JP2011229189A - Image prediction encoder, image prediction encoding method, image prediction encoding program, image prediction decoder, image prediction decoding method and image prediction decoding program - Google Patents
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Images
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムに関するもので、とりわけ、テキスチャー合成方法を用いて予測符号化および復号する画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムに関するものである。 The present invention relates to an image predictive encoding device, an image predictive encoding method, an image predictive encoding program, an image predictive decoding device, an image predictive decoding method, and an image predictive decoding program, and in particular, a predictive code using a texture synthesis method. The present invention relates to an image predictive encoding device, an image predictive encoding method, an image predictive encoding program, an image predictive decoding device, an image predictive decoding method, and an image predictive decoding program.
静止画像や動画像データの伝送や蓄積を効率よく行うために、圧縮符号化技術が用いられる。動画像の場合ではMPEG1〜4やITU(InternationalTelecommunication Union)H.261〜H.264の方式が広く用いられている。 In order to efficiently transmit and store still images and moving image data, compression coding technology is used. In the case of moving images, MPEG1-4 and ITU (International Telecommunication Union) H.264. 261-H. H.264 is widely used.
これらの符号化方式では、符号化の対象となる画像を複数のブロックに分割した上で符号化・復号処理を行う。MPEG4やH.264においては、符号化効率をさらに高めるため、画面内の予測符号化については、対象ブロックと同じ画面内にある隣接する既再生の画像信号(圧縮された画像データが復元されたもの)を用いて予測信号を生成した上で、それを対象ブロックの信号から引き算した差分信号を符号化する。画面間の予測符号化については、対象ブロックと異なる画面内にある隣接する既再生の画像信号を参照し、動きの補正を行ない、予測信号を生成し、それを対象ブロックの信号から引き算した差分信号を符号化する。 In these encoding methods, encoding / decoding processing is performed after an image to be encoded is divided into a plurality of blocks. MPEG4 and H.264 In H.264, in order to further increase the coding efficiency, adjacent pre-reproduced image signals (reconstructed compressed image data) in the same screen as the target block are used for predictive coding in the screen. After generating the prediction signal, the difference signal obtained by subtracting the prediction signal from the signal of the target block is encoded. For predictive coding between screens, refer to adjacent previously reproduced image signals in a screen different from the target block, perform motion correction, generate a prediction signal, and subtract it from the signal of the target block Encode the signal.
具体的には、H.264の画面内予測符号化では、符号化の対象となるブロックに隣接する既再生の画素値を所定の方向に外挿して予測信号を生成する方法を採用している。図8は、ITUH.264に用いられる画面内予測方法を説明するための模式図である。図8(A)において、対象ブロック702は符号化の対象となるブロックであり、その対象ブロック702の境界に隣接する画素A〜Mからなる画素群701は隣接領域であり、過去の処理において既に再生された画像信号である。
Specifically, H.C. H.264 intra-screen predictive encoding employs a method of generating a prediction signal by extrapolating already reproduced pixel values adjacent to a block to be encoded in a predetermined direction. FIG. 8 shows ITUH. 2 is a schematic diagram for explaining an intra-screen prediction method used for H.264. In FIG. 8A, a
この場合、対象ブロック702の真上にある隣接画素である画素群701を下方に引き伸ばして予測信号を生成する。また図8(B)では、対象ブロック704の左にある既再生画素(I〜L)を右に引き伸ばして予測信号を生成する。予測信号を生成する具体的な方法はたとえば特許文献1に記載されている。このように図8(A)から(I)に示す方法で生成された9つの予測信号のそれぞれを対象ブロックの画素信号との差分をとり、差分値が最も小さいものを最適の予測信号とする。以上のように、画素を外挿することにより予測信号を生成することができる。以上の内容については、下記特許文献1に記載されている。
In this case, a prediction signal is generated by extending the
しかし、従来技術に用いられる外挿による予測信号の生成方法で画面内予測信号を生成した場合、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度が低下してしまう問題がある。また、図8に示す幾何学的な方向で画素値を引き伸ばす方法は、複雑なテキスチャー信号(絵柄)をもつ画像信号を効率よく予測することができない問題がある。さらに、図8に示すように隣接する画素群(例えば701、703,705…)は復号された画素値であり、符号化による歪(例えば量子化雑音)が含まれているため、それらに基づいて予測信号を生成すると、予測信号の中にも符号化歪を含むことなる。 However, when the intra prediction signal is generated by the extrapolation prediction signal generation method used in the prior art, there is a problem that the prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target block is lowered. Further, the method of extending the pixel value in the geometric direction shown in FIG. 8 has a problem that an image signal having a complicated texture signal (picture) cannot be predicted efficiently. Further, as shown in FIG. 8, adjacent pixel groups (for example, 701, 703, 705...) Are decoded pixel values, and include distortion due to encoding (for example, quantization noise). When the prediction signal is generated in this manner, the prediction signal also includes coding distortion.
そこで、上述の課題を解決するために、本発明は対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度を高めると同時に、複雑なテキスチャー信号(絵柄)をもつ画像に対する予測信号を効率よく生成することができる画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problem, the present invention improves the prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target block, and at the same time efficiently generates a prediction signal for an image having a complex texture signal (picture). An object is to provide a predictive image encoding device, an image predictive encoding method, an image predictive encoding program, an image predictive decoding device, an image predictive decoding method, and an image predictive decoding program.
上述の課題を解決するために、本発明の画像予測符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、上記領域分割手段により分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、上記予測信号生成手段により生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、上記残差信号生成手段により生成された上記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化手段と、を備え、上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an image predictive coding apparatus according to the present invention includes an area dividing unit that divides an input image into a plurality of areas, and a processing target of the plurality of areas divided by the area dividing unit. Prediction signal generation means for generating a prediction signal for the target pixel signal in the target area, and residual signal generation means for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation means and the target pixel signal; Encoding means for encoding the residual signal generated by the residual signal generating means to generate compressed data, wherein the prediction signal generating means is a previously reproduced pixel adjacent to the target pixel signal. A texture signal is generated based on an adjacent region composed of signals, and a prediction signal is generated by processing the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. And wherein the door.
この発明によれば、入力画像を複数の領域に分割し、分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成し、生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成し、生成された上記残差信号を符号化して圧縮データを生成することができる。ここで、この発明では、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the input image is divided into a plurality of regions, a prediction signal for the target pixel signal of the target region that is the processing target among the plurality of divided regions is generated, and the generated prediction signal and the above-described A residual signal with the target pixel signal can be generated, and the generated residual signal can be encoded to generate compressed data. Here, in the present invention, a texture signal is generated based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and the generated texture signal is predicted by processing using a predetermined texture synthesis method. A signal can be generated. As a result, since the prediction signal is generated using the image texture synthesis method, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target region, and to efficiently generate the prediction signal even when the texture signal is complicated. Can do.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive coding apparatus of the present invention generates a plurality of texture signals having a high correlation with the adjacent region based on the adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. It is preferable to generate the prediction signal by generating and processing the plurality of generated texture signals using a predetermined synthesis method.
この発明によれば、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象領域と当該対象領域に接する隣接領域との相関が高い性質を利用することができ、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, a plurality of texture signals having a high correlation with the adjacent area are generated, and the generated plurality of texture signals are determined in advance. The prediction signal can be generated by processing using the synthesis method. As a result, it is possible to use the property that the correlation between the target area and the adjacent area in contact with the target area is high, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target area, and even when the texture signal is complex A prediction signal can be generated efficiently.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive coding apparatus of the present invention is based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and correlates with each of the plurality of adjacent regions. It is preferable to generate a prediction signal by generating a plurality of high texture signals and processing the generated plurality of texture signals using a predetermined synthesis method.
この発明によれば、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象領域と当該対象領域に接する隣接領域との相関が高い性質を利用することができ、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, a plurality of texture signals that are highly correlated with each of the plurality of adjacent regions are generated, The prediction signal can be generated by processing the texture signal using a predetermined synthesis method. As a result, it is possible to use the property that the correlation between the target area and the adjacent area in contact with the target area is high, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target area, A prediction signal can be generated efficiently.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記予測信号生成手段は、さらに、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記テキスチャー信号および上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive coding apparatus of the present invention further generates an extrapolated texture signal by forming pixels by repeating already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal, It is preferable to generate the prediction signal by combining the texture signal and the extrapolation texture signal using a predetermined combining method.
この発明によれば、対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、テキスチャー信号および外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the extrapolated texture signal is generated by repeating the already reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal to form a pixel, and the texture signal and the extrapolated texture signal are used in a predetermined synthesis method. A prediction signal can be generated by combining. Thereby, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target region, and it is possible to efficiently generate a prediction signal even when the texture signal is complicated.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive coding apparatus of the present invention is a pre-reproduced image in which a predictive adjacent region having a high correlation with an adjacent region composed of pre-reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal is determined in advance. It is preferable to search from the search area, and to use the image area determined based on the searched predicted adjacent area as the texture signal.
この発明によれば、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることができる。これにより、対象領域と当該対象領域に隣接する隣接領域との相関が高い性質を利用して、既再生の画像領域から隣接領域に対し誤差の最も少ない領域を予測隣接領域として検出し、その予測隣接領域に隣接すると同時に対象領域に対応する画素群を対象領域のテキスチャー信号とすることで、テキスチャーが複雑な場合でも隣接領域と同じ絵柄の予測信号を生成することができ、また対象領域の境界から離れていても同じ絵柄のテキスチャー信号を生成することができる。 According to the present invention, a predicted adjacent area having a high correlation with respect to an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal is searched from a search area that is a previously reproduced image, and the searched predicted adjacent area is searched for. An image area determined based on the area can be used as a texture signal. As a result, by utilizing the property that the correlation between the target area and the adjacent area adjacent to the target area is high, the area having the least error from the already reproduced image area to the adjacent area is detected as the predicted adjacent area. By making the pixel group that is adjacent to the adjacent area and corresponding to the target area as the texture signal of the target area, even if the texture is complicated, a prediction signal having the same pattern as the adjacent area can be generated, and the boundary of the target area A texture signal having the same pattern can be generated even if the user is away from the station.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記符号化手段は、上記テキスチャー合成方法を示す関連情報を符号化し、上記符号化手段により符号化された符号化信号とともに、符号化された上記関連情報を送出する送出手段を備えることが好ましい。 The encoding means in the image predictive encoding apparatus of the present invention encodes related information indicating the texture synthesis method, and the encoded related information together with the encoded signal encoded by the encoding means. It is preferable to include a sending means for sending the.
この発明によれば、テキスチャー合成方法を示す関連情報を符号化し、符号化された符号化信号とともに、符号化された関連情報を送出することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を受信側に知らせることができ、受信側ではこの知らされたテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成することができるため、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, related information indicating the texture synthesis method can be encoded, and the encoded related information can be transmitted together with the encoded signal. As a result, the image texture synthesis method can be notified to the reception side, and the reception side can generate a prediction signal using the informed texture synthesis method, so that prediction for pixels far away from the boundary of the target region can be performed. A decrease in accuracy can be prevented, and a prediction signal can be efficiently generated even when the texture signal is complicated.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive coding apparatus of the present invention synthesizes the plurality of texture signals for the target pixel signal by performing weighted average processing using a predetermined weighting coefficient, It is preferable to generate a prediction signal.
この発明によれば、対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することができる。これにより生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。 According to the present invention, a prediction signal can be generated by combining a plurality of texture signals for a target pixel signal by performing a weighted average process using a predetermined weighting coefficient. By synthesizing (averaging) the texture signals thus generated, there is an effect that a prediction signal with a small statistical error can be generated.
さらに、隣接領域に基づいて既再生の画像領域との間における差分値が大きな差がない場合における不確定性の課題は、例えば、テンプレートマッチングによって相関の高くなるよう生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。また、本発明によれば、複数のテキスチャー信号に対して重み付け平均処理を行うことによって、それぞれのテキスチャーに含まれる符号化歪を抑える効果があり、誤差の少ない予測信号を生成することができる。 Furthermore, the problem of uncertainty when there is no large difference between the image areas already reproduced based on adjacent areas is, for example, synthesis of texture signals generated so as to have high correlation by template matching ( By averaging), there is an effect that a prediction signal with a small statistical error can be generated. Further, according to the present invention, by performing weighted average processing on a plurality of texture signals, there is an effect of suppressing coding distortion included in each texture, and a prediction signal with few errors can be generated.
また、本発明の画像予測符号化装置における上記予測信号生成手段は、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、上記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、それぞれ生成されたテキスチャー信号を予め定められたテキスチャー合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive coding apparatus of the present invention is configured to make an adjacency composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from the first search area within the same screen as the target pixel signal. Based on the region, at least one texture signal having a high correlation with the adjacent region is generated, and the already-reproduced pixel adjacent to the target pixel signal from the second search region that is a different screen from the first search region Generate at least one texture signal highly correlated with the adjacent region based on the adjacent region consisting of the signals, and generate a prediction signal by synthesizing each generated texture signal using a predetermined texture synthesis method It is preferable to do.
この発明によれば、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、上記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、それぞれ生成されたテキスチャー信号を予め定められたテキスチャー合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the first search area within the same screen as the target pixel signal has a high correlation with the adjacent area based on the adjacent area including the already reproduced pixel signal adjacent to the target pixel signal. Generate at least one texture signal, and based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a second search area that is a different screen from the first search area, the adjacent area Can generate a prediction signal by generating at least one texture signal having a high correlation with each other and synthesizing the generated texture signals using a predetermined texture synthesis method. As a result, since the prediction signal is generated using the image texture synthesis method, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target region, and to efficiently generate the prediction signal even when the texture signal is complicated. Can do.
また、本発明の画像予測符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、上記領域分割手段により分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、上記予測信号生成手段により生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、上記残差信号生成手段により生成された上記残差信号を符号化して圧縮信号を生成する符号化手段と、を備え、上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive coding apparatus according to the present invention includes a region dividing unit that divides an input image into a plurality of regions, and a target pixel of a target region that is a processing target of the plurality of regions divided by the region dividing unit. A prediction signal generation unit that generates a prediction signal for the signal, a residual signal generation unit that generates a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation unit and the target pixel signal, and the residual signal generation unit Encoding means for encoding the residual signal generated in step (b) to generate a compressed signal, wherein the prediction signal generation means forms a pixel by repeating the already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal. Generating an extrapolated texture signal and synthesizing the extrapolated texture signal using a predetermined synthesis method to generate a prediction signal.
この発明によれば、入力画像を複数の領域に分割し、分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成し、生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成し、生成された上記残差信号を符号化して圧縮信号を生成することができる。さらに、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the input image is divided into a plurality of regions, a prediction signal for the target pixel signal of the target region that is the processing target among the plurality of divided regions is generated, and the generated prediction signal and the above-described A residual signal with the target pixel signal is generated, and the generated residual signal can be encoded to generate a compressed signal. Further, an extrapolated texture signal is generated by repeating the previously reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal to form a pixel, and the extrapolated texture signal is synthesized by using a predetermined synthesis method. A signal can be generated. Thereby, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target region, and it is possible to efficiently generate a prediction signal even when the texture signal is complicated.
また、本発明の画像予測復号装置は、圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、上記予測信号生成手段により生成された予測信号と上記残差信号復元手段により復元された再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備え、上記予測信号生成手段は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive decoding apparatus according to the present invention also includes a residual signal restoring unit that extracts a residual signal related to a target region to be processed from compressed data and restores the residual signal to a reproduced residual signal, and a target pixel of the target region. A prediction signal generation means for generating a prediction signal for the signal, and a prediction signal generated by the prediction signal generation means and a reproduction residual signal restored by the residual signal restoration means, An image restoration means for restoring a pixel signal, wherein the prediction signal generation means generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and the generated texture signal is stored in advance. A prediction signal is generated by processing using a predetermined synthesis method.
この発明によれば、圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元し、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成し、生成された予測信号と上記残差信号復元手段により復元された再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元し、復元された画素信号を参照画像として記憶することができる。そして、記憶されている、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。 According to the present invention, a residual signal related to a target region to be processed is extracted from the compressed data, restored to a reproduction residual signal, and a prediction signal for the target pixel signal of the target region is generated and generated. By adding the prediction signal and the reproduction residual signal restored by the residual signal restoration means, the pixel signal of the target area can be restored, and the restored pixel signal can be stored as a reference image. Then, a prediction signal is generated by generating a texture signal based on a stored adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processing the generated texture signal using a predetermined synthesis method Can be generated.
また、本発明の画像予測復号装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive decoding apparatus of the present invention generates a plurality of texture signals having high correlation with the adjacent region based on the adjacent region composed of the already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. Then, it is preferable to generate the prediction signal by processing the generated plurality of texture signals using a predetermined synthesis method.
この発明によれば、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象領域と当該対象領域に接する隣接領域との相関が高い性質を利用することができ、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, a plurality of texture signals having a high correlation with the adjacent area are generated, and the generated plurality of texture signals are determined in advance. The prediction signal can be generated by processing using the synthesis method. As a result, it is possible to use the property that the correlation between the target area and the adjacent area in contact with the target area is high, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target area, A prediction signal can be generated efficiently.
また、本発明の画像予測復号装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive decoding device of the present invention has a high correlation with each of the plurality of adjacent regions based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. It is preferable to generate a prediction signal by generating a plurality of texture signals and processing the generated plurality of texture signals using a predetermined synthesis method.
この発明によれば、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。 According to the present invention, based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, a plurality of texture signals that are highly correlated with each of the plurality of adjacent regions are generated, The prediction signal can be generated by processing the texture signal using a predetermined synthesis method.
これにより、対象領域と当該対象領域に接する隣接領域との相関が高い性質を利用することができ、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 As a result, it is possible to use the property that the correlation between the target area and the adjacent area in contact with the target area is high, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target area, A prediction signal can be generated efficiently.
また、本発明の画像予測復号装置における上記予測信号生成手段は、さらに、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記テキスチャー信号および上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive decoding apparatus of the present invention further generates an extrapolated texture signal by repeating the already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal to form a pixel, and the texture It is preferable to generate the prediction signal by combining the signal and the extrapolation texture signal using a predetermined combining method.
この発明によれば、対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、テキスチャー信号および外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the extrapolated texture signal is generated by repeating the already reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal to form a pixel, and the texture signal and the extrapolated texture signal are used in a predetermined synthesis method. A prediction signal can be generated by combining. Thereby, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target region, and it is possible to efficiently generate a prediction signal even when the texture signal is complicated.
また、本発明の画像予測復号装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive decoding apparatus of the present invention is a pre-reproduced image in which a prediction adjacent region having a high correlation with respect to an adjacent region composed of pre-reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal is determined in advance. It is preferable to search from a certain search area and use an image area defined based on the searched predicted adjacent area as a texture signal.
この発明によれば、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることができる。これにより、対象領域とそれに接する隣接領域との相関が高い性質を利用して、既再生の画像領域から対象隣接領域に対し誤差の最も少ない領域を予測隣接領域として検出し、その予測隣接領域に隣接すると同時に対象領域に対応する画素群を対象領域のテキスチャー信号とすることで、テキスチャーが複雑な場合でも対象隣接領域と同じ絵柄の予測信号を生成することができ、また対象領域の境界から離れていても同じ絵柄のテキスチャー信号を生成することができる。 According to the present invention, a predicted adjacent area having a high correlation with respect to an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal is searched from a search area that is a previously reproduced image, and the searched predicted adjacent area is searched for. An image area determined based on the area can be used as a texture signal. As a result, by utilizing the property that the correlation between the target region and the adjacent region adjacent to the target region is high, the region having the least error relative to the target adjacent region is detected as a predicted adjacent region from the already reproduced image region, and the predicted adjacent region is By making the pixel group corresponding to the target area at the same time adjacent to the target area as a texture signal, a prediction signal having the same pattern as that of the target adjacent area can be generated even when the texture is complex, and it is separated from the boundary of the target area. The texture signal of the same pattern can be generated.
また、本発明の画像予測復号装置における上記圧縮データは、テキスチャー合成方法を示す関連情報を含み、上記予測信号生成手段は、上記関連情報を利用して上記対象領域のテキスチャー信号を形成することが好ましい。 The compressed data in the image predictive decoding device of the present invention may include related information indicating a texture synthesis method, and the predicted signal generation unit may form a texture signal of the target region using the related information. preferable.
この発明によれば、圧縮データには、テキスチャー合成方法を示す関連情報が含まれており、この関連情報を利用して対象領域のテキスチャー信号を形成することができる。これにより、受信側ではテキスチャー合成方法を知ることができ、この知らされたテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成することができるため、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the compressed data includes related information indicating the texture synthesis method, and a texture signal of the target region can be formed using the related information. As a result, the receiving side can know the texture synthesis method, and can generate a prediction signal using this known texture synthesis method, thus preventing a decrease in prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target region. Thus, even when the texture signal is complicated, the prediction signal can be generated efficiently.
また、本発明の画像予測復号装置における上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することが好ましい。 Further, the prediction signal generation means in the image predictive decoding apparatus of the present invention combines the plurality of texture signals with respect to the target pixel signal by performing weighted average processing using a predetermined weighting coefficient, thereby predicting Preferably, a signal is generated.
この発明によれば、対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することができる。これにより、相関が高くなるように、例えばテンプレートマッチングによって生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。 According to the present invention, a prediction signal can be generated by combining a plurality of texture signals for a target pixel signal by performing a weighted average process using a predetermined weighting coefficient. As a result, there is an effect that a prediction signal with a small error can be generated statistically by synthesizing (averaging) the texture signals generated by template matching so that the correlation becomes high.
さらに、隣接領域に基づいて既再生の画像領域との間における差分値が大きな差がない場合における不確定性の課題は、例えばテンプレートマッチングによって相関の高くなるように生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。また、本発明によれば、複数のテキスチャー信号を重み付け平均処理を行うことによって、それぞれのテキスチャーに含まれる符号化歪を抑える効果があり、誤差の少ない予測信号を生成することができる。 Furthermore, the problem of uncertainty when there is no large difference between the image area already reproduced based on the adjacent area is, for example, synthesis of texture signals generated so as to have a high correlation by template matching ( By averaging), there is an effect that a prediction signal with a small statistical error can be generated. In addition, according to the present invention, by performing weighted averaging processing on a plurality of texture signals, there is an effect of suppressing coding distortion included in each texture, and a prediction signal with few errors can be generated.
また、本発明の画像予測復号装置における上記予測信号生成手段は、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、上記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、それぞれ生成されたテキスチャー信号を合成することにより予測信号を生成することが好ましい。 In addition, the prediction signal generation means in the image predictive decoding device of the present invention is configured such that the adjacent region including the already reproduced pixel signal adjacent to the target pixel signal from the first search region within the same screen as the target pixel signal. And at least one texture signal having a high correlation with the adjacent region, and a pixel signal that has already been reproduced and is adjacent to the target pixel signal from a second search region that is a different screen from the first search region. It is preferable that a prediction signal is generated by generating at least one texture signal having a high correlation with the adjacent region based on the adjacent region and synthesizing the generated texture signals.
この発明によれば、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、上記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、それぞれ生成されたテキスチャー信号を予め定められたテキスチャー合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, the first search area within the same screen as the target pixel signal has a high correlation with the adjacent area based on the adjacent area including the already reproduced pixel signal adjacent to the target pixel signal. Generate at least one texture signal, and based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a second search area that is a different screen from the first search area, the adjacent area Can generate a prediction signal by generating at least one texture signal having a high correlation with each other and synthesizing the generated texture signals using a predetermined texture synthesis method. As a result, since the prediction signal is generated using the image texture synthesis method, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target region, and to efficiently generate the prediction signal even when the texture signal is complicated. Can do.
また、本発明の画像予測復号装置は、圧縮データの中から上記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、を備え、上記予測信号生成手段は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成する。 In addition, the image predictive decoding apparatus of the present invention includes a residual signal restoration unit that extracts a residual signal related to the target region from compressed data and restores the residual signal to a reproduced residual signal, and predicts the target pixel signal of the target region. A prediction signal generation unit that generates a signal; and an image restoration unit that restores the pixel signal of the target region by adding the prediction signal and the reproduction residual signal, and the prediction signal generation unit includes: An extrapolated texture signal is generated by forming a pixel by repeating previously reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal, and a predicted signal is synthesized by synthesizing the extrapolated texture signal using a predetermined synthesis method. Generate.
この発明によれば、圧縮データの中から上記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元し、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成し、予測信号と再生残差信号とを加算することによって、対象領域の画素信号を復元することができる。そして、対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, a residual signal related to the target region is extracted from the compressed data and restored to a reproduction residual signal, a prediction signal for the target pixel signal of the target region is generated, and the prediction signal and the reproduction residual are generated. By adding the signal, the pixel signal of the target region can be restored. Then, an extrapolated texture signal is generated by repeating the already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal to form a pixel, and the extrapolated texture signal is synthesized by using a predetermined synthesis method. Can be generated. Thereby, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target region, and it is possible to efficiently generate a prediction signal even when the texture signal is complicated.
なお、本発明は、上記のように画像予測符号化装置および画像予測復号装置の発明として記述できる他に、以下のように動画像符号化方法、動画像符号化プログラム、動画像復号方法及び動画像復号プログラムの発明としても記述することができる。これはカテゴリ等が異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。 Note that the present invention can be described as the invention of the image predictive encoding device and the image predictive decoding device as described above, as well as the moving image encoding method, the moving image encoding program, the moving image decoding method, and the moving image as follows. It can also be described as an invention of an image decoding program. This is substantially the same invention only in different categories and the like, and has the same operations and effects.
本発明の画像予測符号化方法は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、上記領域分割ステップにより分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、上記予測信号生成ステップにより生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、上記残差信号生成ステップにより生成された上記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化ステップと、を備え、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive coding method according to the present invention includes a region dividing step of dividing an input image into a plurality of regions, and a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region dividing step. Generated by a prediction signal generation step for generating a prediction signal, a residual signal generation step for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation step and the target pixel signal, and the residual signal generation step Encoding the residual signal thus generated to generate compressed data, and the prediction signal generation step includes a texture based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. Generate a prediction signal by generating a signal and processing the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method And wherein the Rukoto.
また、本発明の画像予測符号化方法は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、上記領域分割ステップにより分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、上記予測信号生成ステップにより生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、上記残差信号生成ステップにより生成された上記残差信号を符号化して圧縮信号を生成する符号化ステップと、を備え、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive coding method according to the present invention includes a region dividing step for dividing an input image into a plurality of regions, and a target pixel of a target region that is a processing target of the plurality of regions divided by the region dividing step. A prediction signal generation step for generating a prediction signal for the signal, a residual signal generation step for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation step and the target pixel signal, and the residual signal generation step An encoding step of encoding the residual signal generated by the step of generating a compressed signal, and the prediction signal generation step forms pixels by repeating already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal To generate an extrapolation texture signal, and generate the prediction signal by synthesizing the extrapolation texture signal using a predetermined synthesis method. Characterized in that it.
また、本発明の画像予測復号方法は、圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、上記予測信号生成ステップにより生成された予測信号と上記残差信号復元ステップにより復元された再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備え、上記予測信号生成ステップは、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive decoding method according to the present invention also includes a residual signal restoration step for extracting a residual signal relating to a target region to be processed from compressed data and restoring the residual signal to a reproduced residual signal, and a target pixel of the target region. A prediction signal generation step for generating a prediction signal for the signal, and a prediction signal generated by the prediction signal generation step and a reproduction residual signal restored by the residual signal restoration step, An image restoration step for restoring a pixel signal, wherein the prediction signal generation step generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and the generated texture signal is stored in advance. A prediction signal is generated by processing using a predetermined synthesis method.
また、本発明の画像予測復号方法は、圧縮データの中から上記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、を備え、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive decoding method of the present invention also includes a residual signal restoration step for extracting a residual signal related to the target region from compressed data and restoring it to a reproduced residual signal, and a prediction for the target pixel signal of the target region. A prediction signal generation step of generating a signal, and an image restoration step of restoring the pixel signal of the target region by adding the prediction signal and the reproduction residual signal, and the prediction signal generation step includes: An extrapolated texture signal is generated by forming a pixel by repeating previously reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal, and a predicted signal is synthesized by synthesizing the extrapolated texture signal using a predetermined synthesis method. It is characterized by generating.
また、本発明の画像予測符号化プログラムは、入力画像を複数の領域に分割する領域分割モジュールと、上記領域分割モジュールにより分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、上記予測信号生成モジュールにより生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成モジュールと、上記残差信号生成モジュールにより生成された上記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化モジュールと、を備え、上記予測信号生成モジュールは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive coding program according to the present invention includes a region dividing module that divides an input image into a plurality of regions, and a target pixel of a target region that is a processing target of the plurality of regions divided by the region dividing module. A prediction signal generation module that generates a prediction signal for the signal, a residual signal generation module that generates a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation module and the target pixel signal, and the residual signal generation module An encoding module that generates compressed data by encoding the residual signal generated by step (a), and the prediction signal generation module is based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. To generate a texture signal and process the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. And generates a prediction signal by.
また、本発明の画像予測符号化プログラムは、入力画像を複数の領域に分割する領域分割モジュールと、上記領域分割モジュールにより分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、上記予測信号生成モジュールにより生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成モジュールと、上記残差信号生成モジュールにより生成された上記残差信号を符号化して圧縮信号を生成する符号化モジュールと、を備え、上記予測信号生成モジュールは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive coding program according to the present invention includes a region dividing module that divides an input image into a plurality of regions, and a target pixel of a target region that is a processing target of the plurality of regions divided by the region dividing module. A prediction signal generation module that generates a prediction signal for the signal, a residual signal generation module that generates a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation module and the target pixel signal, and the residual signal generation module An encoding module that encodes the residual signal generated by step (b) to generate a compressed signal, and the prediction signal generation module forms a pixel by repeating the already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal To generate an extrapolation texture signal and synthesize the extrapolation texture signal using a predetermined synthesis method. And generates a prediction signal by the.
また、本発明の画像予測復号プログラムは、圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元モジュールと、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、上記予測信号生成モジュールにより生成された予測信号と上記残差信号復元モジュールにより復元された再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元する画像復元モジュールと、を備え、上記予測信号生成モジュールは、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする。 The image predictive decoding program according to the present invention includes a residual signal restoration module that extracts a residual signal related to a target region to be processed from compressed data and restores the residual signal to a reproduced residual signal, and a target pixel of the target region. A prediction signal generation module that generates a prediction signal for the signal; and by adding the prediction signal generated by the prediction signal generation module and the reproduction residual signal restored by the residual signal restoration module, An image restoration module that restores a pixel signal, and the prediction signal generation module generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and the generated texture signal is stored in advance. A prediction signal is generated by processing using a predetermined synthesis method.
また、本発明の画像予測復号方法は、圧縮データの中から上記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元モジュールと、上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元する画像復元モジュールと、を備え、上記予測信号生成モジュールは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする。 In addition, the image predictive decoding method of the present invention includes a residual signal restoration module that extracts a residual signal related to the target region from compressed data and restores the residual signal to a reproduced residual signal, and predicts the target pixel signal of the target region. A prediction signal generation module that generates a signal, and an image restoration module that restores the pixel signal of the target region by adding the prediction signal and the reproduction residual signal, and the prediction signal generation module includes: An extrapolated texture signal is generated by forming a pixel by repeating previously reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal, and a predicted signal is synthesized by synthesizing the extrapolated texture signal using a predetermined synthesis method. It is characterized by generating.
本発明によれば、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象領域の境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。 According to the present invention, since the prediction signal is generated using the image texture synthesis method, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far from the boundary of the target region, and to efficiently generate the prediction signal even when the texture signal is complicated. Can be generated.
本発明は、一実施形態のために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 The present invention can be readily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown for the embodiments. Subsequently, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施形態による画像予測符号化装置100を示すブロック図である。この画像予測符号化装置100は、入力端子101、ブロック分割器102、予測信号生成器103、フレームメモリ104、減算器105、変換器106、量子化器107、逆量子化器108、逆変換器109、加算器110、エントロピー符号化器111、出力端子112を含んで構成されている。変換器106と量子化器107とは符号化手段として機能する。
FIG. 1 is a block diagram showing an image
以上のように構成された画像予測符号化装置100について、以下その構成について説明する。
The configuration of the image
入力端子101は、複数枚の画像からなる動画像の信号を入力する端子である。
The
ブロック分割器102は、入力端子101から入力された動画像の信号であって、符号化の対象なる画像を複数の領域に分割する。本発明による実施形態では、8x8の画素からなるブロックに分割するが、それ以外のブロックの大きさまたは形に分割してもよい。
The
予測信号生成器103は、符号化処理の対象となる対象領域(対象ブロック)に対して予測信号を生成する部分である。この予測信号生成器103の具体的な処理については後述する。
The
減算器105は、ラインL102を経由して入力されたブロック分割器102で分割されて得られた対象領域から、ラインL103を経由して入力された予測信号生成器103にて生成された予測信号を減算して、残差信号を生成する部分である。減算器105は、減算して得た残差信号を、L105を経由して変換器106に出力する。
The
変換器106は、減算されて得られた残差信号を離散コサイン変換する部分である。また、量子化器107は、変換器106により離散コサイン変換された変換係数を量子化する部分である。エントロピー符号化器111は、量子化器107により量子化された変換係数を符号化してL111を経由して、予測方法に関する情報とともに出力する。出力端子112は、エントロピー符号化器111から入力した情報を外部に出力する。
The
逆量子化器108は、量子化された変換係数を逆量子化し、逆変換器109は逆離散コサイン変換し、残差信号を復元する。加算器110は、復元された残差信号とラインL103から送られた予測信号とを加算し、対象ブロックの信号を再生し、フレームメモリ104に格納する。本実施の形態では変換器106と逆変換器109とを用いているが、これらの変換器に代わるほかの変換処理を用いてもよく、変換器106と逆変換器109とは必ずしも必須ではない。このように、後続の対象領域に対する画面内予測もしくは画面間予測を行うために、圧縮された対象領域の画素信号は逆処理され復元され、フレームメモリ104に記憶される。
The
つぎに、予測信号生成器103の詳細について説明する。予測信号生成器103は、符号化処理の対象となる対象領域(以下、対象ブロックと称する)に対して、予測信号を生成する。本発明による実施形態では、2種類の予測方法が用いられる。すなわち、予測信号生成器103は、画面間予測方法と画面内予測方法との少なくともいずれか一方を用いて予測信号を生成する。
Next, details of the
画面間予測方法を用いた予測信号生成器103は、過去に符号化された後に復元された再生画像を参照画像として、この参照画像から対象ブロックに対する誤差の最も小さい予測信号を与える動き情報を求める。この処理は動き検出と呼ばれる。また場合に応じて、対象ブロックを再分割し、再分割された小領域に対し画面間予測方法を決定してもよい。この場合、予測信号生成器103は、各種の分割方法の中から、対象ブロック全体に対し最も効率のよい分割方法及びそれぞれの動き情報を決定する。本発明による実施形態では、予測信号生成器103は、上述の予測信号の生成を行うために、対象ブロックはラインL102、参照画像はL104経由で入力される。また、予測信号生成器103は、参照画像としては、過去に符号化され復元された複数の画像を参照画像として用いる。詳細は従来の技術であるMPEG−2または4、ITUH.264のいずれの方法と同じである。
The
このように決定された動き情報及び小領域の分割方法はラインL112経由でエントロピー符号化器111に送られ符号化した上で出力端子112から送出される。予測信号生成器103では、小領域の分割方法及びそれぞれの小領域に対応する動き情報をもとにフレームメモリ104から参照画像を取得し、画面間予測信号を生成する。このように生成された画面間予測信号はラインL103経由で減算器105に送られる。
The motion information and the small area dividing method determined in this way are sent to the
画面内予測方法を用いた予測信号生成器103は、対象ブロックに空間的に隣接する既再生の画素値を用いて画面内予測信号を生成する。具体的には、予測信号生成器103は、フレームメモリ104から同じ画面内にある既再生の画素信号を取得し、所定の方法で予測信号を生成する画面内予測方法を決定し、当該決定した画面内予測方法に基づいて画面内予測信号を生成する。一方、予測方法に関する情報は、ラインL112経由でエントロピー符号化器111に送られ符号化した上で出力端子112から送出される。このように生成された画面間予測信号は減算器105に送られる。予測信号生成器103の詳細の処理は後に説明する。
The
上述のように求められた画面間予測信号と画面内予測信号に対し、誤差の最も小さいものが選択され、減算器105に送られる。但し、一枚目の画像については、過去の画像がないため、全ての対象ブロックは画面内予測で処理される。なお、下記に述べる画面内予測信号の生成方法は写真などの静止画像の符号化・復号にも適用できる。
Of the inter-screen prediction signal and the intra-screen prediction signal obtained as described above, the signal having the smallest error is selected and sent to the
減算器105にて対象ブロックの信号(ラインL102経由)から予測信号(ラインL103経由)を引き算し、残差信号を生成する。この残差信号は変換器106にて離散コサイン変換され、その各変換係数は量子化器107にて量子化される。最後にエントロピー符号化器111にて量子化された変換係数を予測信号の生成方法に関する情報とともに符号化して、出力端子112より送出される。
The
つぎに、本発明による予測信号生成器103の処理について、画面内予測方法の場合を中心に説明する。画面間予測方法の場合にも同じように適用可能である。図2は、本発明の実施形態による画像予測符号化装置に用いられる予測信号生成器103を示すブロック図であり、予測信号生成器103は、テキスチャー合成器201とテキスチャー信号決定器202とを含んで構成されている。
Next, the processing of the
テキスチャー合成器201は、ラインL104経由で図1のフレームメモリ104から、過去の処理で既に再生された画像信号(再生画像信号)が入力される。また、テキスチャー合成器201は、画面内予測方法を用いた場合には、対象ブロックと同じ画面内にある再生画像信号が入力され、画面間予測方法を用いた場合には、対象ブロックと異なる画面(フレームまたはフィールド)にある再生画像信号が入力される。そして、このテキスチャー合成器201は、下記に説明するような方法で複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号をテキスチャー信号決定器202に出力する。
The
テキスチャー信号決定器202は、テキスチャー合成器201からテキスチャー信号が出力されると同時に、対象ブロックの画像信号をラインL102経由で入力する。そして、テキスチャー信号決定器202は、入力した複数のテキスチャー信号のそれぞれに対し、対象ブロックの画像信号と比較し、誤差の最も小さいテキスチャー信号を対象ブロックの予測信号としてラインL103経由で出力する。本実施の形態では、テキスチャー信号決定器202は、対象ブロックの画像信号とテキスチャー信号との間で画素値の絶対差分値の総和を用いて誤差値を求めて、最も小さい誤差値を与えるテキスチャー信号を予測信号と決定する。
The
つぎに、図3を用いて、テキスチャー合成器201について説明する。図3は、本発明の実施形態による画像予測符号化装置100に用いられるテキスチャー合成器201を示すブロック図である。このテキスチャー合成器201は、合成器301、加算器302、重み付け器303〜306、テキスチャー生成器307〜308、第1外挿器309〜第N外挿器310を含んで構成されている。ここで、テキスチャー生成器307は、第1テキスチャー取得器311および第1マッチング器312を備え、テキスチャー生成器308は、第Mテキスチャー取得器313および第Mマッチング器314を備えている。図3ではM個のテキスチャー生成器及びN個の信号外挿器を用いている。本実施の形態では、M=5、N=9であるが、それ以外の数値でもよい。例えば、M=0、N=9で、またはM=5、N=0でもよい。
Next, the
まず、テキスチャー生成器307の動作を説明する。第1マッチング器312はラインL104経由でフレームメモリ104にある再生画像信号にアクセスし、マッチング処理を行なう。ここで、このマッチング処理について説明する。図4は、本発明の実施形態によるテキスチャー生成方法におけるマッチング処理を説明するための模式図である。ここでは対象ブロック402に対する予測信号を生成する場合について説明する。
First, the operation of the
ある対象ブロックに対し予め決められた方法で「対象隣接領域」(テンプレートともいう)と「探索領域」とを設定する。本実施の形態では対象ブロック402に接しており、それより前に再生され同じ画面内にある再生画像の一部(全部でもよい)を探索領域401と設定する。「対象隣接領域」としては対象ブロック402に隣接する既再生の画素群(逆L文字の領域)406を用いる。
A “target adjacent region” (also referred to as a template) and a “search region” are set for a certain target block by a predetermined method. In this embodiment, a part (or all) of the reproduced images that are in contact with the
なお、探索領域401は対象ブロック402と全く接していなくてもよい。また、対象隣接領域406は少なくとも1画素で対象ブロック402と接していればよい。また、探索領域401において、対象隣接領域406と同じ形状を有する画素群との間で、対応する画素間の絶対誤差値の和(SAD)を求め、最も小さいSADを与える領域を検索し、それを「予測隣接領域」とする。
Note that the
図4では、「予測隣接領域」は、予測隣接領域408が決定されている。そして、予測隣接領域408に接している領域407が対象ブロック402に対するテキスチャー信号と決定される。ここでは、予測隣接領域408とテキスチャー信号を示す領域407との位置関係は、対象ブロック402と対象隣接領域406と同じ関係にあるが、そうでなくてもよい。
In FIG. 4, the predicted
このようにしてテキスチャー信号が決定されると、第1マッチング器312は、予測隣接領域408の座標に関する座標情報、またはテキスチャー信号である領域407の座標に関する座標情報をL312経由で第1テキスチャー取得器311に送出する。第1テキスチャー取得器311は、上記座標情報に基づいてラインL314経由で、フレームメモリ104(図1参照)からテキスチャー信号である領域407の画素信号を取得し、ラインL307経由で合成器301に出力する。
When the texture signal is determined in this way, the
このような処理により、対象ブロック402の隣接領域406に近い(誤差の小さい)領域407が探索領域401から探索され、テキスチャー信号として生成される。
By such processing, a
図5は、本発明の実施形態によるテキスチャー生成器307におけるテキスチャー生成方法を示すフローチャートである。第1マッチング器312により対象ブロックに隣接する対象隣接領域が取得される(S411)。つぎに、第1マッチング器312により取得された対象隣接領域について、第1テキスチャー取得器311により、対象隣接領域と探索領域にある同じ形状の画素群との絶対値和SAD値が求められる(S412)。第1テキスチャー取得器311によりSAD値が今までのSAD値の最小値と比較され(S413)、SAD値が最小値より小さいと、第1テキスチャー取得器311により判断された場合、S414に進み、そうでないと判断された場合、S415に進む。なお、最小値の初期値は予め定められているものとする。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a texture generation method in the
S412で求められたSAD値は最小値として第1テキスチャー取得器311により設定され、予測対象領域に隣接する領域の画素信号が対象ブロックのテキスチャー信号であると第1テキスチャー取得器311により決定される(S414)。その後、第1マッチング器312により探索領域401が全部探索済みか否かが確認され(S415)、全部探索済みではないと判断された場合、S412に戻り、第1テキスチャー取得器311により対象隣接領域406と探索領域401にある(同じ形状の)別の画素群との絶対値和SADが求められる。全部探索済みとなった場合はひとつの対象ブロック(ここでは対象ブロック402)に対する処理が終了となる。そして、次の対象ブロック403〜405と順次同様の処理が行われる。
The SAD value obtained in S412 is set by the first
以上の処理により、テキスチャー生成器307においては、対象ブロック402に隣接する対象隣接領域406を用いて探索領域401から予測隣接領域408を探索し、この予測隣接領域408に隣接する領域407をテキスチャー信号として決定して得ることができる。
With the above processing, the
なお、図5では対象ブロックと同じ画面内(フレーム、またはフィールドのいずれもよい)にある探索領域401を用いた処理を説明したが、探索領域は対象ブロックと異なる画面内にあり、既に再生された信号を用いてもよい。この場合、予測隣接領域および当該予測隣接領域に隣接するテキスチャー信号は対象ブロックと異なる画面から取得することになる。さらに、探索領域として、対象ブロックと同じ画面および異なる画面の両方にある既再生の画像信号を用いてもよい。この場合、合成の対象となるテキスチャー信号は、対象ブロックと同じ画面内から探索されたテキスチャー信号と、異なる画面内から探索されたテキスチャー信号になる。
In FIG. 5, the processing using the
つぎに、テキスチャー生成器308の動作について説明する。テキスチャー生成器308の動作はテキスチャー生成器307とほとんど同じであるが、このテキスチャー生成器308は、図4で示される対象隣接領域406を別の形状を有する領域を用いて探索を行う。図6は、当該異なる対象隣接領域の形状の一例を示す図である。図6に示すように形状としては、対象ブロック502の左側に形成される長方形の領域501、対象ブロック504の上側に形成される長方形の領域503、対象ブロック504の左斜め上に形成される領域505、対象ブロック508の上側から左側にかけて三角形状に形成される領域507が考えられるが、これに限定されるものではない。
Next, the operation of the
そして、テキスチャー生成器308は、図6(D)の形状をする対象隣接領域で図5で示される処理を行ない、対応するテキスチャー信号を生成する。また、そのほかのテキスチャー生成器(図示せず)は、それぞれ図6(A),(B)、(C)に示す形状の対象隣接領域を用いて、テキスチャー信号を生成する。
Then, the
このように、テキスチャー生成器307、308、および図示しない他のテキスチャー生成器は、それぞれM個(M=5)のテキスチャー信号を生成し、合成器301に出力する。なお、図6では、対象ブロックを2x2画素からなる場合について説明したが、図7に示すように、対象ブロックが4x4画素、または8x8画素の場合でも同じような処理でテキスチャー信号を生成する。なお、対象ブロックが4x4画素については、対象ブロック602に対して領域601、対象ブロック604に対して領域603、対象ブロック606に対して領域605、対象ブロック608に対して領域607aおよび607bが考えられる。また、同様に、8x8画素については、対象ブロック610に対して領域609、対象ブロック612に対して領域611、対象ブロック614に対して領域613、対象ブロック616に対して領域615aおよび615bが考えられる。
In this manner, the
つぎに、第1外挿器309の動作について説明する。信号外挿器309は、対象ブロック(例えば対象ブロック402)に隣接する既再生の画素の値をそのまま繰り返して形成された画素を用いる、いわゆる信号を外挿することにより、テキスチャー信号を生成する。図8は、この方法を用いたテキスチャー信号の生成を示す模式図である。図8(A)は、対象ブロック702の上部にある既再生の画素701(A〜D)の値を矢印の方向に繰り返すことによって信号を外挿する。図8(B)は既再生の画素703(I〜L)を矢印の方向に繰り返すことによって信号を外挿する。図8(C)は既再生の画素705(A〜DとI〜L)の平均値で対象ブロック706の画素値とする。
Next, the operation of the
図8(D)から(I)の処理も図示の通り、既再生の画素(707〜717)を矢印の方向に繰り返すことによって、信号を外挿することにより信号が形成される。図3に示されるN個(N=9)の第1外挿器309〜第N外挿器310は、これらの方法でN個のテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を合成器301に出力する。
As shown in FIGS. 8D to 8I, the signal is formed by extrapolating the signal by repeating the already reproduced pixels (707 to 717) in the direction of the arrow. The N (N = 9)
引き続き図3に示される構成について説明する。合成器301は、入力された複数のテキスチャー信号を予め定められた演算処理を行うことによって、複数個(M+N個)のテキスチャー信号を合成し、ラインL202経由で出力する。本実施の形態では、入力された複数のテキスチャー信号から、複数のK個の合成テキスチャー信号(またはテキスチャー信号)を生成する。
Next, the configuration shown in FIG. 3 will be described. The
すなわち、合成器301は、テキスチャー生成器307、308からのテキスチャー信号を平均化して第1の合成テキスチャー信号を生成する。この場合、重み付け器303、304の重み値は(1/M)で、重み付け器305、306の重み値は0である。また、合成器301は、第1外挿器309の出力を用いて第2の合成テキスチャー信号を生成する。この場合、重み付け器305の重み値は1で、それ以外の重み付け器の重み値は0である。さらに合成器301は、第N外挿器310の出力を用いて第3の合成テキスチャー信号を生成する。この場合、重み付け器306の重み値は1で、それ以外の重み付け器の重み値は0である。
That is, the
また、合成器301は、図示されていない他の信号外挿器からの出力を用いて生成されたテキスチャー信号(外挿テキスチャー信号)を合成テキスチャー信号として生成し、出力する。なお、合成器301は、上述した重み値以外の重み値を用いて、複数の合成テキスチャー信号を生成してもよい。例えば、重み付け器303の重み値が1かつそれ以外の重み付け器の重み値が0の場合や、重み付け器304の重み値が1かつそれ以外の重み付け器の重み値が0の場合、信号外挿器に接続されている重み付け器305、306の重み値がそれぞれ1/Nかつそれ以外の重み付け器の重み値は0の場合を用いることができる。また、別の組み合わせとして、合成器301に入力されるテキスチャー信号を2つずつ組み合わせて、重み付け平均化し合成テキスチャー信号を生成してもよい。この場合、テキスチャー生成器によるテキスチャー信号と信号外挿器によるテキスチャー信号を組み合わせて合成することもある。
Further, the
以上のとおり、合成器301は、少なくとも一つのテキスチャー信号を用いて合成テキスチャー信号(すなわち予測信号)を生成すればよく、例えば、テキスチャー生成器307〜308、および第1外挿器309〜第N外挿器310のうち、いずれか一つのテキスチャー生成器または外挿器から出力されたテキスチャー信号(または外挿テキスチャー信号)を用いて合成テキスチャー信号とすればよい。
As described above, the
このように複数(K個)の合成テキスチャー信号(またはテキスチャー信号)はラインL202経由で図2のテキスチャー信号決定器202に送られ、対象ブロックに最も信号的に近い(すなわち、誤差の小さい)テキスチャー信号が決定され、ラインL103経由で予測信号として出力される。
In this way, a plurality (K pieces) of synthesized texture signals (or texture signals) are sent to the
図9は、本発明の実施形態による画像予測符号化装置100における画像予測符号化方法を示すフローチャートである。まず、テキスチャー生成器308〜309および第1外挿器309〜第N外挿器310により、対象ブロックに対し(M+N)個のテキスチャー信号が生成される(ステップ802)。つぎに、合成器301により、M個のテキスチャー信号が合成されることにより、少なくとも2つのテキスチャー信号(本実施の形態ではM個)が生成され、L個の合成テキスチャー信号(本実施の形態ではL=1)が生成される(ステップ803)。なお、ここでは少なくとも2つのテキスチャー信号が生成されているが、少なくとも一つのテキスチャー信号(または外挿テキスチャー信号)が生成されていればよい。
FIG. 9 is a flowchart showing an image predictive encoding method in the image
N個のテキスチャー信号とL個の合成テキスチャー信号とのK(=N+L)個の中から、対象ブロックに最も近い一つのテキスチャー信号または合成テキスチャー信号が選択され、選択されたテキスチャー信号または合成テキスチャー信号は予測信号と決定される(ステップ804)。このように決定された予測信号と対象ブロックの信号との差分を示す残差信号が、変換器106、量子化器107、およびエントロピー符号化器111により符号化される(S805)。そして、符号化された残差信号と予測信号生成関連情報が出力端子112を介して出力される(S806)。
One texture signal or synthesized texture signal closest to the target block is selected from K (= N + L) of N texture signals and L synthesized texture signals, and the selected texture signal or synthesized texture signal is selected. Is determined to be a prediction signal (step 804). The residual signal indicating the difference between the prediction signal determined in this way and the signal of the target block is encoded by the
ここでは予測信号生成関連情報として、どのテキスチャー生成方法で予測信号を生成すればよいかに関する情報、使用される重み付け器の重みの値に関する情報の少なくとも一方が含まれる。これらの情報を元に受信側で予測信号が生成される。これら処理の後に(または平行して)、後続の対象ブロックを予測符号化するために符号化された残差信号は逆量子化器108および逆変換器109により復号される。そして、復号された残差信号に加算器110により予測信号が加算され、対象ブロックの信号が再生され、フレームメモリ104に参照画像として記憶される(S807)。そして、全ての対象領域の処理が完了していない場合にはS802に戻り、つぎの対象ブロックに対する処理が行われ、完了した場合には、処理を終了する(S808)。
Here, the prediction signal generation related information includes at least one of information on which texture generation method should be used to generate the prediction signal and information on the weight value of the weighting unit used. Based on these pieces of information, a prediction signal is generated on the receiving side. After these processes (or in parallel), the residual signal encoded to predictively encode the subsequent target block is decoded by the
つぎに、上述の図4に示される処理の変形例について説明する。図10は、変形例における合成テキスチャー信号の生成方法を示すフローチャートである。まず、第1マッチング器312により、対象ブロックに対象隣接領域が取得される(S901)。つぎに、第1マッチング器312により取得された対象隣接領域について、第1テキスチャー取得器311により、対象隣接領域と探索領域に形成される同じ形状の画素群との絶対値和SADが求められる(S902)。
Next, a modified example of the process shown in FIG. 4 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a method of generating a composite texture signal in the modified example. First, the target matching area is acquired in the target block by the first matching unit 312 (S901). Next, for the target adjacent region acquired by the
第1テキスチャー取得器311によりSADと所定の閾値とが比較され、閾値より小さいと判断された場合、S904に進み、そうでないと判断された場合、S905に進む(S903)。閾値より小さいと判断された場合は、閾値より小さいSADを与える予測隣接領域に接するテキスチャー信号(例えば図4の407)が候補テキスチャー信号として保存される(S904)。そして、第1マッチング器312により、探索領域が全部探索済みかであるか否かが確認される(S905)。
If the first
探索済みではないと判断された場合、S902に戻り、対象隣接領域と探索領域にある別の画素群との絶対値和SADが求められる(S902)。全部探索済みとなった時点で、得られた一つまたは複数の候補テキスチャー信号は、第1テキスチャー取得器311により全て平均化されることにより、テキスチャー信号が生成される(S906)。
If it is determined that the search has not been completed, the process returns to S902, and the absolute value sum SAD between the target adjacent area and another pixel group in the search area is obtained (S902). When all the search has been completed, the obtained one or more candidate texture signals are all averaged by the first
このテキスチャー信号は、上述のテキスチャー生成器308および第1外挿器309〜第N外挿器310により生成された他のテキスチャー信号とともに図2に示されるテキスチャー信号決定器202により、対象ブロックに最も近い(誤差の小さい)テキスチャー信号が選択され、選択されたテキスチャー信号は予測信号であると決定される。
This texture signal is sent to the target block by the
この実施の形態では、再生側も同じ閾値を用いる必要があり、送信側と受信側で閾値を予め決めておくことが必要である。また、別の実施形態として、閾値を圧縮データとともに送信側から受信側に伝送し、受信側は受信された閾値を用いて図10に示す方法で合成テキスチャー信号を生成してもよい。すなわち、予測信号生成器103はラインL112を経由してエントロピー符号化器111に閾値を示す情報を出力し、エントロピー符号化器111は、閾値情報を圧縮データとともに出力端子112から受信側に伝送することにより、閾値を受信側に伝送することができるようにしても良い。
In this embodiment, it is necessary to use the same threshold on the reproduction side, and it is necessary to determine the threshold in advance on the transmission side and the reception side. As another embodiment, the threshold value may be transmitted together with the compressed data from the transmission side to the reception side, and the reception side may generate the synthesized texture signal by the method shown in FIG. 10 using the received threshold value. That is, the
さらに、閾値に加えて平均化する候補テキスチャー信号の個数の上限を設定することも考えられる。この場合、候補テキスチャー信号の個数が上限を超えた場合には、上限値以下の個数の候補テキスチャー信号のみを平均化することになる。また、この上限値はフレームによって変更してもよく、その場合、送信側がフレームごとに上限値を受信側に送ることになる。例えば、上述と同様に予測信号生成器103は、ラインL112を経由してエントロピー符号化器111に出力し、出力端子112を経由して受信側に送信することができる。また、閾値を用いずに、平均化する候補テキスチャー信号の個数を決めて、常にその個数の候補テキスチャー信号を合成してもよい。この個数に関する情報は、フレーム内の領域ごと、フレームごと、またはシーケンスごとに送ってもよいし、送信側と受信側であらかじめ決定してある値を用いてもよい。
Furthermore, it is conceivable to set an upper limit for the number of candidate texture signals to be averaged in addition to the threshold value. In this case, when the number of candidate texture signals exceeds the upper limit, only the number of candidate texture signals equal to or less than the upper limit value is averaged. The upper limit value may be changed depending on the frame. In this case, the transmission side sends the upper limit value to the reception side for each frame. For example, as described above, the
上述方法であるテンプレートマッチングによって求まったSAD値がある閾値より小さいことは、これらのSAD値には大きな差がないことを意味する。このような最適解の不確定性の課題は、テンプレートマッチングによって生成された類似する複数のテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。また、本実施形態による画像予測符号化装置は、再生側(受信側である画像予測復号装置)で一意的にこれらのテキスチャー信号を求めることができるため、(どのテキスチャー信号を用いて合成するかを示す)補助情報を再生側に送る必要がないことから、このような補助情報を扱うことなく符号化できる効果がある。 If the SAD value obtained by the template matching as described above is smaller than a certain threshold value, it means that there is no great difference between these SAD values. Such a problem of the uncertainty of the optimal solution has an effect that a prediction signal with a small statistical error can be generated by combining (averaging) a plurality of similar texture signals generated by template matching. In addition, since the image predictive coding apparatus according to the present embodiment can uniquely obtain these texture signals on the reproduction side (image predictive decoding apparatus on the receiving side), (which texture signal is used for synthesis) Since it is not necessary to send auxiliary information to the reproduction side, there is an effect that encoding can be performed without handling such auxiliary information.
本発明にかかわるテキスチャー信号の加重平均において、SAD値に所定の関数で表せる関係(例えば逆比例関係)で候補テキスチャー信号を平均化するときに用いられる重みを決定した上で重み付け平均化を行なってもよい。さらに、これらの重み値は、ブロック単位、またはフレーム単位で学習的に更新されたものを用いてもよい。具体的にはSAD値に合わせた逐次更新式を用いて更新する。 In the weighted average of texture signals according to the present invention, weighting averaging is performed after determining weights used when averaging candidate texture signals in a relationship (for example, inversely proportional relationship) that can be expressed by a predetermined function in the SAD value. Also good. Furthermore, these weight values may be learned and updated in units of blocks or frames. Specifically, it is updated using a sequential update formula that matches the SAD value.
なお、図10における処理については、変形例として次の処理に変更してもよい。すなわち、画像予測符号化装置100では、ステップ904にて決定された候補テキスチャー信号の同じフレームにおける位置情報を取得し、これをバッファ部(図示せず)に格納し、格納された位置情報をエントロピー符号化した上で差分信号とともに受信側の画像予測復号装置に送信する。
In addition, about the process in FIG. 10, you may change to the following process as a modification. That is, the image
受信側における画像予測復号装置では、画像予測符号化装置100から受信した位置情報をエントロピー復号した上で、この位置情報に基づいて、複数の候補テキスチャー信号をフレームメモリから取得し、それらを重み付け平均して、テキスチャー信号を生成する。すなわち、この変形例では、画像予測復号装置において、ステップ901〜905の処理の代わりに、受信した位置情報をもとに複数の候補テキスチャー信号をフレームメモリから取得する処理を行うことになる。
In the image predictive decoding device on the receiving side, the position information received from the image
また、別の変形例として画像予測符号化装置100は、図10のS901における対象隣接領域(テンプレート)を取得せずに、S902にて、対象ブロックと探索領域にある画素群とから差分値SADを求めて、候補テキスチャー信号を決定すると同時にその候補テキスチャー信号の位置情報(例えば、画面における座標情報)を取得し、これを受信側の画像予測復号装置に差分信号とともに送信する。受信側における画像予測復号装置では、受信した位置情報をエントロピー復号した上で、この位置情報に基づいて、複数の候補テキスチャー信号をフレームメモリから取得し、取得した候補テキスチャー信号に対して重み付け平均して、テキスチャー信号を生成する。
As another modification, the image
このように、画像予測符号化装置100で候補テキスチャー信号の位置情報を取得して受信側の画像予測復号装置に送信し、受信側の画像予測復号装置ではこの位置情報を用いて候補テキスチャー信号を取得することができ、受信側の画像予測復号装置の処理負担を軽減することができる。
In this way, the image
つぎに、本発明による画像予測復号方法について説明する。図11は、本発明の実施形態による画像予測復号装置900を示すブロック図である。この画像予測復号装置900は、入力端子901、データ解析器902、逆量子化器903、逆変換器904、加算器905、出力端子906、フレームメモリ907、テキスチャー合成器908である。逆量子化器903と逆変換器904とは、復号手段として機能するが、復号手段としてそれ以外のものを用いてもよい。また逆変換器904はなくてもよい。以下、各構成について説明する。
Next, an image predictive decoding method according to the present invention will be described. FIG. 11 is a block diagram illustrating an image
入力端子901は、上述した画像予測符号化方法で圧縮符号化された圧縮データを入力する。この圧縮データには、画像を複数のブロックに分割された対象ブロックを予測し符号化された残差信号及び予測信号の生成に関連する情報が含まれている。予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報として、図3に示したテキスチャー生成器307、308と第1外挿器309、第N外挿器310の中からどれ(ひとつまたはひとつ以上の組み合わせ)を利用するかを示す指示情報が含まれる。また、合成器301に配置されている重み付け器303〜306に用いられる重みの値に関する情報を含めてもよい。さらに、図10に示すテンプレートマッチング方法を用いて合成テキスチャー信号を生成する場合、上述した閾値や合成に用いるテキスチャー信号の個数の上限値を予測信号の生成に関連する情報に含めることになる。
The
データ解析器902は、入力端子901で入力した圧縮データを解析することにより、対象ブロックの残差信号、予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報、量子化パラメータを抽出する。
The data analyzer 902 extracts the residual signal of the target block, the prediction signal generation related information related to the generation of the prediction signal, and the quantization parameter by analyzing the compressed data input at the
逆量子化器903は、対象ブロックの残差信号を量子化パラメータ(ラインL902経由)に基づいて逆量子化する。逆変換器904は、逆量子化したデータを逆離散コサイン変換する。
The
テキスチャー合成器908は、データ解析器902からラインL902b経由で予測信号の生成に関連する情報を入力する。このテキスチャー合成器908は、(後述するような方法で)予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報に基づいて、フレームメモリ907から参照画像を取得し予測信号を生成する。テキスチャー合成器908は、生成した予測信号をラインL908経由で加算器905に出力する。なお、予測信号を生成するための情報を予測信号生成関連情報として入力することなく、予め定めておいてもよい。例えば、図10で示される閾値や、重み付け器303〜306における重み値については、予め記憶しておいても良い。
The
加算器905は、テキスチャー合成器908で生成された予測信号を、逆量子化器903および逆変換器904により復元された残差信号に加算して、対象ブロックである再生画像をラインL905経由で出力端子906およびフレームメモリ907に出力する。そして、出力端子906は、外部に(例えばディスプレイ)出力する。
The
フレームメモリ907は、つぎの復号処理のための参照用の再生画像として加算器905から出力された再生画像を参照画像として記憶する。
The
つぎに、テキスチャー合成器908について説明する。テキスチャー合成器908の詳細は図12に示されており、基本的に図3に示した構成と同じ構成またはそれに相当するような機能をもつ。ラインL902b経由で入力される予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報によって、テキスチャー生成器1007〜1008、第1外挿器1009〜第N外挿器1010のどれを用いてテキスチャー信号を生成するか、が制御される。
Next, the
例えば、再生の対象となる対象ブロックに対し、テキスチャー生成器1007〜1008を用いることを示す予測信号生成関連情報を受信した場合、テキスチャー生成器1007〜1008のみが作動し、それ以外の第1外挿器1009〜第N外挿器1010は作動しない。また、例えば、第1外挿器1009を用いてテキスチャー信号を生成することを示す予測信号生成関連情報を受信した場合、それ以外の第N外挿器1010およびテキスチャー生成器1007〜1008は作動しない。なお、それ以外の組み合わせで予測信号生成関連情報が生成されてもよい。例えばテキスチャー生成器1007と第1外挿器1009のみを用いることを示す予測信号生成関連情報もありえる。
For example, when the prediction signal generation related information indicating that the
以上のとおり、合成器1001は、少なくとも一つのテキスチャー信号を用いて合成テキスチャー信号(すなわち予測信号)を生成すればよく、例えば、ライン902bを経由して受信された予測信号生成関連情報に基づいて、テキスチャー生成器1007〜1008、および第1外挿器1009〜第N外挿器1010のうち、いずれか一つのテキスチャー生成器または外挿器から出力されたテキスチャー信号(または外挿テキスチャー信号)を用いて合成テキスチャー信号とすればよい。
As described above, the
テキスチャー生成器1007、1008は、それぞれ図3にあるテキスチャー生成器307、308と同じ処理でテキスチャー信号を生成する。詳細は上述した通りである。また、第1外挿器1009、第N外挿器1010はそれぞれ図3にて説明した第1外挿器309、第N外挿器310と同じ方法でテキスチャー信号を生成する。
The
このように、予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報(ラインL92b経由)で指定されたテキスチャー生成器1007若しくは1008、第1外挿器1009または第N外挿器1010でテキスチャー信号が生成され、合成器1001に送られる。本実施の形態では、送られたテキスチャー信号に対し、重み付け器1003〜1006が予め定められた重み値で、重み付け処理して加算器1002に送られる。加算器1002では、重み付け処理されたテキスチャー信号を加算し、加算したテキスチャー信号を予測信号としてラインL908経由で出力する。なお、重み付け器1003〜1006に用いられる重み値が予め定められていない場合、予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報に付加された重み値を重み付け器1003〜1006に適用させることが可能である。
In this way, a texture signal is generated by the
なお、図12においては、テキスチャー生成器のみでテキスチャー信号を生成する場合においては、信号外挿器はなくてもよい。この場合予測信号の生成に関連する予測信号生成関連情報にはテキスチャー生成器、第1外挿器または第N外挿器のうち、どれを用いるかを示す指示情報は不要となる。 In FIG. 12, when a texture signal is generated only by a texture generator, there is no need for a signal extrapolator. In this case, the prediction signal generation related information related to the generation of the prediction signal does not require instruction information indicating which one of the texture generator, the first extrapolator, and the Nth extrapolator is used.
上述したように、画像予測符号化装置100から対象隣接領域または対象ブロックから求められた候補テキスチャー信号の位置情報を受信した場合には、画像予測復号装置900は、受信した位置情報をエントロピー復号した上で、この位置情報に基づいて、複数の候補テキスチャー信号をフレームメモリ907から取得し、取得した候補テキスチャー信号に対して重み付け平均して、テキスチャー信号を生成する。これにより、候補テキスチャー信号の生成処理を軽減することができる。
As described above, when the position information of the candidate texture signal obtained from the target adjacent region or target block is received from the image
つぎに、図13を用いて本発明の実施形態による画像予測復号装置900における画像予測復号方法を説明する。まず、入力端子901を介して、圧縮された圧縮データは入力される(S1102)。そして、データ解析器902において、圧縮データに対しエントロピー復号が行われ、量子化された変換係数、量子化パラメータ、予測信号生成関連情報が抽出される(S1103)。ここで抽出された予測信号生成関連情報に基づいて、テキスチャー合成器908では複数のテキスチャー信号が生成され、生成された複数のテキスチャー信号が合成されることによって予測信号が生成される(S1104)。
Next, an image predictive decoding method in the image
一方、量子化された変換係数は、逆量子化器903において量子化パラメータを用いて逆量子化され、逆変換器904において逆変換が行われ、再生差分信号が生成される(S1105、S1106)。そして、生成された予測信号と再生差分信号とが加算され再生信号が生成される(S1107)。この生成された再生信号は次の対象ブロックを再生するためにフレームメモリに格納される(S1108)。つぎの圧縮データがある場合には、再度このプロセスを繰り返し(S1103)、全てデータは最後まで処理される(S1109)。なお、必要に応じてS1102に戻り、圧縮データを取り込むようにしても良い。
On the other hand, the quantized transform coefficient is inversely quantized using the quantization parameter in the
本発明による画像予測符号化方法及び画像予測復号方法を、プログラムとして記録媒体に格納されて提供することもできる。記録媒体としては、フロッピーディスク(登録商標)、CD−ROM、DVD、あるいはROM等の記録媒体、あるいは半導体メモリ等が例示される。 The image predictive encoding method and the image predictive decoding method according to the present invention can be provided by being stored in a recording medium as a program. Examples of the recording medium include a recording medium such as a floppy disk (registered trademark), CD-ROM, DVD, or ROM, or a semiconductor memory.
図14は、画像予測符号化方法を実行することができるプログラムのモジュールを示すブロック図である。画像予測符号化プログラムP100は、ブロック分割モジュールP102、予測信号生成モジュールP103、記憶モジュールP104、減算モジュールP105、変換モジュールP106、量子化モジュールP107、逆量子化モジュールP108、逆変換モジュールP109、加算モジュールP110、エントロピー符号化モジュールP111を含んで構成されている。なお、予測信号生成モジュールP103は、図15に示すように、合成モジュールP301、テキスチャー生成モジュールP311、外挿モジュールP309を含んで構成されている。 FIG. 14 is a block diagram illustrating modules of a program that can execute the image predictive coding method. The image predictive coding program P100 includes a block division module P102, a prediction signal generation module P103, a storage module P104, a subtraction module P105, a transformation module P106, a quantization module P107, an inverse quantization module P108, an inverse transformation module P109, and an addition module P110. The entropy encoding module P111 is included. As shown in FIG. 15, the prediction signal generation module P103 includes a synthesis module P301, a texture generation module P311 and an extrapolation module P309.
上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した画像予測符号化装置100の各構成要素と同じである。すなわち、画像予測符号化プログラムP100の各モジュールの機能は、ブロック分割器102、予測信号生成器103、フレームメモリ104、減算器105、変換器106、量子化器107、逆量子化器108、逆変換器109、加算器110、エントロピー符号化器111の機能と同様である。
The functions realized by executing the modules are the same as those of the constituent elements of the image
また、図16は、画像予測復号方法を実行することができるプログラムのモジュールを示すブロック図である。画像予測復号プログラムP900は、データ解析モジュールP902、逆量子化モジュールP903、逆変換モジュールP904、加算モジュールP905、記憶モジュールP907、テキスチャー合成モジュールP908を含んで構成されている。 FIG. 16 is a block diagram showing modules of a program that can execute the image predictive decoding method. The image predictive decoding program P900 includes a data analysis module P902, an inverse quantization module P903, an inverse transform module P904, an addition module P905, a storage module P907, and a texture synthesis module P908.
上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した画像予測復号装置900の各構成要素と同じである。すなわち、画像予測復号プログラムP900の各モジュールの機能は、データ解析器902、逆量子化器903、逆変換器904、加算器905、フレームメモリ907、テキスチャー合成器908の機能と同様である。
The functions realized by executing the modules are the same as those of the components of the image
このように構成された画像予測符号化プログラムP100または画像予測復号プログラムP900は、記録媒体10に記憶され、後述するコンピュータで実行される。
The image predictive encoding program P100 or the image predictive decoding program P900 configured as described above is stored in the
図17は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図であり、図18は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。コンピュータとして、CPUを具備しソフトウエアによる処理や制御を行なうDVDプレーヤ、セットトップボックス、携帯電話などを含む。 FIG. 17 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer for executing a program recorded in a recording medium, and FIG. 18 is a perspective view of the computer for executing a program stored in the recording medium. Examples of the computer include a DVD player, a set-top box, a mobile phone, etc. that have a CPU and perform processing and control by software.
図17に示すように、コンピュータ30は、フロッピーディスクドライブ装置、CD−ROMドライブ装置、DVDドライブ装置等の読取装置12と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ(RAM)14と、記録媒体10に記憶されたプログラムを記憶するメモリ16と、ディスプレイといった表示装置18と、入力装置であるマウス20及びキーボード22と、データ等の送受を行うための通信装置24と、プログラムの実行を制御するCPU26とを備えている。コンピュータ30は、記録媒体10が読取装置12に挿入されると、読取装置12から記録媒体10に格納された画像予測符号化・復号プログラムにアクセス可能になり、当該画像符号化・復号プログラムによって、本発明による画像符号化装置または画像復号装置として動作することが可能になる。
As shown in FIG. 17, the
図18に示すように、画像予測符号化プログラムもしくは画像復号プログラは、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号40としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ30は、通信装置24によって受信した画像予測符号化プログラムもしくは画像復号プログラをメモリ16に格納し、当該画像予測符号化プログラムもしくは画像予測復号プログラムを実行することができる。
As shown in FIG. 18, the image predictive encoding program or the image decoding program may be provided via a network as a computer data signal 40 superimposed on a carrier wave. In this case, the
このように、本発明による画像予測符号化装置、画像予測復号装置、画像予測符号化方法、画像予測復号方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号プログラムによれば、従来技術に用いられる外挿の方法で画面内予測信号を生成した場合、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を防ぎ、複雑な絵柄をもつ画像信号を効率よく予測できるようになる。 As described above, according to the image predictive encoding device, the image predictive decoding device, the image predictive encoding method, the image predictive decoding method, the image predictive encoding program, and the image predictive decoding program according to the present invention, the extrapolation used in the prior art is used. When the intra-screen prediction signal is generated by this method, it is possible to prevent a decrease in prediction accuracy for pixels far away from the boundary of the target block and to efficiently predict an image signal having a complicated pattern.
つぎに、本実施形態の画像予測符号化装置100の作用効果について説明する。本実施形態の画像予測符号化装置100は、入力端子101から入力された入力画像をブロック分割器102が複数の領域に分割し、分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を予測信号生成器103が生成する。そして、減算器105は、生成された予測信号と対象画素信号との残差信号を生成し、変換器106、量子化器107、およびエントロピー符号化器111は残差信号を符号化して圧縮データを生成することができる。
Next, the operational effects of the image
ここで、予測信号生成器103は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Here, the
また、予測信号生成器103は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックと当該対象ブロックに接する「対象隣接領域」との相関が高い性質を利用することができ、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
また、予測信号生成器103は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックと当該対象ブロックに接する「対象隣接領域」との相関が高い性質を利用することができ、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
また、予測信号生成器103は、第1外挿器309または第N外挿器310において対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、テキスチャー信号および外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
また、予測信号生成器103は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることができる。これにより、対象ブロックとそれに接する「対象隣接領域」との相関が高い性質を利用して、既再生の画像領域から対象隣接領域に対し誤差の最も少ない領域を予測隣接領域として検出し、その予測隣接領域に隣接すると同時に対象ブロックに対応する画素群を対象ブロックのテキスチャー信号とすることで、テキスチャーが複雑な場合でも対象隣接領域と同じ絵柄の予測信号を生成することができ、また対象ブロックの境界から離れていても同じ絵柄のテキスチャー信号を生成することができる。
Further, the
また、エントロピー符号化器111は、テキスチャー合成方法を示す関連情報(例えば、重み値、どのテキスチャー生成器を使うかを示す情報など)を符号化し、符号化された符号化信号とともに、符号化された関連情報を出力端子112を介して送出することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を受信側に知らせることができ、受信側ではこの知らされたテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成することができるため、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
The
また、テキスチャー合成器201は、各テキスチャー生成器307、308、および第1外挿器309ならびに第N外挿器310により生成された、対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、合成器301(重み器303〜306)において予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することができる。これにより、テンプレートマッチングによって生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。
The
さらに、「対象隣接領域」に基づいて既再生の画像領域とのマッチング(テンプレートマッチング)で求まった差分値が大きな差がない場合における不確定性の課題は、テンプレートマッチングによって生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。また、本発明によれば、複数のテキスチャー信号を合成することによって、それぞれのテキスチャーに含まれる符号化歪を抑える効果があり、誤差の少ない予測信号を生成することができる。 Furthermore, the problem of uncertainty in the case where there is no large difference between the difference values obtained by matching (template matching) with the already reproduced image area based on the “target adjacent area” is the problem of the texture signal generated by template matching. By combining (averaging), it is possible to generate a prediction signal with a small statistical error. Further, according to the present invention, by synthesizing a plurality of texture signals, there is an effect of suppressing coding distortion included in each texture, and a prediction signal with few errors can be generated.
また、例えばテキスチャー生成器307は、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、例えばテキスチャー生成器308は、上記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、それぞれ生成されたテキスチャー信号を予め定められたテキスチャー合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
In addition, for example, the
また、入力端子101を介して入力した入力画像を複数の領域にブロック分割器102は分割し、分割された上記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を予測信号生成器103は生成する。そして、生成された予測信号と上記対象画素信号との残差信号を減算器105が生成し、生成された上記残差信号を、変換器106、量子化器107、およびエントロピー符号化器111が符号化して圧縮信号を生成することができる。さらに、予測信号生成器103においては、対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより少なくとも一つの外挿テキスチャー信号を第1外挿器309および第N外挿器310が生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成器301が合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
つぎに画像予測復号装置900の作用効果について説明する。画像予測復号装置900は、入力端子901から入力した圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号をデータ解析器902が抽出して、逆量子化器903および逆変換器904において再生残差信号に復元する。そして、テキスチャー合成器908は上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成し、加算器905が生成された予測信号と上記残差信号復元手段により復元された再生残差信号とを加算することによって、上記対象領域の画素信号を復元し、フレームメモリ907に復元された画素信号を参照画像として記憶することができる。そして、フレームメモリ907に記憶されている、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。
Next, operational effects of the image
また、テキスチャー合成器908は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックと当該対象ブロックに接する「対象隣接領域」との相関が高い性質を利用することができ、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
また、テキスチャー合成器908は、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックと当該対象ブロックに接する「対象隣接領域」との相関が高い性質を利用することができ、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
また、テキスチャー合成器908の第1外挿器1009または第N外挿器1010が、対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、テキスチャー信号および外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, the
また、テキスチャー合成器908は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることができる。これにより、対象ブロックとそれに接する「対象隣接領域」との相関が高い性質を利用して、既再生の画像領域から対象隣接領域に対し誤差の最も少ない領域を予測隣接領域として検出し、その予測隣接領域に隣接すると同時に対象ブロックに対応する画素群を対象ブロックのテキスチャー信号とすることで、テキスチャーが複雑な場合でも対象隣接領域と同じ絵柄の予測信号を生成することができ、また対象ブロックの境界から離れていても同じ絵柄のテキスチャー信号を生成することができる。
Further, the
また、入力端子901から入力された圧縮データには、テキスチャー合成方法を示す関連情報が含まれており、テキスチャー合成器908はこの関連情報を利用して対象領域のテキスチャー信号を形成することができる。これにより、受信側ではテキスチャー合成方法を知ることができ、この知らされたテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成することができるため、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
In addition, the compressed data input from the
テキスチャー合成器908は、対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することができる。これにより、テンプレートマッチングによって生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。
The
さらに、「対象隣接領域」に基づいて既再生の画像領域とのマッチング(テンプレートマッチング)で求まった差分値が大きな差がない場合における不確定性の課題は、テンプレートマッチングによって生成されたテキスチャー信号の合成(平均化)によって、統計的に誤差の少ない予測信号を生成できる効果がある。また、本発明によれば、複数のテキスチャー信号を合成することによって、それぞれのテキスチャーに含まれる符号化歪を抑える効果があり、誤差の少ない予測信号を生成することができる。 Furthermore, the problem of uncertainty in the case where there is no large difference between the difference values obtained by matching (template matching) with the already reproduced image area based on the “target adjacent area” is the problem of the texture signal generated by template matching. By combining (averaging), it is possible to generate a prediction signal with a small statistical error. Further, according to the present invention, by synthesizing a plurality of texture signals, there is an effect of suppressing coding distortion included in each texture, and a prediction signal with few errors can be generated.
また、テキスチャー合成器908において、例えば、テキスチャー生成器1007が対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、また、例えばテキスチャー生成器1008が上記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、合成器1001がそれぞれ生成されたテキスチャー信号を予め定められたテキスチャー合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、画像のテキスチャー合成方法を用いて予測信号を生成するため、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, in the
また、画像予測復号装置900は、データ解析器902が圧縮データの中から上記対象領域に関する残差信号を抽出して、逆量子化器903および逆変換器904が再生残差信号に復元し、テキスチャー合成器908が上記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する。そして、加算器905が予測信号と再生残差信号とを加算することによって、対象領域の画素信号を復元することができる。そして、テキスチャー合成器908においては、第1外挿器1009および第N外挿器1010が対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより少なくとも一つの外挿テキスチャー信号を生成し、上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することができる。これにより、対象ブロックの境界から遠く離れる画素に対する予測精度の低下を阻止でき、テキスチャー信号が複雑な場合でも効率よく予測信号を生成することができる。
Further, in the image
なお、本実施形態によれば、以下の画像予測符号化方法および画像予測復号方法としても捉えることができる。 In addition, according to this embodiment, it can also be grasped as the following image predictive encoding method and image predictive decoding method.
すなわち、画像予測符号化方法において、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 That is, in the image predictive coding method, the prediction signal generation step generates a plurality of texture signals having a high correlation with the adjacent region based on the adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. Preferably, the prediction signal is generated by processing the plurality of generated texture signals using a predetermined synthesis method.
また、画像予測符号化方法において、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 In the image predictive coding method, the prediction signal generation step includes a plurality of high correlations with each of the plurality of adjacent regions based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. It is preferable to generate the prediction signal by generating the texture signal and processing the plurality of generated texture signals using a predetermined synthesis method.
また、画像予測符号化方法において、上記予測信号生成ステップは、さらに、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記テキスチャー信号および上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することが好ましい。 Further, in the image predictive coding method, the prediction signal generation step further generates an extrapolation texture signal by repeating the already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal to form a pixel, and the texture signal It is preferable to generate the prediction signal by combining the extrapolation texture signal using a predetermined combining method.
また、画像予測符号化方法において、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることが好ましい。 Further, in the image predictive coding method, the prediction signal generation step is a pre-reproduced image in which a predictive adjacent region having a high correlation with an adjacent region composed of pre-reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal is determined in advance. It is preferable to search from the search area and use an image area defined based on the searched predicted adjacent area as a texture signal.
また、画像予測復号方法において、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 Further, in the image predictive decoding method, the prediction signal generation step generates a plurality of texture signals having high correlation with the adjacent region based on the adjacent region composed of the already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. It is preferable to generate the prediction signal by processing the plurality of generated texture signals using a predetermined synthesis method.
また、画像予測復号方法において、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することが好ましい。 Further, in the image predictive decoding method, the prediction signal generation step includes a plurality of high correlations with each of the plurality of adjacent regions based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. It is preferable to generate a prediction signal by generating a texture signal and processing the generated plurality of texture signals using a predetermined synthesis method.
また、画像予測復号方法において、上記予測信号生成ステップは、さらに、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、上記テキスチャー信号および上記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することが好ましい。 Further, in the image predictive decoding method, the prediction signal generation step further generates an extrapolated texture signal by repeating the already reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal to form pixels, and the texture signal and It is preferable to generate the prediction signal by synthesizing the extrapolation texture signal using a predetermined synthesis method.
また、画像予測復号方法において、上記予測信号生成ステップは、上記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることが好ましい。 Further, in the image predictive decoding method, the prediction signal generation step is a search that is a pre-reproduced image in which a prediction adjacent region having a high correlation with respect to an adjacent region composed of pre-reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal is predetermined It is preferable to search from an area and use an image area defined based on the searched predicted adjacent area as a texture signal.
つぎに、本発明の特徴について列挙する。
[発明1]
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記予測信号生成手段により生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記残差信号生成手段により生成された前記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化手段と、を備え、
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化装置。
[発明2]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする発明1に記載の画像予測符号化装置。
[発明3]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする発明1に記載の画像予測符号化装置。
[発明4]
前記予測信号生成手段は、さらに、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、
前記テキスチャー信号および前記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする発明1から3のいずれか1項に記載の画像予測符号化装置。
[発明5]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることを特徴とする発明1から4のいずれか1項に記載の画像予測符号化装置。
[発明6]
前記符号化手段は、前記テキスチャー合成方法を示す関連情報を符号化し、
前記符号化手段により符号化された符号化信号とともに、符号化された前記関連情報を送出する送出手段を備えることを特徴とする発明1から5のいずれか1項に記載の画像予測符号化装置。
[発明7]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することを特徴とする発明2から6のいずれか1項に記載の画像予測符号化装置。
[発明8]
前記予測信号生成手段は、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、
前記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、
それぞれ生成されたテキスチャー信号を予め定められたテキスチャー合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする発明2から7のいずれか1項に記載の画像予測符号化装置。
[発明9]
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段により分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記予測信号生成手段により生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記残差信号生成手段により生成された前記残差信号を符号化して圧縮信号を生成する符号化手段と、を備え、
前記予測信号生成手段は、
前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより少なくとも一つ外挿テキスチャー信号を生成し、
前記少なくとも一つ外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化装置。
[発明10]
圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、
前記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記予測信号生成手段により生成された予測信号と前記残差信号復元手段により復元された再生残差信号とを加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、
を備え、
前記予測信号生成手段は、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測復号装置。
[発明11]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする発明10に記載の画像予測復号装置。
[発明12]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる複数の隣接領域に基づいて、当該複数の隣接領域のそれぞれと相関の高い複数のテキスチャー信号を生成し、生成した複数のテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする発明10に記載の画像予測復号装置。
[発明13]
前記予測信号生成手段は、さらに、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、
前記テキスチャー信号および前記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする発明10から12のいずれか1項に記載の画像予測復号装置。
[発明14]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に対して相関の高い予測隣接領域を予め定めた既再生画像である探索領域から探索し、当該探索した予測隣接領域に基づいて定められた画像領域をテキスチャー信号とすることを特徴とする発明10から13のいずれか1項に記載の画像予測復号装置。
[発明15]
前記圧縮データは、テキスチャー合成方法を示す関連情報を含み、
前記予測信号生成手段は、前記関連情報を利用して前記対象領域のテキスチャー信号を形成することを特徴とする発明10から14のいずれか1項に記載の画像予測復号装置。
[発明16]
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に対する複数のテキスチャー信号に対して、予め定めた重み付け係数を用いて重み付け平均処理を行うことにより合成して、予測信号を生成することを特徴とする発明11から15のいずれか1項に記載の画像予測復号装置。
[発明17]
前記予測信号生成手段は、対象画素信号と同一の画面内である第1の探索領域から、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、
前記第1の探索領域とは異なる画面である第2の探索領域から前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいて、当該隣接領域と相関の高いテキスチャー信号を少なくとも一つ生成し、
それぞれ生成されたテキスチャー信号を合成することにより予測信号を生成することを特徴とする発明11から16のいずれか1項に記載の画像予測復号装置。
[発明18]
圧縮データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元手段と、
前記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元手段と、
を備え、
前記予測信号生成手段は、
前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより少なくとも一つの外挿テキスチャー信号を生成し、
前記少なくとも一つの外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする画像予測復号装置。
[発明19]
入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、
前記領域分割ステップにより分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
前記予測信号生成ステップにより生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、
前記残差信号生成ステップにより生成された前記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化ステップと、を備え、
前記予測信号生成ステップは、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化方法。
[発明20]
入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、
前記領域分割ステップにより分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
前記予測信号生成ステップにより生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成ステップと、
前記残差信号生成ステップにより生成された前記残差信号を符号化して圧縮信号を生成する符号化ステップと、を備え、
前記予測信号生成ステップは、
前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、
前記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化方法。
[発明21]
圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、
前記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
前記予測信号生成ステップにより生成された予測信号と前記残差信号復元ステップにより復元された再生残差信号とを加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、
を備え、
前記予測信号生成ステップは、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測復号方法。
[発明22]
圧縮データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元ステップと、
前記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元ステップと、
を備え、
前記予測信号生成ステップは、
前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、
前記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする画像予測復号方法。
[発明23]
入力画像を複数の領域に分割する領域分割モジュールと、
前記領域分割モジュールにより分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、
前記予測信号生成モジュールにより生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成モジュールと、
前記残差信号生成モジュールにより生成された前記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化モジュールと、を備え、
前記予測信号生成モジュールは、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化プログラム。
[発明24]
入力画像を複数の領域に分割する領域分割モジュールと、
前記領域分割モジュールにより分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、
前記予測信号生成モジュールにより生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成モジュールと、
前記残差信号生成モジュールにより生成された前記残差信号を符号化して圧縮信号を生成する符号化モジュールと、を備え、
前記予測信号生成モジュールは、
前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、
前記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化プログラム。
[発明25]
圧縮データの中から処理対象である対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元モジュールと、
前記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、
前記予測信号生成モジュールにより生成された予測信号と前記残差信号復元モジュールにより復元された再生残差信号とを加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元モジュールと、
を備え、
前記予測信号生成モジュールは、対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測復号プログラム。
[発明26]
圧縮データの中から前記対象領域に関する残差信号を抽出して再生残差信号に復元する残差信号復元モジュールと、
前記対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成モジュールと、
前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって、前記対象領域の画素信号を復元する画像復元モジュールと、
を備え、
前記予測信号生成モジュールは、
前記対象画素信号に隣接する既再生の画素値を繰り返して画素を形成することにより外挿テキスチャー信号を生成し、
前記外挿テキスチャー信号を予め定めた合成方法を用いて合成することにより予測信号を生成することを特徴とする画像予測復号プログラム。
Next, the features of the present invention will be listed.
[Invention 1]
Area dividing means for dividing the input image into a plurality of areas;
A prediction signal generation unit that generates a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region dividing unit;
Residual signal generation means for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation means and the target pixel signal;
Encoding means for encoding the residual signal generated by the residual signal generating means to generate compressed data;
The prediction signal generation unit generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processes the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. An image predictive coding apparatus characterized by generating a prediction signal.
[Invention 2]
The prediction signal generation unit generates a plurality of texture signals having a high correlation with the adjacent region based on an adjacent region composed of already-reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and the generated plurality of texture signals are stored in advance. The image predictive coding apparatus according to
[Invention 3]
The prediction signal generation unit generates and generates a plurality of texture signals having high correlation with each of the plurality of adjacent regions based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. The image predictive coding apparatus according to
[Invention 4]
The prediction signal generation unit further generates an extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal,
4. The image predictive coding apparatus according to
[Invention 5]
The predicted signal generation means searches for a predicted adjacent area having a high correlation with respect to an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a search area that is a predetermined reproduced image, and performs the search. The image predictive coding apparatus according to any one of
[Invention 6]
The encoding means encodes related information indicating the texture synthesis method,
The image predictive coding apparatus according to any one of
[Invention 7]
The prediction signal generation means generates a prediction signal by synthesizing a plurality of texture signals for the target pixel signal by performing a weighted average process using a predetermined weighting coefficient. The image predictive coding device according to any one of 2 to 6.
[Invention 8]
The predicted signal generation means correlates with the adjacent area based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a first search area within the same screen as the target pixel signal. Generate at least one high texture signal,
At least one texture signal having a high correlation with the adjacent area is based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a second search area that is a different screen from the first search area. Generate
The image predictive coding apparatus according to any one of
[Invention 9]
Area dividing means for dividing the input image into a plurality of areas;
A prediction signal generation unit that generates a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region dividing unit;
Residual signal generation means for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation means and the target pixel signal;
Encoding means for encoding the residual signal generated by the residual signal generating means to generate a compressed signal;
The prediction signal generating means includes
Generating at least one extrapolated texture signal by repeating the previously reproduced pixel values adjacent to the target pixel signal to form a pixel;
An image predictive coding apparatus that generates a prediction signal by combining the at least one extrapolated texture signal using a predetermined combining method.
[Invention 10]
A residual signal restoring means for extracting a residual signal related to a target region to be processed from the compressed data and restoring it to a reproduced residual signal;
Prediction signal generating means for generating a prediction signal for the target pixel signal of the target region;
Image restoration means for restoring the pixel signal of the target area by adding the prediction signal generated by the prediction signal generation means and the reproduction residual signal restored by the residual signal restoration means;
With
The prediction signal generating means generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and predicts by processing the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. An image predictive decoding apparatus characterized by generating a signal.
[Invention 11]
The prediction signal generation unit generates a plurality of texture signals having a high correlation with the adjacent region based on an adjacent region composed of already-reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and the generated plurality of texture signals are stored in advance. The image predictive decoding apparatus according to
[Invention 12]
The prediction signal generation unit generates and generates a plurality of texture signals having high correlation with each of the plurality of adjacent regions based on a plurality of adjacent regions composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal. The image predictive decoding apparatus according to
[Invention 13]
The prediction signal generation unit further generates an extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal,
13. The image predictive decoding apparatus according to
[Invention 14]
The predicted signal generation means searches for a predicted adjacent area having a high correlation with respect to an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a search area that is a predetermined reproduced image, and performs the search. The image predictive decoding apparatus according to any one of
[Invention 15]
The compressed data includes related information indicating a texture synthesis method;
The image predictive decoding apparatus according to any one of
[Invention 16]
The prediction signal generation means generates a prediction signal by synthesizing a plurality of texture signals for the target pixel signal by performing a weighted average process using a predetermined weighting coefficient. The image predictive decoding device according to any one of 11 to 15.
[Invention 17]
The predicted signal generation means correlates with the adjacent area based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a first search area within the same screen as the target pixel signal. Generate at least one high texture signal,
At least one texture signal having a high correlation with the adjacent area is based on an adjacent area composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal from a second search area that is a different screen from the first search area. Generate
17. The image predictive decoding apparatus according to any one of claims 11 to 16, wherein a prediction signal is generated by combining the generated texture signals.
[Invention 18]
A residual signal restoring means for extracting a residual signal related to the target region from the compressed data and restoring it to a reproduced residual signal;
Prediction signal generating means for generating a prediction signal for the target pixel signal of the target region;
Image restoration means for restoring the pixel signal of the target region by adding the prediction signal and the reproduction residual signal;
With
The prediction signal generating means includes
Generating at least one extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal;
An image predictive decoding apparatus, wherein a prediction signal is generated by combining the at least one extrapolated texture signal using a predetermined combining method.
[Invention 19]
A region dividing step for dividing the input image into a plurality of regions;
A prediction signal generating step for generating a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region dividing step;
A residual signal generation step for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation step and the target pixel signal;
Encoding the residual signal generated by the residual signal generating step to generate compressed data, and
The predicted signal generation step generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processes the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. An image predictive encoding method characterized by generating a prediction signal.
[Invention 20]
A region dividing step for dividing the input image into a plurality of regions;
A prediction signal generating step for generating a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region dividing step;
A residual signal generation step for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation step and the target pixel signal;
Encoding the residual signal generated by the residual signal generating step to generate a compressed signal, and
The predicted signal generation step includes:
Generating an extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal;
An image predictive coding method characterized in that a prediction signal is generated by synthesizing the extrapolation texture signal using a predetermined synthesis method.
[Invention 21]
A residual signal restoration step for extracting a residual signal related to a target region to be processed from the compressed data and restoring it to a reproduction residual signal;
A prediction signal generation step of generating a prediction signal for the target pixel signal of the target region;
An image restoration step of restoring the pixel signal of the target region by adding the prediction signal generated by the prediction signal generation step and the reproduction residual signal restored by the residual signal restoration step;
With
The prediction signal generation step generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processes the generated texture signal using a predetermined synthesis method to generate a prediction signal The image predictive decoding method characterized by producing | generating.
[Invention 22]
A residual signal restoration step of extracting a residual signal related to the target region from the compressed data and restoring it to a reproduced residual signal;
A prediction signal generation step of generating a prediction signal for the target pixel signal of the target region;
An image restoration step of restoring the pixel signal of the target region by adding the prediction signal and the reproduction residual signal;
With
The predicted signal generation step includes:
Generating an extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal;
An image predictive decoding method, wherein a prediction signal is generated by combining the extrapolated texture signal using a predetermined combining method.
[Invention 23]
An area division module for dividing an input image into a plurality of areas;
A prediction signal generation module that generates a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region division module;
A residual signal generation module that generates a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation module and the target pixel signal;
An encoding module that encodes the residual signal generated by the residual signal generation module to generate compressed data;
The prediction signal generation module generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processes the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. An image predictive coding program for generating a prediction signal.
[Invention 24]
An area division module for dividing an input image into a plurality of areas;
A prediction signal generation module that generates a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region division module;
A residual signal generation module that generates a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation module and the target pixel signal;
An encoding module that encodes the residual signal generated by the residual signal generation module to generate a compressed signal;
The prediction signal generation module includes:
Generating an extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal;
An image predictive coding program that generates a prediction signal by synthesizing the extrapolation texture signal using a predetermined synthesis method.
[Invention 25]
A residual signal restoration module that extracts a residual signal related to a target region to be processed from the compressed data and restores it to a reproduction residual signal;
A prediction signal generation module that generates a prediction signal for a target pixel signal in the target region;
An image restoration module for restoring the pixel signal of the target area by adding the prediction signal generated by the prediction signal generation module and the reproduction residual signal restored by the residual signal restoration module;
With
The prediction signal generation module generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processes the generated texture signal using a predetermined synthesis method to generate a prediction signal An image predictive decoding program characterized by generating
[Invention 26]
A residual signal restoration module that extracts a residual signal related to the target region from the compressed data and restores it to a reproduction residual signal;
A prediction signal generation module that generates a prediction signal for a target pixel signal in the target region;
An image restoration module for restoring the pixel signal of the target region by adding the prediction signal and the reproduction residual signal;
With
The prediction signal generation module includes:
Generating an extrapolated texture signal by forming a pixel by repeating a previously reproduced pixel value adjacent to the target pixel signal;
An image predictive decoding program that generates a prediction signal by combining the extrapolation texture signal using a predetermined combining method.
100…画像予測符号化装置、101…入力端子、102…ブロック分割器、103…予測信号生成器、104…フレームメモリ、105…減算器、106…変換器、107…量子化器、108…逆量子化器、109…逆変換器、110…加算器、111…エントロピー符号化器、112…出力端子、201…テキスチャー合成器、202…テキスチャー信号決定器、301…合成器、302…加算器、307…テキスチャー生成器、308…テキスチャー生成器、309…第1外挿器、310…第N外挿器、900…画像予測復号装置、901…入力端子、902…データ解析器、903…逆量子化器、904…逆変換器、905…加算器、906…出力端子、907…フレームメモリ、908…テキスチャー合成器、1001…合成器、1007…テキスチャー生成器、1008…テキスチャー生成器、1009…第1外挿器、1010…第N外挿器。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記領域分割手段により分割された前記複数の領域のうちの処理対象である対象領域の対象画素信号に対する予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記予測信号生成手段により生成された予測信号と前記対象画素信号との残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記残差信号生成手段により生成された前記残差信号を符号化して圧縮データを生成する符号化手段と、を備え、
前記予測信号生成手段は、前記対象画素信号に隣接する既再生の画素信号からなる隣接領域に基づいてテキスチャー信号を生成し、生成したテキスチャー信号を予め定めたテキスチャー合成方法を用いて加工することによって予測信号を生成することを特徴とする画像予測符号化装置。
Area dividing means for dividing the input image into a plurality of areas;
A prediction signal generation unit that generates a prediction signal for a target pixel signal of a target region that is a processing target among the plurality of regions divided by the region dividing unit;
Residual signal generation means for generating a residual signal between the prediction signal generated by the prediction signal generation means and the target pixel signal;
Encoding means for encoding the residual signal generated by the residual signal generating means to generate compressed data;
The prediction signal generation unit generates a texture signal based on an adjacent region composed of already reproduced pixel signals adjacent to the target pixel signal, and processes the generated texture signal using a predetermined texture synthesis method. An image predictive coding apparatus characterized by generating a prediction signal.
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JP2005318497A (en) * | 2003-12-26 | 2005-11-10 | Ntt Docomo Inc | Image encoding apparatus, image encoding method, image encoding program, image decoding apparatus, image decoding method, and image decoding program |
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