(57)【要約】【課題】色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上する。【解決手段】ブロック毎に色差信号のイントラ予測モードを定めるイントラ予測器であって、輝度信号のイントラ予測モードが所定のイントラ予測モードである既存候補のいずれかと同一であるとき、既存候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードとは異なるイントラ予測モードと輝度信号のイントラ予測モードとをイントラ予測モード候補として選択し、イントラ予測モード候補に、輝度信号のイントラ予測モードが既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てることを特徴とする。【選択図】図３
2018121284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック毎に色差信号のイントラ予測モードを定めるイントラ予測器であって、
輝度信号のイントラ予測モードが所定のイントラ予測モードである既存候補のいずれかと同一であるとき、
前記既存候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードとは異なるイントラ予測モードと前記輝度信号のイントラ予測モードとをイントラ予測モード候補として選択し、
前記イントラ予測モード候補に、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てること
を特徴とするイントラ予測器。
【請求項２】
前記イントラ予測モード候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードに、前記イントラ予測モード候補の他のイントラ予測モードに対する符号よりも情報量が少ない符号を割り当てること
を特徴とする請求項１に記載のイントラ予測器。
【請求項３】
前記既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードが同一であるとき、
前記他のイントラ予測モードのうち、前記輝度信号のイントラ予測モードに基づくイントラ予測画像との相関を有するイントラ予測画像を与えるイントラ予測モードに、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てること
を特徴とする請求項２に記載のイントラ予測器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のイントラ予測器を備え、
前記色差信号のイントラ予測モードを、前記イントラ予測モード候補のいずれかに割り当てられた符号を用いて符号化すること
を特徴とする画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のイントラ予測器を備え、
前記色差信号のイントラ予測モードの符号を、前記イントラ予測モード候補のいずれかを用いて復号する
ことを特徴とする画像復号装置。
【請求項６】
コンピュータに
ブロック毎に色差信号のイントラ予測モードを定めるイントラ予測器であって、
輝度信号のイントラ予測モードが所定のイントラ予測モードである既存候補のいずれかと同一であるとき、
前記既存候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードとは異なるイントラ予測モードと前記輝度信号のイントラ予測モードとをイントラ予測モード候補として選択し、
前記イントラ予測モード候補に、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てること
を特徴とするイントラ予測器として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イントラ予測器、画像符号化装置、画像復号装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画像や動画像を伝送または保存する際のデータ量を圧縮するため、従来から映像符号化方式の研究が行われている。近年、映像符号化技術に関して８Ｋ−ＳＨＶ（Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉｇｈ−Ｖｉｓｉｏｎ）に代表される超高解像度映像の普及が進んでいる。膨大なデータ量の動画像を放送波やＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網で伝送する手法として、例えば、ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）／ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６４に規定された画像符号化方式（以下、ＡＶＣ／Ｈ．２６４と呼ぶ）や、ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）／ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｈ．２６５に規定された画像符号化方式（以下、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５と呼ぶ）が知られている。これらの画像符号化方式は、ユニット分割、直交変換、量子化、エントロピー符号化、イントラ予測、動き補償などの要素技術を組み合わせてなり、高能率化を実現している。
【０００３】
ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５におけるイントラ予測の予測モードには、３５通りの予測モード
がある。３５通りの予測モードには、Ｐｌａｎａｒモード（モード０）、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）モード（モード１）と３３通りの方向性予測モード（モード２〜モード３４）が含まれる。ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５では、輝度信号のイントラ予測の予測モードの符号化において、３５通りの予測モードのうち１モードがブロック毎に選択される。他方、色差信号のイントラ予測モードの符号化において、輝度信号に比べて取りうるモード数を少なくすることで、符号量の低減が図られている。対象ブロックの色差信号では、符号化対象ブロックの輝度信号のイントラ予測モード（以下、ＤＭ：Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｍｏｄｅ；デライブドモード）に加え、それ以外に所定の４モードのみが、イントラ予測モードの候補として許可されているに過ぎない。具体的には、非特許文献１に記載されているように、ＤＭに加え、既存候補であるＰｌａｎａｒモード、ＤＣモード、水平方向モード（モード１０）、垂直方向モード（モード２６）の合計５モードが選択肢となる（非特許文献１参照）。ＤＭは、ダイレクトモード（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｏｄｅ）と呼ばれることもある。ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５では、図１２に示すように、これら５モードのイントラ予測モードにビット列が割り当てられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大久保  榮監修，「インプレス標準教科書シリーズ  Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ教科書」，株式会社インプレスジャパン，２０１３年１０月２１日，初版，ｐ１１５−１２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
色差信号のイントラ予測モードの候補において、ＤＭが既存候補のいずれかと等しくなることがある。そのような場合、イントラ予測モードの候補である５モードのうち、２モードが同一となってしまうので、符号化されるイントラ予測モードの情報が冗長になる。その際、重複したモードに代わるイントラ予測モードの候補として、参照方向が右斜め上の方向であるモード３４が用いられる（図１３参照）。しかしながら、特定の予測モードを一律に選択することは、絵柄、つまり画像の特徴に依存した選択ではない。部位によって画像内の相関が異なりうるため、一律に選択される予測モードは復号される画像の画質の向上に必ずしも寄与しない。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上することができるイントラ予測器、画像符号化装置、画像復号装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、［１］本発明の一態様は、ブロック毎に色差信号のイントラ予測モードを定めるイントラ予測器であって、輝度信号のイントラ予測モードが所定のイントラ予測モードである既存候補のいずれかと同一であるとき、前記既存候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードとは異なるイントラ予測モードと前記輝度信号のイントラ予測モードとをイントラ予測モード候補として選択し、前記イントラ予測モード候補に、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てることを特徴とするイントラ予測器である。
［１］の構成によれば、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードとが同一であるとき、イントラ予測モード候補において輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードの重複が回避される。そして、イントラ予測モード候補には、既存候補のいずれとも輝度信号のイントラ予測モードが異なるときよりも情報量が少ない符号が割り当てられる。そのため、復号される色差信号の画質を劣化させずに色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上することができる。
【０００８】
［２］本発明の一態様は、上述のイントラ予測器であって、前記イントラ予測モード候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードに、前記イントラ予測モード候補の他のイントラ予測モードに対する符号よりも情報量が少ない符号を割り当てることを特徴とする。
［２］の構成によれば、色差信号のイントラ予測モードが輝度信号のイントラ予測モードと同一である頻度が、他のイントラ予測モードとなる頻度よりも高いとき、システム全体としてより情報量の少ない符号で色差信号のイントラ予測モードが表わされる。そのため、色差信号のイントラ予測モードの符号化効率が向上する。
【０００９】
［３］本発明の一態様は、上述のイントラ予測器であって、前記既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードが同一であるとき、前記他のイントラ予測モードのうち、前記輝度信号のイントラ予測モードに基づくイントラ予測画像との相関を有するイントラ予測画像を与えるイントラ予測モードに、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てることを特徴とする。
［３］の構成によれば、輝度信号のイントラ予測モードに基づくイントラ予測画像との相関を有するイントラ予測画像を与えるイントラ予測モードの頻度が他の既存候補よりも高くなるとき、システム全体としてより情報量の少ない符号で色差信号のイントラ予測モードが表される。そのため、色差信号のイントラ予測モードの符号化効率が向上する。
【００１０】
［４］本発明の一態様は、上述のイントラ予測器を備え、前記色差信号のイントラ予測モードを、前記イントラ予測モード候補のいずれかに割り当てられた符号を用いて符号化することを特徴とする画像符号化装置である。
［４］の構成によれば、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードとが同一であるとき、イントラ予測モード候補において輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードの重複が回避される。そして、イントラ予測モード候補には、既存候補のいずれとも輝度信号のイントラ予測モードが異なるときよりも情報量が少ない符号が割り当てられる。そのため、復号される色差信号の画質を劣化させずに色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上することができる。
【００１１】
［５］本発明の一態様は、上述のイントラ予測器を備え、前記色差信号のイントラ予測モードの符号を、前記イントラ予測モード候補のいずれかを用いて復号することを特徴とする画像復号装置である。
［５］の構成によれば、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードとが同一であるとき、イントラ予測モード候補において輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードの重複が回避される。そして、イントラ予測モード候補には、既存候補のいずれとも輝度信号のイントラ予測モードが異なるときよりも情報量が少ない符号が割り当てられる。そのため、情報量を低減した色差信号のイントラ予測モードの符号を色差信号の画質を劣化させずに復号することができる。
【００１２】
［６］本発明の一態様は、ブロック毎に色差信号のイントラ予測モードを定めるイントラ予測器であって、輝度信号のイントラ予測モードが所定のイントラ予測モードである既存候補のいずれかと同一であるとき、前記既存候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードとは異なるイントラ予測モードと前記輝度信号のイントラ予測モードとをイントラ予測モード候補として選択し、前記イントラ予測モード候補に、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てることを特徴とするイントラ予測器として機能させるためのプログラムである。
［６］の構成によれば、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードとが同一であるとき、イントラ予測モード候補において輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードの重複が回避される。そして、イントラ予測モード候補には、既存候補のいずれとも輝度信号のイントラ予測モードが異なるときよりも情報量が少ない符号が割り当てられる。そのため、復号される色差信号の画質を劣化させずに色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る画像符号化装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態に係る画像復号装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係るイントラ予測部の一構成例を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態に係るイントラ予測部の他の構成例を示す概略ブロック図である。
【図５】画像参照ブロックの例を示す図である。
【図６】方向性予測モードの例を示す図である。
【図７】イントラ予測における参照画素の例を示す図である。
【図８】本実施形態に係るビット割り当ての一例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る色差信号のイントラ予測モードの符号化処理を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係る色差信号のイントラ予測モードの復号処理を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係るビット割り当ての他の例を示す図である。
【図１２】従来のイントラ予測モードに対するビット割り当ての一例を示す図である。
【図１３】従来のイントラ予測モード候補の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（画像符号化装置）
本実施形態に係る画像符号化装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像符号化装置１の構成を示す概略ブロック図である。以下の説明では、主に画像符号化装置１がＨＥＶＣ／Ｈ．２６５に基づく画像符号化処理を行う場合を例にする。
【００１６】
画像符号化装置１は、ブロック分割部１０１、減算部１０２、変換部１０３、量子化部１０４、エントロピー符号化部１０５、逆量子化部１０６、逆変換部１０７、加算部１０８、メモリ１０９およびイントラ予測部１１０を含んで構成される。
【００１７】
ブロック分割部１０１には、入力画像が画像符号化装置１の外部からピクチャごとに入力される。ピクチャとは、１枚の画像を意味し、フレームとも呼ばれる。ブロック分割部１０１は、各ピクチャの入力画像を複数のブロックに分割して、入力画像ブロックを取得する。ブロックは、画像の一部の領域である。各ブロックは、複数の画素で構成される。ブロックサイズは、例えば、６４×６４画素、３２×３２画素、１６×１６画素、８×８画素のいずれかである。ブロック分割部１０１は、入力画像ブロックを減算部１０２に出力する。入力画像には、その輝度成分を示す輝度信号（Ｙ）と色差成分を示す色差信号とが含まれる。色差信号には、赤系統の成分の色相と彩度を示す信号（Ｃｒ）と青系統の成分の色相と彩度を示す信号（Ｃｂ）とが含まれる。以下の説明では、色差信号を主とする。
【００１８】
減算部１０２は、ブロック分割部１０１から入力される入力画像ブロックから、イントラ予測部１１０から入力される予測画像ブロックをブロック毎に減算して、予測差分画像ブロックを生成する。以下の説明では、その時点における処理対象のブロックを対象ブロックと呼ぶ。減算部１０２は、生成した予測残差画像ブロックを変換部１０３に出力する。
【００１９】
変換部１０３は、減算部１０２から入力される予測残差画像ブロックについて直交変換を行って直交変換係数を算出する。直交変換として、例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）または離散サイン変換（ＤＳＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が用いられる。変換部１０３は、算出した直交変換係数を量子化部１０４に出力する。
【００２０】
量子化部１０４は、変換部１０３から入力される直交変換係数について所定の量子化パラメータを用いて量子化し、量子化直交変換係数を算出する。量子化部１０４は、算出した量子化直交変換係数を示す符号をエントロピー符号化部１０５と逆量子化部１０６に出力する。
【００２１】
エントロピー符号化部１０５は、量子化部１０４から入力される量子化直交変換係数の符号、イントラ予測部１１０から入力される予測パラメータ情報を集約してデータ列を生成する。イントラ予測部から入力される予測パラメータ情報には、対象ブロックの代表イントラ予測モードを示す符号が含まれる。代表イントラ予測モードは、符号化の対象として選択されたイントラ予測モードである。エントロピー符号化部１０５は、生成したデータ列についてエントロピー符号化を行って符号化データを生成する。エントロピー符号化により、データ列の情報量が圧縮される。エントロピー符号化として、例えば、コンテキスト適応型２値算術符号化方式（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）が用いられる。エントロピー符号化部１０５は、生成した符号化データを画像符号化装置１の外部に出力する。予測パラメータ情報については、後述する。
【００２２】
逆量子化部１０６は、量子化部１０４から入力される量子化直交変換係数の符号について所定の量子化パラメータを用いて逆量子化を行い、量子化直交変換係数を算出する。逆量子化部１０６は、算出した量子化直交変換係数を逆変換部１０７に出力する。
【００２３】
逆変換部１０７は、逆量子化部１０６から入力される量子化直交変換係数について逆直交変換を行い、対象ブロック内の復号残差画像である復号残差画像ブロックを生成する。逆直交変換は、変換部１０３が行った直交変換の逆演算である。逆変換部１０７は、復号残差画像ブロックを加算部１０８に出力する。
【００２４】
加算部１０８は、イントラ予測部１１０から入力される対象ブロックの予測画像ブロックに復号残差画像ブロックを加算して対象ブロック内の復号画像である復号画像ブロックを生成する。加算部１０８は、生成した復号画像ブロックをメモリ１０９に記憶する。
【００２５】
メモリ１０９には、復号画像ブロックが順次記憶される。その他、メモリ１０９には、画像符号化装置１の各構成要素が処理に用いる情報や、処理によって生成される情報が記憶される。
【００２６】
イントラ予測部１１０は、メモリ１０９に記憶された復号画像ブロックのうち、画像参照ブロック内の復号画像ブロックを参照して、代表イントラ予測モードを用いてイントラ予測を行う。画像参照ブロックは、符号化もしくは復号済みのブロックのうち、対象ブロックから所定範囲内のブロックである。代表イントラ予測モードを決定する手法として、様々な手法が利用可能である。例えば、イントラ予測部１１０は、輝度信号と色差信号のそれぞれについて各イントラ予測モードについてイントラ予測を行い、符号化効率が最も高くなるイントラ予測モードまたは入力画像ブロックとの残差が最も小さくなるイントラ予測モードを選択する。イントラ予測部１１０は、選択したイントラ予測モードを代表イントラ予測モードとして定める。
【００２７】
イントラ予測部１１０は、色差信号のイントラ予測モード候補に対するビット割り当て情報を、そのブロックについて定めた輝度信号の代表イントラ予測モードと既存候補に基づいて定める。イントラ予測モード候補とは、イントラ予測モードの候補を意味する。既存候補とは、予め定めた複数個の色差信号のイントラ予測モード候補である。ビット割り当て情報は、各イントラ予測モード候補を示す符号に割り当てられる符号化ビットの情報である。イントラ予測部１１０は、色差信号の代表イントラ予測モードを、定めたビット割り当て情報を用いて符号化する。なお、輝度信号については、イントラ予測部１１０は、代表イントラ予測モードの符号として、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５に規定された代表イントラ予測モードの情報を表す符号を生成してもよい。イントラ予測部１１０は、色差信号、輝度信号それぞれの代表イントラ予測モードの符号を含む予測パラメータ情報をエントロピー符号化部１０５に出力する。また、イントラ予測部１１０は、色差信号の代表イントラ予測モードを用いて生成したイントラ予測ブロックを予測画像ブロックとして減算部１０２と加算部１０８に出力する。
【００２８】
（画像復号装置）
次に、本実施形態に係る画像復号装置２の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像復号装置２の構成を示す概略ブロック図である。以下の説明では、主に画像復号装置２がＨＥＶＣ／Ｈ．２６５に基づく画像復号処理を行う場合を例にする。
【００２９】
画像復号装置２は、エントロピー復号部２０１、逆量子化部２０２、逆変換部２０３、
加算部２０４、統合部２０５、メモリ２０６およびイントラ予測部２０７を含んで構成される。逆量子化部２０２、逆変換部２０３および加算部２０４が行う処理は、画像符号化装置１の逆量子化部１０６、逆変換部１０７および加算部１０８が行う処理とそれぞれ同様である。
【００３０】
エントロピー復号部２０１には、画像復号装置２の外部から画像符号化装置１が生成した符号化データが入力される。エントロピー復号部２０１は、入力される符号化データに含まれるデータ列をエントロピー復号してブロックごとの量子化直交変換係数の符号および予測パラメータ情報を取得する。エントロピー復号において、符号化データのエントロピー符号化に用いられたエントロピー符号化方式に対応する復号方式が用いられる。エントロピー復号部２０１は、各ブロックの量子化直交変換係数の符号および予測パラメータ情報を、それぞれ逆量子化部２０２およびイントラ予測部２０７に出力する。
【００３１】
逆量子化部２０２には、エントロピー復号部２０１から入力される各ブロックの量子化直交変換係数の符号を所定の量子化パラメータを用いて逆量子化を行い、量子化直交変換係数を算出する。逆量子化部２０２は、算出した量子化直交変換係数を逆変換部２０３に出力する。
【００３２】
逆変換部２０３は、逆量子化部２０２から入力される各ブロックの量子化直交変換係数について逆直交変換を行い、復号残差画像ブロックを生成する。逆変換部２０３は、復号残差画像ブロックを加算部２０４に出力する。復号残差画像ブロックは、量子化された予測残差画像の一部に相当する。
【００３３】
加算部２０４は、イントラ予測部２０７から入力される予測画像ブロックと逆変換部２０３から入力される復号残差画像ブロックを対象ブロックごとに加算して復号画像ブロックを生成する。加算部２０４は、生成した復号画像ブロックをメモリ２０６に記憶し、統合部２０５に出力する。
【００３４】
統合部２０５は、加算部２０４から入力される復号画像ブロックを集約して輝度信号、色差信号それぞれの復号画像をピクチャごとに生成する。統合部２０５は、生成した復号画像を出力画像として画像復号装置２の外部に出力する。
【００３５】
メモリ２０６には、復号画像ブロックが順次記憶される。その他、メモリ２０６には、画像復号装置２の各構成要素が処理に用いる情報や、処理によって生成される情報が記憶される。
【００３６】
イントラ予測部２０７は、色差信号のイントラ予測モード候補に対するビット割り当て情報を、そのブロックについて復号した輝度信号の代表イントラ予測モードと既存候補に基づいて定める。また、イントラ予測部２０７は、予測パラメータ情報から色差信号の代表イントラ予測モードの符号を抽出する。イントラ予測部２０７は、抽出した色差信号の代表イントラ予測モードの符号を、定めたイントラ予測モード候補を用いて復号して代表イントラ予測モードを定める。
イントラ予測部２０７は、メモリ２０６に記憶された画像参照ブロックの復号画像ブロックを参照して、色差信号について定めた代表イントラ予測モードを用いてイントラ予測を行う。イントラ予測部２０７は、イントラ予測を行って得られた予測画像ブロックを加算部２０４に出力する。
【００３７】
なお、イントラ予測部２０７は、エントロピー復号部２０１から入力される対象ブロックの予測パラメータ情報から輝度信号の代表イントラ予測モードの符号を抽出する。イントラ予測部２０７は、抽出した輝度信号の代表イントラ予測モードの符号を復号して代表イントラ予測モードを定める。代表イントラ予測モードを復号する際、イントラ予測部２０７は、画像符号化装置１のイントラ予測部１１０において符号化に用いられた手法に対応する手法（例えば、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５に規定された手法）を用いる。イントラ予測部２０７の構成については、後述する。
【００３８】
（イントラ予測部）
次に、本実施形態に係る画像符号化装置１のイントラ予測部１１０の構成について説明する。図３は、本実施形態に係るイントラ予測部１１０の構成を示す概略ブロック図である。イントラ予測部１１０は、予測画像生成部１１０１、ＤＭ判定部１１０２、ビット割り当て決定部１１０３およびイントラ予測モード符号化部１１０４を含んで構成される。
【００３９】
予測画像生成部１１０１には、ＤＭ判定部１１０２から入力される色差信号のイントラ予測モード候補が入力される。入力されるイントラ予測モード候補の数は、予め定めた既存候補の数と同じ数か、既存候補の数よりも１だけ多い。予測画像生成部１１０１は、符号化対象の各対象ブロックについて色差信号のイントラ予測モード候補から１つの代表イントラ予測モードを定める。予測画像生成部１１０１は、代表イントラ予測モードを定める過程で、メモリ１０９に記憶された復号画像ブロックのうち、対象ブロックから所定の範囲内にある画像参照ブロックの復号画像ブロックを参照して各イントラ予測モード候補を用いてイントラ予測を行う。画像参照ブロックとして用いられうるブロックは、図５に示すように、対象ブロックＴの左下のブロックＣ、左のブロックＡ、左上のブロックＤ、上のブロックＢおよび右上のブロックＥである。予測画像生成部１１０１は、代表イントラ予測モードを用いたイントラ予測により得られた予測画像ブロックを減算部１０２および加算部１０８に出力する。予測画像生成部１１０１は、色差信号の代表イントラ予測モードをイントラ予測モード符号化部１１０４に出力する。
また、予測画像生成部１１０１は、上述したように輝度信号について代表イントラ予測モードを定め、定めた代表イントラ予測モードをＤＭ判定部１１０２に出力する。
【００４０】
ＤＭ判定部１１０２には、予測画像生成部１１０１から輝度信号のイントラ予測モードが入力される。ＤＭ判定部１１０２は、所定の数の既存候補に輝度信号のイントラ予測モード（ＤＭ）と同一のイントラ予測モードが存在するか否かを判定する。既存候補は、例えば、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５に規定のＰｌａｎａｒモード（モード０）、ＤＣモード（モード１）、水平方向モード（モード１０）および垂直方向モード（モード２６）の４つである。
【００４１】
輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在しないと判定するとき、ＤＭ判定部１１０２は、既存候補に輝度信号のイントラ予測モードをＤＭとして加えてなる一群のイントラ予測モードをイントラ予測モード候補として定める。
例えば、輝度信号のイントラ予測モードが、参照方向が左斜め上のモード（モード１８）である場合、輝度信号のイントラ予測モードは既存候補のいずれとも異なる。この場合、ＤＭ判定部１１０２は、モード番号が「０，１，１０，２６，１８」である５モードをイントラ予測モード候補として定める。
【００４２】
輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在すると判定するとき、ＤＭ判定部１１０２は、既存候補から輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードを除外し、輝度信号のイントラ予測モードをＤＭとして加えてなる一群のイントラ予測モードをイントラ予測モード候補として定める。例えば、輝度信号のイントラ予測モードがＰｌａｎａｒモード（モード０）である場合、輝度信号のイントラ予測モードは既存候補のＰｌａｎａｒモード（モード０）と重複する。この場合、ＤＭ判定部１１０２は、モード番号が「１，１０，２６，０」である４モードをイントラ予測モード候補として定める。
ＤＭ判定部１１０２は、定めたイントラ予測モード候補を予測画像生成部１１０１とビット割り当て決定部１１０３に出力する。
【００４３】
ビット割り当て決定部１１０３は、ＤＭ判定部１１０２から入力されるイントラ予測モード候補に基づいて、各イントラ予測モード候補に対するビット割り当てを定める。入力されるイントラ予測モード候補の数は、輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在するとき、存在しないときよりも少なくなる。そこで、ビット割り当て決定部１１０３は、輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在するとき、存在しないときよりもイントラ予測モード候補全体として符号量が少なくなるようにビット割り当てを決定する。符号量を少なくするイントラ予測モードの数は、１個でもよいし２個以上であってもよい。ビット割り当て決定部１１０３は、定めたビット割り当てを示すビット割り当て情報をイントラ予測モード符号化部１１０４に出力する。
【００４４】
ビット割り当ては、符号化によって得られるビット列に相当する。生成されるビット列には、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５の規定と同様に、最上位ビットにＤＭ判定フラグが含まれてもよい。ＤＭ判定フラグは、イントラ予測モードがＤＭを示すか否かを示す符号である。ＤＭを示すビット列は、常に「０」であり、既存候補を示すビット列の最上位ビットの値は「１」であってもよい。その場合には、ビット割り当て決定部１１０３は、輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在しないとき、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５の規定と同様に、各イントラ予測モード候補のビット割り当てを定めてもよい。ビット割り当て決定部１１０３は、輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在するとき、既存候補の少なくともいずれかのイントラ予測モードについて、他のイントラ予測モードよりも符号量が少なくなるようにビット割り当てを定める。ビット割り当ての具体例については、後述する。
【００４５】
イントラ予測モード符号化部１１０４には、予測画像生成部１１０１から色差信号の代表イントラ予測モードが入力され、ビット割り当て決定部１１０３からビット割り当て情報が入力される。イントラ予測モード符号化部１１０４は、色差信号の代表イントラ予測モードをビット割り当て情報が示すビット割り当てを用いて符号化する。ここで、イントラ予測モード符号化部１１０４は、ビット割り当て情報が示すビット列のうち、代表イントラ予測モードとイントラ予測モードが同一であるイントラ予測モード候補に割り当てられたビット列を色差信号のイントラ予測モードの符号として特定する。イントラ予測モード符号化部１１０４は、特定した色差信号のイントラ予測モードの符号を予測パラメータ情報の一部としてエントロピー符号化部１０５に出力する。
【００４６】
次に、本実施形態に係る画像復号装置２のイントラ予測部２０７の構成について説明する。図４は、本実施形態に係るイントラ予測部２０７の構成を示す概略ブロック図である。イントラ予測部２０７は、イントラ予測モード復号部２０７１、ＤＭ判定部２０７２、ビット割り当て決定部２０７３および予測画像生成部２０７４を含んで構成される。
【００４７】
イントラ予測モード復号部２０７１には、予測パラメータ情報の一部として各対象ブロックの色差信号のイントラ予測モードの符号がエントロピー復号部２０１から入力される。また、イントラ予測モード復号部２０７１には、ビット割り当て決定部２０７３から入力されるビット割り当て情報を用いて色差信号のイントラ予測モードの符号を復号する。ここで、イントラ予測モード復号部２０７１は、ビット割り当て情報が示すイントラ予測モード候補毎のビット列のうち、イントラ予測モードの符号と同一のビット列に対応するイントラ予測モードを特定する。イントラ予測モード復号部２０７１は、特定したイントラ予測モードを予測画像生成部２０７４に出力する。
なお、イントラ予測モード復号部２０７１は、各ブロックについてエントロピー復号部２０１から入力される輝度信号のイントラ予測モードの符号を復号して輝度信号の代表イントラ予測モードを定める。イントラ予測モード復号部２０７１は、輝度信号の代表イントラ予測モードをＤＭ判定部２０７２に出力する。
【００４８】
ＤＭ判定部２０７２には、イントラ予測モード復号部２０７１から輝度信号のイントラ予測モードが入力される。ＤＭ判定部２０７２は、画像符号化装置１のＤＭ判定部１１０２と同様に、所定の数の既存候補に輝度信号のイントラ予測モード（ＤＭ）と同一のイントラ予測モードが存在するか否かを判定する。
輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在しないと判定するとき、ＤＭ判定部２０７２は、既存候補に輝度信号のイントラ予測モードをＤＭとして加えてなる一群のイントラ予測モードをイントラ予測モード候補として定める。
輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在すると判定するとき、ＤＭ判定部２０７２は、既存候補から輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードを除外し、輝度信号のイントラ予測モードをＤＭとして加えてなる一群のイントラ予測モードをイントラ予測モード候補として定める。
ＤＭ判定部２０７２は、定めたイントラ予測モード候補をビット割り当て決定部２０７３に出力する。
【００４９】
ビット割り当て決定部２０７３は、画像符号化装置１のビット割り当て決定部１１０３と同様に、ＤＭ判定部２０７２から入力されるイントラ予測モード候補に基づいて、各イントラ予測モード候補に対するビット割り当てを定める。即ち、ビット割り当て決定部２０７３は、輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが存在するとき、存在しないときよりもイントラ予測モード候補全体として符号量が少なくなるようにビット割り当てを決定する。輝度信号のイントラ予測モード（ＤＭ）に応じて各イントラ予測モード候補に対するビット割り当てを一意に予め定めておくことで、画像符号化装置１と画像復号装置２の間でビット割り当て情報を共通にすることができる。ビット割り当て決定部２０７３は、定めたビット割り当てを示すビット割り当て情報をイントラ予測モード復号部２０７１に出力する。
【００５０】
予測画像生成部２０７４には、イントラ予測モード復号部２０７１から色差信号の代表イントラ予測モードが入力される。予測画像生成部２０７４は、メモリ２０６に記憶された画像参照ブロックの復号画像ブロックを参照して代表イントラ予測モードを用いてイントラ予測を行う。予測画像生成部２０７４は、イントラ予測を行って得られた予測画像ブロックを加算部２０４に出力する。
【００５１】
（イントラ予測モード）
次に、イントラ予測モードについてＨＥＶＣ／Ｈ．２６５を例に説明する。ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５に規定された３５種類のイントラ予測モードには、０〜３４のいずれかのモード番号が与えられている。３５種類のイントラ予測モードには、方向性予測モード、ＤＣモードおよびＰｌａｎａｒモードがある。方向性予測は、画像参照ブロック内の所定の参照画素のうち参照方向の線分の左右両側にそれぞれ最も近い方向の２つの画素の画素値を補間して対象ブロック内の各画素の画素値を算出するイントラ予測モードである。参照方向は、図６に示すように左斜め下から右斜め上までの３３方向である。各参照方向について２から３４のいずれかのモード番号が右回りに昇順に付されている。参照方向は水平方向および垂直方向に近いほど密に分布し、対象ブロックの対角方向に近いほど疎らに分布している。図６に示す例では、参照方向を示す矢印の起点は、対象ブロックの中心に設定されている。３３方向のイントラ予測モードのうち、モード１０、モード２６、モード３４は、それぞれ参照方向が、左方、上方、右斜め上であるイントラ予測モードである。モード１０、モード２６は、それぞれ水平方向モード、垂直方向モードに相当する。水平方向モード、垂直方向モードは、それぞれINTRA_Horizontal、INTRA_Verticalと表記されることがある。
【００５２】
ＤＣモードは、画像参照ブロック内の所定の参照画素間の画素値の平均値を対象ブロックＴ内の各画素の画素値として算出するイントラ予測モードである。ＤＣ予測において参照される参照画素は、図７において黒丸で示されている２Ｎ個の参照画素である。Ｎは、対象ブロックの一辺の長さに相当する画素数を示す。参照画素として、画像参照ブロック内の画素のうち対象ブロックＴの上辺および左辺に最も近接している画素が用いられる。但し、ブロックサイズが３２×３２画素以下のブロックでは、例外処理として、対象ブロックの最上行および最左列の各画素の画素値が、最近傍の参照画素の画素値との平均値で更新される。対象ブロックの最上行および最左列は、図７において網掛けで塗りつぶされた領域Ｅｐである。ＤＣ予測のモード番号は、１である。ＤＣモードは、INTRA_DCと表記されることがある。
【００５３】
Ｐｌａｎａｒモードは、４個の参照画素それぞれの画素値を補間して対象ブロック内の各画素の画素値を算出するイントラ予測モードである。参照画素として、対象ブロック内の画素（ｘ，ｙ）の左方（−１，ｙ）、上方（ｘ，−１）ならびに対象ブロックの右斜め上（Ｎ，−１）、左斜め下（−１，Ｎ）の画素が用いられる。（ｘ，ｙ）等は、対象ブロックの左上端の画素の位置を原点とする各画素の座標値を示す。対象ブロック内の画素の画素値の算出に用いられる４個の参照画素は、図７において、一点破線の円で囲まれた丸で示されている。Ｐｌａｎａｒモードのモード番号は、０である。Ｐｌａｎａｒモードは、INTRA_PLANARと表記されることがある。なお、輝度信号のイントラ予測モード、ＤＭは、それぞれIntraPredModeY、INTRA_DMと表記されることがある。色差信号のイントラ予測モード候補は、intra_chroma_pred_modeと表記されることがある。
【００５４】
（ビット割り当ての例）
次に、本実施形態に係るビット割り当ての一例について説明する。
図８は、本実施形態に係るビット割り当ての一例を示す図である。図８において、各列は輝度信号の代表イントラ予測モードを示す。各行は色差信号のイントラ予測モード候補のモード番号を示す。カッコ内の１００等の数値は、その左隣に表示されるイントラ予測モード候補についてのビット割り当てを示す。「-」は、輝度信号の代表イントラ予測モードと重複するために棄却された既存候補を示す。また、最下行の「ＤＭ  （０）」は、ＤＭに対するビット割り当てが「０」であることを示す。図８の第２列に示す例では、輝度信号の代表イントラ予測モードがＰｌａｎａｒモードであるとき、ビット割り当て決定部１１０３、２０７３は、既存候補である垂直方向モード、水平方向モード、ＤＣモードに対するビット割り当てをそれぞれ「１００」、「１０１」、「１１」と定め、ＤＭのビット割り当てを「０」と定める。
【００５５】
図８の最右列は、輝度信号の代表イントラ予測モードのモード番号が既存候補であるＰｌａｎａｒモード、垂直方向モード、水平方向モード、ＤＣモードのいずれとも異なるときの色差信号のイントラ予測モード候補に対するビット割り当てを示す。このビット割り当ては、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５と同様である。具体的には、ビット割り当て決定部１１０３、２０７３は、既存候補であるＰｌａｎａｒモード、垂直方向モード、水平方向モード、ＤＣモードのビット割り当てをそれぞれ「１００」、「１０１」、「１１０」、「１１１」と定める。図８の第２列と最右列とを比較すると、モード１に対するビット割り当てが、輝度信号の代表イントラ予測モードが既存候補の１つであるＰｌａｎａｒモードであるとき２ビットの符号「１１」で示される。この符号は、輝度信号の代表イントラ予測モードが既存候補のいずれとも異なるときの３ビットの符号「１１１」よりも情報量が少ない。また、垂直方向モード、水平方向モードのビット割り当ては、それぞれ「１００」、「１０１」と、上位２ビットが「１０」である。これは、Ｐｌａｎａｒモードに割り当てる２ビットの符号「１１」と区別するためである。
【００５６】
図８に示す例では、輝度信号の代表イントラ予測モードが既存候補のいずれになるかによって、割り当てられるビットの情報量を少なくする色差信号のイントラ予測モード候補が異なる。輝度信号の代表イントラ予測モードがＰｌａｎａｒモード、ＤＣモードであるとき、２ビットの符号「１１」を割り当てる色差信号のイントラ予測モード候補は、それぞれＤＣモード、Ｐｌａｎａｒモードである。上述したように、ＰｌａｎａｒモードとＤＣモードは、画像参照ブロック内の複数の参照画素の画素値を線形結合して対象ブロック内の画素値を算出する点で共通する。そのため、ＤＣモードを用いて予測された予測画像ブロックと、Ｐｌａｎａｒモードを用いて予測された予測画像ブロックとが相関を有する。よって、輝度信号の代表イントラモードがＰｌａｎａｒモードであるとき、色差信号の代表イントラモードとしてＰｌａｎａｒモードの次にＤＣモードが選択される可能性が高い。輝度信号の代表イントラモードがＤＣモードであるとき、色差信号の代表イントラモードとしてＤＣモードの次にＰｌａｎａｒモードが選択される可能性が高くなる。
【００５７】
輝度信号の代表イントラ予測モードが水平方向モード、垂直方向モードであるとき、２ビットの符号「１１」を割り当てる色差信号のイントラ予測モード候補は、それぞれ垂直方向モード、水平方向モードである。また、建築物や構造物の画像のように水平方向に規則性を有する画像は、通例、垂直方向にも規則性を有する。そのような画像では、垂直方向モードを用いて予測された予測画像ブロックと、水平方向モードを用いて予測された垂直画像ブロックとが相関を有する。そのため、輝度信号の代表イントラモードが垂直方向モードであるとき、色差信号の代表イントラモードとして垂直方向モードの次に水平方向モードが選択される可能性が高く、輝度信号の代表イントラモードが水平方向モードであるとき、色差信号の代表イントラモードとして水平方向モードの次に垂直方向モードが選択される可能性が高くなる。従って、図８に示すビット割り当てにより、システム全体として色差信号の代表イントラ予測モードの符号の情報量が少なくなる。
【００５８】
（符号化処理）
次に、本実施形態に係る色差信号のイントラ予測モードの符号化処理について説明する。
図９は、本実施形態に係る色差信号のイントラ予測モードの符号化処理を示すフローチャートである。図９に示す処理は、各ブロックについて実行される。
【００５９】
（ステップＳ１１０）予測画像生成部１１０１は、所定のイントラ予測モード（例えば、３５通りのイントラ予測モード）から、いずれかのイントラ予測モードを輝度信号の代表イントラ予測モードとして定める。その後、ステップＳ１２０の処理に進む。
（ステップＳ１２０）ＤＭ判定部１１０２は、輝度信号の代表イントラ予測モードが既存候補のいずれかと同一であるか否かを判定する。同一であると判定するとき（ステップＳ１２０  ＹＥＳ）、ステップＳ１３０の処理に進む。同一ではないと判定するとき（ステップＳ１２０  ＮＯ）、ステップＳ１５０の処理に進む。
【００６０】
（ステップＳ１３０）ＤＭ判定部１１０２は、輝度信号の代表イントラ予測モードと同一ではない残りの既存候補と輝度信号の代表イントラ予測モードをイントラ予測モード候補として定める。その後、ステップＳ１４０の処理に進む。
（ステップＳ１４０）ビット割り当て決定部１１０３は、各イントラ予測モード候補にビット割り当てを定める。ここで、ビット割り当て決定部１１０３は、残りの既存候補のいずれのイントラ予測モード候補に対して情報量が所定の情報量よりも少ないビット割り当てを定める。その後、ステップＳ１７０の処理に進む。
【００６１】
（ステップＳ１５０）ＤＭ判定部１１０２は、全ての既存候補と輝度信号の代表イントラ予測モードをイントラ予測モード候補として定める。その後、ステップＳ１６０の処理に進む。
（ステップＳ１６０）ビット割り当て決定部１１０３は、各イントラ予測モード候補に対して所定の情報量のビット割り当てを定める。その後、ステップＳ１７０の処理に進む。
【００６２】
（ステップＳ１７０）予測画像生成部１１０１は、イントラ予測モード候補から、そのいずれかを色差信号の代表イントラ予測モードとして定める。その後、ステップＳ１８０の処理に進む。
（ステップＳ１８０）イントラ予測モード符号化部１１０４は、色差信号の代表イントラ予測モードを、そのモードについて定めたビット割り当てを用いて符号化する。その後、図９に示す処理を終了する。
【００６３】
（復号処理）
次に、本実施形態に係る色差信号のイントラ予測モードの復号処理について説明する。
図１０は、本実施形態に係る色差信号のイントラ予測モードの復号処理を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、各ブロックについて実行される。ステップＳ２２０〜Ｓ２６０の処理は、図９のＳ１２０〜Ｓ１６０の処理と同様であるため、その説明を援用する。但し、ステップＳ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２５０の処理をＤＭ判定部２０７２が実行し、ステップＳ２４０、Ｓ２６０の処理をビット割り当て決定部２０７３が実行する。
【００６４】
（ステップＳ２１０）イントラ予測モード復号部２０７１は、輝度信号のイントラ予測モードの符号を復号し、輝度信号の代表イントラ予測モードを特定する。その後、ステップＳ２２０の処理に進む。
（ステップＳ２７０）イントラ予測モード復号部２０７１は、輝度信号のイントラ予測モードの符号を、ビット割り当て決定部２０７３が定めたビット割り当てを用いて復号し、色差信号の代表イントラ予測モードを特定する。その後、図１０の処理を終了する。
【００６５】
なお、図８に示す例では、ＨＥＶＣ／Ｈ．２６５と同様に選択可能なイントラ予測モードの数が全３５通りであり、既存候補がＰｌａｎａｒモード、ＤＣモード、水平方向モード、垂直方向モードの４通りである場合を仮定したが、これには限られない。選択可能な予測モードの数は、既存候補の数よりも多ければ３６通り以上であってもよいし、３４通り以下であってもよい。また、既存候補の数は、３通りまたは５通り以上であってもよい。選択可能なイントラ予測モードには、さらに他の種別のモード、例えば、ＬＭ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｍｏｄｅｌ：線形モデル）モードが含まれてもよい。ＬＭモードは、対象ブロックにおける符号化もしくは復号済みの輝度信号を線形予測して色差信号の予測画像ブロックを生成する予測モードである。ＤＭ判定部１１０２、２０７２は、イントラ予測モード候補として、さらにＬＭモードを採用する。ＬＭモードは、輝度信号には適用されず、色差信号に適用される予測モードであるため、輝度信号の代表イントラ予測モードとも既存候補とも独立である。このとき、ビット割り当て決定部１１０３、２０７３は、各イントラ予測モードに対して、図１１に例示するように各イントラ予測モード候補に対するビット割り当てを定める。
【００６６】
図１１に示す例では、色差信号のイントラ予測モード候補として、ＤＭとＬＭモードが常に用いられる。ＤＭ、ＬＭのビット割り当ては、それぞれ「０」、「１０」となる。ＬＭに割り当てられる最上位から第２桁のビット「０」は、ＬＭモードであることを示すフラグである。既存候補であるＰｌａｎａｒモード、垂直方向モード、水平方向モード、ＤＣモードには、それぞれ最上位から第２桁にビット「１」が割り当てられる。このビット「１」は、既存候補であることを示すフラグである。その他の点では、図１１に示すビット割り当ては、図８に示すビット割り当てと共通である。即ち、輝度信号の代表イントラ予測モードがＰｌａｎａｒモード、垂直方向モード、水平方向モード、ＤＣモードである場合には、それらのモードが既存候補から除かれる。また、輝度信号の代表イントラ予測モードがＰｌａｎａｒモード、垂直方向モード、水平方向モード、ＤＣモードである場合には、それ以外の場合よりも少ない情報量を有する符号「１１０」が、それぞれＤＣモード、水平方向モード、垂直方向モード、Ｐｌａｎａｒモードに与えられる。また、符号「１１０」と区別するために、それ以外の２つの代表イントラ予測モード候補には、上位３ビットが「１１１」となる４ビットの符号が割り当てられる。
【００６７】
以上に説明したように、本実施形態に係るイントラ予測部１１０、２０７は、ブロック毎に色差信号のイントラ予測モードを定める。イントラ予測部１１０、２０７は、輝度信号のイントラ予測モードが所定のイントラ予測モードである既存候補のいずれかと同一であるとき、既存候補のうち前記輝度信号のイントラ予測モードとは異なるイントラ予測モードと前記輝度信号のイントラ予測モードとをイントラ予測モード候補として選択し、イントラ予測モード候補に、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てる。
ここで、既存候補がＰｌａｎａｒモード、ＤＣモード、水平方向モード及び垂直方向モードであって、輝度信号のイントラ予測モードがＰｌａｎａｒモードである場合を仮定する。その場合、Ｐｌａｎａｒモードと、残りの既存候補であるＤＣモード、水平方向モード及び垂直方向モードがイントラ予測モード候補として選択される。図８に例示されるビット割り当てによれば、イントラ予測モード候補の１つであるＤＣモードに２ビットの符号「１１」が割り当てられる。これに対し、輝度信号のイントラ予測モードが、既存候補のいずれとも異なるときには、ＤＣモードに３ビットの符号「１１１」が割り当てられる。
【００６８】
また、画像符号化装置１は、イントラ予測部１１０を備え、色差信号のイントラ予測モードを、イントラ予測部１１０が定めたイントラ予測モード候補のいずれかに割り当てられた符号を用いて符号化する。
また、画像復号装置２は、イントラ予測部２０７を備え、色差信号のイントラ予測モードの符号を、イントラ予測部２０７が定めたイントラ予測モード候補のいずれかを用いて復号する。
【００６９】
よって、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードとが同一であるとき、イントラ予測モード候補において輝度信号のイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードの重複が回避される。そして、イントラ予測モード候補には、既存候補のいずれとも輝度信号のイントラ予測モードが異なるときよりも情報量が少ない符号が割り当てられる。そのため、復号される色差信号の画質を劣化させずに色差信号のイントラ予測モードの符号化効率を向上することができる。
【００７０】
また、イントラ予測部１１０、２０７は、定めたイントラ予測モード候補のうち、輝度信号のイントラ予測モードに、イントラ予測モード候補の他のイントラ予測モードに対する符号よりも情報量が少ない符号を割り当てる。イントラ予測部１１０、２０７は、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードが同一であるとき、他のイントラ予測モードのいずれか１つのモードに、輝度信号のイントラ予測モードが既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てる。
ここで、輝度信号のイントラ予測モードがＰｌａｎａｒモードである場合を仮定する。図８に例示されるビット割り当てによれば、輝度信号のイントラ予測モード（ＤＭ）に１ビットの符号「０」と他のイントラ予測モード候補よりも情報量が少ない符号が割り当てられる。また、Ｐｌａｎａｒモードは、４つの既存候補の１つと同一であるので、ＤＣモードに２ビットの符号「１１」が割り当てられる。これに対し、輝度信号のイントラ予測モードが既存候補のいずれとも異なる場合、例えば、モード１８である場合には、ＤＣモードに３ビットの符号「１１１」が割り当てられる。
【００７１】
よって、色差信号のイントラ予測モードが輝度信号のイントラ予測モードと同一である頻度が、他のイントラ予測モードとなる頻度よりも高いとき、システム全体としてより情報量の少ない符号で色差信号のイントラ予測モードが表わされる。そのため、色差信号のイントラ予測モードの符号化効率が向上する。
【００７２】
また、イントラ予測部１１０、２０７は、既存候補のいずれかと輝度信号のイントラ予測モードが同一であるとき、他のイントラ予測モードのうち、前記輝度信号のイントラ予測モードに基づくイントラ予測画像との相関を有するイントラ予測画像を与えるイントラ予測モードに、前記輝度信号のイントラ予測モードが前記既存候補のいずれとも異なるときより情報量が少ない符号を割り当てる。
上述した例では、輝度信号のイントラ予測モードに基づくイントラ予測画像と相関を有するイントラ予測画像を与えるイントラ予測モードは、輝度信号のイントラ予測モードが、Ｐｌａｎａｒモード、ＤＣモード、水平方向モード、垂直方向モードであるとき、それぞれＤＣモード、Ｐｌａｎａｒモード、垂直方向モード、水平方向モードである。図８に例示されるビット割り当てによれば、これらのイントラ予測モードに２ビットの符号「１１」が割り当てられる。この符号は、輝度信号のイントラ予測モード（ＤＭ）が既存候補のいずれとも異なるイントラ予測モードである場合に割り当てられる３ビットの符号よりも情報量が少ない。
【００７３】
よって、輝度信号のイントラ予測モードに基づくイントラ予測画像との相関を有するイントラ予測画像を与えるイントラ予測モードの頻度が他の既存候補よりも高くなるとき、システム全体としてより情報量の少ない符号で色差信号のイントラ予測モードが表される。そのため、色差信号のイントラ予測モードの符号化効率が向上する。
【００７４】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【００７５】
例えば、上述した実施形態に係るイントラ予測部１１０、２０７と同様の構成を備えるイントラ予測器、画像符号化装置１および画像復号装置２が、それぞれ単体で実施されてもよいし、画像符号化装置１と画像復号装置２とを含む画像処理システム、放送システムとして実施されてもよい。
【００７６】
また、図８または図１１に示すように、輝度信号の代表イントラ予測モードと対応付けて色差信号のイントラ予測モード候補毎のビット割り当てを示すビット割り当てテーブルをメモリ１０９に予め記憶しておいてもよい。色差信号の代表イントラ予測モードを符号化する際、イントラ予測モード符号化部１１０４は、メモリ１０９に記憶したビット割り当てテーブルを参照して、輝度信号の代表イントラ予測モードと色差信号の代表イントラ予測モードの組に対応するイントラ予測モード候補を特定する。イントラ予測モード符号化部１１０４は、特定したイントラ予測モード候補に割り当てられたビット列を色差信号の代表イントラ予測モードの符号として定める。その場合には、ＤＭ判定部１１０２とビット割り当て決定部１１０３が省略可能である。
【００７７】
また、画像符号化装置１のメモリ１０９に記憶したビット割り当てテーブルと共通のビット割り当てテーブルを画像復号装置２のメモリ２０６に予め記憶しておいてもよい。色差信号の代表イントラ予測モードの符号を復号する際、イントラ予測モード復号部２０７１は、メモリ２０６に記憶したビット割り当てテーブルを参照して、輝度信号の代表イントラ予測モードに対応する各イントラ予測モード候補に割り当てられたビット列を特定する。イントラ予測モード復号部２０７１は、特定したビット列のうち、色差信号の代表イントラ予測モードの符号と同一のビット列に対応するイントラ予測モード候補を代表イントラ予測モードとして特定する。その場合には、ＤＭ判定部２０７２とビット割り当て決定部２０７３が省略可能である。
【００７８】
なお、上述した画像符号化装置１もしくは画像復号装置２、イントラ予測部１１０、２０７として構成されたイントラ予測器をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御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、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像符号化装置１もしくは画像復号装置２の一部、イントラ予測部１１０、２０７に内蔵されたコンピュータシステムであって、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。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすで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であってもよい。
また、上述した実施形態における画像符号化装置１もしくは画像復号装置２の一部、イントラ予測部１１０、２０７の一部、または全部をＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。画像符号化装置１もしくは画像復号装置２の一部、イントラ予測部１１０、２０７の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、また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、また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】
【００７９】
１…画像符号化装置、２…画像復号装置、１０１…ブロック分割部、１０２…減算部、１０３…変換部、１０４…量子化部、１０５…エントロピー符号化部、１０６…逆量子化部、１０７…逆変換部、１０８…加算部、１０９…メモリ、１１０…イントラ予測部、２０１…エントロピー復号部、２０２…逆量子化部、２０３…逆変換部、２０４…加算部、２０５…統合部、２０６…メモリ、２０７…イントラ予測部、１１０１…予測画像生成部、１１０２…ＤＭ判定部、１１０３…ビット割り当て決定部、１１０４…イントラ予測モード符号化部、２０７１…イントラ予測モード復号部、２０７２…ＤＭ判定部、２０７３…ビット割り当て決定部、２０７４…予測画像生成部
【図１】
2018121284.tif 000003
【図２】
2018121284.tif 000004
【図３】
2018121284.tif 000005
【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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