(57)【要約】【課題】予測画素として、原画像を使用する場合でも、符号化効率が高い予測モードを選択することができるようにする。【解決手段】予測画像の生成に用いられた隣接画素と隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出する隣接ブロック内相関値演算部６を設け、評価値生成部７が差分絶対値和演算部４により算出された差分絶対値和と隣接ブロック内相関値演算部６により算出された相関値を加算することで評価値を生成し、評価値比較部８が予測モード制御部２により指定された予測モードの中で、評価値生成部７により生成された評価値が最小になる予測モードを選択する。【選択図】図１
2010177784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イントラ予測の予測方向を順次指定する予測方向指定手段と、符号化対象ブロックに隣接している隣接ブロック内の画素の中で、上記符号化対象ブロックに隣接している隣接画素のうち、上記予測方向指定手段により指定された予測方向に対応する隣接画素を用いて、予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像と上記符号化対象ブロック間の差分絶対値和又は差分自乗和を算出するとともに、上記予測画像の生成に用いられた隣接画素と上記隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出し、上記差分絶対値和又は上記差分自乗和と上記相関値を加算することで評価値を生成する評価値生成手段と、上記予測方向指定手段により指定された予測方向の中で、上記評価値生成手段により生成された評価値が最小になる予測方向を選択する予測方向選択手段とを備えた予測方向選択装置。
【請求項２】
評価値生成手段は、予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値と隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素の平均値との差分絶対値を算出し、上記差分絶対値と上記隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数とを乗算することで相関値を算出することを特徴とする請求項１記載の予測方向選択装置。
【請求項３】
評価値生成手段は、予測画像の生成に用いられた隣接画素と隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値の総和を算出し、上記差分絶対値の総和と上記隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数とを乗算することで相関値を算出することを特徴とする請求項１記載の予測方向選択装置。
【請求項４】
評価値生成手段は、予測画像の生成に用いられた隣接画素と隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値を算出して、上記差分絶対値と上記予測画像の生成に用いられた隣接画素の個数を乗算し、その乗算結果の総和を求めることで相関値を算出することを特徴とする請求項１記載の予測方向選択装置。
【請求項５】
評価値生成手段は、所定の重み付け係数を相関値に乗算し、差分絶対値和又は差分自乗和と重み付け係数乗算後の相関値を加算することで評価値を生成することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の予測方向選択装置。
【請求項６】
イントラ予測の予測方向を順次指定する予測方向指定手段と、符号化対象ブロックに隣接している隣接ブロック内の画素の中で、上記符号化対象ブロックに隣接している隣接画素のうち、上記予測方向指定手段により指定された予測方向に対応する隣接画素を用いて、予測画像を生成する予測画像生成手段と、上記予測画像生成手段により生成された予測画像と上記符号化対象ブロック間の差分絶対値和又は差分自乗和を算出するとともに、上記予測画像の生成に用いられた隣接画素と上記隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出し、上記差分絶対値和又は上記差分自乗和と上記相関値を加算することで評価値を生成する評価値生成手段と、上記予測方向指定手段により指定された予測方向の中で、上記評価値生成手段により生成された評価値が最小になる予測方向を選択する予測方向選択手段と、上記予測方向選択手段により選択された予測方向のイントラ予測を行うことで、上記符号化対象ブロックを符号化する符号化手段とを備えた画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、符号化効率が高い予測モード（予測方向）を選択する予測方向選択装置と、符号化効率が高い予測モードでイントラ予測を行う画像符号化装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は例えば非特許文献１に開示されている４×４ブロックのイントラ予測の予測モード（予測方向）を示す説明図である。ただし、図３における予測方向を示す番号は、非特許文献１と異なる値を割り振っている。
なお、図３で示している予測方向の他に、ＤＣ予測と呼ばれる予測モードもあるが、ＤＣ予測は方向を持たないため省略している。
【０００３】
画像符号化方式の国際標準であるＨ．２６４においても、符号化は、１６画素×１６ラインの画素で構成されるマクロブロックと呼ばれる単位で行われる。
図４はイントラ予測の符号化対象ブロックを示す説明図である。
イントラ予測は、図４に示すように、例えば、輝度信号の場合、マクロブロックが１６個のブロック（４画素×４ラインに分割されているブロック）単位、マクロブロックが４個のブロック（８画素×８ラインに分割されているブロック）単位、あるいは、マクロブロックが１個のブロック（１６画素×１６ラインのブロック）単位で行われる。
色差信号についても、所定の大きさのブロック単位で符号化が行われる。
Ｈ．２６４では、符号化対象ブロックのイントラ符号化を行う際、符号化が終了している近隣の画素を使用して予測値（予測画像）を求め、その予測値と符号化対象ブロックとの誤差信号の符号化（予測符号化）を行うようにしている。
【０００４】
以下、Ｈ．２６４における４×４ブロックの場合のイントラ予測符号化について説明する。なお、８×８ブロックの場合でも同様である。１６×１６ブロックの場合、色差信号は予測モードの数や種類が異なるが、予測方法に関しては同様である。
例えば、図３における４画素×４ラインの符号化対象ブロック（画素Ａ〜Ｐで構成されているブロック）をイントラ予測符号化する場合、符号化が終了している周辺の画素（画素ａ，ｂ，・・・，ｍ）を使用して予測画素を生成し、符号化対象画素Ａ〜Ｐと予測画素との予測誤差信号を符号化する。
例えば、予測モード１（方向１）と予測モード５（方向５）の場合の予測値は、下記の通りとなる。
【０００５】
【表１】
2010177784.tif 000003
【０００６】
他の予測モード（予測方向）の予測値は、符号化対象画素毎に、予測画素ａ〜ｍから演算によって算出する。
【０００７】
イントラ予測において、最適な予測方向を求める方法は次の通りである。
一般的に行われている方法としては、各予測方向の評価値を算出し、評価値が最小となる予測方向を最適な予測方向として符号化に使用する方法である。
このとき、評価値としては、符号化対象画素と予測画素との差分絶対値、あるいは、符号化対象画素と予測画素との差分二乗値を、符号化対象ブロック内の全部の画素について加算した値を使用することが多い。
また、各予測モードを選択したときに、当該予測モードを識別するために要する情報量相当を上記評価値に加算し、加算後の評価値を使用する場合もある。
【０００８】
予測モードを選択するときに使用する予測画素としては、符号化が終了している局部復号画像を使用する場合がある。また、ハードウェアを制約する観点から、原画像を使用する場合もある。
ここで、図５は予測画素として原画像を使用する場合の一般的な予測方向選択装置を示す構成図である。
【０００９】
予測モード制御部１０１は、イントラ予測の予測方向を順番に指定する処理を実施する。
予測画像生成部１０２は、符号化対象ブロックに隣接している隣接原画ブロックを入力すると、その隣接原画ブロック内の画素の中で、符号化対象ブロックに隣接している隣接画素のうち、予測モード制御部１０１により指定された予測モードに対応する隣接画素（図３の場合、例えば、予測方向１であれば、画素ｉ，ｊ，ｋ，ｌ、予測方向５であれば、画素ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、予測画像を生成する。
【００１０】
差分絶対値和演算部１０３は、予測画像生成部１０２が予測画像を生成すると、その予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和を算出する。
モードコスト演算部１０４は、周辺ブロックの符号化に使用された予測モードと、予測モード制御部１０１により指定された予測モードとを識別するために要する情報量相当のコストを演算する。
評価値生成部１０５は、差分絶対値和演算部１０３により算出された差分絶対値和とモードコスト演算部１０４により演算されたコストを加算することで評価値を生成する。
【００１１】
評価値比較部１０６は、評価値生成部１０５により生成された評価値と最適モード／評価値保持部１０７により保持されている評価値（以前、評価値生成部１０５により生成された評価値）を比較することで、予測モード制御部１０１により指定された予測モードの中で、最適な予測モード（評価値が最小になる予測モード）を選択する。
最適モード／評価値保持部１０７は、以前、評価値生成部１０５により生成された評価値を保持し、全ての予測モードの比較が終了した段階で、評価値比較部１０６により選択された最適な予測モードと評価値を出力する。
これにより、図５の予測方向選択装置から予測モードが出力されるが、予測画素として原画像を使用する場合、イントラ予測の符号化効率が劣化することがある。
具体的には、以下の通りである。
【００１２】
図６は符号化対象ブロックの予測画像を生成する際、原画像の周辺隣接ブロックを使用する場合の一例を示す説明図である。
図６の例では、白丸の画素の画素値が“２３５”、黒丸の画素の画素値が“１６”、斜線が付されている画素の画素値が“２００”であるとする。
このとき、予測モード制御部１０１により、例えば、予測モード１と予測モード５が指定された場合、差分絶対値和演算部１０３が、予測画像生成部１０２により生成された予測モード１のときの予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和Ｅ１を算出するとともに、予測モード５のときの予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和Ｅ５を算出する。
Ｅ１＝（２３５−２３５）×１６＝０
Ｅ５＝（２３５−２００）×１６＝５６０
【００１３】
評価値生成部１０５は、差分絶対値和演算部１０３が差分絶対値和Ｅ１，Ｅ５を算出すると、その差分絶対値和Ｅ１から評価値Ｒ１を生成し、その差分絶対値和Ｅ５から評価値Ｒ５を生成する。
ただし、ここでは、説明の簡単化のため、モードコスト演算部１０４により演算される予測モード１，５のコストが同じであるものとして（例えば、コスト＝０）、Ｅ１＝Ｒ１、Ｅ５＝Ｒ５であるとする。
評価値比較部１０６は、評価値生成部１０５により生成された評価値Ｒ１と評価値Ｒ５を比較して、最適な予測モード（評価値が最小になる予測モード）を選択するが、この場合、Ｒ１＜Ｒ５であるため、予測モード１を最適な予測モードとして選択する。
【００１４】
図７は符号化対象ブロックの予測画像を生成する際、局部復号画像の周辺隣接ブロックを使用する場合の一例を示す説明図である。
予測画素として原画像を使用する代わりに、符号化が終了している局部復号画像を使用する場合、差分絶対値和演算部１０３により算出される差分絶対値和Ｅ１，Ｅ５は、下記のようになる。
Ｅ１＝（２３５−１８０）×１６＝８８０
Ｅ５＝（２３５−１９０）×１６＝７２０
【００１５】
評価値生成部１０５は、差分絶対値和演算部１０３が差分絶対値和Ｅ１，Ｅ５を算出すると、その差分絶対値和Ｅ１から評価値Ｒ１を生成し、その差分絶対値和Ｅ５から評価値Ｒ５を生成する。この場合も、Ｅ１＝Ｒ１、Ｅ５＝Ｒ５であるとする。
評価値比較部１０６は、評価値生成部１０５により生成された評価値Ｒ１と評価値Ｒ５を比較して、最適な予測モード（評価値が最小になる予測モード）を選択するが、この場合、Ｒ１＞Ｒ５であるため、予測モード５を最適な予測モードとして選択する。
したがって、予測モード１を選択するより、予測モード５を選択する方が、符号化効率が良くなる。
【００１６】
しかし、予測画素として原画像を使用する場合、上述したように、予測モード１を選択してしまうため、イントラ予測の符号化効率が劣化することがある。
このように、予測画素として原画像を使用する場合と、予測画素として符号化が終了している局部復号画像を使用する場合とで、選択する予測モードが異なる理由は、次の通りである。
【００１７】
予測画素として使用する原画像の隣接左画素の画素値が、図６に示すように、符号化対象ブロック内の画素の画素値と同じであるにも関わらず、隣接左ブロック内で、隣接左画素の画素値と、それ以外の画素の画素値との差が非常に大きいために、符号化の結果、隣接左画素の画素値が大きく変わってしまっている（図７を参照）。
一方、原画像の隣接上画素の画素値は、図６に示すように、符号化対象ブロック内の画素の画素値との差は大きいが、隣接上ブロック内の他の画素の画素値との差は小さいため、符号化を行っても、画素値が大きく変化していない（図７を参照）。
よって、予測モード１を選択するより、予測モード５を選択する方が、符号化効率が良くなるため、予測画素として原画像を使用する場合には予測モード１を選択しているが、予測画素として符号化が終了している局部復号画像を使用する場合には予測モード５を選択している。
【００１８】
以上説明したように、Ｈ．２６４では、イントラ符号化において予測符号化を行うが、最適な予測モードを選択するときに、予測画素として原画を使用することがある。
しかし、符号化対象ブロックと原画から生成された予測画像との差分が小さいにも関わらず、実際の符号化に使用する局部復号画像から生成された予測画像との差分が大きくなり、符号化効率が低下することがある。
このことは、符号化対象ブロックにノイズが発生する要因となる。色差信号においても、同様のことが起こる場合、色にじみが発生するなどの原因になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】画像符号化方式の国際標準であるＨ．２６４（ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ）勧告書（ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃ．Ｈ．２６４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従来の予測方向選択装置は以上のように構成されているので、ハードウェアを制約する観点から、予測画素として、符号化が終了している局部復号画像ではなく、原画像を使用する場合、最適な予測方向を選択することができず、イントラ予測の符号化効率が劣化して、ノイズや色にじみなどの画質劣化が生じることがあるなどの課題があった。
【００２１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、予測画素として、原画像を使用する場合でも、符号化効率が高い予測方向を選択することができる予測方向選択装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、符号化効率が高い予測方向を使用して、画質劣化が少ない符号化を行うことができる画像符号化装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係る予測方向選択装置は、予測画像生成手段により生成された予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和又は差分自乗和を算出するとともに、その予測画像の生成に用いられた隣接画素と隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出し、その差分絶対値和又は差分自乗和と相関値を加算することで評価値を生成する評価値生成手段を設け、予測方向選択手段が予測方向指定手段により指定された予測方向の中で、評価値生成手段により生成された評価値が最小になる予測方向を選択するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、予測画像生成手段により生成された予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和又は差分自乗和を算出するとともに、その予測画像の生成に用いられた隣接画素と隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出し、その差分絶対値和又は差分自乗和と相関値を加算することで評価値を生成する評価値生成手段を設け、予測方向選択手段が予測方向指定手段により指定された予測方向の中で、評価値生成手段により生成された評価値が最小になる予測方向を選択するように構成したので、予測画素として、原画像を使用する場合でも、符号化効率が高い予測方向を選択することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１による予測方向選択装置を適用する画像符号化装置を示す構成図である。
【図２】符号化対象ブロックと隣接原画ブロック（左、上、右上、左上の隣接ブロック）を示す説明図である。
【図３】非特許文献１に開示されている４×４ブロックのイントラ予測の予測モード（予測方向）を示す説明図である。
【図４】イントラ予測の符号化対象ブロックを示す説明図である。
【図５】予測画素として原画像を使用する場合の一般的な予測方向選択装置を示す構成図である。
【図６】符号化対象ブロックの予測画像を生成する際、原画像の周辺隣接ブロックを使用する場合の一例を示す説明図である。
【図７】符号化対象ブロックの予測画像を生成する際、局部復号画像の周辺隣接ブロックを使用する場合の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による予測方向選択装置を適用する画像符号化装置を示す構成図である。
図１において、予測方向選択装置１は最も符号化効率が高い最適な予測モードを選択する装置である。
予測方向選択装置１の予測モード制御部２はイントラ予測の予測モード（予測方向）を順次指定する処理を実施する。なお、予測モード制御部２は予測方向指定手段を構成している。
【００２６】
予測画像生成部３は符号化対象ブロックに隣接している隣接原画ブロックを入力すると、その隣接原画ブロック内の画素の中で、符号化対象ブロックに隣接している隣接画素のうち、予測モード制御部２により指定された予測モードに対応する隣接画素（図３の場合、例えば、予測方向１であれば、画素ｉ，ｊ，ｋ，ｌ、予測方向５であれば、画素ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、予測画像を生成する処理を実施する。なお、予測画像生成部３は予測画像生成手段を構成している。
【００２７】
差分絶対値和演算部４は予測画像生成部３により生成された予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和を算出する処理を実施する。
図１では、差分絶対値和演算部４を実装している例を示しているが、差分絶対値和演算部４の代わりに、予測画像生成部３により生成された予測画像と符号化対象ブロック間の差分自乗和を算出する差分自乗和演算部を設け、その差分自乗和演算部が当該差分自乗和を評価値生成部７に出力するようにしてもよい。
【００２８】
モードコスト演算部５は周辺ブロックの符号化に使用された予測モードと、予測モード制御部２により指定された予測モードとを識別するために要する情報量相当のコストを演算する処理を実施する。
図１では、モードコスト演算部５を実装している例を示しているが、モードコスト演算部５については必ずしも実装している必要はなく省略が可能である。
【００２９】
隣接ブロック内相関値演算部６は予測画像生成部３により予測画像が生成される際に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出する処理を実施する。
即ち、隣接ブロック内相関値演算部６は予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値と、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素の平均値との差分絶対値を算出し、その差分絶対値と隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数とを乗算することで相関値を算出する処理を実施する。
【００３０】
評価値生成部７は差分絶対値和演算部４により算出された差分絶対値和（または、差分自乗和演算部により算出された差分自乗和）と、モードコスト演算部５により演算されたコストと、隣接ブロック内相関値演算部６により算出された相関値とを加算することで、評価値を生成する処理を実施する。
なお、差分絶対値和演算部４、モードコスト演算部５、隣接ブロック内相関値演算部６及び評価値生成部７から評価値生成手段が構成されている。
【００３１】
評価値比較部８は評価値生成部７により生成された評価値と最適モード／評価値保持部９により保持されている評価値（以前、評価値生成部７により生成された評価値）を比較することで、予測モード制御部２により指定された予測モードの中で、最適な予測モード（評価値が最小になる予測モード）を選択する処理を実施する。
最適モード／評価値保持部９は以前、評価値生成部７により生成された評価値を保持し、全ての予測モードの比較が終了した段階で、評価値比較部８により選択された最適な予測モードと評価値を出力する処理を実施する。
なお、評価値比較部８及び最適モード／評価値保持部９から予測方向選択手段が構成されている。
【００３２】
イントラ符号化部１０は予測方向選択装置１により選択された予測方向のイントラ予測を行うことで、符号化対象ブロックのイントラ符号化を実施して符号化データを出力する処理を実施する。なお、イントラ符号化部１０は符号化手段を構成している。
図２は符号化対象ブロックと隣接原画ブロック（左、上、右上、左上の隣接ブロック）を示す説明図である。
【００３３】
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、予測方向選択装置１が、図２に示すような符号化対象ブロックと周辺隣接ブロックを入力するものとする。
なお、各隣接ブロック内の左上画素の座標を（０，０）として、隣接左ブロック内の画素をＡ（ｉ，ｊ）、隣接上ブロック内の画素をＢ（ｉ，ｊ）、隣接右上ブロック内の画素をＣ（ｉ，ｊ）、隣接左上ブロック内の画素をＤ（ｉ，ｊ）とする。
ただし、ｉ＝０，１，２，３、ｊ＝０，１，２，３である。
【００３４】
まず、予測方向選択装置１の予測モード制御部２は、イントラ予測の予測モードｎ（例えば、ｎ＝１，２，・・・，７）を順次指定する。
例えば、予測モード０→１→２→・・・→７の順番で予測モードｎを順次指定する（図３を参照）。
【００３５】
予測画像生成部３は、符号化対象ブロックに隣接している図２の隣接原画ブロックを入力すると、その隣接原画ブロック内の画素の中で、符号化対象ブロックに隣接している隣接画素のうち、予測モード制御部２により指定された予測モードｎに対応する隣接画素を用いて、予測画像を生成する。
例えば、予測モード１であれば、隣接左ブロック内の画素Ａ（３，ｊ）を用いて、予測画像を生成し、予測モード５であれば、隣接上ブロック内の画素Ｂ（ｉ，３）を用いて、予測画像を生成する（図２及び図３を参照）。
【００３６】
差分絶対値和演算部４は、予測画像生成部３が予測画像を生成すると、その予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和Ｅｎを算出する。
例えば、予測モード制御部２により予測モード１が指定された場合、隣接左ブロック内の画素Ａ（３，ｊ）が予測画素となり、図２の例では、隣接左ブロック内の画素Ａ（３，ｊ）の画素値が“２３５”、符号化対象ブロック内の画素の画素値が“２３５”であるため、差分絶対値和Ｅ１は下記のようになる。
Ｅ１＝（２３５−２３５）×１６＝０
また、予測モード制御部２により予測モード５が指定された場合、隣接上ブロック内の画素Ｂ（ｉ，３）が予測画素となり、図２の例では、隣接上ブロック内の画素Ｂ（ｉ，３）の画素値が“２００”、符号化対象ブロック内の画素の画素値が“２３５”であるため、差分絶対値和Ｅ５は下記のようになる。
Ｅ５＝（２３５−２００）×１６＝５６０
【００３７】
ここでは、差分絶対値和演算部４が予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和Ｅｎを算出するものについて示しているが、差分絶対値和演算部４の代わりに、差分自乗和演算部を設けている場合、その差分自乗和演算部が予測画像生成部３により生成された予測画像と符号化対象ブロック間の差分自乗和Ｅｎ’を算出する。
例えば、予測モード制御部２により予測モード１が指定された場合、差分自乗和Ｅ１’は下記のようになる。
Ｅ１’＝（２３５−２３５）２×１６＝０
また、予測モード制御部２により予測モード５が指定された場合、差分自乗和Ｅ５’は下記のようになる。
Ｅ５’＝（２３５−２００）２×１６＝１９６００
【００３８】
モードコスト演算部５は、周辺ブロックの符号化に使用された予測モードと、予測モード制御部２により指定された予測モードとを識別するために要する情報量相当のコストを演算する。
ただし、この実施の形態１では、説明の簡単化のため、モードコスト演算部５により演算される全ての予測モードｎのコストＣｓｔが同じであるものとする（例えば、Ｃｓｔ＝０）。
【００３９】
隣接ブロック内相関値演算部６は、予測画像生成部３により予測画像が生成される際に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値Ｙｎを算出する。
即ち、隣接ブロック内相関値演算部６は、予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値と、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素の平均値との差分絶対値を算出し、その差分絶対値と隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数とを乗算することで相関値Ｙｎを算出する。
以下、隣接ブロック内相関値演算部６による相関値Ｙｎの算出処理を具体的に説明する。
【００４０】
まず、隣接ブロック内相関値演算部６は、予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値、即ち、隣接左ブロック内の画素の中で予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値Ａ０＿ａｖｅ、隣接上ブロック内の画素の中で予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値Ｂ０＿ａｖｅ、隣接右上ブロック内の画素の中で予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値Ｃ０＿ａｖｅ、隣接左上ブロック内の画素の中で予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値Ｄ０＿ａｖｅを算出する。
Ａ０＿ａｖｅ＝ΣＡ（３，ｊ）／４        ：ｊ＝０，１，２，３
Ｂ０＿ａｖｅ＝ΣＢ（ｉ，３）／４        ：ｉ＝０，１，２，３
Ｃ０＿ａｖｅ＝ΣＣ（ｉ，３）／４        ：ｉ＝０，１，２，３
Ｄ０＿ａｖｅ＝Ｄ（３，３）
【００４１】
次に、隣接ブロック内相関値演算部６は、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素の平均値、即ち、隣接左ブロック内の画素の中で、予測画像の生成に用いられた隣接画素以外の画素の平均値Ａ１＿ａｖｅ、隣接上ブロック内の画素の中で、予測画像の生成に用いられた隣接画素以外の画素の平均値Ｂ１＿ａｖｅ、隣接右上ブロック内の画素の中で、予測画像の生成に用いられた隣接画素以外の画素の平均値Ｃ１＿ａｖｅ、隣接左上ブロック内の画素の中で、予測画像の生成に用いられた隣接画素以外の画素の平均値Ｄ１＿ａｖｅを算出する。
Ａ１＿ａｖｅ＝ΣΣＡ（ｉ，ｊ）／１２    ：ｉ＝０，１，２、ｊ＝０，１，２，３
Ｂ１＿ａｖｅ＝ΣΣＢ（ｉ，ｊ）／１２    ：ｉ＝０，１，２，３、ｊ＝０，１，２
Ｃ１＿ａｖｅ＝ΣΣＣ（ｉ，ｊ）／１２    ：ｉ＝０，１，２，３、ｊ＝０，１，２
Ｄ１＿ａｖｅ＝（ΣΣＤ（ｉ，ｊ）−Ｄ(３，３)）／１５
：ｉ＝０，１，２，３、ｊ＝０，１，２，３
【００４２】
次に、隣接ブロック内相関値演算部６は、隣接ブロック毎に、予測画像の生成に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との差分絶対値ＫＡ，ＫＢ，ＫＣ，ＫＤを算出する。
ＫＡ＝｜Ａ０＿ａｖｅ−Ａ１＿ａｖｅ｜
ＫＢ＝｜Ｂ０＿ａｖｅ−Ｂ１＿ａｖｅ｜
ＫＣ＝｜Ｃ０＿ａｖｅ−Ｃ１＿ａｖｅ｜
ＫＤ＝｜Ｄ０＿ａｖｅ−Ｄ１＿ａｖｅ｜
最後に、隣接ブロック内相関値演算部６は、予測モード制御部２により予測モードｎが指定されたときの当該隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数ＭＡｎ，ＭＢｎ，ＭＣｎ，ＭＤｎを差分絶対値ＫＡ，ＫＢ，ＫＣ，ＫＤにそれぞれ乗算し、各乗算結果を加算して相関値Ｙｎを算出する。
Ｙｎ＝ＫＡ×ＭＡｎ＋ＫＢ×ＭＢｎ＋ＫＣ×ＭＣｎ＋ＫＤ×ＭＤｎ
【００４３】
ここで、隣接画素の個数ＭＡｎ，ＭＢｎ，ＭＣｎ，ＭＤｎは、例えば、予測モードｎのときに生成された予測画像の中の２つの画素がα，βである場合、下記のようになり、これをすべての予測画素分だけ加算した値である。
α
＝（１／４）×Ａ（３，０）＋（１／２）×Ｄ（３，３）＋（１／４）×Ｂ（０，３）
β
＝（１／４）×Ｂ（０，３）＋（１／２）×Ｂ（１，３）＋（１／４）×Ｂ（２，３）
ＭＡｎ＝１／４
ＭＢｎ＝（１／４）＋（１／４）＋（１／２）＋（１／４）＝５／４
ＭＣｎ＝０
ＭＤｎ＝１／２
【００４４】
評価値生成部７は、差分絶対値和演算部４により算出された差分絶対値和Ｅｎ（または、差分自乗和演算部により算出された差分自乗和Ｅｎ’）と、モードコスト演算部５により演算されたコストＣｓｔと、隣接ブロック内相関値演算部６により算出された相関値Ｙｎとを加算することで、評価値Ｒｎを生成する。
Ｒｎ＝Ｅｎ＋Ｃｓｔ＋Ｙｎ
【００４５】
図２の例では、平均値Ａ０＿ａｖｅ，Ａ１＿ａｖｅ，Ｂ０＿ａｖｅ，Ｂ１＿ａｖｅ，Ｃ０＿ａｖｅ，Ｃ１＿ａｖｅ，Ｄ０＿ａｖｅ，Ｄ１＿ａｖｅ、差分絶対値ＫＡ，ＫＢ，ＫＣ，ＫＤが下記の通りとなる。
Ａ０＿ａｖｅ＝２３５×４／４＝２３５
Ａ１＿ａｖｅ＝１６×１２／１２＝１６
Ｂ０＿ａｖｅ＝２００×４／４＝２００
Ｂ１＿ａｖｅ＝２００×１２／１２＝２００
Ｃ０＿ａｖｅ＝２００×４／４＝２００
Ｃ１＿ａｖｅ＝２００×１２／１２＝２００
Ｄ０＿ａｖｅ＝２００
Ｄ１＿ａｖｅ＝（１６×１２＋２００×３）／１５＝５２
ＫＡ＝｜２３５−１６｜＝２１９
ＫＢ＝｜２００−２００｜＝０
ＫＣ＝｜２００−２００｜＝０
ＫＤ＝｜２００−５２｜＝１４８
【００４６】
したがって、例えば、予測モード１が選択された場合、隣接画素の個数ＭＡ１，ＭＢ１，ＭＣ１，ＭＤ１が下記のようになるため、評価値生成部７により生成される評価値Ｒ１は下記のようになる。ただし、説明の簡単化のため、Ｃｓｔ＝０としている。
ＭＡ１＝１６、ＭＢ１＝０、ＭＣ１＝０、ＭＤ１＝０
Ｙ１＝２１９×１６＋０×０＋０×０＋１４８×０＝３５０４
Ｒ１＝Ｅ１＋Ｃｓｔ＋Ｙ１＝（２３５−２３５）×１６＋Ｙ１＝３５０４
また、例えば、予測モード５が選択された場合、隣接画素の個数ＭＡ５，ＭＢ５，ＭＣ５，ＭＤ５が下記のようになるため、評価値生成部７により生成される評価値Ｒ５は下記のようになる。
ＭＡ１＝０、ＭＢ１＝１６、ＭＣ１＝０、ＭＤ１＝０
Ｙ５＝２１９×０＋０×１６＋０×０＋１４８×０＝０
Ｒ５＝Ｅ５＋Ｃｓｔ＋Ｙ５＝（２３５−２００）×１６＋Ｙ５＝５６０
【００４７】
評価値比較部８は、評価値生成部７が評価値Ｒｎを生成すると、その評価値Ｒｎと最適モード／評価値保持部９により保持されている評価値（以前、評価値生成部７により生成された評価値）を比較することで、予測モード制御部２により指定された予測モードの中で、最適な予測モード（評価値が最小になる予測モード）を選択する。
例えば、評価値生成部７により予測モード１のときの評価値Ｒ１と、予測モード５のときの評価値Ｒ５が生成されている場合、上記の通り、Ｒ１＞Ｒ５であるため、最適な予測モードとして、予測モード５を選択する。
【００４８】
最適モード／評価値保持部９は、以前、評価値生成部７により生成された評価値Ｒｎを保持し、全ての予測モードの比較が終了した段階で、評価値比較部８により選択された最適な予測モードと評価値をイントラ符号化部１０に出力する。
イントラ符号化部１０は、予測方向選択装置１の最適モード／評価値保持部９から最適な予測モードを受けると、その予測モードでイントラ予測を行うことで、符号化対象ブロックのイントラ符号化を実施して符号化データを出力する。
【００４９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、差分絶対値和演算部４が予測画像生成部３により生成された予測画像と符号化対象ブロック間の差分絶対値和を算出し、隣接ブロック内相関値演算部６が予測画像の生成に用いられた隣接画素と隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素との間の相関値を算出し、評価値生成部７が差分絶対値和演算部４により算出された差分絶対値和と隣接ブロック内相関値演算部６により算出された相関値を加算することで評価値を生成し、評価値比較部８が予測モード制御部２により指定された予測モードの中で、評価値生成部７により生成された評価値が最小になる予測モードを選択するように構成したので、予測画素として、原画像を使用する場合でも、符号化効率が高い予測モードを選択することができる効果を奏する。
【００５０】
また、この実施の形態１によれば、予測方向選択装置１の最適モード／評価値保持部９から出力された予測モードでイントラ予測を行うことで、符号化対象ブロックのイントラ符号化を行うように構成したので、符号化効率の劣化に伴うノイズや色にじみなどの画質劣化を防止することができる効果を奏する。
【００５１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、隣接ブロック内相関値演算部６が、予測画像の生成に用いられた隣接画素の平均値Ａ０＿ａｖｅ，Ｂ０＿ａｖｅ，Ｃ０＿ａｖｅ，Ｄ０＿ａｖｅと、隣接ブロック内の上記隣接画素以外の画素の平均値Ａ１＿ａｖｅ，Ｂ１＿ａｖｅ，Ｃ１＿ａｖｅ，Ｄ１＿ａｖｅとの差分絶対値ＫＡ，ＫＢ，ＫＣ，ＫＤを算出し、その差分絶対値ＫＡ，ＫＢ，ＫＣ，ＫＤと隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数ＭＡｎ，ＭＢｎ，ＭＣｎ，ＭＤｎとを乗算することで相関値Ｙｎを算出するものについて示したが、隣接ブロック内相関値演算部６が、予測画像の生成に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’を算出し、その差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’と隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数ＭＡｎ，ＭＢｎ，ＭＣｎ，ＭＤｎとを乗算することで相関値Ｙｎを算出するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
以下、隣接ブロック内相関値演算部６による相関値Ｙｎの算出処理を具体的に説明する。
まず、隣接ブロック内相関値演算部６は、隣接ブロック毎に、予測画像の生成に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’を算出する。
ＫＡ’＝Σ｜Ａ（３，ｊ）−Ａ（２，ｊ）｜／４      ：ｊ＝０，１，２，３
ＫＢ’＝Σ｜Ｂ（ｉ，３）−Ｂ（ｉ，２）｜／４      ：ｉ＝０，１，２，３
ＫＣ’＝Σ｜Ｃ（ｉ，３）−Ｃ（ｉ，２）｜／４      ：ｉ＝０，１，２，３
ＫＤ’＝（｜Ｄ（３，３）−Ｄ（３，２）｜＋｜Ｄ（３，３）−Ｄ（２，３）｜）／２
【００５３】
隣接ブロック内相関値演算部６は、差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’を算出すると、予測モード制御部２により予測モードｎが指定されたときの当該隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数ＭＡｎ，ＭＢｎ，ＭＣｎ，ＭＤｎを差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’にそれぞれ乗算し、各乗算結果を加算して相関値Ｙｎを算出する。
Ｙｎ＝ＫＡ’×ＭＡｎ＋ＫＢ’×ＭＢｎ＋ＫＣ’×ＭＣｎ＋ＫＤ’×ＭＤｎ
【００５４】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、隣接ブロック内相関値演算部６が、予測画像の生成に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’を算出し、その差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’と隣接ブロックに含まれている隣接画素の個数ＭＡｎ，ＭＢｎ，ＭＣｎ，ＭＤｎとを乗算することで相関値Ｙｎを算出するものについて示したが、隣接ブロック内相関値演算部６が、予測画像の生成に用いられた隣接画素と上記隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値ＫＡｚ，ＫＢｚ，ＫＣｚ，ＫＤ３を算出して、その差分絶対値ＫＡｚ，ＫＢｚ，ＫＣｚ，ＫＤ３と予測画像の生成に用いられた隣接画素の個数ＭＡｚｎ，ＭＢｚｎ，ＭＣｚｎ，ＭＤ３ｎを乗算し、その乗算結果の総和を求めることで相関値Ｙｎを算出するようにしてもよく、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
この実施の形態３では、上記実施の形態１，２のように、隣接ブロック単位の相関値である差分絶対値ＫＡ，ＫＢ，ＫＣ，ＫＤ（または、差分絶対値の総和ＫＡ’，ＫＢ’，ＫＣ’，ＫＤ’）を使用して相関値Ｙｎを算出するものではなく、隣接画素単位の相関値である差分絶対値ＫＡｚ，ＫＢｚ，ＫＣｚ，ＫＤ３を使用して相関値Ｙｎを算出するようにしている。
以下、隣接ブロック内相関値演算部６による相関値Ｙｎの算出処理を具体的に説明する。
【００５６】
まず、隣接ブロック内相関値演算部６は、隣接ブロック毎に、予測画像の生成に用いられた隣接画素と、隣接ブロック内の上記隣接画素の隣の画素との差分絶対値ＫＡｚ，ＫＢｚ，ＫＣｚ，ＫＤ３を算出する。
ＫＡｚ＝｜Ａ（３，ｚ）−Ａ（２，ｚ）｜      ：ｚ＝０，１，２，３
ＫＢｚ＝｜Ｂ（ｚ，３）−Ｂ（ｚ，２）｜      ：ｚ＝０，１，２，３
ＫＣｚ＝｜Ｃ（ｚ，３）−Ｃ（ｚ，２）｜      ：ｚ＝０，１，２，３
ＫＤ３＝（｜Ｄ（３，３）−Ｄ（３，２）｜＋｜Ｄ（３，３）−Ｄ（２，３）｜)／２
【００５７】
隣接ブロック内相関値演算部６は、差分絶対値ＫＡｚ，ＫＢｚ，ＫＣｚ，ＫＤ３を算出すると、予測モード制御部２により予測モードｎが指定されたときの予測画像の生成に用いられた隣接画素の個数ＭＡｚｎ，ＭＢｚｎ，ＭＣｚｎ，ＭＤ３ｎを差分絶対値ＫＡｚ，ＫＢｚ，ＫＣｚ，ＫＤ３にそれぞれ乗算し、各乗算結果の総和を加算することで相関値Ｙｎを算出する。
Ｙｎ
＝Σ（ＫＡｚ×ＭＡｚｎ）＋Σ（ＫＢｚ×ＭＢｚｎ）＋Σ（ＫＣｚ×ＭＣｚｎ）
＋ＫＤ３×ＭＤ３ｎ                        ：ｚ＝０，１，２，３
【００５８】
ここで、予測画像の生成に用いられた隣接画素の個数ＭＡｚｎ，ＭＢｚｎ，ＭＣｚｎ，ＭＤ３ｎは、例えば、予測モードｎのときに生成された予測画像の中の２つの画素がα，βである場合、下記のようになり、これをすべての予測画素分だけ加算した値である。
α
＝（１／４）×Ａ（３，０）＋（１／２）×Ｄ（３，３）＋（１／４）×Ｂ（０，３）
β
＝（１／４）×Ｂ（０，３）＋（１／２）×Ｂ（１，３）＋（１／４）×Ｂ（２，３）
ＭＡ０ｎ＝１／４
ＭＢ０ｎ＝（１／４）＋（１／４）＝１／２
ＭＢ１ｎ＝１／２
ＭＢ２ｎ＝１／４
ＭＤ３ｎ＝１／２
上記以外の個数は０
【００５９】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、評価値生成部７が差分絶対値和演算部４により算出された差分絶対値和Ｅｎと、モードコスト演算部５により演算されたコストＣｓｔと、隣接ブロック内相関値演算部６により算出された相関値Ｙｎとを加算することで、評価値Ｒｎを生成するものについて示したが、隣接ブロック内相関値演算部６が所定の重み付け係数を相関値Ｙｎに乗算し、評価値生成部７が差分絶対値和ＥｎとコストＣｓｔと重み付け係数乗算後の相関値Ｙｎとを加算することで、評価値Ｒｎを生成するようにしてもよい。
【００６０】
隣接ブロック内相関値演算部６が相関値Ｙｎに乗算する所定の重み付け係数は、例えば、Ｈ．２６４において量子化を行うパラメータであるｑｐ値に応じて適応的に変化させるようにしてもよい。
例えば、ｑｐ値が大きいときには重み付け係数を大きくし、ｑｐ値が小さいときには重み付け係数を小さくするようにする。
これにより、原画像を使用して予測モードの選択を行う際、符号化対象ブロックと復号画像より生成された予測画像との予測誤差が大きい予測モードが選択されても、小さい値のｑｐ値で符号化を行った場合には、符号化対象ブロックに近い復号画像が得られるようになる。
【符号の説明】
【００６１】
１  予測方向選択装置、２  予測モード制御部（予測方向指定手段）、３  予測画像生成部（予測画像生成手段）、４  差分絶対値和演算部（評価値生成手段）、５  モードコスト演算部（評価値生成手段）、６  隣接ブロック内相関値演算部（評価値生成手段）、７  評価値生成部（評価値生成手段）、８  評価値比較部（予測方向選択手段）、９  最適モード／評価値保持部（予測方向選択手段）、１０  イントラ符号化部（符号化手段）、１０１  予測モード制御部、１０２  予測画像生成部、１０３  差分絶対値和演算部、１０４  モードコスト演算部、１０５  評価値生成部、１０６  評価値比較部、１０７  最適モード／評価値保持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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