JP2012134869A - 画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、及び画像復号装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イントラ予測処理部101は、イントラ予測残差信号を生成する。変換処理部102は、イントラ予測残差信号に対して変換処理を行って変換係数を生成し、逆変換処理部105は、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号値を生成する。残差予測処理部110は、イントラ予測残差信号に対して予測処理を生成し、加算器A3は、該残差予測誤差信号の復号信号とイントラ予測残差信号の予測値とを加算し、イントラ予測残差信号の復号値を生成する。残差予測を行わない場合には、残差予測処理部110を用いず、残差予測を行う場合には、残差予測処理部110によって残差予測された残差予測誤差信号を用いて復号信号を生成する。
【選択図】図1
Description
まず、被予測ブロックのブロックサイズ・イントラ予測方向に基づき、IPRPにおいて参照すべきブロックを設定する。
被予測ブロックに対して、同一サイズで、かつ、同一の予測方向の近傍ブロックを残差予測の参照ブロックとする。参照ブロックとしては、ブロック間の距離が最短の最近傍ブロックを設定する。あるいは、一定の範囲内に参照ブロックの指定範囲を限定することも可能である。このように範囲を限定した場合、範囲内に該当するブロックが存在しない場合、残差予測が適用されない。残差予測の不適用は、特別な付加情報無しに、符号化側・復号側で共有することが可能である。
被予測ブロックに対して、同一サイズで、かつ、類似の予測方向の近傍ブロックを残差予測の参照ブロックとする。参照ブロックについては、前述と同様である。また、どの予測方向を類似とみなすかは、別途、定める。例えば、特定の予測方向を代表方向として定め、それ以外の予測方向については、予測方向の角度の乖離が最小となる代表方向に集約させる。
B−1.予測方法1
参照ブロック内のイントラ予測残差信号の復号値を被予測ブロック内のイントラ予測残差の予測信号とみなして、被予測ブロック内のイントラ予測残差信号との差分を計算するものである。
重み係数を乗じた参照ブロック内のイントラ予測残差信号の復号値を被予測ブロック内のイントラ予測残差の予測信号とみなして、被予測ブロック内のイントラ予測残差信号との差分を計算するものである。重み係数の算出方法は、別途、与えられるものとする。重み係数の例としては、参照ブロック内のイントラ予測の参照画素群と被予測ブロック内のイントラ予測の参照画素群を2つのベクトルデータとみなして、両ベクトル間の内積値をあげることができる。あるいは、予め、定められた値を用いることも可能である。
ブロック内の特定の位置の残差信号のみに限定して、参照ブロック内のイントラ予測残差信号の復号値を被予測ブロック内のイントラ予測残差の予測信号とみなして、被予測ブロック内のイントラ予測残差信号との差分を計算するものである。どの位置を残差予測の対象とするかは、イントラ予測方向に応じて、切り替えるものとする。
ブロック内の特定の位置の残差信号のみに限定して、参照ブロック内のイントラ予測残差信号の復号値を被予測ブロック内のイントラ予測残差の予測信号とみなして、被予測ブロック内のイントラ予測残差信号との差分を計算するものである。
参照ブロック内のイントラ予測残差に対して変換符号化を施して得られた変換係数に対して、量子化処理、逆量子化処理を施して得られる変換係数の復号値を予測信号とみなして、特定の成分の変換係数のみに限定して、被予測ブロックの予測残差に対する変換係数と前記予測信号との差分を計算するものである。どの要素を予測の対象とするかは、イントラ予測方向に応じて、切り替えるものとする。
参照ブロック内のイントラ予測残差に対して変換符号化を施して得られた変換係数に対して、量子化処理、逆量子化処理を施して得られる変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して重み係数を乗じた重み付変換係数を求め、該重み付変換係数を被予測ブロックの予測残差に対する変換係数の予測信号として、特定の成分の変換係数のみに限定して、被予測ブロックの予測残差に対する変換係数と前記予測信号(該重み付変換係数)との差分信号を計算するものとする。
残差予測の適用の有無は、予め定められた単位で実施する。適用の有無は、1ビットのフラグ(残差予測フラグ)を用いて伝送される。また、切替える単位は、シーケンス、フレーム、フレーム内の領域が可能であり、この切替えの単位は、別途、定められるものとする。
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本第1実施形態による、画素領域での残差予測を用いた符号化装置の構成を示すブロック図である。本第1実施形態の符号化装置は、変換処理部102の前段に、残差予測処理部110、予測残差信号記憶部111、加算器A3が追加されている点で従来技術の構成とは異なる。残差予測処理部110は、イントラ予測残差信号に対する予測処理を行い、イントラ予測残差信号の予測信号を生成し、該予測信号とイントラ予測残差信号との差分信号(残差予測誤差信号)を生成する。予測残差信号記憶部111は、残差予測誤差信号を記憶する。加算器A3は、残差予測誤差信号の復号信号、及び(予測残差信号記憶部111からの)イントラ予測残差信号の予測値を入力として、両者を加算し、イントラ予測残差信号の復号値を生成する。
次に、第2実施形態について説明する。
図6は、本第2実施形態による、変換係数に対する残差予測を用いた符号化装置の構成を示すブロック図である。本第2実施形態の符号化装置は、変換処理部102の後段に、残差予測処理部110、予測残差係数記憶部111が追加されている点で従来技術の構成とは異なる。残差予測処理部110は、変換係数に対して予測処理を行い、変換係数の予測誤差信号を生成する。
Claims (13)
- 空間的な画素間予測を用いて予測信号を生成し、該予測信号と原信号との残差信号を生成する画像符号化方法であって、
イントラ予測残差信号を生成するイントラ予測処理ステップと、
前記イントラ予測残差信号に対して変換間処理を行って変換係数を生成し、該変換係数に対して、量子化処理、逆量子化処理を行って、該変換係数の復号値を生成し、該復号値に対して逆変換処理を行って前記イントラ予測残差信号の復号値を生成する生成ステップと、
イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定する同定ステップと、
前記参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の復号値を用いて、予測対象ブロックのイントラ予測残差信号に対する予測処理を行って残差予測誤差信号を生成する残差予測誤差信号生成ステップと
を含むことを特徴とする画像符号化方法。 - 空間的な画素間予測を用いて予測信号を生成し、該予測信号と原信号との残差信号を生成する画像符号化方法であって、
イントラ予測残差信号を生成するイントラ予測処理ステップと、
前記イントラ予測残差信号に対して変換間処理を行って変換係数を生成し、該変換係数に対して、量子化処理、逆量子化処理を行って、該変換係数の復号値を生成する生成ステップと、
イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定する同定ステップと、
前記参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の変換係数の復号値を用いて、予測対象ブロックのイントラ予測残差信号の変換係数に対する予測処理を行って、変換係数に対する残差予測誤差信号を生成する残差予測誤差信号生成ステップと
を含むことを特徴とする画像符号化方法。 - 前記残差予測誤差信号生成ステップにおいて生成される残差予測誤差信号に対して変換処理を行って変換係数を生成し、該変換係数に対して量子化処理を行って得られる第一の量子化変換係数に対して、該量子化処理による量子化誤差と該第一の量子化変換係数を表現するための符号量の加重和をコスト値として求める第一のコスト値生成ステップと、
前記イントラ予測処理ステップで生成されるイントラ予測残差信号に対して変換処理を行って変換係数を生成し、該変換係数に対して量子化処理を行って得られる第二の量子化変換係数に対して、該量子化処理による量子化誤差と該第二の量子化変換係数を表現するための符号量の加重和をコスト値として求める第二のコスト値生成ステップと、
前記第一のコスト値生成ステップに得られるコスト値と前記第二のコスト値生成ステップに得られるコスト値との大小を比較し、前記第一のコスト値生成ステップにより得られるコスト値の方が小さい場合は、イントラ予測残差に対する予測処理を適用することを示すイントラ予測残差フラグを符号化データとして出力し、それ以外の場合は、イントラ予測残差に対する予測処理を適用しないことを示すイントラ予測残差フラグを符号化データとして出力する出力ステップ
を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化方法。 - 前記残差予測誤差信号生成ステップにおいて生成される残差予測誤差信号に対して変換処理を行って変換係数を生成し、該変換係数に対して量子化処理を行って得られる第一の量子化変換係数に対して、該量子化処理による量子化誤差と該第一の量子化変換係数を表現するための符号量の加重和をコスト値として求める第一のコスト値生成ステップと、
前記イントラ予測処理ステップで生成される変換係数に対するイントラ予測残差信号に対して量子化処理を行って得られる第二の量子化変換係数に対して、該量子化処理による量子化誤差と該第二の量子化変換係数を表現するための符号量の加重和をコスト値として求める第二のコスト値生成ステップと、
前記第一のコスト値生成ステップに得られるコスト値と前記第二のコスト値生成ステップに得られるコスト値との大小を比較し、前記第一のコスト値生成ステップにより得られるコスト値の方が小さい場合は、イントラ予測残差に対する予測処理を適用することを示すイントラ予測残差フラグを符号化データとして出力し、それ以外の場合は、イントラ予測残差に対する予測処理を適用しないことを示すイントラ予測残差フラグを符号化データとして出力する出力ステップ
を含むことを特徴とする請求項2に記載の画像符号化方法。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号ステップと、
前記エントロピ復号処理された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理ステップと、
前記イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の復号値を用いて、復号対象ブロックのイントラ予測残差信号に対する予測処理を行って、イントラ予測残差信号の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行って残差予測誤差信号の復号信号を生成し、該残差予測誤差信号の復号信号と前記イントラ予測残差信号の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の復号ステップと、
前記イントラ予測残差信号の復号ステップで生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と前記イントラ予測処理ステップで生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成ステップと
を含むことを特徴とする画像復号方法。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号ステップと、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理ステップと、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測残差に対する予測処理の有無を示すイントラ予測残差フラグを読み出し、該イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の不適用を示していると判断された場合、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第一の復号ステップと、
前記イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の適用を示していると判断された場合、イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の復号値を用いて、復号対象ブロックのイントラ予測残差信号に対する予測処理を行って、イントラ予測残差信号の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行って残差予測誤差信号の復号信号を生成し、該残差予測誤差信号の復号信号と前記イントラ予測残差信号の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第二の復号ステップと、
前記イントラ予測残差信号の第一の復号ステップで生成されたイントラ予測残差信号の復号信号、または、前記イントラ予測残差信号の第二の復号ステップで生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と、前記イントラ予測処理ステップで生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成ステップと
を含むことを特徴とする画像復号方法。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号ステップと、
前記エントロピ復号処理された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理ステップと、
前記イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおける変換係数の復号値を用いて、復号対象ブロックの変換係数に対する予測処理を行って、復号対象ブロックの変換係数の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数に対する残差予測誤差信号の復号値を生成し、該残差予測誤差信号の復号値と該復号対象ブロックの変換係数の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の変換係数の復号信号を生成する変換係数の復号ステップと、
前記変換係数の復号ステップにおいて生成される変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の復号ステップと、
前記イントラ予測残差信号の復号ステップで生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と前記イントラ予測処理ステップで生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成ステップと
を含むことを特徴とする画像復号方法。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号ステップと、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理ステップと、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測残差に対する予測処理の有無を示すイントラ予測残差フラグを読み出し、該イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の不適用を示していると判断された場合、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第一の復号ステップと、
前記イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の適用を示していると判断された場合、イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおける変換係数の復号値を用いて、復号対象ブロックの変換係数に対する予測処理を行って、復号対象ブロックの変換係数の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数に対する残差予測誤差信号の復号値を生成し、該残差予測誤差信号の復号値と該復号対象ブロックの変換係数の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の変換係数の復号信号を生成する変換係数の復号ステップと、
前記変換係数の復号ステップにおいて生成される変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第二の復号ステップと、
前記イントラ予測残差信号の第一の復号ステップで生成されたイントラ予測残差信号の復号信号、または、前記イントラ予測残差信号の第二の復号ステップで生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と、前記イントラ予測処理ステップで生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成ステップと
を含むことを特徴とする画像復号方法。 - 空間的な画素間予測を用いて予測信号を生成し、該予測信号と原信号との残差信号を生成する画像符号化装置であって、
イントラ予測残差信号を生成するイントラ予測処理手段と、
前記イントラ予測残差信号に対して変換間処理を行って変換係数を生成し、該変換係数に対して、量子化処理、逆量子化処理を行って、該変換係数の復号値を生成する生成手段と、
イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定する同定手段と、
前記参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の変換係数の復号値を用いて、予測対象ブロックのイントラ予測残差信号の変換係数に対する予測処理を行って、変換係数に対する残差予測誤差信号を生成する残差予測誤差信号生成手段と
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号手段と、
前記エントロピ復号処理された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理手段と、
前記イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の復号値を用いて、復号対象ブロックのイントラ予測残差信号に対する予測処理を行って、イントラ予測残差信号の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行って残差予測誤差信号の復号信号を生成し、該残差予測誤差信号の復号信号と前記イントラ予測残差信号の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の復号手段と、
前記イントラ予測残差信号の復号手段で生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と前記イントラ予測処理手段で生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号手段と、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理手段と、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測残差に対する予測処理の有無を示すイントラ予測残差フラグを読み出し、該イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の不適用を示していると判断された場合、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第一の復号手段と、
前記イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の適用を示していると判断された場合、イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおけるイントラ予測残差信号の復号値を用いて、復号対象ブロックのイントラ予測残差信号に対する予測処理を行って、イントラ予測残差信号の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行って残差予測誤差信号の復号信号を生成し、該残差予測誤差信号の復号信号と前記イントラ予測残差信号の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第二の復号手段と、
前記イントラ予測残差信号の第一の復号手段で生成されたイントラ予測残差信号の復号信号、または、前記イントラ予測残差信号の第二の復号手段で生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と、前記イントラ予測処理手段で生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号手段と、
前記エントロピ復号処理された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理手段と、
前記イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおける変換係数の復号値を用いて、復号対象ブロックの変換係数に対する予測処理を行って、復号対象ブロックの変換係数の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数に対する残差予測誤差信号の復号値を生成し、該残差予測誤差信号の復号値と該復号対象ブロックの変換係数の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の変換係数の復号信号を生成する変換係数の復号手段と、
前記変換係数の復号手段において生成される変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の復号手段と、
前記イントラ予測残差信号の復号手段で生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と前記イントラ予測処理手段で生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 符号化器が出力した符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
前記符号化ストリームをエントロピ復号するエントロピ復号手段と、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測モードを読み出し、該イントラ予測モードに基づき、イントラ予測信号を生成するイントラ予測処理手段と、
前記エントロピ復号された符号化データからイントラ予測残差に対する予測処理の有無を示すイントラ予測残差フラグを読み出し、該イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の不適用を示していると判断された場合、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数の復号値を生成し、該変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第一の復号手段と、
前記イントラ予測残差フラグがイントラ予測残差に対する予測処理の適用を示していると判断された場合、イントラ予測の予測方向および予測対象ブロックと近傍ブロックの間の距離に基づき、近傍ブロックから参照ブロックを同定し、該参照ブロックにおける変換係数の復号値を用いて、復号対象ブロックの変換係数に対する予測処理を行って、復号対象ブロックの変換係数の予測値を生成し、量子化インデックスに対して逆量子化処理を行って変換係数に対する残差予測誤差信号の復号値を生成し、該残差予測誤差信号の復号値と該復号対象ブロックの変換係数の予測値を加算し、イントラ予測残差信号の変換係数の復号信号を生成する変換係数の復号手段と、
前記変換係数の復号手段において生成される変換係数の復号値に対して逆変換処理を行ってイントラ予測残差信号の復号信号を生成するイントラ予測残差信号の第二の復号手段と、
前記イントラ予測残差信号の第一の復号手段で生成されたイントラ予測残差信号の復号信号、または、前記イントラ予測残差信号の第二の復号手段で生成されたイントラ予測残差信号の復号信号と、前記イントラ予測処理手段で生成されたイントラ予測信号とを加算し、復号信号を生成する生成手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。
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