专利名称：视频编码设备和视频解码设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用了用于减轻轮廓(contour)和阶梯伪影(stair-step artifact)的视频编码技术的视频编码设备和视频解码设备。
背景技术：
一般地，视频编码设备对外部输入的动画信号进行数字化，然后对其执行符合预定的视频编码体系的编码处理，从而生成编码数据或比特流。预定的视频编码体系可以是非专利文献I中描述的IS0/IEC 14496-10高级视频编码(Advanced Video Coding，AVC)。已知联合模型体系作为AVC编码设备的参考模型(其将被称为一般视频编码设备)。 将参考图28来描述以数字化的视频的每个帧作为输入来输出比特流的一般视频编码设备的结构和操作。如图28中所示，一般视频编码设备包括MB缓冲器101、频率变换单元102、量化单元103、熵编码器104、逆量化单元105、逆频率变换单元106、图片缓冲器107、解块滤波器单元108、解码图片缓冲器109、内预测(intra prediction)单元110、巾贞间预测(inter-frameprediction)单元111、编码器控制单元112以及开关100。一般视频编码设备将每个帧分割成具有16X16像素大小的被称为MB(MacroBlock,宏块)的块，将MB进一步分割成具有4 X 4像素大小的块，并且采取分割获得的4 X 4块作为编码的最小构成单位。图29 是不出当巾贞空间分辨率是 QCIF (Quarter Common Intermediate Format,四分之一通用中间格式)时的示例性块分割的说明图。以下为了简明将只关注亮度像素值来描述图28中所示的各个单元的操作。MB缓冲器101中存储输入图像帧的要编码的MB的像素值。要编码的MB将被称为输入MB。对于从MB缓冲器101提供来的输入MB，减去经由开关100从内预测单元110或帧间预测单元111提供来的预测信号。减去了预测信号的输入MB在下文中将被称为预测误差图像块。内预测单元110利用存储在图片缓冲器107中的与当前帧具有相同显示时刻的重构图像生成内预测信号。用内预测信号编码的MB在下文中将被称为内MB (intra MB)。帧间预测单元111利用与当前帧具有不同显示时刻并存储在解码图片缓冲器109中的参考图像来生成帧间预测信号。用帧间预测信号编码的MB在下文中将被称为间MB (inter MB)。仅用内MB编码的帧将被称为I帧。用内MB和间MB两者编码的帧将被称为P帧。同时使用两个参考图像而不只是一个参考图像来生成帧间预测信号的用间MB编码的帧将被称为B帧。编码器控制单元112把内预测信号和帧间预测信号与存储在MB缓冲器101中的输入MB相比较，选择预测误差图像块的能量低的预测信号，并且控制开关100。关于所选的预测信号的信息被提供给熵编码器104。编码器控制单元112基于输入MB或预测误差图像块选择适用于预测误差图像块的频率变换的整数DCT的基底块(base block)大小。整数DCT指的是在一般视频编码设备中利用通过用整数值近似DCT基底获得的基底进行的频率变换。基底块大小的选项包括16X 16、8X8和4X4这三个块大小。输入MB或预测误差图像块的像素值越平坦，就选择越大的基底块大小。关于所选的整数DCT的基底大小的信息被提供给频率变换单元102和熵编码器104。关于所选的预测信号的信息和关于所选的整数DCT的基底大小的信息在下文中将被称为辅助信息。另外，为了按目标比特数目或更少的比特数目对帧编码，编码器控制单元112监视熵编码器104输出的比特流中的比特的数目。然后，当输出比特流中的比特的数目大于目标比特数目时，输出用于增大量化步长的量化参数，相反，当输出比特流中的比特的数目小于目标比特数目时，输出用于减小量化步长的量化参数。这样，输出比特流被编码到接近目标比特数目。频率变换单元102按所选的整数DCT的基底大小对预测误差图像块进行频率变换，从而将其从空间域变换到频率域。被变换到频率域的预测误差被称为转换系数。频率变换可使用诸如DCT (Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)或阿达玛(Hadamard)变换之类的正交变换。量化单元103按与从编码器控制单元112提供来的量化参数相对应的量化步长对转换系数进行量化。经量化的转换系数的量化索引也被称为位阶(level)熵编码器104对辅助信息和量化索引进行熵编码以作为比特串或比特流输出。逆量化单元105和逆变换单元106对从量化单元103提供来的量化索引进行逆量化以获得用于后续编码的量化代表值，并且进一步对其执行逆频率变换以使其返回到原始空间域。被返回到原始空间域的预测误差图像块在下文中将被称为重构预测误差图像块。图片缓冲器107中存储预测信号与重构预测误差图像块相加的重构图像块，直到当前帧中包括的所有MB都被编码为止。图片缓冲器107中的重构图像构成的图片在下文中将被称为重构图像图片。解块滤波器单元108从图片缓冲器107中存储的重构图像图片中去除块失真。解码图片缓冲器109中存储从解块滤波器单元108提供来的被去除了块失真的重构图像图片作为参考图像图片。参考图像图片的图像被利用来作为用于生成帧间预测信号的参考图像。图28中所示的视频编码设备通过上述处理生成比特流。引文列表 专利文献PLTl :日本专利申请国家公布(早期公开)第2007-503166号公报PLT2 :日本专利申请国家公布(早期公开)第2007-507169号公报非专利文献NPLl JS0/IEC 14496-10 Advanced Video CodingNPL2 :L. G. Roberts, “Picture coding using pseudorandom noise”，IRE Trans.on Information Theory, vol. IT-8, ppl45_154，February, 1962 (1962 年 2 月)NPL3 G. Conklin 和 N. Gokhale, “Dithering 5-tap Filter for InloopDeblocking”，Joint Video Team(JVT) of IOS/IEC MPEG & ITU-T VCEG, JVT-C056, May,2002(2002 年 5 月)NPL4 Chono 等人，“A complexity Reduction Method for H. 264IntraPrediction Estimator Using the Characteristics of Hadamard Transform，，，IEICESociety papers, D-ll-52,200
发明内容
技术问题利用上述按低比特率压缩和展开的视频生成人类可察觉的伪影。块失真或振铃失 真(ringing distortion)是在根据基于块的编码压缩和展开的视频中发生的典型伪影。非专利文献2中提出了将伪随机噪声注入到图像中，从而减轻伪影，以便降低对于伪影的人类视觉敏感度。非专利文献3中提出了对于基于块的编码，在非专利文献I中公开的解块滤波器中，对于图像块边缘，把根据像素位置的量的随机噪声抖动加到重构图像，并且重排列被应用解块滤波器的图像块边缘的顺序。专利文献I和专利文献2中提出了注入与当前图像的一部分的亮度相关联的量的附加噪声或者与先前图像中的像素的附加噪声相关联的量的附加噪声。然而，在上述文献的每一个中，没有考虑用于确定伪随机噪声注入候选位置的方法来高效率地减轻在根据基于比特的编码对高分辨率视频进行压缩和展开时成问题的轮廓和阶梯伪影。从而，利用上述文献的每一个中描述的技术，无法高效率地减轻高分辨率视频中的轮廓和阶梯伪影。效率不仅包括减轻轮廓和阶梯伪影时的效率，而且包括计算效率。从而，本发明的一个目的是提供一种能够高效率地减轻轮廓和阶梯伪影的视频编码设备和视频解码设备。解决问题的方案根据本发明的一种视频编码设备包括逆量化装置，用于对量化索引进行逆量化以获得量化代表值；逆频率变换装置，用于对由逆量化装置获得的量化代表值进行逆变换以获得重构图像块；以及噪声注入装置，用于基于重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到伪随机噪声注入位置处的图像中。根据本发明的一种视频解码设备包括熵解码装置，用于对比特串进行熵解码以获得量化索引；预测装置，用于对图像块计算内预测信号或帧间预测信号；逆量化装置，用于对量化索引进行逆量化以获得量化代表值；逆频率变换装置，用于对由逆量化装置获得的量化代表值进行逆变换以获得重构预测误差图像块；重构装置，用于将内预测信号或帧间预测信号加到由逆频率变换装置获得的重构预测误差图像块以获得重构图像块；以及噪声注入装置，用于基于重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到伪随机噪声注入位置处的图像中。根据本发明的一种视频编码方法包括对量化索引进行逆量化以获得量化代表值；对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构图像块；以及基于重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置，并将伪随机噪声注入到伪随机噪声注入位置处的图像中。
根据本发明的一 种视频解码方法包括对比特串进行熵解码以获得量化索引；对图像块计算内预测信号或帧间预测信号；对量化索引进行逆量化以获得量化代表值；对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构预测误差图像块；将内预测信号或帧间预测信号加到重构预测误差图像块以获得重构图像块；以及基于重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到伪随机噪声注入位置处的图像中。根据本发明的一种视频编码程序用于使得计算机执行对量化索引进行逆量化以获得量化代表值的处理；对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构图像块的处理；以及基于重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到伪随机噪声注入位置处的图像中的处理。根据本发明的一种视频解码程序用于使得计算机执行对比特串进行熵解码以获得量化索引的处理；对图像块计算内预测信号或帧间预测信号的处理；对量化索引进行逆量化以获得量化代表值的处理；对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构预测误差图像块的处理；将内预测信号或帧间预测信号加到重构预测误差图像块以获得重构图像块的处理；以及基于重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到伪随机噪声注入位置处的图像中的处理。发明的有利效果根据本发明，可以在不比较展开图像中的所有像素值并分析像素值的变动的情况下准确地检测轮廓和阶梯伪影明显的位置。从而，可以提供能够高效率地减轻高分辨率视频中的轮廓和阶梯伪影的视频编码设备和视频解码设备。
图I是示出根据第一实施例的视频编码设备的框图。图2是用于说明平坦预测信号的预测类型的说明图。图3是用于说明平坦预测信号的预测类型的说明图。图4是示出具有8X8块大小的DCT基底的说明图。图5是示出具有4X4块大小的DCT基底的说明图。图6是示出具有16 X 16块大小的DCT基底的说明图。图7是示出具有16X 16块大小的整数DCT的示例性结构的说明图。图8是示出根据第二实施例的视频编码设备的框图。图9是示出根据第三实施例的视频编码设备的框图。图10是用于说明解块滤波器单元的操作的说明图。图11是用于说明解块滤波器单元的操作的说明图。图12是示出确定bS的处理的流程图。图13是示出确定bS的处理的流程图。图14是示出根据第四实施例的视频解码设备的框图。图15是示出根据第五实施例的视频解码设备的框图。图16是示出根据第六实施例的视频解码设备的框图。图17是示出如下结构的框图其中,用于仅对伪随机噪声注入候选位置处的重构图像块实际计算像素值的变动并且基于计算出的像素值的变动的量值来确定伪随机噪声注入位置的噪声注入器被应用到根据第二实施例的视频编码设备。图18是示出如下结构的框图其中,用于仅对伪随机噪声注入候选位置处的重构图像块实际计算像素值的变动并且基于计算出的像素值的变动的量值来确定伪随机噪声注入位置的噪声注入器被应用到根据第二实施例的视频编码设备。图19是示出如下结构的框图其中,用于仅对伪随机噪声注入候选位置处的重构图像块实际计算像素值的变动并且基于计算出的像素值的变动的量值来确定伪随机噪声注入位置的噪声注入器被应 用到根据第五实施例的视频解码设备。图20是示出如下结构的框图其中,用于仅对伪随机噪声注入候选位置处的重构图像块实际计算像素值的变动并且基于计算出的像素值的变动的量值来确定伪随机噪声注入位置的噪声注入器被应用到根据第三实施例的视频编码设备。图21是示出如下结构的框图其中,用于仅对伪随机噪声注入候选位置处的重构图像块实际计算像素值的变动并且基于计算出的像素值的变动的量值来确定伪随机噪声注入位置的噪声注入器被应用到根据第六实施例的视频解码设备。图22是用于说明如何复位伪随机噪声生成器的说明图。图23是示出能够实现根据本发明的视频编码设备和视频解码设备的功能的信息处理系统的示例性结构的框图。图24是示出根据本发明的视频编码设备的主要结构的框图。图25是示出根据本发明的视频解码设备的主要结构的框图。图26是示出根据本发明的视频编码设备进行的处理的流程图。图27是示出根据本发明的视频解码设备进行的处理的流程图。图28是示出一般视频编码设备的结构的框图。图29是示出示例性块分割的说明图。
具体实施例方式第一实施例图I是示出本发明的第一实施例的框图，其示出了用于基于当前展开的重构图像块的信息来确定伪随机噪声注入候选位置并且将伪随机噪声注入到重构预测误差图像块中的视频编码设备。如图I中所示，根据本实施例的视频编码设备除了 MB缓冲器101、频率变换单元102、量化单元103、熵编码器104、逆量化单元105、逆频率变换单元106、图片缓冲器107、解块滤波器单元108、解码图片缓冲器109、内预测单元110、帧间预测单元111、编码器控制单元112和开关100以外，还包括噪声注入器113。根据本实施例的视频编码设备与图28中所示的一般视频编码设备的不同之处在于提供了噪声注入器113并且噪声注入器113的输出被提供给逆频率变换单元106。在以下描述中，将特别详细描述作为根据本实施例的视频编码设备的特征的噪声注入器113和逆频率变换单元106的操作。MB缓冲器101中存储输入图像帧中的要编码的MB的像素值。从提供自MB缓冲器101的输入MB中减去经由开关100从内预测单元110或帧间预测单元111提供来的预测信号。
从提供自MB缓冲器101的输入MB中减去经由开关100从内预测单元110或帧间预测单元111提供来的预测信号。内预测单元110利用存储在图片缓冲器107中的与当前帧具有相同显示时刻的重构图像生成内预测信号。关于内预测的信息包括指示内预测的块大小的内预测模式，以及指示其方向的内预测方向。 对于内预测，如非专利文献I的8. 3. I至8. 3. 3中所述，采用了 Intra_4X4、Intra_8X8和Intra_16X16的内预测模式的三种块大小。参考图2(a)和2(c)，可以看出Intra_4X4和Intra_8X8分别用于具有4X4块大小和8X8块大小的内预测。圆圈(0)指示内预测的参考像素，即存储在图片缓冲器107中的重构图像。对于具有Intra_4X4的内预测，以重构图像的周边像素作为参考像素，参考像素被在图2(b)中所示的九个方向上填充(外插)，从而形成预测信号。对于具有Intra_8X8的内预测，以被紧挨图2(c)中所示的右箭头下方所示的低通滤波器(1/2、1/4、1/2)平滑的重构图像的周边像素作为参考图像，参考像素在图2(b)中所示的九个方向上被外插，从而形成预测信号。参考图3(a)，可以看出Intra_16X 16是具有16X16块大小的内预测。与图2中所示的示例类似，图3中的圆圈(0)指示内预测的参考像素，即存储在图片缓冲器107中的重构图像。对于具有Intra_16X16的内预测，以重构图像的周边像素作为参考像素，参考像素被在图3(b)中所示的四个方向上外插，从而形成预测信号。内预测的块大小在下文中将被称为内预测模式。外插的方向将被称为内预测方向。如非专利文献4中所示，仅分别对DC(参见图2和图3(b)中的“2”)、水平(参见图2和图3(b)中的“I”)和垂直(参见图2和图3(b)中的“0”)的内预测方向上的预测信号的阿达玛变换的特定成分生成有意义的转换系数。具体而言，对于DC内预测方向、水平内预测方向和垂直内预测方向分别是仅DC有意义的转换系数、仅DC和垂直成分AC有意义的转换系数和仅DC和水平成分AC有意义的转换系数。仅对特定成分发生有意义的转换系数表明，在DC内预测方向上图像的变动是零(即预测信号平坦)，在水平内预测方向上图像在水平方向上的变动是零(即预测信号在水平方向上平坦)，并且在垂直内预测方向上图像在垂直方向上的变动是零(即预测信号在垂直方向上平坦)。从图4的说明图中所示的具有8X8块大小的示例性DCT基底清楚可见，对于内预测方向上的预测信号的整数DCT，在DC内预测方向上图像的变动也是零，在水平内预测方向上图像在水平方向上的变动也是零，并且在垂直内预测方向上图像在垂直方向上的变动也是零。从图5和图6分别所示的具有4X4块大小的DCT基底和具有16X16块大小的DCT基底可以看出，与具有8X8块大小的DCT基底类似，对于块大小4 X 4或16 X 16，在DC内预测方向上图像的变动也是零，在水平内预测方向上图像在水平方向上的变动也是零，并且在垂直内预测方向上图像在垂直方向上的变动也是零。从上述可以看出，DC、水平、垂直和平面(Plane)(参见图3(b)中的“3”)的内预测方向是平坦预测的类型。即，可以看出，依据内预测方向，可以估计重构图像的变动的量值编码器控制单元112把作为各个内预测模式及其内预测方向的组合的预测信号与输入MB相比较，并且采取预测误差图像块的能量低的预测信号作为内预测信号。帧间预测单元111利用与当前帧具有不同显示时刻并被存储在解码图片缓冲器109中的参考图像来生成帧间预测信号。关于帧间预测的信息可以是关于参考图片索引或运动向量的信息。编码器控制单元112把内预测信号和帧间预测信号与存储在MB缓冲器101中的输入MB相比较，选择预测误差图像块的能量低的预测信号，并且控制开关100。关于所选预测信号的信息被提供给熵编码器104。当预测误差图像块的能量低的预测信号是内预测信号时，关于所选预测信号的信息包括内预测模式和内预测方向。编码器控制单元112基于输入MB或预测误差图像块来选择适用于预测误差图像块的频率变换的整数DCT的基底块大小。所选的整数DCT的基底大小被提供给频率变换单元102和熵编码器104。一般地，输入MB或预测误差图像块的像素值越平坦，就选择越大的基底块大小。换言之，在具有较大的基底块大小的重构图像块中，重构图像较平坦。当预测误差图像块的能量低的预测信号是内预测信号时，所选的整数DCT的基底大小与内预测模式中的块大小相同。编码器控制单元112监视从熵编码器104输出的比特流中的比特的数目以便按目标比特数目或更少的比特数目对帧编码。当输出比特流中的比特的数目大于目标比特数目时，输出用于增大量化步长的量化参数，相反，当输出比特流中的比特的数目小于目标比特数目时，输出用于减小量化步长的量化参数。这样，输出比特流被编码到接近目标比特数目。频率变换单元102按所选的整数DCT的基底大小对预测误差图像块进行频率变换，并将其从空间域变换到频率域。量化单元103按与从编码器控制单元112提供来的量化参数相对应的量化步长对转换系数进行量化。从图4中例不的具有8X8块大小的DCT基底可以看出，关注了以下情况，即AC基底是越闻频率的(基底在右箭头或下箭头方向上)，变动就越大。可以看出，在具有有意义的AC量化索引的数目较小的样式的重构图像中，估计像素值的变动较小。S卩，可以看出，对于具有有意义的AC量化索引的数目较小的样式的预测误差图像块，其重构图像平坦。熵编码器104对关于所选预测信号的信息、整数DCT的基底大小和量化索引进行熵编码，并将其作为比特串或比特流输出。逆量化单元105对从量化单元103提供来的量化索引进行逆量化以用于后续编码。经逆量化的量化索引被称为量化代表值。噪声注入器113对于提供给熵编码器104的预测误差图像块，监视关于预测信号的信息、整数DCT的基底大小和量化索引。噪声注入器113基于关于所选预测信号的信息、整数DCT的基底大小、量化索引或其任何组合，在不比较重构图像中的所有像素值的情况下估计像素值的变动，并且确定伪随机噪声注入候选位置。例如，对于具有如下样式的预测误差图像块，相应的重构图像块中的像素值的变动较小该样式具有平坦的预测类型、较大的整数DCT的基底大小以及较小数目的有意义的AC量化索引。从而，这种预测误差图像块被确定为伪随机噪声注入候选位置，而其他的则被确定为伪随机噪声非注入候选位置。与平坦预测类型的预测误差图像块相对应的重构图像块、与整数DCT的基底大小较大(比预定大小更大的基底大小)的预测误差图像块相对应的重构图像块、与具有有意义的AC量化索引的数目较小的样式的预测误差图像块相对应的重构图像块、与平坦预测类型和整数DCT的基底大小较大的预测误差图像块相对应的重构图像块、与具有整数DCT的基底大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小的样式的预测误差图像块相对应的重构图像块、或者与具有平坦预测并且有意义的AC量化索引的数目较小的样式的预测误差图像块相对应的重构图像块可被估计为具有较小的像素值的变动(有意义的AC量化索引的数目较小的样式可使用仅对预定的低频成分存在有意义的AC量化索引的样式或者对于所有频率成分粗疏存在有意义的AC量化索引的样式)。噪声注入器113对于伪随机噪声注入候选位置生成伪随机噪声n(i)。S卩，在本实 施例中，伪随机噪声注入候选位置相当于伪随机噪声注入位置。伪随机噪声n(i)可例如按照公式(I)基于线性同余法来生成。N(i) = (aXn(i~l) +b) % c(I)其中a、b和c是用于确定伪随机噪声的周期的参数,并且假定a>0,b>0,a；^c并且b < C。x% y表示返回通过将X除以y获得的余数的处理。噪声注入器113对于伪随机噪声非注入候选位置生成等于零的伪随机噪声。生成等于零的伪随机噪声表明伪随机噪声不被注入到预测误差图像块中。逆变换单元106对量化代表值进行逆频率变换，在其中进一步注入从噪声注入器113提供来的伪随机噪声，并且使其返回到原始空间域。内预测模式的每个块大小的具体处理将在下文中描述。用于逆变换和逆量化的处理被综合在非专利文献I中描述的AVC中，从而将进行包括逆量化在内的说明。首先将描述Intra_16X16的情况下的逆变换和逆量化。S卩，在Intra_16X 16的情况下，将描述对量化代表值进行逆频率变换并随后从噪声注入器113注入伪随机噪声的操作。在本实施例中，假定如图7中所示，具有16X16块大小的整数DCT是以具有4X4块大小的整数DCT和具有4X4块大小的阿达玛变换的组合构成的。Intra_16X16中的4X4DC块的逆频率变换由公式(2)定义，假定量化索引是L16={11600- 11633}并且逆变换系数是 F16= {fl600-fl633}o[式I]
]I I I Yll600 11601 11602 11603丫1 I I I、
I I -1-1 116 丨 0 116] J 116]2 116 丨 3 I I -1-1F16=(2)
I —I -I I 11620 丨 1已21 丨 16之2 丨 16之3 I -I — I IJ -I I -I 八 116兕 11631 11632 116Myi1 -1 1Intra_16X16中的4X4DC块的逆量化由公式(3)定义，假定量化参数是qp并且逆量化的输出是ClcYijt5 LevelScale (m, i，j)由公式(4)表述并且M由公式(5)表述。[式2]
权利要求
1.一种视频编码设备，包括 逆量化装置，用于对量化索引进行逆量化以获得量化代表值； 逆频率变换装置，用于对由所述逆量化装置获得的量化代表值进行逆变换以获得重构图像块；以及 噪声注入装置，用于基于所述重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到所述伪随机噪声注入位置处的图像中。
2.根据权利要求I所述的视频编码设备，还包括 预测装置，用于对图像块计算内预测信号或帧间预测信号； 预测误差计算装置，用于从图像块中减去内预测信号或帧间预测信号以获得预测误差图像块； 频率变换装置，用于对由所述预测误差计算装置获得的预测误差图像块进行变换以获得转换系数； 量化装置，用于对由所述频率变换装置获得的转换系数进行量化以获得量化索引；以及 熵编码装置，用于对由所述量化装置获得的量化索引进行熵编码以输出比特串， 其中，所述逆频率变换装置对所述量化代表值进行逆变换以计算重构预测误差图像块并且将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块。
3.根据权利要求I所述的视频编码设备，还包括 预测装置，用于对图像块计算内预测信号或帧间预测信号； 预测误差计算装置，用于从图像块中减去内预测信号或帧间预测信号以获得预测误差图像块； 频率变换装置，用于对由所述预测误差计算装置获得的预测误差图像块进行变换以获得转换系数； 量化装置，用于对由所述频率变换装置获得的转换系数进行量化以获得量化索引；以及 熵编码装置，用于对由所述量化装置获得的量化索引进行熵编码以输出比特串， 其中，所述逆频率变换装置用于对所述量化代表值进行逆变换以计算重构预测误差图像块并且将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块，所述视频编码设备还包括重构图像存储装置，用于存储由所述逆频率变换装置获得的重构图像块作为重构图像图片；以及 块失真去除装置，用于去除所述重构图像图片的块失真， 其中，所述噪声注入装置用于将伪随机噪声注入到被去除了块失真的重构图像图片中。
4.根据权利要求I至3的任何一项所述的视频编码设备，其中，所述噪声注入装置基于作为展开信息的预测类型、转换块大小、量化索引或其任何组合来确定伪随机噪声注入位置。
5.根据权利要求4所述的视频编码设备，其中，所述噪声注入装置确定具有如下样式的重构图像块作为伪随机噪声注入位置该样式具有平坦的预测类型、转换块大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小。
6.根据权利要求I至5的任何一项所述的视频编码设备，其中，所述噪声注入装置注入根据量化步长调整了的伪随机噪声。
7.根据权利要求I至6的任何一项所述的视频编码设备，其中，所述噪声注入装置不将伪随机噪声注入到内预测的参考图像位置处的图像中。
8.根据权利要求I至7的任何一项所述的视频编码设备，还包括复位装置，用于按视频编码的预定单位来复位所述噪声注入装置。
9.一种视频解码设备，包括 熵解码装置，用于对比特串进行熵解码以获得量化索弓I ; 预测装置，用于对图像块计算内预测信号或帧间预测信号； 逆量化装置，用于对所述量化索弓I进行逆量化以获得量化代表值； 逆频率变换装置，用于对由所述逆量化装置获得的量化代表值进行逆变换以获得重构预测误差图像块； 重构装置，用于将内预测信号或帧间预测信号加到由所述逆频率变换装置获得的重构预测误差图像块以获得重构图像块；以及 噪声注入装置，用于基于所述重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到所述伪随机噪声注入位置处的图像中。
10.根据权利要求9所述的视频解码设备，还包括 重构图像存储装置，用于存储重构图像块作为重构图像图片；以及 块失真去除装置，用于去除所述重构图像图片的块失真， 其中，所述噪声注入装置将伪随机噪声注入到被去除了块失真的重构图像图片中。
11.根据权利要求9或10所述的视频解码设备，其中，所述噪声注入装置基于作为展开信息的预测类型、转换块大小、量化索引或其任何组合来确定伪随机噪声注入位置。
12.根据权利要求11所述的视频解码设备，其中，所述噪声注入装置确定具有如下样式的重构图像块作为伪随机噪声注入位置该样式具有平坦的预测类型、转换块大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小。
13.根据权利要求9至12的任何一项所述的视频解码设备，其中，所述噪声注入装置注入根据量化步长调整了的伪随机噪声。
14.根据权利要求9至13的任何一项所述的视频解码设备，其中，所述噪声注入装置不将伪随机噪声注入到内预测的参考图像位置处的图像中。
15.根据权利要求9至14的任何一项所述的视频解码设备，还包括复位装置，用于按视频解码的预定单位来复位所述噪声注入装置。
16.—种视频编码方法，包括 对量化索引进行逆量化以获得量化代表值； 对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构图像块；以及 基于所述重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置，并将伪随机噪声注入到所述伪随机噪声注入位置处的图像中。
17.根据权利要求16所述的视频编码方法，还包括 对图像块计算内预测信号或帧间预测信号； 从图像块中减去内预测信号或帧间预测信号以获得预测误差图像块；对所获得的预测误差图像块进行变换以获得转换系数； 对所获得的转换系数进行量化以获得量化索引； 对所获得的量化索引进行熵编码以输出比特串；以及 对所述量化代表值进行逆变换以计算重构预测误差图像块并将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块。
18.根据权利要求16所述的视频编码方法，还包括 对图像块计算内预测信号或帧间预测信号； 从图像块中减去内预测信号或帧间预测信号以获得预测误差图像块； 对所获得的预测误差图像块进行转换以获得转换系数； 对所获得的转换系数进行量化以获得量化索引； 对所获得的量化索引进行熵编码以输出比特串；以及 对所述量化代表值进行逆变换以计算重构预测误差图像块并将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块； 在重构图像存储装置中存储所述重构图像块作为重构图像图片； 去除所述重构图像图片的块失真；以及 将伪随机噪声注入到被去除了块失真的重构图像图片中。
19.根据权利要求16至18的任何一项所述的视频编码方法，还包括 基于作为展开信息的预测类型、转换块大小、量化索引或其任何组合来确定伪随机噪声注入位置。
20.根据权利要求19所述的视频编码方法，还包括 确定具有如下样式的重构图像块作为伪随机噪声注入位置该样式具有平坦的预测类型、转换块大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小。
21.根据权利要求16至20的任何一项所述的视频编码方法，还包括 注入根据量化步长调整了的伪随机噪声。
22.根据权利要求16至21的任何一项所述的视频编码方法，还包括 不将伪随机噪声注入到内预测的参考图像位置处的图像中。
23.根据权利要求16至22的任何一项所述的视频编码方法，还包括 生成按视频编码的预定单位复位的伪随机噪声作为伪随机噪声。
24.一种视频解码方法，包括 对比特串进行熵解码以获得量化索引； 对图像块计算内预测信号或帧间预测信号； 对所述量化索引进行逆量化以获得量化代表值； 对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构预测误差图像块； 将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块；以及基于所述重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到所述伪随机噪声注入位置处的图像中。
25.根据权利要求24所述的视频解码方法，还包括 在重构图像存储装置中存储所述重构图像块作为重构图像图片； 去除所述重构图像图片的块失真；以及将伪随机噪声注入到被去除了块失真的重构图像图片中。
26.根据权利要求24或25所述的视频解码方法，还包括 基于作为展开信息的预测类型、转换块大小、量化索引或其任何组合来确定伪随机噪声注入位置。
27.根据权利要求26所述的视频解码方法，还包括 确定具有如下样式的重构图像块作为伪随机噪声注入位置该样式具有平坦的预测类型、转换块大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小。
28.根据权利要求24至27的任何一项所述的视频解码方法，还包括 注入根据量化步长调整了的伪随机噪声。
29.根据权利要求24至28的任何一项所述的视频解码方法，还包括 不将伪随机噪声注入到内预测的参考图像位置处的图像中。
30.根据权利要求24至29的任何一项所述的视频解码方法，还包括 生成按视频解码的预定单位复位的伪随机噪声作为伪随机噪声。
31.一种视频编码程序，用于使得计算机执行 对量化索引进行逆量化以获得量化代表值的处理； 对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构图像块的处理；以及基于所述重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到所述伪随机噪声注入位置处的图像中的处理。
32.根据权利要求31所述的视频编码程序，用于使得计算机执行 对图像块计算内预测信号或帧间预测信号的处理； 从图像块中减去内预测信号或帧间预测信号以获得预测误差图像块的处理； 对所获得的预测误差图像块进行转换以获得转换系数的处理； 对所获得的转换系数进行量化以获得量化索引的处理； 对所获得的量化索引进行熵编码以输出比特串的处理；以及 对所述量化代表值进行逆变换以计算重构预测误差图像块并将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块的处理。
33.根据权利要求31所述的视频编码程序，用于使得计算机执行 对图像块计算内预测信号或帧间预测信号的处理； 从图像块中减去内预测信号或帧间预测信号以获得预测误差图像块的处理； 对所获得的预测误差图像块进行转换以获得转换系数的处理； 对所获得的转换系数进行量化以获得量化索引的处理； 对所获得的量化索引进行熵编码以输出比特串的处理；以及 对所述量化代表值进行逆变换以计算重构预测误差图像块并将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块的处理； 在重构图像存储装置中存储通过所述逆频率变换处理获得的重构图像块作为重构图像图片的处理； 去除所述重构图像图片的块失真的处理；以及 将伪随机噪声注入到被去除了块失真的重构图像图片中的处理。
34.根据权利要求31至33的任何一项所述的视频编码程序，用于使得计算机执行基于作为展开信息的预测类型、转换块大小、量化索引或其任何组合来确定伪随机噪声注入位置的处理。
35.根据权利要求34所述的视频编码程序，用于使得计算机执行确定具有如下样式的重构图像块作为伪随机噪声注入位置的处理该样式具有平坦的预测类型、转换块大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小。
36.根据权利要求31至35的任何一项所述的视频编码程序，用于使得计算机注入根据量化步长调整了的伪随机噪声。
37.根据权利要求31至36的任何一项所述的视频编码程序，用于使得计算机不将伪随机噪声注入到内预测的参考图像位置处的图像中。
38.根据权利要求31至37的任何一项所述的视频编码程序，用于使得计算机生成按视频编码的预定单位复位的伪随机噪声作为伪随机噪声。
39.一种视频解码程序，用于使得计算机执行 对比特串进行熵解码以获得量化索引的处理； 对图像块计算内预测信号或帧间预测信号的处理； 对所述量化索引进行逆量化以获得量化代表值的处理； 对所获得的量化代表值进行逆变换以获得重构预测误差图像块的处理； 将内预测信号或帧间预测信号加到所述重构预测误差图像块以获得重构图像块的处理；以及 基于所述重构图像块的展开信息来确定伪随机噪声注入位置并将伪随机噪声注入到所述伪随机噪声注入位置处的图像中的处理。
40.根据权利要求39所述的视频解码程序，用于使得计算机执行 在重构图像存储装置中存储重构图像块作为重构图像图片的处理； 去除所述重构图像图片的块失真的处理；以及 将伪随机噪声注入到被去除了块失真的重构图像图片中的处理。
41.根据权利要求39或40所述的视频解码程序，用于使得计算机执行基于作为展开信息的预测类型、转换块大小、量化索引或其任何组合来确定伪随机噪声注入位置的处理。
42.根据权利要求41所述的视频解码程序，用于使得计算机执行确定具有如下样式的重构图像块作为伪随机噪声注入位置的处理该样式具有平坦的预测类型、转换块大小较大并且有意义的AC量化索引的数目较小。
43.根据权利要求39至42的任何一项所述的视频解码程序，用于使得计算机注入根据量化步长调整了的伪随机噪声。
44.根据权利要求39至43的任何一项所述的视频解码程序，用于使得计算机不将伪随机噪声注入到内预测的参考图像位置处的图像中。
45.根据权利要求39至44的任何一项所述的视频解码程序，用于使得计算机生成按视频解码的预定单位复位的伪随机噪声作为伪随机噪声。
全文摘要
高效率地减轻了轮廓和阶梯伪影。视频编码设备设有逆量化装置，用于通过对量化索引执行逆量化来获得量化代表值；逆频率变换装置，用于通过对由逆量化装置获得的量化代表值执行逆变换来获得重构图像块；以及噪声混入装置，用于基于重构图像块的展开信息来确定伪随机混入注入位置并将伪随机噪声混入到伪随机噪声混入位置上的图像中。
文档编号H04N7/32GK102640494SQ201080054380
公开日2012年8月15日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年11月30日
发明者仙崎健太, 仙田裕三, 田治米纯二, 蝶野庆一, 青木启史 申请人:日本电气株式会社