(57)【要約】【課題】画質及び符号化効率の低下を抑えつつ符号化コストを評価する予測モードの数を削減する。【解決手段】符号化対象ブロックの周辺ブロックが、符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定し、予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、全評価グループ又は一部評価グループに分類し、全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定し、該決定した予測モードを用いて符号化対象ブロックの予測画像を生成する。【選択図】図１６
2014187535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果及び前記判定部により参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記判定部により参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成する参照画素生成部と、
予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す周辺ブロック情報と、前記判定部の判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、全ての予測モードの符号化コストを評価する全評価グループ、又は一部の予測モードの符号化コストを評価する一部評価グループに分類する分類部と、
前記分類部により全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、前記分類部により一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定する決定部と、
前記決定部により決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を予測画像生成部と、
を含む動画像符号化装置。
【請求項２】
前記分類部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が参照不可と判定されたグループを前記一部評価グループに分類する、
請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項３】
前記分類部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの少なくとも１つが参照可能と判定されたグループについては、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを前記一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを前記全評価グループに分類する、
請求項１又は請求項２に記載の動画像符号化装置。
【請求項４】
前記分類部は、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを全評価グループに分類する、
請求項１に記載の動画像符号化装置。
【請求項５】
前記予測方向が類似する予測モードは、符号化対象ブロックの予測画像の生成に使用される参照画素を含む周辺ブロックが同一の予測モードである
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の動画像符号化装置。
【請求項６】
前記分類部により一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから、前記符号化対象ブロックの周辺ブロックで用いられた予測モード及び当該グループに属する予測モードを識別する識別番号に基づいて、符号化コストを評価する予測モードを選択する選択部を更に備え、
前記決定部は、前記分類部により一部評価グループに分類されたグループについては、前記選択部により選択された予測モードの符号化コストを評価する
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の動画像符号化装置。
【請求項７】
イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定し、
前記判定結果及び前記参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成し、
予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す周辺ブロック情報と、前記判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、全ての予測モードの符号化コストを評価する全評価グループ、又は一部の予測モードの符号化コストを評価する一部評価グループに分類し、
前記全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、前記一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定し、
前記決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する生成する
ことを含む動画像符号化方法。
【請求項８】
コンピュータに、
イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定し、
前記判定結果及び前記参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成し、
予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す周辺ブロック情報と、前記判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、全ての予測モードの符号化コストを評価する全評価グループ、又は一部の予測モードの符号化コストを評価する一部評価グループに分類し、
前記全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、前記一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定し、
前記決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する生成する
ことを含む処理を実行させるための動画像符号化プログラム。
【請求項９】
符号化対象ブロックを周辺ブロックを参照したイントラ予測を行なうことにより符号化する動画像符号化方法において、
符号化対象ブロックの周辺ブロックが参照可能か否かを符号化対象ブロックの位置に基づいて求める手順と、
参照不可の周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成する手順と、
符号化対象ブロックの符号化に際して、各々参照する周辺ブロックの位置が予め対応付けられた複数の予測モードのうち、周辺ブロックの参照可否及び周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値の少なくとも一方に基づいて、符号化対象ブロックの符号化の際の予測画像及び符号化コストが互いに類似しないと推定される予測モードの各々を、符号化対象ブロックを符号化する際の予測モードの候補として評価する手順と、
を含む動画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、動画像符号化装置、動画像符号化方法、及び動画像符号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像は連続した静止画から構成されており、一般的に情報量が多いため、動画像の伝送には動画像の符号化が必要である。動画像の符号化とは、動画像データ列を他のデータ列に変換する符号化処理であり、動画像データの情報量を圧縮する処理をいう。動画像符号化技術は、情報量の多い動画像を圧縮することができるため、地上波デジタル放送やBlu-Ray（登録商標）、デジタルカメラなどで映像を伝送・記録する際に不可欠となっている。代表的な動画像符号化方式の規格として、H.264/AVCが挙げられる。また、H.264/AVCの２倍以上の符号化効率を持つ次世代動画像符号化技術として、HEVC(High Efficiency Video Coding)方式の規格化が予定されている。
【０００３】
なお、動画像の符号化方法として、インター予測符号化方法（フレーム間予測符号化方法ともいう）と、イントラ予測符号化方法（フレーム内予測符号化方法ともいう）とが知られている。
【０００４】
インター予測符号化方法では、動画像が時間方向に相関が高い（類似度が高い）ことを利用し、既に符号化したフレーム画像を復号した復号画像を参照して符号化対象のフレーム画像の符号化を行うことで、冗長性を取り除くようにしている。
【０００５】
また、イントラ予測符号化方法では、動画像が空間方向に相関が高いことを利用し、他のフレーム画像を用いず、符号化対象となるフレーム画像内の情報のみで符号化対象のフレーム画像を符号化する。具体的には、フレーム画像に含まれる符号化対象ブロックの予測画像を、符号化対象ブロックの周辺ブロックの参照画素を用いて生成し、予測画像と原画像との差分を符号化する。
【０００６】
イントラ予測符号化方法による符号化効率を向上するには、予測画像を生成するときの予測モードの選択が重要である。最適な予測モードを用いて生成した予測画像は、原画像との差分が小さくなり、符号化効率が良くなる。例えば、規格化が予定されているHEVC方式により輝度信号を符号化する際には、図４に示すように３５種類の予測モードから最適な予測モードが選択されて予測画像が生成される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 6, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, 7th Meeting: Geneva, CH, 21−30 November, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来は、最適な予測モードを選択するために、全ての予測モードについて、符号化対象ブロックの周辺ブロックの参照画素から予測モード判定のための予測画像を生成し、符号化コストを算出する。そして、全ての符号化コストを比較して、符号化コストが最も小さい予測モードを最適な予測モードとして選択する。以下、符号化コストの算出及び比較を、符号化コストの評価と呼称する。
【０００９】
しかしながら、規格化が予定されているHEVC方式は、上述したように、予測モードの種類が多く、全ての予測モードに対して符号化コストの評価を行なうと、処理量が多くかつ処理に時間がかかり効率が悪い。また、HEVCでは、符号化対象ブロックのサイズは４画素×４画素から６４×６４画素までのサイズから選択可能であり、最適なサイズを選択するためには、従来技術では各サイズ毎に全ての予測モードの符号化コストを評価しなくてはならない。仮に、時間を短縮するために符号化コストを評価する予測モードをランダムに選択すれば、演算量は削減できるが画質及び符号化効率が低下する。従って、画質及び符号化効率を低下させずに、符号化コストを評価する予測モードの数を削減することが望まれる。
【００１０】
開示の技術は、一つの側面として、画質及び符号化効率の低下を抑えつつ符号化コストを評価する予測モードの数を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
開示の技術において、判定部は、イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定する。
【００１２】
参照画素生成部は、前記判定部の判定結果及び前記判定部により参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記判定部により参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成する。
【００１３】
分類部は、予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、全評価グループ又は一部評価グループに分類する。全評価グループは、全評価グループに分類されたグループの全ての予測モードの符号化コストを評価するグループである。一部評価グループは、一部評価グループに分類されたグループの一部の予測モードの符号化コストを評価するグループである。分類部は、周辺ブロック情報と、前記判定部の判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、分類する。周辺ブロック情報とは、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す情報である。
【００１４】
決定部は、前記分類部により全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価する。また、決定部は、前記分類部により一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価する。そして、決定部は、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定する。
【００１５】
予測画像生成部は、前記決定部により決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する。
【発明の効果】
【００１６】
開示の技術は、一つの側面として、画質及び符号化効率の低下を抑えつつ符号化コストを評価する予測モードの数を削減することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】１画面内の符号化処理の順番を説明する説明図である。
【図２】１ブロックを複数のブロックに分割して符号化処理を行なうときの、１ブロック内における符号化処理の順番を説明する説明図である。
【図３】符号化対象ブロックの周辺ブロックの配置を説明する図である。
【図４】HEVC方式で用意されている３５種類の予測モードを模式的に表わした図である。
【図５】HEVC方式における予測モード０、予測モード１、予測モード１０、及び予測モード２６の各予測モードの予測画像生成方法を模式的に説明する説明図である。
【図６】実施形態に係る動画像符号化装置の構成図である。
【図７】動画像符号化装置として機能するコンピュータの概略ブロック図である。
【図８】予測画像を生成する際に参照される周辺ブロックが同一の予測モードを同じグループに分類したときの分類状態を示す図である。
【図９】予測モード２の予測方法を模式的に説明する説明図である。
【図１０】予測モード１８の予測方法を模式的に説明する説明図である。
【図１１】予測モード１９の予測方法を模式的に説明する説明図である。
【図１２】予測モード１０の予測方法を模式的に説明する説明図である。
【図１３】予測モード２６の予測方法を模式的に説明する説明図である。
【図１４】予測モード３４の予測方法を模式的に説明する説明図である。
【図１５】各グループの周辺ブロック情報をまとめた表である。
【図１６】符号化プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】符号化対象ブロックの一例を示す図である。
【図１８】周辺ブロックの参照可否の判定結果の一例を示す図である。
【図１９】参照画素の画素値の生成方法を説明する説明図である。
【図２０】分類部による分類処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】分類部による分類処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２２】分類部による分類処理の他の例を示すフローチャートである。
【図２３】リスト生成部によるリスト生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図２４】選択部による代表モード選択処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】符号化対象ブロックの一例を示す図である。
【図２６】周辺ブロックの参照可否の判定結果の一例を示す図である。
【図２７】符号化対象ブロックの一例を示す図である。
【図２８】周辺ブロックの参照可否の判定結果の一例を示す図である。
【図２９】符号化対象ブロックの一例を示す図である。
【図３０】周辺ブロックの参照可否の判定結果の一例を示す図である。
【図３１】参照画素の画素値の生成方法を説明する説明図である。
【図３２】動画像符号化装置の他の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して開示の技術の実施形態の一例として、動画像を符号化する動画像符号化装置を詳細に説明する。
【００１９】
まず、本実施形態に係る動画像符号化装置の動画像の符号化処理の概要について説明する。本実施形態に係る動画像符号化装置では、HEVC(High Efficiency Video Coding)方式によりイントラ予測符号化処理が行なわれる。
【００２０】
動画像のイントラ符号化処理は、１フレーム画像（１画面ともいう）を複数のブロックに分割して、ブロック毎に行なわれる。また、１フレーム画像内における符号化は、図１の矢印で示すように、左から右へ、上から下へ、という順番で行なわれる。また、各ブロックは、更に小さなブロックに分割することができ、分割したブロック毎に符号化することができる。図２に、図１に示す各ブロックを複数の小ブロックに分割するときの分割イメージと処理の順番の具体例を示す。符号化の際には、複数のブロックサイズから、最適なブロックサイズが選択される。
【００２１】
イントラ予測符号化では、隣り合ったブロック同士の画素値は類似している、という性質を利用して符号化が行なわれる。具体的には、符号化対象ブロックの周辺ブロックに含まれる画素を使用して、符号化対象ブロックの予測画像を生成し、予測画像と原画像との差分を示す差分画像を符号化する。なお、予測画像の生成のために参照（使用）する画素を参照画素という。
【００２２】
HEVC方式では、図３に示すように、符号化対象ブロックに対して左下（Ａ）、左（Ｂ）、左上（Ｃ）、上（Ｄ）、右上（Ｅ）の５つの周辺ブロックの参照画素を使用して、符号化対象ブロックの画像を予測した予測画像を生成する。周辺ブロックのサイズは、符号化対象ブロックのサイズに依存する。イントラ予測符号化処理において予測画像を予測するときのイントラ予測モード（以下、単に予測モードという）は複数種類あり、HEVC方式では輝度信号を符号化するために、３５種類の予測モードが用意されている（図４も参照）。
【００２３】
モード番号が０の予測モード（平面予測）及びモード番号が１の予測モード（平均予測）以外の、モード番号が２から３４までの３３種類の予測モードには、特定の予測方向が予め対応付けられている。図４に示す矢印は、モード番号２〜３４までの各予測モードの予測方向を示すものである。
【００２４】
図５は、３５種類の予測モードのうち、予測モード０、予測モード１、予測モード１０、及び予測モード２６の各予測モードの予測画像生成方法を模式的に説明する説明図である。例えば、図５の左上の予測モード１（平均予測）は、符号化対象ブロックに対して左、左上、上に隣接する３つの周辺ブロックに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素の平均値を求め、符号化対象ブロックの予測画像の各画素値とする。また、図５の左下の予測モード１０（水平予測）は、符号化対象ブロックの左側に隣接する周辺ブロックに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素の画素値を水平方向に複写して、符号化対象ブロックの画素値を予測する。他の予測モードについては詳細な説明を省略するが、予測方向が定められた予測モードのうち、水平・垂直予測以外の予測モードは、参照画素の単純な複写ではなく、予測方向に応じた複数の参照画素の加重平均値により予測画像が生成される。
【００２５】
次に、本実施形態に係る動画像符号化装置の構成例について説明する。
【００２６】
図６には、本実施形態に係る動画像符号化装置１０が示されている。動画像符号化装置１０は、予測画像生成部１１、差分画像生成部１２、直交変換・量子化部１３、及びエントロピー符号化部１４を備えている。更に、動画像符号化装置１０は、逆直交変換・逆量子化部１５、復号画像生成部１６、判定部１７、参照画素生成部１８、情報記憶部１９、分類部２０、リスト生成部２１、及び決定部２２を備えている。リスト生成部２１は、登録部２１ａ及び選択部２１ｂを含んでいる。なお、本実施形態では、インター予測符号化に関する機能については図示及び説明を省略する。
【００２７】
予測画像生成部１１は、決定部２２において決定された予測モードを用いて、符号化対象ブロックの予測画像を生成し、差分画像生成部１２に出力する。
【００２８】
差分画像生成部１２は、予測画像生成部１１において生成された予測画像と入力された原画像（以下、入力画像という）との差分を示す差分画像を生成し、直交変換・量子化部１３に出力する。
【００２９】
直交変換・量子化部１３は、まず、差分画像生成部１２から入力された差分画像を直交変換処理する。そして、直交変換・量子化部１３は、直交変換処理により得られた周波数信号の量子化を行い、量子化信号をエントロピー符号化部１４及び逆直交変換・逆量子化部１５に出力する。
【００３０】
エントロピー符号化部１４は、入力された量子化信号をエントロピー符号化（可変長符号化）してストリーム出力する。また、符号化対象ブロックの予測画像を生成したときの予測モードを示す情報もエントロピー符号化してストリーム出力する。エントロピー符号化とは、シンボルの出現頻度に応じて可変長の符号を割り当てる符号化方式を言う。
【００３１】
逆直交変換・逆量子化部１５は、入力された量子化信号を逆量子化し、更に逆直交変換処理してから復号画像生成部１６に出力する。逆量子化及び逆直交変換によって、符号化前の差分画像に対応する信号が得られる。以下、逆直交変換・逆量子化部１５により得られた符号化前の差分画像に対応する信号を再生差分画像と呼称する。
【００３２】
復号画像生成部１６は、予測画像生成部１１から入力された予測画像と、逆直交変換・逆量子化部１５から入力された再生差分画像とを加算することにより、現符号化対象ブロックの復号画像を生成し、参照画素生成部１８に出力する。
【００３３】
判定部１７は、符号化対象ブロックの周辺ブロックの位置情報に基づいて、符号化対象ブロックの周辺ブロックが、符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定する。判定部１７の判定結果は、参照画素生成部１８及び分類部２０に出力される。
【００３４】
参照画素生成部１８は、判定部１７の参照可否の判定結果、及び判定部１７で参照可能と判定された周辺ブロックの復号画像に含まれる参照画素の画素値に基づいて、符号化対象ブロックの予測画像を生成するために参照する参照画素の各々の画素値を生成する。参照画素生成部１８は、生成した参照画素の画素値を分類部２０及び予測画像生成部１１に出力する。
【００３５】
情報記憶部１９は、予測方向に基づいて複数の予測モードを複数のグループに分類したときの該複数のグループ毎に、周辺ブロック情報を記憶している。周辺ブロック情報は、個々のグループに属する予測モードを用いて予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す。情報記憶部１９に記憶されている周辺ブロック情報は、分類部２０により読出され、後述する分類処理に用いられる。
【００３６】
分類部２０は、上記説明した複数のグループの各々を全評価グループ、又は一部評価グループに分類する。ここで、全評価グループに分類されたグループは、各グループに属する予測モードの全ての符号化コストが評価されるグループである。一部評価グループに分類されたグループは、一部評価グループに属する予測モードのうち一部（本実施形態では１つ）の予測モードの符号化コストが評価されるグループである。分類部２０は、情報記憶部１９の周辺ブロック情報と、判定部１７の判定結果及び周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度の少なくとも一方と、に基づいて分類を行なう。分類部２０の分類結果は、リスト生成部２１に出力される。
【００３７】
ここで、符号化コストの評価とは、複数の予測モードから、符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの最適な予測モードを決定するために、複数の予測モードの符号化コストを算出して比較することをいう。
【００３８】
リスト生成部２１は、登録部２１ａ及び選択部２１ｂを備え、分類部２０の分類結果に基づいて、符号化コストを評価する予測モードを候補モードリストに登録し、候補モードリストを生成する。
【００３９】
より具体的には、リスト生成部２１の登録部２１ａは、全評価グループに分類されたグループについては、グループに属する予測モードの全てを候補モードリストに登録する。また、リスト生成部２１の選択部２１ｂは、一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから代表モードを選択する。リスト生成部２１の登録部２１ａは、一部評価グループに分類されたグループについては、選択部２１ｂにより選択された代表モードを候補モードリストに登録する。
【００４０】
決定部２２は、リスト生成部２１で生成された候補モードリストに登録されている各予測モードの符号化コストを評価し、符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの最適な予測モードを決定する。
【００４１】
本実施形態において、動画像符号化装置１０は、例えば図７に示すコンピュータ４０で実現することもできる。コンピュータ４０はＣＰＵ(Central Processing Unit)４１、ディスプレイ４２、キーボード４３、入出力ＩＦ(Interface)４４、第１記憶部４５、メモリ４６、及び第２記憶部４７を備えている。ＣＰＵ４１、ディスプレイ４２、キーボード４３、入出力ＩＦ４４、第１記憶部４５、メモリ４６、及び第２記憶部４７は、バス４８を介して互いに接続されている。
【００４２】
第１記憶部４５は、不揮発性の記憶部である。第１記憶部４５には、符号化プログラム５０が記憶されている。
【００４３】
符号化プログラム５０は、予測画像生成プロセス、差分画像生成プロセス、直交変換・量子化プロセス、及びエントロピー符号化プロセスを含む。更に、符号化プログラム５０は、逆直交変換・逆量子化プロセス、復号画像生成プロセス、判定プロセス、参照画素生成プロセス、分類プロセス、リスト生成プロセス、及び決定プロセスを含む。
【００４４】
ＣＰＵ４１は、第１記憶部４５から符号化プログラム５０を読み出してメモリ４６に展開し、符号化プログラム５０の各プロセスを実行する。ＣＰＵ４１は、予測画像生成プロセスを実行することで、図６に示す予測画像生成部１１として動作する。ＣＰＵ４１は、差分画像生成プロセスを実行することで、図６に示す差分画像生成部１２として動作する。ＣＰＵ４１は、直交変換・量子化プロセスを実行することで、図６に示す直交変換・量子化部１３として動作する。ＣＰＵ４１は、エントロピー符号化プロセスを実行することで、図６に示すエントロピー符号化部１４として動作する。ＣＰＵ４１は、逆直交変換・逆量子化プロセスを実行することで、図６に示す逆直交変換・逆量子化部１５として動作する。ＣＰＵ４１は、復号画像生成プロセスを実行することで、図６に示す復号画像生成部１６として動作する。ＣＰＵ４１は、判定プロセスを実行することで、図６に示す判定部１７として動作する。ＣＰＵ４１は、参照画素生成プロセスを実行することで、図６に示す参照画素生成部１８として動作する。ＣＰＵ４１は、分類プロセスを実行することで、図６に示す分類部２０として動作する。ＣＰＵ４１は、リスト生成プロセスを実行することで、図６に示すリスト生成部２１として動作する。ＣＰＵ４１は、決定プロセスを実行することで、図６に示す決定部２２として動作する。このように、符号化プログラム５０を実行したコンピュータ４０が、動画像符号化装置１０として機能することになる。
【００４５】
第２記憶部４７には、情報記憶部１９に相当する記憶領域５２が設けられ、周辺ブロック情報が事前に生成されて記憶されている。
【００４６】
入出力ＩＦ４４は、記録メディア等の入出力インタフェースである。記録メディアは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)を介して接続可能なフラッシュメモリ等を適用することができ、生成した符号化情報等を記憶することができる。また、記録メディアから動画像の画像データを取得することもできる。また、入出力ＩＦ４４は、動画像を撮像する撮像装置との接続が可能なインタフェースであってもよいし、ネットワーク等の通信インタフェースであってもよい。
【００４７】
次に、動画像符号化装置１０の動作について説明する。
【００４８】
まず、情報記憶部１９に記憶される周辺ブロック情報について説明する。周辺ブロック情報は、予め生成され、情報記憶部１９に記憶される。なお、周辺ブロック情報を生成する生成機能は、動画像符号化装置１０の内部に設けられていても良いし、外部に設けられていても良い。
【００４９】
ここで、周辺ブロック情報の生成方法について説明する。前述したように、HEVC方式においては、イントラ予測の予測モードとして、３５種類の予測モードが用意されている。予測モード０（平面予測）と予測モード１（平均予測）以外の３３種類の予測モードには、予測方向が定められている。本実施形態では、予測モード０と予測モード１以外の３３種類の予測モードを、予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数のグループに分類する。
【００５０】
また、予測モード毎に、符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に使用される周辺ブロックが定められている。予測方向が類似する予測モードは、予測画像を生成する際に同一或いは近傍の周辺ブロックが使用される。従って、予測方向が類似する予測モードのほうが、予測方向が全く異なる予測モードに比べて、計算される符号化コストが近くなると推定される。
【００５１】
そこで、本実施形態では、分類部２０での分類が効率的に行なわれるよう、事前に、予測画像を生成する際に参照される参照画素を含む周辺ブロックが同一の予測モードを、類似する予測モードとして、同一のグループに分類しておくものとする。同一の周辺ブロックの参照画素を使用する予測モードを同一のグループに分類するほうが、異なる周辺ブロックの参照画素を使用する予測モードを同一のグループに分類する場合に比べ、計算される符号化コストがより近くなると推定されるためである。そして、各グループに属する予測モードにより予測画像を生成する際に使用される参照画素が含まれる周辺ブロックを示す情報を、グループ毎に情報記憶部１９に記憶しておく。
【００５２】
例えば、HEVC方式において予測方向が定義された３３種類の予測モードは、図８に示すようにグループ１〜３の３つのグループに分類される。
【００５３】
（１）グループ１：予測モード２〜予測モード９
予測モード２から予測モー９までの各予測モードがグループ１に分類される。
【００５４】
一例として、図９に、予測モード２の予測方法を模式的に説明する説明図を示す。白丸で表わされる画素が符号化対象ブロックの画素であり、網点を施した丸で表わされる画素が参照画素である（図１０〜図１４においても同様）。
【００５５】
予測モード２では、周辺ブロックＡ，Ｂに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素が図９に示す矢印で示す方向に使用されて予測画像が生成される。同様に、予測モード３〜予測モード９の予測モードの各々においても、各予測モードに定義された予測方向に沿って、周辺ブロックＡ、Ｂに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素が使用されて予測画像が生成される。
【００５６】
このように、予測画像の生成に使用される周辺ブロックが同一であるため、予測モード２から予測モード９までの各予測モードがグループ１に分類される。
【００５７】
従って、グループ１に属する予測モードの各々について評価される符号化コストは、周辺ブロックＡ、Ｂに含まれ符号化対象ブロックに隣接する各参照画素のみに関連する。
【００５８】
（２）グループ２：予測モード１０〜予測モード２６
予測モード１０から予測モード２６までの各予測モードがグループ２に分類される。
【００５９】
ここで、グループ２に属する予測モードの予測方法について例を挙げて説明する。図１０に、予測モード１８の予測方法を模式的に説明する説明図を示し、図１１に予測モード１９の予測方法を模式的に説明する説明図を示す。
【００６０】
予測モード１８では、図１０に示すように、周辺ブロックＢ、Ｃ，Ｄに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素が図１０に示す矢印で示す方向に使用されて予測画像が生成される。
【００６１】
予測モード１９では、予測モード１８と同じ参照画素が、図１１に示す矢印で示す方向に使用されて予測画像が生成される。
【００６２】
同様に、予測モード１１〜予測モード２５の他の予測モードの各々においても、各予測モードに定義された予測方向に沿って、予測モード１８及び１９で使用される参照画素が含まれる周辺ブロックと同じ周辺ブロックの参照画素が使用されて予測画像が生成される。
【００６３】
なお、図１２に示すように、予測モード１０（水平予測）では、周辺ブロックＢのみに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する参照画素が水平方向に複写されて予測画像が生成される。また、図１３に示すように、予測モード２６（垂直予測）では、周辺ブロックＤのみに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する参照画素が垂直方向に複写されて予測画像が生成される。しかしながら、HEVC方式では、予測モード１０及び２６により予測画像を生成する場合、上述したように参照画素を複写して各画素を生成した後、周辺ブロックＢ、Ｃ、Ｄの各参照画素を使用した平滑化処理を施して予測画像を生成するようにしている。
【００６４】
このように、予測画像の生成に使用される周辺ブロックが同一であるため、予測モード１０から予測モード２６までの各予測モードがグループ２に分類される。グループ２に属する予測モードの各々について算出される符号化コストは、周辺ブロックＢ，Ｃ，Ｄに含まれる上記各参照画素のみに関連する。
【００６５】
（３）グループ３：予測モード２７〜予測モード３４
予測モード２７から予測モード３４までの各予測モードがグループ３に分類される。
【００６６】
一例として、図１４に、予測モード３４の予測方法を模式的に説明する説明図を示す。予測モード３４では、周辺ブロックＤ，Ｅに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素が図１４に示す矢印で示す方向に使用されて予測画像が生成される。
【００６７】
同様に、予測モード２７〜予測モード３３の予測モードの各々においても、各予測モードに定義された予測方向に沿って、周辺ブロックＤ，Ｅに含まれ、符号化対象ブロックに隣接する各参照画素が使用されて予測画像が生成される。
【００６８】
予測画像の生成に使用される周辺ブロックが同一であるため、予測モード２７から予測モード３４までの各予測モードがグループ３に分類される。グループ３に属する予測モードの各々について算出される符号化コストは、周辺ブロックＤ，Ｅに含まれ符号化対象ブロックに隣接する各参照画素のみに関連する。
【００６９】
図１５は、上記グループ１〜３の各々の周辺ブロック情報をまとめた表である。図１５に示す表では、周辺ブロックを示す識別情報（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）が、グループを識別するグループ番号、及びグループに属する予測モードのモード番号に対応付けされた周辺ブロック情報が対応付けされている。情報記憶部１９には、周辺ブロック情報が図１５に示す表形式で記憶されていてもよい。
【００７０】
図１６は、符号化プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図１６に示す処理が繰り返し実行されることにより、符号化対象ブロックの符号化が図１及び図２に示した符号化順序に従って順次行なわれ、最終的に１フレームの画像が符号化される。
【００７１】
ステップ１００において、判定部１７は、符号化ブロックの周辺ブロックの各々が、符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定する。本実施形態では、判定部１７は、HEVC方式に従って参照可否を判定する。
【００７２】
HEVC方式において、周辺ブロックが、既に符号化処理が完了したブロックであれば、参照可能と判定され、周辺ブロックが、まだ符号化されていないブロック或いは画面外に位置しているブロックの何れかであれば、参照不可と判定される。符号化対象ブロックのサイズ及び位置さえわかれば、周辺ブロックのサイズ及び位置も把握でき、周辺ブロックが参照可能か否かを判定できる。従って、判定部１７は、符号化対象ブロックのサイズ及び位置に基づいて判定処理を行なう。
【００７３】
以下、周辺ブロックの参照可否の判定方法を具体的に説明する。ここでは、図１７に示すように、符号化対象ブロックの周辺に位置する周辺ブロックの参照可否判定を行なう場合を例に挙げて説明する。なお、図１７において、符号化対象ブロックを、黒色で塗りつぶして表現した。図１７に示す符号化対象ブロックは、１画面内の左上角部のブロックを更に小さく分割したときの小ブロックであって、符号化対象ブロックの上辺は、１画面の外縁の一部に対応している。また、符号化対象のブロックの左側には、既に符号化済みのブロックが隣接している。図１７において、符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に、既に符号化済みとなっているブロックには、斜線を施した。
【００７４】
図１８に、参照可否判定結果を示す。図１８において、参照可能なブロックには、斜線を施した。また、図１８において、参照不可のブロックには斜線は施さずに破線で表現した。図１８に示すように、符号化対象ブロックに対して、左上側のブロックＣ、上側のブロックＤ、右上側のブロックＥは、画面外に位置するため、参照できない。また、符号化対象ブロックに対して左側のブロックＢは、符号化処理が既に完了しているため、参照可能である。また、符号化対象ブロックに対して左下側のブロックＡは、符号化処理が未だ完了していないため、参照不可である。符号化処理が既に終了しているか否かは、符号化対象ブロックのサイズ及び位置と、HEVC方式により予め定められた符号化の順番（図１及び図２参照）とから把握できる。
【００７５】
判定部１７は、判定結果を参照画素生成部１８及び分類部２０に出力する。
【００７６】
ステップ１０２において、参照画素生成部１８は、判定部１７から入力された判定結果及び復号画像生成部１６から入力された周辺ブロックの参照画素の画素値に基づき、判定部１７により参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成する。
【００７７】
ここで、復号画像生成部１６から入力された周辺ブロックの参照画素の画素値とは、復号画像生成部１６で復号された復号画像の画素値であって、当然ながら、判定部１７により参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値である。
【００７８】
周辺ブロックが既に符号化されていれば、復号画像生成部１６において復号画像が生成されるため、当該周辺ブロックの参照画素の画素値を新たに生成する必要はない。しかしながら、判定部１７において参照不可と判定された周辺ブロック、すなわち、未だ符号化されていない周辺ブロックや画面外の周辺ブロックについては、新たに生成する必要がある。
【００７９】
そこで、参照画素生成部１８は、参照不可と判定された周辺ブロックの参照画素を、HEVC方式のルールに沿って生成する。例えば、参照画素生成部１８は、参照不可と判定された周辺ブロックに最も近い参照可能な周辺ブロックから画素値を複写する。
【００８０】
ここで、図１７及び図１８に示した位置の符号化対象ブロックを例に挙げ、参照画素の画素値の生成方法について具体的に説明する。
【００８１】
図１７及び図１８に示すように、符号化対象ブロックに対して左側の周辺ブロックＢは参照可能だが、周辺ブロックＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、参照不可能である。そこで、参照画素生成部１８は、図１９に示すように、参照可能な周辺ブロックＢに含まれる参照画素の画素値を用いて他の周辺ブロックの参照画素の画素値を生成する。
【００８２】
具体的には、参照画素生成部１８は、周辺ブロックＣ，Ｄ，Ｅに含める各参照画素の画素値を、周辺ブロックＣ，Ｄ，Ｅに最も近い参照可能な周辺ブロックＢに含まれ、周辺ブロックＣ，Ｄ，Ｅに最も近い参照画素ａの画素値を複写して生成する。
【００８３】
また、参照画素生成部１８は、周辺ブロックＡに含める各参照画素の画素値を、周辺ブロックＡに最も近い参照可能な周辺ブロックＢに含まれ、周辺ブロックＡに最も近い参照画素ｂの画素値を複写して生成する。
【００８４】
なお、５つの周辺ブロックＡ〜Ｅの全てが参照不可能であると判定された場合には、参照画素生成部１８は、HEVC方式のルールに従って、周辺ブロックＡ〜Ｅに含める参照画素の画素値の各々を全て、以下の式（１）により生成する。従って、全ての参照画素が同一の値pxlとなる。
【００８５】
pxl = 1<<(BitDepth-1)      …（１）
【００８６】
ここで、<<は、シフト演算子であり、BitDepthは、輝度信号のビット深度を示す。例えば、輝度信号が８ビット信号であれば、BitDepthは、８となる。従って、１を７ビット左にシフトした値がpxlとなる。
【００８７】
なお、参照可能と判定された周辺ブロックの参照画素の画素値は、既に復号画像生成部１６で復号画像として生成されているため、新たに生成する必要はなく、復号画像の画素値をそのまま利用すればよい。
【００８８】
ところで、HEVC方式では、周辺ブロックが参照可能であるか否かに拘わらず、５つの周辺ブロックＡ〜Ｅの各参照画素の画素値に対して平滑化処理を施すこととなっている。従って、参照画素生成部１８は、参照不可能な周辺ブロックの参照画素の各々を生成した後、５つの周辺ブロックＡ〜Ｅの各参照画素の画素値に対して平滑化処理を施し、各参照画素の画素値を分類部２０及び予測画像生成部１１に出力する。
【００８９】
ステップ１０４において、分類部２０は、情報記憶部１９に記憶されている周辺ブロック情報が示す３つのグループの各々を、全評価グループ、又は一部評価グループに分類する。
【００９０】
分類部２０は、情報記憶部１９の周辺ブロック情報と、判定部１７の判定結果及び周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の類似度の少なくとも一方と、に基づいて分類を行なう。以下、分類部２０による分類処理の一例を具体的に説明する。
【００９１】
図２０は、分類部２０による分類処理の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
ステップ２００において、分類部２０は、変数Ｎに０をセットする。
【００９３】
ステップ２０２において、分類部２０は、変数Ｎに１を加算する。
【００９４】
ステップ２０４において、分類部２０は、判定部１７の判定結果に基づき、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が、判定部１７により参照不可と判定されたか否かを判断する。例えば、Ｎが１の場合、グループ１についてステップ２０４の判断が行なわれる。図１５に示す例では、グループ１の周辺ブロック情報が示す周辺ブロックはＡ，Ｂの２つの周辺ブロックである。従って、分類部２０は、周辺ブロックＡ、Ｂの双方が、判定部１７により参照不可と判定されたか否かを判断する。
【００９５】
分類部２０は、ステップ２０４において肯定判断した場合（すなわち、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が参照不可の場合）には、ステップ２０６において、グループＮを一部評価グループに分類する。
【００９６】
ここで、ステップ２０４において肯定判断した場合に一部評価モードに分類する理由について説明する。
【００９７】
イントラ予測符号化方法において、符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの最適な予測モードを複数の予測モードの中から選択する際には、各予測モードの符号化コストを計算し、符号化コストが最小となる予測モードを選択する。符号化コストを示す評価値としては、例えばSAD(Sum of Absolute Difference：入力画像と予測画像との差分の絶対値和）等が用いられる。複数の予測モードを使用して生成した予測画像が同じなら、該複数の予測モードの各々の符号化コストも同じ値となる。従って、予測画像が同じになる複数の予測モードについては、複数の予測モードの一部（例えば、何れか１つ）について符号化コストを算出すればよい。
【００９８】
前述したように、参照不可と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値の各々は、参照可能な周辺ブロックの参照画素を複写したか、或いは、上記式（１）により生成された値であるため、各画素値は同一となる。従って、属する予測モードの各々で使用される参照画素を含む周辺ブロックの全てが参照不可と判定されたグループについては、該グループに属するどの予測モードを用いても、生成される予測画像は同一となり、符号化コストも同一と推定できる。従って、周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が参照不可であるグループについては、一部評価グループに分類する。
【００９９】
一方、分類部２０は、ステップ２０４において否定判断した場合には、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの少なくとも１つが参照可能であるため、ステップ２０８に進む。分類部２０は、ステップ２０８において、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度を算出する。例えば、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の各画素値の分散値の逆数或いは標準偏差値の逆数を、類似度として算出してもよい。分散値或いは標準偏差値の値が小さいほど参照画素間の画素値の差が小さい、すなわち参照画素間の類似度が高い、と推定されるためである。
【０１００】
ステップ２１０において、分類部２０は、類似度が予め設定された閾値以上か否かを判断する。分類部２０は、ステップ２１０において、類似度が予め設定された閾値以上であると判断した場合には、ステップ２１２において、グループＮを一部評価グループに分類する。また、分類部２０は、ステップ２１０において、類似度が予め設定された閾値未満であると判断した場合には、ステップ２１４において、グループＮを全評価グループに分類する。
【０１０１】
なお、ここでは類似度を分散値の逆数或いは標準偏差値の逆数として算出し、閾値と比較する例について説明したが、逆数は用いずに分散値或いは標準偏差値をそのまま用いて、閾値と比較し、グループ分けをしてもよい。分散値或いは標準偏差値が閾値以下のグループを参照画素間の類似度が高いグループとして、一部評価グループに分類し、分散値或いは標準偏差値が閾値より大きなグループを参照画素間の類似度が低いグループとして、全評価グループに分類することができる。
【０１０２】
類似度が高いグループを一部評価グループに分類し、類似度が低いグループを全評価グループに分類する理由について説明する。
【０１０３】
類似度が高い参照画素を使用する複数の予測モードにより複数の予測画像を生成した場合、生成した複数の予測画像の類似度も高くなる。従って、類似度が高い参照画素を使用する予測モードの各々の符号化コストの差は小さいと推定できる。複数の予測モードの各々の符号化コストの差が小さければ、どの予測モードを選んだとしても画質や符号化効率に大きな差は出ない。そこで、図２０に示す例では、参照画素の類似度が高いグループも、一部評価グループに分類するものとした。
【０１０４】
また、類似度が低い参照画素を使用する複数の予測モードにより複数の予測画像を生成した場合、生成した複数の予測画像の類似度も低くなる。従って、類似度が低い参照画素を使用する予測モードの各々の符号化コストの差は大きいと推定できる。符号化コストの差が大きければ、画質や符号化効率の差も大きくなる。そこで、図２０に示す例では、参照画素の類似度が低いグループを、全評価グループに分類するものとした。
【０１０５】
分類部２０は、ステップ２０６、２１２、及び２１４の各々の処理の後、ステップ２１６に進み、Ｎがグループ総数に等しいか否か判断する。図８や図１５に示す例では、グループ総数は３であるため、Ｎ＝３であれば、分類部２０はステップ２１６で肯定判断し、Ｎ＜３であれば、分類部２０はステップ２１６で否定判断する。分類部２０は、ステップ２１６において否定判断した場合には、ステップ２０２に戻り、Ｎに１を加算して、次のグループについて上記と同様に分類を行なう。また、分類部２０は、ステップ２１６において肯定判断した場合には、図２０の分類処理を終了する。
【０１０６】
なお、上記では、周辺ブロック情報、判定部１７の判定結果、及び周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の類似度に基づいて、複数のグループを分類する例について説明したが、分類方法は図２０の方法に限定されない。
【０１０７】
例えば、参照画素の類似度を用いずに、周辺ブロック情報、及び判定部１７の判定結果に基づいて複数のグループを分類するようにしてもよい。
【０１０８】
図２１に、参照画素の類似度を用いずに、周辺ブロック情報、及び判定部１７の判定結果に基づいて複数のグループを分類する場合の分類処理のフローチャートを示す。
【０１０９】
ステップ３００からステップ３０２までは、図２０のステップ２００からステップ２０２までの処理と同じであるため説明を省略する。
【０１１０】
ステップ３０４において、分類部２０は、判定部１７の判定結果に基づき、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が、判定部１７により参照不可と判定されたか否かを判断する。
【０１１１】
分類部２０は、ステップ３０４において肯定判断した場合には、図２０を用いて説明した分類処理と同様に、ステップ３０６において、グループＮを一部評価グループに分類する。
【０１１２】
一方、分類部２０は、ステップ３０４において否定判断した場合には、ステップ３０８において、グループＮを全評価グループに分類する。
【０１１３】
分類部２０は、ステップ３０６、及び３０８の各々の処理の後、ステップ３１０に進み、Ｎがグループ総数に等しいか否か判断する。分類部２０は、ステップ３１０において否定判断した場合には、ステップ３０２に戻り、Ｎに１を加算して、次のグループについて上記と同様に分類を行なう。また、分類部２０は、ステップ３１０において肯定判断した場合には、図２１の分類処理を終了する。
【０１１４】
図２１に例示した分類処理では、参照画素の類似度は考慮されないため、少なくとも１つの周辺ブロックが参照可能となるグループが一部評価グループに分類されることはない。従って、図２０に示す分類処理を行なう場合に比べて、符号化コストを評価する予測モードが増える場合がある。しかしながら、周辺ブロックの各々が参照不可となるグループについては、常に一部評価グループに分類されるため、従来に比べて符号化コストの評価数は抑制される。
【０１１５】
また、例えば、周辺ブロックの各々が参照可能か否かを判定することなく、周辺ブロック情報、及び周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の類似度に基づいて、複数のグループを分類するようにしてもよい。
【０１１６】
図２２に、周辺ブロックの各々が参照可能か否かを判定することなく、周辺ブロック情報、及び周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて複数のグループを分類する場合の分類処理のフローチャートを示す。
【０１１７】
ステップ４００からステップ４０２までは、図２０のステップ２００からステップ２０２までの処理と同じであるため説明を省略する。
【０１１８】
ステップ４０４において、分類部２０は、グループＮの周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度を計算する。類似度の計算は、図２０のステップ２０８における処理と同様に行なう。
【０１１９】
ステップ４０６において、分類部２０は、類似度が予め設定された閾値以上か否かを判断する。分類部２０は、ステップ４０６において、類似度が予め設定された閾値以上であると判断した場合には、ステップ４０８において、グループＮを一部評価グループに分類する。また、分類部２０は、ステップ４０６において、類似度が予め設定された閾値未満であると判断した場合には、ステップ４１０において、グループＮを全評価グループに分類する。
【０１２０】
分類部２０は、ステップ４０８、及び４１０の各々の処理の後は、ステップ４１２に進み、Ｎがグループ総数に等しいか否か判断する。分類部２０は、ステップ４１２において否定判断した場合には、ステップ４０２に戻り、Ｎに１を加算して、次のグループについて上記と同様に分類を行なう。また、分類部２０は、ステップ４１２において肯定判断した場合には、図２２の分類処理を終了する。
【０１２１】
図２２に例示した分類処理では、周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの参照画素間の類似度が閾値以上となるグループが、一部評価グループに分類される。従って、周辺ブロックの各参照画素の画素値が同一となるグループも、一部評価グループに分類されることとなる。判定部１７の判定結果を用いずに分類するため、図２０に例示した分類処理よりも若干分類効率が低下するものの、分類結果は、図２０に例示した分類処理の結果と同じになる。
【０１２２】
上記分類処理が終了した後は、図１６のステップ１０６において、リスト生成部２１が、分類部２０による分類結果に基づいて、候補モードリストを生成する。
【０１２３】
図２３は、リスト生成部２１によるリスト生成処理の一例を示すフローチャートである。
【０１２４】
ステップ５００において、リスト生成部２１の登録部２１ａは、全評価グループに分類されたグループに属する予測モードの全てを候補モードリストに登録する。
【０１２５】
ステップ５０２において、リスト生成部２１の選択部２１ｂは、一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから代表モードを選択する。
【０１２６】
ステップ５０４において、リスト生成部２１の登録部２１ａは、ステップ５０２で選択した代表モードを候補モードリストに登録する。
【０１２７】
ステップ５０６において、リスト生成部２１の登録部２１ａは、予測モード０（平面予測）と予測モード１（平均予測）を候補モードリストに登録する。
【０１２８】
ステップ５００〜５０６の処理により、予測画像及び符号化コストが類似（同一も含む）しないと推定される予測モードが登録された候補モードリストが生成される。ステップ５００〜５０６の処理により生成された候補モードリストは、決定部２２に出力される。なお、ステップ５００の処理、ステップ５０４の処理、及びステップ５０６の処理の順序は、特に限定されない。例えば、一部評価グループの代表モードを候補リストに登録した後に全評価グループに属する予測モードを候補モードリストに登録してもよい。
【０１２９】
図２４は、ステップ５０２の代表モード選択処理の一例を示すフローチャートである。ステップ６００において、選択部２１ｂは、MPM（Most Probable Mode）を取得する。MPMは、符号化対象のブロックの上に隣接するブロックの予測モードと左に隣接するブロックの予測モードのうち、小さい番号のモードである。
【０１３０】
本実施形態では、HEVC方式の動画像符号化を行なうため、HEVC方式において定められた方法によりMPMが導出される。なお、上と左に隣接する周辺ブロックが画面外である場合等、周辺ブロックの予測モードを取得できない場合には、HEVC方式において定められた方法により、予測モード０、予測モード１、及び予測モード２６の何れかから選択された予測モードがMPMとして導出される。
【０１３１】
ステップ６０２において、選択部２１ｂは、一部評価グループに属する予測モードの中にMPMと同じ予測モードがあるか否か判断する。
【０１３２】
選択部２１ｂは、ステップ６０２において一部評価グループに属する予測モードの中にMPMと同じ予測モードがあると判断した場合には、ステップ６０４において、MPMを代表モードとして選択する。また、選択部２１ｂは、ステップ６０２において一部評価グループに属する予測モードの中にMPMと同じ予測モードがないと判断した場合には、ステップ６０６に進む。選択部２１ｂは、ステップ６０６において、一部評価グループに属する予測モードのうちモード番号が最小の予測モードを代表モードとして選択する。
【０１３３】
なお、一部評価グループに分類されたグループが複数ある場合は、各グループについて、周辺ブロック情報が示す周辺ブロックのうち、同じブロックを含むグループを一つのグループにまとめて図２４の処理を行ない、代表モードを選択する。同じブロックを含まないグループは、それぞれのグループ毎に図２４の処理を行なって代表モードを選択する。以下、周辺ブロックが全て参照可能である場合の分類例を２つ挙げ、選択方法を異ならせる理由について説明する。
【０１３４】
（１）グループ１とグループ２とが一部評価グループに分類された場合。
周辺ブロックＡ、Ｂの各々の参照画素が類似しており、周辺ブロックＢ〜Ｄの各々の参照画素が類似している。周辺ブロックＡ、Ｂの参照画素の類似度が高く、周辺ブロックＢ，Ｃ、Ｄの各々の参照画素の類似度が高いことから、周辺ブロックＡ〜Ｄの類似度は高いと推定される。従って、グループ１及びグループ２に含まれる予測モードの何れを使用しても、生成される予測画像は類似し、符号化コストは近くなると推定される。従って、グループ１及びグループ２を一つのグループにまとめて、一つの代表モードを選んで候補モードリストに登録してよい。
【０１３５】
（２）グループ１とグループ３とが一部評価グループに分類された場合。
周辺ブロックＡ、Ｂの各々の参照画素が類似しており、周辺ブロックＤ、Ｅの各々の参照画素が類似している。しかしながら、周辺ブロックＡ，Ｂの各参照画素と、周辺ブロックＤ、Ｅの各参照画素との類似度が高いか否かはわからない。従って、グループ１とグループ３に含まれる予測モードの各々を使用して生成される予測画像の類似度が高いと推定できないため、符号化コストが近いと推定できない。従って、グループ１とグループ３の各々のグループから、それぞれの代表モードを選んで、符号化評価を行う必要がある。
【０１３６】
なお、周辺ブロックを符号化したときのブロックサイズが符号化対象ブロックのブロックサイズと異なる場合には、符号化対象ブロックのブロックサイズと同じ場合と同様に、図２４に示す処理通りに代表モードを選択する。HEVC方式では、符号化対象ブロックの上及び左に隣接する周辺ブロックの予測モードの取得は、上及び左に隣接する周辺ブロックのサイズとは関係なく取得することとなっている。
【０１３７】
以上説明したように選択された代表モードが候補モードリストに登録される。ここで、一部評価グループに属する予測モードの中にMPMと同じ予測モードがある場合に、MPMを候補モードリストに登録する理由を説明する。エントロピー符号化部１４は、差分画像の量子化信号だけでなく、符号化対象ブロックの予測画像を生成したときの予測モードを示す情報もエントロピー符号化してストリーム出力する。MPMを符号化対象ブロックの予測モードとした場合、符号化対象ブロックの予測モードと周辺ブロックの予測モードとが同じになるため、エントロピー符号化部１４は、「周辺ブロックと同じ予測モード」という情報を示すフラグだけをエントロピー符号化する。従って、MPMを符号化対象ブロックの予測モードとした場合には、符号化したときの情報量が少なくなり、符号化効率を向上させることができる。
【０１３８】
また、一部評価グループに属する予測モードにMPMと同じ予測モードがない場合に、モード番号が最小の予測モードを候補モードリストに登録する理由は、予測モードを示す番号をエントロピー符号化したときの情報量が最も小さくなるためである。
【０１３９】
リスト生成部２１により候補モードリストが生成された後は、図１６のステップ１０８において、決定部２２が、候補モードリストに登録された予測モードの中から、符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定する。
【０１４０】
イントラ予測の性能を発揮するためには、35種類の予測モードの中から、符号化効率が最も高いものを選択することが望ましい。決定部２２は、候補モードリストに登録されている予測モードの各々について、参照画素生成部１８から入力された参照画素の画素値を用いて、符号化コストを算出する。そして、決定部２２は、算出した符号化コストを比較して、符号化コストが最も小さい予測モードを、符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードに決定する。
【０１４１】
なお、決定部２２は、符号化コストを示す値として、前述したSADを算出してもよいし、SSD（差分二乗和：Sum of Squared Differences）、或いはSATD（Sum of Absolute Transformed Differences）を算出するようにしてもよい。また、下記式（２）で算出した値VALを符号化コストとして用いても良い。
【０１４２】
VAL=SAD+c*Bit    …（２）
【０１４３】
なお、cは、予め設定された定数、Bitは、予測モードの符号化を行なった際に発生する情報量を示す。
【０１４４】
ステップ１１０において、予測画像生成部１１は、決定部２２により決定された予測モードを用いて、参照画素生成部１８から入力された参照画素から符号化対象ブロックの予測画像を生成する。差分画像生成部１２は、予測画像生成部１１において生成された予測画像と入力画像との差分を示す差分画像を生成し、直交変換・量子化部１３に出力する。
【０１４５】
ステップ１１２において、直交変換・量子化部１３は、差分画像生成部１２から入力された差分画像を直交変換処理する。そして、直交変換・量子化部１３は、直交変換処理により得られた周波数信号の量子化を行い、量子化信号をエントロピー符号化部１４及び逆直交変換・逆量子化部１５に出力する。
【０１４６】
ステップ１１４において、エントロピー符号化部１４は、入力された量子化信号をエントロピー符号化してストリーム出力する。また、符号化対象ブロックの予測画像を生成したときの予測モードを示す情報もエントロピー符号化してストリーム出力する。
【０１４７】
ステップ１１６において、逆直交変換・逆量子化部１５は、入力された量子化信号を逆量子化し、更に逆直交変換処理して再生差分画像を復号画像生成部１６に出力する。そして、復号画像生成部１６は、予測画像生成部１１から入力された予測画像と、逆直交変換・逆量子化部１５から出力された再生差分画像とを加算することにより、現符号化対象ブロックの復号画像を生成し、参照画素生成部１８に出力する。
【０１４８】
次に、具体例を挙げて、動画像符号化装置１０の動作、特に周辺ブロックの参照可否の判定から予測モードの決定までの動作をより具体的に説明する。なお、分類部２０による分類処理は、図２０〜図２２に示す３つの分類処理の何れであってもよいが、以下の各具体例では、図２０に示す分類処理が行なわれるものとして説明する。
【０１４９】
＜具体例１＞
【０１５０】
具体例１では、５つの周辺ブロックＡ〜Ｅの全てが参照できない場合についての符号化処理について、図１６で示したフローチャートの流れに沿って説明する。なお、３３種類の予測モードは図１５に示すように予め３つのグループに分けておき、それぞれの周辺ブロック情報を生成して記憶しておくものとする。
【０１５１】
・ステップ１００：符号化対象ブロックの周辺ブロックの参照可否判定
符号化対象ブロックが、図２５に示すように、画面の先頭ブロック（左上角部に位置するブロック）である場合、５つの周辺ブロックＡ〜Ｅは、全て画面外に位置している。従って、HEVC方式のルールに従って全てのブロックは参照不可と判定される。図２６は、具体例１の参照可否の判定結果を示しており、点線のブロックは参照不可の周辺ブロックを表している（以下、図２８、図３０においても同様）。
【０１５２】
・ステップ１０２：周辺ブロックの参照画素の生成
HEVC方式では、５つの周辺ブロックが全て参照できない場合、上述した式（１）により全ての参照画素の画素値を算出する。従って、全参照画素の画素値は、同一の値になる。
【０１５３】
・ステップ１０４：グループの分類
具体例１では、符号化対象ブロックの周辺ブロックＡ〜Ｅの全てが参照できないため、グループ１〜３の全てについて図２０のステップ２０４において肯定判断される（ステップ２０４、Yes）。従って、グループ１〜３の各々は、一部評価グループに分類される。具体例１において、全評価グループに分類されるグループは無い。
【０１５４】
・ステップ１０６：候補モードリストの生成
一部評価グループに分類されたグループ１〜３に属する３３種類の予測モードから、図２４を用いて例示した選択処理により代表モードが選択される。この場合には、前述したように、HEVC方式において定められた方法によりMPMが導出され、導出されたMPMが代表的なモードとして選択され、候補モードリストに登録される。また、候補モードリストには、予測モード０（平面予測）、及び予測モード１（平均予測）の各々も登録される。
【０１５５】
・ステップ１０８：予測モードの決定
候補モードリストに登録されている各予測モードについて符号化コストが評価され、各予測モードを用いて生成した予測画像と入力画像との差分が最小となる予測モードが最適な予測モードとして決定される。
【０１５６】
以上説明したように、具体例１では、符号化コストを評価する予測モードの数を、３５から３（MPM、平面予測モード、平均予測モード）に減少させることができる。従って、画質及び符号化効率を低下させずに、予測モードを判定する際の演算量を従来に比べて約90％以上削減できる。
【０１５７】
＜具体例２＞
【０１５８】
具体例２では、符号化対象ブロックの周辺ブロックＡ〜Ｅの全てが参照可能である場合について説明する。具体例２においても、図１６で示したフローチャートの流れに沿って説明する。なお、３３種類の予測モードは図１５に示すように予め３つのグループに分けておき、それぞれの周辺ブロック情報を生成して記憶しておくものとする。
【０１５９】
・ステップ１００：符号化対象ブロックの周辺ブロックの参照可否判定
符号化対象ブロックのサイズ及び位置が図２７に示すサイズ及び位置である場合には、図２８に示すように、符号化対象ブロックに対する５つの周辺ブロックＡ〜Ｅの全ての符号化処理は既に完了している（図１及び図２も参照）。従って、判定部１７により周辺ブロックＡ〜Ｅは全て参照可能であると判定される。
【０１６０】
・ステップ１０２：周辺ブロックの参照画素の生成
具体例２では、周辺ブロックＡ〜Ｅが全て参照できるため、新たに参照画素を生成する必要はなく、復号画像生成部１６で生成された復号画像の画素を使用できる。参照画素生成部１８は、復号画像生成部１６から入力された復号画像から、参照画素として使用される周辺ブロックの画素を抽出し、平滑化処理を施して分類部２０及び予測画像生成部１１に出力する。
【０１６１】
・ステップ１０４：グループの分類
具体例２では、符号化対象ブロックの周辺ブロックＡ〜Ｅの全てが参照できるため、グループ１〜３の全てについて図２０のステップ２０４において否定判断される（ステップ２０４、No）。従って、グループ毎に、図２０のステップ２０８において参照画素間の類似度が計算され、ステップ２１０において閾値と比較され、比較結果に応じて一部評価グループ又は全評価グループに分類される。類似度が閾値以上のグループは（ステップ２１０、Yes）、一部評価グループに分類され（ステップ２１２）、類似度が閾値より小さいグループは（ステップ２１０、No）、全評価グループに分類される（ステップ２１４）。
【０１６２】
・ステップ１０６：候補モードリストの生成
ステップ１０４において全評価グループに分類されたグループに属する全ての予測モードが候補モードリストに登録される。また、ステップ１０４において一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから代表モードが１つ選択されて候補モードリストに登録される。代表モードの選択方法は図２４に示した通りである。また、候補モードリストには、予測モード０（平面予測）、及び予測モード１（平均予測）の各々も登録される。
【０１６３】
・ステップ１０８：予測モードの決定
候補モードリストに登録されている各予測モードについて符号化コストが評価され、各予測モードを用いて生成した予測画像と入力画像との差分が最小となる予測モードが最適な予測モードとして決定される。
【０１６４】
具体例２では、全てのグループが一部評価グループに分類された場合に、符号化コストを評価する予測モードの数が最も少なくなる。すなわち、符号化コストを評価する予測モードの数を、３５から３（MPM又は一部評価グループの中でモード番号が最小の予測モード、平面予測モード、平均予測モード）に減少させることができる。また、全てのグループでなくとも、少なくとも１つのグループが一部評価グループに分類されれば、画質及び符号化効率を低下させずに、予測モードを判定する際の演算量を従来に比べて削減できる。
【０１６５】
＜具体例３＞
【０１６６】
具体例３では、５つの周辺ブロックの一部が参照できない場合について説明する。具体例３においても、図１６で示したフローチャートの流れに沿って説明する。なお、３３種類の予測モードは図１５に示すように予め３つのグループに分けておき、それぞれの周辺ブロック情報を生成して記憶しておくものとする。
【０１６７】
・ステップ１００：符号化対象ブロックの周辺ブロックの参照可否判定
符号化対象ブロックのサイズ及び位置が図２９に示すサイズ及び位置である場合には、図３０に示すように、周辺ブロックＡ〜Ｃは画面外に位置し、周辺ブロックＤ，Ｅの符号化処理が既に完了している（図１及び図２も参照）。従って、判定部１７により周辺ブロックＡ〜Ｃは参照不可であり、周辺ブロックＤ，Ｅは参照可能であると判断される。
【０１６８】
・ステップ１０２：周辺ブロックの参照画素の生成
周辺ブロックＤ，Ｅは参照可能であるため、周辺ブロックＤ，Ｅの参照画素については、新たに参照画素を生成することなく、復号画像生成部１６で生成された復号画像の画素を使用できる。また、周辺ブロックＡ〜Ｃの参照画素の画素値は、図３１に示すように、周辺ブロックＡ〜Ｃに最も近い周辺ブロックＤの参照画素から、周辺ブロックＡ〜Ｃに最も近い画素ａの画素値が複写されて生成される。
【０１６９】
・ステップ１０４：グループの分類
具体例３では、周辺ブロックＡ〜Ｃは参照不可であるため、予測画像の生成の際に周辺ブロックＡ及びＢを参照するグループ１については、図２０のステップ２０４において肯定判断される（ステップ２０４、Yes）。従って、グループ１は、一部評価グループに分類される。また、グループ２及び３については、図２０のステップ２０４において否定判断される（ステップ２０４、No）。従って、図２０のステップ２０８において、参照画素間の類似度が計算され、ステップ２１０において閾値と比較され、比較結果に応じてグループ２及びグループ３が一部評価グループ又は全評価グループに分類される。類似度が閾値以上のグループは（ステップ２１０、Yes）、一部評価グループに分類され（ステップ２１２）、類似度が閾値より小さいグループは（ステップ２１０、No）、全評価グループに分類される（ステップ２１４）。
【０１７０】
・ステップ１０６：候補モードリストの生成
ステップ１０４において全評価グループに分類されたグループに属する全ての予測モードが候補モードリストに登録される。また、ステップ１０４において一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから代表モードが１つ選択されて候補モードリストに登録される。代表モードの選択方法は図２４に示した通りである。また、候補モードリストには、予測モード０（平面予測）、及び予測モード１（平均予測）の各々も登録される。
【０１７１】
・ステップ１０８：予測モードの決定
候補モードリストに登録されている各予測モードについて符号化コストが評価され、各予測モードを用いて生成した予測画像と入力画像との差分が最小となる予測モードが最適な予測モードとして決定される。
【０１７２】
具体例３では、少なくともグループ１は、一部評価グループに分類されるため、演算量は従来に比べて削減される。仮にグループ１のみが一部評価グループに分類された場合には、グループ１の符号化コストの評価数が８から１に減少し、グループ２及び３の符号化コストの評価数は変化せず（全て評価する）、合計２８の予測モードについて符号化コストが評価される。従って、演算量を約20％削減できる。全てのグループが全評価グループに分類されれば、具体例１と同様に、演算量を約90%削減できる。
【０１７３】
＜具体例４＞
【０１７４】
具体例４でも、５つの周辺ブロックの一部が参照できない場合について説明する。具体例４においても、図１６で示したフローチャートの流れに沿って説明する。なお、３３種類の予測モードは図１５に示すように予め３つのグループに分けておき、それぞれの周辺ブロック情報を生成して記憶しておくものとする。
【０１７５】
・ステップ１００：符号化対象ブロックの周辺ブロックの参照可否判定
符号化対象ブロックのサイズ及び位置が図１７に示すサイズ及び位置である場合には、図１８に示すように、周辺ブロックＣ〜Ｅは画面外に位置し、周辺ブロックＡの符号化は未だ行なわれておらず、周辺ブロックＢのみ符号化処理が完了している。従って、判定部１７により周辺ブロックＡ、Ｃ〜Ｅは参照不可であり、周辺ブロックＢが参照可能であると判定される。
【０１７６】
・ステップ１０２：周辺ブロックの参照画素の生成
周辺ブロックＢが参照できるため、周辺ブロックＢの参照画素については、新たに参照画素を生成することなく、復号画像生成部１６で生成された復号画像の画素を使用できる。また、周辺ブロックＡの参照画素の画素値は、図１９に示すように、周辺ブロックＢの参照画素から、周辺ブロックＡに最も近い画素ｂの画素値が複写されて生成される。また、周辺ブロックＣ〜Ｅの参照画素の画素値は、図１９に示すように、周辺ブロックＢの参照画素から、周辺ブロックＣ〜Ｅに最も近い画素ａの画素値が複写されて生成される。
【０１７７】
・ステップ１０４：グループの分類
具体例４では、周辺ブロックＢのみ参照可能であるため、グループ３については、図２０のステップ２０４において肯定判断される（ステップ２０４、Yes）。従って、グループ３は、一部評価グループに分類される。また、グループ１及び２については、図２０のステップ２０４において否定判断される（ステップ２０４、No）。次に、図２０のステップ２０８において、参照画素間の類似度が計算され、ステップ２１０において閾値と比較され、比較結果に応じてグループ１及びグループ２が一部評価グループ又は全評価グループに分類される。類似度が閾値以上のグループは（ステップ２１０、Yes）、一部評価グループに分類され（ステップ２１２）、類似度が閾値より小さいグループは（ステップ２１０、No）、全評価グループに分類される（ステップ２１４）。
【０１７８】
・ステップ１０６：候補モードリストの生成
ステップ１０４において全評価グループに分類されたグループに属する全ての予測モードが候補モードリストに登録される。また、ステップ１０４において一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから代表モードが１つ選択されて候補モードリストに登録される。代表モードの選択方法は図２４に示した通りである。また、候補モードリストには、予測モード０（平面予測）、及び予測モード１（平均予測）の各々も登録される。
【０１７９】
・ステップ１０８：予測モードの決定
候補モードリストに登録されている各予測モードについて符号化コストが評価され、各予測モードを用いて生成した予測画像と入力画像との差分が最小となる予測モードが最適な予測モードとして決定される。
【０１８０】
具体例４では、少なくともグループ３は、一部評価グループに分類されるため、演算量は従来に比べて削減される。仮にグループ３のみが一部評価グループに分類された場合には、グループ３の符号化コストの評価数が８から１に減少し、グループ１及び２の符号化コストの評価数は変化せず（全て評価する）、合計２８の予測モードについて符号化コストを評価する。従って、演算量を約20％削減できる。全てのグループが全評価グループに分類されれば、具体例１と同様に、演算量を約90%削減できる。
【０１８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、符号化コストが同一、又は近いと推定できる予測モードの符号化コストの評価を省略することができ、画質及び符号化効率の低下を抑えつつ符号化コストを評価する予測モードの数を削減することができる。
【０１８２】
特に、HEVC方式では、符号化対象ブロックは複数のブロックサイズを取り得る。符号化効率が最適となるブロックサイズを選択するには、従来の手法では、ブロックサイズ毎に全ての予測モードについて符号化コストを評価する必要があり、かなりの時間を要する。しかしながら、上記実施形態では、画質や符号化効率を低下させずに符号化コストを評価する予測モードを減らすことができ、符号化処理全体に要する時間を短縮できる。
【０１８３】
また、代表モードの選択では、MPM又はモード番号が小さい予測モードが選択されるため、予測モードの符号化に発生する情報量が少なくなり、符号化効率が向上できる。
【０１８４】
なお、動画像符号化装置は、図６に示す構成に限定されない。例えば、前述したように、周辺ブロック情報を生成する機能を動画像符号化装置に含めて構成する場合には、図３２に示すように動画像符号化装置を構成することができる。
【０１８５】
図３２に示す動画像符号化装置３０は、図６に示す動画像符号化装置１０の各構成要素に加えて情報生成部２３が設けられている。
【０１８６】
情報生成部２３は、動画像符号化を行なう前に、予測画像を生成する際に参照される周辺ブロックが同一の予測モードを、同一のグループに分類しておき、グループ毎の周辺ブロック情報を生成して情報記憶部１９に記憶する。グループ分けの手法や周辺ブロック情報の具体例は、上記実施形態で説明した通りであるため説明を省略する。なお、情報生成部２３を動画像符号化装置に設けた場合には、コンピュータ４０の第１記憶部４５の符号化プログラム５０に、情報生成プロセスが追加される。
【０１８７】
上記実施形態では、事前に複数の予測モードを、参照する周辺ブロックが同一の予測モードが同じグループとなるように分類しておき（事前分類）、判定部１７により、各グループを一部評価グループ又は全評価グループに分類する例について説明した。しかしながら、事前分類は、上記実施形態で説明した手法に限定されない。
【０１８８】
例えば、上記グループ２を更に複数のグループに分けて、処理してもよい。また、他のグループ１，３も同様に、更に複数のグループに分けて、処理してもよい。グループ数は増えるが、上記実施形態と同様の結果・効果が得られる。
【０１８９】
また、参照する周辺ブロックが完全に同一ではないが予測方向が類似する予測グループを同じグループに分類するようにしてもよい。例えば、予測モード２〜３４を、３つのグループではなく２つのグループに分類してもよい。より具体的には、例えば、事前分類では、複数の予測モードを、予測モード２〜１７のグループＧ１と、予測モード１８〜３４のグループＧ２とに分類するようにしてもよい。３３種類の予測モードを２つのグループＧ１、Ｇ２に分けた場合、同一グループに属する各予測モードで参照される周辺ブロックは全て同一とはならないが、上記実施形態と同様に判定部１７による分類処理を適用できる。また、３３種類の予測モードを２つのグループに分けた場合において、一部評価グループに分類されるグループがなかったときには、事前分類をやり直して、再度判定部１７の分類処理を実行することもできる。
【０１９０】
また、上記実施形態では、一部評価グループに属する予測モードから代表モードを１つ選択して候補リストに登録する例について説明したが、選択する予測モードは１つに限定されない。一部評価グループについては、一部評価グループに属する予測モードの全てではなく一部が評価されればよいため、複数の予測モードが代表モードとして選択されてもよい。例えば、MPM、及び予測モードのモード番号が最も小さいモードの双方を代表モードとして選択し、双方を候補リストに登録するようにしてもよい。
【０１９１】
なお、上記では符号化プログラムが第１記憶部４５に記憶されている態様を説明したが、符号化プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭや、ＵＳＢを介して接続可能なフラッシュメモリ等の可搬型の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
【０１９２】
開示の技術におけるイントラ予測符号化方法は、HEVC方式に限らず、他の方式であってもよい。
【０１９３】
なお、本実施形態では、動画像符号化装置の各機能部を、コンピュータ４０が符号化プログラム５０を実行することにより実現する例について説明したが、電子回路等で実現することができる。例えば、動画像符号化装置の各機能部を、半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等で実現してもよい。
【０１９４】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【０１９５】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１９６】
（付記１）
イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果及び前記判定部により参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記判定部により参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成する参照画素生成部と、
予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す周辺ブロック情報と、前記判定部の判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、全ての予測モードの符号化コストを評価する全評価グループ、又は一部の予測モードの符号化コストを評価する一部評価グループに分類する分類部と、
前記分類部により全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、前記分類部により一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定する決定部と、
前記決定部により決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を予測画像生成部と、
を含む動画像符号化装置。
【０１９７】
（付記２）
前記分類部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が参照不可と判定されたグループを前記一部評価グループに分類する、
付記１に記載の動画像符号化装置。
【０１９８】
（付記３）
前記分類部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの少なくとも１つが参照可能と判定されたグループについては、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを前記一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを前記全評価グループに分類する、
付記１又は付記２に記載の動画像符号化装置。
【０１９９】
（付記４）
前記分類部は、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを全評価グループに分類する、
付記１に記載の動画像符号化装置。
【０２００】
（付記５）
前記予測方向が類似する予測モードは、符号化対象ブロックの予測画像の生成に使用される参照画素を含む周辺ブロックが同一の予測モードである
付記１〜付記４の何れか１項記載の動画像符号化装置。
【０２０１】
（付記６）
前記分類部により一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから、前記符号化対象ブロックの周辺ブロックで用いられた予測モード及び当該グループに属する予測モードを識別する識別番号に基づいて、符号化コストを評価する予測モードを選択する選択部を更に備え、
前記決定部は、前記分類部により一部評価グループに分類されたグループについては、前記選択部により選択された予測モードの符号化コストを評価する
付記１〜付記５の何れか１項記載の動画像符号化装置。
【０２０２】
（付記７）
イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定し、
前記判定結果及び前記参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成し、
予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す周辺ブロック情報と、前記判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、全ての予測モードの符号化コストを評価する全評価グループ、又は一部の予測モードの符号化コストを評価する一部評価グループに分類し、
前記全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、前記一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定し、
前記決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する生成する
ことを含む動画像符号化方法。
【０２０３】
（付記８）
前記分類する際には、前記判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が参照不可と判定されたグループを前記一部評価グループに分類する、
付記７に記載の動画像符号化方法。
【０２０４】
（付記９）
前記分類する際には、前記判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの少なくとも１つが参照可能と判定されたグループについては、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを前記一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを前記全評価グループに分類する、
付記７又は付記８に記載の動画像符号化方法。
【０２０５】
（付記１０）
前記分類する際には、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを全評価グループに分類する、
付記７に記載の動画像符号化方法。
【０２０６】
（付記１１）
前記予測方向が類似する予測モードは、符号化対象ブロックの予測画像の生成に使用される参照画素を含む周辺ブロックが同一の予測モードである
付記７〜付記１０の何れか１項記載の動画像符号化方法。
【０２０７】
（付記１２）
前記一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから、前記符号化対象ブロックの周辺ブロックで用いられた予測モード及び当該グループに属する予測モードを識別する識別番号に基づいて、符号化コストを評価する予測モードを選択し、
前記一部評価グループに分類されたグループについては、前記選択した予測モードの符号化コストを評価する
付記７〜付記１１の何れか１項記載の動画像符号化方法。
【０２０８】
（付記１３）
コンピュータに、
イントラ予測符号化方法を用いた符号化を行なう対象である符号化対象ブロックの周辺ブロックが、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する際に参照可能か否かを判定し、
前記判定結果及び前記参照可能と判定された周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値に基づいて、前記参照不可と判定された周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成し、
予測方向が類似する予測モードを同じグループに分類することで複数の予測モードを複数のグループに分類したときの複数のグループの各々を、個々のグループに属する予測モードを用いて前記予測画像を生成する際に使用される各参照画素を含む周辺ブロックを示す周辺ブロック情報と、前記判定結果及び前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度の少なくとも一方と、に基づいて、全ての予測モードの符号化コストを評価する全評価グループ、又は一部の予測モードの符号化コストを評価する一部評価グループに分類し、
前記全評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する全ての予測モードの符号化コストを評価し、前記一部評価グループに分類されたグループについては、各グループに属する予測モードのうち一部の予測モードの符号化コストを評価することにより、前記符号化対象ブロックの予測画像を生成するときの予測モードを決定し、
前記決定された予測モードを用いて前記符号化対象ブロックの予測画像を生成する生成する
ことを含む処理を実行させるための動画像符号化プログラム又は動画像符号化プログラムを記録した記録媒体。
【０２０９】
（付記１４）
前記分類する際には、前記判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの各々が参照不可と判定されたグループを前記一部評価グループに分類する、
付記１３に記載の動画像符号化プログラム又は動画像符号化プログラムを記録した記録媒体。
【０２１０】
（付記１５）
前記分類する際には、前記判定結果に基づき、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックの少なくとも１つが参照可能と判定されたグループについては、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを前記一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを前記全評価グループに分類する、
付記１３又は付記１４に記載の動画像符号化プログラム又は動画像符号化プログラムを記録した記録媒体。
【０２１１】
（付記１６）
前記分類する際には、前記周辺ブロック情報が示す周辺ブロックに含まれる参照画素間の類似度に基づき、前記類似度が閾値以上のグループを一部評価グループに分類し、前記類似度が閾値未満のグループを全評価グループに分類する、
付記１３に記載の動画像符号化プログラム又は動画像符号化プログラムを記録した記録媒体。
【０２１２】
（付記１７）
前記予測方向が類似する予測モードは、符号化対象ブロックの予測画像の生成に使用される参照画素を含む周辺ブロックが同一の予測モードである
付記１３〜付記１６の何れか１項記載の動画像符号化プログラム又は動画像符号化プログラムを記録した記録媒体。
【０２１３】
（付記１８）
前記一部評価グループに分類されたグループに属する予測モードから、前記符号化対象ブロックの周辺ブロックで用いられた予測モード及び当該グループに属する予測モードを識別する識別番号に基づいて、符号化コストを評価する予測モードを選択し、
前記一部評価グループに分類されたグループについては、前記選択した予測モードの符号化コストを評価する
付記１３〜付記１７の何れか１項記載の動画像符号化プログラム又は動画像符号化プログラムを記録した記録媒体。
【０２１４】
（付記１９）
符号化対象ブロックを周辺ブロックを参照したイントラ予測を行なうことにより符号化する動画像符号化方法において、
符号化対象ブロックの周辺ブロックが参照可能か否かを符号化対象ブロックの位置に基づいて求める手順と、
参照不可の周辺ブロックに含める参照画素の画素値を生成する手順と、
符号化対象ブロックの符号化に際して、各々参照する周辺ブロックの位置が予め対応付けられた複数の予測モードのうち、周辺ブロックの参照可否及び周辺ブロックに含まれる参照画素の画素値の少なくとも一方に基づいて、符号化対象ブロックの符号化の際の予測画像及び符号化コストが互いに類似しないと推定される予測モードの各々を、符号化対象ブロックを符号化する際の予測モードの候補として評価する手順と、
を含む動画像符号化方法。
【符号の説明】
【０２１５】
１０、３０    動画像符号化装置
１１   予測画像生成部
１２   差分画像生成部
１３   直交変換・量子化部
１４   エントロピー符号化部
１５   逆直交変換・逆量子化部
１６   復号画像生成部
１７   判定部
１８   参照画素生成部
１９   情報記憶部
２０   分類部
２１   リスト生成部
２１ａ 登録部
２１ｂ 選択部
２２   決定部
４０   コンピュータ
４１   ＣＰＵ
４４   入出力ＩＦ
４５   第１記憶部
４６   メモリ
４７   第２記憶部
４８   バス
５０   符号化プログラム
５２   記憶領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３２】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１９】
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【図３１】
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