JP2016165054A - Encoding device, decoding device, and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve quality of a decoded signal by transmitting a residual component that cannot completely reproduce an input signal, from an encoding device to a decoding device when performing high-efficiency compression transmission.SOLUTION: An encoding device 1 comprises: a preprocessing part 11 which performs conversion processing on an input signal to generate a preprocessing signal; an encoding part 31 which encodes the preprocessing signal and generates an encoded signal; a local decoding part 32 which decodes the encoded signal and generates a locally decoded signal; a post-processing simulation part 12 which performs conversion processing on the locally decoded signal by using a plurality of parameters and generates a plurality of post-processing simulation signals; an auxiliary information encoding part 14 which encodes an optimal decision signal indicating a parameter that is used for generating the post-processing simulation signal of which the difference from the input signal is minimum, and generates an auxiliary information encoded signal; and a residual encoding part 16 which encodes a residual signal that is a differential between the input signal and the post-processing simulation signal of which the difference from the input signal is minimum, and generates a residual encoded signal. The encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal are transmitted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、符号化装置、復号装置、及びそれらのプログラムに関する。   The present invention relates to an encoding device, a decoding device, and a program thereof.

信号の符号化方式として、波形を予測し、予測残差を符号化する手法がある。とくに映像信号を符号化する場合においては、あるフレームを符号化する際に、映像をブロックに分割し、符号化対象ブロックごとに既に符号化済みの別のフレーム又は当該フレーム内の画像から予測処理を行い、該予測処理の結果と符号化対象ブロックとの誤差に対して離散コサイン変換などの変換処理を行い、該変換処理の結果たる変換係数を量子化し、さらに該量子化結果をエントロピー符号化することによってデータ圧縮を実現する手法が用いられている。このような符号化方式は、ハイブリッド符号化あるいはMC−DCT(Motion Compensation / Discrete Cosine Transform)符号化と呼ばれている。例えば、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、MPEG−4 AVC/H.264、及びMPEG−H HEVC/H.265の各映像符号化方式はMC−DCT符号化に属する方式である。   As a signal encoding method, there is a method of predicting a waveform and encoding a prediction residual. In particular, when encoding a video signal, when encoding a certain frame, the video is divided into blocks, and prediction processing is performed from another frame already encoded for each encoding target block or an image in the frame. And performing transform processing such as discrete cosine transform on the error between the prediction processing result and the encoding target block, quantizing the transform coefficient resulting from the transform processing, and further entropy coding the quantization result Thus, a method for realizing data compression is used. Such an encoding method is called hybrid encoding or MC-DCT (Motion Compensation / Discrete Cosine Transform) encoding. For example, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4 AVC / H. H.264, and MPEG-H HEVC / H.264. Each video encoding method of H.265 belongs to MC-DCT encoding.

また、特許文献1には、MC−DCT符号化を含む既存の映像符号化方式に、前処理及び後処理を設けることで、符号化効率や主観画質を向上する手法が開示されている。この手法では、前処理に解像度削減処理を用いることで既存の映像符号化方式における圧縮率を緩和し、一方、後処理として超解像技術を応用することで、ぼやけの少ない解像度復元を実現している。このとき、解像度復元の処理を調整可能とし、入力映像を最も良く再現できる最適な調整値(パラメータ)を符号化装置で予め求めて、該最適な調整値を復号装置へ補助情報として伝送することで、高効率な圧縮伝送を可能とする。   Patent Document 1 discloses a technique for improving coding efficiency and subjective image quality by providing pre-processing and post-processing in an existing video coding system including MC-DCT coding. This method uses resolution reduction processing for preprocessing to reduce the compression rate of existing video coding methods, while applying super-resolution technology as postprocessing to achieve resolution restoration with less blur. ing. At this time, resolution restoration processing can be adjusted, an optimum adjustment value (parameter) that can best reproduce the input video is obtained in advance by the encoding device, and the optimum adjustment value is transmitted to the decoding device as auxiliary information. Thus, highly efficient compressed transmission is possible.

特許第5419795号公報Japanese Patent No. 5419795

しかし、特許文献1の手法では、解像度復元の最適な調整により符号化効率を向上できるものの、該最適な調整を行ってもなお入力信号(原画)を再現しきれない残差成分についてはまったく信号伝送を行っていない。このため、必要な画質まで復元結果を追い込みきれない場合には、画質劣化が調整の単位(例えばブロック単位)で顕在化し、ブロック歪として検知されることがあった。   However, in the method of Patent Document 1, although the encoding efficiency can be improved by the optimal adjustment of the resolution restoration, the residual component that cannot completely reproduce the input signal (original image) even if the optimal adjustment is performed is not a signal at all. There is no transmission. For this reason, when the restoration result cannot be driven to the required image quality, the image quality deterioration has become apparent in the unit of adjustment (for example, block unit) and may be detected as block distortion.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、特許文献1の手法のように高効率な圧縮伝送を行う際に、最適な調整を行ってもなお入力信号(原画)を再現しきれない残差成分を符号化装置から復号装置へ伝送して、復号装置の出力信号の品質を向上させることが可能な符号化装置、復号装置、及びプログラムを提供することにある。   The object of the present invention made in view of such circumstances is that the high-efficiency compressed transmission as in the method of Patent Document 1 cannot be reproduced even if optimal adjustment is performed. An object of the present invention is to provide an encoding device, a decoding device, and a program capable of transmitting a difference component from an encoding device to a decoding device and improving the quality of an output signal of the decoding device.

上記課題を解決するため、本発明に係る符号化装置は、入力信号に対して変換処理を行って前処理信号を生成する前処理部と、前記前処理信号を符号化して符号化信号を生成する符号化部と、前記符号化信号を復号して局部復号信号を生成する局部復号部と、前記局部復号信号に対して複数のパラメータを用いて変換処理を行い、複数の後処理模擬信号を生成する後処理模擬部と、前記入力信号との差が最小となる前記後処理模擬信号の生成に用いられたパラメータを示す最適判定信号を符号化して補助情報符号化信号を生成する補助情報符号化部と、前記入力信号と、前記入力信号との差が最小となる前記後処理模擬信号との差分である残差信号を符号化して残差符号化信号を生成する残差符号化部と、を備え、前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、及び前記残差符号化信号を送信することを特徴とする。   In order to solve the above problems, an encoding apparatus according to the present invention generates a preprocess signal by performing a conversion process on an input signal and generates a preprocess signal by encoding the preprocess signal. A local decoding unit that decodes the encoded signal to generate a local decoded signal, performs a conversion process on the local decoded signal using a plurality of parameters, and generates a plurality of post-processing simulation signals. An auxiliary information code for generating an auxiliary information encoded signal by encoding an optimum determination signal indicating a parameter used for generating the post-processing simulation signal that minimizes a difference between the post-processing simulation unit to be generated and the input signal A residual encoding unit that encodes a residual signal that is a difference between the input signal and the post-processing simulation signal that minimizes the difference between the input signal and a residual encoded signal; The encoded signal, the auxiliary Broadcast coded signal, and wherein the transmitting the residual coding signal.

さらに、本発明に係る符号化装置において、前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、及び前記残差符号化信号は、前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、前記残差符号化信号の順に誤り耐性が高くなるように、それぞれ異なる伝送路又は変調方式により符号化されることを特徴とする。   Furthermore, in the encoding device according to the present invention, the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal are the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal. In this order, encoding is performed using different transmission paths or modulation schemes so that error tolerance increases.

また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記符号化装置として機能させることを特徴とする。   A program according to the present invention causes a computer to function as the encoding device.

また上記課題を解決するため、本発明に係る復号装置は、上記符号化装置から前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、及び前記残差符号化信号を取得する復号装置であって、前記符号化信号を復号して復号信号を生成する復号部と、前記補助情報符号化信号を復号して補助情報復号信号を生成する補助情報復号部と、前記復号信号に対して前記補助情報復号信号により示されるパラメータを用いて変換処理を行って後処理信号を生成する後処理部と、前記残差符号化信号を復号して残差復号信号を生成する残差復号部と、前記後処理信号に前記残差復号信号を加算した信号を外部に出力する加算部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problem, a decoding apparatus according to the present invention is a decoding apparatus that acquires the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal from the encoding apparatus, A decoding unit that decodes the encoded signal to generate a decoded signal; an auxiliary information decoding unit that decodes the auxiliary information encoded signal to generate an auxiliary information decoded signal; and the auxiliary information decoded signal with respect to the decoded signal A post-processing unit that generates a post-processing signal by performing a transformation process using the parameters indicated by: a residual decoding unit that decodes the residual encoded signal to generate a residual decoded signal; and the post-processing signal And an adder that outputs a signal obtained by adding the residual decoded signal to the outside.

また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記復号装置として機能させることを特徴とする。   A program according to the present invention causes a computer to function as the decoding device.

本発明によれば、高効率な圧縮伝送を行う際に、最適な調整を行ってもなお入力信号を再現しきれない残差成分を、符号化装置から復号装置へさらに伝送することができるようになるため、復号装置の出力信号の質を向上することができるようになる。   According to the present invention, when performing highly efficient compressed transmission, it is possible to further transmit a residual component that cannot be reproduced even after optimal adjustment from the encoding device to the decoding device. Therefore, the quality of the output signal of the decoding device can be improved.

本発明の一実施形態に係る符号化装置及び復号装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the encoding apparatus and decoding apparatus which concern on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施形態では、伝送する対象の信号が映像信号であるものとして説明するが、静止画信号や音声信号などの他の形態の信号を伝送する場合においても、同様に構成し、同様に動作させることができる。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment, the signal to be transmitted is assumed to be a video signal. However, in the case of transmitting a signal of another form such as a still image signal or an audio signal, the same configuration and the same operation are performed. Can do.

図1は、本発明の一実施形態に係る符号化装置及び復号装置の構成例を示すブロック図である。符号化装置1及び復号装置2をまたぐ既存処理部3により、既存の符号化方式による信号の符号化及び復号が行われる。なお、図示は省略するが、符号化装置1及び復号装置2の間に記録媒体を介在させてもよい。その場合、符号化装置1は符号化信号を記録媒体に記録し、復号装置2は記録媒体から符号化信号を取得する。つまり、符号化装置1は符号化信号を復号装置2に、直接、又は記録媒体を介して間接的に送信する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an encoding device and a decoding device according to an embodiment of the present invention. The existing processing unit 3 that straddles the encoding device 1 and the decoding device 2 encodes and decodes the signal using the existing encoding method. Although illustration is omitted, a recording medium may be interposed between the encoding device 1 and the decoding device 2. In that case, the encoding apparatus 1 records the encoded signal on a recording medium, and the decoding apparatus 2 acquires the encoded signal from the recording medium. That is, the encoding device 1 transmits the encoded signal to the decoding device 2 directly or indirectly via a recording medium.

[符号化装置]
まず符号化装置1の詳細について以下に説明する。図1に示すように、符号化装置1は、前処理部11と、後処理模擬部12と、最適化部13と、補助情報符号化部14と、減算部15と、残差符号化部16と、符号化部31と、局部復号部32とを備える。
[Encoding device]
First, details of the encoding apparatus 1 will be described below. As shown in FIG. 1, the encoding apparatus 1 includes a preprocessing unit 11, a postprocessing simulation unit 12, an optimization unit 13, an auxiliary information encoding unit 14, a subtraction unit 15, and a residual encoding unit. 16, an encoding unit 31, and a local decoding unit 32.

伝送する対象の信号が映像信号である場合、既存処理部3としては、例えば、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、MPEG−4 AVC/H.264、MPEG−H HEVCなど、規格標準化された映像符号化方式を用いることができる。   When the signal to be transmitted is a video signal, examples of the existing processing unit 3 include MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4 AVC / H. H.264, MPEG-H HEVC, and other standardized video encoding methods can be used.

前処理部11は、入力信号Hに対して変換処理を行って前処理信号Lを生成し、符号化部31に出力する。前処理部11は、入力信号Hの有するデータ量やビット深度を削減するか、各画素のデータ値を可変又は不変の変換式に代入して別のデータ値に変換する。例えば、前処理部11は、入力信号Hを再標本化し、データの標本数を削減する。このとき再標本化に先だって、低域通過型フィルタなどの間引きフィルタを適用してもよい。間引きフィルタの遮断周波数は、再標本化時のナイキスト周波数に応じて決定してもよいし、再標本化対象の信号波形の変化(例えば、フレーム間での画像の変化)に応じて変化させてもよい。   The preprocessing unit 11 performs a conversion process on the input signal H to generate a preprocessed signal L, and outputs the preprocessed signal L to the encoding unit 31. The preprocessing unit 11 reduces the data amount and bit depth of the input signal H, or substitutes the data value of each pixel into a variable or invariable conversion formula to convert it into another data value. For example, the preprocessing unit 11 resamples the input signal H to reduce the number of data samples. At this time, a thinning filter such as a low-pass filter may be applied prior to resampling. The cut-off frequency of the decimation filter may be determined according to the Nyquist frequency at the time of resampling, or may be changed according to a change in the signal waveform to be resampled (for example, a change in image between frames). Also good.

入力信号Hが水平方向X画素、垂直方向Y画素の大きさの画像信号の場合について説明する。ここで、入力信号Hの画像座標(x,y)における画素値をH(x,y)と表記する(他の画像についても同様)。前処理部11は、例えば、式(1)又は(2)に示す変換により、大きさが水平方向X/2画素、垂直方向Y/2画素である前処理信号L(x,y)を得る。   The case where the input signal H is an image signal having a size of horizontal X pixels and vertical Y pixels will be described. Here, the pixel value at the image coordinates (x, y) of the input signal H is expressed as H (x, y) (the same applies to other images). The preprocessing unit 11 obtains a preprocessing signal L (x, y) having a size of X / 2 pixels in the horizontal direction and Y / 2 pixels in the vertical direction by, for example, conversion shown in Expression (1) or (2). .

Figure 2016165054
Figure 2016165054

Figure 2016165054
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なお、式(2)のgは間引きフィルタ、Gは間引きフィルタgのカーネルの大きさを表す領域であり、例えば式(3)で表される。   In Expression (2), g is a thinning filter, and G is a region representing the kernel size of the thinning filter g, which is represented by Expression (3), for example.

Figure 2016165054
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符号化部31は、前処理部11により生成された前処理信号Lを、例えば規格標準化された映像符号化方式により符号化を行って符号化信号を生成し、局部復号部32に出力する。また、符号化部31は符号化信号を復号装置2に、直接、又は記録媒体を介して間接的に送信する。   The encoding unit 31 encodes the preprocessed signal L generated by the preprocessing unit 11 using, for example, a standardized video encoding method to generate an encoded signal, and outputs the encoded signal to the local decoding unit 32. The encoding unit 31 transmits the encoded signal to the decoding device 2 directly or indirectly via a recording medium.

局部復号部32は、符号化部31により生成された符号化信号を復号して、局部復号信号Dを生成し、後処理模擬部12に出力する。局部復号信号Dは、後述する復号部33により生成される復号信号と同一となる。局部復号部32は、復号部33と同一であってもよい。なお、符号化部31が内部で生成した局部復号信号を外部に出力する構成である場合には、局部復号部32を別途設ける必要は無く、符号化部31が出力する局部復号信号を後処理模擬部12に入力させる。   The local decoding unit 32 decodes the encoded signal generated by the encoding unit 31, generates a local decoded signal D, and outputs the local decoded signal D to the post-processing simulation unit 12. The local decoded signal D is the same as the decoded signal generated by the decoding unit 33 described later. The local decoding unit 32 may be the same as the decoding unit 33. When the encoding unit 31 is configured to output the locally decoded signal generated internally, the local decoding unit 32 does not need to be separately provided, and the local decoded signal output by the encoding unit 31 is post-processed. Input to the simulation unit 12.

後処理模擬部12は、復号装置2における後処理を模擬するために、局部復号部32により生成された局部復号信号Dに対して、N個(Nは1以上の自然数)のパラメータを用いて信号処理を行ってN個の後処理模擬信号E1乃至ENを生成し、最適化部13に出力する。例えば、後処理模擬部12は、典型的には前処理部11と逆の変換又はこれを近似する変換を行う。例えば、前処理部11がデータの標本数を1/M倍(例えば、MはM>1なる実数)に減ずる場合には、後処理模擬部12はデータの標本数をM倍に増加する。 The post-processing simulation unit 12 uses N parameters (N is a natural number of 1 or more) for the local decoded signal D generated by the local decoding unit 32 in order to simulate post-processing in the decoding device 2. By performing signal processing, N post-processing simulation signals E 1 to E N are generated and output to the optimization unit 13. For example, the post-processing simulation unit 12 typically performs a conversion opposite to that of the pre-processing unit 11 or a conversion approximating this. For example, when the preprocessing unit 11 reduces the number of data samples to 1 / M times (for example, M is a real number with M> 1), the post-processing simulation unit 12 increases the number of data samples to M times.

局部復号信号Dが画像信号である場合には、後処理模擬部12は、例えば、局部復号信号Dに対し最近傍補間(パラメータ1)を用いて処理して2×2倍の解像度(標本数)に増加した信号を後処理模擬信号E1とし、局部復号信号Dに対し双一次補間(パラメータ2)を用いて処理して2×2倍の解像度に増加した信号を後処理模擬信号E2とし、局部復号信号Dに対し双三次補間(パラメータ3)を用いて処理して2×2倍の解像度に増加した信号を後処理模擬信号E3とする。このように異なる補間処理によって後処理模擬信号E1乃至ENを生成することができる。このほかに、あるいはこれに加えて、超解像処理により解像度変換を行ってもよい。例えば、画像信号である局部復号信号Dに対するウェーブレット超解像や、局部復号信号D及びその前後のフレームを用いた複数フレーム超解像などにより解像度変換を行うことができる。 When the local decoded signal D is an image signal, the post-processing simulation unit 12 processes the local decoded signal D using nearest neighbor interpolation (parameter 1), for example, and 2 × 2 times the resolution (number of samples) ) Is the post-processing simulation signal E 1, and the signal obtained by processing the local decoded signal D using bilinear interpolation (parameter 2) and increasing the resolution to 2 × 2 times is the post-processing simulation signal E 2. And a signal that has been processed by using bicubic interpolation (parameter 3) with respect to the local decoded signal D and increased to a resolution of 2 × 2 times is defined as a post-processing simulation signal E 3 . Thus, post-processing simulation signals E 1 to E N can be generated by different interpolation processes. In addition to or in addition to this, resolution conversion may be performed by super-resolution processing. For example, resolution conversion can be performed by wavelet super-resolution with respect to the local decoded signal D, which is an image signal, or multi-frame super-resolution using the local decoded signal D and frames before and after the local decoded signal D.

最適化部13は、後処理模擬部12により生成されたN個の後処理模擬信号E1乃至ENと、入力信号Hとを比較し、入力信号Hとの差が最小となる後処理模擬信号En(1≦n≦N)の生成に用いられたパラメータを示す最適判定信号を生成する。最適化部13は、画面を分割した領域ごとに最適性の判定をしてもよいし、画像全体の領域を評価対象として最適性の判定をしてもよい。さらに、最適化部13は、入力信号Hのそれぞれ複数の時点からなる画像列(複数フレーム)をひとまとまりにして、該ひとまとまりの単位で最適性の判定をしてもよい。一般的には、最適化部13は、後処理模擬信号E1乃至ENと、入力信号Hについて時空間的な部分領域を定義し、該部分領域ごとに後処理模擬信号E1乃至ENのいずれが最適であるかを判定する。 The optimization unit 13 compares the N post-processing simulation signals E 1 to E N generated by the post-processing simulation unit 12 with the input signal H, and performs post-processing simulation that minimizes the difference from the input signal H. An optimum determination signal indicating a parameter used to generate the signal En (1 ≦ n ≦ N) is generated. The optimization unit 13 may determine the optimality for each area obtained by dividing the screen, or may determine the optimality using the entire area of the image as an evaluation target. Furthermore, the optimizing unit 13 may determine an optimality in units of a group of image sequences (a plurality of frames) each including a plurality of time points of the input signal H. In general, the optimization unit 13 defines spatio-temporal partial areas for the post-processing simulation signals E 1 to E N and the input signal H, and the post-processing simulation signals E 1 to E N for each partial area. It is determined which is optimal.

例えば、最適化部13は、画像の部分領域Rp(pは1以上P以下の自然数、Pは部分領域の総数であって1以上の整数。)ごとに、最適な後処理模擬信号のインデックス(E1乃至ENの添え字)である最適判定信号nopt(p)を、式(4)又は(5)の判定式を用いて判定する。 For example, the optimizing unit 13 sets the index of the optimum post-processing simulation signal for each partial region R p (p is a natural number of 1 or more and P or less, P is the total number of partial regions and is an integer of 1 or more). The optimal determination signal n opt (p) that is (subscript of E 1 to E N ) is determined using the determination formula of Formula (4) or (5).

Figure 2016165054
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Figure 2016165054
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さらに、最適化部13は、最適判定信号nopt(p)に基づき、後処理模擬信号E1乃至ENを合成して最適化信号Fを生成し、減算部15に出力する。最適化信号Fは例えば、式(6)によって得られる。 Further, the optimization unit 13 combines the post-processing simulation signals E 1 to E N based on the optimal determination signal n opt (p), generates an optimization signal F, and outputs it to the subtraction unit 15. The optimization signal F is obtained by, for example, Expression (6).

Figure 2016165054
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補助情報符号化部14は、最適化部13により生成された最適判定信号nopt(p)を符号化して補助情報符号化信号を生成し、復号装置2に直接、又は記録媒体を介し間接的に送信する。このとき、補助情報符号化部14は、可逆的な圧縮符号化を適用してもよい。可逆的な圧縮符号化には、例えばハフマン符号化や算術符号化などのエントロピー符号化と、必要に応じてシンボル間の予測(例えば、シンボル間の差分など)を用いることができる。 The auxiliary information encoding unit 14 encodes the optimum determination signal n opt (p) generated by the optimization unit 13 to generate an auxiliary information encoded signal, and directly to the decoding device 2 or indirectly via a recording medium. Send to. At this time, the auxiliary information encoding unit 14 may apply reversible compression encoding. For lossless compression coding, for example, entropy coding such as Huffman coding or arithmetic coding and prediction between symbols (for example, a difference between symbols) can be used as necessary.

減算部15は、入力信号Hと、最適化部13によって生成された最適化信号Fとの差分である残差信号Qを算出し、残差符号化部16に出力する。入力信号Hが映像信号や画像信号の場合には、例えば、式(7)によって残差信号Qを求める。   The subtraction unit 15 calculates a residual signal Q that is a difference between the input signal H and the optimization signal F generated by the optimization unit 13 and outputs the residual signal Q to the residual encoding unit 16. When the input signal H is a video signal or an image signal, for example, the residual signal Q is obtained by Expression (7).

Figure 2016165054
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残差符号化部16は、減算部15により生成された残差信号Qを可逆又は非可逆の圧縮符号化を施して残差符号化信号を生成し、復号装置2に直接、又は記録媒体を介して間接的に送信する。例えば、入力信号Hが映像信号の場合には、残差符号化部16として、既存の映像符号化方式(例えば、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、MPEG−4 AVC/H.264、MPEG−H HEVCなど)や既存の静止画像符号化方式(JPEGなど)を用いることができる。   The residual encoding unit 16 generates a residual encoded signal by performing lossless or irreversible compression encoding on the residual signal Q generated by the subtracting unit 15, and stores the recording medium directly or in the decoding device 2. Send indirectly through. For example, when the input signal H is a video signal, the residual encoding unit 16 can use an existing video encoding method (for example, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4 AVC / H.264). MPEG-H HEVC, etc.) and existing still image coding methods (JPEG, etc.) can be used.

[復号装置]
つぎに、復号装置2の詳細について以下に説明する。図1に示すように、復号装置2は、補助情報復号部21と、後処理部22と、残差復号部23と、加算部24と、復号部33とを備える。復号装置2は符号化装置1から符号化信号、補助情報符号化信号、及び残差符号化信号を直接取得するか、あるいは符号化装置1及び復号装置2の間に記録媒体が介在する場合には記録媒体を介して取得する。
[Decoding device]
Next, details of the decoding device 2 will be described below. As illustrated in FIG. 1, the decoding device 2 includes an auxiliary information decoding unit 21, a post-processing unit 22, a residual decoding unit 23, an adding unit 24, and a decoding unit 33. The decoding device 2 directly obtains the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal from the encoding device 1 or when a recording medium is interposed between the encoding device 1 and the decoding device 2. Is obtained via a recording medium.

復号部33は、符号化装置1の符号化部31及び局部復号部32とともに、既存処理部3を構成する。復号部33は、符号化部31と対をなし、符号化部31により生成された符号化信号を取得し、例えば規格標準化された映像符号化方式により復号して復号信号Dを生成し、後処理部22に出力する。復号部33が生成する復号信号Dは、局部復号部32が生成する局部復号信号Dと一致する。   The decoding unit 33 constitutes the existing processing unit 3 together with the encoding unit 31 and the local decoding unit 32 of the encoding device 1. The decoding unit 33 is paired with the encoding unit 31, acquires the encoded signal generated by the encoding unit 31, and generates a decoded signal D by decoding, for example, according to a standardized video encoding method. Output to the processing unit 22. The decoded signal D generated by the decoding unit 33 matches the local decoded signal D generated by the local decoding unit 32.

補助情報復号部21は、補助情報符号化部14により符号化された補助情報符号化信号を取得し、該補助情報符号化信号を復号して補助情報復号信号である最適判定信号nopt(p)を生成し、後処理部22に出力する。 The auxiliary information decoding unit 21 acquires the auxiliary information encoded signal encoded by the auxiliary information encoding unit 14, decodes the auxiliary information encoded signal, and determines the optimum determination signal n opt (p ) And output to the post-processing unit 22.

後処理部22は、復号部33により生成された復号信号に対して、後処理模擬部12の実行するN個の処理のいずれをも実行可能なよう実装され、最適判定信号nopt(p)によって指定されるパラメータ用いて変換処理を行って後処理信号を生成し、加算部24に出力する。最適判定信号nopt(p)が領域単位で最適判定を行う場合には、該領域ごとに処理結果を切り替える。この動作により、後処理部22の出力は、最適化部13の出力する最適化信号Fに一致する。例えば、後処理部22は、後処理模擬部12と同様の実装によりN個の変換処理結果をすべて演算しておき、入力された最適判定信号nopt(p)に応じて、これらN個の処理結果の中から最適なものを選択するよう領域ごとに切り替えつつ出力するようしてもよい。 The post-processing unit 22 is mounted so that any of the N processes executed by the post-processing simulation unit 12 can be executed on the decoded signal generated by the decoding unit 33, and the optimum determination signal n opt (p) The post-processing signal is generated by performing the conversion process using the parameter specified by the step, and is output to the adding unit 24. When the optimal determination signal n opt (p) performs optimal determination on a region basis, the processing result is switched for each region. With this operation, the output of the post-processing unit 22 matches the optimization signal F output from the optimization unit 13. For example, the post-processing unit 22 calculates all N conversion processing results by the same implementation as the post-processing simulation unit 12, and according to the input optimum determination signal n opt (p), these N pieces of conversion processing results. The output may be output while switching for each region so as to select the optimum one from the processing results.

残差復号部23は、残差符号化部16により符号化された残差符号化信号を取得し、該残差符号化信号を復号して残差復号信号Rを生成し、加算部24に出力する。   The residual decoding unit 23 acquires the residual encoded signal encoded by the residual encoding unit 16, decodes the residual encoded signal, generates a residual decoded signal R, and sends the residual decoded signal R to the adding unit 24. Output.

加算部24は、式(8)に示すように、後処理部22により生成される最適化信号Fと、残差復号部23により生成される残差復号信号Rとを加算して出力信号Sを生成し、外部に出力する。   The adder 24 adds the optimized signal F generated by the post-processor 22 and the residual decoded signal R generated by the residual decoder 23 as shown in Expression (8), and outputs an output signal S. Is generated and output to the outside.

Figure 2016165054
Figure 2016165054

残差符号化部16が非可逆符号化を行う場合には、残差復号信号Rと残差信号Qとは必ずしも完全には一致しない。一方、残差符号化部16が可逆符号化を行う場合には、残差復号信号Rと残差信号Qとは完全に一致し、その結果、加算部24の出力する出力信号Sと入力信号Hも完全に一致する。   When the residual encoding unit 16 performs lossy encoding, the residual decoded signal R and the residual signal Q do not necessarily match completely. On the other hand, when the residual encoding unit 16 performs lossless encoding, the residual decoded signal R and the residual signal Q completely match, and as a result, the output signal S and the input signal output from the adding unit 24 H matches perfectly.

上述したように、本発明に係る符号化装置1は、符号化部31によって符号化された符号化信号と、補助情報符号化部14によって符号化された補助情報符号化信号と、残差符号化部16によって符号化された残差符号化信号とを送信し、復号装置2はこれらの信号を取得する。このため、高効率な圧縮伝送を行う場合においても、復号装置2の出力信号Sの品質を向上させることができる。   As described above, the encoding device 1 according to the present invention includes the encoded signal encoded by the encoding unit 31, the auxiliary information encoded signal encoded by the auxiliary information encoding unit 14, and the residual code. The residual encoded signal encoded by the encoding unit 16 is transmitted, and the decoding device 2 acquires these signals. For this reason, even when performing highly efficient compressed transmission, the quality of the output signal S of the decoding apparatus 2 can be improved.

符号化装置1から復号装置2に伝送されるこれらの信号は、符号化信号、補助情報符号化信号、残差符号化信号の順で優先度を高く伝送するのが好適である。換言すれば、符号化信号のみを伝送する場合でも、後処理部22を既定の処理によって動作させることにより、誤差は大きいものの信号再生は可能である。   These signals transmitted from the encoding device 1 to the decoding device 2 are preferably transmitted with higher priority in the order of the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal. In other words, even when only the encoded signal is transmitted, the signal can be reproduced with a large error by operating the post-processing unit 22 by a predetermined process.

符号化信号及び補助情報符号化信号のみを伝送する場合には、後処理部22を最適な状態で制御することができるため、符号化信号しか伝送しない場合よりも高い精度で信号を再生することができる。   When only the encoded signal and the auxiliary information encoded signal are transmitted, the post-processing unit 22 can be controlled in an optimal state, and thus the signal is reproduced with higher accuracy than when only the encoded signal is transmitted. Can do.

そして、符号化信号、補助情報符号化信号、及び残差符号化信号のすべてを伝送する場合には、符号化信号及び補助情報符号化信号のみを伝送する場合よりも高い精度で信号を再生することができる。   Then, when all of the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal are transmitted, the signal is reproduced with higher accuracy than when only the encoded signal and the auxiliary information encoded signal are transmitted. be able to.

このような特性から、伝送路や伝送路符号化を考慮する場合には、符号化信号、補助情報符号化信号、残差符号化信号の順で誤り耐性を高くするのが好適である。例えば、変調多値数の少ない変調方式を用いることにより誤り耐性を高くすることができる。   From such characteristics, when considering transmission paths and transmission path encoding, it is preferable to increase error tolerance in the order of the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal. For example, error resilience can be increased by using a modulation scheme with a small number of modulation levels.

なお、符号化信号、補助情報符号化信号、及び残差符号化信号は、すべて同じ媒体(伝送路)上で伝送してもよいし、すべて別々の媒体上で伝送してもよいし、うち二つと残り一つとで異なる媒体上で伝送してもよい。例えば、映像信号を伝送する場合においては、符号化信号を放送波の主たる伝送路において高い誤り耐性で伝送し、補助情報符号化信号を放送波の副たる伝送路上において低い誤り耐性で伝送し、さらに残差符号化信号をIP(Internet Protocol)上で伝送するような構成も可能である。すなわち、符号化信号、補助情報符号化信号、及び残差符号化信号によって、品質上スケーラブルな伝送が可能となる。   Note that the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal may all be transmitted on the same medium (transmission path), or may be all transmitted on separate media, Two and the other one may be transmitted on different media. For example, in the case of transmitting a video signal, the encoded signal is transmitted with high error resistance on the main transmission path of the broadcast wave, and the auxiliary information encoded signal is transmitted with low error resistance on the sub transmission path of the broadcast wave, Furthermore, a configuration in which the residual encoded signal is transmitted on IP (Internet Protocol) is also possible. That is, the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal enable scalable transmission in terms of quality.

なお、上述した符号化装置1又は復号装置2として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、符号化装置1又は復号装置2の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。   Note that a computer can be suitably used to function as the encoding device 1 or the decoding device 2 described above, and such a computer describes the processing contents for realizing each function of the encoding device 1 or the decoding device 2. This program can be realized by storing the program in a storage unit of the computer, and reading and executing the program by the CPU of the computer. This program can be recorded on a computer-readable recording medium.

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態では入力信号Hを映像信号として説明したが、入力信号Hは静止画信号や音声信号であってもよい。また、実施形態に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。   Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, although the input signal H has been described as a video signal in the embodiment, the input signal H may be a still image signal or an audio signal. Moreover, it is possible to combine a plurality of constituent blocks described in the embodiment into one, or to divide one constituent block.

1 符号化装置
2 復号装置
3 既存処理部
11 前処理部
12 後処理模擬部
13 最適化部
14 補助情報符号化部
15 減算部
16 残差符号化部
21 補助情報復号部
22 後処理部
23 残差復号部
24 加算部
31 符号化部
32 局部復号部
33 復号部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Encoding apparatus 2 Decoding apparatus 3 Existing processing part 11 Preprocessing part 12 Post-processing simulation part 13 Optimization part 14 Auxiliary information encoding part 15 Subtraction part 16 Residual encoding part 21 Auxiliary information decoding part 22 Post-processing part 23 Residual Difference decoding unit 24 Addition unit 31 Encoding unit 32 Local decoding unit 33 Decoding unit

Claims (5)

入力信号に対して変換処理を行って前処理信号を生成する前処理部と、
前記前処理信号を符号化して符号化信号を生成する符号化部と、
前記符号化信号を復号して局部復号信号を生成する局部復号部と、
前記局部復号信号に対して複数のパラメータを用いて変換処理を行い、複数の後処理模擬信号を生成する後処理模擬部と、
前記入力信号との差が最小となる前記後処理模擬信号の生成に用いられたパラメータを示す最適判定信号を符号化して補助情報符号化信号を生成する補助情報符号化部と、
前記入力信号と、前記入力信号との差が最小となる前記後処理模擬信号との差分である残差信号を符号化して残差符号化信号を生成する残差符号化部と、を備え、
前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、及び前記残差符号化信号を送信することを特徴とする符号化装置。
A preprocessing unit that performs a conversion process on the input signal to generate a preprocessed signal;
An encoding unit that encodes the preprocessed signal to generate an encoded signal;
A local decoding unit that decodes the encoded signal to generate a local decoded signal;
A post-processing simulation unit that performs conversion processing on the local decoded signal using a plurality of parameters and generates a plurality of post-processing simulation signals;
An auxiliary information encoding unit that generates an auxiliary information encoded signal by encoding an optimum determination signal indicating a parameter used for generating the post-processing simulation signal that minimizes the difference from the input signal;
A residual encoder that encodes a residual signal that is a difference between the input signal and the post-processing simulation signal that minimizes a difference between the input signal and a residual encoded signal;
An encoding apparatus that transmits the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal.
前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、及び前記残差符号化信号は、前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、前記残差符号化信号の順に誤り耐性が高くなるように、それぞれ異なる伝送路又は変調方式により符号化されることを特徴とする、請求項1に記載の符号化装置。   The encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal are respectively increased in error tolerance in the order of the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal. The encoding apparatus according to claim 1, wherein encoding is performed using different transmission paths or modulation schemes. コンピュータを、請求項1又は2に記載の符号化装置として機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the encoding device according to claim 1 or 2. 請求項1又は2に記載の符号化装置から前記符号化信号、前記補助情報符号化信号、及び前記残差符号化信号を取得する復号装置であって、
前記符号化信号を復号して復号信号を生成する復号部と、
前記補助情報符号化信号を復号して補助情報復号信号を生成する補助情報復号部と、
前記復号信号に対して前記補助情報復号信号により示されるパラメータを用いて変換処理を行って後処理信号を生成する後処理部と、
前記残差符号化信号を復号して残差復号信号を生成する残差復号部と、
前記後処理信号に前記残差復号信号を加算した信号を外部に出力する加算部と、
を備えることを特徴とする復号装置。
A decoding device that acquires the encoded signal, the auxiliary information encoded signal, and the residual encoded signal from the encoding device according to claim 1 or 2,
A decoding unit for decoding the encoded signal to generate a decoded signal;
An auxiliary information decoding unit that decodes the auxiliary information encoded signal to generate an auxiliary information decoded signal;
A post-processing unit that performs a conversion process on the decoded signal using a parameter indicated by the auxiliary information decoded signal to generate a post-processing signal;
A residual decoding unit that decodes the residual encoded signal to generate a residual decoded signal;
An adder that outputs a signal obtained by adding the residual decoded signal to the post-processing signal;
A decoding apparatus comprising:
コンピュータを、請求項4に記載の復号装置として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as a decoding apparatus of Claim 4.
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