特許 5839144 画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、送信装置、送信方法、及び送信プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5839144

(24)【登録日】2015年11月20日

(45)【発行日】2016年1月6日

(54)【発明の名称】画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、送信装置、送信方法、及び送信プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/11 20140101AFI20151210BHJP

   H04N 19/159 20140101ALI20151210BHJP

   H04N 19/176 20140101ALI20151210BHJP

   H04N 19/593 20140101ALI20151210BHJP

   H04N 19/70 20140101ALI20151210BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/11

   H04N19/159

   H04N19/176

   H04N19/593

   H04N19/70

【請求項の数】6

【全頁数】49

(21)【出願番号】特願2015-177210(P2015-177210)

(22)【出願日】2015年9月9日

(62)【分割の表示】特願2014-180990(P2014-180990)の分割

【原出願日】2011年6月23日

【審査請求日】2015年9月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 博哉

(72)【発明者】

【氏名】福島 茂

【審査官】 岩井 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７２５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／００８１２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０３４６０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 L. Dong et al.，Improved Chroma Intra Mode Signaling，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，4th Meeting: Daegu, KR，２０１１年 １月，JCTVC-D255，pp.1-4

【文献】 Thomas Wiegand et al.，WD2: Working Draft 2 of High-Efficiency Video Coding，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，4th Meeting: Daegu, KR，２０１１年 ３月，JCTVC-D503_r3，pp.1-83

【文献】 Xun Guo et al.，HM2.0 Chroma Intra Coding Description for WD2，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，5th Meeting: Geneva, CH，２０１１年 ３月，JCTVC-E407，pp.1-6

【文献】 Thomas Wiegand et al.，WD3: Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，5th Meeting: Geneva, CH，２０１１年 ５月，JCTVC-E603_d5，pp.1-95

【文献】 Hiroya Nakamura and Shigeru Fukushima，Coding order of luma and chroma intra prediction modes，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，6th Meeting: Torino, IT，２０１１年 ７月，JCTVC-F094，pp.1-21

(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】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化装置であって、
画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測部と、
前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測部と、
前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成部とを備え、
前記色差信号イントラ予測部は、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする画像符号化装置。

【請求項2】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法であって、
画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、
前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、
前記色差信号イントラ予測ステップは、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする画像符号化方法。

【請求項3】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化プログラムであって、
画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、
前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとをコンピュータに実行させ、
前記色差信号イントラ予測ステップは、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする画像符号化プログラム。

【請求項4】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法により符号化された符号化ストリームをパケット化して符号化データを得るパケット処理部と、
パケット化された前記符号化データを送信する送信部とを備え、
前記画像符号化方法は、
画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、
前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、
前記色差信号イントラ予測ステップは、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする送信装置。

【請求項5】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法により符号化された符号化ストリームをパケット化して符号化データを得るパケット処理ステップと、
パケット化された前記符号化データを送信する送信ステップとを備え、
前記画像符号化方法は、
画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、
前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、
前記色差信号イントラ予測ステップは、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする送信方法。

【請求項6】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法により符号化された符号化ストリームをパケット化して符号化データを得るパケット処理ステップと、
パケット化された前記符号化データを送信する送信ステップとをコンピュータに実行させ、
前記画像符号化方法は、
画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、
前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、
前記色差信号イントラ予測ステップは、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、
イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする送信プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像符号化技術に関し、特に画面内符号化技術に関する。

【背景技術】

【0002】

動画像の圧縮符号化方式の代表的なものとして、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４の規格がある。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４では、ピクチャを複数の矩形ブロックに分割したマクロブロック単位で符号化を行う。マクロブロックのサイズは画像サイズに拘わらず、輝度信号で１６×１６画素と規定されている。なお、マクロブロックには色差信号も含まれるが、マクロブロックに含まれる色差信号のサイズは符号化される画像の色差フォーマットによって異なり、色差フォーマットが４：２：０の場合、色差信号で８×８画素、色差フォーマットが４：２：２の場合、色差信号で８×１６画素、色差フォーマットが４：４：４の場合、色差信号で１６×１６画素となる。

【0003】

色差フォーマットは１つの輝度情報と２つの色差情報の３つの信号の標本化された画素数の比率をＸ：Ｙ：Ｚで表す。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４で符号化、及び復号の対象となる画像の色差フォーマットは４：２：０、４：２：２、４：４：４、モノクロがある。

【0004】

図３は画像の各色差フォーマットを説明する図である。×は画像の画面平面上での輝度信号の画素の位置を示し、○は色差信号の画素の位置を示す。
図３（ａ）に示す４：２：０は、輝度信号に対して色差信号が水平、垂直の両方向に２分の１の密度で標本化された色差フォーマットである。なお、４：２：０は図３（ｅ）に示す位置で色差信号が標本化される場合もある。
図３（ｂ）に示す４：２：２は、輝度信号に対して色差信号が水平方向に２分の１の密度、垂直方向に同じ密度で標本化された色差フォーマットである。
図３（ｃ）に示す４：４：４は輝度信号、色差信号ともに同じ密度で標本化された色差フォーマットである。
図３（ｄ）に示すモノクロは色差信号が無く、輝度信号だけで構成される色差フォーマットである。

【0005】

なお、輝度信号と色差信号は動き補償等の符号化情報を共有するためにセットにして符号化および復号されるが、４：４：４では、１つの輝度信号と２つの色差信号を独立に３つのモノクロとして符号化および復号する仕組みも用意されている。

【0006】

ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式では、符号化／復号対象ピクチャ内のすでに符号化・復号したブロックから予測する手法が用いられている。この手法をイントラ予測と呼ぶ。また、すでに符号化・復号したピクチャを参照ピクチャとし、参照ピクチャからの動きを予測する動き補償が用いられている。この動き補償により動きを予測する手法をインター予測と呼ぶ。

【0007】

まず、ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式のイントラ符号化におけるイントラ予測でイントラ予測モードを切り替える単位について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、イントラ予測モードを切り替える単位を説明するための図である。ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式のイントラ符号化では、イントラ予測モードを切り替える単位として、「４×４イントラ予測」、「１６×１６イントラ予測」、「８×８イントラ予測」の３種類が用意されている。

【0008】

「４×４イントラ予測」では、マクロブロック（輝度信号１６×１６画素ブロック、色差信号８×８画素ブロック）の輝度信号を４×４画素ブロックに１６分割し、分割された４×４画素単位で９種類の４×４イントラ予測モードの中からモードが選択され、イントラ予測が順次行われる（図４（ａ））。
「１６×１６画素イントラ予測」では、輝度信号の１６×１６画素ブロック単位で４種類の１６×１６イントラ予測モードの中からモードが選択され、イントラ予測が行われる（図４（ｂ））。
「８×８画素イントラ予測」では、マクロブロックの輝度信号を８×８画素ブロックに４分割し、分割された８×８画素単位で９種類の８×８イントラ予測モードの中からモードが選択され、イントラ予測が順次行われる（図４（ｃ））。

【0009】

また、色差信号のイントラ予測は色差フォーマットが４：２：０、または４：２：２の場合、マクロブロック単位で４種類の色差信号のイントラ予測モードの中からモードが選択されて、イントラ予測が行われる。

【0010】

次に、ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式のインター符号化におけるインター予測する単位について説明する。図５（ａ）〜（ｈ）は、マクロブロック・パーティションおよびサブマクロブロック・パーティションを説明するための図である。ここでは説明を簡略化するため、輝度信号の画素ブロックのみ描いている。ＭＰＥＧシリーズでは、マクロブロックは正方形領域で規定される。一般的にＡＶＣ／Ｈ．２６４方式を含むＭＰＥＧシリーズでは、１６×１６画素（水平１６画素、垂直１６画素）で規定されるブロックをマクロブロックという。さらに、ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式では、８×８画素で規定されるブロックをサブマクロブロックという。マクロブロック・パーティションとは、マクロブロックを動き補償予測のために、さらに分割したそれぞれの小ブロックをいう。サブマクロブロック・パーティションとは、サブマクロブロックを動き補償予測のために、さらに分割したそれぞれの小ブロックをいう。

【0011】

図５（ａ）は、マクロブロックが１６×１６画素の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される１つのマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。ここでは、この構成を１６×１６モードのマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｂ）は、マクロブロックが１６×８画素（水平１６画素、垂直８画素）の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される２つのマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。この２つのマクロブロック・パーティションは縦に並べられている。ここでは、この構成を１６×８モードのマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｃ）は、マクロブロックが８×１６画素（水平８画素、垂直１６画素）の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される２つのマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。この２つのマクロブロック・パーティションは横に並べられている。ここでは、この構成を８×１６モードのマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｄ）は、マクロブロックが８×８画素の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される４つのマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。この４つのマクロブロック・パーティションは縦横２つずつ並べられている。この構成を８×８モードのマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｅ）は、サブマクロブロックが８×８画素の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される１つのサブマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。ここでは、この構成を８×８モードのサブマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｆ）は、サブマクロブロックが８×４画素（水平８画素、垂直４画素）の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される２つのサブマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。この２つのサブマクロブロック・パーティションは縦に並べられている。この構成を８×４モードのサブマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｇ）は、サブマクロブロックが４×８画素（水平４画素、垂直８画素）の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される２つのマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。この２つのマクロブロック・パーティションは横に並べられている。ここでは、この構成を４×８モードのサブマクロブロック・タイプと呼ぶ。
図５（ｈ）は、サブマクロブロックが４×４画素の輝度信号とそれに対応する２つの色差信号から構成される４つのサブマクロブロック・パーティションで構成されていることを示す図である。この４つのサブマクロブロック・パーティションは縦横２つずつ並べられている。ここでは、この構成を４×４モードのサブマクロブロック・タイプと呼ぶ。

【0012】

ＡＶＣ／Ｈ．２６４符号化方式では、以上の動き補償ブロックサイズの中から、選択して用いることができる仕組みが取り入れられている。まず、マクロブロック単位の動き補償ブロックサイズとして、１６×１６、１６×８、８×１６および８×８モードのマクロブロック・タイプの中からいずれかが選択できる。８×８モードのマクロブロック・タイプが選択された場合、サブマクロブロック単位の動き補償ブロックサイズとして、８×８、８×４、４×８、４×４モードのサブマクロブロック・タイプの中からいずれかが選択できる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0013】

【非特許文献1】ISO/IEC 14496-10 Information technology -- Coding of audio-visual objects -- Part 10: Advanced Video Coding

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

画像信号のイントラ予測モードに関する情報を符号化する際、輝度信号のイントラ予測モードに関する情報と色差信号のイントラ予測モードに関する情報を符号化して符号化ビット列内に配列することになるが、その際、色差フォーマットに応じてイントラ予測モードを符号化しなければ、処理効率が悪くなることがある。

【0015】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、色差フォーマットに応じた輝度信号と色差信号のイントラ予測により画像信号を効率良く符号化することのできる画像符号化技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化装置であって、画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測部と、前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測部と、前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成部とを備え、前記色差信号イントラ予測部は、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする画像符号化装置を提供する。
ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法であって、画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、前記色差信号イントラ予測ステップは、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする画像符号化方法を提供する。
ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化プログラムであって、画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとをコンピュータに実行させ、前記色差信号イントラ予測ステップは、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする画像符号化プログラムを提供する。
ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法により符号化された符号化ストリームをパケット化して符号化データを得るパケット処理部と、パケット化された前記符号化データを送信する送信部とを備え、前記画像符号化方法は、画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、前記色差信号イントラ予測ステップは、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする送信装置を提供する。
ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法により符号化された符号化ストリームをパケット化して符号化データを得るパケット処理ステップと、パケット化された前記符号化データを送信する送信ステップとを備え、前記画像符号化方法は、画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、前記色差信号イントラ予測ステップは、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする送信方法を提供する。
ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法により符号化された符号化ストリームをパケット化して符号化データを得るパケット処理ステップと、パケット化された前記符号化データを送信する送信ステップとをコンピュータに実行させ、前記画像符号化方法は、画像信号を符号化ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、前記符号化ブロックの輝度信号を水平および垂直に分割した第１〜第４の輝度信号の予測ブロックを設定して、前記輝度信号の予測ブロック毎にイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、前記分割モードが設定され、色差フォーマットが４：２：０である場合、前記符号化ブロックの色差信号を分割することなく色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、前記符号化ブロックの予測モードに関する情報を符号化し、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第２の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第３の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モード、第４の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報を符号化し、続いて、第１の輝度信号の予測ブロックと同一の基準位置にある色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化して、予測モードに関する情報を配列した符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備え、前記色差信号イントラ予測ステップは、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定するモードにおいて、前記符号化ブロック内の第１の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを示す値を、前記符号化ブロック内の色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードを示す値に用いることにより、イントラ色差予測モードを設定するとともに、イントラ輝度予測モードに応じてイントラ色差予測モードを設定しない場合、前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの設定値の１つとして、予測方向が垂直方向である垂直予測を示す値を設定可能であることを特徴とする送信プログラムを提供する。

【0017】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、色差フォーマットに応じた輝度信号と色差信号のイントラ予測により画像信号を効率良く符号化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施の形態の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態の画像復号装置の構成を示すブロック図である。

【図3】画像の色差フォーマットを説明する図である。

【図4】ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式のイントラ予測モードを切り替える単位を説明する図である。

【図5】ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式のインター予測する単位を説明する図である。

【図6】本実施例で規定するツリーブロック、及び符号化ブロックを説明する図である。

【図7】本実施例で規定する分割モードを説明する図である。

【図8】本実施例で規定するイントラ予測モードの値と予測方向を説明する図である。

【図9】本実施例で規定するブロックの位置を説明するための一例の図である。

【図10】本実施例で規定するシーケンス全体の符号化に関する情報を符号化するヘッダとなるシーケンス・パラメータ・セットで色差フォーマット情報を符号化する際の、シンタックスの定義の一例を説明する図である。

【図11】本実施例で規定するイントラ予測の際のＮ×Ｎ分割での符号化ブロックの色差信号の分割方法を説明する図である。

【図12】実施の形態の画像符号化装置の第２の符号化ビット列生成部の構成を示すブロック図である。

【図13】実施の形態の画像復号装置の第２の符号化ビット列復号部の構成を示すブロック図である。

【図14】本実施例で規定する復号側で用いるシンタックス要素の値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を算出する変換テーブルである。

【図15】本実施例で規定する色差フォーマットが４：２：２で、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を算出するための変換テーブルである。

【図16】本実施例で規定する符号化側で用いるイントラ色差予測モードの値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値を算出する変換テーブルである。

【図17】実施の形態によるＮ×Ｎ分割の際のイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素のエントロピー符号化または復号順序を示す図である。

【図18】本実施例で規定する予測ブロックの符号化情報の符号化及び復号のためのシンタックス規則の一例である。

【図19】本実施例で規定する予測ブロックの符号化情報の符号化及び復号のためのシンタックス規則の図１８とは別の一例である。

【図20】実施の形態の第２符号化ビット列生成部で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位の符号化処理の処理手順を説明するフローチャートである。

【図21】実施の形態の図２０のステップＳ１００３、ステップＳ１００７、ステップＳ１０１１、ステップＳ１０１４で用いられる共通の符号化処理手順を説明するフローチャートである。

【図22】実施の形態の図２０のステップＳ１００５、ステップＳ１００９、ステップＳ１０１３、ステップＳ１０１６で用いられる共通の符号化処理手順を説明するフローチャートである。

【図23】実施の形態の第２の符号化ビット列復号部で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位の復号処理の処理手順を説明するフローチャートである。

【図24】実施の形態の図２３のステップＳ２００３、ステップＳ２００７、ステップＳ２０１０、ステップＳ２０１３で用いられる共通の復号処理手順を説明するフローチャートである。

【図25】実施の形態の図２３のステップＳ２００５、ステップＳ２００９、ステップＳ２０１２、ステップＳ２０１５でも用いられる共通の復号処理手順を説明するフローチャートである。

【図26】実施の形態の図２５のステップＳ２２０２で用いられるイントラ色差予測モードの値の算出処理手順を説明するフローチャートである。

【図27】色差フォーマットが４：２：２の場合の輝度信号、及び色差信号のイントラ予測の予測方向の対応関係を説明する図である。

【図28】色差フォーマットが４：２：０の場合の輝度信号、及び色差信号のイントラ予測の予測方向の対応関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本実施の形態では、動画像の符号化に関し、特にピクチャを任意のサイズ、形状の矩形に分割したブロック単位で、符号化においては既に符号化および復号済み、復号においては復号済み（以下復号済みとする）の周囲のブロックの画素値から予測を行うイントラ予測、及び既に復号済みのピクチャから動き補償によるインター予測を用いて符号量を削減する。

【0021】

まず、本実施例において使用する技術、及び技術用語を定義する。

【0022】

（色差フォーマット）
実施の形態の説明で符号化及び復号の対象とする画像の色差フォーマットは、ＡＶＣ／Ｈ．２６４方式でも対象とされているモノクロ、４：２：０、４：２：２、４：４：４とし、輝度信号と色差信号をセットにして符号化、及び復号するものとする。ただし、色差信号に関する説明に関しては、モノクロの場合の説明を省略する。なお、４：４：４で輝度信号と色差信号を独立に符号化する方法に関しては本実施例ではモノクロとみなすこととする。

【0023】

（ツリーブロック、符号化ブロックについて）
実施の形態では、図６に示されるように、画面内を任意の同一サイズの正方の矩形の単位にて均等分割する。この単位をツリーブロックと定義し、画像内での符号化／復号対象ブロック（符号化においては符号化対象ブロック、復号においては復号対象ブロック）を特定するためのアドレス管理の基本単位とする。モノクロを除きツリーブロックは１つの輝度信号と２つの色差信号で構成される。ツリーブロックのサイズはピクチャサイズや画面内のテクスチャに応じて、２のべき乗のサイズで自由に設定することができるものとする。ツリーブロックは画面内のテクスチャに応じて、符号化処理を最適にすべく、必要に応じてツリーブロック内の輝度信号、及び色差信号を階層的に４分割（縦横に２分割ずつ）して、ブロックサイズの小さいブロックにすることができる。このブロックをそれぞれ符号化ブロックと定義し、符号化及び復号を行う際の処理の基本単位とする。モノクロを除き符号化ブロックも１つの輝度信号と２つの色差信号で構成される。符号化ブロックの最大サイズはツリーブロックのサイズと同一である。符号化ブロックの最小のサイズとなる符号化ブロックを最小符号化ブロックと呼び、２のべき乗のサイズで自由に設定することができるものとする。

【0024】

図６においては、符号化ブロックＡは、ツリーブロックを分割せず、１つの符号化ブロックとしたものである。符号化ブロックＢは、ツリーブロックを４分割してできた符号化ブロックである。符号化ブロックＣは、ツリーブロックを４分割してできたブロックをさらに４分割してできた符号化ブロックである。符号化ブロックＤは、ツリーブロックを４分割してできたブロックをさらに階層的に２度４分割してできた符号化ブロックであり、最小サイズの符号化ブロックである。

【0025】

実施の形態の説明においては、色差フォーマットが４：２：０で、ツリーブロックのサイズを輝度信号で６４×６４画素、色差信号で３２×３２画素と設定し、最小の符号化ブロックのサイズを輝度信号で８×８画素、色差信号で４×４画素と設定するものとする。図６では、符号化ブロックＡのサイズは輝度信号で６４×６４画素、色差信号で３２×３２画素となり、符号化ブロックＢのサイズは輝度信号で３２×３２画素、色差信号で１６×１６画素となり、符号化ブロックＣのサイズは輝度信号で１６×１６画素、色差信号で８×８画素となり、符号化ブロックＤのサイズは輝度信号で８×８画素、色差信号で４×４画素となる。なお、色差フォーマットが４：４：４の場合、各符号化ブロックの輝度信号と色差信号のサイズが等しくなる。色差フォーマットが４：２：２の場合、符号化ブロックＡのサイズは色差信号で３２×６４画素となり、符号化ブロックＢのサイズは色差信号で１６×３２画素となり、符号化ブロックＣのサイズは色差信号で８×１６画素となり、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤのサイズは色差信号で４×８画素となる。

【0026】

（予測モードについて）
符号化ブロック単位で、符号化／復号済みの周囲の画像信号から予測を行うイントラ予測、及び符号化／復号済みの画像の画像信号から予測を行うインター予測を切り替える。このイントラ予測とインター予測を識別するモードを予測モード（PredMode）と定義する。予測モード（PredMode）はイントラ予測（MODE_INTRA）、またはインター予測（MODE_INTER）を値として持ち、選択して符号化できる。

【0027】

（分割モード、予測ブロックについて）
画面内をブロックに分割してイントラ予測及びインター予測を行う場合、イントラ予測及びインター予測の方法を切り替える単位をより小さくするために、必要に応じて符号化ブロックを分割して予測を行う。この符号化ブロックの輝度信号と色差信号の分割方法を識別するモードを分割モード（PartMode）と定義する。さらに、この分割されたブロックを予測ブロックと定義する。図７に示すように、符号化ブロックの輝度信号の分割方法に応じて４種類の分割モード（PartMode）を定義する。符号化ブロックの輝度信号を分割せず１つの予測ブロックとみなしたもの（図７（ａ））の分割モード（PartMode）を２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）、符号化ブロックの輝度信号を水平方向に２分割し、２つの予測ブロックとしたもの（図７（ｂ））の分割モード（PartMode）を２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、符号化ブロックの輝度信号を垂直方向に分割し、符号化ブロックを２つの予測ブロックとしたもの（図７（ｃ））の分割モード（PartMode）をＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、符号化ブロックの輝度信号を水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとしたもの（図７（ｄ））の分割モード（PartMode）をＮ×Ｎ分割（PART_NxN）とそれぞれ定義する。なお、イントラ予測（MODE_INTRA）のＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を除き、各分割モード（PartMode）毎に輝度信号の縦横の分割比率と同様に色差信号も分割する。イントラ予測（MODE_INTRA）のＮ×Ｎ分割（PART_NxN）の符号化ブロックの色差信号の縦横の分割比率は色差フォーマットの種類によって異なり、後述する。

【0028】

符号化ブロック内部において、各予測ブロックを特定する為に、０から開始する番号を、符号化順序で、符号化ブロック内部に存在する予測ブロックに対して割り当てる。この番号を分割インデックスPartIdxと定義する。図７の符号化ブロックの各予測ブロックの中に記述された数字は、その予測ブロックの分割インデックスPartIdxを表す。図７（ｂ）に示す２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）では上の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０とし、下の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを１とする。図７（ｃ）に示すＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）では左の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０とし、右の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを１とする。図７（ｄ）に示すＮ×Ｎ分割（PART_NxN）では、左上の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０とし、右上の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを１とし、左下の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを２とし、右下の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを３とする。

【0029】

予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）では、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤ（本実施例は輝度信号で８×８画素）以外では、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）を定義し、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤのみ、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）とＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義する。

【0030】

予測モード（PredMode）がインター予測（MODE_INTER）では、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤ以外では、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）、２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、及びＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）を定義し、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤのみ、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）、２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、及びＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）に加えてＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義する。なお、最小の符号化ブロック以外にＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義しない理由は最小の符号化ブロック以外では、符号化ブロックを４分割して小さな符号化ブロックを表現できるからである。

【0031】

（イントラ予測、イントラ予測モードについて）
イントラ予測では同じ画面内の周囲の復号済みのブロックの画素の値から処理対象ブロックの画素の値を予測する。本実施例の符号化装置及び復号装置では３４通りのイントラ予測モードから選択して、イントラ予測する。図８は本実施例で規定するイントラ予測モードの値と予測方向を説明図である。実線の矢印の指し示す方向はイントラ予測の予測方向、すなわちイントラ予測で参照する方向を示し、隣接するブロックの矢印の指し示す方向の復号済みの画素を参照して矢印の始点の画素のイントラ予測を行う。番号はイントラ予測モードの値を示す。イントラ予測モード（intraPredMode）は、上の復号済みのブロックから垂直方向に予測する垂直予測（イントラ予測モードintraPredMode=0）、左の復号済みのブロックから水平方向に予測する水平予測（イントラ予測モードintraPredMode=1）、周囲の復号済みのブロックから平均値を算出することにより予測する平均値予測（イントラ予測モードintraPredMode=2）、周囲の復号済みのブロックから斜め４５度の角度で予測する平均値予測（intraPredMode=3）に加えて、周囲の復号済みのブロックから様々な角度で斜め方向に予測する３０通りの角度予測（イントラ予測モードintraPredMode=4…33）を定義する。

【0032】

イントラ予測モードは、輝度信号、色差信号それぞれに用意し、輝度信号用のイントラ予測モードをイントラ輝度予測モード、色差信号用のイントラ予測モードをイントラ色差予測モードと定義する。イントラ輝度予測モードの符号化、および復号においては、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側で周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測できると判断された場合は参照するブロックを特定する情報を伝送し、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ輝度予測モードに別の値を設定した方が良いと判断された場合に、さらにイントラ輝度予測モードの値を符号化、または復号する仕組みを用いる。周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから符号化・復号対象ブロックのイントラ輝度予測モードを予測することにより、伝送する符号量を削減できる。一方、イントラ色差予測モードの符号化、および復号においては、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側でイントラ輝度予測モードから予測できると判断された場合はイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測し、イントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ色差予測モードに独自の値を設定した方が良いと判断した場合に、イントラ色差予測モードの値を符号化、または復号する仕組みを用いる。イントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測することにより、伝送する符号量を削減できる。

【0033】

（変換ブロック）
従来と同様に、本実施の形態でもＤＣＴ（離散コサイン変換）、ＤＳＴ（離散サイン変換）等の、離散信号を周波数領域へ変換する直交変換とその逆変換を用いて、符号量の削減を図る。符号化ブロックを階層的に４分割した変換ブロック単位で、変換、または逆変換を行う。実施の形態においては、３２×３２画素、１６×１６画素、８×８画素、４×４画素の４通りの変換サイズを定義し、３２×３２変換、１６×１６変換、８×８変換、４×４変換、およびそれぞれの逆変換を行うものとする。

【0034】

（ツリーブロック、符号化ブロック、予測ブロック、変換ブロックの位置）
本実施例で説明するツリーブロック、符号化ブロック、予測ブロック、変換ブロックを始めとする各ブロックの位置は、輝度信号の画面の一番左上の輝度信号の画素の位置を原点（０，０）とし、それぞれのブロックの領域に含まれる一番左上の輝度信号の画素の位置を（ｘ，ｙ）の二次元座標で表す。座標軸の向きは水平方向に右の方向、垂直方向に下の方向をそれぞれ正の向きとし、単位は輝度信号の１画素単位である。輝度信号と色差信号で画像サイズ（画素数）が同じである色差フォーマットが４：４：４の場合ではもちろんのこと、輝度信号と色差信号で画像サイズ（画素数）が異なる色差フォーマットが４：２：０、４：２：２の場合でも色差信号の各ブロックの位置をそのブロックの領域に含まれる輝度信号の画素の座標で表し、単位は輝度信号の１画素である。この様にすることで、色差信号の各ブロックの位置が特定できるのはもちろんのこと、座標の値を比較するだけで、輝度信号のブロックと色差信号のブロックの位置の関係も明確となる。図９は色差フォーマットが４：２：０での本実施例で規定するブロックの位置の説明をするための一例の図である。図９の×は画像の画面平面上での輝度信号の画素の位置を示し、○は色差信号の画素の位置を示す。図９の点線の四角形は８×８画素の輝度信号のブロックＥであると同時に、４×４画素の色差信号のブロックＦでもある。▲は点線で示される８×８画素の輝度信号のブロックＥの一番左上の輝度信号の画素の位置である。したがって、▲は点線で示される８×８画素の輝度信号のブロックＥの位置となり、▲で示される画素の輝度信号の座標を点線で示される８×８画素の輝度信号のブロックＥの座標となる。同様に、▲は点線で示される４×４画素の色差信号のブロックＦの領域に含まれる一番左上の輝度信号の画素の位置でもある。したがって、▲は点線で示される４×４画素の色差信号のブロックＦの位置ともなり、▲で示される画素の輝度信号の座標を点線で示される４×４画素の色差信号のブロックＦの座標となる。実施の形態においては、色差フォーマットの種類やブロックの形状、大きさにかかわらず、定義した輝度信号のブロックの座標と色差信号のブロックの座標のｘ成分とｙ成分の値が共に同一の場合にだけ、これらのブロックは同じ位置にあると定義する。

【0035】

図１は実施の形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロックである。実施の形態の画像符号化装置は、色差フォーマット設定部１０１、画像メモリ１０２、イントラ予測部１０３、インター予測部１０４、符号化方法決定部１０５、残差信号生成部１０６、直交変換・量子化部１０７、逆量子化・逆直交変換部１０８、復号画像信号重畳部１０９、復号画像メモリ１１１、第１の符号化ビット列生成部１１２、第２の符号化ビット列生成部１１３、第３の符号化ビット列生成部１１４、符号化ビット列多重化部１１５を備える。

【0036】

色差フォーマット設定部１０１では符号化対象の画像信号の色差フォーマットを設定する。色差フォーマット設定部１０１に供給される符号化画像信号から色差フォーマットを判断して色差フォーマットを設定してもよいし、外部から設定してもよい。輝度信号のみ、４：２：０、４：２：２、または４：４：４と設定された色差フォーマットの情報は第１の符号化ビット列生成部１１２に供給されるとともに、第２の符号化ビット列生成部１１３に供給されて、色差フォーマットに基づいた符号化処理が行われる。なお、図示していないが、図１の画像メモリ１０２、イントラ予測部１０３、インター予測部１０４、符号化方法決定部１０５、残差信号生成部１０６、直交変換・量子化部１０７、逆量子化・逆直交変換部１０８、復号画像信号重畳部１０９、第３の符号化ビット列生成部１１４でもこの設定された色差フォーマットに基づいて符号化処理が行われ、符号化情報格納メモリ１１０、復号画像メモリ１１１では、この設定された色差フォーマットに基づいて管理される。

【0037】

画像メモリ１０２では、時間順に供給された符号化対象の画像信号を一時格納する。画像メモリ１０２に格納された符号化対象の画像信号は符号化順序に並べ替えられて、設定に応じた複数の組み合わせでそれぞれの符号化ブロック単位に分割され、さらに、それぞれの予測ブロック単位に分割されて、イントラ予測部１０３、インター予測部１０４に供給される。

【0038】

イントラ予測部１０３は複数の符号化ブロック単位におけるそれぞれの分割モード（PartMode）に応じた予測ブロック単位で、復号画像メモリ１１１に格納された復号済みの画像信号から符号化対象の予測ブロックの輝度信号、色差信号それぞれについて複数のイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードに応じたそれぞれのイントラ予測を行い、イントラ予測信号を得る。なお、イントラ色差予測モードは色差フォーマットに応じてイントラ輝度予測モードから予測される値、または、代表的なイントラ予測モードである０（水平方向）、１（垂直方向）、２（平均値）、３（斜め４５度）に限り選択する。なお、イントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する方法については後述する。

【0039】

予測ブロック単位に供給された符号化対象の信号から、予測ブロック単位のイントラ予測信号を画素毎に減算して、予測残差信号を得る。その予測残差信号を用いて符号量と歪量を評価するための評価値を算出し、予測ブロック単位で、複数のイントラ予測モードの中から最も符号量、及び歪量の観点で最適なモードを選択し、当該予測ブロックのイントラ予測の候補として、選択されたイントラ予測モードに対応するイントラ予測情報、イントラ予測信号、及びイントラ予測の評価値を符号化方法決定部１０５に供給する。なお、イントラ予測を行う予測処理単位については後述する。

【0040】

インター予測部１０４は複数の符号化ブロック単位におけるそれぞれの分割モード（PartMode）に応じた単位、即ち予測ブロック単位で、復号画像メモリ１１１に格納された復号済みの画像信号から複数のインター予測モード（Ｌ０予測、Ｌ１予測、両予測）、及び参照画像に応じたそれぞれのインター予測を行い、インター予測信号を得る。その際、動きベクトル探索を行い、探索された動きベクトルに応じてインター予測を行う。なお、両予測の場合は、２つのインター予測信号を画素毎に平均、または重み付け加算することにより、両予測のインター予測を行う。予測ブロック単位に供給された符号化対象の信号から、予測ブロック単位のインター予測信号を画素毎に減算して、予測残差信号を得る。その予測残差信号を用いて符号量と歪量を評価するための評価値を算出し、予測ブロック単位で、複数のインター予測モードの中から最も符号量、及び歪量の観点で最適なモードを選択し、当該予測ブロックのインター予測の候補として、選択されたインター予測モードに対応するインター予測情報、インター予測信号、及びインター予測の評価値を符号化方法決定部１０５に供給する。

【0041】

符号化方法決定部１０５は複数の符号化ブロック単位におけるそれぞれの予測ブロック毎に選択されたイントラ予測情報に対応するイントラ予測評価値及びインター予測情報に対応するインター予測評価値に基づき、最適な符号化ブロックの分割方法、予測モード（PredMode）、分割モード（PartMode）を決定し、決定に応じたイントラ予測情報、またはインター予測情報を含む符号化情報を第２の符号化ビット列生成部１１３に供給するとともに、符号化情報格納メモリ１１０に格納し、決定に応じたイントラ予測またはインター予測された予測信号を残差信号生成部１０６、及び復号画像信号重畳部１０９に供給する。

【0042】

残差信号生成部１０６は、符号化する画像信号からイントラ予測またはインター予測された予測信号を画素毎に減じて残差信号を生成し、直交変換・量子化部１０７に供給する。

【0043】

直交変換・量子化部１０７は、供給される残差信号に対して量子化パラメータに応じてＤＣＴやＤＳＴ等の周波数領域に変換する直交変換及び量子化を行い直交変換・量子化された残差信号を生成し、第３の符号化ビット列生成部１１４、及び逆量子化・逆直交変換部１０８に供給する。

【0044】

第１の符号化ビット列生成部１１２は、シンタックス要素の意味、導出方法を定義するセマンティクス規則に従って、シーケンス、ピクチャ、及びスライス単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値を算出し、算出した各シンタックス要素の値をシンタックス規則に従って、可変長符号化、算術符号化等によるエントロピー符号化を行い、第１の符号化ビット列を生成し、符号化された第１の符号化ビット列を符号化ビット列多重化部１１５に供給する。色差フォーマットに関するシンタックス要素の値も第１の符号化ビット列生成部１１２で算出される。色差フォーマット設定部１０１から供給される色差フォーマット情報から色差フォーマットに関するシンタックス要素を算出する。図１０は本実施例で規定するシーケンス全体の符号化に関する情報を符号化するヘッダとなるシーケンス・パラメータ・セットで色差フォーマット情報を符号化する際の、シンタックスの定義の一例である。シンタックス要素chroma_format_idcは色差フォーマットの種類を示す。シンタックス要素chroma_format_idcの意味は値が０はモノクロ、１は４：２：０、２は４：２：２、３は４：４：４を表す。また、シンタックス要素separate_colour_plane_flagの意味は輝度信号と色差信号が別々に符号化されるかどうかを表し、separate_colour_plane_flagの値が０の場合、輝度信号に２つの色差信号が対応付けられて符号化されることを表す。シンタックス要素chroma_format_idcの値が１の場合、輝度信号と２つの色差信号が別々に符号化されることを表す。シンタックス要素chroma_format_idcの値が３、即ち色差フォーマットが４：４：４の場合のみ、chroma_format_idcの値を０または１に設定することができ、それ以外の色差フォーマットでは、常にシンタックス要素separate_colour_plane_flagの値が０であるものとして、符号化される。

【0045】

第２の符号化ビット列生成部１１３は、シンタックス要素の意味、導出方法を定義するセマンティクス規則に従って、符号化ブロック単位の符号化情報に加えて、予測ブロック毎に符号化方法決定部１０５によって決定された符号化情報に関するシンタックス要素の値を算出する。具体的には、符号化ブロックの分割方法、予測モード（PredMode）、分割モード（PartMode）等の符号化ブロック単位の符号化情報に加えて、予測ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値を算出する。予測モード（PredMode）がイントラ予測の場合、イントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードを含むイントラ予測モードに関するシンタックス要素の値を算出し、予測モード（PredMode）がインター予測の場合、インター予測モード、参照画像を特定する情報、動きベクトル等のインター予測情報に関するシンタックス要素の値を算出する。算出された各シンタックス要素の値をシンタックス規則に従って、可変長符号化、算術符号化等によるエントロピー符号化を行い、第２の符号化ビット列を生成し、符号化された第２の符号化ビット列を符号化ビット列多重化部１１５に供給する。なお、第２の符号化ビット列生成部１１３で行われるイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の算出、及びエントロピー符号化処理に関する詳細な処理内容については後述する。

【0046】

第３の符号化ビット列生成部１１４は、直交変換及び量子化された残差信号を規定のシンタックス規則に従って可変長符号化、算術符号化等によるエントロピー符号化を行い、第３の符号化ビット列を生成して、第３の符号化ビット列を符号化ビット列多重化部１１５に供給する。

【0047】

符号化ビット列多重化部１１５で、第１の符号化ビット列と第２の符号化ビット列、及び第３の符号化ビット列を規定のシンタックス規則に従って多重化してビットストリームを生成し、多重化されたビットストリームを出力する。

【0048】

逆量子化・逆直交変換部１０８は、直交変換・量子化部１０７から供給された直交変換・量子化された残差信号を逆量子化及び逆直交変換して残差信号を算出し、復号画像信号重畳部１０９に供給する。復号画像信号重畳部１０９は、符号化方法決定部１０５による決定に応じてイントラ予測またはインター予測された予測信号と逆量子化・逆直交変換部１０８で逆量子化及び逆直交変換された残差信号を重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ１１１に格納する。なお、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ１１１に格納されることもある。

【0049】

図２は図１の画像符号化装置に対応した実施の形態に係る画像復号装置の構成を示すブロックである。実施の形態の画像復号装置は、符号化ビット列分離部２０１、第１の符号化ビット列復号部２０２、第２の符号化ビット列復号部２０３、第３の符号化ビット列復号部２０４、色差フォーマット管理部２０５、イントラ予測部２０６、インター予測部２０７、逆量子化・逆直交変換部２０８、復号画像信号重畳部２０９、符号化情報格納メモリ２１０、復号画像メモリ２１１、およびスイッチ２１２、２１３を備える。

【0050】

符号化ビット列分離部２０１に供給されるビットストリームは規定のシンタックスの規則に従って分離し、シーケンス、ピクチャ、及びスライス単位の符号化情報を示す第１の符号化ビット列が第１の符号化ビット列復号部２０２に供給され、符号化ブロック単位の符号化情報を含む第２の符号化ビット列が第２の符号化ビット列復号部２０３に供給され、直交変換及び量子化された残差信号を含む第３の符号化ビット列が第３の符号化ビット列復号部２０４に供給される。

【0051】

第１の符号化ビット列復号部２０２は、シンタックス規則に従って、供給された第１の符号化ビット列をエントロピー復号して、シーケンス、ピクチャ、及びスライス単位の符号化情報に関するシンタックス要素のそれぞれの値を得る。シンタックス要素の意味、導出方法を定義するセマンティクス規則に従って、復号されたシーケンス、ピクチャ、及びスライス単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値から、シーケンス、ピクチャ、及びスライス単位の符号化情報を算出する。第１の符号化ビット列復号部２０２は符号化側の第１の符号化ビット列生成部１１２に対応する符号化ビット列復号部であり、第１の符号化ビット列生成部１１２で符号化されたシーケンス、ピクチャ、及びスライス単位の符号化情報を含む符号化ビット列からそれぞれの符号化情報に戻す機能を有する。第１の符号化ビット列生成部１１２で符号化された色差フォーマット情報は第１の符号化ビット列復号部２０２で第２の符号化ビット列をエントロピー復号することにより得られる色差フォーマット情報に関するシンタックス要素の値から算出する。図１０に示すシンタックス規則、及びセマンティクス規則に従って、シンタックス要素chroma_format_idcの値から色差フォーマットの種類を特定し、シンタックス要素chroma_format_idcの値が０はモノクロ、１は４：２：０、２は４：２：２、３は４：４：４となる。さらに、シンタックス要素chroma_format_idcの値が３の時にはシンタックス要素separate_colour_plane_flagを復号して、輝度信号と色差信号が別々に符号化されているかどうかを判別する。算出された色差フォーマット情報は色差フォーマット管理部２０５に供給される。

【0052】

色差フォーマット管理部２０５は、供給された色差フォーマット情報を管理する。供給された色差フォーマット情報は第２の符号化ビット列復号部２０３に供給され、色差フォーマット情報に基づいた符号化ブロック、及び予測ブロックの符号化情報の算出処理が行われる。なお、図に明示していないが、第３の符号化ビット列復号部２０４、図２のイントラ予測部２０６、インター予測部２０７、逆量子化・逆直交変換部２０８、復号画像信号重畳部２０９でもこの色差フォーマット情報に基づいた復号処理が行われ、符号化情報格納メモリ２１０、復号画像メモリ２１１ではこの色差フォーマット情報に基づいて管理される。

【0053】

第２の符号化ビット列復号部２０３は、シンタックス規則に従って、供給された第１の符号化ビット列をエントロピー復号して、符号化ブロック、及び予測ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素のそれぞれの値を得る。シンタックス要素の意味、導出方法を定義するセマンティクス規則に従って、供給された符号化ブロック単位、及び予測ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値から、符号化ブロック単位、及び予測ブロック単位の符号化情報を算出する。第２の符号化ビット列復号部２０３は符号化側の第２の符号化ビット列生成部１１３に対応する符号化情報算出部であり、第２の符号化ビット列生成部１１３で符号化された符号化ブロック、及び予測ブロック単位の符号化情報を含む第２の符号化ビット列からそれぞれの符号化情報に戻す機能を有する。具体的には、第２の符号化ビット列を規定のシンタックス規則に従って復号することにより得られる各シンタックス要素から、符号化ブロックの分割方法、予測モード（PredMode）、分割モード（PartMode）に加えて、予測モード（PredMode）がイントラ予測の場合、イントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードを含むイントラ予測モードを得る。一方、予測モード（PredMode）がインター予測の場合、インター予測モード、参照画像を特定する情報、動きベクトル等のインター予測情報を得る。予測モード（PredMode）がイントラ予測の場合、スイッチ２１２を通じて、イントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードを含むイントラ予測モードをイントラ予測部２０６に供給し、予測モード（PredMode）がインター予測の場合、スイッチ２１２を通じて、インター予測モード、参照画像を特定する情報、動きベクトル等のインター予測情報をインター予測部２０７に供給する。なお、第２の符号化ビット列復号部２０３で行われるエントロピー復号処理、及びイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素からのイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードの値の算出処理に関する詳細な処理については後述する。

【0054】

第３の符号化ビット列復号部２０４は、供給された符号化ビット列を復号して直交変換・量子化された残差信号を算出し、直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換部２０８に供給する。

【0055】

イントラ予測部２０６は、供給されるイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードを含むイントラ予測モードに応じて復号画像メモリ２１１に格納されている復号済みの周辺ブロックからイントラ予測により予測画像信号を生成し、スイッチ２１３を介して、予測画像信号を復号画像信号重畳部２０９に供給する。なお、イントラ予測を行う単位については後述する。また、本実施の形態ではイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測する際に、色差フォーマットに応じてイントラ色差予測モードの導出方法が異なる。この場合、色差フォーマットに応じて異なる方法により導出されたイントラ予測モードを用いてイントラ予測を行う。後述するイントラ色差予測モードの導出方法については後述する。

【0056】

インター予測部２０７は、供給されるインター予測モード、参照ピクチャを特定する情報、動きベクトル等のインター予測情報を用いて復号画像メモリ２１１に格納されている復号済みの参照ピクチャから動き補償を用いたインター予測により予測画像信号を生成し、スイッチ２１３を介して、予測画像信号を復号画像信号重畳部２０９に供給する。なお、両予測の場合は、Ｌ０予測、Ｌ１予測の２つの動き補償予測画像信号に適応的に重み係数を乗算して重畳し、最終的な予測画像信号を生成する。

【0057】

逆量子化・逆直交変換部２０８は、第３の符号化ビット列復号部２０４で復号された直交変換・量子化された残差信号に対して逆直交変換及び逆量子化を行い、逆直交変換・逆量子化された残差信号を得る。

【0058】

復号画像信号重畳部２０９は、イントラ予測部２０６、またはインター予測部２０７で予測された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部２０８により逆直交変換・逆量子化された残差信号とを重畳することにより、復号画像信号を復号し、復号画像メモリ２１１に格納する。復号画像メモリ２１１に格納する際には、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ２１１に格納されることもある。復号画像メモリ２１１に格納された復号画像信号は、出力順で出力される。

【0059】

次に、実施の形態のポイントのひとつであるイントラ予測の予測処理単位について詳細に説明する。

【0060】

まず、本実施例における直交変換の最小単位について説明する。画像符号化においては、低周波数成分の画質劣化は目立ちやすいが、高周波数成分の画質劣化は目立ちにくいという特性を利用して、低周波数成分よりも高周波数成分を粗く量子化することで、符号量を削減する。しかし、２×２変換は充分に周波数成分に分けることが困難なため、符号量の削減効果が低い。また、イントラ予測、変換、量子化のそれぞれの処理単位が小さくしすぎると対応する処理単位の数が増大するため処理が複雑になる。そこで、本実施例においては、直交変換の最小単位を４×４画素とする。

【0061】

次に、本実施例におけるイントラ予測の最小単位、即ちイントラ予測の場合の予測ブロックの最小サイズについて説明する。イントラ予測では同一画面内の周囲の復号済みのブロックの画素値から処理対象ブロックの画素値を予測するため、後続のブロックの符号化、復号処理の前に、復号処理を完了させる必要がある。具体的には、イントラ予測した予測信号を用いて、残差信号を算出し、その残差信号に直交変換、量子化、及び逆量子化、逆変換を行って、予測信号と重畳することにより、復号処理が完了し、後続のブロックがイントラ予測可能な状態になる。したがって、イントラ予測は最小の変換ブロックのサイズと同一かそれよりも大きい単位で行う必要がある。なぜなら、最小の変換ブロックのサイズよりも小さな単位でイントラ予測を行うと、その後に直交変換ができず、復号処理を行うことができないからである。したがって、本実施例においては、イントラ予測の最小単位、即ちイントラ予測の際の予測ブロックの最小サイズも直交変換の最小単位と同様に４×４画素とする。

【0062】

次に、本実施例における符号化ブロックの最小サイズについて説明する。最小符号化ブロックでは、予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）、インター予測共に分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割を定義している。Ｎ×Ｎ分割は符号化ブロックの輝度信号を水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとする分割モード（PartMode）であるが、本実施例においてはイントラ予測の最小単位を４×４画素としているので、符号化ブロックの最小サイズは輝度信号で８×８画素とする。

【0063】

次に、イントラ予測の際のＮ×Ｎ分割での符号化ブロックの色差信号の分割方法について説明する。図１１はイントラ予測の際のＮ×Ｎ分割での符号化ブロックの色差信号の分割方法を説明する図である。

【0064】

色差フォーマットが４：２：０の場合、符号化ブロックの最小サイズが輝度信号で８×８画素とすると、符号化ブロックの最小サイズが色差信号で４×４画素となり、これ以上分割することができない。したがって、本実施の形態においては、色差フォーマットが４：２：０の場合、予測モードがイントラ予測で、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割の際に、図１１（ａ）に示すように、輝度信号では符号化ブロックを水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとして４×４画素単位でイントラ予測を行うが、色差信号では図１１（ｂ）に示すように、符号化ブロックを分割せずに、１つの予測ブロックとして輝度信号の予測ブロックのサイズと同じく４×４画素単位でイントラ予測を行う。なお、色差信号の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０と設定する。

【0065】

また、色差フォーマットが４：２：２の場合、符号化ブロックの最小サイズが輝度信号で８×８画素とすると、符号化ブロックの最小サイズが色差信号で４×８画素となるので、水平に均等分割することはできるが、垂直に均等分割することはできない。したがって、本実施の形態においては、色差フォーマットが４：２：２の場合、予測モードがイントラ予測で、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割の際に、図１１（ａ）に示すように、輝度信号では符号化ブロックを水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとして４×４画素単位でイントラ予測を行うが、色差信号では図１１（ｃ）に示すように、符号化ブロックを水平にのみ均等分割して垂直には分割せずに、２つの予測ブロックとして同じく４×４画素単位でイントラ予測を行う。なお、色差信号の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを符号化順序で（上から下の順序で）、０、及び２と設定する。下のブロックの分割インデックスPartIdxを２とした理由は、色差信号の下の予測ブロックは輝度信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックと同一位置にあるからである。

【0066】

色差信号の予測ブロックと輝度信号の予測ブロックが同一位置にあるとは、予測ブロックの左上端の画素の座標を基準位置としたとき、色差信号の予測ブロックと輝度信号の予測ブロックの基準位置が同一であることをいう。

【0067】

また、色差フォーマットが４：４：４の場合、符号化ブロックの最小サイズが輝度信号で８×８画素とすると、符号化ブロックの最小サイズが色差信号で８×８画素となるので、輝度信号と同様に、水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとする事ができる。したがって、本実施の形態においては、色差フォーマットが４：４：４の場合、予測モードがイントラ予測で、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割の際に、図１１（ａ）に示すように、輝度信号では符号化ブロックを水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとして４×４画素単位でイントラ予測を行うとともに、色差信号でも図１１（ｃ）に示すように、符号化ブロックを水平と垂直の均等分割により４つの予測ブロックとして４×４画素単位でイントラ予測を行う。なお、輝度信号と同様に、色差信号の予測ブロックの分割インデックスPartIdxも符号化順序で（左上、右上、左下、右下の順序で）、０、１、２、３とする。

【0068】

実施の形態においては、色差フォーマットの種類にかかわらず、輝度信号の予測ブロックの分割インデックスPartIdxと色差信号の予測ブロックの分割インデックスPartIdxとの値が同一の場合、輝度信号の予測ブロックの位置を示す座標（予測ブロックの一番左上の画素の座標）と、色差信号の予測ブロックの位置を示す座標（予測ブロックの一番左上の画素の座標）も同一となるので、同じ位置にあるものとする。

【0069】

次に、色差フォーマットが４：２：０の場合にインター予測のＮ×Ｎ分割で符号化ブロックを輝度信号、色差信号共に４分割して輝度信号は４×４画素、色差信号は２×２画素の予測ブロックとした場合について考える。インター予測では輝度信号、色差信号共に共通の符号化情報を用いて、動き補償によるインター予測を行う。ただし、色差フォーマットが４：２：０の色差信号の動き補償においては、輝度信号が基準の動きベクトルの値の大きさを水平、垂直成分共に半分にスケーリングした値を用いる。インター予測では、イントラ予測とは異なり、同一画像内の周辺のブロックの復号信号を用いないので、直交変換処理単位よりも小さいインター予測処理単位を用いることが可能である。そのため、予測ブロックよりも大きい単位で直交変換を行うことができるので、色差信号でも符号化ブロックを４分割して２×２画素単位でインター予測を行ったとしても、必ずしも２×２画素単位で直交変換を行う必要はなく、４つの予測ブロックのインター予測を行ってから、４つの予測ブロックを結合して、４×４画素単位の残差信号を算出し、４×４画素単位で直交変換を行うことができる。

【0070】

次に、色差フォーマットが４：２：２の場合にインター予測のＮ×Ｎ分割で符号化ブロックを輝度信号、色差信号共に４分割して輝度信号は４×４画素、色差信号は２×４画素の予測ブロックとした場合について考える。インター予測では輝度信号、色差信号共に共通の符号化情報を用いて、動き補償によるインター予測を行う。ただし、色差フォーマットが４：２：２の色差信号の動き補償においては、輝度信号が基準の動きベクトルの値の大きさを垂直成分はそのままの値を用い、水平成分だけ半分にスケーリングした値を用いる。色差フォーマットが４：２：０の場合と同様に、予測ブロックよりも大きい単位で直交変換を行うことができるので、色差信号でも符号化ブロックを４分割して２×４画素単位でインター予測を行ったとしても、必ずしも２×２画素単位で直交変換を行う必要はなく、４つの予測ブロックのインター予測を行ってから、水平方向に並ぶ２つの予測ブロックをそれぞれ結合して、２つの４×４画素単位の残差信号を算出し、４×４画素単位で直交変換を行うことができる。

【0071】

したがって、インター予測のＮ×Ｎ分割においては、色差フォーマットの種類に拘わらず輝度信号、色差信号共に水平、垂直共に均等分割して４つの予測ブロックとするものとする。

【0072】

次に、図１の第２の符号化ビット列生成部１１３で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位での符号化情報の符号化処理について実施の形態の特徴であるイントラ予測モードに係わるポイントを中心に説明する。図１２は図１の第２の符号化ビット列生成部１１３の構成を示すブロック図である。

【0073】

図１２に示すように、図１の第２の符号化ビット列生成部１１３は、符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素算出部１２１、イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２、イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３、インター予測情報に関するシンタックス要素算出部１２４、イントラ予測モード符号化制御部１２５、エントロピー符号化部１２６から構成されている。第２の符号化ビット列生成部１１３を構成する各部においては、色差フォーマット設定部１０１から供給される色差フォーマット情報に応じた処理が行われるとともに、符号化ブロック単位の予測モード、分割モード（PartMode）等の符号化情報に応じた処理が行われる。

【0074】

符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素算出部１２１は、符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値を算出し、算出した各シンタックス要素の値をエントロピー符号化部１２６に供給する。符号化ブロックのイントラ予測（MODE_INTRA）、またはインター予測（MODE_INTER）を判別する予測モード（PredMode）、及び、予測ブロックの形状を判別する分割モード（PartMode）に関するシンタックス要素の値はこの符号化ブロック単位の符号化情報のシンタックス要素算出部１２１で算出される。

【0075】

イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２は、符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合に、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値をそれぞれ算出し、算出した各シンタックス要素の値をエントロピー符号化部１２６に供給する。イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素は周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測できるかどうかを示すフラグであるシンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]、予測元の予測ブロックを指し示すインデックスであるシンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ]、及び予測ブロック単位のイントラ輝度予測モードを示すシンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]である。なお、x0, 及びy0は予測ブロックの位置を示す座標である。イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値の算出においては、符号化情報格納メモリ１１０に格納されている周辺のブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測できる場合はその値を用いることを示すフラグであるシンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]を１（真）に設定して、予測元の予測ブロックを指し示すインデックスであるシンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ]に参照先を特定する値を設定し、予測できない場合には、prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]を０（偽）に設定して、符号化するイントラ輝度予測モードを示すシンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]にイントラ輝度予測モードを特定する値を設定する。

【0076】

なお、分割ブロックに応じて符号化ブロック内の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの数が異なり、分割モード（PartMode）が２Ｎ×２Ｎ分割の場合、符号化ブロック毎に１セットの予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値を算出し、分割モードがＮ×Ｎ分割の場合、符号化ブロック毎に４セットの予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値を算出する。

【0077】

イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３は、符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合に、色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値を算出し、算出したシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値をエントロピー符号化部１２６に供給する。イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値の算出においては、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、イントラ色差予測モードが色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードから予測できる場合はイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測し、イントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測できない場合に、イントラ色差予測モードに代表的なイントラ予測モードである０（水平方向）、１（水平方向）、２（平均値）、３（斜め４５度）のいずれかの値を設定する仕組みを用いることにより、符号量を削減する。

【0078】

ここで、復号側で、イントラ輝度予測モードの値とイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値からイントラ色差予測モードの値を予測する方法について説明する。図１４は本実施例で規定するイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を算出する変換テーブルであり、この変換テーブルを用いて、復号側では、イントラ色差予測モードの値を算出する。
シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０の場合、色差フォーマットに応じて、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値が予測される。

【0079】

色差フォーマットが４：２：０または４：４：４でシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値がそのまま、イントラ色差予測モードの値となる。

【0080】

色差フォーマットが４：２：２でシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０の場合、図１５に示す変換テーブルにより、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、イントラ色差予測モードの値を算出する。図１５は本実施例で規定する色差フォーマットが４：２：２で、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から、イントラ色差予測モードの値を予測するための変換テーブルである。

【0081】

色差フォーマットが４：２：２の場合に、イントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測する際に、４：２：０や、４：４：４の様にそのままの値とせず、図１５の変換テーブルを用いて算出する理由について説明する。色差フォーマットが４：２：２では、図３（ｂ）に示すように輝度信号に対して色差信号が水平方向に２分の１の密度、垂直方向に同じ密度で標本化された色差フォーマットである。したがって、イントラ輝度予測モードのそれぞれの予測方向に対して、水平方向に２分の１倍にスケーリングした予測方向、またはその近傍の予測方向で色差信号のイントラ予測を行うと、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックの輝度信号のイントラ予測と等価、または等価に近くなる。

【0082】

このことを図２７を参照してより詳しく説明する。図２７は色差フォーマットが４：２：２の場合の輝度信号、及び色差信号のイントラ予測の予測方向の対応関係を説明する図である。図２７において、×は輝度信号の画素の位置、○は色差信号の画素の位置を示す。４：２：２では、輝度信号に対して色差信号は水平方向に１／２で標本化（サンプリング）されている。図２７（ａ）は４：２：２の輝度信号と色差信号の標本化された画素の位置を示す。符号Ｐ１はイントラ予測される画素、符号Ｐ２はイントラ予測の際に参照する画素（実際にはフィルタリングされるのでその隣の画素も参照する）である。符号２７０１に示す画素Ｐ１から画素Ｐ２への矢印は、輝度信号の画素Ｐ１のイントラ予測方向を示すとともに、色差信号の画素Ｐ１のイントラ予測方向を示す。

【0083】

図２７（ｂ）は、水平方向に１／２でサンプリングされた色差信号の画素の配列を示す。ここで、色差信号のイントラ予測の際に、水平方向に１／２のスケーリングを行わなかった場合、色差信号の画素Ｐ１のイントラ予測方向は符号２７０２で示す矢印の方向となってしまい、色差信号の画素配列において、誤って符号Ｐ３の画素を参照することになってしまう。しかし、正しい参照先は符号Ｐ２の画素である。そこで、輝度信号のイントラ予測方向を水平方向に１／２倍のスケーリングを行い、色差信号のイントラ予測方向とすることで、符号２７０３に示すように、色差信号の配列における正しいイントラ予測方向を算出し、そのイントラ予測方向上の正しい参照先である上側に隣接している画素（実際にはフィルタリングされるのでその隣の画素も参照する）を取得する。

【0084】

図２７（ａ）、（ｂ）では予測ブロックの上側に隣接する画素を参照している場合を説明したが、左側に隣接する画素を参照している場合でも同様である。左側に隣接する画素の場合は、輝度信号のイントラ予測方向を垂直方向に２倍にスケーリングする（これは垂直方向に１／２倍にスケーリングすることとイントラ予測の方向を求める意味では等価である）ことで、色差信号の配列における正しいイントラ予測方向を算出し、そのイントラ予測方向上の正しい参照先である左側に隣接している画素（一部上側に隣接している画素も含む）を取得する。

【0085】

したがって、図１５の変換テーブルでは、図８の点線の矢印に示すように、参照先が水平方向（水平軸上）に並んでいるイントラ輝度予測モードの値が３、１８、１０、１９、４，２０、１１、２１、０、２２、１２，２３，５，２４、１３、２５、６のとき、それらの値を水平方向に２分の１倍にスケーリングすることにより算出した予測方向に最も近い予測方向のイントラ色差予測モードの値を選択し、イントラ色差予測モードの値をそれぞれ、１９、４、２０、２０、１１、１１、２１、０、０、０、２２、１２、１２、２３、２３、５、２４とする。また、イントラ予測の予測方向を水平方向に２分の１倍にスケーリングすることは、垂直方向に２倍にスケーリングすることと等価である。したがって、イントラ輝度予測モードのそれぞれの予測方向に対して、垂直方向に２倍にスケーリングした予測方向、またはその近傍の予測方向で色差信号のイントラ予測を行うと、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックの輝度信号のイントラ予測と等価、または等価に近くなる。したがって、図１５の変換テーブルでは、図８に示すように、参照先が垂直方向（垂直軸上）に並んでいるイントラ輝度予測モードの値が２６、１４，２７、７、２８、１５、２９、１、３０、１６、３１、８、３２、１７、３３、９のとき、垂直方向に２倍にスケーリングすることにより算出した予測方向に最も近い予測方向のイントラ色差予測モードの値を選択し、イントラ色差予測モードの値を１０、１８、３、２６、２７、２８、１５、１、１６、３１、３２、３３、９、９、９、９とする。

【0086】

一方、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４の場合は、イントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測する際に、輝度信号のイントラ予測方向と色差信号のイントラ予測方向が一致するので、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値に変換する必要はない。このことを図２８を参照して説明する。図２８は色差フォーマットが４：２：０の場合の輝度信号、及び色差信号のイントラ予測の予測方向の対応関係を説明する図である。図２８（ａ）は、色差フォーマットが４：２：０の場合の輝度信号と色差信号の配置を示すものであり、色差信号は輝度信号に対して水平、垂直ともに１／２で標本化（サンプリング）されている。符号２７０４に示す画素Ｐ４から画素Ｐ５への矢印は、輝度信号の画素Ｐ４のイントラ予測方向を示す。符号２７０５に示す画素Ｐ１から画素Ｐ２への矢印は、色差信号の画素Ｐ１のイントラ予測方向を示す。符号２７０４に示す画素Ｐ４から画素Ｐ５への矢印と符号２７０５に示す画素Ｐ１から画素Ｐ２への矢印は同じ方向を向いており、イントラ予測方向は同一である。この場合、図２８（ｂ）に示す色差信号の配列においても、輝度信号のイントラ予測方向はそのまま、符号２７０６に示すように、色差信号のイントラ予測方向であり、色差信号の画素Ｐ１の参照先の画素Ｐ２を正しく参照することができる。

【0087】

なお、イントラ予測部１０３でも以上の点を考慮して、イントラ色差予測モードの値を予測する場合、色差フォーマットに応じて、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測する。すなわち、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４でイントラ色差予測モードの値を予測する場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値をそのまま、イントラ色差予測モードの値とする。色差フォーマットが４：２：２でイントラ色差予測モードの値を予測する場合、図１５に示す変換テーブルにより、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、イントラ色差予測モードの値を算出する。

【0088】

シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が１から４の場合、図１４の変換テーブルを用いて、復号側では、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値との組み合わせで、イントラ色差予測モードの値を算出する。

【0089】

シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が１の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、イントラ色差予測モードの値は０または１の値をとる。

【0090】

シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が２の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、イントラ色差予測モードの値は１または２の値をとる。

【0091】

シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が３の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、イントラ色差予測モードの値は２または３の値をとる。

【0092】

シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が４の場合、イントラ色差予測モードの値は３の値をとる。

【0093】

図１６はイントラ色差予測モードの値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値を算出する変換テーブルであり、図１６の変換テーブルは図１４の変換テーブルに対応している。この図１６に示す変換テーブルを用いて、符号化側では、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値を算出する。

【0094】

イントラ色差予測モードの値が０の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値は０または１の値をとる。

【0095】

イントラ色差予測モードの値が１の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値は０、１または２の値をとる。

【0096】

イントラ色差予測モードの値が２の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値は０、２または３の値をとる。

【0097】

イントラ色差予測モードの値が３の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値は０、３または４の値をとる。

【0098】

イントラ色差予測モードの値が４から３３までの場合、イントラ色差予測モードが同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から予測されることを示し、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値は０の値をとる。ただし、色差フォーマットが４：２：２でイントラ色差予測モードの値を予測する場合、イントラ予測部１０３では、図１５に示す変換テーブルにより、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値に応じて、イントラ色差予測モードの値を算出しているので、イントラ色差予測モードの値は４、５、９、１０、１１、１２、１５、１６、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２６、２７、２８、３１、３２、３３のいずれかの値だけをとり得る。

【0099】

なお、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックを特定する際には、それぞれの予測ブロックを特定する分割インデックスPartIdxを参照することにより特定してもよいし、それぞれの予測ブロックの位置を示す座標を参照することにより特定してもよい。

【0100】

なお、色差フォーマット設定部１０１から供給される分割モードと色差フォーマットの組み合わせ応じて符号化ブロック内の予測ブロックのイントラ色差予測モードの数が異なる。分割モードが２Ｎ×２Ｎ分割の場合、色差フォーマットの種類にかかわらず、符号化ブロック毎に１個の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値を算出する。

【0101】

分割モードがＮ×Ｎ分割で色差フォーマットが４：２：０の場合、符号化ブロック毎に１個の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値を算出する。分割モードがＮ×Ｎ分割で色差フォーマットが４：２：２の場合、符号化ブロック毎に２個の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値を算出する。分割モードがＮ×Ｎ分割で色差フォーマットが４：４：４の場合、符号化ブロック毎に４個の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値を算出する。

【0102】

インター予測情報のシンタックス要素算出部１２４は、符号化ブロックの予測モード（PredMode）がインター予測（MODE_INTER）の場合に、予測ブロック単位のインター予測情報に関するシンタックス要素の値を算出し、算出した各シンタックス要素の値をエントロピー符号化部１２６に供給する。予測ブロック単位のインター予測情報には、インター予測モード（Ｌ０予測、Ｌ１予測、両予測）、複数の参照画像を特定するインデックス、動きベクトル等の情報が含まれる。

【0103】

エントロピー符号化部１２６は、
符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素算出部１２１から供給される符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値、
イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２から供給される輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値、
イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３から供給される色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値、及び
インター予測情報のシンタックス要素算出部１２４から供給される予測ブロック単位のインター予測情報に関するシンタックス要素の値を既定のシンタックス規則に従ってエントロピー符号化する。その際、イントラ予測モード符号化制御部１２５は分割モードと色差フォーマットに応じて、イントラ輝度予測モードとイントラ色差予測モードのエントロピー符号化の順序を制御し、エントロピー符号化部１２６はそのイントラ予測モード符号化制御部１２５で指示された順序で、イントラ輝度予測モードとイントラ色差予測モードのエントロピー符号化処理を行う。

【0104】

イントラ予測モード符号化制御部１２５で制御されるエントロピー符号化部１２６でのＮ×Ｎ分割の際のイントラ輝度予測モードとイントラ色差予測モードのエントロピー符号化の順序について説明する。図１７は実施の形態によるＮ×Ｎ分割の際のイントラ輝度予測モード、及びイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素のエントロピー符号化または復号順序を示す図である。図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）は色差フォーマットがそれぞれ４：２：０、４：２：２、４：４：４の場合のエントロピー符号化及び復号順序を示す。また、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は輝度信号の分割インデックスPartIdxがそれぞれ０、１、２、３のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素であることを示し、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は色差信号の分割インデックスPartIdxがそれぞれ０、１、２、３の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素であることを示している。

【0105】

色差フォーマットが４：２：０の場合、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が符号化された後に、Ｃ０が符号化される。（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は存在せず、符号化されない。）

【0106】

色差フォーマットが４：２：２の場合、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が符号化され、続いて、Ｃ０、Ｃ２が符号化される。（Ｃ１、Ｃ３は存在せず、符号化されない。）

【0107】

色差フォーマットが４：４：４の場合、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が符号化され、続いて、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の順序で符号化される。

【0108】

すなわち、同じ符号化ブロックに含まれるインター輝度予測モードが連続して符号化された後に、イントラ色差予測モードが連続して符号化される。

【0109】

次に、図２の第２の符号化ビット列復号部２０３で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位での符号化情報の復号処理について実施の形態の特徴であるイントラ予測モードに係わるポイントを中心に説明する。図１３は図２の第２の符号化ビット列復号部２０３の構成を示すブロック図である。

【0110】

図１３に示すように、図２の第２の符号化ビット列復号部２０３は、イントラ予測モード復号制御部２２１、エントロピー復号部２２２、符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３、イントラ輝度予測モード算出部２２４、イントラ色差予測モード算出部２２５、インター予測情報算出部２２６から構成されている。第２の符号化ビット列復号部２０３を構成する各部においては、色差フォーマット管理部２０５から供給される色差フォーマット情報に応じた処理が行われるとともに、符号化ブロック単位の予測モード、分割モード等の符号化情報に応じた処理が行われる。

【0111】

エントロピー復号部２２２は、符号化ビット列分離部から供給される符号化ブロック、及び予測ブロック単位の符号化情報を含む符号化ビット列を既定のシンタックス規則に従ってエントロピー復号して、符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値、
色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値、及び
予測ブロック単位のインター予測情報に関するシンタックス要素の値を得る。その際、イントラ予測モード復号制御部２２１は分割モードと色差フォーマットに応じて、イントラ輝度予測モードとイントラ色差予測モードのエントロピー復号の順序を制御し、エントロピー復号部２２２はそのイントラ予測モード復号制御部２２１で指示された順序で、イントラ輝度予測モードとイントラ色差予測モードのエントロピー復号処理を行う。イントラ予測モード復号制御部２２１は符号化側のイントラ予測モード符号化制御部１２５に対応する制御部であり、分割モードと色差フォーマットに応じてイントラ予測モード符号化制御部１２５で設定するイントラ予測モードの符号化順序と同じイントラ予測モードの復号順序を設定し、エントロピー復号部２２２のイントラ予測モードの復号順序を制御する。エントロピー復号部２２２は符号化側のエントロピー符号化部１２６に対応する復号部であり、エントロピー符号化部１２６で用いたシンタックス規則と同一の規則でエントロピー復号処理を行う。即ち、図１７に示す符号化順序と同一の順序でイントラ予測モードの復号処理を行う。すなわち、同じ符号化ブロックに属するインター輝度予測モードが連続して復号された後に、イントラ色差予測モードが連続して復号される。

【0112】

復号されて得た符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値は符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３に供給され、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値はイントラ輝度予測モード算出部２２４に供給され、色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素の値はイントラ色差予測モード算出部２２５に供給され、予測ブロック単位のインター予測情報に関するシンタックス要素の値はインター予測情報算出部２２６に供給される。

【0113】

符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３は、供給される符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素の値から符号化ブロック単位の符号化情報を算出し、スイッチ２１２を介してイントラ予測部２０６またはインター予測部２０７に供給する。

【0114】

符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３は符号化側の符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素算出部１２１に対応する符号化情報算出部であり、同一のセマンティクス規則に従って算出する。符号化ブロックのイントラ予測（MODE_INTRA）、またはインター予測（MODE_INTER）を判別する予測モード（PredMode）、及び、予測ブロックの形状を判別する分割モード（PartMode）に関する値はこの符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３で算出される。

【0115】

イントラ輝度予測モード算出部２２４は、符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３で算出された符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合に、供給される輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素の値から輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを算出し、イントラ色差予測モード算出部２２５に供給するとともに、スイッチ２１２を介してイントラ予測部２０６に供給する。イントラ輝度予測モード算出部２２４は符号化側のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２に対応する符号化情報算出部であり、同一のセマンティクス規則に従って算出する。イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素は周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測できるかどうかを示すフラグであるシンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]、予測元の予測ブロックを指し示すインデックスであるシンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ]、及び予測ブロック単位のイントラ輝度予測モードを示すシンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]である。イントラ輝度予測モードの算出においては、符号化情報格納メモリ２１０に格納されている周辺のブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、周辺のブロックのイントラ輝度予測モードから予測できる場合はその値を用いることを示すフラグであるシンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]が１（真）になっており、予測元の予測ブロックを指し示すインデックスであるシンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ]で指し示されている周辺の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを当該予測モードのイントラ輝度予測モードとする。シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]が０（偽）の場合は、周辺の予測ブロックからイントラ輝度予測モードを予測するのではなく、復号されたイントラ輝度予測モードを示すシンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値からイントラ輝度予測モードを算出する。

【0116】

なお、分割モードに応じて符号化ブロック内の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの数が異なり、分割モードが２Ｎ×２Ｎ分割の場合、符号化ブロック毎に１セットの予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値を算出し、分割モードがＮ×Ｎ分割の場合、符号化ブロック毎に４セットの予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値を算出する。

【0117】

イントラ色差予測モード算出部２２５は、符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３で算出された符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合に、供給される色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値とイントラ輝度予測モード算出部から供給されるイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を算出し、スイッチ２１２を介してイントラ予測部２０６に供給する。イントラ色差予測モード算出部２２５は符号化側のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３に対応する符号化情報算出部であり、同一のセマンティクス規則に従って算出する。イントラ色差予測モードの値の算出においては、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードとの相関性を利用し、符号化側で、イントラ色差予測モードが色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードから予測できると判断された場合はイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値が予測され、イントラ輝度予測モードから予測するよりもイントラ色差予測モードに独自の値を設定した方が良いと判断された場合に、イントラ色差予測モードに代表的なイントラ予測モードである０（水平方向）、１（水平方向）、２（平均値）、３（斜め４５度）のいずれかの値を設定する仕組みを用いることにより、符号量が削減されている。

【0118】

図１４はシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を算出する変換テーブルであり、この変換テーブルを用いて、イントラ色差予測モードの値を算出する。また、符号化側で説明したように、シンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０の場合、色差フォーマットに応じて、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値が予測される。色差フォーマットが４：２：０または４：４：４でシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０の場合、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値がそのまま、イントラ色差予測モードの値となる。色差フォーマットが４：２：２でシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０の場合、図１５に示す変換テーブルにより、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から、イントラ色差予測モードの値を算出する。図１５は本実施例で規定する色差フォーマットが４：２：２で、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から、イントラ色差予測モードの値を予測するための変換テーブルである。

【0119】

インター予測情報算出部２２６は、符号化ブロックの予測モード（PredMode）がインター予測（MODE_INTER）の場合に、予測ブロック単位のインター予測情報に関するシンタックス要素の値からインター予測情報を算出し、算出したインター予測情報の値をスイッチ２１２を介してインター予測部２０７に供給する。インター予測情報算出部２２６は符号化側のインター予測情報のシンタックス要素算出部１２４に対応する符号化情報算出部であり、同一のセマンティクス規則に従って算出する。算出される予測ブロック単位のインター予測情報には、インター予測モード（Ｌ０予測、Ｌ１予測、両予測）、複数の参照画像を特定するインデックス、動きベクトル等の情報が含まれる。

【0120】

次に、本実施例で用いるシンタックス規則について実施の形態の特徴であるイントラ予測モードに係わるポイントを中心に説明する。図１８は符号化側のエントロピー符号化部１２６、及び復号側のエントロピー復号部２２２で用いる予測ブロックの符号化情報の符号化及び復号のためのシンタックス規則の一例である。図１８のx0, 及びy0は輝度信号での予測ブロックの位置を示す座標である。図１８は予測ブロック単位で、予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）でかつIntraChromaフラグが０（偽）の場合に、１組の予測ブロック単位のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行うことを示している。IntraChromaフラグはイントラ予測でイントラ色差予測モードに関する情報が符号化される際に１（真）となり、それ以外の場合は０（偽）となる。予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）でかつIntraChromaフラグが０（偽）の場合には、prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ] のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]が１（真）の場合、シンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ] のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]が０（偽）の場合、シンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行う。分割モードが２Ｎ×２Ｎ分割の場合、符号化ブロックにつき１組のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素をエントロピー符号化、またはエントロピー復号する際に、IntraChromaフラグが０（偽）となり、本シンタックスの規則が適用される。分割モードがＮ×Ｎ分割の場合、図１７に示すイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれエントロピー符号化、またはエントロピー復号する度にIntraChromaフラグが０（偽）となり、本シンタックスの規則が適用される。

【0121】

一方、イントラ予測（MODE_INTRA）でかつIntraChromaフラグが１（真）の場合に、イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行うことを示している。分割モードが２Ｎ×２Ｎ分割の場合、符号化ブロックにつき１組のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素をエントロピー符号化、またはエントロピー復号する際に、IntraChromaフラグが１（真）となり、本シンタックスの規則が適用される。分割モードがＮ×Ｎ分割の場合、色差フォーマットに応じて、図１７に示すイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれエントロピー符号化、またはエントロピー復号する度にIntraChromaフラグが１（真）となり、本シンタックスの規則が適用される。

【0122】

次に、図１８に示すシンタックス規則とは別のシンタックス規則の例について説明する。図１９は符号化側のエントロピー符号化部１２６、及び復号側のエントロピー復号部２２２で用いる予測ブロックの符号化情報の符号化及び復号のためのシンタックス規則の図１８とは別の一例である。図１９のx0, 及びy0は輝度信号での予測ブロックの位置を示す座標である。図１９は予測ブロック単位で、予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合に、１組の予測ブロック単位のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行うことを示している。予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合には、prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ] のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]が１（真）の場合、シンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ] のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]が０（偽）の場合、シンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行う。分割モードが２Ｎ×２Ｎ分割の場合、符号化ブロックにつき１組のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素をエントロピー符号化、またはエントロピー復号する際に本シンタックスの規則が適用される。分割モードがＮ×Ｎ分割の場合、図１７に示すイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をそれぞれエントロピー符号化、またはエントロピー復号する度に本シンタックスの規則が適用される。

【0123】

さらに、予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合、分割モード（PartMode）、色差フォーマット（ChromaArrayType）及び分割インデックス（PartIdx）に応じて、０から４個のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行うことを示している。ChromaArrayTypeは色差フォーマットを示す変数であり、０がモノクロ（本来は４：４：４で輝度信号と色差信号を独立に符号化するモードも含むがこの場合本実施例ではモノクロとみなしている）、１が４：２：０、２が４：２：２、３が４：４：４を示す。

【0124】

予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）で、分割モード（PartMode）が２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）で、色差フォーマット（ChromaArrayType）がモノクロ（０）でない場合に、予測ブロック単位のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行うことを示している。分割モードが２Ｎ×２Ｎ分割の場合、符号化ブロックにつき１組のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素をエントロピー符号化、またはエントロピー復号した後に、符号化ブロックにつき１組のイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素をエントロピー符号化、またはエントロピー復号する際に本シンタックスの規則が適用される。

【0125】

一方、予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）で、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）で、分割インデックス（PartIdx）が3の際には以下に説明するシンタックス規則が適用される。まず、色差フォーマット（ChromaArrayType）がモノクロ（０）でない場合、すなわち、色差フォーマットが４：２：０、４：２：２、または４：４：４の場合に、分割インデックスPartIdxが０のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x1 ][ y1 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、続いて、色差フォーマット（ChromaArrayType）が４：４：４（３）の場合に、分割インデックスPartIdxが１のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y1 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、続いて、色差フォーマット（ChromaArrayType）が４：２：２（２）、または４：４：４（３）の場合に、分割インデックスPartIdxが２のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x1 ][ y0 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行い、続いて、色差フォーマット（ChromaArrayType）がまたは４：４：４（３）の場合に、分割インデックスPartIdxが３のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]のエントロピー符号化、またはエントロピー復号を行うことを示している。分割モードがＮ×Ｎ分割の場合、図１７に示す分割インデックス（PartIdx）が3の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素Ｐ３をエントロピー符号化、またはエントロピー復号した後に、色差フォーマットに応じた数のイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれエントロピー符号化、またはエントロピー復号する際に、本シンタックスの規則が適用される。

【0126】

次に、図１の第２の符号化ビット列生成部１１３で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位での符号化情報の符号化処理の処理手順について実施の形態の特徴であるイントラ予測モードに係わるポイントを中心に説明する。図２０は図１の第２の符号化ビット列生成部１１３で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位の符号化処理の処理手順を説明するフローチャートである。

【0127】

まず、符号化側では符号化ブロック単位の符号化情報に関するシンタックス要素算出部１２１で符号化ブロックの予測モードおよび分割モード等を含む符号化情報に関するシンタックス要素の値を計算し、エントロピー符号化部１２６でエントロピー符号化する（Ｓ１００１）。続いて、符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）でない場合（Ｓ１００２のＮＯ）、ステップＳ１０１７に進み、インター予測情報に関するシンタックス要素算出部１２４で分割モードに応じて予測ブロック毎にインター情報に関するシンタックス要素の値を計算し、エントロピー符号化部１２６でエントロピー符号化して（Ｓ１０１７）、本符号化処理を終了する。符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合（Ｓ１００２のＹＥＳ）、ステップＳ１００３以降のイントラ予測モードの符号化処理に進む。

【0128】

続いて、符号化ブロックの予測モードがイントラ予測の場合に、イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２、及びエントロピー符号化部１２６で輝度信号の分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１００３）。

【0129】

ここで、イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２、及びエントロピー符号化部１２６で行われる輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの符号化処理手順について図２１のフローチャートを用いて説明する。図２１はイントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２、及びエントロピー符号化部１２６で行われる輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの符号化処理手順を示すフローチャートである。まず、イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素算出部１２２で輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する各シンタックス要素の値を算出する（Ｓ１１０１）。この際、イントラ輝度予測モードの値を周辺のブロックのイントラ輝度予測モードと比較し、同じ値を持つ予測ブロックが存在する場合はシンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]の値を１（真）に設定して、予測元の予測ブロックを指し示すインデックスであるシンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ]に参照先を特定する値を設定し、同じ値を持つ予測ブロックが存在しない場合はシンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]の値を０（偽）に設定して、イントラ輝度予測モードを示すシンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]にイントラ輝度予測モードを特定する値を設定する。続いて、エントロピー符号化部１２６で輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する各シンタックス要素の値をエントロピー符号化し（Ｓ１１０２）、本符号化処理を終了する。なお、図２１の符号化処理手順は、図２０のステップＳ１００３に加えて、ステップＳ１００５、ステップＳ１００６、ステップＳ１００７でも用いられる共通の符号化処理手順である。

【0130】

再び、図２０に戻り、続いて符号化ブロックの分割モードがＮ×Ｎ分割でない場合、すなわち分割モードが２Ｎ×２Ｎの場合（Ｓ１００４のＮＯ）、分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックしか存在せず、これ以上符号化すべき輝度信号の予測ブロックのイントラ予測モードは無いので、ステップＳ１００５からＳ１００７の処理をスキップして、ステップＳ１００８以降の色差信号の予測ブロックのイントラ予測モードの符号化処理に進む。

【0131】

一方、符号化ブロックの分割モードがＮ×Ｎ分割の場合（Ｓ１００４のＹＥＳ）、分割インデックスPartIdxが０より大きい輝度信号の予測ブロックのイントラ予測モードの符号化処理に進む。まず、図２１の符号化処理手順で輝度信号の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１００５）。続いて、図２１の符号化処理手順で輝度信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１００６）。続いて、図２１の符号化処理手順で輝度信号の分割インデックスPartIdxが３の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１００７）。

【0132】

続いて色差フォーマットが４：２：０、４：２：２または４：４：４の場合（Ｓ１００８のＹＥＳ）、イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３、及びエントロピー符号化部１２６で色差信号の分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックのイントラ色差予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１００９）。なお、色差フォーマットが４：２：０でも４：２：２でも４：４：４でもない場合、すなわち色差フォーマットがモノクロの場合（Ｓ１００８のＮＯ）、色差信号の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ１００９以降をスキップして、本符号化処理を終了する。

【0133】

ここで、イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３、及びエントロピー符号化部１２６で行われる色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの符号化処理手順について図２２のフローチャートを用いて説明する。図２２はイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３、及びエントロピー符号化部１２６で行われる色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの符号化処理手順を示すフローチャートである。まず、イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素算出部１２３で色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する各シンタックス要素の値を算出する（Ｓ１２０１）。この際、イントラ色差予測モードの値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から図１６に示す変換テーブルを用いて、イントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値を算出する。続いて、エントロピー符号化部１２６で色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する各シンタックス要素の値をエントロピー符号化し（Ｓ１２０２）、本符号化処理を終了する。なお、図２２の符号化処理手順は、図２０のステップＳ１００９に加えて、ステップＳ１０１２、ステップＳ１０１４、ステップＳ１０１６でも用いられる共通の符号化処理手順である。

【0134】

再び、図２０に戻り、続いて符号化ブロックの分割モードがＮ×Ｎ分割でない場合、すなわち分割モードが２Ｎ×２Ｎの場合（Ｓ１０１０のＮＯ）、分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックしか存在せず、これ以上符号化すべき色差信号の予測ブロックのイントラ予測モードは無いので、ステップＳ１０１１以降の処理をスキップして、本符号化処理を終了する。

【0135】

続いて、色差フォーマットが４：４：４の場合（Ｓ１０１１のＹＥＳ）、図２２の符号化処理手順で色差信号の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックのイントラ色差予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１０１２）。なお、色差フォーマットが４：４：４でない場合、すなわち色差フォーマットが４：２：０または４：２：２の場合（Ｓ１０１１のＮＯ）、色差信号の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ１０１２をスキップして、次のステップＳ１０１３に進む。

【0136】

続いて、色差フォーマットが４：２：２または４：４：４の場合（Ｓ０１３のＹＥＳ）、図２２の符号化処理手順で色差信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックのイントラ色差予測モードの符号化処理を行う（Ｓ１０１４）。なお、色差フォーマットが４：２：２でも４：４：４でもない場合、すなわち色差フォーマットが４：２：０の場合（Ｓ１０１３のＮＯ）、色差信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ１０１４をスキップして、次のステップＳ１０１５に進む。

【0137】

続いて、色差フォーマットが４：４：４の場合（Ｓ１０１５のＹＥＳ）、図２２の符号化処理手順で色差信号の分割インデックスPartIdxが３の予測ブロックのイントラ色差予測モードの符号化処理を行い（Ｓ１０１６）、本符号化処理を終了する。なお、色差フォーマットが４：４：４以外の場合、すなわち色差フォーマットが４：２：０または４：２：２の場合（Ｓ１０１５のＮＯ）、色差信号の分割インデックスPartIdxが３の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ１０１６をスキップして、本符号化処理を終了する。

【0138】

本符号化処理によると、図１７に示す順序で、同じ符号化ブロックに属するイントラ輝度予測モードが連続して符号化された後にイントラ色差予測モードが連続して符号化され、復号側でイントラ色差予測モードの算出時に、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを参照することにより算出処理が行われるので、イントラ輝度予測モードを参照することでイントラ色差モードの符号化効率を高めることができる。さらに、本符号化処理によると、イントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測する際に、色差フォーマットに応じてイントラ色差予測モードの導出方法を変更することで、色差フォーマットに応じた適切な予測方向でイントラ予測を行うことができるので、符号化効率を向上させることができる。具体的には、色差フォーマットが４：２：０、または４：４：４の場合には、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とし、色差フォーマットが４：２：２の場合には、図１５の変換テーブルを用いてイントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値に変換し、これらのイントラ色差予測モードの値に従ってイントラ予測を行うことにより、適切な予測方向でイントラ予測を行うことができるので、残差信号に関する符号化効率が向上し、全体的な符号化効率を向上させることができる。

【0139】

次に、図２の第２の符号化ビット列復号部２０３で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位での符号化情報の復号処理の処理手順について実施の形態の特徴であるイントラ予測モードに係わるポイントを中心に説明する。図２３は図２の第２の符号化ビット列復号部２０３で行われる符号化ブロック、及び予測ブロック単位の復号処理の処理手順を説明するフローチャートである。

【0140】

まず、復号側ではエントロピー復号部２２２で符号化ビット列をエントロピー復号して符号化ブロックの予測モードおよび分割モード等を含む符号化情報に関するシンタックス要素の値を得て、符号化ブロック単位の符号化情報算出部２２３で復号された各シンタックス要素の値から符号化ブロックの予測モードおよび分割モード等を含む符号化情報の値を計算する（Ｓ２００１）。続いて、符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）でない場合（Ｓ２００２のＮＯ）、ステップＳ２０１７に進み、エントロピー復号部２２２でエントロピー復号して分割モードに応じて予測ブロック毎にインター情報に関するシンタックス要素の値を得てインター予測情報算出部２２６で分割モードに応じて予測ブロック毎にインター情報の値を計算し（Ｓ２０１７）、本復号処理を終了する。符号化ブロックの予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）の場合（Ｓ２００２のＹＥＳ）、ステップＳ２００３以降のイントラ予測モードの復号処理に進む。

【0141】

続いて、符号化ブロックの予測モードがイントラ予測の場合に、エントロピー復号部２２２、及びイントラ輝度予測モード算出部２２４で輝度信号の分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの復号処理を行う（Ｓ２００３）。

【0142】

ここで、エントロピー復号部２２２、及びイントラ輝度予測モード算出部２２４で行われる輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの復号処理手順について図２４のフローチャートを用いて説明する。図２４はエントロピー復号部２２２、及びイントラ輝度予測モード算出部２２４で行われる輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの復号処理手順を示すフローチャートである。まず、エントロピー復号部２２２で符号化ビット列をエントロピー復号し、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する各シンタックス要素の値を得る（Ｓ２１０１）。続いて、イントラ輝度予測モードのイントラ輝度予測モード算出部２２４で、ステップＳ２１０１で復号された復号された各シンタックス要素の値から輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値を算出する（Ｓ２１０２）。この際、シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]の値が１（真）の場合は、予測元の予測ブロックを指し示すインデックスであるシンタックス要素mpm_idx[ x0 ][ y0 ]で指し示されている周辺の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを当該予測モードのイントラ輝度予測モードとする。シンタックス要素prev_intra_luma_pred_flag[ x0 ][ y0 ]の値が０（偽）の場合は、イントラ輝度予測モードを示すシンタックス要素rem_intra_luma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値からイントラ輝度予測モードを算出し、本復号処理を終了する。なお、図２４の復号処理手順は、図２３のステップＳ２００３に加えて、ステップＳ２００５、ステップＳ２００６、ステップＳ２００７でも用いられる共通の復号処理手順である。

【0143】

再び、図２３に戻り、続いて符号化ブロックの分割モードがＮ×Ｎ分割でない場合、すなわち分割モードが２Ｎ×２Ｎの場合（Ｓ２００４のＮＯ）、分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックしか存在せず、これ以上復号すべきイントラ予測モードは無いので、ステップＳ２００５からＳ２００７の処理をスキップして、ステップＳ２００８以降の色差信号の予測ブロックのイントラ予測モードの復号処理に進む。

【0144】

一方、符号化ブロックの分割モードがＮ×Ｎ分割の場合（Ｓ２００４のＹＥＳ）、分割インデックスPartIdxが０より大きい予測ブロックのイントラ予測モードの復号処理に進む。まず、図２４の復号処理手順で輝度信号の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの復号処理を行う（Ｓ２００５）。続いて、図２４の処理手順で輝度信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの復号処理を行う（Ｓ２００６）。続いて、図２４の処理手順で輝度信号の分割インデックスPartIdxが３の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの復号処理を行う（Ｓ２００７）。

【0145】

続いて色差フォーマットが４：２：０、４：２：２または４：４：４の場合（Ｓ２００８のＹＥＳ）、エントロピー復号部２２２、及びイントラ色差予測モード算出部２２５で色差信号の分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックのイントラ色差予測モードの復号処理を行う（Ｓ２００９）。なお、色差フォーマットが４：２：０でも４：２：２でも４：４：４でもない場合、すなわち色差フォーマットがモノクロの場合（Ｓ２００８のＮＯ）、色差信号の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ２００９以降をスキップして、本復号処理を終了する。

【0146】

ここで、エントロピー復号部２２２、及びイントラ色差予測モード算出部２２５で行われる色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの復号処理手順について図２５のフローチャートを用いて説明する。図２５はエントロピー復号部２２２、及びイントラ色差予測モード算出部２２５で行われる色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの復号処理手順を示すフローチャートである。まず、エントロピー復号部２２２で符号化ビット列をエントロピー復号して色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値を得る（Ｓ２２０１）。続いて、イントラ色差予測モード算出部２２５で、色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの値を算出する（Ｓ２２０２）。ここで、イントラ色差予測モード算出部２２５で行われる色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードの算出処理手順について図２６のフローチャートを用いて説明する。図２６は図２５のステップＳ２２０２で行われるイントラ色差予測モードの算出処理手順を示すフローチャートである。まず、色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０かどうか判定し（Ｓ２３０１）、値が０の場合（Ｓ２３０１のＹＥＳ）、ステップＳ２３０２に進む。色差フォーマットが４：２：０または４：４：４の場合（Ｓ２３０２のＹＥＳ）、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値をそのまま、イントラ色差予測モードの値として（ステップＳ２３０３）、本算出処理を終了する。一方、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４の場合、すなわち４：２：２の場合（Ｓ２３０２のＮＯ）、図１５に示す変換テーブルを用いて、色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から、イントラ色差予測モードの値を算出して（ステップＳ２３０４）、本算出処理を終了する。一方、intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値が０以外の場合、（Ｓ２３０１のＮＯ）、図１４の変換テーブルを用いて、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値に変換して（ステップＳ２３０５）、本算出処理を終了する。この際、ステップＳ２２０１で復号されたイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素intra_chroma_pred_mode[ x0 ][ y0 ]の値と色差信号の予測ブロックと同じ位置の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値から図１４に示す変換テーブルを用いて、シンタックス要素の値を算出し、本算出処理を終了する。なお、図２５の復号処理手順は、図２３のステップＳ２００９に加えて、ステップＳ２０１２、ステップＳ２０１４、ステップＳ２０１６でも用いられる共通の復号処理手順である。

【0147】

再び、図２３に戻り、続いて符号化ブロックの分割モードがＮ×Ｎ分割でない場合、すなわち分割モードが２Ｎ×２Ｎの場合（Ｓ２０１０のＮＯ）、分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックしか存在せず、これ以上復号すべき色差信号の予測ブロックのイントラ予測モードは無いので、ステップＳ２０１１以降の処理をスキップして、本復号処理を終了する。

【0148】

続いて、色差フォーマットが４：４：４の場合（Ｓ２０１１のＹＥＳ）、図２５の処理手順で色差信号の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックのイントラ色差予測モードの復号処理を行う（Ｓ２０１２）。なお、色差フォーマットが４：４：４でない場合、すなわち色差フォーマットが４：２：０または４：２：２の場合（Ｓ２０１１のＮＯ）、色差信号の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ２０１２をスキップして、次のステップＳ２０１３に進む。

【0149】

続いて、色差フォーマットが４：２：２または４：４：４の場合（Ｓ２０１３のＹＥＳ）、図２５の処理手順で色差信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックのイントラ色差予測モードの復号処理を行う（Ｓ２０１４）。なお、色差フォーマットが４：２：２でも４：４：４でもない場合、すなわち色差フォーマットが４：２：０の場合（Ｓ２０１３のＮＯ）、色差信号の分割インデックスPartIdxが２の予測ブロックは存在しないので、Ｓ２０１４をスキップして、次のステップＳ２０１５に進む。

【0150】

続いて、色差フォーマットが４：４：４の場合（Ｓ２０１５のＹＥＳ）、図２５の処理手順で色差信号の分割インデックスPartIdxが３の予測ブロックのイントラ色差予測モードの復号処理を行い（Ｓ２０１６）、本復号処理を終了する。なお、色差フォーマットが４：４：４以外の場合、すなわち色差フォーマットが４：２：０または４：２：２の場合（Ｓ２０１５のＮＯ）、色差信号の分割インデックスPartIdxが３の予測ブロックは存在しないので、ステップＳ２０１６をスキップして、本復号処理を終了する。

【0151】

本復号処理によると、図１７に示す順序で、同じ符号化ブロックに属するイントラ輝度予測モードが連続して符号化された後にイントラ色差予測モードが連続して復号され、イントラ色差予測モードの算出時に、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードを参照することにより算出処理が行われるので、イントラ輝度予測モードを参照することでイントラ色差モードの符号化効率を高めることができる。さらに、本復号処理によると、イントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測する際に、色差フォーマットに応じてイントラ色差予測モードの導出方法を変更することで、色差フォーマットに応じた適切な予測方向でイントラ予測を行うことができるので、符号化効率を向上させることができる。具体的には、色差フォーマットが４：２：０、または４：４：４の場合には、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とし、色差フォーマットが４：２：２の場合には、図１５の変換テーブルを用いてイントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値に変換し、これらのイントラ色差予測モードの値に従ってイントラ予測を行うことにより、適切な予測方向でイントラ予測を行うことができるので、残差信号に関する符号化効率が向上し、全体的な符号化効率を向上させることができる。

【0152】

本発明の画像符号化装置のさらに別の態様として、以下のものがある。

【0153】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化装置であって、
画像信号を予測ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号の予測ブロックを設定して、イントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測部（１０３）と、
色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測部（１０３）と、
前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化する際に、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測するモードを含むイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素として算出し、イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素、及びイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素を符号化して符号化列を生成する符号化列生成部（１１３）とを備えることを特徴とする画像符号化装置。

【0154】

前記符号化列生成部（１１３）は、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４である場合、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像符号化装置。

【0155】

前記イントラ予測部（１０３）は、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向を色差信号のイントラ予測に用いることを特徴とする画像符号化装置。

【0156】

前記符号化列生成部（１１３）は、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値またはそのイントラ予測方向に近いイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像符号化装置。

【0157】

本発明の画像符号化方法のさらに別の態様として、以下のものがある。

【0158】

ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測符号化するとともにイントラ予測モードに関する情報を符号化する画像符号化方法であって、
画像信号を予測ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号の予測ブロックを設定して、イントラ輝度予測モードに応じて、周囲の符号化済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
色差信号の予測ブロックを設定して、イントラ色差予測モードに応じて、周囲の符号化済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップと、
前記色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報を符号化する際に、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測するモードを含むイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素として算出し、イントラ輝度予測モードに関するシンタックス要素、及びイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素を符号化して符号化列を生成する符号化列生成ステップとを備えることを特徴とする画像符号化方法。

【0159】

前記符号化列生成ステップは、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４である場合、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像符号化方法。

【0160】

前記イントラ予測ステップは、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向を色差信号のイントラ予測に用いることを特徴とする画像符号化方法。

【0161】

前記符号化列生成ステップは、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値またはそのイントラ予測方向に近いイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像符号化方法。

【0162】

本発明の画像復号装置のさらに別の態様として、以下のものがある。

【0163】

イントラ予測モードに関する情報を復号して、ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測復号する画像復号装置であって、
画像信号を予測ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報、及び色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報が符号化された符号化列から、イントラ輝度予測モード、及び色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素を復号し、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値を算出し、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測することにより取得する符号化列復号部（２０３）と、
前記輝度信号の予測ブロック毎に取得されたイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の復号済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測部（２０６）と、
前記色差信号の予測ブロック毎に取得されたイントラ色差予測モードに応じて、周囲の復号済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測部（２０６）とを備えることを特徴とする画像復号装置。

【0164】

前記符号化列復号部（２０３）は、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４である場合、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像復号装置。

【0165】

色差信号イントラ予測部（２０６）は、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向を色差信号のイントラ予測に用いることを特徴とする画像復号装置。

【0166】

前記符号化列復号部（２０３）は、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値またはそのイントラ予測方向に近いイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像復号装置。

【0167】

本発明の画像復号方法のさらに別の態様として、以下のものがある。

【0168】

イントラ予測モードに関する情報を復号して、ブロック単位で輝度信号と色差信号とを含む画像信号をイントラ予測復号する画像復号方法であって、
画像信号を予測ブロック単位でイントラ予測する際、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報、及び色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報が符号化された符号化列から、イントラ輝度予測モード、及び色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関するシンタックス要素を復号し、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値を算出し、色差信号の予測ブロックと同じ位置の輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードの値からイントラ色差予測モードの値を予測することにより取得する符号化列復号ステップと、
前記輝度信号の予測ブロック毎に取得されたイントラ輝度予測モードに応じて、周囲の復号済みの輝度信号のブロックから輝度信号を予測する輝度信号イントラ予測ステップと、
前記色差信号の予測ブロック毎に取得されたイントラ色差予測モードに応じて、周囲の復号済みの色差信号のブロックから色差信号を予測する色差信号イントラ予測ステップとを備えることを特徴とする画像復号方法。

【0169】

前記符号化列復号ステップは、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：０または４：４：４である場合、イントラ輝度予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像復号方法。

【0170】

色差信号イントラ予測ステップは、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向を色差信号のイントラ予測に用いることを特徴とする画像復号方法。

【0171】

前記符号化列復号ステップは、上記色差信号の予測ブロックと同じ位置のイントラ輝度予測モードからイントラ色差予測モードを予測する際に、色差フォーマットが４：２：２である場合、イントラ輝度予測モードのイントラ予測方向を水平方向に１／２倍または垂直方向に２倍にスケーリングしたイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値またはそのイントラ予測方向に近いイントラ予測方向に対応するイントラ予測モードの値をイントラ色差予測モードの値とすることを特徴とする画像復号方法。

【0172】

以上述べた実施の形態の画像符号化装置が出力する動画像の符号化ストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有しており、画像符号化装置に対応する画像復号装置がこの特定のデータフォーマットの符号化ストリームを復号することができる。

【0173】

画像符号化装置と画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、画像符号化装置が出力する符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ストリームに復元して画像復号装置に供給する画像受信装置とが設けられる。

【0174】

画像送信装置は、画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモリと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化データをネットワークを介して送信する送信部とを含む。画像受信装置は、パケット化された符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。

【0175】

以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供することも可能である。

【0176】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0177】

１０１ 色差フォーマット設定部、 １０２ 画像メモリ、 １０３ イントラ予測部、 １０４ インター予測部、 １０５ 符号化方法決定部、 １０６ 残差信号生成部、 １０７ 直交変換・量子化部、 １０８ 逆量子化・逆直交変換部、 １０９ 復号画像信号重畳部、 １１０ 符号化情報格納メモリ、 １１１ 復号画像メモリ、 １１２ 第１の符号化ビット列生成部、 １１３ 第２の符号化ビット列生成部、 １１４ 第３の符号化ビット列生成部、 １１５ 符号化ビット列多重化部、 １２１ 符号化ブロック単位の符号化情報のシンタックス要素算出部、 １２２ イントラ輝度予測モードのシンタックス要素算出部、 １２３ イントラ色差予測モードのシンタックス要素算出部、 １２４ インター予測情報のシンタックス要素算出部、 １２５ イントラ予測モード符号化制御部、 １２６ エントロピー符号化部、 ２０１ 符号化ビット列分離部、 ２０２ 第１の符号化ビット列復号部、 ２０３ 第２の符号化ビット列復号部、 ２０４ 第３の符号化ビット列復号部、 ２０５ 色差フォーマット管理部、 ２０６ イントラ予測部、 ２０７ インター予測部、 ２０８ 逆量子化・逆直交変換部、 ２０９ 復号画像信号重畳部、 ２１０ 符号化情報格納メモリ、 ２１１ 復号画像メモリ、 ２１２ スイッチ、 ２１３ スイッチ、 ２２１ イントラ予測モード復号制御部、 ２２２ エントロピー復号部、 ２２３ 符号化ブロック単位の符号化情報算出部、 ２２４ イントラ輝度予測モード算出部、 ２２５ イントラ色差予測モード算出部、 ２２６ インター予測情報算出部。

【要約】

【課題】輝度信号のイントラ予測モードに関する情報と色差信号のイントラ予測モードに関する情報を符号化して符号化ビット列内に配列する際、色差フォーマットに応じてイントラ予測モードを符号化しなければ、処理効率が悪くなることがある。
【解決手段】イントラ予測部１０３は、画像信号をあらかじめ設定された最小符号化ブロック単位でイントラ予測する際に、輝度信号を水平および垂直に分割する分割モードが設定された場合、色差フォーマットに応じて設定された最小符号化ブロック内の色差信号のイントラ予測の予測ブロック単位で色差信号のイントラ予測を行う。第２の符号化ビット列生成部１１３は、輝度信号の予測ブロックのイントラ輝度予測モードに関する情報と、色差信号の予測ブロックのイントラ色差予測モードに関する情報の符号化列を生成する。
【選択図】図１

【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】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】