ES2630203T3 - Método y dispositivo de control de codificación de predicción intra, su programa, y medio de almacenamiento que contiene programa - Google Patents

Método y dispositivo de control de codificación de predicción intra, su programa, y medio de almacenamiento que contiene programa Download PDF

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ES2630203T3 ES07829358.6T ES07829358T ES2630203T3 ES 2630203 T3 ES2630203 T3 ES 2630203T3 ES 07829358 T ES07829358 T ES 07829358T ES 2630203 T3 ES2630203 T3 ES 2630203T3
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Abstract

Un método de control de codificación de predicción intra usado en codificación de predicción intra que tiene una pluralidad de modos de la predicción y de tamaños de bloque de predicción, en el que el modo de predicción y el tamaño de bloque de predicción se pueden conmutar cada uno cuando se realiza la codificación, comprendiendo el método: una etapa de computar un índice de grado de planitud que indica un grado de planitud de un área objetivo para codificar, una etapa de determinar un tamaño de bloque de predicción usado en la codificación de predicción intra del área objetivo, de acuerdo con el índice de grado de planitud computado, y una etapa de seleccionar un modo de predicción usado en la codificación de predicción intra del área objetivo, para el tamaño de bloque de predicción determinado; en el que: en la codificación de predicción intra, se genera una señal pronosticada usando píxeles periféricos; en la etapa de determinar el tamaño de bloque de predicción: - unos o más umbrales que tienen valores diferentes, que se almacenan en una tabla de umbral, se fijan de acuerdo con tamaño de bloque de predicción seleccionable como para fijar una pluralidad de intervalos de nivel para el índice de grado de planitud, y - tamaños de bloque distintos se asignan a los intervalos de nivel de una manera tal que cuanto más alto es el grado de planitud del área objetivo, más grande es el tamaño de bloque de predicción determinado para la codificación; en la etapa de computar el índice de grado de planitud, el área objetivo se divide en una pluralidad de áreas divididas, el índice de grado de planitud se computa para cada área dividida, y el índice de grado de planitud del área objetivo se computa en base a los índices de grado de planitud de las áreas divididas; el método de control de codificación de predicción intra está caracterizado porque: el índice de grado de planitud del área objetivo se fija al valor máximo entre los índices de grado de planitud de las áreas divididas, y el índice de grado de planitud de cada una de las áreas divididas se computa como dispersión L1 de valores de píxel de cada una de las áreas divididas.

Description

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DESCRIPCION
Metodo y dispositivo de control de codificacion de prediccion intra, su programa, y medio de almacenamiento que contiene programa
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un metodo y un aparato de control de codificacion de prediccion intra que se usa en una codificacion de prediccion intra que tiene una pluralidad de modos de prediccion y una pluralidad de tamanos de bloque de prediccion de modo que un modo y un tamano pueden seleccionarse de manera conmutable, y tambien se refiere a un programa de control de codificacion de prediccion intra para implementar el metodo de control de codificacion de prediccion intra y un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena el programa. En particular, la presente invencion se refiere a un metodo y un aparato de control de codificacion de prediccion intra para reducir el coste de computacion, un programa de control de codificacion de prediccion intra para implementar el metodo de control de codificacion de prediccion intra y un medio de almacenamiento legible por ordenador que almacena el programa.
Se reivindica prioridad sobre la solicitud de patente japonesa n° 2006-275951, presentada el 10 de octubre de 2006, cuyo contenido se incorpora aqui mediante referencia.
Tecnica antecedente
Con el fin de mejorar la eficiencia de codificacion, el H.264 de la UIT-T, que es un metodo de codificacion de video estandar (vease, por ejemplo, el documento no patente 1), emplea un metodo de codificacion de prediccion en el que se genera una senal pronosticada usando pixeles perifericos en la codificacion intra.
En la codificacion de prediccion intra de H.264, el modo de prediccion o el tamano de bloque de prediccion se pueden conmutar de forma adaptativa. De acuerdo con dicho metodo de codificacion de prediccion, la eficacia de codificacion de la codificacion intra se ha mejorado notablemente en comparacion con los otros eficiencia de codificacion de video conocidos.
Las figuras 6A a 8B muestran el modo de prediccion y el tamano de bloque de prediccion empleados en H.264.
Las figuras 6A y 6B se refieren a una codificacion de prediccion intra de un macrobloque objetivo (16x16 pixeles) usando un tamano de bloque de prediccion de 4x4 pixeles, donde la figura 6A muestra la relacion de posicion entre los bloques objetivo (para la codificacion) y bloques ya codificados, y la figura 6B muestra la direccion de prediccion.
De manera similar, las figuras 7A y 7B se refieren a una codificacion de prediccion intra de un macrobloque objetivo usando un tamano de bloque de prediccion de 8x8 pixeles, donde la figura 7A muestra la relacion de posicion entre los bloques objetivo (para la codificacion) y bloques ya codificados, y la figura 7B muestra la direccion de prediccion.
De manera similar, las figuras 8A y 8B se refieren a una codificacion de prediccion intra de un macrobloque objetivo usando un tamano de bloque de prediccion de 16x16 pixeles (es decir, del mismo tamano que el macrobloque), donde la figura 8A muestra la relacion de posicion entre el bloque objetivo (para la codificacion) y senales ya codificadas (o pixeles), y la figura 8B muestra predicciones por medio de diveras direcciones y metodos.
Como se ha descrito anteriormente, en H.264, cualquier tamano de bloque de prediccion y cualquier direccion de prediccion se pueden seleccionar de acuerdo con la eficiencia de codificacion.
Sin embargo, aunque un aumento en el numero de modos de prediccion o tamanos de bloque de prediccion seleccionables mejora la eficiencia de codificacion, aumenta el coste de computacion realizado para seleccionar el modo de prediccion o el tamano de bloque de prediccion. Por lo tanto, se ha propuesto un metodo para reducir el coste de computacion para la codificacion de prediccion intra.
En la invencion divulgada en el documento no patente 1, de acuerdo con el diagrama de flujo de la figura 9, se determina en primer lugar la direccion de borde; se proporcionan modos de prediccion limitados; se selecciona un modo de prediccion; se determina el tamano de bloque de prediccion; y entonces se realiza la codificacion de prediccion intra.
En la invencion descrita anteriormente divulgada en el documento no patente 1, la direccion de borde se mide con antelacion como para excluir modos de prediccion que tienen una baja probabilidad de ser seleccionados, reduciendo mediante ello el coste de computacion.
En la invencion divulgada en el documento no patente 2, de acuerdo con el diagrama de flujo de la figura 10, se selecciona en primer lugar el modo de prediccion para el tamano de bloque 4x4; se mide un sesgo para el modo de prediccion; en base a los resultados de la medicion, se puede sortear la seleccion del modo de prediccion para el
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tamano de bloque 8x8, o se puede realizar el modo de prediccion para el tamano de bloque 8x8 (si no se sortea este tamano) o el tamano de bloque 16x16; se determina el tamano de bloque de prediccion; y entonces se realiza la codificacion de prediccion intra.
En la invencion descrita anteriormente divulgada en el documento no patente 2, se selecciona en primer lugar el modo de prediccion para el tamano de bloque 4x4 (es decir, tamano de bloque minimo) y, en base a la frecuencia de aparicion del modo de prediccion para el tamano de bloque 4x4, se controlan la limitacion en el tamano de bloque 8x8 o 16x16 y la seleccion del tamano de bloque de prediccion.
Es decir, en la invencion divulgada en el documento no patente 2, se puede limitar el modo de prediccion para el tamano de bloque 8x8 o se puede sortear la prediccion para el tamano de bloque 8x8 de acuerdo con un sesgo para el tamano de bloque minimo, como para reducir el coste de computacion.
Adicionalmente, en la invencion divulgada en el documento patente 1, se ponderan datos de frecuencia para el modo de prediccion de bloques perifericos y se limita el modo de prediccion en base a los datos de frecuencia ponderados.
En la invencion divulgada en el documento patente 1, primero se obtienen el modo de prediccion y un factor de ponderacion para un bloque de referencia, y entonces se obtiene el orden de prioridad del modo de prediccion. En base al modo de prediccion y el factor de ponderacion obtenidos, se produce un histograma ponderado para el modo de prediccion. Entonces, en base al histograma ponderado, se selecciona un candidato para el modo de prediccion. En este proceso, si no hay un modo de prediccion que satisfaga un numero predeterminado usado para determinar el candidato (como modo de prediccion), se selecciona un modo de prediccion que tiene un orden de prioridad relativamente mayor, como para realizar la codificacion de prediccion intra.
Como se ha descrito anteriormente, en la invencion divulgada en el documento patente 1, el modo de prediccion que se va a usar se limita en base a datos estadisticos para el modo de prediccion de bloques perifericos, reduciendo por ello el numero de veces de ejecucion de una computacion con coste que se requiere para seleccionar el modo de prediccion.
Documento no patente 1: Feng Pan et al., “Fast Mode Decision Algorithm for Intraprediction in H.264/AVC Video Coding”, IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., vol.15, n° 7, pp. 813-822, julio de 2005.
Documento no patente 2: Yuichi Tsunematsu et al., “Fast Intra Mode Decision for H.264/AVC FRExt Using Prediction Result Bias”, Actas de la conferencia general IEICE de 2005, D-11 -5, p. 55, mar. 2005.
Documento patente 1: Solicitud de patente japonesa no examinada, primera publicacion n° 2005-348280.
Documento patente 2: EP 1610563 A2 (APPLE COMPUTER [EE.UU:] APPLE INC [EE.UU.]) 28 de diciembre de 2005 (2005-12-28)
Divulgacion de la invencion
Problema a resolver por la invencion
Como se ha descrito anteriormente, en los metodos convencionales, el coste de computacion se reduce limitando el modo de prediccion (a usar) en la codificacion de prediccion intra.
Para tal funcion, en los metodos convencionales, como datos para limitar el modo de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra se usan la direccion de borde de una senal de entrada, un resultado de seleccion del modo de prediccion para el tamano de bloque minimo, datos de frecuencia del modo de prediccion para bloques perifericos o similares.
Sin embargo, en tales metodos, el uso del modo de prediccion para el tamano de bloque 4x4 u 8x8 (es decir, mas pequeno que el tamano de macrobloque (16x16)) no se limita, o el uso se limita parcialmente.
Con el fin de determinar el modo de prediccion para el tamano de bloque 4x4 u 8x8 (menor que el tamano de macrobloque), deberia generarse una imagen decodificada temporal. Esto se debe a que para los bloques pequenos, excepto para el bloque pequeno superior izquierdo de cada macrobloque, se debe hacer referencia a una imagen decodificada de cada bloque pequeno adyacente a un bloque objetivo cuando se determina el modo de prediccion del bloque objetivo.
Para la generacion de una imagen decodificada, se debe realizar la transformacion ortogonal, la cuantificacion, la cuantificacion inversa y la transformacion ortogonal inversa. Estos procesos no se usan realmente para la codificacion, sino que proporcionan resultados decodificados temporales usados para seleccionar el modo de prediccion. Si no se selecciona el tamano de bloque pertinente, se cancelan los resultados temporales decodificados
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correspondientes.
La figura 11 es una tabla que muestra la cantidad de procesamiento de decodificacion requerida para seleccionar el modo de prediccion para cada tamano de bloque definido en H.264.
Como se entiende por la tabla, si se usan tres tamanos de bloque (4x4, 8x8 y 16x16), la seleccion del modo de prediccion requiere la aplicacion de un proceso de decodificacion a 15 bloques (240 pixeles) para el tamano de bloque 4x4, y 3 bloques (192 pixeles) para el tamano de bloque 8x8. Si se selecciona por ultimo un modo de prediccion para el tamano de bloque 16x16, deberia realizarse un proceso de decodificacion correspondiente a aproximadamente 3 macrobloques (que incluye el proceso de decodificacion para un bloque objetivo de tamano de bloque 16x16 (que es realmente decodificado)).
Como se ha descrito anteriormente, en los metodos convencionales, al seleccionar el modo de prediccion, debe realizarse un proceso de decodificacion temporal para un tamano de bloque de prediccion que puede no ser seleccionado finalmente.
Por lo tanto, si finalmente se selecciona el tamano de bloque 16x16 (es decir, el tamano del macrobloque), se cancelan los resultados decodificados temporales para los tamanos de bloque 4x4 y 8x8, de manera que el proceso de decodificacion aplicado a al menos 432 (es decir 240+192) pixeles es inservible.
A la luz de las circunstancias anteriores, un objeto de la presente invencion es proporcionar una nueva tecnica de control de codificacion de prediccion intra para reducir el coste de computacion al omitir un proceso de decodificacion innecesario en la codificacion de prediccion intra.
Medios para resolver el problema
Con el fin de conseguir el objeto descrito anteriormente, la presente invencion proporciona un aparato de control de codificacion de prediccion intra usado en la codificacion de prediccion intra que tiene una pluralidad de modos de prediccion y tamanos de bloque de prediccion, en el que el modo de prediccion y el tamano de bloque de prediccion pueden ser conmutados cuando se realiza una codificacion, comprendiendo el aparato: (1) un dispositivo de computacion para computar un indice de grado de planitud que indica un grado de planitud de un area objetivo para la codificacion; (2) un dispositivo de determinacion para determinar un tamano de bloque de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo, de acuerdo con el indice de grado de planitud computado por el dispositivo de computacion; y (3) un dispositivo de seleccion para seleccionar un modo de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo, para el tamano de bloque de prediccion determinado por el dispositivo de determinacion.
La estructura anterior puede incluir ademas (4) un dispositivo de computacion para computar un tamano de etapa de cuantificacion del area objetivo; y (5) un dispositivo de fijacion para fijar el umbral en base al tamano de etapa de cuantificacion computado por el dispositivo de computacion.
El metodo de control de codificacion de prediccion intra de la presente invencion, que se implementa cuando funcionan los dispositivos anteriores, tambien puede implementarse mediante un programa informatico. Dicho programa informatico puede proporcionarse almacenandolo en un medio de almacenamiento legible por ordenador apropiado, o por medio de una red, y puede ser instalado y operado en un dispositivo de control tal como una CPU como para implementar la presente invencion.
En el aparato de control de codificacion de prediccion intra de la presente invencion que tiene la estructura anterior, en primer lugar, se computa el indice de grado de planitud, que indica el grado de planitud de un area objetivo para la codificacion, por ejemplo en base a una estadistica con respecto a la senal de brillo en el area objetivo.
En este proceso, teniendo en cuenta que un area objetivo grande puede incluir una pluralidad de areas que tienen diferentes indices de grado de planitud, el area objetivo se puede dividir en areas pequenas y el indice de grado de planitud se puede computar para cada area pequena. El indice de grado de planitud del area objetivo se puede computar en base a los indices de grado de planitud computados.
Entonces, se determina un tamano de bloque de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo de acuerdo con el indice de grado de planitud computado. Por ejemplo, (i) si el grado de planitud del area objetivo es bajo, se determina un tamano de bloque de prediccion pequeno como tamano de bloque de prediccion para la codificacion de prediccion intra; y (ii) si el grado de planitud del area objetivo es alto, se determina un tamano de bloque de prediccion grande como tamano de bloque de prediccion para la codificacion de prediccion intra.
A continuacion, de acuerdo con el tamano de bloque de prediccion determinado, se selecciona el modo de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo mientras se considera el tamano de bloque de prediccion como un tamano fijo.
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Por lo tanto, en el aparato de control de codificacion de prediccion intra de la presente invencion, el tamano de bloque de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra de un area objetivo se determina usando el indice de grado de planitud, que indica el grado de planitud del area objetivo, sin realizar la determinacion del modo de prediccion.
En la determinacion de tamano de bloque de prediccion en el aparato de control de codificacion de prediccion intra de la presente invencion, el tamano de bloque de prediccion para la codificacion de prediccion intra puede determinarse en base a un resultado de una comparacion entre el indice de grado de planitud computado del area objetivo y un umbral que se fija de acuerdo con tamanos de bloque de prediccion seleccionables.
Con el fin de reducir la degradacion de la eficiencia de codificacion, el umbral anterior se puede fijar en base al tamano de la etapa de cuantificacion del area objetivo. Por ejemplo, el umbral se puede fijar de tal manera que cuando disminuye el tamano de la etapa de cuantificacion, aumenta la probabilidad de que se seleccione un tamano de bloque de prediccion pequeno.
Tambien en la fijacion del umbral, si el tamano de la etapa de cuantificacion del area objetivo no puede computarse antes de que se determine el tamano de bloque de prediccion, entonces se puede computar un tamano de etapa de cuantificacion como sustituto del area objetivo en base a un tamano de etapa de cuantificacion ya computado de otro area.
Efecto de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, cuando se realiza la codificacion de prediccion intra, el tamano de bloque de prediccion de un area objetivo para codificacion se puede determinar usando el indice de grado de planitud, que indica el grado de planitud del area objetivo, sin realizar la determinacion del modo de prediccion.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invencion, al realizar la codificacion de prediccion intra, es posible, no solo limitar el numero de modos de prediccion para la determinacion de modo, sino tambien omitir un proceso de decodificacion temporal requerido para determinar el modo de prediccion, que es necesario para cada tamano de bloque de prediccion. Por lo tanto, el coste de computacion se puede reducir.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo de la operacion ejecutada por un aparato de codificacion de video de acuerdo con la presente invencion.
La figura 2 muestra un aparato de codificacion de video como una realizacion practica de la presente invencion.
La figura 3 es un diagrama para explicar los datos de tabla en una tabla de umbral.
La figura 4 es un diagrama para explicar los datos de tabla en una tabla de consulta.
La figura 5 es un diagrama de flujo de la operacion ejecutada por un dispositivo de codificacion de prediccion intra.
La figura 6A es un diagrama para explicar la codificacion que usa un tamano de bloque de prediccion de 4x4 pixeles y se emplea en H.264.
La figura 6B es un diagrama para explicar la direccion de prediccion en la figura 6A.
La figura 7A es un diagrama para explicar la codificacion que usa un tamano de bloque de prediccion de 8x8 pixeles y se emplea en H.264.
La figura 7B es un diagrama para explicar la direccion de prediccion en la figura 7A.
La figura 8A es un diagrama para explicar la codificacion que usa un tamano de bloque de prediccion de 16x16 pixeles y se emplea en H.264.
La figura 8B es un diagrama para explicar predicciones por medio de diversas direcciones y metodos en la figura 8A.
La figura 9 es un diagrama de flujo de la operacion ejecutada en la invencion divulgada en el documento no patente 2.
La figura 10 es un diagrama de flujo de la operacion ejecutada en la invencion divulgada en el documento no patente 3.
La figura 11 es un diagrama para explicar la cantidad de proceso de decodificacion requerida para seleccionar el
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modo de prediccion en H.264.
Si'mbolos de referencia
1: aparato de codificacion de video
2: dispositivo de codificacion de prediccion intra
3: dispositivo de determinacion de tamano de bloque de prediccion
4: dispositivo de seleccion de modo de prediccion
5: dispositivo de codificacion
6: unidad de computacion de tamano de etapa de cuantificacion 30: unidad de division de macrobloque 31: unidad de computacion de dispersion L1
32: unidad de computacion de indice de grado de planitud de macrobloque
33: unidad de determinacion de tamano de bloque de prediccion
34: tabla de umbral
35: tabla de consulta
36: unidad de registro de datos de tabla
37: unidad de fijacion de umbral
Mejor modo de llevar a cabo la invencion
A continuacion, la presente invencion se explicara en detalle de acuerdo con realizaciones.
En la presente invencion, al realizar codificacion de prediccion intra, el tamano de bloque de prediccion se limita en primer lugar sin limitar el modo de prediccion (como se realiza en los metodos convencionales). Cuando se limita el tamano de bloque de prediccion en primer lugar, es posible omitir un proceso de decodificacion innecesario y asi reducir el coste de computacion.
La figura 1 es un ejemplo del diagrama de flujo ejecutado por un aparato de codificacion de video de acuerdo con la presente invencion. En base al diagrama de flujo, se explicara el funcionamiento del aparato de codificacion de video de acuerdo con la presente invencion.
El aparato de codificacion de video computa primero un indice de grado de planitud que indica el grado de planitud de un area objetivo para la codificacion (vease la etapa S10).
En la siguiente etapa S11, se fija un umbral que se compara con el indice de grado de planitud computado de acuerdo con cada tamano de bloque de prediccion que se puede usar.
En la siguiente etapa S12, en base al resultado de la comparacion entre el indice de grado de planitud computado y el umbral fijado, se determina el tamano de bloque de prediccion para el area objetivo.
En este proceso de la seleccion de tamano de bloque para el area objetivo, cuanto menor sea el grado de planitud, menor sera el tamano de bloque seleccionado, y cuanto mayor sea el grado de planitud, mayor sera el tamano de bloque seleccionado.
En la siguiente etapa S13, de acuerdo con el tamano de bloque de prediccion determinado, el tamano de bloque de prediccion se considera como un tamano fijo como para seleccionar el modo de prediccion.
En la ultima etapa S14, de acuerdo con el tamano de bloque de prediccion determinado y el modo de prediccion seleccionado, el area objetivo se somete a codificacion de prediccion intra.
Mas adelante, la operacion anterior se explicara con mas detalle.
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En la presente invencion, el indice de grado de planitud del area objetivo para la codificacion se usa para determinar en primer lugar el tamano de bloque de prediccion empleado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo.
El indice de grado de planitud se puede computar usando una dispersion o un promedio de valores de pixel pertinentes, por ejemplo usando la dispersion L2 (vease la formula (1)) o la dispersion L1 (vease la formula (2)).
Ax Np
Formula (1)
i=0 j—O
Nx Ny
act = EE |s(i j) — <£>’> | Formula (2)
i—0 j—0
En las formulas anteriores, s (i, j) indica el valor de pixel en la posicion (i, j) en el area objetivo para la codificacion, y <s> indica un promedio de los valores de pixel pertinentes.
Como se muestra por las formulas, cuanto mayor es el indice de grado de planitud computado, menor es el grado de planitud, y cuanto menor es el indice de grado de planitud computado, mayor es el grado de planitud.
Si el area objetivo para la codificacion es grande, puede incluir una pluralidad de areas que tienen indices de grado de planitud diferentes. Por lo tanto, el indice de grado de planitud se puede computar despues de dividir el area objetivo para la codificacion en areas pequenas. En tal caso, el numero de indices de grado de planitud computados corresponde al numero de areas pequenas, y el valor minimo o maximo entre ellas se determina como indice de grado de planitud del area objetivo para la codificacion.
Por ejemplo, un macrobloque del tamano de bloque 16x16 se divide en bloques pequenos del tamano de bloque 8x8, y se computa el indice de grado de planitud para cada bloque pequeno. Por consiguiente, se computan cuatro indices de grado de planitud para cada macrobloque, y el valor minimo o maximo entre ellos se determina como indice de grado de planitud del macrobloque.
Tal indice de grado de planitud se puede usar en otro proceso de codificacion, por ejemplo para el control de cuantificacion. Si el indice de grado de planitud se usa comunmente, no se debe considerar ningun coste de computacion para el control de codificacion de prediccion intra. Por lo tanto, en comparacion con el caso de computar la direccion de borde o similar, se puede reducir un coste de computacion adicional.
El umbral comparado con el indice de grado de planitud se fija de acuerdo con el tamano de bloque de prediccion.
Por ejemplo, si el tamano de bloque de prediccion se conmuta entre tres tamanos tales como 4x4, 8x8 y 16x16 de acuerdo con H.264, se fijan dos umbrales tales como TH4-8 usado para conmutar entre los tamanos de bloque 4x4 y 8x8 y TH8-16 usado para conmutar entre los tamanos de bloque 8x8 y 16x16 (TH4-8 > TH8-16) para realizar la conmutacion correspondiente.
Mediante el uso de los dos umbrales anteriores, si el grado de planitud es bajo como se muestra mediante “indice de grado de planitud > TH4-8”, la precision de prediccion se degrada a menos que se seleccione un tamano de bloque de prediccion pequeno. Por lo tanto, el tamano de bloque de prediccion se fija en el tamano de bloque 4x4 mas pequeno.
Si el grado de planitud es mediano como se muestra mediante “TH4-8 > indice de grado de planitud > THs-16”, es preferible un tamano de bloque de prediccion mediano. Por lo tanto, el tamano de bloque de prediccion se fija en el tamano de bloque 8x8.
Si el grado de planitud es alto como se muestra mediante “TH8-16 > indice de grado de planitud”, la precision de la prediccion no se degrada incluso cuando se selecciona un tamano de bloque de prediccion grande y se puede reducir la cantidad de codigo. Por lo tanto, el tamano de bloque de prediccion se fija en el tamano de bloque 16x16 mas grande.
El valor de umbral usado para la comparacion con el indice de grado de planitud puede cambiarse de acuerdo con el tamano de la etapa de cuantificacion.
Como cada modo de prediccion tiene una cantidad individual de codigo para datos de sobrecarga (tales como datos de modo de prediccion o datos de bloque de coeficiente significativo), la relacion entre el tamano de bloque de prediccion y el indice de grado de planitud varia de acuerdo con el tamano de la etapa de cuantificacion. Por lo
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tanto, la degradacion de la eficiencia de codificacion puede reducirse cambiando el valor de umbral en base al tamano de la etapa de cuantificacion.
De acuerdo con un conocimiento obtenido por los inventores de la presente solicitud por medio de experimentos, la degradacion de la eficiencia de codificacion puede reducirse adicionalmente fijando el umbral de una manera tal que, cuando el tamano de la etapa de cuantificacion disminuye (es decir, se realiza una cuantificacion fina), la probabilidad de que se seleccione un tamano de bloque de prediccion pequeno aumenta.
Esto es, si el tamano de la etapa de cuantificacion disminuye, entonces, por ejemplo, el umbral TH4-8 se fija en un valor menor. En consecuencia, aumenta la probabilidad de seleccionar el tamano de bloque de prediccion 4x4 mas pequeno, reduciendo por ello la degradacion de la eficiencia de codificacion.
Para el tamano de etapa de cuantificacion, es preferible el valor usado cuando se cuantifica el area objetivo para la codificacion. Sin embargo, si no se puede obtener el tamano de etapa de cuantificacion antes de la determinacion del tamano de bloque de prediccion, entonces se pueden usar el tamano de etapa de cuantificacion del area que se ha codificado inmediatamente antes o un promedio de los tamanos de etapa de cuantificacion de los bloques ya procesados en la imagen pertinente.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invencion, cuando se realiza la codificacion de prediccion intra, el tamano de bloque de prediccion de un area objetivo se puede determinar usando el indice de grado de planitud del area sin realizar la determinacion del modo de prediccion.
Por lo tanto, en la codificacion de prediccion intra de acuerdo con la presente invencion, se puede reducir el numero de modos de prediccion para la determinacion de modo, y es innecesario un proceso de decodificacion temporal usado para determinar el modo de prediccion para cada tamano de bloque de prediccion, reduciendo por ello el coste de computacion.
Realizacion practica
A continuacion, la presente invencion se explicara en detalle de acuerdo con una realizacion practica.
La realizacion practica que se muestra a continuacion emplea un metodo de codificacion de prediccion intra basado en H.264 y usa tres tamanos de bloque de 16x16, 8x8 y 4x4 para la pertinente codificacion de prediccion intra.
La figura 2 muestra un aparato 1 de codificacion de video como realizacion practica de la presente invencion.
Como se muestra en la figura 2, el aparato 1 de codificacion de video tiene un dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra para realizar la codificacion de prediccion intra de acuerdo con la presente invencion.
El dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra incluye un dispositivo 3 de determinacion de tamano de bloque de prediccion para realizar un proceso distintivo de la presente invencion como para determinar el tamano de bloque de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra de un macrobloque objetivo; un dispositivo 4 de seleccion de modo de prediccion para seleccionar el modo de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del macrobloque objetivo mientras se considera el tamano de bloque de prediccion, que es determinado por el dispositivo 3 de determinacion de tamano de bloque de prediccion, como un tamano fijo; y un dispositivo 5 de codificacion para someter el macrobloque objetivo a la codificacion de prediccion intra en base al tamano de bloque de prediccion (determinado por el dispositivo 3 de determinacion de tamano de bloque de prediccion) y el modo de prediccion (seleccionado por el dispositivo 4 de seleccion de modo de prediccion).
En la figura 2, el numero de referencia 6 indica una unidad de computacion de tamano de etapa de cuantificacion proporcionada en un dispositivo de control de cuantificacion o similar. La unidad 6 de computacion de tamano de etapa de cuantificacion computa el tamano de etapa de cuantificacion del macrobloque objetivo y comunica el resultado al dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra.
El dispositivo 3 de determinacion de tamano de bloque de prediccion incluye una unidad 30 de division de macrobloque, una unidad 31 de computacion de dispersion L1, un indice de grado de planitud de macrobloques, una unidad 33 de determinacion de tamano de bloque de prediccion, una tabla 34 de umbral, una tabla 35 de consulta, una unidad 36 de registro de datos de tabla y una unidad 37 de fijacion de umbral.
La unidad 30 de division de macrobloque divide el macrobloque objetivo para la codificacion en cuatro bloques pequenos del tamano de bloque 8x8.
Para cada uno de los bloques pequenos 8x8 divididos por la unidad 30 de division de macrobloque, la unidad 31 de computacion de dispersion L1 computa una dispersion L1 “actn” de la senal de brillo de acuerdo con la siguiente formula (3), donde actn funciona como un valor (el indice de grado de planitud) que indica el grado de planitud del bloque pequeno pertinente.
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actn = EE 18y{i,j) — <Sjy> J Formula (3)
1—0 j— 0
En la formula anterior, sy(i, j) indica cada valor de pixel de un bloque pequeno “n” (n = 0 a 3), y <sy> indica un promedio de las senales de brillo del bloque pequeno “n”.
La unidad 32 de computacion de indice de grado de planitud de macrobloque computa el valor maximo actmax de las cuatro dispersiones L1 actn, computadas por la unidad 31 de computacion de dispersion L1.
Esto es, se computa lo siguiente:
actmax = max (act0, act1, act2, acts)
La unidad 33 de determinacion de tamano de bloque de prediccion usa dos umbrales TH4-8 y THb-16 (TH4-8 > THs-16), y realiza la determinacion de tal manera que (i) si se satisface una relacion “actmax ^ TH4-8”, el tamano de bloque de prediccion se fija en el tamano de bloque 4x4; (ii) si se satisface una relacion “TH4-8 > actmax ^ THs-16”, el tamano de bloque de prediccion se fija en el tamano de bloque 8x8; y (iii) si se satisface una relacion “THs-16 > actmax“, el tamano de bloque de prediccion se fija en el tamano de bloque 16x16.
Como se muestra en la figura 3, la tabla 34 de umbral gestiona los dos umbrales TH4-8 y THs-16 usados por la unidad 33 de determinacion de tamano de bloque de prediccion.
Como se muestra en la figura 4, la tabla 35 de consulta gestiona los valores de los umbrales TH4-8 y THs-16, que se asignan a cada intervalo de tamano de etapa de cuantificacion y se usan cuando el tamano de etapa de cuantificacion pertenece al intervalo de tamano de etapa de cuantificacion pertinente.
La unidad 36 de registro de datos de tabla registra datos, que indican relaciones correspondientes entre el intervalo de tamano de etapa de cuantificacion y los umbrales TH4-8 y THs-16, en la tabla 35 de consulta. De acuerdo con los correspondientes datos de relacion registrados, los umbrales se fijan de tal manera que si el tamano de la etapa de cuantificacion disminuye, aumenta la probabilidad de que se seleccione un tamano de bloque de prediccion relativamente pequeno.
La unidad 37 de fijacion de umbral hace referencia a la tabla 35 de consulta usando el tamano de etapa de cuantificacion que es computado por la unidad 6 de computacion de tamano de etapa de cuantificacion y funciona como una clave, como para obtener los valores de los umbrales TH4-8 y THs-16 adecuados para el tamano de etapa de cuantificacion pertinente. La unidad 37 de fijacion de umbral escribe los valores de umbral en la tabla 34 de umbral, como para fijar los umbrales TH4-8 y THs-16.
La figura 5 muestra un ejemplo del diagrama de flujo de la operacion ejecutada por el dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra que tiene la estructura descrita anteriormente. De acuerdo con el diagrama de flujo, se explicara en detalle la operacion ejecutada por el dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra.
Como se muestra en el diagrama de flujo de la figura 5, cuando se proporcionan datos de un macrobloque objetivo para la codificacion al dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra, el dispositivo 2 de codificacion de prediccion intra divide primero el macrobloque objetivo (tamano de bloque 16x16) en cuatro bloques pequenos (tamano de bloque 8x8) (vease la etapa S100).
En la siguiente etapa S101, para cada uno de los cuatro bloques pequenos divididos, las dispersiones act0, act1, act2 y act3 de la senal de brillo se computan de acuerdo con la formula (3) descrita anteriormente.
En la siguiente etapa S102, el valor maximo actmax entre las cuatro dispersiones L1 computadas act0, act1, act2 y act3 se computa de la siguiente manera:
actmax = max (act0, act1, act2, act3)
La actmax computada se determina como el indice de grado de planitud que indica el grado de planitud del macrobloque objetivo.
En la siguiente etapa S103, se fijan los umbrales TH4-8 y THs-16 usados para determinar el tamano de bloque de prediccion.
Mas especificamente, en el proceso de fijacion de umbral, se hace referencia a la tabla 35 de consulta usando el
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tamano de etapa de cuantificacion (como clave) del macrobloque objetivo, que es computado por la unidad 6 de computacion de tamano de etapa de cuantificacion, para obtener los valores de los umbrales TH4-8 y TH8-16 adecuados para el tamano de la etapa de cuantificacion, y para escribir los valores en la tabla 34 de umbral.
En la siguiente etapa S104, se compara el valor maximo actmax de la dispersion L1, que se ha computado como el indice de grado de planitud del macrobloque objetivo, con los dos umbrales TH4-8 y TH8-16 leidos de la tabla 34 de umbral, como para determinar el grado de planitud del macrobloque objetivo.
Mas especificamente, en el proceso de determinacion, (i) si se cumple la relacion “actmax ^ TH4-8”, se determina que el grado de planitud es bajo; (ii) si se satisface la relacion “TH4-8 > actmax ^ TH8-W, se determina que el grado de planitud es mediano; y (iii) si se satisface la relacion “TH8-16 > actmax “, se determina que el grado de planitud es alto.
De acuerdo con el proceso de determinacion en la etapa S104, si se determina que el grado de planitud del macrobloque objetivo es alto, la operacion continua a la etapa S105 y el tamano de bloque 16x16 se determina como tamano de bloque de prediccion. En la siguiente etapa S106, el modo de prediccion del macrobloque objetivo se selecciona para el bloque de prediccion determinado.
Tambien de acuerdo con el proceso de determinacion en la etapa S104, si se determina que el grado de planitud del macrobloque objetivo es mediano, la operacion prosigue a la etapa S107 y el tamano de bloque 8x8 se determina como tamano de bloque de prediccion. En la siguiente etapa S108, el modo de prediccion del macrobloque objetivo se selecciona para el bloque de prediccion determinado.
Tambien de acuerdo con el proceso de determinacion en la etapa S104, si se determina que el grado de planitud del macrobloque objetivo es bajo, la operacion continua a la etapa S109 y se determina el tamano de bloque 4x4 como tamano de bloque de prediccion. En la siguiente etapa S110, el modo de prediccion del macrobloque objetivo se selecciona para el bloque de prediccion determinado.
Por lo tanto, de acuerdo con el proceso de la etapa S105 a S110, se seleccionan el tamano de bloque de prediccion y el modo de prediccion del macrobloque objetivo para la codificacion y, en la siguiente etapa S111, el macrobloque objetivo se somete a la codificacion de prediccion intra usando el tamano de bloque de prediccion y el modo de prediccion.
Por consiguiente, en la presente invencion, cuando se realiza una codificacion de prediccion intra, el tamano de bloque de prediccion usado para la codificacion puede determinarse antes de determinar el modo de prediccion.
En la realizacion practica descrita anteriormente, no se impone limitacion al modo de prediccion para cada tamano de bloque de prediccion. Sin embargo, el numero de modos de prediccion que se pueden usar se puede limitar para reducir aun mas el coste de computacion.
Aplicabilidad industrial
La presente invencion puede aplicarse a la codificacion de prediccion intra, y es posible, no solo limitar el numero de modos de prediccion para la determinacion de modo, sino tambien omitir un proceso de decodificacion temporal requerido para determinar el modo de prediccion, que es necesario para cada tamano de bloque de prediccion. Por lo tanto, el coste de computacion se puede reducir.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de control de codificacion de prediccion intra usado en codificacion de prediccion intra que tiene una pluralidad de modos de la prediccion y de tamanos de bloque de prediccion, en el que el modo de prediccion y el tamano de bloque de prediccion se pueden conmutar cada uno cuando se realiza la codificacion, comprendiendo el metodo:
    una etapa de computar un indice de grado de planitud que indica un grado de planitud de un area objetivo para codificar,
    una etapa de determinar un tamano de bloque de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo, de acuerdo con el indice de grado de planitud computado, y
    una etapa de seleccionar un modo de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo, para el tamano de bloque de prediccion determinado;
    en el que:
    en la codificacion de prediccion intra, se genera una senal pronosticada usando pixeles perifericos; en la etapa de determinar el tamano de bloque de prediccion:
    - unos o mas umbrales que tienen valores diferentes, que se almacenan en una tabla de umbral, se fijan de acuerdo con tamano de bloque de prediccion seleccionable como para fijar una pluralidad de intervalos de nivel para el indice de grado de planitud, y
    - tamanos de bloque distintos se asignan a los intervalos de nivel de una manera tal que cuanto mas alto es el grado de planitud del area objetivo, mas grande es el tamano de bloque de prediccion determinado para la codificacion;
    en la etapa de computar el indice de grado de planitud, el area objetivo se divide en una pluralidad de areas divididas, el indice de grado de planitud se computa para cada area dividida, y el indice de grado de planitud del area objetivo se computa en base a los indices de grado de planitud de las areas divididas;
    el metodo de control de codificacion de prediccion intra esta caracterizado porque:
    el indice de grado de planitud del area objetivo se fija al valor maximo entre los indices de grado de planitud de las areas divididas, y
    el indice de grado de planitud de cada una de las areas divididas se computa como dispersion L1 de valores de pixel de cada una de las areas divididas.
  2. 2. El metodo de control de codificacion de prediccion intra de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente:
    una etapa de computar un tamano de etapa de cuantificacion del area objetivo; y
    una etapa de fijar dichos uno o mas umbrales en base al tamano de etapa de cuantificacion computado.
  3. 3. El metodo de control de codificacion de prediccion intra de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que en la etapa de computar el tamano de etapa de cuantificacion, si el tamano de etapa de cuantificacion no puede ser computado antes de que se ejecute la etapa de determinar el tamano de bloque de prediccion, entonces el tamano de etapa de cuantificacion del area objetivo se computa en base a un tamano de etapa de cuantificacion ya computado de otro area.
  4. 4. El metodo de control de codificacion de prediccion intra de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que en la etapa de computar el indice de grado de planitud, se computa el indice de grado de planitud en base a una estadistica para senales de brillo en el area objetivo.
  5. 5. Un aparato de control de codificacion de prediccion intra usado en codificacion de prediccion intra que tiene una pluralidad de modos de prediccion y de tamanos de bloque de prediccion, en el que el modo de prediccion y el tamano de bloque de prediccion se pueden conmutar cada uno cuando se realiza la codificacion, comprendiendo el aparato:
    un dispositivo de computacion para computar un indice de grado de planitud que indica un grado de planitud de un area objetivo para codificar,
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    un dispositivo de determinacion para determinar un tamano de bloque de prediccion usado en codificacion de prediccion intra del area objetivo, de acuerdo con el indice de grado de planitud computado por el dispositivo de computacion, y
    un dispositivo de seleccion para seleccionar un modo de prediccion usado en la codificacion de prediccion intra del area objetivo, para el tamano de bloque de prediccion determinado por el dispositivo de determinacion;
    en el que:
    en la codificacion de prediccion intra, una senal pronosticada se genera usando los pixeles perifericos; el dispositivo de determinacion:
    - fija uno o mas umbrales que tienen valores diferentes, que se almacenan en una tabla de umbral, de acuerdo con tamano de bloque de prediccion seleccionable como para fijar una pluralidad de intervalos de nivel para el indice de grado de planitud, y
    - asigna tamanos de bloque diferentes a los intervalos de nivel de una manera tal que cuanto mas alto es el grado de planitud del area objetivo, mas grande es el tamano de bloque de prediccion determinado para la codificacion;
    - cuando el dispositivo de computacion computa el indice de grado de planitud, el area objetivo se divide en una pluralidad de areas divididas, el indice de grado de planitud se computa para cada area dividida, y el indice de grado de planitud del area objetivo se computa en base a los indices de grado de planitud de las areas divididas;
    caracterizado porque:
    el indice de grado de planitud del area objetivo se fija al valor maximo entre los indices de grado de planitud de las areas divididas, y
    el indice de grado de planitud de cada una de las areas divididas se computa como dispersion L1 de valores de pixel de cada una de las areas divididas.
  6. 6. Un programa de control de codificacion de prediccion intra adaptado para realizar el metodo de control de codificacion de imagen de acuerdo con la reivindicacion 1.
  7. 7. Un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende el programa de control de codificacion de prediccion intra de acuerdo con la reivindicacion 6.
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