JP2014168107A - Video encoding device, video decoding device, video encoding method and video decoding method - Google Patents
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Abstract
【課題】エイリアシングの発生を抑制して、符号化効率を高めることができるようにする。
【解決手段】動画像符号化装置のイントラ予測部4が、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成するように構成する。
【選択図】図1To suppress the occurrence of aliasing and improve encoding efficiency.
An intra-prediction unit 4 of a moving image coding apparatus applies a plurality of pixels adjacent to each other in a horizontal direction and a vertical direction among pixels constituting an encoded block divided by a block dividing unit 2. The luminance component is smoothed, a correlation parameter indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component is calculated, and a predicted image for the color difference component is generated using the correlation parameter and the smoothed luminance component. Configure.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、動画像を高効率で符号化を行う動画像符号化装置及び動画像符号化方法と、高効率で符号化されている動画像を復号する動画像復号装置及び動画像復号方法とに関するものである。 The present invention relates to a moving image encoding apparatus and moving image encoding method for encoding a moving image with high efficiency, a moving image decoding apparatus and a moving image decoding method for decoding a moving image encoded with high efficiency, and It is about.
例えば、以下の非特許文献1に記載されている動画像符号化装置では、色差信号のフレーム内予測を行う予測手段として、輝度信号と色差信号の相関を利用して、縮小後の輝度信号に数値演算を施すことで、色差信号を予測するIntra_LMモードが採用されている。
図18はIntra_LMモードの予測処理を実施する輝度相関利用色差信号予測部を示す構成図である。
図18の輝度相関利用色差信号予測部は、輝度参照画素縮小部931、相関算出部932及び色差予測画像生成部933から構成されている。
For example, in the moving image encoding apparatus described in
FIG. 18 is a configuration diagram illustrating a luminance correlation use color difference signal prediction unit that performs prediction processing in the Intra_LM mode.
The luminance correlation use color difference signal prediction unit in FIG. 18 includes a luminance reference
輝度参照画素縮小部931は、図19に示すように、YUV4:2:0信号に対して、色差信号の予測ブロックに対応するブロック内の復号済の画素値である復号済輝度信号と、その復号済輝度信号の上端と左端に隣接している復号済輝度信号とを用いて、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する。
ここで、縮小輝度参照画素Rec’Lは、図20に示すように、YUV4:2:0信号において、色差信号の画素と同位相になるように、輝度参照画素RecLに対して、縦方向に1:1のローパスフィルタを施した後に、縦横に偶数列のみをサブサンプリングすることで得られる。
As shown in FIG. 19, the luminance reference
Here, as shown in FIG. 20, the reduced luminance reference pixel Rec ′ L is vertical to the luminance reference pixel Rec L so that the YUV 4: 2: 0 signal has the same phase as the pixel of the color difference signal. After applying a low-pass filter of 1: 1, the sub-sampling is performed only on even columns in the vertical and horizontal directions.
相関算出部932は、輝度参照画素縮小部931が縮小輝度参照画素Rec’Lを生成すると、その縮小輝度参照画素Rec’Lと、色差信号の予測ブロックの上端及び左端に隣接している色差信号の復号済の画素値である色差参照画素RecCとを用いて、下記の式(1)及び式(2)に示すように、予測に用いる相関パラメータα,βを算出する。
式(1),(2)において、Iは処理対象となる色差信号の予測ブロックの1辺の画素数の2倍の値である。
When the luminance reference
In equations (1) and (2), I is a value twice the number of pixels on one side of the prediction block of the color difference signal to be processed.
色差予測画像生成部933は、相関算出部932が相関パラメータα,βを算出すると、その相関パラメータα,βと縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、下記の式(3)に示すように、色差予測画像PredCを生成する。
When the
従来の動画像符号化装置は以上のように構成されているので、隣接画素から予測できない色差信号の変化も、輝度信号との相関を利用して適切に予測することができ、高い精度での予測が可能になる。しかし、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する際、2画素ずつの平均値を取ることで、画面の垂直方向には、強いローパスフィルタが施されているが、画面の水平方向には、単純に2画素おきにサブサンプリングされるだけであるため、縮小輝度参照画素Rec’Lの水平方向にはエイリアシングが発生することがある。色差予測画像PredCは、縮小輝度参照画素Rec’Lをスカラ倍してオフセット加算することで得られるため、縮小輝度参照画素Rec’Lのエイリアシングが、色差予測画像に反映されて予測誤差が増幅されてしまい、符号化効率の改善が限定的になるなどの課題があった。 Since the conventional moving image coding apparatus is configured as described above, a change in the color difference signal that cannot be predicted from the adjacent pixels can be appropriately predicted using the correlation with the luminance signal, with high accuracy. Prediction becomes possible. However, when the reduced luminance reference pixel Rec ′ L is generated, a strong low-pass filter is applied in the vertical direction of the screen by taking an average value of every two pixels, but simple in the horizontal direction of the screen. because only be subsampled every two pixels, there may aliasing occurs in the horizontal direction of the reduced luminance reference pixel Rec 'L. Since the color difference prediction image Pred C is obtained by multiplying the reduced luminance reference pixel Rec ′ L by scalar multiplication and offset addition, the aliasing of the reduced luminance reference pixel Rec ′ L is reflected in the color difference prediction image and the prediction error is amplified. As a result, there has been a problem that improvement in coding efficiency is limited.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、エイリアシングの発生を抑制して、符号化効率を高めることができる動画像符号化装置及び動画像符号化方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、符号化効率の改善が図られている符号化データから正確に動画像を復号することができる動画像復号装置及び動画像復号方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a moving picture coding apparatus and a moving picture coding method capable of suppressing the occurrence of aliasing and improving the coding efficiency. And
It is another object of the present invention to obtain a moving picture decoding apparatus and a moving picture decoding method that can accurately decode a moving picture from encoded data whose encoding efficiency is improved.
この発明に係る動画像符号化装置は、予測処理の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定し、利用可能な1以上の符号化モードの中から、階層的に分割される各々の符号化ブロックに対応する符号化モードを選択する符号化制御手段と、入力画像を符号化制御手段により決定された最大サイズの符号化ブロックに分割するとともに、符号化制御手段により決定された上限の階層数に至るまで、その符号化ブロックを階層的に分割するブロック分割手段と、ブロック分割手段により分割された符号化ブロックに対して、符号化制御手段により選択された符号化モードに対応する予測処理を実施することで予測画像を生成する予測画像生成手段と、ブロック分割手段により分割された符号化ブロックと予測画像生成手段により生成された予測画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、差分画像生成手段により生成された差分画像を圧縮し、その差分画像の圧縮データを出力する画像圧縮手段と、画像圧縮手段から出力された圧縮データ及び符号化制御手段により選択された符号化モードを可変長符号化して、その圧縮データ及び符号化モードの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する可変長符号化手段とを備え、予測画像生成手段が、ブロック分割手段により分割された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する輝度成分イントラ予測手段と、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する色差成分イントラ予測手段とから構成されているようにしたものである。 The moving picture coding apparatus according to the present invention determines the maximum size of a coding block that is a processing unit of prediction processing, and determines the upper limit number of layers when the coding block of the maximum size is hierarchically divided. An encoding control unit that selects an encoding mode corresponding to each encoding block divided hierarchically from one or more of the available encoding modes, and an input image is determined by the encoding control unit The encoded block is divided into a maximum size encoded block, and the encoded block is divided by the block dividing means and the block dividing means until the maximum number of hierarchies determined by the encoding control means is reached. Predictive image generating means for generating a predictive image by performing prediction processing corresponding to the encoding mode selected by the encoding control means on the encoded block The difference image generation means for generating a difference image between the encoded block divided by the block division means and the prediction image generated by the prediction image generation means, and the difference image generated by the difference image generation means are compressed, Image compression means for outputting compressed data of the difference image, variable length coding of the compressed data output from the image compression means and the coding mode selected by the coding control means, and the compressed data and the coding of the coding mode Variable length encoding means for generating a bit stream in which the encoded data is multiplexed, and the predicted image generation means performs intra-frame prediction of the luminance component in the encoded block divided by the block dividing means, Among the luminance component intra prediction means for generating a predicted image for the luminance component and the pixels constituting the coding block, By smoothing the luminance component of a plurality of pixels adjacent in the horizontal direction and the vertical direction, a correlation parameter indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component is calculated, and the correlation parameter and the luminance after smoothing are calculated. The color difference component intra prediction means for generating a prediction image for the color difference component using the components is configured.
この発明によれば、予測画像生成手段が、ブロック分割手段により分割された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する輝度成分イントラ予測手段と、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する色差成分イントラ予測手段とから構成されているので、平滑化後の輝度成分におけるエイリアシングの発生を抑制して、符号化効率を高めることができる効果がある。 According to this invention, the predicted image generating means performs intra-frame prediction of the luminance component in the encoded block divided by the block dividing means, and generates a predicted image for the luminance component, the luminance component intra prediction means, A correlation parameter indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component is smoothed by smoothing the luminance component of a plurality of pixels adjacent in the horizontal direction and the vertical direction among the pixels constituting the coding block. It is composed of a chrominance component intra prediction means that generates a predicted image for the chrominance component using the calculated correlation parameter and the smoothed luminance component, thereby suppressing aliasing in the smoothed luminance component Thus, the encoding efficiency can be increased.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置を示す構成図である。
図1において、符号化制御部1はイントラ予測処理(フレーム内予測処理)又は動き補償予測処理(フレーム間予測処理)が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定する処理を実施する。
また、符号化制御部1は利用可能な1以上の符号化モード(1以上のイントラ符号化モード、1以上のインター符号化モード)の中から、階層的に分割される各々の符号化ブロックに適する符号化モードを選択する処理を実施する。
また、符号化制御部1は各々の符号化ブロック毎に、差分画像が圧縮される際に用いられる量子化パラメータ及び変換ブロックサイズを決定するとともに、予測処理が実施される際に用いられるイントラ予測パラメータ又はインター予測パラメータを決定する処理を実施する。量子化パラメータ及び変換ブロックサイズは、予測差分符号化パラメータに含まれて、変換・量子化部7、逆量子化・逆変換部8及び可変長符号化部13等に出力される。
なお、符号化制御部1は符号化制御手段を構成している。
1 is a block diagram showing a moving picture coding apparatus according to
In FIG. 1, an
In addition, the
In addition, the
The
ブロック分割部2は入力画像(カレントピクチャ)を示す映像信号を入力すると、その入力画像を符号化制御部1により決定された最大サイズの符号化ブロックに分割するとともに、符号化制御部1により決定された上限の階層数に至るまで、その符号化ブロックを階層的に分割する処理を実施する。なお、ブロック分割部2はブロック分割手段を構成している。
切替スイッチ3は符号化制御部1により選択された符号化モードがイントラ符号化モードであれば、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックをイントラ予測部4に出力し、符号化制御部1により選択された符号化モードがインター符号化モードであれば、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックを動き補償予測部5に出力する処理を実施する。
When a video signal indicating an input image (current picture) is input, the
If the coding mode selected by the
イントラ予測部4は切替スイッチ3からブロック分割部2により分割された符号化ブロックを受けると、その符号化ブロックに対して、イントラ予測用メモリ10により格納されている上記符号化ブロックに隣接している復号済みの画素を用いて、符号化制御部1から出力されたイントラ予測パラメータに基づくフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。
即ち、イントラ予測部4は、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックにおける輝度成分については、その輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する。
一方、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックにおける色差成分については、符号化制御部1により選択された符号化モードが、イントラ符号化モードにおける方向性予測モードであれば、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックにおける色差成分のフレーム内予測を実施して、色差成分に対する予測画像を生成する。
また、符号化制御部1により選択された符号化モードが、イントラ符号化モードにおける平滑化輝度相関利用色差信号予測モードであれば、その符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する。
When the intra prediction unit 4 receives the encoded block divided by the
That is, the intra prediction unit 4 performs intra-frame prediction of the luminance component of the encoded block divided by the
On the other hand, for the color difference component in the coding block divided by the
In addition, if the encoding mode selected by the
動き補償予測部5はブロック分割部2により分割された符号化ブロックに対応する符号化モードとして、符号化制御部1によりインター符号化モードが選択された場合、動き補償予測フレームメモリ12により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、符号化制御部1から出力されたインター予測パラメータに基づいて、その符号化ブロックに対する動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。
なお、切替スイッチ3、イントラ予測部4及び動き補償予測部5から予測画像生成手段が構成されている。
When the inter coding mode is selected by the
The
減算部6はブロック分割部2により分割された符号化ブロックから、イントラ予測部4又は動き補償予測部5により生成された予測画像を減算することで、差分画像(=符号化ブロック−予測画像)を生成する処理を実施する。なお、減算部6は差分画像生成手段を構成している。
変換・量子化部7は符号化制御部1から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、減算部6により生成された差分画像の変換処理(例えば、DCT(離散コサイン変換)やDST(離散サイン変換)、予め特定の学習系列に対して基底設計がなされているKL変換等の直交変換処理)を実施するとともに、その予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、その差分画像の変換係数を量子化することで、量子化後の変換係数を差分画像の圧縮データとして出力する処理を実施する。なお、変換・量子化部7は画像圧縮手段を構成している。
The subtracting unit 6 subtracts the prediction image generated by the intra prediction unit 4 or the motion compensation prediction unit 5 from the encoded block divided by the
The transform /
逆量子化・逆変換部8は符号化制御部1から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、変換・量子化部7から出力された圧縮データを逆量子化し、その予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、逆量子化後の圧縮データの逆変換処理(例えば、逆DCT(逆離散コサイン変換)や逆DST(逆離散サイン変換)、逆KL変換等の逆変換処理)を実施することで、逆変換処理後の圧縮データを局所復号予測差分信号として出力する処理を実施する。
The inverse quantization /
加算部9は逆量子化・逆変換部8から出力された局所復号予測差分信号とイントラ予測部4又は動き補償予測部5により生成された予測画像を示す予測信号を加算することで、局所復号画像を示す局所復号画像信号を生成する処理を実施する。
イントラ予測用メモリ10はイントラ予測部4により次回のイントラ予測処理で用いられる画像として、加算部9により生成された局所復号画像信号が示す局所復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
The adding
The intra prediction memory 10 is a recording medium such as a RAM that stores a local decoded image indicated by the local decoded image signal generated by the adding
ループフィルタ部11は加算部9により生成された局所復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の局所復号画像信号が示す局所復号画像を参照画像として動き補償予測フレームメモリ12に出力する処理を実施する。
動き補償予測フレームメモリ12は動き補償予測部5により次回の動き補償予測処理で用いられる参照画像として、ループフィルタ部11によるフィルタリング処理後の局所復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
The
The motion compensated
可変長符号化部13は変換・量子化部7から出力された圧縮データと、符号化制御部1から出力された符号化モード及び予測差分符号化パラメータと、イントラ予測部4から出力されたイントラ予測パラメータ又は動き補償予測部5から出力されたインター予測パラメータとを可変長符号化して、その圧縮データ、符号化モード、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する処理を実施する。なお、可変長符号化部13は可変長符号化手段を構成している。
The variable
図1では、動画像符号化装置の構成要素である符号化制御部1、ブロック分割部2、切替スイッチ3、イントラ予測部4、動き補償予測部5、減算部6、変換・量子化部7、逆量子化・逆変換部8、加算部9、ループフィルタ部11及び可変長符号化部13のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、動画像符号化装置がコンピュータなどで構成される場合、符号化制御部1、ブロック分割部2、切替スイッチ3、イントラ予測部4、動き補償予測部5、減算部6、変換・量子化部7、逆量子化・逆変換部8、加算部9、ループフィルタ部11及び可変長符号化部13の処理内容を記述しているプログラムの全部又は一部を当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図2はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置の処理内容を示すフローチャートである。
In FIG. 1, a
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the moving picture coding apparatus according to
図3はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置のイントラ予測部4を示す構成図である。
図3において、輝度信号イントラ予測部21はブロック分割部2により分割された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
即ち、輝度信号イントラ予測部21はイントラ予測用メモリ10により格納されている上記符号化ブロックに隣接している復号済みの輝度参照画素を参照して、符号化制御部1から出力されたイントラ予測パラメータに基づく輝度成分のフレーム内予測を実施することで、輝度成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。なお、輝度信号イントラ予測部21は輝度成分イントラ予測手段を構成している。
FIG. 3 is a block diagram showing the intra prediction unit 4 of the moving picture coding apparatus according to
In FIG. 3, the luminance signal
That is, the luminance signal
切替スイッチ22は符号化制御部1から出力されたイントラ予測パラメータのうち、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、方向性予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を色差信号方向性イントラ予測部23に与え、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を輝度相関利用色差信号予測部24に出力する処理を実施する。
If the parameter indicating the intra coding mode of the chrominance signal indicates the directional prediction mode among the intra prediction parameters output from the
色差信号方向性イントラ予測部23は切替スイッチ22から受け取った上記符号化ブロックに隣接している復号済みの色差参照画素を参照して、符号化制御部1から出力されたイントラ予測パラメータに基づく色差成分のフレーム内予測を実施することで、色差成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
輝度相関利用色差信号予測部24は切替スイッチ22から受け取った復号済みの画素のうち、符号化ブロックに隣接している復号済みの輝度参照画素及び色差参照画素と、当該符号化ブロック内の復号済みの輝度参照画素を用いて、その符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
なお、切替スイッチ22、色差信号方向性イントラ予測部23及び輝度相関利用色差信号予測部24から色差成分イントラ予測手段が構成されている。
The chrominance signal directivity
The luminance correlation utilization color difference
The
図4はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置の輝度相関利用色差信号予測部24を示す構成図である。
図4において、平滑化輝度参照画素縮小部31はイントラ予測用メモリ10により格納されている符号化ブロックを構成している復号済みの輝度参照画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の輝度参照画素の平滑化処理等を実施することで、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する。
相関算出部32はイントラ予測用メモリ10により格納されている色差参照画素と平滑化輝度参照画素縮小部31により生成された縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータα,βを算出する処理を実施する。
FIG. 4 is a block diagram showing the luminance correlation utilizing color difference
In FIG. 4, the smoothed luminance reference
The
色差予測画像生成部33は相関算出部32により算出された相関パラメータα,βと平滑化輝度参照画素縮小部31により生成された縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、色差成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
なお、図5はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置のイントラ予測部4の処理内容を示すフローチャートである。
図6はこの発明の実施の形態1による動画像符号化装置の輝度相関利用色差信号予測部24の処理内容を示すフローチャートである。
The color difference predicted
FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the intra prediction unit 4 of the moving picture coding apparatus according to
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the luminance correlation utilizing color difference
図7はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置を示す構成図である。
図7において、可変長復号部41はイントラ予測処理又は動き補償予測処理が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズ及び最大サイズの符号化ブロックから階層的に分割されている符号化ブロックの階層数を特定することで、ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、最大サイズの符号化ブロック及び階層的に分割されている符号化ブロックに係る符号化データを特定し、各々の符号化データから符号化ブロックに係る圧縮データ、符号化モード、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを可変長復号して、その圧縮データ及び予測差分符号化パラメータを逆量子化・逆変換部45に出力するとともに、その符号化モード及びイントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを切替スイッチ42に出力する処理を実施する。なお、可変長復号部41は可変長復号手段を構成している。
FIG. 7 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to
In FIG. 7, the variable
切替スイッチ42は可変長復号部41から出力された符号化ブロックに係る符号化モードがイントラ符号化モードである場合、可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータをイントラ予測部43に出力し、その符号化モードがインター符号化モードである場合、可変長復号部41から出力されたインター予測パラメータを動き補償部44に出力する処理を実施する。
The
イントラ予測部43はイントラ予測用メモリ47により格納されている符号化ブロックに隣接している復号済みの画素を用いて、切替スイッチ42から出力されたイントラ予測パラメータに基づいて、符号化ブロックに対するフレーム内予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。
即ち、イントラ予測部43は、可変長復号部41から出力された符号化ブロックにおける輝度成分については、その輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する。
一方、可変長復号部41から出力された符号化ブロックにおける色差成分については、可変長復号部41から出力された符号化モードが、イントラ符号化モードにおける方向性予測モードであれば、その符号化ブロックにおける色差成分のフレーム内予測を実施して、色差成分に対する予測画像を生成する。
また、可変長復号部41から出力された符号化モードが、イントラ符号化モードにおける平滑化輝度相関利用色差信号予測モードであれば、その符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する。
The
That is, for the luminance component in the encoded block output from the variable
On the other hand, for the color difference component in the coding block output from the variable
Further, if the coding mode output from the variable
動き補償部44は動き補償予測フレームメモリ49により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、切替スイッチ42から出力されたインター予測パラメータに基づいて、符号化ブロックに対する動き補償予測処理を実施することで予測画像を生成する処理を実施する。
なお、切替スイッチ42、イントラ予測部43及び動き補償部44から予測画像生成手段が構成されている。
The motion compensation unit 44 performs a motion compensation prediction process on the encoded block based on the inter prediction parameter output from the
The
逆量子化・逆変換部45は可変長復号部41から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、可変長復号部41から出力された符号化ブロックに係る圧縮データを逆量子化し、その予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、逆量子化の圧縮データの逆変換処理(例えば、逆DCT(逆離散コサイン変換)や逆DST(逆離散サイン変換)、逆KL変換等の逆変換処理)を実施することで、逆変換処理後の圧縮データを復号予測差分信号(圧縮前の差分画像を示す信号)として出力する処理を実施する。なお、逆量子化・逆変換部45は差分画像生成手段を構成している。
The inverse quantization /
加算部46は逆量子化・逆変換部45から出力された復号予測差分信号とイントラ予測部43又は動き補償部44により生成された予測画像を示す予測信号を加算することで、復号画像を示す復号画像信号を生成する処理を実施する。なお、加算部46は復号画像生成手段を構成している。
イントラ予測用メモリ47はイントラ予測部43により次回のイントラ予測処理で用いられる画像として、加算部46により生成された復号画像信号が示す復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
The
The
ループフィルタ部48は加算部46により生成された復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の復号画像信号が示す復号画像を参照画像として動き補償予測フレームメモリ49に出力するとともに、その復号画像を再生画像として外部に出力する処理を実施する。
動き補償予測フレームメモリ49は動き補償部44により次回の動き補償予測処理で用いられる参照画像として、ループフィルタ部48によるフィルタリング処理後の復号画像を格納するRAMなどの記録媒体である。
The
The motion compensated
図7では、動画像復号装置の構成要素である可変長復号部41、切替スイッチ42、イントラ予測部43、動き補償部44、逆量子化・逆変換部45、加算部46及びループフィルタ部48のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、動画像復号装置がコンピュータなどで構成される場合、可変長復号部41、切替スイッチ42、イントラ予測部43、動き補償部44、逆量子化・逆変換部45、加算部46及びループフィルタ部48の処理内容を記述しているプログラムの全部又は一部を当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
図8はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置の処理内容を示すフローチャートである。
In FIG. 7, a variable
FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the moving picture decoding apparatus according to
図9はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置のイントラ予測部43を示す構成図である。
図9において、輝度信号イントラ予測部51は可変長復号部41から出力された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
即ち、輝度信号イントラ予測部51はイントラ予測用メモリ47により格納されている上記符号化ブロックに隣接している復号済みの輝度参照画素を参照して、可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータに基づく輝度成分のフレーム内予測を実施することで、輝度成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。なお、輝度信号イントラ予測部51は輝度成分イントラ予測手段を構成している。
FIG. 9 is a block diagram showing the
In FIG. 9, the luminance signal
That is, the luminance signal
切替スイッチ52は可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータのうち、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、方向性予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を色差信号方向性イントラ予測部53に与え、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を輝度相関利用色差信号予測部54に出力する処理を実施する。
If the parameter indicating the intra coding mode of the color difference signal indicates the directional prediction mode among the intra prediction parameters output from the variable
色差信号方向性イントラ予測部53は切替スイッチ52から受け取った上記符号化ブロックに隣接している復号済みの色差参照画素を参照して、可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータに基づく色差成分のフレーム内予測を実施することで、色差成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
輝度相関利用色差信号予測部54は切替スイッチ52から受け取った復号済みの画素のうち、符号化ブロックに隣接している復号済みの輝度参照画素及び色差参照画素と、当該符号化ブロック内の復号済みの輝度参照画素を用いて、その符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
なお、切替スイッチ52、色差信号方向性イントラ予測部53及び輝度相関利用色差信号予測部54から色差成分イントラ予測手段が構成されている。
The chrominance signal directivity
Of the decoded pixels received from the
The
図10はこの発明の実施の形態1による動画像復号装置の輝度相関利用色差信号予測部54を示す構成図である。
図10において、平滑化輝度参照画素縮小部61はイントラ予測用メモリ47により格納されている符号化ブロックを構成している復号済みの輝度参照画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の輝度参照画素の平滑化処理等を実施することで、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する。
相関算出部62はイントラ予測用メモリ47により格納されている色差参照画素と平滑化輝度参照画素縮小部61により生成された縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータα,βを算出する処理を実施する。
色差予測画像生成部63は相関算出部62により算出された相関パラメータα,βと平滑化輝度参照画素縮小部61により生成された縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、色差成分に対する予測画像を生成する処理を実施する。
FIG. 10 is a block diagram showing the luminance correlation utilization color difference
In FIG. 10, the smoothed luminance reference
The
The color difference predicted
この実施の形態1の動画像符号化装置は、映像信号の空間・時間方向の局所的な変化に適応して、映像信号を多様なサイズの領域に分割してフレーム内・フレーム間適応符号化を行うことを特徴としている。
一般に映像信号は、空間・時間的に信号の複雑さが局所的に変化する特性を有し、空間的に見ると、ある特定の映像フレーム上では、例えば、空や壁などのように、比較的広い画像領域中で均一な信号特性を有する絵柄もあれば、人物や細かいテクスチャを含む絵画などでは、小さい画像領域内で複雑なテクスチャパターンを有する絵柄も混在することがある。
The moving picture coding apparatus according to the first embodiment adapts to local changes in the spatial and temporal directions of a video signal, divides the video signal into regions of various sizes, and performs intraframe / interframe adaptive coding. It is characterized by performing.
In general, video signals have the characteristic that the complexity of the signal changes locally in space and time, and when viewed spatially, comparison is made on a specific video frame, for example, sky or wall. A picture having uniform signal characteristics in a wide image area and a picture having a complicated texture pattern in a small image area may be mixed in a picture including a person or a fine texture.
時間的に見ても、空や壁は局所的に時間方向の絵柄の変化が小さいが、動く人物や物体は、その輪郭が時間的に剛体・非剛体の運動をするため、時間的な変化が大きい。
符号化処理は、時間・空間的な予測によって、信号電力やエントロピーが小さい予測差分信号を生成して、全体の符号量を削減する処理を行うが、予測処理に用いる予測パラメータをできるだけ大きな画像信号領域に対して均一に適用することができれば、予測パラメータの符号量を小さくすることができる。
一方、時間的・空間的に変化が大きい画像信号パターンに対して、同一の予測パラメータを大きな画像領域に適用すると、予測誤りが増えてしまうため、予測差分信号の符号量を削減することができない。
したがって、時間的・空間的に変化が大きい領域では、予測対象の領域を小さくして、予測処理に用いる予測パラメータのデータ量を増やしても、予測差分信号の電力・エントロピーを低減する方が望ましい。
このような映像信号の一般的な性質に適応している符号化処理を行うため、この実施の形態1の動画像符号化装置では、所定の最大ブロックサイズから映像信号の領域を階層的に分割し、分割領域毎に予測処理や予測差分の符号化処理を適応化する構成を採用している。
Even in terms of time, the sky and the wall have small changes in the local pattern in the time direction, but moving people and objects have temporal and rigid movements, so the time changes. Is big.
The encoding process generates a prediction difference signal with low signal power and entropy by temporal and spatial prediction, and performs a process of reducing the overall code amount. However, the prediction parameter used for the prediction process is as large as possible. If it can be applied uniformly to the region, the code amount of the prediction parameter can be reduced.
On the other hand, if the same prediction parameter is applied to a large image region with respect to an image signal pattern having a large temporal and spatial change, a prediction error increases, and therefore the code amount of the prediction difference signal cannot be reduced. .
Therefore, it is desirable to reduce the power / entropy of the prediction difference signal even if the prediction target area is reduced and the data amount of the prediction parameter used for the prediction process is increased in an area where the temporal and spatial changes are large. .
In order to perform encoding processing adapted to the general characteristics of such a video signal, the moving image encoding apparatus according to the first embodiment hierarchically divides the video signal area from a predetermined maximum block size. And the structure which adapts a prediction process and the encoding process of a prediction difference for every division area is employ | adopted.
この実施の形態1の動画像符号化装置が処理対象とする映像信号は、輝度信号と2つの色差信号からなるYUV信号や、ディジタル撮像素子から出力されるRGB信号等の任意の色空間のカラー映像信号のほか、モノクロ画像信号や赤外線画像信号など、映像フレームが水平・垂直2次元のディジタルサンプル(画素)列から構成される任意の映像信号である。
各画素の諧調は8ビットでもよいし、10ビット、12ビットなどの諧調であってもよい。
ただし、以下の説明においては、特に断らない限り、入力される映像信号がYUV信号であるものとする。また、2つの色差成分U,Vが輝度成分Yに対して、サブサンプルされた4:2:0フォーマットの信号であるものとする。
なお、映像の各フレームに対応する処理データ単位を「ピクチャ」と称し、この実施の形態1では、「ピクチャ」は順次走査(プログレッシブスキャン)された映像フレームの信号として説明を行う。ただし、映像信号がインタレース信号である場合、「ピクチャ」は映像フレームを構成する単位であるフィールド画像信号であってもよい。
The video signal to be processed by the moving image coding apparatus according to the first embodiment is a color in an arbitrary color space such as a YUV signal composed of a luminance signal and two color difference signals, or an RGB signal output from a digital image sensor. In addition to the video signal, the video frame is an arbitrary video signal such as a monochrome image signal or an infrared image signal, in which the video frame is composed of a horizontal and vertical two-dimensional digital sample (pixel) sequence.
The gradation of each pixel may be 8 bits, or may be gradation such as 10 bits or 12 bits.
However, in the following description, it is assumed that the input video signal is a YUV signal unless otherwise specified. In addition, it is assumed that the two color difference components U and V are subsampled 4: 2: 0 format signals with respect to the luminance component Y.
The processing data unit corresponding to each frame of the video is referred to as “picture”. In the first embodiment, “picture” is described as a signal of a video frame that has been sequentially scanned (progressive scan). However, when the video signal is an interlace signal, the “picture” may be a field image signal which is a unit constituting a video frame.
次に動作について説明する。
最初に、図1の動画像符号化装置の処理内容を説明する。
まず、符号化制御部1は、イントラ予測処理(フレーム内予測処理)又は動き補償予測処理(フレーム間予測処理)が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズを決定するとともに、最大サイズの符号化ブロックが階層的に分割される際の上限の階層数を決定する(図2のステップST1)。
Next, the operation will be described.
First, the processing contents of the moving picture encoding apparatus in FIG. 1 will be described.
First, the
符号化ブロックの最大サイズの決め方として、例えば、全てのピクチャに対して、入力画像の解像度に応じたサイズに決定する方法が考えられる。
また、入力画像の局所的な動きの複雑さの違いをパラメータとして定量化しておき、動きの激しいピクチャでは最大サイズを小さな値に決定し、動きが少ないピクチャでは最大サイズを大きな値に決定する方法などが考えられる。
上限の階層数については、例えば、入力画像の動きが激しい程、階層数を深くして、より細かい動きが検出できるように設定し、入力画像の動きが少なければ、階層数を抑えるように設定する方法が考えられる。
As a method of determining the maximum size of the encoded block, for example, a method of determining a size corresponding to the resolution of the input image for all the pictures can be considered.
In addition, the difference in complexity of local motion of the input image is quantified as a parameter, and the maximum size is determined to be a small value for pictures with intense motion, and the maximum size is determined to be a large value for pictures with little motion. And so on.
The upper limit of the number of hierarchies is set so that, for example, the more the input image moves, the deeper the number of hierarchies, so that finer motion can be detected. A way to do this is considered.
また、符号化制御部1は、利用可能な1以上の符号化モード(M種類のイントラ符号化モード、N種類のインター符号化モード)の中から、階層的に分割される各々の符号化ブロックに対応する符号化モードを選択する(ステップST2)。予め用意されているM種類のイントラ符号化モードについては後述する。
ただし、後述するブロック分割部2により階層的に分割された各々の符号化ブロックが更にパーティション単位に分割される場合は、各々のパーティションに対応する符号化モードを選択することが可能である。
以下、この実施の形態1では、各々の符号化ブロックが更にパーティション単位に分割されるものとして説明する。
符号化制御部1による符号化モードの選択方法は、公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、例えば、利用可能な任意の符号化モードを用いて、符号化ブロックに対する符号化処理を実施して符号化効率を検証し、利用可能な複数の符号化モードの中で、最も符号化効率がよい符号化モードを選択する方法などがある。
In addition, the
However, when each coding block hierarchically divided by the
In the following description of the first embodiment, each encoded block is further divided into partitions.
Since the encoding mode selection method by the
また、符号化制御部1は、各々の符号化ブロックに含まれているパーティション毎に、差分画像が圧縮される際に用いられる量子化パラメータ及び変換ブロックサイズを決定するとともに、予測処理が実施される際に用いられるイントラ予測パラメータ又はインター予測パラメータを決定する。
符号化制御部1は、量子化パラメータ及び変換ブロックサイズを含む予測差分符号化パラメータを変換・量子化部7、逆量子化・逆変換部8及び可変長符号化部13に出力する。また、予測差分符号化パラメータを必要に応じてイントラ予測部4に出力する。
Further, the
The
ブロック分割部2は、入力画像を示す映像信号を入力すると、その入力画像を符号化制御部1により決定された最大サイズの符号化ブロックに分割するとともに、符号化制御部1により決定された上限の階層数に至るまで、その符号化ブロックを階層的に分割する。また、その符号化ブロックをパーティション単位に分割する(ステップST3)。
ここで、図11は最大サイズの符号化ブロックが階層的に複数の符号化ブロックに分割される様子を示す説明図である。
図11の例では、最大サイズの符号化ブロックは、第0階層の符号化ブロックB0であり、輝度成分で(L0,M0)のサイズを有している。
また、図11の例では、最大サイズの符号化ブロックB0を出発点として、4分木構造で、別途定める所定の深さまで階層的に分割を行うことによって、符号化ブロックBnを得ている。
When a video signal indicating an input image is input, the
Here, FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which the maximum-size encoded block is hierarchically divided into a plurality of encoded blocks.
In the example of FIG. 11, the coding block of the maximum size is the coding block B 0 of the 0th layer, and has a size of (L 0 , M 0 ) as a luminance component.
Further, in the example of FIG. 11, the encoding block B n is obtained by performing hierarchical division to a predetermined depth determined separately in a quadtree structure, starting from the encoding block B 0 having the maximum size. Yes.
深さnにおいては、符号化ブロックBnはサイズ(Ln,Mn)の画像領域である。
ただし、LnとMnは同じであってもよいし異なっていてもよいが、図11の例ではLn=Mnのケースを示している。
以降、符号化ブロックBnのサイズは、符号化ブロックBnの輝度成分におけるサイズ(Ln,Mn)と定義する。
At the depth n, the coding block B n is an image area of size (L n , M n ).
However, L n and M n may be the same or different, but the example of FIG. 11 shows the case of L n = M n .
Later, the size of the encoded block B n is defined as the size of the luminance component of the encoded block B n (L n, M n ).
ブロック分割部2では、4分木分割を行うため、常に(Ln+1,Mn+1)=(Ln/2,Mn/2)が成立する。
ただし、RGB信号などのように、全ての色成分が同一サンプル数を有するカラー映像信号(4:4:4フォーマット)では、全ての色成分のサイズが(Ln,Mn)になるが、4:2:0フォーマットを扱う場合、対応する色差成分の符号化ブロックのサイズは(Ln/2,Mn/2)である。
以降、第n階層の符号化ブロックBnで選択しうる符号化モードをm(Bn)と表記する。
Since the
However, in a color video signal (4: 4: 4 format) in which all color components have the same number of samples, such as RGB signals, the size of all color components is (L n , M n ). When the 4: 2: 0 format is handled, the size of the corresponding color difference component coding block is (L n / 2, M n / 2).
Hereinafter, a coding mode that can be selected in the coding block B n in the n-th layer is denoted as m (B n ).
複数の色成分からなるカラー映像信号の場合、符号化モードm(Bn)は、色成分ごとに、それぞれ個別のモードを用いるように構成されてもよいが、以降、特に断らない限り、YUV信号、4:2:0フォーマットの符号化ブロックの輝度成分に対する符号化モードのことを指すものとして説明を行う。
符号化モードm(Bn)には、1つないし複数のイントラ符号化モード(総称して「INTRA」)、1つないし複数のインター符号化モード(総称して「INTER」)があり、符号化制御部1は、上述したように、当該ピクチャで利用可能な全ての符号化モードないしは、そのサブセットの中から、符号化ブロックBnに対して最も符号化効率がよい符号化モードを選択する。
In the case of a color video signal composed of a plurality of color components, the encoding mode m (B n ) may be configured to use an individual mode for each color component, but hereinafter, unless otherwise specified, YUV The description will be made on the assumption that it indicates the coding mode for the luminance component of the coding block of the signal 4: 2: 0 format.
The coding mode m (B n ) includes one or more intra coding modes (collectively “INTRA”) and one or more inter coding modes (collectively “INTER”). As described above, the
符号化ブロックBnは、図11に示すように、更に1つないし複数の予測処理単位(パーティション)に分割される。
以降、符号化ブロックBnに属するパーティションをPi n(i: 第n階層におけるパーティション番号)と表記する。図12は符号化ブロックBnに属するパーティションPi nを示す説明図である。
符号化ブロックBnに属するパーティションPi nの分割がどのようになされているかは符号化モードm(Bn)の中に情報として含まれる。
パーティションPi nは、すべて符号化モードm(Bn)に従って予測処理が行われるが、パーティションPi n毎に、個別の予測パラメータを選択することができる。
As shown in FIG. 11, the coding block B n is further divided into one or more prediction processing units (partitions).
Hereinafter, a partition belonging to the coding block B n is denoted as P i n (i: partition number in the nth layer). FIG. 12 is an explanatory diagram showing partitions P i n belonging to the coding block B n .
How the partition P i n belonging to the coding block B n is divided is included as information in the coding mode m (B n ).
All partitions P i n are subjected to prediction processing according to the encoding mode m (B n ), but individual prediction parameters can be selected for each partition P i n .
符号化制御部1は、最大サイズの符号化ブロックに対して、例えば、図13に示すようなブロック分割状態を生成して、符号化ブロックBnを特定する。
図13(a)の斜線部分は分割後のパーティションの分布を示し、また、図13(b)は階層分割後のパーティションに符号化モードm(Bn)が割り当てられる状況を4分木グラフで示している。
図13(b)において、□で囲まれているノードが、符号化モードm(Bn)が割り当てられたノード(符号化ブロックBn)を示している。
For example, the
The hatched portion in FIG. 13A shows the distribution of the partitions after the division, and FIG. 13B shows the situation in which the encoding mode m (B n ) is assigned to the partition after the hierarchical division in a quadtree graph. Show.
In FIG. 13B, nodes surrounded by squares indicate nodes (encoded blocks B n ) to which the encoding mode m (B n ) is assigned.
切替スイッチ3は、符号化制御部1がイントラ符号化モードを選択すると(m(Bn)∈INTRA)、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックBnに属するパーティションPi nをイントラ予測部4に出力し、符号化制御部1がインター符号化モードを選択すると(m(Bn)∈INTER)、その符号化ブロックBnに属するパーティションPi nを動き補償予測部5に出力する。
When the
イントラ予測部4は、切替スイッチ3から符号化ブロックBnに属するパーティションPi nを受けると(ステップST4)、具体的な処理内容は後述するが、符号化制御部1により決定されたイントラ予測パラメータに基づいて、各パーティションPi nに対するイントラ予測処理を実施することにより、イントラ予測画像(Pi n)を生成する(ステップST5)。
以下、この明細書では、Pi nはパーティションを示し、(Pi n)はパーティションPi nの予測画像を示すものとする。
Intra prediction unit 4 receives the partition P i n belonging from the
Hereinafter, in this specification, P i n represents a partition, and (P i n ) represents a predicted image of the partition P i n .
イントラ予測画像(Pi n)の生成に用いられるイントラ予測パラメータは、動画像復号装置側でも、全く同じイントラ予測画像(Pi n)を生成する必要があるため、可変長符号化部13によってビットストリームに多重化される。
なお、イントラ予測パラメータとして選択できるイントラ予測方向数は、処理対象となるブロックのサイズに応じて異なるよう構成してもよい。
大きいサイズのパーティションでは、イントラ予測の効率が低下するため、選択できるイントラ予測方向数を少なくし、小さいサイズのパーティションでは、選択できるイントラ予測方向数を多くするように構成することができる。
例えば、4×4画素パーティションや8×8画素パーティションでは34方向、16×16画素パーティションでは17方向、32×32画素パーティションでは9方向などのように構成してもよい。
Intra prediction parameters used to generate the intra-prediction image (P i n) is also the moving picture decoding apparatus, it is necessary to generate exactly the same intra prediction image (P i n), the variable
Note that the number of intra prediction directions that can be selected as the intra prediction parameter may be configured to differ depending on the size of the block to be processed.
Since the efficiency of intra prediction decreases in a large size partition, the number of intra prediction directions that can be selected can be reduced, and the number of intra prediction directions that can be selected in a small size partition can be increased.
For example, a 4 × 4 pixel partition or an 8 × 8 pixel partition may be configured in 34 directions, a 16 × 16 pixel partition in 17 directions, a 32 × 32 pixel partition in 9 directions, or the like.
動き補償予測部5は、切替スイッチ3から符号化ブロックBnに属するパーティションPi nを受けると(ステップST4)、符号化制御部1により決定されたインター予測パラメータに基づいて、各パーティションPi nに対するインター予測処理を実施することにより、インター予測画像(Pi n)を生成する(ステップST6)。
即ち、動き補償予測部5は、動き補償予測フレームメモリ12により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、符号化制御部1から出力されたインター予測パラメータに基づいて、その符号化ブロックに対する動き補償予測処理を実施することで、インター予測画像(Pi n)を生成する。
インター予測画像(Pi n)の生成に用いられるインター予測パラメータは、動画像復号装置側でも、全く同じインター予測画像(Pi n)を生成する必要があるため、可変長符号化部13によってビットストリームに多重化される。
When the motion compensated prediction unit 5 receives the partition P i n belonging to the coding block B n from the changeover switch 3 (step ST4), each of the partitions P i is based on the inter prediction parameter determined by the
That is, the motion compensation prediction unit 5 uses the reference image of one or more frames stored in the motion compensation
Inter prediction parameters used to generate the inter prediction image (P i n) is also the moving picture decoding apparatus, it is necessary to generate exactly the same inter-prediction image (P i n), the variable
減算部6は、イントラ予測部4又は動き補償予測部5から予測画像(Pi n)を受けると、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックBnに属するパーティションPi nから、その予測画像(Pi n)を減算することで、その差分画像を示す予測差分信号ei nを生成する(ステップST7)。
変換・量子化部7は、減算部6が予測差分信号ei nを生成すると、符号化制御部1から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、その予測差分信号ei nに対する変換処理(例えば、DCT(離散コサイン変換)やDST(離散サイン変換)、予め特定の学習系列に対して基底設計がなされているKL変換等の直交変換処理)を実施するとともに、その予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、その予測差分信号ei nの変換係数を量子化することで、量子化後の変換係数である差分画像の圧縮データを逆量子化・逆変換部8及び可変長符号化部13に出力する(ステップST8)。
When the subtraction unit 6 receives the prediction image (P i n ) from the intra prediction unit 4 or the motion compensation prediction unit 5, the subtraction unit 6 predicts the prediction from the partition P i n belonging to the encoded block B n divided by the
When the subtraction unit 6 generates the prediction difference signal e i n , the transform /
逆量子化・逆変換部8は、変換・量子化部7から圧縮データを受けると、符号化制御部1から出力された予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、その圧縮データを逆量子化し、その予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、逆量子化の圧縮データの逆変換処理(例えば、逆DCT(逆離散コサイン変換)や逆DST(離散サイン変換)、逆KL変換等の逆変換処理)を実施することで、逆変換処理後の圧縮データを局所復号予測差分信号として加算部9に出力する(ステップST9)。
When receiving the compressed data from the transform /
加算部9は、逆量子化・逆変換部8から局所復号予測差分信号を受けると、その局所復号予測差分信号と、イントラ予測部4又は動き補償予測部5により生成された予測画像(Pi n)を示す予測信号とを加算することで、局所復号パーティション画像ないしはその集まりとしての局所復号符号化ブロック画像(以下、「局所復号画像」と称する)を示す局所復号画像信号を生成し、その局所復号画像信号をループフィルタ部11に出力する(ステップST10)。
また、イントラ予測用メモリ10には、イントラ予測に用いるために、当該局所復号画像が格納される。
When the
The intra prediction memory 10 stores the local decoded image for use in intra prediction.
ループフィルタ部11は、加算部9から局所復号画像信号を受けると、その局所復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の局所復号画像信号が示す局所復号画像を参照画像として動き補償予測フレームメモリ12に格納する(ステップST11)。
なお、ループフィルタ部11によるフィルタリング処理は、入力される局所復号画像信号の最大符号化ブロックあるいは個々の符号化ブロック単位で行ってもよいし、1画面分のマクロブロックに相当する局所復号画像信号が入力された後に1画面分まとめて行ってもよい。
When the
Note that the filtering process by the
ステップST4〜ST10の処理は、ブロック分割部2により分割された全ての符号化ブロックBnに属するパーティションPi nに対する処理が完了するまで繰り返し実施される(ステップST12)。
可変長符号化部13は、変換・量子化部7から出力された圧縮データと、符号化制御部1から出力された符号化モード及び予測差分符号化パラメータと、イントラ予測部4から出力されたイントラ予測パラメータ又は動き補償予測部5から出力されたインター予測パラメータとを可変長符号化して、その圧縮データ、符号化モード、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータの符号化データが多重化されているビットストリームを生成する(ステップST13)。
The processes of steps ST4 to ST10 are repeated until the processes for the partitions P i n belonging to all the encoded blocks B n divided by the
The variable
次に、イントラ予測部4の処理内容を具体的に説明する。
図14は符号化ブロックBnに属する各パーティションPi nにおいて選択可能なイントラ予測パラメータ(イントラ予測モード)の一例を示す説明図である。
図14の例では、イントラ予測モードに対応する予測方向ベクトルを示しており、選択可能なイントラ予測モードの個数が増えるに従って、予測方向ベクトル同士の相対角度が小さくなるように設計されている。
Next, the processing content of the intra estimation part 4 is demonstrated concretely.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of intra prediction parameters (intra prediction modes) that can be selected in each partition P i n belonging to the coding block B n .
In the example of FIG. 14, the prediction direction vector corresponding to the intra prediction mode is shown, and the relative angle between the prediction direction vectors is designed to be smaller as the number of selectable intra prediction modes increases.
まず、イントラ予測部4の輝度信号イントラ予測部21は、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する(図5のステップST21)。
以下、輝度信号イントラ予測部21の処理内容を具体的に説明する。
ここでは、イントラ予測部4の輝度信号イントラ予測部21が、パーティションPi nの輝度信号に対するイントラ予測パラメータ(イントラ予測モード)に基づいて、その輝度信号のイントラ予測信号を生成するイントラ処理について説明する。
説明の便宜上、パーティションPi nのサイズをli n×mi n画素とする。
First, the luminance signal
Hereinafter, the processing content of the luminance signal
Here, the luminance signal
For convenience of explanation, the size of the partition P i n is assumed to be l i n × m i n pixels.
図15はli n=mi n=4の場合において、パーティションPi n内の画素の予測値を生成する際に用いる画素の一例を示す説明図である。
図15の例では、パーティションPi nに隣接している符号化済みの上パーティションの画素((2×li n+1)個の画素)と、左パーティションの画素((2×mi n)個の画素)を予測に用いる参照画素としているが、予測に用いる画素は、図15に示す画素より多くても少なくてもよい。
また、図15の例では、隣接している1行又は1列分の画素を予測に用いているが、2行又は2列分の画素、あるいは、それ以上の画素を予測に用いてもよい。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating an example of pixels used when generating predicted values of pixels in the partition P i n when l i n = m i n = 4.
In the example of FIG. 15, the encoded upper partition pixels ((2 × l i n +1) pixels) adjacent to the partition P i n and the left partition pixels ((2 × m i n )). Number of pixels) is used as a reference pixel for prediction, but the number of pixels used for prediction may be more or less than that shown in FIG.
Further, in the example of FIG. 15, pixels for one row or one column adjacent to each other are used for prediction, but pixels for two rows or two columns or more may be used for prediction. .
輝度信号イントラ予測部21は、例えば、パーティションPi nに対するイントラ予測モードのインデックス値が2(平均値予測)である場合、上パーティションの隣接画素と左パーティションの隣接画素の平均値をパーティションPi n内の画素の予測値として予測画像を生成する。
イントラ予測モードのインデックス値が2(平均値予測)以外の場合には、インデックス値が示す予測方向ベクトルvp=(dx,dy)に基づいて、パーティションPi n内の画素の予測値を生成する。
予測値を生成する画素(予測対象画素)のパーティションPi n内の相対座標(パーティションの左上画素を原点とする)を(x,y)とすると、予測に用いる参照画素の位置は、下記に示すLと、隣接画素の交点となる。
ただし、kは正のスカラ値である。
For example, when the index value of the intra prediction mode for the partition P i n is 2 (average value prediction), the luminance signal
If the index value of the intra prediction mode is other than 2 (average prediction), the prediction direction vector index value indicates v p = (dx, dy) on the basis of, generating a prediction value of the pixel in the partition P i n To do.
Assuming that the relative coordinates in the partition P i n of the pixel (prediction target pixel) for which the prediction value is generated (the upper left pixel of the partition is the origin) is (x, y), the position of the reference pixel used for prediction is as follows: This is the intersection of L and adjacent pixels.
However, k is a positive scalar value.
参照画素が整数画素位置にある場合、その整数画素を予測対象画素の予測値とする。参照画素が整数画素位置にない場合、参照画素に隣接する整数画素から生成される補間画素を予測値とする。
図15の例では、参照画素が整数画素位置にないので、参照画素に隣接する2画素の平均値を予測値としている。
なお、隣接する2画素のみではなく、隣接する2画素以上の画素から補間画素を生成して予測値としてもよい。
When the reference pixel is at the integer pixel position, the integer pixel is set as the prediction value of the prediction target pixel. When the reference pixel is not located at the integer pixel position, an interpolation pixel generated from the integer pixel adjacent to the reference pixel is set as the predicted value.
In the example of FIG. 15, since the reference pixel is not located at the integer pixel position, the average value of two pixels adjacent to the reference pixel is used as the predicted value.
Note that an interpolation pixel may be generated not only from two adjacent pixels but also from two or more adjacent pixels, and used as a predicted value.
輝度信号イントラ予測部21は、同様の手順で、パーティションPi n内の輝度信号のすべての画素に対する予測画素を生成し、その生成したイントラ予測画像(Pi n)を出力する。
イントラ予測画像(Pi n)の生成に用いているイントラ予測パラメータは、上述したように、ビットストリームに多重化するために可変長符号化部13に出力される。
The luminance signal
As described above, the intra-prediction parameters used for generating the intra-predicted image (P i n ) are output to the variable
イントラ予測部4の切替スイッチ22は、符号化制御部1から出力されたイントラ予測パラメータのうち、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、方向性予測モードであるのか、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードであるのかを判定する(ステップST22)。
切替スイッチ22は、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、方向性予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を色差信号方向性イントラ予測部23に与え、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を輝度相関利用色差信号予測部24に与える。
ここで、図16は色差信号のイントラ予測パラメータと色差イントラ予測モードの対応例を示す説明図である。
図16の例では、色差信号イントラ予測パラメータが“34”である場合には、予測に用いる参照画素が輝度相関利用色差信号予測部24に与えられ、色差信号イントラ予測パラメータが“34”以外である場合には、予測に用いる参照画素が色差信号方向性イントラ予測部23に与えられることになる。
The
If the parameter indicating the intra coding mode of the chrominance signal indicates that it is the directional prediction mode, the
Here, FIG. 16 is an explanatory diagram showing a correspondence example between the intra prediction parameters of the color difference signal and the color difference intra prediction modes.
In the example of FIG. 16, when the color difference signal intra prediction parameter is “34”, a reference pixel used for prediction is given to the luminance correlation utilization color difference
色差信号方向性イントラ予測部23は、切替スイッチ22から予測に用いる参照画素を受けると、パーティションPi nに隣接している復号済みの色差参照画素を参照して、符号化制御部1から出力されたイントラ予測パラメータに基づく色差成分のフレーム内予測を実施することで、色差成分に対する予測画像を生成する(ステップST23)。
色差信号方向性イントラ予測部23におけるイントラ予測の対象が色差信号であり、イントラ予測の対象が輝度信号である輝度信号イントラ予測部21と異なるが、イントラ予測の処理内容自体は輝度信号イントラ予測部21と同様である。よって、方向性予測、水平予測、垂直予測、DC予測などを行うことにより、色差信号のイントラ予測画像が生成される。
Color difference signal
The intra prediction target in the chrominance signal directional
輝度相関利用色差信号予測部24は、切替スイッチ22から予測に用いる参照画素を受けると、符号化ブロックであるパーティションPi nに隣接している復号済みの輝度参照画素及び色差参照画素と、パーティションPi n内の復号済みの輝度参照画素(輝度信号イントラ予測部21により先に生成されたパーティションPi nのイントラ予測画像(Pi n)から得られた局所復号画像内の輝度参照画素)とを用いて、その符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する(ステップST24)。
以下、輝度相関利用色差信号予測部24の処理内容を具体的に説明する。
When the luminance correlation utilization chrominance
Hereinafter, the processing content of the luminance correlation utilization color difference
輝度相関利用色差信号予測部24の平滑化輝度参照画素縮小部31は、イントラ予測用メモリ10により格納されているパーティションPi nを構成している復号済みの輝度参照画素(輝度信号イントラ予測部21により先に生成されたパーティションPi nのイントラ予測画像(Pi n)から得られた局所復号画像内の輝度参照画素)のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の輝度参照画素の平滑化処理等を実施することで、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する(図6のステップST31)。
即ち、平滑化輝度参照画素縮小部31は、図19に示すように、パーティションPi n内の色差信号の予測ブロック(図中、左側のN×Nのブロック)に対応するブロック(図中、右側の2N×2Nのブロック)内の復号済の画素値である復号済輝度信号と、その復号済輝度信号の上端と左端に隣接している復号済輝度信号とを用いて、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する。
ここで、縮小輝度参照画素Rec’Lは、図17に示すように、YUV4:2:0信号において、色差信号画素と同位相になるように、輝度参照画素RecLに対して、横方向に1:2:1のローパスフィルタ、縦方向に1:1のローパスフィルタを施した後に、縦横に偶数列のみをサブサンプリングすることで得られる。
Smoothing luminance correlation utilizing the color difference
That is, the smoothed luminance reference
Here, as shown in FIG. 17, the reduced luminance reference pixel Rec ′ L is arranged in the horizontal direction with respect to the luminance reference pixel Rec L so that the YUV 4: 2: 0 signal has the same phase as the color difference signal pixel. After a 1: 2: 1 low-pass filter and a 1: 1 low-pass filter are applied in the vertical direction, only an even column is sub-sampled in the vertical and horizontal directions.
輝度相関利用色差信号予測部24の相関算出部32は、平滑化輝度参照画素縮小部31が縮小輝度参照画素Rec’Lを生成すると、その縮小輝度参照画素Rec’Lと、色差信号の予測ブロックの上端及び左端に隣接している色差信号の復号済の画素値である色差参照画素RecCとを用いて、下記の式(4)及び式(5)に示すように、予測に用いる相関パラメータα,βを算出する(ステップST32)。
式(4),(5)において、Iは処理対象となる色差信号の予測ブロックの1辺の画素数の2倍の値である。
When the smoothed luminance reference
In equations (4) and (5), I is a value twice the number of pixels on one side of the prediction block of the color difference signal to be processed.
色差予測画像生成部33は、相関算出部32が相関パラメータα,βを算出すると、その相関パラメータα,βと縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、下記の式(6)に示すように、色差予測画像PredCを生成する(ステップST33)。
When the
なお、イントラ予測は、画面内の未知の領域を既知の領域から予測する手段であるが、輝度信号と色差信号のテクスチャには相関があり、空間方向については、近傍画素同士は画素値の変化が小さいため、予測ブロックに隣接する復号済の輝度信号と色差信号を利用して輝度信号と色差信号の相関パラメータを算出し、その輝度信号と相関パラメータから色差信号を予測することにより、予測効率を向上させることができる。
この際、YUV4:2:0信号では、輝度信号と色差信号の解像度が異なるため、輝度信号をサブサンプリングする必要があるが、ローパスフィルタを施すことによりエイリアシングの発生を抑えることができ、予測効率を向上させることができる。
Intra prediction is a means for predicting an unknown area in the screen from a known area, but the texture of the luminance signal and the color difference signal are correlated, and in the spatial direction, neighboring pixels change pixel values. Predictive efficiency by calculating the correlation parameter between the luminance signal and the color difference signal using the decoded luminance signal and the color difference signal adjacent to the prediction block and predicting the color difference signal from the luminance signal and the correlation parameter. Can be improved.
In this case, since the resolution of the luminance signal and the color difference signal is different in the YUV 4: 2: 0 signal, it is necessary to subsample the luminance signal. However, the occurrence of aliasing can be suppressed by applying a low-pass filter, and the prediction efficiency Can be improved.
可変長符号化部13は、上述したように、イントラ予測部4から出力されたイントラ予測パラメータを可変長符号化して、そのイントラ予測パラメータの符号語をビットストリームに多重化するが、イントラ予測パラメータを符号化する際に、複数の方向性予測の予測方向ベクトルの中から、代表的な予測方向ベクトル(予測方向代表ベクトル)を選択し、イントラ予測パラメータを予測方向代表ベクトルのインデックス(予測方向代表インデックス)と予測方向代表ベクトルからの差分を表すインデックス(予測方向差分インデックス)で表して、それぞれのインデックス毎に、確率モデルに応じた算術符号化などのハフマン符号化を行うことで、符号量を削減して符号化するよう構成してもよい。
As described above, the variable
次に、図7の動画像復号装置の処理内容を説明する。
可変長復号部41は、図1の動画像符号化装置により生成されたビットストリームを入力すると、そのビットストリームに対する可変長復号処理を実施して(図8のステップST41)、1フレーム以上のピクチャから構成されるシーケンス単位あるいはピクチャ単位にフレームサイズを復号する。
可変長復号部41は、フレームサイズを復号すると、図1の動画像符号化装置で決定された最大符号化ブロックサイズ(イントラ予測処理又は動き補償予測処理が実施される際の処理単位となる符号化ブロックの最大サイズ)と、分割階層数の上限(最大サイズの符号化ブロックから階層的に分割されている符号化ブロックの階層数)を動画像符号化装置と同様の手順で決定する(ステップST42)。
Next, processing contents of the moving picture decoding apparatus in FIG. 7 will be described.
When the variable
When the frame size is decoded, the variable
例えば、符号化ブロックの最大サイズが、全てのピクチャに対して、入力画像の解像度に応じたサイズに決定されている場合には、先に復号しているフレームサイズに基づいて、図1の動画像符号化装置と同様の手順で、符号化ブロックの最大サイズを決定する。
動画像符号化装置によって、符号化ブロックの最大サイズ及び符号化ブロックの階層数がビットストリームに多重化されている場合には、そのビットストリームから符号化ブロックの最大サイズ及び符号化ブロックの階層数を復号する。
For example, when the maximum size of the encoded block is determined to be the size corresponding to the resolution of the input image for all the pictures, the moving image shown in FIG. 1 is based on the previously decoded frame size. The maximum size of the encoded block is determined by the same procedure as that of the image encoding apparatus.
When the maximum size of the encoded block and the number of layers of the encoded block are multiplexed in the bitstream by the moving image encoding device, the maximum size of the encoded block and the number of layers of the encoded block from the bitstream Is decrypted.
可変長復号部41は、符号化ブロックの最大サイズ及び符号化ブロックの階層数を決定すると、最大符号化ブロックを出発点にして、各符号化ブロックの階層的な分割状態を把握することで、ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、各符号化ブロックに係る符号化データを特定し、その符号化データから各符号化ブロックに割り当てられている符号化モードを復号する。
そして、可変長復号部41は、その符号化モードに含まれている符号化ブロックBnに属するパーティションPi nの分割情報を参照して、ビットストリームに多重化されている符号化データの中で、各パーティションPi nに係る符号化データを特定する(ステップST43)。
可変長復号部41は、各パーティションPi nに係る符号化データから圧縮データ、予測差分符号化パラメータ、イントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを可変長復号して、その圧縮データ及び予測差分符号化パラメータを逆量子化・逆変換部45に出力するとともに、符号化モード及びイントラ予測パラメータ/インター予測パラメータを切替スイッチ42に出力する(ステップST44)。
The variable
Then, the variable-
Variable-
例えば、予測方向代表インデックスと予測方向差分インデックスがビットストリームに多重化されている場合には、その予測方向代表インデックスと予測方向差分インデックスをそれぞれの確率モデルに応じた算術復号などによりエントロピー復号し、その予測方向代表インデックスと予測方向差分インデックスからイントラ予測パラメータを特定するようにする。
これにより、動画像符号化装置側で、イントラ予測パラメータの符号量を削減している場合でも、イントラ予測パラメータを正しく復号することができる。
For example, when the prediction direction representative index and the prediction direction difference index are multiplexed in the bitstream, the prediction direction representative index and the prediction direction difference index are entropy decoded by arithmetic decoding or the like according to each probability model, An intra prediction parameter is specified from the prediction direction representative index and the prediction direction difference index.
Thereby, even when the code amount of the intra prediction parameter is reduced on the moving image encoding device side, the intra prediction parameter can be correctly decoded.
切替スイッチ42は、可変長復号部41から出力された符号化ブロックBnに属するパーティションPi nの符号化モードがイントラ符号化モードである場合、可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータをイントラ予測部43に出力し、その符号化モードがインター符号化モードである場合、可変長復号部41から出力されたインター予測パラメータを動き補償部44に出力する。
イントラ予測部43は、可変長復号部41からイントラ予測パラメータを受けると(ステップST45)、図1のイントラ予測部4と同様に、そのイントラ予測パラメータに基づいて、各パーティションPi nに対するイントラ予測処理を実施することにより、イントラ予測画像(Pi n)を生成する(ステップST46)。
以下、イントラ予測部43の処理内容を具体的に説明する。
When the
Hereinafter, the processing content of the
イントラ予測部43の輝度信号イントラ予測部51は、可変長復号部41からイントラ予測パラメータを受けると、動画像符号化装置の輝度信号イントラ予測部21と同様に、例えば、パーティションPi nに対するイントラ予測モードのインデックス値が2(平均値予測)である場合、上パーティションの隣接画素と左パーティションの隣接画素の平均値をパーティションPi n内の画素の予測値として予測画像を生成する。
イントラ予測モードのインデックス値が2(平均値予測)以外の場合には、インデックス値が示す予測方向ベクトルvp=(dx,dy)に基づいて、パーティションPi n内の画素の予測値を生成する。
輝度信号イントラ予測部51は、同様の手順で、パーティションPi n内の輝度信号のすべての画素に対する予測画素を生成し、その生成したイントラ予測画像(Pi n)を出力する。
Luminance signal
If the index value of the intra prediction mode is other than 2 (average prediction), the prediction direction vector index value indicates v p = (dx, dy) on the basis of, generating a prediction value of the pixel in the partition P i n To do.
The luminance signal
イントラ予測部43の切替スイッチ52は、動画像符号化装置の切替スイッチ22と同様に、可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータのうち、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、方向性予測モードであるのか、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードであるのかを判定する。
切替スイッチ52は、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、方向性予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を色差信号方向性イントラ予測部53に与え、色差信号のイントラ符号化モードを示すパラメータが、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードである旨を示していれば、予測に用いる参照画素を輝度相関利用色差信号予測部54に与える。
The
If the parameter indicating the intra coding mode of the chrominance signal indicates that it is the directional prediction mode, the
色差信号方向性イントラ予測部53は、切替スイッチ52から予測に用いる参照画素を受けると、動画像符号化装置の色差信号方向性イントラ予測部23と同様に、パーティションPi nに隣接している復号済みの色差参照画素を参照して、可変長復号部41から出力されたイントラ予測パラメータに基づく色差成分のフレーム内予測を実施することで、色差成分に対する予測画像を生成する。
色差信号方向性イントラ予測部53におけるイントラ予測の対象が色差信号であり、イントラ予測の対象が輝度信号である輝度信号イントラ予測部51と異なるが、イントラ予測の処理内容自体は輝度信号イントラ予測部51と同様である。よって、方向性予測、水平予測、垂直予測、DC予測などを行うことにより、色差信号のイントラ予測画像が生成される。
Color difference signal
The intra prediction target in the chrominance signal directional
輝度相関利用色差信号予測部54は、切替スイッチ52から予測に用いる参照画素を受けると、動画像符号化装置の輝度相関利用色差信号予測部24と同様に、パーティションPi nに隣接している復号済みの輝度参照画素及び色差参照画素と、パーティションPi n内の復号済みの輝度参照画素(輝度信号イントラ予測部51により先に生成されたパーティションPi nのイントラ予測画像(Pi n)から得られた復号画像内の輝度参照画素)とを用いて、その符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する。
以下、輝度相関利用色差信号予測部54の処理内容を具体的に説明する。
When receiving the reference pixel used for prediction from the
Hereinafter, the processing content of the luminance correlation utilization color difference
輝度相関利用色差信号予測部54の平滑化輝度参照画素縮小部61は、動画像符号化装置の平滑化輝度参照画素縮小部31と同様に、イントラ予測用メモリ47により格納されているパーティションPi nを構成している復号済みの輝度参照画素(輝度信号イントラ予測部51により先に生成されたパーティションPi nのイントラ予測画像(Pi n)から得られた復号画像内の輝度参照画素)のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の輝度参照画素の平滑化処理等を実施することで、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する。
即ち、平滑化輝度参照画素縮小部61は、図19に示すように、パーティションPi n内の色差信号の予測ブロック(図中、左側のN×Nのブロック)に対応するブロック(図中、右側の2N×2Nのブロック)内の復号済の画素値である復号済輝度信号と、その復号済輝度信号の上端と左端に隣接している復号済輝度信号とを用いて、縮小輝度参照画素Rec’Lを生成する。
ここで、縮小輝度参照画素Rec’Lは、図17に示すように、YUV4:2:0信号において、色差信号画素と同位相になるように、輝度参照画素RecLに対して、横方向に1:2:1のローパスフィルタ、縦方向に1:1のローパスフィルタを施した後に、縦横に偶数列のみをサブサンプリングすることで得られる。
Similar to the smoothed luminance reference
That is, the smoothed luminance reference
Here, as shown in FIG. 17, the reduced luminance reference pixel Rec ′ L is arranged in the horizontal direction with respect to the luminance reference pixel Rec L so that the YUV 4: 2: 0 signal has the same phase as the color difference signal pixel. After a 1: 2: 1 low-pass filter and a 1: 1 low-pass filter are applied in the vertical direction, only an even column is sub-sampled in the vertical and horizontal directions.
相関算出部62は、平滑化輝度参照画素縮小部61が縮小輝度参照画素Rec’Lを生成すると、動画像符号化装置の相関算出部32と同様に、その縮小輝度参照画素Rec’Lと、色差信号の予測ブロックの上端及び左端に隣接している色差信号の復号済の画素値である色差参照画素RecCとを用いて、上記の式(4),(5)に示すように、予測に用いる相関パラメータα,βを算出する。
色差予測画像生成部63は、相関算出部62が相関パラメータα,βを算出すると、動画像符号化装置の色差予測画像生成部33と同様に、その相関パラメータα,βと縮小輝度参照画素Rec’Lを用いて、上記の式(6)に示すように、色差予測画像PredCを生成する。
Correlation calculating unit 62 'when generating L, and the like the
When the
動き補償部44は、切替スイッチ42からインター予測パラメータを受けると、動画像符号化装置の動き補償予測部5と同様に、そのインター予測パラメータに基づいて、各パーティションPi nに対するインター予測処理を実施することにより、インター予測画像(Pi n)を生成する(ステップST47)。
即ち、動き補償部44は、動き補償予測フレームメモリ49により格納されている1フレーム以上の参照画像を用いて、そのインター予測パラメータに基づくパーティションPi nに対する動き補償予測処理を実施することで、インター予測画像(Pi n)を生成する。
Motion compensation unit 44 receives the inter prediction parameters from the
That is, the motion compensation unit 44 performs a motion compensation prediction process on the partition P i n based on the inter prediction parameter using one or more reference images stored in the motion compensation
逆量子化・逆変換部45は、可変長復号部41から予測差分符号化パラメータを受けると、その予測差分符号化パラメータに含まれている量子化パラメータを用いて、可変長復号部41から出力された符号化ブロックに係る圧縮データを逆量子化し、その予測差分符号化パラメータに含まれている変換ブロックサイズ単位で、逆量子化後の圧縮データの逆変換処理(例えば、逆DCT(逆離散コサイン変換)や逆DST(逆離散サイン変換)、逆KL変換等の逆変換処理)を実施することで、逆変換処理後の圧縮データを復号予測差分信号(圧縮前の差分画像を示す信号)として加算部46に出力する(ステップST48)。
When the inverse quantization /
加算部46は、逆量子化・逆変換部45から出力された復号予測差分信号と、イントラ予測部43又は動き補償部44により生成された予測画像(Pi n)を示す予測信号とを加算することで、復号パーティション画像ないしはその集まりとしての復号画像を示す復号画像信号を生成し、その復号画像信号をループフィルタ部48に出力する(ステップST49)。
また、イントラ予測用メモリ47には、イントラ予測に用いるために、当該復号画像が格納される。
The
The
ループフィルタ部48は、加算部46から復号画像信号を受けると、その復号画像信号に含まれている符号化歪みを補償し、符号化歪み補償後の復号画像信号が示す復号画像を参照画像として動き補償予測フレームメモリ49に格納するとともに、その復号画像を再生画像として出力する(ステップST50)。
なお、ループフィルタ部48によるフィルタリング処理は、入力される復号画像信号の最大符号化ブロックあるいは個々の符号化ブロック単位で行ってもよいし、1画面分のマクロブロックに相当する復号画像信号が入力された後に1画面分まとめて行ってもよい。
ステップST43〜ST49の処理は、全ての符号化ブロックBnに属するパーティションPi nに対する処理が完了するまで繰り返し実施される(ステップST51)。
When the
Note that the filtering processing by the
Processing in step ST43~ST49 is repeated until the processing for the partitions P i n that belong to all the coding blocks B n is completed (step ST51).
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、動画像符号化装置のイントラ予測部4が、ブロック分割部2により分割された符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成するように構成したので、平滑化後の輝度成分におけるエイリアシングの発生を抑制して、符号化効率を高めることができる効果を奏する。
即ち、符号化制御部1により選択された符号化モードがイントラ予測モードであり、色差信号のイントラ予測モードを示すパラメータが、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードである旨を示している場合、輝度参照画素に対して、水平方向及び垂直方向に平滑化を施してサブサンプリングすることで縮小輝度参照画素を生成し、輝度信号と色差信号の相関を利用して色差信号のイントラ予測画像を生成するため、従来では発生していたエイリアシングによる予測誤差の増幅が抑制された予測画像が生成されて予測効率か向上し、その結果として、符号化効率を高めることができる。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the intra prediction unit 4 of the moving image encoding device uses the horizontal direction among the pixels constituting the encoded block divided by the
That is, when the encoding mode selected by the
また、この実施の形態1によれば、動画像復号装置のイントラ予測部43が、可変長復号部41から出力された符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、その相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成するように構成したので、符号化効率の改善が図られている符号化データから正確に動画像を復号することができる効果を奏する。
即ち、可変長復号部41により可変長復号された符号化モードがイントラ予測モードであり、色差信号のイントラ予測モードを示すパラメータが、平滑化輝度相関利用色差信号予測モードである旨を示している場合、輝度参照画素に対して、水平方向及び垂直方向に平滑化を施してサブサンプリングすることで縮小輝度参照画素を生成し、輝度信号と色差信号の相関を利用して色差信号のイントラ予測画像を生成するため、符号化効率の改善が図られている符号化データから正確に動画像を復号することができる。
Further, according to the first embodiment, the
That is, the coding mode that is variable-length decoded by the variable-
なお、この実施の形態1では、縮小輝度参照画素の生成時に、水平方向に1:2:1の平滑化フィルタを施すものを示したが、フィルタの係数は、これに限定されるものではなく、例えば、3:2:3、7:2:7、1:0:1などのフィルタや、さらにタップ数の大きい平滑化フィルタ、あるいは、1:1のフィルタであっても、同様の効果を得ることができる。
また、この実施の形態1では、縮小輝度参照画素の生成時に、予測対象となるブロックの輝度参照画素と、それに隣接する輝度参照画素の平滑化フィルタとして共通のものを使用するものを示したが、予測対象となるブロックの輝度参照画素には1:0:1のフィルタを適用し、隣接する輝度参照画素には1:2:1のフィルタを適用するなど、異なるフィルタを適用しても同様の効果を得ることができる。
1:0:1のフィルタや1:1のフィルタを適用すれば、演算量を削減する効果も得ることができる一方、タップ数の大きい平滑化フィルタを適用すれば、符号化効率を向上させる効果を得ることができる。
また、水平方向と垂直方向の平滑化は同時に行うように構成してもよい。例えば、対象となる6画素を上記フィルタ係数に応じて重み付き加算した後に平均値を算出するよう構成してもよい。
In the first embodiment, when a reduced luminance reference pixel is generated, a 1: 2: 1 smoothing filter is applied in the horizontal direction. However, the filter coefficient is not limited to this. For example, a filter such as 3: 2: 3, 7: 2: 7, 1: 0: 1, a smoothing filter with a larger number of taps, or a 1: 1 filter can achieve the same effect. Can be obtained.
In the first embodiment, when a reduced luminance reference pixel is generated, a common one is used as a smoothing filter for the luminance reference pixel of the block to be predicted and the luminance reference pixel adjacent thereto. Even if different filters are applied, the 1: 0: 1 filter is applied to the luminance reference pixels of the block to be predicted, and the 1: 2: 1 filter is applied to the adjacent luminance reference pixels. The effect of can be obtained.
If a 1: 0: 1 filter or a 1: 1 filter is applied, the amount of calculation can be reduced. On the other hand, if a smoothing filter having a large number of taps is applied, the encoding efficiency is improved. Can be obtained.
Further, the smoothing in the horizontal direction and the vertical direction may be performed simultaneously. For example, the average value may be calculated after weighted addition of six target pixels according to the filter coefficient.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
1 符号化制御部(符号化制御手段)、2 ブロック分割部(ブロック分割手段)、3 切替スイッチ(予測画像生成手段)、4 イントラ予測部(予測画像生成手段)、5 動き補償予測部(予測画像生成手段)、6 減算部(差分画像生成手段)、7 変換・量子化部(画像圧縮手段)、8 逆量子化・逆変換部、9 加算部、10 イントラ予測用メモリ、11 ループフィルタ部、12 動き補償予測フレームメモリ、13 可変長符号化部(可変長符号化手段)、21 輝度信号イントラ予測部(輝度成分イントラ予測手段)、22 切替スイッチ(色差成分イントラ予測手段)、23 色差信号方向性イントラ予測部(色差成分イントラ予測手段)、24 輝度相関利用色差信号予測部(色差成分イントラ予測手段)、31 平滑化輝度参照画素縮小部、32 相関算出部、33 色差予測画像生成部、41 可変長復号部(可変長復号手段)、42 切替スイッチ(予測画像生成手段)、43 イントラ予測部(予測画像生成手段)、44 動き補償部(予測画像生成手段)、45 逆量子化・逆変換部(差分画像生成手段)、46 加算部(復号画像生成手段)、47 イントラ予測用メモリ、48 ループフィルタ部、49 動き補償予測フレームメモリ、51 輝度信号イントラ予測部(輝度成分イントラ予測手段)、52 切替スイッチ(色差成分イントラ予測手段)、53 色差信号方向性イントラ予測部(色差成分イントラ予測手段)、54 輝度相関利用色差信号予測部(色差成分イントラ予測手段)、61 平滑化輝度参照画素縮小部、62 相関算出部、63 色差予測画像生成部、931 輝度参照画素縮小部、932 相関算出部、933 色差予測画像生成部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coding control part (coding control means), 2 block division part (block division means), 3 changeover switch (prediction image generation means), 4 intra prediction part (prediction image generation means), 5 motion compensation prediction part (prediction) Image generation means), 6 subtraction section (difference image generation means), 7 transform / quantization section (image compression means), 8 inverse quantization / inverse transform section, 9 addition section, 10 intra prediction memory, 11 loop filter section , 12 motion compensated prediction frame memory, 13 variable length coding unit (variable length coding unit), 21 luminance signal intra prediction unit (luminance component intra prediction unit), 22 changeover switch (color difference component intra prediction unit), 23 color difference signal Directional intra prediction unit (color difference component intra prediction means), 24 luminance correlation use color difference signal prediction unit (color difference component intra prediction means), 31 Smoothing luminance reference Element reduction unit, 32 correlation calculation unit, 33 color difference prediction image generation unit, 41 variable length decoding unit (variable length decoding unit), 42 changeover switch (prediction image generation unit), 43 intra prediction unit (prediction image generation unit), 44 Motion compensation unit (predicted image generating unit), 45 Inverse quantization / inverse transform unit (difference image generating unit), 46 Adder unit (decoded image generating unit), 47 Intra prediction memory, 48 loop filter unit, 49 Motion compensated prediction Frame memory, 51 luminance signal intra prediction unit (luminance component intra prediction unit), 52 changeover switch (color difference component intra prediction unit), 53 color difference signal directional intra prediction unit (color difference component intra prediction unit), 54 luminance correlation use color difference signal Prediction unit (color difference component intra prediction means), 61 smoothed luminance reference pixel reduction unit, 62 correlation calculation unit, 63 color difference prediction image Generating unit, 931 luminance reference pixel reducing unit, 932 correlation calculation unit, 933-color difference prediction image generation unit.
Claims (6)
上記予測画像生成手段は、上記ブロック分割手段により分割された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する輝度成分イントラ予測手段と、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、上記相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する色差成分イントラ予測手段とから構成されていることを特徴とする動画像符号化装置。 One or more encoding modes that can be used by determining the maximum size of an encoding block that is a processing unit of prediction processing, and determining the upper limit number of layers when the encoding block of the maximum size is hierarchically divided Coding control means for selecting a coding mode corresponding to each coding block divided hierarchically, and an input image is divided into coding blocks of the maximum size determined by the coding control means. And the block dividing means for dividing the encoded block hierarchically until reaching the upper limit number of layers determined by the encoding control means, and the encoded block divided by the block dividing means, A prediction image generating unit that generates a prediction image by performing a prediction process corresponding to the encoding mode selected by the encoding control unit; A difference image generating means for generating a difference image between the encoded block divided by the means and a predicted image generated by the predicted image generating means; a difference image generated by the difference image generating means; Image compression means for outputting compressed data of the image, variable length coding of the compressed data output from the image compression means and the coding mode selected by the coding control means, and the compressed data and the coding mode Variable length encoding means for generating a bit stream in which the encoded data is multiplexed,
The predicted image generation unit performs intra-frame prediction of the luminance component in the encoded block divided by the block dividing unit, and generates a predicted image for the luminance component. The luminance component intra prediction unit and the encoded block Smoothing the luminance component related to a plurality of pixels adjacent in the horizontal direction and the vertical direction among the constituent pixels, calculating a correlation parameter indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component, and A moving picture coding apparatus comprising: a color difference component intra prediction means for generating a predicted image for a color difference component using a correlation parameter and a smoothed luminance component.
上記符号化制御手段により選択された符号化モードが、イントラ符号化モードにおける平滑化輝度相関利用色差信号予測モードであれば、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、上記相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する
ことを特徴とする請求項1記載の動画像符号化装置。 If the coding mode selected by the coding control means is a directional prediction mode in the intra coding mode, the chrominance component intra prediction means performs intra-frame prediction of the chrominance component in the coding block divided by the block dividing means. To generate a prediction image for the color difference component,
If the coding mode selected by the coding control means is the smoothed luminance correlation utilization color difference signal prediction mode in the intra coding mode, the horizontal direction and the vertical direction among the pixels constituting the coding block Smoothing the luminance component relating to a plurality of pixels adjacent to the pixel, calculating a correlation parameter indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component, and using the correlation parameter and the luminance component after smoothing, The moving image encoding apparatus according to claim 1, wherein a prediction image for the color difference component is generated.
上記予測画像生成手段は、上記可変長復号手段により可変長復号された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する輝度成分イントラ予測手段と、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、上記相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する色差成分イントラ予測手段とから構成されていることを特徴とする動画像復号装置。 Variable length decoding means for variable length decoding the compressed data and the coding mode for each coding block hierarchically divided from the encoded data multiplexed in the bitstream, and variable by the variable length decoding means Predictive image generating means for generating a predictive image by performing prediction processing corresponding to the encoding mode related to the encoded block for the long-decoded encoded block, and variable length decoding by the variable length decoding means A difference image generation unit that generates a difference image before compression from the compressed data relating to the encoded block, a difference image generated by the difference image generation unit, and a prediction image generated by the prediction image generation unit And a decoded image generating means for generating a decoded image,
The prediction image generation unit performs intra-frame prediction of the luminance component in the encoded block that has been variable-length decoded by the variable-length decoding unit, and generates a prediction image for the luminance component, the luminance component intra prediction unit, and the code Smoothes the luminance components of multiple pixels that are adjacent to each other in the horizontal and vertical directions, and calculates correlation parameters that indicate the correlation between the smoothed luminance and color difference components. And a color difference component intra prediction means for generating a predicted image for the color difference component using the correlation parameter and the smoothed luminance component.
上記可変長復号手段により可変長復号された符号化モードが、イントラ符号化モードにおける平滑化輝度相関利用色差信号予測モードであれば、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、上記相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する
ことを特徴とする請求項3記載の動画像復号装置。 The chrominance component intra-prediction means, in the coding block that has been variable-length decoded by the variable-length decoding means, if the coding mode that has been variable-length decoded by the variable-length decoding means is a directional prediction mode in the intra-coding mode. Perform intra-frame prediction of chrominance components to generate a predicted image for chrominance components,
If the coding mode that has been variable-length decoded by the variable-length decoding means is the smoothed luminance correlation-use color difference signal prediction mode in the intra coding mode, among the pixels constituting the coding block, the horizontal direction and By smoothing the luminance component of a plurality of pixels adjacent in the vertical direction, a correlation parameter indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component is calculated, and the correlation parameter and the smoothed luminance component are used. The moving image decoding apparatus according to claim 3, further comprising: generating a predicted image for the color difference component.
上記予測画像生成処理ステップでは、上記ブロック分割処理ステップで分割された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する輝度成分イントラ予測処理ステップと、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、上記相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する色差成分イントラ予測処理ステップとを実施することを特徴とする動画像符号化方法。 The encoding control means determines the maximum size of the encoding block that is the processing unit of the prediction process, and determines the upper limit number of layers when the encoding block of the maximum size is hierarchically divided and can be used. A coding control processing step for selecting a coding mode corresponding to each coding block that is hierarchically divided from one or more coding modes; and a block dividing means that converts the input image into the coding control processing. A block division processing step that divides the encoded block hierarchically until it reaches the upper limit number of layers determined in the encoding control processing step, and is divided into the maximum size encoded blocks determined in the step; The prediction image generating means applies the coding mode selected in the coding control processing step to the coding block divided in the block division processing step. A prediction image generation processing step for generating a prediction image by performing a prediction process corresponding to the code, and a difference image generation means generated by the encoded block divided in the block division processing step and the prediction image generation processing step. A difference image generation processing step for generating a difference image with the predicted image, and an image compression unit that compresses the difference image generated in the difference image generation processing step and outputs compressed data of the difference image A processing step and a variable-length encoding unit variable-length-encode the compressed data output in the image compression processing step and the encoding mode selected in the encoding control processing step, and the compressed data and the encoding A variable-length encoding processing step for generating a bitstream in which encoded data of a mode is multiplexed,
In the prediction image generation processing step, a luminance component intra prediction processing step for generating a prediction image for the luminance component by performing intra-frame prediction of the luminance component in the encoded block divided in the block division processing step, and the code Smoothes the luminance components of multiple pixels that are adjacent to each other in the horizontal and vertical directions, and calculates correlation parameters that indicate the correlation between the smoothed luminance and color difference components. And a color difference component intra prediction processing step of generating a predicted image for the color difference component using the correlation parameter and the smoothed luminance component.
上記予測画像生成処理ステップでは、上記可変長復号処理ステップで可変長復号された符号化ブロックにおける輝度成分のフレーム内予測を実施して、輝度成分に対する予測画像を生成する輝度成分イントラ予測処理ステップと、上記符号化ブロックを構成している画素のうち、水平方向及び垂直方向に隣接している複数の画素に係る輝度成分を平滑化して、平滑化後の輝度成分と色差成分の相関を示す相関パラメータを算出し、上記相関パラメータと平滑化後の輝度成分を用いて、色差成分に対する予測画像を生成する色差成分イントラ予測処理ステップとを実施することを特徴とする動画像復号方法。 A variable-length decoding means, wherein the variable-length decoding means variable-length decodes the compressed data and the coding mode related to each coding block hierarchically divided from the coded data multiplexed in the bitstream; Prediction in which prediction image generation means generates a prediction image by performing prediction processing corresponding to the coding mode related to the coding block on the coding block that has been variable length decoded in the variable length decoding processing step. An image generation processing step, a difference image generation step in which the difference image generation means generates a difference image before compression from the compressed data related to the encoded block subjected to variable length decoding in the variable length decoding processing step; Means adds the difference image generated in the difference image generation processing step and the prediction image generated in the prediction image generation processing step And a decoded image generation processing step of generating a decoded image Te,
In the predicted image generation processing step, a luminance component intra prediction processing step that performs intra-frame prediction of the luminance component in the coding block variable-length decoded in the variable-length decoding processing step to generate a predicted image for the luminance component; The correlation indicating the correlation between the smoothed luminance component and the color difference component by smoothing the luminance component of a plurality of pixels adjacent in the horizontal direction and the vertical direction among the pixels constituting the coding block. A moving picture decoding method comprising: calculating a parameter, and performing a color difference component intra prediction processing step of generating a predicted image for the color difference component using the correlation parameter and the smoothed luminance component.
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