CN102316345A - 图像处理单元、图像处理方法及计算机程序 - Google Patents

图像处理单元、图像处理方法及计算机程序 Download PDF

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Abstract

本发明公开了图像处理单元、图像处理方法及计算机程序。一种图像处理单元包括:统计信息计算部件,其针对具有多个视区的图像数据以宏块为单位计算统计信息;区域确定部件,其利用由统计信息计算部件计算出的统计信息,以对三维图像的识别水平为确定标准来对图像数据执行区域确定;以及编码处理部件,其根据由区域确定部件执行的区域确定的结果,在对每个视区的图像数据进行编码并且生成经编码流的同时改变针对每个宏块的编码处理的内容。

Description

图像处理单元、图像处理方法及计算机程序
技术领域
本公开涉及图像处理单元、图像处理方法及计算机程序。
背景技术
存在遵循如下方法(例如,MPEG(运动图像专家组))的设备,在该方法中,图像信息以数字形式被处理,并且此时,为了高效的信息传输和累积,利用作为图像信息的特性的冗余来通过诸如离散余弦变换之类的正交变换和运动补偿来对该图像信息进行压缩。近年来,该设备正被广泛用在诸如广播之类的信息发送以及一般家庭中的信息接收两者中。
此外,近年来,AVC(高级视频编码)(MPEG 4,部分10,ISO/IEC14496-10ITU-T(国际电讯联盟-电讯标准化部)H.264)(以下称为AVC/H.264)标准的标准化正被执行。在ITU-T与ISO/IEC之间,成立了总体地执行视频编码的标准化的称为JVT(联合视频组)的团体,并且正通过该团体进行标准化。众所周知,与相关技术中的MPEG2和MPEG4编码方法相比,H.264实现了较高的编码效率,但是由于编码和译码而需要较大量的计算。
与现有的MPEG2和MPEG4编码方法相比,AVC/H.264实现了两倍或更多的压缩效率(编码效率),但是由于此,译码处理中的处理量也急剧增加。另外,随着由于图像的图片质量的提高而导致的图像数据量的增加,译码处理的处理量进一步增加。然而,例如,在被发送编码数据的比特流顺序地被译码的情况中或者在记录在记录介质中的编码数据被读出、译码并且图像被再现的情况中,存在需要高速且稳定地执行译码处理并且其中因译码处理引起的可允许延迟范围较小的情况。
因此,为了高效地执行译码处理,存在这样的方法(例如,日本未实审专利申请公报No.2000-30047),其中,通过将编码数据的比特流分割成多个单元并且利用多个译码器(处理器或LSI(大规模集成电路))来并行地执行译码从而实现译码处理的加速。
在日本未实审专利申请公报No.2000-30047记载的该方法中,比特流按照称为宏块的数据单位被分发给各个处理器,并且编码处理和译码处理并行地被执行。据此,实现了译码处理的加速。
另外,除此之外,例如,存在这样的方法,其中,如图1所示比特流按照称为片段(slice)的数据单位被分发并且译码处理并行地被执行,所述片段由多个宏块组成。在图1的示例的情况中,一个图片的比特流被分割为六个片段(片段1至片段6)并且这些片段一次两片地被分发给三个处理器(处理器1至处理器3)。这些处理器的每个并行地同时执行对所分配片段的译码。据此,实现了译码处理的加速。
相比之下,用于向用户显示立体(3D)内容以感觉到具有三维深度的图像的家庭电视机的销售也已正式开始,并且与此伴随的是,越来越希望创建许多3D内容。因此,存在对用于在短时间内创建大量3D内容的高速编码器的需求。
发明内容
当通常将相关技术中的编码器按原样应用于3D内容的编码时,针对左眼图像和右眼图像的编码被执行。然后,编码以宏块为单位或者以图片为单位重复。由于该方法,能够进行维持作为3D的所有图像质量的编码。然而,由于3D内容中将简单地被编码的数据量加倍,因此存在以下问题:与在相关技术中一样,在该编码方法中,计算量至少是常规内容时的两倍或者更多,并且编码将花费极长的时间。
因此,希望提供新颖的经改进的图像处理单元、图像处理方法和计算机程序,其能够通过缩短(abbreviate)正在观看3D内容的用户容易感觉到3D图像的区域以外的区域中的编码处理来执行高速编码处理。
根据本公开的一个实施例,提供了一种图像处理单元,该单元具有:统计信息计算部件,该统计信息计算部件针对具有多个视区的图像数据以宏块为单位计算统计信息;区域确定部件,该区域确定部件利用由统计信息计算部件计算出的统计信息,以对三维图像的识别水平为确定标准来对图像数据执行区域确定;以及编码处理部件,该编码处理部件根据由区域确定部件执行的区域确定的结果,在对每个视区的图像数据进行编码并且生成经编码流的同时改变针对每个宏块的编码处理的内容。
更可取地,区域确定部件利用由统计信息计算部件计算出的统计信息,将图像数据划分为能被识别为三维图像的区域和在视区之间具有较少差异的区域,并且编码处理部件利用如下处理来执行编码,在该处理中,视区之间具有较少差异的区域比另外视区的图像数据更多地被简化。
更可取地,编码处理部件利用固定运动向量和模式来对视区之间具有较少差异的区域执行编码。
更可取地,区域确定部件利用由统计信息计算部件计算出的统计信息,将能被识别为三维图像的区域划分为容易识别出三维图像的区域和难以识别出三维图像的区域,并且编码处理部件利用如下处理来执行编码,在该处理中,难以识别出三维图像的区域比来自另外视区的图像数据更多地被简化。
更可取地,编码处理部件利用固定模式来对视区之间具有较少差异的区域执行编码。
更可取地,统计信息计算部件以宏块为单位计算亮度和对比度来作为统计信息,并且对宏块执行边缘确定。
更可取地,在区域确定部件确定作为相同区域的预定数目或更多的区域连续时,示出了预定数目或更多的区域连续的信息与利用编码处理部件生成的经编码流一起被传输。
另外,根据本公开另一实施例,提供了一种图像处理方法,该方法包括:针对具有多个视区的图像数据以宏块为单位计算统计信息;利用在统计信息计算步骤中计算出的统计信息,以对三维图像的识别水平为确定标准来对图像数据执行区域确定;以及根据在区域确定步骤中执行的区域确定的结果,在对每个视区的图像数据进行编码并且生成经编码流的同时改变针对每个宏块的编码处理的内容。
根据上述本公开的实施例,可以提供新颖的经改进的图像处理单元、图像处理方法和计算机程序,其能够通过缩短正在观看3D内容的用户容易感觉到3D图像的区域以外的区域中的编码处理来执行高速编码处理。
附图说明
图1是图示出相关技术的编码处理的概念的说明图;
图2是图示出根据本公开实施例的图像处理单元的配置的说明图;
图3是图示出一个图像被分割成多个宏块的状态的说明图;
图4是图示出编码处理部件的配置的说明图;
图5是图示出根据本公开实施例的图像处理单元的操作的流程图;
图6是图示出使用区域确定部件的区域确定处理的流程图;以及
图7是图示出根据本公开实施例的图像处理单元的硬件配置示例的说明图。
具体实施方式
下面,将参考附图详细描述本发明的适当实施例。这里,在本说明书和附图中,通过赋予相同的标号而省略对实际上具有相同功能配置的构成元件的重复描述。
这里,将以如下顺序进行描述。
1.本公开的实施例
1-1.图像处理单元的配置
1-2.编码部件的配置
1-3.图像处理单元的操作
1-4.区域确定处理
1-5.硬件配置示例
2.总结
1.本公开的实施例
1-1.图像处理单元的配置
首先,将参考附图描述根据本公开实施例的图像处理单元的配置。图2是图示出根据本公开实施例的图像处理单元100的配置的说明图。下面,将利用图2来描述根据本公开实施例的图像处理单元100的配置。
在根据本实施例的图像处理单元100中,不仅常规图像(2D图像)而且3D图像也被发送。在图像处理单元100发送3D图像的情况中,编码处理针对左眼图像和右眼图像被执行。如图2所示,根据本公开实施例的图像处理单元100被配置为包括A/D转换部件110、缓冲器120、统计信息计算部件130、区域确定部件140以及编码处理部件150。
A/D转换部件110将从图像处理单元100外面提供来的模拟图像信号(输入信号)转换为数字数据。在将图像信号转换为数字图像数据之后,A/D转换部件110将数字图像数据输出给后一级的缓冲器120。这里,在从图像处理单元100外面提供来的图像信号是数字数据的情况中,则不需要经过A/D转换部件110。
缓冲器120接收从A/D转换部件110输出的数字图像数据的供应,并且根据图像压缩信息的GOP(图片组)结构来对帧执行重排列。在缓冲器120中被执行了帧的重排列的图像数据被发送给统计信息计算部件130。
统计信息计算部件130针对在缓冲器120中被执行了帧的重排列的图像数据,以图片为单位读出左眼图像和右眼图像的每个,并且以左眼图像和右眼图像的每个的宏块为单位计算每个帧的统计信息。
图3是图示出将一个图像分割成多个宏块的状态的说明图。图3所示的图片P1示出了一个图片的图像数据,并且其内的每个框块示出了各个宏块。这里,各自宏块中的数字以模型化方式指示出了各自的区别信息(宏块地址)的示例。宏块地址按自然数的升序从左上边缘的宏块开始以光栅顺序被分配。
统计信息计算部件130以图片为单位读出左眼图像和右眼图像的每个,并且对于左眼图像和右眼图像的每个以宏块为单位计算平均亮度值、色散值和对比度来作为统计信息,并且执行该宏块是否是边缘部分的判断。各个信息例如如下这样来计算。
可以通过以像素为单位计算所有图像值并且除以该宏块中的像素总数来计算出平均亮度值。另外,可以利用来计算色散值Var2=(Xi-Avg)2。此外,可以利用Contrast=(∑Xi-Avg)/256来计算对比度值Contrast。
另外,为了在无法仅利用色散值来确定的边缘和复杂纹理之间进行区分,统计信息计算部件130例如执行如下的边缘确定。当然,下面所示的方法是边缘确定方法的一个示例,并且无须说,本公开的边缘确定方法不限于此示例。
(1)精确边缘确定
统计信息计算部件130确定利用滤波处理计算的滤波之后的宏块单位的平均值。即,统计信息计算部件130计算Filter_MAD=(∑|Filter_Xi-Filter_Mean|)/n。
(2)边缘方向的排序的确定
统计信息计算部件130利用下式(1)来计算Coh值。
C oh = ( G xx - G yy ) 2 + 4 G 2 xy G xx + G yy ...式1
G xx = Σ W G x 2 , G yy = Σ W G y 2 , G xy = Σ W G x G y
这里,Gx和Gy示出了对单纯的滤波器的x运算符和y运算符的响应。另外,W表示窗(Window)并且在此实施例中其为一个宏块。
在利用上面的(1)确定的Filter_MAD-Filter_Mean是比预定值高的值、利用上面的(2)确定的Coh值是比预定值高的值,并且此外,当将Filter_Mean与附近宏块(例如,8个宏块)相比时Filter_Mean示出了极高响应并且附近的示出了较低响应的宏块为一半或更多的情况中,后一级的区域确定部件140判定该宏块是边缘。
左眼图像和右眼图像的绝对差之和(SAD)以如下方式来确定。即,可以通过针对整个图像计算从以像素为单位的左眼图像的图像值减去以像素为单位的右眼图像的图像值,来确定左眼图像和右眼图像的绝对差之和。
SAD=∑(Left_Xi-Right_Xi)
在后一级的区域确定部件140中,是否存在在左眼图像和右眼图像之间具有差异的块是利用由统计信息计算部件130首先计算出的以宏块为单位的左眼图像和右眼图像的绝对差之和来判定的。如果存在左眼图像与右眼图像之间几乎没有任何差异的块,则对左眼图像执行常规编码处理(运动预测和模式确定)并且对右眼图像执行利用所确定的运动向量、帧索引以及模式的编码处理而不执行运动预测和模式确定。下面,将左眼图像与右眼图像之间几乎没有任何差异的块称为“区域C”。
如果存在左眼图像与右眼图像之间的绝对差之和是等于大于预定值的差的块,则由于该宏块是左眼图像与右眼图像之间存在差异的块,因此为了确定是否存在容易将宏块感觉为3D图像的块,区域确定部件140利用由统计信息计算部件130计算出的统计信息来执行区域确定。下面,将容易感觉到3D图像的块称为“区域A”,并且将难以感觉到3D图像的块称为“区域B”。
区域确定部件140基于由统计信息计算部件130计算出的统计信息来执执行每个宏块的区域确定。
具体地,如上所述,区域确定部件140利用由统计信息计算部件130首先计算出的以宏块为单位的左眼图像和右眼图像的绝对差之和来判断是否存在在左眼图像和右眼图像之间具有差异的块。更详细地,区域确定部件140判断由统计信息计算部件130计算出的左眼图像与右眼图像的绝对差之和是否超过预定阈值。
接下来,区域确定部件140利用由统计信息计算部件130计算出的统计信息,来判断由统计信息计算部件130计算出的左眼图像与右眼图像的绝对差之和超过了预定阈值的宏块是否是容易感觉到3D图像的块。如果存在容易感觉到3D图像的块,则后一级处的编码处理部件150对该宏块的左眼图像和右眼图像两者执行常规编码处理(运动预测和模式确定)。如果存在难以感觉到3D图像的块,则编码处理部件150对该宏块的左眼图像执行常规编码处理,同时对于该宏块的右眼图像,运动预测被执行但是模式被固定为预先决定的模式的编码处理被编码处理部件150执行。
以这种方式,通过区域确定部件140基于由统计信息计算部件130计算出的统计信息执行区域确定,在编码处理部件150的编码处理中,不必针对所有宏块来对左眼图像和右眼图像两者执行常规编码处理(运动预测和模式确定),并且可以减小编码3D图像时的处理负荷并且减少了编码处理所需的时间。
编码处理部件150对己在缓冲器120中被执行了帧的重排列的图像数据执行编码处理。
在本实施例中,编码处理部件150利用帧间预测来对图像数据执行编码处理。有关编码处理部件150的配置的细节将在后面描述,然而在本实施例中,编码处理部件150通过执行以下处理来对图像数据执行编码处理:运动预测处理、运动补偿处理、模式确定处理、离散余弦变换处理、量化处理以及编码处理。
然后,在本实施例中,在编码处理部件150中对右眼图像的编码处理的内容基于区域确定部件140的确定结果而改变。对于容易感觉到3D图像的宏块(区域A),编码处理部件150按照与左眼图像相同的方式来对右眼图像执行编码处理。另一方面,对于难以感觉到3D图像的宏块(区域B),编码处理部件150执行具有固定模式的编码处理,并且对于左眼图像与右眼图像之间不存在差异的宏块(区域C),编码处理部件150执行利用所确定运动向量、帧索引以及模式的编码处理。
以这种方式,通过根据区域确定部件140基于由统计信息计算部件130计算出的统计信息确定的区域来改变编码处理部件150的编码处理的内容,可以减小编码3D图像时的处理负荷并且减少了编码处理所需的时间。
上面,已利用图2描述了根据本公开实施例的图像处理单元100的配置。接着,将描述包括在根据本公开实施例的图像处理单元100中的编码处理部件150的配置。
1-2.编码部件的配置
图4是图示出包括在根据本公开实施例的图像处理单元100中的编码处理部件150的配置的说明图。下面,将利用图4描述包括在根据本公开实施例的图像处理单元100中的编码处理部件150的配置。
如图4所示,包括在根据本公开实施例的图像处理单元100中的编码处理部件150被配置为包括运动预测部件151、离散余弦变换部件153、量化部件154、编码部件155、逆量化部件156、逆变换部件157以及累加器152和159。
运动预测部件151检测编码对象图像相对于参考图像的运动向量,并且根据运动向量通过利用参考图像进行运动补偿来为每个宏块生成预测图像。运动预测部件151将预测图像的图像数据(预测图像数据)提供给累加器152。这里,编码对象图像是使用从区域确定部件140发送来的图像数据的图像,并且参考图像是使用从后面将描述的累加器159发送来的图像数据的图像。当利用帧间预测进行编码(帧间编码)时,针对每个宏块来确定编码对象图像与运动预测部件151所生成的预测图像的差(预测残差),并且对于每个所生成的宏块在对差数据进行正交变换之后执行量化和编码。
另外,运动预测部件151将运动向量信息提供给编码部件155,该运动向量信息是与预测图像的运动向量有关的信息。编码部件155对于该运动向量信息执行可逆编码处理并且插入从该差数据生成的编码数据的头部。
然后,运动预测部件151确定图像数据的编码模式。在图像数据的编码模式中,例如,存在以下模式:垂直方向16个像素和水平方向16个像素为一个块的16×16模式、垂直方向8个像素和水平方向16个像素为一个块的8×16模式、垂直方向16个像素和水平方向8个像素为一个块的16×8模式、垂直方向8个像素和水平方向8个像素为一个块的8×8模式,等等。更具体地,当利用检测到的运动向量通过参考图像进行运动补偿来执行帧间编码时,运动预测部件151检测最佳模式。另外,在利用帧间编码执行编码处理的情况中,运动预测部件151利用最佳模式生成预测图像数据并且将预测图像数据提供给累加器152。
累加器152针对每个宏块,来确定并输出提供给编码处理部件150的图像数据与运动预测部件151生成的预测图像的差(预测残差)。由累加器152针对每个宏块生成的差数据被提供给离散余弦变换部件153并且离散余弦变换被执行,在量化部件154中量化被执行,并且在编码部件155中编码被执行。
离散余弦变换部件153对于从累加器152提供来的图像数据,对每个宏块执行离散余弦变换。这里,在本实施例中,离散余弦变换在离散余弦变换部件153中被执行,然而在本公开中诸如Karhunen-Loeve变换之类的正交变换也可以被执行。离散余弦变换部件153将通过离散余弦变换获得的正交变换系数提供给量化部件154。这里,执行正交变换处理的数据单位(正交变换处理单位)被设置为编码处理单位。即,在此情况中,编码处理单位是宏块。
量化部件154对从离散余弦变换部件153提供来的正交变换系数执行量化。量化部件154将量化后的数据提供给编码部件155。另外,量化部件154还将经量化的正交变换系数提供给逆量化部件156。
编码部件155对经量化部件154量化的正交变换系数执行诸如可变长度编码或算术编码之类的编码(可逆编码),并且输出所获得的编码数据。编码数据在被诸如缓冲器之类的累积装置(未示出)临时累积之后在预定定时处被输出为比特流。这里,累积编码数据的累积装置输出关于所累积编码数据的编码量的信息,即,所生成的编码部件155的可逆编码的编码量,并且编码部件155可以根据基于与所生成编码量有关的信息计算出的量化步阶来执行量化。
这里,如上所述,编码部件155接收从运动预测部件151提供的运动向量信息,其是与预测图像的运动向量有关的信息。编码部件155对该运动向量信息执行可逆编码处理,并且插入从差数据生成的编码数据的头部。
逆量化部件156对在量化部件154中经量化的正交变换系数进行逆量化,并且所获得的正交变换系数被提供给逆变换部件157。逆变换部件157对所提供来的正交变换系数执行与在离散余弦变换部件153中执行的离散余弦变换处理相对应的逆离散余弦变换,并且所获得的图像数据(数字数据)被提供给累加器159。这里,在离散余弦变换之外的正交变换被执行的情况中,逆变换部件157执行与该正交变换相对应的逆正交变换。累加器159将由运动预测部件151提供的预测图像数据的图像(预测图像)加到从逆变换部件157输出的图像数据,并且生成参考图像。由累加器159生成的参考图像在被临时累积在帧存储器(未示出)中之后,利用运动预测部件151被读出。
通过具有这样的配置的编码处理部件150,图像数据可被图像处理单元100编码并被输出为比特流。然而,当对左眼图像和右眼图像两者执行相同编码处理时,处理时间单纯地被加倍。特别是,运动预测部件151中的运动预测处理和模式确定处理要花时间。
这里,如果左眼图像与右眼图像中几乎不存在任何差异(即,如果图像显著地更接近2D图像而非3D图像),则针对右眼图像,利用己确定的参数执行编码而不再次执行运动预测处理和模式确定处理。另外,即使左眼图像和右眼图像中存在一定差异,然而如果存在难以感觉到3D图像的区域,则在部分地省略运动预测部件151中的运动预测处理和模式确定处理的情况下执行编码处理。
以这种方式,通过根据处理对象宏块来改变运动预测部件151的处理内容,不必对所有的图像执行运动预测处理和模式确定处理,并且可以减少图像数据的编码处理所需的时间。
上面,己利用图4描述了包括在根据本公开实施例的图像处理单元100中的编码处理部件150的配置。接下来,将描述根据本公开实施例的图像处理单元100的操作。
1-3.图像处理单元的操作
图5是图示出根据本公开实施例的图像处理单元100的操作的流程图。下面,将利用图5描述根据本公开实施例的图像处理单元100的操作。
在图像处理单元100中,当对图像数据编码时,统计信息计算部件130以图片为单位同时读出左眼图像和右眼图像的每个,并且以宏块为单位计算统计信息(步骤S101)。通过统计信息计算部件130同时针对左眼图像和右眼图像的每个计算统计信息,可以在图像中基于以宏块为单位的统计信息来进行区域确定。
在步骤S101中由统计信息计算部件130以宏块为单位计算出的统计信息是以宏块为单位的平均亮度值、色散值和对比度,以及左眼图像和右眼图像的绝对差之和。另外,统计信息计算部件130执行该宏块是否是边缘部分的判断。
当在上述步骤S101中利用统计信息计算部件130以宏块为单位计算出了统计信息时,接下来,区域确定部件140利用由统计信息计算部件130以宏块为单位计算出的统计信息来确定每个宏块的区域(步骤S102)。区域确定部件140利用统计信息中的哪个如何确定每个宏块的区域将在后面详细描述,但是,首先,将从左眼图像和右眼图像的绝对差之和中辨别出实际上该宏块是否被显示为3D图像或者该宏块是否是2D图像。然后,如果该宏块被显示为3D图像,则利用在上述步骤S101中由统计信息计算部件130以宏块为单位计算出的统计信息来进一步辨别该宏块是否是容易感觉到3D图像的区域。通过以这种方式辨别区域,可以进行取决于区域的编码处理,并且可以部分地加速编码处理并提高编码效率。
在上述步骤S102中,当区域确定部件140确定了每个宏块的区域时,编码处理部件150就对每个宏块执行编码处理。在编码处理部件150中,运动预测部件151执行运动预测处理,并且图像数据的编码模式被确定。接下来,累加器152针对每个宏块,来确定并输出提供给编码处理部件150的图像数据与运动预测部件151生成的预测图像的差(预测残差)。然后,离散余弦变换部件153执行离散余弦变换处理,并且量化部件154对从离散余弦变换部件153提供来的正交变换系数执行量化。最后,编码部件155对经量化部件154量化的正交变换系数执行诸如可变长度编码或算术编码之类的编码(可逆编码),并且输出所获得的编码数据。
然后,在本实施例中,当根据在上述步骤S102中由区域确定部件140确定的每个宏块的区域对右眼图像执行了编码处理时,运动预测部件151改变处理内容。据此,在根据本实施例的图像处理单元100中,可以进行取决于区域的编码处理,并且可以部分地加速编码处理并提高编码效率。这里,在下面描述的处理中,假设作为基本图像的左眼图像的编码处理序列已经完成。
运动预测部件151判断将被处理的宏块是什么区域(步骤S103)。
在上述步骤S103中的判断结果是将被处理的宏块是区域A的情况中,运动预测部件151对右眼图像执行运动预测处理(步骤S104)。然后,当完成了对右眼图像的运动预测处理时,接下来,运动预测部件151基于运动预测处理的结果来确定该宏块的编码模式(步骤S105)。
当运动预测部件151执行了运动预测处理并且确定了该宏块的编码模式时,接下来,累加器152针对每个宏块,来确定并输出提供给编码处理部件150的图像数据与运动预测部件151生成的预测图像的差(预测残差)。
然后,离散余弦变换部件153执行离散余弦变换处理,并且量化部件154对从离散余弦变换部件153提供来的正交变换系数执行量化(步骤S106)。
最后,编码部件155对经量化部件154量化的正交变换系数执行诸如可变长度编码或算术编码之类的编码(可逆编码),并且输出所获得的编码数据(步骤S107)。
接下来,在上述步骤S103中的判断结果是将被处理的宏块是区域B的情况中,运动预测部件151对右眼图像执行运动预测处理(步骤S108)。然后,当完成了对右眼图像的运动预测处理时,接下来,运动预测部件151选择该宏块的编码模式(步骤S109)。
例如,如果该宏块是平滑部分(具有极小的色散值的值),则运动预测部件151可以选择头部比特最小的16×16模式。另外,如果该宏块是复杂部分(具有大的色散值的值),则如果使得能够由选择了8×8模式的运动预测部件151预先精细地执行运动补偿,则可以以比常规编码更高的速度执行编码同时维持给定程度的图像质量。
运动预测部件151执行运动预测处理,并且当该宏块的编码模式被确定时,接下来,累加器152针对每个宏块,来确定并输出提供给编码处理部件150的图像数据与运动预测部件151生成的预测图像的差(预测残差)。
然后,离散余弦变换部件153执行离散余弦变换处理,并且量化部件154对从离散余弦变换部件153提供来的正交变换系数执行量化(步骤S110)。
最后,编码部件155对经量化部件154量化的正交变换系数执行诸如可变长度编码或算术编码之类的编码(可逆编码),并且输出所获得的编码数据(步骤S111)。
然后,在上述步骤S103中的判断结果是将被处理的宏块是区域C的情况中,运动预测部件151使用预先确定的运动向量和帧索引,而不对右眼图像执行运动预测处理(步骤S112)。然后,运动预测部件151针对该宏块来选择预先确定的编码模式的使用(步骤S113)。
运动预测部件151选择预先确定的运动向量和帧索引的使用,并且当该宏块的编码模式被确定时,接下来,累加器152针对每个宏块,来确定并输出提供给编码处理部件150的图像数据与运动预测部件151生成的预测图像的差(预测残差)。
然后,离散余弦变换部件153执行离散余弦变换处理,并且量化部件154对从离散余弦变换部件153提供来的正交变换系数执行量化(步骤S114)。
最后,编码部件155对经量化部件154量化的正交变换系数执行诸如可变长度编码或算术编码之类的编码(可逆编码),并且输出所获得的编码数据(步骤S115)。
这里,编码处理部件150对一个图像中的所有宏块顺序地重复执行从步骤S103到步骤S111的处理,并且当所有宏块的编码处理完成时,处理返回到上述步骤S101并且由统计信息计算部件130执行以宏块为单位的统计信息的计算。
以这种方式,通过依据宏块改变编码处理部件150的编码处理,与对左眼图像和右眼图像两者执行运动预测处理、运动补偿处理和模式确定处理的情况相比,可以减少编码处理所需的时间。
下面的表总结了由区域确定部件140确定的每个区域与运动预测处理和模式确定处理之间的关系。经简化的处理在表中用○来指示。以这种方式,通过依据由区域确定部件140确定的区域来改变简化的处理,与对整个图像执行运动预测处理和模式确定处理的情况相比,根据本公开实施例的图像处理单元100可以实现处理时间的减少。
  区域A   区域B   区域C
  运动预测   ○
  模式确定   ○   ○
上面,已利用图5描述了根据本公开实施例的图像处理单元100的操作。接下来,将详细描述在上述步骤S102中利用区域确定部件140对每个宏块进行的区域确定处理。
1-4.区域确定处理
图6是图示出利用包括在根据本公开实施例的图像处理单元100中的区域确定部件140的区域确定处理的流程图。下面,将利用图6详细描述利用区域确定部件140的区域确定处理。
首先,在利用区域确定部件140的区域确定处理之前,由统计信息计算部件130以图片为单位计算左眼图像和右眼图像的绝对差之和(SAD)(步骤S121)。左眼图像和右眼图像的绝对差之和的计算被执行来区分以下的块:将在宏块被设置为3D图像的情况下执行编码处理的块,和在宏块被设置为2D图像的情况下执行编码处理没有任何问题的块。
当在上述步骤S121中由统计信息计算部件130以图片为单位计算出了左眼图像和右眼图像的绝对差之和(SAD)时,接下来,区域确定部件140判断由统计信息计算部件130计算出的左眼图像和右眼图像的绝对差之和是否等于或小于预定阈值(步骤S122)。
在上述步骤S122中的判断结果是由统计信息计算部件130计算出的左眼图像和右眼图像的绝对差之和等于或小于预定阈值的情况中,区域确定部件140判定该宏块是区域C(步骤S123)。这是因为,如果左眼图像和右眼图像的绝对差之和等于或小于预定阈值,则该宏块是在执行将该宏块设置为2D图像的的编码处理时没有任何问题的块。因此,对于左眼图像和右眼图像的绝对差之和等于或小于预定阈值的宏块,如上所述,编码处理部件150对右眼图像执行利用预先确定的运动向量、帧索引和编码模式的编码处理。
另一方面,在上述步骤S122中的判断结果是由统计信息计算部件130计算出的左眼图像和右眼图像的绝对差之和超过该预定阈值的情况中,该宏块是将在该宏块被设置为左眼图像与右眼图像之间具有一定差的3D图像的情况下由编码处理部件150执行编码处理的块。
然而,即使在宏块被设置为3D图像的编码将被执行的情况中,通过取决于是否容易将宏块感觉为3D图像来改变编码处理部件150的编码处理的内容,可以减少对一个图像进行编码处理所需的时间。为了辨别出是否存在容易感觉到3D图像的块,区域确定部件140使用由统计信息计算部件130计算出的统计信息。
容易感觉到3D图像的区域通常是视差较大(深度感被感觉到)的边缘区域。因此,区域确定部件140辨别作为区域确定处理对象的宏块是否具有其值等于或大于给定常数的对比度以及等于或小于给定常数的明度(在其中通常容易感觉到深度感)并且是否是具有高色散值的边缘区域(步骤S124)。如果简单地仅将具有高色散值的宏块检测为容易感觉到3D图像的区域,则担心将具有复杂纹理的图像包括在内。存在这样的情况,其中,具有复杂纹理的宏块是图像太精细并且难以根据视觉特性检测为3D图像的地方。
在上述步骤S124中的判断结果是区域确定部件140判定作为区域确定处理对象的宏块具有其值等于或大于给定常数的对比度以及等于或小于给定常数的明度(在其中通常容易感觉到深度感)并且是具有高色散值的边缘区域的情况中,区域确定部件140判定该宏块是区域A(步骤S125)。由于区域A是在图像被观看时容易感觉到3D图像的区域,因此针对右眼图像的编码处理不被省掉并且按照与左眼图像相同的方式执行编码处理。
另一方面,当在上述步骤S124中的判断结果是区域确定部件140判定存在不满足这些条件的区域时,区域确定部件140判定该宏块是区域B(步骤S126)。由于区域B是与区域A相比当图像被观看时难以感觉到3D图像的区域,因此不能以与区域C相同的方式来大幅地省略编码处理,但是可以通过简化处理的一部分来减少编码处理所需的时间。具体地,针对右眼图像的运动预测处理被执行,但是与针对区域A的编码处理相比,可以通过将编码模式设置为预先确定的模式来将处理减少编码模式确定处理不被执行的程度。
这里,可以根据编码条件来选择对于区域B的模式。例如,如果图像是平滑部分(具有极小色散值的值)并且运动预测被执行,则头部比特最小的帧间16×16模式被选择,并且如果图像是复杂部分(具有高色散值的值),则如果使得能够通过选择帧间8×8模式来预先精细地执行运动补偿,则可以以比对右眼图像执行常规编码时更高的速度执行编码,同时维持给定程度的图像质量。
区域确定部件140以图片为单位并且以宏块为单位顺序地重复执行区域确定处理序列。通过区域确定部件140以宏块为单位顺序地执行区域确定处理序列,编码处理部件150可以接收区域确定处理结果并且编码处理部件150可以以宏块为单位改变编码处理的内容。然后,通过编码处理部件150以宏块为单位改变编码处理的内容,可以有效地减少编码处理所需的时间。
1-5.硬件配置示例
接下来,将描述上述图像处理单元100的硬件配置的一个示例。图7是图示出根据本公开实施例的图像处理单元的硬件配置示例的说明图。
如图7所示,图像处理单元100主要被设置有CPU 901、ROM 903、RAM 905、主机总线907、桥接器909、外部总线911、接口913、输入设备915、输出设备917、存储设备919、驱动器921、连接端口923以及通信设备925。
CPU 901用作计算处理设备和控制设备,并且根据存储在ROM 903、RAM 905、存储设备919和可移除记录介质927中的每种类型的程序来控制图像处理单元100的整体或部分操作。ROM 903存储由CPU 901使用的程序、计算参数等。RAM 905临时存储在CPU 901的运行中使用的程序、在该运行中任意改变的参数,等等。CPU 901、RAM 903和ROM 905利用由诸如CPU总线之类的内部总线构成的主机总线907而被相互连接起来。
主机总线907经由桥接器909被连接到诸如PCI(外围组件互连/接口)之类的外部总线911。
输入设备915例如是诸如鼠标、键盘、触摸面板、按钮、开关和操纵杆之类的、由用户操作的操作装置。另外,输入设备915例如可以是使用红外光或其它波的遥控装置(所谓的遥控器),或者是与图像处理单元100的操作相对应的诸如移动电话或PDA之类的外部连接设备929。此外,输入设备915例如基于用户利用上述操作装置输入的信息来生成输入信号,并且由向CPU 901进行输出的输入控制电路等构成。图像处理单元100的用户可以通过操作输入设备915来输入各种类型的数据并且指示对图像处理单元100的处理操作。
输出设备917例如由如下设备构成:诸如CRT显示设备、液晶显示设备、等离子体显示设备、EL显示设备或灯之类的显示设备、诸如扬声器或耳机之类的声音输出设备、打印设备、移动电话或者能够在视觉或听觉上向用户通知所获得的信息的传真机。输出设备917例如输出由于图像处理单元100执行各种类型的处理而获得的结果。具体地,显示设备将由于图像处理单元100执行各种类型的处理而获得的结果显示为文本或图像。另一方面,声音输出设备将由再现声音数据、声学数据等组成的音频信号转换为模拟信号并且输出该模拟信号。
存储设备919例如由诸如HDD(硬盘驱动器)之类的磁存储部件设备、半导体存储设备、光存储设备、磁光存储设备等构成。存储设备919存储CPU 901执行的程序、各种类型的数据、从外面获得的声信号数据和图像信号数据,等等。
驱动器921是由于记录介质的读写器并且被构建在图像处理单元100内或者从外部被附接。驱动器921读出记录在安装在驱动器921中的诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器之类的可移除记录介质927上的信息,并将信息输出给RAM 905。另外,驱动器921能够将记录写入到安装在驱动器921中的诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器之类的可移除记录介质927中。可移除记录介质927例如是DVD介质、蓝光介质、紧凑型闪存(CF)(注册商标)、存储棒、SD存储卡(安全数字存储卡)等。另外,可移除记录介质927可以是安装有非接触式IC芯片的IC卡(集成电路卡)、数字设备等。
连接端口923例如是由于直接将USB(通用串行总线)端口、诸如i.Link之类的IEEE 1394端口、SCSI(小型计算机系统接口)端口、RS-232C端口、光学音频端子、HDMI(高清多媒体接口)端口等连接到图像处理单元100的端口。通过将连接端口923连接到外部连接设备929,图像处理单元100从外部连接设备929获取直接的声信号数据和图像信号数据,并且将声信号数据和图像信号数据提供给外部连接设备929。
通信设备925例如是由用于连接到通信网络931的通信设备等构成的通信接口。通信设备925例如是用于有线或无线LAN(局域网)、蓝牙或WUSB(无线USB)的通行卡、用于光通信的路由器、用于ADSL(非对称数字订户线)的路由器、用于各种类型的通信的调制解调器等。通信设备925例如可以根据诸如TCP/IP之类的预定协议例如在因特网与另一通信设备之间发送和接收信号等。另外,通信设备925连接到的通信网络931由有线地或无线地连接的网络等构成,并且例如可以是因特网、家庭LAN、红外通信、无线电波通信、卫星通信等。
2.总结
根据上述本公开的实施例,当将被显示为3D图像的图像被分割成多个宏块并被编码时,针对这些宏块执行区域确定处理,并且可以通过取决于区域来改变编码处理从而有效地减少编码处理所需的时间。
具体地,对于每个宏块,首先,判断左眼图像和右眼图像的绝对差之和是否等于或小于预定阈值,并且如果左眼图像和右眼图像的绝对差之和超过了预定阈值,接下来,判断是否存在当图像被观看时容易感觉到3D图像的区域。通过以这种方式来判断每个宏块并设置区域,可以进行取决于区域的编码处理,并且可以有效地减少编码处理所需的时间。
这里,利用上述区域确定部件140对区域的分割不仅加速了编码,而且还可被用在编码量的分配中。因此,例如通过将更多的编码量分配给区域A,还可以在编码部件155中的编码处理中获得更高的图像质量。
另外,在本说明书中,被编写成记录在记录介质中的程序的步骤当然包括沿着所描述顺序以时间顺序被执行的处理,并且还包括以并行方式或独立地被执行而不必以时间顺序被处理的处理。
上面,参考附图详细描述了本公开的适当实施例,然而本公开不限于该示例。本公开所属的技术领域的技术人员应当明白,在权利要求的范围中记载的技术概念的范围内可以进行各种修改和变更并且这些修改和变更属于本公开的技术范围。
例如,在利用区域确定部件140进行区域确定的结果是同一区域在预定数目或更多的行中连续,则在编码时可以附上示出了此情况的图表。例如,在利用区域确定部件140进行区域确定的结果是区域B在预定数目(例如,十个)的行中连续,则在编码处理部件150的编码处理时示出了此情况的图表被附上。据此,当对某个位置执行译码时,不仅可以利用单个宏块为单位而且还可以利用连续的预定数目的宏块为单位来有效地执行译码。
本公开的形态已被描述为被与比特流复用(被插入或写入)的、被示为连续的信息,然而除了复用以外,信息和图像(或比特流)还可被传输(记录)。此外,本公开中的传输具有流和信息被链接并被记录在传输或记录介质中的含义。
这里,在本公开的形态中,链接被定义为如下。链接可以是图像(或比特流)与信息彼此被链接起来的状态。例如,图像(或比特流)和构成确定信息可以利用不同传输路径被传输。另外,图像(或比特流)和信息可被记录在彼此不同的记录介质上(或者同一记录介质中的独立的记录区域)。这里,图像(或比特流)和信息被链接起来的单元例如可被设置为编码处理单元(一帧、多个帧,等等)。
本申请包含与2010年7月2日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2010-152366中公开的主题有关的主题,该申请的全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当明白,可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (8)

1.一种图像处理单元,包括:
统计信息计算部件,所述统计信息计算部件针对具有多个视区的图像数据以宏块为单位计算统计信息;
区域确定部件,所述区域确定部件利用由所述统计信息计算部件计算出的所述统计信息,以对三维图像的识别水平为确定标准来对所述图像数据执行区域确定;以及
编码处理部件,所述编码处理部件根据由所述区域确定部件执行的区域确定的结果,在对每个视区的图像数据进行编码并且生成经编码流的同时改变针对每个宏块的编码处理的内容。
2.根据权利要求1所述的图像处理单元,
其中,所述区域确定部件利用由所述统计信息计算部件计算出的所述统计信息,将所述图像数据划分为能被识别为三维图像的区域和在视区之间具有很少差异的区域,并且
所述编码处理部件利用如下处理来执行编码,在该处理中,所述视区之间具有很少差异的区域比另外视区的图像数据更多地被简化。
3.根据权利要求2所述的图像处理单元,
其中,所述编码处理部件利用固定运动向量和模式来对所述视区之间具有很少差异的区域执行编码。
4.根据权利要求2所述的图像处理单元,
其中,所述区域确定部件利用由所述统计信息计算部件计算出的所述统计信息,将所述能被识别为三维图像的区域划分为容易识别出三维图像的区域和难以识别出三维图像的区域,并且
所述编码处理部件利用如下处理来执行编码,在该处理中,所述难以识别出三维图像的区域比来自另外视区的图像数据更多地被简化。
5.根据权利要求4所述的图像处理单元,
其中,所述编码处理部件利用固定模式来对所述视区之间具有很少差异的区域执行编码。
6.根据权利要求1所述的图像处理单元,
其中,所述统计信息计算部件以宏块为单位计算亮度和对比度来作为统计信息,并且对宏块执行边缘确定。
7.根据权利要求1所述的图像处理单元,
其中,在所述区域确定部件确定作为相同区域的预定数目或更多的区域连续时,示出了所述预定数目或更多的区域连续的信息与利用所述编码处理部件生成的经编码流一起被传输。
8.一种图像处理方法,包括:
针对具有多个视区的图像数据以宏块为单位计算统计信息;
利用在统计信息计算步骤中计算出的所述统计信息,以对三维图像的识别水平为确定标准来对所述图像数据执行区域确定;以及
根据在区域确定步骤中执行的区域确定的结果,在对每个视区的图像数据进行编码并且生成经编码流的同时改变针对每个宏块的编码处理的内容。
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