动态图像预测编码装置、动态图像预测编码方法、动态图像预测解码装置和动态图像预测...的制作方法_2

文档序号:8288305阅读:来源:国知局
的像素信号以用作所述参照样本,在所述预测信号生成步骤中,从所保存的所述对象块的周围的已再现块中取得参照样本,从所述参照样本中选择2个以上的关键参照样本,对所述关键参照样本间进行内插处理,以生成内插参照样本,决定画面内预测的方向,根据所决定的画面内预测的方向对所述内插参照样本进行外插,生成所述画面内预测,在所述编码步骤中,将所述画面内预测的方向信息包含在压缩数据中进行编码。
[0031]本发明的一个侧面的动态图像预测解码方法是由动态图像预测解码装置执行的动态图像预测解码方法,其特征在于,该动态图像预测解码方法具有以下步骤:解码步骤,从分割成多个块并被编码后的压缩数据中,解码出作为解码对象的对象块的画面内预测中使用的画面内预测方向信息和残差信号的压缩数据;预测信号生成步骤,使用所述画面内预测方向信息和与所述对象块相邻的已再现的参照样本生成画面内预测信号;残差信号复原步骤,从所述残差信号的压缩数据中复原所述对象块的再现残差信号;以及块存储步骤,通过对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加来复原所述对象块的像素信号,保存复原后的所述对象块的像素信号以用作所述参照样本,在所述预测信号生成步骤中,从所保存的所述对象块的周围的已再现块中取得参照样本,从所述参照样本中选择2个以上的关键参照样本,对所述关键参照样本间进行内插处理,以生成内插参照样本,根据所述画面内预测的方向对所述内插参照样本进行外插,生成所述画面内预测。
[0032]本发明的一个侧面的动态图像预测编码程序用于使计算机作为以下单元发挥功能:块分割单元,其将输入图像分割成多个块;预测信号生成单元,其使用与对象块相邻的已再现的参照样本,生成与所述对象块之间的相关度高的块的画面内预测信号,其中所述对象块是由所述块分割单元分割后的块中的作为编码对象的块;残差信号生成单元,其生成所述对象块的预测信号与所述对象块的像素信号之间的残差信号;残差信号压缩单元,其对由所述残差信号生成单元生成的残差信号进行压缩;残差信号复原单元,其生成对所述残差信号的压缩数据进行复原后的再现残差信号;编码单元,其对所述残差信号的压缩数据进行编码;以及块存储单元,其通过对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加来复原所述对象块的像素信号,保存复原后的所述对象块的像素信号以用作所述参照样本,其特征在于,所述预测信号生成单元从所述块存储单元中保存的所述对象块的周围的已再现块中取得参照样本,从所述参照样本中选择2个以上的关键参照样本,对所述关键参照样本间进行内插处理,以生成内插参照样本,决定画面内预测的方向,并根据所决定的画面内预测的方向对所述内插参照样本进行外插,生成所述画面内预测,所述编码单元将所述画面内预测的方向信息包含在压缩数据中进行编码。
[0033]本发明的一个侧面的动态图像预测解码程序用于使计算机作为以下单元发挥功能:解码单元,其从分割成多个块并被编码后的压缩数据中,解码出作为解码对象的对象块的画面内预测中使用的画面内预测方向信息和残差信号的压缩数据;预测信号生成单元,其使用所述画面内预测方向信息和与所述对象块相邻的已再现的参照样本生成画面内预测信号;残差信号复原单元,其从所述残差信号的压缩数据中复原所述对象块的再现残差信号;以及块存储单元,其通过对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加来复原所述对象块的像素信号,保存复原后的所述对象块的像素信号以用作所述参照样本,其特征在于,所述预测信号生成单元从所述块存储单元中保存的所述对象块的周围的已再现块中取得参照样本,从所述参照样本中选择2个以上的关键参照样本,对所述关键参照样本间进行内插处理,以生成内插参照样本,根据所述画面内预测的方向对所述内插参照样本进行外插,生成所述画面内预测。
[0034]发明效果
[0035]根据本发明的基于双一次内插的针对参照样本的滤波器处理,使用参照样本两端的样本,平缓地改变参照样本内的信号,所以,能够抑制伪轮廓这样的人工噪声。
【附图说明】
[0036]图1是示出本发明的实施方式的动态图像预测编码装置的框图。
[0037]图2是示出本发明的实施方式的动态图像预测解码装置的框图。
[0038]图3是示出本发明的实施方式的画面内预测方法的流程图。
[0039]图4是示出本发明的实施方式的画面内预测方法的不同例的流程图。
[0040]图5是示出用于执行记录介质中记录的程序的计算机的硬件结构的图。
[0041]图6是用于执行记录介质中记录的程序的计算机的概观图。
[0042]图7是说明画面内预测中使用的参照样本的例子的图。
[0043]图8是示出现有技术中的画面内预测方法的流程图。
[0044]图9是说明平坦区域中的原来的信号和再现信号的关系的图。
[0045]图10是用于说明画面间预测中的运动估计处理的示意图。
[0046]图11是用于说明基于参照样本的外插的画面内预测的示意图。
[0047]图12是说明画面内预测中使用的参照样本的不同例的图。
[0048]图13是说明图1的预测信号生成器103的处理的流程图。
[0049]图14是说明图2的预测信号生成器208的处理的流程图。
[0050]图15是示出本发明的实施方式的画面内预测方法的第2不同例的流程图。
[0051]图16是示出动态图像预测编码程序的结构的框图。
[0052]图17是示出动态图像预测解码程序的结构的框图。
【具体实施方式】
[0053]下面,使用图1?图7以及图13?图17对本发明的实施方式进行说明。
[0054]图1是示出本发明的实施方式的动态图像预测编码装置100的框图。如图1所示,动态图像预测编码装置100具有输入端子101、块分割器102、预测信号生成器103、帧存储器104、减法器105、转换器106、量化器107、逆量化器108、逆转换器109、加法器110、熵编码器111、输出端子112、块存储器113和环路滤波器114。减法器105、转换器106和量化器107对应于权利要求范围所记载的“编码单元”。并且,逆量化器108、逆转换器109和加法器110对应于权利要求范围所记载的“解码单元”。帧存储器104对应于“图像存储单元”,块存储器113对应于“块存储单元”。
[0055]下面,叙述如上所述构成的动态图像预测编码装置100的动作。由多张图像构成的动态图像的信号被输入到输入端子101。利用块分割器102将作为编码对象的图像分割成多个区域。在本发明的实施方式中,如图7例示的那样,块尺寸没有限定。多个块尺寸和形状可以混合存在于I个画面中。块的编码顺序例如记载在非专利文献I中。接着,针对作为编码处理对象的区域(以下称为对象块)生成预测信号。在本发明的实施方式中,使用画面间预测和画面内预测这2种预测方法。预测信号生成器103中的预测信号生成处理使用图13在后面叙述。
[0056]利用减法器105从对象块的信号(经由线L102)中减去预测信号(经由线L103),生成残差信号。利用转换器106对该残差信号进行离散余弦转换,利用量化器107对各转换系数进行量化。熵编码器111对量化后的转换系数进行编码,与生成预测信号所需要的预测信息一起从输出端子112送出。
[0057]为了对后续对象块进行画面内预测或画面间预测,对压缩后的对象块的信号进行逆处理并使其复原。即,利用逆量化器108对量化后的转换系数进行逆量化后,利用逆转换器109进行逆离散余弦转换,对残差信号进行复原。利用加法器110对复原后的残差信号和从线L103送来的预测信号进行相加,对对象块的信号进行再现。再现后的块的信号存储在块存储器113中以用于进行画面内预测。关于由再现后的信号构成的再现图像,利用环路滤波器114去除再现图像内产生的块噪声后,将其存储在帧存储器104中。
[0058]利用图13对预测信号生成器103中的预测信号处理流程进行说明。首先,在步骤S302中,生成画面间预测所需要的预测信息。具体而言,将过去编码后进行复原的再现图像作为参照图像,从该参照图像中搜索给出相对于对象块的误差最小的预测信号的运动矢量和参照画面。此时,经由线L102输入对象块,经由L104输入参照图像。作为参照图像,使用过去编码并复原的多张图像作为参照图像。详细情况与作为现有技术的H.264或非专利文献I所示的方法相同。
[0059]在步骤S303中,生成画面内预测所需要的预测信息。如图7所示,使用空间上与对象块相邻的已再现的像素值,针对多个画面内预测的方向生成预测信号。然后,决定给出相对于对象块的误差最小的预测信号的预测方向(帧内预测模式)。此时,在预测信号生成器103中,从块存储器113中经由线L113取得位于相同画面内的已再现的像素信号作为参照样本,通过对这些信号进行外插,生成画面内预测信号。
[0060]接着,在步骤S304中,从画面间预测和画面内预测中选择应用于对象块的预测方法。例如,选择给出相对于对象块的误差较小的预测值的预测方法。或者,实际上也可以针对2个预测方法来进行直到编码处理,根据所产生的码量和编码误差图像的绝对值和的关系来选择计算出的评价值较小的一方。选择出的预测方法的选择信息作为生成预测信号所需要的信息而经由线L112送到熵编码器111进行编码后,从输出端子112送出(步骤S305)。
[0061]在步骤S306中选择出的预测方法为画面间预测的情况下,根据运动信息(运动矢量和参照画面信息),在步骤S307中生成预测信号,所生成的画面间预测信号经由线L103输出到减法器105。在步骤S308中,运动信息作为生成预测信号所需要的信息而经由线L112送到熵编码器111进行编码后,从输出端子112送出。
[0062]在步骤S306中选择出的预测方法为画面内预测的情况下,根据帧内预测模式,在步骤S309中生成预测信号,所生成的画面内预测信号经由线L103输出到减法器105。在步骤S310中,帧内预测模式作为生成预测信号所需要的信息而经由线L112送到熵编码器111进行编码后,从输出端子112送出。
[0063]熵编码器111中使用的编码方法可以是算术编码,也可以是可变长编码。
[0064]图2是本发明的实施方式的动态图像预测解码装置200的框图。如图2所示,动态图像预测解码装置200具有输入端子201、数据解析器202、逆量化器203、逆转换器204、加法器205、预测信号生成器208、帧存储器207、输出端子206、环路滤波器209和块存储器215。逆量化器203和逆转换器204对应于权利要求范围所记载的“解码单元”。作为解码单元,也可以使用上述以外的单元。并且,也可以没有逆转换器204。帧存储器207对应于“图像存储单元”,块存储器215对应于“块存储单元”。
[0065]下面,叙述如上所述构成的动态图像预测解码装置200的动作。从输入端子201输入利用上述方法进行压缩编码后的压缩数据。在该压缩数据中包含有对将图像分割成多个块而得到的对象块进行预测编码的残差信号、生成预测信号所需要的信息。如图7例示的那样,块尺寸没有限定。多个
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