(57)【要約】【課題】画像データの空間予測装置及び方法、それを利用した符号化装置及び方法、画像データの空間予測補償装置及び方法、それを利用した復号化装置及び方法を提供する。【解決手段】注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、注目ブロックの画素値を空間予測する空間予測部１４０を備えることを特徴とする画像データの空間予測装置である。これにより、空間予測を行うときにパイプライン処理を可能にすることによって、リアルタイム符号化及びそれによる復号化を実行可能にする。【選択図】図３
2006174454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、前記注目ブロックの画素値を空間予測する空間予測部を備えることを特徴とする画像データの空間予測装置。
【請求項２】
前記上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定する予測方向決定部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像データの空間予測装置。
【請求項３】
前記注目ブロックの空間予測に使われる前記上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする画素値フィルタリング部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像データの空間予測装置。
【請求項４】
前記空間予測部は、
１次元ブロックについての画素値を空間予測することを特徴とする請求項１に記載の画像データの空間予測装置。
【請求項５】
前記空間予測部は、
２次元ブロックについての画素値を空間予測することを特徴とする請求項１に記載の画像データの空間予測装置。
【請求項６】
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、前記注目ブロックの画素値を空間予測する空間予測部と、
前記空間予測された画素値を変換及び量子化する変換及び量子化部と、
前記変換及び量子化された画素値についてのビット列を生成するビット列生成部と、を備えることを特徴とする画像データの符号化装置。
【請求項７】
空間予測されたＲ，Ｇ，Ｂ画素値から冗長情報を除去し、前記冗長情報が除去されたＲＧＢ信号を符号化するＲＧＢ信号符号化部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の画像データの符号化装置。
【請求項８】
前記上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定する予測方向決定部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の画像データの符号化装置。
【請求項９】
前記予測方向決定部は、
予測方向のうちいずれか一つの方向の予測のために使われる前記上列隣接ブロックと前記注目ブロックとの画素値の差分の和をＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対して求め、前記求められたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対する差分の和を合算した値が最小となる予測方向を空間予測のための方向として決定することを特徴とする請求項８に記載の画像データの符号化装置。
【請求項１０】
前記注目ブロックの空間予測に使われる前記上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする画素値フィルタリング部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の画像データの符号化装置。
【請求項１１】
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、前記注目ブロックの画素値を空間予測するステップを含むことを特徴とする画像データの空間予測方法。
【請求項１２】
前記上列隣接ブロックの画素値によって空間上の予測方向を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の画像データの空間予測方法。
【請求項１３】
前記注目ブロックの空間予測に使われる前記上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の画像データの空間予測方法。
【請求項１４】
１次元ブロックについての画素値を空間予測することを特徴とする請求項１１に記載の画像データの空間予測方法。
【請求項１５】
２次元ブロックについての画素値を空間予測することを特徴とする請求項１１に記載の画像データの空間予測方法。
【請求項１６】
（ａ）注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、前記注目ブロックの画素値を空間予測するステップと、
（ｂ）前記空間予測した画素値を変換及び量子化するステップと、
（ｃ）前記変換及び量子化した画素値についてのビット列を生成するステップと、を含むことを特徴とする画像データの符号化方法。
【請求項１７】
（ｄ）前記上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定し、前記（ａ）ステップに進むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の画像データの符号化方法。
【請求項１８】
前記注目ブロックの空間予測に使われる前記上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングし、前記（ａ）ステップに進むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の画像データの符号化方法。
【請求項１９】
前記（ａ）ステップは、
１次元ブロックについての画素値を空間予測することを特徴とする請求項１６に記載の画像データの符号化方法。
【請求項２０】
前記（ａ）ステップは、
２次元ブロックについての画素値を空間予測することを特徴とする請求項１６に記載の画像データの符号化方法。
【請求項２１】
前記（ａ）ステップ後に、空間予測されたＲ，Ｇ，Ｂ画素値から冗長情報を除去し、前記冗長情報を除去したＲＧＢ信号を符号化し、前記（ｂ）ステップに進むステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の画像データの符号化方法。
【請求項２２】
前記（ｄ）ステップは、
予測方向のうちいずれか一つの方向の予測のために使われる前記上列隣接ブロックと前記注目ブロックとの画素値の差分の和をＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対して求め、前記求められたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対する差分の和を合算した値が最小となる予測方向を空間予測のための方向として決定することを特徴とする請求項２１に記載の画像データの符号化方法。
【請求項２３】
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償する空間予測補償部を備えることを特徴とする画像データの空間予測補償装置。
【請求項２４】
画像データのビット列を復号化するビット列復号化部と、
前記復号化された画像データを逆量子化及び逆変換する逆量子化及び逆変換部と、
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償する空間予測補償部と、を備えることを特徴とする画像データの復号化装置。
【請求項２５】
ＲＧＢ信号を復号化するＲＧＢ信号復号化部をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の画像データの復号化装置。
【請求項２６】
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償するステップを含むことを特徴とする画像データの空間予測補償方法。
【請求項２７】
（ａ）画像データのビット列を復号化するステップと、
（ｂ）前記復号化した画像データを逆量子化及び逆変換するステップと、
（ｃ）注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、前記注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償するステップと、を含むことを特徴とする画像データの復号化方法。
【請求項２８】
前記（ｂ）ステップ後に、ＲＧＢ信号を復号化し、前記（ｃ）ステップに進むステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の画像データの復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データの符号化及び復号化に係り、特に画像データの空間予測装置及び方法、それを利用した符号化装置及び方法、画像データの空間予測補償装置及び方法、それを利用した復号化装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像データの符号化、特にフレーム内符号化の過程の一つとして空間予測が行なわれている。空間予測符号化とは、映像の空間的な相関性を利用して、現在、処理対象として注目するブロック（以下、「注目ブロック」という。）の画素値を予測する技術をいう。さらに詳細に説明すれば、注目ブロックの画素値と相関性がある、隣接ブロックの復号化された画素値との差分を用いて、注目ブロックの画素値を予測することである。
【０００３】
図１は、従来の空間予測についての予測方向の一例を示す図面である。従来の空間予測においては、注目ブロックの上列または左列に隣接する画素値を用いて、図１に示したように多様な方向の空間予測を行う。
しかし、従来のように注目ブロックに隣接するブロックの画素値を用いて空間予測を行うとき、注目ブロックの左側に隣接するブロックの画素値を用いて空間予測を行うと、リアルタイムでの空間予測及び符号化を行なうことができないという問題点が発生する。
【０００４】
図２は、従来の空間予測によりパイプライン処理が行われていないことを説明するための図面である。パイプライン処理とは、１つ前の注目ブロックの空間予測が行われた後で、直ちに注目ブロックの空間予測が行われることを意味する。しかし、注目ブロックの左側に隣接するブロックの画素値を用いた注目ブロックの空間予測は、隣接ブロックの空間予測過程、変換及び量子化過程、逆量子化及び逆変換過程及び空間予測補償過程が行なわれることで、始めて復元された隣接ブロックの画素値を用いて注目ブロックの空間予測が可能となる。図２に示したように、注目ブロックの左側の隣接ブロックの画素値を用いようとすれば、パイプライン処理が行なわれなくなり、かかるパイプライン処理が行なわれなければ、画像データのリアルタイム符号化及び復号化を行なうことができないため、結局、画像データの迅速な符号化及び復号化処理を行なうことができないという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、空間予測を行なうとき、パイプライン処理によりリアルタイム符号化が実行可能な画像データの空間予測装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする他の課題は、パイプライン処理によりリアルタイム符号化が実行可能な画像データの符号化装置を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、空間予測を行なうとき、パイプライン処理によりリアルタイム符号化が実行可能な画像データの空間予測方法を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、パイプライン処理によりリアルタイム符号化が実行可能な画像データの符号化方法を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、リアルタイム符号化が行われた画像データについてリアルタイム予測補償を可能にする画像データの空間予測補償装置を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、リアルタイム符号化が行われた画像データについてリアルタイム復号化を可能にする画像データの復号化装置を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、リアルタイム符号化が行われた画像データについてリアルタイム予測補償を可能にする画像データの空間予測補償方法を提供することにある。
本発明が解決しようとするさらに他の課題は、リアルタイム符号化が行われた画像データについてリアルタイム復号化を可能にする画像データの復号化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明による画像データの空間予測装置は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、注目ブロックの画素値を空間予測する空間予測部を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの符号化装置は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、注目ブロックの画素値を空間予測する空間予測部、空間予測された画素値を変換及び量子化する変換及び量子化部、及び前記変換及び量子化された画素値についてのビット列を生成するビット列生成部を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの空間予測方法は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、注目ブロックの画素値を空間予測するステップを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの符号化方法は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、注目ブロックの画素値を空間予測するステップ、空間予測された画素値を変換及び量子化するステップ、及び変換及び量子化された画素値についてのビット列を生成するステップを含むことを特徴とする。
【００１０】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの空間予測補償装置は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償する空間予測補償部を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの復号化装置は、画像データのビット列を復号化するビット列復号化部、復号化された画像データを逆量子化及び逆変換する逆量子化及び逆変換部、及び注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償する空間予測補償部を備えることを特徴とする。
【００１２】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの空間予測補償方法は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償するステップを含むことを特徴とする。
【００１３】
前記の他の課題を解決するために、本発明による画像データの復号化方法は、画像データのビット列を復号化するステップ、復号化された画像データを逆量子化及び逆変換するステップ、及び注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して、空間予測された画素値を補償するステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、空間予測を行うときにパイプライン処理を可能とすることによって、リアルタイム符号化及びそれによる復号化を実行可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による画像データの空間予測装置を、添付された図面を参照して説明する。
図３は、本発明による画像データの空間予測装置を説明するための一実施形態のブロック図であって、予測方向決定部１００、画素値フィルタリング部１２０及び空間予測部１４０から構成される。
【００１６】
予測方向決定部１００は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックを利用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定し、決定した結果を画素値フィルタリング部１２０に出力する。
空間予測方向は、垂直方向であってもよく、右斜め方向または左斜め方向であってもよい。かかる空間予測方向は、上列隣接ブロックの画素値を用いて決定する。
【００１７】
図４は、注目する４×４ブロックの画素値及び注目ブロックに隣接する周辺の画素値の一例を示す図面である。図４に示した４×４ブロックの画素値と、隣接ブロックの画素値を用いて、空間予測方向を決定する方法を説明する。
【００１８】
まず、各方向に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂ別の注目ブロックの画素値と隣接ブロックの画素値との差分の和のうち、それぞれの差分の和が最小となる値が求められる方向を空間予測方向として決定する。隣接ブロックの画素から見て、垂直方向に位置する注目ブロックの画素値と、隣接ブロックの画素値との差分は、それぞれａ´＝ａ−Ａ，ｂ´＝ｂ−Ｂ，ｃ´＝ｃ−Ｃ，ｄ´＝ｄ−Ｄ，ｅ´＝ｅ−Ａ，ｆ´＝ｆ−Ｂ，ｇ´＝ｇ−Ｃ，ｈ´＝ｈ−Ｄ、ｉ´＝ｉ−Ａ，ｊ´＝ｊ−Ｂ，ｋ´＝ｋ−Ｃ，ｌ´＝ｌ−Ｄ，ｍ´＝ｍ−Ａ，ｎ´＝ｎ−Ｂ，ｏ´＝ｏ−Ｃ，ｐ´＝ｐ−Ｄとなる。かかる垂直方向のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和をそれぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３とする。隣接ブロックの画素から見て、右斜め方向に位置する注目ブロックの画素値と、隣接ブロックの画素値との差分は、それぞれａ´＝ａ−Ｐ，ｂ´＝ｂ−Ａ，ｃ´＝ｃ−Ｂ，ｄ´＝ｄ−Ｃ，ｅ´＝ｅ−Ｏ，ｆ´＝ｆ−Ｐ，ｇ´＝ｇ−Ａ，ｈ´＝ｈ−Ｂ，ｉ´＝ｉ−Ｎ，ｊ´＝ｊ−Ｏ，ｋ´＝ｋ−Ｐ，ｌ´＝ｌ−Ａ，ｍ´＝ｍ−Ｍ，ｎ´＝ｎ−Ｎ，ｏ´＝ｏ−Ｏ，ｐ´＝ｐ−Ｐとなる。かかる右斜め方向のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和をそれぞれＳ４，Ｓ５，Ｓ６とする。隣接ブロックの画素から見て、左斜め方向に位置する注目ブロックの画素値と、隣接ブロックの画素値との差分は、それぞれａ´＝ａ−Ｂ，ｂ´＝ｂ−Ｃ，ｃ´＝ｃ−Ｄ，ｄ´＝ｄ−Ｅ，ｅ´＝ｅ−Ｃ，ｆ´＝ｆ−Ｄ，ｇ´＝ｇ−Ｅ，ｈ´＝ｈ−Ｆ，ｉ´＝ｉ−Ｄ，ｊ´＝ｊ−Ｅ，ｋ´＝ｋ−Ｆ，ｌ´＝ｌ−Ｇ，ｍ´＝ｍ−Ｅ，ｎ´＝ｎ−Ｆ，ｏ´＝ｏ−Ｇ，ｐ´＝ｐ−Ｈとなる。かかる右斜め方向のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和をそれぞれＳ７，Ｓ８，Ｓ９とする。求められた差分の和Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９のうち、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分について、差分の和が最も小さい値を有する予測方向をＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての空間上の予測方向として決定する。
【００１９】
このとき、予測方向は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分毎に独立に決定するが、Ｒ，Ｇ，Ｂ共通に決定することもできる。Ｒ，Ｇ，Ｂ独立に決定する場合、前記Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７のうち最も小さい値を有する予測方向がＲ成分の予測方向として決定し、同様にＳ２，Ｓ５，Ｓ８のうち最も小さい値を有する予測方向がＧ成分の予測方向として決定し、Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９のうち最も小さい値を有する予測方向がＢ成分の予測方向として決定する。
【００２０】
Ｒ，Ｇ，Ｂ共通に決定する場合には、ＳＶ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３、ＳＲ＝Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６及びＳＬ＝Ｓ７＋Ｓ８＋Ｓ９のうち最も小さい値を有する予測方向を空間予測方向として決定する。
【００２１】
空間予測方向を決定する二番目の方法は、注目ブロックの画素値と隣接ブロックの画素値との差分の和及び各方向についての圧縮率を考慮して方向決定値を求め、求めた各方向決定値のうち最も小さい値を有する予測方向を空間予測方向として決定する。次の数式（１）を利用して方向決定値を求める。
Ｃ＝Ｄ＋λＲ                            ．．．（１）
ここで、Ｃは各方向についての方向決定値を意味し、Ｄは各方向についての注目ブロックの画素値と隣接ブロックの画素値との差分の和を意味し、λは所定の定数値であり、Ｒは各方向についての圧縮率を意味する。
【００２２】
画素値フィルタリング部１２０は、注目ブロックの空間予測に使われる上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングし、フィルタリングした結果を空間予測部１４０に出力する。上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする理由は、上列隣接ブロックの画素値のみを利用して空間予測することによって表れる画質の劣化を防止するためである。図４を参照してフィルタリング過程を説明する。垂直方向が空間予測のための方向として決定されれば、予測に使われる画素値Ａを、Ａの左右に隣接する画素値についての平均値に置換して使用する。例えば、空間予測に使われる値として、Ａの代わりに（Ｐ＋Ｂ）／２、（Ｐ＋２Ａ＋Ｂ）／４、（２Ｏ＋３Ｐ＋６Ａ＋３Ｂ＋２Ｃ）／１６などの値のうちいずれか一つを使用する。かかる方法で空間予測に使われる値として、Ｂの代わりに（Ａ＋Ｃ）／２、（Ａ＋２Ｂ＋Ｃ）／４、（２Ｐ＋３Ａ＋６Ｂ＋３Ｃ＋２Ｄ）／１６などの値のうちいずれか一つを使用する。残りの隣接ブロックの画素値も、前記した方式でフィルタリングする。このようにフィルタリングする方法は、一例に過ぎず、さらに多くの隣接ブロックの画素値を用いてフィルタリングすることもできる。
【００２３】
空間予測部１４０は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックを利用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、隣接ブロックのうち注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測する。従来と異なり、本発明の空間予測部１４０は、空間予測のための隣接ブロックの画素値として上列隣接ブロックの画素値のみを使用する。予測方向は、前記したように垂直方向、右斜め方向及び左斜め方向などが可能である。
【００２４】
空間予測部１４０は、２次元ブロックについての画素値を空間予測する。２次元ブロックは、ブロックを構成する行が少なくとも２行以上であることを意味する。図５は、２次元ブロックに相当する４×４ブロックについての予測方向の一例を示す図面である。図５（ａ）は、４×４ブロックについての右斜め方向への空間予測を示す図面であり、図５（ｂ）は、４×４ブロックについての垂直方向への空間予測を示す図面であり、図５（ｃ）は、４×４ブロックについての左斜め方向への空間予測を示す図面である。２次元ブロックについての図５に示した空間予測方向は、一例に過ぎず、図示した方向以外にさらに多様な空間予測方向を提示することもできる。
【００２５】
一方、空間予測部１４０は、１次元ブロックについての画素値を空間予測することもできる。１次元ブロックは、ブロックを構成する行が１行であることを意味する。図６は、１次元ブロックに相当する８×１ブロックについての予測方向の一例を示す図面である。図６（ａ）は、８×１ブロックについての垂直方向への空間予測を示す図面であり、図６（ｂ）は、８×１ブロックについての右斜め方向への空間予測を示す図面であり、図６（ｃ）は、８×１ブロックについての左斜め方向への空間予測を示す図面である。１次元ブロックについての図６に示した空間予測方向は、一例に過ぎず、図示した方向以外にさらに多様な空間予測方向を提示することもできる。
【００２６】
以下、本発明による画像データの符号化装置を、添付された図面を参照して説明する。
図７は、本発明による画像データの符号化装置を説明するための一実施形態のブロック図であり、予測方向決定部２００、画素値フィルタリング部２１０、空間予測部２２０、ＲＧＢ信号符号化部２３０、変換及び量子化部２４０、及びビット列生成部２５０から構成される。
【００２７】
予測方向決定部２００は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックを利用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定し、決定した結果を画素値フィルタリング部２１０に出力する。
空間予測方向は、垂直方向であってもよく、右斜め方向または左斜め方向であってもよい。かかる空間予測方向は、上列隣接ブロックの画素値を用いて決定する。
【００２８】
このとき、予測方向決定部２００は、前記した予測方向決定部１００と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分ごとに独立に予測方向を決定することもあり、またはＲ，Ｇ，Ｂの色成分について共通に一つの予測方向を決定することもある。Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分について共通に一つの予測方向を決定する場合、予測方向決定部２００は、予測方向のうちいずれか一つの方向の予測のために使われる上列隣接ブロックと注目ブロックとの画素値の差分についての和をＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分について求め、求められたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和を合算した値が最小となる予測方向を空間予測のための方向として決定する。例えば、前記した各方向によるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての上列隣接ブロックと注目ブロックとの画素値の差分の和をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９とする。垂直方向のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和がそれぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３であるので、このＳ１，Ｓ２，Ｓ３の和を求めればＳＶ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３となる。また、右斜め方向のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和がそれぞれＳ４，Ｓ５，Ｓ６であるので、このＳ４，Ｓ５，Ｓ６の和を求めればＳＲ＝Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６となる。また、左斜め方向のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての差分の和がそれぞれＳ７，Ｓ８，Ｓ９であるので、このＳ７，Ｓ８，Ｓ９の和を求めればＳＬ＝Ｓ７＋Ｓ８＋Ｓ９となる。この和ＳＶ，ＳＲ，ＳＬのうち、最小値となる予測方向を空間予測方向として決定する。一方、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての和を求めるとき、それぞれの色成分の差分の和に対して異なる加重値を乗算して合算できる。例えば、Ｓ１がＲ成分についての画素値の差分の和とし、Ｓ２がＧ成分についての画素値の差分の和とし、Ｓ３がＢ成分についての画素値の差分の和とするとき、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に異なる加重値を設定して和を求めることもできる。例えば、ＳＶ＝０．３×Ｓ１＋０．６×Ｓ２＋０．１×Ｓ３のように表現できる。このように合算されるＳ１，Ｓ２，Ｓ３に異なる加重値を設定する理由は、画像においてＧ成分についての処理が重要であるためである。前記した加重値は、例示的なものであり、多様な加重値を適用することができる。
【００２９】
一方、前記したように、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての画素値の差分の和を合算した値及び各方向についての圧縮率を考慮して方向決定値を求め、求めた各方向決定値のうち最小値を与える予測方向を空間予測方向として決定する。方向決定値は、前記した数式（１）を用いて求めることもできる。
【００３０】
画素値フィルタリング部２１０は、注目ブロックの空間予測に使われる上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングし、フィルタリングした結果を空間予測部２２０に出力する。上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする理由は、上列隣接ブロックの画素値のみを利用して空間予測することによって表れる画質の劣化を防止するためである。フィルタリング方式については、前記した画素値フィルタリング部１２０と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
空間予測部２２０は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックを利用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、隣接ブロックのうち注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測し、予測した結果をＲＧＢ信号符号化部２３０に出力する。空間予測部２２０は、空間予測のための隣接ブロックの画素値として上列隣接ブロックの画素値のみを使用する。予測方向は、前記したように垂直方向、右斜め方向及び左斜め方向などが可能である。
【００３２】
空間予測部２２０は、２次元ブロックについての画素値を空間予測する。２次元ブロックは、ブロックを構成する行が少なくとも２行以上であることを意味する。２次元ブロックについての画素値を空間予測する空間予測部２２０については、前記した図５の説明と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
空間予測部２２０は、１次元ブロックについての画素値を空間予測することもできる。１次元ブロックは、ブロックを構成する行が１行であることを意味する。１次元ブロックについての画素値を空間予測する空間予測部２２０については、前記した図６の説明と同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
ＲＧＢ信号符号化部２３０は、空間予測されたＲ，Ｇ，Ｂ画素値のうち冗長情報を除去し、冗長情報が除去されたＲＧＢ信号を符号化して変換及び量子化部２４０に出力する。ＲＧＢ画像のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分について直接画素値を空間予測したとき、空間予測されたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分についての画素値の相関関係を利用して冗長情報を除去し、冗長な部分が除去されたＲＧＢ信号を符号化する。
【００３５】
変換及び量子化部２４０は、空間予測された画素値を変換及び量子化し、変換及び量子化した結果をビット列生成部２５０に出力する。変換方式は、直交変換符号化方式が適用できる。直交変換符号化方式のうち多用される方式として、離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＤＣＴ）がある。ＤＣＴは、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＦＦＴ）と同様に時間軸の画像信号を周波数軸に変換するが、変換のための係数として離散コサイン関数を使用する。ＤＣＴは、時間軸の画像信号を幾つかの信号電力の高い周波数領域と低い周波数領域とに分解して変換するが、画像信号の電力は低周波数領域に集中されているため、適切なビット配分で量子化すれば、全体のビット数を減らしてデータを圧縮できる。
【００３６】
ビット列生成部２５０は、予測方向情報と変換及び量子化された画素値とについてのビット列を生成する。
【００３７】
以下、本発明による画像データの空間予測方法を、添付された図面を参照して説明する。
図８は、本発明による画像データの空間予測方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
まず、上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定する（ステップ３００）。空間予測方向は、垂直方向であってもよく、右斜め方向または左斜め方向であってもよい。かかる空間予測方向は、上列隣接ブロックの画素値を用いて決定する。
空間予測方向を決定する方式については、前記したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
ステップ３００後に、注目ブロックの空間予測に使われる上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする（ステップ３０２）。上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする理由は、上列隣接ブロックの画素値のみを利用して空間予測することによって表れる画質の劣化を防止するためである。
上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする方式については、前記したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
ステップ３０２後に、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックを利用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、隣接ブロックのうち注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測する（ステップ３０４）。上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、１次元ブロックについての画素値を空間予測することもあり、２次元ブロックについての画素値を空間予測することもある。
注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測する方式については、前記したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
以下、本発明による画像データの符号化方法を、添付された図面を参照して説明する。
図９は、本発明による画像データの符号化方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
まず、上列隣接ブロックの画素値によって空間予測方向を決定する（ステップ４００）。空間予測方向は、垂直方向であってもよく、右斜め方向または左斜め方向であってもよい。かかる空間予測方向は、上列隣接ブロックの画素値を利用して決定する。特に、予測方向のうちいずれか一つの方向の予測のために使われる上列隣接ブロックと注目ブロックとの画素値の差分の和をＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分に対して求め、求めたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ色成分ごとの差分の和を合算した値が最小になる予測方向を空間予測のための方向として決定する。
空間予測方向を決定する方式については、前記したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
ステップ４００後に、注目ブロックの空間予測に使われる上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする（ステップ４０２）。上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする理由は、上列隣接ブロックの画素値のみを利用して空間予測することによって表れる画質の劣化を防止するためである。
上列隣接ブロックの画素値をフィルタリングする方式については、前記したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
ステップ４０２後に、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックを利用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、隣接ブロックのうち注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測する（ステップ４０４）。上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測するとき、１次元ブロックについての画素値を空間予測することもあり、２次元ブロックについての画素値を空間予測することもある。
注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して注目ブロックの画素値を空間予測する方式については、前記したものと同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
ステップ４０４後に、空間予測されたＲ，Ｇ，Ｂ画素値から冗長情報を除去し、冗長情報を除去したＲＧＢ信号を符号化する（ステップ４０６）。ＲＧＢ画像のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分について直接画素値を空間予測したとき、空間予測したＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分の画素値間の相関関係を利用して冗長情報を除去し、冗長な部分を除去したＲＧＢ信号を符号化する。
【００４４】
ステップ４０６後に、空間予測した画素値を変換及び量子化する（ステップ４０８）。変換方式は、直交変換符号化方式が適用できる。直交変換符号化方式のうち多用される方式として、ＤＣＴがある。
【００４５】
ステップ４０８後に、変換及び量子化された画素値についてのビット列を生成する（ステップ４１０）。損失符号化または無損失符号化方式によりビット列を生成する。
【００４６】
以下、本発明による画像データの空間予測補償装置を、添付された図面を参照して説明する。
図１０は、本発明による画像データの空間予測補償装置を説明するための一実施形態のブロック図であって、空間予測補償部５００で構成される。
【００４７】
空間予測補償部５００は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して空間予測された画素値を補償する。
【００４８】
前記した空間予測部１４０，２２０は、注目ブロックの隣接ブロックのうち上列に位置する上列隣接ブロックの画素値のみを利用して注目ブロックの画素値を空間予測する。このように予測された画素値を復号化するとき、空間予測補償部５００は、空間予測部１４０，２２０の逆過程によって、上列隣接ブロックのみを使用して空間予測された画素値を補償する。
【００４９】
以下、本発明による画像データの復号化装置を、添付された図面を参照して説明する。
図１１は、本発明による画像データの復号化装置を説明するための一実施形態のブロック図であって、ビット列復号化部６００、逆量子化及び逆変換部６２０、ＲＧＢ信号復号化部６４０及び空間予測補償部６６０から構成される。
【００５０】
ビット列復号化部６００は、画像データのビット列を復号化し、復号化した結果を逆量子化及び逆変換部６２０に出力する。
【００５１】
逆量子化及び逆変換部６２０は、復号化した画像データを逆量子化及び逆変換し、逆量子化及び逆変換した結果をＲＧＢ信号復号化部６４０に出力する。逆量子化及び逆変換部６２０は、変換及び量子化過程の逆過程を通じて復号化したビット列に対して逆量子化及び逆変換する。
【００５２】
ＲＧＢ信号復号化部６４０は、逆量子化及び逆変換したＲＧＢ信号を復号化し、復号化したＲＧＢ信号を空間予測補償部６６０に出力する。
【００５３】
空間予測補償部６６０は、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して空間予測した画素値を補償する。
【００５４】
前記した空間予測部１４０，２２０で空間予測された画素値は、注目ブロックの隣接ブロックのうち上列に位置する上列隣接ブロックの画素値のみを利用して予測したものである。このように予測した画素値を復号化するとき、空間予測補償部６６０は、空間予測部１４０，２２０の逆過程によって、上列隣接ブロックのみを使用して空間予測した画素値を補償する。
【００５５】
以下、本発明による画像データの空間予測補償方法を説明する。
注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して空間予測された画素値を補償する。
空間予測された画素値は、注目ブロックの隣接ブロックのうち上列に位置する上列隣接ブロックの画素値のみを利用して予測されたものある。このように予測された画素値を復号化するとき、空間予測の逆過程によって、上列隣接ブロックのみを使用して空間予測された画素値を補償する。
【００５６】
以下、本発明による画像データの復号化方法を、添付された図面を参照して説明する。
図１２は、本発明による画像データの復号化方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
まず、画像データのビット列を復号化する（ステップ７００）。
ステップ７００後に、復号化された画像データを逆量子化及び逆変換する（ステップ７０２）。変換及び量子化過程の逆過程を通じて復号化されたビット列に対して逆量子化及び逆変換を行う。
【００５７】
ステップ７０２後に、逆量子化及び逆変換されたＲＧＢ信号を復号化する（ステップ７０４）。
【００５８】
ステップ７０４後に、注目ブロックと空間的に隣接する隣接ブロックのうち、注目ブロックの上列に位置する上列隣接ブロックのみを使用して空間予測された画素値を補償する（ステップ７０６）。空間予測された画素値は、注目ブロックの隣接ブロックのうち上列に位置する上列隣接ブロックの画素値のみを利用して予測したものである。このように予測された画素値を復号化するとき、空間予測の逆過程によって、上列隣接ブロックのみを使用して空間予測された画素値を補償する。
【００５９】
かかる本発明による画像データの空間予測装置及び方法、それを利用した符号化装置及び方法、画像データの空間予測補償装置及び方法、それを利用した復号化装置及び方法を、理解を助けるために図面に示した実施形態を参考にして説明したが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の記載により定められる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、画像データの符号化及び復号化関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の空間予測についての予測方向の一例を示す図面である。
【図２】従来の空間予測によりパイプライン処理が行われないことを説明するための図面である。
【図３】本発明による画像データの空間予測装置を説明するための一実施形態のブロック図である。
【図４】４×４ブロックの画素値及びブロック周辺の画素値の一例を示す図面である。
【図５】２次元ブロックに相当する４×４ブロックについての予測方向の一例を示す図面である。
【図６】１次元ブロックに相当する８×１ブロックについての予測方向の一例を示す図面である。
【図７】本発明による画像データの符号化方法を説明するための一実施形態のブロック図である。
【図８】本発明による画像データの空間予測方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
【図９】本発明による画像データの符号化方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
【図１０】本発明による画像データの空間予測補償装置を説明するための一実施形態のブロック図である。
【図１１】本発明による画像データの復号化装置を説明するための一実施形態のブロック図である。
【図１２】本発明による画像データの復号化方法を説明するための一実施形態のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１００  予測方向決定部
１２０  画素値フィルタリング部
１４０  空間予測部
【図１】
2006174454.tif 000003
【図２】
2006174454.tif 000004
【図３】
2006174454.tif 000005
【図４】
2006174454.tif 000006
【図５】
2006174454.tif 000007
【図６】
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【図７】
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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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