JP6352141B2 - 動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像圧縮伝送システム、動画像符号化方法、動画像復号方法、およびプログラム - Google Patents

動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像圧縮伝送システム、動画像符号化方法、動画像復号方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像圧縮伝送システム、動画像符号化方法、動画像復号方法、およびプログラムに関する。
イントラ予測（フレーム内予測）またはインター予測（フレーム間予測）と、残差変換と、を用いた動画像符号化方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
まず、上述の動画像符号化方式に対応する従来例に係る動画像符号化装置について説明する。従来例に係る動画像符号化装置は、まず、入力画像を複数のブロックに分割する。次に、分割したブロック単位で、入力画像と、イントラ予測画像またはインター予測画像と、の誤差（残差）信号を変換および量子化して量子化係数レベルを生成する。次に、生成した量子化係数レベルをサイド情報（画素値の再構成に必要な予測モードや動きベクトルなどの関連情報）とともにエントロピー符号化して、ビットストリームを生成する。
一方、上述の動画像符号化方式に対応する従来例に係る動画像復号装置は、上述の従来例に係る動画像符号化装置で行われる手順と逆の手順により、ビットストリームから出力画像を得る。具体的には、ビットストリームから得られた量子化係数レベルを逆量子化および逆変換して残差信号を生成し、イントラ予測画像またはインター予測画像と合算してフィルタ前局所復号画像を生成する。このフィルタ前局所復号画像は、イントラ予測に用いられる。また、フィルタ前局所復号画像にインループフィルタ（例えば、デブロックフィルタ）を適用してフィルタ後局所復号画像を生成し、フレームバッファに蓄積する。このフィルタ後局所復号画像は、インター予測に用いられる。なお、ビットストリームからサイド情報および量子化係数レベルを得る処理のことは、パース処理と呼ばれ、これらサイド情報および量子化係数レベルを用いて画素値を再構成することは、復号処理と呼ばれる。
次に、上述の従来例に係る動画像符号化装置および動画像復号装置で行われる、従来例に係るイントラ予測について説明する。従来例に係るイントラ予測では、輝度および色差について、イントラ参照画素生成およびイントラ予測画素生成を行う。
イントラ参照画素生成では、輝度についてであれば、まず、局所復号バッファから出力される対象ブロックｍよりも前に復号されたブロックｉ（ただし、ｉ＜ｍとする）の輝度局所復号画素を入力とし、参照画素位置に相当する画素が復号済みであることを確認する参照可能性の検証を行い、参照不可能であれば、他の位置からコピーして参照画素を生成するパディング処理を行う。次に、参照画素への３タップフィルタによる平滑化処理を行って、輝度イントラ参照画素を出力する。色差についても、輝度についてと同様に、イントラ参照画素生成により、色差イントラ参照画素を出力する。
イントラ予測画素生成では、輝度についてであれば、明記されていない予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を行って、輝度イントラ予測画素を出力する。色差についても、輝度についてと同様に、イントラ予測画素生成により、色差イントラ予測画素を出力する。
なお、パース処理が完了していれば、輝度と色差とで独立して復号処理を行うことができる。
HEVC Version 2では、ＹＵＶ４：２：２色形式、ＹＵＶ４：４：４色形式、ＲＧＢ４：４：４色形式などに色形式の対象を拡張したFormat Range Extensionsが検討された。また、４：４：４色形式では、Ｕ／ＶやＢ／Ｒのように、色差成分の画素数が４：２：０色形式の場合と比べて４倍になるので、符号化効率を改善するための手法も検討された。
一方、HEVC Version 3では、ＰＣ画面やコンピュータグラフィクスなどの、カメラ撮影映像以外のスクリーンコンテンツに特化した符号化方式および復号方式が検討されている（例えば、非特許文献２参照）。非特許文献２には、輝度再構成信号を参照信号とし、色差信号を線形予測して符号化効率を改善する輝度・色差予測が示されている。この輝度・色差予測では、輝度信号の再構成信号と、色差信号の局所復号信号と、を入力とし、イントラ予測モードの１つとして線形予測により色差予測信号を出力する。
上述の線形予測は、以下の数式（１）により実現される。
Figure 0006352141
なお、数式（１）において、Ｐｒｅｄｃは、色差ブロックの予測信号を示し、ＲｅｃＬは、輝度ブロックの再構成信号を示し、αおよびβは、予測係数を示す。Ｍ（Ｘ）をベクトルＸの平均と定義するとともに、Ｒ（Ａ、Ｂ）を以下の数式（２）のように定義すると、予測係数αは、以下の数式（３）により求めることができ、予測係数βは、以下の数式（４）により求めることができる。
Figure 0006352141
Figure 0006352141
Figure 0006352141
JCTVC-R1013_v2, Draft high efficiency video coding (HEVC) version 2, combined format range extensions (RExt), scalability (SHVC), and multi-view (MV-HEVC) extensions. JCTVC-R0072, SCCE5 3.1.2: Extended inter-component prediction (JCTVC-Q0036).
図２１は、上述の従来例に係る線形予測による輝度・色差予測を行うために必要な参照画素を示す図である。色差信号については、予測対象ブロックＰ０の左に隣接するイントラ予測参照画素Ｐ５と、予測対象ブロックＰ０の左上に隣接するイントラ予測参照画素Ｐ６と、予測対象ブロックＰ０の上に隣接するイントラ予測参照画素Ｐ７と、が必要である。一方、輝度信号については、予測対象ブロックに対応する輝度信号の輝度・色差予測の参照ブロックＰ１と、参照ブロックＰ１の左に隣接するイントラ予測参照画素Ｐ２と、参照ブロックＰ１の左上に隣接するイントラ予測参照画素Ｐ３と、参照ブロックＰ１の上に隣接するイントラ予測参照画素Ｐ４と、が必要である。
このため、上述の従来例に係る線形予測による輝度・色差予測では、色差信号の予測対象ブロックＰ０を予測するためには、輝度信号の参照ブロックＰ１が必要である。したがって、色差ブロックｍを予測するためには、輝度ブロックｍの局所復号（再構成）が完了していなければならず、処理タイミングの制約により、ハードウェア実装の自由度が低下するという課題があった。
そこで、本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、線形予測を用いたイントラ予測における処理タイミングの制約を軽減することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１） 本発明は、複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置（例えば、図１の動画像符号化装置１に相当）であって、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する線形予測手段（例えば、図３の予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２に相当）と、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測するイントラ予測手段（例えば、図３のイントラ予測画素生成部２２３に相当）と、を備えることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、線形予測手段により、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、予測対象となる色成分の参照画素を線形予測することとした。また、イントラ予測手段により、線形予測手段により線形予測された予測対象となる色成分の参照画素を用いて、予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測することとした。このため、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおいて、予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、予測対象ブロックについて線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、特定ブロックは不要になる。したがって、予測対象ブロックについて線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、特定ブロックの局所復号（再構成）が完了している必要はない。したがって、線形予測を用いたイントラ予測における処理タイミングの制約を軽減することができる。
（２） 本発明は、（１）の動画像符号化装置について、前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロック（例えば、図６の予測対象ブロックＰ０に相当）に対応するブロックのことを特定ブロック（例えば、図６の参照ブロックＰ１に相当）と呼ぶこととすると、前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ２に相当）と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ３に相当）と、当該特定ブロックの上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ４に相当）と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ５に相当）と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ６に相当）と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ７に相当）と、を線形予測し、前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、（１）の動画像符号化装置において、線形予測手段により、特定ブロックの左に隣接する画素と、特定ブロックの左上に隣接する画素と、特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、予測対象ブロックの左に隣接する画素と、予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測することとした。また、イントラ予測手段により、線形予測手段により線形予測された予測対象ブロックの左に隣接する画素と、予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、予測対象ブロックをイントラ予測することとした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
（３） 本発明は、（１）または（２）の動画像符号化装置について、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、当該検証処理により参照不可能であると判定した場合に当該参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、当該参照画素への平滑化処理と、を行うイントラ参照画素生成手段（例えば、図３のイントラ参照画素生成部１２１、２２２に相当）を備えることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、（１）または（２）の動画像符号化装置において、イントラ参照画素生成手段により、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、検証処理により参照不可能であると判定した場合に参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、参照画素への平滑化処理と、を行うこととした。このため、イントラ参照画素を生成することができる。
（４） 本発明は、（１）から（３）のいずれかの動画像符号化装置について、前記線形予測手段は、前記予測対象となる色成分の参照画素と、前記複数の色成分のうち当該予測対象となる色成分を除くものの参照画素と、を用いて予測係数を導出する予測係数導出手段（例えば、図３の予測係数導出部２２１１に相当）を備えることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、（１）から（３）のいずれかの動画像符号化装置において、予測係数導出手段により、予測対象となる色成分の参照画素と、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものの参照画素と、を用いて予測係数を導出することとした。このため、予測係数を求めることができる。
（５） 本発明は、（１）から（３）のいずれかの動画像符号化装置について、前記線形予測手段は、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択する予測係数導出手段（例えば、図８の予測係数導出部２２１１Ａに相当）を備えることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、（１）から（３）のいずれかの動画像符号化装置において、予測係数導出手段により、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択することとした。このため、予測係数を求めることができる。
（６） 本発明は、（１）から（５）のいずれかの動画像符号化装置について、前記予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うか否かを決定し、決定結果を色差イントラ予測モードの１モードとして当該動画像復号装置にシグナリングする判定手段（例えば、図１２の判定部２２１３Ａに相当）を備え、前記判定手段は、前記予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うと決定した場合に、前記決定結果をシグナリングした後に、前記予測対象となる色成分の予測モードを、前記複数の色成分のうち当該予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと同一にすることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、（１）から（５）のいずれかの動画像符号化装置において、判定手段により、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うか否かを決定し、決定結果を色差イントラ予測モードの１モードとして動画像復号装置にシグナリングすることとした。また、判定手段により、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うと決定した場合に、決定結果をシグナリングした後に、予測対象となる色成分の予測モードを、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと同一にすることとした。このため、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うか否かを、色差イントラ予測モードの１モードとして動画像復号装置に伝達することができる。
（７） 本発明は、（１）から（５）のいずれかの動画像符号化装置について、前記予測対象となる色成分における予測モードと、前記複数の色成分のうち当該予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと、が同一であれば、前記予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うか否かを決定し、決定結果を当該動画像復号装置にシグナリングする判定手段（例えば、図１６の判定部２２１３Ｂに相当）を備えることを特徴とする動画像符号化装置を提案している。
この発明によれば、（１）から（５）のいずれかの動画像符号化装置において、判定手段により、予測対象となる色成分における予測モードと、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと、が同一であれば、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うか否かを決定し、決定結果を動画像復号装置にシグナリングすることとした。このため、予測対象となる色成分における予測モードと、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと、が同一である場合に、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置で行うか否かを、動画像復号装置に伝達することができる。
（８） 本発明は、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置（例えば、図１の動画像復号装置１００に相当）であって、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する線形予測手段（例えば、図５の予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２に相当）と、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測するイントラ予測手段（例えば、図５のイントラ予測画素生成部１２８３に相当）と、を備えることを特徴とする動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、線形予測手段により、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、予測対象となる色成分の参照画素を線形予測することとした。また、イントラ予測手段により、線形予測手段により線形予測された予測対象となる色成分の参照画素を用いて、予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測することとした。このため、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおいて、予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、予測対象ブロックについて線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、特定ブロックは不要になる。したがって、予測対象ブロックについて線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、特定ブロックの局所復号（再構成）が完了している必要はない。したがって、線形予測を用いたイントラ予測おける処理タイミングの制約を軽減することができる。
（９） 本発明は、（８）の動画像復号装置について、前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロック（例えば、図６の予測対象ブロックＰ０に相当）に対応するブロックのことを特定ブロック（例えば、図６の参照ブロックＰ１に相当）と呼ぶこととすると、前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ２に相当）と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ３に相当）と、当該特定ブロックの上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ４に相当）と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ５に相当）と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ６に相当）と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素（例えば、図６の参照画素Ｐ７に相当）と、を線形予測し、前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することを特徴とする動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、（８）の動画像復号装置において、線形予測手段により、特定ブロックの左に隣接する画素と、特定ブロックの左上に隣接する画素と、特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、予測対象ブロックの左に隣接する画素と、予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測することとした。また、イントラ予測手段により、線形予測手段により線形予測された予測対象ブロックの左に隣接する画素と、予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、予測対象ブロックをイントラ予測することとした。このため、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
（１０） 本発明は、（８）または（９）の動画像復号装置について、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、当該検証処理により参照不可能であると判定した場合に当該参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、当該参照画素への平滑化処理と、を行うイントラ参照画素生成手段（例えば、図５のイントラ参照画素生成部１１２１、１２８２に相当）を備えることを特徴とする動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、（８）または（９）の動画像復号装置において、イントラ参照画素生成手段により、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、検証処理により参照不可能であると判定した場合に参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、参照画素への平滑化処理と、を行うこととした。このため、イントラ参照画素を生成することができる。
（１１） 本発明は、（８）から（１０）のいずれかの動画像復号装置について、前記線形予測手段は、前記予測対象となる色成分の参照画素と、前記複数の色成分のうち当該予測対象となる色成分を除くものの参照画素と、を用いて予測係数を導出する予測係数導出手段（例えば、図５の予測係数導出部１２８１１に相当）を備えることを特徴とする動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、（８）から（１０）のいずれかの動画像復号装置において、予測係数導出手段により、予測対象となる色成分の参照画素と、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものの参照画素と、を用いて予測係数を導出することとした。このため、予測係数を求めることができる。
（１２） 本発明は、（８）から（１０）のいずれかの動画像復号装置について、前記線形予測手段は、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択する予測係数導出手段（例えば、図１０の予測係数導出部１２８１１Ａに相当）を備えることを特徴とする動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、（８）から（１０）のいずれかの動画像復号装置において、予測係数導出手段により、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択することとした。このため、予測係数を求めることができる。
（１３） 本発明は、（８）から（１２）のいずれかの動画像復号装置について、前記線形予測手段は、前記予測対象となる色成分の予測モードのひとつとして動画像符号化装置からのシグナリングに基づいて、前記線形予測を行うか否かを決定するとともに、前記線形予測を行うと決定した場合に、前記予測対象となる色成分の予測モードを、前記複数の色成分のうち当該予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと同一にすることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、（８）から（１２）のいずれかの動画像復号装置において、線形予測手段により、予測対象となる色成分の予測モードのひとつとして動画像符号化装置からのシグナリングに基づいて、線形予測を行うか否かを決定することとした。また、線形予測手段により、線形予測を行うと決定した場合に、予測対象となる色成分の予測モードを、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと同一にすることとした。このため、動画像符号化装置からのシグナリングに応じて線形予測を行うことができるとともに、予測対象となる色成分の予測モードを、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと同一にすることができる。
（１４） 本発明は、（８）から（１２）のいずれかの動画像復号装置について、前記線形予測手段は、前記予測対象となる色成分における予測モードと、前記複数の色成分のうち当該予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと、が同一であれば、動画像符号化装置からのシグナリングに基づいて、前記線形予測を行うか否かを決定することを特徴とする動画像復号装置を提案している。
この発明によれば、（８）から（１２）のいずれかの動画像復号装置において、線形予測手段により、予測対象となる色成分における予測モードと、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものにおける予測モードと、が同一であれば、動画像符号化装置からのシグナリングに基づいて、線形予測を行うか否かを決定することとした。このため、動画像符号化装置からのシグナリングに応じて線形予測を行うことができる。
（１５） 本発明は、複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置（例えば、図１の動画像符号化装置１に相当）と、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置（例えば、図１の動画像復号装置１００に相当）と、を備える動画像圧縮伝送システムであって、前記動画像符号化装置は、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する符号化側線形予測手段（例えば、図３の予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２に相当）と、前記符号化側線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する符号化側イントラ予測手段（例えば、図３のイントラ予測画素生成部２２３に相当）と、を備え、前記動画像復号装置は、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、前記予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する復号側線形予測手段（例えば、図５の予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２に相当）と、前記復号側線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する復号側イントラ予測手段（例えば、図５のイントラ予測画素生成部１２８３に相当）と、を備えることを特徴とする動画像圧縮伝送システムを提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
（１６） 本発明は、線形予測手段（例えば、図３の予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２に相当）およびイントラ予測手段（例えば、図３のイントラ予測画素生成部２２３に相当）を備え、複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置（例えば、図１の動画像符号化装置１に相当）における動画像符号化方法であって、前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する第１のステップと、前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックを線形予測する第２のステップと、を備えることを特徴とする動画像符号化方法を提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
（１７） 本発明は、線形予測手段（例えば、図５の予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２に相当）およびイントラ予測手段（例えば、図５のイントラ予測画素生成部１２８３に相当）を備え、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置（例えば、図１の動画像復号装置１００に相当）における動画像復号方法であって、前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する第１のステップと、前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックを線形予測する第２のステップと、を備えることを特徴とする動画像復号方法を提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
（１８） 本発明は、線形予測手段（例えば、図３の予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２に相当）およびイントラ予測手段（例えば、図３のイントラ予測画素生成部２２３に相当）を備え、複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置（例えば、図１の動画像符号化装置１に相当）における動画像符号化方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する第１のステップと、前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する第２のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
（１９） 本発明は、線形予測手段（例えば、図５の予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２に相当）およびイントラ予測手段（例えば、図５のイントラ予測画素生成部１２８３に相当）を備え、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置（例えば、図１の動画像復号装置１００に相当）における動画像復号方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもの（例えば、後述の輝度成分）のイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分（例えば、後述の色差成分）の参照画素を線形予測する第１のステップと、前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックを線形予測する第２のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
本発明によれば、線形予測における処理タイミングの制約を軽減することができる。
本発明の第１実施形態に係る動画像圧縮伝送システムのブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置および動画像復号装置の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る動画像復号装置のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る動画像復号装置のブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。 本発明の第４実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る動画像復号装置のブロック図である。 本発明の第４実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 本発明の第５実施形態に係る動画像符号化装置のブロック図である。 本発明の第５実施形態に係るイントラ予測部のブロック図である。 従来例に係る動画像符号化装置および動画像復号装置の動作を説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る動画像圧縮伝送システムＡＡのブロック図である。動画像圧縮伝送システムＡＡは、動画像を符号化して符号化データ（図２、４のビットストリームＳＩＧ２参照）を生成する動画像符号化装置１と、動画像符号化装置１により生成された符号化データを復号する動画像復号装置１００と、を備える。これら動画像符号化装置１と動画像復号装置１００とは、上述の符号化データを、例えば伝送路を介して伝送する。
［動画像符号化装置１の構成および動作］
図２は、動画像符号化装置１のブロック図である。動画像符号化装置１は、インター予測部１１、２１と、イントラ予測部１２、２２と、変換・量子化部１３、２３と、逆量子化・逆変換部１４、２４と、局所復号バッファ１５、２５と、インループフィルタ１６、２６と、フレームバッファ１７、２７と、成分間予測部３１と、エントロピー符号化部３２と、を備える。
（輝度信号に対する処理）
インター予測部１１は、フレームバッファ１７から供給される後述のフィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１を入力とする。このインター予測部１１は、フィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１を用いてインター予測を行って輝度インター予測画素ＳＩＧ１３を生成し、出力する。
イントラ予測部１２は、局所復号バッファ１５から供給される後述のフィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２を入力とする。このイントラ予測部１２は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２を用いてイントラ予測を行って輝度イントラ予測画素ＳＩＧ１４を生成し、出力する。また、イントラ予測部１２は、輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４を生成して出力する。このイントラ予測部１２の詳細については、図３を用いて後述する。
変換・量子化部１３は、輝度残差信号ＳＩＧ１６を入力とする。この変換・量子化部１３は、輝度残差信号ＳＩＧ１６を変換および量子化して輝度量子化係数ＳＩＧ１７を生成し、出力する。なお、輝度残差信号ＳＩＧ１６とは、入力画像ＳＩＧ１の輝度信号と、輝度予測画素ＳＩＧ１５と、の誤差（残差）信号のことであり、輝度予測画素ＳＩＧ１５とは、輝度インター予測画素ＳＩＧ１３または輝度イントラ予測画素ＳＩＧ１４のことである。
逆量子化・逆変換部１４は、輝度量子化係数ＳＩＧ１７を入力とする。この逆量子化・逆変換部１４は、輝度量子化係数ＳＩＧ１７を逆量子化および逆変換して、逆変換された輝度残差信号ＳＩＧ１８を生成し、出力する。
局所復号バッファ１５は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２を蓄積し、適宜、イントラ予測部１２およびインループフィルタ１６に供給する。なお、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２とは、輝度予測画素ＳＩＧ１５と、逆変換された輝度残差信号ＳＩＧ１８と、を合算した信号のことである。
インループフィルタ１６は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２を入力とする。このインループフィルタ１６は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２に対してデブロックフィルタといったインループフィルタを適用して、フィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１を生成し、出力する。
フレームバッファ１７は、フィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１を蓄積し、適宜、インター予測部１１に供給する。
（色差信号に対する処理）
インター予測部２１は、フレームバッファ２７から供給される後述のフィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ２１を入力とする。このインター予測部２１は、フィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ２１を用いてインター予測を行って色差インター予測画素ＳＩＧ２３を生成し、出力する。
イントラ予測部２２は、局所復号バッファ２５から供給される後述のフィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２と、イントラ予測部１２から供給される上述の輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４と、を入力とする。このイントラ予測部２２は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２および輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４を用いてイントラ予測を行って色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４を生成し、出力する。イントラ予測部２２の詳細については、図３を用いて後述する。
変換・量子化部２３は、色差残差信号ＳＩＧ３２を入力とする。この変換・量子化部２３は、色差残差信号ＳＩＧ３２を変換および量子化して色差量子化係数ＳＩＧ２７を生成し、出力する。なお、色差残差信号ＳＩＧ３２とは、色差残差信号ＳＩＧ２６と、成分間予測部３１から供給される後述の色差残差修正用信号ＳＩＧ３１と、の誤差（残差）信号のことである。また、色差残差信号ＳＩＧ２６とは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差予測画素ＳＩＧ２５と、の誤差（残差）信号のことであり、色差予測画素ＳＩＧ２５とは、色差インター予測画素ＳＩＧ２３または色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４のことである。
逆量子化・逆変換部２４は、色差量子化係数ＳＩＧ２７を入力とする。この逆量子化・逆変換部２４は、色差量子化係数ＳＩＧ２７を逆量子化および逆変換して、逆変換された色差残差信号ＳＩＧ３３を生成し、出力する。
局所復号バッファ２５は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２を蓄積し、適宜、イントラ予測部２２およびインループフィルタ２６に供給する。なお、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２とは、色差予測画素ＳＩＧ２５と、色差残差信号ＳＩＧ２８と、を合算した信号のことであり、色差残差信号ＳＩＧ２８とは、色差残差修正用信号ＳＩＧ３１と、逆変換された色差残差信号ＳＩＧ３３と、を合算した信号のことである。フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２は、以下の数式（５）により求めることができる。
Figure 0006352141
インループフィルタ２６は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２を入力とする。このインループフィルタ２６は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２に対してデブロックフィルタといったインループフィルタを適用して、フィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ２１を生成し、出力する。
フレームバッファ２７は、フィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ２１を蓄積し、適宜、インター予測部２１に供給する。
成分間予測部３１は、逆変換された輝度残差信号ＳＩＧ１８と、サイド情報としての予測係数（図示省略）と、を入力とする。この成分間予測部３１は、以下の数式（６）により色差残差修正用信号ＳＩＧ３１を生成し、出力する。
Figure 0006352141
なお、数式（６）において、ResScaleValは、成分間予測部３１に入力される予測係数のことを示す。
エントロピー符号化部３２は、輝度量子化係数ＳＩＧ１７と、色差量子化係数ＳＩＧ２７と、図示しないサイド情報と、を入力とする。このエントロピー符号化部３２は、入力された信号をエントロピー符号化し、ビットストリームＳＩＧ２として出力する。
図３は、イントラ予測部１２、２２のブロック図である。イントラ予測部１２は、イントラ参照画素生成部１２１およびイントラ予測画素生成部１２２を備える。
イントラ参照画素生成部１２１は、対象ブロックｍよりも前に復号されたブロックｉ（ただし、ｉ＜ｍとする）のフィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１２を入力とする。このイントラ参照画素生成部１２１は、まず、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証を行い、参照不可能であれば、他の位置からコピーして参照画素を生成するパディング処理を行う。次に、参照画素への３タップフィルタによる平滑化処理を行って、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４を出力する。
イントラ予測画素生成部１２２は、輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４を入力とする。このイントラ予測画素生成部１２２は、予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４を用いて行って、輝度イントラ予測画素ＳＩＧ１４を生成して出力する。
イントラ予測部２２は、チャネル間予測部２２１、イントラ参照画素生成部２２２、およびイントラ予測画素生成部２２３を備える。チャネル間予測部２２１は、予測係数導出部２２１１、チャネル間参照画素生成部２２１２、および判定部２２１３を備える。
イントラ参照画素生成部２２２は、対象ブロックｎよりも前に復号されたブロックｊ（ただし、ｊ≦ｎ≦ｍとする）のフィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ２２を入力とする。このイントラ参照画素生成部２２２は、まず、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証を行い、参照不可能であれば、他の位置からコピーして参照画素を生成するパディング処理を行う。次に、参照画素への３タップフィルタによる平滑化処理を行って、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１を出力する。
イントラ予測画素生成部２２３は、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４を入力とする。このイントラ予測画素生成部２２３は、予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４を用いて行って、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４を生成して出力する。なお、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４とは、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、チャネル間参照画素生成部２２１２から供給される後述の色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ４３と、のいずれかのことである。
予測係数導出部２２１１は、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４と、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、を入力とする。この予測係数導出部２２１１は、最小二乗法や非特許文献２に示されている手法などにより、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４と、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、を用いて予測係数ＳＩＧ４２を導出し、出力する。
チャネル間参照画素生成部２２１２は、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４と、予測係数ＳＩＧ４２と、を入力とする。このチャネル間参照画素生成部２２１２は、以下の数式（７）により色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ４３を生成し、出力する。
Figure 0006352141
なお、数式（７）のαおよびβは、予測係数ＳＩＧ４２から取り出すことができる。
判定部２２１３は、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、を入力とする。この判定部２２１３は、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、に基づいて制御信号ＳＩＧ４５を生成して、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ４３と、のうちいずれを色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４としてイントラ予測画素生成部２２３に供給するのかを切り替える。
［動画像復号装置１００の構成および動作］
図４は、動画像復号装置１００のブロック図である。動画像復号装置１００は、エントロピー復号部１０１と、成分間予測部１０２と、インター予測部１１１、１２７と、イントラ予測部１１２、１２８と、逆量子化・逆変換部１１３、１２３と、局所復号バッファ１１４、１２４と、インループフィルタ１１５、１２５と、フレームバッファ１１６、１２６と、を備える。
エントロピー復号部１０１は、ビットストリームＳＩＧ２を入力とする。このエントロピー復号部１０１は、ビットストリームＳＩＧ２をエントロピー復号し、量子化係数レベルＳＩＧ１０１と、画素値の再構成に必要な予測モードや動きベクトルなどの関連情報（サイド情報）と、を導出して出力する。
（輝度信号に対する処理）
インター予測部１１１は、フレームバッファ１１６から供給される後述のフィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１１を入力とする。このインター予測部１１１は、フィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１１を用いてインター予測を行って輝度インター予測画素ＳＩＧ１１３を生成し、出力する。
イントラ予測部１１２は、局所復号バッファ１１４から供給される後述のフィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２を入力とする。このイントラ予測部１１２は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２を用いてイントラ予測を行って輝度イントラ予測画素ＳＩＧ１１４を生成し、出力する。また、イントラ予測部１１２は、輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４を生成して出力する。このイントラ予測部１１２の詳細については、図５を用いて後述する。
逆量子化・逆変換部１１３は、量子化係数レベルＳＩＧ１０１の輝度信号を入力とする。この逆量子化・逆変換部１１３は、量子化係数レベルＳＩＧ１０１の輝度信号を逆量子化および逆変換して、逆変換された輝度残差信号ＳＩＧ１１５を生成し、出力する。
局所復号バッファ１１４は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２を蓄積し、適宜、イントラ予測部１１２およびインループフィルタ１１５に供給する。なお、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２とは、輝度予測画素ＳＩＧ１１６と、逆変換された輝度残差信号ＳＩＧ１１５と、を合算した信号のことであり、輝度予測画素ＳＩＧ１１６とは、輝度インター予測画素ＳＩＧ１１３または輝度イントラ予測画素ＳＩＧ１１４のことである。
インループフィルタ１１５は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２を入力とする。このインループフィルタ１１５は、フィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２に対してデブロックフィルタといったインループフィルタを適用して、フィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１１を生成し、出力する。
フレームバッファ１１６は、フィルタ後輝度局所復号画像ＳＩＧ１１１を蓄積し、適宜、インター予測部１１１に供給する。
成分間予測部１０２は、逆変換された輝度残差信号ＳＩＧ１１５と、サイド情報としての予測係数（図示省略）と、を入力とする。この成分間予測部１０２は、以下の数式（８）により色差残差修正用信号ＳＩＧ１０２を生成し、出力する。
Figure 0006352141
なお、数式（８）において、ResScaleValは、成分間予測部１０２に入力される予測係数のことを示す。
（色差信号に対する処理）
インター予測部１２７は、フレームバッファ１２６から供給される後述のフィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ１２１を入力とする。このインター予測部１２７は、フィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ１２１を用いてインター予測を行って色差インター予測画素ＳＩＧ１２３を生成し、出力する。
イントラ予測部１２８は、局所復号バッファ１２４から供給される後述のフィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２と、イントラ予測部１１２から供給される上述の輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４と、を入力とする。このイントラ予測部１２８は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２および輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４を用いてイントラ予測を行って色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４を生成し、出力する。イントラ予測部１２８の詳細については、図５を用いて後述する。
逆量子化・逆変換部１２３は、量子化係数レベルＳＩＧ１０１の色差信号を入力とする。この逆量子化・逆変換部１２３は、量子化係数レベルＳＩＧ１０１の色差信号を逆量子化および逆変換して、逆変換された色差残差信号ＳＩＧ１２５を生成し、出力する。
局所復号バッファ１２４は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２を蓄積し、適宜、イントラ予測部１２８およびインループフィルタ１２５に供給する。なお、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２とは、色差予測画素ＳＩＧ１２６と、色差残差信号ＳＩＧ１０３と、を合算した信号のことであり、色差残差信号ＳＩＧ１０３とは、逆変換された色差残差信号ＳＩＧ１２５と、色差残差修正用信号ＳＩＧ１０２と、を合算した信号のことである。フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２は、以下の数式（９）により求めることができる。また、色差予測画素ＳＩＧ１２６とは、色差インター予測画素ＳＩＧ１２３または色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４のことである。
Figure 0006352141
インループフィルタ１２５は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２を入力とする。このインループフィルタ１２５は、フィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２に対してデブロックフィルタといったインループフィルタを適用して、フィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ１２１を生成し、出力する。
フレームバッファ１２６は、フィルタ後色差局所復号画像ＳＩＧ１２１を蓄積し、適宜、インター予測部１２７に供給する。
図５は、イントラ予測部１１２、１２８のブロック図である。イントラ予測部１１２は、イントラ参照画素生成部１１２１およびイントラ予測画素生成部１１２２を備える。
イントラ参照画素生成部１１２１は、対象ブロックｍよりも前に復号されたブロックｉ（ただし、ｉ＜ｍとする）のフィルタ前輝度局所復号画像ＳＩＧ１１２を入力とする。このイントラ参照画素生成部１１２１は、まず、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証を行い、参照不可能であれば、他の位置からコピーして参照画素を生成するパディング処理を行う。次に、参照画素への３タップフィルタによる平滑化処理を行って、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４を出力する。
イントラ予測画素生成部１１２２は、輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４を入力とする。このイントラ予測画素生成部１１２２は、予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４を用いて行って、輝度イントラ予測画素ＳＩＧ１１４を生成して出力する。
イントラ予測部１２８は、チャネル間予測部１２８１、イントラ参照画素生成部１２８２、およびイントラ予測画素生成部１２８３を備える。チャネル間予測部１２８１は、予測係数導出部１２８１１、チャネル間参照画素生成部１２８１２、および判定部１２８１３を備える。
イントラ参照画素生成部１２８２は、対象ブロックｎよりも前に復号されたブロックｊ（ただし、ｊ≦ｎ≦ｍとする）のフィルタ前色差局所復号画像ＳＩＧ１２２を入力とする。このイントラ参照画素生成部１２８２は、まず、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証を行い、参照不可能であれば、他の位置からコピーして参照画素を生成するパディング処理を行う。次に、参照画素への３タップフィルタによる平滑化処理を行って、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１を出力する。
イントラ予測画素生成部１２８３は、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３４を入力とする。このイントラ予測画素生成部１２８３は、予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３４を用いて行って、色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４を生成して出力する。なお、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３４とは、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１と、チャネル間参照画素生成部１２８１２から供給される後述の色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３と、のいずれかのことである。
予測係数導出部１２８１１は、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４と、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１と、を入力とする。この予測係数導出部１２８１１は、最小二乗法や非特許文献２に示されている手法などにより、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４と、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１と、を用いて予測係数ＳＩＧ１３２を導出し、出力する。
チャネル間参照画素生成部１２８１２は、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４と、予測係数ＳＩＧ１３２と、を入力とする。このチャネル間参照画素生成部１２８１２は、以下の数式（１０）を用いた線形予測により色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３を生成し、出力する。
Figure 0006352141
なお、数式（１０）のαおよびβは、予測係数ＳＩＧ１３２から取り出すことができる。
判定部１２８１３は、図示されていない符号化側で判定されたシグナリングを入力とする。この判定部１２８１３は、シグナリングに基づいて制御信号ＳＩＧ１３５を生成して、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１と、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３と、のうちいずれを色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３４としてイントラ予測画素生成部１２８３に供給するのかを切り替える。
図６は、動画像符号化装置１および動画像復号装置１００において、線形予測による輝度・色差予測を行うために必要な参照画素を示す図である。
動画像符号化装置１であれば、色差信号の予測対象ブロックＰ０を予測するに際して、まず、予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２により、輝度信号のイントラ予測参照画素Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図３のブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４）を用いて色差信号の予測対象ブロックＰ５、Ｐ６、Ｐ７（図３のブロックｉの色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ４３）を線形予測する。次に、イントラ予測画素生成部２２３により、これら色差信号の予測対象ブロックＰ５からＰ７を参照画素として色差信号の予測対象ブロックＰ０（図３の色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４）をイントラ予測する。
動画像復号装置１００であれば、色差信号の予測対象ブロックＰ０を予測するに際して、まず、予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２により、輝度信号のイントラ予測参照画素Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図５のブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ１０４）を用いて色差信号の予測対象ブロックＰ５、Ｐ６、Ｐ７（図５の色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３）を線形予測する。次に、イントラ予測画素生成部１２８３により、これら色差信号の予測対象ブロックＰ５からＰ７を参照画素として色差信号の予測対象ブロックＰ０（図５の色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４）をイントラ予測する。
このため、動画像符号化装置１および動画像復号装置１００における線形予測による輝度・色差予測では、色差信号の予測対象ブロックＰ０を予測するためには、輝度信号の参照ブロックＰ１は不要である。したがって、色差ブロックｍを予測するためには、輝度ブロックｍの局所復号（再構成）が完了している必要はない。
以上の動画像符号化装置１によれば、以下の効果を奏することができる。
動画像符号化装置１は、予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２により、輝度成分のイントラ予測に用いる参照画素Ｐ２からＰ４を用いて、色差成分の参照画素Ｐ５からＰ７を線形予測する。また、イントラ予測画素生成部２２３により、予測係数導出部２２１１およびチャネル間参照画素生成部２２１２により線形予測された色差成分の参照画素Ｐ５からＰ７を用いて、色差成分の予測対象ブロックＰ０をイントラ予測する。このため、色差成分の予測対象ブロックＰ０について線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、輝度信号の参照ブロックＰ１は不要になる。したがって、色差成分の予測対象ブロックＰ０について線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、輝度信号の参照ブロックＰ１の局所復号（再構成）が完了している必要はない。したがって、線形予測における処理タイミングの制約を軽減することができる。
また、動画像符号化装置１は、イントラ参照画素生成部１２１により、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、検証処理により参照不可能であると判定した場合に参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、参照画素への平滑化処理と、を行う。このため、イントラ参照画素を生成することができる。
また、動画像符号化装置１は、予測係数導出部２２１１により、予測対象となる色成分の参照画素と、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものの参照画素と、を用いて予測係数を導出する。このため、予測係数を求めることができる。
以上の動画像復号装置１００によれば、以下の効果を奏することができる。
動画像復号装置１００は、予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２により、輝度成分のイントラ予測に用いる参照画素Ｐ２からＰ４を用いて、色差成分の参照画素Ｐ５からＰ７を線形予測する。また、イントラ予測画素生成部１２８３により、予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２により線形予測された色差成分の参照画素Ｐ５からＰ７を用いて、色差成分の予測対象ブロックＰ０をイントラ予測する。このため、色差成分の予測対象ブロックＰ０について線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、輝度信号の参照ブロックＰ１は不要になる。したがって、色差成分の予測対象ブロックＰ０について線形予測を用いてイントラ予測を行う際には、輝度信号の参照ブロックＰ１の局所復号（再構成）が完了している必要はない。したがって、線形予測を用いてイントラ予測における処理タイミングの制約を軽減することができる。
また、動画像復号装置１００は、イントラ参照画素生成部１１２１により、参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、検証処理により参照不可能であると判定した場合に参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、参照画素への平滑化処理と、を行う。このため、イントラ参照画素を生成することができる。
また、動画像復号装置１００は、予測係数導出部１２８１１により、予測対象となる色成分の参照画素と、複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くものの参照画素と、を用いて予測係数を導出する。このため、予測係数を求めることができる。
＜第２実施形態＞
［動画像符号化装置１Ａの構成および動作］
図７は、本発明の第２実施形態に係る動画像符号化装置１Ａのブロック図である。動画像符号化装置１Ａは、図２に示した本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置１とは、イントラ予測部２２の代わりにイントラ予測部２２Ａを備える点で異なる。なお、動画像符号化装置１Ａにおいて、動画像符号化装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図８は、イントラ予測部１２、２２Ａのブロック図である。イントラ予測部２２Ａは、チャネル間予測部２２１Ａ、イントラ参照画素生成部２２２、およびイントラ予測画素生成部２２３を備える。チャネル間予測部２２１Ａは、予測係数導出部２２１１Ａ、チャネル間参照画素生成部２２１２、および判定部２２１３を備える。
予測係数導出部２２１１Ａは、ブロックｉの輝度イントラ参照画素ＳＩＧ３４と、ブロックｊの色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、を入力とする。この予測係数導出部２２１１Ａは、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択し、予測係数ＳＩＧ４２として出力する。また、予測係数導出部２２１１Ａは、選択した予測係数の添字をｂｉｎ値に変換し、サイド情報としてシグナリングする。
［動画像復号装置１００Ａの構成および動作］
図９は、本発明の第２実施形態に係る動画像復号装置１００Ａのブロック図である。動画像復号装置１００Ａは、図４に示した本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置１００とは、イントラ予測部１２８の代わりにイントラ予測部１２８Ａを備える点で異なる。なお、動画像復号装置１００Ａにおいて、動画像復号装置１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１０は、イントラ予測部１１２、１２８Ａのブロック図である。イントラ予測部１２８Ａは、チャネル間予測部１２８１Ａ、イントラ参照画素生成部１２８２、およびイントラ予測画素生成部１２８３を備える。チャネル間予測部１２８１Ａは、予測係数導出部１２８１１Ａおよびチャネル間参照画素生成部１２８１２を備える。
予測係数導出部１２８１１Ａは、図示しない予測係数シグナリングを入力とする。この予測係数導出部１２８１１Ａは、入力された予測係数シグナリングに基づいて、予め定められた複数の予測係数の中からシグナリングにより指定された予測係数を選択し、予測係数ＳＩＧ１３２として出力する。なお、上述の予測係数シグナリングとは、動画像符号化装置１Ａの予測係数導出部２２１１Ａによりシグナリングされたサイド情報のことである。
以上の動画像符号化装置１Ａによれば、動画像符号化装置１が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
動画像符号化装置１Ａは、予測係数導出部２２１１Ａにより、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択する。このため、予測係数を求めることができる。
以上の動画像復号装置１００Ａによれば、動画像復号装置１００が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
動画像復号装置１００Ａは、予測係数導出部１２８１１Ａにより、予め定められた複数の予測係数の中から、動画像符号化装置１Ａからのシグナリングに応じた予測係数を選択する。このため、予測係数を求めることができる。
＜第３実施形態＞
［動画像符号化装置１Ｂの構成および動作］
図１１は、本発明の第３実施形態に係る動画像符号化装置１Ｂのブロック図である。動画像符号化装置１Ｂは、図２に示した本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置１とは、イントラ予測部２２の代わりにイントラ予測部２２Ｂを備える点で異なる。なお、動画像符号化装置１Ｂにおいて、動画像符号化装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１２は、イントラ予測部１２、２２Ｂのブロック図である。イントラ予測部２２Ｂは、チャネル間予測部２２１Ｂ、イントラ参照画素生成部２２２、およびイントラ予測画素生成部２２３を備える。チャネル間予測部２２１Ｂは、予測係数導出部２２１１、チャネル間参照画素生成部２２１２、および判定部２２１３Ａを備える。
判定部２２１３Ａは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、を入力とする。この判定部２２１３Ａは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、に基づいて制御信号ＳＩＧ４５を生成して、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ４３と、のうちいずれを色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４としてイントラ予測画素生成部２２３に供給するのかを切り替える。また、判定部２２１３Ａは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、に基づいて、動画像復号装置１００Ｂの予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２（後述の図１４参照）により線形予測を行うか否かを決定し、決定結果を色差イントラ予測モードの１モードとしてシグナリングする。このため、色差イントラ予測モードの番号が追加されることになる。
また、判定部２２１３Ａは、線形予測を行うと決定した場合に色差イントラ予測モードを輝度イントラ予測モードと同一にする。
［動画像復号装置１００Ｂの構成および動作］
図１３は、本発明の第３実施形態に係る動画像復号装置１００Ｂのブロック図である。動画像復号装置１００Ｂは、図４に示した本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置１００とは、イントラ予測部１２８の代わりにイントラ予測部１２８Ｂを備える点で異なる。なお、動画像復号装置１００Ｂにおいて、動画像復号装置１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１４は、イントラ予測部１１２、１２８Ｂのブロック図である。イントラ予測部１２８Ｂは、チャネル間予測部１２８１Ｂ、イントラ参照画素生成部１２８２、およびイントラ予測画素生成部１２８３Ａを備える。チャネル間予測部１２８１Ｂは、予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２を備える。
イントラ予測画素生成部１２８３Ａは、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１と、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３と、図示しない予測モード信号と、を入力とする。このイントラ予測画素生成部１２８３Ａは、入力された予測モード信号が、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３を使うことを示している場合には、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３を用いて色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４を生成し、出力する。また、入力された予測モード信号が、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１を使うことを示している場合には、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１を用いて色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４を生成し、出力する。なお、上述の入力された予測モード信号とは、動画像符号化装置１Ｂの判定部２２１３Ａによりシグナリングされた色差イントラ予測モードのことである。
また、イントラ予測画素生成部１２８３Ａは、入力された予測モード信号が、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３を使うことを示している場合には、色差イントラ予測モードを輝度イントラ予測モードと同一とする。
以上の動画像符号化装置１Ｂによれば、動画像符号化装置１が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
動画像符号化装置１Ｂは、判定部２２１３Ａにより、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置１００Ｂで行うか否かを決定し、決定結果を色差イントラ予測モードの１モードとして動画像復号装置１００Ｂにシグナリングする。また、判定部２２１３Ａにより、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置１００Ｂで行うと決定した場合に、予測対象となる色成分の予測モードを、複数の色成分のうち予測対象となる色成分の予測モードと同一にする。このため、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置１００Ｂで行うか否かを、色差イントラ予測モードの１モードとして動画像復号装置１００Ｂに伝達することができる。
以上の動画像復号装置１００Ｂによれば、動画像復号装置１００が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
動画像復号装置１００Ｂは、動画像符号化装置１Ｂからのシグナリングに応じて線形予測を行うことができる。
＜第４実施形態＞
［動画像符号化装置１Ｃの構成および動作］
図１５は、本発明の第４実施形態に係る動画像符号化装置１Ｃのブロック図である。動画像符号化装置１Ｃは、図２に示した本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置１とは、イントラ予測部２２の代わりにイントラ予測部２２Ｃを備える点で異なる。なお、動画像符号化装置１Ｃにおいて、動画像符号化装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１６は、イントラ予測部１２、２２Ｃのブロック図である。イントラ予測部２２Ｃは、チャネル間予測部２２１Ｃ、イントラ参照画素生成部２２２、およびイントラ予測画素生成部２２３を備える。チャネル間予測部２２１Ｃは、予測係数導出部２２１１、チャネル間参照画素生成部２２１２、および判定部２２１３Ｂを備える。
判定部２２１３Ｂは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、を入力とする。この判定部２２１３Ｂは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、に基づいて制御信号ＳＩＧ４５を生成して、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４１と、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ４３と、のうちいずれを色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４としてイントラ予測画素生成部２２３に供給するのかを切り替える。また、判定部２２１３Ｂは、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４と、に基づいて、色差イントラ予測モードのうち輝度と色差とで同一のモードを利用する場合にのみ、動画像復号装置１００Ｃの予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２（後述の図１８参照）により線形予測を行うか否かを決定し、決定結果をシグナリングする。シグナリングの方法としては、例えば１ｂｉｎのフラグで行うことができる。
［動画像復号装置１００Ｃの構成および動作］
図１７は、本発明の第４実施形態に係る動画像復号装置１００Ｃのブロック図である。動画像復号装置１００Ｃは、図４に示した本発明の第１実施形態に係る動画像復号装置１００とは、イントラ予測部１２８の代わりにイントラ予測部１２８Ｃを備える点で異なる。なお、動画像復号装置１００Ｃにおいて、動画像復号装置１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１８は、イントラ予測部１１２、１２８Ｃのブロック図である。イントラ予測部１２８Ｃは、チャネル間予測部１２８１Ｂ、イントラ参照画素生成部１２８２、およびイントラ予測画素生成部１２８３Ｂを備える。チャネル間予測部１２８１Ｂは、予測係数導出部１２８１１およびチャネル間参照画素生成部１２８１２を備える。
イントラ予測画素生成部１２８３Ｂは、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１と、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３と、図示しないシグナルと、を入力とする。このイントラ予測画素生成部１２８３Ｂは、入力されたシグナルが、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３を使うことを示している場合には、色差イントラ予測参照画素ＳＩＧ１３３を用いて色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４を生成し、出力する。また、入力されたシグナルが、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１を使うことを示している場合には、色差イントラ参照画素ＳＩＧ１３１を用いて色差イントラ予測画素ＳＩＧ１２４を生成し、出力する。なお、上述の入力されたシグナルとは、動画像符号化装置１Ｃの判定部２２１３Ｂによりシグナリングされた信号のことである。
以上の動画像符号化装置１Ｃによれば、動画像符号化装置１が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
動画像符号化装置１Ｃは、判定部２２１３Ｂにより、色差成分における予測モードと、輝度成分における予測モードと、が同一であれば、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置１００Ｃで行うか否かを決定し、決定結果を動画像復号装置１００Ｃにシグナリングする。このため、色差成分における予測モードと、輝度成分における予測モードと、が同一である場合に、予測対象ブロックの線形予測を動画像復号装置１００Ｃで行うか否かを、動画像復号装置１００Ｃに伝達することができる。
以上の動画像復号装置１００Ｃによれば、動画像復号装置１００が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
動画像復号装置１００Ｃは、動画像符号化装置１Ｃからのシグナリングに応じて線形予測を行うことができる。
＜第５実施形態＞
［動画像符号化装置１Ｄの構成および動作］
図１９は、本発明の第５実施形態に係る動画像符号化装置１Ｄのブロック図である。動画像符号化装置１Ｄは、図２に示した本発明の第１実施形態に係る動画像符号化装置１とは、イントラ予測部２２の代わりにイントラ予測部２２Ｄを備える点で異なる。なお、動画像符号化装置１Ｄにおいて、動画像符号化装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図２０は、イントラ予測部１２、２２Ｄのブロック図である。イントラ予測部２２Ｄは、チャネル間参照画素生成部２２１２、イントラ参照画素生成部２２２、イントラ予測画素生成部２２３Ａ、予測係数テーブル２２４、符号コスト導出部２２５、残差コスト導出部２２６、および予測係数決定部２２７を備える。
予測係数テーブル２２４は、予測係数決定部２２７から出力される後述の予測係数インデックスＳＩＧ５１を入力とする。この予測係数テーブル２２４は、予め定められた複数の予測係数を記憶しており、これら複数の予測係数の中から予測係数インデックスＳＩＧ５１に応じた予測係数を決定し、予測係数ＳＩＧ４２として出力する。
符号コスト導出部２２５は、予測係数ＳＩＧ４２を入力とする。この符号コスト導出部２２５は、予測係数ＳＩＧ４２によって発生する符号量の概算と、量子化パラメータＱＰによって定まる係数λと、の積を符号コストＳＩＧ４８として導出し、出力する。なお、量子化パラメータＱＰによって定まる係数λは、以下の数式（１１）により求めることができる。
Figure 0006352141
残差コスト導出部２２６は、入力画像ＳＩＧ１の色差信号と、イントラ予測画素生成部２２３Ａから出力される後述の色差予測信号ＳＩＧ４６と、の差分信号ＳＩＧ４７を入力とする。この残差コスト導出部２２６は、符号化対象ブロックの変換前かつ量子化前の輝度と色差との予測残差信号に対して取り得る全ての予測係数について、それぞれ、差分信号ＳＩＧ４７についてのアダマール変換係数の絶対値和であるSATDを残差コストＳＩＧ４９として導出し、出力する。
予測係数決定部２２７は、符号コストＳＩＧ４８と残差コストＳＩＧ４９との和を入力とする。この予測係数決定部は、符号コストＳＩＧ４８と残差コストＳＩＧ４９との和が最小となる予測係数を、予測係数テーブル２２４に記憶されている複数の予測係数の中から最適な予測係数として決定し、決定した予測係数を示す予測係数インデックスＳＩＧ５１を出力する。
イントラ予測画素生成部２２３Ａは、色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４を入力とする。このイントラ予測画素生成部２２３Ａは、予測係数決定部２２７により最適な予測係数が決定される際には、予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４を用いて行って、色差予測信号ＳＩＧ４６を生成して出力する。また、イントラ予測画素生成部２２３Ａは、予測係数決定部２２７により最適な予測係数が決定された後においては、予測モードにしたがって水平、垂直、ＤＣ、Ｐｌａｎａｒ、方向性などの予測を色差イントラ参照画素ＳＩＧ４４を用いて行って、色差イントラ予測画素ＳＩＧ２４を生成して出力する。
以上の動画像符号化装置１Ｄによれば、動画像符号化装置１が奏することのできる上述の効果と同様の効果を奏することができる。
なお、本発明の動画像符号化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび動画像復号装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの処理を、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを動画像符号化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび動画像復号装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに読み込ませ、実行することによって、本発明を実現できる。
ここで、上述の記録媒体には、例えば、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリといった不揮発性のメモリ、ハードディスクといった磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどを適用できる。また、この記録媒体に記録されたプログラムの読み込みおよび実行は、動画像符号化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび動画像復号装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに設けられたプロセッサによって行われる。
また、上述のプログラムは、このプログラムを記憶装置などに格納した動画像符号化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび動画像復号装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネットなどのネットワーク（通信網）や電話回線などの通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上述のプログラムは、上述の機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述の機能を動画像符号化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび動画像復号装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃにすでに記録されているプログラムとの組み合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。
例えば、上述の第３実施形態において、予測係数導出部２２１１（図１２参照）の代わりに第２実施形態に係る予測係数導出部２２１１Ａ（図８参照）を用いるとともに、予測係数導出部１２８１１（図１４参照）の代わりに第２実施形態に係る予測係数導出部１２８１１Ａ（図１０参照）を用いることとしてもよい。
また、上述の第４実施形態において、予測係数導出部２２１１（図１６参照）の代わりに第２実施形態に係る予測係数導出部２２１１Ａ（図８参照）を用いるとともに、予測係数導出部１２８１１（図１８参照）の代わりに第２実施形態に係る予測係数導出部１２８１１Ａ（図１０参照）を用いることとしてもよい。
ＡＡ・・・動画像圧縮伝送システム
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・動画像符号化装置
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ・・・イントラ予測部
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ・・・動画像復号装置
１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄ・・・イントラ予測部

Claims (11)

  1. 複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
    前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する線形予測手段と、
    前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測するイントラ予測手段と、を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することを特徴とする動画像符号化装置。
  2. 参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、当該検証処理により参照不可能であると判定した場合に当該参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、当該参照画素への平滑化処理と、を行うイントラ参照画素生成手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の動画像符号化装置。
  3. 前記線形予測手段は、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択する予測係数導出手段を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の動画像符号化装置。
  4. 複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置であって、
    前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する線形予測手段と、
    前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測するイントラ予測手段と、を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することを特徴とする動画像復号装置。
  5. 参照画素位置に相当する画素が局所復号済みであることを確認する参照可能性の検証処理と、当該検証処理により参照不可能であると判定した場合に当該参照画素位置とは異なる位置から参照画素を生成するパディング処理と、当該参照画素への平滑化処理と、を行うイントラ参照画素生成手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の動画像復号装置。
  6. 前記線形予測手段は、予め定められた複数の予測係数の中から予測係数を選択する予測係数導出手段を備えることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の動画像復号装置。
  7. 複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置と、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置と、を備える動画像圧縮伝送システムであって、
    前記動画像符号化装置は、
    前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する線形予測手段と、
    前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測するイントラ予測手段と、を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測するものであり、
    前記動画像復号装置は、
    前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する線形予測手段と、
    前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測するイントラ予測手段と、を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測するものであることを特徴とする動画像圧縮伝送システム。
  8. 線形予測手段およびイントラ予測手段を備え、複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置における動画像符号化方法であって、
    前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する第１のステップと、
    前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する第２のステップと、
    を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記第１のステップにおいて、前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記第２のステップにおいて、前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することを特徴とする動画像符号化方法。
  9. 線形予測手段およびイントラ予測手段を備え、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置における動画像復号方法であって、
    前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する第１のステップと、
    前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する第２のステップと、
    を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記第１のステップにおいて、前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記第２のステップにおいて、前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することを特徴とする動画像復号方法。
  10. 線形予測手段およびイントラ予測手段を備え、複数の色成分を有する動画像を符号化する動画像符号化装置における動画像符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する第１のステップと、
    前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する第２のステップと、
    を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記第１のステップにおいて、前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記第２のステップにおいて、前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
  11. 線形予測手段およびイントラ予測手段を備え、複数の色成分を有する動画像を復号する動画像復号装置における動画像復号方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記線形予測手段が、前記複数の色成分のうち予測対象となる色成分を除くもののイントラ予測に用いる参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の参照画素を線形予測する第１のステップと、
    前記イントラ予測手段が、前記第１のステップにより線形予測された前記予測対象となる色成分の参照画素を用いて、当該予測対象となる色成分の予測対象ブロックをイントラ予測する第２のステップと、
    を備え、
    前記複数の色成分のうち前記予測対象となる色成分を除くものにおいて、前記予測対象ブロックに対応するブロックのことを特定ブロックと呼ぶこととすると、
    前記第１のステップにおいて、前記線形予測手段は、前記特定ブロックの左に隣接する画素と、当該特定ブロックの左上に隣接する画素と、当該特定ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を線形予測し、
    前記第２のステップにおいて、前記イントラ予測手段は、前記線形予測手段により線形予測された前記予測対象ブロックの左に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの左上に隣接する画素と、当該予測対象ブロックの上に隣接する画素と、を用いて、前記予測対象ブロックをイントラ予測することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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