(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在ブロックのイントラ予測のための、前記現在ブロックの周りの隣接する画素に基づく方向性イントラ予測を用いる方法であって、
前記現在ブロックの隣接する領域に対応する、隣接再構成画素を受け取るステップと、
前記現在ブロック内の現在画素についての傾きを、方向性イントラ予測の予測方向に沿って前記隣接再構成画素から導出するステップと、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素についてのイントラ予測子が前記傾きを含むか否かを決定するステップであって、前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素についてのイントラ予測子が前記傾きを含むか否かを決定するステップは、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素を第１のグループと第２のグループとのうち１つに分類するステップと、
前記現在画素が前記第１のグループに分類される場合、前記現在画素についてのイントラ予測子は前記傾きを用いて生成されるべきであると決定するステップと、
前記現在画素が前記第２のグループに分類される場合、前記現在画素についてのイントラ予測子は前記傾きを用いることなく生成されるべきであると決定するステップと、
を含む、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記傾きを含むイントラ予測子は、前記予測方向に沿って非傾きイントラ予測に基づいている最初のイントラ予測子に対応する第１の部分と、重み付け要素によって重み付けされた前記傾きに対応する第２の部分と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記予測方向は垂直方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の隣接再構成画素に基づいて導出される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記傾きは第１の隣接再構成画素及び第２の隣接再構成画素に基づいて導出されて、前記第１の隣接再構成画素は前記現在ブロックの左上の画素に対応し、前記第２の隣接再構成画素は前記現在画素と同じ行内の前記隣接列の画素に対応する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記非傾きイントラ予測は前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行の参照画素に基づいていて、前記参照画素は前記現在画素と同じ列内にある隣接再構成画素の１つに対応する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記予測方向は水平方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の隣接再構成画素に基づいて導出される、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記傾きは第１の隣接再構成画素及び第２の隣接再構成画素に基づいて導出されて、前記第１の隣接再構成画素は前記現在ブロックの左上の画素に対応し、前記第２の隣接再構成画素は前記現在画素と同じ列内の前記隣接行の画素に対応する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非傾きイントラ予測は前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列の参照画素に基づいていて、前記参照画素は前記現在画素と同じ行内の隣接再構成画素の１つに対応する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記予測方向は斜め垂直方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の第１の参照画素と前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の第２の参照画素とによって導出されて、前記第１の参照画素は前記現在画素と同じ行内にある前記隣接列の隣接再構成画素の１つに対応して、前記第２の参照画素は前記斜め垂直方向に沿って前記第１の参照画素と関連する、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の参照画素が非整数位置に位置する場合、前記第２の参照画素は前記斜め垂直方向に従って前記隣接行内の整数位置にある隣接再構成画素から補間される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記非傾きイントラ予測は前記斜め垂直方向に従って前記隣接行の隣接再構成画素から導出される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記予測方向は斜め水平方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の第１の参照画素と前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の第２の参照画素とによって導出されて、前記第１の参照画素は前記現在画素と同じ列内にある前記隣接行の隣接再構成画素の１つに対応して、前記第２の参照画素は前記斜め水平方向に沿って前記第１の参照画素と関連する、請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の参照画素が非整数位置に位置する場合、前記第２の参照画素は前記斜め水平方向に従って前記隣接列の整数位置にある隣接再構成画素から補間される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記非傾きイントラ予測は前記斜め水平方向に従って前記隣接列の隣接再構成画素から導出される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記重み付け要素は前記予測方向と前記現在画素の位置とによって選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
現在ブロックのイントラ予測のための、前記現在ブロックの周りの隣接する画素に基づく方向性イントラ予測を用いる装置であって、
前記現在ブロックの隣接する領域に対応する、隣接再構成画素を受け取る手段と、
前記現在ブロック内の現在画素についての傾きを、方向性イントラ予測の予測方向に沿って前記隣接再構成画素から導出する手段と、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素についてのイントラ予測子が前記傾きを含むか否かを決定する手段であって、前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素についてのイントラ予測子が前記傾きを含むか否かを決定する手段は、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素を第１のグループと第２のグループとのうち１つに分類する手段と、
前記現在画素が前記第１のグループに分類される場合、前記現在画素についてのイントラ予測子は前記傾きを用いて生成されるべきであると決定する手段と、
前記現在画素が前記第２のグループに分類される場合、前記現在画素についてのイントラ予測子は前記傾きを用いることなく生成されるべきであると決定する手段と、
を含む、手段と、
を含む、装置。
【請求項１７】
前記傾きを含むイントラ予測子は、前記予測方向に沿って非傾きイントラ予測に基づいている最初のイントラ予測子に対応する第１の部分と、重み付け要素によって重み付けされた前記傾きに対応する第２の部分と、を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記予測方向は垂直方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の隣接再構成画素に基づいて導出される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記予測方向は水平方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の隣接再構成画素に基づいて導出される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記予測方向は斜め垂直方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の第１の参照画素と前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の第２の参照画素とによって導出されて、前記第１の参照画素は前記現在画素と同じ行内にある前記隣接列の隣接再構成画素の１つに対応して、前記第２の参照画素は前記斜め垂直方向に沿って前記第１の参照画素と関連する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記予測方向は斜め水平方向に対応して、前記傾きは前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の第１の参照画素と前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の第２の参照画素とによって導出されて、前記第１の参照画素は前記現在画素と同じ列内にある前記隣接行の隣接再構成画素の１つに対応して、前記第２の参照画素は前記斜め水平方向に沿って前記第１の参照画素と関連する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記重み付け要素は前記予測方向と前記現在画素の位置とによって選択される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
現在ブロックのイントラ予測のための、前記現在ブロックの周りの隣接する画素に基づく方向性イントラ予測を用いる方法であって、予測方向が斜め垂直方向又は斜め水平方向に対応し、当該方法は、
前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行に対応する第１の隣接再構成画素を受け取るステップと、
前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列に対応する第２の隣接再構成画素を受け取るステップと、
前記現在ブロックの現在画素についての第１のタイプのイントラ予測子を、前記第１の隣接再構成画素及び前記第２の隣接再構成画素に基づいて導出するステップと、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素について、前記第１のタイプのイントラ予測子を与えるか否かを決定するステップであって、前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素について、前記第１のタイプのイントラ予測子を与えるか否かを決定するステップは、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素を第１のグループと第２のグループとのうち１つに分類するステップと、
前記現在画素が前記第１のグループに分類される場合、前記現在画素について、前記第１のタイプのイントラ予測子を与えるステップと、
前記現在画素が前記第２のグループに分類される場合、前記現在ブロックの前記現在画素についての第２のタイプのイントラ予測子を、前記第１の隣接再構成画素に基づいて導出するステップと、
を含む、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２４】
前記第１のタイプのイントラ予測子は、前記予測方向に従って前記第１の隣接再構成画素又は前記第２の隣接再構成画素を用いる最初のイントラ予測に対応する第１の部分と、前記第２の隣接再構成画素又は前記第１の隣接再構成画素を用いる第２の部分と、をそれぞれ含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記予測方向は前記斜め垂直方向に対応して、前記最初のイントラ予測は前記斜め垂直方向に従って前記第１の隣接再構成画素から導出されて、前記第２の部分は前記斜め垂直方向に沿って前記第２の隣接再構成画素の位置から導出される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記斜め垂直方向に沿った前記第２の隣接再構成画素の位置が非整数位置に位置する場合、前記第２の部分は前記斜め垂直方向に従って整数位置にある前記第２の隣接再構成画素から補間される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２の部分は前記斜め垂直方向に沿った前記第２の隣接再構成画素の位置の近似値に基づく補間を用いて導出される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記予測方向は前記斜め水平方向に対応して、前記最初のイントラ予測は前記斜め水平方向に従って前記第２の隣接再構成画素から導出されて、前記第２の部分は前記斜め水平方向に沿って前記第１の隣接再構成画素の位置から導出される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記斜め水平方向に沿った前記第１の隣接再構成画素の位置が非整数位置に位置する場合、前記第２の部分は前記斜め水平方向に従って整数位置にある前記第１の隣接再構成画素から補間される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２の部分は前記斜め水平方向に沿った前記第１の隣接再構成画素の位置の近似値に基づく補間を用いて導出される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１のタイプのイントラ予測子は、重み付け要素によって、前記第１の部分及び前記第２の部分の重み付けされた合計を用いて生成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記重み付け要素は前記予測方向と前記現在画素の位置とによって選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
現在ブロックのイントラ予測のための、前記現在ブロックの周りの隣接する画素に基づく方向性イントラ予測を用いる装置であって、予測方向が斜め垂直方向又は斜め水平方向に対応し、当該装置は、
前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行に対応する第１の隣接再構成画素を受け取る手段と、
前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列に対応する第２の隣接再構成画素を受け取る手段と、
現在画素についての第１のタイプのイントラ予測子を、前記第１の隣接再構成画素及び前記第２の隣接再構成画素に基づいて導出する手段と、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素について、前記第１のタイプのイントラ予測子を与えるか否かを決定する手段であって、前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素について、前記第１のタイプのイントラ予測子を与えるか否かを決定する手段は、
前記現在ブロック内の前記現在画素の場所に基づいて、前記現在画素を第１のグループと第２のグループとのうち１つに分類する手段と、
前記現在画素が前記第１のグループに分類される場合、前記現在画素について、前記第１のタイプのイントラ予測子を与える手段と、
前記現在画素が前記第２のグループに分類される場合、前記現在ブロックの前記現在画素についての第２のタイプのイントラ予測子を、前記第１の隣接再構成画素に基づいて導出する手段と、
を含む、手段と、
を含む、装置。
【請求項３４】
前記第１のタイプのイントラ予測子は、前記予測方向に従って前記第１の隣接再構成画素又は前記第２の隣接再構成画素を用いる最初のイントラ予測に対応する第１の部分と、前記第２の隣接再構成画素又は前記第１の隣接再構成画素を用いる第２の部分と、をそれぞれ含む、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記予測方向は前記斜め垂直方向に対応して、前記最初のイントラ予測は前記斜め垂直方向に従って前記第１の隣接再構成画素から導出されて、前記第２の部分は前記斜め垂直方向に沿って前記第２の隣接再構成画素の位置から導出される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記予測方向は前記斜め水平方向に対応して、前記最初のイントラ予測は前記斜め水平方向に従って前記第２の隣接再構成画素から導出されて、前記第２の部分は前記斜め水平方向に沿って前記第１の隣接再構成画素の位置から導出される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記第１のタイプのイントラ予測子は、重み付け要素によって、前記第１の部分及び前記第２の部分の重み付けされた合計を用いて生成される、請求項３４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオ符号化に関する。具体的には、本発明は改良された方向性イントラ予測（directional  intra  prediction）に関連する符号化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
動き補償フレーム間符号化が、ＭＰＥＧ‐１／２／４及びＨ．２６１／Ｈ．２６３／Ｈ．２６４／ＡＶＣなどの種々の符号化標準において広く採用されてきている。動き補償フレーム間符号化は圧縮されたビデオについてビットレートを効率的に低減可能である一方、イントラ符号化が、高度な動きやシーン変化を有する領域を圧縮するのにいまだ必要とされる。その上、イントラ符号化は、最初の画像を処理するため、又はＩ‐ピクチャ（若しくはイントラ符号化された画像、Ｉ‐ピクチャ）を周期的に挿入するためにも使用される。圧縮されたビデオデータへの迅速なアクセスを可能にするため、又は誤差伝搬を軽減するために、Ｉ‐ピクチャを周期的に挿入する。一部の例では、イントラ符号化は、インター符号化よりも性能が良くなる場合がある。イントラ予測は、現在ブロック（current  block）の周りの隣接する領域内の、再構成画素（reconstructed  pixel）を使用することによって、画像内又は画像領域内の空間的相関関係を有効に使う。その隣接する領域は一般に、現在ブロックの境界線の上の領域と、現在ブロックの左側の領域とを含む。Ｈ．２６４において、ＤＣ、垂直（Vertical）及び水平（Horizontal）モードを含むイントラ予測モードを発展させて、隣接再構成画素（neighboring  reconstructed  pixel）に基づいてブロック内の画素について予測を与えている。開発されつつある高効率ビデオ符号化（High-Efficiency  Video  Coding；ＨＥＶＣ）標準は、ブロックに基づく空間的予測を広く有効に使う。より大きな数字のイントラ予測モードをＨＥＶＣが使用し、空間的特長を有効に使う。Ｈ．２６４が採用するＤＣ、垂直及び水平モードに加えて、ＨＥＶＣは多くの他の方向性予測モード（本開示において角度予測モード（angular  prediction  mode）ともいう）をさらに含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
垂直モードに対して、ブロック内の現在画素（current  pixel）についてのイントラ予測を、そのブロックの上側に隣接する、隣接行（neighboring  row）内の参照画素から選択する。ここで、現在画素と同じ列内の参照画素を選択する。水平モードに対して、ブロック内の現在画素についてのイントラ予測を、その現在ブロックの左側に隣接する、隣接列（neighboring  column）内の参照画素から選択する。ここで、現在画素と同じ行内の参照画素を選択する。ＨＥＶＣは、他の角度方向に対する概念をさらに拡張する（Thomas  Wiegandら、“WD4:  Working  Draft  4  of  High-Efficiency  Video  Coding”、Joint  Collaborative  Team  on  Video  Coding  (JCT-VC)  of  ITU-T  SG16  WP3  and  ISO/IEC  TC1/SC29/WG11、6th  Meeting:  Torino、IT、２０１１年７月１４〜２２日、Document:  JCTVC-F803）。ブロック内の画素についての予測は、その角度方向に沿って、現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の参照位置、又は現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の参照位置に基づく。参照位置が整数位置に位置する場合、それぞれの隣接再構成画素を用いる。そうでなければ、２つの隣接する整数画素に基づく補間を用いる。ＨＥＶＣにおける方向性イントラ予測の使用はイントラ予測の性能をＨ．２６４を上回って向上させるが、その性能をさらに向上させることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
現在ブロックのイントラ予測のための、前記現在ブロックの周りの隣接する画素に基づく方向性イントラ予測を用いる方法及び装置を開示する。本発明による一実施形態において、イントラ予測のための当該方法及び装置は、前記現在ブロックの隣接する領域に対応する、隣接再構成画素を受け取るステップと、前記現在ブロック内の現在画素についての傾きを、方向性イントラ予測の予測方向に沿って前記隣接再構成画素から導出するステップと、イントラ予測子（predictor）を前記現在画素に与えるステップであって、前記イントラ予測子は前記傾きを含む、ステップと、を含む。前記イントラ予測子は、前記予測方向に沿って非傾きイントラ予測（non-gradient  intra  prediction）に基づいている最初のイントラ予測子に対応する第１の部分と、重み付け要素によって重み付けされた前記傾きに対応する第２の部分と、を含む。垂直、水平、斜め垂直（slant  vertical）及び斜め水平（slant  horizontal）方向についての傾きを前記隣接再構成画素からそれぞれ導出する。続いて、導出した傾きを重み付けし、非傾きに基づくイントラ予測に加えて、最終的なイントラ予測を形成する。前記隣接する領域は、前記現在ブロックの上にある少なくとも１つの隣接行と、前記現在ブロックの左にある少なくとも１つの隣接列と、前記現在ブロックの左上の角とのうちの、１つ又はそれらの組み合わせであってよい。
【０００５】
本発明の別の実施形態において、方法が、前記現在ブロックの上側に隣接する隣接行に対応する第１の隣接再構成画素を受け取るステップと、前記現在ブロックの左側に隣接する隣接列に対応する第２の隣接再構成画素を受け取るステップと、現在画素についてのイントラ予測子を、前記第１の隣接再構成画素及び前記第２の隣接再構成画素に基づいて導出するステップと、前記イントラ予測子を前記現在画素に与えるステップと、を含む。前記イントラ予測子は、前記予測方向に従って前記第１の隣接再構成画素又は前記第２の隣接再構成画素を用いる最初のイントラ予測に対応する第１の部分と、前記第２の隣接再構成画素又は前記第１の隣接再構成画素を用いる第２の部分と、をそれぞれ含む。前記第１の部分及び第２の部分についての導出を、斜め垂直及び斜め水平方向について説明する。最終的なイントラ予測を、重み付け要素によって、前記第１の部分及び前記第２の部分の重み付けされた合計を用いて生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）の方向性イントラ予測モードを示す。
【図２】ＨＥＶＣの垂直イントラ予測を示し、ここで予測子Pijを、同じ列内の隣接再構成画素Ajに基づいて導出する。
【図３】斜め垂直方向について、ＨＥＶＣの角度イントラ予測を示し、ここで予測子Pijを、予測方向に従った隣接行内の参照画素に基づいて導出する。
【図４】本発明の一実施形態による、Pijについての垂直方向における、傾きに基づくイントラ予測の例を示し、ここで傾きを、AL及びLiに基づいて導出する。
【図５】本発明の一実施形態による、Pijについての斜め垂直方向における、傾きに基づくイントラ予測の例を示し、ここで傾きを、RLi及びLiに基づいて導出する。
【図６】本発明の一実施形態による、Pijについての斜め垂直方向におけるイントラ予測の例を示し、ここでイントラ予測を、隣接行内の参照画素と隣接列内の参照画素とに基づいて導出する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ＨＥＶＣにおいて、角度予測モードを使用して空間的特長を有効に使う。サポートされるブロックサイズ（すなわち、予測単位（Prediction  Unit；ＰＵ）サイズ）は、64×64、32×32、16×16、8×8及び4×4を含む。すべてのブロックサイズについて、図１に示すような３３の方向性予測モードと、ＤＣモードと、平面モードとを含む、３５のモードがある。垂直方向において、垂直モード（すなわち、図１に示すモードｖ）の他に、斜めの予測モードがある。垂直方向におけるこれらの斜めの角度予測モードは、図１に示すように、v-8からv-1とv+1からv+8とを含む。水平方向における斜めの角度予測モードは、図１に示すように、h-7からh-1とh+1からh+8とを含む。便宜上、v-8からv-1まで及びv+1からv+8までの角度予測モードを斜め垂直予測（slant  vertical  prediction）と呼び、対応する方向を斜め垂直方向（slant  vertical  direction）と呼ぶ。同様にして、h-7からh-1まで及びh+1からh+8までの斜めの角度予測モードを斜め水平予測（slant  horizontal  prediction）と呼び、対応する方向を斜め水平方向（slant  horizontal  direction）と呼ぶ。
【０００８】
図２は、ＨＥＶＣが採用する垂直予測の例を示す。現在ブロック２１０の上側に隣接する隣接行内の隣接再構成画素A0からAkを使用して、現在ブロック２１０内の画素についてのイントラ予測を生成する。図２においてブロックサイズは、(k+1)×(k+1)である。矢印２２０は予測方向を示す。画素A0からAkの各々を使用して、垂直モードに対して、現在ブロックのそれぞれの列内の画素についてのイントラ予測を生成する。例えば、隣接再構成画素Ajを使用して、イントラ予測P0j、P1j〜Pij〜Pkjを生成する。ここでPijは、i番目の行かつj番目の列におけるイントラ予測である。同様にして、水平モードが選択される場合、現在ブロック２１０の左側に隣接する隣接列内の隣接再構成画素L0からLkを使用して、現在ブロック２１０内の画素についてのイントラ予測を生成する。その場合、画素L0からLkの各々を使用して、現在ブロックのそれぞれの行内の画素についてのイントラ予測を生成する。
【０００９】
図３は、v+1からv+8までの斜め垂直予測について、ＨＥＶＣが採用する方向性予測の例を示す。矢印３１０は、イントラ予測Pijを生成するための、v+1からv+8までの方向性予測モードのうちの１つについての予測方向を示す。矢印３２０は、イントラ予測P10を生成するための、同じ予測方向を示す。位置３１２は、イントラ予測Pijを生成するために使用される、隣接行内の参照画素を示す。参照画素が整数位置に位置する場合、それぞれの隣接再構成画素（A0からAk）を使用して、Pijを生成する。そうでなければ、２つの隣接再構成画素を、Pijを生成するために補間する。v-1からv-8までの方向性予測について、現在ブロック２１０の上に隣接する隣接行内、及び現在ブロック２１０の左側に隣接する隣接列内の、隣接再構成画素（図３に図示せず）から、イントラ予測を生成してよい。斜め水平方向についてのイントラ予測を、ＨＥＶＣワーキング・ドラフト４の文書に記載されているように、同様にして導出してよい。
【００１０】
上述したような垂直、水平、斜め垂直及び斜め水平方向についての方向性予測は、ＨＥＶＣ  ＷＤ４が採用するイントラ予測を説明している。ＨＥＶＣ  ＷＤ４が採用するイントラ予測方法は、現在画素についてのイントラ予測子として参照画素を使用し、ここで参照画素は、予測方向に沿って現在画素に投影される。参照画素を、イントラ予測モードと現在画素の位置とに基づいて、現在ブロックの上に隣接する隣接行内、又は現在ブロックの左に隣接する隣接列内の、隣接再構成画素の中から選択する。本発明による実施形態は傾き情報を使用して、イントラ予測の性能を向上させる。傾きを、予測方向に沿った隣接再構成画素から計算する。
【００１１】
図４は、本発明による、垂直方向に対する、傾きに基づくイントラ予測の例を示す。垂直予測を使用する場合、現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の隣接再構成画素を使用して傾きを導出する。例えば、Pijと同じ行内の画素Liと現在ブロックの左上の角の画素ALとを、傾き、すなわち(Li-AL)を導出するのに使用してよい。ここで、Pijを、従来イントラ予測にしたがって導出する。垂直イントラ予測についての最終的なイントラ予測P'ijを、
P'ij  =  Pij  +  α(j)・(Li-AL)      （式１）
によって生成してよい。ここで、α(j)は、0から1の間の値を有する重み付け要素である。重み付け要素の値は、現在画素の列位置に依存してよい。傾きを現在ブロックの左側に隣接する隣接列に基づいて計算するため、その傾きは、隣接列により近い画素に、より大きな影響を及ぼす可能性がある。例えば、α(j)に対する値割り当てが、α(0)=1/2、α(1)=1/4、α(2)=1/8、α(3)=1/16、及びα(5)〜α(k)=0であってよい。α(j)が0という値を有する場合、それは、最終的なイントラ予測が傾きによって変更されないということを意味する。上記で列挙された重み付け要素は例示目的で用いられる。それらは本発明を限定するものとして見なされるべきではない。当業者は、本発明を実施するために、他のセットの重み付け要素を使用してよい。
【００１２】
水平イントラ予測を、本発明の一実施形態によって、同様にして導出可能である。現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の隣接再構成画素を使用して、傾きを導出する。例えば、Pijと同じ列内の画素Ajと現在ブロックの左上の角の画素ALとを、傾き、すなわち(Aj-AL)を導出するのに使用してよい。水平予測に対する、最終的なイントラ予測P'ijを、
P'ij  =  Pij  +  α(i)・(Ai-AL)      （式２）
によって生成してよい。
【００１３】
斜め垂直方向（v-8〜v-1、v+1〜v+8）及び斜め水平方向（h-7〜h-1、h+1〜h+8）について、傾きを、現在ブロックの上側に隣接する隣接行内の隣接再構成画素と、現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の隣接再構成画素とに基づいて導出してよい。図５は、v+1からv+8までの斜め垂直予測方向についての、傾きに基づくイントラ予測の例を示す。一例として、隣接行の１つの参照画素と、隣接列の１つの参照画素とを、傾きを導出するために使用することが可能である。ひいては、Pijと同じ行内にある隣接列の画素を、参照画素として選択してよい。したがって、Liを１つの参照画素として選択する。もう１つの参照画素を、Liを予測方向５１０に沿って隣接行の上に投影することによって、決定してよい。それに応じて、Liと関連するもう１つの参照画素RLiを導出することが可能である。RLiが整数位置にない場合、隣接行の整数位置にある画素を用いた補間を、非整数位置にある画素値を導出するために使用してよい。例えば、RLiは、２つの隣接する既存の画素から線形補間されてよい。当業者は、RLiを導出するために、他の補間手法を用いてもよい。予測方向に沿った傾きを(Li-RLi)によって決定してよく、最終的なイントラ予測を、
P'ij  =  Pij  +  α(j)・(Li-RLi)      （式３）
で導出する。ここで、α(j)は0と1の間の値を有する重み付け要素であり、α(j)を、予測方向と現在画素の列インデックスjとによって選択する。例えば、α(j)に対する値割り当てが、α(0)=1/4、及びj=1〜kについてα(j)=0であってよい。他のα(j)の値割り当てを、本発明を実施するのに適用してもよい。傾きに基づくイントラ予測をv-8からv-1までの斜め垂直予測方向について、同様にして導出してよい。
【００１４】
h+1からh+8までの斜め水平予測方向について、隣接行の１つの参照画素と隣接列の１つの参照画素とを、傾きを導出するために使用してよい。Pijと同じ列内にある隣接行の画素を、参照画素として選択してよい。したがって、Ajを１つの参照画素として選択する。もう１つの参照画素を、Ajを予測方向に沿って隣接列の上に投影することによって、決定してよい。それに応じて、Ajと関連するもう１つの参照画素RAjを導出することが可能である。RAjが整数位置にない場合、整数位置にある画素を用いた補間を、非整数位置にある画素値を導出するために使用してよい。予測方向に沿った傾きを(Aj-RAj)によって決定してよく、最終的なイントラ予測を
P'ij  =  Pij  +  α(i)・(Aj-RAj)      （式４）
で導出する。この場合もやはり、α(i)は0と1の間の値を有する重み付け要素であり、α(i)を、予測方向と現在画素の行インデックスiとによって選択する。
【００１５】
式１〜４に示すように、傾きに基づく方向性イントラ予測の最終的なイントラ予測は、２つの部分を含む。１つの部分、すなわちPijは従来のイントラ予測に対応し、もう一つの部分は傾きに関連する。ＨＥＶＣ  ＷＤ４によるイントラ予測を例示的な従来のイントラ予測として用いているが、方向性イントラ予測について傾きに依存しない任意の他の方法を、最初のイントラ予測を導出するために使用してもよい。言い換えると、任意の非傾きイントラ予測を、式１〜４のPijを導出するために使用してよい。
【００１６】
上記で開示された傾きに基づくイントラ予測において、傾きを予測方向に沿って導出する。斜め垂直又は水平予測について、第１の参照画素を、現在画素と同じ行内の隣接列から、又は現在画素と同じ列内の隣接行から、それぞれ選択する。第２の参照画素を、第１の参照画素を予測方向に沿って隣接行又は隣接列の上にそれぞれ投影することによって、決定する。それから傾きを、第１の参照画素及び第２の参照画素に基づいて計算する。本発明の他の実施形態は、２つの参照画素に基づいてイントラ予測を生成する。ここで１つの参照画素は現在ブロックの左に隣接する隣接列にあり、もう１つの参照画素は現在画素の上に隣接する隣接行にある。
【００１７】
図６は、本発明による、v+1からv+8までの斜め垂直予測方向についての例を示す。イントラ予測は２つの部分を含む。第１の部分を、現在ブロックの上に隣接する隣接行、すなわちA0〜Akから導出する。第１の部分は、予測方向に従って隣接行を用いる最初のイントラ予測に対応してよい。例えば、ＨＥＶＣ  ＷＤ４は、v+1からv+8までのそれぞれの所与の予測方向について、PijをA0〜Akから決定する方法を提供する。ＨＥＶＣ  ＷＤ４に基づいて、図６に示すように、i番目の行かつj番目の列にあって予測方向６１０を有する画素についての最初のイントラ予測を、隣接行の位置６１２から導出する。位置６１２は整数位置に入らなくてもよく、最初のイントラ予測Pijを導出するために補間を必要としてよい。言い換えると、Pijを、ＨＥＶＣ  ＷＤ４の従来のイントラ予測を用いて導出する。他の手段を、最初のイントラ予測を導出するために使用してもよい。第２の部分を、現在ブロックの左に隣接する隣接列、すなわちL0〜Lkから導出する。隣接列内の第２の参照画素Fijが、予測方向に沿って第１の参照画素（すなわち、位置６１２にある画素）に対応する。それに応じて、位置６１４を決定し、その画素値をFijに用いる。位置６１４が非整数位置に入る場合、Fijを導出するのに補間を必要としてよい。最終的なイントラ予測を、
P'ij  =  (1-α(j))・Pij  +  α(j)・Fij      （式５）
によって生成してよい。ここで、α(j)は0と1の間の値を有する重み付け要素であり、α(j)を、予測方向と現在画素の列インデックスjとによって選択する。例えば、v+8に対するα(j)の値割り当てが、α(0)=1/2、α(1)=1/4、α(2)=1/8、α(3)=1/16、及びj=4〜kについてα(j)=0であってよい。v+7に対するα(j)の値割り当てが、α(0)=1/2、及びj=1〜kについてα(j)=0であってよい。v+4〜v+6に対するα(j)の値割り当てが、α(0)=1/4、及びj=1〜kについてα(j)=0であってよい。上述のイントラ予測をv-8からv-1までの斜め垂直予測方向について、同様にして導出してよい。
【００１８】
本発明によるh+1からh+8までの斜め水平予測方向について、最終的なイントラ予測を同様にして導出してよい。第１の部分を、現在ブロックの左に隣接する隣接列、すなわち、L0〜Lkから導出する。第１の部分は、予測方向に沿って隣接列を用いる最初のイントラ予測に対応してよい。所与の予測方向についてのPijを、L0〜Lkから決定してよい。予測方向に沿ってPijに対応する隣接行内の第２の参照画素Fijを決定してよい。Fijが非整数位置に入る場合、Fijを導出するのに補間を必要としてよい。最終的なイントラ予測P'ijを、
P'ij  =  (1-α(i))・Pij  +  α(i)・Fij      （式６）
によって生成してよい。ここで、α(i)は0と1の間にある値を有する重み付け要素であり、α(i)を予測方向と現在画素の行インデックスiとによって選択する。斜め垂直方向についての例示的なα(j)の値割り当てを、斜め水平方向について使用してよい。上述のイントラ予測をh-7からh-1までの斜め水平予測方向について、同様にして導出してよい。留意すべきことは、式５及び６を、傾きに基づくイントラ予測と同様の形で表すことも可能なことであり、
P'ij  =  Pij  +  α(j)・(Fij-Pij)      （式７）
P'ij  =  Pij  +  α(i)・(Fij-Pij)      （式８）
となる。
【００１９】
Fijについて補間を必要とする場合、補間係数又は重み付けが、端数の（fractional）画素距離に依存する。種々の斜め垂直及び水平方向について、関連する端数の画素距離は、細かい分解能を伴う数値表現を必要とする場合がある。これは、計算の複雑性とコストとをより高くすることにつながるであろう。したがって、本発明による一実施形態は、補間についての近似の位置を使用する。例えば、種々の斜め垂直及び水平方向についての実際の距離を表１に記載しており、ここで実際の距離dをＨＥＶＣ  ＷＤ４に従ってv+4/h+4からv+8/h+8までについて定めている。これらの実際の距離を、補間のための計算の複雑性及びコストを低減するために、近似の距離によって置き換えてよい。表１に記載の実際の距離は、ＨＥＶＣ  ＷＤ４に固有のものである。本発明を、他の斜め垂直及び水平方向を用いるイントラ予測に適用してもよい。実際の距離は、他の斜め垂直及び水平方向に関して、異なってよい。それに応じて近似の距離を変更してよい。
【００２０】
【表１】
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本開示において、傾きに基づいた改良された方向性イントラ予測を、垂直、水平、斜め垂直及び斜め水平方向を含むすべての予測方向について、説明している。ＨＥＶＣ  ＷＤ４に従って固有の方向及びイントラ予測導出を使用して、傾きに基づくイントラ予測を説明している。しかしながら、本発明は固有の方向及びイントラ予測導出に限定されない。当業者は、他の予測方向及び／又はイントラ予測導出を用いて本発明を実施してよい。
【００２１】
本開示において、現在ブロックの上側に隣接する隣接行、及び現在ブロックの左側に隣接する隣接列内の、隣接再構成画素に基づいた改良された方向性イントラ予測を、斜め垂直及び斜め水平方向について、説明している。いくつかの他の実施形態において、傾きに基づく方向性イントラ予測は、イントラ予測子を導出するために、１つ以上の隣接行内の隣接再構成画素、又は１つ以上の隣接列内の隣接再構成画素を用いてよい。この場合もやはり、ＨＥＶＣ  ＷＤ４に従って固有の方向及びイントラ予測導出を使用して、改良されたイントラ予測を説明する。しかしながら、本発明は固有の方向及びイントラ予測導出に限定されない。当業者は、本発明を、他の予測方向及び／又はイントラ予測導出を用いるシステムにおいて実施してよい。隣接行及び隣接列を使用する２つの参照点に基づくイントラ予測と、傾きに基づくイントラ予測とを、予測方向に従って斜め垂直及び水平方向に選択的に適用してよい。例えば、傾きに基づくイントラ予測は、より小さな傾斜角度に対してより良く機能する可能性があり、したがって、傾きに基づくイントラ予測を、v-3〜v-1、v+1〜v+1、h-3〜h-1及びh+1〜h+3などのより小さな傾斜角度に適用してよい。一方、隣接行及び隣接列を使用する２つの参照点に基づくイントラ予測は、より大きな傾斜角度に対してより良く機能する可能性がある。したがって、２つの参照位置に基づくイントラ予測を、v-8〜v-4、v+4〜v+8、h-7〜h-4及びh+4〜h+8などのより大きな傾斜角度に適用してよい。
【００２２】
上記説明を提示することにより、当業者は特定の用途とその必要条件とに照らして定めた通りに本発明を実施することが可能となる。記載の実施形態に対する種々の変更が当業者に対して明らかになるであろうし、本書で定義する全体的な原則を他の実施形態に提供することが可能である。したがって、本発明は、図示及び記載の特定の実施形態に限定されることを意図するものではなく、本書で開示する原則及び新規の特徴に一致する最も広い範囲を認められるべきものである。上記詳細説明において、本発明への十分な理解を与えるために、種々の固有の詳細を説明している。それにもかかわらず、本発明を実施可能であることが、当業者によって理解されるであろう。
【００２３】
上記のように本発明に従って現在ブロックの周りの隣接する画素に基づく方向性イントラ予測を用いる、現在ブロックのイントラ予測の符号化又は復号を組み込んでいるビデオシステムの実施形態を、種々のハードウェア、ソフトウェアコード、又は両者の組み合わせにおいて実施してよい。例えば、本発明の一実施形態は、本書で説明した処理を実行するための、ビデオ圧縮チップに組み込まれた回路、又はビデオ圧縮ソフトウェアに組み込まれたプログラムコードであってよい。本発明の一実施形態は、本書で説明した処理を実行するための、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）上で実行されることになるプログラムコードであってよい。本発明は、コンピュータ・プロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサ、マイクロプロセッサ又はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）によって実行されることになる、複数の機能をさらに含んでよい。これらのプロセッサを、本発明によって具体化される特定の方法を定義する機械読取可能なソフトウェアコード又はファームウェアコードを実行することによって、本発明に従って特定のタスクを実行するように構成してよい。そのソフトウェアコード又はファームウェアコードを、種々のプログラミング言語及び種々のフォーマット又はスタイルにおいて、開発してよい。ソフトウェアコードをさらに、種々の対象プラットフォーム向けにコンパイルしてよい。しかしながら、本発明に従ったタスクを実行するための、ソフトウェアコードの種々のコードフォーマット、スタイル及び言語と設計コードの他の手段とは、本発明の主旨及び範囲から逸脱するものではない。
【００２４】
本発明を、その主旨又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形において具体化してよい。記載された例はすべての点において、単に例示と見なされるべきであって、限定と見なされるべきではない。したがって本発明の範囲は、上述の説明によってではなく、別記の請求項によって明示される。請求項の均等物の意味及び範囲内に入るすべての変更が、請求項の範囲内に包含されるべきものである。
【００２５】
本発明は、米国特許仮出願番号第６１／４９８９７３号（申請日２０１１年６月２０日、表題“Enhanced  Directional  Intra  Prediction”）について優先権を主張する。その米国特許仮出願の全体を本書において参照し援用する。
【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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