(57)【要約】【課題】  予測符号化装置、予測符号化方法及びその予測符号化方法を行うプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。【解決手段】  輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する予測符号化部を含む予測符号化装置。これにより、予測符号化にかかるハードウェアを節約でき、予測符号化の速度も向上させうる。【選択図】  図１２
2005198310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測符号化装置において、
輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する予測符号化部を含むことを特徴とする予測符号化装置。
【請求項２】
前記予測符号化部は、前記最小演算に、前記対象ブロックの隣接画素間に新たに定義された画素を利用することを特徴とする請求項１に記載の予測符号化装置。
【請求項３】
前記新たに定義された画素の画素値は、一つの画素値とその隣接画素値との和で表されることを特徴とする請求項２に記載の予測符号化装置。
【請求項４】
前記予測符号化部は、
前記各予測モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算を行う最小演算実行部と、
前記最小演算実行部により行われた最小演算を利用して、前記各予測モードについて前記対象ブロックとの差分を計算する差分ブロック計算部と、
前記各予測モードについて前記計算された差分ブロックのコストを計算するコスト計算部と、
前記各予測モードについて前記計算されたコストのうち最小コストを持つ予測モードを決定するモード決定部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の予測符号化装置。
【請求項５】
前記最小演算実行部は、前記予測モード内で重複される演算を除去した最小演算を行うことを特徴とする請求項４に記載の予測符号化装置。
【請求項６】
前記最小演算実行部は、前記予測モード間で重複される演算を除去した最小演算を行うことを特徴とする請求項４に記載の予測符号化装置。
【請求項７】
前記最小演算実行部は、前記予測モード内及び予測モード間で重複される演算を除去した最小演算を行うことを特徴とする請求項４に記載の予測符号化装置。
【請求項８】
前記最小演算実行部は、前記最小演算に、前記対象ブロックの隣接画素間に新たに定義された画素を利用することを特徴とする請求項７に記載の予測符号化装置。
【請求項９】
予測符号化方法において、
輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する段階を含むことを特徴とする予測符号化方法。
【請求項１０】
前記予測符号化段階は、
前記対象ブロックの隣接画素間に新たに定義された画素を利用して前記最小演算を行う段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の予測符号化方法。
【請求項１１】
前記新たに定義された画素の画素値は、一つの画素値とその隣接画素値との和で表されることを特徴とする請求項１０に記載の予測符号化方法。
【請求項１２】
前記予測符号化段階は、
ａ）前記各予測モードについての予測画素の計算で重複される演算を除去した最小演算を行う段階と、
ｂ）前記行われた最小演算を利用して、前記各予測モードについて前記対象ブロックとの差分を計算して各予測モードについての差分ブロックを生成する段階と、
ｃ）前記各予測モードについて前記生成された差分ブロックのコストを計算する段階と、
ｄ）前記各予測モードについて計算された差分ブロックのコストのうち最小コストを持つ差分ブロックの予測モードを決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の予測符号化方法。
【請求項１３】
前記ａ）段階は、
前記予測モード内で重複される演算を除去した最小演算を行う段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の予測符号化方法。
【請求項１４】
前記ａ）段階は、
前記予測モード間で重複される演算を除去した最小演算を行う段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の予測符号化方法。
【請求項１５】
前記ａ）段階は、
ａ１）前記予測モード内及び予測モード間で重複される演算を除去した最小演算を行う段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の予測符号化方法。
【請求項１６】
前記ａ１）段階は、
前記最小演算に、前記対象ブロックの隣接画素間に新たに定義された画素を利用する段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の予測符号化方法。
【請求項１７】
予測符号化方法を行うプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、前記予測符号化方法は、
輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する段階を含むことを特徴とする記録媒体。
【請求項１８】
イントラ予測符号化装置において、
オリジナルブロックのピクセル値を用いて最小演算を行う最小演算実行部と、
前記オリジナルブロックのピクセル値及び前記行われた最小演算に基づいて複数の予測モードそれぞれについての差ブロックのピクセルを計算する差ブロック計算部と、
前記複数の予測モードそれぞれについて、各差ブロックに含まれた差ピクセル値の絶対値の和を示すコストを計算するコスト計算部と、
前記複数の予測モードそれぞれについてのコストに基づいて一つの予測モードを決定するモード決定部と、を含むことを特徴とするイントラ予測符号化装置。
【請求項１９】
前記決定された予測モードは、前記予測モードのコストのうち最低コストを持つ最適の予測モードであることを特徴とする請求項１８に記載のイントラ予測符号化装置。
【請求項２０】
前記最小演算は、
予測モード内での最適化のためのイントラモードで、または予測モード間での最適化のためのインターモードで、前記イントラモード及び前記インターモードで、新たに定義されたピクセル和を用いる予測モード間で前記新たに定義されたピクセル和を用いるモードでの最適化のためのモードで、または前記新たに定義されたピクセル和を用いる前記イントラモード及び前記インターモードで反復される演算を除去することにより行われることを特徴とする請求項１８に記載のイントラ予測符号化装置。
【請求項２１】
イントラ予測符号化の速度を向上させる方法において、
オリジナルブロックのピクセル値について、複数の予測ブロックを生成するために共通的に使われる最小演算の結果の集合を生成する段階と、
前記オリジナルブロックのピクセル及び前記最小演算の結果に基づいて予測ブロックを計算する段階と、を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は予測符号化に係り、さらに具体的には、予測符号化装置、予測符号化方法及び前記予測符号化方法を行うプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ．２６４／ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）は、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）及びＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）により進行中の新たなビデオコーディング標準であって、高いコーディング効率及びビットストリームのネットワーク適応力向上を目的とする。したがって、インターネット上でのストリーミングビデオ、無線ビデオ、デジタル衛星、デジタルケーブル、ＤＶＤ ＴＶシステム、低い帯域幅でのＴＶ会議などは、Ｈ．２６３ビデオでは実施困難なアプリケーションであったが、Ｈ．２６４での圧縮率性能が向上しつつ、かかるアプリケーションが低コストでさらに優秀な品質を提供し、また新たなアプリケーションを創出すると期待される。Ｈ．２６４／ＡＶＣは現在韓国内ＤＭＢ（Ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）規格として採択されており、それを利用したデジタルカムコーダ、Ｄ−ＴＶをはじめとする応用機器が開発／準備中にあり、中国の独自デジタル放送規格の候補となっていて今後大きい波及が予想される。
【０００３】
Ｈ．２６４／ＡＶＣのイントラ予測過程は、フレーム内のブロックを同一フレーム内の情報のみを利用して予測コーディングするための方法であって、輝度信号についての４個の１６×１６予測モードと９個の４×４予測モードとがあり、色差信号について４個の８×８予測モードがある。
【０００４】
図１は、従来技術によってイントラ４×４予測モードで利用されるマクロブロックを説明するための参考図である。
図１を参照すれば、イントラ４×４予測モードで、１６×１６マクロブロックは１６個の４×４ブロックに分けられる。したがって、各ブロックは４×４画素サイズであり、ブロック内の数はＨ．２６４標準で定義されたブロックインデックスを示す。
【０００５】
図２は、従来技術によってイントラ４×４ブロックで予測ブロックの誘導に使われる隣接画素を説明するための参考図である。
図２を参照すれば、小文字ａ〜ｐは、予測の対象となる４×４ブロックに該当する画素を示し、ａ〜ｐよりなる４×４ブロックの上側及び左側にある大文字Ａ〜Ｍで表示されたサンプルは、以前に符号化されて再構成されたサンプルであって、４×４ブロックの予測に必要な隣接画素を示す。
【０００６】
図３Ａないし図３Ｉは、従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
図３Ａないし図３Ｉを参照すれば、４×４輝度ブロックについて合計９個の選択的な予測モードがある。図３Ａはｖｅｒｔｉｃａｌモード、図３Ｂはｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモード、図３ＣはＤＣモード、図３ＤはＤｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ−ｌｅｆｔモード、図３ＥはＤｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ−ｒｉｇｈｔモード、図３ＦはＶｅｒｔｉｃａｌ−ｒｉｇｈｔモード、図３ＧはＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ−ｄｏｗｎモード、図３ＨはＶｅｒｔｉｃａｌ−ｌｅｆｔモード、図３ＩはＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ−ｕｐモードを表す。
各モードで矢印は予測画素が誘導される方向を示す。
【０００７】
図４は、従来技術によってイントラ４×４予測モードで必要な隣接画素を利用した予測画素の計算式を示す。
表記方法を説明すれば、４×４ブロックの１行１列データをｐ［０，０］、４行４列のデータをｐ［３，３］とし、４×４ブロックについての予測ブロックの各サンプルはＰｒｅｄ４×４［ｘ，ｙ］と表記する。
【０００８】
４×４ブロックの上側及び左側にある隣接画素は次のように表記される。
Ａ＝ｐ［０，−１］、Ｂ＝ｐ［１，−１］、Ｃ＝ｐ［２，−１］、Ｄ＝ｐ［３，−１］、Ｅ＝ｐ［４，−１］、Ｆ＝ｐ［５，−１］、Ｇ＝ｐ［６，−１］、Ｈ＝ｐ［７，−１］、Ｉ＝ｐ［−１，０］、Ｊ＝ｐ［−１，１］、Ｋ＝ｐ［−１，２］、Ｌ＝ｐ［−１，３］、Ｍ＝ｐ［−１，−１］
【０００９】
このような表記方法により、９個の各予測モードで必要な計算式は図４に図示された通りである。Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔ予測モードからＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐ予測モードまでの予測サンプルは、予測サンプルＡ〜Ｍの加重平均から生成される。
【００１０】
図５は、従来技術によってイントラ４×４予測の符号化過程を示すフローチャートである。
図５を参照すれば、まず各モードで隣接画素を利用して予測ブロックを生成する（５１）。すなわち、イントラ４×４ブロックの予測に利用される９個の予測モードそれぞれについて、図４に図示されたような計算式により９個の予測ブロックを生成する。
次いで、予測の対象となる対象ブロックと前記計算された予測ブロックとの差を求めて各モードによる差分ブロックを計算する（５２）。
【００１１】
次いで、各モードによる差分ブロックからコストを計算する（５３）。この時、コストは４×４差分ブロックの各画素の絶対値の和で求められる。
次いで、前記各モードによって計算されたコストから最小のコストを持つモードを探して最適モードを決定する（５４）。このように決定されたモードが対象ブロックのイントラ４×４モードとなる。
このような過程をマクロブロック内の４×４ブロックについて反復する。
【００１２】
図４に図示されたように、各モードでの予測画素の計算過程でモード内またはモード間で重複される演算を多く持つ。しかし、前述したような従来技術による予測符号化過程では、対象ブロックについて各予測モードによって予測ブロックを生成するので、予測ブロック生成時に共通の演算でも重複的に各予測モードごとに行われねばならない。したがって、予測符号化装置に要求されるハードウェアを浪費し、予測符号化の速度も低下させる要因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は前記のような問題点を解決して、予測符号化にかかるハードウェアを節約して予測符号化の速度を向上させるための予測符号化装置、予測符号化方法及び前記予測符号化方法を行うプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体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】
【００１４】
前記のような課題を解決するために本発明は、イントラ４×４予測符号化で予測ブロックの生成なしにモード別に重複される演算を除去した予測に必要な最小演算結果と、予測対象となる対象ブロックとの組合わせだけで各モードのコストを計算して最適の予測モードを決定する予測符号化装置、予測符号化方法及び前記予測符号化方法を行うプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１５】
本発明の一つの特徴は、予測符号化装置において、輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する予測符号化部を含むことである。
望ましくは、前記予測符号化部は、前記最小演算に、前記対象ブロックの隣接画素間に新たに定義された画素を利用する。
また望ましくは、前記新たに定義された画素の画素値は、一つの画素値とその隣接画素値との和で表される。
【００１６】
また望ましくは、前記予測符号化部は、前記各予測モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算を行う最小演算実行部と、前記最小演算実行部により行われた最小演算を利用して、前記各予測モードについて前記対象ブロックとの差分を計算する差分ブロック計算部と、前記各予測モードについて前記計算された差分ブロックのコストを計算するコスト計算部と、前記各予測モードについて計算されたコストのうち最小コストを持つ予測モードを決定するモード決定部と、を含む。
【００１７】
前記最小演算実行部は、前記予測モード内で重複される演算を除去した最小演算を行うこともあり、前記予測モード間で重複される演算を除去した最小演算を行うこともあり、前記予測モード内及び予測モード間で重複される演算を除去した最小演算を行うこともある。
また望ましくは、前記最小演算実行部は、前記最小演算に、前記対象ブロックの隣接画素間に新たに定義された画素を利用する。
【００１８】
本発明の他の特徴は、予測符号化方法において、輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する段階を含むことである。
本発明のさらに他の特徴は、予測符号化方法を行うプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、前記予測符号化方法が、輝度信号についての９個のイントラ４×４予測モードの各モードについての予測画素の計算で、重複される演算を除去した最小演算に基づいて対象ブロックを予測符号化する段階を含むことである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、対象ブロックについての９個の予測モードによる予測ブロックの生成なしに、予測ブロックの生成に必要な最小演算のみ計算して差分ブロックの計算に利用することによって、ハードウェア具現の複雑度の上昇なしに予測符号化にかかるハードウェアを節約でき、予測符号化の速度も向上させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図６Ａないし図６Ｋは、本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
図６Ａないし図６Ｋには、それぞれ各予測モードによる予測ブロックを構成する予測画素の生成に必要な演算(operation)のタイプを表す。
【００２１】
図６Ａを参照すれば、ｖｅｒｔｉｃａｌモードによる予測ブロックを生成するために演算１、２、３、４がそれぞれ４回ずつ利用される。
図６Ｂを参照すれば、ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモードによる予測ブロックを生成するために演算５、６、７、８がそれぞれ４回ずつ利用される。
図６Ｃを参照すれば、ＤＣモードによる予測ブロックを生成するために演算９が１６回利用される。
【００２２】
図６Ｄを参照すれば、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔモードによる予測ブロックを生成するために、１次的に演算１０が１回、演算１１が２回、演算１２が３回、演算１３が４回、演算１４が３回、演算１５が２回、演算１６が１回利用される。
図６Ｅを参照すれば、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔモードによる予測ブロックを生成するために、２次的に演算１０が１回、演算１１が２回、演算１７が３回、演算１８が１０回利用される。
【００２３】
図６Ｆを参照すれば、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｒｉｇｈｔモードによる予測ブロックを生成するために、演算１０が１回、演算１１が１回、演算１９が４回、演算２０が３回、演算２１が２回、演算２２が３回、演算２３が１回利用される。
図６Ｇを参照すれば、Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｉｇｈｔモードによる予測ブロックを生成するために、演算１０が１回、演算１１が１回、演算１９が１回、演算２０が１回、演算２１が１回、演算２２が２回、演算２４が２回、演算２５が２回、演算２６が２回、演算２７が１回利用される。
【００２４】
図６Ｈを参照すれば、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｏｗｎモードによる予測ブロックを生成するために、演算２が１回、演算１０が１回、演算１９が２回、演算２０が２回、演算２１が２回、演算２２が１回、演算２８が２回、演算２９が２回、演算３０が２回、演算３１が１回利用される。
図６Ｉを参照すれば、Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｌｅｆｔモードによる予測ブロックを生成するために、１次的に演算４が１回、演算１０が１回、演算１１が２回、演算１２が２回、演算１３が２回、演算２５が１回、演算２６が２回、演算２７が２回、演算３２が２回、演算３３が１回利用される。
【００２５】
図６Ｊを参照すれば、Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｌｅｆｔモードによる予測ブロックを生成するために、２次的に演算３が２回、演算１０が１回、演算１１が２回、演算１７が３回、演算２５が１回、演算２６が２回、演算２７が２回、演算３４が３回利用される。
図６Ｋを参照すれば、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモードによる予測ブロックを生成するために、演算８が６番、演算２１が１回、演算２３が２回、演算２９が１回、演算３０が２回、演算３１が２回、演算３５が２回利用される。
【００２６】
以上のように、各予測モードによる予測ブロックで利用される演算を説明すれば、一つの予測画素を生成するための演算が、同じ予測ブロックの他の予測画素及び／または他の予測ブロックの予測画素に複数利用されうることが分かる。すなわち、図６Ａを参照すれば、ｖｅｒｔｉｃａｌモードによる予測ブロックを構成する１６個の予測画素に４つの演算が利用されるので、４つの演算のみ行えれば、残りの１２個の画素については既に行われた演算をそのまま持ってきて利用すればよいことが分かる。また、図６Ｆを参照すれば、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｒｉｇｈｔモードで利用される演算１０及び１１は、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔモードで計算された演算をそのまま利用できることが分かる。
【００２７】
このように、一つの予測ブロック内で、そして２個以上の予測ブロック間で共通となる演算を抽出すれば、図７に図示されたように、演算１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５の３５個の演算が利用されることが分かる。したがって、このような背景で本発明が着目したことは、共通となる演算が複数重複されるにもかかわらず毎回各予測モードによる予測ブロックを生成せず、予測ブロックの生成に利用される共通の最小演算についての計算のみ行い、このように計算された最小演算の集合を直ちに差分ブロックの計算に利用できるということである。
【００２８】
図８は、本発明を適用するためにイントラ４×４予測符号化で必要な隣接画素を利用した演算を示す図面である。
図８に図示された演算は、図４に図示された演算式を、隣接画素Ａ〜Ｍを利用して表現したものであって、各モード別に実際予測画素の計算に必要な演算式を示す。
【００２９】
図８に図示された演算には、各予測モード間に重複される演算が存在する。例えば、Ｄｉａｇｏｎａｌ Ｄｏｗｎｌｅｆｔモードの（Ａ＋２＊Ｂ＋Ｃ＋２）＞＞２はＤｉａｇｏｎａｌ Ｄｏｗｎ Ｒｉｇｈｔモード、Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｉｇｈｔモード、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｏｗｎモード、Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｌｅｆｔモードにも存在する。このような演算は、予測過程の開始前にあらかじめ計算されているならば、重複計算されることを避けることができる。このように、予測モード内にそして予測モード間に存在する重複演算を除去した予測画素の計算に必要な最小演算が図９に図示されている。
【００３０】
図９は、図８に図示された最小計算式によって必要な最小演算を表す。合計２６個の演算が最小演算の集合に含まれることが分かる。
また、図８に図示された最小演算では、各演算の間にも重複される部分演算が存在する。例えば、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔモードの（Ａ＋２Ｂ＋Ｃ＋２）＞＞２と、（Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ＋２）＞＞２とは、それぞれ（Ａ＋Ｂ＋Ｂ＋Ｃ＋２）と、（Ｂ＋Ｃ＋Ｃ＋Ｄ＋２）＞＞２とに相異なって表現できる。この時、（Ｂ＋Ｃ）があらかじめ計算されているならば、加算に使われる演算を一つ減らしうる。また、他の予測画素の計算過程でも、（Ｂ＋Ｃ）のような演算が使われうる場合が多く存在する。本発明の他の特徴では、このような最小演算間にも部分演算が重複されるという点を着目して、隣接画素間に追加の隣接画素を定義して重複性を除去する。このように隣接画素を利用して新たに定義された追加隣接画素が図１０に図示されている。
【００３１】
図１０は、本発明の第２実施例によってイントラ４×４予測符号化で必要な隣接画素の和計算を説明するための参考図である。
図１０を参照すれば、４×４ブロックの上側及び左側に位置した画素Ａ〜Ｍ以外に、前記画素Ａ〜Ｍを利用して追加的に定義されたＮ〜Ｙが表示されている。
前記追加的に定義されたＮ〜Ｙは次の通りである。
【００３２】
Ｎは、画素Ｍとその隣接画素Ａとの和、
Ｏは、画素Ａとその隣接画素Ｂとの和、
Ｐは、画素Ｂとその隣接画素Ｃとの和、
Ｑは、画素Ｃとその隣接画素Ｄとの和、
Ｒは、画素Ｄとその隣接画素Ｅとの和、
Ｓは、画素Ｅとその隣接画素Ｆとの和、
Ｔは、画素Ｆとその隣接画素Ｇとの和
Ｕは、画素Ｇとその隣接画素Ｈとの和、
Ｖは、画素Ｍとその隣接画素Ｉとの和、
Ｗは、画素Ｉとその隣接画素Ｊとの和、
Ｘは、画素Ｊとその隣接画素Ｋとの和、
Ｙは、画素Ｋとその隣接画素Ｌとの和。
このように追加的に新たに定義された予測画素を利用して、重複演算を除去した最小演算の集合が図１１に図示されている。
【００３３】
図１１は、図１０に図示された最小計算式によって必要な最小演算を示す。図９に図示された最小演算の集合に含まれた演算に比べて、図１１に図示された演算では加算の数が顕著に減ることが分かる。
図１２は、本発明によるイントラ４×４予測符号化装置の構成のブロック図である。
図１２を参照すれば、予測符号化装置は、最小演算実行部１０と、差分ブロック計算部２０と、コスト計算部３０と、モード決定部４０とを含む。
【００３４】
最小演算実行部１０は、予測の対象となる対象ブロック１の画素値を利用して本発明による最小演算の集合に含まれた最小演算を行う。最小演算実行部１０は、最小演算部＃１ １１と、最小演算部＃２ １２と、最小演算部＃３ １３、...最小演算部＃Ｎ １４を含む。Ｎ個の最小演算部＃１、...最小演算部＃Ｎそれぞれは、予測画素の計算に必要な最小演算の集合に含まれた最小演算を行う。ここで、Ｎは、次のようにどの例によって最適化を行うかによって決定される。
【００３５】
最小演算実行部１０は、予測モード内最適化を行う本発明の第１例によってモード内で重複された演算を除去した最小演算の集合に含まれた最小演算を行うこともあり、予測モード間の最適化を行う本発明の第２例によって、予測モード間で重複された演算を除去した最小演算の集合に含まれた最小演算を行うこともあり、予測モード内及び予測モード間の最適化を行う本発明の第３例によって、予測モード内及び予測モード間で重複された演算を除去した最小演算の集合に含まれた最小演算を行うこともある。
【００３６】
また、最小演算実行部１０は、前述したように新たに定義された和画素を利用してモード内最適化を行う本発明の第４例によって、予測モード内で重複された演算を除去した最小演算の集合に含まれた最小演算を行うこともあり、新たに定義された和画素(sum pixels)を利用して予測モード間の最適化を行う本発明の第５例によって、予測モード間で重複された演算を除去した最小演算の集合に含まれた最小演算を行うこともあり、新たに定義された和画素を利用してモード内及びモード間の最適化を行う本発明の第６例によって、予測モード内及び予測モード間で重複された演算を除去した最小演算の集合に含まれた最小演算を行うこともある。
【００３７】
もちろん、このうち新たに定義された和画素を利用してモード内及びモード間の最適化を行う第６例が、最小演算の集合に含まれた演算の数が最も少ない。例えば、最小演算実行部１０が、図１１に図示されたような本発明の第６例によって最小演算を行うならば、最小演算実行部１０は２５個の最小演算部を含みうる。もちろん、それに、新たに定義された和画素を計算する演算部は含まれていない。
【００３８】
差分ブロック計算部２０は、最小演算実行部１０から出力された最小演算結果及び対象ブロックの画素値に基づいて９個の予測モードそれぞれについて差分ブロックを計算する。
差分ブロック計算部２０は、Ｖｅｒｔｉｃａｌモード差分ブロック計算部２１と、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモード差分ブロック計算部２２、ＤＣモード差分ブロック計算部２３、...Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモード差分ブロック計算部２４を含む。
【００３９】
Ｖｅｒｔｉｃａｌモード差分ブロック計算部２１は、Ｖｅｒｔｉｃａｌ予測モードについての差分ブロックを計算し、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモード差分ブロック計算部２２は、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ予測モードについての差分ブロックを計算し、ＤＣモード差分ブロック計算部２３は、ＤＣモードによる差分ブロックを計算し、...Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモード差分ブロック計算部２４は、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐ予測モードによる差分ブロックを計算する。
【００４０】
特に、本発明による差分ブロック計算部は、対象ブロック及び予測ブロックに基づいて差分ブロックを計算するものではなく、対象ブロック及び予測ブロックに利用される最小演算結果に基づいて差分ブロックを計算する。このように、重複される演算が反復される予測ブロックをいずれも生成するものではなく、予測ブロックに利用される最小演算のみ計算し、その計算結果を差分ブロックの計算に直接利用することによって重複される演算の反復を回避できて速度面でかつハードウェア容量面で効果を増大させうる。
【００４１】
例えば、Ｖｅｒｔｉｃａｌモード差分ブロック計算部２１は、Ｖｅｒｔｉｃａｌ予測モードについての差分ブロックを計算し、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモード差分ブロック計算部２２は、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ予測モードについての差分ブロックを計算し、ＤＣモード差分ブロック計算部２３は、ＤＣモードについての差分ブロックを計算し、...Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモード差分ブロック計算部２４は、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐ予測モードについての差分ブロックを計算する。
【００４２】
例えば、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔモード差分ブロック計算部は、Ｄｉａｇｏｎａｌ ｄｏｗｎ ｌｅｆｔ予測モードの計算に利用される演算（Ａ＋２Ｂ＋Ｃ＋２）＞＞２、（Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ＋２）＞＞２、（Ｃ＋２Ｄ＋Ｅ＋２）＞＞２、（Ｄ＋２Ｅ＋Ｆ＋２）＞＞２、（Ｅ＋２Ｆ＋Ｇ＋２）＞＞２、（Ｆ＋２Ｇ＋Ｈ＋２）＞＞２、（Ｇ＋３Ｈ＋２）＞＞２及び対象ブロックに基づいて差分ブロックを計算するが、前記予測モードの計算に利用される演算は、（Ａ＋Ｂ＋Ｂ＋Ｃ＋２）＞＞２、（Ｂ＋Ｃ＋Ｃ＋Ｄ＋２）＞＞２、（Ｃ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｅ＋２）＞＞２、（Ｄ＋Ｅ＋Ｅ＋Ｆ＋２）＞＞２、（Ｅ＋Ｆ＋Ｆ＋Ｇ＋２）＞＞２、（Ｆ＋Ｇ＋Ｇ＋Ｈ＋２）＞＞２、（Ｇ＋Ｈ＋２Ｈ＋２）＞＞２と解され、それを本発明の第６例によって整理すれば、（Ｏ＋Ｐ＋２）＞＞２、（Ｐ＋Ｑ＋２）＞＞２、（Ｑ＋Ｒ＋２）＞＞２、（Ｒ＋Ｓ＋２）＞＞２、（Ｓ＋Ｔ＋２）＞＞２、（Ｔ＋Ｕ＋２）＞＞２、（Ｕ＋２Ｈ＋２）＞＞２になるので、このような計算結果、７つを最小演算実行部１０から持ってきて、前記計算結果と対象ブロックの画素値との差を計算して差分ブロックを生成する。
【００４３】
コスト計算部３０は、差分ブロック計算部２０から出力された差分ブロックを受信して９個の予測モードそれぞれについてコストを計算する。
コスト計算部３０は、Ｖｅｒｔｉｃａｌモードコスト計算部３１、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモードコスト計算部３２、ＤＣモードコスト計算部３３、...Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモードコスト計算部３４を含む。
コストとは、各差分ブロックに含まれた差分画素の画素値の絶対値の和で表したものであり、前記モードコスト計算部は、各モードによる差分ブロックの差分画素値の絶対値の和を計算する。
モード決定部４０は、コスト計算部３０から受信された各モードについてのコストデータを受信して、最小コストを持つ予測モードを最適モードと決定する。
【００４４】
図１３は、本発明によるイントラ４×４予測符号化方法の過程を示すフローチャートである。
まず、予測符号化装置の最小演算実行部１０は、イントラ４×４予測モードの最小演算を行う（１３１段階）。最小演算実行部１０の各最小演算部は、最小演算の集合に含まれた演算それぞれを計算する。
【００４５】
次いで、基本演算の結果と対象ブロックとの差から差分ブロックを計算する（１３２段階）。差分ブロック計算部２０は、各予測モードについて、前記最小演算実行部１０で行われた演算結果及び対象ブロックの差分ブロックを計算するが、差分ブロック計算部２０に含まれた各モード差分ブロック計算部は、該当モードに必要な演算を最小演算実行部１０から選択的に持ってきて差分ブロックの計算に利用する。
【００４６】
次いで、各モードによるコストを計算する（１３３段階）。コスト計算部３０は、差分ブロック計算部２０から受信された各予測モードによる差分ブロックの各コストを計算する。
次いで、モード決定部４０は、各予測モードについて計算されたコストのうち最も最小コストを持つモードを最終モードと決定する（１３４段階）。
【００４７】
図１４は、Ｈ．２６４エンコーダ／デコーダのハードウェアを具現する場合において、従来技術による４×４イントラ予測符号化方法及び本発明による予測符号化方法で、加算器の数とシフト器の数とを比較した表である。
図１４を参照すれば、最適化を使用しない従来技術による予測符号化方法では、３３１個の加算器及び１５２個のシフト器が要求される。一方、本発明によるモード内最適化方法によれば、１６５個の加算器及び８４個のシフト器が利用され、モード間の最適化方法によれば、６４個の加算器及び３６個のシフト器が利用され、モード内及びモード間の最適化方法によれば、４８個の加算器及び２４個のシフト器が利用されることが分かる。したがって、本発明によるモード内の最適化及びモード間の最適化方法によれば、従来技術に比べて最大８５％まで予測過程に必要な演算を減少させうる。
【００４８】
以上説明したような予測符号化方法はまた、コンピュータ読み取り可能な記録媒体にコンピュータ読み取り可能なコードとして具現できるであろう。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読取られるデータが保存されるあらゆる記録媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じる伝送）の形で具現されるものも含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体はネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータ読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。そして、前記予測符号化方法を具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは当業者により容易に推論されうる。
【００４９】
これまで本発明についてその望ましい実施例を中心に説明した。当業者は本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形で具現されうることを理解できる。したがって、開示された実施例は、限定的な観点ではなく説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲に現れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は本発明に含まれていると解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、動画像符号化装置及び動画像符号化方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来技術によってイントラ４×４予測過程で利用されるマクロブロックを説明するための参考図である。
【図２】従来技術によってイントラ４×４ブロックで予測ブロックの誘導に使われる隣接画素を説明するための参考図である。
【図３Ａ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｂ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｃ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｄ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｅ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｆ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｇ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｈ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図３Ｉ】従来技術によってイントラ４×４予測モードを説明するための参考図である。
【図４】従来技術によってイントラ４×４予測モードで必要な隣接画素を利用した予測画素の計算式を示す図面である。
【図５】従来技術によってイントラ４×４予測の符号化過程を示すフローチャートである。
【図６Ａ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｂ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｃ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｄ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｅ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｆ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｇ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｈ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｉ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｊ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図６Ｋ】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図７】本発明によるイントラ４×４予測符号化概念を説明するための参考図である。
【図８】本発明の第１実施例によってイントラ４×４予測符号化で必要な隣接画素を利用した計算式を示す図面である。
【図９】図８に図示された最小計算式によって必要な最小演算を説明するための参考図である。
【図１０】本発明の第２実施例によってイントラ４×４予測符号化で必要な隣接画素の中間値計算を説明するための参考図である。
【図１１】図１０に図示された最小計算式によって必要な最小演算を説明するための参考図である。
【図１２】本発明によるイントラ４×４予測符号化装置の構成のブロック図である。
【図１３】本発明によるイントラ４×４予測符号化方法の過程を示すフローチャートである。
【図１４】従来技術による４×４イントラ予測符号化方法及び本発明による予測符号化方法で、加算器の数とシフト器の数とを比較した表である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  最小演算実行部
１１  最小演算部＃１
１２  最小演算部＃２
１３  最小演算部＃３
１４  最小演算部＃Ｎ
２０  差分ブロック計算部
２１  Ｖｅｒｔｉｃａｌモード差分ブロック計算部
２２  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモード差分ブロック計算部
２３  ＤＣモード差分ブロック計算部
２４  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモード差分ブロック計算部
３０  コスト計算部
３１  Ｖｅｒｔｉｃａｌモードコスト計算部
３２  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌモードコスト計算部
３３  ＤＣモードコスト計算部
３４  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｐモードコスト計算部
４０  モード決定部
【図１】
2005198310.tif 000003
【図２】
2005198310.tif 000004
【図３Ａ】
2005198310.tif 000005
【図３Ｂ】
2005198310.tif 000006
【図３Ｃ】
2005198310.tif 000007
【図３Ｄ】
2005198310.tif 000008
【図３Ｅ】
2005198310.tif 000009
【図３Ｆ】
2005198310.tif 000010
【図３Ｇ】
2005198310.tif 000011
【図３Ｈ】
2005198310.tif 000012
【図３Ｉ】
2005198310.tif 000013
【図４】
2005198310.tif 000014
【図５】
2005198310.tif 000015
【図６Ａ】
2005198310.tif 000016
【図６Ｂ】
2005198310.tif 000017
【図６Ｃ】
2005198310.tif 000018
【図６Ｄ】
2005198310.tif 000019
【図６Ｅ】
2005198310.tif 000020
【図６Ｆ】
2005198310.tif 000021
【図６Ｇ】
2005198310.tif 000022
【図６Ｈ】
2005198310.tif 000023
【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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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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