BRPI1011698B1 - Método de decodificação preditiva de imagem, dispositivo de decodificação preditiva de imagem, método de codificação preditiva de imagem, e dispositivo de codificação preditiva de imagem - Google Patents

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Abstract

método de decodificação preditiva de imagem, dispositivo de decodificação preditiva de imagem, método de codificação preditiva de imagem, e dispositivo de codificação preditiva de imagem trata-se de um dispositivo de codificação preditiva de imagem que pode codificar eficientemente uma imagem, enquanto suprime 10 um aumento de informações de predição e reduz o erro de predição de um bloco alvo. em um dispositivo de codificação preditiva de imagem de acordo com uma modalidade, para produzir um sinal de predição de uma partição em uma região alvo, é decidido se as informações de predição de uma região vizinha podem ser usadas. quando as informações de predição da região vizinha podem ser usadas, uma largura de região da partição onde as informações de predição da região vizinha são usadas para produzir o sinal de predição é determinada. o sinal de predição da região alvo é produzido a partir de um sinal reconstruído baseado nas informações de predição da região alvo, nas informações de predição da região vizinha, e na largura de região. as informações de predição, informações que identificam a largura de região e um sinal residual entre o sinal de predição e um sinal original da região alvo são codificados.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de codificação 10 de predição de imagem, um método de codificação de predição de imagem, um programa de codificação de predição de imagem, um dispositivo de decodificação de predição de imagem, um método de decodificação de predição de imagem e um programa de decodificação de predição de imagem. Mais particularmente, a presente invenção se refere a um dispositivo de codificação de predição de imagem, um método de codificação de predição de imagem, um programa de codificação de predição de imagem, um dispositivo de decodificação de predição de imagem, um método de decodificação de predição de imagem, e um programa de decodificação de predição de imagem que realiza codificação preditiva e decodificação preditiva através do uso de divisão de região.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] A tecnologia de codificação por compressão é usada a fim de transmitir de forma eficaz e ainda armazenar dados de imagem e dados de imagem em movimento. Os sistemas MPEG-1 a 4 e ITU (União Internacional de Telecomunicação) H.261 a H.264 são amplamente usados por um sistema de codificação por compressão para imagens em movimento.
[0003] Em tais sistemas de codificação, o processamento de codificação e o processamento de decodificação são realizados após a divisão de uma imagem que serve como um alvo de codificação formando uma pluralidade de blocos. Na codificação de predição de intra-imagem, um sinal de predição de um bloco alvo
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2/52 é produzido através do uso de um sinal de imagem reconstruído adjacente na mesma imagem na qual o bloco alvo está incluído. O sinal de imagem reconstruído é gerado através da restauração de dados de imagem compactados. Posteriormente, na codificação de predição de intra-imagem, um sinal diferencial é gerado através da subtração do sinal de predição de um sinal do bloco alvo, e o sinal diferencial é codificado. Na codificação de predição de inter-imagem, referindo-se ao sinal de imagem reconstruído em uma imagem diferente da imagem onde o bloco alvo está incluído, é realizada a compensação de movimento, e um sinal de predição é, desta forma, produzido. Posteriormente, na codificação de predição de inter-imagem, o sinal de predição é subtraído do sinal do bloco alvo de modo a produzir um sinal diferencial, e o sinal diferencial é codificado.
[0004] Por exemplo, a codificação de predição de intra-imagem de H.264 adota um método no qual o sinal de predição é produzido através da extrapolação, em uma direção predeterminada, os valores de pixel reconstruído (sinais reconstruídos) de pixels localizados próximos a um bloco que serve como um alvo de codificação. A figura 20 é uma vista esquemática que descreve o método de predição de intra-imagem usado em ITU H.264. A figura 20(A) mostra o método de predição de intra-imagem no qual a extrapolação é realizada em uma direção vertical. Na figura 20(A), um bloco alvo de pixel 4 x 4 802 é o bloco alvo que serve como um alvo de codificação. Um grupo de pixel 801 composto de pixels A a M localizado próximo a um limite do bloco alvo 802 é uma região vizinha, e é um sinal de imagem que foi reconstruído no processo anterior. Na predição mostrada na figura 20(A), os valores de pixel dos pixels adjacentes A a D localizados diretamente acima do bloco alvo 802 são extrapolados para baixo de modo a produzir um sinal de predição.
[0005] A figura 20(B) mostra um método de predição de intra-imagem na
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3/52 qual é realizada a extrapolação em uma direção horizontal. Na predição mostrada na figura 20(B), um sinal de predição é produzido através da extrapolação de valores de pixel de pixels reconstruídos I a L localizados na esquerda do bloco alvo 802 à direita.
[0006] No método de predição de intra-imagem, o sinal de predição que tem a diferença mais baixa do sinal original do bloco alvo é tomado como o sinal de predição ideal, dentre os nove sinais de predição produzidos pelo método mostrado em (A) - (I) da figura 20. Os métodos específicos para a produção do sinal de predição desta forma são descritos, por exemplo, na Literatura de Patente 1.
[0007] Na codificação de predição de inter-imagem típica, um sinal de predição é produzido através da procura por um sinal similar ao sinal original do bloco que serve como o alvo de codificação, a partir das imagens reconstruídas. Na codificação de predição de inter-imagem, um vetor de movimento e um sinal residual entre o sinal original e o sinal de predição do bloco alvo são codificados. O vetor de movimento é um vetor que indica uma quantidade de deslocamento espacial entre o bloco alvo e uma região na qual o sinal pesquisado está localizado. A técnica para a pesquisa pelo vetor de movimento para cada bloco, desta forma, é denominada comparação de bloco.
[0008] A figura 21 é uma vista esquemática que descreve a comparação de bloco. Na figura 21, uma imagem reconstruída 903 é mostrada em (a) e uma imagem 901 que inclui um bloco alvo 902 é mostrada em (b). No presente documento, uma região 904 na imagem 903 é a região que está na mesma posição espacial que o bloco alvo 902. Na comparação de bloco, uma faixa de pesquisa 905 ao redor da região 904 é definida, e uma região 906 que tem a menor soma de diferenças absolutas em relação ao sinal original do bloco alvo 902 é detectada a partir da faixa de pesquisa. O sinal da região 906 se torna um
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4/52 sinal de predição, e um vetor que indica a quantidade de deslocamento da região 904 para a região 906 é detectado como um vetor de movimento 907.
[0009] Na comparação de bloco, também há um método no qual uma pluralidade de imagens de referência 903 é preparada, e a imagem de referência para a realização da comparação de bloco é selecionada para cada bloco alvo, e a informação de seleção de imagem de referência é detectada. Em H.264, a fim de acomodar mudanças de recurso de local nas imagens, uma pluralidade de tipos de predição com tamanhos diferentes de bloco para a codificação do vetor de movimento é preparada. Os tipos de predição de H.264 são descritos na Literatura de Patente 2, por exemplo.
[0010] Na codificação por compressão de dados de imagem em movimento, cada imagem (quadro ou campo) pode ser codificada em qualquer sequência. Portanto, há três abordagens para uma ordem de codificação na predição de inter-imagem que produz um sinal de predição com referência às imagens reconstruídas. A primeira abordagem é uma predição progressiva que produz um sinal de predição com referência às imagens reconstruídas no passado em uma ordem de exibição. A segunda abordagem é uma predição regressiva que produz um sinal de predição com referência às imagens reconstruídas no futuro em uma ordem de exibição. A terceira abordagem é uma predição bidirecional que realiza tanto a predição progressiva quanto a predição regressiva de modo a ser a média dos sinais de predição. Estes tipos de predição de inter-imagem são descritos na Literatura de Patente 3, por exemplo.
Lista de Citação
Literatura de Patente
Literatura de Patente 1: Patente dos Estados Unidos n°. 6765964
Literatura de Patente 2: Patente dos Estados Unidos n°. 7003035
Literatura de Patente 3: Patente dos Estados Unidos n°. 6259739
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5/52
Sumário da Invenção
Problema Técnico [0011] Conforme descrito acima, a produção do sinal de predição é realizada para cada unidade de bloco. No entanto, como o local e o movimento de um objeto em movimento podem ser definidos arbitrariamente em um vídeo, quando a imagem é dividida em blocos em intervalos iguais, há três casos que duas ou mais regiões com diferentes movimentos e padrões são incluídas no bloco. Em tal caso, a codificação de predição do filme ocasiona um grande erro de predição próximo à borda no objeto.
[0012] Conforme descrito acima, em H.264, a fim de acomodar as mudanças de recurso local em imagens e suprimir um aumento no erro de predição, uma pluralidade de tipos de predição com tamanhos diferentes de bloco é preparada. Como o tamanho do bloco se torna menor, no entanto, é necessária informação adicional necessária para produzir o sinal de predição (vetor de movimento, etc.) para cada bloco pequeno, resultando em um aumento na quantidade de código da informação adicional. Além disso, quando são preparados muitos tamanhos de blocos, é necessária a informação de modo para selecionar o tamanho de bloco, também resultando em um aumento na quantidade de código da informação de modo.
[0013] Em vista destes problemas, um aspecto da presente invenção visa fornecer um dispositivo de codificação de predição de imagem, um método de codificação de predição de imagem, e um programa de codificação de predição de imagem que podem codificar de forma eficaz uma imagem, enquanto suprimem um aumento na informação de predição, como informação adicional (vetores de movimento, etc.) e informação de modo, e reduz o erro de predição do bloco alvo. Adicionalmente, outro aspecto da presente invenção visa fornecer um dispositivo de decodificação de predição de imagem, um método de
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6/52 decodificação de predição de imagem e um programa de decodificação de predição de imagem que correspondem a tal aspecto de codificação.
Solução Para o Problema [0014] Um aspecto da presente invenção se refere à codificação de uma imagem. Um dispositivo de codificação de predição de imagem, de acordo com uma modalidade, inclui: (a) meio de divisão de região para a divisão de uma imagem de entrada para uma pluralidade de regiões; (b) meio de estimativa de predição de informações para a produção de um sinal de predição de uma região alvo entre a pluralidade de regiões a partir de um sinal reconstruído e a obtenção de informações de predição que é utilizada para produzir o sinal de predição, como informações de predição associadas à região alvo; (c) meio de codificação de predição de informações para codificar as informações de predição associadas à região alvo; (d) meio de decisão para fazer uma comparação das informações de predição associadas à região alvo e informações de predição associadas à região vizinha localizada próxima da região alvo e decidir, com base em um resultado da comparação, se as informações de predição associadas à região vizinha podem ser utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo; (e) meio de determinação de largura de região para, quando for decidido pelo meio de decisão que as informações de predição associadas à região vizinha podem ser utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo, determinar a largura de uma região de uma partição que é incluída na região alvo e onde as informações de predição associadas à região vizinha são utilizadas para produzir o sinal de predição; (f) meio de codificação de largura de região para codificar as informações que identificam a largura de região associada à região alvo; (g) meio de produção de sinal de predição para produzir o sinal de predição da região alvo a partir do sinal reconstruído mediante a utilização das informações de predição associadas à região alvo, as informações de predição associadas à região vizinha,
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7/52 e a largura de região; (h) meio de produção de sinal residual para produzir um sinal residual entre o sinal de predição da região alvo e o sinal original da região alvo; (i) meio de codificação de sinal residual para codificar o sinal residual; (j) meio de restauração de sinal residual para produzir um sinal residual decodificado mediante a decodificação de dados codificados do sinal residual; (k) meio de adição para produzir um sinal reconstruído da região alvo mediante a adição do sinal de predição para o sinal residual decodificado; e (l) meio de armazenamento para armazenar o sinal reconstruído da região alvo como o sinal reconstruído.
[0015] Além disso, um método de codificação de predição de imagem, de acordo com uma modalidade, inclui: (a) uma etapa de divisão de região para dividir uma imagem de entrada para uma pluralidade de regiões; (b) uma etapa de estimativa de informações de predição para produzir um sinal de predição de uma região alvo entre a pluralidade de regiões a partir de um sinal reconstruído e obter informações de predição que são utilizadas para produzir o sinal de predição, as informações de predição associadas à região alvo; (c) uma etapa de codificação de informações de predição para codificar as informações de predição associadas à região alvo; (d) uma etapa de decisão para fazer uma comparação das informações de predição associadas à região alvo e informações de predição associadas à região vizinha localizada próxima da região alvo e decidir, com base em um resultado da comparação, se as informações de predição associadas à região vizinha podem ser utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo; (e) uma etapa de determinação de largura de região para, quando for decidido na etapa de decisão que as informações de predição associadas à região vizinha podem ser utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo, determinar a largura de uma região de uma partição que é incluída na região alvo e onde as informações de predição associadas à região
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8/52 vizinha são utilizadas para produzir o sinal de predição; (f) uma etapa de codificação de largura de região para codificar as informações que identificam a largura de região; (g) uma etapa de produção de sinal de predição para produzir o sinal de predição da região alvo a partir do sinal reconstruído mediante a utilização das informações de predição associadas à região alvo, as informações de predição associadas à região vizinha, e a largura de região; (h) uma etapa de produção de sinal residual para produzir um sinal residual entre o sinal de predição da região alvo e o sinal original da região alvo; (i) uma etapa de codificação de sinal residual para codificar o sinal residual; (j) uma etapa de restauração de sinal residual para produzir um sinal residual decodificado mediante a decodificação de dados codificados do sinal residual; (k) uma etapa de produção de sinal reconstruído para produzir um sinal reconstruído da região alvo mediante a adição do sinal de predição ao sinal residual decodificado; e (l) uma etapa de armazenamento para armazenar o sinal reconstruído da região como o sinal reconstruído.
[0016] Além do mais, um programa de codificação de predição de imagem, de acordo com uma modalidade faz com que um computador funcione como: (a) meio de divisão de região para dividir uma imagem de entrada em uma pluralidade de regiões; (b) meio de estimativa de predição de informações para produzir um sinal de predição de uma região alvo entre a pluralidade de regiões a partir de um sinal reconstruído e obter informações de predição que são utilizadas para produzir o sinal de predição, as informações de predição associadas à região alvo; (c) meio de codificação de predição de informações para codificar as informações de predição associadas à região alvo; (d) meio de decisão para fazer uma comparação das informações de predição associadas à região alvo e informações de predição asso ciadas à região vizinha localizada próxima da região alvo e decidir, com base em um resultado da comparação, se
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9/52 as informações de predição associadas à região vizinha podem ser utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo; (e) meio de determinação de largura de região for, quando for decidido pelo meio de decisão que as informações de predição associadas à região vizinha podem ser utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo, determinar a largura de uma região de uma partição que é incluída na região alvo e onde as informações de predição associadas à região vizinha são utilizadas para produzir o sinal de predição; (f) meio de codificação de largura de região para codificar as informações que identificam a largura de região; (g) meio de produção de sinal de predição para produzir o sinal de predição da região alvo a partir do sinal reconstruído mediante a utilização das informações de predição associadas à região alvo, as informações de predição associadas à região vizinha, e a largura de região; (h) meio de produção de sinal residual para produzir um sinal residual entre o sinal de predição da região alvo e o sinal original da região alvo; (i) meio de codificação de sinal residual para codificar o sinal residual; (j) meio de restauração de sinal residual para produzir um sinal residual decodificado mediante a decodificação de dados codificados do sinal residual; (k) meio de adição para produzir um sinal reconstruído da região alvo mediante a adição do sinal de predição para o sinal residual decodificado; e (l) meio de armazenamento para armazenar o sinal reconstruído da região alvo como o sinal reconstruído.
[0017] De acordo com um aspecto de codificação da presente invenção, quando as informações de predição da região vizinha podem ser utilizadas, o sinal de predição da partição na região alvo é produzido mediante a utilização das informações de predição da região vizinha. Portanto, de acordo com o aspecto de codificação da presente invenção, o erro de predição da região alvo onde existe uma borda pode ser reduzido. Além disso, uma vez que as informações de predição da região vizinha são utilizadas para produzir o sinal de
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10/52 predição da partição na região alvo, é possível suprimir um aumento na quantidade de informações de predição.
[0018] Em uma modalidade, quando é decidido que as informações de predição associadas à região alvo e as informações de predição associadas à região vizinha são as mesmas, semelhantes, iguais, correspondentes ou idênticas, pode ser decidido que as informações de predição associadas à região vizinha não são utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo. Isso é porque quando as informações de predição associadas à região alvo e as informações de predição associadas à região vizinha são as mesmas, uma redução do erro de predição da região alvo não é alcançada.
[0019] Em uma modalidade, quando é decidido que uma combinação das informações de predição associadas à região alvo e as informações de predição associadas à região vizinha não satisfaz uma condição predeterminada, pode ser decidido que as informações de predição associadas à região vizinha não são utilizadas para produzir o sinal de predição da região alvo.
[0020] Em um aspecto de codificação da presente invenção, quando é decidido que as informações de predição associadas à região vizinha falha em ser utilizado para produzir o sinal de predição da região alvo, os dados codificados da largura da região associada à região alvo podem não ser emitidos. A quantidade de códigos é, dessa maneira, reduzida.
[0021] Em uma modalidade, a região vizinha pode ter duas regiões vizinhas em que uma das quais está na esquerda e a outra está no topo da região alvo. Em tal caso, quando é decidido que ambas as informações de predição associadas com as duas regiões vizinhas podem ser usadas para produzir o sinal de predição da região alvo, a informações de identificação que identificam uma região vizinha tendo a informações de predição sendo usada para produzir o sinal de predição da região alvo das duas regiões vizinhas, podem ser codificadas.
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De acordo com tal característica, é possível produzir o sinal de predição da partição de uma região vizinha ótima para fora das duas regiões vizinhas, e através disto uma redução adicional nos erros de predição é alcançada.
[0022] Outro aspecto da presente invenção refere-se à decodificação de uma imagem. Um dispositivo de decodificação preditiva de imagem de acordo com uma modalidade inclui: (a) meios de análise de dados para extração, de dados compactados que foram produzidos pela divisão de uma imagem em uma pluralidade de regiões e a codificação das regiões, os dados codificados de informações de predição que foram usados para produzir um sinal de predição de uma região alvo, dados codificados de informações identificando uma largura de região de uma partição na região alvo em que as informações de predição associadas com a região vizinha localizada próxima à região alvo foi usada para produzir o sinal de predição, e os dados codificados de um sinal residual; (b) meios de decodificação de informações de predição para restaurar a informações de predição associadas com a região alvo pela decodificação dos dados codificados das informações de predição; (c) meios de decisão para fazer uma comparação das informações de predição associadas com a região alvo e a informações de predição associadas com a região vizinha, e a decisão, baseada em um resultado da comparação, em que a informações de predição associadas com uma região vizinha pode ser usada para produzir o sinal de predição da região alvo; (d) meios de decodificação de largura de região para, quando é decidido pelos meios de decisão que a informações de predição associadas com uma região vizinha pode ser usada para produzir o sinal de predição da região alvo, restaurando a largura de região pela decodificação dos dados codificados das informações identificadoras da largura de região; (e) meios de produção de sinal de predição para a produção do sinal de predição da região alvo a partir de um sinal reconstruído pelo uso das informações de predição associadas com uma
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12/52 região alvo, a informações de predição associadas com uma região vizinha, e a largura de região; (f) meios de restauração de sinal residual para restaurar um sinal decodificado residual da região alvo a partir dos dados codificados do sinal residual; (g) meios de adição para a produção de um sinal reconstruído da região alvo pela adição do sinal de predição da região alvo para o sinal decodificado residual; e (h) meios de armazenamento para armazenar o sinal reconstruído da região alvo como o sinal reconstruído.
[0023] Em adição, um método de decodificação preditiva de imagem de acordo com uma modalidade inclui: (a) uma etapa de análise de dados para extração, dos dados compactados que foram gerados pela divisão de uma imagem em uma pluralidade de regiões e codificação as regiões, os dados codificados de informações de predição que foram usados para produzir um sinal de predição de uma região alvo, os dados codificados de informações identificadoras, uma largura de região de uma partição na região alvo em que as informações de predição associadas com uma região vizinha localizada próxima à região alvo foi usada para produzir o sinal de predição, e os dados codificados de um sinal residual; (b) uma etapa de decodificação de informações de predição para restaurar a informações de predição associadas com uma região alvo pela decodificação dos dados codificados de informações de predição; (c) uma etapa de decisão para fazer uma comparação das informações de predição associadas com uma região alvo e a informações de predição associadas com uma região vizinha, e a decisão, baseada em um resultado da comparação, em que a informações de predição associadas com uma região vizinha pode ser usada para produzir o sinal de predição da região alvo; (d) uma etapa de decodificação de largura de região para, quando é decidido na etapa de decisão que a informações de predição associadas com uma região vizinha pode ser usada para produzir o sinal de predição da região alvo, restaurando a largura de região pela
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13/52 decodificação dos dados codificados das informações identificadoras da largura de região; (e) uma etapa de produção de sinal de predição para a produção do sinal de predição da região alvo a partir de um sinal reconstruído pelo uso das informações de predição associadas com uma região alvo, a informações de predição associadas com uma região vizinha, e a largura de região; (f) uma etapa de restauração de sinal residual para restaurar um sinal decodificado residual da região alvo a partir dos dados codificados do sinal residual; (g) uma etapa de produção de sinal reconstruído para a produção de um sinal reconstruído da região alvo pela adição do sinal de predição da região alvo para o sinal decodificado residual; e (h) uma etapa de armazenamento para armazenar o sinal reconstruído da região alvo como o sinal reconstruído.
[0024] Ademais, um programa de decodificação preditiva de imagem de acordo com uma modalidade faz com que o computador funcione como: (a) meios de análise de dados para extração, a partir de dados compactados que foram produzidas pela divisão de uma imagem em uma pluralidade de regiões e codificação as regiões, os dados codificados de informações de predição que foram usados para produzir um sinal de predição de uma região alvo; os dados codificados de informações identificadoras, uma largura de região de uma partição na região alvo em que uma informação de predição associada com uma região vizinha localizada próxima à região alvo foi usada para produzir o sinal de predição; e dados codificados de um sinal residual; (b) meios de decodificação de informações de predição para restaurar a informações de predição associadas com uma região alvo pela decodificação dos dados codificados das informações de predição; (c) meios de decisão para fazer uma comparação das informações de predição associadas com uma região alvo e as informações de predição associadas com uma região vizinha e a decisão, baseada em um resultado da comparação, em que as informações de predição associadas com uma região
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14/52 vizinha podem ser usadas para produzir o sinal de predição da região alvo; (d) meios de decodificação de largura de região para, quando é decidido pelos meios de decisão que as informações de predição associadas com uma região vizinha podem ser usadas para produzir o sinal de predição da região alvo, restaurando a largura de região pela decodificação dos dados codificados das informações identificadoras da largura de região; (e) meios de produção de sinal de predição para a produção do sinal de predição da região alvo a partir de um sinal reconstruído pelo uso das informações de predição associadas com uma região alvo, as informações de predição associadas com uma região vizinha, e a largura de região; (f) meios de restauração de sinal residual para restaurar um sinal decodificado residual da região alvo a partir dos dados codificados do sinal residual; (g) meios de adição para a produção de um sinal reconstruído da região alvo pela adição do sinal de predição da região alvo para o sinal decodificado residual; e (h) meios de armazenamento para armazenar o sinal reconstruído da região alvo como o sinal reconstruído.
[0025] A presente invenção de acordo com tal decodificação permite, preferencialmente, reproduzir uma imagem a partir dos dados compactados produzidas pela codificação da presente invenção descrita acima.
[0026] Em uma modalidade, quando é decidido que as informações de predição associadas com uma região alvo e as informações de predição associadas com uma região vizinha são as mesmas, pode ser decidido que as informações de predição associadas comum região vizinha falhe em ser usada para produzir o sinal de predição da região alvo. Em adição, quando é decidido que uma combinação das informações de predição associadas com uma região alvo e as informações de predição associadas com uma região vizinha falhem em satisfazer uma condição predeterminada, pode ser decidido que as informações de predição associadas com uma região vizinha falhem em serem usadas para
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15/52 produzir o sinal de predição da região alvo.
[0027] Em uma modalidade, quando é decidido que as informações de predição associadas com uma região vizinha falhem em serem usadas para produzir o sinal de predição da região alvo, a largura de região associada com uma região alvo pode ser configurada para 0.
[0028] Em uma modalidade, a região vizinha pode ter duas regiões vizinhas uma das quais está na esquerda e a outra está no topo da região alvo. Em tal caso, quando é decidido que ambas as informações de predição associadas com as duas regiões vizinhas podem ser usadas para produzir o sinal de predição da região alvo, os meios de decodificação de largura de região podem decodificar as informações de identificação que identificam uma região vizinha tendo as informações de predição sendo usadas para produzir o sinal de predição da região alvo das duas regiões vizinhas.
Efeitos Vantajosos da Invenção [0029] Como descrito acima, de acordo com a presente invenção, um dispositivo codificação de predição de imagem, um método de codificação de predição de imagem e um programa de codificação de predição de imagem que podem codificar de forma eficiente uma imagem através de suprimir um aumento nas informações de predição e reduzir o erro de predição de um bloco alvo, são fornecidos. Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, um dispositivo de decodificação de predição de imagem, um método de decodificação de predição de imagem e um programa de decodificação de predição de imagem são fornecidos de maneira correspondente.
Breve Descrição dos Desenhos
A figura 1 é um diagrama que mostra um dispositivo de codificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade;
a figura 2 é um diagrama que ilustra uma partição em um bloco alvo onde
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16/52 um sinal de predição é produzido através do uso das informações de predição de um bloco vizinho;
a figura 3 é um fluxograma que mostra procedimentos de um método de codificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade;
a figura 4 é um fluxograma detalhado da etapa S108 de acordo com a figura 3;
a figura 5 é um fluxograma detalhado da etapa S202 de acordo com a figura 4;
a figura 6 é um fluxograma detalhado da etapa S110 de acordo com a figura 3;
a figura 7 é um diagrama que mostra um dispositivo de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade;
a figura 8 é um fluxograma de um método de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade;
a figura 9 é um fluxograma detalhado da etapa S508 de acordo com a figura 8;
a figura 10 é um diagrama que ilustra outro exemplo do bloco vizinho;
a figura 11 é um fluxograma que mostra procedimentos detalhados de outro exemplo da etapa S108 de acordo com a figura 3;
a figura 12 é um fluxograma que mostra procedimentos detalhados de outro exemplo da etapa S508 de acordo com a figura 8;
a figura 13 é um diagrama que ilustra outro exemplo da partição no bloco alvo onde o sinal de predição é produzido através do uso das informações de predição do bloco vizinho;
a figura 14 é um diagrama que mostra outro exemplo da partição;
a figura 15 é um diagrama que mostra outros exemplos do bloco alvo e do bloco vizinho;
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17/52 a figura 16 é um diagrama que mostra um programa de codificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade;
a figura 17 é um diagrama que mostra um programa de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade;
a figura 18 é um diagrama que mostra uma estrutura de hardware de um computador para executar um programa armazenado em um meio de gravação;
a figura 19 é uma vista em perspectiva de um computador para executar o programa armazenado no meio de gravação;
a figura 20 é uma vista esquemática que descreve um método de predição de intra-imagem usado em ITU H.264p; e a figura 21 é uma vista esquemática que descreve comparação de blocos.
Descrição das Modalidades [0030] As modalidades preferenciais da presente invenção são descritas em detalhes abaixo, com referência aos desenhos. Em cada desenho, as partes que são as mesmas ou equivalentes são identificadas com os mesmos números de referência.
[0031] A figura 1 é um diagrama que mostra um dispositivo de codificação de predição de imagem de acordo com uma das modalidades. Um dispositivo de codificação de predição de imagem 100 mostrado de acordo com a figura 1 inclui um terminal de entrada 102, uma unidade de divisão de bloco 104, um gerador de sinal de predição 106, uma memória de quadro 108, um subtrator 110, um transformador 112, um quantizador 114, um quantizador inverso 116, um transformador inverso 118, um adicionador 120, um codificador de coeficiente quantizado transformado 122, um terminal de emissão 124, um estimador de informações de predição 126, uma memória de informações de predição 128, uma unidade de decisão 130, um codificador de informações de predição 132, um determinante de largura de região 134 e um codificador de largura de região
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136. O transformador 112, o quantizador 114, e o codificador de coeficiente quantizado transformado 122 funcionam como meios de codificação de sinal residual, enquanto o quantizador inverso 116 e o transformador inverso 118 funcionam como meios de restauração de sinal residual.
[0032] Cada componente do dispositivo de codificação de predição de imagem 100 será descrito abaixo. O terminal de entrada 102 é um terminal para a entrada de um sinal de uma imagem em movimento. O sinal da imagem em movimento é um sinal que inclui uma pluralidade de imagens. O terminal de entrada 102 é conectado através de uma linha L102 até a unidade de divisão de bloco 104.
[0033] A unidade de divisão de bloco 104 divide a imagem que é incluída no sinal da imagem em movimento em uma pluralidade de regiões. Especificamente, a unidade de divisão de bloco 104 seleciona sequencialmente a pluralidade de imagens que são incluídas no sinal da imagem em movimento como uma imagem alvo de codificação. A unidade de divisão de bloco 104 divide a imagem selecionada em uma pluralidade de regiões. Na presente modalidade, a região é um bloco de pixel 8 x 8. Entretanto, o bloco com diferentes tamanhos e/ou formatos pode ser usado como uma região. A unidade de divisão de bloco 104 é conectada através de uma linha L104 ao estimador de informações de predição 126.
[0034] O estimador de informações de predição 126 detecta informações de predição necessárias para produzir um sinal de predição de uma região alvo (um bloco alvo) que é o alvo do processamento de codificação. Como um método para produzir informações de predição que é um método de predição, predição de intra-imagem ou predição de inter-imagem que foi descrito na técnica anterior, é aplicável. A presente invenção, entretanto, não é limitada a tais métodos de predições. A descrição abaixo é dada no caso onde a
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19/52 comparação de blocos mostrada de acordo com a figura 21 é desempenhada em um processo de predição. Quando a comparação de blocos é usada, as informações de predição incluem vetores de movimento, informações de seleção de imagem de referência e similares. Mais adiante no presente documento, as informações de predição que são detectadas para produzirem o sinal de predição do bloco alvo são chamadas de informações de predição associadas com um bloco alvo. O estimador de informações de predição 126 é conectado através de uma linha L126a e uma linha L126b até a memória de informações de predição 128 e o codificador de informações de predição 132, respectivamente.
[0035] A memória de informações de predição 128 recebe as informações de predição através da linha L126a de um estimador de informações de predição 126 e armazena as informações de predição. A memória de informações de predição 128 é conectada através de uma linha L128 até unidade de decisão 130.
[0036] O codificador de informações de predição 132 recebe as informações de predição através da linha L126b do estimador de informações de predição 126. O codificador de informações de predição 132 codifica por entropia as informações de predição recebidas para produzir dados codificados e emite os dados codificados através de uma linha L132 até o terminal de emissão 124. Os exemplos de codificação por entropia incluem codificação aritmética, codificação de comprimento variável e similares, mas a presente invenção não é limitada a tais métodos de codificação por entropia.
[0037] A unidade de decisão 130 recebe as informações de predição associadas com o bloco alvo e as informações de predição associadas com um bloco vizinho através da linha L128 da memória de informações de predição 128. O bloco vizinho é uma região vizinha localizada de forma vizinha ao bloco alvo e é uma região já codificada. A unidade de decisão 130 compara as informações
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20/52 de predição associadas com o bloco alvo contra as informações de predição associadas com o bloco vizinho, e decide se as informações de predição associadas com o bloco vizinho podem ser usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo.
[0038] Especificamente, a unidade de decisão 130 compara as informações de predição associadas com o bloco alvo contra as informações de predição associadas com o bloco vizinho, e quando os dois pedaços de informações de predição coincidem, esta decide que as informações de predição associadas com o bloco vizinho não serão usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo. Isto é porque, quando os dois pedaços de informações de predição coincidem, o sinal de predição de uma partição do bloco alvo produzido através do uso de informações de predição associadas com o bloco vizinho pode resultar no mesmo que o sinal de predição produzido através do uso de informações de predição associadas com o bloco alvo. Isto é, a redução em erro de predição não pode ser esperada.
[0039] Por outro lado, quando dois pedaços de informações de predição são diferentes, a unidade de decisão 130 decide que as informações de predição associadas com o bloco vizinho podem ser usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo. A unidade de decisão 130 é conectada através de uma linha L130 para o determinante de largura de região 134 e o codificador de largura de região 136, e um resultado de comparação (decisão) pela unidade de decisão 130 é emitido através da linha L130 até o determinante de largura de região 134 e o codificador de largura de região 136. Mais adiante no presente documento, o resultado de decisão de um caso quando as informações de predição associadas com o bloco vizinho não serão usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo, é chamado de resultado de decisão que indica que não pode ser usado, enquanto o resultado de decisão de um caso quando as
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21/52 informações de predição associadas com o bloco vizinho podem ser usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo, é chamado de resultado de decisão que indica que pode ser usado. As operações da unidade de decisão 130 são descritas em detalhes abaixo.
[0040] O determinante de largura de região 134 recebe o resultado de decisão através da linha L130 da unidade de decisão 130. Quando o resultado de decisão indica que pode ser usado, o determinante de largura de região 134 determina uma largura de região da partição do bloco alvo onde o sinal de predição é produzido através do uso de informações de predição associadas com o bloco vizinho. Portanto, o determinante de largura de região 134 recebe as informações de predição associadas com o bloco alvo e as informações de predição associadas com o bloco vizinho através de uma linha L128a da memória de informações de predição 128. Além disso, o determinante de largura de região 134 recebe um sinal reconstruído da memória de quadro 108 e recebe um sinal original do bloco alvo da unidade de divisão de bloco 104.
[0041] A figura 2 é um diagrama que descreve a partição do bloco alvo onde o sinal de predição é produzido através do uso das informações de predição do bloco vizinho. A figura 2 mostra um caso onde um bloco vizinho B1 à esquerda de um bloco alvo Bt serve como o bloco vizinho, mas o bloco vizinho na presente invenção pode ser um bloco vizinho no topo do bloco alvo ou ambos os blocos vizinhos à esquerda e no topo do bloco alvo. Existem casos em que blocos vizinhos à direita e no fundo do bloco alvo podem ser usados como o bloco vizinho.
[0042] Conforme mostrado na figura 2, o bloco alvo Bt e o bloco vizinho B1 são um bloco de 8 x 8 pixels. Na figura 2, uma posição de pixel a superior esquerda (posição horizontal, posição vertical) é representada por (0, 0), enquanto que uma posição de pixel inferior direita (posição horizontal, posição
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22/52 vertical) é representada por (7, 7). Uma divisão R2 mostrada na figura 2 é uma região onde as informações de predição do bloco vizinho B1 são usadas para produzir o sinal de predição e uma largura de região do mesmo é w em uma direção horizontal. Ou seja, a divisão R2 é cercada por quatro posições de pixel de (0, 0), (w-1, 0), (0, 7) e (w-1, 7). Uma divisão R1 é uma região onde as informações de predição associadas com o bloco alvo são usadas para produzir o sinal de predição.
[0043] Na presente modalidade, a largura de região pode ser configurada a partir de 0 a 8 pixels com um incremento de pixel. O determinante de largura de região 134 da presente modalidade produz o sinal de predição do bloco alvo em relação a cada dentre 9 regiões de largura configuráveis e seleciona a largura de região que tem a menor soma absoluta do erro de predição ou a menor soma quadrada das mesmas. O processo é realizado pela aquisição de um sinal original do bloco alvo e das informações de predição associadas ao bloco alvo e das informações de predição associadas ao bloco vizinho a partir da unidade de divisão de bloco 104 e da memória de informações de predição 128, respectivamente, e pela produção do sinal de predição do bloco alvo, com base nessas partes de informações de predição e na largura de região, a partir do sinal reconstruído que é armazenado na memória de quadro 108. Um método para determinar a largura de região e candidatos para a largura de região configurável não é particularmente limitado. Por exemplo, as regiões de largura configuráveis podem ser larguras de pixel que são especificadas por múltiplos de 2, e podem adotar qualquer uma ou mais larguras. Adicionalmente, uma pluralidade de regiões de largura configuráveis é preparada e a seleção de informações pode ser codificada para cada unidade de sequência, cada unidade de quadro ou cada unidade de bloco.
[0044] O determinante da largura de região 134 é conectado através de
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23/52 uma linha L134a e uma linha L134b ao codificador de largura de região 136 e ao gerador de sinal de predição 106, respectivamente. O determinante da largura de região 134 emite a largura de região determinada (informações que identificam a largura de região) através da linha L134a e da linha L134b para o codificador de largura de região 136 e o gerador de sinal de predição 106.
[0045] Quando o resultado de decisão recebido a partir da unidade de decisão 130 indica utilizável, o codificador de largura de região 136 codifica por entropia a largura de região recebida através da linha L134a para produzir dados codificados. O codificador de largura de região 136 pode usar um método de codificação por entropia, como codificação aritmética ou codificação de comprimento variável, mas a presente invenção não está limitada a tais métodos de codificação.
[0046] O codificador de largura de região 136 é conectado através de uma linha L136 ao terminal de saída 124, e os dados codificados produzidos pelo codificador de largura de região 136 são emitidos através da linha L136 para o terminal de saída 124.
[0047] O gerador de sinal de predição 106 recebe duas partes de informações de predição associadas ao bloco alvo e o bloco vizinho através de uma linha L128b a partir da memória de informações de predição 128. Adicionalmente, o gerador de sinal de predição 106 recebe a largura de região através da linha L134b a partir do determinante de largura de região 134, e recebe o sinal reconstruído através de uma linha L108 a partir da memória de quadro 108. O gerador de sinal de predição 106 usa as duas partes de informações de predição e a largura de região recebida para produzir o sinal de predição do bloco alvo a partir do sinal reconstruído. Os exemplos de um método para a produção do sinal de predição são descritos abaixo. O gerador de sinal de predição 106 é conectado através de uma linha L106 ao subtrator 110. O sinal
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24/52 de predição produzido pelo gerador de sinal de predição 106 é emitido através da linha L106 ao subtrator 110.
[0048] O subtrator 110 é conectado através de uma linha L104b à unidade de divisão de bloco 104. O subtrator 110 subtrai o sinal de predição do bloco alvo produzido pelo gerador de sinal de predição 106 a partir do sinal original do bloco alvo, que é recebido através da linha L104b a partir da unidade de divisão de bloco 104. Um sinal residual é produzido através de tal subtração. O subtrator 110 é conectado através de uma linha L110 ao transformador 112 e o sinal residual é emitido através da linha L110 ao transformador 112.
[0049] O transformador 112 aplica a transformada discreta de cosseno ao sinal residual de entrada para produzir coeficientes transformados. O quantizador 114 recebe os coeficientes transformados através de uma linha L112 a partir do transformador 112. O quantizador 114 quantiza os coeficientes transformados para produzir coeficientes transformados quantizados. O codificador de coeficiente transformado quantizado 122 recebe os coeficientes transformados quantizados através de uma linha L114 a partir do quantizador 114 e codifica por entropia os coeficientes transformados quantizados para produzir dados codificados. O codificador de coeficiente transformado quantizado 122 emite os dados codificados produzidos através de uma linha L122 para o terminal de saída 124. Um método de codificação por entropia para o codificador de coeficiente transformado quantizado 122, codificação aritmética ou codificação de comprimento variável pode ser usado, mas a presente invenção não está limitada a tais métodos de codificação.
[0050] O terminal de saída 124 emite coletivamente os dados codificados recebidos a partir do codificador de informações de predição 132, do codificador de largura de região 136 e do codificador de coeficiente transformado quantizado 122, para fora.
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25/52 [0051] O quantizador inverso 116 recebe os coeficientes transformados quantizados através de uma linha L114b a partir do quantizador 114. O quantizador inverso 116 quantiza inversamente os coeficientes transformados quantizados recebidos para restaurar os coeficientes transformados. O transformador inverso 118 recebe os coeficientes transformados através de uma linha L116 a partir do quantizador inverso 116 e aplica uma transformada discreta de cosseno nos coeficientes transformados, de modo que restaura um sinal residual (sinal residual decodificado). O adicionador 120 recebe o sinal residual decodificado através de uma linha L118 a partir do transformador inverso 118 e recebe o sinal de predição através de uma linha L106b a partir do gerador de sinal de predição 106. O adicionador 120 adiciona o sinal residual decodificado recebido ao sinal de predição para reproduzir um sinal do bloco alvo (sinal reconstruído). O sinal reconstruído produzido pelo adicionador 120 é emitido através de uma linha L120 para a memória de quadro 108 e armazenado na memória de quadro 108 como o sinal reconstruído.
[0052] A presente modalidade usa o transformador 112 e o transformador inverso 118, mas outro processo de transformação pode ser usado como alternativa a esses transformadores. Em adição, o transformador 112 e o transformador inverso 118 não são indispensáveis. Nesse modo, a fim de ser usado para a produção do sinal de predição do bloco alvo subsequente, o sinal reconstruído do bloco alvo codificado é restaurado em um processo inverso e armazenado na memória de quadro 108.
[0053] Além disso, a estrutura do codificador não é limitada àquela mostrada na figura 1. Por exemplo, a unidade de decisão 130 e a memória de informações de predição 128 podem ser incluídas no gerador de sinal de predição 106. Em adição, o determinante da largura de região 134 pode ser incluído no estimador de informações de predição 126.
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26/52 [0054] Com referência às operações do dispositivo de codificação preditiva de imagem 100, um método de codificação preditiva de imagem de uma modalidade é descrito abaixo. Em adição, as operações detalhadas da unidade de decisão 130, o determinante da largura de região 134 e o gerador de sinal de predição 106 são descritos.
[0055] A figura 3 é um fluxograma que mostra procedimentos do método de codificação preditiva de imagem de acordo com uma modalidade. Conforme mostrado na figura 3, no presente método de codificação preditiva de imagem, primeiramente na etapa S100, a unidade de divisão de bloco 104 divide uma imagem alvo de codificação em uma pluralidade de blocos. Então, na etapa S102, um bloco é selecionado a partir da pluralidade de blocos como um bloco alvo de codificação.
[0056] Então, na etapa S104, o estimador de informações de predição 126 determina informações de predição do bloco alvo. As informações de predição são codificadas na etapa S106 a seguir através do codificador de informações de predição 132.
[0057] A seguir, o presente método de codificação preditiva de imagem prossegue para a etapa S108. A figura 4 é um fluxograma detalhado da etapa S108 na figura 3. No processo da etapa S108, primeiramente na etapa S200, duas partes de informações de predição associadas com o bloco alvo e com o bloco vizinho são inseridas na unidade de decisão 130. Então, na etapa S202, a unidade de decisão 130 decide se as informações de predição do bloco vizinho podem ou não ser usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo.
[0058] A figura 5 é um fluxograma detalhado da etapa S202 na figura 4. Conforme mostrado na figura 5, não processo da etapa S202, primeiro na etapa S300, a unidade de decisão 130 decide se as duas peças de informação de predição associadas ao bloco alvo e o bloco vizinho coincidem. Quando a decisão
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27/52 na etapa S300 é verdadeira (Sim), o mesmo significa que duas peças de informação de predição associadas ao bloco alvo e o bloco vizinho coincidem, uma unidade de decisão 130 emite um resultado de decisão que indica inutilizável na etapa S302.
[0059] Por outro lado, quando a decisão na etapa S300 é falsa (Não), o processo prossegue para a etapa S304. Na etapa S304, a unidade de decisão 130 decide se a informação de predição associada ao bloco vizinho está em um estado utilizável a fim de produzir o sinal de predição do bloco alvo. Quando a decisão na etapa S304 é verdadeira (Sim), a unidade de decisão 130 emite o resultado de decisão que indica utilizável na etapa seguinte S306. Por outro lado, quando a decisão na etapa S304 é falsa (Não), a unidade de decisão 130 conduz o processo da etapa S302 descrita acima.
[0060] Quando é decidido que a informação de predição associada com o bloco vizinho está em estado utilizável na etapa S304, há casos em que (1) o bloco vizinho está do lado de fora de uma imagem; (2) uma combinação da informação de predição do bloco alvo e a informação de predição do bloco vizinho não é aprovada; e similares.
[0061] Dessa maneira, a unidade de decisão 130 decide, de acordo com uma regra predeterminada, se utiliza a informação de predição associada ao bloco vizinho a fim de produzir o sinal de predição da partição da região alvo. A regra não precisa ser transmitida, se o codificador e o decodificador compartilham a informação antecipadamente, mas a mesma pode ser decodificada e transmitida. Por exemplo, há um método no qual uma pluralidade de tais regras é preparada e cuja regra a ser aplicada é transmitida para cada unidade de quadro, cada unidade de sequência, ou cada unidade de bloco.
[0062] Referindo-se à figura 4 novamente, em seguida, o presente método de decodificação de predição de imagem prossegue para a etapa S204. Na etapa
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S204, um determinador de largura da região 134 refere-se ao resultado de decisão da unidade de decisão 130 e decide se o resultado de decisão indica utilizável ou não. Quando o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica inutilizável, o processo da etapa S108 encerra.
[0063] Por outro lado, quando o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica utilizável, um determinador de largura da região 134 seleciona, na etapa seguinte S206, a largura da região da partição da região alvo a ser predito através do uso de informação de predição associado ao bloco vizinho, a partir das candidatas preparadas antecipadamente. Então, na etapa S208, o codificador de largura da região 136 codifica a largura da região determinada.
[0064] Referindo-se à figura 3 novamente, o processo procede a partir da etapa S108 para a etapa S110. Na etapa S110, o gerador de sinal de predição 106 usa as duas peças de informação de predição associadas ao bloco alvo e o bloco vizinho, e a largura da região determinada através de um determinador de largura da região 134, a fim de produzir o sinal de predição do bloco alvo a partir do sinal reconstruído armazenada na memória de quadro 108.
[0065] Um exemplo de operações detalhadas do gerador de sinal de predição 106 na etapa S110 é descrita abaixo. A figura 6 é um fluxograma detalhado da etapa S110 na figura 3. A figura 6 mostra operações do gerador de sinal de predição 106, quando, conforme mostrado na figura 2, o sinal de predição da partição R2 em um bloco alvo de pixel 8 x 8 é produzido ao usar a informação de predição associada ao bloco vizinho na esquerda.
[0066] Conforme mostrado na figura 6, primeiro na etapa S400, o gerador de sinal de predição 106 adquire informação de predição Pt associada ao bloco alvo e informação de predição Pn associada ao bloco vizinho. Então, na etapa S402, o gerador de sinal de predição 106 adquire uma largura de região w a partir
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29/52 de um determinador de largura da região 134.
[0067] Em seguida na etapa S404, o gerador de sinal de predição 106 usa a informação de predição Pt e a largura da região w a fim de produzir o sinal de predição da partição R1 no bloco alvo mostrado na figura 2 a partir do sinal reconstruído. Em seguida na etapa S406, o gerador de sinal de predição 106 usa a informação de predição Pn e a largura da região w a fim de produzir um sinal de predição da partição R2 no bloco alvo a partir do sinal reconstruído. No exemplo mostrado na figura 2, quando a largura da região w é 0, A etapa S406 pode ser omitida. Além disso, quando a largura da região é 8, a etapa S404 pode ser omitida.
[0068] Referindo-se à figura 3 novamente, o método de codificação de predição de imagem prossegue para a etapa S112. Na etapa S112, o subtrator 110 usa o sinal original e o sinal de predição do bloco alvo a fim de produzir um sinal residual. Na etapa seguinte S114, o transformador 112, o quantizador 114 e o codificador de coeficiente quantizado transformado 122 transforma e codifica o sinal residual a fim de produzir dados decodificados.
[0069] Então, na etapa S116, o quantizador inverso 116 e o transformador inverso 118 restaura um sinal residual decodificado a partir de coeficientes transformados quantizados. Na etapa seguinte S118, o adicionador 120 adiciona o sinal residual decodificado para o sinal de predição a fim de produzir um sinal reconstruído. Então, na etapa S120, o sinal reconstruído é armazenado na memória de quadro 108 como o sinal reconstruído.
[0070] Em seguida na etapa S122, caso todos os blocos sejam processados conforme o bloco alvo é verificado e quando o processo em todos os blocos é incompleto, um dos blocos não processados é selecionado conforme o bloco alvo e o processo da etapa S102 é desempenhado. Por outro lado, quando o processo em todos os blocos é concluído, o processo do presente método de
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30/52 decodificação de predição de imagem encerra.
[0071] Um dispositivo de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade é descrito abaixo. A figura 7 é um diagrama que mostra o dispositivo de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade. Um dispositivo de decodificação de predição de imagem 200 mostrado na figura 7 é fornecido com um terminal de entrada 202, um analisador de dados 204, um quantizador inverso 206, um transformador inverso 208, um adicionador 210, um terminal de saída 212, um decodificador de coeficiente transformado quantizado 214, um decodificador de informação de predição 216, um decodificador de largura de região 218, a memória de quadro 108, o gerador de sinal de predição 106, a memória de informação de predição 128, e a unidade de decisão 130. O quantizador inverso 206, o transformador inverso 208 e o decodificador de coeficiente transformado quantizado 214 funcionam como um meio de restauração de sinal residual. Para meios de decodificação que incluem o quantizador inverso 206 e o transformador inverso 208, alternativas podem ser usadas. Além disso, o transformador inverso 208 pode ser eliminado.
[0072] Cada componente do dispositivo de decodificação de predição de imagem 200 é descrito em detalhes abaixo. O terminal de entrada 202 insere dados comprimidos que tenham sido decodificados por compressão através do dispositivo de codificação de predição de imagem 100 (ou o método de codificação de predição de imagem) descrito acima. Os dados comprimidos incluem, com respeito a cada pluralidade de blocos em uma imagem, dados decodificados de coeficientes transformados quantizados produzidos através de quantizar por transformação e codificar por entropia um sinal residual; dados decodificados de informação de predição para produzir um sinal de predição; e dados decodificados da largura de região da partição no bloco em que o sinal de
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31/52 predição é produzido através do uso de informação de predição associado a um bloco vizinho localizado vizinho a um bloco alvo. Na presente modalidade, a informação de predição inclui um vetor de movimento e um número de imagem de referência e similares. O terminal de entrada 202 é conectado via uma linha L202 para o analisador de dados 204.
[0073] O analisador de dados 204 recebe os dados comprimidos através da linha L202 a partir do terminal de entrada 202. O analisador de dados 204 analisa os dados comprimidos recebidos e separa os dados comprimidos, com respeito a um bloco alvo de decodificação, para os dados decodificados dos coeficientes transformados quantizados; os dados decodificados da informação de predição; e os dados decodificados de uma largura da região. O analisador de dados 204 emite os dados decodificados da largura da região através de uma linha L204a para um decodificador da largura da região 218; emite os dados decodificados da informação de predição através de uma linha L204b para o decodificador de informação de predição 216; e emite os dados decodificados dos coeficientes transformados quantizados através de uma linha L204c para o decodificador de coeficiente transformado quantizado 214.
[0074] O decodificador de informação de predição 216 decodifica por entropia os dados decodificados da informação de predição associada ao bloco alvo para obter informação de predição. O decodificador de informação de predição 216 é conectado através de uma linha L216 para a memória de informação de predição 128. A informação de predição produzida através do decodificador de informação de predição 216 é armazenada através da linha L216 na memória de informação de predição 128. A memória de informação de predição 128 é conectada através da linha L128a e da linha L128b para a unidade de decisão 130 e o gerador de sinal de predição 106, respectivamente.
[0075] A unidade de decisão 130 tem a mesma função que a unidade de
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32/52 decisão 130 do dispositivo de codificação mostrado na figura 1. Ou seja, a unidade de decisão 130 compara as informações de predição associadas ao bloco alvo com as informações de predição associadas ao bloco vizinho localizados próximos entre si, e decide quando as informações de predição associadas ao bloco vizinho poderão ser usadas na produção do sinal de predição do bloco alvo.
[0076] Especificamente, a unidade de decisão 130 compara as duas partes de informações de predição associadas ao bloco alvo e ao bloco vizinho localizado próximo um ao outro, e quando as duas partes de informações de predição coincidem, esta decide quando as informações de predição associadas ao bloco vizinho não serão usadas para produzir o sinal de predição do bloco alvo. Ou seja, em tal caso, a unidade de decisão 130 emite um resultado de decisão que indica inutilizável. Por outro lado, quando as duas partes de informações de predição são diferentes, a unidade de decisão 130 emite o resultado de decisão que indica utilizável. A unidade de decisão 130 é conectada através da linha L130 ao decodificador de largura de região 218. O resultado de decisão pela unidade de decisão 130 é emitido através da linha L130 ao decodificador de largura de região 218. Embora um fluxo de processo detalhado do processo da unidade de decisão 130 já tenha sido descrito na figura 5, a descrição detalhada será omitida aqui.
[0077] O decodificador de largura de região 218 decodifica a entropia, com base no resultado de decisão recebido através da linha L130 a partir da unidade de decisão 130, dos dados codificados de entrada da largura de região para restaurar a largura de região. Ou seja, quando o resultado de decisão indica utilizável, o decodificador de largura de região 218 decodifica os dados codificados da largura de região para restaurar a largura de região. Por outro lado, quando o resultado de decisão é inutilizável, a restauração da largura de
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33/52 região pode não ser conduzida. O decodificador de largura de região 218 é conectado através de uma linha L218 ao gerador de sinal de predição 106, e a largura de região produzida pelo decodificador de largura de região 218 é emitida através da linha L218 ao gerador de sinal de predição 106.
[0078] O gerador de sinal de predição 106 apresenta a mesma função que o gerador de sinal de predição do dispositivo de codificação mostrado na figura
1. Ou seja, o gerador de sinal de predição 106 usa as informações de predição associadas ao bloco alvo e as informações de predição associadas ao bloco vizinho (caso necessário), bem como a largura de região recebida através da linha L218, a fim de produzir o sinal de predição do bloco alvo de decodificação a partir do sinal reconstruído armazenado na memória de quadro 108. Embora as operações detalhadas do gerador de sinal de predição 106 sejam descritas na figura 6, a descrição detalhada será omitida aqui. O gerador de sinal de predição 106 é conectado através da linha L106 ao adicionador 210. O gerador de sinal de predição 106 emite o sinal de predição produzido através da linha L106 ao adicionador 210.
[0079] O decodificador de coeficiente transformado quantizado 214 recebe os dados codificados dos coeficientes transformados quantizados através da linha L204c a partir do analisador de dados 204. O decodificador de coeficiente transformado quantizado 214 decodifica a entropia dos dados codificados recebidos para restaurar os coeficientes transformados quantizados do sinal residual do bloco alvo. O decodificador de coeficiente transformado quantizado 214 emite os coeficientes transformados quantizados restaurados através de uma linha L214 ao quantizador inverso 206.
[0080] O quantizador inverso 206 quantiza inversamente os coeficientes transformados quantizados recebidos através da linha L214 para restaurar os coeficientes transformados. O transformador inverso 208 recebe os coeficientes
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34/52 transformados restaurados através de uma linha L206 a partir do quantizador inverso 206 e aplica uma transformada discreta do cosseno inversa aos coeficientes transformados para restaurar o sinal residual (sinal residual decodificado) do bloco alvo.
[0081] O adicionar 210 recebe o sinal residual decodificado através de uma linha L208 a partir do transformador inverso 208 e recebe o sinal de predição produzido pelo gerador de sinal de predição 106 através da linha L106. O adicionador 210 produz um sinal reconstruído do bloco alvo por meio da adição do sinal residual decodificado recebido ao sinal de predição. O sinal reconstruído é emitido através de uma linha L210 à memória de quadro 108 e armazenado na memória de quadro 108. Além disso, o sinal reconstruído também é emitido ao terminal de saída 212. O terminal de saída 212 emite o sinal reconstruído a um meio externo (a um visor, por exemplo).
[0082] Em referência às operações do dispositivo de decodificação de predição de imagem 200, um método de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade é descrito abaixo. A figura 8 é um fluxograma do método de decodificação de predição de imagem de acordo com uma modalidade. Conforme mostrado na figura 8, no presente método de decodificação de predição de imagem, inicialmente na etapa S500, os dados comprimidos são emitidos através do terminal de entrada 202. Em seguida, na etapa S502, um bloco alvo que é o alvo do processo é selecionado.
[0083] Em seguida, na etapa S504, o analisador de dados 204 analisa os dados comprimidos e extrai os dados codificados das informações de predição associadas ao bloco alvo que é um alvo de decodificação, de uma largura de região, e dos coeficientes transformados quantizados. As informações de predição são decodificadas pelo decodificador de informações de predição 216 na etapa S506.
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35/52 [0084] Em seguida, o processo avança para a etapa S508. A figura 9 é um fluxograma detalhado da etapa S508 na figura 8. Conforme mostrado na figura 9, no processo da etapa S508, inicialmente na etapa S600, duas partes de informações de predição associadas ao bloco alvo e a um bloco vizinho são inseridas na unidade de decisão 130.
[0085] Em seguida, na etapa S202, a unidade de decisão 130 decide a capacidade de utilização das informações de predição associadas ao bloco vizinho e emite um resultado de decisão. As operações da unidade de decisão 130 na etapa S202 são iguais às operações descritas na figura 5, portanto, a descrição detalhada é omitida aqui.
[0086] Em seguida, na etapa S602, é decidido quando o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indicará utilizável ou não. Quando o resultado de decisão na etapa S602 for verdadeiro (Sim), ou seja, quando as informações de predição do bloco vizinho forem utilizáveis, o decodificador de largura de região 218 decodificará os dados codificados da largura de região para restaurar a largura de região de uma partição (R2) do bloco alvo na etapa S604. Por outro lado, quando a decisão na etapa S602 for falsa (Não), o decodificador de largura de região 218 ajustará a largura de região da partição (R2) do bloco alvo em 0 na etapa S606.
[0087] Novamente em referência à figura 8, após a conclusão da etapa S508, o processo avança para a etapa S510. Na etapa S510, o gerador de sinal de predição 106 produz um sinal de predição do bloco alvo de decodificação a partir do sinal reconstruído por meio do uso das duas partes de informações de predição associadas ao bloco alvo e ao bloco vizinho (as informações de predição associadas ao bloco vizinho são usadas apenas quando necessário), e da largura de região. Aqui, a etapa S510 é igual à etapa S110 descrita na figura 6.
[0088] Na etapa S512 a seguir, o decodificador de coeficiente transformado
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36/52 quantizado 214 restaura os coeficientes transformados quantizados a partir dos dados codificados; o quantizador inverso 206 restaura os coeficientes transformados a partir dos coeficientes transformados quantizados; e o transformador inverso 208 produz um sinal residual decodificado a partir dos coeficientes transformados.
[0089] Em seguida, na etapa S514, o adicionador 210 produz um sinal reconstruído do bloco alvo por meio da adição do sinal de predição do bloco alvo ao sinal residual decodificado. Na etapa S516, o sinal reconstruído é armazenado na memória de quadro 108 como o sinal reconstruído para reproduzir o próximo bloco alvo.
[0090] Em seguida, na etapa S518, quando for decidido que o processo em todos os blocos não foi concluído, ou seja, quando da existência dos dados comprimidos seguintes, um bloco não processado será selecionado como o bloco alvo na etapa S502 e as etapas seguintes serão repetidas. Por outro lado, quando o processo em todos os blocos for concluído na etapa S518, o processo será encerrado.
[0091] O dispositivo e método de codificação de predição de imagem, bem como o dispositivo e método de decodificação de predição de imagem, de acordo com uma modalidade, foram descritos acima, porém a presente invenção não está limitada à modalidade mencionada acima. Por exemplo, o bloco vizinho na modalidade acima é o bloco vizinho à esquerda do bloco alvo, mas este pode ser o bloco vizinho no topo do bloco alvo.
[0092] A figura 10 é um diagrama que descreve outro exemplo do bloco vizinho. No exemplo mostrado na figura 10, o bloco alvo Bt e o bloco vizinho B2 são um bloco de pixel de 8 x 8, e, de maneira similar, uma posição de pixel topoesquerda (posição horizontal, posição vertical) é ajustada em (0, 0), ao passo que uma posição de pixel fundo-direita é ajustada em (7, 7). A partição R2 é uma
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37/52 região cercada pelas posições de pixel (0, 0), (7, 0), (0, w1) e (7, w-1) e pela região em que as informações de predição do bloco vizinho B2 podem ser usadas para produzir o sinal de predição. A largura de região da partição R2 é w.
[0093] Quando a informação de previsão associada ao bloco vizinho B2 mostrado na figura 10 são usadas para produzir o sinal de previsão da partição R2, uma faixa de x na etapa S404 da figura 6 é 0 a 7, enquanto uma faixa de y é w a 7. Em adição, uma faixa de x na etapa S406 da figura 6 é 0 a 7, enquanto a faixa de y é 0 a w-1.
[0094] Em adição, o bloco vizinho pode ser dois blocos vizinhos um dos quais está à esquerda e o outro está acima do bloco alvo e é possível selecionar qualquer um dos dois blocos vizinhos com relação a cada bloco alvo. Em tal caso, o gerador de sinal de previsão 106 tem uma função de realizar o processo de previsão descrito com referência à figura 4 e à figura 10, e o determinador de largura da região 134 inclui uma função de selecionar o bloco vizinho que tem a informação de previsão que é usada para prever a partição do bloco alvo, ou seja, qualquer um entre o bloco vizinho à esquerda ou acima do bloco alvo. Em adição, o codificador de largura da região 136 inclui uma função de codificar informações de identificação que identifiquem o bloco vizinho que tem as informações de previsão a serem usadas para produzir o sinal de previsão da região alvo, a partir das duas partes das informações de previsão associadas aos dois blocos vizinhos, enquanto o codificador de largura da região 218 inclui uma função de decodificar as informações de identificação.
[0095] A descrição detalhada é dada abaixo para a etapa S108 quando se usam dois blocos vizinhos à direta e acima. A figura 11 é um fluxograma que mostra procedimentos detalhados de outro exemplo da etapa S108 na figura 3. Conforme mostrado na figura 11, no processo da etapa S108 do presente exemplo, duas partes das informações de previsão associadas aos blocos
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38/52 vizinhos acima e à esquerda do bloco alvo são inseridas na unidade de decisão 130 na etapa S700.
[0096] A seguir, a unidade de decisão 130 decide, em concordância com os procedimentos mostrados na etapa S202 da figura 5, se as informações de previsão associadas ao bloco vizinho à esquerda do bloco alvo podem ser usadas para produzir o sinal de previsão da partição do bloco alvo, e emite um resultado de decisão. Então na etapa S704, quando é decidido que o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica inutilizável (no caso de Não), ou seja, quando o resultado de decisão, mostra que as informações de previsão associadas ao bloco vizinho à esquerda não serão usadas para produzir o sinal de previsão da partição do bloco alvo; o processo prossegue à seguinte etapa S202. A unidade de decisão 130 decide, em concordância com os procedimentos mostrados na etapa S202 da figura 5, se as informações de previsão associadas ao bloco vizinho acima do bloco alvo podem ser usadas para produzir o sinal de previsão da partição do bloco alvo e emite um resultado de decisão.
[0097] Então, na S706, quando é decidido que o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica inutilizável (no caso de Não), ou seja, quando o resultado de decisão mostra que as informações de previsão associadas ao bloco vizinho acima não o serão usadas para produzir o sinal de previsão da partição do bloco alvo; o processo da etapa S108 termina.
[0098] Por outro lado, na etapa S706, quando é decidido que o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica utilizável (no caso de Sim), o determinador de largura da região 134 determina, na etapa S708, a largura da região w da partição R2 (referência à figura 10) do bloco alvo, onde o sinal de previsão é produzido com uso das informações de previsão do bloco vizinho acima. Então, na etapa seguinte S208, a largura da região w é codificada pelo codificador de largura da região 136.
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39/52 [0099] Por outro lado, de volta à etapa S704, quando é decidido que o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica inutilizável (no caso de Sim), a unidade de decisão 130 decide na etapa seguinte S202, em concordância com os procedimentos mostrados na etapa S202 da figura 5, se as informações de previsão associadas ao bloco vizinho acima do bloco alvo podem ser usadas para produzir o sinal de previsão da partição do bloco alvo e emite um resultado de decisão.
[0100] Então na etapa S710, quando é decidido que o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica inutilizável (no caso de Não), o determinador de largura da região 134 determina, na etapa seguinte S712, a largura da região w da partição R2 (referência à figura 2) do bloco alvo, onde o sinal de previsão é produzido com uso das informações de previsão do bloco vizinho à esquerda. Então, a largura da região w é codificada pelo codificador largura da região 136 na etapa seguinte S208.
[0101] Por outro lado, na etapa S710, quando é decidido que o resultado de decisão da unidade de decisão 130 indica utilizável (no caso de Sim), o bloco vizinho que tem as informações de previsão a serem usadas para produzir o sinal de previsão é selecionado na etapa seguinte S714 do bloco vizinho à esquerda e o bloco vizinho acima.
[0102] Especificamente, na etapa S714, o determinador de largura da região 134 selecionada qual dentre as informações de previsão do bloco vizinho acima e as informações de previsão do bloco vizinho à esquerda devem ser usadas para produzir o sinal de previsão da partição do bloco alvo. O método para seleção não é limitado, mas, por exemplo, o determinador de largura da região 134 define as larguras do bloco vizinho e da partição R2, conforme mostrado na figura 2 e na figura 10; produz o sinal de previsão do bloco alvo com uso das informações de previsão do bloco vizinho e as informações de previsão
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40/52 do bloco alvo; e seleciona um grupo do bloco vizinho e da largura da região que torna os erros de previsão do bloco alvo os menores. Então na etapa seguinte S716, o codificador de largura da região 136 codifica informações de identificação que identificam o bloco vizinho que tem as informações de previsão selecionadas. A seguir, na etapa S718, quando é decidido que o bloco vizinho à esquerda é selecionado, o processo prossegue para a etapa S712. Por outro lado, na etapa S718, quando é decidido que o bloco vizinho à esquerda não é selecionado, ou seja, quando é decidido que o bloco vizinho acima é selecionado, o processo prossegue para a etapa S708.
[0103] A figura 12 é um fluxograma que mostra procedimentos detalhados de outro exemplo na etapa S508 da figura 8, que mostra procedimentos usados para decodificar correspondentes para codificar onde o processo da figura 11 é usado. Conforme mostrado na figura 12, neste exemplo, primeiro na etapa S800, as informações de previsão associadas ao bloco vizinho à esquerda do bloco alvo e as informações de previsão associadas ao bloco vizinho acima são inseridas na unidade de decisão 130.
[0104] Nas duas etapas seguintes, a unidade de decisão 130 decide, em concordância com os procedimentos mostrados na etapa S202 da figura 5, a usabilidade das informações de previsão associadas ao bloco vizinho à esquerda e usabilidade das informações de previsão associadas ao bloco vizinho acima, e emite um resultado de decisão.
[0105] A seguir, na etapa S802, o decodificador de largura da região 218 decide, com base no resultado de decisão a unidade de decisão 130, se as informações de previsão associadas a qualquer um dos dois blocos vizinhos são utilizáveis ou não. Quando as informações de previsão associadas a qualquer dos blocos vizinhos são utilizáveis, o decodificador de largura da região 218 define, na etapa S804, a largura da região da partição R2 no bloco alvo de decodificação
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41/52 para 0 e termina o processo.
[0106] Por outro lado, na etapa S802, quando é decidido que as informações de previsão associadas a qualquer um dos dois blocos vizinhos são utilizáveis, o decodificador de largura da região 218 decide, com base no resultado de decisão da unidade de decisão 130, na etapa seguinte S806, se ambas as informações de previsão associadas aos dois blocos vizinhos são utilizáveis ou não. Quando ambas as informações de previsão dos dois blocos vizinhos são utilizáveis, o decodificador de largura da região 218 decodifica, na etapa seguinte S808, as informações de identificação para identificar um dos blocos vizinhos a partir dos dados codificados e prossegue para a S812.
[0107] Por outro lado, na etapa S806, quando é decidido que a informação de previsão associada com um dos dois blocos adjacentes é usável, o decodificador de largura de região 218 seleciona, baseado no resultado de decisão da unidade de decisão 130, na seguinte etapa S810, uma das informações de previsão associadas com os dois blocos adjacentes e avança para a etapa S812. Na etapa S812, o decodificador de largura de região 218 decodifica um valor da largura de região.
[0108] O sinal de previsão pode ser produzido ao utilizar ambas as informações de previsão associada com o bloco adjacente na esquerda do bloco alvo e a informação de previsão associada com o bloco adjacente no topo. Em cujo caso, o codificador de largura de região 136 tem uma função de codificar ambos os grupos dos dois pedaços de informação de previsão associada com os dois blocos adjacentes e duas larguras de região, enquanto o decodificador de largura de região 218 tem uma função de decodificar ambos os grupos dos dois pedaços de informação de previsão e as duas larguras de região. Em adição, em cujo caso, como mostrado na figura 13, os sinais de previsão de quatro partições R1 a R4 no bloco alvo Bt são produzidos individualmente.
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42/52 [0109] Desta forma, o gerador de sinal de previsão 106 produz o sinal de previsão da partição R2 ao utilizar a informação de previsão associada com o bloco adjacente B1 na esquerda, e produz o sinal de previsão da partição R3 ao utilizar a informação de previsão associada com o bloco adjacente B2 no topo. Em adição, o gerador de sinal de previsão 106 precisa ter uma função de produzir o sinal de previsão da partição R4. O método para prever a partição R4, que pode ser dada como uma regra antecipada, não é limitada na presente invenção. Exemplos do método incluem um método para avaliar o sinal de previsão da partição R4 que é produzido baseado na informação de previsão associada com o bloco adjacente na esquerda, e o sinal de previsão da partição R4 que é produzido baseado na informação de previsão associada com o bloco adjacente no topo, com relação a uma unidade de pixel; e um método para produzir o sinal de previsão da partição R4 baseado na informação de previsão associada com o bloco adjacente no topo-esquerda. Em adição, pode ser adotado um método no qual a seleção é realizada automaticamente, ao utilizar dados próximos já decodificados incluindo a informação de previsão associada com os blocos adjacentes na esquerda e no topo, a partir da informação de previsão que pertence aos blocos adjacentes no topo e na esquerda; ou um método de transmissão de informação de seleção.
[0110] Além disso, as seguintes modificações podem ser realizadas na presente invenção.
(Formato de Bloco) [0111] Na descrição acima, a partição do bloco alvo é sempre retangular, mas como mostrado nas partições R1 e R2 do bloco alvo Bt na figura 14(a), ou como mostrado nas partições R1 e R2 do bloco alvo Bt em de figura 14(b), a partição em qualquer formato pode ser utilizada. Em tal caso, a informação de formato é transmitida em adição a uma largura de região.
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43/52 (Tamanho de Bloco) [0112] Na descrição acima, o tamanho de bloco é um tamanho fixo, mas como mostrado em (a) a (c) da figura 15, o bloco alvo Bt e o bloco adjacente B1 podem diferir em tamanho. Em tal caso, como mostrado em (a) a (c) da figura 15, vários formatos podem ser utilizados como o formato das partições R1 a R3 no bloco alvo Bt. As partições a serem constituídas podem ser determinadas de acordo com circunstâncias ou a informação indicando o bloco adjacente pode ser selecionada a partir de uma pluralidade de candidatos e pode ser explicitamente codificado. Em adição, uma regra predeterminada pode ser dada antecipadamente (por exemplo, uma unidade para selecionar a largura de região é alinhada com a menor delas em tamanho de bloco).
(Codificador e Decodificador de Largura de Região) [0113] No codificador de largura de região, não um valor de largura de região propriamente, mas informação identificando a largura de região pode ser codificada. Em adição, no decodificador de largura de região, não o valor de largura de região em si, mas a informação identificando a largura de região pode ser decodificada a partir dos dados codificados, e o valor de largura de região pode ser restaurado, baseado na informação identificando a largura de região. Por exemplo, o codificador de largura de região prepara uma pluralidade de candidatos para os valores de largura de região da partição no bloco alvo e pode codificar a informação de identificação do candidato selecionado. O decodificador de largura de região pode restaurar o valor de largura de região baseado na informação de identificação decodificada. Os candidatos para as larguras de região podem ser determinados antecipadamente pelo codificador e pelo decodificador, ou pode ser transmitida por cada unidade de sequência ou for cada unidade de quadro. Em adição, o codificador de largura de região pode codificar um valor diferencial entre o valor de largura de região da partição no
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44/52 bloco alvo e a largura de região do bloco adjacente. Em tal caso, o decodificador de largura de região pode restaura o valor de largura de região da partição no bloco alvo ao adicionar o valor de largura de região já decodificado do bloco adjacente para o valor diferencial decodificado a partir dos dados codificados. De forma alternativa, o codificador de largura de região pode codificar informação indicando que a largura de região da partição no bloco alvo é a mesma que a largura de região do bloco adjacente. Quando a informação indicando que a largura de região da partição no bloco alvo é a mesma que a largura de região do bloco adjacente, é decodificado, o decodificador de largura de região pode utilizar a largura de região do bloco adjacente como a largura de região da partição no bloco alvo. Neste caso, a informação indicando que a largura de região da partição no bloco alvo é diferente da largura de região do bloco adjacente, assim como, a informação identificando o valor de largura de região ou a largura de região, pode ser transmitida. Quando a informação indicando que a largura de região da partição no bloco alvo é diferente da largura de região do bloco adjacente, é decodificado, o decodificador de largura de região decodifica ainda a informação que identifica o valor de largura de região ou a largura de região dos dados codificados e pode restaurar o valor de largura de região, baseado na informação que identifica a largura de região. Em adição, o codificador de largura de região pode codificar um ou mais itens de informação para identificar a largura de região. Isto é, um ou mais itens de informação que são capazes de identificar unicamente a largura de região (por exemplo, um ou mais bits) podem ser codificados. Em tal caso, o decodificador de largura de região decodifica um ou mais informação itens a partir dos dados codificados e pode restaurar a largura de região, de acordo com um ou mais itens de informação.
(Transformador, Transformador de Inversão)
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45/52 [0114] Um processo de transformação do sinal residual pode ser realizado em um tamanho de bloco fixo. A região alvo pode ser dividida ainda em um tamanho que coincida com a partição, e com relação a cada região produzida pela divisão posterior, o processo de transformação pode ser realizado.
(Unidade de Decisão) [0115] O bloco adjacente, cuja informação de previsão associada com o bloco adjacente pode ser utilizada, não está limitado ao bloco adjacente no topo e o bloco adjacente na esquerda do bloco alvo. Por exemplo, quando a informação de previsão é codificada de antemão por uma linha de bloco, todos os quatro blocos localizados próximos ao bloco alvo devem ser o bloco próximo, e os pedaços de informação de previsão associada com este podem ser utilizados para produzir o sinal de previsão do bloco alvo.
[0116] Em adição, quando os pedaços de informação de previsão de todos os blocos em uma imagem é codificado de antecipadamente, o sinal de previsão de cada bloco alvo pode ser livremente constituído ao utilizar um total de cinco (nove, ao incluir esquerda-topo, esquerda-fundo, direita-topo e direita-fundo) pedaços de informação de previsão associados com quatro blocos nos arredores e o bloco alvo.
[0117] Além disso, mesmo se a partição for fornecida quando o bloco alvo e o bloco adjacente tiverem a mesma informação de previsão, o processo de codificar e decodificar não pode falhar nunca, tal que um processo de produção de sinal de previsão da presente invenção pode ser executado mesmo em uma estrutura em que uma unidade de decisão é omitida.
(Sobre a Decisão de Unidade de Decisão) [0118] Na descrição acima, de acordo com a regra predeterminada pela unidade de decisão 130 parar decidir pela usabilidade da informação de previsão associada com o bloco adjacente, é decidido que a informação de previsão
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46/52 associada com o bloco adjacente não deve ser utilizada, quando a informação de previsão associada com o bloco adjacente coincide com a informação de previsão associada com o bloco alvo, ou quando é decidido que a informação de previsão do bloco adjacente está em um estado inutilizável. No último caso, quando o bloco adjacente é previsto previsão intra-imagem e o bloco alvo é previsto por previsão inter-imagem, e no caso inverso; pode ser decidido que a informação de previsão associada com o bloco adjacente não seja utilizada. Em adição, quando uma diferença entre um vetor de movimento do bloco adjacente e um vetor de movimento do bloco alvo excede um valor limite, pode ser decidido que a informação de previsão associada com o bloco adjacente não deve ser utilizada. Além disso, quando os tamanhos de bloco do bloco adjacente e do bloco alvo são diferentes um do outro, pode ser decidido que a informação de previsão associada com o bloco adjacente não deve ser utilizada. Na descrição acima, a informação de previsão associada com o bloco adjacente e o bloco alvo são comparados, mas baseado em se os sinais de previsão produzidos com os dois pedaços de informação de previsão são os mesmos ou não, a usabilidade da informação de previsão associada com o bloco adjacente pode ser decidida.
(Informações de Predição) [0119] Na descrição acima, a predição inter-imagem (vetor de movimento e informações de imagem de referência) é descrita como um método para produzir o sinal de predição, mas a presente invenção não é limitada a tal método de predição. O método de predição que inclui a predição intra-imagem, compensação de luminância, predição bidirecional ou predição regressiva, pode ser aplicado ao processo de produção de sinal de predição da presente invenção. Em tal caso, as informações de modo, um parâmetro de compensação de luminância e similares estão incluídos nas informações de predição.
(Sinal de Cor)
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47/52 [0120] Na descrição acima, um formato de cor não é particularmente mencionado, mas como para um sinal de cor ou um sinal de diferença de cor, um processo de produção do sinal de predição pode ser executado separadamente a partir de um sinal de luminância. Além disso, o processo de produção do sinal de predição do sinal de cor ou do sinal de diferença de cor pode ser executado em conjunto com o processo do sinal de luminância. No último caso, quando uma resolução do sinal de cor é inferior à do sinal de luminância (por exemplo, a resolução é metade em uma direção horizontal e uma direção vertical), a largura da região no sinal de luminância pode ser controlada (por exemplo, para valores exatos), ou uma equação de transformação da largura da região do sinal de luminância para a largura da região do sinal de cor pode ser determinada.
(Processamento de Redução de Ruído) [0121] Não é mencionado acima, mas, quando um processo de redução de ruído em bloco é executado em relação a uma imagem reconstruída, um processo de redução de ruído pode ser executado em relação a uma parte limítrofe da divisão.
[0122] A seguir, um programa de codificação de predição de imagem que permite que um computador opere como o dispositivo de codificação de predição de imagem 100, e um programa de decodificação de predição de imagem que permite que um computador opere como o dispositivo de decodificação de predição de imagem 200 são descritos abaixo.
[0123] A figura 16 é um diagrama que mostra um programa de codificação de predição de imagem bem como um meio gravável de acordo com uma modalidade. A figura 17 mostra um programa de decodificação de predição de imagem nem como um meio de gravação de acordo com uma modalidade. A figura 18 é um diagrama que mostra uma configuração de hardware de um
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48/52 computador para executar um programa registrado no meio de gravação. A figura 19 é uma vista em perspectiva do computador para executar o programa armazenado no meio de gravação.
[0124] Conforme mostrado na figura 16, um programa de codificação de predição de imagem P100 é fornecido sendo armazenado em um meio de gravação 10. Conforme mostrado na figura 17, também é fornecido um programa de decodificação de predição de imagem P200 sendo armazenado no meio de gravação 10. Os exemplos do meio de gravação 10 incluem meios de gravação, tais como disquetes, CD-ROMs, DVDs e ROMs; e memórias semicondutoras.
[0125] Conforme mostrado na figura 18, é fornecido um computador 30 com um dispositivo de leitura 12 tal como uma unidade de disquete, dispositivo de unidade de CD-ROM, e um dispositivo de unidade de DVD; uma memória de trabalho (RAM) 14 que inclui um sistema operacional residente; uma memória 16 que armazena um programa armazenado no meio de gravação 10; um dispositivo de exibição 18 tal como um visor; um mouse 20 e um teclado 22 ambos são dispositivos de entrada; um dispositivo de comunicação 24 que transmite e recebe dados e similares; e uma CPU 26 que controla a execução do programa. Mediante a inserção do meio de gravação 10 no dispositivo de leitura 12, o computador 30 se torna acessível ao programa de codificação de predição de imagem P100 armazenado no meio de gravação 10 a partir do dispositivo de leitura 12, e é permitido pelo programa P100 a operar como o dispositivo de codificação de predição de imagem 100. Além disso, mediante a inserção do meio de gravação 10 no dispositivo de leitura 12, o computador 30 se torna acessível ao programa de decodificação de predição de imagem P200 armazenado no meio de gravação 10 do dispositivo de leitura 12, e é permitido pelo programa P200 a operar como o dispositivo de decodificação de predição
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49/52 de imagem 200.
[0126] Conforme mostrado na figura 19, o programa de codificação de predição de imagem P100 e o programa de decodificação de predição de imagem P200 podem ser fornecidos através de uma rede como um sinal de dados de computador 40 sobreposto em uma onda portadora. Em tal caso, o computador 30 armazena na memória 16 o programa de codificação de predição de imagem P100 ou o programa de decodificação de predição de imagem P200 que é recebido pelo dispositivo de comunicação 24, e pode executar o programa P100 ou P200.
[0127] Conforme mostrado na figura 16, o programa de codificação de predição de imagem P100 é fornecido com um módulo de divisão de bloco P104, um módulo de produção de sinal de predição P106, um módulo de armazenamento P108, um módulo de subtração P110, um módulo de transformação P112, um módulo de quantização P114, um módulo de quantização inversa P116, um módulo de transformação inversa P118, um módulo de adição P120, e um módulo de codificação de coeficiente transformado quantizado P122, um módulo de estimativa de informações de predição P126, um módulo de armazenamento de informações de predição P128, um módulo de decisão P130, um módulo de determinação de largura da região P134, um módulo de codificação de informações de predição P132, um módulo de determinação de largura da região P134, e um módulo de codificação de largura da região P136.
[0128] As funções realizadas através da execução de cada módulo descrito acima são iguais às funções do dispositivo de codificação de predição de imagem 100 descrito acima. Ou seja, as funções de cada módulo do programa de codificação de predição de imagem P100 são iguais às funções da unidade de divisão de bloco 104, do gerador de sinal de predição 106, da memória de quadro
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108, do subtrator 110, do transformador 112, do quantizador 114, do quantizador inverso 116, do transformador inverso 118, do adicionador 120, do codificador de coeficiente transformado quantizado 122, do estimador de informações de predição 126, das informações de predição memória 128, da unidade de decisão 130, do codificador de informações de predição 132, do determinante de largura da região 134 e do codificador de largura da região 136.
[0129] O programa de decodificação de predição de imagem P200 é fornecido com um módulo de análise de dados P204, um módulo de decodificação de coeficiente transformado quantizado P214, um módulo de decodificação de informações de predição P216, um módulo de decodificação de largura da região P218, o módulo de armazenamento de informações de predição P128, o módulo de decisão P130, um módulo de quantização inversa P206, um módulo de transformação inversa P208, um módulo de adição P210, o módulo de produção de sinal de predição P106, e o módulo de armazenamento P108.
[0130] As funções realizadas através da execução de cada módulo descrito acima são as mesmas que àquelas de cada componente do dispositivo de decodificação de predição de imagem 200. Ou seja, as funções de cada módulo do programa de decodificação de predição de imagem P200 são iguais às funções do analisador de dados 204, do decodificador de coeficiente transformado quantizado 214, do decodificador de informações de predição 216, do decodificador de largura da região 218, da memória de informações de predição 128, da unidade de decisão 130, do quantizador inverso 206, do transformador inverso 208, do adicionador 210, do gerador de sinal de predição 106 e da memória de quadro 108.
[0131] Conforme descrito acima, a presente invenção foi descrita em detalhes com base nas modalidades. A presente invenção, entretanto, não é
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51/52 limitada às modalidades descritas acima. Várias modificações podem ser feitas sem que se afaste do escopo da invenção.
Lista de Referência
100 dispositivo de codificação de predição de imagem
102 terminal de entrada
104 unidade de divisão de bloco
106 gerador de sinal de predição
108 memória de quadro
110 subtrator
112 transformador
114 quantizador
116 quantizador inverso
118 transformador inverso
120 adicionador
122 codificador de coeficiente transformado quantizado
124 terminal de saída
126 estimador de informações de predição
128 memória de informações de predição
130 unidade de decisão
132 codificador de informações de predição
134 determinante de largura da região
136 codificador de largura da região
200 dispositivo de decodificação de predição de imagem
202 terminal de entrada
204 analisador de dados
206 quantizador inverso
208 transformador inverso
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210 adicionador
212 terminal de saída
214 decodificador de coeficiente transformado quantizado
216 decodificador de informações de predição
218 decodificador de largura da região

Claims (5)

1. Método de decodificação preditiva de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma etapa de extração de dados para extrair, a partir de dados comprimidos onde uma imagem é dividida em uma pluralidade de regiões e codificada, dados codificados de informação de predição que são usados para produzir um sinal de predição de uma região alvo, dados codificados de informação de largura de região de partição, e dados codificados de um sinal residual;
uma etapa de restauração de informação regional para restaurar a informação de partição através da decodificação dos dados codificados da informação de partição;
uma etapa de produção de sinal de predição, quando especificar que a região alvo é dividida em uma primeira partição e uma segunda partição a partir da informação de partição restaurada, produzir um sinal de predição da primeira partição a partir de um sinal reconstruído usando (i) informação de modo que especifica um método de predição inter-imagem, (ii) um número de imagem de referência, (iii) um vetor de movimento, e (iv) informação de largura de região, todos os quais são incluídos na informação de predição associada com uma região vizinha que é vizinha da primeira partição, e produzir um sinal de predição da segunda partição a partir de um sinal reconstruído através do uso da informação de predição restaurada a partir dos dados codificados da informação de predição;
uma etapa de restauração de sinal residual para restaurar um sinal residual de reprodução da região alvo a partir dos dados codificados do sinal residual;
uma etapa de produção de sinal para produzir um sinal de reprodução da região alvo com base no sinal de predição da região alvo e no sinal residual de
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2/5 reprodução; e uma etapa de armazenamento para armazenar o sinal de reprodução da região alvo como o sinal reconstruído.
2. Dispositivo de decodificação preditiva de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende:
meios de análise de dados para extrair, a partir de dados comprimidos onde uma imagem é dividida em uma pluralidade de regiões e codificada, dados codificados da informação de predição que são usados para produzir um sinal de predição da região alvo, dados codificados de informação de largura de região de partição, e dados codificados de um sinal residual;
meios de decodificação de informação de predição para restaurar a informação de partição através da decodificação dos dados codificados da informação de partição;
meios de produção de sinal de predição, quando especificar que a região alvo é dividida em uma primeira partição e uma segunda partição a partir da informação de partição restaurada, produzir um sinal de predição da primeira partição a partir de um sinal reconstruído usando (i) informação de modo que especifica um método de predição inter-imagem, (ii) um número de imagem de referência, (iii) um vetor de movimento, e (iv) informação de largura de região, todos os quais são incluídos na informação de predição associada com a região vizinha que é vizinha da primeira partição, e produzir um sinal de predição da segunda partição a partir de um sinal reconstruído através do uso da informação de predição restaurada a partir dos dados codificados da informação de predição;
meios de restauração de sinal residual para restaurar um sinal residual de reprodução da região alvo a partir dos dados codificados do sinal residual;
meios de produção de sinal para produzir um sinal de reprodução da região
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3/5 alvo com base no sinal de predição da região alvo e no sinal residual de reprodução; e meios de armazenamento para armazenar o sinal de reprodução da região alvo como o sinal reconstruído.
3. Método de codificação preditiva de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma etapa de divisão de região para dividir uma imagem de entrada em uma pluralidade de regiões;
uma etapa para estimar informação de predição para produzir um sinal de predição de um sinal de pixel de uma região alvo dentre a pluralidade de regiões a partir de um sinal reconstruído e obter informação de predição que é usada para produzir o sinal de predição, como informação de predição associada com a região alvo;
uma etapa de codificação de informação de predição para codificar a informação de predição associada à região alvo;
uma etapa de determinação de largura de região para determinar a largura de região de uma partição que é a partição na região alvo e onde a informação de predição associada com a região vizinha é usada para produzir o sinal de predição;
uma etapa de codificação de largura de região para codificar informação que identifica a largura de região;
uma etapa de produção de sinal de predição, quando especificar que a região alvo é dividida em uma primeira partição e uma segunda partição a partir da informação de partição, produzir um sinal de predição da primeira partição a partir de um sinal reconstruído usando (i) informação de modo que especifica um método de predição inter-imagem, (ii) um número de imagem de referência, (iii) um vetor de movimento, e (iv) informação de largura de região, todos os
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4/5 quais são incluídos na informação de predição associada com a região vizinha que é vizinha da primeira partição, e produzir um sinal de predição da segunda partição a partir de um sinal reconstruído através do uso da informação de predição restaurada a partir dos dados codificados da informação de predição;
uma etapa de produção de sinal residual para produzir um sinal residual entre o sinal de predição da região alvo e o sinal de pixel da região alvo;
uma etapa de codificação de sinal residual para codificar o sinal residual;
uma etapa de restauração de sinal residual para produzir um sinal residual de reprodução mediante a decodificação de dados codificados do sinal residual;
uma etapa de adição para produzir um sinal de reprodução da região alvo mediante a adição do sinal de predição ao sinal residual de reprodução; e uma etapa de armazenamento para armazenar um sinal de reprodução da região alvo como o sinal reconstruído.
4. Dispositivo de codificação preditiva de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende:
meios de divisão de região para dividir uma imagem de entrada em uma pluralidade de regiões;
meios de estimação de informação de predição para produzir um sinal de predição de um sinal de pixel de uma região alvo dentre a pluralidade de regiões de um sinal reconstruído e obter informação de predição que é usada para produzir o sinal de predição, como informação de predição associada com a região alvo;
meios de codificação de informação de predição para codificar a informação de predição associada com a região alvo;
meios de determinação de largura de região para determinar uma largura de região de uma partição que é a partição na região alvo e onde a informação de predição associada com a região vizinha é usada para produzir o sinal de
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5/5 predição;
meios de codificação de largura de região para codificar informação que identifica a largura de região;
meios de produção de sinal de predição, para quando especificar que a região alvo é dividida em uma primeira partição e uma segunda partição a partir da informação de partição, produzir um sinal de predição da primeira partição a partir de um sinal reconstruído usando (i) informação de modo que especifica um método de predição inter-imagem, (ii) um número de imagem de referência, (iii) um vetor de movimento, e (iv) informação de largura de região, todos os quais são incluídos na informação de predição associada com a região vizinha que é vizinha da primeira partição, e produzir um sinal de predição da segunda partição a partir de um sinal reconstruído através do uso da informação de predição restaurada a partir dos dados codificados da informação de predição;
meios de produção de sinal residual para produzir um sinal residual entre o sinal de predição da região alvo e um sinal de pixel da região alvo;
meios de codificação de sinal residual para codificar o sinal residual;
meios de restauração de sinal residual para produzir um sinal residual de reprodução através da decodificação de dados codificados do sinal residual;
meios de adição para produzir um sinal de reprodução da região alvo através da adição do sinal de predição ao sinal residual de reprodução; e meios de armazenamento para armazenar o sinal de reprodução da região alvo como o sinal reconstruído.
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