专利名称：图像编码方法及图像解码方法
技术领域：
本发明涉及使用图像的亮度通过线性模型对色差进行预测的图像编码方法。
背景技术：
作为涉及使用图像的亮度通过线性模型对色差信号进行预测的图像编码方法的技术，有非专利文献I及非专利文献2中记载的技术。现有技术文献非专利文献非专利文献I JS0/IEC14496 — 10 “MPEG — 4PartIOAdvanced Video Coding”非专利文献2:Thomas Wiegand et al, “Overview of the H.264/AVCVideo Coding Standard”， IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEOTECHNOLOGY, JULY2003, PP.560 — 576发明概要发明要解决的问题但是，即使是非专利文献I及非专利文献2中记载的技术，有时也得不到充分的编
码效率。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够提高编码效率的图像编码方法。用于解决技术问题的手段为了实现上述目的，本发明的一形态的图像编码方法，使用图像的亮度通过线性模型对色差进行预测，包括:从输入图像取得图像格式信息的取得步骤；决定步骤，使用上述图像格式信息，决定亮度信号的子采样方法；保存步骤，将上述子采样方法保存在存储器中；从上述存储器取得上述子采样方法的取得步骤;第I子采样步骤，通过上述子采样方法对编码对象块的周边像素的已编码亮度信号进行子采样；使用在上述第I子采样步骤中子采样后的已编码亮度信号和上述周边像素的已编码色差，计算线性模型的参数的计算步骤;第2子采用步骤，通过上述子采样方法对上述编码对象块的已编码亮度信号进行子采样；以及使用上述线性模型的参数和在上述第2子采样步骤中子采样后的已编码亮度信号，计算上述编码对象块的预测色差的计算步骤。另外，它们的整体的或具体的形态既可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD — ROM等非暂时性的记录介质来实现，也可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意的组合来实现。发明效果根据本发明，能够对各种类别的编码对象图像提高编码效率。
图1是表示实施方式I的图像编码装置的结构的一例的框图。图2是表示实施方式I的色差信号帧内预测的一例的框图。图3是表示实施方式I的色差信号帧内预测的一例的流程图。图4是表不实施方式I的色差格式的一例的表。图5是表示实施方式I的图像的记录方式的一例的表。图6是表不实施方式I的子米样方法表的一例的矩阵图。图7A是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本数的比率的示意图。图7B是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图7C是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图8A是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本数的比率的示意图。图SB是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图9A是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本数的比率的示意图。图9B是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图1OA是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本数的比率的示意图。图1OB是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图1lA是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本数的比率的示意图。图1lB是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图1lC是用于说明实施方式I的亮度信号和色差信号的样本位置的示意图。图12是表示实施方式2的图像解码装置的结构的一例的框图。图13是表示实施方式2的色差信号帧内预测的一例的框图。图14是表示实施方式2的色差信号帧内预测的一例的流程图。图15是实现内容分发服务的内容供给系统的整体结构图。图16是数字广播用系统的整体结构图。图17是表示电视机的结构例的模块图。图18是表示对作为光盘的记录介质进行信息的读写的信息再现/记录部的结构例的模块图。图19是表示作为光盘的记录介质的构造例的图。图20A是表示便携电话的一例的图。图20B是表示便携电话的结构例的模块图。图21是表示复用数据的结构的图。图22是示意地表示各流在复用数据中怎样被复用的图。图23是更详细地表示在PES包序列中视频流怎样被保存的图。图24是表示复用数据中的TS包和源包的构造的图。图25是表示PMT的数据结构的图。图26是表示复用数据信息的内部结构的图。图27是表示流属性信息的内部结构的图。图28是表示识别影像数据的步骤的图。图29是表示实现各实施方式的动态图像编码方法及动态图像解码方法的集成电路的结构例的模块图。
图30是表示切换驱动频率的结构的图。图31是表示识别影像数据、切换驱动频率的步骤的图。图32是表示将影像数据的标准与驱动频率建立了对应的查找表的一例的图。图33A是表示将信号处理部的模块共用的结构的一例的图。图33B是表示将信号处理部的模块共用的结构的另一例的图。
具体实施例方式(本发明的基础知识)近年来，经由网络的视频会议、数字视频广播以及包括影像内容的流动的例如视频点播的服务用的应用的数量增加，这些应用依赖于影像信息的发送。在发送或记录影像数据时，相当量的数据通过有限带宽的以往的传送路径而被发送，或者存储在有限的数据容量的以往的存储介质中。为了在以往的传送信道以及存储介质中发送及存储影像信息，将数字数据的量进行压缩或削减是必须的。因此，为了压缩影像数据，开发了多个影像编码标准。这样的影像编码标准例如是由H.26x表示的ITU - T(国际电气通信联合电气通信标准化部门)标准、以及由MPEG — x表示的ISO / IEC标准。最新且最先进的影像编码标准是当前由H.264 / AVC或MPEG —4AVC表示的标准(参照非专利文献I及非专利文献2)。H.264 / AVC标准中，如图1及图12所示，若大致划分则由预测、变换、量化以及熵编码这样的处理构成。其中预测还分为帧间预测和帧内预测。帧内预测为:根据处理对象宏块的上邻或左邻等的宏块的相邻像素，通过插补而生成预测像素，对与该预测像素的差分进行编码。H.264 / AVC的帧内预测中，进行像素级的预测，而不是DCT系数的预测，并且还利用纵向、横向以及倾斜方向的像素预测模式。但是，上述以往的技术中，由于利用上方或左方等的相邻的宏块，因此难以高精度地预测边缘的形状以及强度，得不到充分的编码效率。因此，能够改善编码效率的图像编码方法及图像解码方法是有益的。因此，本发明的一形态的图像编码方法，使用图像的亮度通过线性模型对色差进行预测，包括:从输入图像取得图像格式信息的取得步骤；决定步骤，使用上述图像格式信息决定亮度信号的子采样方法；保存步骤，将上述子采样方法保存在存储器中；从上述存储器取得上述子采样方法的取得步骤；第I子采样步骤，通过上述子采样方法对编码对象块的周边像素的已编码亮度信号进行子采样；使用在上述第I子采样步骤中子采样后的已编码亮度信号和上述周边像素的已编码色差，计算线性模型的参数的计算步骤；第2子采用步骤，通过上述子采样方法对上述编码对象块的已编码亮度信号进行子采样；以及使用上述线性模型的参数和在上述第2子采样步骤中子采样后的已编码亮度信号，计算上述编码对象块的预测色差的计算步骤。例如，也可以在上述决定步骤中，参照将上述图像格式信息与上述子采样方法建立对应的子采样方法表，来决定上述子采样方法。此外，本发明的一形态的图像解码方法，使用比特流通过线性模型对色差进行预测，包括:从输入比特流取得图像格式信息的取得步骤；决定步骤，使用上述图像格式信息，决定亮度信号的子采样方法；保存步骤，将上述子采样方法保存在存储器中；从上述存储器取得上述子采样方法的取得步骤；第一子采样步骤，通过上述子采样方法，对解码对象块的周边像素的已解码亮度信号进行子采样；使用在上述第I子采样步骤中子采样后的已解码亮度信号和上述周边像素的已解码色差，计算线性模型的参数的计算步骤；第2子采样步骤，通过上述子采样方法，对上述解码对象块的已解码亮度信号进行子采样；以及使用上述线性模型的参数和在上述第2子采样步骤中子采样后的已解码亮度信号，计算上述解码对象块的预测色差的计算步骤。例如，也可以在上述决定步骤中，参照将上述图像格式信息和上述子采样方法建立对应的子采样方法表，决定上述子采样方法。例如，本发明的一形态的图像编码方法也可以是对图像数据进行压缩编码的图像编码方法，针对编码对象块的色差信号，使用编码对象块的已编码亮度信号对色差信号进行预测。预测中使用亮度信号和色差信号的线性函数。此时，根据编码对象图像的种类，使亮度信号与色差信号的采样数及样本位置一致。使样本数及样本位置一致的方法是基于对亮度信号进行子采样来执行的。由此，例如，如式I所示，能够使用α和β这两个常数值，使将亮度信号和色差信号建立关联的线性函数成立。式IPredc[y, x] = α.Rec; L[x, yl + β.. (式 I)这里，Rec’ L表示编码对象块的子采样后得到的已编码亮度信号，Predc表示编码对象块的预测色差信号。由此，通过使用同一块的已编码亮度信号，能够进行更高精度的色差信号的预测。此外，通过对已编码亮度信号进行子采样，能够针对各种类别的编码对象图像，预测色差信号。进而，它们的整体的或具体的形态既可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD — ROM等非暂时性的的记录介质来实现，也可以通过装置、系统、集成电路、计算机程序或记录介质的任意的组合来实现。以下，参照附图具体说明本发明的一形态的图像编码方法及图像解码方法。另外，以下说明的实施方式都表示本发明的某一具体例。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，并不是要限定本发明。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的、表示最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。(实施方式I)图1是表示本实施方式的图像编码装置的框图。图1所示的图像编码装置200具备减法器205、变换量化部210、熵编码部220、逆量化逆变换部230、加法器235、解块滤波器240、存储器250、帧内预测部260、运动检测部270、运动补偿部280以及帧内/帧间切换开关 290。后述的色差信号帧内预测部典型的是包含于帧内预测部260，但也可以包含于其他构成要素。此外，色差信号帧内预测部也可以包含于与图1所示的图像编码装置200不同的图像编码装置。说明在本实施方式的色差信号的编码中进行帧内预测方法的色差信号帧内预测部的结构。图2是表示实施方式I的色差信号帧内预测部的结构的一例的框图。另外，实施方式I的色差信号帧内预测部100相当于对图像信号进行压缩编码、并输出编码图像数据的图像编码装置的一部分。如图2所示，色差信号帧内预测部100包括图像格式信息取得部110、子采样方法表125、子采样方法决定部120、子采样方法存储部130、存储器135、子采样方法取得部140、子采样处理部150、子采样处理部160、线性模型参数计算部170以及预测色差信号计算部180。利用图3进一步详细地说明实施方式I的色差信号帧内预测部100的动作。图3是表示色差信号帧内预测部100的处理的流程的流程图。首先，取得作为编码对象的输入图像的图像格式信息(步骤S101)。图像格式信息包括表示色差信号的样本数相对于亮度信号的样本数的比率和样本位置的色差格式信息、以及表示输入图像的记录方式是逐行(progressive)方式还是隔行(interlace)方式的场(field)类型信息。图像格式信息的取得例如通过读取在图像的头部中记录的图像格式信息来进行。接着，使用所取得的图像格式信息，参照子采样方法表125，决定适用于亮度信号的子米样方法(步骤S102)。子米样方法表125中保存有子米样方法。子米样方法表125由色差格式信息与场类型信息的组合矩阵形成，对各组合分配了子采样方法。接着，将所决定的子采样方法存储在存储器135中(步骤S103)。一次所存储的子采样方法保持至输入图像被切换为止。其以后的处理是在输入图像的全部处理对象块中进行的反复处理。另外，上述的步骤SlOl 103和之后的步骤S104 108并不一定需要连续，并且也可以将步骤SlOl 103不在色差信号帧内预测的开头进行，而是在更前阶段进行，将子采样方法在色差信号帧内预测以外的处理部中共享。反复处理中，首先，取得存储在存储器135中的子采样方法(步骤S104)。接着，基于所取得的采样方法，对编码处理对象块的周边像素的已编码亮度信号进行子采样，由此对于周边像素的已编码色差信号，使亮度信号的样本数以及样本位置一致(步骤S105)。接着，使用子采样后的已编码亮度信号和已编码色差信号，提取线性模型的参数(步骤S106)。具体而言，通过最小二乘法对式I的线性模型的参数值α和β进行计算。此时，作为测定值，使用子采样后的已编码亮度信号和已编码色差信号，通过式2及式3计算α和β。式2
权利要求
1.一种图像编码方法，使用图像的亮度，通过线性模型对色差进行预测，包括: 从输入图像取得图像格式信息的取得步骤； 决定步骤，使用上述图像格式信息，决定亮度信号的子采样方法； 保存步骤，将上述子采样方法保存在存储器中； 从上述存储器取得上述子采样方法的取得步骤； 第I子采样步骤，通过上述子采样方法，对编码对象块的周边像素的已编码亮度信号进行子采样； 使用在上述第I子采样步骤中子采样后的已编码亮度信号、以及上述周边像素的已编码色差，计算线性模型的参数的计算步骤； 第2子采样步骤，通过上述子采样方法，对上述编码对象块的已编码亮度信号进行子采样；以及 使用上述线性模型的参数、以及在上述第2子采样步骤中子采样后的已编码亮度信号，计算上述编码对象块的预测色差的计算步骤。
2.如权利要求1记载的图像编码方法， 在上述决定步骤中，参照将上述图像格式信息与上述子采样方法建立对应的子采样方法表，决定上述子米样方法。
3.一种图像解码方法，使用比特流，通过线性模型对色差进行预测，包括: 从输入比特流取得图像格式信息的取得步骤； 决定步骤，使用上述图像格式信息，决定亮度信号的子采样方法； 保存步骤，将上述子采样方法保存在存储器中； 从上述存储器取得上述子采样方法的取得步骤； 第I子采样步骤，通过上述子采样方法，对解码对象块的周边像素的已解码亮度信号进行子采样； 使用在上述第I子采样步骤中子采样后的已解码亮度信号、以及上述周边像素的已解码色差，计算线性模型的参数的计算步骤； 第2子采样步骤，通过上述子采样方法，对上述解码对象块的已解码亮度信号进行子采样；以及 使用上述线性模型的参数、以及在上述第2子采样步骤中子采样后的已解码亮度信号，计算上述解码对象块的预测色差的计算步骤。
4.如权利要求3记载的图像解码方法， 在上述决定步骤中，参照将上述图像格式信息与上述子采样方法建立对应的子采样方法表，决定上述子米样方法。
全文摘要
图像编码方法包括取得步骤(S101)，取得图像格式信息；决定步骤(S102)，决定亮度信号的子采样方法；保存步骤(S103)，将子采样方法保存在存储器中；取得步骤(S104)，从存储器取得子采样方法；第1子采样步骤(S105)，对周边像素的亮度信号进行子采样；计算步骤(S106)，使用子采样后的亮度信号和周边像素的色差，计算线性模型的参数；第2子采样步骤(S107)，对编码对象块的亮度信号进行子采样；以及计算步骤(S108)，使用线性模型的参数和子采样后的亮度信号，计算编码对象块的预测色差。
文档编号H04N7/32GK103119943SQ20128000206
公开日2013年5月22日 申请日期2012年5月31日 优先权日2011年6月3日
发明者袁明亮, 林宗顺, 苏孟德乃, 李锦 , 孙海威, 西孝启, 笹井寿郎, 柴原阳司, 谷川京子, 杉尾敏康, 松延彻 申请人:松下电器产业株式会社