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公開番号2024149754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024134472,2023189524
出願日2024-08-09,2018-12-17
発明の名称画像符号化装置及び画像復号装置及びそれらの制御方法及びプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04N 19/126 20140101AFI20241010BHJP(電気通信技術)
要約【課題】イントラ予測とインター予測の両方を用いた新しい予測方法に対する誤差データに対しても、適切な量子化マトリクスを用いて量子化を行い、主観画質を向上させる。
【解決手段】画像を符号化する画像符号化装置であって、画像における符号化対象の所定のサイズの着目ブロックに対し、イントラ予測処理により得たイントラ予測画像と、インター予測処理により得たインター予測画像の両方から予測画像を生成し、着目ブロックと予測画像との差分である予測誤差を求める予測部と、予測部で得た予測誤差を周波数変換する変換部と、変換部で得た変換係数を、量子化マトリクスを用いて量子化する量子化部と、量子化部による量子化後の変換係数をエントロピー符号化する符号化部とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画像を符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象の対象ブロックに対し予測画像を生成し、前記対象ブロックと前記予測画像との差分である予測誤差を取得する予測手段と、
変換係数を導出するために、前記予測手段により得られた前記予測誤差を周波数変換する変換手段と、
量子化マトリクスを用いて、前記変換手段により得られた変換係数を量子化する量子化手段と、
前記量子化手段により得られた量子化変換係数をエントロピー符号化する符号化手段と、を有し、
前記量子化マトリクスはイントラ予測のための第１の量子化マトリクスまたはインター予測のための第２の量子化マトリクスであり、
前記予測手段が、前記対象ブロックに対するイントラ予測により得られたイントラ予測画素値と第１の値との乗算の結果と、前記対象ブロックに対するインター予測により得られたインター予測画素値と第２の値との乗算の結果と、を少なくとも加算した結果を所定の数で右シフトすることによって、前記対象ブロックに対する前記予測画像を生成する場合、前記量子化手段は、前記変換係数を量子化するために用いられる前記量子化マトリクスとして、インター予測用の前記第２の量子化マトリクスを用い、
前記第１の値および前記第２の値は、１つの重み値から決定され、
前記対象ブロックに対する前記予測画像の生成に使用される前記重み値として複数の整数値のうちの１つの整数値のみが使用される
ことを特徴とする画像符号化装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記第１の値と前記第２の値の合計は、２の前記所定の数乗であることを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
画像を復号する画像復号装置であって、
量子化変換係数を復号する復号手段と、
変換係数を導出するために、量子化マトリクスを用いて、前記量子化変換係数を逆量子化する逆量子化手段と、
予測誤差を導出するために、前記変換係数を逆変換する逆変換手段と、
対象ブロックに対する予測画像を生成し、前記予測画像と前記予測誤差を用いて前記対象ブロックを復号する予測手段と、を有し、
前記量子化マトリクスは、イントラ予測用の第１の量子化マトリクスまたはインター予測用の第２の量子化マトリクスであり、
前記予測手段が、前記対象ブロックに対するイントラ予測により得られたイントラ予測画素値と第１の値との乗算の結果と、前記対象ブロックに対するインター予測により得られたインター予測画素値と第２の値との乗算の結果と、を少なくとも加算した結果を所定の数で右シフトすることによって、前記対象ブロックに対する前記予測画像を生成する場合、前記逆量子化手段は、前記量子化変換係数を逆量子化するために用いられる前記量子化マトリクスとして、インター予測用の前記第２の量子化マトリクスを用い、
前記第１の値および前記第２の値は、１つの重み値から決定され、
前記対象ブロックに対する前記予測画像の生成に使用される前記重み値として複数の整数値のうちの１つの整数値のみが使用される
ことを特徴とする画像復号装置。
【請求項４】
前記第１の値と前記第２の値の合計は、２の前記所定の数乗であることを特徴とする請求項３に記載の画像復号装置。
【請求項５】
画像を符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象の対象ブロックに対し予測画像を生成し、前記対象ブロックと前記予測画像との差分である予測誤差を取得する予測工程と、
変換係数を導出するために、前記予測工程において得られた前記予測誤差を周波数変換する変換工程と、
量子化マトリクスを用いて、前記変換工程において得られた変換係数を量子化する量子化工程と、
前記量子化工程において得られた量子化変換係数をエントロピー符号化する符号化工程と、を有し、
前記量子化マトリクスはイントラ予測のための第１の量子化マトリクスまたはインター予測のための第２の量子化マトリクスであり、
前記予測工程において、前記対象ブロックに対するイントラ予測により得られたイントラ予測画素値と第１の値との乗算の結果と、前記対象ブロックに対するインター予測により得られたインター予測画素値と第２の値との乗算の結果と、を少なくとも加算した結果を所定の数で右シフトすることによって、前記対象ブロックに対する前記予測画像が生成される場合、前記量子化工程において、前記変換係数を量子化するために用いられる前記量子化マトリクスとして、インター予測用の前記第２の量子化マトリクスを用い、
前記第１の値および前記第２の値は、１つの重み値から決定され、
前記対象ブロックに対する前記予測画像の生成に使用される前記重み値として複数の整数値のうちの１つの整数値のみが使用される
ことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項６】
前記第１の値と前記第２の値の合計は、２の前記所定の数乗であることを特徴とする請求項５に記載の画像符号化方法。
【請求項７】
画像を復号する画像復号方法であって、
量子化変換係数を復号する復号工程と、
変換係数を導出するために、量子化マトリクスを用いて、前記量子化変換係数を逆量子化する逆量子化工程と、
予測誤差を導出するために、前記変換係数を逆変換する逆変換工程と、
対象ブロックに対する予測画像を生成し、前記予測画像と前記予測誤差を用いて前記対象ブロックを復号する予測工程と、を有し、
前記量子化マトリクスは、イントラ予測用の第１の量子化マトリクスまたはインター予測用の第２の量子化マトリクスであり、
前記予測工程において、前記対象ブロックに対するイントラ予測により得られたイントラ予測画素値と第１の値との乗算の結果と、前記対象ブロックに対するインター予測により得られたインター予測画素値と第２の値との乗算の結果と、を少なくとも加算した結果を所定の数で右シフトすることによって、前記対象ブロックに対する前記予測画像を生成する場合、前記逆量子化工程において、前記量子化変換係数を逆量子化するために用いられる前記量子化マトリクスとして、インター予測用の前記第２の量子化マトリクスを用い、
前記第１の値および前記第２の値は、１つの重み値から決定され、
前記対象ブロックに対する前記予測画像の生成に使用される前記重み値として複数の整数値のうちの１つの整数値のみが使用される
ことを特徴とする画像復号方法。
【請求項８】
前記第１の値と前記第２の値の合計は、２の前記所定の数乗であることを特徴とする請求項７に記載の画像復号方法。
【請求項９】
コンピュータが読み込み実行することで、前記コンピュータに、請求項５に記載の画像符号化方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータが読み込み実行することで、前記コンピュータに、請求項７に記載の画像復号方法の各工程を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の符号化技術に関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
動画像の圧縮記録の符号化方式として、ＨＥＶＣ（High Efficiency Video Coding）符号化方式（以下、ＨＥＶＣと記す）が知られている。ＨＥＶＣでは符号化効率向上のため、従来のマクロブロック（１６×１６画素）より大きなサイズの基本ブロックが採用された。この大きなサイズの基本ブロックはＣＴＵ（Coding Tree Unit）と呼ばれ、そのサイズは最大６４×６４画素である。ＣＴＵはさらに予測や変換を行う単位となるサブブロックに分割される。
【０００３】
また、ＨＥＶＣにおいては、量子化マトリクスと呼ばれる、直交変換を施した後の係数（以下、直交変換係数と記す）を、周波数成分に応じて重み付けをする処理が用いられている。人間の視覚には劣化が目立ちにくい高周波成分のデータをより削減することで、画質を維持しながら圧縮効率を高めることが可能となっている。特許文献１には、このような量子化マトリクスを符号化する技術が開示されている。
【０００４】
近年、ＨＥＶＣの後継としてさらに高効率な符号化方式の国際標準化を行う活動が開始された。ＪＶＥＴ（Joint Video Experts Team）がＩＳＯ／ＩＥＣとＩＴＵ－Ｔの間で設立され、ＶＶＣ（Versatile Video Coding）符号化方式（以下、ＶＶＣ）として標準化が進められている。符号化効率向上のため、従来のイントラ予測、インター予測に加え、イントラ予測画素とインター予測画素の両方を用いた新たな予測方法（以下、重み付きイントラ・インター予測と呼称する）が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－３８７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＶＶＣにおいても、ＨＥＶＣと同様に量子化マトリクスの導入が検討されている。しかしながら、ＨＥＶＣにおける量子化マトリクスは従来のイントラ予測やインター予測といった予測方法を前提としており、新しい予測方法である重み付きイントラ・インター予測には対応できていない。このため、重み付きイントラ・インター予測の誤差に対しては、周波数成分に応じた量子化制御を行うことができず、主観画質を向上できないという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる問題に鑑みなされたものであり、重み付きイントラ・インター予測に対応した量子化マトリクスを用いた量子化処理を可能とし、主観画質を向上させる技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため、例えば本発明の画像符号化装置は以下の構成を備える。すなわち、
画像を符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象の対象ブロックに対し予測画像を生成し、前記対象ブロックと前記予測画像との差分である予測誤差を取得する予測手段と、
変換係数を導出するために、前記予測手段により得られた前記予測誤差を周波数変換する変換手段と、
量子化マトリクスを用いて、前記変換手段により得られた変換係数を量子化する量子化手段と、
前記量子化手段により得られた量子化変換係数をエントロピー符号化する符号化手段と、を有し、
前記量子化マトリクスはイントラ予測のための第１の量子化マトリクスまたはインター予測のための第２の量子化マトリクスであり、
前記予測手段が、前記対象ブロックに対するイントラ予測により得られたイントラ予測画素値と第１の値との乗算の結果と、前記対象ブロックに対するインター予測により得られたインター予測画素値と第２の値との乗算の結果と、を少なくとも加算した結果を所定の数で右シフトすることによって、前記対象ブロックに対する前記予測画像を生成する場合、前記量子化手段は、前記変換係数を量子化するために用いられる前記量子化マトリクスとして、インター予測用の前記第２の量子化マトリクスを用い、
前記第１の値および前記第２の値は、１つの重み値から決定され、
前記対象ブロックに対する前記予測画像の生成に使用される前記重み値として複数の整数値のうちの１つの整数値のみが使用される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、イントラ予測画素とインター予測画素の両方を用いた新しい予測方法に対する誤差に対しても量子化マトリクスを用いた量子化を行い、主観画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態における画像符号化装置のブロック構成図。
第２の実施形態における画像復号装置のブロック構成図
第１の実施形態に係る画像符号化装置における画像符号化処理を示すフローチャート。
第２の実施形態に係る画像復号装置における画像復号処理を示すフローチャート。
画像符号化装置、復号装置として適用可能なコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図。
第１の実施形態によって生成されるビットストリーム構造の一例を示す図。
の実施形態で用いられるサブブロック分割の一例を示す図。
実施形態で用いられる量子化マトリクスの例を示す図。
量子化マトリクスの要素の走査方法を示す図。
量子化マトリクスの差分値行列を示す図。
量子化マトリクス用の符号化テーブルの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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