(57)【要約】【課題】イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生を抑制することができるようにする。【解決手段】本開示の画像処理装置は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部とを備える。本開示は、画像処理装置に適用することができる。【選択図】図７
2013150173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、
前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部と、
前記予測画像生成部により生成された前記イントラ予測画像を用いて、前記画像を符号化する符号化部と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記位相シフト部は、処理対象であるカレント領域内の画素の前記輝度信号である輝度復号画素の位相と、前記カレント領域の周辺に位置する周辺画素の前記輝度信号である輝度周辺画素の位相とを、それぞれシフトする
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記周辺画素の前記色差信号である色差周辺画素と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度周辺画素であるシフト周辺画素とを用いて、相関係数を生成する相関係数生成部をさらに備え、
前記予測画像生成部は、前記相関係数生成部により生成された前記相関係数を用いて、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度復号画素であるシフト復号画素から前記色差信号のイントラ予測画像を生成する
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記位相シフト部は、前記カレントフィールドの種類と、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、前記輝度信号の位相のシフト量および方向を決定し、決定したシフト量および方向に、前記輝度信号の位相をシフトする
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記位相シフト部は、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがトップフィールドの場合、前記輝度信号の位相を１／４位相にシフトし、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがボトムフィールドの場合、前記輝度信号の位相を３／４位相にシフトする
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、線形内挿により実現する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、FIRフィルタにより実現する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記位相シフト部は、前記FIRフィルタとして、動き補償のための１／４画素制度のフィルタを用いる
請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記カレントフィールドの種類を判定するフィールド判定部をさらに備え、
前記位相シフト部は、前記フィールド判定部による判定結果に基づいて、前記輝度信号の位相をシフトする
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
画像処理装置の画像処理方法であって、
位相シフト部が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトし、
予測画像生成部が、位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成し、
符号化部が、生成された前記イントラ予測画像を用いて、前記画像を符号化する
画像処理方法。
【請求項１１】
輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データを復号する復号部と、
前記復号部により前記符号化データが復号されて得られた、前記画像と前記画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、
前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部と、
前記予測画像生成部により生成された前記イントラ予測画像を、前記差分画像に加算して、前記画像を復元する演算部と
を備える画像処理装置。
【請求項１２】
前記位相シフト部は、処理対象であるカレント領域内の画素の前記輝度信号である輝度復号画素の位相と、前記カレント領域の周辺に位置する周辺画素の前記輝度信号である輝度周辺画素の位相とを、それぞれシフトする
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記周辺画素の前記色差信号である色差周辺画素と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度周辺画素であるシフト周辺画素とを用いて、相関係数を生成する相関係数生成部をさらに備え、
前記予測画像生成部は、前記相関係数生成部により生成された前記相関係数を用いて、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度復号画素であるシフト復号画素から前記色差信号のイントラ予測画像を生成する
請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記位相シフト部は、前記カレントフィールドの種類と、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、前記輝度信号の位相のシフト量および方向を決定し、決定したシフト量および方向に、前記輝度信号の位相をシフトする
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記位相シフト部は、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがトップフィールドの場合、前記輝度信号の位相を１／４位相にシフトし、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがボトムフィールドの場合、前記輝度信号の位相を３／４位相にシフトする
請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、線形内挿により実現する
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、FIRフィルタにより実現する
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記位相シフト部は、前記FIRフィルタとして、動き補償のための１／４画素制度のフィルタを用いる
請求項１７に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記カレントフィールドの種類を判定するフィールド判定部をさらに備え、
前記位相シフト部は、前記フィールド判定部による判定結果に基づいて、前記輝度信号の位相をシフトする
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
画像処理装置の画像処理方法であって、
復号部が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データを復号し、
位相シフト部が、前記符号化データが復号されて得られた、前記画像と前記画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトし、
予測画像生成部が、位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成し、
演算部が、生成された前記イントラ予測画像を、前記差分画像に加算して、前記画像を復元する
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像処理装置および方法に関し、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生を抑制する画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及した。
【０００３】
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
【０００４】
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
【０００５】
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われた。
【０００６】
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
【０００７】
ところで、AVCにおいては、符号化の処理単位（符号化単位）として、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されている。しかしながら、このマクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
【０００８】
そこで、PostAVC符号化方式となる、HEVC（High Efficiency Video Coding）においては、マクロブロックの代わりの符号化単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００９】
このようなAVCやHEVCにおいては、イントラ予測に多くのモードが用意されている。その１つとして、例えば、輝度信号と色差信号との相関関係を利用した色差信号のイントラ予測方式（LM（Linear Model）モード）が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Benjamin Bross, Woo-Jin Han, Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, Thomas Wiegand," Working Draft 4 of High-Efficiency Video Coding ", JCTVC-F803_d2, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 6th Meeting: Torino, IT, 14-22 July, 2011
【非特許文献２】Jianle Chen, Vadim Seregin, Woo-Jin Han, Jungsun Kim, Byeongmoon Jeon, " CE6.a.4: Chroma intra prediction by reconstructed luma samples ", JCTVC-E266, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG115th Meeting: Geneva, 16-23 March, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、入力が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が互いに異なるフォーマットであり、かつ、インターレース信号である場合、輝度信号の位相と色差信号の位相は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が互いに同一であるフォーマットの場合と異なるずれ方をする。
【００１２】
したがって、この位相関係を考慮せずに、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が互いに同一であるフォーマットの場合と同様に、LMモードのイントラ予測処理（輝度ベース色差イントラ予測処理とも称する）を行うと、色差信号の位相ずれが発生する恐れがあった。
【００１３】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本開示の一側面は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部と、前記予測画像生成部により生成された前記イントラ予測画像を用いて、前記画像を符号化する符号化部とを備える画像処理装置である。
【００１５】
前記位相シフト部は、処理対象であるカレント領域内の画素の前記輝度信号である輝度復号画素の位相と、前記カレント領域の周辺に位置する周辺画素の前記輝度信号である輝度周辺画素の位相とを、それぞれシフトすることができる。
【００１６】
前記周辺画素の前記色差信号である色差周辺画素と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度周辺画素であるシフト周辺画素とを用いて、相関係数を生成する相関係数生成部をさらに備え、前記予測画像生成部は、前記相関係数生成部により生成された前記相関係数を用いて、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度復号画素であるシフト復号画素から前記色差信号のイントラ予測画像を生成することができる。
【００１７】
前記位相シフト部は、前記カレントフィールドの種類と、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、前記輝度信号の位相のシフト量および方向を決定し、決定したシフト量および方向に、前記輝度信号の位相をシフトすることができる。
【００１８】
前記位相シフト部は、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがトップフィールドの場合、前記輝度信号の位相を１／４位相にシフトし、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがボトムフィールドの場合、前記輝度信号の位相を３／４位相にシフトすることができる。
【００１９】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、線形内挿により実現することができる。
【００２０】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、FIRフィルタにより実現することができる。
【００２１】
前記位相シフト部は、前記FIRフィルタとして、動き補償のための１／４画素制度のフィルタを用いることができる。
【００２２】
前記カレントフィールドの種類を判定するフィールド判定部をさらに備え、前記位相シフト部は、前記フィールド判定部による判定結果に基づいて、前記輝度信号の位相をシフトすることができる。
【００２３】
本開示の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、位相シフト部が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトし、予測画像生成部が、位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成し、符号化部が、生成された前記イントラ予測画像を用いて、前記画像を符号化する画像処理方法である。
【００２４】
本開示の他の側面は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データを復号する復号部と、前記復号部により前記符号化データが復号されて得られた、前記画像と前記画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部と、前記予測画像生成部により生成された前記イントラ予測画像を、前記差分画像に加算して、前記画像を生成する演算部とを備える画像処理装置である。
【００２５】
前記位相シフト部は、処理対象であるカレント領域内の画素の前記輝度信号である輝度復号画素の位相と、前記カレント領域の周辺に位置する周辺画素の前記輝度信号である輝度周辺画素の位相とを、それぞれシフトすることができる。
【００２６】
前記周辺画素の前記色差信号である色差周辺画素と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度周辺画素であるシフト周辺画素とを用いて、相関係数を生成する相関係数生成部をさらに備え、前記予測画像生成部は、前記相関係数生成部により生成された前記相関係数を用いて、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度復号画素であるシフト復号画素から前記色差信号のイントラ予測画像を生成することができる。
【００２７】
前記位相シフト部は、前記カレントフィールドの種類と、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、前記輝度信号の位相のシフト量および方向を決定し、決定したシフト量および方向に、前記輝度信号の位相をシフトすることができる。
【００２８】
前記位相シフト部は、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがトップフィールドの場合、前記輝度信号の位相を１／４位相にシフトし、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがボトムフィールドの場合、前記輝度信号の位相を３／４位相にシフトすることができる。
【００２９】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、線形内挿により実現することができる。
【００３０】
前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、FIRフィルタにより実現することができる。
【００３１】
前記位相シフト部は、前記FIRフィルタとして、動き補償のための１／４画素制度のフィルタを用いることができる。
【００３２】
前記カレントフィールドの種類を判定するフィールド判定部をさらに備え、前記位相シフト部は、前記フィールド判定部による判定結果に基づいて、前記輝度信号の位相をシフトすることができる。
【００３３】
本開示の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、復号部が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データを復号し、位相シフト部が、前記符号化データが復号されて得られた、前記画像と前記画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトし、予測画像生成部が、位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成し、演算部が、生成された前記イントラ予測画像を、前記差分画像に加算して、前記画像を生成する画像処理方法である。
【００３４】
本開示の一側面においては、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、輝度信号の位相がシフトされ、位相がシフトされた輝度信号を用いて、色差信号のイントラ予測画像が生成され、生成されたイントラ予測画像を用いて、画像が符号化される。
【００３５】
本開示の他の側面においては、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データが復号され、符号化データが復号されて得られた、画像と画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、輝度信号の位相がシフトされ、位相がシフトされた輝度信号を用いて、色差信号のイントラ予測画像が生成され、生成されたイントラ予測画像が、差分画像に加算して、画像が生成される。
【発明の効果】
【００３６】
本開示によれば、画像を処理することができる。特に、イントラ予測における色差成分の位相ずれの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図２】コーディングユニットの構成例を説明する図である。
【図３】LMモードにおける位相シフトの例を説明する図である。
【図４】フィールドベースの符号化処理を説明する図である。
【図５】輝度信号と色差信号との間の位相の関係の例を説明する図である。
【図６】色差信号の位相シフトの例を説明する図である。
【図７】輝度ベース色差イントラ予測部の主な構成例を示すブロック図である。
【図８】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図９】イントラ予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１０】輝度ベース色差イントラ予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１１】画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１２】輝度ベース色差イントラ予測部の主な構成例を示すブロック図である。
【図１３】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１４】予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１５】イントラ予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１６】コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【図１７】テレビジョン装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１８】の主な構成例を示すブロック図である。
【図１９】記録再生機の主な構成例を示すブロック図である。
【図２０】撮像装置の主な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（コンピュータ）
４．第４の実施の形態（テレビジョン受像機）
５．第５の実施の形態（携帯電話機）
６．第６の実施の形態（記録再生装置）
７．第７の実施の形態（撮像装置）
【００３９】
＜１．第１の実施の形態＞
［画像符号化装置］
図１は、本技術を適用した画像処理装置である画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【００４０】
図１に示される画像符号化装置１００は、例えばHEVC（High Efficiency Video Coding）符号化方式や、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）4 Part10（AVC（Advanced Video Coding））符号化方式のように、動画像の画像データを符号化する。
【００４１】
図１に示されるように画像符号化装置１００は、A/D変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、ループフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、予測画像選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
【００４２】
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、変換後の画像データ（デジタルデータ）を画面並べ替えバッファ１０２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group Of Picture）に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替え、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。画面並べ替えバッファ１０２は、各フレーム画像を、符号化処理の処理単位（符号化単位）となる所定の部分領域毎に演算部１０３に供給する。
【００４３】
また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、同様に部分領域毎に、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
【００４４】
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
【００４５】
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換やカルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。なお、この直交変換の方法は任意である。直交変換部１０４は、その直交変換により得られた変換係数を量子化部１０５に供給する。
【００４６】
量子化部１０５は、直交変換部１０４から供給される変換係数を量子化する。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
【００４７】
可逆符号化部１０６は、量子化部１０５において量子化された変換係数を、任意の符号化方式で符号化し、符号化データ（ビットストリーム）を生成する。係数データは、レート制御部１１７の制御の下で量子化されているので、この符号化データの符号量は、レート制御部１１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
【００４８】
また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測のモードを示す情報等を含むイントラ予測情報をイントラ予測部１１４から取得し、インター予測のモードを示す情報や動きベクトル情報などを含むインター予測情報を動き予測・補償部１１５から取得する。さらに、可逆符号化部１０６は、ループフィルタ１１１において使用されたフィルタ係数等を取得する。
【００４９】
可逆符号化部１０６は、これらの各種情報を任意の符号化方式で符号化し、符号化データ（ビットストリーム）に含める（多重化する）。可逆符号化部１０６は、このように生成された符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
【００５０】
可逆符号化部１０６の符号化方式としては、例えば、可変長符号化または算術符号化等が挙げられる。可変長符号化としては、例えば、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などが挙げられる。算術符号化としては、例えば、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などが挙げられる。
【００５１】
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持する。蓄積バッファ１０７は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、ビットストリームとして、例えば、後段の図示せぬ記録装置（記録媒体）や伝送路などに出力する。つまり、符号化された各種情報が、画像符号化装置１００によって画像データが符号化されて得られた符号化データを復号する装置（以下、復号側の装置とも称する）（例えば、後述する図１１の画像復号装置２００）に供給される。
【００５２】
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。逆量子化部１０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
【００５３】
逆直交変換部１０９は、逆量子化部１０８から供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（局所的に復号された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
【００５４】
演算部１１０は、逆直交変換部１０９から供給された逆直交変換結果、すなわち、局所的に復号された差分情報に、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局所的に再構成された画像（以下、再構成画像と称する）を得る。その再構成画像は、ループフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
【００５５】
ループフィルタ１１１は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部１１０から供給される再構成画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ１１１は、再構成画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより再構成画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ１１１は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた再構成画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【００５６】
なお、ループフィルタ１１１が、再構成画像に対してさらに、他の任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ１１１は、必要に応じて、フィルタ処理に用いたフィルタ係数等の情報を可逆符号化部１０６に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。
【００５７】
ループフィルタ１１１は、フィルタ処理結果（以下、復号画像と称する）をフレームメモリ１１２に供給する。
【００５８】
フレームメモリ１１２は、演算部１１０から供給される再構成画像と、ループフィルタ１１１から供給される復号画像とをそれぞれ記憶する。フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部１１４等の外部からの要求に基づいて、記憶している再構成画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、動き予測・補償部１１５等の外部からの要求に基づいて、記憶している復号画像を、選択部１１３を介して、動き予測・補償部１１５に供給する。
【００５９】
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から出力される画像の供給先を示す。例えば、イントラ予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２からフィルタ処理されていない画像（再構成画像）を読み出し、周辺画素として、イントラ予測部１１４に供給する。
【００６０】
また、例えば、インター予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２からフィルタ処理された画像（復号画像）を読み出し、参照画像として、それを動き予測・補償部１１５に供給する。
【００６１】
イントラ予測部１１４は、フレームメモリ１１２から、処理対象領域の周辺に位置する周辺領域の画像（周辺画像）を取得すると、その周辺画像の画素値を用いて、基本的にプレディクションユニット（PU（Prediction Unit））を処理単位として予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。
【００６２】
つまり、イントラ予測部１１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
【００６３】
また、イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モード等、イントラ予測に関する情報を含むイントラ予測情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
【００６４】
動き予測・補償部１１５は、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、フレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、基本的にPU（inter PU）を処理単位として、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部１１５は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。
【００６５】
つまり、動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
【００６６】
また、動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モード等、インター予測に関する情報を含むインター予測情報を可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
【００６７】
予測画像選択部１１６は、演算部１０３や演算部１１０に供給する予測画像の供給元を選択する。例えば、イントラ符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元としてイントラ予測部１１４を選択し、そのイントラ予測部１１４から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。また、例えば、インター符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元として動き予測・補償部１１５を選択し、その動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００６８】
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【００６９】
さらに、画像符号化装置１００は、フィールド判定部１２１および輝度ベース色差イントラ予測部１２２を有する。
【００７０】
フィールド判定部１２１は、画像符号化装置１００に入力される画像データのフォーマットが、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットである場合、画面並べ替えバッファ１０２から入力画像を取得する。
【００７１】
フィールド判定部１２１は、取得した入力画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類を判定する。フィールド判定部１２１は、その判定結果を示す情報を、輝度ベース色差イントラ予測部１２２に供給する。
【００７２】
輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、イントラ予測部１１４が行うイントラ予測の処理対象であるカレント領域について、色差信号のイントラ予測を行う。その際、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、輝度信号と色差信号の相関性を利用し、輝度信号を用いて色差信号の予測画像を生成する、LMモードによるイントラ予測（輝度ベース色差イントラ予測）を行う。
【００７３】
輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、この輝度ベース色差イントラ予測において、フィールド判定部１２１から供給されるフィールド判定結果と、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、輝度信号を位相シフトさせ、色差信号の予測画像を生成する。
【００７４】
輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、イントラ予測結果として、生成した予測画像をイントラ予測部１１４に返す。イントラ予測部１１４は、このモードも含めて、最適イントラ予測モードの選択を行う。
【００７５】
［コーディングユニット］
ところで、AVCにおいては、符号化の処理単位（符号化単位）として、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されている。しかしながら、このマクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
【００７６】
そこで、PostAVC符号化方式となる、HEVC（High Efficiency Video Coding）においては、マクロブロックの代わりの符号化単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている。
【００７７】
このコーディングユニット（CU）は、コーディングツリーブロック（CTB（Coding Tree Block））とも呼ばれ、AVCにおけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の多層構造の部分領域である。つまり、CUは、符号化処理の単位（符号化単位）である。マクロブロックの大きさが１６×１６画素に固定されているのに対し、CUの大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて画像圧縮情報中に指定されることになる。
【００７８】
特に、最大の大きさを持つCUを、ラージストコーディングユニット（LCU（Largest Coding Unit）と呼び、また、最小の大きさを持つCUをスモーレストコーディングユニット（SCU（Smallest Coding Unit））と称する。すなわち、LCUは、最大符号化単位であり、SCUは、最小符号化単位である。例えば画像圧縮情報に含まれるシーケンスパラメータセットにおいて、これらの領域のサイズが指定されることになるが、それぞれ、正方形で、２の冪乗で表される大きさに限定される。つまり、ある階層の（正方形の）CUが2x2に４分割された各領域が１階層下の（正方形の）CUとなる。
【００７９】
図２に、HEVCで定義されているコーディングユニット（Coding Unit）の例を示す。図２の例では、LCUの大きさが128（2N（N=64））であり、最大階層深度が５（Depth=4）となる。2Nx2Nの大きさのCUは、split_flagの値が「１」である場合、１つ下の階層となる、NxNの大きさのCUに分割される。
【００８０】
更に、CUは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（PU））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（TU））に分割される。
【００８１】
インター予測のPU（Inter Prediction Unit）の場合、大きさ2Nx2NのCUに対して、2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxNの４種類のサイズが設定可能である。つまり、１つのCUに対して、そのCUと同サイズの１つPU、そのCUを縦若しくは横に２分割した２つのPU、若しくは、そのCUを縦および横にそれぞれ２分割した４つのPUを定義することができる。
【００８２】
画像符号化装置１００は、このようなピクチャ単位の画像の部分領域を処理単位として符号化に関する各処理を行う。以下においては、画像符号化装置１００が、HEVCで定義されるCUを符号化単位とする場合について説明する。つまり、LCUが最大符号化単位となり、SCUが最小符号化単位となる。ただし、画像符号化装置１００による符号化の各処理の処理単位は、これに限らず、任意である。例えば、AVCで定義されるマクロブロックやサブマクロブロックを処理単位とするようにしてもよい。
【００８３】
なお、以下において、「（部分）領域」には、上述した各種領域（例えば、マクロブロック、サブマクロブロック、LCU、CU、SCU、PU、およびTU等）が全て含まれる（それらのいずれかであってもよい）。もちろん、上述した以外の単位が含まれてもよいし、説明の内容に応じて不可能な単位は、適宜、除外するものとする。
【００８４】
［輝度ベース色差イントラ予測］
ところで、輝度信号と色差信号には相関があり、この関係を利用して、輝度信号を用いて色差信号のイントラ予測を行う輝度ベース色差イントラ予測が提案されている。
【００８５】
例えば、色差信号のイントラ予測画像Predc[x,y]は、輝度信号の復号画像RecL[x,y]を、図３に示される例のように、垂直方向に１／２位相シフトさせたRecL'[x,y]を用いて、以下の式（１）のように算出される。
【００８６】
【数１】
2013150173.tif 000003
・・・（１）
【００８７】
ここで、RecL[x,y]からRecL'[x,y]の算出は、以下の式（２）のように、線形内挿により行われる。
【００８８】
【数２】
2013150173.tif 000004
・・・（２）
【００８９】
式（１）の係数α及びβの値は、ブロック毎に、輝度信号および色差信号における隣接画素の値を用いて、以下の式（３）および式（４）のように算出される。
【００９０】
【数３】
2013150173.tif 000005
・・・（３）
【数４】
2013150173.tif 000006
・・・（４）
【００９１】
上述の処理は、LookUpTableを参照することにより行われるため、実際の処理としては、除算は不要である。
【００９２】
ところで、例えばAVC符号化方式等においては、入力画像がインターレース信号の場合、図４に示されるように、トップフィールド（TopField）とボトムフィールド（BottomField）に分割して符号化するフィールド符号化を行うことが可能である。
【００９３】
例えば、入力画像が、フィールド符号化される４：２：０のインターレースフォーマットである場合、輝度信号と色差信号との位相の関係は、図５に示される例のような関係になる。
【００９４】
つまり、入力画像が、このようなフィールド符号化が行われるインターレースの画像であり、かつ、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるフォーマットの画像である場合、輝度信号に対する色差信号の位相ずれの幅は、入力画像がプログレッシブである場合のように、１／２位相にはならない。
【００９５】
したがって、このような位相差の特徴を踏まえずにイントラ予測を行うと（例えば、図３のように位相シフトを行う従来の輝度ベース色差イントラ予測を行うと）、色差信号において位相ずれが発生し、符号化効率が低減してしまう恐れがあった。
【００９６】
そこで、輝度ベース色差イントラ予測部１２２が、処理対象であるカレントフィールドの種類と、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、色差信号の予測画像を生成する際の、輝度信号の位相のシフト量および方向を決定するようにする。
【００９７】
より具体的に説明する。例えば、入力画像が、フィールド符号化される４：２：０のインターレースフォーマットであるとする。フィールド判定部１２１が、処理対象であるカレントフィールドの種類（トップフィールド（TopField）であるか、ボトムフィールド（BottomField）であるか）を判定する。
【００９８】
輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、その判定結果に従って、カレントフィールドがトップフィールド（TopField）である場合、輝度信号の位相を、図６Ａに示されるように、垂直方向に上１／４位相にシフトさせ（１／４位相シフトを行う）る。
【００９９】
また、カレントフィールドがボトムフィールド（BottomField）である場合、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、輝度信号の位相を、図６Ｂに示されるように、垂直方向に下１／４位相にシフトさせる（３／４位相シフトを行う）。
【０１００】
輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、このように位相シフトさせた輝度信号を用いて、色差信号の予測画像を生成する。
【０１０１】
このようにすることにより、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、図５に示されるような位相関係を考慮した、カレントフィールドの種類に応じた位相シフトを実現することができる。したがって、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、入力画像が、フィールド符号化される、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像である場合であっても、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生を抑制することができる。
【０１０２】
つまり、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、予測精度の高い色差信号のイントラ予測画像を生成することができる。したがって、画像符号化装置１００は、符号化効率を向上させることができるとともに、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生に起因する復号画像の画質の低減を抑制することができる。
【０１０３】
なお、以上においては、入力画像が４：２：０のインターレースフォーマットである場合について説明したが、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比は、任意である。
【０１０４】
［輝度ベース色差イントラ予測部］
図７は、図１の輝度ベース色差イントラ予測部１２２の主な構成例を示すブロック図である。
【０１０５】
図７に示されるように、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、輝度周辺画素バッファ１５１、輝度復号画素バッファ１５２、位相シフト部１５３、シフト周辺画素バッファ１５４、シフト復号画素バッファ１５５、色差周辺画素バッファ１５６、相関係数算出部１５７、および予測画像生成部１５８を有する。
【０１０６】
輝度周辺画素バッファ１５１は、イントラ予測部１１４から、処理対象であるカレント領域の周辺に位置する画素（周辺画素）の輝度信号（輝度周辺画素）を取得し、記憶する。輝度周辺画素バッファ１５１は、記憶している輝度周辺画素を、所定のタイミングにおいて、若しくは、位相シフト部１５３等の外部からの要求に従って、位相シフト部１５３に供給する。
【０１０７】
なお、「周辺」には、「隣接」や「近傍」も含まれる。つまり、「周辺画素」には、カレント領域に隣接する「隣接画素」や、カレント領域の近傍に位置する「近傍画素」も含まれる。以下においても同様である。
【０１０８】
輝度復号画素バッファ１５２は、イントラ予測部１１４から、局所的に復号されたカレント領域の輝度信号（輝度復号画素）を取得し、記憶する。輝度復号画素バッファ１５２は、記憶している輝度復号画素を、所定のタイミングにおいて、若しくは、位相シフト部１５３等の外部からの要求に従って、位相シフト部１５３に供給する。
【０１０９】
位相シフト部１５３は、フィールド判定部１２１から、カレントフィールドの種類（トップフィールド（TopField）であるか、ボトムフィールド（BottomField）であるか）を示す情報を取得する。位相シフト部１５３は、その情報に基づいて、供給された輝度周辺画素や輝度復号画素を位相シフトする。
【０１１０】
つまり、位相シフト部１５３は、処理対象であるカレントフィールドの種類と、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、輝度周辺画素および輝度復号画素の位相のシフト量および方向を決定する。
【０１１１】
そして、位相シフト部１５３は、そのシフト量および方向に、輝度周辺画素および輝度復号画素の位相をシフトする。なお、この位相シフトは、例えば、上述した式（２）のように、線形内挿により実現するようにしてもよい。また、数タップのFIRフィルタを用いて実現するようにしてもよい。例えば、HEVCにおいては、１／４画素精度の動き補償内挿フィルタが規定されているが、これを用いて輝度周辺画素および輝度復号画素の位相シフトを行うようにしてもよい。このように、動き予測・補償部１１５と位相シフト部１５３とでフィルタを共有することにより、コストを低減させることができる。
【０１１２】
位相シフト部１５３は、位相シフトした輝度周辺画素であるシフト周辺画素をシフト周辺画素バッファ１５４に供給し、記憶させる。また、位相シフト部１５３は、位相シフトした輝度復号画素であるシフト復号画素をシフト復号画素バッファ１５５に供給し、記憶させる。
【０１１３】
シフト周辺画素バッファ１５４は、位相シフト部１５３から供給されるシフト周辺画素を記憶する。また、シフト周辺画素バッファ１５４は、記憶しているシフト周辺画素を、所定のタイミングにおいて、若しくは、相関係数算出部１５７等の外部からの要求に従って、相関係数算出部１５７に供給する。
【０１１４】
シフト復号画素バッファ１５５は、位相シフト部１５３から供給されるシフト復号画素を記憶する。また、シフト復号画素バッファ１５５は、記憶しているシフト復号画素を、所定のタイミングにおいて、若しくは、予測画像生成部１５８等の外部からの要求に従って、予測画像生成部１５８に供給する。
【０１１５】
色差周辺画素バッファ１５６は、イントラ予測部１１４から、カレント領域の周辺画素の色差信号（色差周辺画素）を取得し、記憶する。色差周辺画素バッファ１５６は、記憶している色差周辺画素を、所定のタイミングにおいて、若しくは、相関係数算出部１５７等の外部からの要求に従って、相関係数算出部１５７に供給する。
【０１１６】
相関係数算出部１５７は、シフト周辺画素バッファ１５４から供給されるシフト周辺画素と、色差周辺画素バッファ１５６から供給される色差周辺画素を用いて、予測画像の生成に用いられる相関係数（例えば、αおよびβ）を算出する。相関係数αは、例えば、上述した式（３）を用いて算出される。相関係数βは、例えば、上述した式（４）を用いて算出される。相関係数算出部１５７は、算出した相関係数（例えば、αおよびβ）を、予測画像生成部１５８に供給する。
【０１１７】
予測画像生成部１５８は、相関係数算出部１５７から供給される相関係数を用いて、シフト復号画素バッファ１５５から供給されるシフト復号画素から、色差信号のイントラ予測画像を生成する。予測画像生成部１５８は、例えば、上述した式（１）を用いて予測画像を生成する。予測画像生成部１５８は、生成した色差信号のイントラ予測画像を、イントラ予測部１１４に供給する。
【０１１８】
以上のように、位相シフト部１５３が、入力画像のフォーマット（輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比）とカレントフィールドの種類に応じた位相シフトを行うので、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、予測精度の高いイントラ予測画像を生成することができる。したがって、画像符号化装置１００は、符号化効率を向上させることができるとともに、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生に起因する復号画像の画質の低減を抑制することができる。
【０１１９】
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図８のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
【０１２０】
ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
【０１２１】
ステップＳ１０３において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。ステップＳ１０４において、動き予測・補償部１１５は、インター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。
【０１２２】
ステップＳ１０５において、予測画像選択部１１６は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適予測モードを決定する。つまり、予測画像選択部１１６は、イントラ予測部１１４により生成された予測画像と、動き予測・補償部１１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
【０１２３】
ステップＳ１０６において、演算部１０３は、ステップＳ１０２の処理により並び替えられた画像と、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像との差分を演算する。差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
【０１２４】
ステップＳ１０７において、直交変換部１０４、は、ステップＳ１０６の処理により生成された差分情報を直交変換する。ステップＳ１０８において、量子化部１０５は、ステップＳ１０７の処理により生成された直交変換係数を量子化する。
【０１２５】
ステップＳ１０８の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１０９において、逆量子化部１０８はステップＳ１０８において量子化された直交変換係数を、その量子化に対応する方法で逆量子化する。ステップＳ１１０において、逆直交変換部１０９は、ステップＳ１０９の処理により得られた直交変換係数を、ステップＳ１０７の処理に対応する方法で逆直交変換する。
【０１２６】
ステップＳ１１１において、演算部１１０は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部１０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ１１２においてループフィルタ１１１は、ステップＳ１１１の処理により生成された画像をフィルタリングする。これによりブロック歪み等が除去される。
【０１２７】
ステップＳ１１３において、フレームメモリ１１２は、ステップＳ１１２の処理によりブロック歪みの除去等が行われた画像を記憶する。なお、フレームメモリ１１２にはループフィルタ１１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部１１０から供給され、記憶される。
【０１２８】
このフレームメモリ１１２に記憶された画像は、ステップＳ１０３の処理やステップＳ１０４の処理に利用される。
【０１２９】
ステップＳ１１４において、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０７の処理により量子化された変換係数を符号化し、符号化データを生成する。すなわち、差分画像（インターの場合、２次差分画像）に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
【０１３０】
なお、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像の予測モードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データに付加する。例えば、イントラ予測モードが選択された場合、可逆符号化部１０６は、イントラ予測モード情報を符号化する。また、例えば、インター予測モードが選択された場合、可逆符号化部１０６は、インター予測モード情報を符号化する。これらの情報は、例えばヘッダ情報等として符号化データに付加（多重化）される。
【０１３１】
ステップＳ１１５において蓄積バッファ１０７は、ステップＳ１１４の処理により生成された符号化データを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、任意の伝送路（通信路だけでなく記憶媒体等も含む）を介して復号側の装置に伝送される。
【０１３２】
ステップＳ１１６においてレート制御部１１７は、ステップＳ１１５の処理により蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１３３】
ステップＳ１１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
【０１３４】
［イントラ予測処理の流れ］
次に図９のフローチャートを参照して、図８のステップＳ１０３において実行されるイントラ予測処理の流れの例を説明する。
【０１３５】
イントラ予測処理が開始されると、フィールド判定部１２１は、ステップＳ１３１において、カレントフィールドのフィールドの種類を判定する。つまり、フィールド判定部１２１は、フィールド符号化される入力画像の、処理対象であるカレントフィールドが、トップフィールド（TopField）であるか、若しくは、ボトムフィールド（BottomField）であるかを判定する。
【０１３６】
ステップＳ１３２において、輝度ベース色差イントラ予測部１２２は、ステップＳ１２１の判定結果を用いて、輝度ベース色差イントラ予測処理を行い、色差信号のイントラ予測画像を生成する。
【０１３７】
ステップＳ１３３において、イントラ予測部１１４は、輝度ベース色差イントラ予測以外のモードによるイントラ予測を行う。
【０１３８】
ステップＳ１３４において、イントラ予測部１１４は、ステップＳ１３２およびステップＳ１３３において生成された各モードのイントラ予測画像を用いて、各モードのコスト関数を算出する。
【０１３９】
ステップＳ１３５において、イントラ予測部１１４は、ステップＳ１３４において算出されたコスト関数値の中で最も値が小さいモードを、最適イントラ予測モードとして選択する。
【０１４０】
ステップＳ１３６において、イントラ予測部１１４は、ステップＳ１３５において選択された最適イントラ予測モードでイントラ予測を行い、予測画像を生成する。
【０１４１】
ステップＳ１３６の処理が終了すると、イントラ予測部１１４は、イントラ予測処理を終了し、処理を図８のステップＳ１０３に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０１４２】
［輝度ベース色差イントラ予測処理の流れ］
次に図１０のフローチャートを参照して、図９のステップＳ１３２において実行される輝度ベース色差イントラ予測処理の流れの例を説明する。
【０１４３】
輝度ベース色差イントラ予測処理が開始されると、ステップＳ１５１において、輝度周辺画素バッファ１５１は、イントラ予測部１１４から輝度周辺画素を取得する。
【０１４４】
ステップＳ１５２において、輝度復号画素バッファ１５２は、イントラ予測部１１４から輝度復号画素を取得する。
【０１４５】
ステップＳ１５３において、位相シフト部１５３は、図９のステップＳ１３１において判定されたカレントフィールドの種類と、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、ステップＳ１５１において取得された輝度周辺画素の位相、および、ステップＳ１５２において取得された輝度復号画素の位相を、それぞれシフトする。
【０１４６】
ステップＳ１５４において、色差周辺画素バッファ１５６は、イントラ予測部１１４から色差周辺画素を取得する。
【０１４７】
ステップＳ１５５において、相関係数算出部１５７は、ステップＳ１５３の処理により得られたシフト周辺画素、および、ステップＳ１５４において取得された色差周辺画素に基づいて、相関係数を算出する。
【０１４８】
ステップＳ１５６において、予測画像生成部１５８は、ステップＳ１５５において算出された相関係数を用いて、ステップＳ１５３の処理により得られたシフト復号画素から、色差信号のイントラ予測画像を生成する。
【０１４９】
ステップＳ１５６の処理を終了すると、予測画像生成部１５８は、輝度ベース色差イントラ予測処理を終了し、処理を、図９のステップＳ１３２に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０１５０】
以上のように、各処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、予測精度の高い色差信号のイントラ予測画像を生成することができる。これにより、画像符号化装置１００は、符号化効率を向上させることができるとともに、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生に起因する復号画像の画質の低減を抑制することができる。
【０１５１】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
図１１は、本技術を適用した画像処理装置である画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図１１に示される画像復号装置２００は、上述した画像符号化装置１００に対応し、画像符号化装置１００が画像データを符号化して生成したビットストリーム（符号化データ）を正しく復号し、復号画像を生成する。つまり、画像復号装置２００は、フィールド符号化される、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像が符号化された符号化データを復号する。
【０１５２】
図１１に示されるように画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、ループフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
【０１５３】
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積し、所定のタイミングにおいてその符号化データを可逆復号部２０２に供給する。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１より供給された、図１の可逆符号化部１０６により符号化された情報を、可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。可逆復号部２０２は、復号して得られた差分画像の量子化された係数データを、逆量子化部２０３に供給する。
【０１５４】
また、可逆復号部２０２は、符号化データを復号して得られた最適な予測モードに関する情報を参照し、最適な予測モードにイントラ予測モードが選択されたかインター予測モードが選択されたかを判定する。つまり、可逆復号部２０２は、伝送されてきた符号化データにおいて採用された予測モードが、イントラ予測であるか、インター予測であるかを判定する。
【０１５５】
可逆復号部２０２は、その判定結果に基づいて、その予測モードに関する情報を、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２に供給する。例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてイントラ予測モードが選択された場合、可逆復号部２０２は、符号化側から供給された、その選択されたイントラ予測モードに関する情報であるイントラ予測情報をイントラ予測部２１１に供給する。また、例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてインター予測モードが選択された場合、可逆復号部２０２は、符号化側から供給された、その選択されたインター予測モードに関する情報であるインター予測情報を動き予測・補償部２１２に供給する。
【０１５６】
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた量子化された係数データを、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式（逆量子化部１０８と同様の方式）で逆量子化を行う。逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データを逆直交変換部２０４に供給する。
【０１５７】
逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で逆量子化部２０３から供給される係数データを逆直交変換する。逆直交変換部２０４は、この逆直交変換処理により、画像符号化装置１００において直交変換される前の差分画像に対応する差分画像を得る。
【０１５８】
逆直交変換されて得られた差分画像は、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
【０１５９】
演算部２０５は、差分画像と予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像に対応する再構成画像を得る。演算部２０５は、その再構成画像をループフィルタ２０６に供給する。
【０１６０】
ループフィルタ２０６は、供給された再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜施して復号画像を生成する。例えば、ループフィルタ２０６は、再構成画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより、ブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ２０６は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた再構成画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【０１６１】
なお、ループフィルタ２０６が行うフィルタ処理の種類は任意であり、上述した以外のフィルタ処理を行ってもよい。また、ループフィルタ２０６が、図１の画像符号化装置１００から供給されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【０１６２】
ループフィルタ２０６は、フィルタ処理結果である復号画像を画面並べ替えバッファ２０７およびフレームメモリ２０９に供給する。なお、このループフィルタ２０６によるフィルタ処理は省略することもできる。つまり、演算部２０５の出力が、フィルタ処理されずに、フレームメモリ２０９に格納されるようにすることもできる。例えば、イントラ予測部２１１は、この画像に含まれる画素の画素値を周辺画素の画素値として利用する。
【０１６３】
画面並べ替えバッファ２０７は、供給された復号画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された復号画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【０１６４】
フレームメモリ２０９は、供給される再構成画像や復号画像を記憶する。また、フレームメモリ２０９は、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２等の外部の要求に基づいて、記憶している再構成画像や復号画像を、選択部２１０を介してイントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２に供給する。
【０１６５】
イントラ予測部２１１は、図１のイントラ予測部１１４と基本的に同様の処理を行う。ただし、イントラ予測部２１１は、符号化の際にイントラ予測により予測画像が生成された領域に対してのみ、イントラ予測を行う。
【０１６６】
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に基づいてインター予測（動き予測や動き補償を含む）を行い、予測画像を生成する。なお、動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に基づいて、符号化の際にインター予測が行われた領域に対してのみ、インター予測を行う。
【０１６７】
イントラ予測部２１１および動き予測・補償部２１２は、予測処理単位の領域毎に、生成した予測画像を、選択部２１３を介して演算部２０５に供給する。
【０１６８】
選択部２１３は、イントラ予測部２１１から供給される予測画像、若しくは、動き予測・補償部２１２から供給される予測画像を演算部２０５に供給する。
【０１６９】
画像復号装置２００は、さらに、フィールド判定部２２１および輝度ベース色差イントラ予測部２２２を有する。
【０１７０】
画像復号装置２００においても、上述した画像符号化装置１００において行われるイントラ予測処理と基本的に同様のイントラ予測処理が実行される。つまり、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００において行われるのと同様の輝度ベース色差イントラ予測処理を行う。
【０１７１】
フィールド判定部２２１は、フィールド判定部１２１と同様に、カレントフィールドがトップフィールド（TopField）であるか、ボトムフィールド（BottomField）であるかを判定する。ただし、画像復号装置２００は、画像データが符号化された符号化データを復号する装置である。したがって、フィールド判定部２２１は、符号化の際にイントラ予測された領域について、符号化データに含まれるフィールドパリティを可逆復号部２０２から取得し、その情報に基づいてカレントフィールドの種類を判定する。
【０１７２】
画像復号装置２００に入力される符号化データには、例えば、スライスヘッダに、そのスライスがトップフィールドのスライスであるかボトムフィールドのスライスであるかを識別する情報が格納されている。また、符号化データには、例えば、ピクチャパラメータセットに、そのピクチャがフレーム符号化されたものであるか、フィールド符号化されたものであるかを識別する情報が格納されている。フィールド判定部２２１は、それらの情報に基づいて、符号化データがフィールド符号化されている場合、カレントフィールドの種類を判定する。
【０１７３】
フィールド判定部２２１は、その判定結果を、輝度ベース色差イントラ予測部２２２に供給する。
【０１７４】
輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、輝度ベース色差イントラ予測部１２２と同様の輝度ベース色差イントラ予測を行う。つまり、輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、フィールド判定部２２１から供給されるカレントフィールドの判定結果（フィールドの種類）と、輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、イントラ予測部２１１から取得した輝度信号を位相シフトさせ、その位相シフトさせた輝度信号を用いて色差信号のイントラ予測画像を生成し、そのイントラ予測画像をイントラ予測部２１１に供給する。
【０１７５】
［輝度ベース色差イントラ予測部］
図１２は、図１１の輝度ベース色差イントラ予測部２２２の主な構成例を示すブロック図である。
【０１７６】
図１２に示されるように、輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、輝度周辺画素バッファ２５１、輝度復号画素バッファ２５２、位相シフト部２５３、シフト周辺画素バッファ２５４、シフト復号画素バッファ２５５、色差周辺画素バッファ２５６、相関係数算出部２５７、および予測画像生成部２５８を有する。
【０１７７】
つまり、輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、輝度ベース色差イントラ予測部１２２と同様の構成を有する。つまり、輝度周辺画素バッファ２５１乃至予測画像生成部２５８は、それぞれ、輝度ベース色差イントラ予測部１２２の輝度周辺画素バッファ１５１乃至予測画像生成部１５８と同様の処理部であり、同様の処理を行う。
【０１７８】
したがって、上述した輝度ベース色差イントラ予測部１２２の説明を、輝度ベース色差イントラ予測部２２２にも適用することができる。つまり、位相シフト部２５３が、入力画像のフォーマット（輝度信号と色差信号との垂直方向の解像度比）とカレントフィールドの種類に応じた位相シフトを行うので、輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像データがフィールド符号化された符号化データを復号する場合であっても、予測精度の高いイントラ予測画像を生成することができる。
【０１７９】
したがって、画像復号装置２００は、符号化効率の向上を実現させることができるとともに、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生に起因する復号画像の画質の低減を抑制することができる。
【０１８０】
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１３のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
【０１８１】
復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給される符号化データを復号する。すなわち、図１の可逆符号化部１０６により符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、並びにＢピクチャが復号される。
【０１８２】
このとき、動きベクトル情報、参照フレーム情報、予測モード情報（イントラ予測モード、またはインター予測モード）、並びに、量子化に関するパラメータ等の情報も復号される。
【０１８３】
ステップＳ２０３において、逆量子化部２０３は、ステップＳ２０２の処理により得られた、量子化された直交変換係数を逆量子化する。ステップＳ２０４において、逆直交変換部２０４は、ステップＳ２０３の処理により得られた直交変換係数を逆直交変換する。
【０１８４】
これにより図１の直交変換部１０４の入力（演算部１０３の出力）に対応する差分情報が復号されたことになる。
【０１８５】
ステップＳ２０５において、イントラ予測部２１１、または動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給される予測モード情報に対応して、それぞれ画像の予測処理を行う。すなわち、可逆復号部２０２からイントラ予測モード情報が供給された場合、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、可逆復号部２０２からインター予測モード情報が供給された場合、動き予測・補償部２１２は、インター予測処理（動き予測および動き補償を含む）を行う。
【０１８６】
ステップＳ２０６において、演算部２０５は、ステップＳ２０４の処理により得られた差分情報に、ステップＳ２０５の処理により得られた予測画像を加算する。これにより元の画像データが復号される。
【０１８７】
ステップＳ２０７において、ループフィルタ２０６は、ステップＳ２０６の処理により得られた再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行う。
【０１８８】
ステップＳ２０８において、画面並べ替えバッファ２０７は、復号画像データのフレームの並べ替えを行う。すなわち、復号画像データの、画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２（図１）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
【０１８９】
ステップＳ２０９において、D/A変換部２０８は、ステップＳ２０８の処理によりフレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
【０１９０】
ステップＳ２１０において、フレームメモリ２０９は、ステップＳ２０６の処理によりフィルタリングされた復号画像を記憶する。
【０１９１】
［予測処理の流れ］
次に、図１３のステップＳ２０５において実行される予測処理の流れの例を、図１４のフローチャートを参照して説明する。
【０１９２】
予測処理が開始されると、可逆復号部２０２は、ステップＳ２２１において、処理対象であるカレント領域が、イントラ符号化されたものであるか否かを判定する。カレント領域がイントラ符号化されていると判定された場合、可逆復号部２０２は、処理をステップＳ２２２に進める。
【０１９３】
ステップＳ２２２において、イントラ予測部２１１は、イントラ予測処理を行う。イントラ予測処理が終了すると、イントラ予測部２１１は、予測処理を終了し、処理を図１３に戻す。
【０１９４】
また、ステップＳ２２１において、カレント領域がインター符号化されていると判定した場合、可逆復号部２０２は、処理をステップＳ２２３に進める。
【０１９５】
ステップＳ２２３において、動き予測・補償部２１２は、インター動き予測処理を行う。インター動き予測処理が終了すると、動き予測・補償部２１２は、予測処理を終了し、処理を図１３に戻す。
【０１９６】
［イントラ予測処理の流れ］
次に、図１４のステップＳ２２２において実行されるイントラ予測処理の流れの例を、図１５のフローチャートを参照して説明する。
【０１９７】
イントラ予測処理が開始されると、イントラ予測部２１１は、ステップＳ２３１において、可逆復号部２０２からカレント領域の予測モードを取得する。
【０１９８】
ステップＳ２３２において、イントラ予測部２１１は、ステップＳ２３１において取得された予測モードに基づいて、カレント領域の予測モードが輝度ベース色差イントラ予測モードであるか否かを判定する。
【０１９９】
輝度ベース色差イントラ予測モードであると判定した場合、イントラ予測部２１１は、処理をステップＳ２３３に進める。
【０２００】
ステップＳ２３３において、フィールド判定部２２１は、カレントフィールドの種類を判定する。
【０２０１】
ステップＳ２３４において、輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、輝度ベース色差イントラ予測処理を行う。なお、この輝度ベース色差イントラ予測処理は、図１０のフローチャートを参照して説明した場合と同様に実行されるので、その説明を省略する。
【０２０２】
輝度ベース色差イントラ予測処理が終了すると、輝度ベース色差イントラ予測部２２２は、イントラ予測処理を終了し、処理を図１４に戻す。
【０２０３】
また、ステップＳ２３２において、輝度ベース色差イントラ予測モード以外のモードであると判定した場合、イントラ予測部２１１は、処理をステップＳ２３５に進める。
【０２０４】
ステップＳ２３５において、イントラ予測部２１１は、予測モードにより指定される、輝度ベース色差イントラ予測モード以外のモードでイントラ予測処理を行う。
【０２０５】
ステップＳ２３５の処理が終了すると、イントラ予測部２１１は、イントラ予測処理を終了し、処理を図１４に戻す。
【０２０６】
以上のように、各処理を行うことにより、画像復号装置２００は、予測精度の高い色差信号のイントラ予測画像を生成することができる。したがって、画像符号化装置１００は、符号化効率を向上させることができるとともに、イントラ予測における色差信号の位相ずれの発生に起因する復号画像の画質の低減を抑制することができる。
【０２０７】
＜３．第３の実施の形態＞
［コンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図１６に示されるようなコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０２０８】
図１６において、コンピュータ５００のCPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記憶されているプログラム、または記憶部５１３からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU５０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０２０９】
CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５１０も接続されている。
【０２１０】
入出力インタフェース５１０には、キーボード、マウス、タッチパネル、および入力端子などよりなる入力部５１１、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）、およびOELD（Organic ElectroLuminescence Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカ等の任意の出力デバイスや出力端子等よりなる出力部５１２、ハードディスクやフラッシュメモリ等の任意の記憶媒体やその記憶媒体の入出力を制御する制御部等により構成される記憶部５１３、モデム、LANインタフェース、USB（Universal Serial Bus）、並びにBluetooth（登録商標）等、有線や無線の任意の通信デバイスよりなる通信部５１４が接続されている。通信部５１４は、例えばインターネットを含むネットワークを介して他の通信デバイスとの通信処理を行う。
【０２１１】
入出力インタフェース５１０にはまた、必要に応じてドライブ５１５が接続される。そのドライブ５１５には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア５２１が適宜装着される。ドライブ５１５は、例えばCPU５０１の制御に従って、自身に装着されたリムーバブルメディア５２１からコンピュータプログラムやデータ等を読み出す。その読み出されたデータやコンピュータプログラムは、例えば、RAM５０３に供給される。また、リムーバブルメディア５２１から読み出されたコンピュータプログラムは、必要に応じて記憶部５１３にインストールされる。
【０２１２】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２１３】
この記録媒体は、例えば、図１６に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア５２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０２１４】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２１５】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２１６】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０２１７】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２１８】
上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）および画像復号装置２００（図１１）は、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。
【０２１９】
＜４．第４の実施の形態＞
［テレビジョン装置］
図１７は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース９１１、及びバス９１２を備える。
【０２２０】
チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送部としての役割を有する。
【０２２１】
デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。
また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからEPG（Electronic Program Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。
【０２２２】
デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。
【０２２３】
映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUI（Graphical User Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。
【０２２４】
表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はOELD（Organic ElectroLuminescence Display）（有機ELディスプレイ）など）の映像面上に映像又は画像を表示する。
【０２２５】
音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてD/A変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。
【０２２６】
外部インタフェース９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送部としての役割を有する。
【０２２７】
制御部９１０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、プログラムデータ、EPGデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。
【０２２８】
ユーザインタフェース９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。
【０２２９】
バス９１２は、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース９０９及び制御部９１０を相互に接続する。
【０２３０】
このように構成されたテレビジョン装置９００において、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置２００（図１１）の機能を有する。従って、デコーダ９０４は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットにおける輝度ベース色差イントラ予測において、色差信号に対して、フィールドに応じた位相シフトを行うことができる。したがって、テレビジョン装置９００は、イントラ予測における色差信号に対する位相ずれの発生を抑制し、符号化効率の向上を実現することができる。
【０２３１】
＜５．第５の実施の形態＞
［携帯電話機］
図１８は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１、操作部９３２、及びバス９３３を備える。
【０２３２】
アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、及び制御部９３１を相互に接続する。
【０２３３】
携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。
【０２３４】
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをA/D変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
【０２３５】
また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
【０２３６】
記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、RAM又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。
【０２３７】
また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
【０２３８】
また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声
ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
【０２３９】
このように構成された携帯電話機９２０において、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）の機能と、画像復号装置２００（図１１）の機能とを有する。従って、携帯電話機９２０で符号化及び復号される画像について、画像処理部９２７は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットにおける輝度ベース色差イントラ予測において、色差信号に対して、フィールドに応じた位相シフトを行うことができる。したがって、携帯電話機９２０は、イントラ予測における色差信号に対する位相ずれの発生を抑制し、符号化効率を向上させることができる。
【０２４０】
また、以上においては携帯電話機９２０として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機９２０と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機９２０の場合と同様に、本技術を適用した画像符号化装置および画像復号装置を適用することができる。
【０２４１】
＜６．第６の実施の形態＞
［記録再生装置］
図１９は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データ及び映像データを復号する。
【０２４２】
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース９４２、エンコーダ９４３、HDD（Hard Disk Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、OSD（On-Screen Display）９４８、制御部９４９、及びユーザインタフェース９５０を備える。
【０２４３】
チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送部としての役割を有する。
【０２４４】
外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース９４２は、例えば、IEEE1394インタフェース、ネットワークインタフェース、USBインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース９４２を介して受信される映像データ及び音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０における伝送部としての役割を有する。
【０２４５】
エンコーダ９４３は、外部インタフェース９４２から入力される映像データ及び音声データが符号化されていない場合に、映像データ及び音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。
【０２４６】
HDD９４４は、映像及び音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラムおよびその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、HDD９４４は、映像及び音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。
【０２４７】
ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録及び読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばDVDディスク（DVD-Video、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等）又はBlu-ray（登録商標）ディスクなどであってよい。
【０２４８】
セレクタ９４６は、映像及び音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをＨＤＤ９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、HDD９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。
【０２４９】
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをOSD９４８へ出力する。また、デコーダ９０４は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。
【０２５０】
OSD９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、OSD９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を重畳してもよい。
【０２５１】
制御部９４９は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。
【０２５２】
ユーザインタフェース９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。
【０２５３】
このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置２００（図１１）の機能を有する。従って、記録再生装置９４０で符号化及び復号される画像について、エンコーダ９４３およびデコーダ９４７は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットにおける輝度ベース色差イントラ予測において、色差信号に対して、フィールドに応じた位相シフトを行うことができる。したがって、記録再生装置９４０は、イントラ予測における色差信号に対する位相ずれの発生を抑制し、符号化効率を向上させることができる。
【０２５４】
＜７．第７の実施の形態＞
［撮像装置］
図２０は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。
【０２５５】
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース９７１、及びバス９７２を備える。
【０２５６】
光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、及び制御部９７０を相互に接続する。
【０２５７】
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、CCD又はCMOSなどのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。
【０２５８】
信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。
【０２５９】
画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９
６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、ＯＳＤ９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。
【０２６０】
OSD９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。
【０２６１】
外部インタフェース９６６は、例えばUSB入出力端子として構成される。外部インタフェース９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得
る。さらに、外部インタフェース９６６は、LAN又はインターネットなどのネットワークに接続されるネットワークインタフェースとして構成されてもよい。即ち、外部インタフェース９６６は、撮像装置９６０における伝送部としての役割を有する。
【０２６２】
メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はSSD（Solid State Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。
【０２６３】
制御部９７０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。
【０２６４】
ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。
【０２６５】
このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）の機能と画像復号装置２００（図１１）の機能を有する。従って、撮像装置９６０で符号化及び復号される画像について、画像処理部９６４は、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットにおける輝度ベース色差イントラ予測において、色差信号に対して、フィールドに応じた位相シフトを行うことができる。したがって、撮像装置９６０は、イントラ予測における色差信号に対する位相ずれの発生を抑制し、符号化効率を向上させることができる。
【０２６６】
もちろん、本技術を適用した画像符号化装置および画像復号装置は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
【０２６７】
なお、本明細書では、量子化パラメータが、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。量子化行列パラメータを伝送する手法は、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
【０２６８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２６９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）  輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、
前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部と、
前記予測画像生成部により生成された前記イントラ予測画像を用いて、前記画像を符号化する符号化部と
を備える画像処理装置。
（２）  前記位相シフト部は、処理対象であるカレント領域内の画素の前記輝度信号である輝度復号画素の位相と、前記カレント領域の周辺に位置する周辺画素の前記輝度信号である輝度周辺画素の位相とを、それぞれシフトする
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）  前記周辺画素の前記色差信号である色差周辺画素と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度周辺画素であるシフト周辺画素とを用いて、相関係数を生成する相関係数生成部をさらに備え、
前記予測画像生成部は、前記相関係数生成部により生成された前記相関係数を用いて、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度復号画素であるシフト復号画素から前記色差信号のイントラ予測画像を生成する
前記（２）に記載の画像処理装置。
（４）  前記位相シフト部は、前記カレントフィールドの種類と、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、前記輝度信号の位相のシフト量および方向を決定し、決定したシフト量および方向に、前記輝度信号の位相をシフトする
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（５）  前記位相シフト部は、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがトップフィールドの場合、前記輝度信号の位相を１／４位相にシフトし、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがボトムフィールドの場合、前記輝度信号の位相を３／４位相にシフトする
前記（４）に記載の画像処理装置。
（６）  前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、線形内挿により実現する
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（７）  前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、FIRフィルタにより実現する
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（８）  前記位相シフト部は、前記FIRフィルタとして、動き補償のための１／４画素制度のフィルタを用いる
前記（７）に記載の画像処理装置。
（９）  前記カレントフィールドの種類を判定するフィールド判定部をさらに備え、
前記位相シフト部は、前記フィールド判定部による判定結果に基づいて、前記輝度信号の位相をシフトする
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１０）  画像処理装置の画像処理方法であって、
位相シフト部が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像をフィールド符号化する際に、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトし、
予測画像生成部が、位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成し、
符号化部が、生成された前記イントラ予測画像を用いて、前記画像を符号化する
画像処理方法。
（１１）  輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データを復号する復号部と、
前記復号部により前記符号化データが復号されて得られた、前記画像と前記画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトする位相シフト部と、
前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成する予測画像生成部と、
前記予測画像生成部により生成された前記イントラ予測画像を、前記差分画像に加算して、前記画像を生成する演算部と
を備える画像処理装置。
（１２）  前記位相シフト部は、処理対象であるカレント領域内の画素の前記輝度信号である輝度復号画素の位相と、前記カレント領域の周辺に位置する周辺画素の前記輝度信号である輝度周辺画素の位相とを、それぞれシフトする
前記（１１）に記載の画像処理装置。
（１３）  前記周辺画素の前記色差信号である色差周辺画素と、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度周辺画素であるシフト周辺画素とを用いて、相関係数を生成する相関係数生成部をさらに備え、
前記予測画像生成部は、前記相関係数生成部により生成された前記相関係数を用いて、前記位相シフト部により位相がシフトされた前記輝度復号画素であるシフト復号画素から前記色差信号のイントラ予測画像を生成する
前記（１２）に記載の画像処理装置。
（１４）  前記位相シフト部は、前記カレントフィールドの種類と、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比とに応じて、前記輝度信号の位相のシフト量および方向を決定し、決定したシフト量および方向に、前記輝度信号の位相をシフトする
前記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１５）  前記位相シフト部は、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがトップフィールドの場合、前記輝度信号の位相を１／４位相にシフトし、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比が２：１であり、かつ、前記カレントフィールドがボトムフィールドの場合、前記輝度信号の位相を３／４位相にシフトする
前記（１４）に記載の画像処理装置。
（１６）  前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、線形内挿により実現する
前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７）  前記位相シフト部は、前記輝度信号の位相シフトを、FIRフィルタにより実現する
前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８）  前記位相シフト部は、前記FIRフィルタとして、動き補償のための１／４画素制度のフィルタを用いる
前記（１７）に記載の画像処理装置。
（１９）  前記カレントフィールドの種類を判定するフィールド判定部をさらに備え、
前記位相シフト部は、前記フィールド判定部による判定結果に基づいて、前記輝度信号の位相をシフトする
前記（１１）乃至（１８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（２０）  画像処理装置の画像処理方法であって、
復号部が、輝度信号と色差信号とで垂直方向の解像度が異なるインターレースフォーマットの画像がフィールド符号化された符号化データを復号し、
位相シフト部が、前記符号化データが復号されて得られた、前記画像と前記画像の予測画像との差分画像の、処理対象であるカレントフィールドの種類、および、前記輝度信号と前記色差信号との垂直方向の解像度比に応じて、前記輝度信号の位相をシフトし、
予測画像生成部が、位相がシフトされた前記輝度信号を用いて、前記色差信号のイントラ予測画像を生成し、
演算部が、生成された前記イントラ予測画像を、前記差分画像に加算して、前記画像を生成する
画像処理方法。
【符号の説明】
【０２７０】
１００  画像符号化装置，  １２１  フィールド判定部，  １２２  輝度ベース色差イントラ予測部，  １５１  輝度周辺画素バッファ，  １５２  輝度復号画素バッファ，  １５３  位相シフト部，  １５４  シフト周辺画素バッファ，  １５５  シフト復号画素バッファ，  １５６  色差周辺画素バッファ，  １５７  相関係数算出部，  １５８  予測画像生成部，  ２００  画像復号装置，  ２２１  フィールド判定部，  ２２２  輝度ベース色差イントラ予測部，  ２５１  輝度周辺画素バッファ，  ２５２  輝度復号画素バッファ，  ２５３  位相シフト部，  ２５４  シフト周辺画素バッファ，  ２５５  シフト復号画素バッファ，  ２５６  色差周辺画素バッファ，  ２５７  相関係数算出部，  ２５８  予測画像生成部
【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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