运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法、运动图像解码方法、及程序的制作方法

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运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法、运动图像解码方法、及程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及运动图像编码装置,运动图像解码装置,运动图像编码方法,运动图像 解码方法,以及程序。
【背景技术】
[0002] 目前已公开有HEVC(High Efficiency Video Coding高效率视频编码),其是利用 帧内预测和帧间预测,以及残差变换的运动图像编码方法(例如,参照非专利文献1)。
[0003] [运动图像编码装置丽的结构以及动作]
[0004] 图11是利用上述的运动图像编码方法对运动图像进行编码的、根据现有例子的 运动图像编码装置丽的框图。运动图像编码装置丽包括:帧间预测部10,帧内预测部20, 变换·量化部30,熵编码部40,逆量化?逆变换部50,环路滤波部60,第一缓冲部70,以及 第二缓冲部80。
[0005] 帧间预测部10,输入输入图像a与从第一缓冲部70中提供的后述的本地解码图 像g。该帧间预测部10,利用输入图像a以及本地解码图像g进行帧间(Inter)预测(帧 (Frame)间预测)后,生成并输出帧间预测图像b。
[0006] 帧内预测部20,输入输入图像a和从第二缓冲部80中提供的后述的本地解码图 像f。该帧内预测部20,利用输入图像a以及本地解码图像f进行帧内(Intra)预测(帧 (Frame)内预测)后,生成并输出帧内预测图像c。
[0007] 变换·量化部30,输入输入图像a和、帧间预测图像b或帧内预测图像c之间的误 差(残差)信号。该变换·量化部30,将输入后的残差信号进行变换以及量化后,生成并输 出量化系数d。
[0008] 熵编码部40,输入量化系数d和未图不的彩度信息。该熵编码部40,对输入后的 信息进行熵编码,并作为位流z (bit stream)输出。
[0009] 逆量化?逆变换部50,输入量化系数d。该逆量化?逆变换部50,对量化系数d进 行逆量化以及逆变换之后,生成并输出逆变换后的残差信号e。
[0010] 第二缓冲部80,积累本地解码图像f,并适当提供给帧内预测部20以及环路滤波 部60。本地解码图像f为帧间预测图像b或帧内预测图像c、和逆转换后的残差信号e相 加后的信号。
[0011] 环路滤波部60,输入本地解码图像f。该环路滤波部60,将去块滤波等滤波器应用 于本地解码图像f之后,生成并输出本地解码图像g。
[0012] 第一缓冲部70,累积本地解码图像g,适当地提供给帧间预测部10。
[0013] [运动图像解码装置NN的结构以及动作]
[0014] 图12是从运动图像编码装置MM中生成的位流z中对运动图像进行解码的、根据 现有例子的运动图像解码装置NN的框图。运动图像解码装置NN包括:熵解码部110,逆变 换?逆量化部120,帧间预测部130,帧内预测部140,环路滤波部150,第一缓冲部160,以及 第二缓冲部170。
[0015] 熵解码部110,输入位流z。该熵解码部110对位流z进行熵解码之后,生成并输 出量化系数B。
[0016] 逆变换?逆量化部120,帧间预测部130,帧内预测部140,环路滤波部150,第一缓 冲部160,以及第二缓冲部170分别与图11示出的逆量化?逆变换部50,帧间预测部10,帧 内预测部20,环路滤波部60,第一缓冲部70,以及第二缓冲部80进行相同的动作。
[0017][帧内预测的详细说明]
[0018] 对上述的帧内预测,进行详细说明如下。对于帧内预测,非专利文献1中公开了 按每个颜色分量,利用参考像素的像素值,预测编码对象块的像素值,其中,参考像素的像 素值为已完成编码的再构成后的像素。并且,作为亮度分量的预测方法,添加至DC、Planar 后,示出了 32方向的所有的34种类。并且,作为色差分量的预测方法,示出了采用与亮度 分量相同的预测种类的方法和独立于亮度分量的DC、Planar,水平,垂直。根据此,能够按 每个分量削减空间的冗余性。
[0019] 并且,作为削减颜色分量间的冗余性的方法,在非专利文献2示出了 LM模式。例 如,利用图13来对LM模式用于YUV420格式的图像上的情况进行说明。
[0020] 图13㈧示出了色差分量的图像,图13⑶示出了亮度分量的像素。在LM模式中, 在通过图13(B)的16个白圈示出的图像上再构成亮度分量。利用所述亮度分量,利用以下 数学公式(1)中示出的预测公式来线性预测色差分量。
[0021] [数 1]
[0022] predc[x,y] =αX((PL[2x, 2y]+PL[2x, 2y+l]) >>1) +β· · · (1)
[0023] 在数学公式(1)中,PL表示亮度分量的像素值,pred。表示色差分量的预测像素 值。并且,α以及β,表示可利用参考像素求出的参数,通过下面的数学公式(2),(3)来确 定。其中,参考像素由图13㈧的8个黑圈和图13⑶的8个黑圈表示。
[0024] [数 2]
'V /
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 数学公式(2),(3)中,P'c表示色差分量的参考像素的像素值。并且,示出了 将亮度和色差的相位考虑在内的亮度分量的像素值,通过以下数学公式(4)来确定。
[0029] [数 4]
[0030]
[0031] 其中,为了削减存储器访问,上部的参考像素处于相位偏差的状态。并且,按每个 称之为TU(TransformUnit)的最小处理块进行色差预测。
[0032] 并且,对上述的YUV420格式的图像进行LM模式的扩展之后,用于YUV422格式的 图像上时,如图14所示,增加垂直方向的参考像素。
[0033] 图15是利用上述的LM模式进行帧内预测的帧内预测部20、140的框图。帧内预 测部20、140分别包括:亮度参考像素获取部21,色差参考像素获取部22,预测系数导出部 23,以及色差线性预测部24。
[0034] 亮度参考像素获取部21,输入本地解码像素f的亮度分量。该亮度参考像素获取 部21,获取位于亮度块周围的参考像素的像素值后调整相位,并作为亮度参考像素值h输 出。其中,亮度块对应于色差预测对象块。
[0035] 色差参考像素获取部22,输入本地解码像素f的色差分量。该色差参考像素获取 部22,获取位于色差预测对象块的周围的参考像素的像素值后,作为色差参考像素值i输 出。
[0036] 预测系数导出部23,输入亮度参考像素值h和色差参考像素值i。该预测系数导 出部23,利用这些已输入的像素值,根据上述的数学公式(2)至(4)求出参数α、β,并作 为预测系数j输出。
[0037] 色差线性预测部24,输入本地解码像素f的亮度分量和预测系数j。该色差线性 预测部24,利用这些已输入的信号,根据上述的数学公式(1)求出色差分量的预测像素值, 作为色差预测像素值k输出。
[0038] 然而,随着半导体技术的发展而增加了可利用的存储容量。但是,随着存储容量的 增加,存储器访问的粒度也变大。但是,与存储容量的增加相比,存储器带宽没有变宽。在 运动图像的编码以及解码中,由于使用了存储器,因此存储器访问的粒度或存储器带宽遇 到了瓶颈。
[0039] 并且,最接近于计算核心的存储器(例如,SRAM等),相对于外部存储器(例如, DRAM等)制造成本和消费功率都较高。因此,优选地,尽量减少最接近于计算核心的存储容 量。但是,即使是说明书中规定的最差值,必须要实现运动图像的编码以及解码,因此,最接 近于计算核心的存储器必须要满足最差值的存储要求,而不是平均的存储要求(粒度,尺 寸,数量等)。
[0040] 如上述,LM模式中,每个TU都要进行参数的导出,因此参考像素数增加,且计算次 数及存储器访问次数也增加。
[0041] 例如,将LM模式用于YUV420格式的图像中的、对于用于参数导出的计算次数以及 参考像素进行分析如下。最大处理块IXU((LargestCodingUnit)的大小,在非专利文献1 的mainprofile中规定在64X64以下,作为最小处理块的最小⑶的大小为4X4。并且, 在YUV420格式中,色差为1/4的像素值,因此最小计算块在亮度分量中为8X8。因此,用于 参数导出的计算次数为(64 + 8) 2= 64次,参考像素数为28X64次。
[0042] 因此,在非专利文献2中公开有为了对削减非YUV420格式的图像,削减参数导出 次数的最差值,而按每个⑶(CodingUnit)导出参数的方法。图16示出了按每个TU导出 参数时和按每个CU导出参数时的计算次数以及参考像素数。
[0043] [现有技术文献]
[0044] [非专利文献]
[0045] 非专利文献 1:JCTVC_L1003,Highefficiencyvideocoding(HEVC)text specificationdraft10(forFDIS&Consent)
[0046] 非专利文献 2 :JCTVC_L0240,AHG7:Theperformanceofextendedintrachroma predictionfornon4:2:0format

【发明内容】

[0047] 本发明所要解决的技术问题
[0048] 如图16的YUV444格式的图像,在LCU单位上存在用于参数导出的最差值的参考 像素数较多的问题。
[0049] 因此,鉴于上述的问题,本发明的目的在于减少用于削减颜色分量间的冗余性而 参考的参考像素数。
[0050] 解决技术问题的技术手段
[0051 ] 为了解决上述问题,本发明提出了以下各项。
[0052] (1)本发明提出了一种运动图像编码装置,其对包含多个颜色分量而构成的运动 图像进行编码,所述运动图像编码装置(例如,相当于图1的运动图像编码装置AA)的特征 在于,包括:帧内预测单元(例如,相当于图1的帧内预测部20A),其进行帧内预测;其中, 所述帧内预测单元包括:亮度参考像素抽取单元(例如,相当于图2的亮度参考像素获取部 21A),其抽取位于亮度块周围的参考像素,所述亮度块对应于色差预测对象块;亮度
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