图像编码装置、图像解码装置以及它们的程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像编码装置、图像解码装置以及它们的程序。
【背景技术】
[0002]随着多媒体技术的普及，在日常生活中也经常处理动态图像。图像数据通常在信息量大时，由多个静态图像形成动态图像。因此，在发送、积累动态图像数据时，通常使用图像编码技术压缩信息量。预测编码方式是一种高效压缩信息量的编码方式。预测编码方式由根据过去编码的图像预测当前时刻的预测图像的处理和对差分图像进行编码的处理构成，该差分图像是输入的输入图像和预测图像的差分。在差分图像的编码中，对于差分图像，在将在变换处理或变换区域(例如，空间频率区域)中表示的变换系数量化后，进行熵编码等无损编码。因为人类的视觉特性对空间频率低的频段(低频段)比对高频段更敏感，所以在量化中，有时使用越朝向低频段越小，越朝向高频段越大的量化宽度。由这样的块内的坐标或每个频率的量化宽度形成的数据称为量化矩阵。由此，重视差分信号的低频段成分，从而即使压缩信息量也可以抑制主观质量的降低。
[0003]非专利文献I中记载的HEVC(High Eficiency Video Coding，高效率视频编码)方式(也称为IS0/IEC 23008-2 HEVC，ITU-T Recommendat1n H.265)作为预测编码方式的代表方式。在HEVC方式中，对作为差分图像的一部分的每个块判断是否省略(跳过)变换处理之一的正交变换，当判断省略正交变换时，量化差分图像并进行无损编码。这里，对于每个块是否进行正交变换，比较差分的大小后决定是否省略正交变换。省略正交变换进行量化和编码的处理模式称为变换跳过(TS:Transform Skip)模式。在选择TS模式时，即使在不以差分图像的低频成分为主的情况下，也可以压缩信息量。
[0004]在先技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1: Recommendat1n ITU-T H.265，(04/2013)，“High efficiencyvideo coding(高效率视步页编码)，，，Internat1nal Telecommunicat1n Un1n ,Apri I2013
【发明内容】
[0007]但是，在非专利文献I中记载的编码方式中存在以下问题，S卩，在进行正交变换后的块和未进行正交变换的块混在一起时，主观画质变差。例如，当配合进行正交变换后的块来设定量化的粗度使得越处于高带宽越粗时，在未进行正交变换的块中，由于在像素之间量化的粗度不同而在像素之间产生偏差，导致主观画质变差。
[0008]本发明是鉴于上述问题而提出的，其提供即使进行正交变换后的块和未进行正交变换的块混在一起，也可以抑制由于量化而产生的主观画质变差的图像编码装置、图像解码装置以及它们的程序。
[0009](I)因此，为了解决上述问题，本发明提供一种图像编码装置，包括:判断部，判断对变换块是应用正交变换还是进行不应用正交变换的变换跳过，所述变换块通过对表示输入图像和预测图像的差分的预测差分信号进行分割而获得；以及正交变换部，进行基于所述判断所选择的处理，所述图像编码装置的特征在于，具有量化部，当基于所述判断选择所述变换跳过时，所述量化部使用与预先和解码侧共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩阵量化所述变换块；当基于所述判断对所述变换块应用正交变换时，所述量化部使用所述第一量化矩阵或发送至解码侧的第二量化矩阵量化所述变换块。
[0010](2)另外，本发明的其他方式提供一种图像编码装置，包括:判断部，判断对变换块是应用正交变换还是进行不应用正交变换的变换跳过，所述变换块通过对表示输入图像和预测图像的差分的预测差分信号进行分割而获得；以及正交变换部，进行基于所述判断所选择的处理，所述图像编码装置的特征在于，具有量化部，当基于所述判断选择所述变换跳过时，所述量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩阵量化所述变换块，其中，所述所有元素的量化粗度由构成与预先和解码侧共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩阵或发送至解码侧的第二量化矩阵的元素的代表值表示；当基于所述判断对所述变换块应用所述正交变换时，所述量化部使用所述第一量化矩阵或所述第二量化矩阵量化所述变换块。
[0011](3)另外，本发明的其他方式提供一种图像编码装置，包括:判断部，判断对变换块是应用正交变换还是进行不应用正交变换的变换跳过，所述变换块通过对表示输入图像和预测图像的差分的预测差分信号进行分割而获得；以及正交变换部，进行基于所述判断所选择的处理，所述图像编码装置的特征在于，具有量化部，当基于所述判断选择所述变换跳过时，所述量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩阵量化所述变换块，其中，所述量化矩阵是与预先和解码侧共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩阵或发送至解码侧的单一值；当基于所述判断对所述变换块应用所述正交变换时，所述量化部使用所述第一量化矩阵或发送至解码侧的第二量化矩阵量化所述变换块。
[0012](4)另外，本发明的其他方式是(I)至(3)中的任一个所述的图像编码装置，其特征在于，当在基于所述判断对所述变换块应用正交变换的情况下发送所述第二量化矩阵时，所述量化部使用第二量化矩阵进行量化;当在应用所述正交变换的情况下不发送所述第二量化矩阵时，所述量化部使用所述第一量化矩阵进行量化。
[0013](5)另外，本发明的其他方式为是(I)中所述的图像编码装置，其特征在于，当在基于所述判断对所述变换块选择所述变换跳过的情况下发送所述第二量化矩阵时，所述量化部使用所述第一量化矩阵进行量化。
[0014](6)另外，本发明的其他方式中的图像解码装置的特征在于，具有反量化部，当包含在编码数据中的量化完毕块是进行不应用正交变换的变换跳过的块时，所述反量化部使用与预先和编码侧共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩阵反量化所述量化完毕块；当包含在编码数据中的量化完毕块是应用正交变换的块时，所述反量化部使用所述第一量化矩阵或从编码侧发送的第二量化矩阵反量化所述量化完毕块。
[0015](7)另外，本发明的其他方式中的图像解码装置的特征在于，具有反量化部，当包含在编码数据中的量化完毕块是进行不应用正交变换的变换跳过的块时，所述反量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩阵反量化所述量化完毕块，其中，所述所有元素的量化粗度由构成与预先和编码侧共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩阵或从编码侧发送的第二量化矩阵的元素的代表值表示；当包含在编码数据中的量化完毕块是应用正交变换的块时，所述反量化部使用所述第一量化矩阵或所述第二量化矩阵反量化所述量化完毕块。
[0016](8)另外，本发明的其他方式中的图像解码装置的特征在于，具有反量化部，当包含在编码数据中的量化完毕块是进行未应用正交变换的变换跳过的块时，所述反量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩阵反量化所述量化完毕块，其中，所述量化矩阵由与预先和编码侧共享的第一量化矩阵或从编码侧发送的单一值表示；当包含在编码数据中的量化完毕块是应用正交变换的块时，所述反量化部使用所述第一量化矩阵或从所述编码侧发送的第二量化矩阵反量化所述量化完毕块。
[0017](9)另外，本发明的其他方式是在(6)至(8)中的任一个所述的图像解码装置，其特征在于，当在包含在所述编码数据中的量化完毕块是应用正交变换的块的情况下从所述编码侧发送所述第二量化矩阵时，所述反量化部使用所述第二量化矩阵进行反量化；当在包含在所述编码数据中的量化完毕块是应用正交变换的块的情况下未从所述编码侧发送所述第二量化矩阵时，所述反量化部使用所述第一量化矩阵进行反量化。
[0018](10)另外，本发明的其他方式是在(6)中所述图像解码装置，其特征在于，当在包含在所述编码数据中的量化完毕块是进行不应用正交变换的变换跳过的块的情况下从所述编码侧发送所述第二量化矩阵时，所述反量化部使用所述第一量化矩阵进行反量化。
[0019](11)另外，本发明的其他方式是一种程序，使计算机作为在(I)?(5)中的任一个所述的图像编码装置发挥功能。
[0020](12)另外，本发明的其他方式为一种程序，使计算机作为在(6)?(10)中的任一个所述的图像解码装置发挥功能。
【附图说明】
[0021]图1是示出本发明第一实施方式的图像编码装置10的概略性构成的一个实施例的框图。
[0022]图2是说明第一实施方式中的编码块和变换块的示意图。
[0023]图3是示出第一实施方式中的量化矩阵tbll的表。
[0024]图4是示出第一实施方式中的量化矩阵tb21的表。
[0025]图5是示出第一实施方式中的量化矩阵tb22的表。
[0026]图6是说明第一实施方式中的量化矩阵确定部105和量化部104的处理的流程图。
[0027]图7是示出第一实施方式中的图像解码装置30的构成的概略性框图。
[0028]图8是说明第一实施方式中的量化矩阵确定部304和反量化部303的动作的流程图。
[0029]图9是说明本发明第二实施方式中的量化部104和量化矩阵确定部105的动作的流程图。
[0030]图10是说明第二实施方式中的反量化部303和量化矩阵确定部304的动作的流程图。
[0031]图11是说明本发明第三实施方式中的量化部104和量化矩阵确定部105的动作的流程图。
[0032]图12是说明第三实施方式中的反量化部303和量化矩阵确定部304的动作的流程图。
[0033]图13是表示本发明第四实施方式中的图像编码装置1a的构成的概略性框图。
[0034]图14是说明第四实施方式中的量化部104和量化矩阵确定部105a的动作的流程图。
[0035]图15是表示第四实施方式中的图像解码装置30a的构成的概略性框图。
[0036]图16是说明第四实施方式中的反量化部303和量化矩阵确定部304a的动作的流程图。
[0037]图17是说明本发明第五实施方式中的量化部104和量化矩阵确定部105a的动作的流程图。
[0038]图18是说明第五实施方式中的反量化部303和量化矩阵确定部304a的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0039](第一实施方式)
[0040]下面，参照【附图说明】本发明的第一实施方式。图1是示出本实施方式的图像编码装置10的概略性构成的一个实施例的框图。图像编码装置10对输入动态图像r进行编码从而生成编码数据。在图1所示的实施例中，图像编码装置10包括预处理部100、预测差分信号生成部101、正交变换部102、变换跳过判断部103、量化部104、量化矩阵确定部105、熵编码部106、反量化部107、逆正交变换部108、解码图像生成部109、环路过滤器部110、解码图像存储部111、帧内预测部112、帧间预测部113、运动矢量计算部114以及预测图像选择部115而构成。下面，简略说明各部件。
[0041]预处理部100结合图片类型对所输入的输入动态图像r进行图片的重排，并依次输出按照每一个图片类型和帧的帧图像等。另外，预处理部100对各帧图像进行对编码块进行的分块。此外，编码块的尺寸具有8 X8、16 X 16以及32 X 32三种。可以通过任意的方法决定将各编码块的尺寸形成为上述的哪一种，例如，参考其区域的空间频率分布，设定高频率成分越小编码块的