運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置、運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置、運(yùn)動(dòng)圖像編碼方法、運(yùn)動(dòng)圖像解碼方法、及程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置、運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置、運(yùn)動(dòng)圖像編碼方法、運(yùn)動(dòng)圖像 解碼方法、及程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前已公開(kāi)有利用幀內(nèi)（Intra)預(yù)測(cè)（幀（Frame)內(nèi)預(yù)測(cè)）和幀間（Inter)預(yù)測(cè) (幀（Frame)間預(yù)測(cè)），以及殘差變換的運(yùn)動(dòng)圖像編碼方法（例如，參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。
[0003] [運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置麗的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作]
[0004] 圖6是利用上述的運(yùn)動(dòng)圖像編碼方法對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的、根據(jù)現(xiàn)有例子的運(yùn) 動(dòng)圖像編碼裝置MM的框圖。運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置MM包括：幀間預(yù)測(cè)部10,幀內(nèi)預(yù)測(cè)部20,變 換·量化部30,熵編碼部40,逆量化?逆變換部50,環(huán)路濾波部60,第一緩沖部70,以及第 二緩沖部80。
[0005] 幀間預(yù)測(cè)部10,輸入輸入圖像a與從第一緩沖部70中提供的后述的本地解碼圖像 g。該幀間預(yù)測(cè)部10,利用輸入后的圖像進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)后，生成并輸出幀間預(yù)測(cè)圖像b。
[0006] 幀內(nèi)預(yù)測(cè)部20,輸入輸入圖像a和從第二緩沖部80中提供的后述的本地解碼圖像 f。該幀內(nèi)預(yù)測(cè)部20,利用輸入后的圖像進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)后，生成并輸出幀內(nèi)預(yù)測(cè)圖像c。
[0007] 變換·量化部30,輸入輸入圖像a和、幀間預(yù)測(cè)圖像b或幀內(nèi)預(yù)測(cè)圖像c之間的誤 差（殘差）信號(hào)。該變換·量化部30,將輸入后的殘差信號(hào)進(jìn)行變換以及量化后，生成并輸 出量化系數(shù)d。
[0008] 熵編碼部40,輸入量化系數(shù)d和未圖不的彩度信息。該熵編碼部40,對(duì)輸入后的 信號(hào)進(jìn)行熵編碼，并作為位流z(bitstream)輸出。
[0009] 逆量化?逆變換部50,輸入量化系數(shù)d。該逆量化?逆變換部50,對(duì)量化系數(shù)d進(jìn) 行逆量化以及逆變換之后，生成并輸出逆變換后的殘差信號(hào)e。
[0010] 第二緩沖部80,積累本地解碼圖像f，并適當(dāng)提供給幀內(nèi)預(yù)測(cè)部20以及環(huán)路濾波 部60。本地解碼圖像f為幀間預(yù)測(cè)圖像b或幀內(nèi)預(yù)測(cè)圖像c和逆轉(zhuǎn)換后的殘差信號(hào)e相加 后的信號(hào)。
[0011] 環(huán)路濾波部60,輸入本地解碼圖像f。該環(huán)路濾波部60,將去塊濾波等濾波器應(yīng)用 于本地解碼圖像f之后，生成并輸出本地解碼圖像g。
[0012] 第一緩沖部70,累積本地解碼圖像g，并適當(dāng)?shù)靥峁┙o幀間預(yù)測(cè)部10。
[0013] [運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作]
[0014] 圖7是從運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置麗中生成的位流z中對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行解碼的、根據(jù) 現(xiàn)有例子的運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN的框圖。運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN包括：熵解碼部610,逆變 換?逆量化部620,幀間預(yù)測(cè)部630,幀內(nèi)預(yù)測(cè)部640,環(huán)路濾波部650,第一緩沖部660,以及 第二緩沖部670。
[0015] 熵解碼部610,輸入位流z。該熵解碼部610對(duì)位流z進(jìn)行熵解碼之后，生成并輸 出量化系數(shù)B。
[0016] 逆變換?逆量化部620,幀間預(yù)測(cè)部630,幀內(nèi)預(yù)測(cè)部640,環(huán)路濾波部650,第一緩 沖部660,以及第二緩沖部670分別與圖6示出的逆量化?逆變換部50,幀間預(yù)測(cè)部10,幀 內(nèi)預(yù)測(cè)部20,環(huán)路濾波部60,第一緩沖部70,以及第二緩沖部80進(jìn)行相同的動(dòng)作。
[0017] 運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置麗和運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN，根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測(cè)和變換以及量化，削 減空間上的冗余性，并根據(jù)幀間預(yù)測(cè)，能夠削減時(shí)間上的冗余性。但是，運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置 MM和運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN，獨(dú)立于每個(gè)顏色分量而進(jìn)行信號(hào)處理，因此無(wú)法充分削減顏色 空間的相關(guān)性，也有可能無(wú)法充分削減冗余性。
[0018] 在這里，RGB顏色空間的顏色分量間的相關(guān)性較高，相反，YUV顏色空間和YCbCr顏 色空間的顏色分量間的相關(guān)性較低。因此，YUV顏色空間和YCbCr顏色空間的像素，多用作 運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置的輸入圖像。
[0019] 并且，提出了削減顏色空間的冗余性的方法（例如，參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。在該方法 中包括：通過(guò)塊單位進(jìn)行顏色空間變換的特征和從編碼好的參考像素中采用奇異值分解算 法導(dǎo)出顏色空間的變換矩陣的特征，以及在顏色空間的變換后的顏色空間中進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè) 和幀間預(yù)測(cè)的特征。
[0020] [運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置PP的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作]
[0021] 圖8是應(yīng)用上述的削減顏色空間的冗余性的方法的、根據(jù)現(xiàn)有例子的運(yùn)動(dòng)圖像編 碼裝置PP的框圖。運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置PP，與圖6所示的根據(jù)現(xiàn)有例子的運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝 置MM的區(qū)別在于，其包括：變換矩陣導(dǎo)出部90,第一顏色空間變換部100,第二顏色空間變 換部110,第三顏色空間變換部120,以及逆顏色空間變換部130。但是，在運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝 置PP中，對(duì)于與運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置MM相同的構(gòu)成部件，標(biāo)注了相同的符號(hào)，并省略該說(shuō)明。
[0022] 變換矩陣導(dǎo)出部90,輸入本地解碼圖像g或本地解碼圖像f。該變換矩陣導(dǎo)出部 90,從輸入后的圖像中特定參考像素后，導(dǎo)出并輸出顏色空間的變換矩陣h。
[0023] 第一顏色空間變換部100,輸入輸入圖像a和變換矩陣h。該第一顏色空間變換部 100,將變換矩陣h應(yīng)用于輸入圖像a中進(jìn)行顏色空間變換，生成并輸出不相關(guān)空間中的輸 入圖像。
[0024] 第二顏色空間變換部110,輸入本地解碼圖像g和變換矩陣h。該第二顏色空間變 換部110,將變換矩陣h應(yīng)用于本地解碼圖像g中進(jìn)行顏色空間變換，生成并輸出不相關(guān)空 間中的本地解碼圖像。
[0025] 第三顏色空間變換部120,輸入本地解碼圖像f和變換矩陣h。該第三顏色空間變 換部120,將變換矩陣h應(yīng)用于本地解碼圖像f中進(jìn)行顏色空間變換，生成并輸出不相關(guān)空 間中的本地解碼圖像。
[0026] 逆顏色空間變換部130,輸入合并信號(hào)和變換矩陣h。其中，合并信號(hào)合并了幀間 預(yù)測(cè)圖像b或幀內(nèi)預(yù)測(cè)圖像c和逆變換好的殘差信號(hào)e。該逆顏色空間變換部130,將變換 矩陣h應(yīng)用于上述的合并信號(hào)中進(jìn)行逆顏色空間變換，生成并輸出本地解碼圖像f。
[0027][運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置QQ的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作]
[0028] 圖9是從運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置PP中生成的位流z中對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行解碼的、根據(jù)現(xiàn) 有例子的運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置QQ的框圖。運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置QQ，與圖7中示出的根據(jù)現(xiàn)有例 子的運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN的區(qū)別在于，其包括：變換矩陣導(dǎo)出部680,第一顏色空間變換部 690,第二顏色空間變換部700,以及逆顏色空間變換部710。但是，在運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置QQ中，對(duì)于與運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置NN相同的構(gòu)成部件，標(biāo)注了相同的符號(hào)，并省略該說(shuō)明。
[0029] 變換矩陣導(dǎo)出部680,第一顏色空間變換部690,第二顏色空間變換部700,以及逆 顏色空間變換部710分別與圖8中示出的變換矩陣導(dǎo)出部90,第二顏色空間變換部110,第 三顏色空間變換部120,以及逆顏色空間變換部130的動(dòng)作相同。
[0030] 并且，非專(zhuān)利文獻(xiàn)4中也示出了與非專(zhuān)利文獻(xiàn)3相同的變換顏色空間的方法。在該 方法中包括：將顏色空間變換應(yīng)用于預(yù)測(cè)殘差的特征，與非專(zhuān)利文獻(xiàn)3中示出的方法相比， 根據(jù)該方法能夠減少顏色空間變換的次數(shù)。
[0031] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0032][非專(zhuān)利文獻(xiàn)]
[0033] 非專(zhuān)利文獻(xiàn) 1 :IS0/IEC14496-10-MPEG-4Part10,AdvancedVideoCoding.
[0034]非專(zhuān)利文獻(xiàn) 2 :JCTVC_L1003,Highefficiencyvideocoding(HEVC)text specificationdraft10(forFDIS&Consent)
[0035] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :加藤等，基于H. 264/MPEG-4AVC的編碼信息的自適應(yīng)顏色空間變換 方法
[0036]非專(zhuān)利文獻(xiàn) 4 :JCTVC_L0371,AHG7:In-loopcolor-spacetransformationof residualsignalsforrangeextensions
[0037]非專(zhuān)利文獻(xiàn) 5:WilliamH.Press、WilliamT.Vetterling、SaulA.Teukolsky、 BrianP.Flannery共著"NumericalRecipesinC日語(yǔ)版-根據(jù)C語(yǔ)言的數(shù)值計(jì)算方法" 第一版，技術(shù)評(píng)論社，1993年6月，p. 345-351
[0038]非專(zhuān)利文獻(xiàn) 6:CUTECODE、[online]、[2013年 3 月 12 日檢索]、網(wǎng)址<URL:http:// matthewarcus.wordpress.com/2012/ll/19/134/>
[0039] 具有如上述的現(xiàn)有顏色空間變換的運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置和運(yùn)動(dòng)圖像解碼裝置，在顏 色空間變換后的顏色空間上進(jìn)行編碼處理和解碼處理。因此導(dǎo)致應(yīng)用顏色空間變換的像素 數(shù)增多，存在無(wú)法減輕處理負(fù)荷的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0040] 因此，鑒于上述的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于減輕處理負(fù)荷的同時(shí)削減顏色空間冗 余性。
[0041 ] 本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了以下各項(xiàng)。
[0042] (1)本發(fā)明提出了一種運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置，其通過(guò)幀內(nèi)預(yù)測(cè)或幀間預(yù)測(cè)對(duì)具有多 個(gè)顏色分量的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼，所述運(yùn)動(dòng)圖像編碼裝置的特征在于，包括：變換矩陣導(dǎo)出 單元（例如，相當(dāng)于圖1的變換矩陣導(dǎo)出部90A)，利用編碼好的像素導(dǎo)出變換矩陣；顏色空 間變換單元（例如，相當(dāng)于圖1的顏色空間變換部100A)，在殘差信號(hào)上，所述殘差信號(hào)為構(gòu) 成所述運(yùn)動(dòng)圖像的輸入圖像和通過(guò)所述幀間預(yù)測(cè)或幀內(nèi)預(yù)測(cè)生成的預(yù)測(cè)圖像之間的差分， 應(yīng)用所述變換矩陣導(dǎo)出單元導(dǎo)出的變換矩陣進(jìn)行顏色空間變換后，生成不相關(guān)空間中的殘 差信號(hào)；量化單元（例如，相當(dāng)于圖1的變換?量化部30)，對(duì)所述顏色空間變換單元生成 的不相關(guān)空間中的殘差信號(hào)進(jìn)行量化后，生成量化系數(shù)；編碼單元（例如，相當(dāng)于圖1的熵 編碼部40)，對(duì)所述量化單元生成的量化系數(shù)進(jìn)行編碼。
[0043] 在這里，殘差信號(hào)上留下了顏色分量間的相關(guān)性。因此，根據(jù)該發(fā)明，將變換矩陣 應(yīng)用于殘差信號(hào)后進(jìn)行顏色空間變換。因此能夠減少包含在殘差信號(hào)上的顏色分量間的相 關(guān)性，且能夠削減顏色空間冗余性。
[0044] 并且，根據(jù)該發(fā)明，如上述，將變換矩陣應(yīng)用于殘差信號(hào)后進(jìn)行顏色空間變換。因 此，在