(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、
画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップと
を有し、
前記関数同定ステップでは、前記近似する関数を遺伝的プログラミングの手法により生成することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項２】
入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、
画面間予測または画面内予測の予測残差信号を所定の変換方法により変換し変換係数を生成する変換ステップと、
前記変換係数を量子化し初期係数を生成する量子化ステップと、
前記変換方法で用いる変換基底と前記初期係数を進化計算の母集団に含めて画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップと
を有することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項３】
入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、
画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報および画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップと
を有し、
前記関数同定ステップでは、前記近似する関数を遺伝的プログラミングの手法により生成することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項４】
入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、
前記入力映像の信号を入力し、前記入力映像の信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報および画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップと
を有し、
前記関数同定ステップでは、前記近似する関数を遺伝的プログラミングの手法により生成することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の画像符号化方法によって符号化された映像の信号を復号する画像復号装置が行う画像復号方法であって、
前記符号化された映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、
前記関数情報を用いて前記映像の信号を再現する信号再現ステップと
を有することを特徴とする画像復号方法。
【請求項６】
請求項３または４に記載の画像符号化方法によって符号化された映像の信号を復号する画像復号装置が行う画像復号方法であって、
符号化された前記映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、
前記関数情報を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップと
を有することを特徴とする画像復号方法。
【請求項７】
コンピュータに、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像符号化方法を実行させるための画像符号化プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、請求項５または６に記載の画像復号方法を実行させるための画像復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化プログラム及び画像復号プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非可逆な映像・画像符号化の構成要素は、予測・変換・量子化・エントロピー符号化の４要素に分類できる。従来技術による符号化装置では変換と逆変換の双方を用いる構成となっている。また、従来技術による復号装置は変換を用いずに逆変換のみを用いる構成となっている。
【０００３】
この構成要素中の「変換」は、符号化の性能を高める上で重要な役割を果たすものである。静止画符号化国際規格ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group、例えば非特許文献１参照）ではＤＣＴ（Discrete Cosine Transform：離散余弦変換）による８点変換が用いられている。また、静止画符号化国際規格ＪＰＥＧ２０００（例えば、非特許文献２参照）ではＷａｖｅｌｅｔ変換が用いられている。さらに、映像符号化国際規格ＨＥＶＣ（High Efficiency Video Coding、例えば、非特許文献３参照）ではＤＣＴあるいはＤＳＴ（Discrete Sine Transform）を整数で近似した４点・８点・１６点・３２点変換が用いられている。また特許文献１では、非線形な変換を映像に応じて最適生成している。このような変換を施すことにより、元々の電力が分散していた信号が電力の集中した信号に変化し、符号化効率が高まる効果がある。
【０００４】
このような符号化方式はいずれも、必ず「変換」と「逆変換」が対になっている。すなわちＤＣＴを用いる場合は逆ＤＣＴが、Ｗａｖｅｌｅｔ変換を用いる場合は逆Ｗａｖｅｌｅｔ変換が、符号化処理・復号処理において対として用いられる。特許文献１の方法では、非線形な変換に対応する逆変換を簡易に生成し用いるが、逆変換を簡易に生成するために、変換を「リフティング」と呼ばれる構造に限定して構成している。
【０００５】
また、「変換」と「逆変換」を対で用いない符号化方式として、例えばＭＰ（Matching Pursuit）を用いた方式がある（例えば、非特許文献４参照）。これは、あらかじめ波形群（前述の方式の例ではＧａｂｏｒ関数に様々なパラメータを与えて生成されたもの）を用意しておき、符号化装置が、この中の波形を適当な個数組み合わせて、最も入力画像の波形に近いものを再現できるような「組み合わせ情報」を符号化伝送するというものである。なおここでは、静止画や映像フレームのように２次元状に値（画素値）が分布するものを「波形」と呼んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０８２６１６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ISO/IEC 10918-1"Information technology - Digital compression and coding of continuous-tone still images", 1993
【非特許文献２】ITU-T Rec. T.800 "Information technology - JPEG 2000 image coding system: Core coding system" Aug. 2002
【非特許文献３】ISO/IEC 23008-2 "Information technology -- High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments -- Part 2: High efficiency video coding", Apr. 2014
【非特許文献４】松田、伊東：「MCとMPを統合した動画像符号化」、電子情報通信学会技術研究報告. OFS, オフィスシステム no. 101(299), pp. 7-14, Sep. 2001
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、「変換」と「逆変換」を対で用いるという制約は、符号化の自由度の観点からは好ましくない。例えばＤＣＴなどの線形変換の場合は変換が線形演算であるという制約がある。また、多くの場合（少なくともＨＥＶＣ、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ−２など）は変換が直交変換であるという制約がある。また、特許文献１の場合は、その制約を超え、非線形変換も扱うことが可能であるが、変換（および逆変換）がリフティング構造で表現できるものしか扱えないという制約がある。また、そもそも対でなければならない（変換に対する逆変換が存在しなければならない）という点も、制約となる。例えば逆変換が存在しない変換（入力と出力が一対一に対応しない変換、すなわち入力値が異なってもそれらの出力値が一致することがあるような変換）は、従来の符号化では用いることができないという問題がある。
【０００９】
また、復号装置は逆変換しか行わないにもかかわらず従来の符号化技術において変換と逆変換が対となっていた理由は、復号装置が波形表現するのに必要な情報（すなわち変換係数）を符号化装置が簡易に求めることができるようにするためである。また、非特許文献４のように、伝送するための波形群が予め定められた形（例えばＧａｂｏｒ関数）からしか選択できないという点も制約となってしまうという問題がある。より高い符号化性能を追求するためには、様々な変換の可能性を試す場合、かかる制約は少ないことが好ましい。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画像符号化において、波形再現の自由度を高くでき、より少ない符号量でより高い品質の復号映像を得ることができる画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化プログラム及び画像復号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】
【００１１】
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、画面間予測または画面内予測の予測残差信号を所定の変換方法により変換し変換係数を生成する変換ステップと、前記変換係数を量子化し初期係数を生成する量子化ステップと、前記変換方法で用いる変換基底と前記初期係数を進化計算の母集団に含めて画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報および画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、前記入力映像の信号および画面内予測信号または画面間予測信号を入力し、前記入力映像の信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報および前記画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップとを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記画像符号化方法によって符号化された映像の信号を復号する画像復号装置が行う画像復号方法であって、前記符号化された映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、前記関数情報を用いて前記映像の信号を再現する信号再現ステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記画像符号化方法によって符号化された映像の信号を復号する画像復号装置が行う画像復号方法であって、符号化された前記映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、前記関数情報を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、コンピュータに、前記画像符号化方法を実行させるための画像符号化プログラムである。
【００１８】
本発明は、コンピュータに、前記画像復号方法を実行させるための画像復号プログラムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画像符号化において、波形再現の自由度を高くできるため、より少ない符号量でより高い品質の復号映像が得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一般的な画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図３】一般的な画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図１３】関数同定部１１４の処理動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第５実施形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第６実施形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による画像符号化方法、画像復号方法を説明する。始めに、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣやＨ．２６４／ＡＶＣその他の一般的な画像符号化装置の構成を説明する。図１は、一般的な画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図１に示す符号化装置は、符号化対象の映像信号１００を入力し、ブロックに分割してブロック毎に符号化し、符号化データとして出力する。図２は、図１に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
まず映像のブロックは、別途生成される予測信号１０１を減算部１０２において減算し、予測残差信号１１９とする（ステップＳ１）。この予測残差信号１１９を変換部１０３において変換し、量子化部１０４において量子化し（ステップＳ２）、エントロピー符号化部１０５においてエントロピー符号化して、符号化データ１０６として出力する（ステップＳ３）。
【００２２】
一方、量子化後の値は逆量子化部１０７において逆量子化し、逆変換部１０８において逆変換を施し（ステップＳ４）、加算部１０９において予測信号１０１と加算して復号画像を再現する（ステップＳ５）。続いて、その信号に対し、歪除去フィルタ部１１０において歪除去を施し（ステップＳ６）、フレームメモリ１１１に蓄える（ステップＳ７）。蓄えられる信号は、本装置に対応する画像復号装置が求める復号映像信号と同じ信号となる。これを用いて画面内予測部１１２または画面間予測部１１３により、次に符号化する単位の予測信号１０１を生成する（ステップＳ８）。
【００２３】
次に、一般的な画像復号装置の構成を説明する。図３は、一般的な画像復号装置の構成を示すブロック図である。図３に示す画像復号装置は、図１に示す画像符号化装置により符号化された符号化データを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力する。図４は、図３に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。復号を行うため、エントロピー復号部２０１は、符号化データ２００を入力し、復号して量子化係数を出力する（ステップＳ２１）。逆量子化部２０２は該量子化係数を逆量子化し、出力する。逆変換部２０３はこれを逆変換し、復号予測残差信号を出力する（ステップＳ２２）。
【００２４】
加算部２０４は、別途生成される予測信号２１０と、この復号予測残差信号を足し合わせ、復号画像の元となる信号を出力する（ステップＳ２３）。この信号は、歪除去フィルタ部２０５において符号化歪を低減するフィルタリング処理を施し、復号対象ブロックの復号信号となる（ステップＳ２４）。この信号はフレームメモリ２０６に蓄えられる（ステップＳ２５）と同時に、復号映像２０７として出力される。この復号信号は、画面内予測部２０８および画面間予測部２０９において参照され、予測信号２１０として出力される（ステップＳ２６）。
【００２５】
＜第１実施形態＞
次に、図５を参照して、本発明の第１実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図５は、同実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す一般的な装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図１に示す一般的な装置と異なる点は、変換部１０３、量子化部１０４、逆量子化部１０７、逆変換部１０８に代えて、関数同定部１１４、信号再現部１１６を備えている点である。
【００２６】
関数同定部１１４は、任意の自由度を許しつつ、与えられた波形に近い波形を関数により再現を行う関数同定を行う。「関数同定」は、一般的に「遺伝的プログラミング」と呼ばれる手法により実現される。遺伝的プログラミングは、公知の技術である（例えば、特許文献１参照）ため、ここでは詳細な説明を省略する。また、自由度を無制限に高めることなく、符号量・歪の意味で最適な関数を自動構築するために、関数の符号量を求める手続きも公知であるため（例えば、特許文献１参照）、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２７】
図６は、図５に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図６において、図２と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。関数同定部１１４は、予測残差信号１１９を入力し、この信号（波形）をよく再現する関数を、遺伝的プログラミングなどの手法により生成する（ステップＳ９）。関数同定部１１４が出力する関数情報１１５は、エントロピー符号化部１０５によって符号化する（ステップＳ３）。一方、信号再現部１１６は、一旦得られた関数情報１１５を用いて、予測残差信号１１９を再現する（ステップＳ１０）。
【００２８】
＜第２実施形態＞
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図７は、本発明の第２実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図５に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図５に示す装置と異なる点は、変換部１０３、量子化部１０４を備えている点である。
【００２９】
図８は、図７に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図８において、図２と図６と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。変換部１０３は、予測残差信号１１９を入力し、変換（ＤＣＴやＤＳＴ、ＭＰ）を行う。量子化部１０４は、変換部１０３の出力を量子化して、初期係数１１７として出力する（ステップＳ２）。この初期係数１１７は、関数同定部１１４が関数同定を行う際の初期係数として用いられ、例えば多次元探索によりこれを更新し、より符号化効率を高めうる係数を得る。また本実施形態では、変換部１０３で用いた変換に対応する基底関数（ＤＣＴの場合ｃｏｓ関数、ＤＳＴの場合ｓｉｎ関数、ＭＰの場合主にＧａｂｏｒ関数）が同定関数の初期値として適用でき、遺伝的プログラミングなどの手法によりこれを更新し、より符号化効率を高めうる同定関数を得る。
【００３０】
＜第３実施形態＞
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図９は、本発明の第３実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図５に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図５に示す装置と異なる点は、関数同定部１１４に予測信号１０１（ここでは、Ｂとする）が出力されている点と、加算部１０９と信号再現部１１６を統合して、復号画像再現部１１８を備えた点である。この構成によって、より自由度を高めることが可能になる。
【００３１】
図１０は、図９に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図１０において、図８と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。図９に示す装置構成では、関数情報１１５（ここでは、Ｘとする）として、関数同定部１１４で求めた関数（ここでは、Ｆとする）により再現した信号（ここでは、Ｆ（Ｘ）とする）と、予測信号１０１（ここでは、Ｂとする）とを単に加算してＦ（Ｘ）＋Ｂを出力する代わりに、Ｆ（Ｘ，Ｂ）を出力する（ステップＳ９）。すなわち関数Ｆは、図５、図７に示す構成も包含しつつ、予測信号１０１（Ｂ）もその入力とすることでより自由度が高いものになり、入力した映像信号１００により近い値を出力することができるようになる。
【００３２】
＜第４実施形態＞
次に、図１１を参照して、本発明の第４実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図１１は、本発明の第４実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図９に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図９に示す装置と異なる点は、減算部１０２を関数同定部１１４に統合した点である。
【００３３】
図１２は、図１１に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図１２において、図１０と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。関数同定部１１４は、入力した映像信号１００（ここでは、Ｖとする）と予測信号１０１（ここでは、Ｂとする）の差（Ｖ−Ｂ）を関数同定するのではなく、映像信号１００（Ｖ）そのものを関数同定し、関数情報１１５として出力する（ステップＳ９）。この構成は、図５、図７、図９に示す構成を包含したより自由度が高いものになり、入力した映像信号１００により近い値を出力することができるようになる。
【００３４】
次に、図１３を参照して、図５、図７、図９、図１１に示す関数同定部１１４の処理動作を説明する。図１３は、関数同定部１１４の処理動作を示すフローチャートである。関数同定部１１４は、母集団生成処理により、進化の元となる関数（たとえば既存のＤＣＴなどの変換と等価な関数や、べき乗、加減乗除などをランダムに組み合わせた関数）の集団を生成する（ステップＳ３１）。次いで、関数同定部１１４は、複製選択・子の生成処理において親集合の選択と子個体の生成を行う（ステップＳ３２）。「子の生成」は交叉、突然変異、逆位などの処理により行われる。
【００３５】
次に、関数同定部１１４は、ステップＳ２において生成した個体（関数を表す）を用い、符号化処理にて、この関数に基づいて関数を生成し、それに予測信号１０１を加算して画像信号を生成する（ステップＳ３３）。次いで、関数同定部１１４は、二乗誤差和Ｄ・符号量Ｒ算出処理において画像ブロックの誤差和Ｄと符号量Ｒを算出する（ステップＳ３４）とともに、その個体の情報量Ｒｏを算出する（ステップＳ３５）。
【００３６】
次に、関数同定部１１４は、ラグランジュコストＣ＝Ｄ＋λ（Ｒ＋Ｒｏ）の値を評価値として、生存選択処理において生存するか否かを決定する（ステップＳ３６）。ラグランジュ未定乗数λは、符号化プロセスがＲＤ最適化で用いているのと同一の値であってもよいし、異なったものを別途指定してもよい。ラグランジュコストＣが小さいほどその個体は優良であると判断される。そして、関数同定部１１４は、進化が収束したか否かを判定する（ステップＳ３７）。例えば、収束条件として、ラグランジュコストＣの減少割合が一定値（例えば、０．１％）を下回る、評価回数が一定値（例えば、１万回）を超える、などが適用できる。
【００３７】
次に、関数同定部１１４は、まだ収束していないと判定されればステップＳ３２へ戻り処理を繰り返し、収束と判定されれば処理を終了する。この処理動作によって、符号化効率を高める関数が自動生成されることになる。
【００３８】
＜第５実施形態＞
次に、図１４を参照して、本発明の第５実施形態における画像復号装置の構成を説明する。図１４は、本発明の第５実施形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。この図において、図３に示す一般的な装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図３に示す装置と異なる点は、逆量子化部２０２、逆変換部２０３に代えて、信号再現部２１２を備えた点である。この画像復号装置は、図５、図７に示す画像符号化装置により符号化された符号化データを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力するものである。
【００３９】
図１５は、図１４に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。図１５において、図４と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。復号を行うため、エントロピー復号部２０１は、符号化データ２００を入力し、復号対象ブロックの関数情報２１１をエントロピー復号する（ステップＳ２１）。信号再現部２１２は、この関数情報を入力し、それを基に復号予測残差信号を出力して信号再現を行う（ステップＳ２７）。加算部２０４は、別途生成される予測信号２１０と、この復号予測残差信号を足し合わせ、復号画像の元となる信号を出力する（ステップＳ２３）。この信号は、歪除去フィルタ部２０５において符号化歪を低減するフィルタリング処理が施され（ステップＳ２４）、復号対象ブロックの復号信号となる。この信号はフレームメモリ２０６に蓄えられる（ステップＳ２５）と同時に、復号映像２０７として出力される。この復号信号は、画面内予測部２０８および画面間予測部２０９において参照され、予測信号２１０として出力される（ステップＳ２６）。
【００４０】
＜第６実施形態＞  
次に、図１６を参照して、本発明の第６実施形態における画像復号装置の構成を説明する。図１６は、本発明の第６実施形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。この図において、図１４に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図１４に示す装置と異なる点は、信号再現部２１２と加算部２０４を統合した復号画像再現部２１３を備えている点である。この画像復号装置は、図９、図１１に示す画像符号化装置により符号化された符号化データを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力するものである。
【００４１】
図１７は、図１６に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。図１７において、図１５と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。復号画像再現部２１３は、関数情報２１１および画面内予測部２０８または画面間予測部２０９が出力する予測信号２１０を入力し、関数情報２１１に基づき入力を組み合わせ、復号画像を再現する（ステップＳ２３）。この構成は、図１４に示す構成を包含する、より一般的で自由度の高い構成である。
【００４２】
以上説明したように、画像符号化において進化的手法による関数同定を用いることで復号信号を原画像に近づけるようにした。この構成によれば、波形再現の自由度を飛躍的に高くすることができる。したがって、画像符号化において、符号量・歪の関係において最良の関数により符号化ができ、より少ない符号量でより高い品質の復号画像を得ることができる。
【００４３】
また、符号化装置の負荷は従来よりも増えるが、復号装置が波形表現するのに必要な情報（逆変換手順と変換係数）を、符号化装置が繰り返し最適化を通して生成することで、逆変換の対となる「変換」を用いず、かつ波形再現の自由度を高くし、より少ない符号量でより高い品質の復号映像を得ることができる。
【００４４】
前述した実施形態における画像符号化装置、画像復号装置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、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、短時間の間、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良く、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く、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。
【００４５】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
画像・映像の非可逆符号化において、映像品質の改善および符号化ビットレートの削減を目的として、画像の符号化・復号を行うことが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１００…映像信号、１０１…予測信号、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…符号化データ、１０７…逆量子化部、１０８…逆変換部、１０９…加算部、１１０…歪除去フィルタ部、１１１…フレームメモリ、１１２…画面内予測部、１１３…画面間予測部、１１４…関数同定部、１１５…関数情報、１１６…信号再現部、１１７…初期係数、１１８…復号画像再現部、１１９…予測残差信号、２００…符号化データ、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…歪除去フィルタ部、２０６…フレームメモリ、２０７…復号映像、２０８…画面内予測部、２０９…画面間予測部、２１０…予測信号、２１１…関数情報、２１２…信号再現部、２１３…復号画像再現部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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