JP6396782B2 - デブロッキング処理方法、デブロッキング処理装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
図16は、H.264/AVCにおけるデブロッキングフィルタの境界強度(Bs値)の設定を示す図である。
1.ブロック境界及びMB境界にデブロッキングフィルタを施す。
2.MB境界のみデブロッキングフィルタを施す。
3.デブロッキングフィルタを施さない。
また、デブロッキングフィルタをブロック境界に適用する場合においても、フィルタ処理は、境界強度Bs値に応じて「弱いフィルタリング」と「強いフィルタリング」とに分けられる。
境界強度Bs値が1以上かつ4未満である(1≦Bs<4)場合には、弱いフィルタリングがデブロッキングフィルタ処理として適用される。「弱いフィルタリング」は、ブロック境界を跨ぐ4画素の画素値(p1,p0,q0,q1)を入力として、画素値p0の画素、及び画素値q0の画素における新たな画素値を出力するフィルタ処理である。フィルタ処理後における、画素値p0の画素における新たな画素値をp’0と、画素値q0の画素における新たな画素値をq’0とは、次式(3)〜次式(5)で表される4タップのフィルタ処理により算出される。
境界強度Bs値が4である(Bs=4)場合には、強いフィルタリングがデブロッキングフィルタ処理として適用される。「強いフィルタリング」は、以下に示す条件に応じて2つの処理のいずれかが適用される。
条件1「|p2−p0|<βかつ|p0−q0|<α/4+2」が満たされる場合には、p’0、p’1、及びp’2は次式(7)〜次式(9)により算出される。なお、次式(7)〜次式(9)における演算子「//」は、「a//b」においてaをbで除算し、小数点第1位を四捨五入することで整数化する処理を意味する。
条件2「|q2−q0|<βかつ|p0−q0|<α/4+2」が満たされる場合には、q’0、q’1、及びq’2は次式(11)〜次式(13)により算出される。
ここまでの説明は、非特許文献1及び非特許文献2に詳述されている。
ここまでの説明は、非特許文献1から非特許文献4に詳述されている。
図1は、第1の実施形態における動画像符号化装置100の構成例を示す概略ブロック図である。動画像符号化装置100には、符号化対象の入力映像信号が入力される。動画像符号化装置100は、入力映像信号の各フレームを複数のブロックに分割してブロックごとに符号化し、符号化結果のビットストリームを符号化ストリームとして出力する。
逆変換処理部107は、逆量子化処理部106から入力される変換係数を逆直交変換する。逆変換処理部107は、逆直交変換により得られた予測残差復号信号を復号信号生成部108に出力する。
デブロッキングフィルタ処理部110は、フレームメモリ109に記憶されている復号信号を読み出し、読み出した復号信号に対してデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理部110は、デブロッキングフィルタ処理後の画像を参照画像としてインター予測処理部102に出力する。なお、このデブロッキングフィルタ処理部110の前後に、デブロッキングフィルタ以外のループ内フィルタ処理部(インループフィルタ)、例えばHEVCで採用されているSAOなどの符号化歪みを低減するフィルタを挿入してもよい。
イントラ予測情報格納部112は、イントラ予測処理部101が生成するイントラ予測情報を記憶する。
フレームメモリ207は、復号信号生成部206が算出する復号信号を記憶する。
イントラ予測情報格納部210は、エントロピー復号処理部201が復号したイントラ予測情報を格納する。
図3は、同実施形態におけるデブロッキングフィルタ処理部110及びデブロッキングフィルタ処理部208の構成例を示す概略ブロック図である。以下、デブロッキングフィルタ処理部110とデブロッキングフィルタ処理部208とは共通する処理を行い、同じ構成を有するので、デブロッキングフィルタ処理部110を説明し、デブロッキングフィルタ処理部208の説明を省略する。
フィルタ使用判定部301は、デブロッキングフィルタを適用するブロック境界を同定する。また、フィルタ使用判定部301は、フィルタ処理の強弱を調整するためのパラメータである境界強度(Bs値)を決定する。フィルタ使用判定部301には、復号画素信号、モード情報、動きベクトル、位置情報、変数係数が入力される。
図4は、同実施形態におけるデブロッキングフィルタ処理部110が行うデブロッキングフィルタ処理を示すフローチャートである。
デブロッキングフィルタ処理部110において、デブロッキングフィルタ処理が開始されると、フィルタ使用判定部301に復号画素信号、モード情報、動きベクトル、位置情報、変数係数が入力される(ステップS101)。
一方、フィルタ処理を施したブロックが最終ブロックである場合(ステップS104:Yes)、最終ブロック判定部303は、フィルタ後復号画素信号を出力し(ステップS105)、デブロッキングフィルタ処理を終了する。
フィルタリング情報記憶部401は、デブロッキングフィルタを適用する際に必要となるフィルタリング情報を全て記憶する。
また、第二フィルタ実行部405は、ブロックノイズ残留情報で示される判定結果が、ブロックノイズが残留していないことを示す結果である場合には第二フィルタを施さずに第一フィルタ後復号画素信号をフィルタ後復号画素信号として出力する。第二フィルタ実行部405は、フィルタ後復号画素信号とフィルタ処理位置情報とを出力する。
なお、従来技術では,図5に示されるブロックノイズ残留判定部403、第二フィルタ設定部404及び第二フィルタ実行部405によるブロックノイズの残留判定の実施及び判定結果に基づくフィルタ処理を行うことなく、第一フィルタ実行部402の出力する第一フィルタ後復号画素信号をそのまま出力してフィルタ後の復号画素信号としている点が本実施形態と異なる。
フィルタ処理部302において、フィルタ処理が開始されると、第一フィルタ実行部402は、フィルタリング情報記憶部401に記憶されているフィルタリング情報を読み込む(ステップS201)。
ブロックノイズが残留していると判定された場合(ステップS203:YES)、第二フィルタ実行部405は、ブロック境界に対して上記式(22)及び式(23)に示されるようなスムージングフィルタを第二フィルタとして第二フィルタによるフィルタリング処理を実行する(ステップS204)。この場合、第二フィルタ実行部405は、第二フィルタによるフィルタリング処理がなされた後の第一フィルタ後復号画素信号(第二フィルタ後復号画素信号)を最終的なフィルタ後復号画素信号として、フィルタ処理位置情報とともに出力する(ステップS205)。
一方、ブロックノイズが残留していないと判定された場合(ステップS203:NO)、第二フィルタ実行部405は、第二フィルタによるフィルタリング処理を実行せず、ステップS202処理後の第一フィルタ後復号画素信号を最終的なフィルタ後復号画素信号として、フィルタ処理位置情報とともに出力する(ステップS205)。
本実施形態では、ブロックノイズ残留判定部403がブロック境界から3画素範囲内、すなわち合計6画素を判定する場合を示したが、例えばp3i及びq3iのようにブロック境界からみて4番目の画素を用いて判定式を構築してもよい。ブロック境界に面するブロックのサイズが16×16であるならば、6番目の画素なども判定式に用いてもよい。
本実施形態では、ブロックノイズ残留判定部403が上記判定式(21)に基づいてブロックノイズが残留しているか否かを判定する構成を示したが、これに限定される必要はない。例えば、ブロックノイズ残留判定部403は、以下のようにブロックノイズが残留しているか否かを判定してもよい。具体的には、まず、ブロックノイズ残留判定部403は、ブロック境界から同距離にある画素の差分絶対値の算出(判定式(21))に加え、ブロック境界から同距離にある画素毎の差分値の正負の情報をそれぞれ算出する。次に、ブロックノイズ残留判定部403は、複数の算出結果それぞれの正負の情報を比較する。正負の情報は、算出結果がプラスであるかマイナスであるかを示す情報である。そして、ブロックノイズ残留判定部503は、算出結果全ての正負の情報が一致する場合には処理対象であるブロック境界においてブロックノイズが残留していると判定し、算出結果のいずれかの正負の情報が一致しない場合には処理対象であるブロック境界においてブロックノイズが残留していないと判定する。
また、ブロックノイズ残留判定部503は、上記判定式(21)の条件の一部を満たし、かつ、算出結果全ての正負の情報が一致する場合([絶対値差分、正負の情報]=[上記判定式(21)条件の一部を満たす、全て一致]の場合)にはノイズ残留中と判定する。以下、この場合に関する条件を第6の条件と記載する。第6の条件を満たす場合には、第二フィルタ実行部405は、ノイズ残留強と判定された場合に選択するスムージングフィルタより平滑化の弱いスムージングフィルタを第二フィルタとして選択し、第二フィルタによるフィルタリング処理を実行する。
また、ブロックノイズ残留判定部503は、第5の条件〜第7の条件のいずれも満たさない場合にはノイズ残留なしと判定する。この場合には、第二フィルタ実行部405は、スムージングフィルタを選択しない。
第2の実施形態では、第1の実施形態において説明したフィルタ処理部302(図5)と異なる構成例を説明する。なお、フィルタ処理部302以外の構成は、第1の実施形態と同じである。
上記式(21)における判定式において、ブロック境界に接する画素(p0i及びq0i)に関する判定式(|p0i−q0i|>A)は満たすが、残りの判定式(|p1i−q1i|>B)及び(|p2i−q2i|>C)は満たさない場合、ブロックノイズ残留判定部503はノイズ残留弱と判定する。以下、この条件を第1の条件と記載する。
また、式(21)における判定式において、第1の条件及び第2の条件のいずれも満たさない場合、ブロックノイズ残留判定部503はノイズ残留なしと判定する。
ブロックノイズ残留判定部503は、上述したブロックノイズ残留度分類の判定結果(以下、「ブロックノイズ残留分類結果」という。)を第二フィルタ選択部504に出力する。
第二フィルタ設定部505は、第二フィルタ選択部504から出力されたスムージングフィルタ情報を入力として、スムージングフィルタ情報が示すフィルタを第二フィルタとしてメモリなどに格納及び設定を行い、第二フィルタ情報を必要に応じて第二フィルタ実行部506に出力する。なお、図9では、ブロック境界に接する画素のみに対してスムージング処理をする事例を挙げているが、例えばp1i及びq1iを処理対象に含めるように設計してもよい。
フィルタ処理部302において、フィルタ処理が開始されると、第一フィルタ実行部402は、フィルタリング情報記憶部401に記憶されているフィルタリング情報を読み込む(ステップS301)。第一フィルタ実行部402は、ステップS201の処理によって読み込んだフィルタリング情報から定まるフィルタリング処理を行う(ステップS302)。その後、第一フィルタ実行部402は、第一フィルタ後復号画素信号をブロックノイズ残留判定部503に出力する。なお、フィルタリング情報によってフィルタリングなしと判断された場合には、第一フィルタ実行部402は、フィルタがかかっていない入力の復号画素信号をそのまま第一フィルタ後復号画素信号として出力する。
次に、第二フィルタ選択部504は、ステップS制御部302の処理で導出されたブロックノイズ残留度分類結果に基づいて、ブロックノイズ残留度に合わせた第二フィルタを選択する(ステップS304)。その後、第二フィルタ選択部504は、スムージングフィルタ情報を第二フィルタ設定部505に出力する。
一方、ブロックノイズが残留していないと判定された場合(ステップS305:NO)、第二フィルタ実行部405は第二フィルタによるフィルタリング処理を実行せず、ステップS302処理後の第一フィルタ後復号画素信号をフィルタ後復号画素信号として、フィルタ処理位置情報とともに出力する。
本実施形態では、図8に示すテーブルに基づいてブロックノイズの残留度を分類する例を示したが、図11に示すようにテーブルにおける判定式の閾値を変えて判定してもよい。この場合、ブロックノイズ残留判定部503は、より強くブロックノイズが残っている事例(A=B=C=10)の場合にブロックノイズ残留度が強い(ノイズ残留度強)と判定する。以下、この条件を第3の条件と記載する。また、ブロックノイズ残留判定部503は、第3の条件を満たさないがある程度ブロックノイズがあるという事例(A=B=4、C=2)の場合にブロックノイズ残留度は弱い(ノイズ残留度弱)と判定する。以下、この条件を第4の条件と記載する。そして、ブロックノイズ残留判定部503は、第3の条件及び第4の条件のいずれも満たさない場合にはブロックノイズ残留度はなしと(ノイズ残留度なし)と判定する。
また、ブロックノイズ残留判定部503は、上記判定式(21)の条件の一部を満たし、かつ、算出結果全ての正負の情報が一致する場合([絶対値差分、正負の情報]=[上記判定式(21)条件の一部を満たす、全て一致]の場合)にはノイズ残留中と判定する。以下、この場合に関する条件を第9の条件と記載する。第9の条件を満たす場合には、第二フィルタ選択部504は、ノイズ残留強と判定された場合に選択するスムージングフィルタより平滑化の弱いスムージングフィルタを第二フィルタに選択する。
また、ブロックノイズ残留判定部503は、第8の条件〜第10の条件のいずれも満たさない場合にはノイズ残留なしと判定する。この場合には、第二フィルタ選択部504は、スムージングフィルタを選択しない。
このようにブロック境界から同距離にある画素の差分絶対値と、ブロック境界から同距離にある画素毎の差分値の正負の情報とを組み合わせる意図は、絶対値によるブロックノイズの残留判定に対して正負情報を補助情報として加味するという考え方に基づく。絶対値による判定でブロックノイズが大きく残留している状況を仮定したとき、そこからさらに境界線から2ないしは3画素目(すなわちp1iとq1iないしはp2iとq2i)の正負情報を確認して正負が逆になっていれば、ブロックノイズではなくエッジなどのテクスチャが残っている可能性もあるため、残留度を1段階ないしは2段階など落とす制御をかける方針である。
Claims (6)
- ブロックベースの予測符号化により符号化ストリームを生成する映像符号化方式、又は符号化ストリームから映像を復号する映像復号方式において、ブロックノイズを低減させるためのデブロッキング処理方法であって、
隣接するブロックの境界を示すブロック境界の近傍に位置するフィルタ処理の対象となる画素に対して第一のフィルタを用いて第一のフィルタ処理を実行する第一フィルタ実行ステップと、
第一のフィルタ処理がなされた前記フィルタ処理の対象となる画素においてブロックノイズが残留しているか否か判定する判定ステップと、
ブロックノイズが残留していると判定された場合に、前記フィルタ処理がなされた後のフィルタ処理の対象となる画素に対して、前記第一のフィルタと異なる第二のフィルタを用いて第二のフィルタ処理を実行する第二フィルタ実行ステップと、
を有し、
前記判定ステップは、前記ブロック境界から同距離にある画素の差分絶対値を算出し、算出結果と、予め定められた閾値とを比較し、前記算出結果が前記閾値よりも大きい場合に前記ブロックノイズが残留していると判定し、前記算出結果が前記閾値よりも小さい場合に前記ブロックノイズが残留していないと判定し、さらに、
前記判定ステップは、前記ブロック境界から同距離にある画素の差分絶対値の算出に加え、前記同距離にある画素毎の差分値の正負の情報をそれぞれ算出し、複数の算出結果それぞれの正負の情報を比較し、算出結果全ての正負の情報が一致する場合には前記ブロックノイズが残留していると判定し、算出結果のいずれかの正負の情報が一致しない場合には前記ブロックノイズが残留していないと判定する、
デブロッキング処理方法。 - ブロックベースの予測符号化により符号化ストリームを生成する映像符号化方式、又は符号化ストリームから映像を復号する映像復号方式において、ブロックノイズを低減させるためのデブロッキング処理方法であって、
隣接するブロックの境界を示すブロック境界の近傍に位置するフィルタ処理の対象となる画素に対して第一のフィルタを用いて第一のフィルタ処理を実行する第一フィルタ実行ステップと、
第一のフィルタ処理がなされた前記フィルタ処理の対象となる画素においてブロックノイズが残留しているか否か判定する判定ステップと、
ブロックノイズが残留していると判定された場合に、前記フィルタ処理がなされた後のフィルタ処理の対象となる画素に対して、前記第一のフィルタと異なる第二のフィルタを用いて第二のフィルタ処理を実行する第二フィルタ実行ステップと、を有し、
前記判定ステップは、予め定められた複数の条件に基づいて、前記第一のフィルタ処理がなされた前記フィルタ処理の対象となる画素において前記ブロックノイズが残留している割合を判定し、
判定結果と、前記第二のフィルタ処理に使用する第二のフィルタと判定結果とが対応付けられたテーブルとに基づいて前記第二のフィルタ処理に使用する第二のフィルタを選択する選択ステップをさらに有し、
前記第二フィルタ実行ステップにおいて、ブロックノイズが残留していると判定された場合に、選択された前記第二のフィルタを用いて前記第二のフィルタ処理を実行し、さらに、
前記判定ステップは、前記ブロック境界から同距離にある画素毎の差分値の正負の情報をそれぞれ算出し、複数の算出結果それぞれの正負の情報を比較し、算出結果全ての正負の情報が一致する場合には前記ブロックノイズが残留していると判定し、算出結果のいずれかの正負の情報が一致しない場合には前記ブロックノイズが残留していないと判定する、
デブロッキング処理方法。 - ブロックベースの予測符号化により符号化ストリームを生成する映像符号化方式、又は符号化ストリームから映像を復号する映像復号方式において、ブロックノイズを低減させるためのデブロッキング処理装置であって、
隣接するブロックの境界を示すブロック境界の近傍に位置するフィルタ処理の対象となる画素に対して第一のフィルタを用いて第一のフィルタ処理を実行する第一フィルタ実行部と、
第一のフィルタ処理がなされた前記フィルタ処理の対象となる画素においてブロックノイズが残留しているか否か判定する判定部と、
ブロックノイズが残留していると判定された場合に、前記フィルタ処理がなされた後のフィルタ処理の対象となる画素に対して、前記第一のフィルタと異なる第二のフィルタを用いて第二のフィルタ処理を実行する第二フィルタ実行部と、
を有し、
前記判定部は、前記ブロック境界から同距離にある画素の差分絶対値を算出し、算出結果と、予め定められた閾値とを比較し、前記算出結果が前記閾値よりも大きい場合に前記ブロックノイズが残留していると判定し、前記算出結果が前記閾値よりも小さい場合に前記ブロックノイズが残留していないと判定し、さらに、
前記判定部は、前記ブロック境界から同距離にある画素の差分絶対値の算出に加え、前記同距離にある画素毎の差分値の正負の情報をそれぞれ算出し、複数の算出結果それぞれの正負の情報を比較し、算出結果全ての正負の情報が一致する場合には前記ブロックノイズが残留していると判定し、算出結果のいずれかの正負の情報が一致しない場合には前記ブロックノイズが残留していないと判定する、
デブロッキング処理装置。 - ブロックベースの予測符号化により符号化ストリームを生成する映像符号化方式、又は符号化ストリームから映像を復号する映像復号方式において、ブロックノイズを低減させるためのデブロッキング処理装置であって、
隣接するブロックの境界を示すブロック境界の近傍に位置するフィルタ処理の対象となる画素に対して第一のフィルタを用いて第一のフィルタ処理を実行する第一フィルタ実行部と、
第一のフィルタ処理がなされた前記フィルタ処理の対象となる画素においてブロックノイズが残留しているか否か判定する判定部と、
ブロックノイズが残留していると判定された場合に、前記フィルタ処理がなされた後のフィルタ処理の対象となる画素に対して、前記第一のフィルタと異なる第二のフィルタを用いて第二のフィルタ処理を実行する第二フィルタ実行部と、を有し、
前記判定部は、予め定められた複数の条件に基づいて、前記第一のフィルタ処理がなされた前記フィルタ処理の対象となる画素において前記ブロックノイズが残留している割合を判定し、
判定結果と、前記第二のフィルタ処理に使用する第二のフィルタと判定結果とが対応付けられたテーブルとに基づいて前記第二のフィルタ処理に使用する第二のフィルタを選択する選択部をさらに有し、
前記第二フィルタ実行部において、ブロックノイズが残留していると判定された場合に、選択された前記第二のフィルタを用いて前記第二のフィルタ処理を実行し、さらに、
前記判定部は、前記ブロック境界から同距離にある画素毎の差分値の正負の情報をそれぞれ算出し、複数の算出結果それぞれの正負の情報を比較し、算出結果全ての正負の情報が一致する場合には前記ブロックノイズが残留していると判定し、算出結果のいずれかの正負の情報が一致しない場合には前記ブロックノイズが残留していないと判定する、
デブロッキング処理装置。 - 請求項1から2のいずれか一項に記載のデブロッキング処理方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項1から2のいずれか一項に記載のデブロッキング処理方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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