JP5469931B2 - Video decoding method, video encoding method - Google Patents

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Description

本発明は動画像を符号化する動画像符号化技術および動画像を復号化する動画像復号化技術に関する。 The present invention relates to a moving picture coding technique for coding a moving picture and a moving picture decoding technique for decoding a moving picture.

大容量の動画像情報をデジタルデータ化して記録、伝達する動画像符号化・復号化技術では、一般に、画像を矩形ブロック領域に分割して、映像符号化・復号化処理中の各処理を分割領域単位で行う。   In moving image encoding / decoding technology that records and transmits large-volume moving image information as digital data, generally, the image is divided into rectangular block areas, and each process during video encoding / decoding processing is divided. Perform by area

また、特許文献１では、画像内の選択された領域の画質を他の領域よりも良好となるように符号化・復号化する符号化・復号化装置において、選択領域の位置と形状を表す技術として、その段落００５４に「選択された領域は斜線部のような矩形で表され、領域の位置及び形状は、例えば領域の左上の画素の座標（１０２，４９）と、領域の縦横の画素数（３１，５０）で表され、これらの情報が符号化される。第１の例との違いは、領域の位置と大きさがそれぞれ画素単位で選択されることである。ただし、領域の位置をブロック単位で表し、領域の大きさを画素単位で表すこともできる。」ことが開示されている。また、その段落００５５には、「選択された領域は斜線部のような任意形状で表される。領域の位置及び形状は、例えば始点のブロックの左上の画素の座標（１０２，４９）と、領域周囲の画素の８方向量子化符号の列で表される。第２の例との違いは、領域の形状が自由であり、領域の位置と形状が画素単位で選択されることである。」ことが開示されている。   Also, in Patent Document 1, a technique for representing the position and shape of a selected region in an encoding / decoding device that performs encoding / decoding so that the image quality of a selected region in an image is better than other regions. In the paragraph 0054, “the selected area is represented by a rectangle such as a shaded portion, and the position and shape of the area are, for example, the coordinates (102, 49) of the upper left pixel of the area and the number of pixels in the vertical and horizontal directions of the area. This information is encoded by (31, 50), and is different from the first example in that the position and size of the area are selected in units of pixels, respectively. Can also be expressed in block units, and the size of the region can also be expressed in pixel units. " Also, in the paragraph 0055, “the selected area is represented by an arbitrary shape such as a shaded portion. The position and shape of the area are, for example, the coordinates (102, 49) of the upper left pixel of the start block, This is represented by a sequence of 8-direction quantization codes of pixels around the area, which differs from the second example in that the shape of the area is free and the position and shape of the area are selected in units of pixels. Is disclosed.

特開平８−２５１５８３号公報JP-A-8-251583

しかし、一般的な矩形ブロックによる領域分割や、特許文献１の段落００５４に開示される矩形の領域選択により分割される矩形領域ごとの符号化・復号化技術では、符号化・復号化処理を行う領域単位が矩形領域単位に限られてしまい、画像の絵柄の局所的な性質などの状況に応じて処理領域の形状を柔軟に選択することができない。これにより、符号化・復号化処理において行われる予測処理や周波数変換処理を十分に効率的に行うことができず、圧縮効率が不十分となるという課題があった。   However, encoding / decoding processing is performed in the encoding / decoding technique for each rectangular area divided by area division by a general rectangular block or rectangular area selection disclosed in paragraph 0054 of Patent Document 1. The area unit is limited to the rectangular area unit, and the shape of the processing area cannot be selected flexibly according to the local nature of the pattern of the image. As a result, there is a problem that the prediction process and the frequency conversion process performed in the encoding / decoding process cannot be performed sufficiently efficiently, and the compression efficiency becomes insufficient.

また、特許文献１の段落００５５に開示に開示される符号化・復号化技術では、領域の形状が自由となるが、多角形や領域形状の頂点の数が多くなると、領域周囲の画素の８方向量子化符号の列の情報が大きくなり、圧縮データ量を十分に低減できず、圧縮効率が不十分となるという課題があった。   In the encoding / decoding technique disclosed in the paragraph 0055 of Patent Document 1, the shape of the area is free. However, when the number of polygons or area vertices increases, the number of pixels around the area is increased to 8. There is a problem that the information of the direction quantization code sequence becomes large, the amount of compressed data cannot be sufficiently reduced, and the compression efficiency becomes insufficient.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたのであり、その目的は、より圧縮効率の高い動画像符号化技術および復号化技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a moving picture encoding technique and a decoding technique with higher compression efficiency.

上記課題を解決するために、本発明の一実施の形態は、例えば特許請求の範囲に記載されるように構成すればよい。   In order to solve the above-described problems, an embodiment of the present invention may be configured as described in the claims, for example.

本発明によれば、より圧縮効率の高い動画像符号化技術および動画復号化技術を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a moving picture coding technique and a moving picture decoding technique with higher compression efficiency.

本発明の実施例１に係る動画像符号化装置の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the moving image encoder which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る動画像復号化装置の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the moving image decoding apparatus which concerns on Example 1 of this invention. H.264/AVCにおけるブロックの形状情報の符号化方法の説明図Explanatory drawing of coding method of block shape information in H.264 / AVC H.264/AVCにおけるブロックの形状情報の符号化に用いる符号表の説明図Explanatory drawing of a code table used for encoding block shape information in H.264 / AVC 本発明の実施例１に係るブロックの形状情報の符号化方法の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding method of the block shape information which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るブロックの位置情報の符号化方法の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding method of the positional information on the block which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るブロックの形状情報の符号化に用いる符号表の説明図Explanatory drawing of the code table used for the encoding of the block shape information which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るブロックの形状情報の符号化処理の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding process of the block shape information which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係るブロックの形状情報の符号化方法の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding method of the shape information of the block which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係るブロックの形状情報の符号化処理の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding process of the shape information of the block which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例１に係る動画像符号化方法の流れ図の一例An example of a flowchart of a video encoding method according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例１に係る動画像復号化方法の流れ図の一例Example of flowchart of moving picture decoding method according to embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例１における符号化ストリーム構成の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding stream structure in Example 1 of this invention. 本発明の実施例１における符号化ストリーム構成の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding stream structure in Example 1 of this invention. 本発明の実施例１で用いる予測方法の情報の符号化に用いる符号表の説明図Explanatory drawing of the code table used for the encoding of the information of the prediction method used in Example 1 of this invention 本発明の実施例３で用いるブロックの形状情報の符号化方法の一例の説明図Explanatory drawing of an example of the encoding method of the block shape information used in Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例１について説明する。図1は本実施例に係る動画像符号化装置の一例を示したものである。動画像符号化装置は、入力された原画像(101)を保持する入力画像メモリ(102)と、ブロック単位で画面内予測を行う画面内予測部(103)と、動き探索部(104)にて検出された動き量を基にブロック単位で画面間予測を行う画面間予測部(105)と、画像の性質に適した予測方法およびブロック形状を決定する予測方法・予測ブロック決定部(106)と、予測差分を生成するための減算部(107)と、予測差分に対して周波数変換を行う周波数変換部(108)および予測差分の性質に合った周波数変換のブロック形状を決定する周波数変換ブロック決定部(114)と、周波数変換後の係数値に対して量子化処理を行う量子化処理部(109)および可変長符号化処理を行うための可変長符号化部(110)と、符号化した予測差分に逆量子化処理を行う逆量子化処理部(111)および逆量子化処理後に逆周波数変換処理を行う逆周波数変換部(112)と、逆周波数変換処理により復号化された予測差分を用いて復号化画像を生成する加算部(113)と、後の予測処理に用いるために復号化画像を保持する参照画像メモリ(115)を有する。   Example 1 of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of a moving picture encoding apparatus according to the present embodiment. The moving image encoding apparatus includes an input image memory (102) that holds an input original image (101), an intra-screen prediction unit (103) that performs intra-screen prediction in units of blocks, and a motion search unit (104). Inter-screen prediction unit (105) that performs inter-screen prediction on a block basis based on the detected motion amount, and a prediction method / prediction block determination unit (106) that determines a prediction method and block shape suitable for the properties of the image A subtraction unit (107) for generating a prediction difference, a frequency conversion unit (108) that performs frequency conversion on the prediction difference, and a frequency conversion block that determines a block shape of frequency conversion that matches the nature of the prediction difference A determination unit (114), a quantization processing unit (109) for performing a quantization process on the coefficient value after frequency conversion, a variable length encoding unit (110) for performing a variable length encoding process, and an encoding Inverse quantization processing unit (111) that performs inverse quantization processing on the predicted difference and after inverse quantization processing Inverse frequency transform unit (112) for performing the inverse frequency transform process, an adder unit (113) for generating a decoded image using the prediction difference decoded by the inverse frequency transform process, and for use in the subsequent prediction process A reference image memory (115) for holding the decoded image is included.

入力画像メモリ(102)は原画像(101)の中から一枚の画像を符号化対象画像として保持し、画像を画面内予測部(103)、動き探索部(104)、画面間予測部(105)および減算部(107)に送信する。動き探索部(104)では、参照画像メモリ(115)に格納されている復号化済み画像を用いて該当ブロックの動き量を計算し、動きベクトルを画面間予測部(105)に送信する。画面内予測部(103)および画面間予測部(105)では、画面内予測処理および画面間予測処理を複数種類の形状のブロック単位で実行する。予測方法・予測ブロック決定部(106)は、最適な予測方法と形状ブロックとの組み合わせを決定し、決定した予測方法と形状ブロックによる予測画像を出力する。   The input image memory (102) holds one image from the original image (101) as an encoding target image, and stores the image in an in-screen prediction unit (103), a motion search unit (104), an inter-screen prediction unit ( 105) and the subtraction unit (107). The motion search unit (104) calculates the amount of motion of the corresponding block using the decoded image stored in the reference image memory (115), and transmits the motion vector to the inter-screen prediction unit (105). The intra-screen prediction unit (103) and the inter-screen prediction unit (105) execute the intra-screen prediction process and the inter-screen prediction process in units of a plurality of types of blocks. A prediction method / prediction block determination unit (106) determines an optimal combination of a prediction method and a shape block, and outputs a predicted image based on the determined prediction method and shape block.

予測方法・予測ブロック決定部(106)における最適な予測方法と形状ブロックとの組み合わせの決定は、たとえば、予測差分と符号量とが好適に小さくなるように決定する。例えばすべての組み合わせに対して(数式1)にて表される符号化コストCostを計算し、これが最も小さい組み合わせを決定した組合わせとすると効果的である。

(数式１)
Cost = SAD + λ×R

ここで、SAD （Square Absolute Difference）は予測差分の絶対値和を、R(Rate)は、予測差分を符号化した際の符号量の見積もり値を表す。また、λは重み付けをするための定数であり、この値は予測方法(画面内予測・画面間予測)や量子化時のパラメータなどによって最適値が異なるため、それらを厳密に設定すると効果的である。符号量の見積もり値は、予測差分情報だけではなく、ブロック形状情報や動きベクトルなどの符号量を加味して算出するのが望ましい。 In the prediction method / prediction block determination unit (106), the optimum combination of the prediction method and the shape block is determined, for example, so that the prediction difference and the code amount are suitably reduced. For example, it is effective to calculate the encoding cost Cost expressed by (Equation 1) for all the combinations and determine the combination with the smallest combination.

(Formula 1)
Cost = SAD + λ × R

Here, SAD (Square Absolute Difference) represents the sum of absolute values of the prediction differences, and R (Rate) represents an estimated value of the code amount when the prediction differences are encoded. In addition, λ is a constant for weighting, and this value differs depending on the prediction method (intra-screen prediction / inter-screen prediction), quantization parameters, etc., so it is effective to set them strictly. is there. It is desirable to calculate the estimated value of the code amount by considering not only the prediction difference information but also the code amount such as block shape information and motion vector.

次に、減算部(107)では、原画像から予測画像を減算して予測差分を生成し、周波数変換部(108)に送信する。周波数変換部(109)および量子化処理部(110)では、取得した予測差分に対して、それぞれ複数種類の形状のブロック単位でDCT(Discrete Cosine Transformation：離散コサイン変換)などの周波数変換および量子化処理を行い、可変長符号化処理部(110)および逆量子化処理部(111)に送信する。逆量子化処理部(111)では、量子化後の周波数変換係数に対して逆量子化処理を行う。逆周波数変換部(112)では、逆量子化処理後の係数に対してIDCT(Inverse DCT：逆DCT)などの逆周波数変換をおこない予測差分を復号し、加算部(113)に送信する。続いて加算部(113)は、予測方法・予測ブロック決定部(106)が出力する予測画像に、逆周波数変換部(112)が復号した予測差分を加算して復号化画像を生成し、周波数変換ブロック決定部(114)に出力する。周波数変換ブロック決定部(114)では、周波数変換を行う際の最適な周波数変換ブロック形状を決定し、決定した周波数変換ブロック形状の情報を可変長符号化部(110)に送信する。また、周波数変換ブロック決定部(114)は、加算部(113)から取得した復号化画像のうち、決定した最適な周波数変換ブロック形状による周波数変換により生成された復号化画像を参照画像メモリ(115)に出力する。参照画像メモリ(115)が格納する復号化画像は、画面内予測部(103)及び画面間予測部(105)の予測処理や動き探索部(104)の動き探索処理に用いられる。   Next, the subtraction unit (107) subtracts the prediction image from the original image to generate a prediction difference, and transmits it to the frequency conversion unit (108). The frequency conversion unit (109) and the quantization processing unit (110) perform frequency conversion and quantization, such as DCT (Discrete Cosine Transformation), on the basis of the obtained prediction difference in units of multiple types of shapes. The process is performed and transmitted to the variable length coding processing unit (110) and the inverse quantization processing unit (111). The inverse quantization processing unit (111) performs inverse quantization processing on the frequency transform coefficient after quantization. The inverse frequency transform unit (112) performs inverse frequency transform such as IDCT (Inverse DCT) on the coefficient after the inverse quantization process, decodes the prediction difference, and transmits it to the adder (113). Subsequently, the addition unit (113) adds the prediction difference decoded by the inverse frequency transform unit (112) to the prediction image output by the prediction method / prediction block determination unit (106) to generate a decoded image, and the frequency It outputs to the conversion block determination part (114). The frequency transform block determining unit (114) determines an optimum frequency transform block shape for performing frequency transform, and transmits information on the determined frequency transform block shape to the variable length coding unit (110). Further, the frequency transform block determining unit (114), among the decoded images acquired from the adder unit (113), a decoded image generated by frequency conversion using the determined optimum frequency transform block shape is used as a reference image memory (115). ). The decoded image stored in the reference image memory (115) is used for the prediction process of the intra prediction unit (103) and the inter prediction unit (105) and the motion search process of the motion search unit (104).

ここで、周波数変換ブロック決定部(114)による最適な周波数変換ブロック形状の決定の一例として復号画像の画質歪と符号量が好適に小さくなるように周波数変換ブロック形状を決定すればよい。例えば画質歪みと符号量の関係から最適な符号化モードを決定するRD-Optimization方式を用いることによって、効率良く符号化できる。RD-Optimization方式の詳細については参考文献1を参照のこと。
[参考文献1]G. Sullivan and T.Wiegand : “Rate-Distortion Optimization for Video Compression”、 IEEE Signal Processing Magazine、 vol.15、 no.6、 pp.74-90、 1998.
可変長符号化処理部(110)では、予測方法・予測ブロック決定部(106)が決定した予測ブロック形状情報と、周波数変換ブロック決定部(114)が決定した周波数変換ブロック形状情報と、決定した周波数変換ブロック形状にて周波数変換を行って量子化した周波数変換係数（予測差分情報）、および例えば画面内予測を行う際の予測方向や画面間予測を行う際の動きベクトルなど、復号化時の予測処理に必要な情報に可変長符号化を行って符号化ストリームを生成する。 Here, as an example of determining the optimum frequency transform block shape by the frequency transform block determining unit (114), the frequency transform block shape may be determined so that the image quality distortion and the code amount of the decoded image are suitably reduced. For example, efficient encoding can be performed by using an RD-Optimization method that determines an optimal encoding mode from the relationship between image quality distortion and code amount. See Reference 1 for details of the RD-Optimization method.
[Reference 1] G. Sullivan and T. Wiegand: “Rate-Distortion Optimization for Video Compression”, IEEE Signal Processing Magazine, vol.15, no.6, pp.74-90, 1998.
In the variable length coding processing unit (110), the prediction block shape information determined by the prediction method / prediction block determination unit (106) and the frequency transform block shape information determined by the frequency transform block determination unit (114) are determined. Frequency transform coefficients (prediction difference information) quantized by performing frequency transform in the frequency transform block shape, and for example, the prediction direction when performing intra prediction and the motion vector when performing inter prediction, etc. Variable length coding is performed on information necessary for the prediction process to generate an encoded stream.

次に、本実施例に係るブロック形状の符号化処理について、H.264/AVC規格と比較しながら説明する。   Next, block shape encoding processing according to the present embodiment will be described in comparison with the H.264 / AVC standard.

まず、H.264/AVC規格では、符号化処理が完了した画像情報を利用して符号化対象画像を予測し、原画像との予測差分を符号化することによって、動画像の持つ冗長性を削除して符号量を減らしている。ここでは、動画像の局所的性質を利用するために、画像を細かく分割したブロック単位で予測が行われる。予測には大別して画面内予測と画面間予測があり、例えば、図３は画面間予測時のブロック形状について、その表現方法を示している。符号化処理は対象画像に対してラスタースキャンの順序に従い、16×16画素で構成されるマクロブロック(301)単位で実行する。H.264/AVC規格ではマクロブロックをさらに細かく分割したブロック単位で予測することができる(302)。特に画面間予測の場合は、マクロブロックを根とした木構造に基づくモデル(303)に基づいて分割が行われる。すなわち、マクロブロックは8×8画素、8×16画素、16×8画素、16×16画素のいずれかに分割して予測を行うことが可能であり、さらに対象マクロブロックが8×8画素に分割(4分割)された場合には、さらに4個存在する8×8画素ブロックに対して、それぞれ4×4画素、4×8画素、8×4画素、8×8画素のいずれかに分割することができる。   First, in the H.264 / AVC standard, the encoding target image is predicted using image information that has been encoded, and the prediction difference from the original image is encoded, thereby reducing the redundancy of the moving image. The code amount is reduced by deleting. Here, in order to use the local property of a moving image, prediction is performed in units of blocks obtained by finely dividing an image. Prediction is broadly classified into intra-screen prediction and inter-screen prediction. For example, FIG. 3 shows a representation method for a block shape at the time of inter-screen prediction. The encoding process is executed in units of macroblocks (301) composed of 16 × 16 pixels in accordance with the raster scan order for the target image. In the H.264 / AVC standard, a macroblock can be predicted in units of blocks that are further divided (302). In particular, in the case of inter-screen prediction, division is performed based on a model (303) based on a tree structure rooted in a macroblock. In other words, the macroblock can be divided into 8 × 8 pixels, 8 × 16 pixels, 16 × 8 pixels, or 16 × 16 pixels and prediction can be performed, and the target macroblock can be divided into 8 × 8 pixels. When divided (divided into 4), each of the 4 8 × 8 pixel blocks is divided into 4 × 4 pixels, 4 × 8 pixels, 8 × 4 pixels, or 8 × 8 pixels, respectively. can do.

さらに、上記方法にてマクロブロックを分割して予測を行った後に、予測差分の符号化もマクロブロックを分割したブロック単位で行う。ここでは、計算された16×16サイズの予測差分に対し、4分割(8×8画素ブロック単位)もしくは16分割(4×4画素ブロック単位)して周波数変換を施し、その係数を量子化して可変長符号化する。なお、H.264/AVC規格では、上記周波数変換としてDCTを採用している。   Further, after the macroblock is divided and predicted by the above method, the prediction difference is encoded in units of blocks obtained by dividing the macroblock. Here, the calculated 16 × 16 size prediction difference is divided into 4 divisions (8 × 8 pixel block units) or 16 divisions (4 × 4 pixel block units), frequency conversion is performed, and the coefficients are quantized. Variable length coding. In the H.264 / AVC standard, DCT is adopted as the frequency conversion.

ここで、上記のようにH.264/AVC規格では、予測を実行する際のブロック形状を複数の候補から選択する場合、予測差分情報とは別にブロック形状情報をマクロブロック単位で符号化することが必要であった。また、仮に周波数変換を行う際のブロック形状も同様に複数の候補から選択可能にするとDCT係数の符号量は削減できる可能性があるものの、ブロック形状を表現するための符号量がさらに増大する。   Here, as described above, in the H.264 / AVC standard, when the block shape for performing prediction is selected from a plurality of candidates, the block shape information is encoded in units of macroblocks separately from the prediction difference information. Was necessary. Similarly, if the block shape for frequency conversion can be selected from a plurality of candidates, the code amount of the DCT coefficient may be reduced, but the code amount for expressing the block shape further increases.

図4はH.264/AVC規格の画面間予測において、図3に示したブロック形状情報を符号化する際に用いる符号表を示している。ここでは、マクロブロックを根とする木構造について、16×16画素マクロブロックの子となるパターン（8×8画素ブロック、8×16画素ブロック、16×8画素ブロック、16×16画素ブロック）をマクロブロックタイプ（mb_type）として(401)、さらに8×8画素ブロックの子となるパターン（4×4画素ブロック、4×8画素ブロック、8×4画素ブロック、8×8画素ブロック）をサブマクロブロックタイプ（sub_mb_type）として(402)定義し、それぞれ互いに重複しない値が設定されている。これらの値は、選択される頻度が統計的に高いパターンに対して小さい値が設定されており、符号表(403)を利用して効率的に可変長符号化される。   FIG. 4 shows a code table used when coding the block shape information shown in FIG. 3 in the inter-screen prediction of the H.264 / AVC standard. Here, for the tree structure rooted in a macroblock, a pattern (8 × 8 pixel block, 8 × 16 pixel block, 16 × 8 pixel block, 16 × 16 pixel block) that is a child of a 16 × 16 pixel macroblock is used. The macro block type (mb_type) is (401), and the sub-macro pattern (4 × 4 pixel block, 4 × 8 pixel block, 8 × 4 pixel block, 8 × 8 pixel block) that is a child of the 8 × 8 pixel block (402) is defined as a block type (sub_mb_type), and values that do not overlap each other are set. These values are set to small values for patterns with a statistically high selection frequency, and are efficiently variable-length encoded using the code table (403).

以上のように、H.264/AVC規格では、木構造に基づいてマクロブロックの分割パターンを階層的に規定することにより、ブロック形状を効率的に表現している。この表現方法は、ブロック形状情報に必要な符号量が比較的少なくてすむという利点があるが、例えばマクロブロックよりも大きなブロックや、複数のマクロブロックをまたがるようなブロックを表現できないなど、表現可能なブロック形状の種類に制限があるといった課題があった。   As described above, in the H.264 / AVC standard, the block shape is efficiently expressed by hierarchically defining the macroblock division pattern based on the tree structure. This representation method has the advantage that the amount of code required for block shape information is relatively small, but it can be represented, for example, a block larger than a macroblock or a block that spans multiple macroblocks cannot be represented. There is a problem that there are limitations on the types of block shapes.

また、上記のような課題は木構造の階層数を増やすことによってある程度改善できるが、この場合候補となるブロック形状の種類が増大し、符号表に登録すべき要素数が急増して符号量が爆発するという課題があった。   The above problems can be improved to some extent by increasing the number of tree layers. In this case, the number of candidate block shapes increases, the number of elements to be registered in the code table increases rapidly, and the amount of codes increases. There was a problem of explosion.

これに対し、本実施例に係るブロック形状の符号化処理の一例では、図5に示すブロック形状の表現方法を用いる。本実施例では、符号化開始位置(501)とブロックの種類(502)の組み合わせよりブロック形状を表現し、これら2種類の値をブロックごとに符号化する。ブロックの種類については、あらかじめ様々な形状（正方形、長方形、三角形またはこれらが複数集まったブロック集合など）で様々な大きさ(32×32、16×16、8×8など)のパターンを用意しておき(503)、これら候補の中から各領域にとって最適となるものを選択する。ここで言う最適とは、その形状で対象領域を符号化した場合、符号量が少なく復号画像の画質が高くなる場合をいう。なお、符号化開始位置(501)は、復号化側では、復号化対象ブロックの復号化開始位置として用いられる。また、ブロックの種類には変形多角形ブロックも用いることができる。   On the other hand, in an example of the block shape encoding process according to the present embodiment, the block shape expression method shown in FIG. 5 is used. In this embodiment, the block shape is expressed by a combination of the encoding start position (501) and the block type (502), and these two types of values are encoded for each block. As for the types of blocks, patterns of various sizes (32 × 32, 16 × 16, 8 × 8, etc.) are prepared in advance in various shapes (squares, rectangles, triangles, or a block set including a plurality of these). In step (503), an optimum one for each region is selected from these candidates. The term “optimal” as used herein refers to a case where the amount of code is small and the image quality of the decoded image is high when the target region is encoded with the shape. The encoding start position (501) is used as the decoding start position of the decoding target block on the decoding side. A deformed polygonal block can also be used as the block type.

図6は、本実施例による符号化開始位置の符号化方法について、その一例を示している。符号化対象ブロックの代表点を点A(601)、直前に符号化したブロックの代表点を点B(602)とする。ここで、本実施例では、点Ａ及び点Ｂは、例えば、該当ブロックのもっとも左上に位置する点を用いる。隣接ブロックなどの点Aと点Bを用いれば、その差分座標は絶対座標よりも小さい値になることから、差分座標 (x_sub, y_sub)(603)を可変長符号化すれば効果が良くなる。差分座標は、例えば(604)のような符号表を用いてx成分(x_sub)とy成分(y_sub)それぞれ個別に符号化しても良いし、例えば(605)のような2次元的な符号表を用いてx成分とy成分をまとめて符号化してもよい。この場合、ブロックの種類(503)によって出現する差分座標の種類や頻度が異なるため、統計的に出現頻度が高い座標に対して短い符号を割り当てると効果的である。また、点Aと点Bの差分座標ではなく、点Aの絶対座標を符号化してもよいし、点Bとしては特に直前に符号化したブロックの代表点でなくても、符号化対象ブロックよりも先に符号化したブロックであればどんなブロックの代表点を選んでもよい。   FIG. 6 shows an example of the encoding start position encoding method according to this embodiment. The representative point of the block to be encoded is point A (601), and the representative point of the block encoded immediately before is point B (602). Here, in the present embodiment, for the point A and the point B, for example, a point located at the upper left of the corresponding block is used. If the point A and the point B such as adjacent blocks are used, the difference coordinate becomes a value smaller than the absolute coordinate. Therefore, if the difference coordinate (x_sub, y_sub) (603) is variable-length encoded, the effect is improved. The difference coordinates may be encoded separately for each of the x component (x_sub) and the y component (y_sub) using a code table such as (604), or a two-dimensional code table such as (605). The x component and the y component may be encoded together using. In this case, since the type and frequency of the difference coordinate appearing differ depending on the block type (503), it is effective to assign a short code to the coordinate having a high statistical appearance frequency. In addition, the absolute coordinates of point A may be encoded instead of the differential coordinates of point A and point B, and the point B may be encoded from the encoding target block, even if it is not a representative point of the block encoded immediately before. The representative point of any block may be selected as long as it is a previously encoded block.

次に、図7は本実施例によるブロックの種類を符号化する際に用いる符号表(701)の一例を示している。ここでは候補となるすべてのブロックパターン(503)に対し、それぞれ一意に決まる特有の符号を割り当てている。割り当ての例としては、統計的に選択される頻度の高いものに対して短い符号を割り当てれば、符号量を小さくすることができ、効果的である。ここでは、ブロックの形状(形と大きさ)の組み合わせを一つの表によって表現しているが、例えばブロックの形（正方形、長方形、三角形またはこれらが複数集まったブロック集合など）と大きさ(32×32、16×16、8×8など)を別々の符号として互いに独立に符号化してもよい。この場合、符号表を用意してそれぞれ別個に符号化する。なお、図７のような符号表を用いれば、図５に示す変形多角形ブロックのように頂点や辺が多い形状のブロックでも、符号量が頂点や辺の数に比例することがなく、より符号量を低減することが可能となる。   Next, FIG. 7 shows an example of a code table (701) used when coding block types according to the present embodiment. Here, a unique code uniquely determined is assigned to all candidate block patterns (503). As an example of assignment, if a short code is assigned to a statistically selected one having a high frequency, the amount of codes can be reduced, which is effective. Here, combinations of block shapes (shape and size) are represented by a single table. For example, the block shape (square, rectangle, triangle, or a block set including a plurality of these) and size (32 × 32, 16 × 16, 8 × 8, etc.) may be encoded independently as separate codes. In this case, a code table is prepared and encoded separately. If the code table as shown in FIG. 7 is used, the code amount is not proportional to the number of vertices and sides even in a block having many vertices and sides as in the modified polygonal block shown in FIG. It is possible to reduce the code amount.

次に、図8に、本実施例によるブロック形状符号化の流れについて、その一例を示す。ここでは、差分座標の符号化には図６の符号表(604)を、ブロックの種類には図7の符号表(701)を用いる場合について説明する。   Next, FIG. 8 shows an example of the flow of block shape encoding according to the present embodiment. Here, a case will be described in which the code table (604) in FIG. 6 is used for encoding the difference coordinates and the code table (701) in FIG. 7 is used for the block type.

まず、対象画像(801)の左上端の最初のブロックαの代表点Aは座標(0,0)である。このとき、直前に符号化したブロックは画像中に存在しないので点Bは、座標を(0,0)にて初期化しておく。よって、この場合の差分座標は(0,0)となる。そのため図６の符号表(604)に基づいて差分座標のx_subとy_subにそれぞれ符号010を割り当てる。ここでブロックαでは32×32画素の正方ブロック領域であるので(802)、ブロックの種類を表現するために図7の符号表(701)に基づいて符号1を割り当てる。よってブロックαのブロック位置・形状を表現するための符号は全体で0100101となる(806)。   First, the representative point A of the first block α at the upper left end of the target image (801) is the coordinates (0, 0). At this time, since the block coded immediately before does not exist in the image, the coordinates of the point B are initialized with (0, 0). Therefore, the difference coordinate in this case is (0, 0). Therefore, based on the code table (604) in FIG. 6, the code 010 is assigned to each of x_sub and y_sub of the difference coordinates. Here, since the block α is a square block region of 32 × 32 pixels (802), code 1 is assigned based on the code table (701) of FIG. 7 in order to express the block type. Therefore, the code for expressing the block position / shape of the block α is 0100101 as a whole (806).

続いて、座標(32,0)に16×32画素の長方ブロックβを配置して符号化すると(803)、点Aの座標は(32,0)、点Bの座標は(0,0)となり、差分座標は(32,0)となる。そのため、x_subに符号010を、y_subに符号1を、ブロックの種類を表現するために符号00100を割り当てることになり、ブロックβブロック位置・形状を表現するための符号は全体で010100100となる(807)。   Subsequently, if a rectangular block β of 16 × 32 pixels is arranged and encoded at coordinates (32,0) (803), the coordinates of point A are (32,0) and the coordinates of point B are (0,0 ), And the difference coordinates are (32,0). Therefore, code 010 is assigned to x_sub, code 1 is assigned to y_sub, and code 00100 is assigned to express the block type, and the code for expressing the block β block position / shape is 010100100 as a whole (807 ).

同様に、座標(64,0)に32×32画素の直角三角形(1)ブロックγを配置して符号化する場合(804)、ブロックγのブロック位置・形状を表現するための符号は01010001000(808)となる。   Similarly, when encoding by arranging a right triangle (1) block γ of 32 × 32 pixels at coordinates (64,0) (804), the code for expressing the block position / shape of the block γ is 01010001000 ( 808).

次に、同じ座標(64,0)に16×32画素の長方ブロックδを配置して符号化する場合には(805)、ブロックδのブロック位置・形状を表現するための符号は01001000100となる(809)。このとき、新たに配置する長方ブロックδと、既に符号化が完了している直角三角形ブロックγ領域とに重なりが生じる。このように複数のブロックに重なりが生じる場合、領域の決定には、例えば先に符号化したブロックまたは後に符号化したブロックのいずれか一方のブロックを優先すればよい。先に符号化したブロックを優先する場合、直角三角形ブロックγと長方ブロックδの重複領域は直角三角形ブロックγの方に割り当てられ、長方ブロックδとして割り当てられるのは、元の長方ブロック形状から重複領域を除いた領域となる。ここで、先に符号化したブロックを優先すれば、上記重複領域について、後に符号化する長方ブロックδの符号化処理において符号化する必要がなくなるため、後に符号化したブロックを優先するよりも処理量を低減することが可能となる。   Next, when encoding by arranging a rectangular block δ of 16 × 32 pixels at the same coordinate (64,0) (805), the code for expressing the block position / shape of the block δ is 01001000100 (809). At this time, there is an overlap between the newly placed rectangular block δ and the right triangle block γ region that has already been encoded. In the case where a plurality of blocks overlap as described above, for example, one of a block encoded earlier and a block encoded later may be given priority in determining the region. When giving priority to the previously encoded block, the overlapping area of the right triangle block γ and the rectangular block δ is assigned to the right triangle block γ, and the original rectangular block shape is assigned as the rectangular block δ. This is the area excluding the overlapping area. Here, if priority is given to the previously encoded block, it is not necessary to encode the overlapping area in the encoding process of the rectangular block δ to be encoded later, so that the block encoded later is prioritized. The processing amount can be reduced.

また、上記のようにいずれか一方のブロックを優先するのではなく、二つ以上のブロックが重複した場合に、例えば、それらすべてのブロックに対して本来の形状を割り当て、重複領域に対しては、各ブロックにて計算された結果（各画素についての予測値または周波数変換値など）の平均値や加重平均値などとして計算してもよい。   In addition, instead of giving priority to one of the blocks as described above, when two or more blocks overlap, for example, the original shape is assigned to all of those blocks, and the overlapping area is not The average value or the weighted average value of the results (predicted value or frequency conversion value for each pixel) calculated in each block may be calculated.

以上図8を用いて説明した本実施例に係るブロック位置・形状の符号化方法によれば、多角形や領域形状の頂点の数が多いブロックを用いてもより小さい符号量でブロック位置・形状を符号化することが可能となる。   According to the block position / shape encoding method according to the present embodiment described above with reference to FIG. 8, even if a block having a large number of vertices of a polygon or a region shape is used, the block position / shape can be reduced with a smaller code amount. Can be encoded.

図8を用いて説明した本実施例に係るブロック位置・形状の符号化処理は、図１に示す動画像符号化装置において、予測方法・予測ブロック決定部(106)が決定した予測ブロック形状と、周波数変換ブロック決定部(114)が決定した周波数変換ブロック形状とに基づいて、可変長符号化処理部(110)で行われる。   The block position / shape encoding process according to the present embodiment described with reference to FIG. 8 is performed by using the prediction block shape determined by the prediction method / prediction block determination unit (106) in the moving image encoding apparatus illustrated in FIG. Based on the frequency transform block shape determined by the frequency transform block determination unit (114), the variable length coding processing unit (110) performs the process.

また、図8を用いて説明した本実施例に係るブロック位置・形状の符号化方法は、予測処理（画面内予測および画面間予測）を行う際のブロック形状と、予測差分に対して周波数変換処理を施す際のブロック形状のうちいずれか一方を符号化する際に用いても良いが、両方の形状符号化に用いるとより好適なブロック形状による処理とブロック位置・形状の符号量の低減の両立の点で効果的である。   In addition, the block position / shape encoding method according to the present embodiment described with reference to FIG. 8 performs frequency conversion on the block shape and prediction difference when performing prediction processing (intra-screen prediction and inter-screen prediction). It may be used to encode one of the block shapes when performing processing, but when used for both shape coding, processing with a more suitable block shape and reduction of the code amount of the block position / shape It is effective in terms of compatibility.

このとき、両方の形状を同一にして一つの形状情報を符号化しても良いが、上記2種類のブロック形状の最適値は必ずしも一致しない。そこで、それぞれ個別に最適な形状を符号化するとより好適に圧縮効率の向上を図ることが可能となる。
この場合、差分座標に関する符号表(604)(605)やブロックの種類に関する符号表(701)は、予測処理を行う際のブロック形状と、周波数変換処理を行う際のブロック形状とで同一のものを用いても良いが、異なるものを用いても構わない。同一の符号表を用いる場合は、動画像符号化装置においてあらかじめ用意しておく符号表のデータ量を低減することができ、メモリ容量を低減することが可能となる。一方、異なる符号表を用いる場合は、予測処理と周波数変換処理とに、それぞれ好適なブロック形状を有する符号表を用いることが可能となり、より好適に圧縮効率の向上を図ることが可能となる。 At this time, one shape information may be encoded by making both shapes the same, but the optimum values of the two types of block shapes do not necessarily match. Therefore, it is possible to improve the compression efficiency more suitably by individually coding the optimum shape.
In this case, the code table (604) (605) for the difference coordinates and the code table (701) for the block type are the same for the block shape when performing the prediction process and the block shape when performing the frequency conversion process. May be used, but different ones may be used. When the same code table is used, the data amount of the code table prepared in advance in the moving image encoding apparatus can be reduced, and the memory capacity can be reduced. On the other hand, when different code tables are used, it is possible to use code tables having suitable block shapes for the prediction process and the frequency conversion process, respectively, and it is possible to improve the compression efficiency more suitably.

図１３は、本実施例における符号化ストリームの構成例(1フレーム分)を表す。ここでは、１フレーム内に、予測を行う際のブロックがN個、周波数変換を行う際のブロック形状がM個存在する場合について説明する。図１３に示す各予測ブロック形状フラグまたは各周波数変換ブロック形状フラグには、例えば、図８に示すビット(806)〜(809)などが含まれる。   FIG. 13 illustrates a configuration example (for one frame) of the encoded stream in the present embodiment. Here, a case where there are N blocks for prediction and M block shapes for frequency conversion in one frame will be described. Each prediction block shape flag or each frequency transform block shape flag shown in FIG. 13 includes, for example, bits (806) to (809) shown in FIG.

図１３において、まず最初の予測ブロック形状１を符号化し(1301)、続いてそのブロックに対する予測方法１(画面間予測/画面内予測など)を符号化する(1302)。この場合、例えば図1５の符号表(1501)のように、予測方法と予測処理の詳細の組み合わせに対して符号表を用意すればよい。また、本実施例では、ブロック形状情報と予測方法についてそれぞれ異なる符号表を用意しているが、これらの組み合わせに対して1種類の2次元的な符号表を用意しても良い。   In FIG. 13, the first prediction block shape 1 is first encoded (1301), and then the prediction method 1 (inter-frame prediction / intra-screen prediction, etc.) for the block is encoded (1302). In this case, for example, as shown in the code table (1501) in FIG. 15, a code table may be prepared for a combination of details of the prediction method and the prediction process. Also, in this embodiment, different code tables are prepared for the block shape information and the prediction method, but one type of two-dimensional code table may be prepared for these combinations.

続いて、2個目の予測ブロック形状２(1303)とその予測方法２を符号化する(1304)。これをN個目のブロック分まで繰り返す(1305)(1306)。続いて、周波数変換ブロック形状の符号化を開始する。まず1つ目の周波数変換ブロックの形状１を符号化し(1307)、続いてそのブロックの予測差分に対する周波数変換係数情報１を符号化する(1308)。そして2個目の周波数変換ブロックの形状２を符号化し(1309)、そのブロックに対する周波数変換係数情報２を符号化する(1310)。これをM個目のブロック分まで繰り返す(1311)(1312)。   Subsequently, the second prediction block shape 2 (1303) and its prediction method 2 are encoded (1304). This is repeated up to the Nth block (1305) (1306). Subsequently, encoding of the frequency transform block shape is started. First, the shape 1 of the first frequency transform block is encoded (1307), and then the frequency transform coefficient information 1 for the prediction difference of that block is encoded (1308). Then, shape 2 of the second frequency transform block is encoded (1309), and frequency transform coefficient information 2 for the block is encoded (1310). This is repeated up to the Mth block (1311) (1312).

図１３の例では、予測ブロック形状と周波数変換ブロックの形状を互いに独立に符号化しているが、両者は一致する可能性は低くない。そのため、例えば図１４に示すように両者を関連付けて符号化するとさらに符号量を減らすことができる。   In the example of FIG. 13, the predicted block shape and the frequency transform block shape are encoded independently of each other, but the possibility that they match is not low. Therefore, for example, as shown in FIG. 14, when both are associated and encoded, the amount of codes can be further reduced.

図１４は図１３における周波数変換ブロック形状情報を符号化しており、ブロック形状同一フラグとブロック形状情報から構成する符号化ビットである。図１４に示す構成以外の予測ブロック形状の情報と予測方法の情報に関しては、図13と同様の方法にて符号化すればよいので、説明を省略する。   FIG. 14 encodes the frequency conversion block shape information shown in FIG. 13 and shows encoded bits composed of the same block shape flag and block shape information. Since the prediction block shape information and the prediction method information other than the configuration shown in FIG. 14 may be encoded by the same method as in FIG.

ここで、ブロック形状同一フラグn(1401)は1ビットで構成されており、符号化対象の周波数変換ブロック形状が、対応する位置にある予測ブロック形状と一致するか否かを表現している。すなわち、n番目の周波数変換ブロックに関するフラグが1、すなわち予測ブロック形状に一致することを示す場合は、n番目の予測ブロック形状と同じブロックを周波数変換ブロック用いて周波数変換を実施する。このとき、周波数変換ブロック自体の形状情報(1402)は符号化しない。一方、このブロック形状同一フラグが0、すなわち周波数変換ブロック形状が予測ブロック形状と一致しないことを示す場合は、周波数変換を行う際の形状情報を例えば図１３の周波数変換ブロック形状と同様に符号表(701)を用いて非同一時ブロック形状nとして符号化する(1402)。すなわち、当該非同一時ブロック形状フラグｎは、図１３における周波数変換ブロック形状フラグｎと同様のフラグを用いればよい。このように、ブロック形状同一フラグと非同一時ブロック形状フラグを用いる構成とすることにより、予測処理と周波数変換処理とで同一のブロッ形状を用いる場合には、1ビットのみで周波数変換ブロック形状を符号化することが可能となり、好適に符号量を低減することが可能となる。   Here, the block shape identical flag n (1401) is composed of 1 bit, and expresses whether or not the frequency transform block shape to be encoded matches the predicted block shape at the corresponding position. That is, when the flag regarding the n-th frequency transform block indicates 1, that is, matches the predicted block shape, the frequency transform is performed using the same block as the n-th predicted block shape using the frequency transform block. At this time, the shape information (1402) of the frequency transform block itself is not encoded. On the other hand, when the same block shape flag is 0, that is, when the frequency conversion block shape does not match the predicted block shape, the shape information when performing the frequency conversion is, for example, a code table similar to the frequency conversion block shape of FIG. Using (701), the block shape n is encoded as non-identical (1402). That is, as the non-identical block shape flag n, a flag similar to the frequency conversion block shape flag n in FIG. 13 may be used. In this way, by using the same block shape flag and the non-identical block shape flag, when the same block shape is used in the prediction processing and the frequency conversion processing, the frequency conversion block shape can be changed with only one bit. It is possible to perform encoding, and it is possible to suitably reduce the amount of codes.

図１１は、本実施例における1フレームの符号化処理手順について示している。まず、符号化対象となるフレーム内に存在するすべての領域に対して(1101)、以下の処理を行う。すなわち、該当領域に対して、複数の予測ブロック形状それぞれにて予測を実行する(1102)。ここでは、予測の方法に応じて(1103)、画面内予測(1104)、または画面間予測(1105)を行い、予測差分の計算を行う。そして、複数の予測方法、複数の予測ブロック形状にて予測を行った結果の中から、予測方法と予測ブロック形状との最適な組み合わせを決定する(1106)。予測方法・ブロック形状の決定方法の詳細は、図１の予測方法・予測ブロック決定部(106)の動作の説明で説明したとおりなので説明を省略する。   FIG. 11 shows an encoding process procedure for one frame in the present embodiment. First, the following processing is performed for all regions (1101) existing in a frame to be encoded. That is, prediction is performed on the corresponding region with each of a plurality of prediction block shapes (1102). Here, in-screen prediction (1104) or inter-screen prediction (1105) is performed according to the prediction method (1103), and the prediction difference is calculated. Then, an optimum combination of the prediction method and the prediction block shape is determined from the results of prediction using a plurality of prediction methods and a plurality of prediction block shapes (1106). Details of the prediction method / block shape determination method are as described in the description of the operation of the prediction method / prediction block determination unit (106) in FIG.

続いて、決定した予測方法・予測ブロック形状による予測差分に対して、複数のブロック形状のそれぞれについて(1107)、周波数変換(1108)、量子化をおこなって量子化済みの周波数変換係数である量子化データを生成(1109)し、逆量子化(1110)、逆周波数変換(1111)を行って予測差分を復号化し、予測画像と加算することにより復号化画像を生成(1112)する。   Next, for each of the plurality of block shapes (1107), the frequency transform (1108), and the quantized frequency transform coefficient that has been quantized after the prediction difference based on the determined prediction method / predicted block shape. Generated data (1109), performs inverse quantization (1110), and inverse frequency transform (1111) to decode the prediction difference, and adds it to the predicted image to generate a decoded image (1112).

次に、複数のブロック形状の中から周波数変換を行う最適な周波数変換ブロック形状を決定する(1113)。周波数変換ブロック形状の決定方法の詳細は、図１の周波数変換ブロック決定部(114)の動作の説明で説明したとおりなので説明を省略する。   Next, an optimum frequency transform block shape for performing frequency transform is determined from a plurality of block shapes (1113). The details of the method of determining the frequency transform block shape are as described in the description of the operation of the frequency transform block determination unit (114) in FIG.

次に、予測方法、予測ブロック形状の決定処理(1106)で決定した組み合わせの予測方法の情報、予測ブロック形状の情報、及び必要であれば予測ブロックの位置情報を符号化し、周波数変換ブロック形状の決定処理(1113)で決定した周波数変換ブロック形状情報及び必要であれば周波数変換ブロックの位置情報を符号化し、量子化データの生成処理(1109)で生成した量子化データを可変長符号化する(1114)。   Next, the prediction method, the prediction method information of the combination determined in the prediction block shape determination process (1106), the prediction block shape information, and, if necessary, the prediction block position information are encoded, and the frequency transform block shape information is encoded. The frequency transform block shape information determined in the determination process (1113) and the position information of the frequency transform block if necessary are encoded, and the quantized data generated in the quantized data generation process (1109) is variable-length encoded ( 1114).

以上の処理をすべての領域に対して完了すれば、画像1フレーム分の符号化は終了する(1115)。   When the above processing is completed for all regions, the encoding for one frame of the image is completed (1115).

以上のような画像1フレーム分の符号化処理を複数フレームについて行うことにより、符号化された周波数変換係数、予測方法の情報、予測ブロック形状または位置の情報、周波数変換ブロック形状または位置の情報を複数の画像フレーム分含めた符号化ストリームが生成される。 以上説明した実施例１に係る動画像符号化装置及び動画像符号化方法によれば、領域形状の頂点や辺が多い形状のブロックなどを予測処理や周波数変換処理に用いても、より小さい符号量でブロック位置・形状を符号化することが可能となる。   By performing the encoding process for one image frame as described above for a plurality of frames, the encoded frequency transform coefficient, prediction method information, prediction block shape or position information, frequency transform block shape or position information can be obtained. An encoded stream including a plurality of image frames is generated. According to the moving picture coding apparatus and the moving picture coding method according to the first embodiment described above, even if a block having a shape having many vertices or sides in a region shape is used for prediction processing or frequency conversion processing, a smaller code is used. It is possible to encode the block position / shape with the quantity.

これにより、ブロック位置・形状の符号量を抑えながら、予測処理や周波数変換処理にそれぞれ好適なブロック形状を用いて予測処理や周波数変換処理を行うことが可能となり、予測差分情報の符号量を低減し、より圧縮効率の高い動画像符号化装置及び動画像符号化方法を実現することが可能となる。   This makes it possible to perform prediction processing and frequency conversion processing using a block shape suitable for prediction processing and frequency conversion processing while reducing the code amount of block position and shape, and reduce the code amount of prediction difference information Thus, it is possible to realize a moving picture coding apparatus and a moving picture coding method with higher compression efficiency.

次に、図２を用いて本実施例に係る動画像復号化装置の一例を説明する。図２の動画像復号化装置の各構成部の動作について説明する。まず、可変長復号化部(202)は、例えば図1に示す動画像符号化装置によって生成された符号化ストリーム(201)に対して可変長符号化の逆の手順を行って可変長復号を行い、量子化された予測差分情報を生成する。   Next, an example of a moving picture decoding apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The operation of each component of the video decoding device in FIG. 2 will be described. First, the variable length decoding unit (202) performs the variable length decoding by performing the reverse procedure of the variable length encoding on the encoded stream (201) generated by, for example, the moving image encoding apparatus shown in FIG. And quantized prediction difference information is generated.

予測方法・予測ブロック判別部(209)は、符号化ストリームに含まれる予測方法の情報、予測ブロック形状の情報、予測ブロックの位置情報を復号して、復号化対象ブロックの予測処理に用いる予測方法、予測ブロック形状、予測ブロックの位置を判別する。予測方法・予測ブロック判別部(209)が復号化対象ブロックの予測方法が画面間予測であると判別した場合には、画面間予測部(205)が、予測方法・予測ブロック判別部(209)が判別した予測ブロック形状、予測ブロックの位置の情報を用いて画面間予測処理を行って予測画像を生成する。予測方法・予測ブロック判別部(209)が復号化対象ブロックの予測方法が画面内予測であると判別した場合には、画面内予測部(206)が、予測方法・予測ブロック判別部(209)が判別した予測ブロック形状、予測ブロックの位置の情報を用いて画面内予測処理を行って予測画像を生成する。   The prediction method / prediction block determination unit (209) decodes the prediction method information, the prediction block shape information, and the prediction block position information included in the encoded stream, and uses the prediction method for the prediction process of the decoding target block. The prediction block shape and the position of the prediction block are determined. When the prediction method / prediction block determination unit (209) determines that the prediction method of the decoding target block is inter-screen prediction, the inter-screen prediction unit (205) includes the prediction method / prediction block determination unit (209). The prediction image is generated by performing the inter-screen prediction process using the predicted block shape and the position information of the predicted block determined. When the prediction method / prediction block determination unit (209) determines that the prediction method of the decoding target block is intra prediction, the intra prediction unit (206) determines that the prediction method / prediction block determination unit (209) The predicted image is generated by performing the intra prediction process using the predicted block shape and the position information of the predicted block.

周波数変換ブロック判別部(210)は、符号化ストリームに含まれる周波数変換ブロック形状情報、周波数変換ブロックの位置情報を復号して、復号化対象ブロックの周波波数変換に用いるブロック形状、ブロックの位置を判別する。逆量子化処理部(203)および逆周波数変換部(204)は、周波数変換ブロック判別部(210)が判別したブロック形状単位でそれぞれ、量子化された予測差分情報に対する逆量子化と逆周波数変換を行い、予測差分情報を復号する。   The frequency transform block discriminating unit (210) decodes the frequency transform block shape information and frequency transform block position information included in the encoded stream, and determines the block shape and block position used for frequency wave number conversion of the decoding target block. Determine. The inverse quantization processing unit (203) and the inverse frequency transform unit (204) are respectively inverse quantization and inverse frequency transform for the quantized prediction difference information in block shape units determined by the frequency transform block determination unit (210). To decode the prediction difference information.

加算部(207)は、生成された予測画像と復号された予測差分情報を加算して復号画像を生成して出力する。生成された復号画像は出力されるだけではなく、参照画像メモリ(208)に記憶され、画面間予測部(205)及び 画面内予測部(206)の予測処理に用いされる。   The adding unit (207) adds the generated predicted image and the decoded prediction difference information to generate and output a decoded image. The generated decoded image is not only output, but is also stored in the reference image memory (208), and is used for the prediction process of the inter-screen prediction unit (205) and the intra-screen prediction unit (206).

ここで、上記予測方法・予測ブロック判別部(209)における予測ブロックの判別処理は、図１の動画像符号化装置における可変長符号化処理部(110)のブロック位置・形状の符号化処理の逆処理により行う。例えば、図１３において説明した符号化ストリームに含まれる予測ブロック形状フラグ、すなわち図８に示す割り当てビット(806)〜(809)に対して、図７に示す符号表を用いてブロックの種類を判別し、図６または図７の符号表を用いてブロック間の差分座標を判別してブロックの位置を判別する。   Here, the prediction block determination processing in the prediction method / prediction block determination unit (209) is the block position / shape encoding processing of the variable length encoding processing unit (110) in the moving image encoding apparatus of FIG. This is done by reverse processing. For example, the block type is determined using the code table shown in FIG. 7 for the prediction block shape flag included in the encoded stream described in FIG. 13, that is, the allocation bits (806) to (809) shown in FIG. Then, the difference coordinates between the blocks are determined using the code table of FIG. 6 or FIG. 7 to determine the position of the block.

また、上記周波数変換ブロック判別部(210)における周波数変換ブロックの判別処理は、図１の動画像符号化装置における可変長符号化処理部(110)のブロック位置・形状の符号化処理の逆処理により行う。例えば、図１３において説明した符号化ストリームに含まれる予測ブロック形状フラグ、すなわち図８に示す割り当てビット(806)〜(809)に対して、図７に示す符号表を用いてブロックの種類を判別し、図６または図７の符号表を用いてブロック間の差分座標を判別してブロックの位置を判別する。符号化ストリーム中の周波数変換ブロックフラグが図１４に示す構成の場合は、周波数変換ブロック判別部(210)は、ブロック形状同一フラグが同一を示すか非同一を示すかを判別する。同一を示す場合には、予測方法・予測ブロック判別部(209)が判別したブロックの種類、位置を周波数変換ブロックの種類、位置と判別する。非同一を示す場合には、非同一時ブロック形状フラグに含まれるビット、例えば図８に示す割り当てビット(806)〜(809)に対して、図７に示す符号表を用いてブロックの種類を判別し、図６または図７の符号表を用いてブロック間の差分座標を判別してブロックの位置を判別する。   The frequency transform block discriminating process in the frequency transform block discriminating section (210) is an inverse process of the block position / shape encoding process of the variable length encoding processing section (110) in the moving picture encoding apparatus of FIG. To do. For example, the block type is determined using the code table shown in FIG. 7 for the prediction block shape flag included in the encoded stream described in FIG. 13, that is, the allocation bits (806) to (809) shown in FIG. Then, the difference coordinates between the blocks are determined using the code table of FIG. 6 or FIG. 7 to determine the position of the block. When the frequency transform block flag in the encoded stream has the configuration shown in FIG. 14, the frequency transform block discriminating unit (210) discriminates whether the same block shape flag indicates the same or not. If they are identical, the block type and position determined by the prediction method / prediction block determination unit (209) are determined as the frequency conversion block type and position. When indicating non-identical, the type of block is determined using the code table shown in FIG. 7 for the bits included in the non-identical block shape flag, for example, the allocation bits (806) to (809) shown in FIG. It discriminate | determines and discriminate | determines the difference coordinate between blocks using the code table of FIG. 6 or FIG. 7, and discriminate | determines the position of a block.

図12は、本実施例における1フレームの復号化処理手順について示している。まず、1フレーム内のすべての領域に対して、以下の処理を行う(1201)。すなわち、入力される符号化ストリームの符号のうち、可変長符号を復号して量子化された予測差分情報を生成し、予測方法の情報、予測ブロック形状の情報、予測ブロックの位置情報を復号して、復号化対象ブロックの予測処理に用いる予測方法、予測ブロック形状、予測ブロックの位置を判別し、周波数変換ブロック形状情報、周波数変換ブロックの位置情報を復号して、復号化対象ブロックの周波波数変換に用いるブロック形状、ブロックの位置を判別する(1202)。   FIG. 12 shows the decoding processing procedure for one frame in the present embodiment. First, the following processing is performed for all areas in one frame (1201). That is, among the codes of the input encoded stream, the variable length code is decoded to generate quantized prediction difference information, and prediction method information, prediction block shape information, and prediction block position information are decoded. Thus, the prediction method used for the prediction process of the decoding target block, the prediction block shape, the position of the prediction block are determined, the frequency transform block shape information and the position information of the frequency transform block are decoded, and the frequency wave number of the decoding target block The block shape and block position used for conversion are discriminated (1202).

判別した復号化対象ブロックの周波数変換ブロック形状、周波数変換ブロックの位置の復号化対象ブロック単位で、量子化された予測差分情報に逆量子化処理(1203)および逆周波数変換処理(1204)を行い予測差分を復号化する。   Performs inverse quantization processing (1203) and inverse frequency transformation processing (1204) on the quantized prediction difference information in units of the decoding target block of the frequency conversion block shape and frequency conversion block position of the determined decoding target block. Decode the prediction difference.

続いて、判別した復号化対象ブロックの予測ブロック形状単位で、判別した予測方法による予測処理、すなわち画面内予測(1206)または画面間予測(1207)を行って予測画像を生成する。   Subsequently, a prediction image is generated by performing prediction processing by the determined prediction method, that is, intra-screen prediction (1206) or inter-screen prediction (1207) for each predicted block shape unit of the determined decoding target block.

生成した予測画像と生成した予測差分を加算して、復号化対象ブロックの復号画像を生成する(1208)。   The decoded image of the block to be decoded is generated by adding the generated prediction image and the generated prediction difference (1208).

以上の処理をフレーム中のすべての領域に対して完了すれば、画像1フレーム分の復号化が終了する(1209)。   When the above processing is completed for all the regions in the frame, decoding for one frame of the image is completed (1209).

以上説明した実施例１に係る動画像復号化装置及び動画像復号化方法によれば、予測処理や周波数変換処理に用いるブロックの位置・形状を好適に復号することが可能となる。これにより、予測処理や周波数変換処理にそれぞれ好適なブロック形状を用いて予測処理や周波数変換処理を行った圧縮効率の高い符号化ストリームに対応する動画像復号化装置及び動画像復号化方法を実現することが可能となる。   According to the moving picture decoding apparatus and moving picture decoding method according to the first embodiment described above, it is possible to suitably decode the position and shape of the blocks used for the prediction process and the frequency conversion process. As a result, a moving picture decoding apparatus and a moving picture decoding method corresponding to an encoded stream with high compression efficiency obtained by performing prediction processing and frequency conversion processing using block shapes suitable for prediction processing and frequency conversion processing, respectively. It becomes possible to do.

また、本実施例では周波数変換の一例としてDCTを挙げているが、DST(Discrete Sine Transformation：離散サイン変換)、WT(Wavelet Transformation：ウェーブレット変換)、DFT(Discrete Fourier Transformation：離散フーリエ変換)、KLT(Karhunen-Loeve Transformation：カルーネン-レーブ変換)など、画素間相関除去に利用する直交変換ならどのようなものでも構わない。特に周波数変換を行わず予測差分そのものを符号化・復号化する符号化・復号化方式に適用しても構わない。さらに、可変長符号化・復号化も行わない符号化・復号化方式に適用してもよい。   In this embodiment, DCT is cited as an example of frequency transformation, but DST (Discrete Sine Transformation), WT (Wavelet Transformation), DFT (Discrete Fourier Transformation), KLT Any orthogonal transformation used for removing correlation between pixels, such as (Karhunen-Loeve Transformation), may be used. In particular, the present invention may be applied to an encoding / decoding method in which the prediction difference itself is encoded / decoded without performing frequency conversion. Furthermore, the present invention may be applied to an encoding / decoding scheme that does not perform variable-length encoding / decoding.

また、本実施例は静止画像などの符号化方法に用いてもよい。   Further, the present embodiment may be used for an encoding method for still images and the like.

以上説明した実施例１に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法によれば、より圧縮効率の高い動画像符号化技術および動画復号化技術を提供することが可能となる。   According to the moving picture coding apparatus, moving picture coding method, moving picture decoding apparatus, and moving picture decoding method according to the first embodiment described above, a moving picture coding technique and a moving picture decoding technique with higher compression efficiency. Can be provided.

次に、本発明の実施例２について説明する。実施例1では、対象ブロックの位置情報を表現するために、符号化・復号化開始位置を符号化している。実施例２では、各ブロックを符号化・復号化する時の開始位置を符号化側と復号化側で予め規定しておくことにより符号化・復号化開始位置の符号化を不要にし、ブロックの位置情報の符号量を削減する。   Next, Example 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, the encoding / decoding start position is encoded in order to express the position information of the target block. In the second embodiment, the encoding / decoding start position need not be encoded by predefining the encoding / decoding start position at the time of encoding / decoding each block. The amount of code of position information is reduced.

実施例２に係る動画像符号化技術および動画復号化技術は、実施例１に係る動画像符号化技術および動画復号化技術に比べて、図８に示すブロック位置・形状の符号化処理・復号化処理を図９及び図１０に示すブロック位置・形状の符号化処理・復号化処理に変更したものである。   Compared with the moving picture coding technique and the moving picture decoding technique according to the first embodiment, the moving picture coding technique and the moving picture decoding technique according to the second embodiment have the block position / shape coding processing / decoding shown in FIG. The encoding process is changed to the block position / shape encoding process / decoding process shown in FIGS. 9 and 10.

すなわち、実施例２に係る動画像符号化装置は、実施例１に係る動画像符号化装置のうち、可変長符号化処理部(110)におけるブロック位置・形状の符号化処理を図８のブロック位置・形状の符号化処理・復号化処理を図９及び図１０に示すブロック位置・形状の符号化処理・復号化処理に変更したものである。実施例２の動画像符号化装置におけるその他の構成は実施例１に係る動画像符号化装置と同一であるので説明を省略する。   That is, the moving picture coding apparatus according to the second embodiment performs block position / shape coding processing in the variable length coding processing unit (110) of the moving picture coding apparatus according to the first embodiment shown in FIG. The position / shape encoding processing / decoding processing is changed to the block position / shape encoding processing / decoding processing shown in FIGS. 9 and 10. The other configuration of the moving picture encoding apparatus according to the second embodiment is the same as that of the moving picture encoding apparatus according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

また、実施例２に係る動画像復号化装置は、実施例１に係る動画像復号化装置のうち、周波数変換ブロック判別部(210)及び予測方法・予測ブロック判別部(209)におけるブロック位置・形状の復号及び判別方法を図８に示すブロック位置・形状の復号及び判別方法から図９及び図１０に示すブロック位置・形状の復号及び判別方法に変更したものである。実施例２の動画像復号化装置におけるその他の構成は実施例１に係る動画像復号化装置と同一であるので説明を省略する。   Further, the moving picture decoding apparatus according to the second embodiment is the same as the moving picture decoding apparatus according to the first embodiment except that the block position / The shape decoding and discrimination method is changed from the block position / shape decoding and discrimination method shown in FIG. 8 to the block position / shape decoding and discrimination method shown in FIGS. The other configuration of the video decoding device according to the second embodiment is the same as that of the video decoding device according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以下、実施例２に係るブロック位置・形状の符号化処理・復号化処理について説明する。   The block position / shape encoding / decoding process according to the second embodiment will be described below.

図9は、本実施例によるブロック形状の表現方法について、その一例を示している。ここでは、ブロックの符号化手順を例えば(901)に示す所定のアルゴリズムにより行うことにより、ブロックの位置、形状をブロックの形状の種類の情報のみで表現することができる。ブロックの種類については、実施例1と同様の方法で表現する(503)。   FIG. 9 shows an example of the block shape expression method according to this embodiment. Here, by performing the block coding procedure using a predetermined algorithm shown in (901), for example, the position and shape of the block can be expressed only by information on the type of block shape. The block type is expressed by the same method as in the first embodiment (503).

具体的には、例えば、符号化時には、１フレームの画像を既符号化領域集合S1(901)と、未符号化領域集合S2(902)に分割し、未符号化領域集合S2に属する領域の中からY座標が最小の座標を抽出し、当該最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる点の座標を次回符号化開始点P、すなわち符号化対象ブロックの代表点とする。さらにPを開始点とする当該ブロックの符号化が完了すれば、Pを開始点とする当該ブロックブロックに含まれる領域は未符号化領域集合S2から既符号化領域S1へと変わる。さらに次のブロックを符号化する際は上記の未符号化領域集合S2に属する領域の中からの最小のY座標の抽出からの手順を繰り返す。当該アルゴリズムにより、いずれの符号化対象ブロックの符号化開始時点においても、符号化開始位置、すなわちブロックの代表点は一意に決定する。よって、ブロックの位置情報を符号化する必要がなくなり、符号量を低減することが可能となる。   Specifically, for example, at the time of encoding, an image of one frame is divided into an already-encoded area set S1 (901) and an uncoded area set S2 (902), and an area belonging to the uncoded area set S2 is divided. The coordinate having the smallest Y coordinate is extracted from the coordinates, and the coordinate of the point having the smallest X coordinate among the points having the smallest Y coordinate is set as the next encoding start point P, that is, the representative point of the encoding target block. Further, when the encoding of the block starting from P is completed, the area included in the block block starting from P changes from the uncoded area set S2 to the already encoded area S1. Further, when encoding the next block, the procedure from the extraction of the minimum Y coordinate from the area belonging to the uncoded area set S2 is repeated. By this algorithm, the encoding start position, that is, the representative point of the block is uniquely determined at the encoding start time of any encoding target block. Therefore, it is not necessary to encode block position information, and the amount of codes can be reduced.

また、上記のアルゴリズムを用いることにより、例えば、正方形ブロックを用いる符号化方式のように、所定の画素数の整数倍の座標（例えば１６の整数倍の座標）を必ずしもブロックの符号化開始位置、代表点とする必要がなくなる。すなわち、上記のアルゴリズムを用いれば、所定の画素数の整数倍の位置以外の座標（例えば１６の整数倍以外の座標）であってもブロックの符号化開始位置、代表点とすることが可能となる。   Further, by using the above algorithm, for example, as in an encoding method using a square block, coordinates of an integer multiple of a predetermined number of pixels (for example, coordinates of an integer multiple of 16) are not necessarily encoded start positions of blocks, There is no need to use representative points. In other words, if the above algorithm is used, the encoding start position and the representative point of the block can be used even if the coordinates are other than a position that is an integral multiple of a predetermined number of pixels (for example, coordinates other than an integral multiple of 16). Become.

図７の符号表ではいずれも８の整数倍の辺を有するブロック形状を例に挙げているが、実施例２に係るブロック位置・形状の符号化処理によれば、所定の画素数の整数倍の位置以外の座標でもブロックの符号化開始位置、代表点とすることができるので、例えば、図７の符号表のブロックに加えて、７×１４の矩形ブロックなど、８の整数倍以外の辺を有するブロックを８の整数倍の辺を有するブロックと併用した場合でも、ブロックの位置情報を符号化する必要がない。   In the code table of FIG. 7, a block shape having an integer multiple of 8 is taken as an example. However, according to the block position / shape encoding process according to the second embodiment, an integer multiple of a predetermined number of pixels is used. Since the encoding start position and the representative point of the block can be used as coordinates other than the position of, for example, in addition to the block of the code table of FIG. 7, a side other than an integral multiple of 8 such as a 7 × 14 rectangular block Even when a block having is used in combination with a block having an integer multiple of 8, there is no need to encode block position information.

図10を用いて、本実施例によるブロック形状符号化の流れの一例を示す。ここでは、ブロックの種類の符号化に図７の符号表(701)を用いた場合について説明する。符号化対象画像 (1001)の左上端の領域に対して、符号化を始める際には、画面全体が未符号化領域集合S2であるので、次回符号化開始点Pの座標は、最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる座標(0,0)である。ここで、32×32画素の正方ブロックαを配置して符号化する場合(1002)、ここで符号化するブロックの形状情報は、ブロックαのブロックの種類を表現するための符号1のみである(1006)。このとき、既符号化領域集合S1にブロックαが属し、その他の領域が未符号化領域集合S2となるので、次回符号化開始点Pを未符号化領域集合S2の最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる座標(32,0)に更新する。   An example of the block shape coding flow according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case will be described in which the code table (701) in FIG. 7 is used for encoding the block type. When encoding is started for the upper left area of the encoding target image (1001), since the entire screen is the uncoded area set S2, the coordinates of the next encoding start point P are the smallest Y Of the points having coordinates, the coordinate (0, 0) has the smallest X coordinate. Here, when a square block α of 32 × 32 pixels is arranged and encoded (1002), the shape information of the block to be encoded here is only the code 1 for expressing the block type of the block α. (1006). At this time, since the block α belongs to the already-encoded area set S1 and the other areas become the uncoded area set S2, the next encoding start point P is the point having the minimum Y coordinate of the uncoded area set S2. Update to the coordinate (32,0) that minimizes the X coordinate.

次に、点P(32,0)の位置に16×32画素の長方ブロックβを配置して符号化すると(1003)、既符号化領域集合S1にブロックα、ブロックβが属し、その他の領域が未符号化領域集合S2となるので、次回符号化開始点Pの座標を未符号化領域集合S2の最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる座標(64,0)に更新する。ブロックβのブロックの種類を表現するための符号00100が割り当てられる(1007)。   Next, when a rectangular block β of 16 × 32 pixels is arranged at the position of the point P (32,0) and encoded (1003), the block α and the block β belong to the already-coded region set S1, and the other Since the region becomes the uncoded region set S2, the coordinate of the next encoding start point P is changed to the coordinate (64,0) having the smallest X coordinate among the points having the minimum Y coordinate of the uncoded region set S2. Update. A code 00100 for expressing the block type of the block β is assigned (1007).

同様にして、点P(64,0)に32×32画素の直角三角形(1)ブロックγを配置して符号化すると(1004)、ブロックγのブロックの種類を表現する符号0001000を割り当てる(1008)。このとき既符号化領域集合S1にブロックα、ブロックβ、ブロックγが属し、その他の領域が未符号化領域集合S2となるので、未符号化領域集合S2の最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる座標は座標(64,0)であり、次回符号化開始点Pの座標を(64,0)のままとする。   Similarly, when a 32 × 32 pixel right triangle (1) block γ is arranged and encoded at the point P (64,0) (1004), a code 0001000 representing the block type of the block γ is assigned (1008). ). At this time, the block α, the block β, and the block γ belong to the already-encoded region set S1, and the other regions become the unencoded region set S2. Therefore, among the points having the minimum Y coordinate of the uncoded region set S2, The coordinate with the smallest X coordinate is the coordinate (64,0), and the coordinate of the next encoding start point P remains (64,0).

続いて、点P(64,0)に16×32画素の長方ブロックδを配置して符号化すると(1005)、ブロックδのブロック形状を表現するための符号は00100となる。このとき、既符号化領域集合S1にブロックα、ブロックβ、ブロックγ、ブロックδが属し、その他の領域が未符号化領域集合S2となるので、次回符号化開始点Pの座標を未符号化領域集合S2の最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる座標(96,0)に更新する(1009)。このとき、ブロックの重なりが生じるが、ブロックの重なりについての対応方法については実施例1と同様のため、説明を省略する。   Subsequently, when a 16 × 32 pixel rectangular block δ is arranged and encoded at the point P (64,0) (1005), the code for expressing the block shape of the block δ is 00100. At this time, since the block α, block β, block γ, and block δ belong to the already encoded region set S1, and the other regions become the uncoded region set S2, the coordinates of the next encoding start point P are uncoded. Of the points having the smallest Y coordinate in the area set S2, the coordinates are updated to the coordinate (96, 0) with the smallest X coordinate (1009). At this time, overlapping of the blocks occurs, but since a method for dealing with the overlapping of the blocks is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上のように、図１０に示した実施例２のブロック形状符号化処理において符号化したブロックの割り当てビットは、図８に示した実施例１のブロック形状符号化処理において符号化したブロックの割り当てビットに比べて、差分座標情報のビットがない分、符号量が小さい。   As described above, the allocation bit of the block encoded in the block shape encoding process of the second embodiment shown in FIG. 10 is the allocation of the block encoded in the block shape encoding process of the first embodiment shown in FIG. Compared to bits, the amount of code is small because there is no bit of difference coordinate information.

当該ブロック形状符号化処理は、予測ブロックのブロック形状の符号化及び周波数変換のブロック形状の符号化ともに用いることが可能である。   The block shape encoding process can be used for both the block shape encoding of the prediction block and the block shape encoding of the frequency conversion.

実施例２の動画像符号化装置が生成する符号化ストリームの構成は、図１３に示す実施例１の符号化ストリームと同様となるが、予測ブロック形状フラグ、周波数変換ブロック形状フラグともに差分座標情報のビットが含まれない点で相違する。このため、実施例２の動画像符号化装置が生成する符号化ストリームの方が符号量が小さくなる。   The configuration of the encoded stream generated by the video encoding apparatus of the second embodiment is the same as that of the encoded stream of the first embodiment illustrated in FIG. 13, but difference coordinate information for both the prediction block shape flag and the frequency conversion block shape flag. It is different in that the bit is not included. For this reason, the code amount of the encoded stream generated by the moving image encoding apparatus of the second embodiment is smaller.

また、実施例１と同様に図１４のブロック形状同一フラグを用いた構成としてもよい。このとき、実施例２においては、予測ブロックの形状と周波数変換ブロックの形状とが非同一の場合に用いる非同一時ブロック形状フラグには差分座標情報のビットが含まれないため、実施例１における非同一時ブロック形状フラグよりも符号量を低減することが可能となる。   Moreover, it is good also as a structure using the block shape same flag of FIG. 14 similarly to Example 1. FIG. At this time, in the second embodiment, the non-identical block shape flag used when the shape of the prediction block and the shape of the frequency transform block are not the same does not include the bits of the difference coordinate information. It is possible to reduce the code amount as compared with the non-identical block shape flag.

以上説明した実施例２に係る動画像符号化装置及び動画像符号化方法によれば、実施例１に係る動画像符号化装置及び動画像符号化方法の効果に加えて、符号化ストリームからブロックの位置情報を削減することにより、より小さい符号量でブロック位置・形状を符号化することが可能となる。   According to the moving picture coding apparatus and the moving picture coding method according to the second embodiment described above, in addition to the effects of the moving picture coding apparatus and the moving picture coding method according to the first embodiment, the blocks from the coded stream are blocked. By reducing the position information, the block position / shape can be encoded with a smaller code amount.

次に、上述のように符号化されたブロック形状を、実施例２の動画像復号化装置で復号して、動画像復号化装置の予測方法・予測ブロック判別部(209)または周波数変換ブロック判別部(210)において復号化対象ブロックの位置及び形状を判別する方法は以下のとおりとなる。   Next, the block shape encoded as described above is decoded by the moving picture decoding apparatus according to the second embodiment, and the prediction method / prediction block determination unit (209) or frequency conversion block determination of the moving picture decoding apparatus is performed. The method for discriminating the position and shape of the decoding target block in the section (210) is as follows.

まず復号化対象ブロックについて、図１０に示す割り当てビットに対して図７に示す符号表を用いることにより、ブロック形状を判別する。   First, for the decoding target block, the block shape is determined by using the code table shown in FIG. 7 for the allocation bits shown in FIG.

ここで、復号化対象ブロックの位置については、図１０において説明したアルゴリズムを用いて判別する。図１０のアルゴリズムの説明のうち、「符号化」との表現を「復号化」に変更すれば、復号化対象ブロックの位置の判別アルゴリズムの説明となる。すなわち、復号化対象画像を既復号化領域集合S1と未復号化領域集合S2とに分割し、復号化対象ブロックの開始点すなわち復号化対象ブロックの代表点Pを、未符号化領域集合S2の最小のY座標を有する点のうちX座標が最小となる座標とする。このアルゴリズムを用いることにより、符号化ストリームに復号化対象ブロックの位置情報が含まれていなくとも、復号化対象ブロックの形状情報が含まれていれば、復号化対象ブロックの位置と形状を判別することが可能となる。   Here, the position of the decoding target block is determined using the algorithm described in FIG. In the description of the algorithm of FIG. 10, if the expression “encoding” is changed to “decoding”, the algorithm for determining the position of the decoding target block is described. That is, the decoding target image is divided into the already decoded region set S1 and the undecoded region set S2, and the starting point of the decoding target block, that is, the representative point P of the decoding target block is set to the uncoded region set S2. Of the points having the smallest Y coordinate, the coordinate with the smallest X coordinate is assumed. By using this algorithm, the position and shape of the decoding target block are discriminated as long as the shape information of the decoding target block is included even if the position information of the decoding target block is not included in the encoded stream. It becomes possible.

なお、動画像復号化装置に入力される符号化ストリームが図１４に示すブロック形状同一フラグを用いた構成である場合は、周波数変換ブロック判別部(210)は、実施例１と同様に、ブロック形状同一フラグが同一を示すか非同一を示すかを判別する。同一を示す場合には、予測方法・予測ブロック判別部(209)が判別したブロックの種類、位置を周波数変換ブロックの種類、位置と判別する。非同一を示す場合には、非同一時ブロック形状フラグに含まれるビット、例えば図１０に示す割り当てビット(1006)〜(1009)に対して、図７に示す符号表を用いてブロックの種類を判別し、図９及び図１０において説明したアルゴリズムを用いてブロックの位置を判別する。   When the encoded stream input to the video decoding apparatus has the configuration using the same block shape flag shown in FIG. 14, the frequency conversion block discriminating unit (210) performs the same block as in the first embodiment. It is determined whether the shape identical flag indicates the same or non-identical. If they are identical, the block type and position determined by the prediction method / prediction block determination unit (209) are determined as the frequency conversion block type and position. In the case of indicating non-identity, the type of block is determined using the code table shown in FIG. 7 for the bits included in the non-identical block shape flag, for example, the allocation bits (1006) to (1009) shown in FIG. It discriminate | determines and discriminate | determines the position of a block using the algorithm demonstrated in FIG.9 and FIG.10.

なお、図９及び図１０において説明したアルゴリズムは、X座標及びY座標を用いて説明したが、言い換えれば、画面中の未符号化・復号化領域に属する点であってもっとも画面上端に近い座標を有する点のうち、もっとも画面左端に近い点を、符号化・復号化対象ブロックの符号化・復号化開始位置とするということである。   The algorithm described in FIGS. 9 and 10 has been described using the X coordinate and the Y coordinate. In other words, the coordinate that is the point that belongs to the uncoded / decoded area in the screen and is closest to the upper end of the screen. That is, the point closest to the left end of the screen is the encoding / decoding start position of the encoding / decoding target block.

以上説明した実施例２に係る動画像復号化装置及び動画像復号化方法によれば、実施例２に係る動画像復号化装置及び動画像復号化方法の効果に加えて、ブロックの位置情報含まない符号化ストリームであっても、予測処理や周波数変換処理に用いるブロックの位置・形状を好適に復号することが可能となる。これにより、予測処理や周波数変換処理にそれぞれ好適なブロック形状を用いて予測処理や周波数変換処理を行った圧縮効率の高い符号化ストリームに対応する動画像復号化装置及び動画像復号化方法を実現することが可能となる。   According to the moving picture decoding apparatus and the moving picture decoding method according to the second embodiment described above, in addition to the effects of the moving picture decoding apparatus and the moving picture decoding method according to the second embodiment, the block position information is included. Even if there is no encoded stream, the position / shape of the block used for the prediction process and the frequency conversion process can be suitably decoded. As a result, a moving picture decoding apparatus and a moving picture decoding method corresponding to an encoded stream with high compression efficiency obtained by performing prediction processing and frequency conversion processing using block shapes suitable for prediction processing and frequency conversion processing, respectively. It becomes possible to do.

以上説明した実施例２に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法によれば、実施例１に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法よりも圧縮効率の高い動画像符号化技術および動画復号化技術を提供することが可能となる。   According to the moving image encoding apparatus, moving image encoding method, moving image decoding apparatus, and moving image decoding method according to the second embodiment described above, the moving image encoding apparatus and the moving image encoding according to the first embodiment. It is possible to provide a moving picture coding technique and a moving picture decoding technique with higher compression efficiency than the method, the moving picture decoding apparatus, and the moving picture decoding method.

次に、実施例３に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法について説明する。   Next, a video encoding device, a video encoding method, a video decoding device, and a video decoding method according to the third embodiment will be described.

実施例１または実施例２に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法において、ブロック形状の符号化をH.264/AVCなどに規定されるマクロブロックとは別に規定する例を説明した。これに対し、実施例３に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法は、実施例１または実施例２において行うブロックの符号化を、マクロブロックの領域内で行うようにするものである。   In the moving picture coding apparatus, moving picture coding method, moving picture decoding apparatus, and moving picture decoding method according to the first or second embodiment, the block shape coding is defined by H.264 / AVC or the like. An example of defining separately from the macroblock has been described. On the other hand, the moving picture coding apparatus, moving picture coding method, moving picture decoding apparatus, and moving picture decoding method according to the third embodiment perform macroblock coding in the first or second embodiment. This is done within the block area.

例えば図１６に示すように、符号化・復号化対象マクロブロック(1601)の領域中に複数のブロック(1602)(1603)を配置し、当該マクロブロック中のブロック単位で、予測処理、周波数変換処理を行い、当該複数のブロックの形状または位置を表す情報を、実施例１または実施例２で説明した方法で符号化し、実施例１または実施例２で説明した方法で復号化、及び判別して予測処理、周波数変換処理で用いればよい。   For example, as shown in FIG. 16, a plurality of blocks (1602) (1603) are arranged in the area of the macroblock (1601) to be encoded / decoded, and prediction processing and frequency conversion are performed in units of blocks in the macroblock. The information representing the shape or position of the plurality of blocks is encoded by the method described in the first embodiment or the second embodiment, and decoded and discriminated by the method described in the first embodiment or the second embodiment. The prediction process and the frequency conversion process may be used.

すなわち、実施例３に係るブロックの符号化・復号化処理は、マクロブロック中の領域中に実施例１または実施例２に係るブロックの符号化・復号化を適用するものである。これにより、例えば、H.264/AVCなどに規定される符号化・復号化方法と、実施例３に係る符号化・復号化方法をマクロブロック単位で切り替えることも可能となる。切り替える場合には、符号化ストリームのマクロブロックタイプを示すフラグとして、実施例１において説明したブロック形状情報と差分座標情報とを符号化して用いるブロックの符号化・復号化処理を行うマクロブロックであることを示すフラグや、実施例２において説明したブロック形状情報を符号化して、ブロックの位置情報は所定のアルゴリズムで判別するブロックの符号化・復号化処理を行うマクロブロックであることを示すフラグなどを用いればよい。   In other words, the block encoding / decoding process according to the third embodiment applies the block encoding / decoding according to the first or second embodiment to an area in a macroblock. Thereby, for example, the encoding / decoding method defined in H.264 / AVC and the encoding / decoding method according to the third embodiment can be switched in units of macroblocks. In the case of switching, this is a macroblock that performs coding / decoding processing of a block that is used by coding the block shape information and difference coordinate information described in the first embodiment as a flag indicating the macroblock type of the coded stream. A flag indicating that the block shape information described in the second embodiment is encoded, and the block position information is a macro block that performs coding / decoding processing of the block determined by a predetermined algorithm May be used.

なお、マクロブロックの大きさは16×16画素に限らず、8×8画素や32×32画素など、いずれの大きさを用いても良いし、複数の種類を用いてもよい。   Note that the size of the macroblock is not limited to 16 × 16 pixels, and any size such as 8 × 8 pixels or 32 × 32 pixels may be used, and a plurality of types may be used.

以上説明した実施例３に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法によれば、実施例１または実施例２に係る動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像復号化装置、動画像復号化方法のブロックの符号化・復号化処理をマクロブロック単位の符号化・復号化処理と組み合わせて適用でき、より好適により圧縮効率の高い動画像符号化技術および動画復号化技術を提供することが可能となる。   According to the video encoding device, the video encoding method, the video decoding device, and the video decoding method according to Example 3 described above, the video encoding device according to Example 1 or Example 2, The encoding / decoding processing of the moving image encoding method, the moving image decoding apparatus, and the moving image decoding method can be applied in combination with the encoding / decoding processing in units of macroblocks. It is possible to provide a moving picture encoding technique and a moving picture decoding technique.

１０１・・・原画像、１０２…入力画像メモリ、１０３…画面内予測部、１０４…動き探索部、１０５…画面間予測部、１０６…予測方法・予測ブロック決定部、１０７…減算部、１０８…周波数変換部、１０９…量子化処理部、１１０…可変長符号化部、１１１…逆量子化処理部、１１２…逆周波数変換部、１１３…加算部、１１４…周波数変換ブロック決定部(、１１５…参照画像メモリ、２０１…符号化ストリーム、２０２…可変長復号化部、２０３…逆量子化処理部、２０４…逆周波数変換部、２０５…画面間予測部、２０６…画面内予測部、２０７…加算部、２０８…参照画像メモリ、２０９…予測方法・予測ブロック判別部、２１０…周波数変換ブロック判別部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Original image, 102 ... Input image memory, 103 ... In-screen prediction unit, 104 ... Motion search unit, 105 ... Inter-screen prediction unit, 106 ... Prediction method / prediction block determination unit, 107 ... Subtraction unit, 108 ... Frequency conversion unit 109... Quantization processing unit 110. Variable length coding unit 111 111 Inverse quantization processing unit 112 112 Inverse frequency conversion unit 113 113 Addition unit 114 114 Frequency conversion block determination unit 115 Reference image memory, 201 ... encoded stream, 202 ... variable length decoding unit, 203 ... inverse quantization processing unit, 204 ... inverse frequency conversion unit, 205 ... inter-screen prediction unit, 206 ... intra-screen prediction unit, 207 ... addition 208: Reference image memory, 209 ... Prediction method / prediction block discrimination unit, 210 ... Frequency transform block discrimination unit

Claims (6)

予測処理に用いるブロックについての情報を示す第１の符号化フラグと、周波数変換処理に用いるブロックについての情報を示す第２の符号化フラグとが含まれる符号化ストリームを入力する入力ステップと、
前記第１の符号化フラグを復号化して予測処理に用いるブロックの位置と形状を判別し、前記第２の符号化フラグを復号化して周波数変換処理に用いるブロックの位置と形状を判別するブロック位置形状判別ステップと、
前記符号化ストリームに含まれる符号化された予測差分に対して可変長復号化処理を行い、前記ブロック位置形状判別ステップで判別した周波数変換処理に用いるブロック形状を用いて、逆量子化処理、逆周波数変換処理を行って予測差分を復号化する逆量子化・逆周波数変換ステップと、
前記ブロック位置形状判別ステップで判別した予測処理に用いるブロック形状を用いて、画面内予測処理または画面間予測処理を行って予測画像を生成する予測処理ステップと、
前記逆量子化・逆周波数変換ステップで復号化した予測差分と前記予測処理ステップで生成した予測画像を加算して復号化画像を生成する復号化画像ステップとを備え、
前記第１の符号化フラグまたは前記第２の符号化フラグには、復号化対象ブロックと他のブロックとの差分座標の情報と前記復号化対象ブロックのブロック形状を示す情報とが含まれており、
前記ブロック位置形状判別ステップでは、前記差分座標の情報に基づいて、前記復号化対象ブロックの画面中での位置を判別し、前記第１の符号化フラグに基づいて、あらかじめ用意された複数のブロックの形状から前記第１の符号化フラグにより指定される形状を選択することを特徴とする動画像復号化方法。 An input step of inputting an encoded stream including a first encoding flag indicating information about a block used for prediction processing and a second encoding flag indicating information about a block used for frequency conversion processing;
Block position for decoding the first encoding flag to determine the position and shape of the block used for prediction processing, and decoding the second encoding flag to determine the position and shape of the block used for frequency conversion processing A shape determination step;
A variable-length decoding process is performed on the encoded prediction difference included in the encoded stream, and an inverse quantization process or an inverse process is performed using the block shape used for the frequency conversion process determined in the block position shape determination step. An inverse quantization / inverse frequency transform step of performing a frequency transform process and decoding a prediction difference;
A prediction processing step for generating a prediction image by performing an intra-screen prediction process or an inter-screen prediction process using the block shape used for the prediction process determined in the block position shape determination step;
A decoded image step of generating a decoded image by adding the prediction difference decoded in the inverse quantization / inverse frequency conversion step and the prediction image generated in the prediction processing step ;
The first encoding flag or the second encoding flag includes information on difference coordinates between the decoding target block and another block and information indicating the block shape of the decoding target block. ,
In the block position shape determining step, the position of the decoding target block on the screen is determined based on the information of the difference coordinates, and a plurality of blocks prepared in advance based on the first encoding flag A moving picture decoding method, wherein a shape specified by the first encoding flag is selected from among the shapes. 前記第１の符号化フラグまたは前記第２の符号化フラグには、前記復号化対象ブロックのブロック形状を示す情報とが含まれており、
前記ブロック位置形状判別ステップでは、画像中の既に復号化された第１の領域とまだ復号化されていない第２の領域のうち、第２の領域に属する点であって最も画面上端に近い座標を有する点のうち、最も画面左端に近い点の位置に基づいて、前記復号化対象ブロックの画面中での位置を判別し、前記ブロック形状を示す情報に基づいて、前記復号化対象ブロックの形状を判別することを特徴とする請求項１に記載の動画像復号化方法。 The first encoding flag or the second encoding flag includes information indicating a block shape of the decoding target block,
In the block position shape determining step, the coordinates belonging to the second area of the first area already decoded and the second area not yet decoded in the image and closest to the upper end of the screen The position of the decoding target block in the screen is determined based on the position of the point closest to the left edge of the screen, and the shape of the decoding target block is determined based on the information indicating the block shape. The moving picture decoding method according to claim 1, wherein: 前記第２の符号化フラグには、前記周波数変換処理に用いるブロックの形状が前記予測処理に用いるブロックの形状と同一であるか否かを示すフラグが含まれており、該フラグが前記周波数変換処理に用いるブロックの形状が前記予測処理に用いるブロックの形状とが同一であることを示す場合には、
前記ブロック位置形状判別ステップでは、前記第１の符号化フラグに含まれるブロック形状を示す情報に基づいて周波数変換処理に用いるブロックの位置と形状を判別することを特徴とする請求項１に記載の動画像復号化方法。 The second encoding flag includes a flag indicating whether or not the shape of the block used for the frequency conversion processing is the same as the shape of the block used for the prediction processing, and the flag is the frequency conversion processing. If the shape of the block used for processing indicates that the shape of the block used for the prediction processing is the same,
The block position shape determination step determines the position and shape of a block used for frequency conversion processing based on information indicating the block shape included in the first encoding flag. A video decoding method. 入力画像に画面間予測処理または画面内予測処理を行って、あらかじめ用意された複数のブロックの形状から予測差分と符号量とが小さくなる第１のブロックを選択し、予測画像を生成し、前記予測差分と前記第１のブロックについての情報とを出力する予測処理ステップと、
前記予測差分に周波数変換処理、量子化処理を行って、画質歪と符号量とが小さくなる第２のブロックを選択し、量子化データを生成し、前記量子化データと前記第２のブロックについての情報とを出力する周波数変換・量子化処理ステップと、
前記予測処理ステップの予測処理で用いた前記第１のブロックのブロックの情報を示す第１の符号化フラグと、前記周波数変換・量子化処理ステップの周波数変換処理で用いた第２のブロックのブロックの情報を示す第２の符号化フラグと、前記量子化データとを符号化して符号化ストリームを生成する符号化ステップとを備え、
前記符号化ステップでは、前記第１のブロックまたは前記第２のブロックの画面中の位置の情報を、他のブロックとの差分座標の情報として符号化することを特徴とする動画像符号化方法。 Perform inter-screen prediction processing or intra-screen prediction processing on the input image, select a first block in which the prediction difference and the code amount are small from the shapes of a plurality of blocks prepared in advance , generate a prediction image , A prediction processing step for outputting a prediction difference and information about the first block ;
A frequency conversion process and a quantization process are performed on the prediction difference to select a second block in which image quality distortion and a code amount are small , generate quantized data, and the quantized data and the second block Frequency conversion / quantization processing step for outputting the information of
Wherein the first coding flag indicating the information of the block of the first block used in the prediction process in the prediction processing step, the blocks of the second block used in the frequency conversion processing of the frequency transform and quantization process step A second encoding flag indicating the information and an encoding step of encoding the quantized data to generate an encoded stream,
In the encoding step, the position information on the screen of the first block or the second block is encoded as information of difference coordinates with respect to other blocks. 前記符号化ステップで生成する符号化ストリームの構成は、前記第１のブロックまたは前記第２のブロックについて、ブロック形状の情報のみが含まれており、ブロックの位置情報は含まれておらず、ブロックの位置情報は復号側で所定のアルゴリズムにより判別する構成であることを特徴とする請求項４に記載の動画像符号化方法。 Structure of the code stream generated in the coding step, for said first block or said second block, contains only the information of the block-shaped, not included in the position information of the block, the block 5. The moving picture encoding method according to claim 4, wherein the position information is determined by a predetermined algorithm on the decoding side. 前記符号化ステップでは、前記周波数変換・量子化処理ステップの周波数変換処理で用いた第２のブロックの形状が、前記予測処理ステップの予測処理で用いた第１のブロックの形状と同一であるか否かを示す情報を符号化することを特徴とする請求項４に記載の動画像符号化方法。   In the encoding step, is the shape of the second block used in the frequency conversion processing in the frequency conversion / quantization processing step the same as the shape of the first block used in the prediction processing in the prediction processing step? 5. The moving picture encoding method according to claim 4, wherein information indicating whether or not is encoded.
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