるか、或いは、予測対象ブロックに隣接する最近接から１ライン以上離れた隣接画素を用いるかを、適応的に切り替えて予測性能を向上させる技術である。
　さらに、非特許文献３に、イントラ細分割予測（ＩＳＰ：Ｉｎｔｒａ-ｓｕｂ-ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）いう技術が開示されている。ＩＳＰは、イントラ予測方式の一種で、予測対象ブロックをより小さなブロックサイズ（サブブロック）に分割して、サブブロックごとにイントラ予測を行い、予測性能を向上させる技術である。
Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｄｒａｆｔ　２ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔ　Ｍｏｄｅｌ　３（ＶＴＭ３） ＣＥ３：Ｉｎｔｒａ　Ｓｕｂ-Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｍｏｄｅ（Ｔｅｓｔｓ　１.１.１　ａｎｄ　１.１.２） ＩＴＵ-Ｔ　Ｈ.２６５　Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ
　しかしながら、非特許文献１に開示されているイントラ予測方式の予測モードの復号方法には、非特許文献２に開示されているＭＲＬという概念や非特許文献３に開示されているＩＳＰという概念が入っておらず、ＭＲＬ及びＩＳＰの双方を考慮したＭＰＭリスト構築は考慮されていないという問題点があった。　
　そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、複数のイントラ予測方式を考慮した予測モードの復号方法を実現することができる画像復号装置、画像復号方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　本発明の第１の特徴は、画像復号装置であって、画像符号化装置から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する予測モード復号部と、前記予測モードと前記参照画像信号に基づいて、前記予測対象ブロックの予測画像信号を生成する予測画素生成部とを備え、前記制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、前記予測モード復号部は、前記識別フラグを用いて前記予測モードの復号方法を決定し、前記復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて前記予測モードを復号することを要旨とする。
　本発明の第２の特徴は、画像復号方法であって、画像符号化装置から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する工程Ａと、前記予測モードと前記参照画像信号に基づいて、前記予測対象ブロックの予測画像信号を生成する工程Ｂとを有し、前記制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、前記工程Ａにおいて、前記識別フラグを用いて前記予測モードの復号方法を決定し、前記復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて前記予測モードを復号することを要旨とする。
　本発明の第３の特徴は、コンピュータを、画像復号装置として機能させるプログラムであって、前記画像復号装置は、画像符号化装置から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する予測モード復号部と、前記予測モードと前記参照画像信号に基づいて、前記予測対象ブロックの予測画像信号を生成する予測画素生成部とを備え、前記制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、前記予測モード復号部は、前記識別フラグを用いて前記予測モードの復号方法を決定し、前記復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて前記予測モードを復号することを特徴とする。
　本発明によれば、複数のイントラ予測方式を考慮した予測モードの復号方法を実現することができる画像復号装置、画像復号方法及びプログラムを提供することができる。
一実施形態に係る画像処理システム１の構成の一例を示す図である。 一実施形態に係る画像符号化装置１００の機能ブロックの一例を示す図である。 一実施形態で用いられるイントラ予測モードの一例を示す図である。 一実施形態に係る画像符号化装置１００のイントラ予測部１０２の機能ブロックの一例を示す図である。 一実施形態に係る画像復号装置３００の機能ブロックの一例を示す図である。 一実施形態に係る画像復号装置３００のイントラ予測部３０５の機能ブロックの一例を示す図である。 一実施形態に係る画像復号装置３００において画像符号化装置１００から送られる各種シンタックス要素を復号する動作の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る画像復号装置３００において画像符号化装置１００から送られる各種シンタックス要素を復号する動作の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る画像復号装置３００において画像符号化装置１００から送られる各種シンタックス要素を復号する動作の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を説明するための図である。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＩＳＰの分割方向を考慮したＭＰＭリストのデフォルトモードについて説明するためのフローチャートである。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャート（その１）である。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャート（その２）である。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャート（その１）である。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャート（その２）である。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る画像復号装置３００におけるＭＰＭリストの構築方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像処理システム１について説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理システム１について示す図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る画像処理システム１は、画像符号化装置１００及び画像復号装置３００を有する。
　画像符号化装置１００は、入力画像信号を符号化することによって符号化データを生成するように構成されている。画像復号装置３００は、符号化データを復号することによって出力画像信号を生成するように構成されている。
　符号化データは、画像符号化装置１０から画像復号装置３０に対して伝送路を介して送信されてもよい。符号化データは、記憶媒体に格納された上で、画像符号化装置１０から画像復号装置３０に提供されてもよい。
（画像符号化装置１００）
　以下、図２を参照して、本実施形態に係る画像符号化装置１００について説明する。図２は、本実施形態に係る画像符号化装置１００の機能ブロックの一例について示す図である。
　図２に示すように、画像符号化装置１００は、インター予測部１０１と、イントラ予測部１０２と、減算器１０３と、加算器１０４と、変換・量子化部１０５と、逆変換・逆量子化部１０６と、符号化部１０７と、インループフィルタ１０８と、フレームバッファ１０９とを有する。
　インター予測部１０１は、インター予測（フレーム間予測）によって予測信号を生成するように構成されている。
　具体的には、インター予測部１０１は、符号化対象のフレーム（以下、対象フレーム）とフレームバッファ１０９に格納される参照フレームとの比較によって、参照フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに対する予測動きベクトルを決定するように構成されている。
　ここで、参照フレームは、対象フレームとは異なるフレームである。参照ブロックは、予測対象のブロック（以下、対象ブロック）について参照されるブロックである。
　また、インター予測部１０１は、予測ブロック及び予測動きベクトルに基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成するように構成されている。さらに、インター予測部１０１は、予測信号を減算器１０３及び加算器１０４に出力するように構成されている。
　イントラ予測部１０２は、イントラ予測（フレーム内予測）によって予測信号を生成するように構成されている。
　具体的には、イントラ予測部１０２は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成するように構成されている。例えば、参照ブロックは、対象ブロックに隣接するブロックである。
　また、イントラ予測部１０２は、予測信号を減算器１０３及び加算器１０４に出力するように構成されている。
　減算器１０３は、入力画像信号から予測信号を減算し、予測残差信号を変換・量子化部１０５に出力するように構成されている。ここで、減算器１０３は、イントラ予測又はインター予測によって生成される予測信号と入力画像信号との差分である予測残差信号を生成するように構成されている。
　加算器１０４は、逆変換・逆量子化部１０６から出力される予測残差信号に予測信号を加算し、フィルタ前復号信号をイントラ予測部１０２及びインループフィルタ１０８に出力するように構成されている。ここで、フィルタ前復号信号は、イントラ予測部で用いる参照ブロックを構成する。
　変換・量子化部１０５は、予測残差信号の変換処理を行うとともに、係数レベル値を取得するように構成されている。さらに、変換・量子化部１０５は、係数レベル値の量子化を行うように構成されていてもよい。
　ここで、変換処理は、予測残差信号を周波数成分信号に変換する処理である。変換処理では、離散コサイン変換（ＤＣＴ；Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）に対応する基底パターン（変換行列）が用いられてもよく、離散サイン変換（ＤＳＴ；Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）に対応する基底パターン（変換行列）が用いられてもよい。
　逆変換・逆量子化部１０６は、変換・量子化部１０５から出力される係数レベル値の逆変換処理を行うように構成されている。ここで、逆変換・逆量子化部１０６は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行うように構成されていてもよい。逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部１０５で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。
　符号化部１０７は、変換・量子化部１０５から出力された係数レベル値を符号化し、符号化データを出力するように構成されている。例えば、符号化は、係数レベル値の発生確率に基づいて異なる長さの符号を割り当てるエントロピー符号化である。
　また、符号化部１０７は、係数レベル値に加えて、復号処理で用いる制御データを符号化するように構成されている。ここで、制御データは、符号化ブロックサイズ、予測ブロックサイズ、変換ブロックサイズ等のサイズデータを含んでもよい。
　インループフィルタ１０８は、加算器１０４から出力されるフィルタ前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ後復号信号をフレームバッファ１０９に出力するように構成されている。例えば、フィルタ処理は、ブロック（予測ブロック又は変換ブロック）の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理である。
　フレームバッファ１０９は、インター予測部１０１で用いる参照フレームを蓄積するように構成されている。ここで、フィルタ後復号信号は、インター予測部１０１で用いる参照フレームを構成する。
（イントラ予測モード）
　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ（ＶＶＣ）のイントラ予測モードは、非特許文献１に記載がある通り、複数のイントラ予測モードから構成されて選択される。
　ＶＶＣは、非特許文献４のＨｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇでも使用されているＤＣ予測やプレーナ（Ｐｌａｎａｒ）予測や方向性予測が引き続き使用されており、方向性予測については、予測性能を向上させるために２倍の数となっている。
　図３に記載されている数字は、イントラ予測モード番号と一意に対応づいており、プレーナ予測には「０」、ＤＣ予測には「１」、方向性予測には「２」～「６６」までの番号が割り当てられている。
（画像符号化装置１００のイントラ予測部１０２）
　以下、図４を参照して、本実施形態に係る画像符号化装置１００のイントラ予測部１０２について説明する。図４は、本実施形態に係るイントラ予測部１０２の機能ブロックの一例を示す図である。
　イントラ予測部１０２は、予測モード決定部１０２Ａと予測画素生成部１０２Ｂとを備えている。
　予測モード決定部１０２Ａは、予測対象画素に隣接する参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測モードを決定するように構成されている。予測画素生成部１０２Ｂは、予測画像信号を生成して出力するように構成されている。
　ここで、予測モード決定部１０２Ａで決定した予測モードは、符号化部１０７に送られて、制御データ（識別フラグ、以降では「シンタックス要素」と記す）として符号化データに包含され、画像復号装置３００に伝送されるように構成されている。
（画像復号装置３００）
　以下、図５を参照して、本実施形態に係る画像復号装置３００について説明する。図５は、本実施形態に係る画像復号装置３００の機能ブロックの一例を示す図である。
　図５に示すように、画像復号装置３００は、復号部３０１と、逆変換・逆量子化部３０２と、加算器３０３と、インター予測部３０４と、イントラ予測部３０５と、インループフィルタ３０６と、フレームバッファ３０７とを有する。
　復号部３０１は、画像符号化装置１００によって生成される符号化データを復号し、係数レベル値を復号するように構成されている。例えば、復号は、画像符号化装置１００の符号化部１０７で行われるエントロピー符号化とは逆の手順のエントロピー復号である。
　また、復号部３０１は、符号化データの復号処理によって制御データを取得するように構成されていてもよい。上述したように、制御データは、符号化ブロックサイズや予測ブロックサイズや変換ブロックサイズ等のサイズデータを含んでもよい。また、制御データは、第２成分の予測サンプルの生成に用いる入力ソースを示す情報要素を含んでもよい。ここで、第２成分とは、例えば、画像信号を構成する輝度信号以外の色差信号を指す。
　逆変換・逆量子化部３０２は、復号部３０１から出力される係数レベル値の逆変換処理を行うように構成されている。ここで、逆変換・逆量子化部３０２は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行うように構成されていてもよい。なお、逆変換処理及び逆量子化は、画像符号化装置１００の変換・量子化部１０５で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。
　加算器３０３は、逆変換・逆量子化部３０２から出力される予測残差信号に予測信号を加算し、フィルタ前復号信号をイントラ予測部３０５及びインループフィルタ３０６に出力するように構成されている。フィルタ前復号信号は、イントラ予測部３９５で用いる参照ブロックを構成する。
　インター予測部３０４は、画像符号化装置１００のインター予測部１０１と同様に、インター予測（フレーム間予測）によって予測信号を生成するように構成されている。
　具体的には、インター予測部３０４は、対象フレームとフレームバッファ３０７に格納される参照フレームとの比較によって、参照フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに対する予測動きベクトルを決定するように構成されている。
　また、インター予測部３０４は、予測ブロック及び予測動きベクトルに基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成するように構成されている。インター予測部３０４は、予測信号を加算器３０３に出力するように構成されている。
　イントラ予測部３０５は、画像符号化装置１００のイントラ予測部１０２と同様に、イントラ予測（フレーム内予測）によって予測信号を生成するように構成されている。
　具体的には、イントラ予測部３０５は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成するように構成されている。イントラ予測部３０５は、予測信号を加算器３０３に出力するように構成されている。
　インループフィルタ３０６は、画像符号化装置１００のインループフィルタ１０８と同様に、加算器３０３から出力されるフィルタ前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ後復号信号をフレームバッファ３０７に出力するように構成されている。例えば、フィルタ処理は、ブロック（予測ブロック又は変換ブロック）の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理である。
　フレームバッファ３０７は、画像符号化装置１００のフレームバッファ１０９と同様に、インター予測部１０１で用いる参照フレームを蓄積するように構成されている。フィルタ後復号信号は、インター予測部１０１で用いる参照フレームを構成する。
（画像復号装置３００のイントラ予測部３０５）
　以下、図６を参照して、本実施形態に係る画像復号装置３００のイントラ予測部３０５について説明する。図６は、実施形態に係るイントラ予測部の機能ブロックの一例を示す図である。
　イントラ予測部３０５は、予測モード復号部３０５Ａと、予測画素生成部３０５Ｂとを備える。
　予測モード復号部３０５Ａは、画像符号化装置１００から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号するように構成されている。
　ここで、制御データは、複数のイントラ予測方式の無効有効を示す識別フラグ、具体的には、複数参照ライン予測（ＭＲＬ）、イントラ細分割予測（ＩＳＰ）、方向性予測、プレーナ予測がそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグ（シンタックス要素）を含む。
　予測モード復号部３０５Ａは、かかるシンタックス要素や、対象ブロックに隣接する参照ブロックの参照画像信号及び予測モードから、予測対象ブロックの予測モードを復号するように構成されている。
　すなわち、予測モード復号部３０５Ａは、上述のシンタックス要素を用いて予測モードの復号方法を決定し、かかる復号方法が所定条件を満たす場合に、ＭＰＭリスト（最尤モードリスト）を用いて予測モードを復号するように構成されている。
　予測画素生成部３０５Ｂは、上述の予測モード及び参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測画像信号を生成して出力するように構成されている。
　ここで、複数のイントラ予測方式とは、例えば、ＭＲＬやＩＳＰであり、技術内容は、非特許文献１や非特許文献２に示されている。
　ＭＲＬが有効な場合、予測画像信号の生成に利用できる予測モードは、方向性予測に限定されており、プレーナ予測及びＤＣ予測の利用は、禁止されている。また、ＩＳＰが有効な場合は、予測画像信号の生成に利用できる予測モードはプレーナ予測又は方向性予測に限定されており、ＤＣ予測の利用は、禁止されている。また、予測モード復号部３０５Ａでの予測モードの決定方法については、後述する。
（イントラ予測モードの復号方法：各種シンタックス要素の復号順序）
　以下、図７を参照して、本実施形態に係る画像復号装置３００（具体的には、イントラ予測部３０５）の動作について説明する。図７は、本実施形態に係る画像復号装置３００において画像符号化装置１００から送られる各種シンタックス要素を復号する動作の一例を示すフローチャートである。
　図７に示すように、ステップＳ１０１において、画像復号装置３００は、ＭＲＬが無効であるか有効であるかについて示すシンタックス（ｒｅｆ_ｉｄｘ）を復号する。
　ここで、「ｒｅｆ_ｉｄｘ」が取り得る値は、「０」、「１」、「２」である。「ｒｅｆ_ｉｄｘ＝０」である場合は、ＭＲＬが無効であることを示し、画像復号装置３００は、対象ブロックに隣接する参照ブロックのうちブロック境界に位置する最近接（０ライン目）の画素を参照して予測画素を生成する。「ｒｅｆ_ｉｄｘ＝１」である場合は、ＭＲＬが有効であることを示し、画像復号装置３００は、ブロック境界から１ライン離れた画素を参照して予測画素を生成する。「ｒｅｆ_ｉｄｘ＝２」である場合は、ＭＲＬが有効であることを示し、画像復号装置３００は、ブロック境界に位置する画素から３ライン離れた画素を参照して予測画素を生成する。
　ステップＳ１０２において、画像復号装置３００は、所定条件１が満たされているか否かについて判定する。ここで、所定条件１が満たされている場合は、本動作は、ステップＳ１０３に進み、所定条件１が満たされていない場合は、本動作は、ステップＳ１０７に進む。
　所定条件１は、「ｒｅｆ_ｉｄｘ」の復号結果が「０」であることという条件を含んでもよい。
　また、所定条件1は、予測対象ブロックがイントラ細分割予測可能なブロックサイズであることという条件を含んでもよい。例えば、イントラ細分割予測が可能なブロックサイズとは、予測対象ブロックの幅或いは高さが、変換ブロックの最大サイズ以下であり、且つ、予測対象ブロックの幅と高さとの積（面積）が、変換ブロックの最小面積（ブロック内に含まれる画素数）を超えることと設定することができる。例えば、変換ブロックの最大サイズが「６４」であり且つ変換ブロックの最小サイズが「４」であると値を設定した場合、４ｘ８、８ｘ８、６４ｘ６４、１２８ｘ３２等がイントラ細分割予測可能なブロックサイズと判定されるが、４ｘ４や１２８ｘ１２８といったブロックサイズではイントラ細分割予測が非適用となる。
　ステップＳ１０３において、画像復号装置３００は、ＩＳＰが無効であるか有効であるかについて示すシンタックス要素である「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」を復号する。
　ここで、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」が取り得る値は、「０」又は「１」である。「ｉｓｐ_ｆｌａｇ＝０」である場合（すなわち、ＩＳＰが無効であることを示す場合）、画像復号装置３００は、対象ブロックにＩＳＰを適用しない。「ｉｓｐ_ｆｌａｇ＝１」である場合（すなわち、ＩＳＰが有効であることを示す場合）、画像復号装置３００は、対象ブロックにＩＳＰを適用する。
　ステップＳ１０４において、画像復号装置３００は、所定条件２が満たされているか否かについて判定する。ここで、所定条件２が満たされている場合は、本動作は、ステップＳ１０５に進み、所定条件２が満たされていない場合は、本動作は、ステップＳ１０６に進む。
　所定条件２は、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」の復号結果が「１」であることという条件を含んでもよい。
　また、所定条件２は、イントラ細分割方向が自明でないことという条件を含んでもよい。ここで、イントラ細分割方向が自明ではないとは、対象ブロック幅及び高さが、変換ブロックの最大サイズ以下であると設定できる。
　例えば、変換ブロック最大サイズが「６４」であり且つ変換ブロックの最小サイズが「４」であると値を設定した場合、４ｘ８、８ｘ８、６４ｘ６４等は、垂直方向或いは水平方向のいずれにもイントラ細分割予測が可能と判定されるが、１２８ｘ３２は、垂直方向の分割、すなわち、イントラサブブロックが３２ｘ３２となる方向にしかイントラ細分割ができないため、イントラ細分割方向が自明と判定でき、後述するＩＳＰの分割方向を識別するシンタックス要素である「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ_ｆｌａｇ」を復号しなくてもよい。
　ステップＳ１０５において、画像復号装置３００は、ＩＳＰの分割方向を識別するシンタックス要素である「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ_ｆｌａｇ」を復号する。
　ここで、「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ_ｆｌａｇ」が取り得る値は、「０」又は「１」である。「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ_ｆｌａｇ＝０」である場合は、水平分割であることを示し、「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ_ｆｌａｇ＝１」である場合は、垂直分割であることを示す。
　ステップＳ１０６において、画像復号装置３００は、方向性予測の無効有効を識別するシンタックス要素である「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ」を復号する。
　ここで、「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ」が取り得る値は、「０」又は「１」である。「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ＝０」である場合、画像復号装置３００は、対象ブロックに方向性予測を適用しない。「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａg＝１」である場合、画像復号装置３００は、対象ブロックに方向性予測を適用する。
　なお、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」が復号されていない場合、すなわち、所定条件２が満たされていない場合、画像復号装置３００は、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ＝０」且つ「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ＝１」であるとみなすことができる。
　ステップＳ１０７において、画像復号装置３００は、所定条件３が満たされているか否かについて判定する。ここで、所定条件３が満たされている場合は、本動作は、ステップＳ１０８に進み、所定条件３が満たされていない場合は、本動作は、ステップＳ１１１に進む。
　ここで、所定条件３は、「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ」の復号結果が「０」であることという条件を含んでもよい。
　なお、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」及び「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ」が復号されていない場合、すなわち、所定条件１が満たされていない場合、画像復号装置３００は、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ＝０」且つ「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ＝１」であるとみなすことができる。
　ステップS１０８において、画像復号装置３００は、所定条件４が満たされているか否かについて判定する。ここで、所定条件４が満たされている場合は、本動作は、ステップＳ１０９に進み、所定条件４が満たされていない場合は、画像復号装置３００は、予測モードの復号結果をプレーナ予測モードに決定して、本動作を終了する。
　ここで、所定条件４は、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」の復号結果が「０」であることという条件を含んでもよい。
　所定条件４に対する判定を行うことで、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ＝１」である場合は、プレーナ予測に予測モードが一意に決定されるため、後述する「ｐｌａｎａｒ_ｆｌａｇ」のシンタックス要素の伝送が不要となり、符号量の削減に寄与することができる。
　ステップＳ１０９において、画像復号装置３００は、プレーナ予測の無効有効を識別するシンタックス要素である「ｐｌａｎａｒ_ｆｌａｇ」を復号する。
　ここで、「ｐｌａｎａｒ_ｆｌａｇ」が取り得る値は、「０」又は「１」である。「ｐｌａｎａｒ_ｆｌａｇ＝０」である場合、画像復号装置３００は、対象ブロックにＤＣ予測を適用し、「ｐｌａｎａｒ_ｆｌａｇ＝１」である場合、画像復号装置３００は、対象ブロックにプレーナ予測を適用する。
　ステップＳ１１０において、画像復号装置３００は、所定条件５が満たされているか否かについて判定する。ここで、所定条件５が満たされている場合は、本動作は、ステップＳ１１１に進み、所定条件５が満たされていない場合は、本動作は、ステップＳ１１２に進む。
　ここで、所定条件５は、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」が「０」であり且つ「ｒｅｆ_ｉｄｘ」が「０」であることという条件を含んでもよい。ＩＳＰ及びＭＲＬのいずれかが有効である場合は、隣接の参照ブロックの予測モードから予測モードを復号すること、すなわち、ＭＰＭリスト内の予測モードから予測モードを決定することが自明であるため、後述するＭＰＭリスト内から予測モードを復号して決定するかどうかを識別するフラグ「ｍｐｍ_ｆｌａｇ」を復号しなくてもよい。
　ステップＳ１１１において、画像復号装置３００は、イントラ予測モードの復号結果をＭＰＭリスト内に存在する予測モードから選択するかどうかを識別する「ｍｐｍ_ｆｌａｇ」を復号する。
　ここで、「ｍｐｍ_ｆｌａｇ」が取り得る値は、「０」又は「１」である。「ｍｐｍ_ｆｌａｇ＝１」である場合、画像復号装置３００は、後述するＭＰＭリスト内に存在する予測モードから選択し、「ｍｐｍ_ｆｌａｇ＝０」である場合、画像復号装置３００は、ＭＰＭリスト内に存在しない予測モードを予測対象ブロックに適用する。
　ステップＳ１１２において、画像復号装置３００は、所定条件６が満たされているか否かについて判定する。ここで、所定条件６が満たされている場合は、本動作は、ステップＳ１１４に進み、所定条件６が満たされていない場合は、本動作は、ステップＳ１１３に進む。
　ここで、所定条件６は、「ｍｐｍ_ｆｌａｇ」の復号結果が「１」であることという条件を含んでもよい。
　なお、「ｍｐｍ_ｆｌａｇ」が復号されていない場合、すなわち、所定条件５が満たされていない場合は、画像復号装置３００は、「ｍｐｍ_ｆｌａｇ＝１」であるとみなすことができる。
　ステップＳ１１３において、画像復号装置３００は、ＭＰＭリストに入っている予測モードのリスト番号を示すシンタックス要素である「ｍｐｍ_ｉｄｘ」を復号して本動作を終了する。
　ここで、「ｍｐｍ_ｉｄｘ」が取り得る値は、ＭＰＭの数によって決まり、例えば、ＭＰＭが６個である場合、「ｍｐｍ_ｉｄｘ」は、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」という値を取り得る。「ｍｐｍ_ｉｄｘ」の値が小さいモードの方が、より少ない符号量で符号化できるように符号語が割り当てられている場合、後述するＭＰＭリストの構築方法において、リストの優先順位を工夫することで、符号化効率が向上する効果が得られる。
　ステップＳ１１４において、画像復号装置３００は、ＭＰＭリストに入っている予測モードを省いた全予測モードの中の採用予測モード番号を示すシンタックス要素である「ｍｐｍ_ｒｅｍａｉｎｄｅｒ」を復号して本動作を終了する。
　なお、「ｍｐｍ_ｒｅｍａｉｎｄｅｒ」を用いた予測モードの決定方法は、例えば、非特許文献１に記されている方法と同じように、ＭＰＭリストに入っている予測モードとの比較により決定されてもよい。
（シンタックス要素の復号順序の変更例１）
　以下において、上述した予測モード復号のためのシンタックス要素の復号順序についての変更例１を説明する。図８は、予測モード復号のためのシンタックス要素の復号順序についての変更例１を示す。
　上述の復号順序との差異は、「ｒｅｆ_ｉｄｘ」の判定位置が復号順序の最初ではなく、「ｉｓｐ_ｆｌａｇ」及び「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ」の判定後に位置する点である。
　このように復号順序を変更することで、ＭＲＬが有効な場合に復号が必要なシンタックス要素数（符号量）は増加してしまう一方、ＭＲＬが無効な場合で且つＤＣ予測又はプレーナ予測が有効な場合、或いは、ＩＳＰが有効な場合で且つ方向性予測が有効な場合、復号が必要なシンタックス要素数（符号量）は減少する効果が得られる。
　以下、図８を用いて、復号順序の変更例の詳細について説明する。
　まず、所定条件１’は、所定条件１と異なる。所定条件１’には、所定条件１に含まれている「ｒｅｆ_ｉｄｘ＝０」の判定が含まれない。これは、上述した通り、「ｒｅｆ_ｉｄｘ」による判定が復号順序の後段に位置するためである。
　次に、所定条件２’～４’は、所定条件２～４とそれぞれ同じである。
　さらに、所定条件５’は、所定条件５と異なる。所定条件５’には、所定条件５に含まれている「ｒｅｆ_ｉｄｘ＝０」の判定が含まれない。これは、上述した通り、「ｒｅｆ_ｉｄｘ」による判定が復号順序の本所定条件の直後に位置するためである。
　さらに、所定条件６’は、上述の復号順所にはない新規の判定である。所定条件６’には、「ｒｅｆ_ｉｄｘ＝０」の判定が含まれる。これは、上述した通り、ＭＲＬが有効の場合は、ＭＰＭリスト内に含まれる予測モードから予測モードを復号することが自明であるため、「ｍｐｍ_ｆｌａｇ」の復号を省略するためである。
　さらに、所定条件７’は、所定条件６と同じである。
（シンタックス要素の復号順序の変更例２）
　以下において、上述した予測モード復号のためのシンタックス要素の復号順序についての変更例２を説明する。図９は、予測モード復号のためのシンタックス要素の復号順序についての変更例２を示す。
　上述の変更例1との違いは、「ｒｅｆ_ｉｄｘ」の復号位置をツリーの最終段に配置変更した点である。これにより、ＭＲＬが有効な場合に復号が必要なシンタックス要素数（符号量）は増加してしまう一方、ＭＲＬが無効の場合、特に、ＭＲＬが無効な場合で且つ「ｍｐｍ_ｆｌａｇ＝０」である場合に必要なシンタックス（符号量）は、上述の変更例１と比較してさらに減少する効果が得られる。
（イントラ予測モードの復号方法：ＭＰＭリストの構築方法）
　ＶＶＣのイントラ予測モードの復号は、複数のＭＰＭを用いたＭＰＭリストの構築方法によって実施される。かかるＭＰＭリストの構築方法は、図１０に示すように、予測対象ブロックの左下端と右上端に隣接する２つの参照ブロックＡ及びＢが有する予測モードによって、大きく３種類に場合分けされる。かかる３種類の場合分けについては後述する。
　なお、図１０では、参照ブロックの位置を左下端及び右上端としているが、予測対象ブロックの左端及び上端の中央位置や、左上端に隣接する位置にしてもよい。また、２つの参照ブロックではなく、複数の参照ブロックを用いてもよい。
　以降で説明するＭＰＭリストの構築方法では、非特許文献１とは異なり、ＭＰＭリストの中からＤＣ予測及びプレーナ予測が常に除外されている。その理由は、上述した通り、ＤＣ予測及びプレーナ予測は、シンタックス要素によって一意に無効であるか有効であるかが識別されるためである。これにより、ＤＣ予測及びプレーナ予測をＭＰＭリストの構築方法から除外して、ＤＣ予測及びプレーナ予測以外の予測モードを優先的にＭＰＭリストに入れられるため、非特許文献１に記されているようなＭＰＭリストの構築方法と比較して、ＭＰＭリストの構築方法を簡素化できる効果が得られる。
　以降で、上述のシンタックス要素の復号結果に基づいたＭＰＭリスト構築方法の詳細について説明する。
（イントラ予測モードの復号方法：ＤＣ予測及びプレーな予測を除外したＭＰＭリストの構築方法）
　以下、図１３及び図１４を参照して、本実施形態に係るＭＰＭリストの構築方法について説明する。図１３及び図１４は、本実施形態に係るＭＰＭリストの構築方法の一例について示す図である。図１３及び図１４の例では、ＭＰＭリストの構築にあたって、６個のＭＰＭを用いているが、非特許文献１のように、３個のＭＰＭを使う等、他の個数のＭＰＭを用いてもよい。
　図１３及び図１４に示すＭＰＭリストの構築方法は、予測対象ブロックに隣接する２つのブロックＡ/Ｂの予測モードＡ/Ｂに応じて、まず初めに、以下の３種類に場合分けを行うが、かかる方法は、非特許文献１及び４記されているＭＰＭリストの構築方法（以下、従来ＭＰＭリスト構築方法と記す）の３種類の場合分け（下記参照）と同じである。
１）Ａ及びＢが同じ予測モードで、且つ、Ａが１よりも大きい場合（Ａ＝Ｂが、ＤＣ予測又はプレーナ予測ではない場合）、
２）Ａ及びＢが違う予測モードで、且つ、Ａ又はＢが１よりも大きい場合（Ａ及びＢのいずれかがＤＣ予測又はプレーナ予測である場合）、
３）Ａ及びＢ違う予測モードで、且つ、Ａ及びＢが１よりも大きい場合（Ａ及びＢのいずれもＤＣ予測又はプレーナ予測ではない場合）、
　ここで、（１）についての判定は、図１３のステップＳ２０１に対応し、（２）及び（３）についての判定は、図１３のステップＳ２０６及び図１４のＳ２０７に対応する。
　本実施形態に係るＭＰＭリストの構築方法と従来ＭＰＭリスト構築方法との相違点は、以下の２点である。
-　第１相違点：　ＤＣ予測及びプレーナ予測は、上述のように、新たに定義されたシンタックス要素である「ａｎｇｕｌａｒ_ｆｌａｇ」及び「ｐｌａｎａｒ_ｆｌａｇ」で一意に選択されるため、ＭＰＭリストの候補予測モードから常に除外される点。
-　第２相違点：　新規のシンタックス要素の追加及び当該シンタックス要素の復号順序の工夫により、ＭＰＭリスト内に入る予測モードの候補は、方向性予測に限定されるため、ＭＰＭリストの構築方法において、ＭＲＬが無効であるか有効であるかの分岐、すなわち、ＭＲＬ（ｒｅｆ_ｉｄｘ）による判定条件が不要となる（常にリストから除外される）。
　上述の第１～２相違点の作用として、ＭＰＭリストの構築方法が従来ＭＰＭ構築方法と比較して簡素化されるという効果を得ることができる。以下で、第１～２相違点のそれぞれの詳細について説明する。
（第１の相違点）
　以下、上述の第１相違点について説明する。
　例えば、図１３のステップＳ２０１が満たされる場合、従来ＭＰＭ構築方法では、かかるＭＰＭリストツリーの配下で、ＭＰＭリスト内にＤＣ予測或いはプレーナ予測が含まれるケースが存在し得た。例えば、かかるケースとして、ＭＲＬ及びＩＳＰが無効であるケースが想定される。
　Ａ及びＢが共に、ＤＣ予測及びプレーナ予測ではない場合であっても、ＤＣ予測及びプレーナ予測は、方向性予測と比較して、一般に選択されやすい予測モードであるため、従来ＭＰＭ構築方法では、ＭＰＭリスト内に選択される可能性が残していた。
　一方で、本実施形態に係る技術を適用した場合、ステップＳ２０１配下で、ＭＰＭリスト内からＤＣ予測及びプレーナ予測が常に除外される。これは、新規のシンタックス要素を用いてＤＣ予測及びプレーナ予測が無効であるか有効であるかどうかを、ＭＰＭリストの外で一意に識別可能なことから、ＭＰＭリストにＤＣ予測及びプレーナ予測を含める必要がないためである。
　ＭＰＭリスト内からＤＣ予測及びプレーナ予測を常に除外できることは、ＭＰＭリスト内の予測モードの候補を方向性予測で全て埋められることに繋がるため、結果的に、ＤＣ予測及びプレーナ予測の選択可能性を残していたリストのツリー部を削除でき、ＭＰＭリストツリーが簡素化される。
（第２相違点）
　以下、第２相違点について説明する。
　上述のように、図８又は図９で示した新規のシンタックス要素の追加及び当該シンタックス要素の復号順序の工夫により、ＭＰＭリスト内に含まれる予測モードの候補は、方向性予測に限定される。
　そのため、本実施形態に係るＭＰＭリストからはＭＲＬが無効であるか有効であるかを判定する分岐を常に除外することができる。従来のＭＰＭリスト構築方法では、上述の通り、ＭＰＭリスト内にＤＣ予測及びプレーナ予測の選択の可能性を残していたために、ＭＲＬの無効有効を判定する条件を入れる必要があり、ＭＰＭリストの分岐が、結果的に増大してしまっていた。
　本実施形態に係るＭＰＭリストの構築方法は、ＭＰＭリストの外でＭＲＬの無効有効を判定するため、ＭＰＭリストからＭＲＬの判定を常に除外することができ、結果的にＭＰＭリストツリーが簡素化される。
（ＭＰＭリスト内の方向性予測の近傍モードの算出方法）
　ここで、図１１に示すステップＳ９０２について補足して説明する。
　ステップＳ９０２のＭＰＭリスト［０］［１］［２］［３］［４］［５］には、それぞれＡ、Ａの近傍の予測モードが入るようになっている。ここでＡの近傍の予測モードの算出方法は、非特許文献１に記載がある方法と同じく、除算を用いて以下のように算出される。
［０］＝Ａ
［１］＝２＋（（「Ａ」＋６１）/６４）
［２］＝２＋（（「Ａ」－１）/６４）
［３］＝２＋（（「Ａ」＋６０）/６４）
［４］＝２＋（（「Ａ」/６４）
［５］＝２＋（（「Ａ」＋５８）/６４）
このように除算を用いた算出方法により、いずれの方向性予測モードの番号でも、そのモードの近傍のモードがリストに入るようになっている。
　例えば予測モードが１０の場合、ＭＰＭリストは以下のように算出方法される。
［０］＝１０
［１］＝９
［２］＝１１
［３］＝８
［４］＝１２
［５］＝７
　また、Ａが予測モードの３あるいは６６付近の値を取る場合は、Ａと１８０℃反対の予測モードがＭＰＭリスト内に含まれることとなる。例えば、Ａが６５の場合は、以下のようにＭＰＭリスト内の予測モードが算出される。
［０］＝６５
［１］＝６４
［２］＝２
［３］＝６３
［４］＝３
［５］＝６２
　次に、図１４に示すステップＳ２０９、ステップＳ２１０及びステップＳ２１１の処理について補足して説明する。
　第１に、ステップＳ２０９において、画像復号装置３００は、「ｍｉｎＡＢ」と「ｍａｘＡＢ」との差が「１」であるか否かについて判定する。
　ここで、「ｍｉｎＡＢ」及び「ｍａｘＡＢ」について、ＡとＢのモード番号を比較して、小さい方の予測モードを「ｍｉｎＡＢ」とし、大きい方の予測モードを「ｍａｘＡＢ」とするものである。
　この結果、画像復号装置３００は、Ａ及びＢの予測モードが隣接するかどうかについて確認する。
　ここで、ステップＳ２０９の条件が満たされる場合、すなわち、Ａ及びＢの予測モードが隣接するため、ステップＳ２１０において、ＭＰＭリスト［２］［３］［４］［５］に入るＡ及びＢの近傍の予測モードの値が、以下のように算出される。なお、近傍の予測モードの算出方法は、前述で示したものと同じ設計思想である。
［２］＝２＋（（「ｍｉｎＡＢ」＋６１）/６４） ⇒「ｍｉｎＡＢ」に対して１つ小さい予測モードを意味する。
［３］＝２＋（（「ｍａｘＡＢ」－１）/６４）⇒「ｍａｘＡＢ」に対して１つ大きい予測モードを意味する。
［４］＝２＋（（「ｍｉｎＡＢ」＋６０）/６４）⇒「ｍｉｎＡＢ」に対して２つ小さい予測モードを意味する。
［５］＝２＋（「ｍａｘＡＢ」/６４）⇒「ｍａｘＡＢ」に対して２つ大きい予測モードを意味する。
　この結果、Ａ及びＢが隣接する予測モードであっても、それぞれの近接モードを正確にＭＰＭリスト内に含めることができる。
　第２に、ステップＳ２１１において、画像復号装置３００は、「ｍａｘＡＢ」と「ｍｉｎＡＢ」との差が「２」であるか否かについて判定する。
　この結果、画像復号装置３００は、Ａ及びＢの予測モードが間に１つの方向性予測モードを挟んで隣接するかどうかについて確認する。
　ここで、ステップＳ２１１の条件が満たされる場合、すなわち、Ａ及びＢの予測モードが１つの方向性予測モードを挟んで隣接する場合、ステップＳ２１２において、ＭＰＭリスト［２］［３］［４］［５］に入るＡ及びＢの近傍モードの値が、以下のようになる。
［２］＝２＋（（「ｍｉｎＡＢ」－１）/６４）⇒ 「ｍｉｎＡＢ」－１に対して１つ小さい予測モードを意味する。
［３］＝２＋（（「ｍｉｎＡＢ」＋６１）/６４）⇒「ｍｉｎＡＢ」－１に対して１つ大きい予測モードを意味する。
［４］＝２＋（（「ｍａｘＡＢ」－１）/６４）⇒「ｍａｘＡＢ」に対して１つ大きい予測モードを意味する。
［５］＝２＋（（「ｍｉｎＡＢ」＋６０）/６４）⇒ 「ｍｉｎＡＢ」に対して２つ小さい予測モードを意味する。
　この結果、ＡとＢとの間の予測モードを含めたＡ及びＢの近接モードを正確にＭＰＭリスト内に含めることができる。
　その他、ステップＳ２１４、ステップＳ２１５、ステップＳ２１６、ステップＳ４０４及びステップＳ４０６についても、同じ設計思想で、「ｍａｘＡＢ」或いは「ｍｉｎＡＢ」の近傍モードの除算を用いることで、正確にＭＰＭリストに含めることができる。
（変更例１）
　以下、第３相違点のうち、ＩＳＰが有効である場合のＭＰＭリストの構築方法におけるＭＰＭリスト内の水平モード及び垂直モードの優先選択について説明する。
　ＩＳＰが有効な場合、ＩＳＰの分割方向に近い予測モードが選択されることが望ましい。すなわち、水平分割が行われる場合は、水平方向の予測モードが優先的に選択されることが望ましく、垂直分割が行われる場合は、垂直方向の予測モードが優先的に選択されることが望ましい。かかる要求を満たすために、ＩＳＰ有効時にＭＰＭリストに入る３個の候補パラメータ（デフォルトモード）を新たに定義した。
　以下、図１２を参照して、ＩＳＰの分割方向を考慮したＭＰＭリストのデフォルトモードについて説明する。図１２は、ＩＳＰの分割方向を考慮したＭＰＭリストのデフォルトモードの判定図を示している。
　ここで、「ｉｓｐＤ１」、「ｉｓｐＤ２」及び「ｉｓｐＤ３」は、３個のデフォルトモードを示す。なお、図１２の例では、３個のデフォルトモードを用いているが、ＭＰＭリストに入るＭＰＭの数に応じて、デフォルトモードの数を変更してもよい。
　図１２に示すように、ステップＳ３０１において、画像復号装置３００は、復号した「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ」が「０」であるか否かについて判定する。
　ここで、「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ＝０」である場合、上述のように、水平分割が行われるため、水平方向に近い予測モードが優先的に選択されることが望ましい。
　したがって、「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ＝０」である場合、ステップＳ３０２において、「ｉｓｐＤ１」、「ｉｓｐＤ２」及び「ｉｓｐＤ３」には、水平予測モード（モード番号：１８）、続いて水平方向に近い予測モード（モード番号：５、１１）が代入される。
　一方で、「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ＝１」である場合、上述のように、垂直分割が行われるため、垂直方向に近い予測モードが優先的に選択されることが望ましい。
　したがって、「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ＝１」である場合、ステップＳ３０３において、「ｉｓｐＤ１」、「ｉｓｐＤ２」及び「ｉｓｐＤ３」には、垂直予測モード（モード番号：５０）、続いて垂直方向に近い予測モード（モード番号：６３、５７）が代入される。
　ＩＳＰの分割方向及び隣接ブロックの予測モードが仮に大きく離れてしまう場合、かかる３個のデフォルトモードをＭＰＭリスト内に含めるようにすれば、従来ＭＰＭ構築方法では選択されなかった分割方向と同じ方向の予測モードが選択される可能性が残るため、結果的に予測性能向上という効果が得られる。
　以下に、上述のケースの適用例について示す。
　例えば、図１３において、ステップＳ２０３の条件が満たされる場合は、かかる判定結果から、ＩＳＰによる分割方向がＡに近いことが分かるため、画像復号装置３００は、Ａの近傍の予測モードをＭＰＭリストにそのまま含めてもよい。
　一方、図１３において、ステップＳ２０３の条件が満たされない場合には、ＭＰＭリストの上位候補［０］［１］［２］には、分割方向とは異なる予測モードＡ及びその近傍の予測モードで埋められてしまう。したがって、分割方向を考慮した予測モードの選択可能性を残すために、ＭＰＭリストの下位候補［３］［４］［５］には、ＩＳＰの分割方向を考慮して決定したデフォルトモードを含めるようにすることで、仮に、ＩＳＰの分割方向に対して隣接ブロックの予測モードが極端に離れる場合であっても、ＭＰＭリスト内にＩＳＰの分割方向に近い予測モードが入れられる。
　また、例えば、図１３において、ステップＳ２０６の条件が満たされない場合、すなわち、Ａ及びＢがＤＣ予測或いはプレーナ予測のいずれかである場合、従来のＭＰＭリスト構築方法では、リストの上位にＤＣ予測及びプレーナ予測が入っていたが、上述のように、本実施形態に係るＭＰＭリスト構築方法を採る場合、ＭＰＭリストからはＤＣ予測及びプレーナ予測が常に除外されているため、ＭＰＭリスト内には、ＤＣ予測及びプレーナ予測（Ａ及びＢ）以外の方向性予測が選択されることとなる。
　そのため、ステップＳ２１７では、ＩＳＰの無効有効が判定され、ステップＳ２１７の条件が満たされる場合、すなわち、ＩＳＰが無効である場合は、ＭＰＭリスト内には、垂直モード、水平モードが入った後、斜めモードが順に含まれるようになる。
　一方で、図１３のステップＳ２１７において、ＩＳＰが有効であると判定された場合には、上述のように、ＩＳＰの分割方向を考慮して予測モードを選択することが望ましいため、ステップＳ２１９で「ｉｓｐ_ｓｐｌｉｔ＝０」であるか否かについて判定される。
　ステップＳ２１９の条件が満たされる場合、すなわち、水平分割が行われる場合は、水平モード及び水平方向に近いモード（図１３では、水平モードから「－７」、「＋８」離れた予測モードを入れている）をＭＰＭリストの上位に配置し、垂直モードをＭＰＭリストの最下位に配置することで、水平モードが選択されやすくしつつ、垂直モードが選択されにくくしている。
　一方、ステップＳ２１９の条件が満たされない場合、すなわち、垂直分割が行われる場合は、垂直モード及び垂直方向に近いモード（図１３では、垂直モードから「－７」、「＋８」離れた予測モードを入れている）をＭＰＭリスト内の上位に配置し、水平モードを最下位に配置して、垂直モードが選択されやすくしつつ、水平モードが選択されにくくしている。
　また、ＭＰＭリスト内の中間の位置［３］［４］には、最下位の予測モードから比較的遠い予測モード（図１２の例では、最下位の予測モードから「－１５」、「＋１５」離れた予測モード）をそれぞれ含めるようにすることで、ＭＰＭリストを用いて決定する予測モードが、ＭＰＭリスト内の上位の予測モードから外れる場合であっても、下位の予測モードを上述のようにある程度幅を持たせた候補とすることで、本来選択されるべき予測モードから外れにくくすることができる。
　ＭＰＭリストの最上位又は最下位以外の候補モードとして、それぞれ最上位又は最下位からどれだけ離れたモード番号を含めるかは、設計者が自由に設定可能だが、ＭＰＭリストの上位が選択されやすく、ＭＰＭリストの下位が選択されにくいモード番号を入れることで、結果的に選択される予測モードを表す「ｍｐｍ_ｉｄｘ」の符号語を小さくする、すなわち、符号量を小さくすることができるため、符号化性能の向上が期待できるようになる。
　以下、図１５及び図１６を参照して、変更例１のうち、ＩＳＰを考慮したＭＰＭリスト内の候補予測モードの優先順位の変更について説明する。
　図１５及び図１６には、上述の図１３及び図１４に示すＭＰＭリストの構築方法に対して、ステップＳ４０１、ステップＳ４０３及びステップＳ４０５の判定が追加されている。
　ステップＳ４０１において、画像復号装置３００は、ＩＳＰが有効である場合、「ｉｓｐＤ１」に対するＡ及びＢの絶対値差を比較する（「ｉｓｐＤ１」に対するＢの絶対値差が「ｉｓｐＤ１」に対するＡの絶対値差が小さいか否かについて判定する）。
　かかる比較を新たに入れることで、ＩＳＰの分割方向に対して、Ａ又はＢBのどちらの予測モードが近いかを比較することでき、近い方のＭＰＭリスト内の優先度を修正することができる。
　例えば、ステップＳ４０１の条件が満たされない場合、すなわち、ＢがＡよりも「ｉｓｐＤ１」に代入されているデフォルトモード（ＩＳＰの分割方向に近い予測モード）である場合、ＭＰＭリスト［０］［１］に入る順序が、ステップＳ４０２に示すように、ＢからＡという順序に修正される。
　同様に、ステップＳ４０３及びステップＳ４０５においても、画像復号装置３００は、ＩＳＰが有効である場合、「ｉｓｐＤ１」に対する「ｍｉｎＡＢ」及び「ｍａｘＡＢ」の絶対値差を比較する。
　「ｉｓｐＤ１」に対する「ｍｉｎＡＢ」及び「ｍａｘＡＢ」の絶対値差を比較することで、ＩＳＰの分割方向に近い予測モードのＭＰＭリスト内における優先度を、ステップＳ４０４及びステップＳ４０６に示すように修正することができる。
（変更例２：ＭＰＭリストの一部共通化による簡素化）
　以下、図１７を参照して、ＭＰＭリストの構築方法の簡素化例について示す。図１７は、図１１に示すＭＰＭリストの構築方法と比較して、ＭＰＭリストツリーの一部（図１１のステップＳ９０２及びステップＳ９１６）が共通化されることにより、ＭＰＭリストツリーが簡素化されている。
　以下に、ＭＰＭリストの共通化したポイントを説明する。
　まず、図１７では、最初の判定条件であるステップＳ１００１が、図１１と異なっている。図１７のステップＳ１００１には、Ａ及びＢが同じモードであり、且つ、ＡがＤＣよりも大きいという条件に加えて、Ａ及びＢが異なるモードであり、且つ、Ａ及びＢのいずれか一方が方向性予測で、もう一方がＤＣ又はプレーナ予測であるという条件が追加されている。
　さらに、ステップＳ１００１の直後で、Ａを「ｍａｘＡＢ」であると再定義することで、仮に、上述のステップＳ１００１で、Ａ及びＢが異なるモードである場合であっても、ＭＰＭリスト内をＡ及びＡの近傍モードで埋めることができるようになるため、図１１で分岐していたステップＳ９０２及びステップＳ９１６の分岐を共通化することができ、ＭＰＭリストツリーを更に簡素化することができる。
（変更例３：変更例１と変更例２のハイブリッド型）
　図１８は、上述の変更例１及び変更例２のハイブリッド型のＭＰＭリスト構築方法である。本変更例３に係るＭＰＭリスト構築方法は、変更例１で説明したＩＳＰが有効である場合にイントラ細分割方向を考慮したＭＰＭリスト内の予測モードの優先度修正をＭＰＭリストが煩雑化しない程度（例えば、図１８のステップＳ１２０１とステップＳ１２０２ように、ＡとＢのモードに依存しないリスト構築部分にのみ、ＩＳＰの無効有効及び分割方向を考慮した予測モードの修正を適用）に抑えつつ、さらに、変更例２で説明したＭＰＭリストの一部を共通化することで、符号化性能向上とＭＰＭリストの簡素化双方の効果が期待できる手法である。
　本実施形態に係る画像処理システム１によれば、複数のイントラ予測方式（ＭＲＬやＩＳＰ）を考慮した予測モードの復号方法において、ＭＲＬやＩＳＰや方向性予測やプレーナ予測の無効有効を識別するシンタックス要素を新たに定義することで、従来ＭＰＭリスト構築方法の３種類と、ＭＲＬ及びＩＳＰの有効・無効の判定との組み合わせで複雑化するＭＰＭリストの構築方法を簡素化することができる。
　さらに、本実施形態に係る画像処理システム１によれば、上述のシンタックス要素の復号順序を工夫することで、不要なシンタックス要素の復号（シグナリング）を回避できる。
１…画像処理システム
１００…画像符号化装置
１０１、３０４…インター予測部
１０２、３０５…イントラ予測部
１０２Ａ…予測モード決定部
１０２Ｂ、３０５Ｂ…予測画素生成部
１０３…減算器
１０４、３０３…加算器
１０５…変換・量子化部
１０６、３０２…逆変換・逆量子化部
１０７…符号化部
１０８、３０６…インループフィルタ
１０９、３０７…フレームバッファ
３００…画像復号装置
３０１…復号部
３０５Ａ…予測モード復号部

Claims (15)

  1. 　画像符号化装置から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する予測モード復号部と、
    　前記予測モードと前記参照画像信号に基づいて、前記予測対象ブロックの予測画像信号を生成する予測画素生成部とを備え、
    　前記制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、
    　前記予測モード復号部は、前記識別フラグを用いて前記予測モードの復号方法を決定し、前記復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて前記予測モードを復号することを特徴とする画像復号装置。
  2. 　前記予測モード復号部は、
    　　前記予測対象ブロックが、イントラ細分割予測可能なブロックサイズである場合、前記イントラ細分割予測の識別フラグを復号し、
    　　前記予測対象ブロックが、イントラ細分割予測可能なブロックサイズではない場合、前記イントラ細分割予測の識別フラグを復号せずに、前記イントラ細分割予測が無効であるとみなし、且つ、前記方向性予測が有効であるとみなすように、
    　前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
  3. 　前記予測モード復号部は、
    　　前記予測対象ブロックが、イントラ細分割予測可能なブロックサイズであり、且つ、前記複数参照ライン予測の識別フラグが、前記複数参照ライン予測が無効であることを示す場合、前記イントラ細分割予測の識別フラグを復号し、
    　　前記予測対象ブロックがイントラ細分割予測可能なブロックサイズではないか、又は、前記複数参照ライン予測の識別フラグが、前記複数参照ライン予測が有効であることを示す場合、前記イントラ細分割予測の識別フラグを復号せずに、前記イントラ細分割予測が無効であるとみなし、且つ、前記方向性予測が有効であるとみなすように、
    　前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
  4. 　前記予測モード復号部は、
    　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が有効であることを示し、且つ、前記イントラ細分割方向が自明ではない場合、前記イントラ細分割予測の分割方向を識別する識別フラグを復号し、
    　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が無効であることを示すか、又は、前記イントラ細分割予測が有効であっても前記イントラ細分割方向が自明である場合、前記イントラ細分割予測の分割方向を識別する識別フラグを復号せず、前記方向性予測の識別フラグを復号するように、
    　前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像復号装置。
  5. 　前記予測モード復号部は、
    　　前記方向性予測の識別フラグが、前記方向性予測が無効であることを示す場合において、
    　　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が無効であることを示す場合は、前記プレーナ予測モードの識別フラグを復号するように、前記予測モードの復号方法を決定し、
    　　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が有効であることを示す場合は、前記プレーナ予測モードの識別フラグを復号せず、プレーナ予測モードに決定するように、
    　前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  6. 　前記予測モード復号部は、
    　　前記方向性予測の識別フラグが、前記方向性予測が有効であることを示す場合において、
    　　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が無効であることを示し、且つ、前記複数参照ライン予測の識別フラグが、前記複数参照ライン予測が無効であることを示す場合、前記最尤モードの識別フラグを復号し、
    　　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードの識別フラグを復号しないように、
    　前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項１、３、４又は５に記載の画像復号装置。
  7. 　　前記予測モード復号部は、
    　　前記方向性予測の識別フラグが、前記方向性予測が有効であることを示す場合において、
    　　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が無効であることを示す場合、前記複数参照ラインを識別するフラグを復号し、
    　　　　前記複数参照ライン予測の識別フラグが、前記複数参照ライン予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードの識別フラグを復号し、
    　　　　前記複数参照ライン予測の識別フラグが、前記複数参照ライン予測が無効であることを示す場合、前記最尤モードの識別フラグを復号せず、
    　　　前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードの識別フラグを復号しないように、
    　前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項１、２、４又は５に記載の画像復号装置。
  8. 　前記予測モード復号部は、
    　　前記最尤モードの識別フラグが、前記最尤モードが有効であることを示す場合において、前記複数参照ライン予測の識別フラグを復号するように、前記予測モードの復号方法を決定することを特徴とする請求項１、２、４、５、６に記載の画像復号装置。
  9. 　前記予測モード復号部は、前記方向性予測の識別フラグが、前記方向性予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードリストから前記プレーナ予測及びＤＣ予測を除外して、前記予測モードを復号することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  10. 　前記予測モード復号部は、前記複数参照ライン予測の識別フラグが、前記複数参照ライン予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードリストから、前記複数参照ライン予測が無効であるか有効であるかについて判定する判定条件を除外して、前記予測モードを復号することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  11. 　前記予測モード復号部は、前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードリストにおいて、前記イントラ細分割予測の分割方向に応じて予め決定される最尤モードを、前記最尤モードリストに予め決定される順序に従って加えることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  12. 　前記予測モード復号部は、前記イントラ細分割予測の識別フラグが、前記イントラ細分割予測が有効であることを示す場合、前記最尤モードリストにおいて、前記イントラ細分割予測の分割方向に応じて予め決定される最尤モードと、前記予測対象ブロックに隣接する前記参照ブロックの予測モードとの比較により、前記最尤モードリストに入る前記参照ブロックの予測モードの優先度を修正することを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  13. 　前記予測モード復号部は、前記プレーナ予測及びＤＣ予測が除外され、且つ、前記複数参照ラインに基づく判定条件が除外された最尤モードリスト構築方法において、前記リスト構築方法の一部を共通化することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  14. 　画像符号化装置から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する工程Ａと、
    　前記予測モードと前記参照画像信号に基づいて、前記予測対象ブロックの予測画像信号を生成する工程Ｂとを有し、
    　前記制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、
    　前記工程Ａにおいて、前記識別フラグを用いて前記予測モードの復号方法を決定し、前記復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて前記予測モードを復号することを特徴とする画像復号方法。
  15. 　コンピュータを、画像復号装置として機能させるプログラムであって、
    　前記画像復号装置は、
    　画像符号化装置から送られる符号化データに含まれる制御データ及び参照ブロックの参照画像信号に基づいて、予測対象ブロックの予測モードを復号する予測モード復号部と、
    　前記予測モードと前記参照画像信号に基づいて、前記予測対象ブロックの予測画像信号を生成する予測画素生成部とを備え、
    　前記制御データは、複数参照ライン予測、イントラ細分割予測、方向性予測、プレーナ予測、最尤モードがそれぞれ有効であるか無効であるかについて示す識別フラグを含み、
    　前記予測モード復号部は、前記識別フラグを用いて前記予測モードの復号方法を決定し、前記復号方法が所定条件を満たす場合に、最尤モードリストを用いて前記予測モードを復号することを特徴とするプログラム。 
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