(57)【要約】【課題】マクロブロックに対するフレーム内予測画像生成のための予測回路の回路規模を小さくする。【解決の手段】本発明の画像符号化装置は、原画像の複雑さを判定する画像判定手段と、判定された複雑さに対応して、複数のマクロブロックの分割モードから符号化対象マクロブロックの分割モードを選択する分割モード選択手段と、選択された分割モードに対応して、マクロブロックに対する予測画像を生成し、原画像との差分値を出力する予測画像生成手段とを備える。【選択図】図１
2008061044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測符号化方式を用いる画像符号化装置であって、
符号化対象の原画像の複雑さを判定する画像判定手段と、
該判定された画像の複雑さに対応して、複数のマクロブロック分割モードから符号化対象マクロブロックの分割モードを選択する分割モード選択手段と、
該選択結果の分割モードに対応して、該符号化対象マクロブロックに対する予測画像を生成し、前記原画像との差分値を出力する予測画像生成手段とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記予測画像生成手段が、前記複数のマクロブロック分割モードのいずれにも対応した予測画像を生成可能な１つの予測回路によって構成されることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
予測符号化方式を用いる画像符号化装置であって、
符号化対象の原画像の複雑さを判定する画像判定手段と、
該判定された画像の複雑さに対応して、複数のマクロブロック分割モードから、２以上のマクロブロック分割モードを選択して、該２以上のマクロブロック分割モードから符号化対象マクロブロックの分割モードを選択する分割モード選択手段と、
該２以上のマクロブロック分割モードから選択されたマクロブロック分割モードに対応して、該符号化対象マクロブロックに対する予測画像を生成し、前記原画像との差分値を出力する第１の予測画像生成手段と、
前記複数のマクロブロック分割モードから、前記２以上のマクロブロック分割モードを除く、残りの１つ以上のマクロブロック分割モードに対応する予測画像を生成し、前記原画像との差分を出力する１つ以上の第２の予測画像生成手段と、
該第１の予測画像生成手段、および該第２の予測画像生成手段のそれぞれの出力する差分値が最小となる最小差分画像を出力する最小差分画像出力手段とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項４】
前記第１の予測画像生成手段が、前記２以上のマクロブロック分割モードのいずれにも対応した予測画像を生成可能な１つの予測回路によって構成されることを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項５】
予測符号化方式を用いる画像符号化方法であって、
符号化対象の原画像の複雑さを判定し、
該判定された画像の複雑さに対応して、複数のマクロブロック分割モードから符号化対象マクロブロックの分割モードを選択し、
該選択結果の分割モードに対応して、該符号化対象マクロブロックに対する予測画像を生成し、前記原画像との差分値を出力することを特徴とする画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動画像符号化方式に係り、フレーム内予測画像を用いて実際の入力画像と予測画像との差分値を符号化する画像符号化装置、および符号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンド時代における画像圧縮の標準化技術として、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合−電気通信標準化部門）と、ＩＳＯ−ＩＥＣ（国際標準化機構−国際電気標準会議）とが２００３年に合同で制定したＨ．２６４方式、またはＭＰＥＧ−４／ＡＶＣ方式では、例えば従来のＨ．２６３方式に比較して２倍のデータ圧縮効率が実現され、その伝送速度は１０ｋｂｐｓから２４０Ｍｂｐｓの範囲となっている。
【０００３】
このＨ．２６４方式では画像予測が行われ、入力画像と予測画像との差分が符号化されて符号化装置から復号化装置に伝送されるが、この画像予測方式として１つのフレーム内で予測画像を生成するフレーム内予測（イントラ予測）方式と、フレーム間で動き補償を行って予測画像を生成するフレーム間予測（インター予測）方式とがある。
【０００４】
本発明が対象とするイントラ予測方式では、例えば１６画素×１６画素のマクロブロックを単位として予測画像の生成が行われる。この１つのマクロブロックを対象とする予測画像を生成する場合には、１６画素×１６画素のマクロブロックを４画素×４画素の１６個のブロックに分割して予測画像を生成する４×４分割モード、８画素×８画素の４個のブロックに分割して予測画像を生成する８×８分割モード、マクロブロックを分割することなく予測画像を生成する１６×１６分割モードの３つの分割モードの何れかを用いて予測画像の生成が行われる。実際には３つの分割モードのうちで、生成された予測画像と入力画像との差分値が最も小さくなる分割モードの予測結果が予測画像として用いられることになる。
【０００５】
図８は、画像符号化装置において用いられるイントラ予測画像生成回路の基本構成ブロック図である。同図において予測画像生成回路は、４×４分割モードの予測画像を生成する４×４予測回路１００、８×８分割モードの予測画像を生成する８×８予測回路１０１、マクロブロック全体を１つのブロックとして、分割することなく予測画像を生成する１６×１６予測回路１０２、これら３つの予測回路１００から１０２の出力のうちで入力原画像との差分値が最小となる分割モードの回路の出力を選択し、その最小差分値を出力する予測回路選択部１０３を備えている。
【０００６】
Ｈ．２６４方式のイントラ予測では、同一フレーム内処理対象ブロックに隣接する画素の画素値を用いて予測対象画素の画素値が予測される。このため３つの予測回路１００から１０２に対しては、対象マクロブロックの原画像の画素値に加えて、対象マクロブロックの周辺の画素の画素値も入力される。
【０００７】
図９は、イントラ予測画像生成方法の従来例のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ１００でマクロブロックの１６画素×１６画素とその周辺の画素の画素値が入力され、ステップＳ１０１で４×４分割モード、８×８分割モード、および１６×１６分割モードに対するそれぞれのコストの値が０に初期化された後に、ステップＳ１０２からＳ１０４の処理が行われる。
【０００８】
ステップＳ１０２からＳ１０４では、図８の４×４予測回路１００による予測画像生成が行われる。まずステップＳ１０２でマクロブロック内で１６個に分割されたブロックのブロック番号ｂｌｋが０に初期化され、ステップＳ１０３で４画素×４画素単位のブロックに対するイントラ予測画像が作成される。この予測画像作成の詳細についてはさらに後述する。そしてステップＳ１０４で原画像内で対応する画素の画素値との差分絶対値の和が算出され、４×４分割モードのコストに加算され、ステップＳ１０２の処理に戻る。ステップＳ１０２ではｂｌｋの値がインクリメントされ、ステップＳ１０３、Ｓ１０４の処理が繰り返される。この繰り返しはステップＳ１０２でｂｌｋの値が１６未満である間繰り返され、ｂｌｋの値が１５に対するステップＳ１０３、Ｓ１０４の処理の後に、ステップＳ１０５からＳ１０７の処理に移行する。
【０００９】
ステップＳ１０５からＳ１０７では、８×８分割モードの４個のブロックに対する８×８画素単位のイントラ予測画像作成と、コストの加算がｂｌｋの値が０から３までに対して繰り返される。そしてｂｌｋの値が３に対するステップＳ１０６、Ｓ１０７の処理の後に、ステップＳ１０８の処理に移行する。
【００１０】
ステップＳ１０８では、１６×１６分割モード、すなわちマクロブロックを分割することなくイントラ予測画像が作成され、ステップＳ１０９で原画像との差分絶対値和が算出されて１６×１６分割モードのコストに加算される。そしてステップＳ１１０で３つの分割モードのコストのうちで最も値の小さい分割モードが選択され、ステップＳ１１１でコストの値の最も小さい分割モードのイントラ予測画像の予測モードと原画像との差分値が出力されて処理を終了する。なお予測モードについては後述する。
【００１１】
図９の方法は実際にはハードウェア、またはソフトウェアによって実行されることになるが、図８で説明したような３つの予測回路がハードウェアによって実現される場合にはステップＳ１０２からＳ１０４、Ｓ１０５からＳ１０７、Ｓ１０８からＳ１０９までの処理は、それぞれ３つの予測回路によって同時に並行して実行することが可能である。ソフトウェアによって実現する場合に、これら３つの分割モードの処理を実行するプログラムを１つのプロセッサによって実行するものとすれば、並行して処理を行うことは困難であり、例えば図９に示す順序で処理が実行されることになる。
【００１２】
続いて図８の３つの予測回路の詳細構成について説明する。図１０は、４×４予測回路１００の詳細構成ブロック図である。同図において４×４予測回路１００に対しては、対象マクロブロックの画素の画素値と、対象マクロブロックの周辺の画素の画素値が入力され、それらの画素値はそれぞれ原画像保持ＲＡＭ１０５、周辺画像保持ＲＡＭ１０６に格納される。
【００１３】
４×４分割モードのイントラ予測画像生成のための予測方式として、Ｈ．２６４方式ではモード０からモード８までの９つの予測モードが規定されている。このため４×４予測回路１００の内部には、それぞれの予測モードの予測画像を生成する４×４モード０予測画像生成回路１０７０から４×４モード８予測画像生成回路１０７８までの９個の予測画像生成回路が備えられ、これらの予測画像生成回路に対しては周辺画像保持ＲＡＭ１０６から周辺画素の画素値が与えられる。
【００１４】
そしてこれらの９つの予測画像生成回路の出力は、それぞれ９つの差分絶対値計算部１０８０から１０８８に与えられ、そしてこれらの予測画像と原画像保持ＲＡＭ１０５に保持されている原画像内の対応する画素との差分絶対値の和が計算され、それらの計算結果はそれぞれモード０の差分レジスタ１０９０からモード８の差分レジスタ１０９８までの９個のレジスタに格納され、差分最小予測モード選択部１１０によって差分が最小となる予測モードが選択され、対応する差分レジスタに格納されている差分値が図８の予測回路選択部１０３に出力される。
【００１５】
前述のようにＨ．２６４方式の４×４イントラ予測モードとして、モード０からモード８までの９つの予測モードが規定されている。これらの予測モード自体は本発明の内容と本質的な関係はないので、これらの予測モードのうち、モード０とモード１の予測方式について図１１と図１２を用いて説明する。図１１は、モード０、すなわち垂直予測モードにおける予測方法の説明図である。このモード０では、同一フレーム内の隣接画素、すなわち４画素×４画素の対象ブロックに隣接する上側の画素の画素値を用いて画素値の予測が行われる。
【００１６】
すなわち、ａからｐまでの１６個の画素の画素値に対する画素値が、それぞれの画素列の上にある隣接画素の画素値を用いて予測される。そこで対象ブロック内の画素のうちａ、ｅ、ｉ、およびｍに対する画素値はＡ、ｂ、ｆ、ｊ、およびｎに対する画素値はＢ、ｃ、ｇ、ｋ、およびｏに対する画素値はＣ、ｄ、ｈ、ｌ、およびｐに対する画素値はＤと予測される。なお右側の矢印はそれぞれの予測モードの予測方向を示し、垂直予測モードのモード番号０では、上から下方向の予測が行われることが矢印によって示されている。
【００１７】
図１２は、４×４分割モードにおける予測モード１としての水平予測モードにおける予測方法の説明図である。このモード１では対象ブロックの４×４個の画素の画素値に対する予測が、隣接する左側の画素の画素値を用いて行われる。すなわち、ａからｄまでの画素に対しては画素値としてＩ、ｅからｈまでの画素に対する画素値としてはＪ、ｉからｌまでの画素の画素値としてはＫ、ｎからｐまでの画素の画素値としてはＬが予測される。
【００１８】
図１３は、図８の８×８予測回路１０１の詳細構成を、また図１４は１６×１６予測回路１０２の詳細構成を示す。これらの予測回路の構成は、図１０で説明した４×４予測回路１００の構成と類似しているが、図１３ではＨ．２６４の規定によって、周辺画像保持ＲＡＭ１０６に対しては、対象マクロブロックの周辺の画素値がプレフィルタ１１２によるフィルタリング処理の後に入力される点が基本的に異なっている。なお８×８分割モードに対する予測モードとしては、４×４分割モードに対すると同様にモード０からモード８までの９つの予測モードが規定されており、その規定に対応してそれぞれの予測モードの画像が生成され、原画像との差分の絶対値の和が最小となる予測モードの差分値が選択されて、図８の予測回路選択部１０３に出力される。
【００１９】
図１４の１６×１６の予測回路では、この分割モード、すなわちマクロブロックを分割せずに予測するための予測方法としての予測モードが、予測モード０から予測モード３の４つとして規定されており、４つのモードに対する予測画像生成回路１１５０から１１５３までによって生成された予測画像と原画像との差分絶対値の和が最小となる予測モードが選択されて、その予測モードの予測画像と原画像との差分値が予測回路選択部１０３に出力される。
【００２０】
以上においてイントラ予測方式の従来技術について詳細に説明したが、このようなイントラ予測方式では、一般に画像内のある画素の画素値は周辺の画素の画素値との相関が大きいために、符号量を効果的に削減できるという特徴があるが、１つのマクロブロックの符号化のために４×４分割、８×８分割、および１６×１６分割の３つの分割モードに対して予測画像を生成する必要があり、またそれぞれの分割モードにおける予測モードとしては、例えば４×４分割モードではモード０からモード８までの予測モードの画像の生成が必要であり、イントラ予測を実現するためのハードウェアとしての回路規模が大きくなり、またソフトウェアを用いる場合には、長い処理時間が必要となるという問題点があった。
【００２１】
このような画像符号化方式に関する従来技術としての特許文献１では、例えばインター予測画像生成のために１６×１６、１６×８、８×１６、８×８の４つの分割モードのうちで、まず１６×１６の分割モードの予測画像を生成してその予測誤差を求め、その誤差が閾値より小さい場合には１６×１６分割モードの予測画像を使用し、閾値より大きい場合には１６×８分割モードの予測画像を生成するというように、次々と分割モードを変化させてそれぞれ閾値より小さくなる分割モードが見つけられるまで処理を繰り返す画像符号化方法が開示されている。しかしながらこの従来技術においても１６×１６分割、１６×８分割、８×１６分割、８×８分割の４つの分割モードに対する処理のすべてを行う必要がある可能性があり、そのために、例えばハードウェアとしての回路規模が大きくなり、あるいはソフトウェアとしての処理時間が長くなるという問題点を解決することはできなかった。
【特許文献１】特開２００５−２６８８７９「画像符号化方法およびその装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の課題は、上述の問題点に鑑み、イントラ予測画像生成対象の画像の複雑さを判定し、その判定結果に応じてどの分割モードのイントラ予測画像を生成するかを決定することによって、ハードウェアとして実現する場合には回路規模を削減し、ソフトウェアによって実現する場合には処理時間を短縮することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、予測符号化方式を用いる画像符号化装置であって、符号化対象の原画像の複雑さを判定する画像判定手段と、該判定された画像の複雑さに対応して、複数のマクロブロック分割モードから符号化対象マクロブロックの分割モードを選択する分割モード選択手段と、該選択結果の分割モードに対応して、該マクロブロックに対する予測画像を生成し、前記原画像との差分値を出力する予測画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、画像の複雑さに対応して選択される分割モードの予測画像の生成が行われることになり、ハードウェアとしての回路規模の削減、またはソフトウェアとしての処理時間の短縮を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明のイントラ予測画像生成方式の原理構成ブロック図である。同図（ａ）は後述する第１の実施例に対応し、（ｂ）は第２の実施例に対応する原理構成ブロック図である。
【００２６】
図１（ａ）において画像判定手段１は、符号化対象の画像、例えば符号化対象マクロブロックの画像の複雑さを判定するものであり、分割モード選択手段２は、判定された画像の複雑さに対応して、現在符号化対象となっているマクロブロックを分割する複数のマクロブロック分割モードの何れかを選択するものであり、予測画像生成手段３は、選択結果の分割モードに対応して、そのマクロブロックに対する予測画像を生成するものであり、これらの手段は、フレーム内予測方式、すなわちイントラ予測方式を用いる画像符号化装置に備えられる。
【００２７】
図１（ｂ）においては、予測画像生成手段として、第１の予測画像生成手段６と、１つ以上の複数の第２の予測画像生成手段７ａ、７ｂ．．が備えられる。
第１の予測画像生成手段６は、前述と同様に画像判定手段１によって判定された画像の複雑さに対応して、複数のマクロブロック分割モードのうちの一部としての複数のマクロブロック分割モードのうちで、分割モード選択手段５によって選択された分割モードに従ってイントラ予測画像を生成し、生成予測画像と原画像との差分絶対値の和を出力するものである。
【００２８】
１つ以上、一般的に複数の第２の予測画像生成手段７ａ、７ｂ．．は、複数のマクロブロック分割モードのうちで、前述の一部としての複数のマクロブロック分割モードを除く、残りの１つ以上のマクロブロックに対応する予測画像をそれぞれ生成し、原画像との差分絶対値の和を出力するものであり、最小差分画像出力手段８は、第１の予測画像生成手段６、複数の第２の予測画像生成手段７ａ、７ｂ．．の出力のうちで、差分値が最小の予測画像生成手段の出力を選択し、その出力差分値を出力するものである。
【００２９】
以上のように本発明において、図１（ａ）の予測画像生成手段３は、複数のマクロブロック分割モードのいずれの予測画像をも生成できるものであり、画像の複雑さに応じて選択された分割モードの予測画像を生成することになり、また図１（ｂ）では第１の予測画像生成手段６に対しては、画像の複雑さに対応して予め定められた一部の分割モードのいずれかが選択され、選択された分割モードの予測画像が生成され、複数の第２の予測画像生成手段によってそれぞれ対応する分割モードの予測画像が生成され、最終的に差分値が最小の予測画像に対する差分値が出力される。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施例におけるイントラモード予測回路の構成ブロック図である。この第１の実施例では、図８の従来例で説明した３つの予測回路、すなわち４×４予測回路１００、８×８予測回路１０１、１６×１６予測回路１０２の３つが、４×４、８×８、１６×１６予測回路１２によって共用される。そして画像の複雑さ判定部１０によって、例えば予測画像作成対象ブロック、例えば１６画素×１６画素のマクロブロック内の画素値の平均値と、１６画素×１６画素のマクロブロック内のそれぞれの画素値との絶対差分値に基づいて画像の複雑さが判定される。その複雑さに対して予め定められた閾値を用いて、４×４、８×８、１６×１６分割モード選択部１１によっていずれかの分割モードが選択され、４×４、８×８、１６×１６予測回路１２によって選択された分割モードの予測画像が生成され、原画像との差分絶対値の和が計算されて出力される。なお、上記に述べた画像の複雑さの指標は、絶対差分値に限定されず、分散値等を用いることもできる。
【００３１】
図２では、Ｈ．２６４方式の画像符号化装置のうちで、イントラ予測モードにおける差分値を出力する予測回路のみの構成を示しており、符号化装置としては、例えば離散コサイン変換などの変換部、量子化部、符号化部などの多くの他の構成ブロックを必要とするが、その内容は本発明と直接の関係はないため、その説明を省略する。
【００３２】
図３は、第１の実施例における予測画像生成方法のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ１で対象マクロブロックを構成する１６×１６画素とその周辺の画素の画素値が入力され、ステップＳ２で画像の複雑さを判定するための２つの閾値α、βの値が設定される。αの値はβの値より大きいものとする。続いてステップＳ３でマクロブロックの分割モードとしての４×４分割モード、８×８分割モード、１６×１６分割モードに対するコストの値がそれぞれ０に初期化され、ステップＳ４でマクロブロック画像の複雑さＣの計算が行われる。
【００３３】
本発明においては、前述の４×４、８×８、１６×１６のすべての分割モードに対する予測画像を生成を行う代わりに、画像の複雑さを示す値Ｃに応じて３つの分割モードのうちのいずれか１つだけ、またはいずれか２つの予測画像の生成が行われる。第１の実施例では、いずれか１つだけの分割モードの予測画像の生成が行われるが、１つだけの分割モードを選択するために、２つの閾値α、βが使用される。
【００３４】
このような閾値の値としては、閾値の値と符号化データ量との関係についてある程度の知識を有するユーザ側で設定が行われるものとする。画像の複雑さＣの値を計算する方法としては各種の方法が考えられるが、ここでは例えば複雑さ判定の対象マクロブロックの内部の全画素の画素値の平均値
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と、マクロブロック内の各画素の画素値との差分の絶対値の総和を計算し、その総和ＳＡＤが閾値の値より大きいか小さいかによって分割モードの選択を行うものとする。対象ブロックの画素の数をＮ×Ｍとすると、そのブロックの差分絶対値和ＳＡＤはブロック内の横座標ｉ、縦座標ｊの画素の画素値をｐｉｊとして次式によって求められる。
【００３５】
【数１】
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図３のステップＳ５に戻り、ステップＳ４で求められた画像の複雑さＣが、２つの閾値α、βのうち、大きいほうの閾値αを超えているか否かが判定され、超えている場合には対象マクロブロック内の各画素の画素値と平均値との差が大きく、画像が複雑であることになり、対象マクロブロックを分割すべきブロックの数を多くする必要があるため、ステップＳ６からＳ８で、従来例の図９のステップＳ１０２からＳ１０４における処理と同様に４×４分割モードの予測画像が生成され、その予測画像に対するコストが求められ、ステップＳ９で４×４分割モードのイントラ予測画像と原画像との差分値が、予測モードの番号とともに出力されて処理を終了する。
【００３６】
ステップＳ５で対象マクロブロックの画像の複雑さＣが閾値αを超えていないと判定されると、ステップＳ１０でその複雑さＣが小さい方の閾値βを超えているか否かが判定される。超えている場合には、対象マクロブロックの各画素の画素値と平均値との差が比較的大きく、８×８分割モードの予測画像を作成すべきものとして、ステップＳ１１からＳ１３で図９のステップＳ１０５からＳ１０７までの処理と同様の処理が実行され、ステップＳ１４で８×８分割モードのイントラ予測画像と原画像との差分値などが出力されて処理を終了する。
【００３７】
さらにステップＳ１０で対象マクロブロックの画像の複雑さＣが閾値βを超えていないと判定されると、対象マクロブロックの画像はブロック内の画素値と平均値との差が少ない画像、すなわち画像の複雑さが最も小さい画像と判定され、マクロブロックを分割しない１６×１６分割モードの予測画像が、ステップＳ１５、Ｓ１６で図９のステップＳ１０８、Ｓ１０９と同様に作成され、ステップＳ１７で１６×１６分割モードのイントラ予測画像と原画像の差分値などが出力されて処理を終了する。なお第１の実施例では、マクロブロックの画像の複雑さＣと２つの閾値α、βが比較され、３つの分割モードのうちのいずれか１つが決定されるために、ステップＳ８、Ｓ１３、およびＳ１６におけるコストの計算は必ずしも必要ではなく、これらを省略することも可能である。
【００３８】
図４は、図２の４×４、８×８、１６×１６予測回路１２の構成ブロック図である。同図を従来例の図１０の４×４予測回路と比較すると、図１３で説明したように８×８分割モードの予測画像生成に際して使用されるプレフィルタ１４が追加され、モード０からモード８までの予測画像生成回路が４×４、８×８、１６×１６の３つの分割モードに対して基本的に共用されているが、１６×１６分割モードの予測モード３と、４×４、８×８分割モードの予測モード３ではその処理内容が大きく異なるため、１６×１６モード３予測画像生成回路１７３ａと４×４、８×８モード３予測画像生成回路１７３ｂとが独立して設けられ、これらの回路の出力がセレクタ２２によって選択され、予測モード３に対する差分絶対値計算部１８３に与えられる構成となっており、またモード４からモード８の予測画像は１６×１６分割モードでは使用されないために、予測モード４の画像生成回路１７４から予測モード８の画像生成回路１７８までの回路は、４×４分割モードと８×８分割モードに対する予測画像を生成する共用回路となっている。
【００３９】
このように第１の実施例では、１６×１６個の画素によって構成されるマクロブロックに対する３つの分割モードのうち、４×４、８×８、１６×１６のいずれか１つの分割モードが画像の複雑さに応じて選択され、いずれかの分割モードの中の複数の予測モードに対応して生成されるイントラ予測画像のうちで、原画像との差分値の最も小さい予測モードの画像に対応する差分値が、４×４、８×８、１６×１６予測回路１２の出力として、例えば離散コサイン変換などを行う変換部に与えられることになる。画像の複雑さの計算については、ここではマクロブロックを単位として行うものとしたが、必ずしもフレーム内のすべてのマクロブロックに対して画像の複雑さの計算を行う必要はなく、１つのフレーム内で重要なマクロブロック、例えばフレームの中央付近のマクロブロックに対してのみ複雑さの計算を行うことも可能である。また１つのストリームの最初のフレームに対してのみ、そのような複雑さの判定を行うものとすれば、処理時間を大幅に短縮することも可能となる。実際の実験結果としては、１つのストリームに対して閾値α、βとしてそれぞれ１つの値を設定するだけで、有効な予測画像を生成することが可能であることが判明した。
【００４０】
図５は、第２の実施例におけるイントラ予測画像生成回路の構成ブロック図である。この第２の実施例においては、比較的処理の簡単な１６×１６分割モードの予測は常に実行するものとし、画像の複雑さの判定結果に応じて４×４分割モード、あるいは８×８分割モードのいずれかが選択され、その分割モードの予測画像が生成されて、１６×１６分割モードの予測画像を含めて原画像との差分値が最も小さくなる分割モードの予測画像と原画像との差分値が出力される。
【００４１】
すなわち図５において、画像の複雑さ判定部１０によって計算された画像の複雑さに対応して４×４、８×８分割モード選択部２３によって２つの分割モードのいずれかが選択され、４×４、８×８予測回路２４によって選択された分割モードの予測画像が生成され、原画像との差分値が求められる。一方、１６×１６予測回路２５によって１６×１６分割モード、すなわちマクロブロックを分割せずに予測画像の生成と差分値の計算が行われ、予測回路選択部２６によって、２つの予測画像のうち、原画像との差分が最小の予測回路が選択されて、その予測結果としてのイントラ予測画像のモード番号と原画像との差分値が出力される。
【００４２】
図６は、第２の実施例におけるイントラ予測画像生成方法のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ２１からＳ２４で、図３のステップＳ１からＳ４におけると同様の処理が行われる。ただし、ここでは閾値としてα１つだけが設定される。
【００４３】
続いてステップＳ２５で対象マクロブロックの画像の複雑さＣが閾値αを超えているか否かが判定され、超えている場合にはステップＳ２６からＳ２８で、図３のステップＳ６からＳ８と同様の処理が行われ、４×４分割モードの処理が行われる。続いてステップＳ２９で８×８分割モードに対するコストの値が無限大とされる。これは後述するコストの比較において、８×８分割モードが選択されることのないようにするためである。
【００４４】
続いてステップＳ３０、Ｓ３１で１６×１６分割モードのイントラ予測画像の作成と、原画像との差分絶対値和のコストへの加算が行われ、ステップＳ３２で３つのコストのうちで最も値の小さいコストの分割モードが選択され、ステップＳ３３でその分割モードのイントラ予測画像のモード番号と、原画像との差分値が出力されて処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ２５でマクロブロックの画像の複雑さＣが閾値αを超えていないと判定されると、ステップＳ３５からＳ３７で、図３のステップＳ１１からＳ１３と同様の処理が行われ、ステップＳ３８で４×４の分割モードに対するコストが無限大とされた後に、ステップＳ３０以降の処理が行われる。
【００４６】
図７は、図５の４×４、８×８予測回路２４の構成ブロック図である。第１の実施例に対する図４と比較すると、予測モード０から予測モード８までに対する予測画像生成回路が４×４、８×８分割モードのいずれにも共用して用いられる点が基本的相違であり、その詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の画像符号化装置の原理構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるイントラ予測画像生成回路の基本構成ブロック図である。
【図３】第１の実施例におけるイントラ予測画像生成方法のフローチャートである。
【図４】４×４、８×８、１６×１６予測回路の詳細構成ブロック図である。
【図５】第２の実施例におけるイントラ予測画像生成回路の基本構成ブロック図である。
【図６】第２の実施例におけるイントラ予測画像生成方法のフローチャートである。
【図７】第２の実施例における４×４、８×８予測回路の詳細構成ブロック図である。
【図８】イントラ予測画像生成回路の従来例の基本構成ブロック図である。
【図９】イントラ予測画像生成方法の従来例のフローチャートである。
【図１０】４×４予測回路の従来例の構成ブロック図である。
【図１１】４×４分割予測モード０の予測方法の説明図である。
【図１２】４×４分割予測モード１の予測方法の説明図である。
【図１３】８×８予測回路の従来例の構成ブロック図である。
【図１４】１６×１６予測回路の従来例の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      画像判定手段
２、５      分割モード選択手段
３      予測画像生成手段
６      第１の予測画像生成手段
７      第２の予測画像生成手段
８      最小差分画像出力手段
１０      画像の複雑さ判定部
１１      ４×４、８×８、１６×１６分割モード選択部
１２      ４×４、８×８、１６×１６予測回路
１４      プレフィルタ
１５      原画像保持ランダム・アクセス・メモリ
１６      周辺画像保持ランダム・アクセス・メモリ
１７、２７      予測画像生成回路
１８      差分絶対値計算部
１９      差分レジスタ
２０      差分最小予測モード選択部
２２      セレクタ
２３      ４×４、８×８分割モード選択部
２４      ４×４、８×８予測回路
２５      １６×１６予測回路
２６      予測回路選択部
【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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【図１４】
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