画像符号化装置、画像符号化方法、画像復号装置、画像復号方法
【課題】従来の方法では、最適モード選択制御が困難である。
【解決手段】画像符号化装置は、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出するイントラ予測信号平均値算出部１１４と、サブマクロブロックの面内予測画像にサブマクロブロックの逆量子化平均値とサブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する修正イントラ予測信号算出部１０９と、符号化対象原画像から平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出する修正イントラ予測差分信号算出部１１０と、残差成分の近似信号を算出するイントラ予測差分信号線形補正部１１１と、残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出する補正予測差分信号算出部１１２とを有する。
【解決手段】画像符号化装置は、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出するイントラ予測信号平均値算出部１１４と、サブマクロブロックの面内予測画像にサブマクロブロックの逆量子化平均値とサブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する修正イントラ予測信号算出部１０９と、符号化対象原画像から平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出する修正イントラ予測差分信号算出部１１０と、残差成分の近似信号を算出するイントラ予測差分信号線形補正部１１１と、残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出する補正予測差分信号算出部１１２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像のエントロピー符号化、とくにイントラ予測処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４（以下ＡＶＣ）では同一フレームの処理済み画素を参照するイントラ予測の採用により、フレーム内での符号化効率向上を図っている。ＡＶＣでは、符号化対象フレームをマクロブロック（１６ｘ１６画素単位）に分割後、さらにマクロブロックを８ｘ８画素単位もしくは４ｘ４画素単位のサブブロックに分割し、処理を行う。図８に処理順を示す。８０１はマクロブロックの処理順、８０２は、４ｘ４サブブロックの処理順、８０３は８ｘ８サブブロックの処理順である。イントラ予測処理においては、各時刻において、処理が完了している、上側及び左側に位置するサブブロックの復号画素を用いてなされる。４ｘ４サブブロックにおけるイントラ予測においては、図９の９０１に示す９つのモードがあらかじめ定義されており、各サブブロックに対し、このうち一つのモードを選択する。予測信号は、予測方向に対し一様な値を用いる。例を９０２に示す。９０３から９０６は、復号済みサブブロックであり、９０７は処理対象サブブロックである。９０７の予測モードとして水平方向モードを選択した場合は、予測信号（ａ〜ｐ）は、
ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝Ｉ、ｅ＝ｆ＝ｇ＝ｈ＝Ｊ、ｉ＝ｊ＝ｋ＝ｌ＝Ｋ、ｍ＝ｎ＝ｏ＝ｐ＝Ｌ
となり、垂直方向モードの場合は、
ａ＝ｅ＝ｉ＝ｍ＝Ａ、ｂ＝ｆ＝ｊ＝ｎ＝Ｂ、ｃ＝ｇ＝ｋ＝ｏ＝Ｃ、ｄ＝ｈ＝ｌ＝ｐ＝Ｄ
となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４９９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
イントラ予測は単一方向に、同一の予測値を用いる。そのため、合理的なモードを選択した場合であっても、予測方向の変化をとらえることが出来ず、予測効率向上の妨げとなっている。
【０００５】
特許文献１には、常に対象画素に隣接した画素を予測信号とすることにより、面内予測効率を向上させる技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の手法を用いた場合、符号化装置においては、直交変換・量子化処理が予測処理の後段に位置するため、同一サブブロックに属し、かつ対象画素に隣接している復号済み画素を参照することは不可能であり、代わりに隣接位置の原信号を使って予測信号を作成することになる。
【０００７】
一方、復号装置においては、復号済み画素を使って予測を行うが、復号装置で取得する予測残差信号は、符号化装置において、復号装置で取得することのできない原信号を用いた予測信号に対するものである。
【０００８】
よって符号化装置と復号装置間で予測信号の作成に用いる信号が異なるために、符号化装置における最適モード選択制御が困難である。
【０００９】
また、対象サブブロックの予測信号の品質が該サブブロックの量子化パラメータに依存するために、サブブロック内で量子化誤差の伝播を伴い、予測信号品質が著しく劣化する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の画像符号化装置は、サブブロック分割手段と、面内予測画像を作成する面内予測手段と、局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、を有する装置であって、マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出手段と、符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出する手段と、サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化手段と、サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出する手段を有し、さらに、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出する手段と、前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出手段と、残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出する手段と、前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、前記補正面内予測画像と前記復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、を有する。
【００１１】
本発明の画像符号化方法は、サブブロック分割ステップと、面内予測画像を作成する面内予測ステップと、局所復号画像を格納するステップと、を有する方法であって、マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出ステップと、符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出するステップと、サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化ステップと、サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出するステップを有し、さらに、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出するステップと、符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出するステップと、前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出ステップと、残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出するステップと、前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、を有する。
【００１２】
本発明の画像復号装置は、面内予測画像を作成する面内予測手段と、局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、を有する装置であって、マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換手段と、復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロブロックの復号平均値を算出する復号平均値算出手段と、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、近似信号を算出する近似信号算出手段と、平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、を有する。
【００１３】
本発明の画像復号方法は、面内予測画像を作成する面内予測ステップと、局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、を有する方法であって、マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換ステップと、復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロックの復号平均値を算出するステップと、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出するステップと、近似信号を算出する近似信号算出ステップと、平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、イントラ予測において、周辺画素からの外挿では予測し切れない成分の近似関数を作成し、直接伝送することにより品質の高い予測信号を作成すること、及び符号化対象ブロックの平均値をあらかじめ計算し、符号化・復号・伝送することにより、近似関数作成パラメータのうち、切片に係る情報の伝送を回避し、追加情報量の増加を抑えること、から、イントラ予測信号の品質を高めつつ、情報量の増加を抑えることにより、符号化効率向上を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の符号化装置の最良の実施形態の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の符号化装置の最良の実施形態の実施例の動作の全体を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の符号化装置の最良の実施形態の実施例のサブブロック平均値算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の符号化装置及び復号装置の最良の実施形態の実施例の補正予測情報算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の復号装置の最良の実施形態の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明の復号装置の最良の実施形態の実施例の動作の全体を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の復号装置の最良の実施形態の実施例のサブブロック平均値算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】マクロブロック、サブブロック処理順を説明するための図である。
【図９】従来のイントラ予測の説明のための図である。
【図１０】本発明の線形近似関数の一例の概念図である。
【図１１】本発明のサブブロック平均値算出処理動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の線形近似関数の傾きパラメータの変換の概念図である。
【図１３】本発明の線形近似関数の他の例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（エンコーダの説明）
図１に本発明の符号化装置の実施形態の一例を示す。
【００１７】
図１の符号化装置は、マクロブロックバッファ１０１と、サブブロック分割部１０２と、サブブロック平均値算出部１０３と、サブブロック平均値差分算出部１０４と、サブブロック平均値差分直交変換（ＤＣＴ）／量子化部１０５と、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部１０６と、復号サブブロック平均値算出部１０７と、イントラ予測部１０８と、修正イントラ予測信号算出部１０９と、修正イントラ予測差分信号算出部１１０と、イントラ予測差分信号線形補正部１１１と、補正予測差分信号算出部１１２と、補正予測信号算出部１１３と、イントラ予測信号平均値算出部１１４と、補正予測差分信号直交変換（ＤＣＴ）／量子化部１１５と、エントロピー符号化部１１６と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部１１７と、復号信号算出部１１８と、復号フレームバッファ１１９と、参照画素平均値算出部１２０により構成される。
【００１８】
図１の符号化装置において、サブブロック平均値算出部１０３と、サブブロック平均値差分算出部１０４と、サブブロック平均値差分直交変換／量子化部１０５と、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部１０６と、復号サブブロック平均値算出部１０７と、参照画素平均値算出部１２０はサブブロック平均値算出処理をなすためのブロックである。サブブロック平均値算出処理は、各サブブロックの符号化処理に先立ち、各サブブロックの平均値を符号化・復号し、処理対象マクロブロックの全てのサブブロックの復号サブブロック平均値を算出する。
【００１９】
また、イントラ予測部１０８と、修正イントラ予測信号算出部１０９と、修正イントラ予測差分信号算出部１１０と、イントラ予測差分信号線形補正部１１１と、補正予測差分信号算出部１１２と、補正予測信号算出部１１３と、イントラ予測信号平均値算出部１１４は、サブブロック予測処理をなすためのブロックである。サブブロック予測処理は、従来のイントラ予測処理に加え、線形近似関数による近似信号作成処理を行い、イントラ予測信号と線形関数近似信号とを合成することにより、従来のイントラ予測信号よりも品質の高い予測信号を作成することを目的とする。
【００２０】
次に、図１の符号化装置の動作手順を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
まずマクロブロックバッファ１０１が、符号化対象フレームから、マクロブロック処理順に従い、符号化対象マクロブロック信号を取得する。マクロブロックバッファ１０１に記憶した符号化対象信号に対し、サブブロック平均値の符号化処理を行い、復号サブブロック平均値を算出する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の詳細を図３に示す。
【００２２】
（Ｓ２０１の詳細（図３））
参照画素平均値算出部１２０が、復号フレームバッファ１１９から復号済み参照画素平均値を算出する（Ｓ３０１）。
【００２３】
サブブロック分割部１０２が、サブブロック処理順に従い、順次サブブロック平均値算出部１０３に処理対象サブブロック信号を送る（Ｓ３０２）。
【００２４】
サブブロック平均値算出部１０３は、サブブロック分割部１０２より処理対象サブブロックを取得し、サブブロックの平均値を算出する（Ｓ３０３）。
【００２５】
サブブロック平均値差分算出部１０４は、サブブロック平均値算出部１０３より取得したサブブロック平均値から、参照画素平均値算出部１２０より取得した復号済み参照画素平均値を減ずることにより、サブブロック平均値差分を算出する（Ｓ３０４）。
【００２６】
本構成における参照画素平均値算出対象とする画素を図１１に示す。図１１はマクロブロックを８ｘ８サブブロックで処理する例である。１１０１は符号化対象マクロブロックであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ８ｘ８サブマクロブロックである。１１０２から１１０６は周辺の復号済みサブブロックである。マクロブロック１１０１の参照画素平均値算出対象は、図１１の網掛け部分で表される、サブブロックＡの復号済み隣接画素とする。ただし、参照画素の必要条件は復号済み画素であることであるため、例えば、サブブロックＢの参照画素平均値をサブブロックＢに隣接した１１０４の隣接画素の平均値とし、サブブロックＣの参照画素平均値をサブブロックＣに隣接した１１０６の隣接画素の平均値とするような構成をとることも可能である。上記の処理（ステップＳ３０２からステップＳ３０４）をすべてのサブブロックに行い、すべてのサブブロックのサブブロック平均値差分を得る。
【００２７】
サブブロック平均値差分直交変換／量子化部１０５が、サブブロック平均値差分に対し、直交変換／量子化を行い、サブブロック平均値の量子化直交変換係数をエントロピー符号化部１１６へ送る。エントロピー符号化部１１６はサブブロック平均値の量子化直交変換係数をエントロピー符号化する（Ｓ３０５）。
【００２８】
サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部１０６は、サブブロック平均値の量子化直交変換係数を逆量子化／逆直交変換し、復号サブブロック平均値差分を得る（Ｓ３０６）。
【００２９】
復号サブブロック平均値算出部１０７が、すべてのサブブロックに対し順次、復号サブブロック平均値差分と復号済み参照画素平均値を足すことにより、復号サブブロック平均値を得る（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。図２のフローチャートに戻る。
【００３０】
サブブロック分割部１０２は、マクロブロックバッファ１０１から、サブブロック処理順に従い順次処理対象サブブロック信号に対する符号化処理を行う（ステップＳ２０２）。
【００３１】
イントラ予測部１０８は、サブブロック分割部１０２から処理対象サブブロック信号を取得し、復号フレームバッファ１１９から復号済み参照画素を取得し、所定のイントラ予測処理により、イントラ予測信号を作成する（ステップＳ２０３）。
【００３２】
次に、イントラ予測信号の補正処理を行う（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の詳細を図４に示す。
【００３３】
（Ｓ２０４の詳細（図４））
サブブロック分割部１０２が、サブブロック処理順に従い、順次、処理対象サブブロック信号を、修正イントラ予測差分信号算出部１１０に送る（Ｓ４０１）。
【００３４】
イントラ予測信号平均値算出部１１４が、イントラ予測信号平均値を算出する。修正イントラ予測信号算出部１０９が、イントラ予測信号からイントラ予測信号平均値を減じ、さらに、復号サブブロック平均値算出部１０７からの復号サブブロック平均値を加えることにより、修正イントラ予測信号を算出する。修正イントラ予測信号の平均値は、復号サブブロック平均値と等しい信号である。次に、修正イントラ予測差分信号算出部１１０が、サブブロック分割部１０２からの処理対象サブブロック信号から修正イントラ予測信号を減じることにより、修正イントラ予測差分信号を算出する。ここで、処理対象サブブロック信号の平均値は、サブブロック平均値であり、修正イントラ予測信号の平均値は復号サブブロック平均値であることから、修正イントラ予測差分信号の平均値は、復号サブブロック平均値の量子化誤差を無視すれば、０となる（Ｓ４０２）。
【００３５】
線形補正部１１１が、修正イントラ予測差分信号に対し、線形近似関数による近似信号を得る。ここで用いる線形近似関数は、図１０に示すように、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃの形で表現する。ただし、ｘ、ｙはそれぞれ、サブブロックの左上画素位置を（０，０）とした時の水平方向位置、垂直方向位置とし、ｓ（ｘ、ｙ）は、座標（ｘ、ｙ）における線形近似関数による近似値とする。さらにａを水平方向の傾き、ｂを垂直方向の傾き、ｃを切片とする。本構成においては、近似値ｓ（ｘ、ｙ）の各値と、修正イントラ予測差分信号ｒ（ｘ、ｙ）の各値との二乗差の和が最小になる関数を最適な線形近似関数と設定し、最小二乗法により線形近似関数を決定する。すなわち、水平方向の傾きａは下記の式（１）とし、垂直方向の傾きｂは下記の式（２）とし、切片ｃは下記の式（３）とする。
【００３６】
【数１】
【数２】
【数３】
ただし、｜Ａ｜は、行列Ａの行列式を表す。また、ｎｘ、ｎｙはそれぞれ水平方向、垂直方向のサブブロックサイズとする。
【００３７】
この線形近似関数は、ブロックの中心座標（ｎｘ／２，ｎｙ／２）において、修正イントラ予測差分信号の平均値を通る平面で表される。前述の通り、修正イントラ予測差分信号の平均値は、復号サブブロック平均値の量子化誤差を無視すれば、０となるため、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａ×ｎｘ／２＋ｂ×ｎｙ／２＋ｃ＝０から、簡単にｃ＝−（ａ×ｎｘ／２＋ｂ×ｎｙ／２）とし、伝送を行わない。傾きａ，ｂに対しては、図１２に示す変換を行い、それぞれエントロピー符号化部１１６に伝送する（Ｓ４０３）。
【００３８】
補正予測差分信号算出部１１２が、修正イントラ予測差分信号算出部１１０の出力である修正イントラ予測差分信号から、線形補正部１１１の出力である近似信号を減ずることにより、補正予測差分信号を算出する。そして、この算出された補正予測差分信号を補正予測差分信号直交変換／量子化部１１５へ送る。
【００３９】
また、補正予測信号算出部１１３が、線形補正部１１１の出力である近似信号と、修正イントラ予測信号算出部１０９の出力である修正イントラ予測信号を足し合わせることにより、補正予測信号を算出する（Ｓ４０４）。図２のフローチャートに戻る。
【００４０】
補正予測差分信号直交変換／量子化部１１５が、補正予測差分信号を直交変換／量子化し、補正予測差分信号の量子化直交変換係数をエントロピー符号化部１１６へ送る（ステップＳ２０５）。
【００４１】
エントロピー符号化部１１６が、補正予測差分信号の量子化直交変換係数に対し所定のエントロピー符号化処理を行う（ステップＳ２０６）。
【００４２】
補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部１１７が、補正予測差分信号の量子化直交変換係数に対し、逆量子化／逆直交変換を行い、復号補正予測差分信号を作成する。さらに復号信号算出部１１８が、補正予測信号算出部１１３の出力である補正予測信号と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部１１７の出力である復号補正予測差分信号を足し合わせることにより、対象サブブロックの復号信号を作成する。作成した復号信号を復号フレームバッファ１１９に記憶する（ステップＳ２０７）。
【００４３】
以上の動作をフレームのすべてのマクロブロックに対し、所定の順序で行うことにより、フレームの符号化を行う。
【００４４】
（デコーダの説明）
図５に本発明の復号装置の実施形態の一例を示す。
【００４５】
図５の復号装置は、ストリームバッファ５０１と、エントロピー復号部５０２と、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部５０３と、復号サブブロック平均値算出部５０４と、イントラ予測部５０５と、イントラ予測信号平均値算出部５０６と、修正イントラ予測信号算出部５０７と、イントラ予測差分信号線形補正部５０８と、補正予測信号算出部５０９と、復号信号算出部５１０と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部５１１と、復号フレームバッファ５１２と、参照画素平均値算出部５１３により構成される。
【００４６】
図５の復号装置において、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部５０３と、復号サブブロック平均値算出部５０４と、参照画素平均値算出部５１３は、サブブロック平均値復号処理をなすためのブロックである。サブブロック平均値復号処理においては、復号対象マクロブロックの各サブブロックの復号に先立ち、各サブブロックの復号平均値を算出する。
【００４７】
また、図５の復号装置において、イントラ予測部５０５と、イントラ予測信号平均値算出部５０６と、修正イントラ予測信号算出部５０７と、イントラ予測差分信号線形補正部５０８と、補正予測信号算出部５０９は、サブブロック予測処理をなすためのブロックである。サブブロック予測処理は、従来のイントラ予測処理に加え、線形近似関数による近似信号作成処理を行い、イントラ予測信号と近似信号とを合成することにより、従来のイントラ予測信号よりも品質の高い予測信号を作成することを目的とする。
【００４８】
次に図５の復号装置の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
まず、サブブロック平均値差分の復号を行う（ステップＳ６０１）。詳細を図７に示す。
【００５０】
（Ｓ６０１の詳細（図７））
参照画素平均値算出部５１３が、復号フレームバッファ５１２から、処理対象マクロブロックの参照画素を取得し、参照画素値の平均を算出する（Ｓ７０１）。ここで参照する画素は符号化装置と同様、図１１の網掛け部分である。符号化装置と同様に、例えば、サブブロックＢの参照画素平均値をサブブロックＢに隣接した１１０４の隣接画素の平均値とし、サブブロックＣの参照画素平均値をサブブロックＣに隣接した１１０６の隣接画素の平均値とするような構成をとることも可能である。ただし、図１の符号化装置と同一の画素を参照する構成でなければならない。
【００５１】
エントロピー復号部５０２が、ストリームバッファ５０１を復号し、サブブロック平均値差分の量子化直交変換係数を得る（Ｓ７０２）。
【００５２】
サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部５０３が、サブブロック平均値差分の量子化直交変換係数を直交変換／量子化し、復号サブブロック平均値差分を算出する（Ｓ７０３）。
【００５３】
復号サブブロック平均値算出部５０４が、すべてのサブブロックに対し、所定の順序で、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部５０３の出力である復号サブブロック平均値差分と、参照画素平均値算出部５１３の出力である参照画素値の平均を足し合わせることにより、復号サブブロック平均値を算出する（Ｓ７０４、Ｓ７０５）。図６のフローチャートに戻る。
【００５４】
マクロブロックのすべてのサブブロックに対し、所定の順序で、以下の処理を行う（Ｓ６０２）。
【００５５】
エントロピー復号部５０２が、ストリームバッファ５０１を復号し、イントラ予測モード情報と、線形補正情報と、補正予測差分信号の量子化直交変換係数を得る。イントラ予測モード情報、補正予測差分信号の量子化変換係数は所定の手順に従う。線形補正情報は、水平方向の傾きａと垂直方向の傾きｂの変換値（図１２）をエントロピー復号し、さらに、図１２の関数に従い逆変換を行い、傾きａと傾きｂを得る（ステップＳ６０３）。
【００５６】
イントラ予測部５０５が、イントラ予測モード情報と、サブブロックの参照画素を元に、所定のイントラ予測処理を行い、イントラ予測信号を作成する（ステップＳ６０４）。
【００５７】
イントラ予測補正処理を行い、補正予測信号を作成する（ステップＳ６０５）。詳細を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
（Ｓ６０５の詳細（図４））
サブブロック処理順に従い、順次、以下の処理を行う（Ｓ４０１）。
【００５９】
イントラ予測信号平均値算出部５０６が、イントラ予測信号平均値を算出する。修正イントラ予測信号算出部５０７が、イントラ予測部５０５の出力であるイントラ予測信号から、イントラ予測信号平均値算出部５０６の出力であるイントラ予測信号平均値を減じ、さらに、復号サブブロック平均値算出部５０４の出力である復号サブブロック平均値を加えることにより、修正イントラ予測信号を算出する（Ｓ４０２）。
【００６０】
線形補正部５０８が、線形補正情報の傾きａ、ｂを元に、線形近似関数を作成し、線形近似関数による近似信号を得る（Ｓ４０３）。ここで用いる線形近似関数は、図１の符号化装置で使用した関数と同一の関数、すなわち、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃを用いる。
【００６１】
ａ、ｂはそれぞれエントロピー復号部５０２より取得し、ｃは、ｃ＝−（ａ×ｎｘ／２＋ｂ×ｎｙ／２）により算出する。ただし、ｎｘ、ｎｙはそれぞれ水平方向、垂直方向のサブブロックサイズとする。
【００６２】
補正予測信号算出部５０９が、線形補正部５０８の出力である近似信号と、修正イントラ予測信号算出部５０７の出力である修正イントラ予測信号を足し合わせることにより、補正予測信号を算出する（Ｓ４０４）。図６のフローチャートに戻る。
【００６３】
補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部５１１が補正予測差分信号の量子化直交変換係数に対し逆量子化／逆変換を行い、復号補正予測差分信号を作成する。さらに、復号信号算出部５１０が、補正予測信号算出部５０９の出力である補正予測信号と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部５１１の出力である復号補正予測差分信号を足し合わせることにより、対象サブブロックの復号信号を作成する。そして、復号信号を復号フレームバッファ５１２に記憶する（Ｓ６０６）。
【００６４】
以上の動作を復号対象フレームのすべてのマクロブロックに対し繰り返すことにより復号フレームを作成する。
【００６５】
本構成では、近似信号をｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃの形の線形近似関数で定義した。これに限らず、異なる線形近似関数表現をとることもできるし、線形近似関数以外の形状を用いることも可能である。
【００６６】
本構成と異なる線形近似関数表現の例を図１３に示す。
【００６７】
図１３は、一つの傾きと切片で関数を表現する例である。予測方向に沿う方向のみの傾きを与える。１２０１は水平方向予測適用時の近似関数、１２０２は垂直方向予測適用時の近似関数、１２０３は右下方向予測適用時の近似関数の概念図である。
【００６８】
傾きをａ、切片をｂとすると、１２０１の近似関数は、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ+ｂの形で与えられ、１２０２の近似関数は、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｙ＋ｂで与えられ、１２０３の近似関数は、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ａｙ＋ｂの形で与えられる。
【００６９】
また、それぞれの関数は、座標（ｎｘ，ｎｙ）で０を通る平面として表現され、１２０１では、ｂ＝−ａ×ｎｘ／２、１２０２では、ｂ＝−ａ×ｎｙ／２、１２０３では、ｂ＝−ａ×（ｎｘ＋ｎｙ）／２で表される。
【００７０】
このような構成にすることにより、イントラ予測で取り切れない、予測方向の変化をとらえることが出来ることと、伝送すべきパラメータの情報量を削減でき、効率のより補正が可能となる。
【００７１】
また、本構成で示した予測補正処理を行うか行わないかを、１つ以上の複数マクロブロック単位で切り替え、行わない場合は通常のイントラ予測のみにより予測信号を決定し、予測補正に係るパラメータの伝送を行わない構成をとることが出来る。その際は切り替え単位に対し１ビットずつの切り替えフラグを伝送すればよい。そのような構成をとることにより、補正の効果が低い平坦な信号で構成される信号領域に対して、過剰なビット伝送にかかる符号化効率低下を回避することが出来る。
【符号の説明】
【００７２】
１０１ マクロブロックバッファ
１０２ サブブロック分割部
１０３ サブブロック平均値算出部
１０４ サブブロック平均値差分算出部
１０５ サブブロック平均値差分直交変換／量子化部
１０６ サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部
１０７ 復号サブブロック平均値算出部
１０８ イントラ予測部
１０９ 修正イントラ予測信号算出部
１１０ 修正イントラ予測差分信号算出部
１１１ イントラ予測差分信号線形補正部
１１２ 補正予測差分信号算出部
１１３ 補正予測信号算出部
１１４ イントラ予測信号平均値算出部
１１５ 補正予測差分信号直交変換／量子化部
１１６ エントロピー符号化部
１１７ 補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部
１１８ 復号信号算出部
１１９ 復号フレームバッファ
１２０ 参照画素平均値算出部
５０１ ストリームバッファ
５０２ エントロピー復号部
５０３ サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部
５０４ 復号サブブロック平均値算出部
５０５ イントラ予測部
５０６ イントラ予測信号平均値算出部
５０７ 修正イントラ予測信号算出部
５０８ イントラ予測差分信号線形補正部
５０９ 補正予測信号算出部
５１０ 復号信号算出部
５１１ 補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部
５１２ 復号フレームバッファ
５１３ 参照画素平均値算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像のエントロピー符号化、とくにイントラ予測処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４（以下ＡＶＣ）では同一フレームの処理済み画素を参照するイントラ予測の採用により、フレーム内での符号化効率向上を図っている。ＡＶＣでは、符号化対象フレームをマクロブロック（１６ｘ１６画素単位）に分割後、さらにマクロブロックを８ｘ８画素単位もしくは４ｘ４画素単位のサブブロックに分割し、処理を行う。図８に処理順を示す。８０１はマクロブロックの処理順、８０２は、４ｘ４サブブロックの処理順、８０３は８ｘ８サブブロックの処理順である。イントラ予測処理においては、各時刻において、処理が完了している、上側及び左側に位置するサブブロックの復号画素を用いてなされる。４ｘ４サブブロックにおけるイントラ予測においては、図９の９０１に示す９つのモードがあらかじめ定義されており、各サブブロックに対し、このうち一つのモードを選択する。予測信号は、予測方向に対し一様な値を用いる。例を９０２に示す。９０３から９０６は、復号済みサブブロックであり、９０７は処理対象サブブロックである。９０７の予測モードとして水平方向モードを選択した場合は、予測信号（ａ〜ｐ）は、
ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝Ｉ、ｅ＝ｆ＝ｇ＝ｈ＝Ｊ、ｉ＝ｊ＝ｋ＝ｌ＝Ｋ、ｍ＝ｎ＝ｏ＝ｐ＝Ｌ
となり、垂直方向モードの場合は、
ａ＝ｅ＝ｉ＝ｍ＝Ａ、ｂ＝ｆ＝ｊ＝ｎ＝Ｂ、ｃ＝ｇ＝ｋ＝ｏ＝Ｃ、ｄ＝ｈ＝ｌ＝ｐ＝Ｄ
となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４９９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
イントラ予測は単一方向に、同一の予測値を用いる。そのため、合理的なモードを選択した場合であっても、予測方向の変化をとらえることが出来ず、予測効率向上の妨げとなっている。
【０００５】
特許文献１には、常に対象画素に隣接した画素を予測信号とすることにより、面内予測効率を向上させる技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の手法を用いた場合、符号化装置においては、直交変換・量子化処理が予測処理の後段に位置するため、同一サブブロックに属し、かつ対象画素に隣接している復号済み画素を参照することは不可能であり、代わりに隣接位置の原信号を使って予測信号を作成することになる。
【０００７】
一方、復号装置においては、復号済み画素を使って予測を行うが、復号装置で取得する予測残差信号は、符号化装置において、復号装置で取得することのできない原信号を用いた予測信号に対するものである。
【０００８】
よって符号化装置と復号装置間で予測信号の作成に用いる信号が異なるために、符号化装置における最適モード選択制御が困難である。
【０００９】
また、対象サブブロックの予測信号の品質が該サブブロックの量子化パラメータに依存するために、サブブロック内で量子化誤差の伝播を伴い、予測信号品質が著しく劣化する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の画像符号化装置は、サブブロック分割手段と、面内予測画像を作成する面内予測手段と、局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、を有する装置であって、マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出手段と、符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出する手段と、サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化手段と、サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出する手段を有し、さらに、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出する手段と、前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出手段と、残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出する手段と、前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、前記補正面内予測画像と前記復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、を有する。
【００１１】
本発明の画像符号化方法は、サブブロック分割ステップと、面内予測画像を作成する面内予測ステップと、局所復号画像を格納するステップと、を有する方法であって、マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出ステップと、符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出するステップと、サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化ステップと、サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出するステップを有し、さらに、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出するステップと、符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出するステップと、前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出ステップと、残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出するステップと、前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、を有する。
【００１２】
本発明の画像復号装置は、面内予測画像を作成する面内予測手段と、局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、を有する装置であって、マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換手段と、復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロブロックの復号平均値を算出する復号平均値算出手段と、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、近似信号を算出する近似信号算出手段と、平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、を有する。
【００１３】
本発明の画像復号方法は、面内予測画像を作成する面内予測ステップと、局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、を有する方法であって、マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換ステップと、復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロックの復号平均値を算出するステップと、サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出するステップと、近似信号を算出する近似信号算出ステップと、平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、イントラ予測において、周辺画素からの外挿では予測し切れない成分の近似関数を作成し、直接伝送することにより品質の高い予測信号を作成すること、及び符号化対象ブロックの平均値をあらかじめ計算し、符号化・復号・伝送することにより、近似関数作成パラメータのうち、切片に係る情報の伝送を回避し、追加情報量の増加を抑えること、から、イントラ予測信号の品質を高めつつ、情報量の増加を抑えることにより、符号化効率向上を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の符号化装置の最良の実施形態の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の符号化装置の最良の実施形態の実施例の動作の全体を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の符号化装置の最良の実施形態の実施例のサブブロック平均値算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の符号化装置及び復号装置の最良の実施形態の実施例の補正予測情報算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の復号装置の最良の実施形態の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明の復号装置の最良の実施形態の実施例の動作の全体を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の復号装置の最良の実施形態の実施例のサブブロック平均値算出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】マクロブロック、サブブロック処理順を説明するための図である。
【図９】従来のイントラ予測の説明のための図である。
【図１０】本発明の線形近似関数の一例の概念図である。
【図１１】本発明のサブブロック平均値算出処理動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の線形近似関数の傾きパラメータの変換の概念図である。
【図１３】本発明の線形近似関数の他の例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（エンコーダの説明）
図１に本発明の符号化装置の実施形態の一例を示す。
【００１７】
図１の符号化装置は、マクロブロックバッファ１０１と、サブブロック分割部１０２と、サブブロック平均値算出部１０３と、サブブロック平均値差分算出部１０４と、サブブロック平均値差分直交変換（ＤＣＴ）／量子化部１０５と、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部１０６と、復号サブブロック平均値算出部１０７と、イントラ予測部１０８と、修正イントラ予測信号算出部１０９と、修正イントラ予測差分信号算出部１１０と、イントラ予測差分信号線形補正部１１１と、補正予測差分信号算出部１１２と、補正予測信号算出部１１３と、イントラ予測信号平均値算出部１１４と、補正予測差分信号直交変換（ＤＣＴ）／量子化部１１５と、エントロピー符号化部１１６と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部１１７と、復号信号算出部１１８と、復号フレームバッファ１１９と、参照画素平均値算出部１２０により構成される。
【００１８】
図１の符号化装置において、サブブロック平均値算出部１０３と、サブブロック平均値差分算出部１０４と、サブブロック平均値差分直交変換／量子化部１０５と、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部１０６と、復号サブブロック平均値算出部１０７と、参照画素平均値算出部１２０はサブブロック平均値算出処理をなすためのブロックである。サブブロック平均値算出処理は、各サブブロックの符号化処理に先立ち、各サブブロックの平均値を符号化・復号し、処理対象マクロブロックの全てのサブブロックの復号サブブロック平均値を算出する。
【００１９】
また、イントラ予測部１０８と、修正イントラ予測信号算出部１０９と、修正イントラ予測差分信号算出部１１０と、イントラ予測差分信号線形補正部１１１と、補正予測差分信号算出部１１２と、補正予測信号算出部１１３と、イントラ予測信号平均値算出部１１４は、サブブロック予測処理をなすためのブロックである。サブブロック予測処理は、従来のイントラ予測処理に加え、線形近似関数による近似信号作成処理を行い、イントラ予測信号と線形関数近似信号とを合成することにより、従来のイントラ予測信号よりも品質の高い予測信号を作成することを目的とする。
【００２０】
次に、図１の符号化装置の動作手順を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
まずマクロブロックバッファ１０１が、符号化対象フレームから、マクロブロック処理順に従い、符号化対象マクロブロック信号を取得する。マクロブロックバッファ１０１に記憶した符号化対象信号に対し、サブブロック平均値の符号化処理を行い、復号サブブロック平均値を算出する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の詳細を図３に示す。
【００２２】
（Ｓ２０１の詳細（図３））
参照画素平均値算出部１２０が、復号フレームバッファ１１９から復号済み参照画素平均値を算出する（Ｓ３０１）。
【００２３】
サブブロック分割部１０２が、サブブロック処理順に従い、順次サブブロック平均値算出部１０３に処理対象サブブロック信号を送る（Ｓ３０２）。
【００２４】
サブブロック平均値算出部１０３は、サブブロック分割部１０２より処理対象サブブロックを取得し、サブブロックの平均値を算出する（Ｓ３０３）。
【００２５】
サブブロック平均値差分算出部１０４は、サブブロック平均値算出部１０３より取得したサブブロック平均値から、参照画素平均値算出部１２０より取得した復号済み参照画素平均値を減ずることにより、サブブロック平均値差分を算出する（Ｓ３０４）。
【００２６】
本構成における参照画素平均値算出対象とする画素を図１１に示す。図１１はマクロブロックを８ｘ８サブブロックで処理する例である。１１０１は符号化対象マクロブロックであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ８ｘ８サブマクロブロックである。１１０２から１１０６は周辺の復号済みサブブロックである。マクロブロック１１０１の参照画素平均値算出対象は、図１１の網掛け部分で表される、サブブロックＡの復号済み隣接画素とする。ただし、参照画素の必要条件は復号済み画素であることであるため、例えば、サブブロックＢの参照画素平均値をサブブロックＢに隣接した１１０４の隣接画素の平均値とし、サブブロックＣの参照画素平均値をサブブロックＣに隣接した１１０６の隣接画素の平均値とするような構成をとることも可能である。上記の処理（ステップＳ３０２からステップＳ３０４）をすべてのサブブロックに行い、すべてのサブブロックのサブブロック平均値差分を得る。
【００２７】
サブブロック平均値差分直交変換／量子化部１０５が、サブブロック平均値差分に対し、直交変換／量子化を行い、サブブロック平均値の量子化直交変換係数をエントロピー符号化部１１６へ送る。エントロピー符号化部１１６はサブブロック平均値の量子化直交変換係数をエントロピー符号化する（Ｓ３０５）。
【００２８】
サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部１０６は、サブブロック平均値の量子化直交変換係数を逆量子化／逆直交変換し、復号サブブロック平均値差分を得る（Ｓ３０６）。
【００２９】
復号サブブロック平均値算出部１０７が、すべてのサブブロックに対し順次、復号サブブロック平均値差分と復号済み参照画素平均値を足すことにより、復号サブブロック平均値を得る（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。図２のフローチャートに戻る。
【００３０】
サブブロック分割部１０２は、マクロブロックバッファ１０１から、サブブロック処理順に従い順次処理対象サブブロック信号に対する符号化処理を行う（ステップＳ２０２）。
【００３１】
イントラ予測部１０８は、サブブロック分割部１０２から処理対象サブブロック信号を取得し、復号フレームバッファ１１９から復号済み参照画素を取得し、所定のイントラ予測処理により、イントラ予測信号を作成する（ステップＳ２０３）。
【００３２】
次に、イントラ予測信号の補正処理を行う（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の詳細を図４に示す。
【００３３】
（Ｓ２０４の詳細（図４））
サブブロック分割部１０２が、サブブロック処理順に従い、順次、処理対象サブブロック信号を、修正イントラ予測差分信号算出部１１０に送る（Ｓ４０１）。
【００３４】
イントラ予測信号平均値算出部１１４が、イントラ予測信号平均値を算出する。修正イントラ予測信号算出部１０９が、イントラ予測信号からイントラ予測信号平均値を減じ、さらに、復号サブブロック平均値算出部１０７からの復号サブブロック平均値を加えることにより、修正イントラ予測信号を算出する。修正イントラ予測信号の平均値は、復号サブブロック平均値と等しい信号である。次に、修正イントラ予測差分信号算出部１１０が、サブブロック分割部１０２からの処理対象サブブロック信号から修正イントラ予測信号を減じることにより、修正イントラ予測差分信号を算出する。ここで、処理対象サブブロック信号の平均値は、サブブロック平均値であり、修正イントラ予測信号の平均値は復号サブブロック平均値であることから、修正イントラ予測差分信号の平均値は、復号サブブロック平均値の量子化誤差を無視すれば、０となる（Ｓ４０２）。
【００３５】
線形補正部１１１が、修正イントラ予測差分信号に対し、線形近似関数による近似信号を得る。ここで用いる線形近似関数は、図１０に示すように、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃの形で表現する。ただし、ｘ、ｙはそれぞれ、サブブロックの左上画素位置を（０，０）とした時の水平方向位置、垂直方向位置とし、ｓ（ｘ、ｙ）は、座標（ｘ、ｙ）における線形近似関数による近似値とする。さらにａを水平方向の傾き、ｂを垂直方向の傾き、ｃを切片とする。本構成においては、近似値ｓ（ｘ、ｙ）の各値と、修正イントラ予測差分信号ｒ（ｘ、ｙ）の各値との二乗差の和が最小になる関数を最適な線形近似関数と設定し、最小二乗法により線形近似関数を決定する。すなわち、水平方向の傾きａは下記の式（１）とし、垂直方向の傾きｂは下記の式（２）とし、切片ｃは下記の式（３）とする。
【００３６】
【数１】
【数２】
【数３】
ただし、｜Ａ｜は、行列Ａの行列式を表す。また、ｎｘ、ｎｙはそれぞれ水平方向、垂直方向のサブブロックサイズとする。
【００３７】
この線形近似関数は、ブロックの中心座標（ｎｘ／２，ｎｙ／２）において、修正イントラ予測差分信号の平均値を通る平面で表される。前述の通り、修正イントラ予測差分信号の平均値は、復号サブブロック平均値の量子化誤差を無視すれば、０となるため、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａ×ｎｘ／２＋ｂ×ｎｙ／２＋ｃ＝０から、簡単にｃ＝−（ａ×ｎｘ／２＋ｂ×ｎｙ／２）とし、伝送を行わない。傾きａ，ｂに対しては、図１２に示す変換を行い、それぞれエントロピー符号化部１１６に伝送する（Ｓ４０３）。
【００３８】
補正予測差分信号算出部１１２が、修正イントラ予測差分信号算出部１１０の出力である修正イントラ予測差分信号から、線形補正部１１１の出力である近似信号を減ずることにより、補正予測差分信号を算出する。そして、この算出された補正予測差分信号を補正予測差分信号直交変換／量子化部１１５へ送る。
【００３９】
また、補正予測信号算出部１１３が、線形補正部１１１の出力である近似信号と、修正イントラ予測信号算出部１０９の出力である修正イントラ予測信号を足し合わせることにより、補正予測信号を算出する（Ｓ４０４）。図２のフローチャートに戻る。
【００４０】
補正予測差分信号直交変換／量子化部１１５が、補正予測差分信号を直交変換／量子化し、補正予測差分信号の量子化直交変換係数をエントロピー符号化部１１６へ送る（ステップＳ２０５）。
【００４１】
エントロピー符号化部１１６が、補正予測差分信号の量子化直交変換係数に対し所定のエントロピー符号化処理を行う（ステップＳ２０６）。
【００４２】
補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部１１７が、補正予測差分信号の量子化直交変換係数に対し、逆量子化／逆直交変換を行い、復号補正予測差分信号を作成する。さらに復号信号算出部１１８が、補正予測信号算出部１１３の出力である補正予測信号と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部１１７の出力である復号補正予測差分信号を足し合わせることにより、対象サブブロックの復号信号を作成する。作成した復号信号を復号フレームバッファ１１９に記憶する（ステップＳ２０７）。
【００４３】
以上の動作をフレームのすべてのマクロブロックに対し、所定の順序で行うことにより、フレームの符号化を行う。
【００４４】
（デコーダの説明）
図５に本発明の復号装置の実施形態の一例を示す。
【００４５】
図５の復号装置は、ストリームバッファ５０１と、エントロピー復号部５０２と、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部５０３と、復号サブブロック平均値算出部５０４と、イントラ予測部５０５と、イントラ予測信号平均値算出部５０６と、修正イントラ予測信号算出部５０７と、イントラ予測差分信号線形補正部５０８と、補正予測信号算出部５０９と、復号信号算出部５１０と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換（ＩＤＣＴ）部５１１と、復号フレームバッファ５１２と、参照画素平均値算出部５１３により構成される。
【００４６】
図５の復号装置において、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部５０３と、復号サブブロック平均値算出部５０４と、参照画素平均値算出部５１３は、サブブロック平均値復号処理をなすためのブロックである。サブブロック平均値復号処理においては、復号対象マクロブロックの各サブブロックの復号に先立ち、各サブブロックの復号平均値を算出する。
【００４７】
また、図５の復号装置において、イントラ予測部５０５と、イントラ予測信号平均値算出部５０６と、修正イントラ予測信号算出部５０７と、イントラ予測差分信号線形補正部５０８と、補正予測信号算出部５０９は、サブブロック予測処理をなすためのブロックである。サブブロック予測処理は、従来のイントラ予測処理に加え、線形近似関数による近似信号作成処理を行い、イントラ予測信号と近似信号とを合成することにより、従来のイントラ予測信号よりも品質の高い予測信号を作成することを目的とする。
【００４８】
次に図５の復号装置の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
まず、サブブロック平均値差分の復号を行う（ステップＳ６０１）。詳細を図７に示す。
【００５０】
（Ｓ６０１の詳細（図７））
参照画素平均値算出部５１３が、復号フレームバッファ５１２から、処理対象マクロブロックの参照画素を取得し、参照画素値の平均を算出する（Ｓ７０１）。ここで参照する画素は符号化装置と同様、図１１の網掛け部分である。符号化装置と同様に、例えば、サブブロックＢの参照画素平均値をサブブロックＢに隣接した１１０４の隣接画素の平均値とし、サブブロックＣの参照画素平均値をサブブロックＣに隣接した１１０６の隣接画素の平均値とするような構成をとることも可能である。ただし、図１の符号化装置と同一の画素を参照する構成でなければならない。
【００５１】
エントロピー復号部５０２が、ストリームバッファ５０１を復号し、サブブロック平均値差分の量子化直交変換係数を得る（Ｓ７０２）。
【００５２】
サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部５０３が、サブブロック平均値差分の量子化直交変換係数を直交変換／量子化し、復号サブブロック平均値差分を算出する（Ｓ７０３）。
【００５３】
復号サブブロック平均値算出部５０４が、すべてのサブブロックに対し、所定の順序で、サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部５０３の出力である復号サブブロック平均値差分と、参照画素平均値算出部５１３の出力である参照画素値の平均を足し合わせることにより、復号サブブロック平均値を算出する（Ｓ７０４、Ｓ７０５）。図６のフローチャートに戻る。
【００５４】
マクロブロックのすべてのサブブロックに対し、所定の順序で、以下の処理を行う（Ｓ６０２）。
【００５５】
エントロピー復号部５０２が、ストリームバッファ５０１を復号し、イントラ予測モード情報と、線形補正情報と、補正予測差分信号の量子化直交変換係数を得る。イントラ予測モード情報、補正予測差分信号の量子化変換係数は所定の手順に従う。線形補正情報は、水平方向の傾きａと垂直方向の傾きｂの変換値（図１２）をエントロピー復号し、さらに、図１２の関数に従い逆変換を行い、傾きａと傾きｂを得る（ステップＳ６０３）。
【００５６】
イントラ予測部５０５が、イントラ予測モード情報と、サブブロックの参照画素を元に、所定のイントラ予測処理を行い、イントラ予測信号を作成する（ステップＳ６０４）。
【００５７】
イントラ予測補正処理を行い、補正予測信号を作成する（ステップＳ６０５）。詳細を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
（Ｓ６０５の詳細（図４））
サブブロック処理順に従い、順次、以下の処理を行う（Ｓ４０１）。
【００５９】
イントラ予測信号平均値算出部５０６が、イントラ予測信号平均値を算出する。修正イントラ予測信号算出部５０７が、イントラ予測部５０５の出力であるイントラ予測信号から、イントラ予測信号平均値算出部５０６の出力であるイントラ予測信号平均値を減じ、さらに、復号サブブロック平均値算出部５０４の出力である復号サブブロック平均値を加えることにより、修正イントラ予測信号を算出する（Ｓ４０２）。
【００６０】
線形補正部５０８が、線形補正情報の傾きａ、ｂを元に、線形近似関数を作成し、線形近似関数による近似信号を得る（Ｓ４０３）。ここで用いる線形近似関数は、図１の符号化装置で使用した関数と同一の関数、すなわち、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃを用いる。
【００６１】
ａ、ｂはそれぞれエントロピー復号部５０２より取得し、ｃは、ｃ＝−（ａ×ｎｘ／２＋ｂ×ｎｙ／２）により算出する。ただし、ｎｘ、ｎｙはそれぞれ水平方向、垂直方向のサブブロックサイズとする。
【００６２】
補正予測信号算出部５０９が、線形補正部５０８の出力である近似信号と、修正イントラ予測信号算出部５０７の出力である修正イントラ予測信号を足し合わせることにより、補正予測信号を算出する（Ｓ４０４）。図６のフローチャートに戻る。
【００６３】
補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部５１１が補正予測差分信号の量子化直交変換係数に対し逆量子化／逆変換を行い、復号補正予測差分信号を作成する。さらに、復号信号算出部５１０が、補正予測信号算出部５０９の出力である補正予測信号と、補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部５１１の出力である復号補正予測差分信号を足し合わせることにより、対象サブブロックの復号信号を作成する。そして、復号信号を復号フレームバッファ５１２に記憶する（Ｓ６０６）。
【００６４】
以上の動作を復号対象フレームのすべてのマクロブロックに対し繰り返すことにより復号フレームを作成する。
【００６５】
本構成では、近似信号をｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃの形の線形近似関数で定義した。これに限らず、異なる線形近似関数表現をとることもできるし、線形近似関数以外の形状を用いることも可能である。
【００６６】
本構成と異なる線形近似関数表現の例を図１３に示す。
【００６７】
図１３は、一つの傾きと切片で関数を表現する例である。予測方向に沿う方向のみの傾きを与える。１２０１は水平方向予測適用時の近似関数、１２０２は垂直方向予測適用時の近似関数、１２０３は右下方向予測適用時の近似関数の概念図である。
【００６８】
傾きをａ、切片をｂとすると、１２０１の近似関数は、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ+ｂの形で与えられ、１２０２の近似関数は、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｙ＋ｂで与えられ、１２０３の近似関数は、ｓ（ｘ、ｙ）＝ａｘ＋ａｙ＋ｂの形で与えられる。
【００６９】
また、それぞれの関数は、座標（ｎｘ，ｎｙ）で０を通る平面として表現され、１２０１では、ｂ＝−ａ×ｎｘ／２、１２０２では、ｂ＝−ａ×ｎｙ／２、１２０３では、ｂ＝−ａ×（ｎｘ＋ｎｙ）／２で表される。
【００７０】
このような構成にすることにより、イントラ予測で取り切れない、予測方向の変化をとらえることが出来ることと、伝送すべきパラメータの情報量を削減でき、効率のより補正が可能となる。
【００７１】
また、本構成で示した予測補正処理を行うか行わないかを、１つ以上の複数マクロブロック単位で切り替え、行わない場合は通常のイントラ予測のみにより予測信号を決定し、予測補正に係るパラメータの伝送を行わない構成をとることが出来る。その際は切り替え単位に対し１ビットずつの切り替えフラグを伝送すればよい。そのような構成をとることにより、補正の効果が低い平坦な信号で構成される信号領域に対して、過剰なビット伝送にかかる符号化効率低下を回避することが出来る。
【符号の説明】
【００７２】
１０１ マクロブロックバッファ
１０２ サブブロック分割部
１０３ サブブロック平均値算出部
１０４ サブブロック平均値差分算出部
１０５ サブブロック平均値差分直交変換／量子化部
１０６ サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部
１０７ 復号サブブロック平均値算出部
１０８ イントラ予測部
１０９ 修正イントラ予測信号算出部
１１０ 修正イントラ予測差分信号算出部
１１１ イントラ予測差分信号線形補正部
１１２ 補正予測差分信号算出部
１１３ 補正予測信号算出部
１１４ イントラ予測信号平均値算出部
１１５ 補正予測差分信号直交変換／量子化部
１１６ エントロピー符号化部
１１７ 補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部
１１８ 復号信号算出部
１１９ 復号フレームバッファ
１２０ 参照画素平均値算出部
５０１ ストリームバッファ
５０２ エントロピー復号部
５０３ サブブロック平均値差分逆量子化／逆直交変換部
５０４ 復号サブブロック平均値算出部
５０５ イントラ予測部
５０６ イントラ予測信号平均値算出部
５０７ 修正イントラ予測信号算出部
５０８ イントラ予測差分信号線形補正部
５０９ 補正予測信号算出部
５１０ 復号信号算出部
５１１ 補正予測差分信号逆量子化／逆直交変換部
５１２ 復号フレームバッファ
５１３ 参照画素平均値算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブブロック分割手段と、
面内予測画像を作成する面内予測手段と、
局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、
を有する画像符号化装置において、
マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出手段と、
符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、
前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出する手段と、
サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化手段と、
サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出する手段を有し、
さらに、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、
符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出する手段と、
前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出手段と、
残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出する手段と、
前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、
前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、
前記補正面内予測画像と前記復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、
を有する画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像符号化装置において、
前記近似信号算出手段は、
近似信号と残差成分の各成分の差の二乗の和、または絶対値差分和を評価値とし、評価値を最小とするような傾き情報から線形近似信号を算出するものであること、さらに、前記傾き情報をエントロピー符号化し伝送する手段を有することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】
サブブロック分割ステップと、
面内予測画像を作成する面内予測ステップと、
局所復号画像を格納するステップと、
を有する画像符号化方法において、
マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出ステップと、
符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、
前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出するステップと、
サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化ステップと、
サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出するステップを有し、
さらに、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出するステップと、
符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出するステップと、
前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出ステップと、
残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出するステップと、
前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、
前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、
前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、
を有する画像符号化方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画像符号化方法において、
前記近似信号算出ステップは、
近似信号と残差成分の各成分の差の二乗の和、または絶対値差分和を評価値とし、評価値を最小とするような傾き情報から線形近似信号を算出するものであること、さらに、前記傾き情報をエントロピー符号化し伝送するステップを有することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項５】
面内予測画像を作成する面内予測手段と、
局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、
を有する画像復号装置において、
マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換手段と、
復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、
前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロブロックの復号平均値を算出する復号平均値算出手段と、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、
近似信号を算出する近似信号算出手段と、
平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、
直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、
前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、
を有することを特徴とする画像復号装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像復号装置において、
近似関数の傾き情報をエントロピー復号する手段を有し、
前記近似信号算出手段は、
前記傾き情報から近似関数を算出することを特徴とする画像復号装置。
【請求項７】
面内予測画像を作成する面内予測ステップと、
局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、
を有する画像復号方法において、
マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換ステップと、
復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、
前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロックの復号平均値を算出するステップと、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、
平均値補正面内予測画像を算出するステップと、
近似信号を算出する近似信号算出ステップと、
平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、
直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、
前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、
を有することを特徴とする画像復号方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像復号方法において、
近似関数の傾き情報をエントロピー復号するステップを有し、
前記近似信号算出ステップは、
前記傾き情報から近似関数を算出することを特徴とする画像復号方法。
【請求項１】
サブブロック分割手段と、
面内予測画像を作成する面内予測手段と、
局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、
を有する画像符号化装置において、
マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出手段と、
符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、
前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出する手段と、
サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化手段と、
サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出する手段を有し、
さらに、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、
符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出する手段と、
前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出手段と、
残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出する手段と、
前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、
前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、
前記補正面内予測画像と前記復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、
を有する画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像符号化装置において、
前記近似信号算出手段は、
近似信号と残差成分の各成分の差の二乗の和、または絶対値差分和を評価値とし、評価値を最小とするような傾き情報から線形近似信号を算出するものであること、さらに、前記傾き情報をエントロピー符号化し伝送する手段を有することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】
サブブロック分割ステップと、
面内予測画像を作成する面内予測ステップと、
局所復号画像を格納するステップと、
を有する画像符号化方法において、
マクロブロックのサブマクロブロック単位の平均値を算出するサブマクロブロック平均値算出ステップと、
符号化対象マクロブロックの復号済み周辺領域の平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、
前記サブマクロブロック単位の平均値から前記復号済み周辺領域の平均値を減ずることによりサブマクロブロック平均値差分値を算出するステップと、
サブマクロブロック平均値差分値を量子化、逆量子化して逆量子化平均値差分値を算出するサブマクロブロック平均値量子化／逆量子化ステップと、
サブマクロブロック逆量子化平均値差分値と前記復号済み周辺領域の平均値とを足し合わせ、サブマクロブロックの逆量子化平均値を算出するステップを有し、
さらに、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの逆量子化平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出するステップと、
符号化対象原画像から前記平均値補正面内予測画像を減ずることにより、残差成分を算出するステップと、
前記残差成分の近似信号を算出する近似信号算出ステップと、
残差成分から残差成分の近似信号を減ずることにより、残差補正信号を算出するステップと、
前記平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、
前記残差補正信号を直交変換／量子化、逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、
前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、
を有する画像符号化方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画像符号化方法において、
前記近似信号算出ステップは、
近似信号と残差成分の各成分の差の二乗の和、または絶対値差分和を評価値とし、評価値を最小とするような傾き情報から線形近似信号を算出するものであること、さらに、前記傾き情報をエントロピー符号化し伝送するステップを有することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項５】
面内予測画像を作成する面内予測手段と、
局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、
を有する画像復号装置において、
マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換手段と、
復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出手段と、
前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロブロックの復号平均値を算出する復号平均値算出手段と、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出手段と、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、平均値補正面内予測画像を算出する手段と、
近似信号を算出する近似信号算出手段と、
平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成する手段と、
直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成する手段と、
前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成する手段と、
を有することを特徴とする画像復号装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像復号装置において、
近似関数の傾き情報をエントロピー復号する手段を有し、
前記近似信号算出手段は、
前記傾き情報から近似関数を算出することを特徴とする画像復号装置。
【請求項７】
面内予測画像を作成する面内予測ステップと、
局所復号画像を格納する復号フレームバッファと、
を有する画像復号方法において、
マクロブロックのサブブロックの直交変換／量子化平均値差分値を逆量子化／逆変換し、サブマクロブロックの復号平均値差分値を算出する逆量子化／逆変換ステップと、
復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値を算出する対象領域平均値算出ステップと、
前記サブマクロブロックの復号平均値差分値と前記復号対象マクロブロックの周辺領域の復号済み平均値とを足し合わせることにより、サブマクロックの復号平均値を算出するステップと、
サブマクロブロックの面内予測画像の平均値を算出する予測画像平均値算出ステップと、
サブマクロブロックの面内予測画像に、前記サブマクロブロックの復号平均値と前記サブマクロブロックの面内予測画像の平均値の差を足し合わせることにより、
平均値補正面内予測画像を算出するステップと、
近似信号を算出する近似信号算出ステップと、
平均値補正面内予測画像と前記近似信号とを足し合わせることにより、補正面内予測画像を作成するステップと、
直交変換／量子化済み残差補正信号を逆量子化／逆変換し、復号残差補正信号を作成するステップと、
前記補正面内予測画像と復号残差補正信号を足し合わせることによりサブブロックの局所復号画像を作成するステップと、
を有することを特徴とする画像復号方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像復号方法において、
近似関数の傾き情報をエントロピー復号するステップを有し、
前記近似信号算出ステップは、
前記傾き情報から近似関数を算出することを特徴とする画像復号方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７１９１１（Ｐ２０１１−１７１９１１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２５００（Ｐ２０１０−３２５００）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（３０８０３６４０２）ＪＶＣ・ケンウッド・ホールディングス株式会社 (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（３０８０３６４０２）ＪＶＣ・ケンウッド・ホールディングス株式会社 (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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