(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像のイントラ予測符号化方法において、
入力ブロックを周波数変換するステップと、
前記周波数変換された入力ブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの割合から計算された前記入力ブロック内部のエッジ方向から、前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断するステップと、
前記判断された画素の方向性に基づいて複数のイントラ予測モードのうち、イントラ予測を行うイントラ予測モード候補を選択するステップと、
前記選択されたイントラ予測モード候補によって前記入力ブロックに対するイントラ予測を行うステップとを含み、
前記イントラ予測モード候補を選択するステップは、
前記周波数変換された入力ブロックの全体エネルギー分布で、直流成分エネルギーの大きさを除外した交流成分エネルギーが持つ比率を計算し、前記比率が所定の臨界値未満である場合には、直流モードをイントラ予測モード候補に選択するステップを更に含む、ことを特徴とする映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項２】
前記周波数変換は、
離散余弦変換であることを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項３】
前記横方向のエッジ情報を持つ係数は、前記周波数変換された入力ブロックの最右上側係数及び前記最右上側係数に隣接した係数を含み、前記縦方向のエッジ情報を持つ係数は、前記周波数変換された入力ブロックの最左下側係数及び前記最左下側係数に隣接した係数を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項４】
前記エネルギーサイズの比率をＲ、前記入力ブロックの垂直方向と前記入力ブロック内部のエッジ方向とがなす角をθとする時、
Ｒ＝｛（横方向のエッジ情報を持つ係数それぞれの自乗の和）／（縦方向のエッジ情報を持つ係数それぞれの自乗の和）｝と、
θ＝ｔａｎ−１Ｒと、であることを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項５】
前記入力ブロックのサイズを４×４、前記周波数変換された入力ブロックのｕ（ｕ＝０，１，２，３）行目、ｖ（ｖ＝０，１，２，３）列目の係数をＦ（ｕ，ｖ）とする時、前記入力ブロックの垂直方向と前記入力ブロック内部のエッジ方向とがなす角（θ）は、次の式
【数１】
0005401009.tif 000006
を通じて計算されることを特徴とする請求項４に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項６】
前記イントラ予測モード候補を選択するステップは、
前記判断された方向性と最も類似した方向を持つイントラ予測モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項７】
前記イントラ予測モード候補を選択するステップは、
前記判断された方向性が互いに隣接した前記所定のイントラモードの中間領域に位置した場合、前記互いに隣接した所定のイントラモードをいずれもイントラ予測モード候補に選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項８】
前記入力ブロックのサイズをｍ×ｎ、前記周波数変換された入力ブロックのｕ（ｕ＝０，１，２，…，ｍ）行目、ｖ（ｖ＝０，１，２，…，ｍ）列目の係数をＦ（ｕ，ｖ）とする時、前記比率ＤＤＣは次の式
【数２】
0005401009.tif 000007
を通じて計算されることを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項９】
前記所定のイントラ予測モードは、Ｈ．２６４標準案によるイントラ予測モードであることを特徴とする請求項１に記載の映像のイントラ予測符号化方法。
【請求項１０】
映像のイントラ予測符号化装置において、
入力ブロックを周波数変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部で周波数変換された入力ブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの割合から計算された前記入力ブロック内部のエッジ方向から、前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断する方向性判断部と、
前記判断された画素の方向性に基づいて、複数のイントラ予測モードのうち、イントラ予測を行うイントラ予測モード候補を選択するイントラ予測モード候補選択部と、
前記選択されたイントラ予測モード候補によって、前記入力ブロックに対するイントラ予測を行うイントラ予測実行部とを備え、
前記イントラ予測モード候補選択部は、
前記周波数変換された入力ブロックの全体エネルギー分布で直流成分エネルギーの大きさを除外した交流成分エネルギーが持つ比率を計算し、前記比率が所定の臨界値未満である場合には、直流モードをイントラ予測モード候補に選択する、ことを特徴とする映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１１】
前記周波数変換部は、
離散余弦変換を利用することを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１２】
前記横方向のエッジ情報を持つ係数は、前記周波数変換された入力ブロックの最右上側係数及び前記最右上側係数に隣接した係数を含み、前記縦方向のエッジ情報を持つ係数は、前記周波数変換された入力ブロックの最左下側係数及び前記最左下側係数に隣接した係数を含むことを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１３】
前記エネルギーサイズの比率をＲ、前記入力ブロックの垂直方向と前記入力ブロック内部のエッジ方向とがなす角をθとする時、
Ｒ＝｛（横方向のエッジ情報を持つ係数それぞれの自乗の和）／（縦方向のエッジ情報を持つ係数それぞれの自乗の和）｝、
θ＝ｔａｎ−１Ｒであることを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１４】
前記入力ブロックのサイズを４×４、前記周波数変換された入力ブロックのｕ（ｕ＝０，１，２，３）行目、ｖ（ｖ＝０，１，２，３）列目の係数をＦ（ｕ，ｖ）とする時、
前記方向性判断部は、次の式
【数３】
0005401009.tif 000008
を通じて、前記入力ブロックの垂直方向と前記入力ブロック内部のエッジ方向とがなす角（θ）を計算して前記方向性を判断することを特徴とする請求項１３に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１５】
前記イントラ予測モード候補選択部は、
前記判断された方向性と最も類似した方向を持つイントラ予測モードを選択することを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１６】
前記イントラ予測モード候補選択部は、
前記判断された方向性が互いに隣接した前記所定のイントラモードの中間領域に位置した場合、前記互いに隣接した所定のイントラモードをいずれもイントラ予測モード候補に選択することを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１７】
前記入力ブロックのサイズをｍ×ｎ、前記周波数変換された入力ブロックのｕ（ｕ＝０，１，２，…，ｍ）行目、ｖ（ｖ＝０，１，２，…，ｍ）列目の係数をＦ（ｕ，ｖ）とする時、
前記イントラ予測モード候補選択部は、次の式
【数４】
0005401009.tif 000009
を通じて、前記比率ＤＤＣを計算することを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１８】
前記所定のイントラ予測モードは、Ｈ．２６４標準案によるイントラ予測モードであることを特徴とする請求項１０に記載の映像のイントラ予測符号化装置。
【請求項１９】
映像のイントラ予測復号化方法において、
周波数変換された入力ブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの割合から計算された前記入力ブロック内部のエッジ方向から判断された画素の方向性に基づいて選択された所定のイントラ予測モードによって、イントラ予測符号化されたビットストリームを受信するステップと、
前記受信されたビットストリームのヘッダに備わったイントラ予測モード情報を利用して復号化する現在ブロックのイントラ予測モードを決定するステップと、
前記決定されたイントラ予測モードによってイントラ予測復号化を行うステップとを含み、
前記受信されたビットストリームは、周波数変換された入力ブロックの全体エネルギー分布で、直流成分エネルギーの大きさを除外した交流成分エネルギーが持つ比率が所定の臨界値未満である場合に、直流モードがイントラ予測モードとして選択されていることを示す情報を前記イントラ予測モード情報として含む、ことを特徴とする映像のイントラ予測復号化方法。
【請求項２０】
映像のイントラ予測復号化装置において、
周波数変換された入力ブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの割合から計算された前記入力ブロック内部のエッジ方向から判断された画素の方向性に基づいて選択された所定のイントラ予測モードによって、イントラ予測符号化されたビットストリームを受信し、前記受信されたビットストリームのヘッダに備わったイントラ予測モード情報によってイントラ予測復号化するイントラ予測実行部を備え、
前記受信されたビットストリームは、周波数変換された入力ブロックの全体エネルギー分布で、直流成分エネルギーの大きさを除外した交流成分エネルギーが持つ比率が所定の臨界値未満である場合に、直流モードがイントラ予測モードとして選択されていることを示す情報を前記イントラ予測モード情報として含む、ことを特徴とする映像のイントラ予測復号化装置。
【請求項２１】
入力ブロックを周波数変換するステップと、
周波数変換された入力ブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの割合から計算された前記入力ブロック内部のエッジ方向から、前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断するステップと、
前記判断された画素の方向性に基づいて、複数のイントラ予測モードのうち、イントラ予測を行うイントラ予測モード候補を選択するステップと、
前記選択されたイントラ予測モード候補によって前記入力ブロックに対するイントラ予測を行うステップとを含み、
前記イントラ予測モード候補を選択するステップは、
前記周波数変換された入力ブロックの全体エネルギー分布で、直流成分エネルギーの大きさを除外した交流成分エネルギーが持つ比率を計算し、前記比率が所定の臨界値未満である場合には、直流モードをイントラ予測モード候補に選択するステップを更に含む、映像のイントラ予測方法をコンピュータで行えるコンピュータプログラムが記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像のイントラ予測に係り、より具体的には、入力映像の方向性に基づいて選択されたイントラ予測モードによってイントラ予測を行うことによって、イントラ予測の複雑度を低減させ、符号化速度を向上させるための映像のイントラ予測符号化、復号化方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号の圧縮標準のうち一つであるＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）は、多重参照動き補償、ループフィルタリング、可変ブロックサイズ動き補償、文脈適応型２進数符号化（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ；ＣＡＢＡＣ）のようなエントロピーコーディングなど、圧縮効率を向上させるための多様な技術を採択している。
【０００３】
Ｈ．２６４標準案によれば、映像を符号化するために一つのピクチャーをマクロブロックに分ける。そして、インター予測及びイントラ予測で利用可能なあらゆる符号化モードでそれぞれのマクロブロックを符号化した後、マクロブロックの符号化にかかるビット率と、原マクロブロックと復号化されたマクロブロックとの歪曲程度によって符号化モードを一つ定めて、マクロブロックを符号化する。
【０００４】
イントラ予測は、現在ピクチャーのブロックを符号化するために参照ピクチャーを参照するものではなく、符号化しようとする現在ブロックと空間的に隣接した画素値を利用して符号化しようとする現在ブロックに対する予測値を計算した後、この予測値と実際画素値との差を符号化することをいう。ここで、イントラ予測モードは、輝度成分の４×４イントラ予測モード、８×８イントラ予測モード（ｈｉｇｈ
ｐｒｏｆｉｌｅの場合）、１６×１６イントラ予測モード及び色差成分に対するイントラ予測モードに大別される。
【０００５】
図１は、Ｈ．２６４標準案による輝度成分の１６×１６イントラ予測モードを示す図であり、図２は、Ｈ．２６４標準案による輝度成分の４×４イントラ予測モードを示す図である。
【０００６】
図１を参照するに、１６×１６イントラ予測モードは、垂直モード、水平モード、ＤＣ（直流）モード、プレイン（ｐｌａｎｅ）モードの総４個のモードに分けられる。また、図２を参照するに、４×４イントラ予測モードは、垂直モード、水平モード、ＤＣモード、対角線左下側モード、対角線右下側モード、垂直右側モード、垂直左側モード、水平上側モード及び水平下側モードの総９個のモードに分けられる。
【０００７】
一例として、図２のモード０、すなわち、垂直モードによって４×４サイズの現在ブロックを予測符号化する動作を説明する。まず、４×４サイズの現在ブロックの上側に隣接した画素ＡないしＤの画素値を４×４現在ブロックの画素値に予測する。すなわち、画素Ａの値を４×４現在ブロックの１列目に含まれた４個の画素値に、画素Ｂの値を４×４現在ブロックの二列目に含まれた４個の画素値に、画素Ｃの値を４×４現在ブロックの三列目に含まれた４個の画素値に、画素Ｄの値を４×４現在ブロックの４列目に含まれた４個の画素値に予測する。次いで、前記画素ＡないしＤを利用して、予測された４×４現在ブロックと元来の４×４現在ブロックとに含まれた画素の実際値を減算して差値を求めた後、その差値を符号化する。
【０００８】
Ｈ．２６４標準案による映像の符号化時に、前記４×４イントラ予測モード及び１６×１６イントラ予測モードの総１３つのモードで現在マクロブロックを符号化した後、そのうち、率−歪曲コスト（ｒａｔｅ−ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  ｃｏｓｔ、以下“ＲＤコスト”という）が最も小さなモードでイントラ符号化を行う。具体的には、現在マクロブロックに対して４つの１６×１６イントラ予測モードを行って、ＲＤコストの最も小さな１６×１６イントラ予測モードを選択し、４×４サブブロックに対して順に前記９つの４×４イントラ予測モードを行って、それぞれのサブブロック別にＲＤコストの最も小さなモードを選択する。そして、前記選択された１６×１６イントラ予測モードのＲＤコストと、それぞれのサブブロックのＲＤコストとを合せた４×４イントラ予測モードのＲＤコストを比較して、最終的にＲＤコストの最も小さなイントラ予測モードを選択する。したがって、従来技術によるイントラ予測方式は、イントラ予測モード一つを決定するために同じ大きさの演算を数百回行って圧縮効率は向上するが、複雑度及び演算量が増加する問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、前記のような問題点に鑑みてなされたものであり、所定サイズのブロック別に既定のあらゆるイントラ予測モードに対してイントラ予測を行わず、入力ブロックの特性から決定された所定のイントラ予測モードに対してのみイントラ予測を行うことによって、イントラ予測時の複雑度及び演算量を低減させる映像のイントラ予測符号化、復号化方法及び装置を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記のような技術的課題を解決するために本発明の映像のイントラ予測符号化方法は、入力ブロックを周波数変換するステップと、前記周波数変換された入力ブロックの係数を利用して前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断するステップと、前記判断された画素の方向性に基づいて複数のイントラ予測モードのうち、イントラ予測を行うイントラ予測モード候補を選択するステップと、前記選択されたイントラ予測モード候補によって前記入力ブロックに対するイントラ予測を行うステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明による映像のイントラ予測符号化装置は、入力ブロックを周波数変換する周波数変換部と、前記周波数変換部で周波数変換された入力ブロックの係数を利用して、前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断する方向性判断部と、前記判断された画素の方向性に基づいて、複数のイントラ予測モードのうち、イントラ予測を行うイントラ予測モード候補を選択するイントラ予測モード候補選択部と、前記選択されたイントラ予測モード候補によって、前記入力ブロックに対するイントラ予測を行うイントラ予測実行部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明による映像のイントラ予測復号化方法は、周波数変換された入力ブロックの係数から判断された画素の方向性に基づいて選択された所定のイントラ予測モードによって、イントラ予測符号化されたビットストリームを受信するステップと、前記受信されたビットストリームのヘッダに備わったイントラ予測モード情報を利用して復号化する現在ブロックのイントラ予測モードを決定するステップと、前記決定されたイントラ予測モードによってイントラ予測復号化を行うステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明による映像のイントラ予測復号化装置は、周波数変換された入力ブロックの係数から判断された画素の方向性に基づいて選択された所定のイントラ予測モードによって、イントラ予測符号化されたビットストリームを受信し、前記受信されたビットストリームのヘッダに備わったイントラ予測モードによってイントラ予測復号化するイントラ予測実行部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、イントラ予測の演算量を低減させてリアルタイム映像圧縮での圧縮性能を維持し、かつ演算速度を向上させて映像のリアルタイム処理性能を向上させることができる。例えば、本発明は、リアルタイムインターネットストリーミングサービスで映像符号化時にイントラ予測速度を向上させることによって、効率的なストリーミングサービスを具現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図３は、本発明によるイントラ予測符号化装置が適用される映像符号化装置を示すブロック図である。以下では、説明の便宜のために、Ｈ．２６４標準案による映像符号化装置に、本発明によるイントラ予測符号化装置が適用される場合を中心に説明するが、本発明によるイントラ予測符号化装置は、イントラ予測を利用する他の方式の圧縮方式にも適用できる。
【００１７】
図３を参照するに、映像符号化装置３００は、動き推定部３０２、動き補償部３０４、イントラ予測部３３０、変換部３０８、量子化部３１０、再整列部３１２、エントロピーコーディング部３１４、逆量子化部３１６、逆変換部３１８、フィルタ３２０及びフレームメモリ３２２を備える。ここで、イントラ予測部３３０は本発明によるイントラ予測符号化装置に対応する。
【００１８】
インター予測のために、現在ピクチャーのマクロブロックの予測値を参照ピクチャーで探すことは、動き推定部３０２で行われる。動き補償部３０４は、１／２画素または１／４画素単位で参照ブロックが見つけられた場合には、これら中間画素値を計算して参照ブロックデータ値を定める。このように、インター予測は、動き推定部３０２と動き補償部３０４とで行われる。
【００１９】
イントラ予測部３３０は、現在ブロックの予測ブロックを現在ピクチャー内で探すイントラ予測を行う。特に、本発明によるイントラ予測部３３０は、後述するように、所定サイズの入力ブロックを周波数領域に変換した後、前記周波数変換された入力ブロックの係数のうち、前記入力ブロックの方向性に影響を与える係数を選択し、前記選択された係数から前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断する。また、イントラ予測部３３０は、前記判断された入力ブロック画素の方向性と最も類似した方向性を持つイントラ予測モード候補に対してのみイントラ予測を行うことによって、従来入力ブロックの特性に関係なくあらゆるイントラ予測モードに対して、イントラ予測を行う場合に比べて符号化速度を向上させる一方、複雑度を低減させる。
【００２０】
インター予測またはイントラ予測が行われて、現在入力ブロックに対応する予測ブロックが形成されれば、前記予測ブロックと現在入力ブロックとの間の残差を計算し、変換部３０８及び量子化部３１０は、それぞれ前記残差を変換及び量子化する。量子化された残差は、エントロピーコーディング部３１４で符号化するために再整列部３１２を経る。また、インター予測に使われる参照ピクチャーを得るために、量子化されたピクチャーを逆量子化部３１６と逆変換部３１８とを経て現在ピクチャーを復元する。このように復元された現在ピクチャーは、デブロッキングフィルタリングを行うフィルタ３２０を経た後、フレームメモリ３２２に保存されていて、次のピクチャーに対してインター予測を行うのに使われる。
【００２１】
図４は、図３の本発明によるイントラ予測部３３０の構成を示すブロック図である。図４を参照するに、イントラ予測部３３０は、周波数変換部３３１、方向性判断部３３２、イントラ予測モード候補選択部３３３及びイントラ予測実行部３３４を備える。
【００２２】
周波数変換部３３１は、所定サイズの入力ブロックに対する周波数変換を行う。一実施形態として、周波数変換部３３１は、離散余弦変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下“ＤＣＴ変換”という）を利用して、前記入力ブロックを周波数変換する。周知のように、ＤＣＴ変換は、入力映像を２次元周波数成分に分解する変換過程である。Ｎ×Ｎ入力ブロックのｉ行目（ｉ＝０，１，２，…，Ｎ−１）及びｊ列目（ｊ＝０，１，２，…，Ｎ−１）の画素をｆ（ｉ，ｊ）、前記周波数変換された入力ブロックのｕ行目（ｕ＝０，１，２，…，Ｎ−１）及びｖ列目（ｖ＝０，１，２，…，Ｎ−１）のＤＣＴ係数をＦ（ｕ，ｖ）と表せば、Ｆ（ｕ，ｖ）は次の式（１）のように表現される。
【００２３】
【数５】
0005401009.tif 000002
が０でない場合）である。
【００２４】
方向性判断部３３２は、前記周波数変換された入力ブロックの係数を利用して前記入力ブロックに備わった画素の方向性を判断する。
【００２５】
図５は、本発明による映像のイントラ予測符号化方法及び装置で利用される周波数変換されたブロック係数の特徴を説明するための図であり、図６は、本発明による映像のイントラ予測符号化方法及び装置で入力ブロックの方向性を判断する過程を説明するための図である。
【００２６】
図５を参照するに、４×４入力ブロック５０に対してＤＣＴ変換を行って出力される周波数変換されたブロック５５の最左上側ＤＣＴ係数Ｆ（０，０）は、入力ブロックの直流（ＤＣ）成分を持ち、前記Ｆ（０，０）を除外した残りのＤＣＴ係数は、右側及び下側へ行くほど高い周波数を持つ入力ブロックの交流（ＡＣ）成分を持つ。前記直流成分は、入力ブロックの画素値平均を表し、前記交流成分は、前記入力ブロック内部に備わったエッジなどの影響を表す。図６を参照するに、前記エッジは、客体の境界部分のように、入力ブロック内部の画素間の画素値差によって生じる。図６では、エッジによって入力ブロック６０が二領域６１、６２に分離されて、全体的に右上側（または左下側）方向性を持つ場合を図示している。
【００２７】
このように、入力ブロック内部の画素の方向性はエッジ部分に多くの影響を受け、エッジ部分は、周波数変換されたブロック係数の交流成分に影響を及ぼす。したがって、方向性判断部３３２は、低周波の係数ではない入力ブロックのエッジ部分に影響を多く受ける交流成分の係数からエッジ方向を推測し、前記エッジ方向を通じて入力ブロックの方向性を判断する。特に、方向性判断部３３２は、周波数変換部３３１でＤＣＴ変換されたブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの比率を利用して方向性を判断する。前記横方向のエッジ情報は、前記ＤＣＴ変換されたブロックの最右上側係数及び前記最右上側係数に隣接した係数に反映され、前記縦方向のエッジ情報は、最左上側係数及び前記最左下側係数に隣接した係数に反映される。図６で、入力ブロック６０の垂直方向（ｙ軸方向）とエッジとがなす角をθとすれば、方向性判断部３３２は、前記横方向のエッジ情報を持つ係数と縦方向のエッジ情報を持つ係数との間のエネルギーサイズの割合から前記θを計算できる。
【００２８】
例えば、方向性判断部３３２は、前記図５の周波数変換されたブロック５５のＤＣＴ係数のうち、横方向のエッジ情報を持つ係数５６、すなわち、Ｆ（０，２）、Ｆ（０，３）、Ｆ（１，３）と、縦方向のエッジ情報を持つ係数５７、すなわち、Ｆ（２，０）、Ｆ（３，０）、Ｆ（３，１）とを利用して、次の式（２）のように入力ブロック５０内部の画素の方向性を表す角度θを計算する。
【００２９】
【数６】
0005401009.tif 000003
前記式（２）で、
【００３０】
【数７】
0005401009.tif 000004
は、前記縦方向のエッジ情報を持つ係数５７と前記横方向のエッジ情報を持つ係数５６との間のエネルギーサイズ比率を示し、前記エネルギーサイズ比率の逆タンジェント値は、入力ブロック５０の方向性を表す角度θを表す。
【００３１】
イントラ予測モード候補選択部３３３は、方向性判断部３３２で判断された方向性に基づいて、所定のイントラ予測モードのうち、実際にイントラ予測を行うイントラ予測モード候補を選択する。イントラ予測モード候補選択部３３３は、入力ブロックのサイズによってあらかじめ定められた所定のイントラ予測モードのうち、前記判断された方向性と最も類似した方向を持つイントラ予測モード候補を選択し、イントラ予測実行部３３４は、前記選択されたイントラ予測モードのみによって実際にイントラ予測を行う。
【００３２】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明によってイントラ予測モード候補選択部３３３でイントラ予測モード候補を選択する過程の実施形態を示す図である。
【００３３】
図７Ａを参照するに、前述したように、Ｈ．２６４標準案による４×４イントラ予測モードは、モード０から８まで総９つのイントラ予測モードを持つ。方向性判断部３３２で判断された入力ブロックの方向性が、図示されたように、モード３とモード７のうち、モード３にさらに近いとすれば、イントラ予測モード候補選択部３３３は、モード３のみを、実際にイントラ予測を行うイントラ予測モード候補に選択できる。そして、イントラ予測実行部３３４は、選択されたモード３によってイントラ予測を行う。
【００３４】
また、イントラ予測モード候補選択部３３３は、互いに隣接したイントラ予測モード間に位置する場合、ただ一つのイントラ予測モード候補を選択する代わりに、互いに隣接したイントラ予測モードをいずれもイントラ予測モード候補に選択できる。例えば、図７Ｂを参照するに、イントラ予測モード候補選択部３３３は、判断された方向性がモード８とモード１との中間領域に位置した場合、モード８とモード１いずれもイントラ予測モード候補に選択する。ここで、中間領域とは、互いに隣接したモード間を角度上で３個の領域に分けた時、その中間部分を示すものであり、前記３個の領域は、互いに同じ角度を持つか、さらに圧縮効率を高めたい場合には、中間領域のサイズを大きく設定して、いずれか一つのイントラ予測モードではない２個のイントラ予測モードによってイントラ予測が行われるようにする。もちろん、このような場合にも、従来９つのイントラ予測モードすべてに対してイントラ予測を行う場合に比べて、さらに速い符号化を達成できる。
【００３５】
一方、前述したように入力ブロックの方向性のみに依存してイントラ予測モードを選択する場合、直流（ＤＣ）モードを選択出来ない。したがって、イントラ予測モード候補選択部３３３は、周波数変換された入力ブロックの全体エネルギー分布で直流成分エネルギーの大きさを除外した交流成分エネルギーが持つ比率ＤＤＣを計算し、前記比率が所定の臨界値未満である場合には、直流モードをイントラ予測モード候補に選択できる。具体的に、入力ブロックのサイズをｍ×ｎ、前記周波数変換された入力ブロックのｕ（ｕ＝０，１，２，…，ｍ）行目、ｖ（ｖ＝０，１，２，…，ｍ）列目の係数をＦ（ｕ，ｖ）とする時、入力ブロックの全体エネルギー分布で直流成分エネルギーを除外した交流成分エネルギーが占める比率ＤＤＣは、次の式（３）を通じて計算できる。
【００３６】
【数８】
0005401009.tif 000005
全体的に平坦な画素値を持つ入力ブロックのように、入力ブロック全体で交流成分が占めるエネルギーが小さな場合には、所定方向によるイントラ予測を行う場合に比べて、入力ブロック全体の平均値を通じて予測ブロックを形成する直流モードを選択することが望ましいので、前述したように、イントラ予測モード候補選択部３３３は、前記式（３）を通じて直流モード可否を別途に判断できる。
【００３７】
イントラ予測実行部３３４は、前記選択されたイントラ予測モード候補に対してのみイントラ予測を行うことによって、従来入力ブロックの特性に関係なくあらゆるイントラ予測モードに対してイントラ予測を行う場合に比べて符号化速度を向上させる一方、複雑度を低減させる。
【００３８】
図８は、本発明による映像のイントラ予測符号化方法を示すフローチャートである。図８を参照するに、ステップ８１０でＤＣＴなどの周波数変換アルゴリズムを利用して、所定サイズの入力ブロックを周波数領域に変換する。
【００３９】
ステップ８２０で、前記周波数変換された入力ブロックの係数のうち、横方向のエッジ情報及び縦方向のエッジ情報を持つ係数間のエネルギーサイズの割合から前記入力ブロックに含まれたエッジ方向を判断して、入力ブロック内部画素の方向性を判断する。前述したように、ＤＣＴ変換された入力ブロックの係数のうち、最右上側係数及び前記最右上側係数に隣接した係数は、入力ブロックの横方向のエッジ情報を含み、最左下側係数及び前記最左下側係数に隣接した係数は、入力ブロックの縦方向のエッジ情報を含む。したがって、前記係数間のエネルギーサイズの割合から入力ブロックの方向性を判断できる。
【００４０】
ステップ８３０で、前記判断された方向性と最も類似した方向性を持つイントラ予測モード候補を選択する。Ｈ．２６４標準案のような映像圧縮標準案では、入力ブロックのサイズによってあらかじめ規定された複数のイントラ予測モードを備えており、本発明では、前記複数のイントラ予測モードのうち、前記判断された方向性と最も類似した方向性を持つ少なくとも１つ以上のイントラ予測モード候補を選択する。
【００４１】
ステップ８４０で、利用可能なあらゆるイントラ予測モードによってイントラ予測を行うのではなく、前記選択されたイントラ予測モード候補のみによってイントラ予測を行う。これを通じて、従来に比べてイントラ予測符号化の速度を向上させることができ、イントラ予測時の演算複雑度を減少させることができる。
【００４２】
一方、前記決定されたイントラ予測モード情報は、最終的にビットストリームのヘッダにモード情報として含まれて復号化器に伝送され、前記ビットストリームを受信した復号化部では、前記モード情報からイントラ予測モードを判断してイントラ予測復号化を行う。
【００４３】
図９は、本発明による映像のイントラ予測復号化装置が適用される映像復号化装置を示すブロック図である。図９を参照するに映像復号化装置９００は、エントロピーデコーダ９１０、再整列部９２０、逆量子化部９３０、逆変換部９４０、動き補償部９５０、イントラ予測部９６０及びフィルタ９７０を備える。ここで、イントラ予測部９６０は、本発明によるイントラ予測復号化装置に対応する。
【００４４】
エントロピーデコーダ９１０及び再整列部９２０は、圧縮されたビットストリームを受信してエントロピー復号化を行ってイントラ予測モード情報及び量子化された係数情報などを抽出する。逆量子化部９３０及び逆変換部９４０は、抽出されたイントラ予測モード情報及び量子化された係数に対する逆量子化及び逆変換を行って、変換係数、動きベクトル情報、ヘッダ情報及びイントラ予測モード情報などを抽出する。動き補償部９５０及びイントラ予測部９６０は、それぞれ復号化されたヘッダ情報を使用して符号化されたピクチャータイプによって予測ブロックを生成し、前記予測ブロックは、誤差値を表すＤ’ｎに加えられてｕＦ’ｎが生成される。前記ｕＦ’ｎは、フィルタ９７０を経て復元されたピクチャーＦ’ｎが生成される。
【００４５】
図１０は、本発明による映像のイントラ予測復号化方法を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップ１０１０で、前記本発明によるイントラ予測符号化方法によって符号化されたビットストリームを受信し、前記ビットストリームのヘッダに備わったイントラ予測モード情報を利用して復号化する現在入力ブロックのイントラ予測モードを決定する。
【００４７】
ステップ１０２０で、前記決定されたイントラ予測モード情報によってイントラ予測を行って現在ブロックに対応する予測ブロックを生成し、前記予測ブロックと前記ビットストリームに含まれた残差値とを加えて現在ブロックを復元する。
【００４８】
本発明による映像のイントラ予測符号化方法はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現できる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。
【００４９】
これまで本発明についてその望ましい実施形態を中心に説明した。当業者ならば、本発明の本質的な特性かつ逸脱しない範囲で変形された形態で具現されうるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく特許請求の範囲に現れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は本発明に含まれていると解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、映像の圧縮関連の技術分野に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】Ｈ．２６４標準案による輝度成分の１６×１６イントラ予測モードを示す図である。
【図２】Ｈ．２６４標準案による輝度成分の４×４イントラ予測モードを示す図である。
【図３】本発明によるイントラ予測符号化装置が適用される映像符号化装置を示すブロック図である。
【図４】図３の本発明によるイントラ予測部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による映像のイントラ予測符号化方法及び装置で利用される周波数変換されたブロック係数の特徴を説明するための図である。
【図６】本発明による映像のイントラ予測符号化方法及び装置で、入力ブロックの方向性を判断する過程を説明するための図である。
【図７Ａ】本発明によって、図５のイントラ予測モード候補選択部で、イントラ予測モード候補を選択する過程の実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】本発明によって、図５のイントラ予測モード候補選択部で、イントラ予測モード候補を選択する過程の実施形態を示す図である。
【図８】本発明による映像のイントラ予測符号化方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明による映像のイントラ予測復号化装置が適用される映像復号化装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明による映像のイントラ予測復号化方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
３３０  イントラ予測部
３３１  周波数変換部
３３２  方向性判断部
３３３  イントラ予測モード候補選択部
３３４  イントラ予測実行部
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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