JP2016086262A - Image coding method, image decoding method, image coding program, and image decoding program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化プログラム及び画像復号プログラムに関する。 The present invention relates to an image encoding method, an image decoding method, an image encoding program, and an image decoding program.
非可逆な映像・画像符号化の構成要素は、予測・変換・量子化・エントロピー符号化の4要素に分類できる。従来技術による符号化装置では変換と逆変換の双方を用いる構成となっている。また、従来技術による復号装置は変換を用いずに逆変換のみを用いる構成となっている。 The irreversible video / image coding components can be classified into four elements: prediction, transformation, quantization, and entropy coding. The coding apparatus according to the prior art is configured to use both transform and inverse transform. Also, the decoding device according to the prior art is configured to use only inverse transformation without using transformation.
この構成要素中の「変換」は、符号化の性能を高める上で重要な役割を果たすものである。静止画符号化国際規格JPEG(Joint Photographic Experts Group、例えば非特許文献1参照)ではDCT(Discrete Cosine Transform:離散余弦変換)による8点変換が用いられている。また、静止画符号化国際規格JPEG2000(例えば、非特許文献2参照)ではWavelet変換が用いられている。さらに、映像符号化国際規格HEVC(High Efficiency Video Coding、例えば、非特許文献3参照)ではDCTあるいはDST(Discrete Sine Transform)を整数で近似した4点・8点・16点・32点変換が用いられている。また特許文献1では、非線形な変換を映像に応じて最適生成している。このような変換を施すことにより、元々の電力が分散していた信号が電力の集中した信号に変化し、符号化効率が高まる効果がある。
The “transformation” in this component plays an important role in improving the encoding performance. In the still picture coding international standard JPEG (Joint Photographic Experts Group, see Non-Patent
このような符号化方式はいずれも、必ず「変換」と「逆変換」が対になっている。すなわちDCTを用いる場合は逆DCTが、Wavelet変換を用いる場合は逆Wavelet変換が、符号化処理・復号処理において対として用いられる。特許文献1の方法では、非線形な変換に対応する逆変換を簡易に生成し用いるが、逆変換を簡易に生成するために、変換を「リフティング」と呼ばれる構造に限定して構成している。
In any of these encoding methods, “transformation” and “inverse transform” are always paired. That is, when DCT is used, inverse DCT is used as a pair in the encoding process and decoding process when inverse Wavelet transform is used. In the method of
また、「変換」と「逆変換」を対で用いない符号化方式として、例えばMP(Matching Pursuit)を用いた方式がある(例えば、非特許文献4参照)。これは、あらかじめ波形群(前述の方式の例ではGabor関数に様々なパラメータを与えて生成されたもの)を用意しておき、符号化装置が、この中の波形を適当な個数組み合わせて、最も入力画像の波形に近いものを再現できるような「組み合わせ情報」を符号化伝送するというものである。なおここでは、静止画や映像フレームのように2次元状に値(画素値)が分布するものを「波形」と呼んでいる。 In addition, as an encoding method that does not use “transformation” and “inverse transform” as a pair, for example, there is a method using MP (Matching Pursuit) (for example, see Non-Patent Document 4). This is because a waveform group (generated by giving various parameters to the Gabor function in the example of the above method) is prepared in advance, and the encoding device combines the appropriate number of waveforms, “Combination information” that can reproduce a waveform close to the waveform of the input image is encoded and transmitted. Note that, here, a waveform in which values (pixel values) are distributed two-dimensionally, such as a still image or a video frame, is called a “waveform”.
しかしながら、「変換」と「逆変換」を対で用いるという制約は、符号化の自由度の観点からは好ましくない。例えばDCTなどの線形変換の場合は変換が線形演算であるという制約がある。また、多くの場合(少なくともHEVC、JPEG、MPEG−2など)は変換が直交変換であるという制約がある。また、特許文献1の場合は、その制約を超え、非線形変換も扱うことが可能であるが、変換(および逆変換)がリフティング構造で表現できるものしか扱えないという制約がある。また、そもそも対でなければならない(変換に対する逆変換が存在しなければならない)という点も、制約となる。例えば逆変換が存在しない変換(入力と出力が一対一に対応しない変換、すなわち入力値が異なってもそれらの出力値が一致することがあるような変換)は、従来の符号化では用いることができないという問題がある。
However, the restriction that “transform” and “inverse transform” are used in pairs is not preferable from the viewpoint of the degree of freedom of encoding. For example, in the case of linear transformation such as DCT, there is a restriction that the transformation is a linear operation. In many cases (at least HEVC, JPEG, MPEG-2, etc.), there is a restriction that the transformation is orthogonal transformation. In addition, in the case of
また、復号装置は逆変換しか行わないにもかかわらず従来の符号化技術において変換と逆変換が対となっていた理由は、復号装置が波形表現するのに必要な情報(すなわち変換係数)を符号化装置が簡易に求めることができるようにするためである。また、非特許文献4のように、伝送するための波形群が予め定められた形(例えばGabor関数)からしか選択できないという点も制約となってしまうという問題がある。より高い符号化性能を追求するためには、様々な変換の可能性を試す場合、かかる制約は少ないことが好ましい。 The reason why the transform and inverse transform are paired in the conventional coding technique even though the decoder only performs inverse transform is that information necessary for the waveform representation of the decoder (ie, transform coefficients) is obtained. This is so that the encoding device can be obtained easily. Further, as in Non-Patent Document 4, there is a problem that a waveform group for transmission can be selected only from a predetermined shape (for example, a Gabor function). In order to pursue higher encoding performance, it is preferable that there are few such restrictions when trying various conversion possibilities.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画像符号化において、波形再現の自由度を高くでき、より少ない符号量でより高い品質の復号映像を得ることができる画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化プログラム及び画像復号プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an image encoding method capable of increasing the degree of freedom of waveform reproduction in image encoding and obtaining a higher quality decoded video with a smaller code amount. An object of the present invention is to provide an image decoding method, an image encoding program, and an image decoding program.
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is an image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal, and a function identification step for generating a function that approximates a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction; The method includes a coding step for coding function information representing the function to be approximated, and a signal reproduction step for reproducing the prediction residual signal using the function information.
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、画面間予測または画面内予測の予測残差信号を所定の変換方法により変換し変換係数を生成する変換ステップと、前記変換係数を量子化し初期係数を生成する量子化ステップと、前記変換方法で用いる変換基底と前記初期係数を進化計算の母集団に含めて画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is an image encoding method performed by an image encoding apparatus that encodes an input video signal, and generates a conversion coefficient by converting a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction by a predetermined conversion method. A transform step that performs quantization, a quantization step that quantizes the transform coefficient to generate an initial coefficient, a transform base used in the transform method and the initial coefficient that are included in the population of evolutionary calculations, and prediction of inter-screen prediction or intra-screen prediction A function identification step for generating a function approximating the residual signal, an encoding step for encoding function information expressing the function to be approximated, and a signal reproduction step for reproducing the predicted residual signal using the function information It is characterized by having.
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報および画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is an image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal, and a function identification step for generating a function that approximates a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction; A coding step for coding function information representing the function to be approximated, and a decoded image reproduction step for reproducing a decoded image using the function information and an intra-screen prediction signal or an inter-screen prediction signal. To do.
本発明は、入力映像の信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、前記入力映像の信号および画面内予測信号または画面間予測信号を入力し、前記入力映像の信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、前記関数情報および前記画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is an image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal, the input video signal and an intra-screen prediction signal or an inter-screen prediction signal being input, and the input video signal A function identification step for generating a function that approximates the function, a coding step for encoding function information that expresses the function to be approximated, a decoded image using the function information and the intra prediction signal or inter prediction signal. And a decoded image reproduction step to reproduce.
本発明は、前記画像符号化方法によって符号化された映像の信号を復号する画像復号装置が行う画像復号方法であって、前記符号化された映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、前記関数情報を用いて前記映像の信号を再現する信号再現ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is an image decoding method performed by an image decoding apparatus for decoding a video signal encoded by the image encoding method, wherein the decoding step decodes function information from the encoded video signal; And a signal reproduction step of reproducing the video signal using the function information.
本発明は、前記画像符号化方法によって符号化された映像の信号を復号する画像復号装置が行う画像復号方法であって、符号化された前記映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、前記関数情報を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is an image decoding method performed by an image decoding apparatus for decoding a video signal encoded by the image encoding method, wherein the decoding step decodes function information from the encoded video signal; And a decoded image reproduction step for reproducing the decoded image using the function information.
本発明は、コンピュータに、前記画像符号化方法を実行させるための画像符号化プログラムである。 The present invention is an image encoding program for causing a computer to execute the image encoding method.
本発明は、コンピュータに、前記画像復号方法を実行させるための画像復号プログラムである。 The present invention is an image decoding program for causing a computer to execute the image decoding method.
本発明によれば、画像符号化において、波形再現の自由度を高くできるため、より少ない符号量でより高い品質の復号映像が得られるという効果が得られる。 According to the present invention, since the degree of freedom of waveform reproduction can be increased in image coding, an effect that a decoded video with higher quality can be obtained with a smaller code amount can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による画像符号化方法、画像復号方法を説明する。始めに、H.265/HEVCやH.264/AVCその他の一般的な画像符号化装置の構成を説明する。図1は、一般的な画像符号化装置の構成を示すブロック図である。図1に示す符号化装置は、符号化対象の映像信号100を入力し、ブロックに分割してブロック毎に符号化し、符号化データとして出力する。図2は、図1に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。
まず映像のブロックは、別途生成される予測信号101を減算部102において減算し、予測残差信号119とする(ステップS1)。この予測残差信号119を変換部103において変換し、量子化部104において量子化し(ステップS2)、エントロピー符号化部105においてエントロピー符号化して、符号化データ106として出力する(ステップS3)。
Hereinafter, an image encoding method and an image decoding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, H. H.265 / HEVC and H.264 The configuration of H.264 / AVC and other general image encoding devices will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a general image encoding device. The encoding apparatus shown in FIG. 1 receives a
First, in the video block, the prediction signal 101 generated separately is subtracted by the
一方、量子化後の値は逆量子化部107において逆量子化し、逆変換部108において逆変換を施し(ステップS4)、加算部109において予測信号101と加算して復号画像を再現する(ステップS5)。続いて、その信号に対し、歪除去フィルタ部110において歪除去を施し(ステップS6)、フレームメモリ111に蓄える(ステップS7)。蓄えられる信号は、本装置に対応する画像復号装置が求める復号映像信号と同じ信号となる。これを用いて画面内予測部112または画面間予測部113により、次に符号化する単位の予測信号101を生成する(ステップS8)。
On the other hand, the quantized value is inversely quantized by the
次に、一般的な画像復号装置の構成を説明する。図3は、一般的な画像復号装置の構成を示すブロック図である。図3に示す画像復号装置は、図1に示す画像符号化装置により符号化された符号化データを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力する。図4は、図3に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。復号を行うため、エントロピー復号部201は、符号化データ200を入力し、復号して量子化係数を出力する(ステップS21)。逆量子化部202は該量子化係数を逆量子化し、出力する。逆変換部203はこれを逆変換し、復号予測残差信号を出力する(ステップS22)。
Next, the configuration of a general image decoding device will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a general image decoding apparatus. The image decoding device shown in FIG. 3 outputs the video signal of the decoded image by inputting and decoding the encoded data encoded by the image encoding device shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus shown in FIG. In order to perform decoding, the
加算部204は、別途生成される予測信号210と、この復号予測残差信号を足し合わせ、復号画像の元となる信号を出力する(ステップS23)。この信号は、歪除去フィルタ部205において符号化歪を低減するフィルタリング処理を施し、復号対象ブロックの復号信号となる(ステップS24)。この信号はフレームメモリ206に蓄えられる(ステップS25)と同時に、復号映像207として出力される。この復号信号は、画面内予測部208および画面間予測部209において参照され、予測信号210として出力される(ステップS26)。
The
<第1実施形態>
次に、図5を参照して、本発明の第1実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図5は、同実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図1に示す一般的な装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図1に示す一般的な装置と異なる点は、変換部103、量子化部104、逆量子化部107、逆変換部108に代えて、関数同定部114、信号再現部116を備えている点である。
<First Embodiment>
Next, the configuration of the image encoding device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the image encoding device according to the embodiment. In this figure, the same parts as those in the general apparatus shown in FIG. The apparatus shown in this figure is different from the general apparatus shown in FIG. 1 in that a
関数同定部114は、任意の自由度を許しつつ、与えられた波形に近い波形を関数により再現を行う関数同定を行う。「関数同定」は、一般的に「遺伝的プログラミング」と呼ばれる手法により実現される。遺伝的プログラミングは、公知の技術である(例えば、特許文献1参照)ため、ここでは詳細な説明を省略する。また、自由度を無制限に高めることなく、符号量・歪の意味で最適な関数を自動構築するために、関数の符号量を求める手続きも公知であるため(例えば、特許文献1参照)、ここでは詳細な説明を省略する。
The
図6は、図5に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図6において、図2と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。関数同定部114は、予測残差信号119を入力し、この信号(波形)をよく再現する関数を、遺伝的プログラミングなどの手法により生成する(ステップS9)。関数同定部114が出力する関数情報115は、エントロピー符号化部105によって符号化する(ステップS3)。一方、信号再現部116は、一旦得られた関数情報115を用いて、予測残差信号119を再現する(ステップS10)。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing operation of the image encoding device shown in FIG. 6, the same processing operations as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The
<第2実施形態>
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図7は、本発明の第2実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図5に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図5に示す装置と異なる点は、変換部103、量子化部104を備えている点である。
Second Embodiment
Next, the configuration of the image encoding device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in the apparatus shown in FIG. The apparatus shown in this figure is different from the apparatus shown in FIG. 5 in that a
図8は、図7に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図8において、図2と図6と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。変換部103は、予測残差信号119を入力し、変換(DCTやDST、MP)を行う。量子化部104は、変換部103の出力を量子化して、初期係数117として出力する(ステップS2)。この初期係数117は、関数同定部114が関数同定を行う際の初期係数として用いられ、例えば多次元探索によりこれを更新し、より符号化効率を高めうる係数を得る。また本実施形態では、変換部103で用いた変換に対応する基底関数(DCTの場合cos関数、DSTの場合sin関数、MPの場合主にGabor関数)が同定関数の初期値として適用でき、遺伝的プログラミングなどの手法によりこれを更新し、より符号化効率を高めうる同定関数を得る。
FIG. 8 is a flowchart showing the processing operation of the image encoding device shown in FIG. 8, the same processing operations as those in FIGS. 2 and 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The
<第3実施形態>
次に、図9を参照して、本発明の第3実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図9は、本発明の第3実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図5に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図5に示す装置と異なる点は、関数同定部114に予測信号101(ここでは、Bとする)が出力されている点と、加算部109と信号再現部116を統合して、復号画像再現部118を備えた点である。この構成によって、より自由度を高めることが可能になる。
<Third Embodiment>
Next, the configuration of an image encoding device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to the third embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in the apparatus shown in FIG. The apparatus shown in this figure is different from the apparatus shown in FIG. 5 in that the prediction signal 101 (here, B) is output to the
図10は、図9に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図10において、図8と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。図9に示す装置構成では、関数情報115(ここでは、Xとする)として、関数同定部114で求めた関数(ここでは、Fとする)により再現した信号(ここでは、F(X)とする)と、予測信号101(ここでは、Bとする)とを単に加算してF(X)+Bを出力する代わりに、F(X,B)を出力する(ステップS9)。すなわち関数Fは、図5、図7に示す構成も包含しつつ、予測信号101(B)もその入力とすることでより自由度が高いものになり、入力した映像信号100により近い値を出力することができるようになる。
FIG. 10 is a flowchart showing the processing operation of the image encoding device shown in FIG. 10, the same processing operations as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the apparatus configuration shown in FIG. 9, as function information 115 (here, X), a signal (here, F (X)) reproduced by a function (here, F) obtained by the
<第4実施形態>
次に、図11を参照して、本発明の第4実施形態における画像符号化装置の構成を説明する。図11は、本発明の第4実施形態における画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図において、図9に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図9に示す装置と異なる点は、減算部102を関数同定部114に統合した点である。
<Fourth embodiment>
Next, with reference to FIG. 11, the structure of the image coding apparatus in 4th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an image encoding device according to the fourth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in the apparatus shown in FIG. The apparatus shown in this figure is different from the apparatus shown in FIG. 9 in that the
図12は、図11に示す画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図12において、図10と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。関数同定部114は、入力した映像信号100(ここでは、Vとする)と予測信号101(ここでは、Bとする)の差(V−B)を関数同定するのではなく、映像信号100(V)そのものを関数同定し、関数情報115として出力する(ステップS9)。この構成は、図5、図7、図9に示す構成を包含したより自由度が高いものになり、入力した映像信号100により近い値を出力することができるようになる。
FIG. 12 is a flowchart showing the processing operation of the image encoding device shown in FIG. 12, the same processing operations as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The
次に、図13を参照して、図5、図7、図9、図11に示す関数同定部114の処理動作を説明する。図13は、関数同定部114の処理動作を示すフローチャートである。関数同定部114は、母集団生成処理により、進化の元となる関数(たとえば既存のDCTなどの変換と等価な関数や、べき乗、加減乗除などをランダムに組み合わせた関数)の集団を生成する(ステップS31)。次いで、関数同定部114は、複製選択・子の生成処理において親集合の選択と子個体の生成を行う(ステップS32)。「子の生成」は交叉、突然変異、逆位などの処理により行われる。
Next, the processing operation of the
次に、関数同定部114は、ステップS2において生成した個体(関数を表す)を用い、符号化処理にて、この関数に基づいて関数を生成し、それに予測信号101を加算して画像信号を生成する(ステップS33)。次いで、関数同定部114は、二乗誤差和D・符号量R算出処理において画像ブロックの誤差和Dと符号量Rを算出する(ステップS34)とともに、その個体の情報量Roを算出する(ステップS35)。
Next, the
次に、関数同定部114は、ラグランジュコストC=D+λ(R+Ro)の値を評価値として、生存選択処理において生存するか否かを決定する(ステップS36)。ラグランジュ未定乗数λは、符号化プロセスがRD最適化で用いているのと同一の値であってもよいし、異なったものを別途指定してもよい。ラグランジュコストCが小さいほどその個体は優良であると判断される。そして、関数同定部114は、進化が収束したか否かを判定する(ステップS37)。例えば、収束条件として、ラグランジュコストCの減少割合が一定値(例えば、0.1%)を下回る、評価回数が一定値(例えば、1万回)を超える、などが適用できる。
Next, the
次に、関数同定部114は、まだ収束していないと判定されればステップS32へ戻り処理を繰り返し、収束と判定されれば処理を終了する。この処理動作によって、符号化効率を高める関数が自動生成されることになる。
Next, if it is determined that the function has not yet converged, the
<第5実施形態>
次に、図14を参照して、本発明の第5実施形態における画像復号装置の構成を説明する。図14は、本発明の第5実施形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。この図において、図3に示す一般的な装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図3に示す装置と異なる点は、逆量子化部202、逆変換部203に代えて、信号再現部212を備えた点である。この画像復号装置は、図5、図7に示す画像符号化装置により符号化された符号化データを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力するものである。
<Fifth Embodiment>
Next, with reference to FIG. 14, the structure of the image decoding apparatus in 5th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an image decoding device according to the fifth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in the general apparatus shown in FIG. The apparatus shown in this figure is different from the apparatus shown in FIG. 3 in that a
図15は、図14に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。図15において、図4と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。復号を行うため、エントロピー復号部201は、符号化データ200を入力し、復号対象ブロックの関数情報211をエントロピー復号する(ステップS21)。信号再現部212は、この関数情報を入力し、それを基に復号予測残差信号を出力して信号再現を行う(ステップS27)。加算部204は、別途生成される予測信号210と、この復号予測残差信号を足し合わせ、復号画像の元となる信号を出力する(ステップS23)。この信号は、歪除去フィルタ部205において符号化歪を低減するフィルタリング処理が施され(ステップS24)、復号対象ブロックの復号信号となる。この信号はフレームメモリ206に蓄えられる(ステップS25)と同時に、復号映像207として出力される。この復号信号は、画面内予測部208および画面間予測部209において参照され、予測信号210として出力される(ステップS26)。
FIG. 15 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus shown in FIG. 15, the same processing operations as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In order to perform decoding, the
<第6実施形態>
次に、図16を参照して、本発明の第6実施形態における画像復号装置の構成を説明する。図16は、本発明の第6実施形態における画像復号装置の構成を示すブロック図である。この図において、図14に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す装置が図14に示す装置と異なる点は、信号再現部212と加算部204を統合した復号画像再現部213を備えている点である。この画像復号装置は、図9、図11に示す画像符号化装置により符号化された符号化データを入力して復号することにより復号画像の映像信号を出力するものである。
<Sixth Embodiment>
Next, with reference to FIG. 16, the structure of the image decoding apparatus in 6th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an image decoding device according to the sixth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the apparatus shown in FIG. The apparatus shown in this figure is different from the apparatus shown in FIG. 14 in that a decoded
図17は、図16に示す画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。図17において、図15と同一処理動作には、同一の符号を付し、その説明を省略する。復号画像再現部213は、関数情報211および画面内予測部208または画面間予測部209が出力する予測信号210を入力し、関数情報211に基づき入力を組み合わせ、復号画像を再現する(ステップS23)。この構成は、図14に示す構成を包含する、より一般的で自由度の高い構成である。
FIG. 17 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus shown in FIG. 17, the same processing operations as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The decoded
以上説明したように、画像符号化において進化的手法による関数同定を用いることで復号信号を原画像に近づけるようにした。この構成によれば、波形再現の自由度を飛躍的に高くすることができる。したがって、画像符号化において、符号量・歪の関係において最良の関数により符号化ができ、より少ない符号量でより高い品質の復号画像を得ることができる。 As described above, the decoded signal is brought close to the original image by using function identification by an evolutionary method in image coding. According to this configuration, the degree of freedom of waveform reproduction can be dramatically increased. Therefore, in image encoding, encoding can be performed with the best function in the relationship between code amount and distortion, and a decoded image with higher quality can be obtained with a smaller code amount.
また、符号化装置の負荷は従来よりも増えるが、復号装置が波形表現するのに必要な情報(逆変換手順と変換係数)を、符号化装置が繰り返し最適化を通して生成することで、逆変換の対となる「変換」を用いず、かつ波形再現の自由度を高くし、より少ない符号量でより高い品質の復号映像を得ることができる。 In addition, although the load on the encoding device is greater than in the past, the information necessary for the waveform representation of the decoding device (inverse conversion procedure and conversion coefficient) is generated by the encoding device through repeated optimization, thereby performing the inverse conversion. Therefore, a higher quality decoded video can be obtained with a smaller amount of code without using the “conversion” that is a pair of the above.
前述した実施形態における画像符号化装置、画像復号装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。 You may make it implement | achieve the image coding apparatus and image decoding apparatus in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Therefore, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.
画像・映像の非可逆符号化において、映像品質の改善および符号化ビットレートの削減を目的として、画像の符号化・復号を行うことが不可欠な用途に適用できる。 In lossy encoding of images / videos, the present invention can be applied to applications where it is essential to encode / decode images for the purpose of improving video quality and reducing the encoding bit rate.
100…映像信号、101…予測信号、102…減算部、103…変換部、104…量子化部、105…エントロピー符号化部、106…符号化データ、107…逆量子化部、108…逆変換部、109…加算部、110…歪除去フィルタ部、111…フレームメモリ、112…画面内予測部、113…画面間予測部、114…関数同定部、115…関数情報、116…信号再現部、117…初期係数、118…復号画像再現部、119…予測残差信号、200…符号化データ、201…エントロピー復号部、202…逆量子化部、203…逆変換部、204…加算部、205…歪除去フィルタ部、206…フレームメモリ、207…復号映像、208…画面内予測部、209…画面間予測部、210…予測信号、211…関数情報、212…信号再現部、213…復号画像再現部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップと
を有することを特徴とする画像符号化方法。 An image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal,
A function identification step that generates a function approximating a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction;
An encoding step for encoding function information representing the approximating function;
And a signal reproduction step of reproducing the prediction residual signal using the function information.
画面間予測または画面内予測の予測残差信号を所定の変換方法により変換し変換係数を生成する変換ステップと、
前記変換係数を量子化し初期係数を生成する量子化ステップと、
前記変換方法で用いる変換基底と前記初期係数を進化計算の母集団に含めて画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報を用いて前記予測残差信号を再現する信号再現ステップと
を有することを特徴とする画像符号化方法。 An image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal,
A conversion step of converting a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction by a predetermined conversion method to generate a conversion coefficient;
A quantization step of quantizing the transform coefficient to generate an initial coefficient;
A function identification step of generating a function that approximates a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction by including the conversion base used in the conversion method and the initial coefficient in a population of evolutionary calculation;
An encoding step for encoding function information representing the approximating function;
And a signal reproduction step of reproducing the prediction residual signal using the function information.
画面間予測または画面内予測の予測残差信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報および画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップと
を有することを特徴とする画像符号化方法。 An image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal,
A function identification step that generates a function approximating a prediction residual signal of inter-screen prediction or intra-screen prediction;
An encoding step for encoding function information representing the approximating function;
A decoded image reproduction step of reproducing a decoded image using the function information and an intra-screen prediction signal or an inter-screen prediction signal.
前記入力映像の信号および画面内予測信号または画面間予測信号を入力し、前記入力映像の信号を近似する関数を生成する関数同定ステップと、
前記近似する関数を表現する関数情報を符号化する符号化ステップと、
前記関数情報および前記画面内予測信号または画面間予測信号を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップと
を有することを特徴とする画像符号化方法。 An image encoding method performed by an image encoding device that encodes an input video signal,
A function identification step of inputting the input video signal and the intra prediction signal or the inter prediction signal, and generating a function approximating the input video signal;
An encoding step for encoding function information representing the approximating function;
A decoded image reproduction step of reproducing a decoded image using the function information and the intra prediction signal or inter prediction signal.
前記符号化された映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、
前記関数情報を用いて前記映像の信号を再現する信号再現ステップと
を有することを特徴とする画像復号方法。 An image decoding method performed by an image decoding apparatus for decoding a video signal encoded by the image encoding method according to claim 1,
A decoding step of decoding function information from the encoded video signal;
And a signal reproduction step of reproducing the video signal using the function information.
符号化された前記映像の信号から関数情報を復号する復号ステップと、
前記関数情報を用いて復号画像を再現する復号画像再現ステップと
を有することを特徴とする画像復号方法。 An image decoding method performed by an image decoding device that decodes a video signal encoded by the image encoding method according to claim 3 or 4,
A decoding step of decoding function information from the encoded video signal;
A decoded image reproduction step for reproducing a decoded image using the function information.
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