图像编码设备、图像编码方法和程序、以及图像解码设备、图像解码方法和程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像编码设备、图像编码方法和程序，尤其涉及一种对无损编码块所进行的帧内预测处理。
【背景技术】
[0002]—种系统，H.264/MPEG-4AVC(以下缩写为H.264)已知作为一种用于压缩和记录运动图像的编码系统(参考NPL 1)。
[0003]在H.264中，可以通过进行变换旁路处理来进行无损编码，其中，在变换旁路处理中，绕过正交变换和量化。特别地，无损编码具有以下特征:当在水平方向或者垂直方向上进行帧内预测时，进行差分脉冲编码调制(DPCM)编码。在DPCM编码中，代替基于对象像素周围的编码像素所进行的正常预测，在块中以像素为单元进行预测。
[0004]近年来，作为H.264的后继，已经开始了用于实现更高效率编码系统的国际标准的活动。国际标准化组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)和国际电信联盟电信标准化部(ITU-T)成立了视频编码联合协作组(JCT-VC)。在JCT-VC中，标准化得以推进，从而产生了高效视频编码(HEVC)系统(以下称为HEVC)。
[0005]在2013年1月，完成了被当做HEVC的基本规范的第一版标准化。如H.264 一样，第一版HEVC采用绕过正交变换和量化的无损编码。然而，第一版HEVC具有以下特征:如典型有损编码一样，以块为单位进行帧内预测(参考NPL 2)。
[0006]在HEVC中，从与有损编码的兼容性角度看，在无损编码中，使用与在有损编码中所使用的相同的、以块为单位的帧内预测。然而，通常认为在H.264中还使用的、以像素为单位的DPCM编码在无损编码时具有更高的压缩效率。因此，存在HEVC中的无损编码的压缩效率不够高的问题。
[0007]f献列表_8] 非专利文献
[0009]非专利文献1:1TU-T Η.264 (01/2012) Advanced Video Coding for GenericAud1visual Services
[0010]非专利文献2:Contributed Article by the JCT-VC，JCTVC-L1003，http://phenix.1nt-evry.fr/jet/doc_end—user/documents/12—Geneva/wgl1/
【发明内容】
[0011]因此，做出本发明以使得能够在优先与有损编码处理的兼容性的无损编码处理和优先压缩性能的无损编码处理之间进行切换。
[0012]作为用于解决上述问题的单元，本发明的代表性图像编码设备具有下面的结构。也就是说，用于以块为单位对图像进行编码包括第一编码单元和第二编码单元。第一编码单元对所接收到的第一块进行不可逆压缩编码。第二编码单元对所接收到的第二块进行可逆压缩编码。所述第二编码单元通过使用第一帧内预测模式或者第二帧内预测模式来对所述第二块进行编码，所述第一帧内预测模式用于以块为单位来进行帧内预测，所述第二帧内预测模式用于以像素为单位来进行帧内预测。
[0013]另外，本发明的典型图像解码设备包括下面的结构。也就是说，用于以块为单位对编码图像进行解码的图像解码设备包括第一解码单元和第二解码单元。第一解码单元对经过了不可逆压缩编码的第一块进行解码。第二解码单元对对经过了可逆压缩编码的第二块进行解码。所述第二解码单元通过使用第一帧内预测模式或者第二帧内预测模式来对所述第二块进行解码，所述第一帧内预测模式用于以块为单位来进行帧内预测，所述第二帧内预测模式用于以像素为单位来进行帧内预测。
[0014]通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
[0015]本发明实现支持优先与有损编码处理的兼容性的无损编码处理和优先压缩性能的无损编码处理这两者的编码和解码。结果，可以根据应用的要求在这些无损编码处理之间进行切换。
【附图说明】
[0016]图1是示出根据第一实施例的图像编码设备的结构的框图。
[0017]图2是示出根据第二实施例的图像解码设备的结构的框图。
[0018]图3A是示出对无损编码块所进行的示例性帧内预测处理的图。
[0019]图3B是示出对无损编码块所进行的示例性帧内预测处理的图。
[0020]图3C是示出对无损编码块所进行的示例性帧内预测处理的图。
[0021]图3D是示出对无损编码块所进行的示例性帧内预测处理的图。
[0022]图3E是示出对无损编码块所进行的示例性帧内预测处理的图。
[0023]图4是通过根据第一实施例的图像编码设备所进行的图像编码处理的流程图。
[0024]图5是通过根据第二实施例的图像解码设备所进行的图像解码处理的流程图。
[0025]图6A是示出在第一实施例中所生成的、并且在第二实施例中所要解码的示例性位流结构的图。
[0026]图6B是示出在第一实施例中所生成的、并且在第二实施例中所要解码的示例性位流结构的图。
[0027]图7是示出HEVC中帧内预测模式的方向的图。
[0028]图8是示出可以应用于本发明的图像编码设备和图像解码设备的计算机的示例性硬件结构的框图。
【具体实施方式】
[0029]参考附图，基于实施例详细说明本发明。下述实施例中的结构仅是例子，并且本发明不局限于所示结构。
[0030]第一实施例
[0031]下面通过使用这些【附图说明】本发明的第一实施例。图1是示出根据第一实施例的图像编码设备的框图。在图1中，端子101是用于输入图像数据的端子。无损编码判断单元102从所接收到的图像数据切出多个块，并且确定对各个块是要进行可逆压缩编码(以下称为无损编码)还是不可逆压缩编码(以下称为有损编码)。无损控制信息生成单元103生成并输出表示要对将要进行无损编码的无损编码块执行哪一类型的帧内预测处理的无损控制信息。
[0032]第一预测单元104在选择了有损编码时，对图像数据的每一块进行例如帧内预测(intra predict1n/intra-frame predict1n)和帧间预测(inter predict1n/inter-frame predict1n)，并且生成预测图像数据。第一预测单元104还根据所接收到的图像数据和预测图像数据，计算预测误差，并且输出预测误差。除此之外，输出预测所需的信息，例如，与预测模式有关的信息。下面，将该预测所需的信息称为第一预测信息。
[0033]当选择了有损编码时，变换/量化单元105以块为单位对预测误差进行正交变换以获得变换系数，并且还对变换系数进行量化以获得量化系数。当选择了有损编码时，逆量化/逆变换单元106对从变换/量化单元105所输出的量化系数进行逆量化以再现变换系数，并且还对变换系数进行逆正交变换以再现预测误差。帧存储器108存储所再现的图像数据。
[0034]当选择了有损编码时，第一图像再现单元107基于从第一预测单元104所输出的第一预测信息，通过适当参考帧存储器108生成预测图像数据，根据预测图像数据和所接收到的预测误差生成再现图像数据，并且输出再现图像数据。
[0035]当选择了无损编码时，第二预测单元109对图像数据的每一块进行帧内预测和帧间预测等以生成预测图像数据。类似于第一预测单元104，第二预测单元109根据所接收到的图像数据和预测图像数据，计算预测误差，并且输出诸如预测模式等的预测所需的信息、以及预测误差。下面，将该预测所需的信息称为第二预测信息。
[0036]选择器110基于以下所述的从无损编码判断单元102所输出的无损编码块信息，将所接收到的从无损编码判断单元102所输出的图像或者从第一图像再现单元107所输出的再现图像输出至帧存储器108。
[0037]第一编码单元111对从变换/量化单元105所输出的量化系数和从第一预测单