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JP7208486B2 - Image decoding device, image decoding method and image decoding program - Google Patents

Image decoding device, image decoding method and image decoding program Download PDF

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JP7208486B2 JP2018225465A JP2018225465A JP7208486B2 JP 7208486 B2 JP7208486 B2 JP 7208486B2 JP 2018225465 A JP2018225465 A JP 2018225465A JP 2018225465 A JP2018225465 A JP 2018225465A JP 7208486 B2 JP7208486 B2 JP 7208486B2
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Description

本発明は、画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で符号化及び復号化を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique of dividing an image into blocks and performing encoding and decoding on a block-by-block basis.

画像の符号化及び復号化では、所定数の画素の集合であるブロックに画像を分割し、ブロック単位で処理をする。その際、適切なブロック単位で分割することにより、イントラ予測、インター予測、直交変換、エントロピー符号化、等の効率が向上し、結果として符号化効率が向上する。 In image encoding and decoding, an image is divided into blocks, each of which is a set of a predetermined number of pixels, and each block is processed. At that time, by dividing into appropriate block units, the efficiency of intra prediction, inter prediction, orthogonal transform, entropy coding, etc. is improved, and as a result, the coding efficiency is improved.

特表2015-526008号公報Japanese Patent Publication No. 2015-526008

JVET, Versatile Video Coding(Draft 2), July 2018JVET, Versatile Video Coding(Draft 2), July 2018

適切な大きさ及び形状でブロックを分割しなければ、符号化効率が低下する。特に、画面端において、ピクチャ境界を超える位置の画素を含むブロックが不適切な大きさ及び形状となり、符号化効率が低下していた。 If the blocks are not divided with proper size and shape, the coding efficiency will be degraded. In particular, at the edges of the screen, blocks containing pixels located beyond picture boundaries have inappropriate sizes and shapes, resulting in reduced coding efficiency.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像符号化及び復号化に適したブロック分割を行うことにより、符号化効率を向上させる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a technique for improving coding efficiency by performing block division suitable for image coding and decoding.

上記課題を解決するための、本発明のある態様は、画像符号化装置である。この装置は、画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で符号化を行う画像符号化装置であって、所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して符号化対象ブロックを生成するブロック分割部(101)と、符号化対象のブロック分割情報を符号化する符号化部(105)とを備える。前記ブロック分割部は、再帰的分割における対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割部と、再帰的分割における対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割部とを含む。前記4分割部は、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によって任意の境界を超えた位置の画素が分割される場合、その方向のブロック分割を制限する。 One aspect of the present invention for solving the above problems is an image encoding device. This apparatus is an image coding apparatus that divides an image into blocks and performs coding in units of divided blocks, and recursively divides the image into rectangles of a predetermined size to generate blocks to be coded. It comprises a block dividing unit (101) and an encoding unit (105) for encoding block dividing information to be encoded. The block dividing unit includes a 4-dividing unit that divides the target block in the recursive division into four halves in each of the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks, and and a 2-3 divider that divides into two or three to generate two or three blocks. When a pixel located beyond an arbitrary boundary is divided by division in either the horizontal direction or the vertical direction, the 4-dividing section restricts block division in that direction.

本発明のさらに別の態様は、画像符号化方法である。この方法は、画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で符号化を行う画像符号化方法であって、所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して符号化対象ブロックを生成するブロック分割ステップと、符号化対象のブロック分割情報を符号化する符号化ステップとを有する。前記ブロック分割ステップは、再帰的分割における対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割ステップと、再帰的分割における対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割ステップとを含む。前記4分割ステップは、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によって任意の境界を超えた位置の画素が分割される場合、その方向のブロック分割を制限する。 Yet another aspect of the present invention is an image coding method. This method divides an image into blocks and encodes each divided block unit, and recursively divides the image into rectangles of a predetermined size to generate encoding target blocks. It has a block division step and an encoding step of encoding block division information to be encoded. The block dividing step includes dividing the target block in the recursive division into four halves each in the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks, and dividing the target block in the recursive division in the horizontal or vertical direction. and a 2-3 division step of dividing into 2 or 3 to generate 2 or 3 blocks. The 4-division step restricts block division in either the horizontal direction or the vertical direction, if the pixel at the position beyond an arbitrary boundary is divided by the division in that direction.

本発明のさらに別の態様は、画像復号化装置である。この装置は、画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で復号化を行う画像復号化装置であって、復号化対象のブロック分割情報を復号化する復号化部(201)と、前記ブロック分割情報に基づいて所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して復号化対象ブロックを生成するブロック分割部(202)とを備える。前記ブロック分割部は、再帰的分割における対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割部と、再帰的分割における対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割部とを含む。前記4分割部は、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によって任意の境界を超えた位置の画素が分割される場合、その方向のブロック分割を制限する。 Yet another aspect of the present invention is an image decoding device. This apparatus is an image decoding apparatus that divides an image into blocks and performs decoding in units of divided blocks, and includes a decoding unit (201) that decodes block division information to be decoded; a block division unit (202) that recursively divides the image into rectangles of a predetermined size based on division information to generate blocks to be decoded. The block dividing unit includes a 4-dividing unit that divides the target block in the recursive division into four halves in each of the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks, and and a 2-3 divider that divides into two or three to generate two or three blocks. When a pixel located beyond an arbitrary boundary is divided by division in either the horizontal direction or the vertical direction, the 4-dividing section restricts block division in that direction.

本発明のさらに別の態様は、画像復号化方法である。この方法は、画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で復号化を行う画像復号化方法であって、復号化対象のブロック分割情報を復号化する復号化ステップと、前記ブロック分割情報に基づいて所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して復号化対象ブロックを生成するブロック分割ステップとを有する。前記ブロック分割ステップは、再帰的分割における対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割ステップと、再帰的分割における対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割ステップとを含む。前記4分割ステップは、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によって任意の境界を超えた位置の画素が分割される場合、その方向のブロック分割を制限する。 Yet another aspect of the present invention is an image decoding method. This method is an image decoding method in which an image is divided into blocks and decoding is performed in units of divided blocks. and a block dividing step of recursively dividing the image into rectangles of a predetermined size based on the block size to generate decoding target blocks. The block dividing step includes dividing the target block in the recursive division into four halves each in the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks, and dividing the target block in the recursive division in the horizontal or vertical direction. and a 2-3 division step of dividing into 2 or 3 to generate 2 or 3 blocks. The 4-division step restricts block division in either the horizontal direction or the vertical direction, if the pixel at the position beyond an arbitrary boundary is divided by the division in that direction.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above constituent elements, and any conversion of expressions of the present invention into methods, devices, systems, recording media, computer programs, etc. are also effective as embodiments of the present invention.

本発明によれば、画像符号化及び復号化に適したブロック分割が可能になり、符号化効率を向上させることができる。 According to the present invention, block division suitable for image encoding and decoding becomes possible, and encoding efficiency can be improved.

第1の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図である。1 is a block diagram of an image coding device according to a first embodiment; FIG. 第1の実施の形態に係る画像復号化装置のブロック図である。1 is a block diagram of an image decoding device according to a first embodiment; FIG. ツリーブロックへの分割及びツリーブロック内部の分割を説明するフローチャートである。Fig. 4 is a flow chart illustrating splitting into treeblocks and splitting inside treeblocks; 入力された画像をツリーブロックに分割する様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing how an input image is divided into treeblocks; z-スキャンを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining z-scan; ツリーブロックの分割を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining division of treeblocks; ツリーブロックを4分割した場合の、分割された各ブロックの処理を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining processing of each divided block when a treeblock is divided into four; FIG. ツリーブロックを2分割または3分割した場合の、分割された各ブロックの処理を説明するフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining processing of each divided block when a treeblock is divided into two or three. FIG. ツリーブロックとピクチャ境界の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between treeblocks and picture boundaries; ピクチャ境界と画素の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between picture boundaries and pixels; 第1の実施の形態におけるブロック分割を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining block division in the first embodiment; 第1の実施の形態におけるブロック分割を示す図である。It is a figure which shows the block division in 1st Embodiment. 第1の実施の形態において、ブロック分割に関するシンタックスを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing syntax for block division in the first embodiment; FIG. イントラ予測を説明する図である。It is a figure explaining intra prediction. インター予測を説明する図である。It is a figure explaining inter prediction. 第2の実施の形態におけるブロック分割を説明するフローチャートである。9 is a flowchart for explaining block division in the second embodiment; 第2の実施の形態におけるブロック分割を示す図である。It is a figure which shows the block division in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態におけるブロック分割を説明するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart for explaining block division in the third embodiment; FIG. 第3の実施の形態におけるブロック分割を示す図である。It is a figure which shows the block division in 3rd Embodiment.

本発明の実施の形態は、画像を矩形のブロックに分割し、分割されたブロックを符号化、復号化する画像符号化技術を提供する。 Embodiments of the present invention provide an image coding technique that divides an image into rectangular blocks and encodes and decodes the divided blocks.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置100及び画像復号化装置200について説明する。第1の実施の形態では、ブロックを4分割する際に、ブロック分割を制限する。
(First embodiment)
An image encoding device 100 and an image decoding device 200 according to the first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, block division is restricted when a block is divided into four.

図1は、第1の実施の形態に係る画像符号化装置100のブロック図である。図1は、画像信号に関するデータの流れのみを表しており、動きベクトルや予測モードなどの画像信号以外の付加情報に関するデータの流れは図示していない。画像符号化装置100には、少なくとも画面1枚分の画像信号が入力される。 FIG. 1 is a block diagram of an image coding device 100 according to the first embodiment. FIG. 1 shows only the flow of data relating to image signals, and does not show the flow of data relating to additional information other than image signals, such as motion vectors and prediction modes. An image signal for at least one screen is input to the image coding apparatus 100 .

ブロック分割部101は、符号化の処理単位となる符号化対象ブロックに画像を分割し、符号化対象ブロック内の画像信号を残差信号生成部103に供給する。また、ブロック分割部101は、予測画像の一致度を評価するために、符号化対象ブロックの画像信号を予測画像生成部102に供給する。 The block division unit 101 divides an image into blocks to be encoded, which are processing units for encoding, and supplies image signals in the blocks to be encoded to the residual signal generation unit 103 . In addition, the block dividing unit 101 supplies the image signal of the encoding target block to the predicted image generation unit 102 in order to evaluate the degree of matching of the predicted images.

ブロック分割部101は、所定サイズの矩形に再帰的に画像を分割して、符号化対象ブロックを生成する。ブロック分割部101は、再帰的分割における対象ブロックを4分割して4つのブロックを生成する4分割部と、再帰的分割における対象ブロックを2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割部とを含む。ブロック分割部101の詳細の動作については後述する。 The block division unit 101 recursively divides an image into rectangles of a predetermined size to generate encoding target blocks. A block division unit 101 divides a target block into four blocks in recursive division to generate four blocks, and divides a target block into two or three blocks in recursive division to generate two or three blocks. and a 2-3 split. A detailed operation of the block dividing unit 101 will be described later.

予測画像生成部102は、ブロック分割部101から符号化対象ブロックの画像信号と、復号画像メモリ108から復号画像信号とが供給される。予測画像生成部102は供給される信号を用いて、予測モードに基づくイントラ予測(画面内予測)やインター予測(画面間予測)を行い、予測画像信号を生成する。イントラ予測では、符号化対象ブロックと同じピクチャ(符号化ピクチャ)における、符号化対象ブロックに近接する符号化済みブロックの画像信号が、復号画像メモリ108から予測画像生成部102に供給される。そして、予測画像生成部102は、この画像信号とブロック分割部101から供給される符号化対象ブロックの画像信号とを用いて、予測画像信号を生成する。インター予測では、符号化ピクチャに対して時系列で前または後ろにある符号化済みピクチャ(参照画像)の画像信号が、復号画像メモリ108から予測画像生成部102に供給される。そして、予測画像生成部102は、この画像信号とブロック分割部101から供給される符号化対象ブロックとを用いて、ブロックマッチング等により一致度を評価して、動き量を示す動きベクトルを求める。予測画像生成部102は、この動きベクトルを基に参照画像から動き補償をして、予測画像信号を生成する。予測画像生成部102は、こうして生成された予測画像信号を残差信号生成部103に供給する。 The prediction image generation unit 102 is supplied with the image signal of the encoding target block from the block division unit 101 and the decoded image signal from the decoded image memory 108 . The predicted image generation unit 102 uses the supplied signal to perform intra prediction (intra prediction) or inter prediction (inter prediction) based on the prediction mode to generate a predicted image signal. In intra prediction, an image signal of an already-encoded block adjacent to the block to be coded in the same picture (coded picture) as the block to be coded is supplied from the decoded image memory 108 to the prediction image generator 102 . Then, the predicted image generation unit 102 uses this image signal and the image signal of the coding target block supplied from the block division unit 101 to generate a predicted image signal. In inter-prediction, an image signal of a coded picture (reference image) that precedes or follows a coded picture in time series is supplied from the decoded image memory 108 to the predicted image generator 102 . Then, the predicted image generation unit 102 uses this image signal and the encoding target block supplied from the block division unit 101 to evaluate the degree of matching by block matching or the like, and obtains a motion vector indicating the amount of motion. The predicted image generation unit 102 performs motion compensation from the reference image based on this motion vector to generate a predicted image signal. The predicted image generator 102 supplies the predicted image signal thus generated to the residual signal generator 103 .

残差信号生成部103は、符号化する画像信号と予測画像生成部102にて生成された予測信号とを減算して残差信号を生成し、直交変換・量子化部104に供給する。 The residual signal generation unit 103 subtracts the image signal to be encoded from the prediction signal generated by the prediction image generation unit 102 to generate a residual signal, and supplies the residual signal to the orthogonal transformation/quantization unit 104 .

直交変換・量子化部104は、残差信号生成部103から供給される残差信号を直交変換・量子化する。直交変換・量子化部104は、直交変換・量子化された残差信号を符号化部105及び逆量子化・逆直交変換部106に供給する。 The orthogonal transformation/quantization unit 104 orthogonally transforms/quantizes the residual signal supplied from the residual signal generation unit 103 . The orthogonal transform/quantization unit 104 supplies the orthogonal transform/quantized residual signal to the encoding unit 105 and the inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 106 .

符号化部105は、直交変換・量子化部104から供給される直交変換・量子化された残差信号に対応する符号化ビットストリームを生成する。また、符号化部105は、各構成要素から供給された動きベクトルや予測モード、ブロック分割情報などの付加情報について、対応する符号化ビットストリームを生成する。そして、符号化部105は、符号化ビットストリームを画像符号化装置100から出力する。 The coding unit 105 generates a coded bitstream corresponding to the orthogonally transformed and quantized residual signal supplied from the orthogonal transforming/quantizing unit 104 . Also, the coding unit 105 generates a corresponding coded bitstream for additional information such as motion vectors, prediction modes, and block division information supplied from each component. The encoding unit 105 then outputs the encoded bitstream from the image encoding device 100 .

逆量子化・逆直交変換部106は、直交変換・量子化部104から供給される直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換して、残差信号を得る。逆量子化・逆直交変換部106は、残差信号を復号画像信号重畳部107に供給する。 The inverse quantization/inverse orthogonal transformation unit 106 performs inverse quantization/inverse orthogonal transformation on the orthogonally transformed/quantized residual signal supplied from the orthogonal transformation/quantization unit 104 to obtain a residual signal. The inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 106 supplies the residual signal to the decoded image signal superimposing unit 107 .

復号画像信号重畳部107は、予測画像生成部102により生成された予測画像信号と逆量子化・逆直交変換部106で得られた残差信号とを重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ108に格納する。なお、復号画像信号重畳部107は、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ108に格納してもよい。 The decoded image signal superimposing unit 107 superimposes the predicted image signal generated by the predicted image generating unit 102 and the residual signal obtained by the inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 106 to generate a decoded image. Store in memory 108 . Note that the decoded image signal superimposing unit 107 may perform filtering processing for reducing block distortion or the like due to encoding on the decoded image, and store the filtered image in the decoded image memory 108 .

図2は、実施の形態1に係る画像復号化装置200のブロック図である。図2は、画像信号に関するデータの流れのみを表しており、動きベクトルや予測モードなどの画像信号以外の付加情報に関するデータの流れは図示していない。画像復号化装置200には、符号化ビットストリームが入力される。 FIG. 2 is a block diagram of the image decoding device 200 according to Embodiment 1. As shown in FIG. FIG. 2 shows only the flow of data relating to image signals, and does not show the flow of data relating to additional information other than image signals, such as motion vectors and prediction modes. An encoded bitstream is input to the image decoding apparatus 200 .

復号化部201は、供給された符号化ビットストリームを復号化して、直交変換・量子化された残差信号をブロック分割部202に供給する。また、復号化部201は、動きベクトルや予測モード、ブロック分割情報などの付加情報を各構成要素に供給して、付加情報と対応する処理に用いる。 The decoding unit 201 decodes the supplied encoded bitstream and supplies the orthogonally transformed and quantized residual signal to the block dividing unit 202 . The decoding unit 201 also supplies additional information such as motion vectors, prediction modes, and block division information to each component, and uses the additional information for processing corresponding to the additional information.

ブロック分割部202は、復号化したブロック分割情報に基づいて復号化対象ブロックの形状を決定し、決定された復号化対象ブロックの直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換部203に供給する。 Block division section 202 determines the shape of the decoding target block based on the decoded block division information, and performs inverse quantization and inverse orthogonalization of the determined orthogonal transform/quantized residual signal of the decoding target block. It is supplied to the conversion unit 203 .

ブロック分割部202は、復号化されたブロック分割の情報に基づいて、所定サイズの矩形に再帰的に画像を分割して、復号化対象ブロックを生成する。ブロック分割部202は、再帰的分割における対象ブロックを4分割して4つのブロックを生成する4分割部と、再帰的分割における対象ブロックを2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割部とを含む。ブロック分割部202の詳細の動作については後述する。 The block division unit 202 recursively divides the image into rectangles of a predetermined size based on the decoded block division information to generate decoding target blocks. The block division unit 202 divides the target block into four blocks in the recursive division to generate four blocks, and divides the target block into two or three blocks in the recursive division to generate two or three blocks. and a 2-3 split. A detailed operation of the block dividing unit 202 will be described later.

逆量子化・逆直交変換部203は、供給される直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換して、残差信号を得る。それを復号画像信号重畳部205に供給する。 The inverse quantization/inverse orthogonal transformation unit 203 performs inverse quantization/inverse orthogonal transformation on the supplied orthogonally transformed/quantized residual signal to obtain a residual signal. It is supplied to the decoded image signal superimposing unit 205 .

予測画像生成部204は、復号画像メモリ206から供給される復号画像信号から予測画像信号を生成し、復号画像信号重畳部205に供給する。 The predicted image generation unit 204 generates a predicted image signal from the decoded image signal supplied from the decoded image memory 206 and supplies it to the decoded image signal superimposing unit 205 .

復号画像信号重畳部205は、予測画像生成部204で生成された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部203で得られた残差信号とを重畳して復号画像信号を生成する。また、復号画像信号重畳部205は、復号画像信号を復号画像メモリ206に格納する。なお、復号画像信号重畳部205は、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ206に格納してもよい。そして、復号画像信号重畳部205は、復号画像を画像復号化装置200から出力する。 The decoded image signal superimposing unit 205 superimposes the predicted image signal generated by the predicted image generating unit 204 and the residual signal obtained by the inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 203 to generate a decoded image signal. Also, the decoded image signal superimposing unit 205 stores the decoded image signal in the decoded image memory 206 . The decoded image signal superimposing unit 205 may store the decoded image in the decoded image memory 206 after filtering the decoded image to reduce block distortion due to encoding. Then, the decoded image signal superimposing unit 205 outputs the decoded image from the image decoding device 200 .

次に、画像符号化装置100におけるブロック分割部101の動作について、図3を用いて説明する。図3は、ブロック分割部101が画像をツリーブロックへ分割し、その内部をブロック分割する動作を示す。 Next, the operation of the block dividing section 101 in the image encoding device 100 will be explained using FIG. FIG. 3 shows the operation of the block dividing unit 101 dividing an image into tree blocks and dividing the inside into blocks.

まず、入力された画像を、所定サイズのツリーブロックに分割する(S1000)。ここで、ツリーブロックは128x128画素とする。ただし、ツリーブロックはこの大きさに限定されず、矩形であればどのような大きさや縦横比を用いてもよい。また、符号化装置と復号化装置の間で、ツリーブロックの大きさを予め定めておいてもよい。さらに、符号化装置がツリーブロックの大きさを決定して符号化ビットストリーム内に記録し、復号化装置が符号化ビットストリーム内に記録されたツリーブロックの大きさを用いる構成にしてもよい。入力された画像をツリーブロックに分割する様子を図4に示す。ツリーブロックは、ラスタスキャン順、すなわち左から右、上から下に符号化される。 First, an input image is divided into tree blocks of a predetermined size (S1000). Here, the treeblock is assumed to be 128×128 pixels. However, the treeblock is not limited to this size, and any size and aspect ratio may be used as long as it is a rectangle. Also, the size of the treeblock may be determined in advance between the encoding device and the decoding device. Further, the encoding device may determine the treeblock size and record it in the encoded bitstream, and the decoding device may use the treeblock size recorded in the encoded bitstream. FIG. 4 shows how an input image is divided into treeblocks. The treeblocks are encoded in raster scan order, left to right, top to bottom.

ツリーブロックの内部をさらに矩形のブロックに分割する。ツリーブロック内部は、図5に示すz-スキャン順に符号化する。z-スキャン順とは、左上、右上、左下、右下、の順序を示す。ツリーブロック内部の分割は、4分割、2分割または3分割が可能である。 The interior of the treeblock is further divided into rectangular blocks. The treeblock interior is encoded in the z-scan order shown in FIG. The z-scan order refers to the order top left, top right, bottom left, bottom right. The division inside the treeblock can be 4 divisions, 2 divisions or 3 divisions.

ブロックの4分割は、図6(a)のように水平方向と垂直方向とを各々半分にして4分割し、4つのブロックを生成することによりなされる。 The division into four blocks is performed by dividing the block into four halves in the horizontal direction and the vertical direction as shown in FIG. 6(a) to generate four blocks.

ブロックの2分割または3分割は、水平方向または垂直方向に分割することによりなされる。水平方向にブロックを2分割する場合、図6(b)のように半分に分割し、2つのブロックを生成する。また、水平方向にブロックを3分割する場合、図6(c)のように1:2:1に分割し、3つのブロックを生成する。一方、垂直方向にブロックを2分割する場合、図6(d)のように半分に分割し、2つのブロックを生成する。また、垂直方向にブロックを3分割する場合、図6(e)のように1:2:1に分割し、3つのブロックを生成する。 Blocks are divided into two or three by dividing horizontally or vertically. When dividing a block into two in the horizontal direction, it is divided into two halves as shown in FIG. 6B to generate two blocks. Also, when dividing a block into three in the horizontal direction, it is divided into 1:2:1 as shown in FIG. 6(c) to generate three blocks. On the other hand, when dividing a block into two in the vertical direction, the block is divided in half as shown in FIG. 6(d) to generate two blocks. Also, when dividing a block into three in the vertical direction, it is divided into 1:2:1 as shown in FIG. 6(e) to generate three blocks.

再び図3を参照し、ブロック分割部101の動作について説明する。まず、ツリーブロック内部を水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割するか否かを判断する(S1001)。 The operation of the block division unit 101 will be described with reference to FIG. 3 again. First, it is determined whether or not the inside of the treeblock is divided into four halves in the horizontal direction and the vertical direction (S1001).

ブロックを4分割するか否かの判断を含め、複数の条件から最適な場合を判断するには、R-D最適化(Rate-Distortion Optimization)と呼ばれる既存の方法がある。R-D最適化では、符号量と符号化歪から、符号化コストが算出される。そして、複数の条件で符号化した場合について、それぞれ符号化コストを算出し、符号化コストが最小となる場合を選択する。つまり、ブロックを4分割するか否かの判断は、ブロックを4分割する場合の符号化コストと、ブロックを4分割しない場合の符号化コストを算出し、符号化コストが最小となる場合を選択することによりなされる。複数の条件から最適な場合を判断するには、R-D最適化以外の方法を用いても良い。
ツリーブロック内部を4分割すると判断した場合(S1001:Yes)、ツリーブロック内部を4分割する(S1002)。4分割されたブロックの再分割処理については後述する(図7)。
There is an existing method called RD optimization (Rate-Distortion Optimization) for determining the optimum case from a plurality of conditions, including determining whether to divide a block into four or not. In RD optimization, the coding cost is calculated from the code amount and coding distortion. Then, the encoding cost is calculated for each of the cases of encoding under a plurality of conditions, and the case with the lowest encoding cost is selected. In other words, to determine whether to divide a block into 4 or not, the encoding cost when the block is divided into 4 and the encoding cost when the block is not divided into 4 are calculated, and the case with the lowest coding cost is selected. It is done by A method other than the RD optimization may be used to determine the optimum case from a plurality of conditions.
When it is determined that the inside of the treeblock is to be divided into four (S1001: Yes), the inside of the treeblock is divided into four (S1002). The re-division processing of the blocks divided into four will be described later (FIG. 7).

ツリーブロック内部を4分割しないと判断した場合(S1001:No)、ツリーブロック内部を2分割または3分割するか否かを判断する(S1003)。 If it is determined not to divide the inside of the treeblock into four (S1001: No), it is determined whether to divide the inside of the treeblock into two or three (S1003).

ツリーブロック内部を2分割または3分割すると判断した場合(S1003:Yes)、分割する方向を垂直方向とするか否かを判断する(S1004)。 If it is determined that the inside of the treeblock is to be divided into two or three (S1003: Yes), it is determined whether or not the direction of division is the vertical direction (S1004).

分割する方向を垂直方向と判断した場合(S1004:Yes)、ツリーブロック内部を2分割するか否かを判断する(S1005)。 If it is determined that the dividing direction is the vertical direction (S1004: Yes), it is determined whether or not to divide the inside of the treeblock into two (S1005).

ツリーブロック内部を2分割すると判断した場合(S1005:Yes)、ツリーブロック内部を垂直方向に2分割する(S1006)。一方、ツリーブロック内部を3分割すると判断した場合(S1005:No)、ツリーブロック内部を垂直方向に3分割する(S1007)。垂直方向に2分割または3分割されたブロックの再分割処理については後述する(図8)。 When it is determined that the inside of the treeblock is to be divided into two (S1005: Yes), the inside of the treeblock is vertically divided into two (S1006). On the other hand, when it is determined that the inside of the treeblock is to be divided into three (S1005: No), the inside of the treeblock is vertically divided into three (S1007). Re-division processing of a block divided into two or three in the vertical direction will be described later (FIG. 8).

分割する方向を水平方向と判断した場合(S1004:No)、ツリーブロック内部を2分割するか否かを判断する(S1008)。 If it is determined that the direction of division is the horizontal direction (S1004: No), it is determined whether or not to divide the inside of the treeblock into two (S1008).

ツリーブロック内部を2分割すると判断した場合(S1008:Yes)、ツリーブロック内部を水平方向に2分割する(S1009)。一方、ツリーブロック内部を3分割すると判断した場合(S1008:No)、ツリーブロック内部を水平方向に3分割する(S1010)。水平方向に2分割または3分割されたブロックの再分割処理については後述する(図8)。 If it is determined that the inside of the treeblock is to be divided into two (S1008: Yes), the inside of the treeblock is horizontally divided into two (S1009). On the other hand, when it is determined that the inside of the treeblock is to be divided into three (S1008: No), the inside of the treeblock is horizontally divided into three (S1010). A re-division process for a block horizontally divided into two or three will be described later (FIG. 8).

ツリーブロック内部を2分割または3分割しないと判断した場合(S1003:No)、ツリーブロックの内部をブロック分割せずにブロック分割処理を終了する(S1011)。 If it is determined not to divide the inside of the treeblock into two or three (S1003: No), the block division processing ends without dividing the inside of the treeblock into blocks (S1011).

続いて、ツリーブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割した場合の分割された各ブロックの処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。 Next, the processing of each divided block when the treeblock is divided into four halves in the horizontal direction and the vertical direction will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ブロック内部を再び水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割するか否かを判断する(S1101)。 First, it is determined whether or not to divide the inside of the block into four halves in the horizontal direction and the vertical direction again (S1101).

ブロック内部を再び4分割すると判断した場合(S1101:Yes)、ブロック内部を再び4分割する(S1102)。 If it is determined that the inside of the block should be divided into four again (S1101: Yes), the inside of the block is divided into four again (S1102).

ブロック内部を再び4分割しないと判断した場合(S1101:No)、ブロック内部を2分割または3分割するか否かを判断する(S1103)。 If it is determined not to divide the inside of the block into four again (S1101: No), it is determined whether to divide the inside of the block into two or three (S1103).

ブロック内部を2分割または3分割すると判断した場合(S1103:Yes)、分割する方向を垂直方向とするか否かを判断する(S1104)。 If it is determined that the inside of the block is to be divided into two or three (S1103: Yes), it is determined whether or not the dividing direction is the vertical direction (S1104).

分割する方向を垂直方向と判断した場合(S1104:Yes)、ブロック内部を2分割するか否かを判断する(S1105)。 If it is determined that the dividing direction is the vertical direction (S1104: Yes), it is determined whether or not to divide the inside of the block into two (S1105).

ブロック内部を2分割すると判断した場合(S1105:Yes)、ブロック内部を垂直方向に2分割する(S1106)。一方、ブロック内部を3分割すると判断した場合(S1105:No)、ブロック内部を垂直方向に3分割する(S1107)。 If it is determined that the inside of the block is to be divided into two (S1105: Yes), the inside of the block is vertically divided into two (S1106). On the other hand, if it is determined that the inside of the block is to be divided into three (S1105: No), the inside of the block is vertically divided into three (S1107).

分割する方向を水平方向と判断した場合(S1104:No)、ブロック内部を2分割するか否かを判断する(S1108)。 If it is determined that the dividing direction is the horizontal direction (S1104: No), it is determined whether or not to divide the inside of the block into two (S1108).

ブロック内部を2分割すると判断した場合(S1108:Yes)、ブロック内部を水平方向に2分割する(S1109)。一方、ブロック内部を3分割すると判断した場合(S1108:No)、ブロック内部を水平方向に3分割する(S1110)。 When it is determined that the inside of the block is to be divided into two (S1108: Yes), the inside of the block is horizontally divided into two (S1109). On the other hand, when it is determined that the inside of the block is to be divided into three (S1108: No), the inside of the block is horizontally divided into three (S1110).

ブロック内部を2分割または3分割しないと判断した場合(S1103:No)、ブロックの内部を再分割せずにブロック分割処理を終了する(S1111)。 If it is determined that the inside of the block should not be divided into two or three (S1103: No), the block division processing ends without re-dividing the inside of the block (S1111).

4分割された各ブロックについて、図7のフローチャートに示す処理が再帰的に実行される。4分割されたブロックの内部は、z-スキャン順に符号化する。 The processing shown in the flowchart of FIG. 7 is recursively executed for each of the four divided blocks. The inside of the 4-partitioned block is coded in z-scan order.

続いて、ツリーブロックを垂直方向に2分割または3分割した場合の分割された各ブロックの処理について図8のフローチャートを用いて説明する。 Next, the processing of each divided block when the treeblock is vertically divided into two or three will be described with reference to the flowchart of FIG.

ツリーブロックを垂直方向に2分割または3分割した場合、分割された各ブロックについて、ブロック内部を再び2分割または3分割するか否かを判断する(S1201)。 When the treeblock is vertically divided into two or three, it is determined whether the inside of each divided block is again divided into two or three (S1201).

ブロック内部を2分割または3分割すると判断した場合(S1201:Yes)、分割する方向を垂直方向とするか否かを判断する(S1202)。 If it is determined that the inside of the block is divided into two or three (S1201: Yes), it is determined whether or not the direction of division is the vertical direction (S1202).

分割する方向を垂直方向と判断した場合(S1202:Yes)、ブロック内部を2分割するか否かを判断する(S1203)。 If it is determined that the dividing direction is the vertical direction (S1202: Yes), it is determined whether or not to divide the inside of the block into two (S1203).

ブロック内部を2分割すると判断した場合(S1203:Yes)、ブロック内部を垂直方向に2分割する(S1204)。一方、ブロック内部を3分割すると判断した場合(S1203:No)、ブロック内部を垂直方向に3分割する(S1205)。 If it is determined that the inside of the block is to be divided into two (S1203: Yes), the inside of the block is vertically divided into two (S1204). On the other hand, when it is determined that the inside of the block is to be divided into three (S1203: No), the inside of the block is vertically divided into three (S1205).

分割する方向を水平方向と判断した場合(S1202:No)、ブロック内部を2分割するか否かを判断する(S1206)。 If it is determined that the dividing direction is the horizontal direction (S1202: No), it is determined whether or not to divide the inside of the block into two (S1206).

ブロック内部を2分割すると判断した場合(S1206:Yes)、ブロック内部を水平方向に2分割する(S1207)。一方、ブロック内部を3分割すると判断した場合(S1206:No)、ブロック内部を水平方向に3分割する(S1208)。 If it is determined to divide the inside of the block into two (S1206: Yes), the inside of the block is horizontally divided into two (S1207). On the other hand, when it is determined that the inside of the block is to be divided into three (S1206: No), the inside of the block is horizontally divided into three (S1208).

ブロック内部を再び2分割または3分割しないと判断した場合(S1201:No)、ブロックの内部を再分割せずにブロック分割処理を終了する(S1209)。 If it is determined not to divide the inside of the block into two or three again (S1201: No), the block division processing ends without re-dividing the inside of the block (S1209).

垂直方向に2分割または3分割した場合の分割された各ブロックについて、図8のフローチャートに示す処理が再帰的に実行される。2分割または3分割されたブロックの内部は、左から右の順に符号化する。 The processing shown in the flowchart of FIG. 8 is recursively executed for each divided block in the case of vertically dividing into two or three. The inside of a block divided into two or three is encoded in order from left to right.

同様に、水平方向に2分割または3分割した場合の分割された各ブロックについて、図8のフローチャートに示す処理が再帰的に実行される。2分割または3分割されたブロックの内部は、上から下の順に符号化する。 Similarly, the processing shown in the flowchart of FIG. 8 is recursively executed for each divided block in the case of horizontally dividing into two or three. The inside of a block divided into two or three is encoded in order from top to bottom.

なお、ツリーブロックが分割された時の分割されたブロックの再分割について説明したが、親ブロックがツリーブロックでなくてもよい。例えば、ツリーブロック(128x128画素)を4分割し、4分割されたブロック(64x64画素)をさらに分割した場合に、再分割されたブロックの分割にも上記処理を適用する。 Although re-division of a divided block when a treeblock is divided has been described, the parent block need not be a treeblock. For example, when a tree block (128×128 pixels) is divided into 4 blocks and the 4 blocks (64×64 pixels) are further divided, the above process is also applied to division of the re-divided blocks.

再帰的なブロック分割は、分割する回数を定めて、分割する回数を制限しても良い。また、符号化装置と復号化装置の間で、分割する回数を予め定めておいても良い。さらに、符号化装置が分割する回数を決定して符号化ビットストリーム内に記録し、復号化装置が符号化ビットストリーム内に記録された分割する回数を用いる構成にしても良い。 For recursive block division, the number of divisions may be defined and the number of divisions may be limited. Also, the number of divisions may be determined in advance between the encoding device and the decoding device. Furthermore, the encoding device may determine the number of divisions and record it in the encoded bitstream, and the decoding device may use the number of divisions recorded in the encoded bitstream.

次に、画面端におけるブロック分割について説明する。図9は、画像をツリーブロックに分割したときのピクチャ境界との関係を示す。この図に示すように、画像の大きさはツリーブロックの大きさの整数倍とは限らないので、画面端におけるツリーブロックは、ピクチャ境界を隔てて画面内と画面外の部分を含むことがある。この場合は図10に示すように、画面外の部分は、画面内の最も外側の画素値と同じとして扱う。 Next, block division at the edge of the screen will be described. FIG. 9 shows the relationship with picture boundaries when an image is divided into treeblocks. As shown in this figure, the size of the image is not necessarily an integral multiple of the size of the treeblock, so the treeblock at the edge of the screen may include the in-screen and out-of-screen parts across the picture boundary. . In this case, as shown in FIG. 10, the out-of-screen portion is treated as having the same pixel value as the outermost pixel value within the screen.

そして、ブロックを4分割する際に、ブロック分割を制限する。これにより、画面端のブロックを適切な大きさ及び形状に分割することができ、符号化効率を向上させることができる。 Then, when the block is divided into four, the block division is restricted. As a result, it is possible to divide the blocks at the screen edges into appropriate sizes and shapes, and to improve the coding efficiency.

ブロック分割の制限は、画面端においてブロックを4分割する際に適用される。つまり、図3における4分割の処理(S1002)や、図7における4分割の処理(S1102)が、以下に説明する処理に置き換わる。 Block division restrictions apply when a block is divided into four at screen edges. That is, the 4-division processing (S1002) in FIG. 3 and the 4-division processing (S1102) in FIG. 7 are replaced with the processing described below.

ブロック分割の制限について、図11を用いて説明する。まず、ブロックを4分割する際に、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されるか否かを判定する(S1301)。 Block division restrictions will be described with reference to FIG. First, when dividing a block into four, it is determined whether or not a pixel at a position beyond a picture boundary is divided by either horizontal or vertical division (S1301).

画素が分割されない場合(S1301:No)、ブロック分割は制限せずに、ブロックを4分割する(S1302)。 If the pixel is not divided (S1301: No), the block is divided into four blocks without limiting the block division (S1302).

画素が分割される場合(S1301:Yes)、画素を分割する方向が垂直か否かを判定する(S1303)。 If the pixel is to be divided (S1301: Yes), it is determined whether or not the direction of dividing the pixel is vertical (S1303).

垂直方向の場合(S1303:Yes)、垂直方向の分割は制限し、ブロックを水平方向に2分割する(S1304)。一方、水平方向の場合(S1303:No)、水平方向の分割は制限し、ブロックを垂直方向に2分割する(S1305)。 In the case of the vertical direction (S1303: Yes), vertical division is restricted, and the block is horizontally divided into two (S1304). On the other hand, in the case of the horizontal direction (S1303: No), horizontal division is restricted and the block is vertically divided into two (S1305).

つまり、水平方向または垂直方向のどちらか一方のブロック分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される場合、その方向のブロック分割を制限する。 In other words, when a pixel located beyond a picture boundary is divided by block division in either the horizontal direction or the vertical direction, block division in that direction is restricted.

ここで、具体例を説明する。図12(a)は、画面の下端におけるツリーブロックが、ピクチャ境界を隔てて画面内と画面外の部分を含む様子を示す。このツリーブロックを4分割する際には、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される。ただし、その方向は、水平方向と垂直方向の両方である。よって、ブロック分割を制限する条件に当てはまらない(S1301:No)ので、ブロックを4分割する(S1302)。 A specific example will now be described. FIG. 12(a) shows how the treeblock at the bottom of the screen includes the in-screen and out-of-screen portions across the picture boundary. When dividing this treeblock into four, pixels at positions beyond picture boundaries are divided. However, the directions are both horizontal and vertical. Therefore, since the condition for limiting block division is not met (S1301: No), the block is divided into four (S1302).

続いて、4分割された各ブロックの左上のブロックをさらに4分割する際の様子を図12(b)に示す。このとき、垂直方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される。またこのとき、水平方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素は分割されない。従って、ブロック分割を制限する条件に当てはまる(S1301:Yes)。そして、画素を分割する方向は垂直であるから(S1303:Yes)、垂直方向の分割は制限し、ブロックを水平方向に2分割する(S1304)。このときのブロック分割の様子を図12(c)に示す。こうしたブロック分割の制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。 Next, FIG. 12(b) shows how the upper left block of each block divided into four blocks is further divided into four blocks. At this time, pixels located beyond the picture boundaries are divided by vertical division. At this time, the horizontal division does not divide the pixels beyond the picture boundaries. Therefore, the condition for restricting block division is met (S1301: Yes). Then, since the direction of pixel division is vertical (S1303: Yes), vertical division is restricted and the block is horizontally divided into two (S1304). FIG. 12(c) shows how the blocks are divided at this time. These block division restrictions prevent the divided blocks from becoming too small.

このブロック分割の制限は、画面の右端でも同様である。図12(d)のように、ツリーブロックを4分割した後、さらに左上のブロックを4分割する場合を考える。このとき、水平方向にブロックを分割すると、ピクチャ境界を超えた位置の画素を分割することになる。よって、水平方向の分割は制限し、ブロックを垂直方向に2分割する。こうしたブロック分割の制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。 This block division restriction applies to the right edge of the screen as well. As shown in FIG. 12(d), after dividing the treeblock into 4 parts, consider the case where the upper left block is further divided into 4 parts. At this time, if the block is divided in the horizontal direction, the pixels at positions beyond the picture boundary are divided. Therefore, the horizontal division is restricted and the block is vertically divided into two. These block division restrictions prevent the divided blocks from becoming too small.

次に、画像復号化装置200のブロック分割部202の動作について説明する。ブロック分割部202は、前述の画像符号化装置100におけるブロック分割部101と同じ処理手順でブロックを分割する。ブロック分割部101では、ブロック分割のパターンを選択し、選択したブロック分割情報を出力する。一方、ブロック分割部202は、符号化ビットストリームから復号化されたブロック分割情報を用いてブロックを分割する。ブロック分割の制限は、前述の画像符号化装置100と同様である。 Next, the operation of the block dividing section 202 of the image decoding device 200 will be described. The block division unit 202 divides blocks by the same processing procedure as the block division unit 101 in the image encoding device 100 described above. The block division unit 101 selects a block division pattern and outputs the selected block division information. On the other hand, the block division unit 202 divides blocks using block division information decoded from the encoded bitstream. Block division restrictions are the same as those of the image encoding device 100 described above.

第1の実施の形態のブロック分割に関するシンタックス(符号化ビットストリームの構文規則)を図13に示す。図13において、QT()はブロックの4分割処理にかかるシンタックスを表し、MTT()はブロックの2分割または3分割処理にかかるシンタックスを表す。画像符号化装置100はこのシンタックスに従って符号化し、画像復号化装置200はこのシンタックスに従って復号化する。 FIG. 13 shows the syntax (code bitstream syntax rules) for block division in the first embodiment. In FIG. 13, QT( ) represents the syntax for dividing a block into 4 blocks, and MTT( ) represents the syntax for dividing the block into 2 or 3 blocks. The image encoding device 100 encodes according to this syntax, and the image decoding device 200 decodes according to this syntax.

まず、ブロックを4分割するか否かはQTflagで表される。4分割する場合はQTflag=1、4分割しない場合はQTflag=0とする。4分割においてブロック分割を制限した場合は、QTflag=1とする。4分割する場合(QTflag=1)、4分割した各ブロックについてさらに4分割可能であれば(QTvalid=1)、再帰的に4分割処理をする。4分割しない場合(QTflag=0)、2分割または3分割するか否かはMTTflagで表される。2分割または3分割する場合(MTTflag=1)、垂直方向に分割するか否かはvertical_flagで表され、2分割するか否かはBTflagで表される。垂直方向に分割する場合はvertical_flag=1、水平方向に分割する場合はvertical_flag=0とする。また、2分割する場合はBTflag=1、3分割する場合はBTflag=0とする。2分割または3分割した各ブロックについてさらに2分割または3分割可能であれば(MTTvalid=1)、再帰的に2分割または3分割処理をする。 First, QTflag indicates whether or not to divide a block into four. QTflag=1 when dividing into four, and QTflag=0 when not dividing into four. QTflag=1 when block division is restricted in 4-division. When dividing into 4 blocks (QTflag=1), if each block divided into 4 blocks can be further divided into 4 blocks (QTvalid=1), 4 dividing processing is performed recursively. When not dividing into 4 (QTflag=0), MTTflag indicates whether to divide into 2 or 3. When splitting into two or three (MTTflag=1), vertical_flag indicates whether to split in the vertical direction, and BTflag indicates whether to split in two. Set vertical_flag=1 for vertical splitting and vertical_flag=0 for horizontal splitting. Also, BTflag=1 when dividing into two, and BTflag=0 when dividing into three. If each block divided into 2 or 3 can be further divided into 2 or 3 (MTTvalid=1), the block is recursively divided into 2 or 3.

ここで、4分割した各ブロックが、さらに4分割可能か否かを示す変数QTvalidについて説明する。QTvalidは、4分割した各ブロックごとに定義される。4分割するブロックに画面内の画素が含まれない場合は、QTvalid=0となる。また、ブロックを4分割する際に、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される場合は、QTvalid=0となる。上記以外の場合は、QTvalid=1となる。 Here, the variable QTvalid indicating whether or not each block divided into four can be further divided into four will be described. QTvalid is defined for each block divided into four. QTvalid=0 when a pixel in the screen is not included in the four-divided block. Also, when a block is divided into four, QTvalid=0 if a pixel beyond the picture boundary is divided by either horizontal or vertical division. Otherwise, QTvalid=1.

また、2分割または3分割した各ブロックが、さらに2分割または3分割可能か否かを示す変数MTTvalidについて説明する。MTTvalidは、2分割または3分割した各ブロックごとに定義される。2分割または3分割するブロックに画面内の画素が含まれない場合は、MTTvalid=0となる。上記以外の場合は、MTTvalid=1となる。 Also, a variable MTTvalid indicating whether or not each block divided into two or three can be further divided into two or three will be explained. MTTvalid is defined for each block divided into two or three. MTTvalid=0 when the block divided into two or three does not contain pixels in the screen. Otherwise, MTTvalid=1.

こうしたブロック分割の制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。従って、画面端のブロックを適切な大きさ及び形状に分割することができ、符号化効率を向上させることができる。 These block division restrictions prevent the divided blocks from becoming too small. Therefore, it is possible to divide the blocks at the screen edge into appropriate sizes and shapes, and to improve the coding efficiency.

画像符号化装置100及び画像復号化装置200において、分割されたブロックを用いてイントラ予測やインター予測が行われる。イントラ予測、インター予測ともにメモリからの画素のコピーを伴う。 In the image encoding device 100 and the image decoding device 200, intra prediction and inter prediction are performed using the divided blocks. Both intra prediction and inter prediction involve copying pixels from memory.

図14にイントラ予測の一例を示す。図14(a)と図14(b)は、イントラ予測の予測方向とモード番号を示す。イントラ予測は、図14(c)や図14(d)に示すように、符号化・復号化対象ブロックの左や上などの近接する符号化・復号化済の画素から画素をコピーすることで、符号化・復号化対象ブロックの予測画像を生成する。このイントラ予測では、予測画像の生成から符号化・復号化の画素生成という一連の処理をブロック単位で順次繰り返す。そのため、ブロックを小さく分割するほど上記の処理を繰り返す回数が増加して、必要となるメモリ帯域が増加する。よって、ブロックを小さく分割しすぎないことによって、イントラ予測で必要となるメモリ帯域の増加を防止することができる。 FIG. 14 shows an example of intra prediction. FIGS. 14A and 14B show prediction directions and mode numbers of intra prediction. In intra prediction, as shown in FIGS. 14(c) and 14(d), pixels are copied from adjacent encoded/decoded pixels on the left or top of the encoding/decoding target block. , to generate a predicted image of the encoding/decoding target block. In this intra-prediction, a series of processes from generation of a predicted image to pixel generation for encoding/decoding are sequentially repeated for each block. Therefore, the smaller the block is divided, the more times the above process is repeated, and the required memory bandwidth increases. Therefore, by not dividing blocks into too small blocks, it is possible to prevent an increase in the memory bandwidth required for intra prediction.

また、ブロックを小さく分割するほどイントラ予測の単位が小さくなり、画面内の細かい画素の変化を符号化できる。しかし、画面外の画素を含むブロックにおいて、画面外の部分の画素値は一定である。そのため、そのブロックの画面内の部分の画素値の変化は、画面外の画素を含まないブロックに対して相対的に小さい。よって、細かい画素の変化を符号化する必要性は少なく、むしろブロックを小さく分割しすぎないことによって符号量を小さくし、符号化効率を向上させることができる。 In addition, the smaller the block is divided, the smaller the unit of intra prediction becomes, and the finer pixel changes in the screen can be coded. However, in a block including pixels outside the screen, the pixel values of the portion outside the screen are constant. Therefore, the change in the pixel values of the in-screen portion of the block is relatively small compared to blocks that do not include out-of-screen pixels. Therefore, there is little need to encode fine pixel changes, and rather, by not dividing blocks into too small blocks, the amount of code can be reduced and the encoding efficiency can be improved.

図15にインター予測の一例を示す。インター予測は、参照画像からブロック単位で画素をコピーすることで、符号化・復号化対象ブロックの予測画像を生成する。参照画像から画素をコピーする処理において、参照画像が格納されているメモリから、予測に必要な画素を取得する。その際、メモリはその管理単位に沿ってアクセスするように装置を構成することが多い。そして、ブロックを小さく分割するほど前記のコピー処理の回数が増加して、必要となるメモリ帯域が増加する。また、参照画像に対して補間フィルタを用いた小数精度の動き補償を行う場合には、ブロック内に含まれる画素に数画素を加えた画素のコピーが必要となる。そのため、ブロックが小さいほど追加する画素の相対的な比率が大きくなり、必要となるメモリ帯域が増加する。よって、ブロックを小さく分割しすぎないことによって、インター予測で必要となるメモリ帯域の増加を防止することができる。 FIG. 15 shows an example of inter prediction. In inter-prediction, pixels are copied block by block from a reference image to generate a predicted image of a block to be encoded/decoded. In the process of copying pixels from the reference image, the pixels required for prediction are obtained from the memory in which the reference image is stored. At that time, the device is often configured so that the memory is accessed along its management unit. As the blocks are divided into smaller blocks, the number of copying processes increases, and the required memory bandwidth increases. Further, when performing decimal-precision motion compensation using an interpolation filter on a reference image, it is necessary to copy pixels in which several pixels are added to the pixels included in the block. Therefore, the smaller the block, the larger the relative proportion of pixels to be added, and the more memory bandwidth required. Therefore, by not dividing blocks into too small blocks, it is possible to prevent an increase in the memory bandwidth required for inter prediction.

また、ブロックを小さく分割するほどインター予測の単位が小さくなり、画面間の細かい画素の変化を符号化できる。しかし、画面外の画素を含むブロックにおいて、画面外の部分の動きは無い。そのため、そのブロックの画面内の部分の画素値の変化は、画面外の画素を含まないブロックに対して相対的に小さい。よって、細かい画素の変化を符号化する必要性は少なく、むしろブロックを小さく分割しすぎないことによって符号量を小さくし、符号化効率を向上させることができる。 In addition, the smaller the block is divided, the smaller the unit of inter prediction becomes, and fine pixel changes between screens can be coded. However, in a block containing off-screen pixels, there is no movement of the off-screen portion. Therefore, the change in the pixel values of the in-screen portion of the block is relatively small compared to blocks that do not include out-of-screen pixels. Therefore, there is little need to encode fine pixel changes, and rather, by not dividing blocks into too small blocks, the amount of code can be reduced and the encoding efficiency can be improved.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る画像符号化装置及び画像復号化装置について説明する。第2の実施の形態では、ブロックを4分割する際に、ブロック分割の一部を制限する。これ以外の構成は第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
(Second embodiment)
An image encoding device and an image decoding device according to the second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, when a block is divided into four blocks, part of block division is restricted. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

ブロック分割の制限は、画面端においてブロックを4分割する際に適用される。つまり、図3における4分割の処理(S1002)や、図7における4分割の処理(S1102)が、以下に説明する処理に置き換わる。 Block division restrictions apply when a block is divided into four at screen edges. That is, the 4-division processing (S1002) in FIG. 3 and the 4-division processing (S1102) in FIG. 7 are replaced with the processing described below.

ブロック分割の制限について、図16を用いて説明する。まず、ブロックを4分割する際に、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されるか否かを判定する(S1401)。 Block division restrictions will be described with reference to FIG. First, when dividing a block into four, it is determined whether or not a pixel at a position beyond a picture boundary is divided by either horizontal or vertical division (S1401).

画素が分割されない場合(S1401:No)、ブロック分割は制限せずに、ブロックを4分割する(S1402)。 If the pixels are not divided (S1401: No), the blocks are divided into four without limiting the block division (S1402).

画素が分割される場合(S1401:Yes)、画素を分割する方向が垂直か否かを判定する(S1403)。 If the pixel is to be divided (S1401: Yes), it is determined whether or not the direction of dividing the pixel is vertical (S1403).

垂直方向の場合(S1403:Yes)、垂直方向の分割は制限し、ブロックを水平方向に2分割する(S1404)。さらに、水平方向に2分割されたブロックのうち、ピクチャ境界を超える位置の画素を含まないブロックを垂直方向に2分割する(S1405)。 In the case of the vertical direction (S1403: Yes), vertical division is restricted and the block is horizontally divided into two (S1404). Further, among the blocks divided into two in the horizontal direction, those blocks that do not include pixels located beyond the picture boundary are divided into two in the vertical direction (S1405).

一方、水平方向の場合(S1403:No)、水平方向の分割は制限し、ブロックを垂直方向に2分割する(S1406)。さらに、垂直方向に2分割されたブロックのうち、ピクチャ境界を超える位置の画素を含まないブロックを水平方向に2分割する(S1407)。 On the other hand, in the case of the horizontal direction (S1403: No), horizontal division is restricted and the block is vertically divided into two (S1406). Furthermore, among the blocks divided into two in the vertical direction, those blocks that do not include pixels located beyond the picture boundary are divided into two in the horizontal direction (S1407).

つまり、水平方向または垂直方向のどちらか一方のブロック分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される場合、その画素を分割する位置のブロック分割を制限する。 That is, when a pixel at a position beyond a picture boundary is divided by block division in either the horizontal direction or the vertical direction, block division is restricted at the position where the pixel is divided.

ここで、具体例を説明する。図12(a)は、画面の下端におけるツリーブロックが、ピクチャ境界を隔てて画面内と画面外の部分を含む様子を示す。このツリーブロックを4分割する際には、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される。ただし、その方向は、水平方向と垂直方向の両方である。よって、ブロック分割を制限する条件に当てはまらないので(S1401:No)、ブロックを4分割する(S1402)。 A specific example will now be described. FIG. 12(a) shows how the treeblock at the bottom of the screen includes the in-screen and out-of-screen portions across the picture boundary. When dividing this treeblock into four, pixels at positions beyond picture boundaries are divided. However, the directions are both horizontal and vertical. Therefore, since the condition for restricting block division is not met (S1401: No), the block is divided into four (S1402).

続いて、4分割された各ブロックの左上のブロックを4分割する際の様子を、図12(b)に示す。このとき、垂直方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される。またこのとき、水平方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素は分割されない。従って、ブロック分割を制限する条件に当てはまる(S1401:Yes)。そして、画素を分割する方向は垂直であるから(S1403:Yes)、垂直方向の分割は制限し、ブロックを水平方向に2分割する(S1404)。さらに、水平方向に2分割されたブロックのうち、ピクチャ境界を超える位置の画素を含まないブロックを垂直方向に2分割する(S1405)。このときのブロック分割の様子を図17(a)に示す。こうしたブロック制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。 Next, FIG. 12B shows how the upper left block of each of the four divided blocks is divided into four blocks. At this time, pixels located beyond the picture boundaries are divided by vertical division. At this time, the horizontal division does not divide the pixels beyond the picture boundaries. Therefore, the condition for restricting block division is met (S1401: Yes). Since the direction of pixel division is vertical (S1403: Yes), vertical division is restricted and the block is horizontally divided into two (S1404). Further, among the blocks divided into two in the horizontal direction, those blocks that do not include pixels located beyond the picture boundary are divided into two in the vertical direction (S1405). FIG. 17A shows how blocks are divided at this time. These block limits prevent split blocks from becoming too small.

このブロック分割の制限は、画面の右端でも同様である。図17(b)のように、ツリーブロックを4分割した後、さらに左上のブロックを4分割する場合を考える。このとき、水平方向にブロックを分割すると、ピクチャ境界を超えた位置の画素を分割することになる。よって、水平方向の分割は制限し、ブロックを垂直方向に2分割する。さらに、垂直方向に2分割されたブロックのうち、ピクチャ境界を超える位置の画素を含まないブロックを水平方向に2分割する。こうしたブロック分割の制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。 This block division restriction applies to the right edge of the screen as well. As shown in FIG. 17(b), after dividing the treeblock into four parts, consider the case where the upper left block is further divided into four parts. At this time, if the block is divided in the horizontal direction, the pixels at positions beyond the picture boundary are divided. Therefore, the horizontal division is restricted and the block is vertically divided into two. Further, among the blocks divided vertically into two, those blocks that do not include pixels located beyond the picture boundary are horizontally divided into two. These block division restrictions prevent the divided blocks from becoming too small.

第1の実施の形態では、ブロック分割の方向を制限する。一方、本実施の形態では、ブロック分割の方向の一部を制限する。これにより、画面外の画素を含まないブロックは分割し、画面外の画素を含むブロックは分割しないようにして、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。従って、画面端のブロックを適切な大きさ及び形状に分割することができ、符号化効率を向上させることができる。 In the first embodiment, the direction of block division is restricted. On the other hand, in the present embodiment, part of the direction of block division is restricted. As a result, blocks that do not contain pixels outside the screen are divided and blocks that contain pixels outside the screen are not divided, thereby preventing the divided blocks from becoming too small. Therefore, it is possible to divide the blocks at the screen edge into appropriate sizes and shapes, and to improve the coding efficiency.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る画像符号化装置及び画像復号化装置について説明する。第3の実施の形態では、ブロック分割の深度が制限深度に達した場合に、ブロック分割を制限する。これ以外の構成は第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
(Third Embodiment)
An image encoding device and an image decoding device according to the third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, block division is restricted when the depth of block division reaches the limited depth. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

ここで、ブロック分割の深度について説明する。第1の実施の形態において、ブロックを4分割した後、4分割された各ブロックに対して再帰的に4分割する処理について説明した。この処理において、1回目の4分割処理を深度0と定義する。また、1回目の4分割処理によって分割された各ブロックに対する2回目の4分割処理を深度1と定義し、2回目の4分割処理によって分割された各ブロックに対する3回目の4分割処理を深度2と定義し、以下同様にして深度を定義する。また、ブロック分割を制限する深度を予め定めて、これを制限深度と定義する。 Here, the depth of block division will be described. In the first embodiment, the process of dividing a block into four and then recursively dividing each block into four has been described. In this process, the first quadrant process is defined as depth 0. Also, the second quadrant processing for each block divided by the first quadrant processing is defined as depth 1, and the third quadrant processing for each block divided by the second quadrant processing is defined as depth 2. , and the depth is defined in the same way below. Also, a depth that limits block division is determined in advance and defined as a limited depth.

ブロック分割の制限は、画面端においてブロックを4分割する際に適用される。つまり、図3における4分割の処理(S1002)や、図7における4分割の処理(S1102)が、以下に説明する処理に置き換わる。 Block division restrictions apply when a block is divided into four at screen edges. That is, the 4-division processing (S1002) in FIG. 3 and the 4-division processing (S1102) in FIG. 7 are replaced with the processing described below.

ブロック分割の制限について、図18を用いて説明する。まず、ブロックを4分割する際に、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されるか否かを判定する(S1501)。 Block division restrictions will be described with reference to FIG. First, when dividing a block into four, it is determined whether or not a pixel at a position beyond a picture boundary is divided by either horizontal or vertical division (S1501).

画素が分割されない場合(S1501:No)、ブロック分割は制限せずに、ブロックを4分割する(S1502)。 If the pixel is not divided (S1501: No), the block is divided into four without limiting the block division (S1502).

画素が分割される場合(S1501:Yes)、深度が制限深度に達しているか否かを判定する(S1503)。 If the pixel is divided (S1501: Yes), it is determined whether or not the depth has reached the limit depth (S1503).

制限深度に達していない場合(S1503:No)、ブロック分割は制限せずに、ブロックを4分割する(S1502)。制限深度に達した場合(S1503:Yes)、画素を分割する方向が垂直か否かを判定する(S1504)。 If the depth limit has not been reached (S1503: No), block division is not limited and the block is divided into four (S1502). If the depth limit has been reached (S1503: Yes), it is determined whether or not the direction in which the pixels are divided is vertical (S1504).

垂直方向の場合(S1504:Yes)、垂直方向の分割は制限し、ブロックを水平方向に2分割する(S1505)。一方、水平方向の場合(S1504:No)、水平方向の分割は制限し、ブロックを垂直方向に2分割する(S1506)。 In the case of the vertical direction (S1504: Yes), vertical division is restricted and the block is horizontally divided into two (S1505). On the other hand, in the case of the horizontal direction (S1504: No), horizontal division is restricted and the block is vertically divided into two (S1506).

つまり、水平方向または垂直方向のどちらか一方のブロック分割によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつブロック分割の深度が制限深度に達した場合、その方向のブロック分割を制限する。 That is, when a pixel beyond a picture boundary is divided by block division in either the horizontal direction or the vertical direction, and the depth of block division reaches the limit depth, block division in that direction is restricted.

ここで、具体例を説明する。いま、制限深度は1とする。図19(a)は、画面の下端におけるツリーブロックが、ピクチャ境界を隔てて画面内と画面外の部分を含む様子を示す。このツリーブロックを4分割する際には、垂直方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される。またこのとき、水平方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素は分割されない。従って、ブロック分割を制限する1つの条件に当てはまる(S1501:Yes)。ただし、深度は0であり、制限深度の1に達していない(S1503:No)。よって、ブロック分割は制限せず、ツリーブロックを4分割する(S1502)。 A specific example will now be described. Now, let the limit depth be 1. FIG. 19(a) shows how the treeblock at the bottom of the screen includes the in-screen and out-of-screen portions across the picture boundary. When dividing this treeblock into four, the vertical division divides the pixels located beyond the picture boundaries. At this time, the horizontal division does not divide the pixels beyond the picture boundaries. Therefore, one condition that limits block division is met (S1501: Yes). However, the depth is 0 and does not reach the limit depth of 1 (S1503: No). Therefore, the block division is not limited, and the treeblock is divided into four (S1502).

続いて、4分割された各ブロックの左下のブロックを4分割する際の様子を、図19(b)に示す。このとき、垂直方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される。またこのとき、水平方向の分割によって、ピクチャ境界を超えた位置の画素は分割されない。従って、ブロック分割を制限する1つの条件に当てはまる(S1501:Yes)。そして、深度は1であり、制限深度の1に達している(S1503:Yes)。また、画素を分割する方向は垂直であるから(S1504:Yes)、垂直方向の分割は制限し、ブロックを水平方向に2分割する(S1505)。こうしたブロック分割の制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。 Next, FIG. 19B shows how the lower left block of each block divided into four blocks is divided into four blocks. At this time, pixels located beyond the picture boundaries are divided by vertical division. At this time, the horizontal division does not divide the pixels beyond the picture boundaries. Therefore, one condition that limits block division is met (S1501: Yes). The depth is 1, which is the limited depth of 1 (S1503: Yes). Also, since the direction of pixel division is vertical (S1504: Yes), vertical division is restricted and the block is horizontally divided into two (S1505). These block division restrictions prevent the divided blocks from becoming too small.

このブロック分割の制限は、画面の右端でも同様である。図19(c)のように、ツリーブロックを4分割するときは深度0であり制限深度1に達しないので、分割の制限なく4分割する。続いて、右上のブロックを4分割するときは深度1であり制限深度1に達したので、分割の制限がかかり、水平方向には分割しない。このブロック分割の制限により、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。 This block division restriction applies to the right edge of the screen as well. As shown in FIG. 19(c), when the treeblock is divided into four, the depth is 0 and the limit depth of 1 is not reached. Subsequently, when the upper right block is divided into four blocks, the depth is 1 and the limit depth is 1. Therefore, the division is restricted and the block is not divided in the horizontal direction. This block division restriction prevents the divided blocks from becoming too small.

本実施の形態では、ブロック分割の深度は4分割に対して定義している。これは、2分割または3分割に対して定義しても良い。また、本実施の形態では、ブロック分割の深度によって、ブロック分割を制限している。これは、ブロックが含むピクチャ境界を超えた位置の画素の数や割合によって制限しても良い。つまり、これらの値が予め定められた値より大きい場合に、そのブロック分割を制限するように構成する。加えて、これらの値は、ブロック分割の深度ごとに異なった値としても良い。これにより、画面外の画素の数や割合が少ないブロックは分割し、画面外の画素の数や割合が多いブロックは分割しないようにして、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。ブロック分割の制限深度や、ブロックが含むピクチャ境界を超えた位置の画素の数や割合など、ブロック分割の制限にかかる値は、符号化装置が符号化ビットストリーム内に記録し、復号化装置が符号化ビットストリーム内に記録された値を用いる構成にしてもよい。 In this embodiment, the depth of block division is defined for four divisions. This may be defined for bipartition or tripartition. Also, in the present embodiment, block division is restricted according to the depth of block division. This may be limited by the number or percentage of pixels located beyond the picture boundary that the block contains. That is, when these values are larger than predetermined values, the block division is restricted. In addition, these values may be different values for each block division depth. Blocks with a small number or ratio of out-of-screen pixels are divided, and blocks with a large number or ratio of out-of-screen pixels are not divided, thereby preventing the divided blocks from becoming too small. Values related to block division limits, such as the limit depth of block division and the number and ratio of pixels located beyond picture boundaries contained in blocks, are recorded in the coded bitstream by the encoding device, and are recorded by the decoding device. It may be configured to use values recorded in the encoded bitstream.

第1の実施の形態では、ブロック分割の深度によらずブロック分割を制限する。一方、本実施の形態では、ブロック分割の深度に応じてブロック分割を制限する。これにより、画面外の画素の割合が少ないブロックは分割し、画面外の画素の割合が多いブロックは分割しないようにして、分割されたブロックが小さくなりすぎることを防止する。従って、画面端のブロックを適切な大きさ及び形状に分割することができ、符号化効率を向上させることができる。 In the first embodiment, block division is restricted regardless of the depth of block division. On the other hand, in the present embodiment, block division is restricted according to the depth of block division. As a result, blocks with a small proportion of pixels outside the screen are divided, and blocks with a large proportion of pixels outside the screen are not divided, thereby preventing the divided blocks from becoming too small. Therefore, it is possible to divide the blocks at the screen edge into appropriate sizes and shapes, and to improve the coding efficiency.

以上に述べた全ての実施の形態において、ブロック分割を制御する対象はピクチャ境界を超えた位置としている。これは、任意の境界を定めて、それを超えた位置についてブロック分割を制御するようにしても良い。また、任意の境界として、周辺の画素に比べて重要度が高い画素を定め、その境界を超えた位置についてブロック分割を制御する対象としても良い。さらに、任意の境界を超えた位置は画面の下端や右端とは限らず、画面の上端や左端となることもあるし、端でなくてもよい。その場合、画面端でなくてもブロックを適切な大きさ及び形状に分割することができ、符号化効率を向上させることができる。 In all the embodiments described above, the target for block division control is the position beyond the picture boundary. This may define an arbitrary boundary to control block division for locations beyond it. Alternatively, a pixel having a higher degree of importance than surrounding pixels may be determined as an arbitrary boundary, and a position beyond the boundary may be set as a target for block division control. Furthermore, the position beyond an arbitrary boundary is not limited to the bottom edge or right edge of the screen, but may be the top edge or left edge of the screen, or may not be the edge. In that case, blocks can be divided into appropriate sizes and shapes even if they are not at the screen edges, and the coding efficiency can be improved.

以上に述べた全ての実施の形態は、複数を組み合わせても良い。 All the embodiments described above may be combined in plural.

以上に述べた全ての実施の形態において、画像符号化装置が出力する符号化ビットストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号化することができるように特定のデータフォーマットを有している。また、この画像符号化装置に対応する画像復号化装置は、この特定のデータフォーマットの符号化ビットストリームを復号化することができる。 In all the embodiments described above, the encoded bitstream output by the image encoding device has a specific data format so that it can be decoded according to the encoding method used in the embodiments. have. Also, an image decoding device corresponding to this image encoding device can decode the encoded bitstream of this specific data format.

画像符号化装置と画像復号化装置の間で符号化ビットストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、通信路の伝送形態に適したデータ形式に符号化ビットストリームを変換して伝送してもよい。その場合、画像符号化装置が出力する符号化ビットストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ビットストリームに復元して画像復号化装置に供給する受信装置とが設けられる。 When a wired or wireless network is used to exchange an encoded bitstream between an image encoding device and an image decoding device, the encoded bitstream is converted into a data format suitable for the transmission mode of the communication channel. may be transmitted. In this case, a transmission device that converts an encoded bitstream output from an image encoding device into encoded data in a data format suitable for the transmission mode of a communication channel and transmits the encoded data to a network, and a transmission device that receives encoded data from the network. A receiving device is provided for restoring an encoded bitstream to be supplied to an image decoding device.

送信装置は、画像符号化装置が出力する符号化ビットストリームをバッファするメモリと、符号化ビットストリームをパケット化するパケット処理部と、ネットワークを介してパケット化された符号化データを送信する送信部とを含む。受信装置は、ネットワークを介してパケット化された符号化データを受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ビットストリームを生成し、画像復号化装置に提供するパケット処理部とを含む。 The transmission device includes a memory that buffers the encoded bitstream output from the image encoding device, a packet processing unit that packetizes the encoded bitstream, and a transmission unit that transmits the packetized encoded data via the network. including. The receiving device includes a receiving unit that receives packetized encoded data via a network, a memory that buffers the received encoded data, and packetizes the encoded data to generate an encoded bitstream, and a packet processing unit provided to the image decoding device.

また、画像復号化装置で復号化された画像を表示する表示部を構成に追加することで、表示装置としても良い。その場合、表示部は、復号画像信号重畳部205により生成され、復号画像メモリ206に格納された復号画像信号を読み出して画面に表示する。 Further, the display device may be configured by adding a display section for displaying an image decoded by the image decoding device. In this case, the display unit reads the decoded image signal generated by the decoded image signal superimposing unit 205 and stored in the decoded image memory 206 and displays it on the screen.

また、撮像部を構成に追加し、撮像した画像を画像符号化装置に入力することで、撮像装置としても良い。その場合、撮像部は、撮像した画像信号をブロック分割部101に入力する。 Further, an imaging device may be configured by adding an imaging unit to the configuration and inputting a captured image to an image encoding device. In that case, the imaging unit inputs the image signal of the imaged image to the block dividing unit 101 .

以上の符号化及び復号化に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現しても良いのは勿論のこと、ROM(リード・オンリー・メモリ)やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによって実現しても良い。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供しても良いし、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供しても良いし、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供しても良い。 The above-described encoding and decoding processes may of course be implemented as transmission, storage, and reception devices using hardware, and may also be stored in a ROM (read only memory), flash memory, or the like. It may be implemented by firmware or software such as a computer. The firmware program or software program may be recorded on a computer-readable recording medium and provided, or may be provided from a server through a wired or wireless network, or data broadcasting of terrestrial or satellite digital broadcasting. may be provided as

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that the embodiments are examples, and that various modifications can be made to combinations of each component and each treatment process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .

100 画像符号化装置、 101 ブロック分割部、 102 予測画像生成部、 103 残差信号生成部、 104 直交変換・量子化部、 105 符号化部、 106 逆量子化・逆直交変換部、 107 復号画像信号重畳部、 108 復号画像メモリ、 200 画像復号化装置、 201 復号化部、 202 ブロック分割部、 203 逆量子化・逆直交変換部、 204 予測画像生成部、 205 復号画像信号重畳部、 206 復号画像メモリ。 100 Image coding device 101 Block division unit 102 Predicted image generation unit 103 Residual signal generation unit 104 Orthogonal transformation/quantization unit 105 Encoding unit 106 Inverse quantization/Inverse orthogonal transformation unit 107 Decoded image Signal superimposing unit 108 Decoded image memory 200 Image decoding device 201 Decoding unit 202 Block dividing unit 203 Inverse quantization/inverse orthogonal transform unit 204 Predicted image generating unit 205 Decoded image signal superimposing unit 206 Decoding image memory.

Claims (5)

画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で復号化を行う画像復号化装置であって、
対象ブロックのブロック分割情報を復号化する復号化部と、
前記ブロック分割情報に基づいて所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して前記対象ブロックを生成するブロック分割部とを備え、
前記ブロック分割部は、
再帰的分割における前記対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割部と、
再帰的分割における前記対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割部とを含み、
前記4分割部は、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向および垂直方向のどちらの分割線によってもピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される場合には、前記対象ブロックを4分割することを許可し、
前記4分割部は、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割線によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつ前記再帰的分割におけるブロック分割の回数である深度が、ブロック分割を制限する所定の深度である制限深度に達した場合には、前記対象ブロックを4分割することを制限し、
前記2-3分割部は、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割線によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつ前記深度が前記制限深度に達した場合には、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されない方向の分割線で前記対象ブロックを2分割することを許可する、
ことを特徴とする画像復号化装置。
An image decoding device that divides an image into blocks and performs decoding in units of divided blocks,
a decoding unit that decodes the block division information of the target block;
a block division unit that recursively divides the image into rectangles of a predetermined size based on the block division information to generate the target block;
The block division unit
a 4-dividing unit that divides the target block in the recursive division into four halves each in the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks;
a 2-3 division unit that horizontally or vertically divides the target block in the recursive division into two or three to generate two or three blocks;
The 4-dividing unit divides the target block into 4 parts if the target block is divided into 4 parts and a pixel located beyond a picture boundary is divided by both the horizontal and vertical dividing lines. allow you to
If the target block is divided into four parts, the 4-partitioning unit divides pixels at positions beyond picture boundaries by either horizontal or vertical dividing lines, and divides the block into four parts in the recursive division. when the depth, which is the number of times, reaches a limit depth, which is a predetermined depth that limits block division, limiting the division of the target block into four;
If the target block is divided into four, the 2-3 division unit divides pixels at positions beyond picture boundaries by either horizontal or vertical division lines , and the depth is the limited depth. is reached , permitting the target block to be divided into two along a dividing line in the direction in which pixels beyond the picture boundary are not divided.
An image decoding device characterized by:
前記2-3分割部は、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されない方向の分割線で前記対象ブロックを2分割して、ピクチャ境界を超えた位置の画素を含まない第1のブロックを生成し、前記第1のブロックをさらに2分割することを許可する、
請求項1に記載の画像復号化装置。
The 2-3 division unit divides the target block into two along a dividing line in a direction in which pixels at positions beyond picture boundaries are not divided, and generates a first block that does not include pixels at positions beyond picture boundaries. and allowing the first block to be further divided into two;
The image decoding device according to claim 1.
前記分割部は、前記対象ブロックに含まれるピクチャ境界を超えた位置の画素の数または割合が所定の値より大きい場合、前記対象ブロックを分割することを制限する、
請求項1に記載の画像復号化装置。
The 4 -part dividing unit restricts the 4 -part dividing of the target block when the number or ratio of pixels in positions beyond the picture boundary included in the target block is larger than a predetermined value.
The image decoding device according to claim 1.
画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で復号化を行う画像復号化方法であって、
対象ブロックのブロック分割情報を復号化する復号化ステップと、
前記ブロック分割情報に基づいて所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して前記対象ブロックを生成するブロック分割ステップとを有し、
前記ブロック分割ステップは、
再帰的分割における前記対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割ステップと、
再帰的分割における前記対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割ステップとを含み、
前記4分割ステップは、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向および垂直方向のどちらの分割線によってもピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される場合には、前記対象ブロックを4分割することを許可し、
前記4分割ステップは、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割線によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつ前記再帰的分割におけるブロック分割の回数である深度が、ブロック分割を制限する所定の深度である制限深度に達した場合には、前記対象ブロックを4分割することを制限し、
前記2-3分割ステップは、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割線によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつ前記深度が前記制限深度に達した場合には、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されない方向の分割線で前記対象ブロックを2分割することを許可する、
ことを特徴とする画像復号化方法。
An image decoding method for dividing an image into blocks and decoding in units of divided blocks,
a decoding step of decoding the block division information of the target block;
a block division step of recursively dividing the image into rectangles of a predetermined size based on the block division information to generate the target block;
The block dividing step includes:
a 4-division step of dividing the target block in the recursive division into four halves each in the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks;
a 2-3 division step of horizontally or vertically dividing the target block in the recursive division into two or three to generate two or three blocks;
In the 4-division step, if the target block is divided into 4 parts, and if a pixel located beyond a picture boundary is divided by both horizontal and vertical dividing lines, the target block is divided into 4 parts. allow you to
In the 4-partitioning step, if the target block is divided into 4 parts, pixels at positions beyond picture boundaries are divided by either horizontal or vertical parting lines, and block division in the recursive division is performed. when the depth, which is the number of times, reaches a limit depth, which is a predetermined depth that limits block division, limiting the division of the target block into four;
In the 2-3 division step, if the target block is divided into four, pixels at positions beyond picture boundaries are divided by either horizontal or vertical division lines , and the depth is the limited depth. is reached , permitting the target block to be divided into two along a dividing line in the direction in which pixels beyond the picture boundary are not divided.
An image decoding method characterized by:
画像をブロックに分割し、分割されたブロック単位で復号化を行う画像復号化プログラムであって、
対象ブロックのブロック分割情報を復号化する復号化ステップと、
前記ブロック分割情報に基づいて所定サイズの矩形に再帰的に前記画像を分割して前記対象ブロックを生成するブロック分割ステップとを有し、
前記ブロック分割ステップは、
再帰的分割における前記対象ブロックを水平方向と垂直方向とを各々半分に4分割して4つのブロックを生成する4分割ステップと、
再帰的分割における前記対象ブロックを水平方向または垂直方向に2分割または3分割して2つまたは3つのブロックを生成する2-3分割ステップとを含み、
前記4分割ステップは、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向および垂直方向のどちらの分割線によってもピクチャ境界を超えた位置の画素が分割される場合には、前記対象ブロックを4分割することを許可し、
前記4分割ステップは、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割線によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつ前記再帰的分割におけるブロック分割の回数である深度が、ブロック分割を制限する所定の深度である制限深度に達した場合には、前記対象ブロックを4分割することを制限し、
前記2-3分割ステップは、前記対象ブロックを4分割したとすると、水平方向または垂直方向のどちらか一方の分割線によってピクチャ境界を超えた位置の画素が分割され、かつ前記深度が前記制限深度に達した場合には、ピクチャ境界を超えた位置の画素が分割されない方向の分割線で前記対象ブロックを2分割することを許可する、
ことを特徴とする画像復号化プログラム。
An image decoding program that divides an image into blocks and decodes each divided block,
a decoding step of decoding the block division information of the target block;
a block division step of recursively dividing the image into rectangles of a predetermined size based on the block division information to generate the target block;
The block dividing step includes:
a 4-division step of dividing the target block in the recursive division into four halves each in the horizontal direction and the vertical direction to generate four blocks;
a 2-3 division step of horizontally or vertically dividing the target block in the recursive division into two or three to generate two or three blocks;
In the 4-division step, if the target block is divided into 4 parts, and if a pixel located beyond a picture boundary is divided by both horizontal and vertical dividing lines, the target block is divided into 4 parts. allow you to
In the 4-partitioning step, if the target block is divided into 4 parts, pixels at positions beyond picture boundaries are divided by either horizontal or vertical parting lines, and block division in the recursive division is performed. when the depth, which is the number of times, reaches a limit depth, which is a predetermined depth that limits block division, limiting the division of the target block into four;
In the 2-3 division step, if the target block is divided into four, pixels at positions beyond picture boundaries are divided by either horizontal or vertical division lines , and the depth is the limited depth. is reached , permitting the target block to be divided into two along a dividing line in the direction in which pixels beyond the picture boundary are not divided.
An image decoding program characterized by:
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