(57)【要約】      （修正有）【課題】符号化効率を向上させることができる画像符号化装置、画像復号装置、符号化プログラム、及び復号プログラムを提供する。【解決手段】相対的な低域成分と、相対的な高域成分とを少なくとも含む複数の帯域成分に、予測残差信号又は画像信号を分割する分割部と、高域成分の予測値を、低域成分に基づいて生成する高域予測部と、高域成分と予測値との差である高域残差、及び、低域成分に対して、変換処理と量子化処理とを順に実行する変換・量子化部と、変換・量子化部による処理結果をエントロピー符号化する符号化部と、を備える。【選択図】図２
2018056903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的な低域成分と、相対的な高域成分とを少なくとも含む複数の帯域成分に、予測残差信号又は画像信号を分割する分割部と、
前記高域成分の予測値を、前記低域成分に基づいて生成する高域予測部と、
前記高域成分と前記予測値との差である高域残差、及び、前記低域成分に対して、変換処理と量子化処理とを順に実行する変換・量子化部と、
前記変換・量子化部による処理結果をエントロピー符号化する符号化部と、
を備える画像符号化装置。
【請求項２】
前記高域予測部は、前記低域成分に対して、変換と量子化と逆量子化と逆変換とを順に実行して生成される２次低域成分を用いて前記予測値を生成する
請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記高域予測部は、前記予測値を、変更可能なパラメータの値に応じた予測値のうち、前記高域残差が最小となる予測値とし、
前記符号化部は、前記予測値の生成に用いたパラメータの値をエントロピー符号化する
請求項１又は請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記符号化部は、前記高域残差が所定値に比して小さい場合、当該高域残差をエントロピー符号化しない
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像符号化装置によるエントロピー符号化の処理結果を取得して、取得した処理結果をエントロピー復号する復号部と、
前記復号部の処理結果に対して、逆量子化と、逆変換とを順に実行し、前記高域残差と、２次低域成分と、を取得する逆量子化・逆変換部と、
前記２次低域成分に基づいて、前記高域成分の２次予測値を生成する復号側高域予測部と、
前記高域残差と前記２次予測値との和、及び、前記２次低域成分を帯域合成する合成部と、
を備える画像復号装置。
【請求項６】
コンピュータに、
相対的な低域成分と、相対的な高域成分とを少なくとも含む複数の帯域成分に、予測残差信号又は画像信号を分割する第１ステップと、
前記高域成分の予測値を、前記低域成分に基づいて生成する第２ステップと、
前記高域成分と前記予測値との差である高域残差、及び、前記低域成分に対して、変換と量子化とを順に実行する第３ステップと、
前記第３ステップの処理結果をエントロピー符号化する第４ステップと、
を実行させるための符号化プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
請求項１に記載の画像符号化装置によるエントロピー符号化の処理結果を取得して、取得した処理結果をエントロピー復号する第１ステップと、
前記第１ステップの処理結果に対して、逆量子化と、逆変換とを順に実行し、前記高域残差と、２次低域成分と、を取得する第２ステップと、
前記２次低域成分に基づいて、前記高域成分の２次予測値を生成する第３ステップと、
前記高域残差と前記２次予測値との和、及び、前記２次低域成分を帯域合成する第４ステップと、
を実行させるための復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化装置、画像復号装置、符号化プログラム、及び復号プログラムに関し、特に、サブバンド分割後の帯域ごとに、変換及び量子化を適用する方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や画像のデータ圧縮の方式としてハイブリッド符号化方式が用いられている。ハイブリッド符号化方式では、符号化装置は、まず、映像のフレームや画像をブロックに分割する。次に、符号化装置は、分割したブロックごとに離散コサイン変換(ＤＣＴ；Discrete  Cosine  Transform)などの変換を施し、その変換結果である変換係数を量子化する。そして、符号化装置は、量子化された変換係数をエントロピー符号化する。
特にＩＳＯ／ＩＥＣ  ２３００８−２，ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６５（以下、「ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５」と称する。）では、小さな輝度ブロックのイントラ予測の残差信号を符号化するために、離散コサイン変換に加えて、離散サイン変換も利用される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ところで、自然画像の信号の統計的性質から、その主成分ベクトルであるカルーネン・レーベ変換基底が離散コサイン変換基底により近似可能であることを根拠として、画像符号化や映像符号化では離散コサイン変換が多用されてきた。しかしながら、特に映像の符号化においては、フレーム間やフレーム内の相関を利用して予測処理が行われ、その予測残差に対して変換処理を行うことが一般的になってきている。予測残差信号は、自然画像の画像信号とは統計的性質が異なるため、離散コサイン変換基底が必ずしも最適な基底とはいえない。
そこで、方向予測によるイントラ予測において、参照画素に近い対象ブロック内の残差値がゼロに近くなることに着目し、その境界条件から奇関数の基底である離散サイン変換を用いることが提案されている。この方法は、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５において採用され、効を奏している。
【０００４】
また、特許文献２には、原画像信号を解像度変換によって解像度変換し、低解像化した画像である構造成分を符号化すること、構造成分を符号化・復号した信号を逆解像度変換し、逆解像度変換の結果を原画像信号から減じてテクスチャ成分を得ること、テクスチャ成分についてそのヒストグラム情報を符号化することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３０２２５６号
【特許文献２】特許第５７００６６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特にブロックの大きさが大きい場合には、予測残差のパターンはしばしば明確なエッジ状の構造性を呈する。こうした構造性があるパターンには自己相似性を有することが多い。この点、従来の基底関数では、自己相似性に基づく相関性をエントロピー削減に役立てることができていない。
例えば、特許文献２に記載の技術では、構造性を考慮し、特に高域成分であるテクスチャ情報をヒストグラムというコンパクトな形式で伝送することでビットレート削減と画質向上を図っている。しかしながら、ヒストグラム情報においてはテクスチャの位相情報が縮退してしまう。その結果、自然物に多い複雑な輪郭形状やテクスチャの表現には有効であるものの、人工物の輪郭線や人為的な模様のような位相保存が必要な構造の表現には向かない。
このように、従来は、符号化効率を向上させることができない場合があった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様は、符号化効率を向上させることができる画像符号化装置、画像復号装置、符号化プログラム、及び復号プログラムを提供することを目的の一つとする。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、後述する実施形態に記載した作用効果を奏することを可能にする画像符号化装置、画像復号装置、符号化プログラム、及び復号プログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、相対的な低域成分と、相対的な高域成分とを少なくとも含む複数の帯域成分に、予測残差信号又は画像信号を分割する分割部と、前記高域成分の予測値を、前記低域成分に基づいて生成する高域予測部と、前記高域成分と前記予測値との差である高域残差、及び、前記低域成分に対して、変換処理と量子化処理とを順に実行する変換・量子化部と、前記変換・量子化部による処理結果をエントロピー符号化する符号化部と、を備える画像符号化装置である。
【００１０】
また、本発明の一態様において、前記高域予測部は、前記低域成分に対して、変換と量子化と逆量子化と逆変換とを順に実行して生成される２次低域成分を用いて前記予測値を生成する。
【００１１】
また、本発明の一態様において、前記高域予測部は、前記予測値を、変更可能なパラメータの値に応じた予測値のうち、前記高域残差が最小となる予測値とし、前記符号化部は、前記予測値の生成に用いたパラメータの値をエントロピー符号化する。
【００１２】
また、本発明の一態様において、前記符号化部は、前記高域残差が所定値に比して小さい場合、当該高域残差をエントロピー符号化しない。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記の画像符号化装置によるエントロピー符号化の処理結果を取得して、取得した処理結果をエントロピー復号する復号部と、前記復号部の処理結果に対して、逆量子化と、逆変換とを順に実行し、前記高域残差と、２次低域成分と、を取得する逆量子化・逆変換部と、前記２次低域成分に基づいて、前記高域成分の２次予測値を生成する復号側高域予測部と、前記２次低域成分と前記２次予測値との和、及び、前記２次低域成分を帯域合成する合成部と、を備える画像復号装置である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、コンピュータに、相対的な低域成分と、相対的な高域成分とを少なくとも含む複数の帯域成分に、予測残差信号又は画像信号を分割する第１ステップと、前記高域成分の予測値を、前記低域成分に基づいて生成する第２ステップと、前記高域成分と前記予測値との差である高域残差、及び、前記低域成分に対して、変換と量子化とを順に実行する第３ステップと、前記第３ステップの処理結果をエントロピー符号化する第４ステップと、を実行させるための符号化プログラムである。
【００１５】
また、本発明の一態様は、コンピュータに、上記の画像符号化装置によるエントロピー符号化の処理結果を取得して、取得した処理結果をエントロピー復号する第１ステップと、前記第１ステップの処理結果に対して、逆量子化と、逆変換とを順に実行し、前記高域残差と、２次低域成分と、を取得する第２ステップと、前記２次低域成分に基づいて、前記高域成分の２次予測値を生成する第３ステップと、前記２次低域成分と前記２次予測値との和、及び、前記２次低域成分を帯域合成する第４ステップと、を実行させるための復号プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態によれば、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像符号化復号システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係る符号化対象ブロックの一例を示す模式図である。
【図４】同実施形態に係るサブバンドブロックの例を示す模式図である。
【図５】同実施形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態に係る画像符号化装置による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態に係る画像復号装置による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図９】同実施形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】同実施形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】同実施形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
[第１の実施形態]
本発明の第１の実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る画像符号化復号システム１の構成について説明する。
図１は、画像符号化復号システム１の構成を示す図である。
本実施形態に係る画像符号化復号システム１は、画像を符号化し、符号化された画像を復号するシステムである。本実施形態では、フレーム内やフレーム間での予測を行わずに画像を符号化・復号する態様について説明する。
【００１９】
ここで、画像とは、映像（動画像）又は静止画像である。本実施形態では、一例として、画像符号化復号システム１を静止画像について適用する場合について説明する。映像に適用する場合には、フレームごとに処理すればよい。また、以下では、画像を水平方向と垂直方向とを有する２次元直交座標系により表現する。具体的には、画像の２次元直交座標系における座標を（ｘ，ｙ）のように２成分で表し、第１成分（ｘ成分）を水平座標、第２成分（ｙ成分）を垂直座標と定義する。また、ある画像Ｐの座標（ｘ，ｙ）における画素値をＰ（ｘ，ｙ）という形式で表記する。
【００２０】
画像符号化復号システム１は、画像符号化装置１０と、画像復号装置３０と、伝送蓄積部５０と、を備える。画像符号化装置１０と、画像復号装置３０とは、例えば、コンピュータシステムを備える電子機器である。
【００２１】
画像符号化装置１０は、入力された画像を符号化し、伝送蓄積部５０に出力する。つまり、画像符号化装置１０は、符号を出力する。
画像復号装置３０は、画像符号化装置１０が出力した符号を取得する。画像復号装置３０は、符号を復号し、画像を出力する。
【００２２】
伝送蓄積部５０は、符号を伝送又は蓄積する。伝送蓄積部５０は、必要に応じて送信端において伝送路符号化や信号の変調を行う。そして、伝送蓄積部５０は、無線や有線、又はこれらの組み合わせによる伝送路を通じて信号伝送を行う。伝送蓄積部５０の受信端では、必要に応じて復調や伝送路復号を行い、符号を出力する。伝送蓄積部５０は、暗号化を施したり、電子署名を付加したり、他の信号との多重化や逆多重化を行ったりしてもよい。また、伝送蓄積部５０は、伝送路の途中経路において分配、交換、再変調、遅延、増幅等を行ってもよい。
【００２３】
また、伝送蓄積部５０は、符号を蓄積する場合、取得した符号を記憶媒体に保存する。伝送蓄積部５０は、符号の保存と同時に符号を出力してもよいし、一旦保存された符号を読み出して出力してもよい。伝送蓄積部５０は、取得した符号を記憶媒体に保存する際に、誤り訂正符号等による符号化や暗号化、電子署名付加等を行ってもよい。この記憶媒体は、固体メモリであってもよいし、磁気や光による記録媒体であってもよい。
【００２４】
また、伝送蓄積部５０は、伝送と蓄積を複合した形態であってもよい。この場合、伝送蓄積部５０は、例えば、いわゆるクラウドのように、遠隔にある記憶媒体に符号を伝送し、当該遠隔にある記憶媒体にその符号を保存する。そして、伝送蓄積部５０は、符号の保存と同時に符号を画像復号装置３０に伝送したり、一旦保存された符号を読み出して画像復号装置３０に出力したりする。
【００２５】
なお、ここでは、伝送蓄積部５０は、伝送、蓄積の過程において、信号の誤りや信号劣化を生じないものとする。つまり、伝送蓄積部５０は、画像符号化装置１０から取得した符号を、そのまま画像復号装置３０に出力する。
以上が、画像符号化復号システム１の構成についての説明である。
【００２６】
次に、画像符号化装置１０の構成について説明する。
図２は、画像符号化装置１０の構成を示すブロック図である。
画像符号化装置１０は、ブロック分割部１１と、帯域分割部１２と、第１変換・量子化部１３と、第１逆量子化・逆変換部１４と、高域予測部１５と、減算部１６と、第２変換・量子化部１７と、エントロピー符号化部１８とによって構成される。
【００２７】
ブロック分割部１１は、入力画像を、空間的に複数の画像ブロックに分割する。なお、ブロック分割部１１は、画像が映像である場合には、映像の各フレームを分割する。以下では、ブロック分割部１１による分割後のブロックのうち、符号化を行うブロック（部分画像）を符号化対象ブロックと称する。ブロック分割部１１は、分割後のブロックを、順次、符号化対象ブロックとして帯域分割部１２に出力する。
【００２８】
なお、ブロック分割部１１は、画像を大きさを固定した長方形（正方形を含む）に分割してもよいし、大きさや形状が異なる長方形に分割してもよい。また、ブロック分割部１１は、例えば三角形や平行四辺形等、長方形以外の形状に画像を分割してもよい。
【００２９】
帯域分割部１２は、符号化対象ブロックを、空間周波数帯域別に複数の画像ブロック（以下、サブバンドブロックと称する。）に分割する。帯域分割部１２は、例えば、符号化対象ブロックを水平低域・垂直低域サブバンドブロック（以下、ＬＬブロックと称する。）、水平高域・垂直低域サブバンドブロック（以下、ＨＬブロックと称する。）、水平低域・垂直高域サブバンドブロック（以下、ＬＨブロックと称する。）、及び水平高域・垂直高域サブバンド画像（以下、ＨＨブロックと称する。）の４つのサブバンドブロックに分割する。符号化対象ブロックが水平画素数２Ｘ、垂直画素数２Ｙ（Ｘ及びＹはともに自然数）の長方形である場合、帯域分割部１２は、例えばＨａａｒ基底により、以下の式（１）〜（４）を用いて符号化対象ブロックを分割する。
【００３０】
【数１】
2018056903.tif 000003
【００３１】
ここで、行列ＢＬＬは、ＬＬブロックの画素値の行列である。また、行列ＢＨＬは、ＨＬブロックの画素値の行列である。行列ＢＬＨは、ＬＨブロックの画素値の行列である。行列ＢＨＨは、ＨＨブロックの画素値の行列である。
【００３２】
ここで、図３、４を参照して、式（１）〜（４）により生成されるサブバンドブロックの具体例について説明する。
図３は、符号化対象ブロックの一例を示す模式図である。図４は、第１〜第４ブロックの一例を示す模式図である。
【００３３】
図３に示す例において、符号化対象ブロックは、水平方向に１６画素の長さを有し、垂直方向に１６画素の長さを有するブロックである。この符号化対象ブロックについて、低周波成分を抽出すると、図４（ａ）に示すＬＬブロックが生成される。また、水平方向のエッジを抽出すると、図４（ｂ）に示すＬＨブロックが生成される。また、垂直方向のエッジを抽出すると、図４（ｃ）に示すＨＬブロックが生成される。また、対角方向のエッジを抽出すると、図４（ｄ）に示すＨＨブロックが生成される。なお、図４に示す例において、帯域分割後のブロックの各辺は、符号化対象ブロックの各辺の半分の長さとしているが、これには限られない。帯域分割後のブロックの各辺は、例えば、符号化対象ブロックの各辺と同じ長さと同じであってもよい。
【００３４】
以下の説明では、簡単のため、ＨＬブロック、ＬＨブロック、及びＨＨブロックの高域成分のサブバンドブロックを、Ｈブロックと総称する。すなわち、以降の説明では、ＨブロックをＨＬブロック、ＬＨブロック、又はＨＨブロックのいずれかに読み替え、Ｈブロックに関連する処理がＨＬブロックと、ＬＨブロック及びＨＨブロックの３組存在するものとして解釈すればよい。
【００３５】
ブロック分割部１１は、ＬＬブロック（図２に示す「甲」）を第１変換・量子化部１３に出力する。また、ブロック分割部１１は、Ｈブロック（図２に示す「乙」）を減算部１６に出力する。
【００３６】
なお、ここでは、帯域分割部１２が符号化対象ブロックを、上記のように４つのサブバンドブロックに分割する場合について説明するが、これには限られない。帯域分割部１２は、符号化対象ブロックを、空間周波数が相対的に低いサブバンドブロック（相対的に低域のサブバンドブロック）と、空間周波数が相対的に高いサブバンドブロック（相対的に高域のサブバンドブロック）とに分割すればよい。つまり、帯域分割部１２による分割数は、任意であってよい。
【００３７】
第１変換・量子化部１３は、相対的に低域のサブバンドブロックに対して、変換と量子化とを行う。以下では、一例として、第１逆量子化・逆変換部１４が、帯域分割部１２が分割したサブバンドブロックのうち、最も空間周波数の低いＬＬブロックに対して変換及び量子化を行う場合について説明する。
【００３８】
ここで、変換とは、例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ）や離散サイン変換（ＤＳＴ；Discrete  Sine  Transform）等の直交変換である。第１変換・量子化部１３は、変換により得られた変換係数列を、予め定められた量子化幅で量子化して量子化インデックス列を生成する。そして、第１変換・量子化部１３は、量子化インデックス列を、第１逆量子化・逆変換部１４と、エントロピー符号化部１８とに出力する。
【００３９】
なお、ここでは、第１変換・量子化部１３は、予め定められた量子化幅で量子化するとして説明したが、これには限られない。第１変換・量子化部１３は、例えば、量子化テーブルにより空間周波数ごとに量子化幅を定義してもよい。
【００４０】
第１逆量子化・逆変換部１４は、第１変換・量子化部１３から取得した量子化インデックス列に対して逆量子化を行い、変換係数列を生成する。次に、第１逆量子化・逆変換部１４は、生成した変換係数列に対して逆変換を行い、画素値列を生成する。本実施形態では、一例として、第１変換・量子化部１３はＬＬブロックに対して変換、量子化を行うため、第１逆量子化・逆変換部１４は、逆量子化、逆変換により、ＬＬブロックに対応する画素値列（以下、復号ＬＬブロックと称する。）を生成する。第１逆量子化・逆変換部１４は、生成した復号ＬＬブロックを高域予測部１５に出力する。
【００４１】
ここで、第１逆量子化・逆変換部１４による逆量子化は、第１変換・量子化部１３における量子化の逆変換を近似するものである。この逆量子化は劣決定であり、一意に解を得ることはできない。そこで、第１逆量子化・逆変換部１４は、例えば、第１変換・量子化部１３の量子化において量子化インデックス値に丸められる入力値域内の代表値を出力する。この代表値とは、例えば、当該入力値域の上限値と下限値との相加平均値である。
【００４２】
また、第１逆量子化・逆変換部１４による逆変換は、第１変換・量子化部１３による変換の逆変換である。この逆変換は、例えば、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ；Inverse  Discrete  Cosine  Transform）や逆離散サイン変換（ＩＤＳＴ；Inverse  Discrete  Sine  Transform）である。
【００４３】
高域予測部１５は、第１逆量子化・逆変換部３２から取得した復号ＬＬブロックに基づいて、Ｈブロックの予測画像（以下、予測Ｈブロックと称する。）を生成する。例えば、高域予測部１５は、ＨＬブロックの予測画像である予測ＨＬブロックを生成する。同様に、高域予測部１５は、ＬＨブロックの予測画像である予測ＬＨブロックと、ＨＨブロックの予測画像である予測ＨＨブロックと、を生成する。
高域予測部１５は、例えば、以下の式（５）〜（７）を用いて予測画像を生成する。
【００４４】
【数２】
2018056903.tif 000004
【００４５】
ここで、行列ＰＨＬは、予測ＨＬブロックの画素値の行列である。また、行列ＰＬＨは、予測ＬＨブロックの画素値の行列である。また、行列ＰＨＨは、予測ＨＨブロックの画素値の行列である。また、式（５）〜（７）において、下記（８）は、変数ｚより大きくない最大の整数を表す。
【００４６】
【数３】
2018056903.tif 000005
【００４７】
また、係数ａＨＬ、ａＬＨ、ａＨＨは、予め定められた実定数である。具体的には、ａＨＬ及びａＬＨは「０．１」から「０．５」の実定数（０．１≦（ａＨＬ，ａＬＨ）≦０．５）であり、ａＨＨは「−０．２」から「０．２」の実定数（−０．２≦ａＨＨ≦０．２）とする。例えば、係数ａＨＬ、ａＬＨを「０．１５」（ａＨＬ＝ａＬＨ＝０．１５）、係数ａＨＨを「０．０２５」（ａＨＨ＝０．０２５）としてもよい。
【００４８】
減算部１６は、帯域分割部１２により得たＨブロックの画素値から、高域予測部１５により得た予測Ｈブロックの画素値を、画素位置ごとに減ずる。これにより、減算部１６は、予測対象の画像であるＨブロックと、その予測画像である予測Ｈブロックとの差分を示す残差Ｈブロックを生成する。
減算部１６は、以下の式（９）を用いて残差ブロックを生成する。
【００４９】
【数４】
2018056903.tif 000006
【００５０】
ここで、行列ＲＨは、残差Ｈブロックの画素値の行列である。
第２変換・量子化部１７は、減算部１６が生成した残差Ｈブロックに対して、変換と量子化とを行う。
ここで、変換とは、例えば、離散コサイン変換や離散サイン変換等の直交変換である。第２変換・量子化部１７は、変換により得られた変換係数列を、予め定められた量子化幅で量子化し、量子化インデックス列を生成する。そして、第１変換・量子化部１３は、量子化インデックス列を、エントロピー符号化部１８とに出力する。
【００５１】
なお、ここでは、第２変換・量子化部１７は、予め定められた量子化幅で量子化するとして説明したが、これには限られない。第２変換・量子化部１７は、例えば、量子化テーブルにより空間周波数ごとに量子化幅を定義してもよい。
【００５２】
エントロピー符号化部１８は、第１変換・量子化部１３から取得した量子化インデックス列（以下、第１量子化インデックス列と称する。図２に示す「丙」。）と、第２変換・量子化部１７から取得した量子化インデックス列（以下、第２量子化インデックス列と称する。図２に示す「丁」。）に対して、エントロピー符号化を行い、符号を出力する。エントロピー符号化１８の具体的な実装としては、例えば、ハフマン符号化、算術符号化、ＣＡＶＬＣ（Context-Adaptive  Variable-Length  Coding）、ＣＡＢＡＣ（Context-Adaptive  Binary  Arithmetic  Coding）が挙げられる。
以上が、画像符号化装置１０の構成についての説明である。
【００５３】
次に、画像復号装置３０の構成について説明する。
図５は、画像復号装置３０の構成を示すブロック図である。
画像復号装置３０は、エントロピー復号部３１と、第１逆量子化・逆変換部３２と、第２逆量子化・逆変換部３３と、高域予測部３４と、加算部３５と、帯域合成部３６と、フレームメモリ３７を、を備える。
【００５４】
エントロピー復号部３１は、画像符号化装置１０のエントロピー符号化部１８に対応する構成である。エントロピー復号部３１は、符号入力（画像符号化装置１０の符号出力）を復号して、第１量子化インデックス列と、第２量子化インデックス列とを再生する。エントロピー復号部３１は、第１量子化インデックス列を、第１逆量子化・逆変換部３２に出力する。また、エントロピー復号部３１は、第２量子化インデックス列を、第２逆量子化・逆変換部３３に出力する。
【００５５】
第１逆量子化・逆変換部３２は、画像符号化装置１０の第１逆量子化・逆変換部１４と同様の構成である。第１逆量子化・逆変換部３２は、第１逆量子化・逆変換部３２から取得した第１量子化インデックス列に対して、逆量子化と、逆変換とを行い、復号ＬＬブロック（図５に示す「甲」。）を生成する。第１逆量子化・逆変換部３２は、生成した復号ＬＬブロックを、高域予測部３４と帯域合成部３６とに出力する。
【００５６】
第２逆量子化・逆変換部３３は、エントロピー復号部３１から取得した第２量子化インデックス列に対して逆量子化を行い、変換係数列を生成する。次に、第２逆量子化・逆変換部３３は、生成した変換係数列に対して逆変換を行い、画素値列を生成する。本実施形態では、一例として、第２変換・量子化部１７はＨブロックに対して変換、量子化を行うため、第２逆量子化・逆変換部３３は、逆量子化、逆変換により、残差Ｈブロックに対応する画素値列（以下、復号残差Ｈブロックと称する。）を生成する。第２逆量子化・逆変換部３３は、生成した復号残差Ｈブロックを加算部３５に出力する。
【００５７】
ここで、第２逆量子化・逆変換部３３による逆量子化は、第２変換・量子化部１７における量子化の逆変換を近似するものである。この逆量子化は劣決定であり、一意に解を得ることはできない。そこで、第２逆量子化・逆変換部３３は、例えば、第２変換・量子化部１７の量子化において量子化インデックス値に丸められる入力値域内の代表値を出力する。この代表値とは、例えば、当該入力値域の上限値と下限値との相加平均値である。
また、第２逆量子化・逆変換部３３による逆変換は、第２変換・量子化部１７による変換の逆変換である。この逆変換は、例えば、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）や逆離散サイン変換（ＩＤＳＴ）である。
【００５８】
高域予測部３４は、画像符号化装置１０の高域予測部１５と同様の構成である。高域予測部３４は、第１逆量子化・逆変換部３２から取得した復号ＬＬブロックに基づいて、予測Ｈブロック生成する。高域予測部３４は、生成した予測Ｈブロックを、加算部３５に出力する。
【００５９】
加算部３５は、高域予測部３４から取得した予測Ｈブロックの各画素値と、第２逆量子化・逆変換部３３から取得した復号残差Ｈブロックの各画素値と、を画素位置ごとに加算する。これにより、加算部３５は、画像符号化装置１０の帯域分割部１２が分割したＨブロックに対応する画素値列（以下、復号Ｈブロックと称する。図５に示す「乙」。）を生成する。加算部３５は、生成した復号Ｈブロックを、帯域合成部３６に出力する。
【００６０】
帯域合成部３６は、画像符号化装置１０の帯域分割部１２の逆変換を行う。帯域合成部３６は、第１逆量子化・逆変換部３２から取得した復号ＬＬブロックと、加算部３５から取得した復号Ｈブロックとを帯域合成し、符号化対象ブロックに対応する画素値列（以下、復号ブロックＤと称する。）を生成する。帯域合成部３６は、生成した復号ブロックＤをフレームメモリ３７に出力する。
例えば、画像符号化装置１０の帯域分割部１２が式（１）〜（４）に示すＨａａｒ基底を用いて帯域分割を行った場合には、帯域合成部３６は、下記の式（１０）〜（１３）を用いて復号ブロックＤを生成する。
【００６１】
【数５】
2018056903.tif 000007
【００６２】
ここで、行列Ｄは、復号ブロックＤの画素値の行列である。
フレームメモリ３７は、帯域合成部３６から復号ブロックＤを取得する。そして、フレームメモリ３７では、復号ブロックＤの画素値が、画像において、復号ブロックＤに対応する符号化対象ブロックの位置に書き込まれる。これにより、フレームメモリ３７において、復号画像が生成される。全ての符号化対象ブロックについて上述した処理が行われると、フレームメモリ３７において復号画像が完全に構成される。フレームメモリ３７は、復号画像を出力する。復号画像の出力先は、例えば、記憶装置や表示装置であってよい。
以上が、画像復号装置３０の構成についての説明である。
【００６３】
次に、画像符号化装置１０の動作について説明する。
図６は、画像符号化装置１０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１００）画像符号化装置１０は、静止画像を空間的に複数の画像ブロックに分割する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１０２に処理を進める。
（ステップＳ１０２）画像符号化装置１０は、符号化対象ブロックを周波数帯域ごとに、複数のサブバンドブロックに分割する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１０４に処理を進める。
【００６４】
（ステップＳ１０４）画像符号化装置１０は、ＬＬブロックに対して変換、量子化を行い、第１量子化インデックス列を生成する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１０６に処理を進める。
（ステップＳ１０６）画像符号化装置１０は、第１量子化インデックス列に対して逆量子化、逆変換を行い、復号ＬＬブロックを生成する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１０８に処理を進める。
【００６５】
（ステップＳ１０８）画像符号化装置１０は、復号ＬＬブロックに基づいてＨブロックを予測し、予測Ｈブロックを生成する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１１０に処理を進める。
（ステップＳ１１０）画像符号化装置１０は、Ｈブロックと、予測Ｈブロックとの差を算出し、残差Ｈブロックを生成する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１１２に処理を進める。
【００６６】
（ステップＳ１１２）画像符号化装置１０は、残差Ｈブロックに対して量子化、変換を行い、第２量子化インデックス列を生成する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１１４に処理を進める。
（ステップＳ１１４）画像符号化装置１０は、ステップＳ１０４の処理で生成した第１量子化インデックス列と、ステップＳ１１２の処理で生成した第２量子化インデックス列とを、エントロピー符号化し、符号出力を生成する。その後、画像符号化装置１０は、ステップＳ１０２に処理を進める。
【００６７】
なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４の処理（ルーチンＲ１）は、ステップＳ１００が分割した全ての画像ブロックに対して、順次実行される。全ての画像ブロックに対する処理が完了すると、画像符号化装置１０は、図６に示す処理を終了する。
以上が、画像符号化装置１０の動作についての説明である。
【００６８】
次に、画像復号装置３０の動作について説明する。
図７は、画像復号装置３０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ３００）画像復号装置３０は、符号入力をエントロピー復号し、第１量子化インデックス列と、第２量子化インデックス列とを生成する。その後、画像復号装置３０は、ステップＳ３０２に処理を進める。
（ステップＳ３０２）画像復号装置３０は、第１量子化インデックスと、第２量子化インデックスに対して、逆量子化、逆変換を行い、復号ＬＬブロックと、復号残差Ｈブロックとを生成する。その後、画像復号装置３０は、ステップＳ３０４に処理を進める。
【００６９】
（ステップＳ３０４）画像復号装置３０は、復号ＬＬブロックに基づいて、Ｈブロックを予測し、予測Ｈブロックを生成する。その後、画像復号装置３０は、ステップＳ３０６に処理を進める。
（ステップＳ３０６）画像復号装置３０は、予測Ｈブロックと、復号残差Ｈブロックとの和を算出し復号Ｈブロックを生成する。その後、画像復号装置３０は、ステップＳ３０８に処理を進める。
（ステップＳ３０８）画像復号装置３０は、復号Ｌブロックと、復号Ｈブロックとを帯域合成し、復号ブロックＤを生成する。その後、画像復号装置３０は、ステップＳ３１０に処理を進める。
【００７０】
（ステップＳ３１０）画像復号装置３０は、復号ブロックＤを、フレームメモリの対応する位置に記憶する。
ここで、ステップＳ３００〜Ｓ３１２の処理（ルーチンＲ３）は、全ての画像ブロックの符号入力に対して、順次実行される。全ての画像ブロックの符号入力に対する処理が完了すると、画像復号装置３０は、ステップＳ３１２に処理を進める。
（ステップＳ３１２）画像復号装置３０は、フレームメモリに構成された復号画像を出力する。その後、画像復号装置３０は、図７に示す処理を終了する。
以上が、画像復号装置３０の動作についての説明である。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態に係る画像符号化復号システム１は、画像符号化装置１０と、画像復号装置３０と、を備える。
画像符号化装置１０は、相対的な低域成分（例えば、ＬＬブロック）と、相対的な高域成分（例えば、Ｈブロック）とを少なくとも含む複数の帯域成分（例えば、サブバンドブロック）に、画像信号を分割する帯域分割部１２と、前記高域成分の予測値を、前記低域成分に基づいて生成する高域予測部１５と、前記高域成分と前記予測値との差である高域残差（例えば、残差Ｈブロック）、及び、前記低域成分に対して、変換（例えば、直交変換）と量子化とを順に実行する第１変換・量子化部１３、第２変換・量子化部１７と、前記第１変換・量子化部１３、第２変換・量子化部１７による処理結果をエントロピー符号化するエントロピー符号化部１８と、を備える。
【００７２】
画像復号装置３０は、画像符号化装置１０によるエントロピー符号化の処理結果（例えば、符号入力）を取得して、取得した処理結果をエントロピー復号するエントロピー復号部３１と、エントロピー復号部３１の処理結果（例えば、第１量子化インデックス、第２量子化インデックス）に対して、逆量子化と、逆変換とを順に実行し、前記高域残差（例えば、復号残差Ｈブロック）と、２次低域成分（例えば、復号ＬＬブロック）と、を取得する逆量子化・逆変換部と、前記２次低域成分に基づいて、前記高域成分の２次予測値（例えば、予測Ｈブロック）を生成する高域予測部３４と、前記２次低域成分と前記２次予測値との和、及び、前記２次低域成分を帯域合成する帯域合成部３６と、を備える。
【００７３】
これにより、画像符号化装置１０は、相対的な高域成分については、直接エントロピー符号化せず、相対的な低域成分に基づく予測値との残差をエントロピー符号化する。ここで、相対的な低域成分は、周波数帯域による分割前のブロックに類似しているため、分割前のブロックから分割された高域成分と、分割後の低域成分から生成された予測値とは互いに類似する。そのため、残差は一般に小さくなる。そして、画像符号化装置１０は、残差により相対的な高域成分を表現するため、少ない情報量で相対的な高域成分を表現することができる。従って、画像符号化復号システム１は、符号化効率を向上させることができる。また、画像復号装置３０は、画像符号化装置１０が備える構成に対応する構成を備えるため、画像符号化装置１０が符号化した画像を復号することができる。
【００７４】
また、本実施形態において、高域予測部１５は、低域成分（例えば、ＬＬブロック）に対して、変換と量子化と逆量子化と逆変換とを順に実行して生成される２次低域成分（例えば、復号ＬＬブロック）を用いて予測値（例えば、予測Ｈブロック）を生成する。
これにより、高域予測部１５は、画像復号装置３０において再生可能な２次低域成分に基づいて予測値を生成する。画像符号化装置１０側では、高域予測部１５は、帯域分割部１２が生成するＬＬブロックに基づいて予測Ｈブロックを生成することもできるし、第１逆量子化・逆変換部１４が生成する復号ＬＬブロックに基づいて予測Ｈブロックを生成することもできる。しかしながら、画像復号装置３０側では、ＬＬブロックに基づいて予測Ｈブロックを生成することはできない。従って、上述のように、画像符号化装置１０は、画像復号装置３０が復号可能な復号ＬＬブロックに基づいて予測値を生成することがさらに好適である。
【００７５】
[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態について説明する。ここでは、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を援用する。
まず、本実施形態に係る画像符号化復号システム１Ａの構成について説明する。
画像符号化復号システム１Ａ（不図示）は、画像符号化復号システム１と同様に、画像を符号化し、符号化された画像を復号するシステムである。ただし、画像符号化復号システム１は、フレーム内やフレーム間での予測を行わないシステムであったのに対して、画像符号化復号システム１Ａは、フレーム内やフレーム間での予測を行うシステムである点が異なる。
画像符号化復号システム１Ａは、画像符号化復号システム１が備える画像符号化装置１０、画像復号装置３０に代えて、画像符号化装置１０Ａ、画像復号装置３０Ａを備える。
以上が、画像符号化復号システム１Ａの構成についての説明である。
【００７６】
次に、画像符号化装置１０Ａの構成について説明する。
図８は、画像符号化装置１０Ａの構成を示すブロック図である。
画像符号化装置１０Ａは、画像符号化装置１０が備える各構成に加えて、減算部２１Ａと、第２逆量子化・逆変換部２２Ａと、加算部２３Ａと、帯域合成部２４Ａと、加算部２５Ａと、フレームメモリ２６Ａと、予測部２７Ａとをさらに備える。
【００７７】
減算部２１Ａは、符号化対象ブロックの各画素値から、予測部２７Ａから取得した予測ブロックＱの各画素値を画素位置ごとに減じ、画素値列（以下、予測残差ブロックＳと称する。）を生成する。減算部２１Ａは、予測残差ブロックＳを帯域分割部１２に出力する。なお、予測ブロックＱについては、後述する。
【００７８】
第２逆量子化・逆変換部２２Ａは、画像復号装置３０の第２逆量子化・逆変換部３３と同様の構成である。第２逆量子化・逆変換部３３は、第２変換・量子化部１７から取得した第２量子化インデックス列に対して、逆量子化、逆変換を行い、復号残差Ｈブロックを生成する。第２逆量子化・逆変換部２２Ａは、生成した復号残差Ｈブロックを加算部２３Ａに出力する。
【００７９】
加算部２３Ａは、高域予測部１５から取得した予測Ｈブロックの各画素値と、第２逆量子化・逆変換部２２Ａから取得した復号残差Ｈブロックの各画素値とを、画素位置ごとに加算し、復号Ｈブロックを生成する。
【００８０】
帯域合成部２４Ａは、画像復号装置３０の帯域合成部３６と同様の構成である。帯域合成部２４Ａは、第１逆量子化・逆変換部１４から取得した復号Ｌブロックと、加算部２３Ａから取得した復号Ｈブロックとを帯域合成し、画素値列（以下、復号残差ブロックＥと称する。）を生成する。帯域合成部２４Ａは、生成した復号残差ブロックＥを、加算部２５Ａに出力する。
【００８１】
加算部２５Ａは、予測部２７Ａから取得した予測ブロックＱの各画素値と、帯域合成部２４Ａから取得した復号残差ブロックＥの各画素値とを、画素位置ごとに加算し、画素値列（以下、復号ブロックＤ’と称する。）を生成する。加算部２５Ａは、生成した復号ブロックＤ’を、フレームメモリ２６Ａに出力する。
【００８２】
フレームメモリ２６Ａは、画像復号装置３０のフレームメモリ３７と同様の構成である。フレームメモリ２６Ａでは、加算部２５Ａから取得された復号ブロックＤの画素値が、画像において、復号ブロックＤに対応する符号化対象ブロックの位置に書き込まれる。
【００８３】
予測部２７Ａは、フレームメモリ２６Ａに記憶された復号画像を取得する。この復号画像は、これまでに復号された別時刻のフレームであってもよいし、現在処理している符号化対象ブロックと同一フレームの既に復号された部分画像であってもよい。予測部２７Ａは、符号化対象ブロックの画素値列を予測により生成する。この画素値列を、予測ブロックＱと称する。予測部２７Ａは、これまでに復号された別時刻のフレームからの予測を行う場合には、フレーム間での動き推定を行う。そして、動き推定の結果である動きベクトルに基づいてフレームメモリ２６Ａ内の部分画像を移動することで予測ブロックＱを生成する。
【００８４】
また、例えば、予測部２７Ａは、符号化対象ブロックと同一フレームの既に復号された部分画像から方向予測や平面予測、平均値予測、イントラブロックコピーによって予測ブロックＱを生成してもよい。予測部２７Ａは、生成した予測ブロックＱを、加算部２５Ａと、減算部２１Ａとに出力する。
【００８５】
なお、図示しないが、予測部２７Ａは、次に処理する符号化対象ブロックを参照しつつ最も予測精度の高くなる好適条件を選択してよい。そして、予測部２７Ａは、この好適条件において予測された予測ブロックＱを出力するとともに、好適条件をエントロピー符号化部１８において符号化してもよい。
以上が、画像符号化装置１０Ａの構成についての説明である。
【００８６】
次に、画像復号装置３０Ａの構成について説明する。
図９は、画像復号装置３０Ａの構成を示すブロック図である。
画像復号装置３０Ａは、画像復号装置３０が備える各構成に加えて、加算部４１Ａと、予測部４２Ａと、をさらに備える。なお、本実施形態では、帯域合成部３６が出力する画素値列を、復号残差ブロックＥと称する。また、フレームメモリ３７には、第１の実施形態に係る復号ブロックＤに代えて、復号ブロックＤ’が書き込まれる。
【００８７】
加算部４１Ａは、後述する予測部４２Ａから取得した予測ブロックＱの各画素値と、帯域合成部３６から取得した復号残差ブロックＥの各画素とを、画素位置ごとに加算し、画素値列（以下、復号ブロックＤ’と称する。）を生成する。加算部４１Ａは、生成した復号ブロックＤ’を、フレームメモリ３７に出力する。
【００８８】
予測部４２Ａは、画像符号化装置１０Ａの予測部２７Ａと同様の構成である。予測部４２Ａは、フレームメモリ３７に記憶された復号画像を参照して、予測ブロックＱを生成する。予測部４２Ａは、生成した予測ブロックＱを加算部４１Ａに出力する。
以上が、画像復号装置３０Ａの構成についての説明である。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態に係る画像符号化装置１０Ａと、画像復号装置３０Ａとは、予測部２７Ａ、予測部４２Ａを備えるため、フレーム内やフレーム間での予測を行うことができる。
【００９０】
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態について説明する。ここでは、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を援用する。
まず、本実施形態に係る画像符号化復号システム１Ｂの構成について説明する。
画像符号化復号システム１Ｂ（不図示）は、画像符号化復号システム１と同様に、画像を符号化し、符号化された画像を復号するシステムである。ただし、画像符号化復号システム１は、固定的な関数を用いて高域のサブバンドブロックの予測値を生成するシステムであったのに対して、画像符号化復号システム１Ｂは、パラメータ制御可能な関数を用いて高域のサブバンドブロックの予測値を生成するシステムである点が異なる。本実施形態では、フレーム内やフレーム間での予測を行わずに画像を符号化・復号する態様について説明する。
【００９１】
具体的には、画像符号化復号システム１は、１つの低域のサブバンドブロックから、高域のサブバンドブロックの予測値を１つ生成するシステムであった。これに対して、画像符号化復号システム１Ｂは、パラメータの値を変更することにより、１つの低域のサブバンドブロックから予測値を複数生成する。そして、画像符号化復号システム１Ｂは、高域のサブバンドブロックと、その予測値との差が最も小さくなるような予測値を選択する。これにより、画像符号化復号システム１Ｂは、元のサブバンドブロックと予測値のずれが小さい、いわば最適な予測値を生成することができる。従って、符号出力の情報量を低減することができる。
画像符号化復号システム１Ｂは、画像符号化復号システム１が備える画像符号化装置１０、画像復号装置３０に代えて、画像符号化装置１０Ｂ、画像復号装置３０Ｂを備える。
以上が、画像符号化復号システム１Ｂの構成についての説明である。
【００９２】
次に、画像復号装置３０Ｂの構成について説明する。
図１０は、画像符号化装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。
画像符号化装置１０Ｂは、画像符号化装置１０の高域予測部１５に代えて、高域予測部１５Ｂを備える。なお、帯域分割部１２は、Ｈブロックを、減算部１６だけでなく、高域予測部１５Ｂにも出力する。また、エントロピー符号化部１８は、第１量子化インデックス列、第２量子化インデックス列だけでなく、後述するパラメータの値もエントロピー符号化する。
【００９３】
高域予測部１５Ｂは、高域予測部１５と同様に、復号ＬＬブロックから予測Ｈブロックを生成する。ただし、高域予測部１５は、下記の式（１４）〜（１９）を用いて予測Ｈブロックを生成する点が異なる。
【００９４】
【数６】
2018056903.tif 000008
【００９５】
ここで、パラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨは実変数である。高域予測部１５Ｂは、これらのパラメータを変化させて、予測Ｈブロックの候補を複数生成する。そして、生成した予測Ｈブロックの候補のうち、Ｈブロックを最も近似する候補を予測Ｈブロックに決定する。最も近似する予測Ｈブロックの候補とは、例えば、Ｈブロックと、候補との間の二乗誤差和が最小となる候補である。高域予測部１５Ｂは、決定した予測Ｈブロックを、減算部１６に出力する。また、高域予測部１５Ｂは、Ｈブロックの生成に用いたパラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨの値を、エントロピー符号化部１８に出力する。
【００９６】
なお、高域予測部１５Ｂは、パラメータの値を、予め定められた規則に従って変化させる以外にも、解析的にパラメータの値を決定してもよい。例えば、高域予測部１５Ｂは、式（１４）〜（１９）により、予測値を生成する場合、下記の式（２０）〜（２２）により、パラメータを定めてよい。
【００９７】
【数７】
2018056903.tif 000009
【００９８】
ここで、式（２０）〜（２２）において、分母が「０」となる場合には、例えば、解であるパラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨも「０」とする。
以上が、画像符号化装置１０Ｂの構成についての説明である。
【００９９】
次に、画像復号装置３０Ｂの構成について説明する。
図１１は、画像復号装置３０Ｂの構成を示すブロック図である。
画像復号装置３０Ｂは、画像復号装置３０が備える高域予測部３４に代えて、高域予測部３４Ｂを備える。なお、エントロピー復号部３１は、パラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨの符号入力を、エントロピー復号し、パラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨの値を取得する。
【０１００】
高域予測部３４Ｂは、画像符号化装置１０の高域予測部１５Ｂと同様に、復号ＬＬブロックから予測Ｈブロックを生成する。ただし、高域予測部３４Ｂは、パラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨの値として、エントロピー復号部３１から取得した値を用いる。これにより、高域予測部３４Ｂは、高域予測部１５Ｂが決定した予測Ｈブロックを再生することができる。
以上が、画像復号装置３０の構成についての説明である。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態に係る画像符号化装置１０Ｂにおいて、高域予測部１５Ｂは、予測値（例えば、予測Ｈブロック）を、変更可能なパラメータ（例えば、パラメータｐＨＬ、ｐＬＨ、ｐＨＨ）の値に応じた予測値のうち、高域残差（例えば、残差Ｈブロックの各画素値の最小二乗和）が最小となる予測値とし、エントロピー符号化部１８は、前記予測値の生成に用いたパラメータの値をエントロピー符号化する。
これにより、画像符号化装置１０は、残差を最小としつつ、画像復号装置３０側で、予測Ｈブロックを再生可能とすることができる。従って、画像符号化復号システム１は、符号化効率を向上させることができる。
【０１０２】
[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態について説明する。ここでは、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を援用する。
まず、本実施形態に係る画像符号化復号システム１Ｃの構成について説明する。
画像符号化復号システム１Ｃ（不図示）は、画像符号化復号システム１Ｂと同様に、パラメータ制御可能な関数を用いて高域のサブバンドブロックの予測値を生成するシステムである。ただし、画像符号化復号システム１Ｂは、フレーム内やフレーム間での予測を行わないシステムであったのに対して、画像符号化復号システム１Ｃは、フレーム内やフレーム間での予測を行うシステムである点が異なる。
以上が、画像符号化復号システム１Ｃの構成についての説明である。
【０１０３】
次に、画像符号化装置１０Ｃの構成について説明する。
図１２は、画像符号化装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。
画像符号化装置１０Ｃは、画像符号化装置１０Ｂが備える各構成に加えて、減算部２１Ａと、第２逆量子化・逆変換部２２Ａと、加算部２３Ａと、帯域合成部２４Ａと、加算部２５Ａと、フレームメモリ２６Ａと、予測部２７Ａとをさらに備える。
【０１０４】
ここで、減算部２１Ａと、第２逆量子化・逆変換部２２Ａと、加算部２３Ａと、帯域合成部２４Ａと、加算部２５Ａと、フレームメモリ２６Ａと、予測部２７Ａとは、それぞれ、上述した構成と同様であるため、説明を援用する。なお、高域予測部１５Ｂは、予測Ｈブロックを加算部２３Ａに出力する。そして、加算部２３Ａは、高域予測部１５Ｂから取得した予測Ｈブロックと、第２逆量子化・逆変換部２２Ａから取得した復号残差Ｈブロックとを加算する。
以上が、画像符号化装置１０Ｃの構成についての説明である。
【０１０５】
次に、画像復号装置３０Ｃの構成について説明する。
図１３は、画像復号装置３０Ｃの構成を示すブロック図である。
画像復号装置３０Ｃは、画像復号装置３０Ｂが備える各構成に加えて、加算部４１Ａと、予測部４２Ａと、をさらに備える。
ここで、加算部４１Ａと、予測部４２Ａとは、それぞれ、上述した構成と同様であるため、説明を援用する。
以上が、画像復号装置３０Ｃの構成についての説明である。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態に係る画像符号化装置１０Ｃと、画像復号装置３０Ｃとは、予測部２７Ａ、予測部４２Ａを備えるため、フレーム内やフレーム間での予測を行うことができる。
【０１０７】
［変形例］
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述の第１〜４の実施形態において説明した各構成は、任意に組み合わせることができる。
【０１０８】
なお、上述した各実施形態では、ＬＬブロックからＨブロックを予測する態様について説明したが、これには、限られない。例えば、相対的な低域成分であるＬＨブロックやＨＬブロックから相対的な高域成分であるＨＨブロックを予測してもよい。
【０１０９】
また、上述した各実施形態において、Ｈブロックと、予測Ｈブロックとが、略同一とみなされる場合、画像符号化装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのエントロピー符号化部１８は、第２量子化インデックス列を符号出力しなくてもよい。具体的には、エントロピー符号化部１８は、残差Ｈブロックの各画素値の二乗誤差和が所定値に比して小さい場合、残差Ｈブロックをエントロピー符号化しなくてもよい。この場合、画像復号装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃには、第２量子化インデックス列の符号入力がなされない。そこで、画像復号装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、第２量子化インデックス列の符号入力がない場合には、暗黙的に、高域予測部３４Ｂが生成する予測Ｈブロックを、加算部３５が生成する復号Ｈブロックとして扱ってよい。これにより、第２量子化インデックス列の符号出力をしなくてよい場合が発生するため、画像符号化復号システム１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、符号化効率をさらに向上させることができる。
【０１１０】
また、上述の画像符号化装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び画像復号装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像符号化装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び画像復号装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとしての処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１１１】
また、上述した画像符号化装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び画像復号装置３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの機能の一部又は全部を、ＬＳＩ等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…画像符号化復号システム、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…画像符号化装置、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…画像復号装置、１１…ブロック分割部、１２…帯域分割部、１３…第１変換・量子化部、１４…第１逆量子化・逆変換部、１５、１５Ｂ…高域予測部、１６…減算部、１７…第２変換・量子化部、３１…エントロピー復号部、３２…第１逆量子化・逆変換部、３３…第２逆量子化・逆変換部、３４、３４Ｂ…高域予測部、３５…加算部、３６…帯域合成部、３７…フレームメモリ
【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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【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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