CN110115038A - 编码设备、编码方法和程序、解码设备、解码方法和程序 - Google Patents

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Abstract

在针对跨不连续区块边界的像素进行环内滤波的情况下，结果滤波处理可能使图像质量劣化。然而，在针对跨区块边界的像素无条件地使滤波处理无效的情况下，发生不能对可以预期由于环内滤波处理而使图像质量有所提高的连续区块边界应用环内滤波的问题。为了解决该问题，用于对具有多个区块的图像进行编码的编码设备包括：判断部件，用于针对由多个区块构成的多个边界判断是否对与边界相邻的像素进行滤波处理；以及编码部件，用于基于判断部件所进行的判断，针对多个边界中的至少两个边界对控制信息进行编码，所述控制信息表示是否对与边界相邻的像素进行滤波处理。

Description

编码设备、编码方法和程序、解码设备、解码方法和程序
技术领域
本发明涉及一种编码设备、编码方法和程序、解码设备、解码方法和程序、以及编码图像数据，特别地涉及块边界上的滤波处理。
背景技术
作为用于运动图像的压缩记录的编码方法，已知HEVC(高效视频编码)编码方法(以下称为HEVC)。对于HEVC，采用被称为Tile(区块)的技术，其中利用该技术，将1帧分割为多个矩形区域以使得能够进行编码和解码的并行处理等。在使用区块的情况下，可以实现基于编码和解码的并行处理的高速化，并且还可以减少图像编码设备和图像解码设备中所包括的存储器容量。
另外，为了提高以HEVC编码之后的图像的图像质量，采用诸如去块滤波或样本自适应偏移等的环内滤波处理。尽管也可以对跨区块边界的像素应用这种环内滤波处理，但是在对跨区块边界的像素应用环内滤波处理的情况下，编码和解码的并行处理在某些情况下可能出现问题。为此，在HEVC中采用loop_filter_across_tiles_enabled_flag的句法元素，其中利用该句法元素，可以选择是否对跨区块边界的像素应用环内滤波处理。即，设计为：在上述句法元素为1的情况下，能够对区块边界应用环内滤波，以及在0的情况下，禁止对区块边界应用环内滤波。据此，在重视并行实现的情况下可以将上述句法元素设置为0，以及在重视区块边界上的图像质量的情况下可以将上述句法元素设置为1。
近年来，伴随着VR(虚拟现实)技术的发展，产生了利用多个照相机拍摄360°视频、并且对拍摄图像进行压缩和编码的用例。作为360°视频的拍摄方法，提出了一种用于通过彼此组合的6个照相机沿上、下、左、右、前和后各方向拍摄图像的技术(非专利文献1)。通过将如此拍摄的6个图像以彼此组合的方式重新排列并进行压缩和编码来将所拍摄的图像设置为一个图像。关于重新排列，探讨了如图9A所示的用于以展开模具的方式排列的技术以及如图9B～9D所示的用于进一步重新排列为矩形以使得组合之后的图像的面积变得最小的技术(非专利文献2)。根据如图9A所示的技术，诸如左和前、以及前和右等的相邻图像的边界通常是连续的，但是在组合之后的图像的四个角中产生无用区域。另一方面，根据图9B～9D所示的技术，在组合之后的图像中不会产生无用区域，但是在相邻图像的边界中连续边界和不连续边界混合存在。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：JVET投稿JVET-C0021因特网<http://phenix.int-evry.fr/jvet/doc_end_user/documents/3_Geneva/wg11/>
非专利文献2：JVET投稿JVET-D0022因特网<http://phenix.int-evry.fr/jvet/doc_end_user/documents/4_Chengdu/wg11/>
发明内容
可以想到，从编码效率的观点来看，使用由上述的去块滤波或样本自适应偏移表示的环内滤波是有效的。另外，在对通过如上述的图9B～9D所示的多个照相机进行拍摄之后的组合所获得的图像(即连续边界和不连续边界混合存在于图像的边界中的图像)进行编码的情况下，在将各照相机所拍摄的图像与区块相关联的状态下自然地进行编码。然而，根据HEVC所表示的现有技术，仅可以选择是否对图像中的所有区块边界均一地应用环内滤波处理。即，仅可以选择是否在不将连续区块边界和不连续区块边界彼此区分的情况下应用环内滤波。在上述情况下，当通过使不连续区块边界优先来选择不应用环内滤波时，不能对通常预期可以通过环内滤波处理来使图像质量提高的连续区块边界应用环内滤波。另一方面，当通过使连续区块边界优先来选择应用环内滤波时，对不连续区块边界应用环内滤波，并且在不连续区块边界的周围引起不必要的图像质量劣化。因此，本发明是为了解决上述问题而作出的，并且旨在使得能够在考虑区块边界的连续性的同时对区块边界自适应地应用环内滤波处理。
为了解决上述的问题，根据本发明的编码设备具有以下的结构。即，一种编码设备，用于对包括多个区块的图像进行编码，所述编码设备包括：判断部件，用于针对由所述多个区块构成的多个边界，判断是否对与该边界相邻的像素进行滤波处理；以及编码部件，用于根据所述判断部件的判断，针对所述多个边界中的至少两个边界，进行表示是否对与边界相邻的像素进行滤波处理的控制信息的编码。
此外，根据本发明的解码设备具有以下的结构。即，一种解码设备，用于从位流中解码包括多个区块的图像，所述解码设备包括：解码部件，用于对所述图像进行解码；生成部件，用于针对由所述多个区块构成的多个边界，从所述位流生成表示是否对与该边界相邻的像素进行滤波处理的控制信息；判断部件，用于根据所述生成部件所生成的控制信息来判断是否对与至少多个边界相邻的像素进行滤波处理；以及处理部件，用于针对所述判断部件判断为进行滤波处理的边界进行滤波处理。
附图说明
图1是示出图像编码设备的结构的框图。
图2是示出图像解码设备的结构的框图。
图3A示出区块边界的连续性和环内滤波处理的对象像素之间的关系的示例。
图3B示出区块边界的连续性和环内滤波处理的对象像素之间的关系的示例。
图4是示出图像编码设备中的图像编码处理的流程图。
图5是示出图像编码设备和图像解码设备中的环内滤波处理的流程图。
图6A示出由图像编码设备生成并由图像解码设备解码的位流结构的示例。
图6B示出由图像编码设备生成并由图像解码设备解码的位流结构的示例。
图7是示出图像解码设备中的解码处理的流程图。
图8是示出可应用于图像编码设备和图像解码设备的计算机的硬件结构示例的框图。
图9A示出对多个照相机所拍摄的图像进行重新排列以获得单个图像的排列示例。
图9B示出对多个照相机所拍摄的图像进行重新排列以获得单个图像的排列示例。
图9C示出对多个照相机所拍摄的图像进行重新排列以获得单个图像的排列示例。
图9D示出对多个照相机所拍摄的图像进行重新排列以获得单个图像的排列示例。
图10A表示与由图像编码设备生成并由图像解码设备解码的位流的区块分割信息和滤波控制信息相关的句法。
图10B表示与由图像编码设备生成并由图像解码设备解码的位流的区块分割信息和滤波控制信息相关的句法。
图10C表示与由图像编码设备生成并由图像解码设备解码的位流的区块分割信息和滤波控制信息相关的句法。
具体实施方式
以下，将参考附图通过优选实施例来详细说明本发明。应当注意，以下实施例中所示出的结构仅仅是示例，并且本发明不限于所示的结构。
以下，将通过使用附图来说明本发明的编码侧的实施例。根据本实施例，特别地，将说明输入图9B所示的图像以进行编码的情况。
图1是示出根据本实施例的图像编码设备的框图。图1中的各个块可以全部构成为硬件，或者其中的部分或全部块也可以构成为软件。
在图1中，端子101是输入图像数据的端子。
区块分割单元102确定输入图像的区块分割方法并进行分割处理。
滤波控制信息生成单元103生成并输出与同是否针对各个区块边界上的像素进行后述的环内滤波处理有关的信息相对应的滤波控制信息。
预测单元104针对以块为单位的图像数据进行与帧内预测相对应的帧内预测或者与帧间预测相对应的帧间预测等，以生成预测图像数据。此外，根据输入图像数据和预测图像数据来计算预测误差以待输出。另外，预测所需的信息(例如预测模式的信息等)也与预测误差一起输出。以下，预测所需的这种信息将被称为预测信息。
变换和量化单元105以块为单位对预测误差进行正交变换以获得变换系数，并进一步进行量化以获得量化系数。
逆量化和逆变换单元106对从变换和量化单元105输出的量化系数进行逆量化以再现变换系数，并进一步进行逆正交变换以再现预测误差。
帧存储器108是用于存储所再现的图像数据的存储器。
图像再现单元107根据从预测单元104输出的预测信息适当地参考帧存储器108以生成预测图像数据，并根据生成的预测图像数据和输入的预测误差来生成再现图像数据以待输出。
环内滤波单元109针对再现图像进行诸如去块滤波或样本自适应偏移等的环内滤波处理，并输出已经进行了滤波处理的图像。
编码单元110对从变换和量化单元105输出的量化系数以及从预测单元104输出的预测信息进行编码以生成待输出的编码数据。
整合编码单元111对来自区块分割单元102和滤波控制信息生成单元103的输出进行编码，以生成待存储在头中的头代码数据。所生成的头代码数据与从编码单元110输出的编码数据一起形成位流以待输出。
端子112是将整合编码单元111所生成的位流输出到外部的端子。
以下将说明图1所示的图像编码设备中的图像的编码处理。根据本实施例，采用以帧为单位输入运动图像数据的结构，但是当然可以采用输入1帧的静止图像数据的结构。
从端子101输入的1帧图像数据被输入至区块分割单元102。在端子101处输入的图像数据被设置为通过重新排列N个(N≥3)图像而组合成的1帧的图像。N个(N≥3)图像的排列还包括旋转图像的排列。根据本实施例，还可以获得表示排列多少图像和以什么方式组合的信息。
区块分割单元102确定输入图像的区块分割方法，并根据所确定的分割方法将输入图像数据分割为区块单位以待输出至预测单元104。即，另外，将所确定的区块分割方法作为区块分割信息输出到滤波控制信息生成单元103和整合编码单元111。虽然没有特别限制区块分割的确定方法，但是可以使用输入图像的特征，可以使用如上所述的表示排列多少图像和以什么方式组合的信息，以及可以通过来自用户的输入来进行确定。根据本实施例，将在假设所输入的1帧的图像数据沿N个组合图像的边界进行分割、并且包括M个(M≥2)区块边界的图像数据由N个(N≥3)区块构成的情况下提供说明。例如，设计为：在要进行如图9B所示的图像的编码的情况下，将前、右、后、下、左和上的各图像与各个区块相关联，即，进行由六个区块构成的图像的编码。
接着，滤波控制信息生成单元103判断是否针对各区块边界进行环内滤波处理，并将该信息作为滤波控制信息输出到环内滤波单元109和整合编码单元111。没有特别限制滤波控制信息的确定方法，并且可以使用输入图像的特征，并且可以通过来自用户的输入来进行确定。另外，滤波控制信息生成单元103可以根据从外部输入或在内部计算出的与区块分割状态相关的信息以及与各区块边界的连续性相关的信息来进行确定。例如，在要进行如图9B所示的图像的编码的情况下，判断为通过区块分割单元102来进行由六个区块构成的图像的编码。在这种情况下，像素值在图像上部存在的沿垂直方向的两个区块边界(“前”和“右”之间以及“右”和“后”之间)、以及在图像左部存在的沿水平方向的一个区块边界(“前”和“下”之间)上是连续的。另一方面，像素在其它四个区块边界上是不连续的。在上述情况下，滤波控制信息生成单元103输出表示对像素连续的三个区块边界进行环内滤波处理的信息以及表示不对剩余的四个不连续区块边界进行环内滤波处理的信息作为滤波控制信息。
整合编码单元111对区块分割信息和滤波控制信息进行编码，以分别生成区块分割信息代码和滤波控制信息代码。没有特别指定编码方法，但是可以使用Golomb编码、算术编码或Huffman编码等。
预测单元104将从区块分割单元102输入的以区块为单位的图像数据分割为多个块，并且进行以块为单位的预测处理。作为预测处理的结果，生成预测误差并将该预测误差输入至变换和量化单元105。另外，预测单元104生成预测信息以待输出至编码单元110和图像再现单元107。
变换和量化单元105对输入预测误差进行正交变换和量化以生成量化系数。所生成的量化系数被输入至编码单元110以及逆量化和逆变换单元106。
逆量化和逆变换单元106对输入量化系数进行逆量化以再现变换系数，并且进一步对再现的变换系数进行逆正交变换以再现预测误差以待输出至图像再现单元107。
图像再现单元107根据从预测单元104输入的预测信息适当地参考帧存储器108，以再现预测图像。然后，根据再现的预测图像以及从逆量化和逆变换单元106输入的再现的预测误差来再现图像数据，以待输入至帧存储器108并存储。
环内滤波单元109从帧存储器108读出再现图像，并根据滤波对象的块位置以及从滤波控制信息103输入的滤波控制信息来进行诸如去块滤波等的环内滤波处理。然后，已经进行了滤波处理的图像被再次输入至帧存储器108以待再次存储。已经进行了滤波处理的该图像用于预测单元104等中的帧间预测。
将通过使用图3来说明根据本实施例的环内滤波处理。根据滤波对象的块的位置和滤波控制信息来进行以下滤波处理中的任意滤波处理。这里，将仅说明对区块边界的滤波处理，但是除区块边界以外的像素位置中的滤波处理被设置为根据现有图像编码方法来实现。另外，为了便于这里的描述，块大小被设置为4×4块，但不限于此。
图3A示出在跨两个4×4块的边界的状态下进行去块滤波处理的情况下的示例。4×4像素的两个块存在于外框300之内，并且针对与由圆角矩形301包围的各块的区块边界相邻的3个像素(即，总共6个像素)进行滤波处理。图3A所示的左侧的块属于区块0，并且右侧的块属于区块1。即，左右的块是属于不同区块的块，并且左右的块的边界也是区块的边界。该区块边界被设置为如图9B的上部(例如，“前”和“右”之间)等所观察到的、像素值连续的区块边界。在这种情况下，由于从滤波控制信息生成单元103输入表示对像素连续的区块边界进行环内处理的滤波控制信息，因此由符号○表示的全部6个像素成为滤波处理的对象，并针对全部6个像素进行滤波处理。
另一方面，图3B与图3A不同，并且左右的区块的边界被设置为如图9B的下部(例如，“左”和“上”之间)等所观察到的、像素值不连续的区块边界。在这种情况下，由于从滤波控制信息生成单元103输入表示不对像素不连续的区块边界进行环内处理的滤波控制信息，因此由符号×表示的全部6个像素不成为滤波处理的对象。因此，不针对这6个像素进行滤波处理。
根据本实施例已经提及了去块滤波，但是当然可以对诸如自适应环路滤波或样本自适应偏移等的其它环内滤波处理进行同样的控制。另外，根据本实施例，已经说明了左右的块之间的滤波处理，但是在上下的块之间也进行同样的处理。此外，已经示出对各块中的3个像素进行滤波处理的示例，但是要处理的像素的数量不限于此。例如，还可以进行不对称滤波处理，其中在不对称滤波处理中，与各块中的处理对象相对应的像素的数量有所不同，诸如左侧的块中有3个像素而右侧的块中有2个像素等。
在返回图1时，编码单元110以块为单位对由变换和量化单元105生成的量化系数以及从预测单元104输入的预测信息进行熵编码，以生成编码数据。没有特别指定熵编码方法，但是可以使用Golomb编码、算术编码或Huffman编码等。生成的编码数据被输出到整合编码单元111。
整合编码单元111对编码处理之前所生成的区块分割信息代码和滤波控制信息代码以及编码单元所生成的编码数据等进行复合，并形成位流。最后，位流从端子112输出到外部。
图6A示出包括编码后的区块分割信息和滤波控制信息的位流的示例。作为区块分割信息代码的区块分割信息和作为滤波控制信息代码的滤波控制信息包括在诸如序列和图片等的任何一个头中。根据本实施例，如图6A所示，代码包括在图片的头部中。图10A表示包括这些代码的图片的头部的句法结构的示例。由于tiles_enabled_flag是表示区块分割的存在或不存在的代码、并且已经说明了根据本实施例的输入图9B所示的图像以分割为六个区块的情况，因此这个值变为1。将省略entoropy_coding_sync_enabled_flag的说明，因为它与本实施例无关。num_tile_columns_minus1表示通过从水平方向上的区块数减去1而获得的值。根据本实施例，由于水平方向上存在三个区块，因此这个值变为2。另一方面，num_tile_rows_minus1表示通过从垂直方向上的区块数减去1而获得的值。根据本实施例，由于垂直方向上存在两个区块，因此这个值变为1。uniform_spacing_flag是表示各区块的大小(垂直方向和水平方向上的像素数)是否彼此一致的代码，并且由于根据本实施例、所有区块的大小彼此一致，因此这个值变为1。应当注意，当这个值为0时，即在不是所有区块大小彼此一致的情况下，进行表示各区块的水平大小和垂直大小的column_width_minus1和row_height_minus1的编码，但是根据本实施例将省略其说明。loop_filter_aross_tiles_enabled_flag是表示是否能够对区块边界进行环内滤波处理的代码，但是由于根据本实施例在部分边界上能够进行环内滤波处理，因此这个值被设置为1。
当上述loop_filter_across_tiles_enabled_flag为1时，仅进行以下句法的编码。loop_filter_across_tiles_control_flag是表示是否单独进行对表示是否针对各区块边界进行环内滤波处理的信息的编码的代码。根据本实施例，由于需要单独设置环内滤波处理的接受或拒绝，因此这个值被设置为1。
此外，当上述loop_filter_across_tiles_control_flag为1时，仅进行以下句法的编码。loop_filter_across_bottom_tile_boundary_enabled_flag是表示是否针对区块下侧的区块边界进行环内滤波处理的代码。根据本实施例，由于存在包括下侧的区块边界的上侧的行中的三个区块(前、右和后)，因此对该代码进行三次编码。即，针对上下的两个区块之间构成的各边界进行loop_filter_across_bottom_tile_boundary_enabled_flag的编码。由于“前”区块下侧的区块边界是连续边界，因此其第一值变为1，这表示进行环内滤波处理。另一方面，由于“右”和“后”区块下侧的区块边界是不连续边界，因此其第二值和第三值变为0，这表示不进行环内滤波处理。应当注意，针对下侧的行中的三个区块(下、左和上)，不进行loop_filter_across_bottom_tile_boundary_enabled_flag的编码。接着，loop_filter_across_right_tile_boundary_enabled_flag是表示是否针对区块右侧的区块边界进行环内滤波处理的代码。即，针对在左右的两个区块之间构成的各边界进行loop_filter_across_right_tile_boundary_enabled_flag的编码。根据本实施例，由于存在包括右侧的区块边界的四个区块(前、右、下和左)，因此对该代码进行四次编码。由于“前”和“右”区块右侧的区块边界是连续边界，因此其第一值和第二值变为1，这表示进行环内滤波处理。另一方面，由于“下”和“左”区块右侧的区块边界是不连续边界，因此其第三和第四值变为0，这表示不进行环内滤波处理。应当注意，针对最右侧的列中存在的区块(后和上)，不进行loop_filter_across_right_tile_boundary_enabled_flag的编码。即，针对图像内的区块边界进行loop_filter_across_bottom_tile_boundary_enabled_flag的编码。同样，针对图像内的区块边界进行loop_filter_across_right_tile_boundary_enabled_flag的编码。然后，针对构成外周的区块的边界不进行编码。
图4是示出根据本实施例的图像编码设备中的编码处理的流程图。
首先，在步骤S401中，区块分割单元102确定输入图像的区块分割方法，并且根据所确定的分割方法以区块为单位分割输入图像数据。另外，将所确定的区块分割方法设置为区块分割信息，并且通过整合编码单元111来进行区块分割信息的编码。
在步骤S402中，滤波控制信息生成单元103判断是否针对各区块边界上的像素进行环内滤波处理并将该信息设置为滤波控制信息，并且还通过整合编码单元111来进行滤波控制信息的编码。
在步骤S403中，预测单元104将以区块为单位的输入图像数据切割为多个块，并以块为单位进行帧内预测或帧间预测，以生成预测信息和预测图像数据。此外，根据输入图像数据和预测图像数据来计算预测误差。
在步骤S404中，变换和量化单元105对步骤S403中所计算出的预测误差进行正交变换以生成变换系数，并进一步进行量化以生成量化系数。
在步骤S405中，逆量化和逆变换单元106对步骤S404中所生成的量化系数进行逆量化和逆正交变换，以再现预测误差。
在步骤S406中，图像再现单元107根据步骤S403中所生成的预测信息来再现预测图像。此外，根据再现预测图像和步骤S405中所生成的预测误差来再现图像数据。
在步骤S407中，编码单元110对步骤S403中所生成的预测信息和步骤S404中所生成的量化系数进行编码，以生成编码数据。另外，在还包括其它编码数据的情况下生成位流。
在步骤S408中，图像编码设备进行关于区块中的所有块的编码是否结束的判断，并且在编码结束的情况下进入步骤S409，而在编码没有结束的情况下通过将下一块设置为对象来返回到步骤S403。
在步骤S409中，图像编码设备进行关于帧内的所有区块的编码是否结束的判断，并且在编码结束的情况下进入步骤S410，而在编码没有结束的情况下通过将下一区块设置为对象来返回到步骤S403。
在步骤S410中，环内滤波单元109针对步骤S406中再现的图像数据进行环内滤波处理，以生成已经进行了滤波处理的图像并结束处理。
图5是示出步骤S410中的环内滤波处理的详情的流程图。
首先，在步骤S501中，环内滤波单元109根据环内滤波对象的像素的位置来判断区块边界上是否存在对象像素。在判断为区块边界上存在对象像素的情况下，流程进入S502，以及在不存在对象像素的情况下，流程进入S503。在S501中，存在于区块边界上的含义是指存在于图像内的区块边界上。
在步骤S502中，环内滤波单元109根据步骤S402中生成的滤波控制信息来判断区块边界上存在的对象像素是否成为滤波的对象。环内滤波单元在判断为进行滤波的情况下进入S503，以及在判断为不进行滤波的情况下进入S504。
在步骤S503中，环内滤波单元109针对对象像素进行环内滤波处理。
在步骤S504中，环内滤波单元109进行关于针对所有像素的环内滤波处理是否结束的判断，并且在处理结束的情况下进入步骤S505，而在处理没有结束的情况下通过将下一像素块设置为对象来返回到步骤S501。
在步骤S505中，环内滤波单元109进行关于针对所有类型的环内滤波处理是否结束的判断。环内滤波单元在处理结束的情况下结束环内滤波处理，以及在处理没有结束的情况下通过将下一类型的环内滤波处理设置为对象来返回到步骤S501。
例如，在HEVC中定义诸如去块滤波和样本自适应偏移等的两种环内滤波处理，在该步骤中执行这些处理的切换。具体地，首先，在所有像素被设置为对象的情况下实施去块滤波处理，然后切换到样本自适应偏移处理，并且流程返回到步骤S501。另外，在样本自适应偏移处理也结束的情况下，结束环内滤波处理。根据本实施例，执行与HEVC同样的诸如去块滤波和样本自适应偏移等的两种类型的环内滤波处理，但是当然可以执行其它环内滤波处理(例如自适应环路滤波等)。另外，环内滤波处理顺序不限于此。
利用上述的结构和操作，特别是在步骤S410中，在可以针对各区块边界对环内滤波处理的应用的接受或拒绝进行控制的情况下，可以根据区块边界的连续性来选择是否对区块边界应用环内滤波处理。作为结果，由于可以以对像素连续的区块边界应用环内滤波处理、并且对像素不连续的区块边界不应用环内滤波处理的方式进行设置，因此可以提高图像质量。
应当注意，根据本实施例，如图6A所示，在图片头部中进行区块分割信息和滤波控制信息的编码，但是进行编码的位置不限于此。可以在图6B所示的图像的序列头部中进行编码，或者当然可以在其它位置进行编码。
应当注意，根据本实施例，进行包括如图10A所示的句法结构的位流的编码，但是位流的结构不限于此。例如，还可以包括如图10B所示的句法结构。在图10A中，针对各个区块边界进行滤波控制信息的编码，但是图10B示出针对水平方向的所有区块边界、然后是垂直方向的所有区块边界进行各自共通的滤波控制信息的编码的情况的示例。loop_filter_across_horizontal_tile_boundary_enabled_flag是表示是否针对图像中的垂直方向上的所有区块边界进行环内滤波处理的标志。即，loop_filter_across_horizontal_tile_boundary_enabled_flag是水平方向上的多个区块边界所共通的水平方向控制信息。另外，loop_filter_across_vertical_tile_boundary_enabled_flag是表示是否针对图像中的水平方向上的所有区块边界进行环内滤波的标志。即，loop_filter_across_vertical_tile_boundary_enabled_flag是垂直方向上的多个区块边界所共通的垂直方向控制信息。例如，在输入图9D所示的图像的情况下，当前者(···horizontal···flag)被设置为1、且后者(···vertical···flag)被设置为0时，可以以更小的代码量实现针对区块边界的滤波控制。即，在针对特定方向(水平方向或垂直方向)排列多个区块的图像的情况下，包括图10B的句法结构的标志在以下情况下是有效的：针对各区块边界的环内滤波处理的应用的接受或拒绝是相同的。另外，作为图10A和10B的变形例，可以通过使用图10B的标志来设置区块边界的沿水平方向和垂直方向中的一个方向的环内滤波处理的应用的接受或拒绝。然后，可以通过如图10A所示沿另一方向针对各区块边界分配标志来设置环内滤波处理的应用的接受或拒绝。
另外，还可以包括如图10C那样的句法结构。图10C的特征在于进行loop_filter_across_tiles_control_idc的编码作为滤波控制信息。loop_filter_across_tiles_control_idc表示与特定区块排列方法相对应的索引。例如，进行“1”与图9B相关联、“2”与图9C相关联、以及“3”与图9D相关联等的索引的编码作为滤波控制信息。图10C的句法结构在为了构成1帧的图像而组合的六个图像的排列例如被定义为如图9B～9D所示的几种格式的情况下是有效的。在图10C的句法结构的情况下，图像解码设备需要掌握针对与各索引相对应的图9B～9D的排列中的各区块边界的环内滤波处理的应用的接受或拒绝。据此，在应对多个区块排列方法的同时，可以以更小的代码量实现针对区块边界的滤波控制。
另外，根据本实施例来控制针对矩形区块边界的滤波，但是控制对象不限于此。可以同样控制针对也可以采用除矩形之外的形状的切片的边界的滤波，并且还可以针对除区块和切片之外的新处理单位进行该应用。
另外，假设根据本实施例，基于现有HEVC而言，区块是矩形的，但是当区块和其它处理单位采用诸如三角形等的其它形状时，也可以进行该应用。
图2是示出根据本发明的实施例的图像解码设备的结构的框图。根据本实施例，将说明在图像编码设备中生成的编码数据的解码处理。图2中的各个块可以全部构成为硬件，或者其中的部分或全部块也可以构成为软件。
端子201是输入编码后的位流的端子。分离解码单元202从位流中分离出与解码处理相关的信息以及与系数相关的编码数据，并进一步分离存在于位流的头部中的编码数据以待解码。根据本实施例，通过解码处理来再现区块分割信息和滤波控制信息以待输出至后级。即，分离解码单元202进行与图1的整合编码单元111相反的操作。
解码单元203对从分离解码单元202输出的编码数据进行解码，以再现量化系数和预测信息。
逆量化和逆变换单元204与图1的逆量化和逆变换单元106同样以块为单位输入量化系数，进行逆量化以获得变换系数，并且进一步进行逆正交变换以再现预测误差。
帧存储器207是用于至少存储1帧的图像并存储再现图片的图像数据的存储器。
与图1的图像再现单元107同样地，图像再现单元205根据输入的预测信息适当地参考帧存储器207以生成预测图像数据。然后，根据该预测图像数据以及由逆量化和逆变换单元204再现的预测误差来生成再现图像数据以待输出。
与图1的环内滤波单元109同样地，环内滤波单元206针对再现图像进行诸如去块滤波等的环内滤波处理，并输出已经进行了滤波处理的图像。
端子208将已经进行了滤波处理的图像数据输出到外部。
以下将说明图2所示的图像解码设备中的图像的解码处理。根据本实施例，对由图1的图像编码设备生成的位流进行解码。
在图2中，从端子201输入的位流被输入至分离解码单元202。分离解码单元202从位流中分离出与解码处理相关的信息以及与系数相关的编码数据，并进一步对存在于位流的头部中的编码数据进行解码。具体地，通过解码处理来再现区块分割信息和滤波控制信息。根据本实施例，首先，从图6A所示的位流的图片头中提取区块分割信息代码和滤波控制信息代码以待解码。应当注意，在以下说明中，图片头部使用图10A所示的句法结构。首先，对tiles_enabled_flag代码进行解码，并获得表示使用区块分割的值1。将省略entoropy_coding_sync_enabled_flag的说明，因为它与本实施例无关。接着，对num_tile_columns_minus1代码进行解码，并且获得表示水平方向上存在三个区块的值2。此外，对num_tile_rows_minus1代码进行解码，并且获得表示垂直方向上存在两个区块的值1。随后，对uniform_spacing_flag代码进行解码，并且获得表示各区块的大小(垂直方向和水平方向上的像素数)彼此一致的值1。接着，对loop_filter_aross_tiles_enabled_flag代码进行解码，并且获得表示能够对区块边界进行环内滤波处理的值1。
由于loop_filter_across_tiles_enabled_flag是1，因此进一步继续句法解码。对loop_filter_across_tiles_control_flag代码进行解码，并且获得表示针对各区块边界进行环内滤波处理的值1。
由于loop_filter_across_tiles_control_flag是1，因此进一步继续句法解码。对loop_filter_across_bottom_tile_boundary_enabled_flag代码进行解码，并且获得表示是否针对各区块的下侧的区块边界进行环内滤波处理的信息。根据本实施例，获得相应的值1、0和0作为针对包括下侧的区块边界的三个区块(前、右和后)的信息。接着，对loop_filter_across_right_tile_boundary_enabled_flag代码进行解码，并且获得表示是否针对各区块的右侧的区块边界进行环内滤波处理的信息。根据本实施例，获得相应的值1、1、0和0作为针对包括右侧的区块边界的四个区块(前、右、下和左)的信息。将由此获得的滤波控制信息输出到环内滤波单元206。随后，再现以图片数据的块为单位的编码数据，以待输出到解码单元203。
解码单元203对编码数据进行解码以再现量化系数和预测信息。再现的量化系数被输出到逆量化和逆变换单元204，并且再现的预测信息被输出到图像再现单元205。
逆量化和逆变换单元204针对输入的量化系数进行逆量化以生成正交变换系数，并且还应用逆正交变换以再现预测误差。再现的预测信息被输出到图像再现单元205。
图像再现单元205根据从解码单元203输入的预测信息适当地参考帧存储器207，以再现预测图像。根据该预测图像以及从逆量化和逆变换单元204输入的预测误差来再现图像数据以待输入至帧存储器207并存储。所存储的图像数据在预测时用于参考。
环内滤波单元206与图1中的109同样地从帧存储器207读出再现图像，并根据从分离解码单元202输入的滤波控制信息来进行诸如去块滤波等的环内滤波处理。然后，将已经进行了滤波处理的图像再次输入至帧存储器207。由于根据本实施例的环内滤波处理与图1的图像编码设备中的环内滤波处理相同，因此将省略详细说明。
将已在环内滤波单元206中进行了滤波处理的图像再次存储在帧存储器207中，以待最终从端子208输出到外部。
图7是示出图2的图像解码设备中的图像的解码处理的流程图。
首先，在步骤S701中，分离解码单元202从位流中分离出与解码处理相关的信息以及与系数相关的编码数据，并对头部中的编码数据进行解码以再现区块分割信息和滤波控制信息。
在步骤S702中，解码单元203对在步骤S701中分离的编码数据进行解码，并再现量化系数和预测信息。
在步骤S703中，逆量化和逆变换单元204以块为单位对量化系数进行逆量化以获得变换系数，并且进一步进行逆正交变换以再现预测误差。
在步骤S704中，图像再现单元205根据步骤S702中所生成的预测信息来再现预测图像。此外，根据再现的预测图像和步骤S703中所生成的预测误差来再现图像数据。
在步骤S705中，图像再现单元205或图像解码设备中的未图示的控制单元进行关于区块中的所有块的解码是否结束的判断。在解码结束的情况下，流程进入步骤S706，以及在解码未结束的情况下，流程在下一块被设置为对象的情况下返回到步骤S702。
在步骤S706中，图像再现单元205或图像解码设备中的未图示的控制单元进行关于帧内的所有区块的编码是否结束的判断。在编码结束的情况下，流程进入步骤S707，以及在编码未结束的情况下，流程在下一区块被设置为对象的情况下返回到步骤S702。
在步骤S707中，环内滤波单元206针对步骤S704中再现的图像数据进行环内滤波处理以生成已经进行了滤波处理的图像，并结束处理。
由于示出环内滤波处理的详情的流程图与示出图像编码设备中的处理的图5相同，因此将省略其说明。
利用上述的结构和操作，可以对图1的图像编码设备中已经生成的位流进行解码，其中利用该图像解码设备，可以根据区块边界的连续性来选择是否对区块边界应用环内滤波处理。
应当注意，根据本实施例如图6A所示对在图片头部中包括区块分割信息和滤波控制信息的位流进行解码，但是信息的编码位置不限于此。可以如图6B所示在图像的序列头部中进行编码，或者当然可以在其它位置进行编码。
应当注意，已经根据本实施例示出了包括如图10A所示的句法结构的位流的解码，但是要解码的位流的结构不限于此。例如，也可以解码包括如图10B所示的句法结构的位流。图10B示出进行水平方向上的所有区块边界和垂直方向上的所有区块边界所共通的滤波控制信息的编码的情况的示例。例如，在对通过根据第一实施例的编码设备对图9D所示的图像的编码而生成的位流进行解码的情况下，通过对前者(···horizontal···flag)进行解码来获得值1，并且通过对后者(···vertical···flag)进行解码来获得值0。据此，可以对位流进行解码，其中在该位流中，已经以更小的代码量进行了对表示针对水平方向上的所有区块边界进行环内滤波处理、以及针对垂直方向上的所有区块边界不进行环内滤波处理的滤波控制信息的编码。
此外，还可以对包括如图10C那样的句法结构的位流进行解码。在图10C中，可以使loop_filter_across_tiles_control_idc所表示的索引与特定的区块排列方法相关联。例如，设计成：1与图9B相关联，2与图9C相关联，以及3与图9D相关联，等等。据此，可以在应对更多个区块排列方法的同时对用于以更小的代码量实现针对区块边界的滤波控制的位流进行解码。
根据上述实施例已经说明了图1和图2所示的各处理单元由硬件构成。然而，由这些图中所示的各处理单元进行的处理也可以由计算机程序配置而成。
图8是示出可应用于根据上述各实施例的图像编码设备和图像解码设备的计算机的硬件的结构示例的框图。
CPU 801通过使用RAM 802或ROM 803中所存储的计算机程序或数据来对整个计算机进行控制，并且还执行如根据上述各实施例的图像处理设备所进行的上述各处理。即，CPU 801用作图1和图2所示的各处理单元。
RAM 802包括用于暂时存储从外部存储装置806加载的计算机程序或数据以及经由I/F(接口)807从外部获得的数据等的区域。此外，RAM 802包括CPU 801在执行各种处理时所使用的工作区。即，RAM 802可被分配为例如帧存储器，或适当地提供其它各种区域。
ROM 803存储该计算机的设置数据以及引导程序等。操作单元804由键盘和鼠标等构成，并由该计算机的用户操作，使得各种指令可被输入至CPU801。显示单元805显示CPU801的处理结果。另外，显示单元805例如由液晶显示器构成。
外部存储装置806是由硬盘驱动装置表示的大容量存储装置。用于使CPU 801实现图1和图2所示的各单元的功能的OS(操作系统)和计算机程序被保存在外部存储装置806中。此外，作为处理对象的各种图像数据可被保存在外部存储装置806中。
外部存储装置806中所保存的计算机程序和数据根据CPU 801的控制被适当地加载到RAM 802，以成为CPU 801的处理对象。诸如LAN或因特网等的网络以及诸如投影设备和显示设备等的其它设备可以连接到I/F 807，并且该计算机可以经由该I/F 807获得并发送各种信息。808表示用于将上述各个单元彼此连接的总线。
CPU通过将ROM 803中所存储的程序读出到RAM 802来根据该程序执行上述图4、图5和图7所示的流程图的处理。
如上所述，根据本发明，可以选择是否对各区块边界应用环内滤波处理。由于该原因，可以提高特别是连续区块边界上的图像质量，并且可以进一步提高编码效率。
(其它实施例)
本发明还可以通过将用于实现上述实施例的一个或多个功能的程序经由网络或存储介质提供给系统或设备的处理来实现。然后，系统或设备的计算机中的一个或多个处理器读出该程序以供执行。另外，本发明还可以通过用于实现一个或多个功能的电路(例如，ASIC)来实现。
本发明用于进行静止图像和运动图像的编码和解码的编码设备和解码设备。特别地，本发明可以适用于使用区块分割和环内滤波处理的编码方法和解码方法。
本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。因此，添加所附权利要求书以使本发明的范围公开。
本申请要求2016年12月22日提交的日本专利申请2016-249173的权益，其全部内容通过引用而并入于此。

Claims (18)

1.一种编码设备，用于对包括多个区块的图像进行编码，所述编码设备包括：
判断部件，用于针对由所述多个区块构成的多个边界，判断是否对与该边界相邻的像素进行滤波处理；以及
编码部件，用于根据所述判断部件的判断，针对所述多个边界中的至少两个边界，进行表示是否对与边界相邻的像素进行滤波处理的控制信息的编码。
2.根据权利要求1所述的编码设备，其中，所述多个区块是矩形的，并且构成至少两个边界。
3.根据权利要求1所述的编码设备，其中，所述编码部件针对两个区块之间所构成的各边界进行所述控制信息的编码。
4.根据权利要求1所述的编码设备，其中，所述编码部件将表示是否对与水平方向的边界相邻的像素进行滤波处理的水平方向的控制信息和表示是否对与垂直方向的边界相邻的像素进行滤波的垂直方向的控制信息编码为所述控制信息。
5.根据权利要求4所述的编码设备，其中，所述水平方向的控制信息是所述水平方向的多个区块边界所共通的控制信息。
6.根据权利要求4所述的编码设备，其中，所述垂直方向的控制信息是所述垂直方向的多个区块边界所共通的控制信息。
7.根据权利要求1所述的编码设备，其中，所述控制信息是与为了构成1帧的图像而组合的多个图像的排列相对应的索引。
8.一种解码设备，用于从位流中解码包括多个区块的图像，所述解码设备包括：
解码部件，用于对所述图像进行解码；
生成部件，用于针对由所述多个区块构成的多个边界，从所述位流生成表示是否对与该边界相邻的像素进行滤波处理的控制信息；
判断部件，用于根据所述生成部件所生成的控制信息来判断是否对与至少多个边界相邻的像素进行滤波处理；以及
处理部件，用于针对所述判断部件判断为进行滤波处理的边界进行滤波处理。
9.根据权利要求8所述的解码设备，其中，所述多个区块是矩形的，并且构成至少两个边界。
10.根据权利要求8所述的解码设备，其中，所述生成部件针对两个区块之间所构成的各边界生成所述控制信息。
11.根据权利要求8所述的解码设备，其中，所述生成部件生成表示是否对与水平方向的边界相邻的像素进行滤波处理的水平方向的控制信息和表示是否对与垂直方向的边界相邻的像素进行滤波的垂直方向的控制信息作为所述控制信息。
12.根据权利要求11所述的解码设备，其中，所述水平方向的控制信息是所述水平方向的多个区块边界所共通的控制信息。
13.根据权利要求11所述的解码设备，其中，所述垂直方向的控制信息是所述垂直方向的多个区块边界所共通的控制信息。
14.根据权利要求8所述的解码设备，其中，所述控制信息是与为了构成1帧的图像而组合的多个图像的排列相对应的索引。
15.一种编码方法，用于对包括多个区块的图像进行编码，所述编码方法包括：
判断步骤，用于针对由所述多个区块构成的多个边界，判断是否对与该边界相邻的像素进行滤波处理；以及
编码步骤，用于根据所述判断步骤中的判断，针对所述多个边界中的至少两个边界，进行表示是否对与边界相邻的像素进行滤波处理的控制信息的编码。
16.一种解码方法，用于从位流中解码包括多个区块的图像，所述解码方法包括：
解码步骤，用于对所述图像进行解码；
生成步骤，用于针对由所述多个区块构成的多个边界，从所述位流生成表示是否对与该边界相邻的像素进行滤波处理的控制信息；
判断步骤，用于根据所述生成步骤中所生成的控制信息来判断是否对与至少多个边界相邻的像素进行滤波处理；以及
处理步骤，用于针对所述判断步骤中判断为进行滤波处理的边界进行滤波处理。
17.一种程序，用于使计算机执行根据权利要求1至7中任一项所述的编码设备的处理。
18.一种程序，用于使计算机执行根据权利要求8至14中任一项所述的解码设备的处理。
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