动态图像编码装置及其动作方法_4

文档序号:9621422阅读:来源:国知局
零系数的调整频率变换系数200被供给到可变长编码部114的输入端子和逆量化部104的输入端子。其结果,响应于该调整频率变换系数200,可变长编码部114形成具有比第1码量更小的第2码量的编码比特流CVBS。因此,在该情况下,通过填充处理部100的填充处理,能够减轻编码比特流CVBS的码量的增大。在编码比特流CVBS蓄积于如非易失性存储器、DVD等那样具有恒定的视频存储容量的记录盘的情况下,能够与节约量对应地延长录像时间、或者与节约量对应地实现高画质化。
[0195]进而,在实施方式1的动态图像编码装置1中,如图1以及图2所示,对量化输出调整部116的输出端子输出的频率变换系数201或者调整频率变换系数200被供给到可变长编码部114的输入端子和逆量化部104的输入端子。因此,能够防止在由逆量化部104、逆频率变换部105、加法器106、滤波器单元107以及帧存储器108执行的局部解码处理结果、与被供给编码比特流CVBS的动态图像解码装置(Video Decoder)的再生图像之间发生不匹配。如果发生该不匹配,则在帧存储器108中储存的局部解码处理结果中蓄积误差,所以在接下来的编码单元(CU)的编码处理时,在作为减法部101的减法输出信号的预测残差中也产生误差,所以产生动态图像编码装置1的编码处理的精度降低这样的问题。
[0196]另外,在实施方式1的动态图像编码装置1中,如图1所示,量化输出调整部116连接于量化部103的输出端子与可变长编码部114的输入端子以及逆量化部104的输入端子之间。在其他实施方式中,还能够使用2个量化输出调整部116,第1量化输出调整部116连接于量化部103的输出端子与可变长编码部114的输入端子之间,第2量化输出调整部116连接于量化部103的输出端子与逆量化部104的输入端子之间。另外,单一的量化输出控制部117能够共同地控制第1量化输出调整部116和第2量化输出调整部116,判定编码单元(CU)属于动态图像信号VS和填充处理数据ro中的哪一个。即使在该其他实施方式中,也能够减轻由于填充处理部100的填充处理而编码比特流CVBS的码量增大的情况,能够防止在上述局部解码处理结果与动态图像解码装置的再生图像之间发生不匹配。
[0197]另外,在实施方式1的动态图像编码装置1依照现行标准H.264通过动态图像输入信号的编码而生成编码比特流CVBS的情况下,代替上述编码单元(CU),在亮度分量中处理具有16像素X 16像素的尺寸的宏块(MB)。通过判定该宏块(MB)属于动态图像信号VS和填充处理数据中的哪一个,从量化输出调整部116的输出端子输出频率变换系数201和调整频率变换系数200中的某一个。
[0198]《运动矢量检测控制部以及运动矢量检测部》
[0199]图3是说明在实施方式1的动态图像编码装置1中包含的运动矢量检测控制部118和运动矢量检测部109的结构和动作的图。
[0200]如图3所示,运动矢量检测部109包括运动矢量探索部1091、预测矢量生成部1092以及运动矢量选择器部1093。
[0201 ] 运动矢量探索部1091通过按照MPEG-2、MPEG-4的标准执行一般的运动矢量探索动作来生成运动矢量MV,将所生成的运动矢量MV供给到运动矢量选择器部1093的一个输入端子。在由运动矢量探索部1091执行的一般的运动矢量探索动作中,以通过帧间预测而编码的编码单元(CU)的附近的编码单元(CU)的运动矢量MV为参考,探索并生成通过帧间预测而编码的编码单元(CU)的运动矢量MV。
[0202]预测矢量生成部1092执行在现行标准H.264和HEVC标准中规定了的预测方法来生成预测矢量PMV,并将所生成的预测矢量PMV供给到运动矢量选择器部1093的另一个输入端子。
[0203]在现行标准H.264中规定了的预测方法中,通过帧间预测而编码的宏块(MB)的附近的3个宏块(MB)的3个运动矢量的中值被设为在对通过帧间预测而编码的宏块(MB)进行编码时使用的预测矢量PMV。关于该预测值,由于是在动态图像编码装置与动态图像解码装置之间唯一地决定了的方法,所以在两个装置之间不执行用于指定预测值的码传送。
[0204]在HEVC标准中规定了的预测方法中,采用如下方法:关于通过帧间预测而编码的编码单元(CU),制作有可能成为预测值的运动矢量的候补列表,从在列表中包含的运动矢量中通过编码侧选择最佳的预测候补,对最佳的预测候补的索引(index)进行编码并传递给解码侧。通过利用该方法,选择作为预测差分最小的预测值的预测矢量PMV,能够对运动矢量MV进行编码。
[0205]如图3所示,对运动矢量检测控制部118的一个输入端子供给表示通过帧间预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(CU)的横和纵的像素尺寸的尺寸信息Sizejnf。另一方面,对运动矢量检测控制部118的另一个输入端子供给通过帧间预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(⑶)的位置信息Posit1n_Inf。该位置信息Posit1n_Inf是宏块(MB)或者编码单元(⑶)的左上的光栅扫描开始地址(X,Y)。
[0206]这样,对运动矢量检测控制部118供给宏块(MB)或者编码单元(CU)的尺寸信息Size_Inf和位置信息Posit1n_Inf,判定宏块(MB)或者编码单元(⑶)属于动态图像信号VS和填充处理数据ro中的哪一个。
[0207]在由运动矢量检测控制部118判定为通过帧间预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(CU)属于动态图像信号VS的情况下,从运动矢量检测控制部118的输出端子生成例如高电平“1”的选择输出信号。因此,运动矢量选择器部1093响应于从运动矢量检测控制部118的输出端子生成的高电平“1”的选择输出信号,选择对它的一个输入端子从运动矢量探索部1091供给的运动矢量MV并输出到其输出端子。其结果,从运动矢量检测部109的运动矢量探索部1091生成的运动矢量MV经由运动矢量选择器部1093被供给到运动补偿部110。因此,响应于从运动矢量检测部109的运动矢量探索部1091生成了的运动矢量MV和在帧存储器108中储存了的参照图像,运动补偿部110生成运动补偿预测信号。在该帧间预测的情况下,可变长编码部114对从运动矢量检测部109的运动矢量选择器部1093生成的运动矢量MV和从运动矢量检测部109的预测矢量生成部1092生成的预测矢量PMV的差分(MV — PMV)即差分矢量(MVD:Mot1n Vector Difference)进行编码。该差分矢量(MVD)的基于可变长编码部114的编码信息包含于编码比特流CVBS,所以被供给编码比特流CVBS的动态图像解码装置能够通过与动态图像信号VS有关的差分矢量(MVD)的信息的解码,再生动态图像信号VS。这样在动态图像信号VS的帧间预测的情况下,响应于该差分矢量(MVD),可变长编码部114形成作为第1码量具有比较大的码量的编码比特流CVBS。其结果,被供给具有较大的码量的编码比特流CVBS的动态图像解码装置能够以高画质再生动态图像信号VS。
[0208]与其相反地,在由运动矢量检测控制部118判定为通过帧间预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(CU)属于填充处理数据的情况下,从运动矢量检测控制部118的输出端子生成例如低电平“0”的选择输出信号。其结果,运动矢量选择器部1093响应于所生成了的低电平“0”的选择输出信号,选择对它的另一个输入端子从运动矢量检测部109的预测矢量生成部1092供给的预测矢量PMV并输出到其输出端子。因此,在填充处理数据ro的帧间预测的情况下,从运动矢量检测部109的运动矢量选择器部1093输出从预测矢量生成部1092生成的预测矢量PMV。因此,在该情况下,作为从运动矢量检测部109的运动矢量选择器部1093生成的运动矢量MV的预测矢量PMV与从运动矢量检测部109的预测矢量生成部1092生成的预测矢量PMV的差分(MV - PMV)即差分矢量(MVD)实质上成为零的值。可变长编码部114对该实质上具有零的值的差分矢量(MVD)进行编码。其结果,响应于该实质上具有零的值的差分矢量(MVD),可变长编码部114形成具有比第1码量更小的第2码量的编码比特流CVBS。在编码比特流CVBS的信息中,由可变长编码部114编码的填充处理数据ro的信息不会对由动态图像解码装置再生的动态图像信号VS的画质造成大的影响。因此,在该情况下,能够减轻由于填充处理部100的填充处理而编码比特流CVBS的码量增大的情况。在编码比特流CVBS蓄积于具有恒定的视频存储容量的记录盘的情况下,能够与节约量对应地延长录像时间、或者与节约量对应地实现高画质化。
[0209]《帧内预测控制部以及帧内预测部》
[0210]图4是说明在实施方式1的动态图像编码装置1中包含的帧内预测控制部119和帧内预测部112的结构和动作的图。
[0211 ] 如图4所示,帧内预测部112包括帧内预测方向决定部1121、附近预测方向生成部1122、预测方向选择器部1123以及帧内预测处理部1124。
[0212]帧内预测方向决定部1121通过按照MPEG-4、H.264,Η.265的标准执行一般的帧内预测动作来生成预测方向PD,并将所生成的预测方向Η)供给到预测方向选择器部1123的一个输入端子。由帧内预测方向决定部1121执行的一般的帧内预测动作如下上述。S卩,在MPEG-4的情况下,是水平方向和垂直方向这2个方向的预测方向H)。另外,在Η.264的情况下,是在上述非专利文献1中记载了的9个方向的预测方向ro,进而在HEVC标准的情况下,是上述非专利文献2记载的34个模式的预测方向ro。
[0213]附近预测方向生成部1122与在图3中说明了的预测矢量生成部1092同样地,执行在现行标准H.264和HEVC标准中规定了的预测方法来生成附近预测方向NPD,并将所生成的附近预测方向NPD供给到预测方向选择器部1123的另一个输入端子。
[0214]如图4所示,对帧内预测控制部119的一个输入端子供给表示通过帧内预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(CU)的横和纵的像素尺寸的尺寸信息Sizejnf。另一方面,对帧内预测控制部119的另一个输入端子供给通过帧内预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(⑶)的位置信息Posit1n_Inf。该位置信息Posit1n_Inf是宏块(MB)或者编码单元(⑶)的左上的光栅扫描开始地址(X,Y)。
[0215]这样,对帧内预测控制部119供给宏块(MB)或者编码单元(⑶)的尺寸信息Size_Inf和位置信息PoSit1n_Inf,判定宏块(MB)或者编码单元(⑶)属于动态图像信号VS和填充处理数据ro中的哪一个。
[0216]在由帧内预测控制部119判定为通过帧内预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(CU)属于动态图像信号VS的情况下,从帧内预测控制部119的输出端子生成例如高电平“1”的选择输出信号。因此,预测方向选择器部1123响应于从帧内预测控制部119的输出端子生成的高电平“1”的选择输出信号,选择对它的一个输入端子从帧内预测方向决定部1121供给的预测方向H),并输出到其输出端子。其结果,从帧内预测方向决定部1121生成的预测方向ro经由预测方向选择器部1123被供给到帧内预测处理部1124。对帧内预测处理部1124供给从填充处理部100追加了填充处理数据ro的动态图像信号VS的编码单元(CU)和来自缓冲器存储器111的已帧内编码的参照图像。因此,帧内预测处理部1124使用预测方向PD、编码单元(CU)以及已帧内编码的参照图像,将被帧内预测了的最佳的编码单元(CU)供给到选择器部113。在该帧内预测的情况下,可变长编码部114对从帧内预测部112的预测方向选择器部1123生成的预测方向与从帧内预测部112的附近预测方向生成部1122生成的附近预测方向NPD的差分(PD — NPD)即差分预测方向(PDD -Predict1nDirect1n Difference)进行编码。该差分预测方向(PDD)的基于可变长编码部114的编码信息包含于编码比特流CVBS,所以被供给编码比特流CVBS的动态图像解码装置能够通过与动态图像信号VS有关的差分预测方向(TOD)的信息的解码,再生动态图像信号VS。这样在动态图像信号VS的帧内预测的情况下,响应于该差分预测方向(TOD),可变长编码部114形成作为第1码量具有比较大的码量的编码比特流CVBS。其结果,被供给具有比较大的码量的编码比特流CVBS的动态图像解码装置能够以高画质再生动态图像信号VS。
[0217]与其相反地,在由帧内预测控制部119判定为通过帧内预测而编码的宏块(MB)或者编码单元(CU)属于填充处理数据ro的情况下,例如,从帧内预测控制部119的输出端子生成低电平“0”的选择输出信号。因此,预测方向选择器部1123响应于所生成了的低电平“0”的选择输出信号,选择对它的另一个输入端子从帧内预测控制部119的附近预测方向生成部1122供给的附近预测方向NPD并输出到其输出端子。因此,在填充处理数据的帧内预测的情况下,从帧内预测部112的预测方向选择器部1123输出从附近预测方向生成部1122生成的附近预测方向NPD。因此,在该情况下,从帧内预测部112的预测方向选择器部1123生成的作为预测方向的附近预测方向NPD与从帧内预测部112的附近预测方向生成部1122生成的附近预测方向NPD的差分(H) - NPD)即差分预测方向(TOD)实质上成为零的值。可变长编码部114对该实质上具有零的值的差分预测方向(roD)进行编码。其结果,响应于该实质上具有零的值的差分预测方向(PDD),可变长编码部114形成具有比第1码量更小的第2码量的编码比特流CVBS。在编码比特流CVBS的信息中,由可变长编码部114编码的填充处理数据ro的信息不会对由动态图像解码装置再生的动态图像信号VS的画质造成大的影响。因此,在该情况下,能够减轻由于填充处理部100的填充处理而编码比特流CVBS的码量增大的情况。在编码比特流CVBS蓄积于具有恒定的视频存储容量的记录盘的情况下,能够与节约量对应地延长录像时间、或者与节约量对应地实现高画质化。
[0218]《频率变换控制部》
[0219]图5是说明在实施方式1的动态图像编码装置1中包含的频率变换控制部120的结构和动作的图。
[0220]设想在图2中说明了的通过量化输出调整部116和量化输出控制部117量化了的频率变换系数的调整动作中,1个编码单元(CU)如图11所示地同时包括动态图像信号VS的像素值和填充处理数据ro的像素值的情况。同时包括动态图像信号VS的像素值和填充处理数据ro的像素值的?个编码单元(⑶)如图11所示地存在于动态图像信号vs的区域与填充处理数据ro的区域之间的边界。这样,关于同时包括动态图像信号vs的像素值和填充处理数据ro的像素值的?个编码单元(⑶),量化输出调整部lie以混合判定为属于动态图像信号vs的方式进行动作。因此,关于同时包括动态图像信号vs的像素值和填充处理数据ro的像素值的?个编码单元(cu),可变长编码部114形成具有大的码量的编码比特流CVBS。其结果,能够通过动态图像解码装置(Video Decoder)以高画质再生同时包括动态图像信号VS的像素值和填充处理数据ro的像素值的?个编码单元(CU)中包含的动态图像信号VS。进而,在H.264的情况下,关于同时包括动态图像信号VS的像素值和填充处理数据ro的像素值的1个宏块(MB),也需要混合判定为该1个宏块(MB)属于动态图像信号VS。
[0221]这样,关于同时包括动态图像信号vs的像素值和填充处理数据ro的像素值的1个宏块(MB)或者编码单元(CU),也需要将该1个宏块(MB)或者编码单元(CU)判定为属于动态图像信号VS,这在图3的运动矢量检测控制部118和图4的帧内预测控制部119中也一样。与其相同的必要性对于使用图6在以下说明的量化参数控制部121以及使用图7在以下说明的滤波器控制部122也完全相同。
[0222]但是,如果图2的量化输出控制部117、图3的运动矢量检测控制部118、图4的帧内预测控制部119以及图6的量化参数控制部121执行上述混合判定方法,则关于混合型的1个编码单元(CU)或者宏块(MB)中包含的填充处理数据ro,也形成具有大的码量的编码比特流CVBS。其结果,有可能发生利用图2的量化输出控制部117、图3的运动矢量检测控制部118、图4的帧内预测控制部119以及图6的量化参数控制部121的码量的增加减轻的效果变小这样的问题。另外,如果图7的滤波器控制部122执行上述混合判定方法,则关于混合型的1个编码单元(CU)或者宏块(MB)中包含的填充处理数据H),滤波器单元107的去块滤波器的功能也被活性化,所以有可能发生低功耗化的效果变小这样的问题。
[0223]图5所示的频率变换控制部120在实施方式1的动态图像编码装置1中包含的频率变换部102中的频率变换处理中,以使1个编码单元(⑶)不同时包括动态图像信号VS的像素值和填充处理数据ro的像素值的方式,执行分区动作。g卩,通过频率变换部102中的编码单元(⑶)的分区动作,1个编码单元(⑶)仅包括动态图像信号VS的像素值和填充处理数据ro的像素值中的某一方。换言之,?个编码单元(⑶)是不与动态图像信号VS和填充处理数据ro的边界交叉的单元。进一步换言之,?个编码单元(cu)的边界与动态图像信号vs和填充处理数据ro的边界一致。
[0224]频率变换控制部120如图5所示,包括频率变换尺寸决定部1201、非交叉频率变换尺寸决定部1202、区域判定部1203以及频率变换尺寸选择器部1204。
[0225]在H.264的标准中,在亮度分量中具有16像素X 16像素的尺寸的1个宏块(MB)的频率变换时,能够使用8像素X8像素的尺寸和4像素X4像素的尺寸这2种频率变换尺寸。
[0226]在HEVC标准中,在能够从在亮度分量中具有64像素X64像素的尺寸的1个最大编码单元(LCU)分割的1个编码单元(CU)的频率变换时,能够使用32像素X 32像素的尺寸、16像素X 16像素的尺寸、8像素X 8像素的尺寸以及4像素X 4像素的尺寸这4种频率变换尺寸。
[0227]图5所示的频率变换控制部120的频率变换尺寸决定部1201从H.264的标准的2种频率变换尺寸或者HEVC标准的4种频率变换尺寸中选择1个频率变换尺寸TS,将该1个频率变换尺寸TS供给到频率变换尺寸选择器部1204的一个输入端子。在例如从运动补偿部110生成运动补偿预测信号的定时、或者从帧内预测部112生成帧内预测信号的定时,决定该1个频率变换尺寸TS。S卩,在运动补偿预测信号或者帧内预测信号的图像信号的像素值单调地变化的部分,通过频率变换尺寸决定部1201将频率变换尺寸TS选择为比较大的尺寸。相对于此,在运动补偿预测信号或者帧内预测信号的图像信号的像素值复杂地变化的部分,通过频率变换尺寸决定部1201将频率变换尺寸TS选择为比较小的尺寸。进而,频率变换尺寸决定部1201决定1个宏块(MB)或者1个编码单元(CU)的频率变换尺寸TS,同时决定该尺寸信息Size_Inf和位置信息Posit1n_Inf。
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