動画像符号化装置、動画像符号化方法及び動画像符号化プログラム
【課題】量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させる。
【解決手段】量子化パラメータ算出部１１０は、画像の複雑度合いを表すアクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する。予測量子化パラメータ導出部１１４は、量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリ１１３から符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の隣接ブロックの量子化パラメータから符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する。差分量子化パラメータ生成部１１１は、符号化対象ブロックの量子化パラメータと予測量子化パラメータとの差分により差分量子化パラメータを生成する。第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータを符号化する。
【解決手段】量子化パラメータ算出部１１０は、画像の複雑度合いを表すアクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する。予測量子化パラメータ導出部１１４は、量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリ１１３から符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の隣接ブロックの量子化パラメータから符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する。差分量子化パラメータ生成部１１１は、符号化対象ブロックの量子化パラメータと予測量子化パラメータとの差分により差分量子化パラメータを生成する。第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータを符号化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像の符号化技術に関し、特に量子化パラメータの予測符号化を利用した動画像の符号化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−２ Ｐａｒｔ２（以下ＭＰＥＧ−２と呼ぶ）やＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ１０／Ｈ．２６４（以下ＡＶＣと呼ぶ）等のデジタル動画像符号化では、画像を所定の大きさのブロックに分割して符号化を行い、予測誤差信号（又は単に画像信号）に対する量子化の粗さを示す量子化パラメータを伝送する。符号化側でこの量子化パラメータを所定ブロック単位で可変制御することにより、符号量を制御することや主観画質を向上させることが可能である。
【０００３】
主観画質を向上させる量子化パラメータの制御としては、Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（適応量子化）が度々用いられる。適応量子化では、視覚的に劣化の目立ちやすい平坦部ではより細かく量子化され、劣化の比較的目立ちにくい絵柄の複雑な部分でより粗く量子化されるように、各マクロブロックのアクティビティによって変化させる。即ち、符号化されたときの割り当てビット量が大きくなりやすいアクティビティの高いマクロブロックにおいては、大きい量子化スケールが設定されるように、量子化パラメータを変化させ、その結果、符号化された画像のデータにおいてビット数が出来るだけ少なくなるように制御しながら、主観画質を向上させることになる。
【０００４】
ＭＰＥＧ−２では符号化／復号する順序で１つ前のブロックの量子化パラメータと符号化対象ブロックの量子化パラメータが同一であるかどうかを判断し、同一でない場合には量子化パラメータを伝送する。ＡＶＣでは符号化／復号する順序で１つ前のブロックの量子化パラメータを予測値として、符号化対象ブロックの量子化パラメータを差分符号化する。これは、一般的に符号量制御は符号化順に行うため、符号化順で１つ前のブロックの量子化パラメータが最も符号化ブロックの量子化パラメータに近いということに基いており、伝送する量子化パラメータの情報量を抑制することを狙っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の量子化パラメータの制御では、符号化済みの左側のブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして、符号化対象のブロックの量子化パラメータとの差分を算出し、算出された差分量子化パラメータを符号化することで、量子化パラメータの符号量を削減した。しかしながら、画面内のコンテンツによっては、例えば図３に示されるように、符号化対象のブロック内の画像と符号化済みの左側のブロック内の画像の特徴が異なる場合、適応量子化にて算出される量子化パラメータは差が大きくなるので、一意に左側のブロックとの量子化パラメータ予測を実行しても差分量子化パラメータが大きくなり、符号量が増加する課題があった。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の動画像符号化装置は、動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化装置であって、ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出部と、前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータ算出部（１１０）と、前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出部（１１４）と、前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成部（１１１）と、前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化部（１１２）とを備える。
【０００９】
本発明の別の態様は、動画像符号化方法である。この方法は、動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法であって、ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出ステップと、前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータステップと、前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出ステップと、前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成ステップと、前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化ステップとを備える。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る予測量子化パラメータの導出方法を具備した動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る予測量子化パラメータの導出方法を具備した動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図３】符号化対象ブロックと隣接する既符号化済みの周囲のブロックに対して、絵柄が左及び左上のブロックに含まれる一例を表す図である。
【図４】隣接する既符号化済みの周囲のブロックの量子化パラメータを、符号化対象ブロックの予測量子化パラメータとして参照先として示す一例を表す図である。
【図５】第１の実施例において、符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する為の判定条件として、隣接ブロックの量子化パラメータ間の比較を表す図である。
【図６】第１の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図７】差分量子化パラメータの符号付き指数符号付ゴロム符号化テーブルの一例を表す図である。
【図８】第１の実施例の予測量子化パラメータの判定において、簡易的な判定に置き換えた場合を説明するフローチャートである。
【図９】第１の実施例において、符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する為の判定条件として、隣接ブロックの量子化パラメータ間の比較を表す図である。
【図１０】上と左上の隣接ブロックの間の量子化パラメータの差が大きい場合に上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択する一例を表す図である。
【図１１】第１の実施例の予測量子化パラメータの判定において、簡易的な判定に置き換えた場合を説明する別のフローチャートである。
【図１２】第２の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明する為のフローチャートである。
【図１３】第２の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部において、状態判定フラグＳＡ及びＳＬに基づいて予測量子化パラメータを導出する為の判定に用いる２次元配置を表す図である。
【図１４】第３の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明する為のフローチャートである。
【図１５】第３の実施例の予測量子化パラメータの判定において、簡易的な判定に置き換えた場合を説明するフローチャートである。
【図１６】第３の実施例の予測量子化パラメータの判定を、第２の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の２次元配置に適用した場合を説明する図である。
【図１７】第４の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値と上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値の差分を量子化した値δを説明する図である。
【図１９】上限及び下限を設定した場合の図１８の量子化値δの一例を説明する図である。
【図２０】重み付け係数の設定テーブルを説明する図である。
【図２１】左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値と上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値の差分を量子化した値δの別の例を説明する図である。
【図２２】図１の予測量子化パラメータ導出部及び図２の予測量子化パラメータ導出部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図２３】イントラ予測モードの値と予測方向を説明する図である。
【図２４】上と左上の隣接ブロックの間の量子化パラメータの差が大きい場合に上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択する一例を表す図である。
【図２５】イントラ予測モードをイントラ予測方向に変換するテーブルを説明する図である。
【図２６】第５の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図２７】第６の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図２８】第６の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測方向が１８未満の場合の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図２９】第６の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測方向が１８を超える場合の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図３０】第７の実施例にてイントラ予測モードの予測方向で重み付け係数の設定を説明する図である。
【図３１】第７の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図３２】第７の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測方向が０でない場合の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図３３】第７の実施例にてイントラ予測モードの予測方向で重み付け係数の設定を説明する図である。
【図３４】図１の予測量子化パラメータ導出部及び図２の予測量子化パラメータ導出部の詳細な構成を示す別ブロック図である。
【図３５】実施例５〜７の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図３６】実施例５〜７の第２の予測量子化パラメータ導出部の別の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態は、ピクチャを矩形ブロックに分割し、ブロック単位に量子化・符号化を行う動画像符号化において、処理対象のブロックの量子化パラメータの符号量を削減するために、既符号化済みの周囲のブロックの符号化情報から最適な予測量子化パラメータを導出し、予測量子化パラメータとの差分を算出して、符号化する符号量制御技術を提供する。
【００１４】
本発明を実施する好適な動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００について説明する。図１は本発明を実施する動画像符号化装置１００の構成を示すブロック図であり、画像メモリ１０１、残差信号生成部１０２、直交変換・量子化部１０３、第２の符号化ビット列生成部１０４、逆量子化・逆直交変換部１０５、復号画像信号重畳部１０６、復号画像メモリ１０７、予測画像生成部１０８、アクティビティ算出部１０９、量子化パラメータ算出部１１０、差分量子化パラメータ生成部１１１、第１の符号化ビット列生成部１１２、符号化情報格納メモリ１１３、予測量子化パラメータ導出部１１４及び符号化ビット列多重化部１１５から構成される。尚、各ブロック間を結ぶ太実線の矢印はピクチャの画像信号、細実線の矢印は符号化を制御するパラメータ信号の流れを表すものである。
【００１５】
画像メモリ１０１は、撮影／表示時間順に供給された符号化対象の画像信号を一時格納する。画像メモリ１０１は、格納された符号化対象の画像信号を、所定の画素ブロック単位で、残差信号生成部１０２、予測画像生成部１０８及びアクティビティ算出部１０９に供給する。その際、撮影／表示時間順に格納された画像は、符号化順序に並べ替えられて、画素ブロック単位で、画像メモリ１０１から出力される。
【００１６】
残差信号生成部１０２は、符号化する画像信号と予測画像生成部１０８にて生成された予測信号との引き算を行い残差信号を生成し、直交変換・量子化部１０３に供給する。
【００１７】
直交変換・量子化部１０３は、残差信号に対して直交変換及び量子化を行い、直交変換・量子化された残差信号を生成し、第２の符号化ビット列生成部１０４と逆量子化・逆直交変換部１０５に供給する。
【００１８】
第２の符号化ビット列生成部１０４は、直交変換及び量子化された残差信号を規定のシンタックス規則に従ってエントロピー符号化して第２の符号化ビット列を生成し、符号化ビット列多重化部１１５に供給する。
【００１９】
逆量子化・逆直交変換部１０５は、直交変換・量子化部１０３から供給された直交変換・量子化された残差信号を逆量子化及び逆直交変換して残差信号を算出し、復号画像信号重畳部１０６に供給する。
【００２０】
復号画像信号重畳部１０６は、予測画像生成部１０８により生成された予測画像信号と逆量子化・逆直交変換部１０５で逆量子化及び逆直交変換された残差信号を重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ１０７に格納する。尚、復号画像に対して符号化によるブロック歪等の歪を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ１０７に格納されることもあり、その場合、必要に応じてデブロッキングフィルタ等のポストフィルタの情報を識別するフラグ等の予測された符号化情報を符号化情報格納メモリ１１３に格納する。
【００２１】
予測画像生成部１０８は、画像メモリ１０１から供給される画像信号と復号画像メモリ１０７から供給される復号画像信号から、予測モードを基にフレーム内予測（イントラ予測）或いはフレーム間予測（インター予測）を行い、予測画像信号を生成する。イントラ予測は、画像メモリ１０１から供給される画像信号を所定のブロック単位で分割された符号化対象ブロックと、復号画像メモリ１０７から供給される符号化対象ブロックと同じフレーム内に存在する符号化対象ブロックに隣接する周囲の符号化済みブロックの画素信号を用いて予測画像信号を生成する。インター予測は、画像メモリ１０１から供給される画像信号を所定のブロック単位で分割された符号化対象ブロックのフレーム（符号化フレーム）の時系列で前または後ろに数フレーム離れた復号画像メモリ１０７に格納されている符号化済みフレームを参照フレームとし、符号化フレームと参照フレームとの間でブロックマッチングを行い、動きベクトルと呼ばれる動き量を求め、この動き量を基に参照フレームから動き補償を行い、予測画像信号を生成する。こうして生成された予測画像信号を残差信号生成部１０２に供給する。予測画像生成部１０８にて得られた動きベクトル等の符号化情報は、必要に応じて符号化情報格納メモリ１１３に格納する。更に、予測画像生成部１０８では、複数の予測モードの選択が可能である場合、生成された予測画像信号と元の画像信号との間の歪量等を評価することにより、最適な予測モードを決定し、決定された予測モードによる予測により生成された予測画像信号を選択し、残差信号生成部１０２に供給するとともに、予測モードがイントラ予測である場合はイントラ予測モードを符号化情報格納メモリ１１３及び第１の符号化ビット列生成部に供給する。イントラ予測モードの詳細な説明は後述する。
【００２２】
アクティビティ算出部１０９は、画像メモリ１０１から供給される符号化対象ブロックの画像の複雑さや滑らかさを示す係数であるアクティビティが計算され、量子化パラメータ算出部１１０に供給する。アクティビティ算出部１０９の詳細な構成と動作は、後述する実施例にて説明する。
【００２３】
量子化パラメータ算出部１１０は、アクティビティ算出部１０９にて算出されたアクティビティによって、符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出し、差分量子化パラメータ生成部１１１及び符号化情報格納メモリ１１３に供給する。量子化パラメータ算出部１１０の詳細な構成と動作は、後述する実施例にて説明する。
【００２４】
差分量子化パラメータ生成部１１１は、量子化パラメータ算出部１１０にて算出された量子化パラメータに対して、予測量子化パラメータ導出部１１４にて導出された予測量子化パラメータと引き算を行い、差分量子化パラメータを算出し、第１の符号化ビット列生成部１１２に供給する。
【００２５】
第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータ生成部１１１によって算出された差分量子化パラメータを規定のシンタックス規則に従って符号化して第１の符号化ビット列を生成し、符号化ビット列多重化部１１５に供給する。
【００２６】
符号化情報格納メモリ１１３は、符号化が終了したブロックの量子化パラメータを格納する。また、図１に結線を図示していないが、予測画像生成部１０８にて生成される予測モードや動きベクトル等の符号化情報も、次の符号化対象ブロックを符号化に必要な情報として格納する。更に、ピクチャやスライス単位で生成される符号化情報も必要に応じて格納する。
【００２７】
予測量子化パラメータ導出部１１４は、符号化対象ブロックの周囲に隣接する既符号化済みのブロックの量子化パラメータや符号化情報を用いて、予測量子化パラメータを導出し、差分量子化パラメータ生成部１１１に供給する。予測量子化パラメータ導出部１１４の詳細な構成と動作は、後述する実施例にて説明する。
【００２８】
符号化ビット列多重化部１１５は、第１の符号化ビット列と第２の符号化ビット列を規定のシンタックス規則に従って多重化し、ビットストリームを出力する。
【００２９】
図２は図１の動画像符号化装置１００に対応した実施の形態に係る動画像復号装置２００の構成を示すブロック図である。実施の形態の動画像復号装置２００は、ビット列分離部２０１、第１符号化ビット列復号部２０２、量子化パラメータ生成部２０３、符号化情報格納メモリ２０４、予測量子化パラメータ導出部２０５、第２符号化ビット列復号部２０６、逆量子化・逆直交変換部２０７、復号画像信号重畳部２０８、予測画像生成部２０９及び復号画像メモリ２１０を備える。尚、図１の動画像符号化装置１００と同様に、各ブロック間を結ぶ太実線の矢印はピクチャの画像信号、細実線の矢印は符号化を制御するパラメータ信号の流れを表すものである。
【００３０】
図２の動画像復号装置２００の復号処理は、図１の動画像符号化装置１００の内部に設けられている復号処理に対応するものであるから、図２の逆量子化・逆直交変換部２０７、復号画像信号重畳部２０８、予測画像生成部２０９、復号画像メモリ２１０及び符号化情報格納メモリ２０４の各構成は、図１の動画像符号化装置１００の逆量子化・逆直交変換部１０５、復号画像信号重畳部１０６、予測画像生成部１０８、復号画像メモリ１０７及び符号化情報格納メモリ１１３の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。
【００３１】
ビット列分離部２０１に供給されるビットストリームは規定のシンタックスの規則に従って分離し、分離された符号化ビット列が第１符号化ビット列復号部２０２、第２符号化ビット列復号部２０６に供給される。
【００３２】
第１符号化ビット列復号部２０２は、供給された符号化ビット列を復号して予測モード、動きベクトル、差分量子化パラメータ等に関する符号化情報を出力し、差分量子化パラメータを量子化パラメータ生成部２０３に与えるとともに、符号化情報を符号化情報格納メモリ２０４に格納する。
【００３３】
量子化パラメータ生成部２０３は、第１符号化ビット列復号部２０２から供給される差分量子化パラメータと予測量子化パラメータ導出部２０５にて導出される量子化パラメータとを加算して量子化パラメータを算出し、逆量子化・逆直交変換部２０７及び符号化情報格納メモリ２０４に供給する。
【００３４】
符号化情報格納メモリ１１３は、復号が終了したブロックの量子化パラメータを格納する。更に、第１符号化ビット列復号部２０２にて復号されたブロック単位の符号化情報だけでなく、ピクチャやスライス単位で生成される符号化情報も必要に応じて格納する。また、図２に結線を図示していないが、復号された予測モードや動きベクトル等の符号化情報を予測画像生成部２０９に供給する。
【００３５】
予測量子化パラメータ導出部２０５は、復号対象ブロックの周囲に隣接する既復号済みのブロックの量子化パラメータや符号化情報を用いて、予測量子化パラメータを導出し、量子化パラメータ生成部２０３に供給する。予測量子化パラメータ導出部２０５は動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４と同等の機能を有しており、詳細な構成と動作は後述する実施例にて説明する。
【００３６】
第２符号化ビット列復号部２０６は、供給された符号化ビット列を復号して直交変換・量子化された残差信号を算出し、直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換部２０７に与える。
【００３７】
逆量子化・逆直交変換部２０７は、第２符号化ビット列復号部２０６で復号された直交変換・量子化された残差信号に対して、量子化パラメータ生成部２０３にて生成された量子化パラメータを用いて、逆直交変換及び逆量子化を行い、逆直交変換・逆量子化された残差信号を得る。
【００３８】
復号画像信号重畳部２０８は、予測画像生成部２０９で生成された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部２０７により逆直交変換・逆量子化された残差信号とを重畳することにより、復号画像信号を生成し、出力するとともに復号画像メモリ２１０に格納する。復号画像メモリ２１０に格納する際には、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ２１０に格納されることもある。
【００３９】
予測画像生成部２０９は、第２符号化ビット列復号部２０６で復号される予測モードや動きベクトル等の符号化情報、更に符号化情報格納メモリ２０４から符号化情報を基にして、復号画像メモリ２１０から供給される復号画像信号から予測画像信号を生成し、復号画像信号重畳部２０８に供給する。
【００４０】
次に、動画像符号化装置１００の中で太点線に囲まれた諸部１２０、特に予測量子化パラメータ導出部１１４と、動画像復号装置２００の中で太点線に囲まれた諸部２２０、特に予測量子化パラメータ導出部２０５とで共通に実施される予測量子化パラメータを導出する方法の詳細について説明する。
【００４１】
まず、本発明の動画像符号化装置１００の中で太点線で囲まれた諸部１２０の各部の動作について説明する。諸部１２０では、最初に画像メモリ１０１から所定画素サイズ単位の画素ブロックを符号化対象ブロックとして、アクティビティ算出部１０９に供給される。
【００４２】
アクティビティ算出部１０９では、一般に人間の視覚特性はエッジの少ない低周波成分に敏感である為、視覚的に劣化の目立ちやすい平坦部ではより細かく量子化し、劣化の比較的目立ちにくい絵柄の複雑な部分でより粗く量子化するように、所定ブロック単位に画像の複雑さや滑らかさを表現するアクティビティを算出する。
【００４３】
アクティビティの一例として、ＭＰＥＧ−２ ＴｅｓｔＭｏｄｅｌ５（ＴＭ５）に記載される符号化対象ブロック内の画素の分散値による算出が挙げられる。分散値はブロック内の画像を構成する画素の平均からの散らばりの度合いを示す値であり、ブロック内に画像が平坦である（輝度変化が小さい）程小さく、複雑な絵柄である（輝度変化が大きい）もの程値が大きくなるので、ブロックのアクティビティとして利用する。ブロック内の画素値をｐ（ｘ，ｙ）で表すと、ブロックのアクティビティａｃｔは次式で算出される。
【００４４】
【数１】
【００４５】
ここで、ＢＬＫは符号化対象ブロックの画素総数であり、ｐ＿ｍｅａｎはブロック内の画素の平均値である。
【００４６】
また、以上のような分散に限らず、符号化対象ブロック内の画素に対して、水平方向及び垂直方向で隣接する画素との差分絶対値をとり、ブロック内で総和をとっても良い。この場合でも、画像が平坦である場合は小さく、エッジが多い複雑な絵柄部分では大きい値となり、アクティビティとして利用可能である。次式により算出される。
【００４７】
【数２】
【００４８】
こうして算出されたアクティビティａｃｔは量子化パラメータ算出部１１０に供給される。
【００４９】
量子化パラメータ算出部１１０は、アクティビティ算出部１０９で算出されたアクティビティａｃｔを基にして、符号化対象ブロックの最適な量子化パラメータＱＰを算出する。
【００５０】
量子化パラメータ算出部１１０は、直前に符号化したフレーム内の平均アクティビティをａｖｇ＿ａｃｔとして記録しておき、符号化対象ブロックの正規化アクティビティＮａｃｔを次式により算出する。
【００５１】
【数３】
【００５２】
ここで、上式の係数２は量子化パラメータのダイナミックレンジを表す値であり、０．５〜２．０の範囲をとる正規化アクティビティＮａｃｔが算出される。
【００５３】
尚、ａｖｇ＿ａｃｔは、符号化過程の前に、予めフレーム内の全てのブロックに対してアクティビティを算出し、その平均値をａｖｇ＿ａｃｔとしてもよい。更に、ａｖｃ＿ａｃｔは符号化情報格納メモリ１１３に格納しておいてもよく、必要に応じて量子化パラメータ算出部１１０が符号化情報格納メモリ１１３からａｖｇ＿ａｃｔを取得してもよい。
【００５４】
算出された正規化アクティビティＮａｃｔを基準となる量子化パラメータｂａｓｅＱＰと次式の如く乗算を行い、符号化対象ブロックの量子化パラメータＱＰを得る。
【００５５】
【数４】
【００５６】
ここで、ｂａｓｅＱＰは符号化対象ブロックを含むフレーム或いはスライスを代表する量子化パラメータであってもよい。また、ＭＰＥＧ−２ ＴＭ５に記載されているレート制御方法により、ピクチャ数フレーム分を１つのグループ（以下、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）と称す）とし、そのＧＯＰの中でピクチャタイプ別に符号量を配分し、配分された符号量を仮想バッファ制御を用いたレート制御で算出されるブロック単位の量子化パラメータとしてもよい。更に、直前に符号化したフレームや符号化済みの同じ符号化タイプ（画像内符号化或いは画像間符号化）のフレームの平均量子化パラメータであってもよく、本発明では特に算出方法について限定しない。
【００５７】
尚、ｂａｓｅＱＰは符号化時に算出或いは供給され、量子化パラメータ算出部１１０の内部或いは符号化情報格納メモリ１１３に格納し、随時取得してもよい。
【００５８】
こうして算出された符号化対象ブロックの量子化パラメータは、符号化情報格納メモリ１１３及び差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【００５９】
符号化情報格納メモリ１１３は、量子化パラメータ算出部１１０にて算出された量子化パラメータや既に符号化が終了した過去の符号化対象ブロックの量子化パラメータが格納されるだけでなく、符号化対象ブロックの符号化となる動きベクトルや予測モード等の符号化情報も格納され、必要に応じて各部が符号化情報を取得する。
【００６０】
予測量子化パラメータ導出部１１４は、符号化情報格納メモリ１１３から符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータやその他符号化情報を用いて、符号化対象ブロックの量子化パラメータを効率良く符号化、伝送する為の予測量子化パラメータを導出する。
【００６１】
量子化パラメータを効率良く符号化、伝送する為には、量子化パラメータのまま符号化するよりも、周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータとの差分（差分量子化パラメータ）をとって、その差分量子化パラメータを符号化、伝送する方が効率が良い。符号化対象ブロックと周囲の隣接ブロックとは、隣接している為、同じ或いは似た絵柄となることが多いので、各ブロックで比較的近い量子化パラメータが算出される傾向がある。その為、Ｈ．２６４では、ラスタスキャン順に符号化対象ブロックの直前に符号化をした左隣に隣接するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとし、符号化対象ブロックの量子化パラメータと予測量子化パラメータとの差分をとり、差分量子化パラメータを符号化、伝送する方法を採用した。
【００６２】
しかしながら、図３が示される事例では、一意に左隣のブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとすると、符号化対象ブロックと左の隣接ブロックとの画像の絵柄が異なるので、それぞれの量子化パラメータに影響を及ぼし、差分量子化パラメータも大きな値となり、発生符号量も大きくなり、効率的な符号化、伝送が出来ない恐れが生じる。
【００６３】
そこで、本発明に係る予測量子化パラメータ導出部１１４は、左隣のブロックから予測量子化パラメータを一意に選択せず、周囲の既符号化済みのブロックから最適な予測量子化パラメータを選択或いは導出して、差分量子化パラメータの発生符号量の効率を向上させる。
【００６４】
図２２は予測量子化パラメータ導出部１１４は詳細な構成を示す図である。予測量子化パラメータ導出部１１４は、スイッチ３０１、メモリ３０２、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３及び第２の予測量子化パラメータ導出部３０４を備える。
【００６５】
符号化情報格納メモリ１１３から供給される符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータや符号化対象ブロックの予測モード等の符号化情報はメモリ３０２に一時記憶されるとともに、スイッチ３０１に符号化対象ブロックの予測モードが供給される。
【００６６】
スイッチ３０１は予測モードに応じて量子化パラメータの予測を行う導出部を切り換える。予測モードがインター予測の場合は第１の予測量子化パラメータ導出部３０３で、予測モードがイントラ予測の場合は第２の予測量子化パラメータ導出部３０４で予測量子化パラメータを導出する。
【００６７】
第１の予測量子化パラメータ導出部３０３は、メモリ３０２から読み出された符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータの相対比較により、予測量子化パラメータを導出する。
【００６８】
一方、第２の予測量子化パラメータ導出部３０４は、メモリ３０２から符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、予測画像生成部１０８で予測モードとしてイントラ予測が選択された場合に、イントラ予測にて参照する隣接ブロックの画素の方向を示すイントラ予測モード（以下、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅと称す）により、予測量子化パラメータを導出する。
【００６９】
ここで、イントラ予測の詳細を説明する。イントラ予測では、同じ画面内の周囲の復号済みのブロックの画素の値から符号化対象ブロックの画素の値を予測する。本発明の動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００では、３４通りのイントラ予測モードから一つのイントラ予測モードを選択して、イントラ予測する。図２３は本発明で規定するイントラ予測モードの値と予測方向を説明する図である。実線の矢印はイントラ予測で参照する方向を示し、矢印の終点から始点に向かってイントラ予測を行う。番号はイントラ予測モードの値を示す。イントラ予測モードは、上の復号済みのブロックから垂直方向に予測する垂直予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝０）、左の復号済みのブロックから水平方向に予測する水平予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝１）、周囲の復号済みのブロックから平均値を算出することにより予測する平均値予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝２）、周囲の復号済みのブロックから斜め４５度の角度で右下方向に予測する平均値予測（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝３）に加えて、周囲の復号済みのブロックから様々な角度で斜め方向に予測する３０通りの角度予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝４，５，…，３３）を定義する。
【００７０】
イントラ予測モードは、輝度信号、色差信号それぞれに用意され、輝度信号用のイントラ予測モードをイントラ輝度予測モード、色差信号用のイントラ予測モードをイントラ色差予測モードと定義する。イントラ輝度予測モードの符号化及び復号においては、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側で周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測出来ると判断された場合は、参照するブロックを特定する情報を伝送し、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ輝度予測モードに別の値を設定した方が良いと判断された場合に、更にイントラ輝度予測モードの値を符号化、または復号する仕組みを用いる。周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから符号化・復号対象ブロックのイントラ輝度予測モードを予測することにより、伝送する符号量を削減できる。一方、イントラ色差予測モードの符号化及び復号においては、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側でイントラ輝度予測モードから予測出来ると判断された場合はイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測し、イントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ色差予測モードに独自の値を設定した方が良いと判断した場合に、イントラ色差予測モードの値を符号化、または復号する仕組みを用いる。イントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測することにより、伝送する符号量を削減出来る。本実施の形態では、特に断らない限り、イントラ輝度予測モードをイントラ予測モードとする。
【００７１】
予測画像生成部１０８では、この３４通りのイントラ予測モードの中から、最も符号化効率の高いイントラ予測モードを選択し、予測モードがイントラ予測が選択された場合に、予測モードとともにイントラ予測モードが符号化情報格納メモリ１１３を介して、予測量子化パラメータ導出部１１４に供給する。
【００７２】
第２の予測量子化パラメータ導出部３０４は、このイントラ予測モードに基づいて、予測量子化パラメータを導出する。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【００７３】
差分量子化パラメータ生成部１１１は、量子化パラメータ算出部１１０にて算出された符号化対象ブロックの量子化パラメータに対して、予測量子化パラメータ導出部１１４にて導出された予測量子化パラメータと引き算を行い、差分量子化パラメータを算出する。予測量子化パラメータは復号時にも復号済みの周囲の隣接ブロックから符号化時と同様に導出されるので、差分符号化パラメータを符号化対象とすることで、符号化と復号で矛盾が生じず、量子化パラメータの符号量を削減することが可能となる。算出された差分量子化パラメータは第１の符号化ビット列生成部１１２に供給される。
【００７４】
第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータ生成部１１１によって算出された差分量子化パラメータを規定のシンタックス規則に従ってエントロピー符号化して第１の符号化ビット列を生成する。
【００７５】
図７に差分量子化パラメータのエントロピー符号化に使用される符号化変換テーブルの一例を示す。これは符号付き指数ゴロム符号化と呼ばれるテーブルであり、差分量子化パラメータの絶対値が小さい程短い符号長が与えられる。
【００７６】
一般に画像をブロックで分割した場合、隣接したブロックでは似たような画像となるので、アクティビティが近い値となり、算出されるブロックの量子化パラメータも近い値になる。その為、差分量子化パラメータの発生頻度は、０が最も高く、絶対値が大きくなるにつれて低くなる傾向となり、図７のテーブルもその特徴を反映して、発生頻度が高い値に対して短い符号長を割り当てられている。予測量子化パラメータが符号化対象ブロックの量子化パラメータに近い値で予測されれば、０に近い差分量子化パラメータが算出され、発生符号量を抑制することが可能となる。
【００７７】
第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータに対応する符号ビット列を図７のテーブルから抽出し、その符号ビット列を符号化ビット列多重化部１１５に供給する。
【００７８】
上述した本実施例の動画像符号化装置１００に対応する動画像復号装置２００の中で太点線で囲まれた諸部２２０の各部の動作について説明する。
【００７９】
諸部２２０では、最初に第１符号化ビット列復号部２０２にて復号された差分量子化パラメータが量子化パラメータ生成部２０３に供給される。また、差分量子化パラメータ以外の符号化情報が必要に応じて符号化情報格納メモリ２０４に格納される。
【００８０】
量子化パラメータ生成部２０３では、第１符号化ビット列復号部２０２から供給される差分量子化パラメータと予測量子化パラメータ導出部２０５にて導出される量子化パラメータとを加算して、復号対象ブロックの量子化パラメータを算出し、逆量子化・逆直交変換部２０７及び符号化情報格納メモリ２０４に供給する。
【００８１】
符号化情報格納メモリ２０４は、復号が終了したブロックの量子化パラメータが格納される。更に、第１符号化ビット列復号部２０２にて復号されたブロック単位の符号化情報だけでなく、ピクチャやスライス単位で生成される符号化情報も必要に応じて格納される。
【００８２】
予測量子化パラメータ導出部２０５は、復号対象ブロックの周囲に隣接する既復号済みのブロックの量子化パラメータや符号化情報を用いて、予測量子化パラメータを導出し、量子化パラメータ生成部２０３に供給する。量子化パラメータ生成部２０３で算出された量子化パラメータは符号化情報格納メモリ２０４に格納され、次の復号対象ブロックの予測量子化パラメータの導出時に、復号対象ブロックの周囲に位置する復号済みの隣接ブロックを判定し、隣接ブロックの量子化パラメータを符号化情報格納メモリ２０４から取得する。こうして得られる復号済みの隣接ブロックの量子化パラメータは、動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４が符号化情報格納メモリ１１３から取得する量子化パラメータと同一である。予測量子化パラメータ導出部２０５は動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４と同等の機能を有しているので、符号化情報格納メモリ２０４から供給される隣接ブロックの量子化パラメータが同じであれば、符号化時と同一の予測量子化パラメータが導出される。
【００８３】
予測量子化パラメータ導出部２０５では、符号化済みの隣接ブロックを復号済みの隣接ブロックと変更する以外同様の処理を行うので、量子化パラメータ予測の説明は割愛する。
【００８４】
こうして符号化側で導出された予測量子化パラメータが、復号側でも矛盾無く導出されることになる。
【００８５】
本実施の形態において、予測量子化パラメータの導出を行う場合に、動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４で参照する隣接ブロックは符号化済みのブロックであり、動画像復号装置２００の予測量子化パラメータ導出部２０５で参照する隣接ブロックは復号済みのブロックである。符号化側で参照される符号化済みのブロックは、符号化内部で次の符号化の為に局部復号されたブロックであり、復号側で参照される復号済みブロックと同じである。その為、予測量子化パラメータ導出部１１４及び２０５の機能も共通であり、それぞれで導出される予測量子化パラメータも同じある。以降の実施例では、予測量子化パラメータの導出について、符号化と復号で切り分けず、共通の機能として符号化側で説明する。
【００８６】
以下、予測量子化パラメータ導出部１１４及び２０５の第１の予測量子化パラメータ導出部３０３及び第２の予測量子化パラメータ導出部３０４で共通に実施される予測量子化パラメータを導出する方法の詳細について説明する。
【００８７】
［実施例１］
実施例１では、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の詳細な動作について説明する。
【００８８】
図４は符号化対象ブロックと周囲に隣接する既符号化済みのブロックとの配置の定義を示す。本発明では説明の都合上、各ブロックのサイズを同じものとして表記しているが、例えば動き予測等でブロックサイズを変えて、最適な動き予測を行う場合にでも、符号化対象ブロックの左上の点を基準として、その周囲に隣接するブロックを選抜することで実現可能である。
【００８９】
図５の記載の記号ＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）は、図４で定義された周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを表す。第１の予測量子化パラメータ導出部３０３は、図５に示される左と左上、上と左上との比較により、予測量子化パラメータを判定する。
【００９０】
第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。図６は実施例１における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ１００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。
【００９２】
画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３に供給する。
【００９３】
次に左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ１０１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正の場合、両方が存在するので、Ｓ１０５に進む。そうでない場合、即ち一方が存在しない場合はＳ１０２に進む。
【００９４】
次に左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ１０２）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。
【００９５】
尚、画像の左上端のブロックが符号化対象ブロックである場合は、左と上の隣接ブロック、更に直前に符号化したブロックが存在しないので、ピクチャ或いはスライスの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０３）。
【００９６】
左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方が存在する場合、正である一方の量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０４）。
【００９７】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、最初に左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ１０５）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０６）。この場合、一例として図３で示される量子化パラメータの配置が考えられるので、ＯＰＡを選択することは適当と言える。また、ＱＰＡもＱＰＬ及びＱＰＡＬと一致する場合は、全ての隣接ブロックの量子化パラメータが同じとなり、ＱＰＡの選択は問題ない。
【００９８】
ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、Ｓ１０７に進む。次に、ＱＰＡとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ１０７）。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致する場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０８）。前述したＱＰＬとＱＰＡＬの一致の場合と同様の判定を考慮すれば、ＱＰＬが選択される。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致しない場合、ＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする（Ｓ１０９）。この場合、左、上及び左上の隣接ブロックの量子化パラメータが全て異なるので、ＱＰＬ或いはＱＰＡのどちらか一方を選択するには十分な条件判定が出来ない。そこで、ＱＰＬとＱＰＡの平均を予測量子化パラメータとして、均等な判定値とする。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【００９９】
また、予測量子化パラメータ導出部１１４及び２０５の予測量子化パラメータの判定処理において、Ｓ１０５で一致と判定された場合にのみ、上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択し、それ以外は左の隣接ブロックの量子化パラメータ選択するようにして、負荷の軽い判定とすることも可能である。この手法は、符号化及び復号がラスタースキャン順（画面の左上から右下への順次走査）に行われることから、左の符号化済み或いは復号済みの隣接ブロックを優先することとして、簡易的な判定を行うものである。
【０１００】
上述の予測量子化パラメータの判定処理において、図６のＳ１０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１０１】
図８は、左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された後の簡易判定処理の動作を表すフローチャートである。左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ＱＰＬとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ１１０）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１１）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１２）。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１０２】
更に、左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値をΔＬ、上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値をΔＡとして、ΔＬとΔＡの比較に基づいて、左或いは上の量子化パラメータを予測量子化パラメータとして選択することも可能である。
【０１０３】
符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックにおいて、図９で示すようにΔＬ及びΔＡは左と左上、上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値を表し、それぞれ次式で表される。
【０１０４】
【数５】
【０１０５】
【数６】
【０１０６】
ΔＡがΔＬよりも大きくなる場合は、ＱＰＡとＱＰＡＬとの差が大きい場合であり、上と左上の隣接ブロックの間で画像の滑らかさ或いは複雑さが左と左上の隣接ブロック間よりも異なっている（変化が大きい）と推察される。その為、図１０の太点線で示されるように、符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックにおいて、左２つのブロック（左と左上の隣接ブロック）と右２つのブロック（符号化対象ブロックと上の隣接ブロック）とで量子化パラメータの差が生じると考えられるので、符号化対象ブロックの量子化パラメータは左の隣接ブロックの量子化パラメータよりも上の隣接ブロックの量子化パラメータに近いと判定する。
【０１０７】
以上の判定をフローチャートにしたものが図１１である。図１１を用いて、図６のＳ１０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１０８】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ΔＬとΔＡとの比較判定を行う（Ｓ１１３）。ΔＡがΔＬよりも大きい場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１４）。そうでない場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１５）。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１０９】
［実施例２］
実施例２における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。図１２は実施例２における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作を示すフローチャートである。
【０１１０】
最初に、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ２００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３に供給する。次に左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ２０１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正の場合、両方が存在するので、Ｓ２０５に進む。そうでない場合、即ち一方が存在しない場合はＳ２０２に進む。Ｓ２０２からＳ２０４の処理過程について実施例１と同様なので割愛する。
【０１１１】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＬが閾値ＴＨＬ未満か否かを判定する（Ｓ２０５）。差分絶対値ΔＬは次式で算出される。
【０１１２】
【数７】
【０１１３】
ΔＬがＴＨＬ未満となる場合、状態判定フラグＳＬを”１”に設定する（Ｓ２０６）。一方、ΔＬがＴＨＬ未満でない場合、状態判定フラグＳＬを”０”に設定する（Ｓ２０７）。実施例２では、ＱＰＬとＱＰＡＬとが閾値ＴＨＬ未満で収まる場合、左と左上の各隣接ブロックは量子化パラメータが一致していると判断することとし、実施例１におけるＱＰＬとＱＰＡＬの一致と同様の判定を行う。その為、状態判定フラグＳＬが”１”となる場合はＱＰＡを予測量子化パラメータとすることを表す。次に、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡとＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＡが閾値ＴＨＡ未満か否かを判定する（Ｓ２０８）。差分絶対値ΔＡは次式で算出される。
【０１１４】
【数８】
【０１１５】
ΔＡがＴＨＡ未満となる場合、状態判定フラグＳＡを”１”に設定する（Ｓ２０９）。一方、ΔＡがＴＨＡ未満でない場合、状態判定フラグＳＡを”０”に設定する（Ｓ２１０）。実施例２では、ＱＰＡとＱＰＡＬとが閾値ＴＨＡ未満で収まる場合、上と左上の各隣接ブロックは量子化パラメータが一致していると判断することとし、実施例１におけるＱＰＡとＱＰＡＬの一致と同様の判定を行う。その為、状態判定フラグＳＡが”１”となる場合はＱＰＬを予測量子化パラメータとすることを表す。状態判定フラグＳＬ及びＳＡに基づいて、予測量子化パラメータを導出する（Ｓ２１１）。図１３は差分絶対値ΔＬ及びΔＡと閾値ＴＨＬ及びＴＨＡとの比較を状態判定フラグＳＬ及びＳＡと関連付けを行った２次元配置図である。左下の原点０を基準に、横軸をΔＬの大きさ、縦軸をΔＡの大きさをとり、閾値ＴＨＬ及びＴＨＡによって４つに領域に区分され、それぞれの領域で選択する予測量子化パラメータを示す（図１３中に領域１〜４で示される）。
【０１１６】
領域１
状態判定フラグＳＬが”１”、ＳＡが”０”の場合であり、左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差が小さく、上と左上の量子化パラメータの差が大きくなり、図３に示される事例のように縦方向のブロックで量子化パラメータが近似していると考えられる。その為、符号化対象ブロックの量子化パラメータは上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡに近い値になると判断し、予測量子化パラメータをＱＰＡとする。
【０１１７】
領域２
状態判定フラグＳＬが”０”、ＳＡが”１”の場合であり、領域１と同様の判断を行うと、横方向のブロックで量子化パラメータが近似していると考えられ、符号化対象ブロックの量子化パラメータは左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬに近い値になると判断し、予測量子化パラメータをＱＰＬとする。
【０１１８】
領域３
状態判定フラグＳＬ及びＳＡがともに”０”の場合である。即ち、ＱＰＬ及びＱＰＡがともにＱＰＡＬとの差分絶対値が大きい場合であり、左、上及び左上の隣接ブロックの量子化パラメータが全て異なるので、ＱＰＬ或いはＱＰＡのどちらか一方を選択するには十分な条件判定が出来ない。そこで、ＱＰＬとＱＰＡの平均を予測量子化パラメータとして、均等な判定値とする。
【０１１９】
領域４
状態判定フラグＳＬ及びＳＡがともに”１”の場合である。即ち、ＱＰＬ及びＱＰＡがともにＱＰＡＬとの差分絶対値が小さい場合であり、どちらか一方を選択せず、ＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする。
【０１２０】
こうして判定、導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１２１】
閾値ＴＨＬ及びＴＨＡを１とすると、量子化パラメータは正整数であるので、実施例１と同等の判定となる。但し、上述した領域４は、左、上及び左上の全ての値が同じとなるので、平均値処理を必要としない。また、判定として各隣接ブロックの量子化パラメータの一致を調べるだけで済み、差分絶対値を演算で算出する必要が無い為、処理負荷を低減した実施例２のスペシャルケースとなり、高い実効性を備えるものである。
【０１２２】
閾値ＴＨＬ及びＴＨＡはあまり大きな値に設定すると、平均値の発生確率が高くなり、予測量子化パラメータの参照先に偏りがある場合には有効性が弱くなるので、２前後に設定することが望ましい。
【０１２３】
また、図１３の領域３及び４において、予測量子化パラメータとしてＱＰＬとＱＰＡの平均値をとることとしたが、ΔＬ及びΔＡの比較を行い、予測量子化パラメータとして参照する隣接ブロックの量子化パラメータを判定してもよい。図１２のフローチャートのＳ２１１の中で、或いはＳ２１１の後に、ΔＬとΔＡを比較する。ΔＬが大きい場合はＱＰＡ、ΔＡが大きい場合はＱＰＬ、同じ大きさの場合はＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする。
【０１２４】
［実施例３］
実施例３における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。実施例１との相違は、左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして参照していたのを、予測量子化パラメータの判定に基づいて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに重み付けを行い、導出される値を予測量子化パラメータとする点である。
【０１２５】
図１４は実施例３における予測量子化パラメータ導出部１１４の動作を示すフローチャートである。図１４のフローチャートのＳ３００からＳ３０４までは実施例１の図６のＳ１００からＳ１０４までと同じであるので、説明を割愛し、Ｓ３０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１２６】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ＱＰＬとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ３０５）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３０６）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、Ｓ３０７に進み、ＱＰＡとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ３０７）。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致する場合、ＦＡを３、ＦＬを５として、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３０８）。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致しない場合、ＦＡとＦＬをともに４とし、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等化する（Ｓ３０９）。これはＱＰＬとＱＰＡの平均値を算出することと等価であり、実施例１と同等となる。決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを算出する（Ｓ３１０）。
【０１２７】
【数９】
【０１２８】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１２９】
こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１３０】
また、予測量子化パラメータの判定処理において、Ｓ３０５で一致と判定された場合にのみ、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を大きくして、それ以外は左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を大きくするこようにして、負荷の軽い判定とすることも可能である。この手法は、符号化及び復号がラスタースキャン順（画面の左上から右下への順次走査）に行われることから、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数への重み付けを優先することとして、簡易的な判定を行うものである。
【０１３１】
上述の予測量子化パラメータの判定処理において、図１４のＳ３０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１３２】
図１５は、左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された後の簡易判定処理の動作を表すフローチャートである。左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ＱＰＬとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ３１１）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３１２）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、ＦＡを３、ＦＡを５として、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３１３）。決定した重み付け係数に基づいて、上述したＳ３１０にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを算出する。
【０１３３】
更に、実施例２の判定処理とも組合せは可能である。この場合、図１３で示される差分絶対値ΔＬ及びΔＡと閾値ＴＨＬ及びＴＨＡとの比較を状態判定フラグＳＬ及びＳＡと関連付けを行った２次元配置図に対して、各領域に重み付け係数を設定しておくことで可能となる。図１６に重み付け係数を設定した２次元配置の一例を示す。領域１はＦＡを５、ＦＬを３とし、領域２はＦＡを３、ＦＬを５とし、残りの領域３及び４ではＦＡ、ＦＬともに４と設定する。状態判定フラグにより選択された領域の重み付け係数により、予測量子化パラメータを導出する。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１３４】
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）、（４，４）、（３，５）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１３５】
【数１０】
【０１３６】
更に、重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（８，０）、（ＦＡ，ＦＬ）＝（３，５）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（０，８）とすると、前者では上の隣接ブロック、後者では左の隣接ブロックとなり、これは実施例１と同じ結果となる。但し、実施例１では、ＱＰＡとＱＰＬの平均値を算出する場合のみ計算処理を行い、平均値を予測量子化パラメータとしない場合は左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択するだけで済む為、処理の簡略化と高速化を実現することが可能となる。
【０１３７】
［実施例４］
実施例４における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。図１７は実施例４における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作を示すフローチャートである。
【０１３８】
最初に、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ４００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、予測量子化パラメータ導出部１１４に供給する。次に左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ４０１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正の場合、両方が存在するので、Ｓ４０５に進む。そうでない場合、即ち一方が存在しない場合はＳ４０２に進む。Ｓ４０２からＳ４０４の処理過程について実施例１〜３と同様なので割愛する。
【０１３９】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＬ及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＡとを算出する。算出されたΔＬとΔＡとの差分をとり、その差分をパラメータＤで除算を行い、得られる商を量子化ファクターδとすると、δは次式から算出される（Ｓ４０５）。
【０１４０】
【数１１】
【０１４１】
ここで、パラメータＤは、ΔＬとΔＡとの差分をＤ単位に量子化するステップであり、図１８に示されるように、パラメータＤによりΔＬとΔＡとの差分の量子化値としてδが算出される。
【０１４２】
本実施例では、上式で得られたδに応じて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに係る重み付け係数を変更して、予測量子化パラメータを導出する。ΔＬとΔＡとの差分が正で大きい場合は、左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータとの差が大きい場合である。符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックは、上２つのブロック（上と左上の隣接ブロック）と下２つのブロック（左の隣接ブロックと符号化対象ブロック）との間で量子化パラメータの差が生じる傾向にある。この場合、符号化対象ブロックは左の隣接ブロックに近い量子化パラメータをとると判定し、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを大きくする。
【０１４３】
逆に、ΔＬとΔＡとの差分が負で大きい場合は、上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータとの差が大きい場合である。符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックは、左２つのブロック（左と左上の隣接ブロック）と右２つのブロック（上の隣接ブロックと符号化対象ブロック）との間で量子化パラメータの差が生じる傾向にある。この場合、符号化対象ブロックは上の隣接ブロックに近い量子化パラメータをとると判定し、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを大きくする。
【０１４４】
ΔＬとΔＡとの差分が０に近い場合は、符号化対象の左及び上の隣接ブロックが近い量子化パラメータとなる場合である。この場合、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等化する。
【０１４５】
このように、量子化ファクターδに応じて左と上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を可変させて、最適な予測量子化パラメータを導出する為に、以下ではδの正規化を行う。
【０１４６】
まず、δの上限ＭＡＸ及び下限ＭＩＮを設定し、δをＭＡＸ及びＭＩＮの範囲内に収まる値に制限する（Ｓ４０６）。ここで、ＭＩＮは−ＭＡＸと等価であり、ＭＡＸ及びＭＩＮは後工程のＳ４０８で設定されるテーブルの標本数に合わせるように設定する。次に、δにオフセット値ｏｆｆｓｅｔを加算してｉｎｄｅｘを算出する（Ｓ４０７）。ｉｎｄｅｘは後工程のＳ４０８で設定されるテーブルのインデックスであり、０を含む整数として表される。その為、δにｏｆｆｓｅｔを加算して、正整数に変換する。ｏｆｆｓｅｔにはＭＡＸが設定され、ｉｎｄｅｘの最小数はδ＋ｏｆｆｓｅｔ＝−ＭＩＮ＋ＭＡＸ＝０として表すことが可能となる。算出されたｉｎｄｅｘから該当する重み付け係数の変換テーブルから読み出す（Ｓ４０８）。ここでは、ＭＡＸ＝２とした場合の例を用いて説明する。
【０１４７】
図１９はＭＡＸを２として場合に、ΔＬとΔＡとの差分からδを算出し、上限と下限を設けた場合の変換例である。δは−２≦δ≦２の範囲で５つの整数値をとるので、これら５つの値に合わせて、重み付け係数のテーブルが設定される。図２０に重み付け係数のテーブルの一例を示す。重み付け係数のテーブルの中でＭＡＸの値となるｉｎｄｅｘ（この場合２となる）で左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等とし、ｉｎｄｅｘが小さくなるに従い、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付け係数ＦＡを大きくし、ｉｎｄｅｘが大きくなるに従い、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付け係数ＦＬを大きくなるように設定する。続いて、ｉｎｄｅｘで指定される重み付け係数の組（ＦＡ，ＦＬ）を選択して、予測量子化パラメータを導出する（Ｓ４０９）。決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを導出する。
【０１４８】
【数１２】
【０１４９】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１５０】
以上のようにして、予測量子化パラメータが導出される。上述した実施例では、パラメータＤによる除算を行った為、図１８で示されるように０近傍付近の発生頻度が高くなる傾向にあるので、図２１で示されるように均等分割をして発生頻度を均等化しても構わない。この場合、Ｓ４０５の量子化ファクターδの演算方式を変更することで解決される。
【０１５１】
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（４，０）、（３，１）、（２，２）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１５２】
【数１３】
【０１５３】
また、δを演算として除算を行っているが、パラメータＤを２の冪乗の値とし、δの演算をシフト演算やビットマスクにより、処理を高速化することも可能である。
【０１５４】
［実施例５］
実施例５では、第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作について説明する。第２の予測量子化パラメータ導出部３０４は、予測画像生成部１０８で符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測を選択した場合に、イントラ予測で参照する隣接ブロックの画素の方向を示すイントラ予測モードに基づいて、予測量子化パラメータを選択或いは導出する。
【０１５５】
図２４は、符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測の場合に、イントラ予測モードの予測方向と予測量子化パラメータとして選択する左及び上の隣接ブロックとの関係を示す図である。イントラ予測では、イントラ予測モードが示す方向の隣接ブロックの画素から予測信号を生成して、符号化効率が高く、歪量の少ないイントラ予測モードが選択される。その為、イントラ予測モードが上側を選択する場合は上の隣接ブロックとの相関性が高く、イントラ予測モードが左側を選択する場合は左の隣接ブロックとの相関性が高いと判断される。ブロック間の相関性が高い方が、ブロック内の絵柄や複雑度合い（アクティビティ）が似ており、アクティビティから算出される量子化パラメータも近い値になる。そこで、本実施例５では、符号化対象ブロックの量子化パラメータの高効率で符号化、伝送する為に、符号化対象ブロックと相関性が高い隣接ブロックをイントラ予測モードで予測判定し、判定された隣接ブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして選択する。
【０１５６】
図２６は実施例５における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作を示すフローチャートである。
【０１５７】
まず、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ５００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、第２の予測量子化パラメータ導出部３０４に供給する。
【０１５８】
次に、メモリ３０２から符号化対象ブロックのイントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅを取得する。イントラ予測モードは図２３で示される予測方向に対して割り当てられた番号である。以下の判定処理を容易にする為に、イントラ予測モードを図２５に示される変換テーブルを用いてイントラ予測方向（以下、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃと称す）に変換する。イントラ予測方向は、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃ＝０をイントラ予測における周囲の復号済みのブロックから平均値を算出することにより予測する平均値予測（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝２）に割り当て、それ以外の１〜３３を図２３で示されるイントラ予測モードの予測方向の右上（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝６）から左下（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝９）に向けて対応付けるようにして割り当てられる。この変換テーブルにより、取得したイントラ予測モードをイントラ予測方向に変換する（Ｓ５０１）。
【０１５９】
変換されたイントラ予測方向が０であるか否かを判定する（Ｓ５０２）。ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃ＝０となるのは平均値予測によるイントラ予測が行われる場合である。この場合、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択する判断が出来ないので、イントラ予測方向による判定を実施せず、Ｓ５０３に進み、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ５０３）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、Ｓ５０４に進み、ＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする（Ｓ５０４）。そうでない場合、即ち少なくとも一方が存在しない場合はＳ５０５に進む。
【０１６０】
次に、左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ５０５）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。尚、画像の左上端のブロックが符号化対象ブロックである場合は、左と上の隣接ブロック、更に直前に符号化したブロックが存在しないので、ピクチャ或いはスライスの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ５０６）。左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方が存在する場合、正である一方の量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ５０７）。
【０１６１】
Ｓ５０２での判定に戻り、イントラ予測方向が０でない場合、イントラ予測方向が１８未満が否かを判定する（Ｓ５０８）。イントラ予測方向が１８未満となる場合、図２４で示されるように上の隣接ブロックの参照することとして、上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ５０９）。上の隣接ブロックが存在する時、ＱＰＡが正であり、この場合ＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ５１０）。上の隣接ブロックが存在しない場合、即ちＱＰＡが０の場合はＳ５０６に進み、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。
【０１６２】
一方、イントラ予測方向が１８を超える場合、左の隣接ブロックの参照することとして、左の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ５１１）。左の隣接ブロックが存在する時、ＱＰＬが正であり、この場合ＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ５１２）。左の隣接ブロックが存在しない場合、即ちＱＰＬが０の場合はＳ５０６に進み、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１６３】
尚、実施例５では、左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータの参照判定として、イントラ予測方向の閾値を１８としたが、この値でなくてもよく、動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００で矛盾が生じない限り、暗黙的に設定出来るものとする。
【０１６４】
［実施例６］
実施例６における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作について説明する。実施例５との相違は、左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして参照していたのを、イントラ予測方向の判定に基づいて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに重み付けを行い、導出される値を予測量子化パラメータとする点である。
【０１６５】
図２７は実施例６における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作を示すフローチャートである。図２７のフローチャートのＳ６００からＳ６０７までは実施例５の図２６のＳ５００からＳ５０７までと同じであるので、説明を割愛し、Ｓ６０２のイントラ予測方向が０でないと判定された場合から説明する。
【０１６６】
イントラ予測方向が０でない場合、イントラ予測方向が１８未満が否かを判定する（Ｓ６０８）。イントラ予測方向が１８未満となる場合はｍｅｔｈｏｄ１に進み（Ｓ６０９）、そうでない場合はｍｅｔｈｏｄ２に進む（Ｓ６１０）。
【０１６７】
まず、ｍｅｔｈｏｄ１の処理を図２８を用いて説明する。Ｓ６０８においてイントラ予測方向が１８未満と判定された後に、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ６２０）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ６２１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの少なくとも一方が存在しない場合はＳ６２２に進む。次に、上の隣接ブロックが存在しないか否かを判定する（Ｓ６２２）。即ち、上の隣接ブロックの量子化パラメータが０の場合、存在しないので、予測量子化パラメータとして上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ６２４）。上の隣接ブロックが存在する場合は、ＦＡを８、ＦＬを０に設定する（Ｓ６２３）。これはＱＰＡを予測量子化パラメータとすることと等価である。
【０１６８】
続いて、ｍｅｔｈｏｄ２の処理を図２９を用いて説明する。Ｓ６０８においてイントラ予測方向が１８を超えると判定された後に、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ６３０）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを３、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを５とし、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ６２１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの少なくとも一方が存在しない場合はＳ６３２に進む。次に、左の隣接ブロックが存在しないか否かを判定する（Ｓ６３２）。即ち、左の隣接ブロックの量子化パラメータが０の場合、存在しないので、予測量子化パラメータとして左の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ６３４）。左の隣接ブロックが存在する場合は、ＦＡを０、ＦＬを８に設定する（Ｓ６３３）。これはＱＰＬを予測量子化パラメータとすることと等価である。
【０１６９】
以上のようにして決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを導出する（Ｓ６１１）。
【０１７０】
【数１４】
【０１７１】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１７２】
こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１７３】
また、Ｓ６０４では実施例５のＳ５０４と同様にＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとして導出する。実施例６での導出過程に合わせると、ＦＡとＦＬをともに４とし、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを同じにする（Ｓ６０４）。決定された重み付け係数からと各量子化パラメータからＳ６１１にて予測量子化パラメータを導出する。以上のようにして、Ｓ６０４における平均値算出も可能となる。
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）、（４，４）、（３，５）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１７４】
【数１５】
【０１７５】
更に、重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（８，０）、（ＦＡ，ＦＬ）＝（３，５）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（０，８）とすると、前者では上の隣接ブロック、後者では左の隣接ブロックとなり、これは実施例５と同じ結果となる。但し、実施例５では、ＱＰＡとＱＰＬの平均値を算出する場合のみ計算処理を行い、平均値を予測量子化パラメータとしない場合は左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択するだけで済む為、処理の簡略化と高速化を実現することが可能となる。
【０１７６】
［実施例７］
実施例７における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作について説明する。実施例６との相違は、イントラ予測モードの予測方向に応じて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を変更して、予測量子化パラメータを導出する点である。
【０１７７】
図３０はイントラ予測モードの予測方向を閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩにより３つの領域に分割した一例を示す図である。閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩは図３０中に太点線で示され、閾値にて区切られた領域の範囲内で同じ重み付け係数に設定される。ＴＨＬＯよりも右側にあるイントラ予測モードでは、主に符号化対象ブロックの上に隣接している符号化済みブロックの画素信号を用いてイントラ予測を行うので、上の隣接ブロックとの相関性が高い。一方、ＴＨＨＩから下側にあるイントラ予測モードでは、主に符号化対象ブロックの左に隣接している符号化済みブロックの画素信号を用いてイントラ予測を行うので、左の隣接ブロックとの相関性が高い。その為、イントラ予測モードがＴＨＬＯより右側にある場合は上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくし（ＦＡ＞ＦＬ）、ＴＨＨＩから下側にある場合は左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（ＦＡ＜ＦＬ）。また、ＴＨＬＯからＴＨＨＩの間にあるイントラ予測モードでは、符号化対象ブロックの左及び上に隣接している符号化済みブロックの一方に偏らないので、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等にする（ＦＡ＝ＦＬ）。尚、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩはイントラ予測方向の値であり、実施例７ではＴＨＬＯを１３、ＴＨＨＩを２２とする。
【０１７８】
図３１は実施例７における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作を示すフローチャートである。図３１のフローチャートのＳ７００からＳ７０７までは実施例６の図２７のＳ６００からＳ６０７までと同じであるので、説明を割愛し、Ｓ７０２のイントラ予測方向が０でないと判定された場合から説明する。
【０１７９】
イントラ予測方向が０でない場合、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩを取得する（Ｓ７０８）。ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩは、動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００で矛盾が生じない限り、暗黙的に設定出来るものであり、本実施例７では図３０で示されるようにそれぞれ１３及び２２とする。次に、ｍｅｔｈｏｄ３に進む（Ｓ７０９）。
【０１８０】
ｍｅｔｈｏｄ３の詳細な処理を図３２を用いて説明する。最初に、イントラ予測方向が閾値ＴＨＬＯ未満か否かが判定される（Ｓ７２０）。ＴＨＬＯ未満である場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ７２１）。そうでない場合は、イントラ予測方向が閾値ＴＨＨＩ未満か否かが判定される（Ｓ７２２）。ＴＨＨＩ未満である場合、ＦＡとＦＬをともに４とし、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等化する（Ｓ７２３）。そうでない場合は、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを３、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを５とし、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ７２４）。
【０１８１】
続いて、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ７２５）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、設定した重み付け係数を変更しない。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの少なくとも一方が存在しない場合はＳ７２６に進み、左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ７２６）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとし、後段での重み付け係数による演算過程を省略する（Ｓ７２７）。次に左の隣接ブロックが存在しないか否かを判定する（Ｓ７２８）。即ち、左の隣接ブロックの量子化パラメータが０の場合は存在しないので、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを８、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを０として、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ７２９）。左の隣接ブロックの量子化パラメータが０でない場合は、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを０、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを８として、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ７３０）。
【０１８２】
以上のようにして決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを導出する（Ｓ７１０）。
【０１８３】
【数１６】
【０１８４】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１８５】
こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１８６】
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）、（４，４）、（３，５）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１８７】
【数１７】
【０１８８】
上述した重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（８，０）、（ＦＡ，ＦＬ）＝（３，５）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（０，８）とすると、前者では上の隣接ブロック、後者では左の隣接ブロックとなる。この場合のイントラ予測モードの予測方向を閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩにより３つの領域に分割した一例を図３３に示す。図３３で示されるように、ＴＨＬＯからＴＨＨＩの間にあるイントラ予測モードの場合にＱＰＡとＱＰＬの平均値を算出する計算処理を行い、それ以外の平均値を予測量子化パラメータとしない場合は左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択するだけで実現出来る。その為、処理の簡略化と高速化が可能となる。
【０１８９】
また、実施例７では、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩの値をそれぞれイントラ予測方向の値で１３、２２としたが、これらの値でなくてもよく、動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００で矛盾が生じない限り、暗黙的に設定出来るものとする。
【０１９０】
更に、実施例７では、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩにて、イントラ予測モードの予測方向を３つの領域に分割したが、閾値の数を増やして、分割数を増やしてもよい。但し、各領域で設定される重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数は、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。
【０１９１】
以上述べた実施例５〜７では、それぞれのＳ５０２、Ｓ６０２及びＳ７０２のイントラ予測方向が０か否かの判定において、イントラ予測方向が０である場合は、平均値予測（イントラ予測モードが２）によるイントラ予測が行われる場合であり、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータの平均値を予測量子化パラメータとした。この場合、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択或いは重み付けする判断がイントラ予測モードでは出来ないので、第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測モードによる判定を行わずに、第１の予測量子化パラメータ導出部で判定を行うことも可能である。このような判定を適用した予測量子化パラメータ導出部１１４の詳細な構成を図３４に示す。予測量子化パラメータ導出部１１４はスイッチ４０１、メモリ４０２、第１の予測量子化パラメータ導出部４０３、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４及び再演算判定部４０５を備える。図３４のスイッチ４０１から第１の予測量子化パラメータ導出部４０３の諸部は、図２２のスイッチ３０１から第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の諸部と同じ機能を有しているので、説明を割愛する。図３４の第２の予測量子化パラメータ導出部４０４に、上述した図２２の第２の予測量子化パラメータ導出部３０４と異なる機能を新たに追加したので、その差異について説明する。
【０１９２】
図３５は第２の予測量子化パラメータ導出部４０４の動作を説明するフローチャートである。Ｓ８００からＳ８０２までの処理は上述した第２の予測量子化パラメータ導出部３０４と同様であり、Ｓ８０４は上述した実施例５〜７のイントラ予測モードによる予測量子化パラメータの判定処理に該当するので、説明を割愛する。上述した第２の予測量子化パラメータ導出部３０４との差異は、イントラ予測方向が０であるか否かの判定（Ｓ８０２）の後の処理である。ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃ＝０となるのは平均値予測によるイントラ予測が行われる場合であるので、予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを０に設定する。量子化パラメータは常に正値をとるので、予測量子化パラメータも同様に正値となる。そこで、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択或いは重み付けする判断が出来ない場合は、予測量子化パラメータを０に設定する。導出された予測量子化パラメータは再演算判定部４０５に供給される。
【０１９３】
再演算判定部４０５は、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４から供給される予測量子化パラメータが０である場合、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４で判定されなかったとみなし、第１の予測量子化パラメータ導出部４０３で再度予測量子化パラメータの導出を促す。予測量子化パラメータが０でない場合、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４で導出された予測量子化パラメータを差分量子化パラメータ生成部１１１に供給する。
【０１９４】
図３６は第２の予測量子化パラメータ導出部４０４の動作を説明する別形態のフローチャートである。図３５との差異は、イントラ予測方向が０であるか否かの判定（Ｓ９０２）の後に、更に左と上の隣接ブロックが存在するか否かの判定以降の処理が追加された点である。以下では、図３５との差異についてのみ説明する。
【０１９５】
イントラ予測方向が０であるか否かの判定（Ｓ９０２）で、イントラ予測方向が０の場合は、左と上の隣接ブロックが存在するか否かの判定に進む（Ｓ９０３）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するが、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択或いは重み付けする判断が出来ないので、予測量子化パラメータを０に設定する。一方、そうでない場合、即ち少なくとも一方が存在しない場合はＳ９０５に進む。次に、左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ９０５）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ９０６）。左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方が存在する場合、正である一方の量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ９０７）。
【０１９６】
導出された予測量子化パラメータは再演算判定部４０５に供給され、再演算判定部４０５にて上述と同様の判定を行い、予測量子化パラメータを差分量子化パラメータ生成部１１１に供給する。
【０１９７】
実施の形態の動画像符号化装置によれば、符号化対象のブロック毎に符号化される量子化パラメータを、周囲の符号化済みのブロックの量子化パラメータ及び符号化情報を用いて、最適な予測量子化パラメータを予測して導出し、量子化パラメータと予測量子化パラメータとの差分をとり符号化することで、画質を変化させずに、量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させることが出来る。
【０１９８】
また、符号化側と復号側で、量子化パラメータ予測の共通の機能として実装出来るので、回路規模を縮小することが出来る。これは、符号化済みの隣接ブロックが符号化側では次の符号化対象ブロックの予測の為に局部復号したブロックとなり、復号済みブロックと同一である為、符号化側と復号側で矛盾を生じないように量子化パラメータ予測の判定を実現したことによる。
【０１９９】
以上述べた実施の形態の動画像符号化装置が出力する動画像の符号化ストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有しており、動画像符号化装置に対応する動画像復号装置がこの特定のデータフォーマットの符号化ストリームを復号することができる。
【０２００】
動画像符号化装置と動画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する動画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ストリームに復元して動画像復号装置に供給する動画像受信装置とが設けられる。
【０２０１】
動画像送信装置は、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモリと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化データをネットワークを介して送信する送信部とを含む。動画像受信装置は、パケット化された符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、動画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。
【０２０２】
以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供することも可能である。
【０２０３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【０２０４】
１００ 動画像符号化装置、 １０１ 画像メモリ、 １０２ 残差信号生成部、 １０３ 直交変換・量子化部、 １０４ 第２の符号化ビット列生成部、 １０５ 逆量子化・逆直交変換部、 １０６ 復号画像信号重畳部、 １０７ 復号画像メモリ、 １０８ 予測画像生成部、 １０９ アクティビティ算出部、 １１０ 量子化パラメータ算出部、 １１１ 差分量子化パラメータ生成部、 １１２ 第１の符号化ビット列生成部、 １１３ 符号化情報格納メモリ、 １１４ 予測量子化パラメータ導出部、 １１５ 符号化ビット列多重化部、 ２００ 動画像復号装置、 ２０１ ビット列分離部、 ２０２ 第１符号化ビット列復号部、 ２０３ 量子化パラメータ生成部、 ２０４ 符号化情報格納メモリ、 ２０５ 予測量子化パラメータ導出部、 ２０６ 第２符号化ビット列復号部、 ２０７ 逆量子化・逆直交変換部、 ２０８ 復号画像信号重畳部、 ２０９ 予測画像生成部、 ２１０ 復号画像メモリ、 ３０１ スイッチ、 ３０２ メモリ、 ３０３ 第１の予測量子化パラメータ導出部、 ３０４ 第２の予測量子化パラメータ導出部、 ４０１ スイッチ、 ４０２ メモリ、 ４０３ 第１の予測量子化パラメータ導出部、 ４０４ 第２の予測量子化パラメータ導出部、 ４０５ 再演算判定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像の符号化技術に関し、特に量子化パラメータの予測符号化を利用した動画像の符号化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−２ Ｐａｒｔ２（以下ＭＰＥＧ−２と呼ぶ）やＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ１０／Ｈ．２６４（以下ＡＶＣと呼ぶ）等のデジタル動画像符号化では、画像を所定の大きさのブロックに分割して符号化を行い、予測誤差信号（又は単に画像信号）に対する量子化の粗さを示す量子化パラメータを伝送する。符号化側でこの量子化パラメータを所定ブロック単位で可変制御することにより、符号量を制御することや主観画質を向上させることが可能である。
【０００３】
主観画質を向上させる量子化パラメータの制御としては、Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ（適応量子化）が度々用いられる。適応量子化では、視覚的に劣化の目立ちやすい平坦部ではより細かく量子化され、劣化の比較的目立ちにくい絵柄の複雑な部分でより粗く量子化されるように、各マクロブロックのアクティビティによって変化させる。即ち、符号化されたときの割り当てビット量が大きくなりやすいアクティビティの高いマクロブロックにおいては、大きい量子化スケールが設定されるように、量子化パラメータを変化させ、その結果、符号化された画像のデータにおいてビット数が出来るだけ少なくなるように制御しながら、主観画質を向上させることになる。
【０００４】
ＭＰＥＧ−２では符号化／復号する順序で１つ前のブロックの量子化パラメータと符号化対象ブロックの量子化パラメータが同一であるかどうかを判断し、同一でない場合には量子化パラメータを伝送する。ＡＶＣでは符号化／復号する順序で１つ前のブロックの量子化パラメータを予測値として、符号化対象ブロックの量子化パラメータを差分符号化する。これは、一般的に符号量制御は符号化順に行うため、符号化順で１つ前のブロックの量子化パラメータが最も符号化ブロックの量子化パラメータに近いということに基いており、伝送する量子化パラメータの情報量を抑制することを狙っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の量子化パラメータの制御では、符号化済みの左側のブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして、符号化対象のブロックの量子化パラメータとの差分を算出し、算出された差分量子化パラメータを符号化することで、量子化パラメータの符号量を削減した。しかしながら、画面内のコンテンツによっては、例えば図３に示されるように、符号化対象のブロック内の画像と符号化済みの左側のブロック内の画像の特徴が異なる場合、適応量子化にて算出される量子化パラメータは差が大きくなるので、一意に左側のブロックとの量子化パラメータ予測を実行しても差分量子化パラメータが大きくなり、符号量が増加する課題があった。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の動画像符号化装置は、動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化装置であって、ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出部と、前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータ算出部（１１０）と、前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出部（１１４）と、前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成部（１１１）と、前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化部（１１２）とを備える。
【０００９】
本発明の別の態様は、動画像符号化方法である。この方法は、動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法であって、ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出ステップと、前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータステップと、前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出ステップと、前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成ステップと、前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化ステップとを備える。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る予測量子化パラメータの導出方法を具備した動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る予測量子化パラメータの導出方法を具備した動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図３】符号化対象ブロックと隣接する既符号化済みの周囲のブロックに対して、絵柄が左及び左上のブロックに含まれる一例を表す図である。
【図４】隣接する既符号化済みの周囲のブロックの量子化パラメータを、符号化対象ブロックの予測量子化パラメータとして参照先として示す一例を表す図である。
【図５】第１の実施例において、符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する為の判定条件として、隣接ブロックの量子化パラメータ間の比較を表す図である。
【図６】第１の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図７】差分量子化パラメータの符号付き指数符号付ゴロム符号化テーブルの一例を表す図である。
【図８】第１の実施例の予測量子化パラメータの判定において、簡易的な判定に置き換えた場合を説明するフローチャートである。
【図９】第１の実施例において、符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する為の判定条件として、隣接ブロックの量子化パラメータ間の比較を表す図である。
【図１０】上と左上の隣接ブロックの間の量子化パラメータの差が大きい場合に上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択する一例を表す図である。
【図１１】第１の実施例の予測量子化パラメータの判定において、簡易的な判定に置き換えた場合を説明する別のフローチャートである。
【図１２】第２の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明する為のフローチャートである。
【図１３】第２の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部において、状態判定フラグＳＡ及びＳＬに基づいて予測量子化パラメータを導出する為の判定に用いる２次元配置を表す図である。
【図１４】第３の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明する為のフローチャートである。
【図１５】第３の実施例の予測量子化パラメータの判定において、簡易的な判定に置き換えた場合を説明するフローチャートである。
【図１６】第３の実施例の予測量子化パラメータの判定を、第２の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の２次元配置に適用した場合を説明する図である。
【図１７】第４の実施例の第１の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値と上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値の差分を量子化した値δを説明する図である。
【図１９】上限及び下限を設定した場合の図１８の量子化値δの一例を説明する図である。
【図２０】重み付け係数の設定テーブルを説明する図である。
【図２１】左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値と上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値の差分を量子化した値δの別の例を説明する図である。
【図２２】図１の予測量子化パラメータ導出部及び図２の予測量子化パラメータ導出部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図２３】イントラ予測モードの値と予測方向を説明する図である。
【図２４】上と左上の隣接ブロックの間の量子化パラメータの差が大きい場合に上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択する一例を表す図である。
【図２５】イントラ予測モードをイントラ予測方向に変換するテーブルを説明する図である。
【図２６】第５の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図２７】第６の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図２８】第６の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測方向が１８未満の場合の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図２９】第６の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測方向が１８を超える場合の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図３０】第７の実施例にてイントラ予測モードの予測方向で重み付け係数の設定を説明する図である。
【図３１】第７の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図３２】第７の実施例の第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測方向が０でない場合の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図３３】第７の実施例にてイントラ予測モードの予測方向で重み付け係数の設定を説明する図である。
【図３４】図１の予測量子化パラメータ導出部及び図２の予測量子化パラメータ導出部の詳細な構成を示す別ブロック図である。
【図３５】実施例５〜７の第２の予測量子化パラメータ導出部の動作を説明するフローチャートである。
【図３６】実施例５〜７の第２の予測量子化パラメータ導出部の別の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態は、ピクチャを矩形ブロックに分割し、ブロック単位に量子化・符号化を行う動画像符号化において、処理対象のブロックの量子化パラメータの符号量を削減するために、既符号化済みの周囲のブロックの符号化情報から最適な予測量子化パラメータを導出し、予測量子化パラメータとの差分を算出して、符号化する符号量制御技術を提供する。
【００１４】
本発明を実施する好適な動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００について説明する。図１は本発明を実施する動画像符号化装置１００の構成を示すブロック図であり、画像メモリ１０１、残差信号生成部１０２、直交変換・量子化部１０３、第２の符号化ビット列生成部１０４、逆量子化・逆直交変換部１０５、復号画像信号重畳部１０６、復号画像メモリ１０７、予測画像生成部１０８、アクティビティ算出部１０９、量子化パラメータ算出部１１０、差分量子化パラメータ生成部１１１、第１の符号化ビット列生成部１１２、符号化情報格納メモリ１１３、予測量子化パラメータ導出部１１４及び符号化ビット列多重化部１１５から構成される。尚、各ブロック間を結ぶ太実線の矢印はピクチャの画像信号、細実線の矢印は符号化を制御するパラメータ信号の流れを表すものである。
【００１５】
画像メモリ１０１は、撮影／表示時間順に供給された符号化対象の画像信号を一時格納する。画像メモリ１０１は、格納された符号化対象の画像信号を、所定の画素ブロック単位で、残差信号生成部１０２、予測画像生成部１０８及びアクティビティ算出部１０９に供給する。その際、撮影／表示時間順に格納された画像は、符号化順序に並べ替えられて、画素ブロック単位で、画像メモリ１０１から出力される。
【００１６】
残差信号生成部１０２は、符号化する画像信号と予測画像生成部１０８にて生成された予測信号との引き算を行い残差信号を生成し、直交変換・量子化部１０３に供給する。
【００１７】
直交変換・量子化部１０３は、残差信号に対して直交変換及び量子化を行い、直交変換・量子化された残差信号を生成し、第２の符号化ビット列生成部１０４と逆量子化・逆直交変換部１０５に供給する。
【００１８】
第２の符号化ビット列生成部１０４は、直交変換及び量子化された残差信号を規定のシンタックス規則に従ってエントロピー符号化して第２の符号化ビット列を生成し、符号化ビット列多重化部１１５に供給する。
【００１９】
逆量子化・逆直交変換部１０５は、直交変換・量子化部１０３から供給された直交変換・量子化された残差信号を逆量子化及び逆直交変換して残差信号を算出し、復号画像信号重畳部１０６に供給する。
【００２０】
復号画像信号重畳部１０６は、予測画像生成部１０８により生成された予測画像信号と逆量子化・逆直交変換部１０５で逆量子化及び逆直交変換された残差信号を重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ１０７に格納する。尚、復号画像に対して符号化によるブロック歪等の歪を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ１０７に格納されることもあり、その場合、必要に応じてデブロッキングフィルタ等のポストフィルタの情報を識別するフラグ等の予測された符号化情報を符号化情報格納メモリ１１３に格納する。
【００２１】
予測画像生成部１０８は、画像メモリ１０１から供給される画像信号と復号画像メモリ１０７から供給される復号画像信号から、予測モードを基にフレーム内予測（イントラ予測）或いはフレーム間予測（インター予測）を行い、予測画像信号を生成する。イントラ予測は、画像メモリ１０１から供給される画像信号を所定のブロック単位で分割された符号化対象ブロックと、復号画像メモリ１０７から供給される符号化対象ブロックと同じフレーム内に存在する符号化対象ブロックに隣接する周囲の符号化済みブロックの画素信号を用いて予測画像信号を生成する。インター予測は、画像メモリ１０１から供給される画像信号を所定のブロック単位で分割された符号化対象ブロックのフレーム（符号化フレーム）の時系列で前または後ろに数フレーム離れた復号画像メモリ１０７に格納されている符号化済みフレームを参照フレームとし、符号化フレームと参照フレームとの間でブロックマッチングを行い、動きベクトルと呼ばれる動き量を求め、この動き量を基に参照フレームから動き補償を行い、予測画像信号を生成する。こうして生成された予測画像信号を残差信号生成部１０２に供給する。予測画像生成部１０８にて得られた動きベクトル等の符号化情報は、必要に応じて符号化情報格納メモリ１１３に格納する。更に、予測画像生成部１０８では、複数の予測モードの選択が可能である場合、生成された予測画像信号と元の画像信号との間の歪量等を評価することにより、最適な予測モードを決定し、決定された予測モードによる予測により生成された予測画像信号を選択し、残差信号生成部１０２に供給するとともに、予測モードがイントラ予測である場合はイントラ予測モードを符号化情報格納メモリ１１３及び第１の符号化ビット列生成部に供給する。イントラ予測モードの詳細な説明は後述する。
【００２２】
アクティビティ算出部１０９は、画像メモリ１０１から供給される符号化対象ブロックの画像の複雑さや滑らかさを示す係数であるアクティビティが計算され、量子化パラメータ算出部１１０に供給する。アクティビティ算出部１０９の詳細な構成と動作は、後述する実施例にて説明する。
【００２３】
量子化パラメータ算出部１１０は、アクティビティ算出部１０９にて算出されたアクティビティによって、符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出し、差分量子化パラメータ生成部１１１及び符号化情報格納メモリ１１３に供給する。量子化パラメータ算出部１１０の詳細な構成と動作は、後述する実施例にて説明する。
【００２４】
差分量子化パラメータ生成部１１１は、量子化パラメータ算出部１１０にて算出された量子化パラメータに対して、予測量子化パラメータ導出部１１４にて導出された予測量子化パラメータと引き算を行い、差分量子化パラメータを算出し、第１の符号化ビット列生成部１１２に供給する。
【００２５】
第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータ生成部１１１によって算出された差分量子化パラメータを規定のシンタックス規則に従って符号化して第１の符号化ビット列を生成し、符号化ビット列多重化部１１５に供給する。
【００２６】
符号化情報格納メモリ１１３は、符号化が終了したブロックの量子化パラメータを格納する。また、図１に結線を図示していないが、予測画像生成部１０８にて生成される予測モードや動きベクトル等の符号化情報も、次の符号化対象ブロックを符号化に必要な情報として格納する。更に、ピクチャやスライス単位で生成される符号化情報も必要に応じて格納する。
【００２７】
予測量子化パラメータ導出部１１４は、符号化対象ブロックの周囲に隣接する既符号化済みのブロックの量子化パラメータや符号化情報を用いて、予測量子化パラメータを導出し、差分量子化パラメータ生成部１１１に供給する。予測量子化パラメータ導出部１１４の詳細な構成と動作は、後述する実施例にて説明する。
【００２８】
符号化ビット列多重化部１１５は、第１の符号化ビット列と第２の符号化ビット列を規定のシンタックス規則に従って多重化し、ビットストリームを出力する。
【００２９】
図２は図１の動画像符号化装置１００に対応した実施の形態に係る動画像復号装置２００の構成を示すブロック図である。実施の形態の動画像復号装置２００は、ビット列分離部２０１、第１符号化ビット列復号部２０２、量子化パラメータ生成部２０３、符号化情報格納メモリ２０４、予測量子化パラメータ導出部２０５、第２符号化ビット列復号部２０６、逆量子化・逆直交変換部２０７、復号画像信号重畳部２０８、予測画像生成部２０９及び復号画像メモリ２１０を備える。尚、図１の動画像符号化装置１００と同様に、各ブロック間を結ぶ太実線の矢印はピクチャの画像信号、細実線の矢印は符号化を制御するパラメータ信号の流れを表すものである。
【００３０】
図２の動画像復号装置２００の復号処理は、図１の動画像符号化装置１００の内部に設けられている復号処理に対応するものであるから、図２の逆量子化・逆直交変換部２０７、復号画像信号重畳部２０８、予測画像生成部２０９、復号画像メモリ２１０及び符号化情報格納メモリ２０４の各構成は、図１の動画像符号化装置１００の逆量子化・逆直交変換部１０５、復号画像信号重畳部１０６、予測画像生成部１０８、復号画像メモリ１０７及び符号化情報格納メモリ１１３の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。
【００３１】
ビット列分離部２０１に供給されるビットストリームは規定のシンタックスの規則に従って分離し、分離された符号化ビット列が第１符号化ビット列復号部２０２、第２符号化ビット列復号部２０６に供給される。
【００３２】
第１符号化ビット列復号部２０２は、供給された符号化ビット列を復号して予測モード、動きベクトル、差分量子化パラメータ等に関する符号化情報を出力し、差分量子化パラメータを量子化パラメータ生成部２０３に与えるとともに、符号化情報を符号化情報格納メモリ２０４に格納する。
【００３３】
量子化パラメータ生成部２０３は、第１符号化ビット列復号部２０２から供給される差分量子化パラメータと予測量子化パラメータ導出部２０５にて導出される量子化パラメータとを加算して量子化パラメータを算出し、逆量子化・逆直交変換部２０７及び符号化情報格納メモリ２０４に供給する。
【００３４】
符号化情報格納メモリ１１３は、復号が終了したブロックの量子化パラメータを格納する。更に、第１符号化ビット列復号部２０２にて復号されたブロック単位の符号化情報だけでなく、ピクチャやスライス単位で生成される符号化情報も必要に応じて格納する。また、図２に結線を図示していないが、復号された予測モードや動きベクトル等の符号化情報を予測画像生成部２０９に供給する。
【００３５】
予測量子化パラメータ導出部２０５は、復号対象ブロックの周囲に隣接する既復号済みのブロックの量子化パラメータや符号化情報を用いて、予測量子化パラメータを導出し、量子化パラメータ生成部２０３に供給する。予測量子化パラメータ導出部２０５は動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４と同等の機能を有しており、詳細な構成と動作は後述する実施例にて説明する。
【００３６】
第２符号化ビット列復号部２０６は、供給された符号化ビット列を復号して直交変換・量子化された残差信号を算出し、直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換部２０７に与える。
【００３７】
逆量子化・逆直交変換部２０７は、第２符号化ビット列復号部２０６で復号された直交変換・量子化された残差信号に対して、量子化パラメータ生成部２０３にて生成された量子化パラメータを用いて、逆直交変換及び逆量子化を行い、逆直交変換・逆量子化された残差信号を得る。
【００３８】
復号画像信号重畳部２０８は、予測画像生成部２０９で生成された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部２０７により逆直交変換・逆量子化された残差信号とを重畳することにより、復号画像信号を生成し、出力するとともに復号画像メモリ２１０に格納する。復号画像メモリ２１０に格納する際には、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ２１０に格納されることもある。
【００３９】
予測画像生成部２０９は、第２符号化ビット列復号部２０６で復号される予測モードや動きベクトル等の符号化情報、更に符号化情報格納メモリ２０４から符号化情報を基にして、復号画像メモリ２１０から供給される復号画像信号から予測画像信号を生成し、復号画像信号重畳部２０８に供給する。
【００４０】
次に、動画像符号化装置１００の中で太点線に囲まれた諸部１２０、特に予測量子化パラメータ導出部１１４と、動画像復号装置２００の中で太点線に囲まれた諸部２２０、特に予測量子化パラメータ導出部２０５とで共通に実施される予測量子化パラメータを導出する方法の詳細について説明する。
【００４１】
まず、本発明の動画像符号化装置１００の中で太点線で囲まれた諸部１２０の各部の動作について説明する。諸部１２０では、最初に画像メモリ１０１から所定画素サイズ単位の画素ブロックを符号化対象ブロックとして、アクティビティ算出部１０９に供給される。
【００４２】
アクティビティ算出部１０９では、一般に人間の視覚特性はエッジの少ない低周波成分に敏感である為、視覚的に劣化の目立ちやすい平坦部ではより細かく量子化し、劣化の比較的目立ちにくい絵柄の複雑な部分でより粗く量子化するように、所定ブロック単位に画像の複雑さや滑らかさを表現するアクティビティを算出する。
【００４３】
アクティビティの一例として、ＭＰＥＧ−２ ＴｅｓｔＭｏｄｅｌ５（ＴＭ５）に記載される符号化対象ブロック内の画素の分散値による算出が挙げられる。分散値はブロック内の画像を構成する画素の平均からの散らばりの度合いを示す値であり、ブロック内に画像が平坦である（輝度変化が小さい）程小さく、複雑な絵柄である（輝度変化が大きい）もの程値が大きくなるので、ブロックのアクティビティとして利用する。ブロック内の画素値をｐ（ｘ，ｙ）で表すと、ブロックのアクティビティａｃｔは次式で算出される。
【００４４】
【数１】
【００４５】
ここで、ＢＬＫは符号化対象ブロックの画素総数であり、ｐ＿ｍｅａｎはブロック内の画素の平均値である。
【００４６】
また、以上のような分散に限らず、符号化対象ブロック内の画素に対して、水平方向及び垂直方向で隣接する画素との差分絶対値をとり、ブロック内で総和をとっても良い。この場合でも、画像が平坦である場合は小さく、エッジが多い複雑な絵柄部分では大きい値となり、アクティビティとして利用可能である。次式により算出される。
【００４７】
【数２】
【００４８】
こうして算出されたアクティビティａｃｔは量子化パラメータ算出部１１０に供給される。
【００４９】
量子化パラメータ算出部１１０は、アクティビティ算出部１０９で算出されたアクティビティａｃｔを基にして、符号化対象ブロックの最適な量子化パラメータＱＰを算出する。
【００５０】
量子化パラメータ算出部１１０は、直前に符号化したフレーム内の平均アクティビティをａｖｇ＿ａｃｔとして記録しておき、符号化対象ブロックの正規化アクティビティＮａｃｔを次式により算出する。
【００５１】
【数３】
【００５２】
ここで、上式の係数２は量子化パラメータのダイナミックレンジを表す値であり、０．５〜２．０の範囲をとる正規化アクティビティＮａｃｔが算出される。
【００５３】
尚、ａｖｇ＿ａｃｔは、符号化過程の前に、予めフレーム内の全てのブロックに対してアクティビティを算出し、その平均値をａｖｇ＿ａｃｔとしてもよい。更に、ａｖｃ＿ａｃｔは符号化情報格納メモリ１１３に格納しておいてもよく、必要に応じて量子化パラメータ算出部１１０が符号化情報格納メモリ１１３からａｖｇ＿ａｃｔを取得してもよい。
【００５４】
算出された正規化アクティビティＮａｃｔを基準となる量子化パラメータｂａｓｅＱＰと次式の如く乗算を行い、符号化対象ブロックの量子化パラメータＱＰを得る。
【００５５】
【数４】
【００５６】
ここで、ｂａｓｅＱＰは符号化対象ブロックを含むフレーム或いはスライスを代表する量子化パラメータであってもよい。また、ＭＰＥＧ−２ ＴＭ５に記載されているレート制御方法により、ピクチャ数フレーム分を１つのグループ（以下、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）と称す）とし、そのＧＯＰの中でピクチャタイプ別に符号量を配分し、配分された符号量を仮想バッファ制御を用いたレート制御で算出されるブロック単位の量子化パラメータとしてもよい。更に、直前に符号化したフレームや符号化済みの同じ符号化タイプ（画像内符号化或いは画像間符号化）のフレームの平均量子化パラメータであってもよく、本発明では特に算出方法について限定しない。
【００５７】
尚、ｂａｓｅＱＰは符号化時に算出或いは供給され、量子化パラメータ算出部１１０の内部或いは符号化情報格納メモリ１１３に格納し、随時取得してもよい。
【００５８】
こうして算出された符号化対象ブロックの量子化パラメータは、符号化情報格納メモリ１１３及び差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【００５９】
符号化情報格納メモリ１１３は、量子化パラメータ算出部１１０にて算出された量子化パラメータや既に符号化が終了した過去の符号化対象ブロックの量子化パラメータが格納されるだけでなく、符号化対象ブロックの符号化となる動きベクトルや予測モード等の符号化情報も格納され、必要に応じて各部が符号化情報を取得する。
【００６０】
予測量子化パラメータ導出部１１４は、符号化情報格納メモリ１１３から符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータやその他符号化情報を用いて、符号化対象ブロックの量子化パラメータを効率良く符号化、伝送する為の予測量子化パラメータを導出する。
【００６１】
量子化パラメータを効率良く符号化、伝送する為には、量子化パラメータのまま符号化するよりも、周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータとの差分（差分量子化パラメータ）をとって、その差分量子化パラメータを符号化、伝送する方が効率が良い。符号化対象ブロックと周囲の隣接ブロックとは、隣接している為、同じ或いは似た絵柄となることが多いので、各ブロックで比較的近い量子化パラメータが算出される傾向がある。その為、Ｈ．２６４では、ラスタスキャン順に符号化対象ブロックの直前に符号化をした左隣に隣接するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとし、符号化対象ブロックの量子化パラメータと予測量子化パラメータとの差分をとり、差分量子化パラメータを符号化、伝送する方法を採用した。
【００６２】
しかしながら、図３が示される事例では、一意に左隣のブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとすると、符号化対象ブロックと左の隣接ブロックとの画像の絵柄が異なるので、それぞれの量子化パラメータに影響を及ぼし、差分量子化パラメータも大きな値となり、発生符号量も大きくなり、効率的な符号化、伝送が出来ない恐れが生じる。
【００６３】
そこで、本発明に係る予測量子化パラメータ導出部１１４は、左隣のブロックから予測量子化パラメータを一意に選択せず、周囲の既符号化済みのブロックから最適な予測量子化パラメータを選択或いは導出して、差分量子化パラメータの発生符号量の効率を向上させる。
【００６４】
図２２は予測量子化パラメータ導出部１１４は詳細な構成を示す図である。予測量子化パラメータ導出部１１４は、スイッチ３０１、メモリ３０２、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３及び第２の予測量子化パラメータ導出部３０４を備える。
【００６５】
符号化情報格納メモリ１１３から供給される符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータや符号化対象ブロックの予測モード等の符号化情報はメモリ３０２に一時記憶されるとともに、スイッチ３０１に符号化対象ブロックの予測モードが供給される。
【００６６】
スイッチ３０１は予測モードに応じて量子化パラメータの予測を行う導出部を切り換える。予測モードがインター予測の場合は第１の予測量子化パラメータ導出部３０３で、予測モードがイントラ予測の場合は第２の予測量子化パラメータ導出部３０４で予測量子化パラメータを導出する。
【００６７】
第１の予測量子化パラメータ導出部３０３は、メモリ３０２から読み出された符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータの相対比較により、予測量子化パラメータを導出する。
【００６８】
一方、第２の予測量子化パラメータ導出部３０４は、メモリ３０２から符号化対象ブロックの周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、予測画像生成部１０８で予測モードとしてイントラ予測が選択された場合に、イントラ予測にて参照する隣接ブロックの画素の方向を示すイントラ予測モード（以下、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅと称す）により、予測量子化パラメータを導出する。
【００６９】
ここで、イントラ予測の詳細を説明する。イントラ予測では、同じ画面内の周囲の復号済みのブロックの画素の値から符号化対象ブロックの画素の値を予測する。本発明の動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００では、３４通りのイントラ予測モードから一つのイントラ予測モードを選択して、イントラ予測する。図２３は本発明で規定するイントラ予測モードの値と予測方向を説明する図である。実線の矢印はイントラ予測で参照する方向を示し、矢印の終点から始点に向かってイントラ予測を行う。番号はイントラ予測モードの値を示す。イントラ予測モードは、上の復号済みのブロックから垂直方向に予測する垂直予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝０）、左の復号済みのブロックから水平方向に予測する水平予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝１）、周囲の復号済みのブロックから平均値を算出することにより予測する平均値予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝２）、周囲の復号済みのブロックから斜め４５度の角度で右下方向に予測する平均値予測（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝３）に加えて、周囲の復号済みのブロックから様々な角度で斜め方向に予測する３０通りの角度予測（イントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝４，５，…，３３）を定義する。
【００７０】
イントラ予測モードは、輝度信号、色差信号それぞれに用意され、輝度信号用のイントラ予測モードをイントラ輝度予測モード、色差信号用のイントラ予測モードをイントラ色差予測モードと定義する。イントラ輝度予測モードの符号化及び復号においては、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側で周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測出来ると判断された場合は、参照するブロックを特定する情報を伝送し、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ輝度予測モードに別の値を設定した方が良いと判断された場合に、更にイントラ輝度予測モードの値を符号化、または復号する仕組みを用いる。周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから符号化・復号対象ブロックのイントラ輝度予測モードを予測することにより、伝送する符号量を削減できる。一方、イントラ色差予測モードの符号化及び復号においては、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側でイントラ輝度予測モードから予測出来ると判断された場合はイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測し、イントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ色差予測モードに独自の値を設定した方が良いと判断した場合に、イントラ色差予測モードの値を符号化、または復号する仕組みを用いる。イントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測することにより、伝送する符号量を削減出来る。本実施の形態では、特に断らない限り、イントラ輝度予測モードをイントラ予測モードとする。
【００７１】
予測画像生成部１０８では、この３４通りのイントラ予測モードの中から、最も符号化効率の高いイントラ予測モードを選択し、予測モードがイントラ予測が選択された場合に、予測モードとともにイントラ予測モードが符号化情報格納メモリ１１３を介して、予測量子化パラメータ導出部１１４に供給する。
【００７２】
第２の予測量子化パラメータ導出部３０４は、このイントラ予測モードに基づいて、予測量子化パラメータを導出する。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【００７３】
差分量子化パラメータ生成部１１１は、量子化パラメータ算出部１１０にて算出された符号化対象ブロックの量子化パラメータに対して、予測量子化パラメータ導出部１１４にて導出された予測量子化パラメータと引き算を行い、差分量子化パラメータを算出する。予測量子化パラメータは復号時にも復号済みの周囲の隣接ブロックから符号化時と同様に導出されるので、差分符号化パラメータを符号化対象とすることで、符号化と復号で矛盾が生じず、量子化パラメータの符号量を削減することが可能となる。算出された差分量子化パラメータは第１の符号化ビット列生成部１１２に供給される。
【００７４】
第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータ生成部１１１によって算出された差分量子化パラメータを規定のシンタックス規則に従ってエントロピー符号化して第１の符号化ビット列を生成する。
【００７５】
図７に差分量子化パラメータのエントロピー符号化に使用される符号化変換テーブルの一例を示す。これは符号付き指数ゴロム符号化と呼ばれるテーブルであり、差分量子化パラメータの絶対値が小さい程短い符号長が与えられる。
【００７６】
一般に画像をブロックで分割した場合、隣接したブロックでは似たような画像となるので、アクティビティが近い値となり、算出されるブロックの量子化パラメータも近い値になる。その為、差分量子化パラメータの発生頻度は、０が最も高く、絶対値が大きくなるにつれて低くなる傾向となり、図７のテーブルもその特徴を反映して、発生頻度が高い値に対して短い符号長を割り当てられている。予測量子化パラメータが符号化対象ブロックの量子化パラメータに近い値で予測されれば、０に近い差分量子化パラメータが算出され、発生符号量を抑制することが可能となる。
【００７７】
第１の符号化ビット列生成部１１２は、差分量子化パラメータに対応する符号ビット列を図７のテーブルから抽出し、その符号ビット列を符号化ビット列多重化部１１５に供給する。
【００７８】
上述した本実施例の動画像符号化装置１００に対応する動画像復号装置２００の中で太点線で囲まれた諸部２２０の各部の動作について説明する。
【００７９】
諸部２２０では、最初に第１符号化ビット列復号部２０２にて復号された差分量子化パラメータが量子化パラメータ生成部２０３に供給される。また、差分量子化パラメータ以外の符号化情報が必要に応じて符号化情報格納メモリ２０４に格納される。
【００８０】
量子化パラメータ生成部２０３では、第１符号化ビット列復号部２０２から供給される差分量子化パラメータと予測量子化パラメータ導出部２０５にて導出される量子化パラメータとを加算して、復号対象ブロックの量子化パラメータを算出し、逆量子化・逆直交変換部２０７及び符号化情報格納メモリ２０４に供給する。
【００８１】
符号化情報格納メモリ２０４は、復号が終了したブロックの量子化パラメータが格納される。更に、第１符号化ビット列復号部２０２にて復号されたブロック単位の符号化情報だけでなく、ピクチャやスライス単位で生成される符号化情報も必要に応じて格納される。
【００８２】
予測量子化パラメータ導出部２０５は、復号対象ブロックの周囲に隣接する既復号済みのブロックの量子化パラメータや符号化情報を用いて、予測量子化パラメータを導出し、量子化パラメータ生成部２０３に供給する。量子化パラメータ生成部２０３で算出された量子化パラメータは符号化情報格納メモリ２０４に格納され、次の復号対象ブロックの予測量子化パラメータの導出時に、復号対象ブロックの周囲に位置する復号済みの隣接ブロックを判定し、隣接ブロックの量子化パラメータを符号化情報格納メモリ２０４から取得する。こうして得られる復号済みの隣接ブロックの量子化パラメータは、動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４が符号化情報格納メモリ１１３から取得する量子化パラメータと同一である。予測量子化パラメータ導出部２０５は動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４と同等の機能を有しているので、符号化情報格納メモリ２０４から供給される隣接ブロックの量子化パラメータが同じであれば、符号化時と同一の予測量子化パラメータが導出される。
【００８３】
予測量子化パラメータ導出部２０５では、符号化済みの隣接ブロックを復号済みの隣接ブロックと変更する以外同様の処理を行うので、量子化パラメータ予測の説明は割愛する。
【００８４】
こうして符号化側で導出された予測量子化パラメータが、復号側でも矛盾無く導出されることになる。
【００８５】
本実施の形態において、予測量子化パラメータの導出を行う場合に、動画像符号化装置１００の予測量子化パラメータ導出部１１４で参照する隣接ブロックは符号化済みのブロックであり、動画像復号装置２００の予測量子化パラメータ導出部２０５で参照する隣接ブロックは復号済みのブロックである。符号化側で参照される符号化済みのブロックは、符号化内部で次の符号化の為に局部復号されたブロックであり、復号側で参照される復号済みブロックと同じである。その為、予測量子化パラメータ導出部１１４及び２０５の機能も共通であり、それぞれで導出される予測量子化パラメータも同じある。以降の実施例では、予測量子化パラメータの導出について、符号化と復号で切り分けず、共通の機能として符号化側で説明する。
【００８６】
以下、予測量子化パラメータ導出部１１４及び２０５の第１の予測量子化パラメータ導出部３０３及び第２の予測量子化パラメータ導出部３０４で共通に実施される予測量子化パラメータを導出する方法の詳細について説明する。
【００８７】
［実施例１］
実施例１では、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の詳細な動作について説明する。
【００８８】
図４は符号化対象ブロックと周囲に隣接する既符号化済みのブロックとの配置の定義を示す。本発明では説明の都合上、各ブロックのサイズを同じものとして表記しているが、例えば動き予測等でブロックサイズを変えて、最適な動き予測を行う場合にでも、符号化対象ブロックの左上の点を基準として、その周囲に隣接するブロックを選抜することで実現可能である。
【００８９】
図５の記載の記号ＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）は、図４で定義された周囲の既符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを表す。第１の予測量子化パラメータ導出部３０３は、図５に示される左と左上、上と左上との比較により、予測量子化パラメータを判定する。
【００９０】
第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。図６は実施例１における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ１００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。
【００９２】
画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３に供給する。
【００９３】
次に左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ１０１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正の場合、両方が存在するので、Ｓ１０５に進む。そうでない場合、即ち一方が存在しない場合はＳ１０２に進む。
【００９４】
次に左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ１０２）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。
【００９５】
尚、画像の左上端のブロックが符号化対象ブロックである場合は、左と上の隣接ブロック、更に直前に符号化したブロックが存在しないので、ピクチャ或いはスライスの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０３）。
【００９６】
左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方が存在する場合、正である一方の量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０４）。
【００９７】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、最初に左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ１０５）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０６）。この場合、一例として図３で示される量子化パラメータの配置が考えられるので、ＯＰＡを選択することは適当と言える。また、ＱＰＡもＱＰＬ及びＱＰＡＬと一致する場合は、全ての隣接ブロックの量子化パラメータが同じとなり、ＱＰＡの選択は問題ない。
【００９８】
ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、Ｓ１０７に進む。次に、ＱＰＡとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ１０７）。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致する場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ１０８）。前述したＱＰＬとＱＰＡＬの一致の場合と同様の判定を考慮すれば、ＱＰＬが選択される。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致しない場合、ＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする（Ｓ１０９）。この場合、左、上及び左上の隣接ブロックの量子化パラメータが全て異なるので、ＱＰＬ或いはＱＰＡのどちらか一方を選択するには十分な条件判定が出来ない。そこで、ＱＰＬとＱＰＡの平均を予測量子化パラメータとして、均等な判定値とする。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【００９９】
また、予測量子化パラメータ導出部１１４及び２０５の予測量子化パラメータの判定処理において、Ｓ１０５で一致と判定された場合にのみ、上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択し、それ以外は左の隣接ブロックの量子化パラメータ選択するようにして、負荷の軽い判定とすることも可能である。この手法は、符号化及び復号がラスタースキャン順（画面の左上から右下への順次走査）に行われることから、左の符号化済み或いは復号済みの隣接ブロックを優先することとして、簡易的な判定を行うものである。
【０１００】
上述の予測量子化パラメータの判定処理において、図６のＳ１０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１０１】
図８は、左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された後の簡易判定処理の動作を表すフローチャートである。左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ＱＰＬとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ１１０）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１１）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１２）。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１０２】
更に、左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値をΔＬ、上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値をΔＡとして、ΔＬとΔＡの比較に基づいて、左或いは上の量子化パラメータを予測量子化パラメータとして選択することも可能である。
【０１０３】
符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックにおいて、図９で示すようにΔＬ及びΔＡは左と左上、上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差分絶対値を表し、それぞれ次式で表される。
【０１０４】
【数５】
【０１０５】
【数６】
【０１０６】
ΔＡがΔＬよりも大きくなる場合は、ＱＰＡとＱＰＡＬとの差が大きい場合であり、上と左上の隣接ブロックの間で画像の滑らかさ或いは複雑さが左と左上の隣接ブロック間よりも異なっている（変化が大きい）と推察される。その為、図１０の太点線で示されるように、符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックにおいて、左２つのブロック（左と左上の隣接ブロック）と右２つのブロック（符号化対象ブロックと上の隣接ブロック）とで量子化パラメータの差が生じると考えられるので、符号化対象ブロックの量子化パラメータは左の隣接ブロックの量子化パラメータよりも上の隣接ブロックの量子化パラメータに近いと判定する。
【０１０７】
以上の判定をフローチャートにしたものが図１１である。図１１を用いて、図６のＳ１０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１０８】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ΔＬとΔＡとの比較判定を行う（Ｓ１１３）。ΔＡがΔＬよりも大きい場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１４）。そうでない場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ１１５）。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１０９】
［実施例２］
実施例２における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。図１２は実施例２における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作を示すフローチャートである。
【０１１０】
最初に、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ２００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、第１の予測量子化パラメータ導出部３０３に供給する。次に左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ２０１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正の場合、両方が存在するので、Ｓ２０５に進む。そうでない場合、即ち一方が存在しない場合はＳ２０２に進む。Ｓ２０２からＳ２０４の処理過程について実施例１と同様なので割愛する。
【０１１１】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＬが閾値ＴＨＬ未満か否かを判定する（Ｓ２０５）。差分絶対値ΔＬは次式で算出される。
【０１１２】
【数７】
【０１１３】
ΔＬがＴＨＬ未満となる場合、状態判定フラグＳＬを”１”に設定する（Ｓ２０６）。一方、ΔＬがＴＨＬ未満でない場合、状態判定フラグＳＬを”０”に設定する（Ｓ２０７）。実施例２では、ＱＰＬとＱＰＡＬとが閾値ＴＨＬ未満で収まる場合、左と左上の各隣接ブロックは量子化パラメータが一致していると判断することとし、実施例１におけるＱＰＬとＱＰＡＬの一致と同様の判定を行う。その為、状態判定フラグＳＬが”１”となる場合はＱＰＡを予測量子化パラメータとすることを表す。次に、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡとＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＡが閾値ＴＨＡ未満か否かを判定する（Ｓ２０８）。差分絶対値ΔＡは次式で算出される。
【０１１４】
【数８】
【０１１５】
ΔＡがＴＨＡ未満となる場合、状態判定フラグＳＡを”１”に設定する（Ｓ２０９）。一方、ΔＡがＴＨＡ未満でない場合、状態判定フラグＳＡを”０”に設定する（Ｓ２１０）。実施例２では、ＱＰＡとＱＰＡＬとが閾値ＴＨＡ未満で収まる場合、上と左上の各隣接ブロックは量子化パラメータが一致していると判断することとし、実施例１におけるＱＰＡとＱＰＡＬの一致と同様の判定を行う。その為、状態判定フラグＳＡが”１”となる場合はＱＰＬを予測量子化パラメータとすることを表す。状態判定フラグＳＬ及びＳＡに基づいて、予測量子化パラメータを導出する（Ｓ２１１）。図１３は差分絶対値ΔＬ及びΔＡと閾値ＴＨＬ及びＴＨＡとの比較を状態判定フラグＳＬ及びＳＡと関連付けを行った２次元配置図である。左下の原点０を基準に、横軸をΔＬの大きさ、縦軸をΔＡの大きさをとり、閾値ＴＨＬ及びＴＨＡによって４つに領域に区分され、それぞれの領域で選択する予測量子化パラメータを示す（図１３中に領域１〜４で示される）。
【０１１６】
領域１
状態判定フラグＳＬが”１”、ＳＡが”０”の場合であり、左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータの差が小さく、上と左上の量子化パラメータの差が大きくなり、図３に示される事例のように縦方向のブロックで量子化パラメータが近似していると考えられる。その為、符号化対象ブロックの量子化パラメータは上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡに近い値になると判断し、予測量子化パラメータをＱＰＡとする。
【０１１７】
領域２
状態判定フラグＳＬが”０”、ＳＡが”１”の場合であり、領域１と同様の判断を行うと、横方向のブロックで量子化パラメータが近似していると考えられ、符号化対象ブロックの量子化パラメータは左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬに近い値になると判断し、予測量子化パラメータをＱＰＬとする。
【０１１８】
領域３
状態判定フラグＳＬ及びＳＡがともに”０”の場合である。即ち、ＱＰＬ及びＱＰＡがともにＱＰＡＬとの差分絶対値が大きい場合であり、左、上及び左上の隣接ブロックの量子化パラメータが全て異なるので、ＱＰＬ或いはＱＰＡのどちらか一方を選択するには十分な条件判定が出来ない。そこで、ＱＰＬとＱＰＡの平均を予測量子化パラメータとして、均等な判定値とする。
【０１１９】
領域４
状態判定フラグＳＬ及びＳＡがともに”１”の場合である。即ち、ＱＰＬ及びＱＰＡがともにＱＰＡＬとの差分絶対値が小さい場合であり、どちらか一方を選択せず、ＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする。
【０１２０】
こうして判定、導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１２１】
閾値ＴＨＬ及びＴＨＡを１とすると、量子化パラメータは正整数であるので、実施例１と同等の判定となる。但し、上述した領域４は、左、上及び左上の全ての値が同じとなるので、平均値処理を必要としない。また、判定として各隣接ブロックの量子化パラメータの一致を調べるだけで済み、差分絶対値を演算で算出する必要が無い為、処理負荷を低減した実施例２のスペシャルケースとなり、高い実効性を備えるものである。
【０１２２】
閾値ＴＨＬ及びＴＨＡはあまり大きな値に設定すると、平均値の発生確率が高くなり、予測量子化パラメータの参照先に偏りがある場合には有効性が弱くなるので、２前後に設定することが望ましい。
【０１２３】
また、図１３の領域３及び４において、予測量子化パラメータとしてＱＰＬとＱＰＡの平均値をとることとしたが、ΔＬ及びΔＡの比較を行い、予測量子化パラメータとして参照する隣接ブロックの量子化パラメータを判定してもよい。図１２のフローチャートのＳ２１１の中で、或いはＳ２１１の後に、ΔＬとΔＡを比較する。ΔＬが大きい場合はＱＰＡ、ΔＡが大きい場合はＱＰＬ、同じ大きさの場合はＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする。
【０１２４】
［実施例３］
実施例３における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。実施例１との相違は、左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして参照していたのを、予測量子化パラメータの判定に基づいて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに重み付けを行い、導出される値を予測量子化パラメータとする点である。
【０１２５】
図１４は実施例３における予測量子化パラメータ導出部１１４の動作を示すフローチャートである。図１４のフローチャートのＳ３００からＳ３０４までは実施例１の図６のＳ１００からＳ１０４までと同じであるので、説明を割愛し、Ｓ３０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１２６】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ＱＰＬとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ３０５）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３０６）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、Ｓ３０７に進み、ＱＰＡとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ３０７）。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致する場合、ＦＡを３、ＦＬを５として、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３０８）。ＱＰＡとＱＰＡＬが一致しない場合、ＦＡとＦＬをともに４とし、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等化する（Ｓ３０９）。これはＱＰＬとＱＰＡの平均値を算出することと等価であり、実施例１と同等となる。決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを算出する（Ｓ３１０）。
【０１２７】
【数９】
【０１２８】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１２９】
こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１３０】
また、予測量子化パラメータの判定処理において、Ｓ３０５で一致と判定された場合にのみ、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を大きくして、それ以外は左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を大きくするこようにして、負荷の軽い判定とすることも可能である。この手法は、符号化及び復号がラスタースキャン順（画面の左上から右下への順次走査）に行われることから、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数への重み付けを優先することとして、簡易的な判定を行うものである。
【０１３１】
上述の予測量子化パラメータの判定処理において、図１４のＳ３０１の左と上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正である、即ち左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された場合から説明する。
【０１３２】
図１５は、左と上の隣接ブロックがともに存在すると判定された後の簡易判定処理の動作を表すフローチャートである。左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、ＱＰＬとＱＰＡＬとの一致判定を行う（Ｓ３１１）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致する場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３１２）。ＱＰＬとＱＰＡＬが一致しない場合、ＦＡを３、ＦＡを５として、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ３１３）。決定した重み付け係数に基づいて、上述したＳ３１０にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを算出する。
【０１３３】
更に、実施例２の判定処理とも組合せは可能である。この場合、図１３で示される差分絶対値ΔＬ及びΔＡと閾値ＴＨＬ及びＴＨＡとの比較を状態判定フラグＳＬ及びＳＡと関連付けを行った２次元配置図に対して、各領域に重み付け係数を設定しておくことで可能となる。図１６に重み付け係数を設定した２次元配置の一例を示す。領域１はＦＡを５、ＦＬを３とし、領域２はＦＡを３、ＦＬを５とし、残りの領域３及び４ではＦＡ、ＦＬともに４と設定する。状態判定フラグにより選択された領域の重み付け係数により、予測量子化パラメータを導出する。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１３４】
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）、（４，４）、（３，５）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１３５】
【数１０】
【０１３６】
更に、重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（８，０）、（ＦＡ，ＦＬ）＝（３，５）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（０，８）とすると、前者では上の隣接ブロック、後者では左の隣接ブロックとなり、これは実施例１と同じ結果となる。但し、実施例１では、ＱＰＡとＱＰＬの平均値を算出する場合のみ計算処理を行い、平均値を予測量子化パラメータとしない場合は左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択するだけで済む為、処理の簡略化と高速化を実現することが可能となる。
【０１３７】
［実施例４］
実施例４における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作について説明する。図１７は実施例４における第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の動作を示すフローチャートである。
【０１３８】
最初に、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ４００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、予測量子化パラメータ導出部１１４に供給する。次に左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ４０１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに正の場合、両方が存在するので、Ｓ４０５に進む。そうでない場合、即ち一方が存在しない場合はＳ４０２に進む。Ｓ４０２からＳ４０４の処理過程について実施例１〜３と同様なので割愛する。
【０１３９】
左及び上の隣接ブロックの両方が存在する場合、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＬ及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡと左上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡＬとの差分絶対値ΔＡとを算出する。算出されたΔＬとΔＡとの差分をとり、その差分をパラメータＤで除算を行い、得られる商を量子化ファクターδとすると、δは次式から算出される（Ｓ４０５）。
【０１４０】
【数１１】
【０１４１】
ここで、パラメータＤは、ΔＬとΔＡとの差分をＤ単位に量子化するステップであり、図１８に示されるように、パラメータＤによりΔＬとΔＡとの差分の量子化値としてδが算出される。
【０１４２】
本実施例では、上式で得られたδに応じて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに係る重み付け係数を変更して、予測量子化パラメータを導出する。ΔＬとΔＡとの差分が正で大きい場合は、左と左上の隣接ブロックの量子化パラメータとの差が大きい場合である。符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックは、上２つのブロック（上と左上の隣接ブロック）と下２つのブロック（左の隣接ブロックと符号化対象ブロック）との間で量子化パラメータの差が生じる傾向にある。この場合、符号化対象ブロックは左の隣接ブロックに近い量子化パラメータをとると判定し、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを大きくする。
【０１４３】
逆に、ΔＬとΔＡとの差分が負で大きい場合は、上と左上の隣接ブロックの量子化パラメータとの差が大きい場合である。符号化対象ブロックとその周囲の既符号化済みの隣接ブロックは、左２つのブロック（左と左上の隣接ブロック）と右２つのブロック（上の隣接ブロックと符号化対象ブロック）との間で量子化パラメータの差が生じる傾向にある。この場合、符号化対象ブロックは上の隣接ブロックに近い量子化パラメータをとると判定し、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを大きくする。
【０１４４】
ΔＬとΔＡとの差分が０に近い場合は、符号化対象の左及び上の隣接ブロックが近い量子化パラメータとなる場合である。この場合、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等化する。
【０１４５】
このように、量子化ファクターδに応じて左と上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を可変させて、最適な予測量子化パラメータを導出する為に、以下ではδの正規化を行う。
【０１４６】
まず、δの上限ＭＡＸ及び下限ＭＩＮを設定し、δをＭＡＸ及びＭＩＮの範囲内に収まる値に制限する（Ｓ４０６）。ここで、ＭＩＮは−ＭＡＸと等価であり、ＭＡＸ及びＭＩＮは後工程のＳ４０８で設定されるテーブルの標本数に合わせるように設定する。次に、δにオフセット値ｏｆｆｓｅｔを加算してｉｎｄｅｘを算出する（Ｓ４０７）。ｉｎｄｅｘは後工程のＳ４０８で設定されるテーブルのインデックスであり、０を含む整数として表される。その為、δにｏｆｆｓｅｔを加算して、正整数に変換する。ｏｆｆｓｅｔにはＭＡＸが設定され、ｉｎｄｅｘの最小数はδ＋ｏｆｆｓｅｔ＝−ＭＩＮ＋ＭＡＸ＝０として表すことが可能となる。算出されたｉｎｄｅｘから該当する重み付け係数の変換テーブルから読み出す（Ｓ４０８）。ここでは、ＭＡＸ＝２とした場合の例を用いて説明する。
【０１４７】
図１９はＭＡＸを２として場合に、ΔＬとΔＡとの差分からδを算出し、上限と下限を設けた場合の変換例である。δは−２≦δ≦２の範囲で５つの整数値をとるので、これら５つの値に合わせて、重み付け係数のテーブルが設定される。図２０に重み付け係数のテーブルの一例を示す。重み付け係数のテーブルの中でＭＡＸの値となるｉｎｄｅｘ（この場合２となる）で左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等とし、ｉｎｄｅｘが小さくなるに従い、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付け係数ＦＡを大きくし、ｉｎｄｅｘが大きくなるに従い、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付け係数ＦＬを大きくなるように設定する。続いて、ｉｎｄｅｘで指定される重み付け係数の組（ＦＡ，ＦＬ）を選択して、予測量子化パラメータを導出する（Ｓ４０９）。決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを導出する。
【０１４８】
【数１２】
【０１４９】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１５０】
以上のようにして、予測量子化パラメータが導出される。上述した実施例では、パラメータＤによる除算を行った為、図１８で示されるように０近傍付近の発生頻度が高くなる傾向にあるので、図２１で示されるように均等分割をして発生頻度を均等化しても構わない。この場合、Ｓ４０５の量子化ファクターδの演算方式を変更することで解決される。
【０１５１】
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（４，０）、（３，１）、（２，２）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１５２】
【数１３】
【０１５３】
また、δを演算として除算を行っているが、パラメータＤを２の冪乗の値とし、δの演算をシフト演算やビットマスクにより、処理を高速化することも可能である。
【０１５４】
［実施例５］
実施例５では、第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作について説明する。第２の予測量子化パラメータ導出部３０４は、予測画像生成部１０８で符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測を選択した場合に、イントラ予測で参照する隣接ブロックの画素の方向を示すイントラ予測モードに基づいて、予測量子化パラメータを選択或いは導出する。
【０１５５】
図２４は、符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測の場合に、イントラ予測モードの予測方向と予測量子化パラメータとして選択する左及び上の隣接ブロックとの関係を示す図である。イントラ予測では、イントラ予測モードが示す方向の隣接ブロックの画素から予測信号を生成して、符号化効率が高く、歪量の少ないイントラ予測モードが選択される。その為、イントラ予測モードが上側を選択する場合は上の隣接ブロックとの相関性が高く、イントラ予測モードが左側を選択する場合は左の隣接ブロックとの相関性が高いと判断される。ブロック間の相関性が高い方が、ブロック内の絵柄や複雑度合い（アクティビティ）が似ており、アクティビティから算出される量子化パラメータも近い値になる。そこで、本実施例５では、符号化対象ブロックの量子化パラメータの高効率で符号化、伝送する為に、符号化対象ブロックと相関性が高い隣接ブロックをイントラ予測モードで予測判定し、判定された隣接ブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして選択する。
【０１５６】
図２６は実施例５における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作を示すフローチャートである。
【０１５７】
まず、メモリ３０２から符号化対象ブロックに隣接する周囲の既符号化済みのブロックの量子化パラメータを取得する（Ｓ５００）。符号化対象ブロックの左上の基準位置情報から、符号化情報格納メモリ１１３に格納された記憶領域をアクセスして、該当するブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータ導出部１１４内部のメモリ３０２に供給する。画像の左端或いは上端に符号化対象ブロックが位置している場合、左或いは上及び左上の隣接ブロックは存在しない。ここで、量子化パラメータは常に正値をとることに着目して、隣接ブロックが存在しない場合、隣接ブロックの量子化パラメータＱＰｘ（ｘ＝Ｌ，Ａ，ＡＬ）を０に設定して、第２の予測量子化パラメータ導出部３０４に供給する。
【０１５８】
次に、メモリ３０２から符号化対象ブロックのイントラ予測モードｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅを取得する。イントラ予測モードは図２３で示される予測方向に対して割り当てられた番号である。以下の判定処理を容易にする為に、イントラ予測モードを図２５に示される変換テーブルを用いてイントラ予測方向（以下、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃと称す）に変換する。イントラ予測方向は、ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃ＝０をイントラ予測における周囲の復号済みのブロックから平均値を算出することにより予測する平均値予測（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝２）に割り当て、それ以外の１〜３３を図２３で示されるイントラ予測モードの予測方向の右上（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝６）から左下（ｉｎｔｒａＰｒｅｄＭｏｄｅ＝９）に向けて対応付けるようにして割り当てられる。この変換テーブルにより、取得したイントラ予測モードをイントラ予測方向に変換する（Ｓ５０１）。
【０１５９】
変換されたイントラ予測方向が０であるか否かを判定する（Ｓ５０２）。ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃ＝０となるのは平均値予測によるイントラ予測が行われる場合である。この場合、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択する判断が出来ないので、イントラ予測方向による判定を実施せず、Ｓ５０３に進み、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ５０３）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、Ｓ５０４に進み、ＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとする（Ｓ５０４）。そうでない場合、即ち少なくとも一方が存在しない場合はＳ５０５に進む。
【０１６０】
次に、左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ５０５）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。尚、画像の左上端のブロックが符号化対象ブロックである場合は、左と上の隣接ブロック、更に直前に符号化したブロックが存在しないので、ピクチャ或いはスライスの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ５０６）。左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方が存在する場合、正である一方の量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ５０７）。
【０１６１】
Ｓ５０２での判定に戻り、イントラ予測方向が０でない場合、イントラ予測方向が１８未満が否かを判定する（Ｓ５０８）。イントラ予測方向が１８未満となる場合、図２４で示されるように上の隣接ブロックの参照することとして、上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ５０９）。上の隣接ブロックが存在する時、ＱＰＡが正であり、この場合ＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ５１０）。上の隣接ブロックが存在しない場合、即ちＱＰＡが０の場合はＳ５０６に進み、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。
【０１６２】
一方、イントラ予測方向が１８を超える場合、左の隣接ブロックの参照することとして、左の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ５１１）。左の隣接ブロックが存在する時、ＱＰＬが正であり、この場合ＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ５１２）。左の隣接ブロックが存在しない場合、即ちＱＰＬが０の場合はＳ５０６に進み、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする。こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１６３】
尚、実施例５では、左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータの参照判定として、イントラ予測方向の閾値を１８としたが、この値でなくてもよく、動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００で矛盾が生じない限り、暗黙的に設定出来るものとする。
【０１６４】
［実施例６］
実施例６における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作について説明する。実施例５との相違は、左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとして参照していたのを、イントラ予測方向の判定に基づいて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータに重み付けを行い、導出される値を予測量子化パラメータとする点である。
【０１６５】
図２７は実施例６における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作を示すフローチャートである。図２７のフローチャートのＳ６００からＳ６０７までは実施例５の図２６のＳ５００からＳ５０７までと同じであるので、説明を割愛し、Ｓ６０２のイントラ予測方向が０でないと判定された場合から説明する。
【０１６６】
イントラ予測方向が０でない場合、イントラ予測方向が１８未満が否かを判定する（Ｓ６０８）。イントラ予測方向が１８未満となる場合はｍｅｔｈｏｄ１に進み（Ｓ６０９）、そうでない場合はｍｅｔｈｏｄ２に進む（Ｓ６１０）。
【０１６７】
まず、ｍｅｔｈｏｄ１の処理を図２８を用いて説明する。Ｓ６０８においてイントラ予測方向が１８未満と判定された後に、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ６２０）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ６２１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの少なくとも一方が存在しない場合はＳ６２２に進む。次に、上の隣接ブロックが存在しないか否かを判定する（Ｓ６２２）。即ち、上の隣接ブロックの量子化パラメータが０の場合、存在しないので、予測量子化パラメータとして上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ６２４）。上の隣接ブロックが存在する場合は、ＦＡを８、ＦＬを０に設定する（Ｓ６２３）。これはＱＰＡを予測量子化パラメータとすることと等価である。
【０１６８】
続いて、ｍｅｔｈｏｄ２の処理を図２９を用いて説明する。Ｓ６０８においてイントラ予測方向が１８を超えると判定された後に、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ６３０）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを３、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを５とし、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ６２１）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの少なくとも一方が存在しない場合はＳ６３２に進む。次に、左の隣接ブロックが存在しないか否かを判定する（Ｓ６３２）。即ち、左の隣接ブロックの量子化パラメータが０の場合、存在しないので、予測量子化パラメータとして左の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ６３４）。左の隣接ブロックが存在する場合は、ＦＡを０、ＦＬを８に設定する（Ｓ６３３）。これはＱＰＬを予測量子化パラメータとすることと等価である。
【０１６９】
以上のようにして決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを導出する（Ｓ６１１）。
【０１７０】
【数１４】
【０１７１】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１７２】
こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１７３】
また、Ｓ６０４では実施例５のＳ５０４と同様にＱＰＬとＱＰＡの平均値を予測量子化パラメータとして導出する。実施例６での導出過程に合わせると、ＦＡとＦＬをともに４とし、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを同じにする（Ｓ６０４）。決定された重み付け係数からと各量子化パラメータからＳ６１１にて予測量子化パラメータを導出する。以上のようにして、Ｓ６０４における平均値算出も可能となる。
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）、（４，４）、（３，５）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１７４】
【数１５】
【０１７５】
更に、重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（８，０）、（ＦＡ，ＦＬ）＝（３，５）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（０，８）とすると、前者では上の隣接ブロック、後者では左の隣接ブロックとなり、これは実施例５と同じ結果となる。但し、実施例５では、ＱＰＡとＱＰＬの平均値を算出する場合のみ計算処理を行い、平均値を予測量子化パラメータとしない場合は左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択するだけで済む為、処理の簡略化と高速化を実現することが可能となる。
【０１７６】
［実施例７］
実施例７における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作について説明する。実施例６との相違は、イントラ予測モードの予測方向に応じて、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を変更して、予測量子化パラメータを導出する点である。
【０１７７】
図３０はイントラ予測モードの予測方向を閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩにより３つの領域に分割した一例を示す図である。閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩは図３０中に太点線で示され、閾値にて区切られた領域の範囲内で同じ重み付け係数に設定される。ＴＨＬＯよりも右側にあるイントラ予測モードでは、主に符号化対象ブロックの上に隣接している符号化済みブロックの画素信号を用いてイントラ予測を行うので、上の隣接ブロックとの相関性が高い。一方、ＴＨＨＩから下側にあるイントラ予測モードでは、主に符号化対象ブロックの左に隣接している符号化済みブロックの画素信号を用いてイントラ予測を行うので、左の隣接ブロックとの相関性が高い。その為、イントラ予測モードがＴＨＬＯより右側にある場合は上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくし（ＦＡ＞ＦＬ）、ＴＨＨＩから下側にある場合は左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（ＦＡ＜ＦＬ）。また、ＴＨＬＯからＴＨＨＩの間にあるイントラ予測モードでは、符号化対象ブロックの左及び上に隣接している符号化済みブロックの一方に偏らないので、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等にする（ＦＡ＝ＦＬ）。尚、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩはイントラ予測方向の値であり、実施例７ではＴＨＬＯを１３、ＴＨＨＩを２２とする。
【０１７８】
図３１は実施例７における第２の予測量子化パラメータ導出部３０４の動作を示すフローチャートである。図３１のフローチャートのＳ７００からＳ７０７までは実施例６の図２７のＳ６００からＳ６０７までと同じであるので、説明を割愛し、Ｓ７０２のイントラ予測方向が０でないと判定された場合から説明する。
【０１７９】
イントラ予測方向が０でない場合、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩを取得する（Ｓ７０８）。ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩは、動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００で矛盾が生じない限り、暗黙的に設定出来るものであり、本実施例７では図３０で示されるようにそれぞれ１３及び２２とする。次に、ｍｅｔｈｏｄ３に進む（Ｓ７０９）。
【０１８０】
ｍｅｔｈｏｄ３の詳細な処理を図３２を用いて説明する。最初に、イントラ予測方向が閾値ＴＨＬＯ未満か否かが判定される（Ｓ７２０）。ＴＨＬＯ未満である場合、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを５、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを３とし、上の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ７２１）。そうでない場合は、イントラ予測方向が閾値ＴＨＨＩ未満か否かが判定される（Ｓ７２２）。ＴＨＨＩ未満である場合、ＦＡとＦＬをともに４とし、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータに対する重み付けを均等化する（Ｓ７２３）。そうでない場合は、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを３、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを５とし、左の隣接ブロックの量子化パラメータに対して重み付けを大きくする（Ｓ７２４）。
【０１８１】
続いて、左と上の隣接ブロックが存在するか否かを判定する（Ｓ７２５）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するので、設定した重み付け係数を変更しない。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータの少なくとも一方が存在しない場合はＳ７２６に進み、左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ７２６）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとし、後段での重み付け係数による演算過程を省略する（Ｓ７２７）。次に左の隣接ブロックが存在しないか否かを判定する（Ｓ７２８）。即ち、左の隣接ブロックの量子化パラメータが０の場合は存在しないので、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを８、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを０として、上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＡを予測量子化パラメータとする（Ｓ７２９）。左の隣接ブロックの量子化パラメータが０でない場合は、上の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＡを０、左の隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数ＦＬを８として、左の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬを予測量子化パラメータとする（Ｓ７３０）。
【０１８２】
以上のようにして決定した重み付け係数からと各量子化パラメータから次式にて予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを導出する（Ｓ７１０）。
【０１８３】
【数１６】
【０１８４】
ここで、上式の分母はＦＡ＋ＦＬであり、分子の２は四捨五入の為に加算される（ＦＡ＋ＦＬ）／２の値である。
【０１８５】
こうして導出された予測量子化パラメータは差分量子化パラメータ生成部１１１に供給される。
【０１８６】
尚、ここでは重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）、（４，４）、（３，５）としたが、これ以外の係数を設定してもよい。但し、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。上述した予測量子化パラメータの導出式をビットシフト演算で行うと次式で表される。
【０１８７】
【数１７】
【０１８８】
上述した重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数の組合せとして、（ＦＡ，ＦＬ）＝（５，３）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（８，０）、（ＦＡ，ＦＬ）＝（３，５）を（ＦＡ，ＦＬ）＝（０，８）とすると、前者では上の隣接ブロック、後者では左の隣接ブロックとなる。この場合のイントラ予測モードの予測方向を閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩにより３つの領域に分割した一例を図３３に示す。図３３で示されるように、ＴＨＬＯからＴＨＨＩの間にあるイントラ予測モードの場合にＱＰＡとＱＰＬの平均値を算出する計算処理を行い、それ以外の平均値を予測量子化パラメータとしない場合は左或いは上の隣接ブロックの量子化パラメータを選択するだけで実現出来る。その為、処理の簡略化と高速化が可能となる。
【０１８９】
また、実施例７では、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩの値をそれぞれイントラ予測方向の値で１３、２２としたが、これらの値でなくてもよく、動画像符号化装置１００及び動画像復号装置２００で矛盾が生じない限り、暗黙的に設定出来るものとする。
【０１９０】
更に、実施例７では、閾値ＴＨＬＯ及びＴＨＨＩにて、イントラ予測モードの予測方向を３つの領域に分割したが、閾値の数を増やして、分割数を増やしてもよい。但し、各領域で設定される重み付け係数ＦＡ及びＦＬの係数は、計算の高速化を重視する場合、ＦＡ＋ＦＬが２の冪乗で表される変数を選択することが望ましい。
【０１９１】
以上述べた実施例５〜７では、それぞれのＳ５０２、Ｓ６０２及びＳ７０２のイントラ予測方向が０か否かの判定において、イントラ予測方向が０である場合は、平均値予測（イントラ予測モードが２）によるイントラ予測が行われる場合であり、左と上の隣接ブロックの量子化パラメータの平均値を予測量子化パラメータとした。この場合、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択或いは重み付けする判断がイントラ予測モードでは出来ないので、第２の予測量子化パラメータ導出部でイントラ予測モードによる判定を行わずに、第１の予測量子化パラメータ導出部で判定を行うことも可能である。このような判定を適用した予測量子化パラメータ導出部１１４の詳細な構成を図３４に示す。予測量子化パラメータ導出部１１４はスイッチ４０１、メモリ４０２、第１の予測量子化パラメータ導出部４０３、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４及び再演算判定部４０５を備える。図３４のスイッチ４０１から第１の予測量子化パラメータ導出部４０３の諸部は、図２２のスイッチ３０１から第１の予測量子化パラメータ導出部３０３の諸部と同じ機能を有しているので、説明を割愛する。図３４の第２の予測量子化パラメータ導出部４０４に、上述した図２２の第２の予測量子化パラメータ導出部３０４と異なる機能を新たに追加したので、その差異について説明する。
【０１９２】
図３５は第２の予測量子化パラメータ導出部４０４の動作を説明するフローチャートである。Ｓ８００からＳ８０２までの処理は上述した第２の予測量子化パラメータ導出部３０４と同様であり、Ｓ８０４は上述した実施例５〜７のイントラ予測モードによる予測量子化パラメータの判定処理に該当するので、説明を割愛する。上述した第２の予測量子化パラメータ導出部３０４との差異は、イントラ予測方向が０であるか否かの判定（Ｓ８０２）の後の処理である。ｉｎｔｒａＰｒｅｄＤｉｒｅｃ＝０となるのは平均値予測によるイントラ予測が行われる場合であるので、予測量子化パラメータｐｒｅｄＱＰを０に設定する。量子化パラメータは常に正値をとるので、予測量子化パラメータも同様に正値となる。そこで、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択或いは重み付けする判断が出来ない場合は、予測量子化パラメータを０に設定する。導出された予測量子化パラメータは再演算判定部４０５に供給される。
【０１９３】
再演算判定部４０５は、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４から供給される予測量子化パラメータが０である場合、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４で判定されなかったとみなし、第１の予測量子化パラメータ導出部４０３で再度予測量子化パラメータの導出を促す。予測量子化パラメータが０でない場合、第２の予測量子化パラメータ導出部４０４で導出された予測量子化パラメータを差分量子化パラメータ生成部１１１に供給する。
【０１９４】
図３６は第２の予測量子化パラメータ導出部４０４の動作を説明する別形態のフローチャートである。図３５との差異は、イントラ予測方向が０であるか否かの判定（Ｓ９０２）の後に、更に左と上の隣接ブロックが存在するか否かの判定以降の処理が追加された点である。以下では、図３５との差異についてのみ説明する。
【０１９５】
イントラ予測方向が０であるか否かの判定（Ｓ９０２）で、イントラ予測方向が０の場合は、左と上の隣接ブロックが存在するか否かの判定に進む（Ｓ９０３）。左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータＱＰＬ及びＱＰＡがともに正である場合、両方が存在するが、左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方を優先して選択或いは重み付けする判断が出来ないので、予測量子化パラメータを０に設定する。一方、そうでない場合、即ち少なくとも一方が存在しない場合はＳ９０５に進む。次に、左及び上の隣接ブロックがともに存在しないか否かを判定する（Ｓ９０５）。即ち、左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータがともに０の場合、両方ともに存在しないので、予測量子化パラメータとして左及び上の隣接ブロックの量子化パラメータを参照出来ない。そこで、直前に符号化を終了したブロックの量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ９０６）。左或いは上の隣接ブロックのどちらか一方が存在する場合、正である一方の量子化パラメータを予測量子化パラメータとする（Ｓ９０７）。
【０１９６】
導出された予測量子化パラメータは再演算判定部４０５に供給され、再演算判定部４０５にて上述と同様の判定を行い、予測量子化パラメータを差分量子化パラメータ生成部１１１に供給する。
【０１９７】
実施の形態の動画像符号化装置によれば、符号化対象のブロック毎に符号化される量子化パラメータを、周囲の符号化済みのブロックの量子化パラメータ及び符号化情報を用いて、最適な予測量子化パラメータを予測して導出し、量子化パラメータと予測量子化パラメータとの差分をとり符号化することで、画質を変化させずに、量子化パラメータの符号量を削減して、符号化効率を向上させることが出来る。
【０１９８】
また、符号化側と復号側で、量子化パラメータ予測の共通の機能として実装出来るので、回路規模を縮小することが出来る。これは、符号化済みの隣接ブロックが符号化側では次の符号化対象ブロックの予測の為に局部復号したブロックとなり、復号済みブロックと同一である為、符号化側と復号側で矛盾を生じないように量子化パラメータ予測の判定を実現したことによる。
【０１９９】
以上述べた実施の形態の動画像符号化装置が出力する動画像の符号化ストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有しており、動画像符号化装置に対応する動画像復号装置がこの特定のデータフォーマットの符号化ストリームを復号することができる。
【０２００】
動画像符号化装置と動画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する動画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ストリームに復元して動画像復号装置に供給する動画像受信装置とが設けられる。
【０２０１】
動画像送信装置は、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモリと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化データをネットワークを介して送信する送信部とを含む。動画像受信装置は、パケット化された符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、動画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。
【０２０２】
以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供することも可能である。
【０２０３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【０２０４】
１００ 動画像符号化装置、 １０１ 画像メモリ、 １０２ 残差信号生成部、 １０３ 直交変換・量子化部、 １０４ 第２の符号化ビット列生成部、 １０５ 逆量子化・逆直交変換部、 １０６ 復号画像信号重畳部、 １０７ 復号画像メモリ、 １０８ 予測画像生成部、 １０９ アクティビティ算出部、 １１０ 量子化パラメータ算出部、 １１１ 差分量子化パラメータ生成部、 １１２ 第１の符号化ビット列生成部、 １１３ 符号化情報格納メモリ、 １１４ 予測量子化パラメータ導出部、 １１５ 符号化ビット列多重化部、 ２００ 動画像復号装置、 ２０１ ビット列分離部、 ２０２ 第１符号化ビット列復号部、 ２０３ 量子化パラメータ生成部、 ２０４ 符号化情報格納メモリ、 ２０５ 予測量子化パラメータ導出部、 ２０６ 第２符号化ビット列復号部、 ２０７ 逆量子化・逆直交変換部、 ２０８ 復号画像信号重畳部、 ２０９ 予測画像生成部、 ２１０ 復号画像メモリ、 ３０１ スイッチ、 ３０２ メモリ、 ３０３ 第１の予測量子化パラメータ導出部、 ３０４ 第２の予測量子化パラメータ導出部、 ４０１ スイッチ、 ４０２ メモリ、 ４０３ 第１の予測量子化パラメータ導出部、 ４０４ 第２の予測量子化パラメータ導出部、 ４０５ 再演算判定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出部と、
前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータ算出部と、
前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出部と、
前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成部と、
前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化部とを備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
前記予測量子化パラメータ導出部は、前記符号化対象ブロックの予測モードがインター予測の場合に前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロック間の量子化パラメータの差分に基づいて予測量子化パラメータを導出する第１の予測量子化パラメータ導出部と、前記符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測の場合にイントラ予測の予測方向に基づいて予測量子化パラメータを導出する第２の予測量子化パラメータ導出部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記予測量子化パラメータ導出部は、前記符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測の場合は第２の予測量子化パラメータ導出部に切り換えるとともに、前記第２の予測量子化パラメータ導出部にてイントラ予測の予測方向に基づいた判断が出来ない場合は第１の予測量子化パラメータ導出部にて予測量子化パラメータを導出することを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記第２の予測量子化パラメータ導出部は、前記符号化対象ブロックのイントラ予測の予測方向が所定の予測方向の場合及び前記所定の予測方向よりも上側を向いている場合は前記符号化対象ブロックの上に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータを、前記符号化対象ブロックのイントラ予測の予測方向が所定の予測方向よりも左側を向いている場合は前記符号化対象ブロックの左に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータを前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータとして導出することを特徴とする請求項２または３に記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
前記第２の予測量子化パラメータ導出部は、複数のイントラ予測の所定の予測方向を設定し、前記所定の予測方向の範囲ごとに前記符号化対象ブロックの左及び上に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を設定し、前記符号化対象ブロックのイントラ予測の予測方向が前記所定の予測方向の範囲に収まる場合に、前記所定の予測方向の範囲に対して設定された前記重み付け係数により、左及び上に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け平均値を求め、前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータとして導出することを特徴とする請求項２または３に記載の動画像符号化装置。
【請求項６】
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法であって、
ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出ステップと、
前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータステップと、
前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出ステップと、
前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成ステップと、
前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化ステップとを備えることを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項７】
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化プログラムであって、
ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出ステップと、
前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータステップと、
前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出ステップと、
前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成ステップと、
前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする動画像符号化プログラム。
【請求項１】
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出部と、
前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータ算出部と、
前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出部と、
前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成部と、
前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化部とを備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
前記予測量子化パラメータ導出部は、前記符号化対象ブロックの予測モードがインター予測の場合に前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロック間の量子化パラメータの差分に基づいて予測量子化パラメータを導出する第１の予測量子化パラメータ導出部と、前記符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測の場合にイントラ予測の予測方向に基づいて予測量子化パラメータを導出する第２の予測量子化パラメータ導出部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記予測量子化パラメータ導出部は、前記符号化対象ブロックの予測モードがイントラ予測の場合は第２の予測量子化パラメータ導出部に切り換えるとともに、前記第２の予測量子化パラメータ導出部にてイントラ予測の予測方向に基づいた判断が出来ない場合は第１の予測量子化パラメータ導出部にて予測量子化パラメータを導出することを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記第２の予測量子化パラメータ導出部は、前記符号化対象ブロックのイントラ予測の予測方向が所定の予測方向の場合及び前記所定の予測方向よりも上側を向いている場合は前記符号化対象ブロックの上に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータを、前記符号化対象ブロックのイントラ予測の予測方向が所定の予測方向よりも左側を向いている場合は前記符号化対象ブロックの左に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータを前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータとして導出することを特徴とする請求項２または３に記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
前記第２の予測量子化パラメータ導出部は、複数のイントラ予測の所定の予測方向を設定し、前記所定の予測方向の範囲ごとに前記符号化対象ブロックの左及び上に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け係数を設定し、前記符号化対象ブロックのイントラ予測の予測方向が前記所定の予測方向の範囲に収まる場合に、前記所定の予測方向の範囲に対して設定された前記重み付け係数により、左及び上に隣接する隣接ブロックの量子化パラメータの重み付け平均値を求め、前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータとして導出することを特徴とする請求項２または３に記載の動画像符号化装置。
【請求項６】
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法であって、
ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出ステップと、
前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータステップと、
前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出ステップと、
前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成ステップと、
前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化ステップとを備えることを特徴とする動画像符号化方法。
【請求項７】
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位で動き補償予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化プログラムであって、
ブロック単位で画像の複雑度合いを表すアクティビティを算出するアクティビティ算出ステップと、
前記アクティビティに基づき符号化対象ブロックの量子化パラメータを算出する量子化パラメータステップと、
前記量子化パラメータを含む符号化情報を記憶する符号化情報格納メモリから前記符号化対象ブロックの周囲に隣接する複数の符号化済みの隣接ブロックの量子化パラメータを読み出し、前記符号化対象ブロックの予測モードに応じて、複数の前記隣接ブロックの量子化パラメータから前記符号化対象ブロックの予測量子化パラメータを導出する予測量子化パラメータ導出ステップと、
前記符号化対象ブロックの量子化パラメータと前記予測量子化パラメータとの差分により前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを生成する差分量子化パラメータ生成ステップと、
前記符号化対象ブロックの差分量子化パラメータを符号化する符号化ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする動画像符号化プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２０１３−１０６３１６（Ｐ２０１３−１０６３１６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１００７（Ｐ２０１１−２５１００７）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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