圖像編碼裝置、圖像編碼方法和程序、圖像解碼裝置以及圖像解碼方法和程序的精度信息 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像編碼裝置、圖像編碼方法和程序、圖像解碼裝置以及圖像解碼方法和程序。
【背景技術(shù)】
[0002]作為用于壓縮記錄運動圖像的編碼方案，已知H.264/MPEG-4AVC(以下稱為H.264)(NPL 1:1TU-T H.264(06/2011)Advancedvideo coding for generic aud1visualservices)。在H.264中，定義了用于定義編碼技術(shù)的限制的多個檔次。例如，高10檔次對應(yīng)于從8位到10位的位深的圖像。
[0003]近年來，已經(jīng)啟動了用以實現(xiàn)作為H.264的后續(xù)的更高效的編碼方案的國際標(biāo)準(zhǔn)的活動。在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)/國際電工委員會(IEC)和國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)之間，設(shè)立了視頻編碼聯(lián)合組(JCT-VC)。在JCT-VC中，正在進行高效視頻編碼(HEVC)編碼方案(以下縮寫為HEVC)的標(biāo)準(zhǔn)化。
[0004]另外，在HEVC中，定義了與從8位到10位的位深的圖像相對應(yīng)的主10檔次(Main1profile)(NPL2:JCT-VC contribut1ns JCTVC_K1003_vl0.doc Internet<http://phenix.1nt-evry.fr/jet/doc_end_user/documents/1l_Shanghai/wglI/?。
[0005]在HEVC中，在正交變換或者運動補償?shù)忍幚碇?，通過根據(jù)圖像的位深而降低計算精度，來著重于實現(xiàn)的容易性。例如，下面給出的表達式(I)是在色度信號的運動補償時針對小數(shù)像素的運動補償處理所使用的計算表達式中的一個。
[0006][數(shù)學(xué)式I]
[0007]ab0>0= (-2χΒ _1(ι+58χΒ0 0+10χΒ1(|-2χΒ2 0) > > shiftl...(I)
[0008]應(yīng)該注意，在表達式(I)中，“shiftl”表示色度位深-8，并且“》”表示向右的位移。
[0009]在表達式(I)中，“By.”表示整數(shù)像素位置處的色度像素，“ab"”表示用于計算小數(shù)像素位置處的色度像素的中間值。表達式(I)包括向右位移始終依賴于位深的“shiftl”的位移處理。因此，不管圖像的位深如何，中間值“ab^’的取值范圍都是恒定的。由于引入了這一計算處理，因而認為在HEVC中，即使在支持更高位深的圖像時，硬件的實現(xiàn)成本也不會增加太多。相反，通過以上述位移處理為代表的算術(shù)運算，在高位深的圖像的情況下，計算精度降低。因此，存在圖像質(zhì)量并未提高這一問題。
[0010]f獻列表
[0011]非專利文獻
[0012]NPL 1:1TU-T H.264 (06/2011)Advancedvideo coding for generic aud1visualservices
[0013]NPL 2:JCT-VC contribut1ns JCTVC_K1003_vl0.doc Internet<http://phenix.1nt-evry.fr/jet/doc_end_user/documents/1l_Shanghai/wgll/>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]做出本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明實現(xiàn)支持以下兩個編碼處理的編碼和解碼:不依賴于圖像的位深并且即使在高位深情況下也保持特定精度的編碼處理、以及依賴于圖像的位深并且在高位深情況下通過降低計算精度而著重于實現(xiàn)的容易性的編碼處理。
[0015]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的圖像編碼裝置，其包括:預(yù)測單元，用于基于編碼像素，以塊為單位對所接收到的圖像進行預(yù)測，以生成預(yù)測誤差；變換量化單元，用于對所述預(yù)測誤差進行正交變換和量化，以生成量化系數(shù)；系數(shù)編碼單元，用于對所述量化系數(shù)進行編碼；計算精度信息生成單元，用于生成表示預(yù)測、正交變換和量化中的至少一個的計算精度的選擇的計算精度選擇信息；以及計算精度編碼單元，用于對所述計算精度選擇信息進行編碼。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種圖像解碼裝置，其包括:系數(shù)解碼單元，用于從所接收到的位流，對所編碼的量化系數(shù)進行解碼，以重建量化系數(shù)；逆量化逆變換單元，用于對所述量化系數(shù)進行逆量化和逆正交變換，以重建預(yù)測誤差；圖像重建單元，用于基于解碼像素進行預(yù)測，生成預(yù)測圖像，并且基于所述預(yù)測圖像和所述預(yù)測誤差來重建所解碼的圖像；以及計算精度信息解碼單元，用于從所述位流，對表示逆量化、逆正交變換和預(yù)測中的至少一個的計算精度的選擇的計算精度選擇信息進行解碼。
[0017]通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見。
【附圖說明】
[0018]圖1是示出根據(jù)第一實施例的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019]圖2是示出根據(jù)第二實施例的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖3是示出根據(jù)第三實施例的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021]圖4是示出根據(jù)第四實施例的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0022]圖5是示出通過根據(jù)第一實施例的圖像編碼裝置所進行的圖像編碼處理的流程圖。
[0023]圖6是示出通過根據(jù)第二實施例的圖像解碼裝置所進行的圖像解碼處理的流程圖。
[0024]圖7是示出通過根據(jù)第三實施例的圖像編碼裝置所進行的圖像編碼處理的流程圖。
[0025]圖8是示出通過根據(jù)第四實施例的圖像解碼裝置所進行的圖像解碼處理的流程圖。
[0026]圖9是示出根據(jù)第五實施例的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027]圖10是示出根據(jù)第六實施例的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]圖11是示出根據(jù)第五實施例的圖像編碼裝置的另一結(jié)構(gòu)的框圖。
[0029]圖12是示出根據(jù)第六實施例的圖像解碼裝置的另一結(jié)構(gòu)的框圖。
[0030]圖13是示出通過根據(jù)第五實施例的圖像編碼裝置所進行的圖像編碼處理的流程圖。
[0031]圖14是示出通過根據(jù)第六實施例的圖像解碼裝置所進行的圖像解碼處理的流程圖。
[0032]圖15是示出通過根據(jù)第五實施例的圖像編碼裝置所進行的圖像編碼處理的另一流程圖。
[0033]圖16是示出通過根據(jù)第六實施例的圖像解碼裝置所進行的圖像解碼處理的另一流程圖。
[0034]圖17A是示出在第一實施例中生成的、并且在第二實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0035]圖17B是示出在第一實施例中生成的、并且在第二實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0036]圖18A是示出在第三實施例中生成的、并且在第四實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0037]圖18B是示出在第三實施例中生成的、并且在第四實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0038]圖19A是示出在第五實施例中生成的、并且在第六實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0039]圖19B是示出在第五實施例中生成的、并且在第六實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0040]圖19C是示出在第五實施例中生成的、并且在第六實施例中解碼的位流的結(jié)構(gòu)的例子的圖。
[0041]圖20是示出作為可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像編碼裝置和解碼裝置的計算機的硬件結(jié)構(gòu)的例子的框圖。
[0042]圖21是示出第一和第二實施例中的范圍信息、圖像的位深和量化系數(shù)的可取范圍之間的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0043]下面參考附圖，基于實施例詳細說明本發(fā)明的應(yīng)用。下面的實施例所示結(jié)構(gòu)僅是例子，并且本發(fā)明不局限于該所示結(jié)構(gòu)。
[0044]第一實施例
[0045]下面參考【附圖說明】本發(fā)明的實施例。圖1是示出根據(jù)第一實施例的圖像編碼裝置的框圖。在圖1中，端子101接收圖像數(shù)據(jù)。
[0046]輸入單元102分析所輸入的圖像數(shù)據(jù)的位深，并且將圖像數(shù)據(jù)分成方形塊單位。變換量化計算精度信息生成單元103生成稍后說明的變換量化計算精度選擇信息。同時，變換量化計算精度信息生成單元103生成表示在變換量化單元106中所進行的變換量化處理和在逆量化逆變換單元107中所進行的逆量化逆變換處理的計算精度的變換量化計算精度信息。頭編碼單元104對諸如圖像的位深信息等的用于解碼位流所需的信息進行編碼，以生成頭編碼數(shù)據(jù)。
[0047]預(yù)測單元105以分割方形塊為單位，通過參考幀存儲器109進行幀內(nèi)預(yù)測(intra-predict1n 或者 intra-frame predict1n)或者幀間預(yù)測(inter-predict1n 或者inter-frame predict1n)等，并且生成表示預(yù)測方法的預(yù)測信息和預(yù)測誤差。變換量化單元106通過針對每一塊而對由預(yù)測單元105所生成的預(yù)測誤差進行正交變換來計算變換系數(shù)，并且通過對變換系數(shù)進行量化來計算量化系數(shù)。逆量化逆變換單元107通過對由變換量化單元106所生成的量化系數(shù)進行逆量化來重建變換系數(shù)，并且通過進行逆正交變換來重建預(yù)測誤差。
[0048]圖像重建單元108基于由預(yù)測單元105所生成的預(yù)測信息，通過參考幀存儲器109來進行幀內(nèi)預(yù)測或者幀間預(yù)測等，并且基于由逆量化逆變換單元107所生成的預(yù)測誤差來生成重建圖像。幀存儲器109存儲通過圖像重建單元108所重建的圖像。塊編碼單元110通過對由預(yù)測單元105所生成的預(yù)測信息和由變換量化單元106所生成的量化系數(shù)進行編碼，生成塊編碼數(shù)據(jù)。整合編碼單元111基于所生成的頭編碼數(shù)據(jù)和塊編碼數(shù)據(jù)而形成位流，并且輸出所形成的位流。端子112將由整合編碼單元111所生成的位流輸出到外部。
[0049]下面說明在上述圖像編碼裝置中所進行的圖像編碼操作。在第一實施例中，圖像編碼裝置被配置成以幀為單位來接收運動圖像數(shù)據(jù)。然而，圖像編碼裝置可以被配置成接收一個幀的靜止圖像數(shù)據(jù)。
[0050]經(jīng)由端子101所接收到的一個幀的圖像數(shù)據(jù)被輸入至輸入單元102。在第一實施例中，10位深的圖像數(shù)據(jù)被輸入至圖像編碼裝置。然而，輸入圖像數(shù)據(jù)的位深不局限于此。輸入單元102分析所接收到的圖像數(shù)據(jù)的位深，并且將位深信息輸出至變換量化計算精度信息生成單元103和頭編碼單元104。然而，可以從外部單獨提供位深信息，并且將其輸入至變換量化計算精度信息生成單元103和頭編碼單元104。此外，以方形塊為單位來分割所接收到的圖像數(shù)據(jù)，并且被輸出至預(yù)測單元105。
[0051]變換量化計算精度信息生成單元103判斷是要進行以下哪一處理，并且將表示判斷結(jié)果的信息設(shè)置為變換量化計算精度選擇信息:通過根據(jù)位深而調(diào)整計算精度來優(yōu)先實現(xiàn)容易性的變換量化處理、以及不管位深如何都保持恒定計算精度的變換量化處理。下面，將根據(jù)位深來調(diào)整計算精度的前一變換量化處理稱為實現(xiàn)導(dǎo)向變換量化處理，并且將計算精度保持恒定的后一變換量化處理稱為精度導(dǎo)向變換量化處理。在第一實施例中，當(dāng)選擇前一實現(xiàn)導(dǎo)向變換量化處理時，變換量化計算精度選擇信息被設(shè)置成“0”，并且當(dāng)選擇后一精度導(dǎo)向變換量化處理時，變換量化計算精度選擇信息被設(shè)置成“I”。然而，所選擇的變換量化處理和變換量化計算精度選擇信息的組合不局限于此。此外，用于確定變換量化計算精度選擇信息的方法