(57)【要約】【課題】より少ないサイクル数でイントラ予測処理を行なうとともに、Ｈ．２６４の規格に準拠した画像復号化装置が復号化することができる符号化データを生成する画像符号化装置を提供する。【解決手段】イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の原画の画素データを記憶するイントラ予測バッファ２と、イントラ予測バッファ２に記憶されている前記画素データを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測するイントラ予測部４とを備える。【選択図】図１
2007150913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像内のマクロブロックを構成する矩形領域についてイントラ予測し、前記画像を符号化する装置であって、
（ａ）イントラ予測対象の矩形領域に隣接する左側の矩形領域の、前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する右端の垂直方向の原画の画素データと、（ｂ）前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する上側の矩形領域の、前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する下端の水平方向の原画の画素データとの、少なくとも一方を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記画素データを利用して、前記イントラ予測対象の矩形領域についてイントラ予測するイントラ予測手段と
を備える画像符号化装置。
【請求項２】
前記矩形領域は４画素×４ラインのブロックであって、
前記記憶手段は、前記マクロブロックを構成する１６個のイントラ予測対象のブロックそれぞれについて、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の原画の画素データを記憶し、
前記イントラ予測手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項３】
更に、
前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの原画について直交変換及び量子化することにより得られる量子化値が所定の閾値より大きいか否かを判定する量子化値判定手段と、
前記量子化値判定手段によって、前記量子化値が前記閾値より大きいと判定された場合、前記左側のブロックの原画に対して解像度を低下させるフィルタ処理を行なうフィルタ処理手段とを備え、
前記イントラ予測手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画素データにより形成される画素を含む前記左側のブロックの原画に対して、前記フィルタ処理手段によってフィルタ処理された後の画像であるフィルタ処理画の右端の垂直方向の画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測する
請求項２記載の画像符号化装置。
【請求項４】
更に、前記イントラ予測対象のブロックを含む画像がフレームであるのかフィールドであるのかを判定するフレーム判定手段を備え、
前記イントラ予測手段は、
（１）前記フレーム判定手段によって、前記画像がフレームであると判定された場合、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測し、
（２）前記フレーム判定手段によって、前記画像がフィールドであると判定された場合、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測する
請求項２記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記矩形領域は４画素×４ラインのブロックであって、
前記記憶手段は、前記マクロブロックを構成する左端の垂直方向の４個のイントラ予測対象のブロックのみについて、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の原画の画素データを記憶し、
前記イントラ予測手段は、
（１）前記４個のイントラ予測対象のブロックについては、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測し、
（２）前記マクロブロックを構成する１６個のブロックのうちの前記４個のイントラ予測対象のブロックを除く１２個のイントラ予測対象のブロックについては、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記矩形領域は４画素×４ラインのブロックであって、
前記記憶手段は、前記マクロブロックを構成する１６個のイントラ予測対象のブロックそれぞれについて、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の原画の画素データを記憶し、
前記イントラ予測手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測する
請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項７】
画像内のマクロブロックについてイントラ予測し、前記画像を符号化する装置であって、
前記マクロブロックについてイントラ予測するイントラ予測手段と、
前記マクロブロックに対応する色差についてのサブブロックの色差についての予測モードとして、前記マクロブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当てる割り当て手段と
を備える画像符号化装置。
【請求項８】
前記イントラ予測手段は、前記マクロブロックを構成する各サブブロックの輝度についてイントラ予測するとともに、前記マクロブロックに対応する色差についてのサブブロックの特定のブロックの色差についてイントラ予測し、
前記マクロブロックにおいて、前記色差についてのサブブロックにおいて前記特定のブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する、前記マクロブロックを構成する特定のサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と、前記特定のブロックの色差についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容とが同じ場合、前記割り当て手段は、前記色差についてのサブブロックを構成する一のブロックの色差についての予測モードとして、前記マクロブロックにおける、前記色差についてのサブブロックにおいて前記一のブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する、前記マクロブロックを構成するサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当てる
請求項７記載の画像符号化装置。
【請求項９】
画像内のマクロブロックについてイントラ予測し、前記画像を符号化する装置であって、
前記マクロブロックについてイントラ予測するイントラ予測手段と、
第１のマクロブロックを構成する第１の特定のサブブロックの輝度についての予測モードと、前記第１のマクロブロックより後にイントラ予測される、前記第１のマクロブロックに隣接する第２のマクロブロックのブロックにおいて、前記第１のマクロブロックにおいて前記第１の特定のサブブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する第２の特定のサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードとが同じ場合、前記第２のマクロブロックの色差についての予測モードとして、前記第１のマクロブロックの色差についての予測モードを割り当てる割り当て手段と
を備える画像符号化装置。
【請求項１０】
画像内のマクロブロックを構成する矩形領域についてイントラ予測し、前記画像を符号化する方法であって、
（ａ）イントラ予測対象の矩形領域に隣接する左側の矩形領域の、前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する右端の垂直方向の原画の画素データと、（ｂ）前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する上側の矩形領域の、前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する下端の水平方向の原画の画素データとの、少なくとも一方を記憶手段に格納する格納ステップと、
前記記憶手段に記憶されている前記画素データを利用して、前記イントラ予測対象の矩形領域についてイントラ予測するイントラ予測ステップと
を含む画像符号化方法。
【請求項１１】
画像内のマクロブロックについてイントラ予測し、前記画像を符号化する方法であって、
前記マクロブロックについてイントラ予測するイントラ予測ステップと、
前記マクロブロックに対応する色差についてのサブブロックの色差についての予測モードとして、前記マクロブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当てる割り当てステップと
を含む画像符号化方法。
【請求項１２】
画像内のマクロブロックについてイントラ予測し、前記画像を符号化する方法であって、
前記マクロブロックについてイントラ予測するイントラ予測ステップと、
第１のマクロブロックを構成する第１の特定のサブブロックの輝度についての予測モードと、前記第１のマクロブロックより後にイントラ予測される、前記第１のマクロブロックに隣接する第２のマクロブロックのブロックにおいて、前記第１のマクロブロックにおいて前記第１の特定のサブブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する第２の特定のサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードとが同じ場合、前記第２のマクロブロックの色差についての予測モードとして、前記第１のマクロブロックの色差についての予測モードを割り当てる割り当てステップと
を含む画像符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イントラ予測を行なって画像を符号化する画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格において「イントラ予測」が定義されている。これを更に進歩させたＪｏｉｎｔ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｅａｍ（ＪＶＴ）方式という符号化方式が提案されている。具体的には、Ｈ２６Ｌ規格又はＨ．２６４規格において、従来のＭＰＥＧ２規格等にはないフレーム内予測である「イントラ予測」が提案されている。イントラ予測は、予測対象ブロックの画素値を、予測対象ブロックに隣接する左側及び上側のブロックの既に符号化された画素値から予測することである。ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格の場合、８画素×８ラインのサブブロックを１個の単位としてイントラ予測する。他方、Ｈ．２６４規格のメインプロファイルの場合、４画素×４ラインのブロック又は１６画素×１６ラインのマクロブロックを１個の単位としてイントラ予測する。
【０００３】
以下に、より高画質の符号化に適しているＨ．２６４規格のイントラ予測を説明する。４画素×４ラインのブロックを１個の単位としてイントラ予測する場合、図１３に示すように、１６画素×１６ラインのマクロブロックにおいて、８画素×８ラインの４個のサブブロックＡ１、Ａ２、Ａ３、及びＡ４を、符号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の順にイントラ予測する。更に詳しくは、各サブブロックから４画素×４ラインを１個の単位として分割された１６個のブロックを、番号０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５の順（ラスタスキャン順）にイントラ予測する。これはラスタスキャン方式によるイントラ予測と呼ばれている。
【０００４】
４画素×４ラインのブロックに対して行なうイントラ予測を説明する。図１４に示すように、イントラ予測対象の４画素×４ラインのブロックの各画素値を、イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの既に符号化された８画素と、イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの既に符号化された５画素との全部又は一部を利用して予測する。この際、Ｈ．２６４規格において定義されている９個の予測モードのうちの最もパフォーマンスコストの小さい予測モードを、イントラ予測対象のブロックの予測モードと決定する。
【０００５】
４画素×４ラインのブロックをイントラ予測する場合、上記の通り全部で９個の予測モードがあり、発生頻度が高い予測モードに小さい番号が割り当てられている。４画素×４ラインのブロックをイントラ予測する場合、ブロック毎に、９個の予測モードの中から、最も適切な予測モードを選択する。もし、隣接ブロックからの予測対象のブロックの予測方向Iと、現実に予測した予測対象のブロックの予測方向IIとが同じ場合、その旨を示す
「予測モードフラグ」のみを符号化する。もし、予測方向Iと予測方向IIとが合致しない
場合、「予測した予測方向と異なる予測方向のフラグ」と、予測しなかった８個の予測モードによる予測を行なうか否かを示す情報とを符号化する。
【０００６】
９個の予測モードは以下の通りである。予測モード０は垂直予測であり、予測モード１は水平予測であり、予測モード２は平均値予測であり、予測モード３は斜め左下方予測であり、予測モード４は斜め右下方予測である。予測モード５は垂直右方予測であり、予測モード６は水平下方予測であり、予測モード７は垂直左方予測であり、予測モード８は水平上方予測である。
【０００７】
１個のマクロブロックを構成する１６個のブロックのイントラ予測処理のタイミングを図１５に示す。Ｈ．２６４規格では、イントラ予測（以下、「ＩＰＤ」ともいう）を行なった後、直交変換（以下、「Ｔ」ともいう）と、量子化（以下、「Ｑ」ともいう）と、逆量子化（以下、「ｉＱ」ともいう）と、逆直交変換（以下、「ｉＴ」ともいう）とを、順に行なうことにより、１６個のブロックそれぞれを符号化する。各ブロックについて、ＩＰＤを１サイクルで行なうとともに、ＴとＱとｉＱとｉＴとを順に行なうこと（以下、「Ｔ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴ」ともいう）を１サイクルで行なうとすると、１個のマクロブロックを構成する１６個のブロックをラスタスキャン順に逐次処理する場合、図１５に示すように、イントラ予測処理を完了するには、１５サイクルが必要である。
【０００８】
次に、Ｈ．２６４規格のメインプロファイルで定義されている、１６画素×１６ラインのマクロブロックに対して行なうイントラ予測を説明する。
【０００９】
輝度のイントラ予測は、図１６に示すように、１６画素×１６ラインのマクロブロック単位で行なわれる。すなわち、イントラ予測対象のマクロブロックの各画素値を、イントラ予測対象のマクロブロックに隣接する上側のマクロブロックの既に符号化された１６画素と、イントラ予測対象のマクロブロックに隣接する左側のマクロブロックの既に符号化された１６画素との全部又は一部を利用して予測する。
【００１０】
他方、色差のイントラ予測は、図１７に示すように、８画素×８ラインのサブブロック単位で行なわれる。すなわち、イントラ予測対象のサブブロックの各画素値を、イントラ予測対象のサブブロックに隣接する上側のマクロブロックの既に符号化された８画素と、イントラ予測対象のサブブロックに隣接する左側のマクロブロックの既に符号化された８画素との全部又は一部を利用して予測する。
【００１１】
なお、輝度のイントラ予測については４個の予測モードがあり、予測モード０は垂直予測であり、予測モード１は水平予測であり、予測モード２は平均値予測であり、予測モード３は平面予測である。輝度のイントラ予測の場合、４個の予測モードのいずれかによる予測結果と、マクロブロックタイプとが符号化される。色差のイントラ予測についても４個の予測モードがあり、予測モード０は平均値予測であり、予測モード１は水平予測であり、予測モード２は垂直予測であり、予測モード３は平面予測である。なお、色差信号にはＣｂとＣｒとがあるが、予測モードは共通である。また、色差のイントラ予測についての予測モードは、輝度信号のイントラ予測についての予測モードと独立して選択される。
【００１２】
上記のように、ＪＶＴ方式によりイントラ予測対象のブロックを符号化するには、イントラ予測対象のブロックの処理の開始時において、イントラ予測対象のブロックに隣接する上側及び左側のブロック（参照ブロック）の画素の値が決定されていなければならない。したがって、１個のマクロブロックを構成する１６個のブロックをラスタスキャン順にＩＰＤしその後Ｔ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴしようとすると、図１５に示すように、ＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを並列化することはできない。つまり、１個のマクロブロックについてのイントラ予測処理には、多くのサイクルが必要となり、各処理部をＩＣ化し高速処理させようとすると、クロックを高速化する必要が生じ、消費電力が増大するという課題がある。
【００１３】
従来、この課題を解決するために、いろいろな手法が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【００１４】
次に、特許文献１により開示されている技術（以下、「第１の従来技術」という）を説明する。
【００１５】
図１８は、第１の従来技術の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。第１の従来技術の画像符号化装置は、Ａ／Ｄ変換部１と、画像並べ替えバッファ１９と、減算部３と、直交変換部５と、量子化部６と、可逆符号化部７と、蓄積バッファ８と、レート制御部９と、逆量子化部１０と、逆直交変換部１１と、デブロックフィルタ１２と、フレームメモリ１３と、動き予測・補償部１４と、イントラ予測部２０と、ブロックアドレス算出部２１と、予測制御部２２と、逆イントラ予測部２３と、予測制御部２５と、ブロックアドレス算出部２４とを備える。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換部１と、画像並べ替えバッファ１９と、減算部３と、直交変換部５と、量子化部６と、可逆符号化部７と、蓄積バッファ８と、レート制御部９と、逆量子化部１０と、逆直交変換部１１と、デブロックフィルタ１２と、フレームメモリ１３と、動き予測・補償部１４とにより構成される部分は、一般的な画像符号化予測処理部である。
【００１７】
次に、第１の従来技術の画像符号化装置の動作を説明する。
Ａ／Ｄ変換部１は、入力されたアナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換する。次に、画像並べ替えバッファ１９は、インタレースの画像をプログレッシブの画像へ変換する。イントラ予測部２０はイントラ予測を行なうべきであるか否かを判定する。イントラ予測部２０がイントラ予測を行なうべきであると判定すると、ブロックアドレス算出部２１は、次に処理可能なブロックのアドレスを算出し、予測制御部２２に対してどのブロックを処理すべきかを指示する。第１の従来技術の画像符号化装置は、ラスタスキャン順ではなく、処理条件が整ったブロックから順にイントラ予測を実行する。このため、第１の従来技術の画像符号化装置は、ＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを並列化すること、つまりパイプライン処理することができる。
【００１８】
直交変換部５は、イントラ予測部２０によって上記ルールにより得られた予測符号を直交変換し、量子化部６は、直交変換部５によって得られた係数を量子化し、データ量を削減する準備を行なう。その後、可逆符号化部７は量子化部６によって得られた値を可逆符号化する。可逆符号化されたデータは蓄積バッファ８に蓄積された後、画像圧縮情報として画像符号化装置の外部に出力される。
【００１９】
レート制御部９は、蓄積バッファ８の空き状態等に基づいて、量子化部６が量子化を実行する際のレート制御を行なう。
【００２０】
イントラ予測部２０は、既に量子化された、予測対象のブロックに隣接する左側及び上側の画素のデータを使用する。このため、逆量子化部１０は量子化部６によって得られた値を逆量子化し、逆直交変換部１１は、逆量子化部１０によって得られた係数を逆直交変換し、逆イントラ予測部２３は逆イントラ予測を行なう。この際、ブロックアドレス算出部２４は処理すべきブロックのアドレスを算出し、予測制御部２５は逆イントラ予測の制御を行なう。その後、デブロックフィルタ１２は、隣接するブロック間の画像を滑らかにしてブロックノイズを目立たなくし、処理した画像の情報をフレームメモリ１３に一時的に格納する。フレームメモリ１３に格納された画像の情報は、イントラ予測部２０に与えられる。これにより、イントラ予測には、常に量子化処理されたいわゆる処理画が用いられる。
【００２１】
第１の従来技術においては、ラスタスキャン順とは異なるスキャン順により、各ブロックをイントラ予測する。このため、第１の従来技術には、パイプライン処理が可能となり、処理負荷の大きいイントラ予測を並列に行なえるという長所がある。しかしながら、イントラ予測を行なうには、予測対象ブロックに隣接した上側及び左側のブロックの画素の量子化された処理画が予測対象ブロックを処理する前に得られていなければならないという、時系列的な課題は残存したままである。
【００２２】
次に、第１の従来技術の画像復号化装置を説明する。
図１９は、第１の従来技術の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。第１の従来技術の画像復号化装置は、蓄積バッファ２６と、可逆符号化部２７と、逆量子化部２８と、逆直交変換部２９と、逆イントラ予測部３０と、予測制御部３１と、ブロックアドレス算出部３２と、加算部３３と、画像並べ替えバッファ３４と、Ｄ／Ａ変換部３５と、動き予測・補償部３６と、フレームメモリ３７と、デブロックフィルタ３８とを備える。
【００２３】
第１の従来技術の画像復号化装置の動作は、上記符号化の逆の動作であるので、説明は省略する。
【００２４】
第１の従来技術におけるブロックの処理順は、図１３に示すＨ．２６４規格において定義されている順とは異なり、図２０に示す順である。そのため、第１の従来技術では、１個のマクロブロックのイントラ予測におけるＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを、図２１に示すように、４パイプラインで行なうことができる。この場合、１個のマクロブロックのイントラ予測処理を７サイクルで行なうことができる。つまり、第１の従来技術により、１個のマクロブロックのイントラ予測処理を、Ｈ．２６４規格によると１５サイクルが必要であったところから、７サイクルへとサイクル数を減少させることができ、改善されている。
【００２５】
特許文献１には、ブロックの処理順として、Ｈ．２６４規格において定義されている順とは異なる、図２２に示す順も開示されている。この場合、１個のマクロブロックのイントラ予測におけるＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを、図２３に示すように、４パイプラインで行なうことができる。したがって、図２３に示すように、１個のマクロブロックのイントラ予測処理のサイクル数を、Ｈ．２６４規格によると１５サイクルが必要であったところから、７サイクルへと減少させることができ、改善されている。
【００２６】
次に、特許文献２により開示されている技術（以下、「第２の従来技術」という）を説明する。
【００２７】
図２４は、第２の従来技術のイントラ予測装置の構成を示すブロック図である。第２の従来技術のイントラ予測装置は、マクロブロック毎にイントラ予測処理を行なう装置であって、カウンタ３９と、イントラ予測処理部４０と、加算部４４と、参照ピクセル生成部４５とを備える。イントラ予測処理部４０は、第１ＳＡＥ計算部４１と、第２ＳＡＥ計算部４２と、コスト比較部４３とを有する。
【００２８】
ＳＡＥは、Ｓｕｍ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｅｒｒｏｒの略であって、検出されたイントラ予測サンプルと、それに対応するサブブロックの現在ピクセル値とを使用することにより得られる、各イントラ予測モードにおけるエラー絶対値の和を意味する。
【００２９】
図２５は、第２の従来技術のイントラ予測装置の動作手順を示すフローチャートである。
【００３０】
次に、図２４と図２５とを使用して、第２の従来技術のイントラ予測装置の動作を説明する。
【００３１】
カウンタ３９は、イントラ予測処理段階の情報に基づいて、イントラ予測対象サブブロックを決定する（Ｓ１）。次に、イントラ予測処理部４０は、複数のイントラ予測モードによりイントラ予測を行なう（Ｓ２）。そして、第１ＳＡＥ計算部４１及び第２ＳＡＥ計算部４２は、イントラ予測モード毎にＳＡＥ計算を行なう（Ｓ３）。コスト比較部４３は、第１ＳＡＥ計算部４１によって得られた結果と、第２ＳＡＥ計算部４２によって得られた結果とを比較し、パフォーマンスコストが小さい方をイントラ予測サンプルとして出力し、加算部４４はイントラ予測サンプルに残留値を加算する（Ｓ４）。その後、参照ピクセル生成部４５はイントラ予測対象ブロックのピクセル値を再構成する（Ｓ５）。更に、参照ピクセル生成部４５は参照サブブロックのピクセル値を生成する（Ｓ６）。最後に、参照ピクセル生成部４５はイントラ予測処理段階の情報をアップデートする（Ｓ７）。
【００３２】
第２の従来技術におけるイントラ予測のブロックの処理順は図２６に示す順であって、２個のブロックの処理を同時に行なうことが可能になる。つまり、図２７に示すように、１個のマクロブロックのイントラ予測におけるＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを、２パイプラインで行なうことができる。したがって、１個のマクロブロックのイントラ予測処理を、Ｈ．２６４規格によると１５サイクルが必要であったところから、それより少ない１０サイクルで実行することができ、改善されている。
【００３３】
第２の従来技術においても、ラスタスキャン順とは異なるスキャン順により各ブロックをイントラ予測するので、イントラ予測の速度を向上させることが可能となる。つまり、第２の従来技術には、処理負荷の大きいイントラ予測を高速で行なえるという長所がある。
【特許文献１】特開２００４−１４０４７３号公報
【特許文献２】特開２００５−１３０５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
特許文献１に記載の方法は、図２１及び図２３に示すように、各ブロックについて実行すべきＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを、４パイプラインで行なう。しかしながら、１個のマクロブロックのイントラ予測処理のサイクル数を、Ｈ．２６４規格による１５サイクルから、その約半分の７サイクルへしか減少させることができない。つまり、特許文献１に記載の方法では、パイプラインの使用効率が悪いという課題がある。また、特許文献１に記載の方法では、Ｈ．２６４の規格で定義されているラスタスキャン順でイントラ予測されていないので、画像復号化装置には、ブロックの処理順をラスタスキャン順に変更する手段が必要となる。
【００３５】
また、特許文献２に記載の方法は、図２７に示すように、各ブロックについて実行すべきＩＰＤとＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴとを、２段のパイプラインで行なう。しかしながら、イントラ予測を行なうには、予測対象ブロックに隣接する上側及び左側の画素の量子化された処理画が既に得られていなければならないという、時系列的な課題がある。このため、１個のマクロブロックのイントラ予測処理のサイクル数を、Ｈ．２６４規格による１５サイクルから、１０サイクルへしか減少させることができない。つまり、特許文献２に記載の方法では、イントラ予測処理の高速化を実現することができない。
【００３６】
本発明は、より少ないサイクル数でイントラ予測処理を行なうとともに、Ｈ．２６４の規格に準拠した画像復号化装置が復号化することができる符号化データを生成する画像符号化装置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】
【００３７】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の画像符号化装置は、画像内のマクロブロックを構成する矩形領域についてイントラ予測し、前記画像を符号化する装置であって、（ａ）イントラ予測対象の矩形領域に隣接する左側の矩形領域の、前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する右端の垂直方向の原画の画素データと、（ｂ）前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する上側の矩形領域の、前記イントラ予測対象の矩形領域に隣接する下端の水平方向の原画の画素データとの、少なくとも一方を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記画素データを利用して、前記イントラ予測対象の矩形領域についてイントラ予測するイントラ予測手段とを備える。
【００３８】
前記矩形領域は４画素×４ラインのブロックであって、前記記憶手段は、前記マクロブロックを構成する１６個のイントラ予測対象のブロックそれぞれについて、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の原画の画素データを記憶し、前記イントラ予測手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測してもよい。
【００３９】
本発明の画像符号化装置は、更に、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの原画について直交変換及び量子化することにより得られる量子化値が所定の閾値より大きいか否かを判定する量子化値判定手段と、前記量子化値判定手段によって、前記量子化値が前記閾値より大きいと判定された場合、前記左側のブロックの原画に対して解像度を低下させるフィルタ処理を行なうフィルタ処理手段とを備え、前記イントラ予測手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画素データにより形成される画素を含む前記左側のブロックの原画に対して、前記フィルタ処理手段によってフィルタ処理された後の画像であるフィルタ処理画の右端の垂直方向の画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測してもよい。
【００４０】
本発明の画像符号化装置は、更に、前記イントラ予測対象のブロックを含む画像がフレームであるのかフィールドであるのかを判定するフレーム判定手段を備え、前記イントラ予測手段は、（１）前記フレーム判定手段によって、前記画像がフレームであると判定された場合、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測し、（２）前記フレーム判定手段によって、前記画像がフィールドであると判定された場合、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測してもよい。
【００４１】
前記矩形領域は４画素×４ラインのブロックであって、前記記憶手段は、前記マクロブロックを構成する左端の垂直方向の４個のイントラ予測対象のブロックのみについて、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の原画の画素データを記憶し、前記イントラ予測手段は、（１）前記４個のイントラ予測対象のブロックについては、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測し、（２）前記マクロブロックを構成する１６個のブロックのうちの前記４個のイントラ予測対象のブロックを除く１２個のイントラ予測対象のブロックについては、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の符号化処理された後の画像の画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測してもよい。
【００４２】
前記矩形領域は４画素×４ラインのブロックであって、前記記憶手段は、前記マクロブロックを構成する１６個のイントラ予測対象のブロックそれぞれについて、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する上側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する下端の水平方向の原画の画素データを記憶し、前記イントラ予測手段は、前記記憶手段に記憶されている前記画素データと、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する左側のブロックの、前記イントラ予測対象のブロックに隣接する右端の垂直方向の符号化処理された後の画像の画素データとを利用して、前記イントラ予測対象のブロックについてイントラ予測してもよい。
【００４３】
本発明の画像符号化装置は、画像内のマクロブロックについてイントラ予測し、前記画像を符号化する装置であって、前記マクロブロックについてイントラ予測するイントラ予測手段と、前記マクロブロックに対応する色差についてのサブブロックの色差についての予測モードとして、前記マクロブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当てる割り当て手段とを備える。
【００４４】
前記イントラ予測手段は、前記マクロブロックを構成する各サブブロックの輝度についてイントラ予測するとともに、前記マクロブロックに対応する色差についてのサブブロックの特定のブロックの色差についてイントラ予測し、前記マクロブロックにおいて、前記色差についてのサブブロックにおいて前記特定のブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する、前記マクロブロックを構成する特定のサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と、前記特定のブロックの色差についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容とが同じ場合、前記割り当て手段は、前記色差についてのサブブロックを構成する一のブロックの色差についての予測モードとして、前記マクロブロックにおける、前記色差についてのサブブロックにおいて前記一のブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する、前記マクロブロックを構成するサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当ててもよい。
【００４５】
本発明の画像符号化装置は、画像内のマクロブロックについてイントラ予測し、前記画像を符号化する装置であって、前記マクロブロックについてイントラ予測するイントラ予測手段と、第１のマクロブロックを構成する第１の特定のサブブロックの輝度についての予測モードと、前記第１のマクロブロックより後にイントラ予測される、前記第１のマクロブロックに隣接する第２のマクロブロックのブロックにおいて、前記第１のマクロブロックにおいて前記第１の特定のサブブロックが存在する位置と相対的に同じ位置に存在する第２の特定のサブブロックの輝度についてイントラ予測されて得られた予測モードとが同じ場合、前記第２のマクロブロックの色差についての予測モードとして、前記第１のマクロブロックの色差についての予測モードを割り当てる割り当て手段とを備える。
【００４６】
本発明は、本発明の画像符号化装置の特徴的な構成手段をステップとする方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、上記特徴的な構成手段を含む集積回路として実現することもできる。上記のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることもできる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明は、より少ないサイクル数で負荷が大きいたイントラ予測処理を行なうとともに、Ｈ．２６４の規格に準拠した画像復号化装置が復号化することができる符号化データを生成する画像符号化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００４９】
（実施の形態１）
先ず、実施の形態１の画像符号化装置を説明する。
【００５０】
図１は、実施の形態１の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の画像符号化装置は、イントラ予測処理をより効率的にパイプライン化して実行する装置であって、Ａ／Ｄ変換部１と、イントラ予測バッファ２と、減算部３と、イントラ予測部４と、直交変換部５と、量子化部６と、可逆符号化部７と、蓄積バッファ８と、レート制御部９と、逆量子化部１０と、逆直交変換部１１と、フレームメモリ１３とを備える。
【００５１】
次に、各構成部の機能を説明する。
Ａ／Ｄ変換部１は、アナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換する。イントラ予測バッファ２は、イントラ予測処理に必要な、予測対象ブロックの左側に隣接するラインの原画データを一時的に記憶する。減算部３は、入力されるディジタルの画像信号から、イントラ予測部４によって得られた画像信号を減算する。イントラ予測部４は、イントラ予測バッファ２から入力される、予測対象ブロックの左側に隣接するラインの原画データと、フレームメモリ１３から入力される、逆直交変換（ｉＴ）された、予測対象ブロックの上側に隣接する処理画のデータとに基づいて、４画素×４ラインのブロック又は１６画素×１６ラインのマクロブロックについてイントラ予測する。
【００５２】
直交変換部５は、減算部３によって得られたデータを直交変換する。量子化部６は直交変換されたデータを量子化する。可逆符号化部７は、量子化されたデータを可逆符号化する構成部であって、情報量を保持しつつ符号量を少なくする。蓄積バッファ８は、可逆符号化された画像データを一時的にバッファリングする構成部であって、次段の処理速度と歩調を合わせるために使用される。レート制御部９は、蓄積バッファ８の空き容量等をモニタすることにより、量子化部６に対して、量子化速度や量子化精度を指示して処理レートの歩調を制御する。
【００５３】
逆量子化部１０は、量子化部６によって量子化されたデータを逆量子化して量子化される前のデータに戻す。逆直交変換部１１は、逆量子化部１０からのデータを逆直交変換して処理画を生成する。フレームメモリ１３は、処理画のデータを一時的に記憶する構成部であって、そのデータを次段のイントラ予測部４に与えるためのメモリである。
【００５４】
次に、実施の形態１の画像符号化装置の特徴的な部分の動作を説明する。
Ａ／Ｄ変換部１は、入力されたアナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換する。次に、イントラ予測バッファ２は、予測対象の４画素×４ラインのブロックの左側に隣接するブロックの右側１ラインの原画データを一時的に記憶する。具体的には、図２に示すように、イントラ予測バッファ２は、第０ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第０ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第０ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第４ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第２ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第２ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第２ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第３ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第６ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第８ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第８ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第８ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第９ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１２ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１０ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第１０ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１０ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１１ブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１４ブロックの一番右端１ラインの原画データとを、一時的に記憶する。
【００５５】
イントラ予測部４は、各ブロックについて、イントラ予測バッファ２に記憶さているデータと、予測対象ブロックより前に符号化された処理画の水平方向の画素データとを利用して、イントラ予測を行なう。
【００５６】
これにより、イントラ予測部４は、予測対象ブロックのイントラ予測処理（ＩＰＤ及びＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴ）を、予測対象ブロックの左隣のブロックの処理の終了を待つことなく、イントラ予測バッファ２に一時的に記憶されている、ライン方向の原画データを利用することにより開始することができる。したがって、図３に示すように、イントラ予測部４は、４パイプラインにより、第０ブロック、第１ブロック、第４ブロック、及び第５ブロックのＩＰＤを同時に開始することができる。
【００５７】
イントラ予測部４は、第０ブロックのイントラ予測処理が終了した後、第０ブロックの処理により得られた画像のデータと、第２ブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右端１ラインの原画データとを使用することにより、第２ブロックのＩＰＤを開始することができる。
【００５８】
同様に、イントラ予測部４は、第２ブロックのイントラ予測処理が終了した後、第２ブロックの処理により得られた画像のデータと、第８ブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右端１ラインの原画データとを使用することにより、第８ブロックのＩＰＤを開始することができる。第１０ブロックについては、イントラ予測部４は、第８ブロックのイントラ予測処理が終了した後、第８ブロックの処理により得られた画像のデータと、第１０ブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右端１ラインの原画データとを使用することにより、第１０ブロックのＩＰＤを開始することができる。
【００５９】
つまり、第２ブロックのイントラ予測処理は、第０ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第８ブロックのイントラ予測処理は、第２ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第１０ブロックのイントラ予測処理は、第８ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができる。
【００６０】
同様に、第３ブロックのイントラ予測処理は、第１ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第９ブロックのイントラ予測処理は、第３ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第１１ブロックのイントラ予測処理は、第９ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができる。同様に、第６ブロックのイントラ予測処理は、第４ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第１２ブロックのイントラ予測処理は、第６ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第１４ブロックのイントラ予測処理は、第１２ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができる。更に、第７ブロックのイントラ予測処理は、第５ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第１３ブロックのイントラ予測処理は、第７ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができ、第１５ブロックのイントラ予測処理は、第１３ブロックのイントラ予測処理が終了すれば開始することができる。
【００６１】
また、上述したように、イントラ予測部４は、第０ブロック、第１ブロック、第４ブロック、及び第５ブロックのイントラ予測処理を同時に開始することができる。したがって、イントラ予測部４は、第２ブロック、第３ブロック、第６ブロック、及び第７ブロックのイントラ予測処理を、同時に開始することができる。同様に、イントラ予測部４は、第８ブロック、第９ブロック、第１２ブロック、及び第１３ブロックのイントラ予測処理を、同時に開始することができる。更に、イントラ予測部４は、第１０ブロック、第１１ブロック、第１４ブロック、及び第１５ブロックのイントラ予測処理を、同時に開始することができる。
【００６２】
したがって、イントラ予測部４は、４個のブロックのイントラ予測処理を同時に開始することができるので、図３に示すように、１個のマクロブロックのイントラ予測処理（ＩＰＤ及びＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴ）を、４パイプラインにより４サイクルで完了することができる。
【００６３】
このように、実施の形態１の画像符号化装置は、イントラ予測処理の負荷を分散し、イントラ予測処理のパイプライン化を実現している。これにより、サイクル数を従来より減らすことができ、消費電力を低減することができる。
【００６４】
なお、実施の形態１におけるブロックは、「矩形領域」の一例である。
また、実施の形態１では、イントラ予測バッファ２は、予測対象の４画素×４ラインのブロックの左側に隣接するブロックの右側１ラインの原画データを一時的に記憶する。しかしながら、イントラ予測バッファ２は、予測対象の４画素×４ラインのブロックの上側に隣接するブロックの下側１ラインの原画データを一時的に記憶してもよい。この場合、イントラ予測部４は、各ブロックについて、イントラ予測バッファ２に記憶さているデータと、予測対象ブロックより前に符号化された処理画の垂直方向の画素データとを利用して、イントラ予測を行なう。
【００６５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２の画像符号化装置を説明する。
【００６６】
実施の形態２の画像符号化装置の構成は、実施の形態１の画像符号化装置の構成と同様であるので、その説明を省略する。但し、イントラ予測バッファ２に一時的に記憶される原画データがイントラ予測処理対象マクロブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右のラインのデータのみである点が、実施の形態１と異なる。
【００６７】
図４は、実施の形態２におけるブロックの処理順を示す図である。
次に、実施の形態２の画像符号化装置の特徴的な部分の動作を説明する。
【００６８】
Ａ／Ｄ変換部１は、入力されたアナログの画像信号をディジタルの画像信号に変換する。次に、イントラ予測バッファ２は、予測対象の４画素×４ラインのブロックの左に隣接するブロックの右端１ラインの原画データを一時的に記憶する。具体的には、図４に示すように、イントラ予測バッファ２は、第０ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第０ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第２ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第２ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第８ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第８ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データと、第１０ブロックが含まれるマクロブロックの左側のマクロブロックの一部である、第１０ブロックの左に隣接するブロックの一番右端１ラインの原画データとを、一時的に記憶する。
【００６９】
イントラ予測部４は、各ブロックについて、イントラ予測バッファ２に記憶さているデータと、予測対象ブロックより前に符号化された処理画の水平方向の画素データ（原画データ）とを利用して、イントラ予測を行なう。
【００７０】
これにより、イントラ予測部４は、予測対象ブロックのイントラ予測処理（ＩＰＤ及びＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴ）を、予測対象ブロックの左隣のブロックの処理の終了を待つことなく、イントラ予測バッファ２に一時的に記憶されている、ライン方向の原画データを利用することにより、実行することができる。
【００７１】
したがって、図５に示すように、イントラ予測部４は、第０ブロックのイントラ予測処理が終了した後、第０ブロックの処理により得られた画像のデータと、第２ブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右端１ラインの原画データとを使用することにより、第２ブロックのＩＰＤを開始することができる。同様に、イントラ予測部４は、第２ブロックのイントラ予測処理が終了した後、第２ブロックの処理により得られた画像のデータと、第８ブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右端１ラインの原画データとを使用することにより、第８ブロックのＩＰＤを開始することができる。更に、イントラ予測部４は、第８ブロックのイントラ予測処理が終了した後、第８ブロックの処理により得られた画像のデータと、第１０ブロックの左に隣接するマクロブロックの一番右端１ラインの原画データとを使用することにより、第１０ブロックのＩＰＤを開始することができる。
【００７２】
第１ブロックについては、イントラ予測部４は、第１ブロックに隣接する上のブロックのイントラ予測処理が終了するとともに、第０ブロックのイントラ予測処理が終了した後、イントラ予測処理を開始することができる。第３ブロックについては、イントラ予測部４は、第１ブロック及び第０ブロックのイントラ予測処理が終了した後、イントラ予測処理を開始することができる。第９ブロックについては、イントラ予測部４は、第３ブロック及び第８ブロックのイントラ予測処理が終了した後、イントラ予測処理を開始することができる。第１１ブロックについては、イントラ予測部４は、第９ブロック及び第１０ブロックのイントラ予測処理が終了した後、イントラ予測処理を開始することができる。第４ブロック、第６ブロック、第１２ブロック、第１４ブロック、第５ブロック、第７ブロック、第１３ブロック、及び第１５ブロックについても同様にして、イントラ予測部４は、各ブロックの上及び左のイントラ予測処理が終了した後、イントラ予測処理を開始することができる。
【００７３】
したがって、イントラ予測部４は、図５に示すように、４個のブロックのイントラ予測処理（ＩＰＤ及びＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴ）を順次開始することが可能であり、このため、１個のマクロブロックのイントラ予測処理を、４パイプラインにより７サイクルで完了することができる。
【００７４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３の画像符号化装置を説明する。
【００７５】
図６は、実施の形態３の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態３の画像符号化装置は、実施の形態１の画像符号化装置の全部の構成部に、フィルタ１５、フィルタ値決定部１６、及びＱｐ値判定部１７が追加された装置である。実施の形態３では、実施の形態１で説明した構成部と同じ構成部については説明を省略する。
【００７６】
次に、フィルタ１５、フィルタ値決定部１６、及びＱｐ値判定部１７の機能を説明する。
【００７７】
Ｑｐ値判定部１７は、量子化部６により生成された量子化値Ｑｐが閾値ｋより大きいか否かを判定する。フィルタ値決定部１６は、Ｑｐ値判定部１７によって得られた判定結果に基づいて、フィルタ乗数（補正データ）αを決定する。フィルタ１５は、イントラ予測バッファ２に一時的に記憶された、予測対象ブロックの左に隣接したマクロブロックの原画ラインデータに、フィルタ値決定部１６によって得られたフィルタ乗数αを乗算することにより、原画ラインデータをフィルタリングする。
【００７８】
次に、実施の形態３の画像符号化装置の特徴的な部分の動作を説明する。
実施の形態１の画像符号化装置は、予測対象ブロックの左隣のランデータとして原画データ（原画ラインデータ）を使用する。ところで、量子化部６によって得られた量子化値Ｑｐが閾値ｋを越えると、イントラ予測により得ようとする画素値が、その画素値を原画ラインデータを利用することにより予測する場合、Ｔ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴが施された処理画のデータを利用することにより予測する場合に比べて、大きく異なることがある。この場合、原画ラインデータを利用することにより行なったイントラ予測の結果を利用すると、最終的に得られる符号量が増加したり、復号画像の質が劣ることがありうる。
【００７９】
そこで、Ｑｐ値判定部１７が、量子化値Ｑｐが閾値ｋより大きいと判定した場合、フィルタ値決定部１６は、原画がローパスフィルタ処理されるように、フィルタ乗数αを決定する。フィルタ１５は、図７に示すように、イントラ予測バッファ２に一時的に記憶された、予測対象ブロックの左に隣接したマクロブロックの原画ラインデータに、フィルタ値決定部１６によって得られたフィルタ乗数αを乗算することにより、原画ラインデータをフィルタリングして原画の解像度を低下し、フィルタ処理画を生成する。これにより、最終的に得られる符号量が増加したり、復号画像の質が劣るという問題は生じない。
【００８０】
なお、Ｑｐ値判定部１７が、量子化値Ｑｐが閾値ｋ以下であると判定した場合、フィルタ１５から出力されるラインデータは原画ラインデータである。
【００８１】
なお、図８に示すように、実施の形態３のパイプラインの段数は実施の形態１と同じ４であり、実施の形態３のイントラ予測処理（ＩＰＤ及びＴ／Ｑ／ｉＱ／ｉＴ）のサイクル数も、実施の形態１と同じ４である。
【００８２】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４の画像符号化装置を説明する。
【００８３】
図９は、実施の形態４の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態４の画像符号化装置は、実施の形態１の画像符号化装置のイントラ予測バッファ２に替わって、輝度イントラ予測バッファ１８が設けられている装置である。実施の形態４では、実施の形態１で説明した構成部と同じ機能を有する構成部については説明を省略する。
【００８４】
次に、輝度イントラ予測バッファ１８及びイントラ予測部４の機能を説明する。
輝度イントラ予測バッファ１８は、１６画素×１６ラインのマクロブロックについて輝度のイントラ予測が行なわれた結果を保持するバッファである。イントラ予測部４は、１６画素×１６ラインのマクロブロックについて輝度のイントラ予測を行なう機能を有する。また、イントラ予測部４は、輝度イントラ予測バッファ１８から輝度のイントラ予測に関する情報を入手すると、色差のイントラ予測に関しては、輝度のイントラ予測によって決定された予測モードを用いてイントラ予測を行なう機能をも有する。
【００８５】
次に、実施の形態４の画像符号化装置の特徴的な部分の動作を説明する。
イントラ予測部４は、図１０に示す輝度（Ｙ）の１６画素×１６ラインのマクロブロックについて、輝度のイントラ予測を行なう。輝度イントラ予測バッファ１８は、イントラ予測部４によって行なわれた、輝度についてのイントラ予測の結果（決定された予測モード）を保持する。
【００８６】
イントラ予測部４は、イントラ予測対象のマクロブロックの色差（Ｃｒ，Ｃｂ）についてのイントラ予測の予測モードとして、輝度イントラ予測バッファ１８に保持されている予測モードの内容と同じ内容の予測モード、すなわち、輝度についての予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当てる。色差（Ｃｒ，Ｃｂ）についてのイントラ予測が省略されるので、イントラ予測処理の高速化が実現される。
【００８７】
なお、イントラ予測部４は、図１０に示す輝度のマクロブロックを構成する４個の８画素×８ラインのサブブロックそれぞれについて、輝度のイントラ予測を行ない、輝度イントラ予測バッファ１８は、イントラ予測部４によって行なわれた、４個のサブブロックそれぞれについての予測モードを保持してもよい。その場合、イントラ予測部４は、色差についてのイントラ予測対象領域であるサブブロックを構成する４個のブロックのうちの特定のブロック（例えば、第０ブロック）について、色差のイントラ予測を行ない、予測モードを決定する。イントラ予測部４は、輝度についての特定のサブブロック（例えば、第０サブブロック）の予測モードの内容と、色差についての特定のブロック（例えば、第０ブロック）の予測モードの内容とが同じであるか否かを判定する。輝度についての特定のサブブロックの予測モードの内容と、色差についての特定のブロックの予測モードの内容とが同じである場合、イントラ予測部４は、色差についての特定のブロック以外のブロック（例えば、第１ブロック）の予測モードとして、そのブロックに対応する輝度のサブブロック（例えば、第１サブブロック）の予測モードの内容と同じ内容の予測モードを割り当ててもよい。このようにして色差についてのイントラ予測の一部を省略してもよい。
【００８８】
輝度についての特定のサブブロックの予測モードの内容と、色差についての特定のブロックの予測モードの内容とが異なる場合、イントラ予測部４は、色差についての各ブロックについてイントラ予測する。
【００８９】
特定のサブブロックは、第０サブブロックに限られず、第１サブブロック、第２サブブロック、及び第３サブブロックのいずれでもよい。また、特定のブロックは、第０ブロックに限られず、第１ブロック、第２ブロック、及び第３ブロックのいずれでもよい。要するに、特定のサブブロック及び特定のブロックは、イントラ予測領域の相対的に同じ位置に存在する、サブブロック及びブロックであればよい。
【００９０】
また、イントラ予測部４が隣接するマクロブロックについてイントラ予測し、先に予測する方のマクロブロックについて、輝度のイントラ予測及び色差のイントラ予測が終了している場合を想定する。ここで、後に予測する方のマクロブロック内の特定のサブブロックの輝度のイントラ予測によって決定された予測モードと、先に予測する方のマクロブロック内の特定のサブブロックの輝度のイントラ予測によって決定された予測モードとが同じ場合、イントラ予測部４は、後に予測する方のサブブロックの色差のイントラ予測の予測モードとして、先に予測する方の対応するサブブロックの色差のイントラ予測の予測モードを割り当ててもよい。
【００９１】
特定のサブブロックは、第０サブブロック、第１サブブロック、第２サブブロック、及び第３サブブロックのいずれでもよい。また、対応するサブブロックとは、イントラ予測領域の相対的に同じ位置に存在するサブブロックを意味する。例えば、先に予測する方のマクロブロックの第２サブブロックと、後に予測する方のマクロブロックの第２サブブロックとが対応する。
【００９２】
なお、上述した実施の形態１から３において、ブロックは、サブブロック又はマクロブロックに置き換えられて、ブロックと同様に、サブブロック又はマクロブロックに対してイントラ予測が行なわれてもよい。
【００９３】
また、上述した実施の形態１において各ブロックについてイントラ予測を行なう際、そのブロックが含まれる画像がフレームである場合、上述した実施の形態１において説明したようにイントラ予測を行なう。他方、イントラ予測対象のブロックが含まれる画像がフィールドである場合、上述した実施の形態１において説明したイントラ予測を行なわず、通常のイントラ予測を行なう。したがって、図１２に示すように、画像符号化装置は、画像がフレームであるのかフィールドであるのかを判定するフレーム判定部５０を有していてもよい。
【００９４】
更に、実施の形態１から３では、イントラ予測時に原画を用いる場合を説明した。予測モード決定後に符号化する際、原画を用いて符号化してもよいし、符号化処理された後の画像を用いて符号化してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の画像符号化装置は、イントラ予測を行なって画像を符号化する装置、例えばＤＶＤ録画再生装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施の形態１の画像符号化装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１において、１個のマクロブロックをイントラ予測処理する際の各ブロックの処理順を示す図
【図３】実施の形態１において、各ブロックの処理のタイミングを示す図
【図４】実施の形態２において、１個のマクロブロックをイントラ予測処理する際の各ブロックの処理順を示す図
【図５】実施の形態２において、各ブロックの処理のタイミングを示す図
【図６】実施の形態３の画像符号化装置の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態３において、１個のマクロブロックをイントラ予測処理する際の各ブロックの処理順を示す図
【図８】実施の形態３において、各ブロックの処理のタイミングを示す図
【図９】実施の形態４の画像符号化装置の構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態４において、１個のマクロブロックについて、輝度のイントラ予測処理する際の各サブブロックの処理順を示す図
【図１１】実施の形態４において、１個のマクロブロックについて、色差のイントラ予測処理する際の各サブブロックの処理順を示す図
【図１２】処理対象の画像がフレームであるのかフィールドであるのかを判断してイントラ予測する画像符号化装置の構成を示すブロック図
【図１３】Ｈ．２６４規格の４画素×４ラインの１６個のブロックのイントラ予測を実行する際の処理順を示す図
【図１４】Ｈ．２６４規格の１個のブロックのイントラ予測を説明するための図
【図１５】Ｈ．２６４規格における、各ブロックの処理のタイミングを示す図
【図１６】Ｈ．２６４規格における、１６画素×１６ラインの１個のマクロブロックの輝度についてのイントラ予測を説明するための図
【図１７】Ｈ．２６４規格における、８画素×８６ラインの１個のサブブロックの色差についてのイントラ予測を説明するための図
【図１８】特許文献１に記載の画像符号化装置の構成を示すブロック図
【図１９】特許文献１に記載の画像復号化装置の構成を示すブロック図
【図２０】特許文献１に記載の各ブロックの第１の処理順を示す図
【図２１】特許文献１に記載の各ブロックの第１の処理のタイミングを示す図
【図２２】特許文献１に記載の各ブロックの第２の処理順を示す図
【図２３】特許文献１に記載の各ブロックの第２の処理のタイミングを示す図
【図２４】特許文献２に記載のイントラ予測装置の構成を示す図
【図２５】特許文献２に記載のイントラ予測装置の動作手順を示すフローチャート
【図２６】特許文献２に記載の各ブロックの処理順を示す図
【図２７】特許文献２に記載の各ブロックの処理のタイミングを示す図
【符号の説明】
【００９７】
１  Ａ／Ｄ変換部
２  イントラ予測バッファ
３  減算部
４  イントラ予測部
５  直交変換部
６  量子化部
７  可逆符号化部
８  蓄積バッファ
９  レート制御部
１０  逆量子化部
１１  逆直交変換部
１３  フレームメモリ
１５  フィルタ
１６  フィルタ値決定部
１７  Ｑｐ値判定部
１８  輝度イントラ予測バッファ
５０  フレーム判定部
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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