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JP3369573B2 - 画像予測復号化方法及び装置 - Google Patents

画像予測復号化方法及び装置

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JP3369573B2
JP3369573B2 JP54202597A JP54202597A JP3369573B2 JP 3369573 B2 JP3369573 B2 JP 3369573B2 JP 54202597 A JP54202597 A JP 54202597A JP 54202597 A JP54202597 A JP 54202597A JP 3369573 B2 JP3369573 B2 JP 3369573B2
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JP
Japan
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prediction
image data
image
coefficient
Prior art date
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JP54202597A
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セン ブン，チュン
メイ シェン，シェン
ティオ ケン タン
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、画像予測符号化装置及び方法、画像予測復
号化装置及び方法、並びに記録媒体に関する。特に、静
止画又は動画である画像のデジタル画像データを、例え
ば光ディスクなどの記録媒体に記憶し、又は通信回線を
伝送するための画像予測符号化装置及び方法、並びに、
画像予測復号化装置及び方法に関する。また、上記画像
予測符号化方法のステップを含むプログラムを記録した
記録媒体、並びに、上記画像予測復号化方法のステップ
を含むプログラムを記録した記録媒体に関する。
背景技術 デジタル画像を効率よく記憶し又は伝送するには、圧
縮符号化する必要がある。デジタル画像を圧縮符号化す
るための方法として、JPEG（Joint Photographic Exper
ts Group）やMPEG（Motion Picture Experts Group）に
代表される離散コサイン変換（以下、DCT変換とい
う。）のほかに、サブバンド符号化やウェーブレット符
号化、フラクタル符号化などの波形符号化方法がある。
また、画像間の冗長な信号を取り除くには動き補償を用
いた画像間予測を行い、差分信号を波形符号化する。
MPEGの方式では、入力画像を複数の16×16のマクロブ
ロックに分割して処理する。１つのマクロブロックをさ
らに８×８のブロックに分割し、８×８のDCT変換処理
を施してから量子化する。これはフレーム内符号化と呼
ばれる。
一方、ブロックマッチングをはじめとする動き検出方
法で、時間に隣接する別のフレームの中から対象マクロ
ブロックに誤差の最も小さい予測マクロブロックを検出
し、検出された予測マクロブロックを対象マクロブロッ
クから減算し、差分マクロブロックを生成し、８×８の
DCT変換を施してから量子化する。これをフレーム間符
号化と呼び、予測マクロブロックを時間領域の予測信号
と呼ぶ。このようにMPEGでは、同じフレームの中から画
像を予測していない。
通常の画像は空間的に似ている領域が多く、この性質
を用いて空間領域に画像を近似することができる。時間
領域の予測信号と同じように、同じフレームの中から予
測信号を求めることも可能である。これを空間領域の予
測信号と呼ぶ。
空間的に近接する２つの画素値が近いため、空間領域
の予測信号は一般的に対象信号に近い位置にある。一
方、受信側又は再生側では、原画像がないため、予測信
号は過去において符号化し再生された信号を用いる必要
がある。この２つの要素から、空間領域の予測信号を高
速に生成する必要がある。画素値を復号化し再生した後
すぐに予測信号の生成に用いられるからである。
従って、空間領域の予測信号を簡単かつ高精度に生成
する必要がある。また、符号化装置及び復号化装置にお
いて高速演算可能な構成が要求される。
ところで、画像データの符号化は、JPEG、MPEG1、H.2
61、MPEG2及びH.263などの多くの国際的標準に広く使用
されて来た。後者の標準の各々は符号化能率を更に改善
している。すなわち、同じ画質を表現するのに従来の標
準に比べてビット数をさらに減少する努力がなされてき
た。
動画に対する画像データの符号化は、イントラフレー
ム符号化と予測フレーム符号化から成りたっている。こ
こで、イントラフレーム符号化は、１つのフレームの画
面内でのフレーム内符号化をいう。例えばMPEG1標準の
ような代表的なハイブリッド符号化システムにおいて
は、連続するフレームは次の３つの異なるタイプに分類
できる。
（ａ）イントラフレーム（以下、Ｉフレームとい
う。）、 （ｂ）予測フレーム（以下、Ｐフレームという。）、及
び （ｃ）両方向予測フレーム（以下、Ｂフレームとい
う。）。
Ｉフレームは他のフレームと独立的に符号化され、す
なわち、Ｉフレームは他のフレームを用いることなく圧
縮される。Ｐフレームは、符号化されたフレーム（それ
は、Ｐフレームである。）の内容を予測するために１つ
前のフレームを用いることにより動きの検出及び補償を
通じて符号化されている。Ｂフレームは、１つ前のフレ
ームからの情報及びＢフレームの中味のデータを予測す
る後続のフレームからの情報を用いる動きの検出及び補
償を用いることにより符号化されている。以前のフレー
ム及び後続のフレームはＩフレームか、又はＰフレーム
である。Ｉフレームはイントラコードモードに属してい
る。Ｐフレーム及びＢフレームは予測コードモードに属
している。
Ｉフレーム、Ｐフレーム及びＢフレームの符号化の性
質が違っているように、その圧縮方法も各々異なってい
る。Ｉフレームは、冗長性を減少させるために一時的な
予測を使用しないので、Ｐフレーム及びＢフレームに比
べてより多くのビット数を必要とする。
ここで、MPEG2を例として説明する。ビットレートを4
Mビット／秒とし、画像は、30フレーム／秒の画像と仮
定する。一般的には、Ｉ、Ｐ及びＢフレームに用いられ
るビット数の比は6:3:1である。従ってＩフレームは約4
20Kbits/sを使用し、Ｂフレームは約70Kbits/sを使用す
る。なぜならＢフレームは両方向から十分に予測されて
いるからである。
図14は、従来技術の画像予測符号化装置の構成を示す
ブロック図である。DCT変換をブロックに基づいて実行
するので、最近の画像符号化方法はすべて、画像をより
小さいブロックに分割することを基礎としている。イン
トラフレーム符号化においては、入力されたディジタル
画像信号に対して、図14に示されるように、まず、ブロ
ックサンプリング処理1001が実行される。次いで、ブロ
ックサンプリング処理1001後のこれらのブロックに対し
て、DCT変換処理1004が実行された後、量子化処理1005
及びランレングスホフマン可変長符号化（VLC:Variable
Length Coding;エントロピー符号化）処理1006が実行
される。一方、予測フレーム符号化においては、入力さ
れたディジタル画像に対して動き補償処理1003が実行さ
れ、そして、動き補償されたブロック（すなわち、予測
されたブロック）に対してDCT変換処理1004が実行され
る。次いで、量子化処理1005、及びランレングスホフマ
ンVLC符号化（エントロピー符号化）処理1006が実行さ
れる。
ブロックに基づくDCT変換処理1004は、処理対象のブ
ロック内の空間的な冗長性を除去し又は減少させるこ
と、並びに、動き検出及び補償処理1002,1003は隣接す
るフレームの間の一時的な冗長性を除去し又は減少させ
ることは、従来の画像符号化技術から公知である。さら
に、DCT変換処理1004及び量子化処理1005の後に実行さ
れる、ランレングスホフマンVLC符号化又は他のエント
ロピー符号化処理1006は、量子化されたDCT変換係数の
間の統計的冗長性を除去する。しかしその処理は、画面
内のブロックのみに対してのみある。
ディジタル画像は本来的性質として空間的に大きな冗
長性を有している。この冗長性は、画像のフレーム内の
ブロックのみでなく、ブロックを越えてブロックとブロ
ックとの間にも存在している。しかしながら、現在の方
法は画像のブロック間の冗長性を除去する方法を使用し
ていないことは、上述から明らかである。
現在の画像符号化手法においては、DCT変換処理1004
又は他の変換処理は、ハードウェアの形成及び計算上の
拘束条件のためにブロックに基づいて実行される。
空間的な冗長性は、ブロックを基礎とする変換処理に
よって減少されるが、それは１つのブロック内でのみに
限定される。隣接する２つのブロック間の冗長性はあま
りうまく考慮されていないが、常に多くのビット数を消
費するフレーム内符号化を用いればさらに減少できるで
あろう。
さらに、ブロックを基礎とするDCT変換処理が、処理
対象のブロック内の空間的な冗長性を除去し、又は減少
させ、また、動き予測及び補償処理が、隣接する２つの
フレーム間の一時的な冗長性を除去し、又は減少させる
ことは、現在の画像符号化技術から公知である。DCT変
換処理及び量子化処理の後に実行される、ジグザグスキ
ャン及びランレングスホフマンVLC符号化処理又は他の
エントロピー符号化処理は、量子化されたDCT変換係数
の中の統計的冗長性を除去するが、なお、それは１つの
ブロック内に限定される。
ディジタル画像は本来高い空間冗長性を含んでいる。
この冗長性はブロックの内部に存在するのみでなく、画
像のブロックを越えてそしてブロック間にも存在してい
る。従って、上記のことから明らかなように、現存する
方法においては、JPEG、MPEG1及びMPEG2のDC係数の予測
を除いて、１つの画像のブロック間の冗長性を除去する
方法を全く用いていない。
MPEG1及びMPEG2においては、DC係数の予測は、現在の
符号化されているブロックから前の符号化ブロックのDC
値を減算することにより実行される。これは予測が適切
でない時に適応性又はモードスイッチングを有しない簡
単な予測方法である。さらにそれはDC係数を含むだけで
ある。
当該技術分野の現在の状態では、ジグザグスキャンは
ランレングス符号化の前にすべてのブロックに対して用
いられている。ブロックの中味のデータに基づいてスキ
ャンを適応的にする試みはなされていない。
図22は、従来技術の画像予測符号化装置の構成を示す
ブロック図である。図22において、従来技術の画像予測
符号化装置は、ブロックサンプリニングユニット2001、
DCT変換ユニット2003、量子化ユニット2004、ジグザグ
スキャンユニット2005及びエントロピー符号化ユニット
2006を備える。本明細書において、「ユニット」という
用語は、回路装置を意味する。
イントラフレーム符号化（すなわち、フレーム内符号
化）においては、入力された画像信号に対して、ブロッ
クサンプリング処理2001が実行された後、直接に、DCT
変換処理2003が実行され、そして、量子化処理2004、ジ
グザグスキャン処理2005及びエントロピー符号化処理20
06が順次実行される。一方、インターフレーム符号化
（すなわち、フレーム間符号化、すなわち、予測フレー
ム符号化）においては、ブロックサンプリング処理2001
の後に、動き検出及び補償処理がユニット2011において
実行され、次いで、ブロックサンプリング2001からの画
像データをユニット2011からの検出値を減算することに
より、加算器2002により予測誤差が得られる。さらに、
この予測誤差に対して、DCT変換処理2003が実行され、
続いて量子化処理2004、ジグザグスキャン処理2005及び
エントロピー符号化処理2006が、イントラフレーム符号
化と同様に実行される。
図22の画像予測符号化装置内に設けられるローカルデ
コーダにおいて、逆量子化処理及び逆DCT変換処理はユ
ニット2007及び2008において実行される。イントラフレ
ーム符号化においては、動き検出及び補償された予測値
は、ユニット2007及び2008によって再構築された予測誤
差に加算器2009によって加算され、その加算値は、局所
的に復号化された画像データを意味し、その復号化され
た画像データは、ローカルデコーダのフレームメモリ20
10に記憶される。最終的には、ビットストリームがエン
トロピー符号化ユニット2010から出力されて、相手方の
画像予測復号化装置に送信される。
図23は、従来技術の画像予測復号化装置の構成を示す
ブロック図である。ビットストリームは、可変長デコー
ダ（VLD:Variable Length Decoding）ユニット（又はエ
ントロピー復号化ユニット）2021によって復号化され、
次いで、復号化された画像データに対して、逆量子化処
理及び逆DCT変換処理がユニット2023及び2024において
実行される。インターフレーム符号化において、ユニッ
ト2027で形成された、動き検出及び補償された予測値
は、加算器2025によって再構築された予測誤差に加算さ
れ、局所的な復号化画像データが形成される。局所的に
復号化された画像データはローカルデコーダのフレーム
メモリ1026に記憶される。
現在の画像符号化技術においては、DCT変換処理又は
他の変換処理は、ハードウェアの形成及び計算上の拘束
条件のために、ブロックを基礎として実行されている。
空間的冗長性はブロックを基礎とする変換によって削減
されるであろう。しかしながら、それはブロック内のみ
である。隣接するブロック間の冗長性はあまり十分に考
慮されていない。特に、常に多量のビットを消費するイ
ントラフレーム符号化については特に考慮がなされてい
ない。
本発明の第１の目的は、空間領域の予測画像データを
簡単に、高速でかつ高精度に生成することができる画像
予測符号化装置及び方法、並びに、画像予測復号化装置
及び方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、従来技術の画像予測符
号化装置及び画像予測復号化装置に比較して、ブロック
内の冗長性を除去することができ、より効率的に画像デ
ータを符号化又は復号化することができる画像予測符号
化装置及び方法、並びに、画像予測復号化装置及び方法
を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、画像データの内部の
性質に依存して、重要な変換係数がブロックの異なる区
域に集中されるという問題点を解決し、ブロックに対し
て正しいスキャン方法を決定することによりエントロピ
ー符号化処理の能率を改善することができる画像予測符
号化装置及び方法、並びに、画像予測復号化装置及び方
法を提供することにある。
またさらに、本発明の第４の目的は、上記画像予測符
号化方法又は画像予測復号化方法の各ステップを記録し
た記録媒体を提供することにある。
発明の開示 第１の発明に係る画像予測符号化装置は、入力される
符号化画像データを互いに隣接する複数の小領域の画像
データに分割する分割手段と、 上記分割手段によって分割された互いに隣接する複数
の小領域の画像データの中で処理対象の小領域の画像デ
ータを符号化するときに、上記処理対象の小領域の画像
データに隣接する再生された再生小領域の画像データを
上記処理対象の小領域の画面内予測小領域の画像データ
とし、上記画面内予測小領域の画像データを最適予測小
領域の画像データとし、上記処理対象の小領域の画像デ
ータと上記最適予測小領域の画像データとの差分である
差分小領域の画像データを生成する第１の生成手段と、 上記生成手段によって生成された差分小領域の画像デ
ータを符号化する符号化手段と、 上記符号化手段によって符号化された差分小領域の画
像データを復号化する復号化手段と、 上記復号化手段によって復号化された差分小領域の画
像データを上記最適予測小領域の画像データに加算する
ことにより再生された再生小領域の画像データを生成す
る第２の生成手段とを備える。
また、第２の発明に係る画像予測復号化装置は、入力
された符号化画像データを互いに隣接する複数の小領域
の画像データに分割する分割手段と、 上記分割手段によって分割された互いに隣接する複数
の小領域の中で処理対象の小領域を符号化するときに、
上記処理対象の小領域の画像データに隣接する再生され
た再生小領域の画像データの中から、上記符号化画像デ
ータが有意であるか否かを示す入力された有意信号によ
って示される有意な画像データのみを上記処理対象の小
領域の画面内予測小領域の画像データとし、上記画面内
予測小領域の画像データを最適予測小領域の画像データ
とし、上記処理対象の小領域の画像データと上記最適予
測小領域の画像データとの差分である差分小領域の画像
データを生成する第１の生成手段と、 上記第１の生成手段によって生成された差分小領域の
画像データを符号化する符号化手段と、 上記符号化手段によって符号化された差分小領域の画
像データを復号化する復号化手段と、 上記復号化手段によって復号化された差分小領域の画
像データを上記最適予測小領域の画像データに加算する
ことにより再生された再生小領域の画像データを生成す
る第２の生成手段とを備える。
さらに、第３の発明に係る画像予測復号化装置は、入
力された符号化された画像データ系列を解析して画像差
分信号を出力する解析手段と、 上記解析手段から出力される差分画像信号から、再生
差分小領域の画像データを復号化する復号化手段と、 所定の画面内予測小領域の画像データを生成するため
の画像データを格納するラインメモリと、 上記ラインメモリからの画像データに対して予測信号
発生処理を実行することにより、上記再生差分小領域の
画像データに隣接する再生された画像データを画面内予
測小領域の画像データとし、上記画面内予測小領域の画
像データを最適予測小領域の画像データとして出力する
発生手段と、 上記復号化手段からの再生差分小領域の画像データ
と、上記発生手段からの最適予測小領域の画像データと
を加算して、加算結果の画面内予測小領域を生成するた
めの画像データを出力するとともに、上記ラインメモリ
に格納する加算手段とを備える。
またさらに、第４の発明に係る画像予測復号化装置
は、入力された符号化された画像データ系列を解析し
て、画像差分信号と、動きベクトル信号と、制御信号と
を出力する解析手段と、 上記解析手段から出力される差分画像信号を、再生差
分小領域の画像データに復号化する復号化手段と、 上記解析手段から出力される制御信号に基づいて、動
き補償手段と発生手段とが選択的に動作させるように制
御する切り換え信号を出力する制御手段と、 所定の再生画像データを格納するフレームメモリと、 所定の画面内予測小領域の画像データを生成するため
の画像データを格納するラインメモリと、 上記制御手段からの切り換え信号に応答して、入力さ
れる動きベクトル信号に対して動き補償処理を実行する
ことにより、上記フレームメモリから時間予測小領域の
画像データを生成して、最適予測小領域の画像データと
して出力する動き補償手段と、 上記制御手段からの切り換え信号に応答して、上記ラ
インメモリからの画像データに対して予測信号発生処理
を実行することにより、上記再生差分小領域の画像デー
タに隣接する再生された画像データを画面内予測小領域
の画像データとし、上記画面内予測小領域の画像データ
を最適予測小領域の画像データとして出力する発生手段
と、 上記復号化手段からの再生差分小領域の画像データ
と、上記発生手段からの最適予測小領域とを加算するこ
とにより、加算結果の再生画像データを出力するととも
に、上記再生画像データを上記フレームメモリに格納
し、上記画面内予測小領域の画像データを生成するため
の画像データのみを上記ラインメモリに格納する加算手
段とを備える。
また、第５の発明に係る画像予測復号化装置は、入力
された符号化された画像データ系列を解析して、圧縮形
状信号と画像差分信号とを出力する解析手段と、 上記解析手段から出力される圧縮形状信号を、再生形
状信号に復号化する第１の復号化手段と、 上記解析手段から出力される差分画像信号を、再生差
分小領域の画像データに復号化する第２の復号化手段
と、 所定の画面内予測小領域の画像データを生成するため
の画像データを格納するラインメモリと、 上記ラインメモリからの画像データに対して予測信号
処理を実行することにより、上記再生差分小領域の画像
データに隣接する再生された画像データの中から、上記
再生形状信号によって示される有意な画像データのみを
画面内予測小領域の画像データとし、上記画面内予測小
領域の画像データを最適予測小領域の画像データとして
出力する発生手段と、 上記第２の復号化手段からの再生差分小領域の画像デ
ータと、上記発生手段からの最適予測小領域とを加算す
ることにより、加算結果の画像データを出力するととも
に、上記画面内予測小領域の画像データを生成するため
の画像データのみを上記ラインメモリに格納する加算手
段とを備える。
さらに、第６の発明に係る画像予測復号化装置は、入
力された符号化された画像データ系列を解析して、圧縮
形状信号と、画像差分信号と、動きベクトル信号と、制
御信号とを出力する解析手段と、 上記解析手段から出力される圧縮形状信号を、再生形
状信号に復号化する第１の復号化手段と、 上記解析手段から出力される差分画像信号を、再生差
分小領域に復号化する第２の復号化手段と、 上記解析手段から出力される制御信号に基づいて、動
き補償手段と発生手段とを選択的に動作させるように制
御する切り換え信号を出力する制御手段と、 所定の再生画像データを格納するフレームメモリと、 所定の画面内予測小領域の画像データを生成するため
の画像データを格納するラインメモリと、 上記制御手段から出力される切り換え信号に応答し
て、上記解析手段から出力される動きベクトル信号に基
づいて、上記フレームメモリからの再生画像データに対
して動き補償処理を実行することにより、時間予測小領
域の画像データを発生して、最適予測小領域の画像デー
タとして出力する動き補償手段と、 上記制御手段から出力される切り換え信号に応答し
て、上記ラインメモリからの画像データに対して予測信
号処理を実行することにより、上記再生差分小領域の画
像データに隣接する再生された画像データの中から、上
記再生形状信号によって示される有意な画像データのみ
を画面内予測小領域の画像データとし、上記画面内予測
小領域の画像データを最適予測小領域の画像データとし
て出力する発生手段と、 上記第２の復号化手段からの再生差分小領域の画像デ
ータと、上記発生手段からの最適予測小領域とを加算す
ることにより、加算結果の再生画像データを出力すると
ともに、上記再生画像データを上記フレームメモリに格
納し、上記画面内予測小領域を生成するための画像デー
タのみを上記ラインメモリに格納する加算手段とを備え
る。
第７の発明に係る画像予測符号化装置は、入力された
画像信号をそれぞれ二次元配列の画素値を含む複数のブ
ロックの画像データにサンプリングするサンプリング手
段と、 上記サンプリング手段によってサンプリングされたブ
ロックの画像データを所定の変換領域の係数データに変
換する変換手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データを決定し選択して出力し、上記選択された予測
ブロックを表す指示子を指示ビットの形式で画像予測復
号化装置に送信する決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを量子化する量子化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データをエント
ロピー符号化して、符号化された予測誤差の係数データ
を画像予測復号化装置に送信する符号化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データを逆量子
化して、復元されたブロックの係数データを出力する逆
量子化手段と、 上記決定手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の係数
データに加算することにより、復元されたブロックの係
数データを出力するとともに、上記ブロックメモリに格
納する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力されるブロックの係数デ
ータを逆変換することにより、復元されたブロックの画
像データを生成する逆変換手段とを備える。
また、第８の発明に係る画像予測符号化装置は、入力
された画像信号を二次元配列の画素値を含む複数のブロ
ックの画像データにサンプリングするサンプリング手段
と、 上記サンプリング手段によってサンプリングされた複
数のブロックの画像データを所定の変換領域の係数デー
タに変換する変換手段と、 上記変換手段からの変換領域の係数データを量子化す
る量子化手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データを決定し選択して出力し、上記選択された予測
ブロックを表す指示子を指示ビットの形式で画像予測復
号化装置に送信する決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段からの予測誤差の係数データをエ
ントロピー符号化して、符号化された予測誤差の係数デ
ータを画像予測復号化装置に送信する符号化手段と、 上記第１の加算手段からの予測誤差の係数データを、
上記決定手段から出力される予測ブロックの係数データ
を加算することにより、量子化されたカレントブロック
の係数データを復元して出力するとともに、上記ブロッ
クメモリに格納する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段からのカレントブロックの係数デー
タを逆変換することにより、復元されたブロックの画像
データを生成する逆変換手段とを備える。
さらに、第９の発明に係る画像予測符号化装置は、入
力された画像信号をそれぞれ二次元配列の画素値を含む
複数のブロックの画像データにサンプリングするサンプ
リング手段と、 入力されるブロックの画像データに対して動き補償処
理を実行することにより、動き補償されたブロックの予
測誤差の画像データを生成して出力する補償手段と、 上記サンプリング手段から出力されるブロックの画像
データから、上記補償手段から出力されるブロックの予
測誤差の画像データを減算して、減算結果のブロックの
画像データを出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力されるブロックの画像デ
ータを所定の変換領域の係数データに変換する変換手段
と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データを決定し選択して出力し、上記選択された予測
ブロックを表す指示子を指示ビットの形式で画像予測復
号化装置に送信する決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを量子化する量子化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データをエント
ロピー符号化して、符号化された予測誤差の係数データ
を画像予測復号化装置に送信する符号化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データを逆量子
化して、復元されたブロックの係数データを出力する逆
量子化手段と、 上記決定手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の係数
データに加算することにより、復元されたブロックの係
数データを出力するとともに、上記ブロックメモリに格
納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるブロックの係数デ
ータを逆変換することにより、復元されたブロックの画
像データを生成する逆変換手段と、 上記逆変換手段からの復元されたブロックの画像デー
タに、上記補償手段から出力される動き補償されたブロ
ックの予測誤差の画像データを加算することにより、復
元されたブロックの画像データを上記補償手段に出力す
る第４の加算手段とを備える。
またさらに、第10の発明に係る画像予測符号化装置
は、入力された画像信号を二次元配列の画素値を含む複
数のブロックの画像データにサンプリングするサンプリ
ング手段と、 入力されるブロックの画像データに対して動き補償処
理を実行することにより、動き補償されたブロックの予
測誤差の画像データを生成して出力する補償手段と、 上記サンプリング手段から出力されるブロックの画像
データから、上記補償手段から出力されるブロックの予
測誤差の画像データを減算して、減算結果のブロックの
画像データを出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力されるブロックの画像デ
ータを所定の変換領域の係数データに変換する変換手段
と、 上記変換手段からの変換領域の係数データを量子化す
る量子化手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データを決定し選択して出力し、上記選択された予測
ブロックを表す指示子を指示ビットの形式で画像予測復
号化装置に送信する決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段からの予測誤差の係数データをエ
ントロピー符号化して、符号化された予測誤差の係数デ
ータを画像予測復号化装置に送信する符号化手段と、 上記第２の加算手段からの予測誤差の係数データを、
上記決定手段から出力される予測ブロックの係数データ
を加算することにより、量子化されたカレントブロック
の係数データを復元して出力するとともに、上記ブロッ
クメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段からのカレントブロックの係数デー
タを逆変換することにより、復元されたブロックの画像
データを生成する逆変換手段と、 上記逆変換手段からの復元されたブロックの画像デー
タに、上記補償手段から出力される動き補償されたブロ
ックの予測誤差の画像データを加算することにより、復
元されたブロックの画像データを上記補償手段に出力す
る第４の加算手段とを備える。
第11の発明に係る画像予測復号化装置は、第７の発明
に係る画像予測符号化装置に対応して設けられる画像予
測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記復号化手段から出力される予測誤差の係数データ
を逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記別の予測手段から出力される予測ブロックの係数
データを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の
係数データに加算することにより、現時点のカレントブ
ロックの係数データを復元して出力するとともに、上記
ブロックメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆変換して、復元されたカレントブロッ
クの画像データを出力する別の逆変換手段とを備える。
また、第12図の発明に係る画像予測復号化装置は、第
８の発明に係る画像予測符号化装置に対応して設けられ
る画像予測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記予測手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記復号化手段から出力される予測誤差の係数デ
ータに加算することにより、現時点のカレントブロック
の係数データを復元して出力するとともに、上記ブロッ
クメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段から出力されるカレントブロックの
係数データを逆変換して、復元されたカレントブロック
の画像データを出力する別の逆変換手段とを備える。
さらに、第13の発明に係る画像予測復号化装置は、第
９の発明に係る画像予測符号化装置に対応して設けられ
る画像予測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記復号化手段から出力される予測誤差の係数データ
を逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記別の予測手段から出力される予測ブロックの係数
データを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の
係数データに加算することにより、現時点のカレントブ
ロックの係数データを復元して出力するとともに、上記
ブロックメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆変換して、復元されたカレントブロッ
クの画像データを出力する別の逆変換手段と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データに対して動き補償処理を実行することによ
り、動き補償の予測誤差データを出力する別の補償手段
と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データから、上記別の補償手段から出力される動
き補償の予測誤差データを減算して、減算結果の復元さ
れたブロックの画像データを出力する第５の加算手段と
を備える。
またさらに、第14の発明に係る画像予測復号化装置
は、第10の発明に係る画像予測符号化装置に対応して設
けられる画像予測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復化され
た予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記予測手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記復号化手段から出力される予測誤差の係数デ
ータに加算することにより、現時点のカレントブロック
の係数データを復元して出力するとともに、上記ブロッ
クメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段から出力されるカレントブロックの
係数データを逆変換して、復元されたカレントブロック
の画像データを出力する別の逆変換手段と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データに対して動き補償処理を実行することによ
り、動き補償の予測誤差データを出力する別の補償手段
と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データから、上記別の補償手段から出力される動
き補償の予測誤差データを減算して、減算結果の復元さ
れたブロックの画像データを出力する第５の加算手段と
を備える。
第15の発明に係る画像予測符号化装置は、入力された
画像信号をそれぞれ二次元配列の画素値を含む複数のブ
ロックの画像データにサンプリングするサンプリング手
段と、 上記サンプリング手段によってサンプリングされたブ
ロックの画像データを所定の変換領域の係数データに変
換する変換手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データ及びスキャン方法を決定し選択して出力し、上
記選択された予測ブロック及びスキャン方法を表す指示
子を指示ビットの形式で画像予測復号化装置に送信する
決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを量子化する量子化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データに対して
上記決定手段によって決定されたスキャン方法でスキャ
ン処理を実行して、スキャン処理後の予測誤差の係数デ
ータを出力するスキャン手段と、 上記スキャン手段から出力されるスキャン処理後の予
測誤差の係数データをエントロピー符号化して、符号化
された予測誤差の係数データを画像予測復号化装置に送
信する符号化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データを逆量子
化して、復元されたブロックの係数データを出力する逆
量子化手段と、 上記決定手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の係数
データに加算することにより、復元されたブロックの係
数データを出力するとともに、上記ブロックメモリに格
納する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力されるブロックの係数デ
ータを逆変換することにより、復元されたブロックの画
像データを生成する逆変換手段とを備える。
また、第16の発明に係る画像予測符号化装置は、入力
された画像信号を二次元配列の画素値を含む複数のブロ
ックの画像データにサンプリングするサンプリング手段
と、 上記サンプリング手段によってサンプリングされた複
数のブロックの画像データの所定の変換領域の係数デー
タに変換する変換手段と、 上記変換手段からの変換領域の係数データを量子化す
る量子化手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データ及びスキャン方法を決定し選択して出力し、上
記選択された予測ブロック及びスキャン方法を表す指示
子を指示ビットの形式で画像予測復号化装置に送信する
決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段からの予測誤差の係数データに対
して上記決定手段によって決定されたスキャン方法でス
キャン処理を実行して、スキャン処理後の予測誤差の係
数データを出力するスキャン手段と、 上記スキャン手段から出力されるスキャン処理後の予
測誤差の係数データをエントロピー符号化して、符号化
された予測誤差の係数データを画像予測復号化装置に送
信する符号化手段と、 上記第１の加算手段からの予測誤差の係数データを、
上記決定手段から出力される予測ブロックの係数データ
を加算することにより、量子化されたカレントブロック
の係数データを復元して出力するとともに、上記ブロッ
クメモリに格納する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段からのカレントブロックの係数デー
タを逆変換することにより、復元されたブロックの画像
データを生成する逆変換手段とを備える。
さらに、第17の発明に係る画像予測符号化装置は、入
力された画像信号をそれぞれ二次元配列の画素値を含む
複数のブロックの画像データにサンプリングするサンプ
リング手段と、 入力されるブロックの画像データに対して動き補償処
理を実行することにより、動き補償されたブロックの予
測誤差の画像データを生成して出力する補償手段と、 上記サンプリング手段から出力されるブロックの画像
データから、上記補償手段から出力されるブロックの予
測誤差の画像データを減算して、減算結果のブロックの
画像データを出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力されるブロックの画像デ
ータを所定の変換領域の係数データに変換する変換手段
と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データ及びスキャン方法を決定し選択して出力し、上
記選択された予測ブロック及びスキャン方法を表す指示
子を指示ビットの形式で画像予測復号化装置に送信する
決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを量子化する量子化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データに対して
上記決定手段によって決定されたスキャン方法でスキャ
ン処理を実行して、スキャン処理後の予測誤差の係数デ
ータを出力するスキャン手段と、 上記スキャン手段から出力されるスキャン処理後の予
測誤差の係数データをエントロピー符号化して、符号化
された予測誤差の係数データを画像予測復号化装置に送
信する符号化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データを逆量子
化して、復元されたブロックの係数データを出力する逆
量子化手段と、 上記決定手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の係数
データに加算することにより、復元されたブロックの係
数データを出力するとともに、上記ブロックメモリに格
納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるブロックの係数デ
ータを逆変換することにより、復元されたブロックの画
像データを生成する逆変換手段と、 上記逆変換手段からの復元されたブロックの画像デー
タに、上記補償手段から出力される動き補償されたブロ
ックの予測誤差の画像データを加算することにより、復
元されたブロックの画像データを上記補償手段に出力す
る第４の加算手段とを備える。
またさらに、第18の発明に係る画像予測符号化装置
は、入力された画像信号を二次元配列の画素値を含む複
数のブロックの画像データにサンプリングするサンプリ
ング手段と、 入力されるブロックの画像データに対して動き補償処
理を実行することにより、動き補償されたブロックの予
測誤差の画像データを生成して出力する補償手段と、 上記サンプリング手段から出力されるブロックの画像
データから、上記補償手段から出力されるブロックの予
測誤差の画像データを減算して、減算結果のブロックの
画像データを出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力されるブロックの画像デ
ータを所定の変換領域の係数データに変換する変換手段
と、 上記変換手段からの変換領域の係数データを量子化す
る量子化手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データ及びスキャン方法を決定し選択して出力し、上
記選択された予測ブロック及びスキャン方法を表す指示
子を指示ビットの形式で画像予測復号化装置に送信する
決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段からの予測誤差の係数データに対
して上記決定手段によって決定されたスキャン方法でス
キャン処理を実行して、スキャン処理後の予測誤差の係
数データを出力するスキャン手段と、 上記スキャン手段から出力されるスキャン処理後の予
測誤差の係数データをエントロピー符号化して、符号化
された予測誤差の係数データを画像予測復号化装置に送
信する符号化手段と、 上記第２の加算手段からの予測誤差の係数データを、
上記決定手段から出力される予測ブロックの係数データ
を加算することにより、量子化されたカレントブロック
の係数データを復元して出力するとともに、上記ブロッ
クメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段からのカレントブロックの係数デー
タを逆変換することにより、復元されたブロックの画像
データを生成する逆変換手段と、 上記逆変換手段からの復元されたブロックの画像デー
タに、上記補償手段から出力される動き補償されたブロ
ックの予測誤差の画像データを加算することにより、復
元されたブロックの画像データを上記補償手段に出力す
る第４の加算手段とを備える。
第19の発明に係る画像予測復号化装置は、第15の発明
に係る画像予測符号化装置に対応して設けられる画像予
測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記復号化手段から出力される予測誤差の係数データ
に対して、上記上記抽出手段によって抽出された指示ビ
ットが示すスキャン方法に基づいて、逆スキャン処理を
実行して、逆スキャン処理後の予測誤差の係数データを
出力する逆スキャン手段と、 上記逆スキャン手段から出力される逆スキャン処理後
の予測誤差の係数データを逆量子化して出力する逆量子
化手段と、 上記別の予測手段から出力される予測ブロックの係数
データを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の
係数データに加算することにより、現時点のカレントブ
ロックの係数データを復元して出力するとともに、上記
ブロックメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆変換して、復元されたカレントブロッ
クの画像データを出力する別の逆変換手段とを備える。
また、第20の発明に係る画像予測復号化装置は、第16
の発明に係る画像予測符号化装置に対応して設けられる
画像予測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記復号化手段から出力される予測誤差の係数データ
に対して、上記上記抽出手段によって抽出された指示ビ
ットが示すスキャン方法に基づいて、逆スキャン処理を
実行して、逆スキャン処理後の予測誤差の係数データを
出力する逆スキャン手段と、 上記予測手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆スキャン手段から出力される予測誤差の係
数データに加算することにより、現時点のカレントブロ
ックの係数データを復元して出力するとともに、上記ブ
ロックメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段から出力されるカレントブロックの
係数データを逆変換して、復元されたカレントブロック
の画像データを出力する別の逆変換手段とを備える。
さらに、第21の発明に係る画像予測復号化装置は、第
17の発明に係る画像予測符号化装置に対応して設けられ
る画像予測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記復号化手段から出力される予測誤差の係数データ
に対して、上記上記抽出手段によって抽出された指示ビ
ットが示すスキャン方法に基づいて、逆スキャン処理を
実行して、逆スキャン処理後の予測誤差の係数データを
出力する逆スキャン手段と、 上記逆スキャン手段から出力される逆スキャン処理後
の予測誤差の係数データを逆量子化して出力する逆量子
化手段と、 上記別の予測手段から出力される予測ブロックの係数
データを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の
係数データに加算することにより、現時点のカレントブ
ロックの係数データを復元して出力するとともに、上記
ブロックメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力されるカレントブロック
の係数データを逆変換して、復元されたカレントブロッ
クの画像データを出力する別の逆変換手段と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データに対して動き補償処理を実行することによ
り、動き補償の予測誤差データを出力する別の補償手段
と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データから、上記別の補償手段から出力される動
き補償の予測誤差データを減算して、減算結果の復元さ
れたブロックの画像データを出力する第５の加算手段と
を備える。
またさらに、第22の発明に係る画像予測復号化装置
は、第18の発明に係る画像予測符号化装置に対応して設
けられる画像予測復号化装置であって、 上記画像予測符号化装置から受信された受信データか
ら指示ビットを抽出する抽出手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記抽出手段によって抽出された指示ビットが示す予
測ブロックに基づいて、上記ブロックメモリに格納され
た以前に復元されたブロックの係数データを用いて、上
記受信データに含まれる現時点のカレントブロックの係
数データに対して予測ブロックの係数データを生成して
出力する別の予測手段と、 上記受信データをエントロピー復号化して、復号化さ
れた予測誤差の係数データを出力する復号化手段と、 上記復号化手段から出力される予測誤差の係数データ
に対して、上記上記抽出手段によって抽出された指示ビ
ットが示すスキャン方法に基づいて、逆スキャン処理を
実行して、逆スキャン処理後の予測誤差の係数データを
出力する逆スキャン手段と、 上記予測手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆スキャン手段から出力される予測誤差の係
数データに加算することにより、現時点のカレントブロ
ックの係数データを復元して出力するとともに、上記ブ
ロックメモリに格納する第３の加算手段と、 上記第３の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを逆量子化して出力する逆量子化手段と、 上記逆量子化手段から出力されるカレントブロックの
係数データを逆変換して、復元されたカレントブロック
の画像データを出力する別の逆変換手段と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データに対して動き補償処理を実行することによ
り、動き補償の予測誤差データを出力する別の補償手段
と、 上記別の逆変換手段から出力されるカレントブロック
の画像データから、上記別の補償手段から出力される動
き補償の予測誤差データを減算して、減算結果の復元さ
れたブロックの画像データを出力する第５の加算手段と
を備える。
また、第23の発明に係る画像予測符号化方法は、上記
画像予測符号化装置における各手段をそれぞれ各ステッ
プに置き換えたステップを含む。
さらに、第24の発明に係る画像予測復号化方法は、上
記画像予測復号化装置における各手段をそれぞれ各ステ
ップに置き換えたステップを含む。
また、第25の発明に係る記録媒体は、上記画像予測符
号化方法における各ステップを含むプログラムを記録し
た記録媒体である。
さらに、第26の発明に係る記録媒体は、上記画像予測
復号化方法における各ステップを含むプログラムを記録
した記録媒体である。
図面の簡単な説明 図１は、本発明に係る第１の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。
図２は、図１の画像予測符号化装置に入力される入力
画像を８×８のブロックに分割した場合の模式図であ
る。
図３は、図１の画像予測符号化装置に入力される入力
画像を三角領域に分割した場合の模式図である。
図４は、図１の画像予測符号化装置に用いられる予測
信号発生器の第１の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
図５は、図１の画像予測符号化装置に用いられる予測
信号発生器の第２の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
図６は、図１の画像予測符号化装置に用いられる予測
信号発生器の第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
図７は、図１の画像予測符号化装置に用いられる予測
信号発生器の第４の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
図８は、本発明に係る第２の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。
図９は、図１及び図８の画像予測符号化装置に入力さ
れる入力画像であって、有意である画素を有する入力画
像の一例を示す模式図である。
図10は、図１及び図８の画像予測符号化装置に入力さ
れる入力画像であって、有意である画素を有する入力画
像の一例を示す模式図である。
図11は、図１及び図８の画像予測符号化装置に入力さ
れる入力画像であって、有意でない画素を有する入力画
像の一例を示す模式図である。
図12は、本発明に係る第３の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。
図13は、本発明に係る第４の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。
図14は、従来技術の画像予測符号化装置の構成を示す
ブロック図である。
図15は、画面内予測のための適応的DCT変換領域を説
明するための画像の模式図である。
図16は、本発明に係る第５の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。
図17は、本発明に係る第６の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。
図18は、図16及び図17のDCT変換領域予測回路の構成
を示すブロック図である。
図19は、図18のDCT変換領域予測回路におけるDC/AC予
測の符号化方法の一例を示す画像の模式図である。
図20は、本発明に係る第７の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。
図21は、図20の画像予測復号化装置におけるDC/AC予
測の復号化方法を示すフローチャートである。
図22は、従来技術の画像予測符号化装置の構成を示す
ブロック図である。
図23は、従来技術の画像予測復号化装置の構成を示す
ブロック図である。
図24は、本発明に係る第８の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。
図25は、本発明に係る第８の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。
図26は、第８の実施形態における、フレームのマクロ
ブロックとブロックの構造を示し、かつブロック予測方
法を示す画像の模式図である。
図27は、第８の実施形態における係数スキャンに用い
られる水平スキャンの順序を説明するための画像の模式
図である。
図28は、第８の実施形態における係数スキャンに用い
られる垂直スキャンの順序を説明するための画像の模式
図である。
図29は、第８の実施形態における係数スキャンに用い
られるジグザグスキャンの順序を説明するための画像の
模式図である。
図30は、第８の実施形態に使用されているモード決定
処理を示すフローチャートである。
図31は、第８の実施形態の暗黙モード決定におけるブ
ロックの関係を示す画像の模式図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明に係る好ましい実施形態について、添付
の図面を参照して説明する。
第１の実施形態グループ 第１の実施形態グループは、第１の乃至第４の実施形
態を含む。
第１の実施形態 図１は、本発明に係る第１の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。
図１において、101は入力端子、102は第１の加算器、
103は符号化器、106は出力端子、107は復号化器、110は
第２の加算器、111はラインメモリ、112は予測信号発生
器である。
以下、画像予測符号化装置の構成及び動作について説
明する。入力端子101に、符号化の処理対象となる画像
データが入力される。ここで、入力された画像データは
複数の隣接する小領域に分割される。
図２において、８×８の小領域に分割された場合の入
力された画像データの画像を示し、図３において、三角
形小領域に分割された場合の入力された画像データの画
像を示す。複数の小領域の画像データを順次に符号化す
るが、処理対象の小領域の画像データは、入力端子101
及びライン113を介して加算器102に入力される。一方、
予測信号発生器112は、画面内予測小領域の画像データ
を発生し、発生された画像データを最適予測小領域の画
像データとして、ライン121を介して加算器102に出力す
る。
加算器102は、処理対象の小領域における入力された
画像データの画素値から、予測信号発生器112からの最
適予測小領域の対応する画素値を減算し、減算結果の差
分小領域の画像データを生成して符号化器103に出力し
て、圧縮符号化処理を実行する。本実施形態では、符号
化器103はDCT変換器104と量子化器（Ｑ）105を備え、差
分小領域の画像データは、DCT変換器104によって周波数
領域の画像信号に変換され、DCT変換係数を得る。次い
で、DCT変換係数は、量子化器105によって量子化され
る。量子化された小領域の画像データはライン116を介
して出力端子106に出力され、さらに可変長又は固定長
の符号に変換された後、例えば光ディスクなどの記録媒
体に記憶され又は通信回線を介して伝送される（図示せ
ず。）。
同時に、量子化された小領域の画像データは復号化器
107に入力され、ここで、当該復号化器107は、逆量子化
器108と逆DCT変換器109とを備え、入力された小領域の
画像データを、伸長差分小領域の画像データに復元す
る。本実施形態では、入力された小領域の画像データ
は、逆量子化器108によって逆量子化された後、逆量子
化された画像データは、逆離散コサイン変換器（以下、
逆DCT変換器という。）109によって空間領域の画像信号
に変換される。このように得られた伸長差分小領域の画
像データは加算器110に出力され、加算器110は、伸長差
分小領域の画像データに、予測信号発生器112からライ
ン121とライン122を介して出力される最適予測画像信号
を加算して、再生小領域の画像データを生成し、再生小
領域の画像データの中から、画面内予測画像信号を生成
するための再生画素値をラインメモリ111に格納する。
予測信号発生器112は以下のように、画面内予測小領域
の画像データを発生する。すなわち、予測信号発生器11
2は、処理対象の小領域の画像データに隣接する再生さ
れた画像データの画素値を、画面内予測小領域の画像デ
ータの画素値として発生する。
図２において、ブロック200を処理対象の小領域とす
ると、隣接する再生された画像データの画素値はa0、
a1、a2、...、a6、a7、b0、b1、b2、...、b6、b7であ
る。図３において、三角形301を処理対象の小領域とす
ると、隣接する再生された画像データの画素値はg0、
g1、...、g4、f0、f1、f2、...、f7、f8である。また、
図３の三角形300を処理対象の小領域とすると、隣接す
る再生された画像データの画素値はe0、h0、h1、...、h
4である。これらの画素値をラインメモリ111に格納す
る。予測信号発生器112はラインメモリ111をアクセスし
隣接する画像データの画素値を画面内予測小領域の画像
データの画素値として読み出す。
図４及び図５はそれぞれ、図１の画像予測符号化装置
に用いられる予測信号発生器の第１及び第２の実施例の
構成を示すブロック図である。
図４において、処理対象の小領域に対して水平方向に
隣接する画素値a0、a1、a2、...、a6、a7はラインメモ
リ111から予測信号発生器112に入力され、予測信号発生
器112内の発生器401は、水平方向に同一の画素を例えば
８回繰り返して出力することにより、画面内予測小領域
の画像データ403を生成する。ここで、画面内予測小領
域の画像データ403は処理対象の小領域に対して垂直方
向に隣接する画素が存在しない場合に用いられる。
図５において、処理対象の小領域に対して垂直方向に
隣接する画素値b0、b1、b2、...、b6、b7がラインメモ
リ111から予測信号発生器112に入力され、予測信号発生
器112内の発生器402は、垂直方向に画素を例えば８回繰
り返して出力することにより、画面内予測小領域の画像
データ404を生成する。ここで、画面内予測小領域の画
像データ404は、処理対象の小領域に対して水平方向に
隣接する画素がない場合に用いられる。水平方向及び垂
直方向共に隣接する画素値が存在する場合、図６に示す
第３の実施例のように画面内予測小領域の画像データを
生成する。
図６は、図１の画像予測符号化装置に用いられる予測
信号発生器の第３の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
図６において、発生器401によって発生された画面内
予測小領域の画像データ403（図５参照。）と、発生器4
02によって発生された画面内予測小領域の画像データ40
4とは加算器500に入力され、加算器500は、入力された
２つの画像データの和を２で除算することにより、これ
ら２つの画像データを平均化する。このように、発生器
401,402により隣接する再生された画素を繰り返して出
力し、加算器500により平均化演算を行うだけなので、
画面内予測小領域の画像データを高速に生成することが
できる。なお、隣接する２つの画像データの画素値を線
形補間することにより画面内予測小領域の画像データを
生成してもよい。
図７は、図１の画像予測符号化装置に用いられる予測
信号発生器の第４の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
図７において、処理対象の小領域に対して水平方向に
隣接する画像データの画素値a0、a1、a2、...、a6、a7
は、ラインメモリ111から発生器401に入力され、発生器
401は、水平方向に画素を繰り返して出力することによ
り第１の画面内予測小領域の画像データを生成する。一
方、処理対象の小領域に対して垂直方向に隣接する画素
値b0、b1、b2、...、b6、b7は、ラインメモリ111から発
生器402に入力され、発生器402は、垂直方向に画素を繰
り返して出力することにより第２の画面内予測小領域の
画像データを生成する。第１の画面内予測小領域の画像
データと、第２の画面内予測小領域の画素データは加算
器500に入力され、これら２つの画像データを平均化す
ることにより第３の画面内予測小領域の画像データを生
成する。
一方、処理対象の小領域の画像データは、ライン616
を介して誤差計算器601,602,603に入力される。ここ
で、上記第１の画面内予測小領域の画像データと、処理
対象の小領域の画像データは、誤差計算器601に入力さ
れ、誤差計算器601はそれら２つの画像データの誤差の
絶対値である第１の絶対誤差を計算して比較器604に出
力する。また、上記第２の画面内予測小領域の画像デー
タと、処理対象の小領域の画像データは誤差計算器602
に入力され、誤差計算器602はこれら２つの画像データ
の誤差の絶対値である第２の絶対誤差を計算して比較器
604に出力する。さらに、上記第３の画面内予測小領域
の画像データと、処理対象の小領域の画像データは、誤
差計算器603に入力され、誤差計算器603はこれら２つの
画像データの誤差の絶対値である第３の絶対誤差を計算
して比較器604に出力する。
比較器604は、入力される３つの絶対誤差を互いに比
較して、絶対誤差の最も小さいものを決定し、それに対
応する画面内予測小領域の画像データをライン121に出
力するようにスイッチ605を制御する。比較器604は、同
時に、第１、第２及び第３の画面内予測小領域の画像デ
ータを識別するための識別子をライン615を介して受信
側又は再生側の装置に出力する。この識別子により、受
信側又は再生側では画面内予測小領域の画像データが一
意に決まる。このように誤差の最も小さい画面内予測小
領域の画像データを用いることによって、符号化時の差
分信号を抑圧することができ、発生ビット数を削減する
ことができる。
第２の実施形態 図８は、本発明に係る第２の実施形態である画素予測
符号化装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様
のものは同一の符号を付している。
図８の画像予測符号化装置は、図１の画像予測符号化
装置に比較して、動き検出器70、動き補償器701、最適
モード選択器703とフレームメモリ702を追加して備えた
ことを特徴とする。
以下、図８の画像予測符号化装置の構成及び動作につ
いて説明する。
入力端子101を介して、第１の実施形態と同様に、入
力された処理対象の小領域の画像データが加算器102に
入力され、加算器102は、処理対象の小領域の画像デー
タを、最適モード選択器703からライン121を介して入力
される最適予測小領域の画像データから減算した後、減
算結果の画像データを符号化器103に出力する。符号化
器103は、入力される減算結果の画像データを圧縮符号
化して出力端子106を介して出力すると同時に、圧縮符
号化された小領域の画像データを復号化器107に出力し
て伸長復号化させた後、加算器110に出力して、伸長復
号化された画像データを最適予測小領域の画像データと
加算する。
次いで、第１の実施形態と同様に、画面内予測小領域
の画像データを生成するために用いられる画像データの
画素値のみをラインメモリ111に格納する一方、再生さ
れた画像の画素値をすべてフレームメモリ702に格納す
る。
次の画像の画像データが入力端子101を介して入力さ
れるときに、動き検出器700には、処理対象の小領域の
画像データと、フレームメモリ702に格納された再生画
像データとが入力され、動き検出器700は、ブロックマ
ッチングなどの方法で画像の動きを検出し、動きベクト
ルをライン705を介して出力する。出力された動きベク
トルは、例えば可変長符号化して記憶又は伝送される
（図示せず。）と同時に動き補償器701に送られる。動
き補償器701は、動きベクトルに基づいてフレームメモ
リ702の再生画像から時間予測小領域の画像データを生
成して、最適モード選択器703に出力する。動き検出処
理及び動き補償処理においては、前方予測と、後方予測
と、両方向予測とがあり、これらの方法は、例えば米国
特許第5,193,004号明細書に開示されている。
一方、予測信号発生器112は、第１の実施形態と同様
に、画面内予測小領域の画像データを発生して最適モー
ド選択器703に出力すると同時に、処理対象の小領域の
画像データを最適モード選択器703に出力する。最適モ
ード選択器703は、画面内予測小領域の画像データと、
自覚予測小領域の画像データとから、処理対象の小領域
の画像データに最も誤差（例えば、画素毎の差の絶対値
の和）の小さい画像データを選択し、選択された画像デ
ータを最適予測小領域の画像データとして加算器102に
出力する。また、どの予測小領域の画像データが選択さ
れたかを示す識別子をライン709を介して受信側又は再
生側に出力して伝送する。
このようにフレーム間動き補償符号化の画像データ
に、画面内予測を導入することによりフレーム間の動き
ベクトルを伝送する必要がないため、ビット数をさらに
削減できる。
第１と第２の実施形態では、画面全体に有意な画素が
存在する場合である。画面内に有意であるとそうでない
画素が存在する場合がある。例えば、クロマキーで撮影
された画像では、被写体を表す画素は有意なもので、背
景となるブルーなど領域を現す画素は有意でない画素で
ある。優位な物体のテキスチャー及びその形状を符号化
して伝送することにより、物体単位の再生表示が可能で
ある。このような入力画像に対して、予測信号発生器11
2で画面内予測小領域の画像データを生成する場合、有
意でない画素値を用いることができない。
図９乃至図11は有意な画素と有意でない画素をもつ入
力画像の模式図を示す。本実施形態においては、画素が
有意であるかどうかを示すには形状信号を用いる。形状
信号を所定の方法で圧縮符号化して受信側又は再生側に
伝送する。形状を符号化する方法としては、チェーン符
号化などの方法がある。圧縮された形状信号をまた伸長
再生し、再生された形状信号を用いて以下に述べるよう
に画面内予測信号を生成する。
図９においては、形状曲線800が境界線で、矢印の示
す方向が物体の内部であって、物体の内部の画像データ
は有意な画素から構成される。処理対象の小領域802に
隣接する再生された画素の中で、b4、b5、b6、b7が有意
な画素で、これらの画素値のみを繰り返して処理対象の
小領域802の画面内予測小領域の画素値とする。
また、図10においては、形状曲線804が境界線で、矢
印の示す方向が物体の内部であって、物体の内部の画像
データは有意な画素から構成される。処理対象の小領域
805に隣接する再生された画素の中で、a4、a5、a6、a7
が有意な画素であって、これらの画素値のみを繰り返し
て処理対象の小領域805の画面内予測小領域の画素値と
する。
さらに、図11においては、曲線808が境界線で、矢印
の示す方向が物体の内部であって、物体の内部の画像デ
ータは有意な画素から構成される。処理対象の小領域81
0に隣接する再生された画素の中で、a5、a6、a7、b4、b
5、b6、b7が有意な画素であって、これらの画素値のみ
を繰り返して出力し、２つの画素値が重なるところで
は、それらの画素値を平均化した値を処理対象の小領域
810の画面内予測小領域の画素値とする。
図11において、例えば、処理対象の小領域810の画素z
77の値はa7とb7の平均値とする。また、画素値が１つも
ないところでは、水平方向及び垂直方向に隣接する２つ
の画素値の平均値をとる。例えば、画素z14の値はa5とb
4の平均値とする。このように、任意の形状をもつ画像
の画面予測小領域の画像データを生成する。
以上の実施形態においては、正方形状に分割された小
領域について説明したが、本発明はこれに限らず、図３
と同様に、画面を三角形の小領域に分割してもよい。こ
の場合においても、画像処理が同様に実行される。
また、別の実施形態として、有意な画素値だけを用い
て平均値を求めて、その平均値を画面内予測小領域の画
素値としてもよい。具体的には、図９では、画素b4、
b5、b6、b7の平均値を計算し、計算された平均値を画面
内予測小領域の画素値とする。図10では、画素a4、a5、
a6、a7の平均値を計算し、計算された平均値を画面内予
測小領域の画素値とする。図11では、画素a5、a6、a7、
b4、b5、b6、b7の平均値を計算し、画面内予測小領域の
画素値とする。
第３の実施形態 図12は、本発明に係る第３の実施形態である画素予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。
図12において、901は入力端子、902はデータ解析器、
903は復号化器、906は加算器、907は出力端子、908はコ
ントローラ、909は動き補償器、910は予測信号発生器、
911はラインメモリ、912はフレームメモリである。
以下、図12の画像予測復号化装置の構成及び動作につ
いて説明する。図12において、圧縮符号化された画像デ
ータはデータ解析器902に入力され、データ解析器902は
入力された画像データを解析して、圧縮差分小領域の画
像データをライン915を介して復号化器903に出力し、ま
た、制御信号をライン926を介してコントローラ908に出
力し、さらには、上述の動きベクトル（存在する場合の
み）を動き補償器909に出力する。復号化器903は、逆量
子化器904と、逆DCT変換器905を備え、圧縮された差分
小領域の画像データを伸長して、伸長差分小領域の画像
データに復元する。
本実施形態では、圧縮された差分小領域の画像データ
は、逆量子化器904により逆量子化された後、逆量子化
後の周波数領域の画像データは、逆DCT変換器905により
空間領域の画像データに変換される。変換後の伸長差分
小領域の画像データは加算器906に入力され、加算器906
は、入力される伸長差分小領域の画像データを、動き補
償器923又は予測信号発生器922からスイッチ913及びラ
イン924を介して送られる最適予測小領域の画像データ
に加算し、加算結果の再生小領域の画像データを生成す
る。加算器906は、再生された画像データをライン917を
介して出力端子907に出力すると同時に、フレームメモ
リ912に格納する。また、画面内予測小領域の画像を生
成するために用いられる画像データの画素値をラインメ
モリ911に格納する。
最適予測小領域の画像データは、データ解析器902か
らの制御信号に基づいてコントローラ908によって決定
されてスイッチ913の切り換えが制御される。画面内予
測小領域の画像データがコントローラ908によって選択
される場合、スイッチ913はライン924をライン922に接
続し、コントローラ908からの制御信号に応答して、予
測信号発生器910はラインメモリ911をアクセスして、隣
接する再生画素値を画面内予測小領域の画素値として出
力する。予測信号発生器910の動作の詳細については、
図４、図５及び図６を参照して詳細上述している。ま
た、時間予測小領域の画像データがコントローラ908に
よって選択される場合、スイッチ913はライン924をライ
ン923に接続し、コントローラ908からの制御信号に応答
して、動き補償器909はデータ解析器902からライン925
を介して送られる動きベクトルに基づいて、フレームメ
モリ912からの画像データに対して動き補償処理を実行
することにより、時間予測小領域の画像データを発生し
て、スイッチ913及びライン924を介して加算器906に出
力する。
第４の実施形態 図13は、本発明に係る第４の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図であり、図13におい
て図12と同様のものについては同一の符号を付してい
る。図13の画像予測復号化装置は、図12の画像予測復号
化装置の基本構成に加えて、形状復号化器990を追加し
て備えたことを特徴とする。図13の画像予測復号化装置
の基本動作も図12と同じであるため、異なる動作だけに
ついて以下に詳細に説明する。
本実施形態においては、圧縮符号化された画像データ
には、圧縮符号化された形状データが含まれる。データ
解析器902は、この形状データを抽出して形状復号化器9
90に出力し、これに応答して形状復号化器990は形状信
号を伸長再生する。再生された形状信号は受信側又は再
生側に伝送される同時に、予測信号発生器910に入力さ
れる。予測信号発生器910は、この再生された形状信号
に基づいて、図９乃至図11を参照して説明したように、
画面内予測小領域の画像データを生成する。このように
して、任意の形状をもつ画像の画面内予測小領域の画像
データを生成し、受信側又は再生側において、画像デー
タを復号化し、再生することができる。
第３と第４の実施形態の特徴は、ラインメモリ911を
備えた事である。ラインメモリ911がなければ、画面内
予測小領域の画像データを生成するための画素をフレー
ムメモリ912からアクセスしなければならない。隣接す
る小領域の画素で予測信号を生成するために、高速にフ
レームメモリを書き込み、読み出しするが必要である。
専用のラインメモリやバッファを設けることにより高速
なフレームメモリを用いないで高速に画面内予測小領域
の画像データを生成することが可能になる。
以上の実施形態において、複数の画素値の平均値は、
所定の重み付け平均値であってもよい。
以上説明したように、本発明の第１の実施形態グルー
プによれば、処理対象の小領域の画像データに隣接する
再生された画素値を画面内予測信号の画素値とするだけ
で、従来技術に比較して低い演算量で簡単に高精度な予
測信号を生成することができ、フレーム内符号化のビッ
ト数を削減することができるという特有の効果が得られ
る。また、画面内予測信号を生成するために用いられる
再生された画素値を格納するために、ラインメモリ911
を設けているので、画素値を高速にアクセスすることが
でき、画面内予測信号を高速に生成することができる。
第２の実施形態グループ 第２の実施形態グループは、第５乃至第７の実施形態
を含む。
本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて、画像符号化
能率が、２つの画像間又は１つの画像内の２つのブロッ
クの内部の間のみならず、１つの画像内の２つのブロッ
ク間の冗長性を除去することにより、画像符号化能率を
さらに改善することを見いだした。
本発明者は隣接するブロックの、同じ位置のDCT変換
係数は多くの場合非常に近似していることを発見した。
特に、２つのブロックに対する原画像の組織がよく似て
いる場合、又は同じ画像パターン、例えば直線、角、そ
の他を含んでいる場合には近似が高いことを発見した。
同一の情報は情報理論により冗長を意味する。
ブロックを越えてDCT変換領域の中に存在するこの種
の冗長は、以前のブロックからの適応的イントラ予測
（フレーム内予測）により除去されるか、又は大幅に減
少させることができる。そして、次のVLCエントロピー
符号化処理は、予測の小さいエントロピーによりさらに
高い符号化能率を達成することができる。このDCT変換
領域の予測の結果として、VLCエントロピー符号化回路
への冗長データの入力は、大幅に減少されうる。そのた
めに多くのビットの節約が期待できる。従って、符号化
された画図データの画質は明確に改善される。
本発明に係る本実施形態は、他のブロックからのDCT
変換係数を適格に予測する方式を提供する。この方式に
より隣接するブロックを越えて存在する冗長性を除去
し、量子化されたDCT変換係数のエントロピーをより小
さくし、その結果、DCT変換係数を符号化するための必
要なビット数を減少することができる。
処理対象である現時点のカレントブロック（以下、カ
レットブロックという。）のDCT変換係数は以前の隣接
するブロックの中の同じ位置のDCT変換係数から予測で
きる。隣接するブロックは、処理時に既に復号化されて
いる。すなわち、以前に復号化された隣接するブロック
の１つの中の第１のDC係数により第１のDC係数は予測さ
れる。また、第２の係数AC1は、同じ復号化されたブロ
ックの中の第２の係数AC1から予測される。以下同様に
実行される。この方法を用いることにより、数個の予測
されるブロックを、現時点に符号化されているDCT変換
ブロックに対して上向き左側に、斜めに左側に、上向き
に斜めに右側に、及び上向きにある隣接する復号化され
たブロックから求めることができる。これらの予測され
たブロックに対して、実際のエントロピー符号化が実行
されることによりチェックされる。そして、より少ない
ビット数を持つ予測ブロックが選択された後、エントロ
ピー符号化されて、付加的指示ビットとともに受信側又
は再生側の画像予測復号化装置に伝送される。画像予測
復号化装置には、どの隣接するブロックからカレントブ
ロックが予測したかを報告する。
本発明に係る本実施形態の方法は、カレントブロック
のDCT変換係数を予測することができる。そのDCT変換係
数は他の隣接するブロックのDCT変換係数と良好な相互
関係を一般に保有している。その理由はDCT変換は、同
様のブロック画像に対しては、DCT変換係数の同一の値
又は同一の分布を与える傾向にあるからである。
イントラフレームか、又は一時的に予測されたフレー
ムである、入力された画像データに対して通常、まずブ
ロックに基づいたDCT変換処理が実行される。カレント
ブロックのDCT変換係数が得られた後に、DCT変換領域の
予測処理を量子化前に、また量子化の後に実行すること
ができる。
カレントブロックのDCT変換係数は、図15に示される
ように、既に復号化されたブロックであって、隣接する
ブロック、すなわち、左上のブロックB1、上のブロック
２、右上のブロックB3、左のブロックB4から予測するこ
とができる。予測されたブロックは、カレントブロック
のDCT変換係数の全てを、同じ位置にある以前の隣接す
るブロックのDCT変換係数の全てから減算することによ
り得られる。また全てのDCT変換係数の代わりに、部分
的にDCT変換係数を演算することにより得ることができ
る。
異なる予測されたブロックにおける予測されたDCT変
換係数は、量子化の前に予測が実行されるならば、量子
化される。次いで、DCT変換係数に対して、エントロピ
ー符号化処理が実行される。そのエントロピー符号化処
理は、画像予測符号化装置のそれと同一であり、どの予
測されたブロックが下位ビットとして使用するかチェッ
クされる。
下位ビットを使用する予測ブロックが選択され、選択
された予測ブロックは、予測決定について画像予測復号
化装置に知らせる指示ビットとともにエントロピー符号
化される。
画像予測復号化装置においては、指示ビットを用いて
予測されたブロックが復号化される。すなわち、１つの
ブロックに対して予測されたDCT変換係数を逆エントロ
ピー復号化した後に、当該ブロックに対するDCT変換係
数は、指示ビットによって表される前に復号化された隣
接するブロックの基準DCT変換係数を上記復号化されたD
CT変換係数に加算することによって得られる。最終的
に、逆DCT変換処理が各々のブロックに対する復元され
たDCT変換係数に適用され、復号化された画像データが
得られる。
本発明に係る本実施形態は、通常DCT変換のような変
換によって除去される空間的な冗長性、動き検出及び補
償によってフレーム間で除去される冗長性及びブロック
内の量子化変換係数の中でエントロピー符号化によって
除去される統計的冗長性以外に、隣接するブロックを越
えてDCT変換領域に存在する他の種類の冗長性を減少さ
せることができる画像符号化装置を提供するものであ
る。
従来技術の画像予測符号化装置を示す図14からわかる
ように、従来の画像符号化（例えば、MPEGにおいて）に
一般的に使用されている画像予測符号化装置は、ブロッ
クサンプリングユニット1001、DCT変換ユニット1004、
量子化器1005及びエントロピー符号化器1006を備える。
イントラフレーム符号化（フレーム内符号化）におい
ては、入力された画像信号に対してまず、ブロックサン
プリング処理が実行される。次に直接にDCT変換処理が
実行される。それに続いて、量子化処理及びエントロピ
ー符号化処理が実行される。一方、インターフレーム符
号化（予測フレーム符号化）においては、ブロックサン
プリング処理の後に、処理対象の現時点のフレームのが
画像データに対して、動き検出ユニット1002及び動き補
償ユニット1003の処理が実行され、さらに、DCT変換処
理が実行される。さらに、量子化処理及びエントロピー
符号化処理が実行される。
ここで、エントロピー符号化ユニット1006において、
量子化値はエントロピー符号化されて符号データが出力
される。エントロピー符号化とは、よく発生する値には
短い符号語を、あまり発生しない値には長い符号語を割
り当てることにより、平均情報量であるエントロピーに
近づくように符号化して、全体としての符号量を大幅に
削減する方式である。これは、可逆符号化である。エン
トロピー符号化として種々の方式が提案されているが、
ベースラインシステムでは、ハフマン符号化を用いる。
量子化されたDC係数値とAC係数値では、ハフマン符号化
の方法が異なり、すなわち、DC係数は８×８画素ブロッ
クの平均値を示すが、一般の画像では隣のブロックとの
平均値は似通った値を持つことが多い。そこで、前のブ
ロックとの差分をとった後にエントロピー符号化を行
う。こうすると、０付近に値が集中するので、エントロ
ピー符号化が効果的となる。また、AC係数については、
例えばジグザグスキャンを行い２次元データを１次元デ
ータに変換する。さらに、特に高周波成分を含むAC係数
は０が多く発生するので、０以外の値を持つAC係数の値
とその前に０がいくつあるか（ランレングス）を組とし
てエントロピー符号化する。
レートコントローラ1007は前に符号化されたブロック
に用いられたビットをフィードバックし、量子化ユニッ
ト1005の処理を制御しかつコードビットレートを調整す
る。ここで、レーンコントローラ1007は、符号化された
単位の性質や利用可能なビットに基づいて各符号化され
たオブジェクトデータ、各フレーム及び各符号化された
ブロックに対して異なるビット量を割り当てるようにコ
ードビットレートを制御する。また。逆量子化処理及び
逆DCT変換処理はローカルデコーダの一部としてのユニ
ット1008及び1009において実行される。ローカルデコー
ダで復号化された画像データはローカル復号化フレーム
メモリ1010に記憶され、動き検出処理のために利用され
る。1011は動き検出のために、前の原フレームを保存す
る基準フレームメモリである。そして、最後にビットス
トリームがエントロピー符号化ユニット1006から出力さ
れて、受信側又は再生側の画像予測復号化装置に送られ
る。
図15は、画面内予測のための適応的DCT変換領域を説
明するための画像の模式図である。
図15において、DCT変換領域において、８×８の４個
のDCT変換ブロックがマクロブロックを構成しているこ
とが示されている。ここで、B0は８×８のDCT変換係数
を有する現時点のカレントブロックを示す。B2は既に復
号化された上側に隣接するブロックを示す。B1及びB3は
既に復号化された斜め上の隣接する２つのブロックを示
す。B4は、左側に隣接する直前のブロックを示す。DCT
変換係数を持つブロックは、８×８のDCT変換係数を有
する、復号化された隣接する複数のブロックから予測で
きることが図15からわかる。
どのブロックからカレントブロックが予測されたかが
常に違っていることに注意すべきである。従って、最小
ビット使用規則に基づく決定が実行され、その決定は画
像予測復号化装置側の異なるブロックに適応的に与えら
れる。その決定は、指示ビットにより画像予測復号化装
置に報知される。ここで、最小ビット使用規則は、異な
る複数の予測方法の中で予測方法を決定するために用い
られ、各予測方法が適用された後に、ブロックを符号化
するために用いられるビット量が計数される。結果とし
て、使用される最小のビット量をもたらす方法が、使用
すべき予測方法として、選択される。
なお、DCT変換領域予測は量子化の後及びまた前に実
施されることができる。
第５の実施形態 図16は、本発明に係る第５の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。図16の画像
予測符号化装置は、DCT変換領域予測処理は、量子化処
理の後に実行されることを特徴としている。
図16において、入力された画像信号に対してまず、ブ
ロックサンプリングユニット1012によってブロックサン
プリングが実行される。そして、イントラフレーム符号
化においては、サンプルされたブロック画像データは加
算器1013の処理が実行されずに、加算器1013を通過して
DCT変換ユニット1014に入力される。一方、予測フレー
ム符号化においては、加算器1013は、サンプルされたブ
ロック画像データから動き検出及び補償ユニット1025か
ら出力される動き検出画像データを減算して、減算結果
の画像データをDCT変換ユニット1014に出力する。そし
て、DCT変換処理がユニット1014で実行された後、量子
化処理がユニット1015で実行される。
DCT変換領域予測処理はユニット1017で実行され、101
8は予測のために前に復号化されたブロックを格納する
ためのブロックメモリである。加算器1016は、量子化ユ
ニット1015から出力される現時点のDCT変換ブロックか
ら、DCT変換領域予測ユニット1017から出力される復号
化された隣接するブロックを減算する。この符号化され
た隣接するブロックの決定はDCT変換領域予測ユニット1
017において行われる。最後に、予測されたDCT変換ブロ
ックに対して、ユニット1020によってエントロピーVLC
符号化処理が実行され、符号化されたビットはビットス
トリームに書きこまれる。
加算器1019は、予測のために用いられる前の隣接する
ブロックを、予測ブロックに加算することにより、現時
点のDCT変換ブロックを復元する。次いで、復元されたD
CT変換ブロックに対して、逆量子化処理及び逆DCT変換
処理はそれぞれユニット1021及び1022において実行され
る。局所的に復号化されて逆DCT変換ユニット1022から
出力されるブロックの画像データは加算器1023に入力さ
れる。加算器1023は、復元されたブロックの画像データ
に前のフレームの画像データを加算することによって、
再構築された画像データを得てフレームメモリ1024に記
憶される。動き検出及び補償処理はユニット1025で実行
される。動き検出及び補償処理のための前のフレームを
格納するためにフレームメモリ1024が用いられる。
第６の実施形態 図17は、本発明に係る第６の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。図17の画像
予測符号化装置は、量子化処理の前に、DCT変換領域予
測処理が実行されたことを特徴としている。入力された
画像信号に対して、ユニット1026においてブロックサン
プリング処理が実行される。次いで、加算器1027は予測
フレーム符号化のために減算を行い、減算結果の画像デ
ータは、DCT変換ユニット1028、加算器1029及び量子化
ユニット1030を介して、エントロピーVLC符号化ユニッ
ト1034及び逆量子化ユニット1033に出力される。
ブロックメモリ1032は、ユニット1031のDCT変換領域
予測処理のために前のブロックの画像データを格納して
いる。DCT変換ユニット1028から出力される現時点のDCT
変換ブロックの画像データは、加算器1029によって、最
小ビット使用規則に従ってDCT変換領域予測ユニット103
1で選択された前のDCT変換ブロックから減算される。減
算結果のDCT変換ブロックの画像データは、量子化ユニ
ット1030によって量子化された後、逆量子化ユニット10
33及びエントロピーVLC符号化ユニット1034に出力され
る。逆量子化ユニット1033は、入力される量子化された
DCT変換ブロックの画像データを逆量子化することによ
り復元して加算器1035に出力する。加算器1035は、復元
されたDCT変換ブロックの画像データを、DCT変換領域予
測ユニット1031からの前のDCT変換ブロックの画像デー
タを加算して、加算結果の前のブロックの画像データを
ブロックメモリ1032に格納するとともに、逆DCT変換ユ
ニット1036に出力する。
逆DCT変換ユニット1036は、加算器1035から入力され
る前のブロックの画像データに対して逆DCT変換処理を
実行して、変換処理後の復元された画像データを加算器
1037に出力する。加算器1037は、逆DCT変換ユニット103
6から出力される復元された画像データに動き検出及び
補償ユニット1025から出力される前のフレームの画像デ
ータを加算して、加算結果の画像データをフレームメモ
リ1038に一時的に記憶した後、動き検出及び補償ユニッ
ト1025に出力される。
B1.モード決定の一般的な説明 図18は、図16及び図17のDCT変換領域予測回路1017,10
31の構成を示すブロック図である。
図18において、1040は予測のために前の隣接するブロ
ックの画像データを格納するブロックメモリである。処
理対象の現時点のカレントブロックはユニット1041に入
力され、ユニット1041は、ブロックメモリ1040で格納さ
れている前の隣接するDCT変換ブロックから入力された
カレントブロックの画像データを減算して、次の４種類
の予測DCT変換ブロックの画像データが得られる。
（ａ）1042で示されるNo−Predブロック、 （ｂ）1043で示されるUp−Predブロック、 （ｃ）1044で示されるLeft−Predブロック、 （ｄ）1045で示されるOther−Predブロック。
ここで、２ビットを用いて上記４つの種類のブロック
を示す。すなわち、例えば“00"はNo−Predブロックを
示し、“01"はUp−Predブロックを示し、“10"はLeft−
Predを示し、“11"はOther−Predブロックを示す。
No−Predブロックは、予測無しのときの、現時点のDC
T変換ブロックの画像データ自身である。Up−Predブロ
ックは、予測に用いられたブロックが上方に隣接するDC
T変換ブロックB2である場合に得られた予測ブロックの
画像データを示す。Left−Predブロックは予測に用いら
れたブロックが左側に隣接するDCT変換ブロックB4であ
る場合に得られた予測ブロックの画像データを示す。Ot
her−Predブロックは予測がDC係数に対してのみ行われ
たときの予測ブロックの画像データを示す。Other−Pre
dの場合において、２種類の予測方法が存在する。すな
わち、Up−DC−Pred（1046）は上方に隣接するDCT変換
ブロックB2に基づいてDC係数のみに対して予測が行われ
た場合に得られた予測ブロックの画像データを示す。Le
ft−DC−Pred（1047）は左側に隣接するDCT変換ブロッ
クB4に基づいてDC係数のみに対して予測が行われた場合
に得られた予測ブロックの画像データを示す。この２つ
のケースに対して、もう１つビットが指示のために必要
となる。例えば“0"はUp−DC−Pred（1046）を示し、
“1"はLeft−DC−Pred（1047）を示すように使用され
る。
斜め方向に隣接するブロックB1、B3に基づいた予測は
可能ではあるがその予測結果は上方や左側のブロックに
予測によるもののようによくないので、本実施形態では
用いていない。
全ての予測されたブロックに対して、ユニット1048に
よって実際のエントロピー符号化処理が実行されること
により検索され、チェックされる。異なる予測されたブ
ロックに使用されたビットはユニット1049において比較
される。最後に、ユニット1050は最小ビット使用規則に
基づいて予測されたDCT変換ブロックを決定し、指示ビ
ットとともに予測されたDCT変換ブロックを出力する。
すなわち、ビット数が最小の予測されたDCT変換ブロッ
クを選択する。
B2.モード決定の実施 図19は、図18のDCT変換領域予測回路におけるDC/AC予
測の符号化方法の一例を示す画像の模式図である。
図19において、先に定義されたDC/AC予測された画像
データの部分集合が実際の使用に対して図示されてい
る。カレントブロック1101はカレントマクロブロックの
上部左側の８×８ブロックであり、カレントブロック11
02はカレントマクロブロックの上部右側の８×８ブロッ
クである。Ａ及びＢは、カレントブロック1101に隣接す
る８×８ブロックである。カレントブロック1101の強調
された上部行及び左列はそれぞれ、隣接ブロックである
Ａ及びＢの同一場所から予測される。つまり、カレント
ブロック1101は最上行はその上のブロックＡの最上行か
ら予測され、カレントブロック1101の左列はその左のブ
ロックＢの左列から予測される。同様の手順で、カレン
トブロック1102はその上のブロックＤ及びその左のカレ
ントブロック１から予測される。
Ｃ（u,v）を符号化すべきブロックとし、Ei（u,v）を
モードｉの場合の予測誤差であって、Ａ（u,v）及び／
又はＢ（u,v）の各ブロックから予測値を減算して求め
たものであるとする。実際の実施においては、節B1にお
いて前述した最も頻度が多い次の３つのモードのみ画使
用される。
（ａ）モード0:DC予測のみ E0（0,0）＝Ｃ（0,0）−（Ａ（0,0）＋Ｂ（0,0））/2, E0（u,v）＝Ｃ（u,v）， ｕ≠0;v≠0;u＝0,…,7;v＝0,…,7 …（１） （ｂ）モード1:上側ブロックからのDC/AC予測 E1（0,v）＝Ｃ（0,v）−Ａ（0,v）,v＝0,…,7, E1（u,v）＝Ｃ（u,v）， ｕ＝1,…,7;v＝0,…,7 …（２） （ｃ）モード2:左側ブロックからのDC/AC予測 E2（u,0）＝Ｃ（u,0）−Ｂ（u,0）,u＝0,…,7, E2（u,v）＝Ｃ（u,v）， ｕ＝0,…,7;v＝1,…,7 …（３） モード選択は、マクロブロックにおける４つの輝度信
号のブロックに対して予測された誤差の絶対値の和、SA
Dmodelを計算して、そのうちの最小値を有するモードを
選択することにより行われる。
モードの決定は、異なる符号化ビットレートを目標と
するアプリケーションの違いに依存して、ブロックベー
ス及びマクロブロックベースの両方で実行することがで
きる。モードは、次の表１の可変長コードを使用して符
号化される。
量子化後にDC/AC予測を実行する場合、先行する水平
方向の隣接ブロック又は垂直方向の隣接ブロックでは通
常、使用する量子化のステップが異なるため、DC/AC予
測を性格に行うためには、量子化されたDCT変換係数を
スケーリングするために幾つかの種類の重み係数が必要
とされる。
QacAをブロックＡ（図19参照。）の量子化されたDCT
変換係数とし、QacBをブロック（図19参照。）の量子化
されたDCT変換係数とする。QstepAをブロックＡの量子
化に使用される量子化ステップとすると、QstepBはブロ
ックＡの量子化に使用する量子化ステップであり、Qste
pCはカレントブロックＣの量子化に使用すべき量子化ス
テップであり、従ってスケーリング方程式は以下の通り
である。
Q'acA＝（QacA×QstepA）/QstepC …（５） Q'acB＝（QacB×QstepB）/QstepC …（６） ここで、Q'acAはブロックＡからのDCT変換係数であ
り、カレントブロックＣの最上行の予測に使用される。
また、Q'acBはブロックＢからのDCT変換係数であり、カ
レントブロックＣの左列の予測に使用される。
第７の実施形態 図20は、本発明に係る第７の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。
図20において、画像予測符号化装置からのビットスト
リームは、エントロピーVLD復号化ユニット1051に入力
され、可変長復号化される。復号化された画像データ
は、加算器1052によって、DCT変換領域予測ユニット105
3から前の隣接するDCT変換ブロックの画像データと加算
することにより、DCT変換ブロックの画像データが復元
される。前に隣接するDCT変換ブロックは、どのブロッ
クであるかは、ビットストリームからとり出された指示
ビットによって知らされ、ユニット1053において予測の
ために使用される。1054は、予測のために用いる隣接す
るDCT変換ブロックを格納するためのブロックメモリで
ある。加算器1052から得られる復元されたDCT変換ブロ
ックは逆DCT変換ユニット1055に出力される。逆DCT変換
ユニット1055は入力されたDCT変換ブロックに対して逆D
CT変換処理を実行することにより復元されたDCT変換係
数の画像データを生成して、加算器1056に出力する。加
算器1056は、逆DCT変換ユニット1055からの復元された
画像データを、動き検出及び補償ユニット1057からの前
のフレームの画像データと加算することにより、動き検
出及び補償されかつ復号化された画像データを生成して
出力する。当該復号化された画像データは、動き検出及
び補償のために前のフレームの画像データを格納するフ
レームメモリに一時的に格納した後、動き検出及び補償
ユニット1057に出力される。動き検出及び補償ユニット
1057は、入力される画像データに対して、動き検出及び
補償処理が実行される。
さらに、加算器1056から出力される復号化された画像
データは、図16及び図17のブロックサンプリングユニッ
ト1012,1026の処理に対応する逆の復元処理により、元
の画像データが復元される。
さらに、1059は逆量子化ユニットであり、図17に示す
ように量子化処理の前にDCT変換領域予測処理が行われ
る場合は、当該逆量子化ユニット1059は図20における10
59aの位置に挿入される一方、図16に示すように量子化
処理の後にDCT変換領域予測処理が行われる場合は、当
該逆量子化ユニット1059は図20における1059bの位置に
挿入される。
図21は、図20の画像予測復号化装置におけるDC/AC予
測の復号化方法を示すフローチャートである。すなわ
ち、図21では、DC/AC予測モードを取得し、隣接するDC/
AC予測値からDCT変換係数を再構成するためのビットス
トリームの復号化の詳細が図示されている。
まず、ステップ1059において、入力されるビットスト
リームから指示ビットを復号化し、ステップ1060で、指
示ビットのフラグがチェックされ、それが「０」であれ
ば、ステップ1061で上側ブロック及び左側ブロックの画
像データの平均値からDC値を計算してステップ1063に進
む。ステップ1060でNOであればステップ1062に進み、ス
テップ1062でチェックされた指示フラグが「10」であれ
ば、ステップ1063で左側ブロックの左列の画像データが
抽出され、ステップ1065に進む。ステップ1062でNOであ
ればステップ1064に進み、ステップ1064でチェックされ
た表示フラグが「11」であれば、ステップ1065で上側ブ
ロックの最上行の画像データが抽出され、ステップ1066
に進む。最後に、ステップ1066では、ステップ1061、10
63、又は1065で取得又は抽出されたDCT変換係数がカレ
ントブロックの対応するDCT変換係数に加算される。
さらに、以下、本実施形態グループの変形例について
説明する。
（ａ）上記ブロックサンプリングユニット1012,1026
は、４つのブロックのグループの中の二次元配列の画素
は、第１のブロックでは奇数番目の行にある奇数番目の
画素から成り、第２のブロックでは奇数番目の行にある
偶数番目の画素から成り、第３ブロックでは偶数番目の
行にある奇数場番目の画素から成り、第４ブロックでは
偶数番目の行にある偶数番目の画素から成るように、画
素を交互に差し挟むインターリーブ処理を含んでもよ
い。
（ｂ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックに隣接するように位置されたブロック
から選択され、ブロック中の全ての変換係数が選択され
てもよい。
（ｃ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックに隣接するように位置されたブロック
から選択され、あらかじめ定められたサブセットがブロ
ックの変換係数として選択されてもよい。
（ｄ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックの上方及び左側に隣接するよう位置さ
れたブロックから選択され、当該ブロックの最上行、及
び当該ブロックの最左列の変換係数のみが使用され、残
りの変換係数はゼロにセットされてもよい。
（ｅ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックの近傍に位置されたブロックから選択
され、各ブロックの変換係数は異なる重み付け関数で重
み付けされてもよい。
（ｆ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックの近傍に位置されたブロックから選択
され、各ブロックの変換係数に対して変換演算が実行さ
れてもよい。
（ｇ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックの近傍に位置された複数のブロックの
重み付け平均化されてもよい。
（ｈ）復号化された画像データに基づいて、インターリ
ーブされた４個のブロックからなる複数のグループから
二次元配列の画素を形成して元の画像データを復元する
ときに、奇数番目の行にある奇数番目の画素は全て第１
のブロックから求め、奇数番目の行にある偶数番目の画
素は第２のブロックから求め、偶数番目の行にある奇数
番目の画素は第３ブロックから求め、偶数番目の行にあ
る偶数番目の画素は第４ブロックから求めるように、上
記復号化された画像データに対して逆インターリーブ処
理を実行してもよい。
以上説明したように、本発明に係る本実施形態グルー
プによれば、隣接するブロック間におけるDCT変換領域
の冗長性を除去又は減少するために大いに効果があり、
その結果、使用ビット数を減少させ、最終的に符号化効
率を大いに改善することができる。詳細な画像予測符号
化装置の例として図18を参照すると、予測処理は、好ま
しくは、上側又は左側の隣接するブロックを使用するこ
とによってのみ実行される。
QCIFを含むシーケンスに対しては、上位ビットレート
符号化に対して6.4％のビットを節約することができ、
下位ビットレート符号化に対して20％のビットを節約す
ることができる。また、例えば、アキヨ（Akiyo）、マ
ザー（Mother）、及びドウター（Daughter）などのテス
トシーケンスなどの他のQCIFシーケンスに対して、約10
％のビットを節約することができる。さらにCIF及びCCI
Rのシーケンスに対しては、より多くのビット節約が可
能である。
以上説明したように本発明に係る第２の実施形態グル
ープによれば、現時点の符号化効率を増大させる新しい
画像予測符号化装置及び画像予測復号化装置を提供する
ことができる。当該装置では、符号化効率を上げるため
には複雑な手段は必要とせず、その回路構成は、非常に
簡単で容易に形成できる。
第３の実施形態グループ 第３の実施形態グループは、第８の実施形態を含む。
本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて、画像符号化
効率は、２つの画像間又は１つの画像内のブロックの内
部における冗長性ばかりでなく、画像内のブロック間の
冗長性を削減するとともに、ブロックのスキャンパター
ンを適切にすることによりさらに冗長性を改善すること
を考えた。
同じ位置にあっても隣接するブロックの中のDCT変換
係数は多くの場合非常によく似ていることが見出されて
いる。この２つのブロックに対する原画像の特質が非常
によく似ている場合、もしくは水平又は垂直ライン、対
角線その他の画像パターンが同じものを含んでいる場
合、上記のことは正しいといえる。情報理論の観点から
同じ情報は冗長性を意味することになる。
ブロックを越えてDCT変換領域の中に存在する冗長性
は、以前のブロックの適応性予測により除去されるか又
は削減されることができる。このことはVLCエントロピ
ー符号化は予測誤差信号のより小さいエントロピーのた
めのより高い符号化効率を達成できるという結果にな
る。
同時に、水平及び垂直の構造は、最左側の列及び最上
行の変換ブロックに、重要なDCT変換係数が集中すると
いう結果になることは公知である。従って、本発明に係
る実施形態は、予測モードに基づいて、スキャンを適応
化することにより係数のスキャンにおける上述の問題点
を解決することができる。
本発明に係る実施形態は、他のブロックからカレント
ブロックのDCT変換係数を適応的に予測し、その結果隣
接するブロック間の冗長性を除去する方法を提供する。
予測誤差の情報は量子化DCT変換係数のエントロピーを
より小さくする予測モードにスキャン方法を適応化する
ことによりさらに縮少される。その結果、DCT変換係数
を符号化するためのビットの数を削減できる。
この問題点を解決するために、予測モードの決定を実
行する方法が各予測及びスキャン方法により発生される
実際のビットレートに基づいて得られる。
本発明に係る実施形態は、現在のカレントブロックの
DCT変換係数を予測する方法を提供するものである。DCT
変換は同じ値、又は同じDCT変換係数の分布を同じブロ
ックの画像データに与える傾向があるので、カレントブ
ロックは通常他の隣接するブロックの中のDCT変換係数
と良好な相互関係を保持している。
入力された画像データは、イントラフレームであるか
又は一時的に予測されたフレームであるかのいづれかで
あり、まず、入力された画像データに対して、通常ブロ
ックを基礎とするDCT変換処理が実行される。カレント
ブロックのDCT変換係数が得られた後に、DCT変換領域の
予測は量子化の前、又は後に実行することができる。
カレントブロックの中のDCT変換係数は上方の左側に
対角線方向（斜め方向）に位置した以前の隣接するブロ
ックから予測することができる。それらは、図23に示す
ように、その時刻において既に復号化されている。予測
されたブロックは、カレントブロックにおける同じ位置
のDCT係数から前の隣接するブロックの１つ又はそれ以
上のDCT係数を減算することによって、予測された誤差
信号を発生する。
異なる予測モードからの予測誤差信号が、予測が量子
化処理の前になされるならば量子化される。量子化され
た予測誤差信号は、エントロピー符号化が実行される前
にシーケンスの（一連の）画像データに対してスキャン
される。最小ビット使用規則に基づいて予測されたブロ
ック、すなわち最小のビットを有する予測ブロックが選
択される。このブロックの符号化データは使用する予測
モードとともに画像予測復号化装置に送られる。
画像予測復号化装置は、使用した予測モード及びブロ
ックの符号化されたデータを用いて、予測されたブロッ
クを復号化する。ブロックに対する符号化されたデータ
に対する逆のエントロピー復号化の後に、量子化された
予測誤差は用いられるスキャンモードに従って逆にスキ
ャンされる。もし量子化処理が予測処理の後の実行され
るならば、ブロックは逆量子化されることになる。再構
築されたブロックは、予測モードによって指示された、
前に復号化された隣接するブロックの中のDCT変換係数
を現在のDCT変換係数に加算することにより得ることが
できる。一方、量子化処理が予測処理の前に実行される
ならば、再構築された係数は逆量子化される。最後に、
逆DCT変換処理が各ブロックに対して再構築されたDCT変
換係数に適用され、復号化された画像を得ることができ
る。
本発明に係る実施形態は、隣接するブロックを越えて
DCT変換領域の中に存在する冗長性を減少させる画像予
測符号化装置及び画像予測復号化装置を提供するもので
ある。
第８の実施形態 図24は、本発明に係る第８の実施形態である画像予測
符号化装置の構成を示すブロック図である。図24の画像
予測符号化装置は、図22の従来技術の画像予測符号化装
置と比較して、 （ａ）加算器2035、 （ｂ）H/V/Zスキャンユニット2036、 （ｃ）加算器2038、 （ｄ）ブロックメモリ2039、及び （ｅ）量子化スケーリングを有するDCT変換領域予測ユ
ニット2040 を備えたことを特徴としている。
イントラフレーム符号化（フレーム内符号化）におい
ては、入力された画像信号に対して、ユニット2031でブ
ロックサンプリング処理が実行された後、直接にユニッ
ト2033でDCT変換処理が実行される。次いで、ユニット2
034で、DCT変換ユニット2033から出力されるDCT変換係
数に対して量子化処理が実行される。一方、インターフ
レーム符号化又はフレーム間符号化（予測フレーム符号
化）においては、ユニット2031のブロックサンプリング
処理の後に、加算器2032は、ブロックサンプリング処理
後の画像データから、動き検出及び補償ユニット2045か
ら出力された画像データを減算して、予測誤差データを
得る。次いで、この予測誤差データは、DCT変換処理を
実行するDCT変換ユニット2033及び量子化処理を実行す
る量子化ユニット2034を介して加算器2035に出力され
る。DCT変換係数は、ユニット2040のDCT変換領域処理に
よって予測され、予測されたDCT変換係数は加算器2035
に入力される。加算器2035は、量子化ユニット2034から
のDCT変換係数から、DCT変換領域予測ユニット2040から
の予測されたDCT変換係数を減算して、減算結果の予測
誤差のDCT変換係数を、H/V/Zスキャンユニット2036及び
加算器2038に出力する。H/V/Zスキャンユニット2036
は、選択された予測モードに依存して、入力されたDCT
変換係数に対して適応的に、水平スキャン、垂直スキャ
ン又はジグザグスキャンを実行して、スキャン処理後の
DCT変換係数をエントロピーVLC符号化ユニット2037に出
力する。次いで、エントロピーVLC符号化ユニット2037
は、入力されたDCT変換係数をエントロピーVLC符号化処
理を実行して、符号化されたビットストリームを受信側
又は再生側の画像予測復号化装置に伝送する。
加算器2038は、加算器2035から出力される量子化され
たDCT変換係数と、DCT変換領域予測ユニット2040からの
予測されたDCT変換係数とを加算することにより、復元
された量子化DCT変換係数データを得る。当該量子化DCT
変換係数データは、ブロックメモリ2039及び逆量子化ユ
ニット2041に出力される。
当該画像予測符号化装置に設けられるローカルデコー
ダにおいて、加算器2038からの復元されたDCT変換係数
データは、次の予測を行うために１つのブロックのデー
タを格納するブロックメモリ2039に一時的に記憶された
後、DCT変換領域予測ユニット2040に出力される。逆量
子化ユニット2041は、入力される量子化DCT変換係数を
逆量子化して逆DCT変換ユニット2042に出力し、次い
で、逆DCT変換ユニット2042は、入力される復元されたD
CT変換係数を逆DCT変換処理を実行して、現時点のブロ
ックの画像データを復元して加算器2043に出力する。
フレーム間符号化においては、ローカル復号化された
画像データを生成するために、加算器2043は、動き検出
及び補償ユニット2045によって動き検出及び補償された
画像データと、逆DCT変換ユニット2042からの復元され
た画像データとを加算して、ローカル復号化された画像
データを得て、ローカルデコーダのフレームメモリ2044
に記憶される。なお、加算器2043とフレームメモリ2044
と動き検出及び補償ユニット2045の構成及び処理は、図
22の従来技術のユニット2009、2010及び2011と同様であ
る。
最終的には、ビットストリームはエントロピー符号化
ユニット2037から出力されて画像予測符号化装置に送ら
れる。
図25は、本発明に係る第８の実施形態である画像予測
復号化装置の構成を示すブロック図である。図25の画像
予測復号化装置は、図23の従来技術の画像予測復号化装
置に比較して、 （ａ）H/V/Zスキャンユニット2052、 （ｂ）加算器2053、 （ｃ）DCT変換領域予測ユニット2055、及び （ｄ）ブロックメモリ2054、 を備えたことを特徴とする。
図25において、画像予測符号化装置からのビットスト
リームは、可変長デコーダユニット2051において復号化
される。復号化されたデータは、H/V/Z逆スキャンユニ
ット2052に入力され、スキャンモードに依存して、水平
に逆方向で、垂直に逆方向で、又はジグザグに逆方向で
スキャンされる。スキャン処理後のデータは加算器2053
に入力され、加算器2053は、逆スキャン処理後のデータ
と、DCT変換予測ユニット2055からの予測誤差データと
を加算することにより、復号化されたDCT変換係数デー
タを得て、これを逆量子化ユニット2056に出力するとと
もに、ブロックメモリ2054に記憶される。次いで、逆量
子化ユニット2056は、入力される符号化されたDCT変換
係数データを逆量子化して逆量子化されたDCT変換係数
データを得て、逆DCT変換ユニット2057に出力する。逆D
CT変換ユニット2057は、入力されるDCT変換係数データ
に対して逆DCT変換処理を実行して、元の画像データを
復元して、加算器2058に出力する。フレーム間符号化に
おいては、加算器2058は、動き検出及び補償ユニット20
60からの予測誤差データに、逆DCT変換ユニット2057か
らの画像データを加算して、局所的に復号化された画像
データを得て、外部装置に出力するとともに、フレーム
メモリ2059に記憶する。
さらに、加算器2058から出力される復号化された画像
データは、図24のブロックサンプリングユニット2031の
処理に対応する逆の復元処理により、元の画像データが
復元される。
以上の実施形態においては、量子化処理が予測処理に
先だって行われる。変形例においては、予測処理の後に
量子化処理を行ってもよい。この場合、ローカルデコー
ダ及び画像予測復号化装置では、予測値が加算される前
に逆量子化処理が実行される。他の詳細は全て、上述の
実施形態と同様である。
図26は、第８の実施形態において、ブロック分割から
得られた、フレームのマクロブロックとブロックの構造
を示し、かつブロック予測方法を示す画像の模式図であ
る。図26の拡大図は、カレントブロックに対する予測デ
ータがどのように符号化されるかを示す。ここで、ブロ
ックＣ（u,v）は、上側に隣接するブロックＡ（u,v）
と、左方向に隣接するブロックＢ（u,v）とから得られ
る。次に、本発明にこの実施形態を更に詳しく説明す
る。
C1.予測に使用される係数の番号 予測に使用される係数のナンバーは画像データのシー
ケンスに依存している。フラグAC_Coeffは、各画像に使
用される係数の最適の数を適応的に選択するために使用
される。フラグは下の表２に示され、サイド情報の一部
として画像予測符号化装置から画像予測復号化装置に送
られる。フラグAC_Coeffに対する固定長コード及びFLC
を表２に示す。ここで、FLC（Fixed Length Coding;固
定長符号化）は、すべての可能なイベントを表すため
に、固定長のコードワードを割り当てる可逆符号化であ
る。
ここで、ACnは、用いられるモードに依存して、Ａ
（0,n）又はＢ（n,0）である。
この実施形態の特別なケースでは、最上行及び最左列
のすべてのAC係数が予測のために使用される。このケー
スでは、画像予測符号化装置と画像予測復号化装置との
両方が、このデフォルト値を同意しているとき、フラグ
を必要としない。
C2.量子化ステップのスケーリング 隣接するブロックがカレントブロックからの異なる量
子化ステップサイズを用いて量子化されるときは、AC係
数の予測はそんなに能率的ではない。従って、当該予測
方法は、予測データが、現在のカレントブロックの量子
化ステップサイズの比と、予測データのブロックの量子
化ステップの比とによってスケーリングされるように変
形される。この定義は次の節C3.における方程式を用い
て与えられる。
C3.予測モード 設定される複数のモードは次の通りである。
（ａ）モード0:処理ブロックから上側のブロックからの
DC予測（「上のDCモード」と略す。） E0（0,0）＝Ｃ（0,0）−Ａ（0,0）， E0（u,v）＝Ｃ（u,v） …（７） （ｂ）モード1:処理ブロックから左側のブロックからの
DC予測（「左のDCモード」と略す。） E1（0,0）＝Ｃ（0,0）−Ｂ（0,0）， E1（u,v）＝Ｃ（u,v） …（８） （ｃ）モード2;処理ブロックから上側のブロックからの
DC/AC予測（「上のDC/ACモード」と略す。） E2（0,0）＝Ｃ（0,0）−Ａ（0,0）， E2（0,v）＝Ｃ（0,v）−Ａ（0,v）・QA/QC, ｖ＝1,2,…,AC_Coeff, E2（u,v）＝Ｃ（u,v） …（９） （ｄ）モード3:処理ブロックから左側のブロックからの
DC/AC予測（「左のDC/ACモード」と略す。） E3（0,0）＝Ｃ（0,0）−Ｂ（0,0）， E3（u,0）＝Ｃ（u,0）−Ｂ（u,0）・QB/QC ｕ＝1,2,…,AC_Coeff, E3（u,v）＝Ｃ（u,v） …（10） C4.適応的水平／垂直／ジグザグスキャン 上のような４個の予測モードが与えられるならば、フ
レーム内符号化の効率は係数のスキャンを採用すること
によりさらに改善させることができる。
図27、図28及び図29はそれぞれ、第８の実施形態にお
ける係数スキャンに用いられる水平スキャン、垂直スキ
ャン及び水平スキャンの順序を説明するための画像の模
式図である。ここで、これらのスキャンは集合的にH/V/
Zスキャンとして参照される。
C5.明示的モードの決定 明示的（explicit）モードの決定においては、予測モ
ードの決定が画像予測符号化装置において実行され、そ
の決定情報が、ビットストリームにおける幾つかの符号
化されたビット情報を用いて画像予測符号化装置から画
像予測復号化装置に明示的に送られる。
図30は、第８の実施形態に使用されているモード決定
処理を示すフローチャートである。
図30において、カレントブロックのDCT変換係数デー
タはユニット2062に入力され、ユニット2062は、ブロッ
クメモリ2061からの隣接するブロックのDCT変換係数デ
ータから入力されたカレントブロックのDCT変換係数デ
ータを減算することにより、DCT変換予測処理が実行さ
れる。ユニット2062では、節C3.で説明された４つのモ
ードで、DCT変換予測処理が実行される。次いで、H/V/Z
スキャンユニット2063では、係数のスキャン処理が実行
され、ここでは、図30に示すように、節C4.で説明した
それぞれ対応するスキャン処理が実行される。さらに、
スキャン処理後のDCT変換係数データは、エントロピー
符号化ユニット2064に送られ、ここで可変長符号化処理
が実行される。次いで、ユニット2065では、異なるモー
ドで発生されたすべてのビットが比較されて、ユニット
2066では、最少のビットを発生する予測モードのDCT変
換係数のブロックが選択される。これらのDCT変換係数
データのビットは予測モードの値とともにユニット2066
からビットストリームとして画像予測復号化装置に送ら
れる。なお、予測モードは、次の表３の固定長コードを
用いて符号化される。
C6.暗黙的モードの決定 モード決定の第２の実施例では、画像予測符号化装置
と画像予測復号化装置とが同一の予測モード決定機能を
共有している。画像予測符号化装置と画像予測復号化装
置は共に、カレントブロックに隣接する復号化されたブ
ロックのDC係数値に基づいて、予測モードの決定に関す
る方向性を決定する。すなわち、暗黙的（implicit）モ
ードの決定においては、暗黙的モードの決定が幾つかの
規則を用いて画像予測符号化装置と画像予測復号化装置
において実行される。そして、モード決定を示す付加的
な情報データは画像予測符号化装置から画像予測復号化
装置に対して送られない。
図31は、第８の実施形態の暗黙モード決定におけるブ
ロックの関係を示す画像の模式図である。すなわち、図
31は、各ブロックと予測対象であるカレントブロックと
の位置関係を示している。
図31において、ブロックＣは現在予測中の処理対象の
カレントブロックである。ブロックＡは、予測中のカレ
ントブロックＣの上側のブロックである。ブロックＣ
は、カレントブロックＣから左側に位置するブロックで
ある。ブロックC'は、カレントブロックＣとは対角位置
にあるブロックＡとブロックＢの間のブロックである。
まず、DCの方向が決定される。個別の決定方法を使用
して、AC係数も同様に予測中であるか否かが決定され
る。これを行うには、予測係数の絶対値の差の合計を非
予測係数の絶対値と比較し、何れが小さいかを判断す
る。画像予測復号化装置へのこの指示には、１ビットが
使用される。DC予測の方向性、及びAC係数が予測されて
いるか否かの決定には、以下の式が使用される。表３
は、可能性のある４つの結論を要約したものである。
（A1）もし （Ｂ（0,0）−C'（0,0）＜C'（0,0）−Ａ（0,0）） …（11） のとき、 Ｅ（0,0）＝Ｃ（0,0）−Ａ（0,0） …（12） であり、 （a1）もし のとき、 Ｅ（0,v） ＝Ｃ（0,v）−Ａ（0,v）・QA/QC,v＝1,…,7,…（14） （a2）上記（13）式が成立しなければ、 Ｅ（0,v）＝Ｃ（0,v） …（15） である。
（A2）上記（11）式が成立しなければ、 Ｅ（0,0）＝Ｃ（0,0）−Ｂ（0,0） …（16） であり、 （b1）もし のとき、 Ｅ（u,0） ＝Ｃ（u,0）−Ｂ（u,0）・QB/QC,v＝1,…,7, （18） （b2）上記（17）式が成立しなければ、 Ｅ（u,0）＝Ｃ（u,0） …（19） である。
さらに、他の全ての係数に対して、 Ｅ（u,v）＝Ｃ（u,v） …（20） である。
以上の第８の実施形態において、DCT変換係数予測処
理はユニット2040によって、量子化された変換係数デー
タについて行っているが、本発明はこれに限らず、図17
の第６の実施形態と同様に、量子化されない変換係数デ
ータについて行ってもよい。この場合、対応する画像予
測復号化装置においては、図25において、逆量子化ユニ
ット2056は、逆スキャンユニット2052と、加算器2053に
移動されて挿入される。
以下、第８の実施形態の変形例について述べる。
（ａ）ブロックサンプリングユニット2031は、４つのブ
ロックのグループの中の二次元配列の画素は、第１のブ
ロックでは奇数番目の行にある奇数番目の画素から成
り、第２のブロックでは奇数番目の行にある偶数番目の
画素から成り、第３ブロックでは偶数番目の行にある奇
数場番目の画素から成り、第４ブロックでは偶数番目の
行にある偶数番目の画素から成るように、画素を交互に
差し挟むインターリーブ処理を含んでもよい。
（ｂ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックに隣接するように位置されたブロック
から選択され、ブロック中の全ての係数データが選択さ
れてもよい。
（ｃ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックに隣接するように位置されたブロック
から選択され、あらかじめ定められたサブセットがブロ
ックの係数データとして選択されてもよい。
（ｄ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックであって、符号化された
カレントブロックの上方及び左側に隣接するよう位置さ
れたブロックから選択され、当該ブロックの最上行、及
び当該ブロックの最左列の係数データのみが使用され、
残りの係数データはゼロにセットされてもよい。
（ｅ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 当該ブロックの最上行又は最左列からの１つ又はそれ
以上の係数データを含むサブセットのみを使用すること
を、画像予測符号化装置と画像予測復号化装置とが通信
を行うことにより決定してもよい。
（ｆ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 当該ブロックの最上行又は最左列からの１つ又はそれ
以上の係数データを含むサブセットのみを使用すること
を、画像予測符号化装置が決定して、決定されたサブセ
ット及び係数データの数を示すフラグを、画像予測復号
化装置に送信されるデータに周期的に挿入することによ
り、画像予測復号化装置に通知してもよい。
（ｇ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 各ブロックの係数データは、符号化されるカレントブ
ロックの量子化ステップサイズと予測ブロックの量子化
ステップサイズの比に等しい比で乗算されてもよい。
（ｈ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 各ブロックの係数データは、異なる重み付け関数で重
み付けされてもよい。
（ｉ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 各ブロックの係数データに対して所定の変換演算が実
行されてもよい。
（ｊ）上記予測ブロックは、符号化されるカレントブロ
ックに隣接して位置する、上記ブロックメモリに格納さ
れ、前に復元されたブロックの重み付け平均値として得
てもよい。
（ｋ）スキャン方法は、 （ｉ）係数データが、左から右に向かって、行毎に、最
上行で始まり、最下行で終わるようにスキャンされる水
平スキャンと、 （ii）係数データが、最上行から最下行に向かって、列
毎に、最左列から始まり、最右列で終るようにスキャン
される垂直スキャンと、 （iii）係数データが、最上行の最左の係数データから
最下行の最右の係数データに向かって、対角線方向にス
キャンされるジグザグスキャンとのうちの少なくとも１
つのスキャン方法を含んでもよい。
（ｌ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 上記予測ブロックの予測モードは、 （ｉ）処理対象のカレントブロックから上側に位置する
ブロックからの、DC係数として呼ばれる当該ブロックの
平均値を表す最上及び最左の係数データのみを予測のた
めに使用する第１のモードと、 （ii）処理対象のカレントブロックから左側に位置する
ブロックからの、DC係数のみを予測のために使用する第
２のモードと、 （iii）対象処理のカレントブロックから上側に位置す
るブロックの最上行からの、DC係数及び、高周波成分を
含む０個又はそれ以上のAC係数を予測のために使用する
第３のモードと、 （iv）処理対象のカレントブロックから左側に位置する
ブロックの最左列からの、DC係数及び、高周波成分を含
む０個又はそれ以上のAC係数を予測のために使用する第
４のモードと、 の少なくとも１つの予測モードを含み、 上記予測誤差の係数データはジグザグスキャンのスキ
ャン方法でスキャンされてもよい。
（ｍ）上記予測ブロックは、上記ブロックメモリに格納
され、前に復元されたブロックから上述の基準に従って
選択され、 上記予測誤差の係数データは、上述のスキャン方法の
１つに従ってスキャンされ、 上記予測誤差の係数データを予測する予測モードは、 （ｉ）処理対象のカレントブロックから上側に位置する
ブロックにおけるDC係数のみが予測のために使用され、
上記予測誤差の係数データに対して、ジグザグスキャン
でスキャン処理が実行される第１のモードと、 （ii）処理対象のカレントブロックから左側に位置する
ブロックにおけるDC係数のみが予測のために使用され、
上記予測誤差の係数データに対して、ジグザグスキャン
でスキャン処理が実行される第２のモードと、 （iii）処理対象のカレントブロックから上側に位置す
るブロックの最上行におけるDC係数及び、高周波成分を
含む０個又はそれ以上のAC係数が予測のために使用さ
れ、上記予測誤差の係数データに対して、水平スキャン
でスキャン処理が実行される第３のモードと、 （iv）処理対象のカレントブロックから左側に位置する
ブロックの最左列におけるDC係数及び、高周波成分を含
む０個又はそれ以上のAC係数が予測のために使用され、
上記予測誤差の係数データに対して、垂直スキャンでス
キャン処理が実行される第４のモードと、 の少なくとも１つを含んでもよい。
（ｎ）上記復号化された画像データに基づいて、インタ
ーリーブされた４個のブロックからなる複数のグループ
から二次元配列の画素を形成して元の画像データを復元
するときに、奇数番目の行にある奇数番目の画素は全て
第１のブロックから求め、奇数番目の行にある偶数番目
の画素は第２のブロックから求め、偶数番目の行にある
奇数番目の画素は第３ブロックから求め、偶数番目の行
にある偶数番目の画素は第４ブロックから求めるよう
に、上記復号化された画像データに対して逆インターリ
ーブ処理を実行してもよい。
（ｏ）画像予測符号化装置と画像予測復号化装置は、予
め決められた同一のルールを用いて、上記予測モードを
決定してもよい。
（ｐ）画像予測復号化装置と画像予測復号化装置は、予
め決められた同一のルールを用いて、上記スキャン方法
を決定してもよい。
以上説明したように、本発明に係る第３の実施形態グ
ループによれば、隣接するブロックを越えてDCT変換領
域の中の冗長性を削減又は除去するのに非常に効果的で
あり、使用ビットのビット数を削減し、その結果、符号
化の効率を大幅に改善することができる。これは新しい
ビデオ圧縮アルゴリズムにおけるツールとしても有用で
ある。
以上の実施形態において、画像予測符号化装置及び画
像予測復号化装置について述べているが、本発明はこれ
に限らず、上記画像予測符号化装置における各手段、各
ユニットなどの構成要素をそれぞれ各ステップに置き換
えたステップを含む画像予測符号化方法であってもよい
し、上記画像予測復号化装置における各手段、各ユニッ
トなどの構成要素をそれぞれ各ステップに置き換えたス
テップを含む画像予測復号化方法であってもよい。この
場合、例えば、上記画像予測符号化方法及び／又は上記
画像予測復号化方法の各ステップがプログラムとして記
憶装置に記憶され、マイクロプロセッサユニット（MP
U）、中央演算処理装置（CPU）などのコントローラは当
該プログラムを実行することにより、画像予測符号化処
理及び／又は上記画像予測復号化処理を実行する。
また、本発明は、上記画像予測符号化方法及び／又は
上記画像予測復号化方法における各ステップを含むプロ
グラムを記録した記録媒体であってもよい。当該記録媒
体は、例えば記録領域がセクタ形状に分割され、又は記
録領域が渦巻き形状で各ブロックに分割された円盤形状
を有し、例えば、CD−ROM、DVDなどの光ディスク又は光
磁気ディスク、もしくは、フロッピーディスクなどの磁
気記録ディスクである。
産業上の利用可能性 以上詳述したように、本発明に係る画像予測符号化装
置によれば、入力される符号化画像データを互いに隣接
する複数の小領域の画像データに分割する分割手段と、 上記分割手段によって分割された互いに隣接する複数
の小領域の画像データの中で処理対象の小領域の画像デ
ータを符号化するときに、上記処理対象の小領域の画像
データに隣接する再生された再生小領域の画像データを
上記処理対象の小領域の画面内予測小領域の画像データ
とし、上記画面内予測小領域の画像データを最適予測小
領域の画像データとし、上記処理対象の小領域の画像デ
ータと上記最適予測小領域の画像データとの差分である
差分小領域の画像データを生成する第１の生成手段と、 上記生成手段によって生成された差分小領域の画像デ
ータを符号化する符号化手段と、 上記符号化手段によって符号化された差分小領域の画
像データを復号化する復号化手段と、 上記復号化手段によって復号化された差分小領域の画
像データを上記最適予測小領域の画像データに加算する
ことにより再生された再生小領域の画像データを生成す
る第２の生成手段とを備える。
従って、処理対象の小領域の画像データに隣接する再
生された画素値を画面内予測信号の画素値とするだけ
で、従来技術に比較して低い演算量で簡単に高精度な予
測信号を生成することができ、フレーム内符号化のビッ
ト数を削減することができるという特有の効果が得られ
る。
また、本発明に係る画像予測符号化装置によれば、入
力された画像信号をそれぞれ二次元配列の画素値を含む
複数のブロックの画像データにサンプリングするサンプ
リング手段と、 上記サンプリング手段によってサンプリングされたブ
ロックの画像データを所定の変換領域の係数データに変
換する変換手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データを決定し選択して出力し、上記選択された予測
ブロックを表す指示子を指示ビットの形式で画像予測復
号化装置に送信する決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを量子化する量子化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データをエント
ロピー符号化して、符号化された予測誤差の係数データ
を画像予測復号化装置に送信する符号化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データを逆量子
化して、復元されたブロックの係数データを出力する逆
量子化手段と、 上記決定手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の係数
データに加算することにより、復元されたブロックの係
数データを出力するとともに、上記ブロックメモリに格
納する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力されるブロックの係数デ
ータを逆変換することにより、復元されたブロックの画
像データを生成する逆変換手段とを備える。
従って、現時点の符号化効率を増大させる新しい画像
予測符号化装置及び画像予測復号化装置を提供すること
ができる。当該装置では、符号化効率を上げるためには
複雑な手段は必要とせず、その回路構成は、非常に簡単
で容易に形成できる。
さらに、本発明に係る画像予測符号化装置によれば、
入力された画像信号をそれぞれ二次元配列の画素値を含
む複数のブロックの画像データにサンプリングするサン
プリング手段と、 上記サンプリング手段によってサンプリングされたブ
ロックの画像データを所定の変換領域の係数データに変
換する変換手段と、 復元されたブロックの係数データを格納するブロック
メモリと、 上記ブロックメモリに格納された前に再構築されたブ
ロックの係数データに基づいて、上記変換手段によって
変換されたブロックの係数データに対して複数の予測ブ
ロックの係数データを形成する予測手段と、 上記予測手段によって形成された複数の予測ブロック
の係数データのうち、最も効率が良い予測ブロックの係
数データ及びスキャン方法を決定し選択して出力し、上
記選択された予測ブロック及びスキャン方法を表す指示
子を指示ビットの形式で画像予測復号化装置に送信する
決定手段と、 上記決定手段によって選択された予測ブロックの係数
データを、現時点のカレントブロックの係数データから
減算することにより、減算結果の予測誤差の係数データ
を出力する第１の加算手段と、 上記第１の加算手段から出力される予測誤差の係数デ
ータを量子化する量子化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データに対して
上記決定手段によって決定されたスキャン方法でスキャ
ン処理を実行して、スキャン処理後の予測誤差の係数デ
ータを出力するスキャン手段と、 上記スキャン手段から出力されるスキャン処理後の予
測誤差の係数データをエントロピー符号化して、符号化
された予測誤差の係数データを画像予測復号化装置に送
信する符号化手段と、 上記量子化手段からの予測誤差の係数データを逆量子
化して、復元されたブロックの係数データを出力する逆
量子化手段と、 上記決定手段から出力される予測ブロックの係数デー
タを、上記逆量子化手段から出力される予測誤差の係数
データに加算することにより、復元されたブロックの係
数データを出力するとともに、上記ブロックメモリに格
納する第２の加算手段と、 上記第２の加算手段から出力されるブロックの係数デ
ータを逆変換することにより、復元されたブロックの画
像データを生成する逆変換手段とを備える。
従って、隣接するブロックを越えて変換領域の中の冗
長性を削減又は除去するのに非常に効果的であり、使用
ビットのビット数を削減し、その結果、符号化の効率を
大幅に改善することができる。これは新しいビデオ圧縮
アルゴリズムにおけるツールとしても有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平8−254677 (32)優先日 平成８年９月26日(1996．9．26) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） 早期審理対象出願 (72)発明者 タン ティオ ケン シンガポール国シンガポール470601，ベ ドック・リザーバー・ロード ブロック 60108−506番 (56)参考文献 特開 昭63−197185（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−65583（ＪＰ，Ａ) Ａ．Ｎ．Ｎｅｔｒａｖａｌｉ ａｎｄ Ｊ．Ｏ．Ｌｉｍｂ，”Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｃｏｄｉｎｇ：Ａ Ｒｅｖｉｅｗ”, Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ，1980，Ｖｏｌ．68，Ｎｏ. ３，ｐ．366−406

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】可変長符号化されたDCT係数を含む入力ビ
    ットストリームを入力するステップと、 上記可変長符号化されたDCT係数をDCT係数の１次元列に
    可変長復号化するステップと、 上記可変長復号化されたDCT係数の１次元列を逆量子化
    するステップと、 上記可変長復号化されかつ逆量子化されたDCT係数に基
    づいて、カレントブロック（Ｃ）の上側に位置する上ブ
    ロック（Ａ）の左側に位置しかつカレントブロック
    （Ｃ）の左側に位置する左ブロック（Ｂ）の上側に位置
    する対角ブロック（C'）のDC係数と、上記左ブロック
    （Ｂ）のDC係数との差を求めるとともに、上記上ブロッ
    ク（Ａ）のDC係数と、上記対角ブロック（C'）のDC係数
    との差を求め、これらの差のうちいずれが小さいかに基
    づいて上記上ブロック（Ａ）又は上記左ブロック（Ｂ）
    のいずれかから適応的に選択された隣接ブロックのDC係
    数からカレントブロック（Ｃ）のDC係数を予測復号化す
    るステップとを含むことを特徴とする画像予測復号化方
    法。
  2. 【請求項２】可変長符号化されたDCT係数を含む入力ビ
    ットストリームを復号化するための画像予測復号化装置
    であって、 上記可変長符号化されたDCT係数をDCT係数の１次元列に
    可変長復号化する可変長復号手段と、 上記可変長復号化されたDCT係数の１次元列を逆量子化
    する逆量子化手段と、 上記可変長復号化されかつ逆量子化されたDCT係数に基
    づいて、カレントブロック（Ｃ）の上側に位置する上ブ
    ロック（Ａ）の左側に位置しかつカレントブロック
    （Ｃ）の左側に位置する左ブロック（Ｂ）の上側に位置
    する対角ブロック（C'）のDC係数と、上記左ブロック
    （Ｂ）のDC係数との差を求めるとともに、上記上ブロッ
    ク（Ａ）のDC係数と、上記対角ブロック（C'）のDC係数
    との差を求め、これらの差のうちいずれが小さいかに基
    づいて上記上ブロック（Ａ）又は上記左ブロック（Ｂ）
    のいずれかから適応的に選択された隣接ブロックのDC係
    数からカレントブロック（Ｃ）のDC係数を予測復号化す
    る予測復号化手段とを備えたことを特徴とする画像予測
    復号化装置。
  3. 【請求項３】上記予測復号化手段は、上記カレントブロ
    ック（Ｃ）のDC係数の予測復号化を、マクロブロックの
    すべてのブロックにわたって独立に繰り返すことを特徴
    とする請求項２記載の画像予測復号化装置。
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