特許 5779270 画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5779270

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/52 20140101AFI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/52

【請求項の数】10

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2014-147639(P2014-147639)

(22)【出願日】2014年7月18日

(62)【分割の表示】特願2011-505988(P2011-505988)の分割

【原出願日】2010年3月16日

(65)【公開番号】特開2014-200110(P2014-200110A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2014年7月18日

(31)【優先権主張番号】特願2009-69975(P2009-69975)

(32)【優先日】2009年3月23日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】392026693

【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴドコモ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121980

【弁理士】

【氏名又は名称】沖山 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100128107

【弁理士】

【氏名又は名称】深石 賢治

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 芳典

(72)【発明者】

【氏名】ブン チュンセン

【審査官】 坂東 大五郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第０３／０２６３１５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １９／００−１９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像予測復号装置の画像予測復号方法において、
画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いるための領域を特定する識別情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出する第１のステップと、
前記識別情報の符号化データから復号される識別情報に基づいて、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号、および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する第２のステップと、
前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する第３のステップと、
対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する第４のステップと、
前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する第５のステップと、を含む、画像予測復号方法。

【請求項2】

部分領域情報の符号化データを抽出するステップと、
前記部分領域情報の符号化データを復号して、該部分領域情報を復元するステップと、
識別情報の符号化データを復号して識別情報を復元するステップと、を含み、
前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち前記識別情報に基づいて前記一つの隣接領域が選択される、請求項１に記載の画像予測復号方法。

【請求項3】

前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において用いる前記隣接領域として、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち、画面内予測によって予測された隣接領域を除く隣接領域が選択される、請求項２に記載の画像予測復号方法。

【請求項4】

画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いるための領域を特定する識別情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出する抽出手段と、
前記識別情報の符号化データから復号される識別情報に基づいて、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号、および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、
対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成手段と、
前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する記憶手段と、を含む、画像予測復号装置。

【請求項5】

コンピュータを、
画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いるための領域を特定する識別情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出する抽出手段と、
前記識別情報の符号化データから復号される識別情報に基づいて、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号、および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、
対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成手段と、
前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する記憶手段と、
として機能させる、画像予測復号プログラム。

【請求項6】

画像予測符号化装置の画像予測符号化方法において、
入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、
識別情報に基づいて、前記複数の領域において、対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、
前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成ステップと、
前記残差信号を符号化する残差信号符号化ステップと、
前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元ステップと、
前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算ステップと、
前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含む、画像予測符号化方法。

【請求項7】

前記対象領域内の部分領域であって、隣接領域のモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて予測信号を生成するための該部分領域を、第１の部分領域と第２の部分領域とに決定する部分領域決定ステップとを含み、
前記予測信号生成ステップにおける前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち識別情報に基づいて前記一つの隣接領域が選択される、請求項６に記載の画像予測符号化方法。

【請求項8】

前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において用いる前記隣接領域として、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち、画面内予測によって予測された隣接領域を除く隣接領域が選択される、請求項７に記載の画像予測符号化方法。

【請求項9】

入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
識別情報に基づいて、前記複数の領域において、対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、
前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、
前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、
前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、を含む、画像予測符号化装置。

【請求項10】

コンピュータを、
入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、
識別情報に基づいて、前記複数の領域において、対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、
前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、
前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、
前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、
前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、
前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる、画像予測符号化プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラムに関するものである。より詳細には、本発明は、領域分割を用いて予測符号化及び予測復号を行う画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、画像予測符号化プログラム、画像予測復号装置、画像予測復号方法、及び画像予測復号プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

静止画像や動画像データの伝送や蓄積を効率よく行うために、圧縮符号化技術が用いられている。動画像の圧縮符号化方式としては、ＭＰＥＧ−１〜４やＩＴＵ（International Telecommunication Union）Ｈ．２６１〜Ｈ．２６４の方式が広く用いられている。

【0003】

これらの符号化方式では、符号化の対象となる画像を複数のブロックに分割した上で符号化・復号処理が行われる。画面内の予測符号化では、対象ブロックと同じ画面内の隣接する既再生の画像信号を用いて、対象ブロックの予測信号が生成される。ここで、既再生の画像信号とは、圧縮された画像データが復元されたものである。次いで、画面内の予測符号化では、予測信号を対象ブロックの信号から減算することによって差分信号が生成されるが、当該差分信号が符号化される。画面間の予測符号化では、対象ブロックと異なる画面内の既再生の画像信号を参照し、動き補正を行うことにより、予測信号が生成される。次いで、画面間の予測符号化では、予測信号を対象ブロックの信号から引き算し引くことによって差分信号が生成され、当該差分信号が符号化される。

【0004】

例えば、Ｈ．２６４の画面内予測符号化では、符号化の対象となるブロックに隣接する画素の既再生の画素値（再生信号）を所定の方向に外挿することによって予測信号を生成する方法が採用されている。図２０は、ＩＴＵ Ｈ．２６４で用いられている画面内予測方法を説明するための模式図である。図２０の（ａ）は、垂直方向に外挿を行う画面内予測方法を示している。図２０の（ａ）において、４×４画素の対象ブロック８０２は符号化の対象となる対象ブロックである。この対象ブロック８０２の境界に隣接する画素Ａ〜Ｍからなる画素群８０１は隣接領域であり、過去の処理において既に再生された画像信号である。図２０の（ａ）に示す予測では、対象ブロック８０２の真上にある隣接画素Ａ〜Ｄの画素値が下方に外挿されることによって、予測信号が生成される。

【0005】

また、図２０の（ｂ）は、水平方向に外挿を行う画面内予測方法を示している。図２０の（ｂ）に示す予測では、対象ブロック８０２の左にある既再生画素Ｉ〜Ｌの画素値が右方向に外挿されることによって、予測信号が生成される。

【0006】

画面内予測方法では、図２０の（ａ）〜（ｉ）に示す方法で生成された九つの予測信号のうち、対象ブロックの画素信号からの差分が最少となる予測信号が、対象ブロック用の最適の予測信号として採用される。このように予測信号を生成する具体的な方法は、例えば、特許文献１に記載されている。

【0007】

通常の画面間予測符号化では、符号化の対象となる対象ブロックの画素信号に類似する信号を既に再生済みの画面から探索することにより、予測信号が生成される。この画面間予測符号化では、動きベクトルと、対象ブロックの画素信号と予測信号との間の残差信号とが符号化される。なお、動きベクトルは、対象ブロックと探索された信号が存在する領域との間の空間的な変位量を規定するベクトルである。このようにブロック毎に動きベクトルを探索する手法はブロックマッチングと呼ばれる。

【0008】

図２１は、ブロックマッチングを説明するための模式図である。図２１においては、（ａ）に既再生の画面９０３が示されており、（ｂ）に対象ブロック９０２を含む画面９０１が示されている。ここで、画面９０３内の領域９０４は、対象ブロック９０２と空間的に同一の位置に存在する領域である。ブロックマッチングでは、領域９０４を囲む探索範囲９０５が設定され、この探索範囲の画素信号から対象ブロック４０２の画素信号との絶対値誤差和が最小となる領域９０６が検出される。この領域９０６の信号が予測信号となり、領域９０４から領域９０６への変位量を規定するベクトルが動きベクトル９０７として検出される。

【0009】

なお、ブロックマッチングとしては、参照画面９０３を複数用意し、対象ブロック毎にブロックマッチングを実施する参照画面を選択し、参照画面選択情報を検出する方法も用いられることがある。また、Ｈ．２６４では、画像の局所的な特徴の変化に対応するため、動きベクトルを符号化するブロックサイズが異なる複数の予測タイプを用意している。Ｈ．２６４の予測タイプについては、例えば、特許文献２に記載されている。

【0010】

動画像データの圧縮符号化では、各画面（フレーム、フィールド）の符号化順序は任意でよい。そのため、再生済み画面を参照して予測信号を生成する画面間予測にも、符号化順序について３種類の手法がある。第１の手法は、再生順で過去の再生済み画面を参照して予測信号を生成する前方向予測であり、第２の手法は、再生順で未来の再生済み画面を参照して予測信号を生成する後方向予測であり、第３の手法は、前方向予測と後方向予測を共に行い、２つの予測信号を平均化する双方向予測である。画面間予測の種類については、例えば、特許文献３に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】米国特許公報第６７６５９６４号

【特許文献2】米国特許公報第７００３０３５号

【特許文献3】米国特許公報第６２５９７３９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上述したように予測信号の生成は、ブロック単位で実施される。しかしながら、映像内の移動物体の位置と動きは任意であるため、画面を等間隔でブロックへと分割した場合には、ブロック内に動きや模様の異なる二つ以上の領域が含まれることがある。このような場合には、映像の予測符号化では、物体のエッジ付近に大きな予測誤差が発生する。

【0013】

上に説明したように、Ｈ．２６４では、このような画像の局所的な特徴の変化に対応し、予測誤差の増加を抑制するために、ブロックサイズの異なる複数の予測タイプを用意している。しかしながら、ブロックサイズが小さくなると、小ブロック毎に予測信号の生成に要する付加情報（動きベクトル等）が必要となるため、付加情報の符号量が増加する。また、多くのブロックサイズを用意すると、ブロックサイズを選択するためのモード情報も必要となるため、モード情報の符号量も増加してしまう。

【0014】

かかる問題点に鑑み、本発明の一側面は、付加情報（動きベクトルなど）やモード情報といった予測情報の増加を抑えつつ、対象ブロックの予測誤差を低減し、画像を効率よく符号化することが可能な画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、及び、画像予測符号化プログラムを提供することを目的としている。また、本発明の別の側面は、これら符号化の側面に対応する画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上述の課題を解決するために、本発明の画像予測復号方法は、画像予測復号装置の画像予測復号方法において、画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いるための領域を特定する識別情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出する第１のステップと、前記識別情報の符号化データから復号される識別情報に基づいて、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号、および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する第２のステップと、前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する第３のステップと、対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する第４のステップと、前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する第５のステップと、を含む。

【0016】

また、本発明の画像予測復号装置は、画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いるための領域を特定する識別情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出する抽出手段と、前記識別情報の符号化データから復号される識別情報に基づいて、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号、および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成手段と、前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する記憶手段と、を含む。

【0017】

また、本発明の画像予測復号プログラムは、コンピュータを、画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いるための領域を特定する識別情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出する抽出手段と、前記識別情報の符号化データから復号される識別情報に基づいて、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号、および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成手段と、前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。

【0018】

本発明の画像予測符号化方法は、画像予測符号化装置の画像予測符号化方法において、入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、 識別情報に基づいて、前記複数の領域において、対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記残差信号を符号化する残差信号符号化ステップと、前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元ステップと、前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算ステップと、前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含む。

【0019】

本発明の画像予測符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、識別情報に基づいて、前記複数の領域において、対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、を含む。

【0020】

本発明の画像予測符号化プログラムは、コンピュータを、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、識別情報に基づいて、前記複数の領域において、対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち一つの隣接領域を特定し、特定した該隣接領域における、画面間予測を特定するモード情報、参照画面番号および動きベクトルを用いて、既再生信号から、前記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、本発明によれば、予測情報の増加を抑えつつ、対象ブロックの予測誤差を低減し、画像を効率よく符号化することが可能な画像予測符号化装置、画像予測符号化方法、及び、画像予測符号化プログラムが提供される。また、本発明によれば、対応する画像予測復号装置、画像予測復号方法及び画像予測復号プログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】一実施形態に係る画像予測符号化装置を示す図である。

【図2】隣接ブロックの予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域を説明するための図である。

【図3】一実施形態に係る画像予測符号化方法の手順を示すフローチャートである。

【図4】図３のステップＳ１０８の詳細フローチャートである。

【図5】図４のステップＳ２０２の詳細フローチャートである。

【図6】図３のステップＳ１１０の詳細フローチャートである。

【図7】一実施形態に係る画像予測復号装置を示す図である。

【図8】一実施形態に係る画像予測復号方法のフローチャートである。

【図9】図８のステップＳ５０８の詳細フローチャートである。

【図10】隣接ブロックの別の例を説明するための図である。

【図11】図３のステップＳ１０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートである。

【図12】図８のステップＳ５０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートである。

【図13】隣接ブロックの予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域の別の例を説明するための図である。

【図14】部分領域の別の例を示す図である。

【図15】対象ブロック及び隣接ブロックの別の例を示す図である。

【図16】一実施形態に係る画像予測符号化プログラムを示す図である。

【図17】一実施形態に係る画像予測復号プログラムを示す図である。

【図18】記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。

【図19】記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。

【図20】ＩＴＵ Ｈ．２６４に用いられる画面内予測方法を説明するための模式図である。

【図21】ブロックマッチングを説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

【0024】

図１は、一実施形態に係る画像予測符号化装置を示す図である。図１に示す画像予測符号化装置１００は、入力端子１０２、ブロック分割器１０４、予測信号生成器１０６、フレームメモリ１０８、減算器１１０、変換器１１２、量子化器１１４、逆量子化器１１６、逆変換器１１８、加算器１２０、量子化変換係数符号化器１２２、出力端子１２４、予測情報推定器１２６、予測情報メモリ１２８、判定器１３０、予測情報符号化器１３２、領域幅決定器１３４、及び、領域幅符号化器１３６を備えている。なお、変換器１１２、量子化器１１４及び量子化変換係数符号化器１２２は、残差信号符号化手段として機能し、逆量子化器１１６及び逆変換器１１８は残差信号復元手段として機能するものである。

【0025】

以下、画像予測符号化装置１００の各構成要素について説明する。入力端子１０２は、動画像の信号を入力するための端子である。この動画像の信号は、複数枚の画像を含む信号である。入力端子１０２は、ラインＬ１０２を介してブロック分割器１０４に接続されている。

【0026】

ブロック分割器１０４は、動画像の信号に含まれる画像を複数の領域に分割する。具体的には、ブロック分割器１０４は、動画像の信号に含まれる複数の画像を、順次、符号化対象の画像として選択する。ブロック分割器１０４は、選択した画像を複数の領域に分割する。本実施形態では、これら領域は８×８画素のブロックである。しかしながら、領域として、それ以外の大きさ及び／又は形状のブロックが用いられてもよい。このブロック分割器１０４は、ラインＬ１０４を介して、予測情報推定器１２６に接続されている。

【0027】

予測情報推定器１２６は、符号化処理の対象となる対象領域（対象ブロック）の予測信号を生成するために必要となる予測情報を検出する。予測情報の生成方法、即ち予測方法としては、背景技術で説明したような画面内予測や画面間予測が適用可能である。しかしながら、本発明は、これら予測方法に限定されるものではない。以下、図２１に示したブロックマッチングにて予測処理を実施するものとして、説明を行う。ブロックマッチングを用いる場合、予測情報には、動きベクトルや参照画面選択情報等が含まれる。以下では、対象ブロックの予測信号を生成するために検出した予測情報を「対象ブロックに付随する予測情報」と呼ぶ。この予測情報推定器１２６は、ラインＬ１２６ａ、ラインＬ１２６ｂを介して、予測情報メモリ１２８、予測情報符号化器１３２に接続されている。

【0028】

予測情報メモリ１２８は、ラインＬ１２６ａ経由で予測情報推定器１２６から予測情報を受け取り、当該予測情報を記憶する。予測情報メモリ１２８は、ラインＬ１２８を介して、判定器１３０に接続されている。

【0029】

予測情報符号化器１３２は、ラインＬ１２６ｂ経由で予測情報推定器１２６から予測情報を受け取る。予測情報符号化器１３２は、受け取った予測情報をエントロピー符号化して符号化データを生成し、当該符号化データをラインＬ１３２を介して出力端子１２４に出力する。なお、エントロピー符号化としては算術符号化や可変長符号化等を用いることができるが、本発明はこれらのエントロピー符号化方式に限定されるものではない。

【0030】

判定器１３０は、ラインＬ１２８経由で予測情報メモリ１２８から、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報とを受け取る。ここで、隣接ブロックは、対象ブロックに隣接する隣接領域であり、既に符号化済みの領域である。判定器１３０は、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報とを比較し、対象ブロックの予測信号生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であるか否かを判定する。

【0031】

具体的には、判定器１３０は、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報とを比較し、これら二つの予測情報が一致する場合には、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定する。これは、二つの予測情報が一致する場合に隣接ブロックに付随する予測情報を用いて対象ブロックの部分領域の予測信号を生成しても、対象ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号を生成した場合と同じ結果が得られるからである。即ち、予測誤差の低減が期待できないからである。

【0032】

一方、判定器１３０は、二つの予測情報が異なる場合には、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であると判定する。この判定器１３０は、ラインＬ１３０を介して領域幅決定器１３４及び領域幅符号化器１３６に接続されており、判定器１３０による比較（判定）の結果は、ラインＬ１３０経由で、領域幅決定器１３４及び領域幅符号化器１３６に出力される。以下では、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用できない場合の判定結果を、「利用不可」を示す判定結果と呼び、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能である場合の判定結果を、「利用可能」を示す判定結果と呼ぶ。なお、判定器１３０の動作の詳細については後述する。

【0033】

領域幅決定器１３４は、ラインＬ１３０経由で判定器１３０からの判定結果を受け取る。領域幅決定器１３４は、判定結果が「利用可能」を示している場合に、隣接ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域の領域幅を決定する。そのために、領域幅決定器１３４は、予測情報メモリ１２８からラインＬ１２８ａ経由で、対象ブロックに付随する予測情報及び隣接ブロックに付随する予測情報を、受け取る。さらに、領域幅決定器１３４は、フレームメモリ１０８から既再生信号を受け取り、ブロック分割器１０４から対象ブロックの画像信号を受け取る。

【0034】

図２は、隣接ブロックの予測情報を用いて予測信号を生成する対象ブロック内の部分領域を説明するための図である。図２は、対象ブロックＢｔの左隣の隣接ブロックＢ１を隣接ブロックとする場合を示しているが、本発明における隣接ブロックは対象ブロックの上隣のブロックであってもよく、又は、左隣及び上隣の双方のブロックであってもよい。また、右隣と下隣のブロックが隣接ブロックとして利用可能な場合もある。

【0035】

図２に示す対象ブロックＢｔ及び隣接ブロックＢ１は８×８画素のブロックである。ここでは、左上の画素位置（水平位置，垂直位置）を（０，０）、右下の画素位置（水平位置，垂直位置）を（７，７）で表すものとする。図２に示す部分領域Ｒ２は、隣接ブロックＢ１の予測情報を用いて予測信号を生成する領域であり、その水平方向の領域幅はｗである。即ち、部分領域Ｒ２は、（０，０）、（ｗ−１，０）、（０，７）、及び（ｗ−１，７）の四つの画素位置に囲まれている。部分領域Ｒ１は対象ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号が生成される領域である。

【0036】

本実施形態では、設定可能な領域幅は、１画素刻みで０〜７画素までとしている。本実施形態の領域幅決定器１３４は、設定可能な８個の領域幅のそれぞれについて、対象ブロックの予測信号を生成し、予測誤差の絶対値和または２乗和が最小となる領域幅を選択する。この処理は、ブロック分割器１０４と予測情報メモリ１２８から対象ブロックの画素信号と対象ブロック及び隣接ブロックに付随する予測情報をそれぞれ取得し、これら予測情報と領域幅に基づいてフレームメモリ１０８に記憶されている既再生信号から対象ブロックの予測信号を生成することにより実施される。領域幅の決定方法ならびに設定可能な領域幅の候補については、特に限定されるものではない。例えば、設定可能な領域幅は、２の倍数で特定される画素幅であってもよく、１つ以上の任意の幅を採用することができる。また設定可能な領域幅を複数用意し、シーケンス単位やフレーム単位あるいはブロック単位でその選択情報を符号化するようにしてもよい。

【0037】

領域幅決定器１３４は、ラインＬ１３４ａ、ラインＬ１３４ｂを介して領域幅符号化器１３６、予測信号生成器１０６にそれぞれ接続されている。領域幅決定器１３４は、ラインＬ１３４ａ、ラインＬ１３４ｂ経由して、領域幅符号化器１３６、予測信号生成器１０６に、決定した領域幅（領域幅を特定する情報）を出力する。

【0038】

領域幅符号化器１３６は、判定器１３０から受け取った判定結果が「利用可能」を示している場合に、ラインＬ１３４ａ経由で受け取った領域幅をエントロピー符号化して符号化データを生成する。なお、領域幅符号化器１３６は、算術符号化や可変長符号化等のエントロピー符号化方式を用いることができるが、本発明はこれら符号化方式に限定されるものではない。

【0039】

領域幅符号化器１３６は、ラインＬ１３６を介して出力端子１２４に接続されており、領域幅符号化器１３６によって生成された符号化データは、ラインＬ１３６経由で出力端子１２４に出力される。

【0040】

予測信号生成器１０６は、ラインＬ１２８ｂ経由で予測情報メモリ１２８から対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報を受け取る。また、予測信号生成器１０６は、領域幅決定器１３４からラインＬ１３４ｂ経由で領域幅を受け取り、フレームメモリ１０８からラインＬ１０８経由で既再生信号を受け取る。予測信号生成器１０６は、受け取った二つの予測情報及び領域幅を用いて、既再生信号から対象ブロックの予測信号を生成する。予測信号の生成方法の例については後述する。予測信号生成器１０６は、ラインＬ１０６を介して、減算器１１０に接続されている。予測信号生成器１０６によって生成された予測信号は、ラインＬ１０６経由で減算器１１０に出力される。

【0041】

減算器１１０は、ラインＬ１０４ｂを介してブロック分割器１０４に接続されている。減算器１１０は、ラインＬ１０４ｂ経由でブロック分割器１０４から受け取った対象ブロックの画像信号から予測信号生成器１０６によって生成された対象ブロックの予測信号を減算する。この減算により残差信号が生成される。この減算器１１０はラインＬ１１０を介して変換器１１２に接続されており、残差信号はラインＬ１１０経由で変換器１１２に出力される。

【0042】

変換器１１２は、入力された残差信号に離散コサイン変換を適用して変換係数を生成する部分である。量子化器１１４は、変換係数をラインＬ１１２経由で変換器１１２から受け取る。量子化器１１４は、変換係数を量子化して量子化変換係数を生成する。量子化変換係数符号化器１２２は、ラインＬ１１４経由で量子化変換係数を量子化器１１４から受け取り、当該量子化変換係数をエントロピー符号化して符号化データを生成する。量子化変換係数符号化器１２２は、生成した符号化データをラインＬ１２２経由で出力端子１２４に出力する。なお、量子化変換係数符号化器１２２のエントロピー符号化としては、算術符号化や可変長符号化を用いることができるが、本発明のこれら符号化方式に限定されるものではない。

【0043】

出力端子１２４は、予測情報符号化器１３２、領域幅符号化器１３６、及び量子化変換係数符号化器１２２から受け取った符号化データをまとめて外部に出力する。

【0044】

逆量子化器１１６は、ラインＬ１１４ｂ経由で量子化器１１４から量子化変換係数を受け取る。逆量子化器１１６は、受け取った量子化変換係数を逆量子化して変換係数を復元する。逆変換器１１８は、ラインＬ１１６経由で逆量子化器１１６から変換係数を受け取り、当該変換係数に逆離散コサイン変換を適用して残差信号（再生残差信号）を復元する。加算器１２０は、ラインＬ１１８経由で逆変換器１１８から再生残差信号を受け取り、ラインＬ１０６ｂ経由で予測信号生成器１０６から予測信号を受け取る。加算器１２０は、受け取った再生残差信号と予測信号とを加算して、対象ブロックの信号（再生信号）を再生する。加算器１２０によって生成された再生信号は、ラインＬ１２０経由でフレームメモリ１０８に出力され、既再生信号としてフレームメモリ１０８に記憶される。

【0045】

なお、本実施形態では、変換器１１２と逆変換器１１８とを用いているが、これらの変換器に代わる他の変換処理を用いてもよい。また、変換器１１２及び逆変換器１１８は必須ではない。このように、後続の対象ブロックの予測信号生成に用いるため、符号化された対象ブロックの再生信号は、逆処理によって復元されフレームメモリ１０８に記憶される。

【0046】

また、符号化器の構成は図１に示すものには限定されない。例えば、判定器１３０と予測情報メモリ１２８は、予測信号生成器１０６に含まれていてもよい。また、領域幅決定器１３４も予測情報推定器１２６に含まれていてもよい。

【0047】

以下、画像予測符号化装置１００の動作と共に、一実施形態の画像予測符号化方法を説明する。また、判定器１３０、領域幅決定器１３４、及び、予測信号生成器１０６の動作の詳細についても説明する。

【0048】

図３は、一実施形態に係る画像予測符号化方法の手順を示すフローチャートである。図３に示すように、本画像予測符号化方法においては、まず、ステップＳ１００において、ブロック分割器１０４が、符号化対象の画像を複数のブロックに分割する。次いで、ステップＳ１０２において、複数のブロックのうちから一つのブロックが符号化の対象ブロックとして選択される。

【0049】

次いで、ステップＳ１０４において、予測情報推定器１２６が、対象ブロックの予測情報を決定する。この予測情報は、続くステップＳ１０６において、予測情報符号化器１３２により、符号化される。

【0050】

次に、本画像予測符号化方法は、ステップＳ１０８に移行する。図４は、図３のステップＳ１０８の詳細フローチャートである。ステップＳ１０８の処理では、まず、ステップＳ２００において、判定器１３０に、対象ブロックと隣接ブロックに付随する二つの予測情報が入力される。次いで、ステップＳ２０２において、判定器１３０が、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックの予測情報が利用可能であるか否かを判定する。

【0051】

図５は、図４のステップＳ２０２の詳細フローチャートである。図５に示すように、ステップＳ２０２の処理では、まず、ステップＳ３００において、判定器１３０が、対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報が一致するか否かを判定する。ステップＳ３００の判定が真（Ｙｅｓ）の場合、即ち、対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報が一致する場合には、ステップＳ３０２において、判定器１３０は、「利用不可」を示す判定結果を出力する。

【0052】

一方、ステップＳ３００の判定が偽（Ｎｏ）の場合には、処理はステップＳ３０４に移行する。ステップＳ３０４において、判定器１３０は、隣接ブロックに付随する予測情報が対象ブロックの予測信号生成に利用可能な状態であるか否かを判定する。ステップＳ３０４における判定が真（Ｙｅｓ）である場合には、続くステップＳ３０６において、判定器１３０は、「利用可能」を示す判定結果を出力する。一方、ステップＳ３０４における判定が偽（Ｎｏ）の場合には、判定器１３０は、上述のステップＳ３０２の処理を行う。

【0053】

なお、ステップＳ３０４において隣接ブロックの予測情報が利用可能な状態にないと判定される場合とは、（１）隣接ブロックが画面外にある、（２）対象ブロックの予測情報と隣接ブロックの予測情報の組み合わせを認めていないといったケース等がある。

【0054】

このように判定器１３０は、隣接ブロックに付随する予測情報を用いて対象領域の部分領域の予測信号を生成してよいか否かという判定を予め定めたルールに従って行う。このルールは、符号化装置と復号装置が予め情報を共有しておけば、伝送する必要がないが、符号化して伝送してもよい。例えば、このようなルールを複数用意して、どのルールを適用するかをフレーム単位やシーケンス単位やブロック単位で送る方法等がある。

【0055】

再び、図４を参照する。図４に示すように、次いで、本画像予測符号化方法は、ステップＳ２０４に移行する。ステップＳ２０４では、領域幅決定器１３４が、判定器１３０の判定結果を参照し、当該判定結果が「利用可能」を示す判定結果であるか否かを判定する。判定器１３０の判定結果が「利用不可」を示している場合には、ステップＳ１０８の処理は終了する。

【0056】

一方、判定器１３０の判定結果が「利用可能」を示している場合には、領域幅決定器１３４は、続くステップＳ２０６において、隣接ブロックに付随する予測情報を用いて予測する対象領域内の部分領域の領域幅を予め用意した候補から選択する。次いで、ステップＳ２０８において、領域幅符号化器１３６が、決定された領域幅を符号化する。

【0057】

以下、再び図３を参照する。図３に示すように、ステップＳ１０８の後、処理はステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０においては、予測信号生成器１０６が、対象ブロックと隣接ブロックに付随する二つの予測情報、及び、領域幅決定器１３４にて決定した領域幅を用いて、フレームメモリ１０８に記憶されている既再生信号から、対象ブロックの予測信号を生成する。

【0058】

以下、ステップＳ１１０における予測信号生成器１０６の詳細な動作の一例を説明する。図６は、図３のステップＳ１１０の詳細フローチャートである。図６は、図２に示すように、８ｘ８画素の対象ブロック内の部分領域Ｒ２の予測信号を、左隣の隣接ブロックに付随する予測情報を用いて生成する場合の予測信号生成器１０６の動作を示している。

【0059】

図６に示すように、ステップＳ４００において、まず、予測信号生成器１０６は、対象ブロックに付随する予測情報Ｐｔと隣接ブロックに付随する予測情報Ｐｎを取得する。次いで、ステップＳ４０２において、予測信号生成器１０６は、領域幅決定器１３４から領域幅ｗを取得する。

【0060】

次に、予測信号生成器１０６は、ステップＳ４０４において、図２に示す対象ブロック内の部分領域Ｒ１の予測信号を、予測情報Ｐｔ及び領域幅ｗを用いて、既再生信号から生成する。次に、予測信号生成器１０６は、ステップＳ４０６において、対象ブロックの部分領域Ｒ２の予測信号を、予測情報Ｐｎ及び領域幅ｗを用いて、既再生信号から生成する。なお、図２の例では、領域幅ｗが０の場合、ステップＳ４０６は省略可能である。また、領域幅ｗが７の場合、ステップＳ４０４は省略可能である。

【0061】

以下、再び図３を参照する。図３に示すように、本画像予測符号化方法は、次いで、ステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２において、減算器１１０は、対象ブロックの画素信号と予測信号とを用いて、残差信号を生成する。続くステップＳ１１４において、変換器１１２、量子化器１１４、及び、量子化変換係数符号化器１２２が、残差信号を変換符号化して、符号化データを生成する。

【0062】

次いで、ステップＳ１１６において、逆量子化器１１６及び逆変換器１１８が、量子化変換係数から再生残差信号を復元する。続くステップＳ１１８において、加算器１２０が、再生残差信号と予測信号とを加算することにより、再生信号を生成する。そして、ステップＳ１２０において、再生信号が、既再生信号として、フレームメモリ１０８に記憶される。

【0063】

次に、ステップＳ１２２において、全てのブロックが対象ブロックとして処理されたか否かのチェックが行われ、全てのブロックの処理が完了していない場合には、未処理のブロックの一つが対象ブロックとして選択され、ステップＳ１０２以降の処理が行われる。一方、全てのブロックの処理が完了している場合には、本画像予測符号化方法の処理は終了する。

【0064】

以下、一実施形態に係る画像予測復号装置について説明する。図７は、一実施形態に係る画像予測復号装置を示す図である。図７に示す画像予測復号装置２００は、入力端子２０２、データ解析器２０４、逆量子化器２０６、逆変換器２０８、加算器２１０、出力端子２１２、量子化変換係数復号器２１４、予測情報復号器２１６、領域幅復号器２１８、フレームメモリ１０８、予測信号生成器１０６、予測情報メモリ１２８、及び、判定器１３０を備えている。ここで、逆量子化器２０６、逆変換器２０８、及び量子化変換係数復号器２１４は、残差信号復号手段として機能する。なお、逆量子化器２０６及び逆変換器２０８による復号手段は、これらのもの以外を用いて行ってもよい。また、逆変換器２０８はなくてもよい。

【0065】

以下、画像予測復号装置２００の各部の詳細について説明する。入力端子２０２は、上述した画像予測符号化装置１００（又は画像予測符号化方法）により圧縮符号化された圧縮データを入力する。この圧縮データには、画像内の複数のブロックそれぞれについて、残差信号を変換量子化してエントロピー符号化することによって生成された量子化変換係数の符号化データ、予測信号を生成するための予測情報の符号化データ、及び、対象ブロックに隣接する隣接ブロックに付随する予測情報を用いて予測信号を生成するブロック内の部分領域の領域幅の符号化データが含まれている。本実施形態では、予測情報には、動きベクトルや参照画面番号等が含まれる。入力端子２０２はラインＬ２０２を介してデータ解析器２０４に接続されている。

【0066】

データ解析器２０４は、ラインＬ２０２経由で入力端子２０２から圧縮データを受け取る。データ解析器２０４は、受け取った圧縮データを解析し、復号対象の対象ブロックに関して、圧縮データを、量子化変換係数の符号化データ、予測情報の符号化データ、領域幅の符号化データに分離する。データ解析器２０４は、ラインＬ２０４ａ経由で領域幅復号器２１８に領域幅の符号化データを出力し、ラインＬ２０４ｂ経由で予測情報の符号化データを予測情報復号器２１６に出力し、ラインＬ２０４ｃ経由で量子化変換係数の符号化データを量子化変換係数復号器２１４に出力する。

【0067】

予測情報復号器２１６は、対象ブロックに付随する予測情報の符号化データをエントロピー復号して、予測情報を得る。予測情報復号器２１６は、ラインＬ２１６を介して、予測情報メモリ１２８に接続されている。予測情報復号器２１６によって生成された予測情報は、ラインＬ２１６経由で、予測情報メモリ１２８に記憶される。予測情報メモリ１２８は、ラインＬ１２８ａ、ラインＬ１２８ｂを介して、判定器１３０、予測信号生成器１０６にそれぞれ接続されている。

【0068】

判定器１３０は、図１の符号化装置の判定器１３０と同じ機能を有している。即ち、判定器１３０は、対象ブロックに付随する予測情報と対象ブロックに隣接する隣接ブロックに付随する予測情報を比較し、対象ブロックの予測信号生成の際に隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能か否かを判定する。

【0069】

具体的には、判定器１３０は、対象ブロック及び隣接する隣接ブロックに付随する二つの予測情報を比較し、二つの予測情報が一致する場合には、対象ブロックの予測信号の生成に隣接ブロックに付随する予測情報は利用できないと判定する。即ち、この場合には、判定器１３０は、「利用不可」を示す判定結果を出力する。一方、二つの予測情報が異なる場合には、判定器１３０は、「利用可能」を示す判定結果を出力する。判定器１３０は、ラインＬ１３０を介して領域幅復号器２１８に接続されている。判定器１３０による判定結果は、ラインＬ１３０経由で領域幅復号器２１８に出力される。なお、判定器１３０の処理の詳細処理フローについては、図５にて説明済みのため割愛する。

【0070】

領域幅復号器２１８は、Ｌ１３０経由で受け取った判定器１３０の判定結果に基づいて、入力された領域幅の符号化データをエントロピー復号して領域幅を復元する。即ち、領域幅復号器２１８は、判定結果が「利用可能」を示している場合に、領域幅の符号化データを復号して、当該領域幅を復元する。一方、判定結果が「利用不可」の場合には、領域幅の復元は行われなくてもよい。この領域幅復号器２１８は、ラインＬ２１８経由で予測信号生成器１０６に接続されており、領域幅復号器２１８によって生成された領域幅は、予測信号生成器１０６にラインＬ２１８経由で出力される。

【0071】

予測信号生成器１０６は、図１の符号化装置の予測信号生成器と同様の機能を有するものである。即ち、予測信号生成器１０６は、対象ブロックに付随する予測情報と隣接ブロックに付随する予測情報（必要の場合）とＬ２１８経由で受け取った領域幅とを用いて、フレームメモリ１０８に記憶されている既再生信号から、復号対象ブロックの予測信号を生成する。予測信号生成器１０６の動作の詳細については、図６にて説明したので割愛する。この予測信号生成器１０６は、ラインＬ１０６経由で加算器２１０に接続されている。予測信号生成器１０６は、生成した予測信号を、Ｌ１０６経由で加算器２１０に出力する。

【0072】

量子化変換係数復号器２１４は、ラインＬ２０４ｃ経由でデータ解析器２０４から量子化変換係数の符号化データを受け取る。量子化変換係数復号器２１４は、受け取った符号化データをエントロピー復号して、対象ブロックの残差信号の量子化変換係数を復元する。量子化変換係数復号器２１４は、復元した量子化変換係数をラインＬ２１４経由で逆量子化器２０６に出力する。

【0073】

逆量子化器２０６は、ラインＬ２１４経由で受け取った量子化変換係数を逆量子化して変換係数を復元する。逆変換器２０８は、復元された変換係数を逆量子化器２０６からラインＬ２０６経由で受け取り、当該変換係数に逆離散コサイン変換を適用して、対象ブロックの残差信号（復元残差信号）を復元する。

【0074】

加算器２１０は、ラインＬ２０８経由で逆変換器２０８から復元残差信号を受け取り、予測信号生成器１０６で生成された予測信号をラインＬ１０６経由で受け取る。加算器２１０は、受け取った復元残差信号と予測信号とを加算することにより、対象ブロックの再生信号を生成する。この再生信号は、ラインＬ２１０経由でフレームメモリ１０８に出力され、当該フレームメモリ１０８に記憶される。また、この再生信号は、出力端子２１２にも出力される。出力端子２１２は、外部（例えば、ディスプレイ）に、再生信号を出力する。

【0075】

以下、画像予測復号装置２００の動作と共に、一実施形態に係る画像予測復号方法について説明する。図８は、一実施形態に係る画像予測復号方法のフローチャートである。図８に示すように、本画像予測復号方法では、まず、ステップＳ５００において、入力端子２０２を介して、圧縮データが入力される。次いで、ステップＳ５０２において処理の対象となる対象ブロックが選択される。

【0076】

次いで、ステップＳ５０４において、データ解析器２０４が、圧縮データのデータ解析を行い、復号対象の対象ブロックに付随する予測情報と、領域幅と、量子化変換係数の符号化データを抽出する。予測情報は、ステップＳ５０６において、予測情報復号器２１６によって復号される。

【0077】

次に、処理は、ステップＳ５０８に移行する。図９は、図８のステップＳ５０８の詳細フローチャートである。図９に示すように、ステップＳ５０８の処理では、まず、ステップＳ６００において、判定器１３０に対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報が入力される。

【0078】

次に、ステップＳ２０２において、判定器１３０が、隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定して判定結果を出力する。このステップＳ２０２における判定器１３０の動作は、図５にて説明した動作と同一であるので、詳細な説明は割愛する。

【0079】

次いで、ステップＳ６０２において、判定器１３０の判定結果が「利用可能」を示すか否かが判定される。ステップＳ６０２における判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合、即ち、隣接ブロックの予測情報が利用可能な場合には、ステップＳ６０４において、領域幅復号器２１８が、領域幅の符号化データを復号して対象ブロックの部分領域（Ｒ２）の領域幅を復元する。一方、ステップＳ６０２の判定が偽（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ６０６において、領域幅復号器２１８が、対象ブロックの部分領域（Ｒ２）の領域幅を０に設定する。

【0080】

以下、再び図８を参照する。図８に示すように、ステップＳ５０８の終了の後、処理はステップＳ５１０に移行する。ステップＳ５１０においては、予測信号生成器１０６が、対象ブロック及び隣接ブロックに付随する二つの予測情報（隣接ブロックの予測情報は必要の場合のみ利用）と領域幅を用いて、既再生信号から、復号対象ブロックの予測信号を生成する。ここでステップＳ５１０は図６に説明したステップＳ１１０と同一である。

【0081】

続くステップＳ５１２においては、量子化変換係数復号器２１４が、符号化データから量子化変換係数を復元し、逆量子化器２０６が量子化変換係数から変換係数を復元し、逆変換器２０８が変換係数から再生残差信号を生成する。

【0082】

次いで、ステップＳ５１４において、加算器２１０が、対象ブロックの予測信号と再生残差信号を加算して、対象ブロックの再生信号を生成する。この再生信号は、ステップＳ５１６において、次の対象ブロックを再生するための既再生信号としてフレームメモリ１０８に記憶される。

【0083】

そして、ステップＳ５１８において全ブロックの処理が完了していないと判定される場合、即ち、次の圧縮データがある場合には、ステップＳ５０２において未処理のブロックが対象ブロックとして選択され、以降のステップが繰り返される。一方、ステップＳ５１８において、全てのブロックの処理が完了している場合には処理が終了する。

【0084】

以上、一実施形態に係る画像予測符号化装置及び方法、並びに、画像予測復号装置及び方法を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、隣接ブロックを対象ブロックの左隣のブロックであったが、隣接ブロックは対象ブロックの上隣のブロックであってもよい。

【0085】

図１０は、隣接ブロックの別の例を説明するための図である。図１０に示す例では、対象ブロックＢｔ及び隣接ブロックＢ２は、８×８画素のブロックであり、同じく左上の画素位置（水平位置，垂直位置）を（０，０）、右下の画素位置を（７，７）としている。部分領域Ｒ２は、（０，０）、（７，０）、（０，ｗ−１）、（７、ｗ−１）の画素位置で囲まれる領域であり、隣接ブロックＢ２の予測情報を用いて予測信号を生成する可能性のある領域である。部分領域Ｒ２の領域幅はｗである。

【0086】

図１０に示す隣接ブロックＢ２に付随する予測情報を用いて、部分領域Ｒ２の予測信号を生成する場合には、図６のステップＳ４０４のｘの範囲が０〜７、ｙの範囲がｗ〜７となる。また、図６のステップＳ４０６のｘの範囲が０〜７、ｙの範囲が０〜ｗ−１となる。

【0087】

また、隣接ブロックは、対象ブロックの左隣と上隣の二つのブロックであってもよく、対象ブロック毎に二つの隣接ブロックのいずれかを選択することが可能である。この場合、予測信号生成器１０６は、図４と図１０に関連して説明した予測処理を行う機能を有し、領域幅決定器１３４は、対象ブロックの部分領域の予測に利用する予測情報を有する隣接ブロック、即ち、左隣又は上隣の隣接ブロックを選択する機能を含む。また、領域幅符号化器１３６は、二つの隣接ブロックに付随する二つの予測情報から対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接ブロックを特定する識別情報を符号化する機能を含み、領域幅復号器２１８はその識別情報を復号する機能を含む。

【0088】

以下、左隣と上隣の二つのブロックを利用する場合のステップＳ１０８について、詳細に説明する。図１１は、図３のステップＳ１０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、本例でのステップＳ１０８の処理では、ステップＳ７００において、対象ブロックの上の隣接ブロック及び左の隣接ブロックに付随する二つの予測情報が判定器１３０に入力される。

【0089】

次に、判定器１３０は、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、対象ブロックの左の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能であるかを判定し、判定結果を出力する。次いで、ステップＳ７０４において、判定器１３０による判定結果が「利用不可」を示していると判定される場合（Ｎｏの場合）、即ち、判定結果が、左の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能でないことを示している場合に、続くステップＳ２０２に進む。判定器１３０は、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、対象ブロックの上の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能であるかを判定し、判定結果を出力する。

【0090】

次いで、ステップＳ７０６において、判定器１３０による判定結果が「利用不可」を示していると判定される場合（Ｎｏの場合）、即ち、判定結果が、上の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能でないことを示している場合には、ステップＳ１０８の処理が終了する。

【0091】

一方、ステップＳ７０６において、判定器１３０による判定結果が「利用可能」を示していると判定される場合（Ｙｅｓの場合）に、ステップＳ７０８において、領域幅決定器１３４が、上の隣接ブロックの予測情報を利用して予測信号を生成する対象ブロックの部分領域Ｒ２（図１０を参照）の領域幅ｗを決定する。次いで、この領域幅ｗが、続くステップＳ２０８において、領域幅符号化器１３６によって符号化される。

【0092】

ステップＳ７０４に戻り、一方、判定器１３０による判定結果が「利用可能」を示していると判定される場合（Ｙｅｓの場合）、続くステップＳ２０２において、判定器１３０は、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、対象ブロックの上の隣接ブロックに付随する予測情報が、対象ブロックの部分領域の予測信号の生成に利用可能であるかを判定し、判定結果を出力する。

【0093】

次いで、ステップＳ７１０において、判定器１３０による判定結果が「利用不可」を示していると判定される場合（Ｎｏの場合）に、続くステップＳ７１２において、領域幅決定器１３４が、左の隣接ブロックの予測情報を利用して予測信号を生成する対象ブロックの部分領域Ｒ２（図２を参照）の領域幅ｗを決定する。次いで、この領域幅ｗが、続くステップＳ２０８において、領域幅符号化器１３６によって符号化される。

【0094】

一方、ステップＳ７１０において、判定器１３０による判定結果が「利用可能」を示していると判定される場合（Ｙｅｓの場合）に、続くステップＳ７１４において、左の隣接ブロック及び上の隣接ブロックから予測信号の生成に用いるべき予測情報を有する隣接ブロックが選択される。

【0095】

具体的には、ステップＳ７１４において、領域幅決定器１３４が対象ブロックの部分領域の予測信号生成に、上の隣接ブロックの予測情報と左の隣接ブロックの予測情報のうち、いずれを用いるかを選択する。この選択方法は限定されるものではないが、例えば、領域幅決定器１３４は、図２及び図１０に示したように隣接ブロック及び部分領域Ｒ２の幅を設定し、隣接ブロックの予測情報及び対象ブロックの予測情報を用いて対象ブロックの予測信号を生成し、対象ブロックの予測誤差が最小となる隣接ブロックと領域幅の組を選択する。そして、続くステップＳ７１６において、領域幅符号化器１３６が、選択した予測情報を有する隣接ブロックを特定する識別情報を、符号化する。次いで、ステップＳ７１８において、左の隣接ブロックが選択されていると判定される場合には、処理はステップＳ７１２に移行する。一方、ステップＳ７１８において、左の隣接ブロックが選択されていないと判定される場合、即ち、上の隣接ブロックが選択されていると判定される場合には、処理は、ステップＳ７０８に移行する。

【0096】

図１２は、図８のステップＳ５０８の別の例の詳細手順を示すフローチャートであり、図１１の処理を用いる符号化に対応する復号において用いられる手順を示している。図１２に示すように、この例では、まず、ステップＳ８００において、判定器１３０に対象ブロックの左の隣接ブロックに付随する予測情報、及び、上の隣接ブロックに付随する予測情報が入力される。

【0097】

続く二つのステップにおいて、判定器１３０が、図５のステップＳ２０２に示す手順に従って、左の隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性、及び、上の隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定し、判定結果を出力する。

【0098】

次いで、ステップＳ８０２において、領域幅復号器２１８が、判定器１３０の判定結果から、二つの隣接ブロックのうちいずれか一方の隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であるか否かを判定する。そして、いずれの隣接ブロックに付随する予測情報も利用可能でない場合には、ステップＳ８０４において、領域幅復号器２１８は、復号対象ブロックの部分領域Ｒ２の領域幅を０に設定して、処理を終了する。

【0099】

一方、ステップＳ８０２において、二つの隣接ブロックのうちいずれか一方の隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であると判定される場合には、続くステップＳ８０６において、領域幅復号器２１８が、判定器１３０の判定結果から、二つの隣接ブロックに付随する予測情報が共に利用可能であるか否かを判定する。二つの隣接ブロックの予測情報が共に利用可能の場合には、続くステップＳ８０８において、領域幅復号器２１８は、符号化データから隣接ブロックの識別情報を復号して、ステップＳ８１２に進む。

【0100】

一方、ステップＳ８０６において、二つの隣接ブロックのうちいずれか一方の隣接ブロックに付随する予測情報が利用可能であると判定される場合には、続くステップＳ８１０において、領域幅復号器２１８は、判定器１３０の判定結果に基づいて、二つの隣接ブロックに付随する予測情報のうち一方を選択して、ステップＳ８１２に進む。そして、ステップＳ８１２において、領域幅復号器２１８は、領域幅の値を復号する。

【0101】

なお、対象ブロックの左の隣接ブロックに付随する予測情報と上の隣接ブロックに付随する予測情報を共に利用し、対象ブロックの予測信号が生成されてもよい。この場合には、領域幅符号化器１３６は、二つの隣接ブロックに付随する二つの予測情報と二つの領域幅の組を共に符号化する機能を有し、領域幅復号器２１８は二つの予測情報と二つの領域幅の組を復号する機能を有する。また、この場合には、図１３に示すように、対象ブロックＢｔ内の四つの部分領域Ｒ１〜Ｒ４の予測信号が個別に生成される。

【0102】

そのため、予測信号生成器１０６は、左の隣接ブロックＢ１に付随する予測情報を用いて部分領域Ｒ２の予測信号を生成し、上の隣接ブロックＢ２に付随する予測情報を用いて部分領域Ｒ３の予測信号を生成する。また、予測信号生成器１０６は、部分領域Ｒ４の予測信号を生成する機能を有する必要がある。部分領域Ｒ４の予測方法は、予めルールを決めておけばよいので本発明では限定されない。例えば、左の隣接ブロックに付随する予測情報に基づいて生成される部分領域Ｒ４の予測信号と、上の隣接ブロックに付随する予測情報に基づいて生成される部分領域Ｒ４の予測信号とを画素単位で平均化する方法や、左上の隣接ブロックに付随する予測情報に基づいて部分領域Ｒ４の予測信号を生成する方法などが挙げられる。また、左及び上の隣接ブロックに付随する予測情報などの周囲の復号済みデータを利用して上と左の隣接ブロックに属する予測情報から自動的に選択する方法や、選択情報を送る方法なども採用し得る。

【0103】

本発明で、更に下記の変形が可能である。

【0104】

（ブロックの形状）
上の説明では、対象ブロック内の部分領域は常に矩形であったが、図１４の（ａ）に示す対象ブロックＢｔ内の部分領域Ｒ１及びＲ２や、図１４の（ｂ）に示す対象ブロックＢｔ内の部分領域Ｒ１及びＲ２のように、任意の形状の部分領域が用いられてもよい。このような場合には、領域幅に加えて形状情報が送付されることがある。

【0105】

（ブロックサイズ）
上の説明では、ブロックサイズは固定サイズであったが、図１５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、対象ブロックＢｔと隣接ブロックＢ１のサイズが異なっていてもよい。このような場合には、図１５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、対象ブロックＢｔにおける部分領域Ｒ１〜Ｒ３の形状としては、種々の形状を用いることが可能である。状況に応じて構成される部分領域が決定されてもよく、隣接ブロックを指示する情報を複数の候補から選択して明示的に符号化してもよい。また、予め規則（例えば、領域幅を選択する単位をブロックサイズの小さい方に合わせる）を決めておいてもよい。

【0106】

（領域幅符号化器及び復号器）
領域幅符号化器においては、領域幅の値自体ではなく、領域幅を特定するための情報が符号化されてもよい。また、領域幅復号器においては、領域幅の値自体ではなく、符号化データから領域幅を特定するための情報を復号して、当該領域幅を特定するための情報に基づいて領域幅の値を復元してもよい。例えば、領域幅符号化器は、対象ブロック内の部分領域の領域幅の値の候補を複数用意し、その識別情報を符号化してもよい。領域幅復号器は，復号した識別情報に基づいて領域幅の値を復元してもよい。候補となる領域幅は符号化器と復号器で予め決めておいてもよいし、シーケンス単位やフレーム単位で送ってよい。また、領域幅符号化器は、対象ブロック内の部分領域の領域幅の値と隣接ブロックの領域幅との差分値を符号化してもよい。この場合には、領域幅復号器は、既に復号されている隣接ブロックの領域幅の値と符号化データから復号された上記差分値とを加算することにより、対象ブロック内の部分領域の領域幅の値を復元することができる。あるいは、領域幅符号化器は、対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と同じであることを指示する情報を符号化してもよい。対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と同じであることを指示する情報が復号された場合には、領域幅復号器は、当該隣接ブロックの領域幅を対象ブロックの部分領域の領域幅として用いることができる。この際、対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と異なることを指示し、加えて領域幅の値あるいは領域幅を特定するための情報を送ってもよい。対象ブロックの部分領域の領域幅が隣接ブロックの領域幅と異なることを指示する情報が復号された場合には，領域幅復号器は，更に符号化データから領域幅の値あるいは領域幅を特定するための情報を復号して、当該領域幅を特定するための情報に基づいて領域幅の値を復元してもよい。また、領域幅符号化器は、領域幅を特定するための一以上の情報アイテムを符号化してもよい。即ち、領域幅を一意に特定し得る一以上の情報アイテム（例えば、一以上のビット）が符号化されてもよい。この場合には、領域幅復号器は、符号化データから一以上の情報アイテムを復号して、当該一以上の情報アイテムに従って、領域幅を復元することができる。

【0107】

（変換器、逆変換器）
残差信号の変換処理は、固定のブロックサイズで行ってもよい。また、部分領域にあわせたサイズに対象領域を再分割して、再分割により生成された各領域に対して変換処理を行ってもよい。

【0108】

（判定器について）
隣接ブロックに付随する予測情報の利用が可能な隣接ブロックは、対象ブロックの上の隣接ブロックと左の隣接ブロックには限定可能されない。例えば、予測情報を１ブロック列分先に符号化しておけば、対象ブロックに隣接する４ブロックのすべてを隣接ブロックとし、それらに付随する予測情報を対象ブロックの予測信号の生成に用いることが可能となる。

【0109】

また、画面内の全ブロックの予測情報を先に符号化しておけば、各対象ブロックの予測信号は周囲の４ブロックと対象ブロックに付随する計５つ（左上、左下、右上、右下を含めれば９つ）の予測情報を用いて自由に構成することも可能である。

【0110】

さらに、対象ブロックと隣接ブロックが同じ予測情報を有する場合に部分領域を設けても符号化・復号処理は破綻しないので、予測情報比較器が含まれない構成でも本発明の予測信号生成処理は実現可能である。

【0111】

（判定器の判定について）
上の説明では、判定器１３０が隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定するための予め定めたルールとして、隣接ブロックに付随する予測情報が対象ブロックに付随する予測情報と一致する場合や隣接ブロックの予測情報が利用可能な状態にないと判定される場合には、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定している。後者については、隣接ブロックが画面内予測により予測され、対象ブロックが画面間予測される場合、及び、この逆の場合には、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定してもよい。また、隣接ブロックの動きベクトルと対象ブロックの動きベクトルとの間の差が閾値より大きい場合に、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定してもよい。さらに、隣接ブロックと対象ブロックのブロックサイズが互いに異なる場合には、隣接ブロックに付随する予測情報が利用できないものと判定してもよい。また、上の説明では、隣接ブロックと対象ブロックに付随する予測情報を比較しているが、２つの予測情報に基づいて生成される予測信号が同じであるか否かという条件で隣接ブロックに付随する予測情報の利用可能性を判定してもよい。

【0112】

（予測情報）
上の説明では、予測信号の生成方法として画面間予測（動きベクトルと参照画面情報）を説明したが、本発明はこの予測方法に限定されるものではない。画面内予測や、輝度補償、双方向予測、後方予測などの予測方法を、本発明の予測信号生成処理に適用することが可能である。この場合、モード情報や輝度補償パラメータなどが予測情報に含まれる。

【0113】

（色信号）
上の説明では、色フォーマットについては特に述べていないが、色信号あるいは色差信号についても、輝度信号と個別に予測信号の生成処理を行ってもよい。また、色信号あるいは色差信号の予測信号の生成処理を、輝度信号の処理と連動して行ってもよい。後者の場合に、色信号の解像度が輝度信号よりも低い場合（例えば、解像度が縦方向と横方向に半分）には、輝度信号における領域幅を制限（例えば、偶数値）するか、あるいは輝度信号の領域幅から色信号の領域幅への変換式を決めておけばよい。

【0114】

（ブロックノイズ除去処理）
上記では述べていないが、再生画像に対してブロックノイズ除去処理を行う場合には、部分領域の境界部分に対してノイズ除去処理を行うとよい。

【0115】

以下、コンピュータを画像予測符号化装置１００として動作させるための画像予測符号化プログラム、及び、コンピュータを画像予測復号装置２００として動作させるための画像予測復号プログラムについて説明する。

【0116】

図１６は、一実施形態に係る画像予測符号化プログラムを、記録媒体と共に示す図である。図１７は、一実施形態に係る画像予測復号プログラムを、記録媒体と共に示す図である。図１８は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。図１９は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。

【0117】

図１６に示すように、画像予測符号化プログラムＰ１００は、記録媒体１０に格納されて提供される。また、図１７に示すように、画像予測復号プログラムＰ２００も、記録媒体１０に格納されて提供される。なお、記録媒体１０としては、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、あるいはＲＯＭ等の記録媒体、あるいは半導体メモリ等が例示される。

【0118】

図１８に示すように、コンピュータ３０は、フロッピーディスクドライブ装置、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置等の読取装置１２と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ（ＲＡＭ）１４と、記録媒体１０に記憶されたプログラムを記憶するメモリ１６と、ディスプレイといった表示装置１８と、入力装置であるマウス２０及びキーボード２２と、データ等の送受を行うための通信装置２４と、プログラムの実行を制御するＣＰＵ２６とを備えている。コンピュータ３０は、記録媒体１０が読取装置１２に挿入されると、読取装置１２から記録媒体１０に格納された画像予測符号化プログラムＰ１００にアクセス可能になり、当該プログラムＰ１００によって、画像予測符号化装置１００として動作することが可能になる。また、コンピュータ３０は、記録媒体１０が読取装置１２に挿入されると、読取装置１２から記録媒体１０に格納された画像予測復号プログラムＰ２００にアクセス可能になり、当該プログラムＰ２００によって、画像予測復号装置２００として動作することが可能になる。

【0119】

図１９に示すように、画像予測符号化プログラムＰ１００及び画像予測復号プログラムＰ２００は、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号４０としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ３０は、通信装置２４によって受信した画像予測符号化プログラムＰ１００又は画像予測復号プログラムＰ２００をメモリ１６に格納し、プログラムＰ１００又はＰ２００を実行することができる。

【0120】

図１６に示すように、画像予測符号化プログラムＰ１００は、ブロック分割モジュールＰ１０４、予測信号生成モジュールＰ１０６、記憶モジュールＰ１０８、減算モジュールＰ１１０、変換モジュールＰ１１２、量子化モジュールＰ１１４、逆量子化モジュールＰ１１６、逆変換モジュールＰ１１８、加算モジュールＰ１２０、量子化変換係数符号化モジュールＰ１２２、予測情報推定モジュールＰ１２６、予測情報記憶モジュールＰ１２８、判定モジュールＰ１３０、領域幅決定モジュールＰ１３４、予測情報符号化モジュールＰ１３２、領域幅決定モジュールＰ１３４、及び、領域幅符号化モジュールＰ１３６を備えている。

【0121】

上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した画像予測符号化装置１００の機能と同じである。すなわち、画像予測符号化プログラムＰ１００の各モジュールの機能は、ブロック分割器１０４、予測信号生成器１０６、フレームメモリ１０８、減算器１１０、変換器１１２、量子化器１１４、逆量子化器１１６、逆変換器１１８、加算器１２０、量子化変換係数符号化器１２２、予測情報推定器１２６、予測情報メモリ１２８、判定器１３０、予測情報符号化器１３２、領域幅決定器１３４、及び、領域幅符号化器１３６の機能と同様である。

【0122】

画像予測復号プログラムＰ２００は、データ解析モジュールＰ２０４、量子化変換係数復号モジュールＰ２１４、予測情報復号モジュールＰ２１６、領域幅復号モジュールＰ２１８、予測情報記憶モジュールＰ１２８、判定モジュールＰ１３０、逆量子化モジュールＰ２０６、逆変換モジュールＰ２０８、加算モジュールＰ２１０、予測信号生成モジュールＰ１０６、及び、記憶モジュールＰ１０８を備えている。

【0123】

上記各モジュールが実行されることにより実現される機能は、上述した画像予測復号装置２００の各構成要素と同じである。すなわち、画像予測復号プログラムＰ２００の各モジュールの機能は、データ解析器２０４、量子化変換係数復号器２１４、予測情報復号器２１６、領域幅復号器２１８、予測情報メモリ１２８、判定器１３０、逆量子化器２０６、逆変換器２０８、加算器２１０、予測信号生成器１０６、及び、フレームメモリ１０８の機能と同様である。

【0124】

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

【0125】

以下に、本実施形態に係る一側面の発明を明記する。

【0126】

本発明の一側面は、画像の符号化に関するものである。一実施形態に係る画像予測符号化装置は、（ａ）入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、（ｂ）上記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を上記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、（ｄ）上記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｅ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記対象領域内の部分領域であって上記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定手段と、（ｆ）上記対象領域に付随する上記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化手段と、（ｇ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、上記既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｈ）上記対象領域の予測信号と上記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、（ｉ）上記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、（ｊ）上記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、（ｋ）上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｌ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、を備えている。

【0127】

また、一実施形態に係る画像予測符号化方法は、（ａ）入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、（ｂ）上記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を上記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定ステップと、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化ステップと、（ｄ）上記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定ステップと、（ｅ）上記判定ステップにおいて上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記対象領域内の部分領域であって上記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定ステップと、（ｆ）上記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化ステップと、（ｇ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、上記既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、（ｈ）上記対象領域の予測信号と上記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成ステップと、（ｉ）上記残差信号を符号化する残差信号符号化ステップと、（ｊ）上記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元ステップと、（ｋ）上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成ステップと、（ｌ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含んでいる。

【0128】

また、一実施形態に係る画像予測符号化プログラムは、コンピュータを、（ａ）入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、（ｂ）上記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を上記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、（ｄ）上記対象領域に付随する予測情報と該対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｅ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記対象領域内の部分領域であって上記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域の領域幅を決定する領域幅決定手段と、（ｆ）上記領域幅を特定するための情報を符号化する領域幅符号化手段と、（ｇ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、上記既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｈ）上記対象領域の予測信号と上記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、（ｉ）上記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、（ｊ）上記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、（ｋ）上記予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｌ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。

【0129】

これら本発明の符号化に係る側面によれば、隣接領域の予測情報が利用可能である場合に、対象領域中の部分領域の予測信号が隣接領域の予測情報を用いて生成される。したがって、本発明の符号化に係る側面によれば、エッジが存在する対象領域の予測誤差が低減され得る。また、隣接領域の予測情報が対象領域中の部分領域の予測信号の生成に用いられるので、予測情報の量の増加を抑えることが可能である。

【0130】

一実施形態においては、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報とが同じであると判定されたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されてもよい。これは、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報とが同じである場合には、対象領域の予測誤差の低減が図れないからである。

【0131】

また、一実施形態においては、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報の組み合わせが予め設定した条件を満たさないと判定されたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されてもよい。

【0132】

また、本発明の符号化に係る側面では、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されているときに、対象領域に付随する領域幅の符号化データが出力されなくてもよい。これにより、符号量が低減される。

【0133】

また、一実施形態においては、隣接領域が対象領域の左隣及び上隣の二つの隣接領域であってもよい。この場合には、二つの隣接領域に付随する予測情報が共に対象領域の予測信号の生成に利用可能と判定されたときに、二つの隣接領域のうち対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接領域を特定する識別情報を符号化することが可能である。かかる特徴によれば、二つの隣接領域のうち最適な隣接領域から部分領域の予測信号を生成することができるので、より予測誤差を低減することが可能である。

【0134】

本発明の別の一側面は画像の復号に関するものである。一実施形態に係る画像予測復号装置は、（ａ）画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、上記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する上記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、（ｂ）上記予測情報の符号化データを復号して上記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報と上記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｄ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号手段と、（ｅ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｆ）上記残差信号の符号化データから上記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、（ｇ）上記対象領域の予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｈ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、を備えている。

【0135】

また、一実施形態に係る画像予測復号方法は、（ａ）画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、上記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する上記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析ステップと、（ｂ）上記予測情報の符号化データを復号して上記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号ステップと、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報と上記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定ステップと、（ｄ）上記判定ステップにおいて上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号ステップと、（ｅ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、（ｆ）上記残差信号の符号化データから上記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元ステップと、（ｇ）上記対象領域の予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する再生信号生成ステップと、（ｈ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含んでいる。

【0136】

また、一実施形態に係る画像予測復号プログラムは、コンピュータを、（ａ）画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、上記対象領域に隣接する隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する上記対象領域内の部分領域の領域幅を特定するための情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、（ｂ）上記予測情報の符号化データを復号して上記対象領域に付随する予測情報を復元する予測情報復号手段と、（ｃ）上記対象領域に付随する予測情報と上記隣接領域に付随する予測情報との比較を行い、該比較の結果に基づいて、上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能か否かを判定する判定手段と、（ｄ）上記判定手段によって上記対象領域の予測信号の生成に上記隣接領域に付随する予測情報が利用可能であると判定された場合に、上記領域幅を特定するための情報の符号化データを復号して該領域幅を復元する領域幅復号手段と、（ｅ）上記対象領域に付随する予測情報、上記隣接領域に付随する予測情報、及び上記領域幅を用いて、既再生信号から、上記対象領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、（ｆ）上記残差信号の符号化データから上記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、（ｇ）上記対象領域の予測信号と上記再生残差信号とを加算することによって上記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、（ｈ）上記対象領域の再生信号を上記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。

【0137】

これら復号に係る本発明は、上述した本発明の符号化によって生成された圧縮データから画像を好適に再生することが可能である。

【0138】

一実施形態においては、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報とが同じであると判定したされたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定してもよい。また、対象領域に付随する予測情報と隣接領域に付随する予測情報の組み合わせが予め設定した条件を満たさないと判定されたときに、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定してもよい。

【0139】

また、一実施形態においては、対象領域の予測信号の生成に隣接領域に付随する予測情報が利用できないと判定されているときに、対象領域に付随する領域幅を０に設定することができる。

【0140】

また、一実施形態においは、隣接領域が対象領域の左隣及び上隣の二つの隣接領域であってもよい。この場合には、二つの隣接領域に付随する予測情報が共に対象領域の予測信号の生成に利用可能と判定されたときに、領域幅復号手段は、二つの隣接領域のうち対象領域の予測信号の生成に利用する予測情報を有する隣接領域を特定する識別情報を復号することが可能である。

【0141】

さらに、本実施形態に係る一側面として以下の発明として捉えることもできる。
すなわち、本実施形態における画像予測復号方法は、一側面に係る発明として、この画像予測復号方法は、画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、部分領域情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するステップと、前記部分領域情報の符号化データを復号して、該部分領域情報を復元するステップと、復元した前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域に隣接する一つの隣接領域に付随する予測情報に含まれる画面間予測方法を特定するモード情報、参照画面番号、及び動きベクトルを用いて、既再生信号から、該第１の部分領域の予測信号を生成し、前記予測情報の符号化データから復元される予測情報を用いて、既再生信号から、前記第２の部分領域の予測信号を生成するステップと、前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元するステップと、前記対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成するステップと、前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶するステップと、を含む。

【0142】

また、本実施形態における画像予測復号方法は、識別情報の符号化データを復号して識別情報を復元するステップを更に含み、前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち前記識別情報に基づいて前記一つの隣接領域が選択される。

【0143】

また、本実施形態における画像予測復号方法は、前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において用いる前記隣接領域に付随する予測情報として、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち、画面内予測によって予測された隣接領域を除く隣接領域の予測情報が選択される。

【0144】

また、本実施形態における画像予測復号装置は、画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、部分領域情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、前記部分領域情報の符号化データを復号して、該部分領域情報を復元する予測情報復号手段と、復元した前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域に隣接する一つの隣接領域に付随する予測情報に含まれる画面間予測方法を特定するモード情報、参照画面番号、及び動きベクトルを用いて、既再生信号から、該第１の部分領域の予測信号を生成し、前記予測情報の符号化データから復元される予測情報を用いて、既再生信号から、前記第２の部分領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、前記対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する手段と、前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する記憶手段と、を含む。

【0145】

また、本実施形態における画像予測復号プログラムは、コンピュータを、画像を複数の領域に分割して符号化された圧縮データの中から、対象領域の予測信号の生成に用いる予測情報の符号化データと、部分領域情報の符号化データと、残差信号の符号化データと、を抽出するデータ解析手段と、前記部分領域情報の符号化データを復号して、該部分領域情報を復元する予測情報復号手段と、復元した前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域に隣接する一つの隣接領域に付随する予測情報に含まれる画面間予測方法を特定するモード情報、参照画面番号、及び動きベクトルを用いて、既再生信号から、該第１の部分領域の予測信号を生成し、前記予測情報の符号化データから復元される予測情報を用いて、既再生信号から、前記第２の部分領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記残差信号の符号化データから前記対象領域の再生残差信号を復元する残差信号復元手段と、前記対象領域の予測信号と前記再生残差信号とに基づいて、前記対象領域の再生信号を生成する手段と、前記対象領域の再生信号を既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。

【0146】

また、本実施形態における画像予測符号化方法は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割ステップと、前記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を前記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定ステップと、前記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化ステップと、前記対象領域内の部分領域であって、隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域を決定する部分領域決定ステップと、前記部分領域を示す部分領域情報を特定するための情報を符号化する部分領域符号化ステップと、前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域に隣接する一つの隣接領域に付随する予測情報に含まれる画面間予測方法を特定するモード情報、参照画面番号、及び動きベクトルを用いて、既再生信号から、該第１の部分領域の予測信号を生成し、前記予測情報の符号化データから復元される予測情報を用いて、既再生信号から、前記第２の部分領域の予測信号を生成する予測信号生成ステップと、前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成ステップと、前記残差信号を符号化する残差信号符号化ステップと、前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元ステップと、前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算ステップと、前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶ステップと、を含む。

【0147】

また、本実施形態における画像予測符号化方法は、前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち識別情報に基づいて前記一つの隣接領域が選択される。

【0148】

また、本実施形態における画像予測符号化方法は、前記第１の部分領域の前記予測信号の生成において用いる前記隣接領域に付随する予測情報として、前記対象領域に隣接する複数の隣接領域のうち、画面内予測によって予測された隣接領域を除く隣接領域の予測情報が選択される。

【0149】

また、本実施形態における画像予測符号化装置は、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を前記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、前記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、前記対象領域内の部分領域であって、隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域を決定する部分領域決定手段と、前記部分領域を示す部分領域情報を特定するための情報を符号化する部分領域符号化手段と、前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域に隣接する一つの隣接領域に付随する予測情報に含まれる画面間予測方法を特定するモード情報、参照画面番号、及び動きベクトルを用いて、既再生信号から、該第１の部分領域の予測信号を生成し、前記予測情報の符号化データから復元される予測情報を用いて、既再生信号から、前記第２の部分領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、を含む。

【0150】

また、本実施形態における画像予測符号化プログラムは、コンピュータを、入力画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、前記複数の領域のうち対象領域の画素信号の予測信号を既再生信号から生成し、該予測信号の生成に用いた予測情報を前記対象領域に付随する予測情報として得る予測情報推定手段と、前記対象領域に付随する予測情報を符号化する予測情報符号化手段と、前記対象領域内の部分領域であって、前記隣接領域に付随する予測情報を用いて予測信号を生成する該部分領域を決定する部分領域決定手段と、前記部分領域を示す部分領域情報を特定するための情報を符号化する部分領域符号化手段と、前記部分領域情報から、前記対象領域を第１の部分領域及び第２の部分領域に分割することが特定される場合に、前記第１の部分領域に隣接する一つの隣接領域に付随する予測情報に含まれる画面間予測方法を特定するモード情報、参照画面番号、及び動きベクトルを用いて、既再生信号から、該第１の部分領域の予測信号を生成し、前記予測情報の符号化データから復元される予測情報を用いて、既再生信号から、前記第２の部分領域の予測信号を生成する予測信号生成手段と、前記対象領域の予測信号と前記対象領域の画素信号との間の残差信号を生成する残差信号生成手段と、前記残差信号を符号化する残差信号符号化手段と、前記残差信号の符号化データを復号することによって再生残差信号を生成する残差信号復元手段と、前記予測信号と前記再生残差信号とを加算することによって前記対象領域の再生信号を生成する加算手段と、前記対象領域の再生信号を前記既再生信号として記憶する記憶手段と、として機能させる。

【符号の説明】

【0151】

１００…画像予測符号化装置、１０２…入力端子、１０４…ブロック分割器、１０６…予測信号生成器、１０８…フレームメモリ、１１０…減算器、１１２…変換器、１１４…量子化器、１１６…逆量子化器、１１８…逆変換器、１２０…加算器、１２２…量子化変換係数符号化器、１２４…出力端子、１２６…予測情報推定器、１２８…予測情報メモリ、１３０…判定器、１３２…予測情報符号化器、１３４…領域幅決定器、１３６…領域幅符号化器、２００…画像予測復号装置、２０２…入力端子、２０４…データ解析器、２０６…逆量子化器、２０８…逆変換器、２１０…加算器、２１２…出力端子、２１４…量子化変換係数復号器、２１６…予測情報復号器、２１８…領域幅復号器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】