KR101940463B1 - 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법, 화상 복호화 장치, 화상 복호화 방법, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 로시 부호화 처리와의 호환성을 중시한 로스리스 부호화와 압축 효율을 중시한 로스리스 부호화 간의 전환이 가능하게 되어 있다. 본 발명의 화상 부호화 장치는 다음의 구성을 포함한다. 블록 단위로 화상을 부호화하는 화상 부호화 장치는 제1 부호화 유닛과 제2 부호화 유닛을 포함한다. 제1 부호화 유닛은 수신된 제1 블록에 대한 비가역 압축 부호화를 행한다. 제2 부호화 유닛은 수신된 제2 블록에 대해 가역 압축 부호화를 행한다. 제2 부호화 유닛은 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 제1 인트라 예측 모드와 화소 단위로 인트라 예측을 행하는 제2 인트라 예측 모드 중 어느 하나를 사용해서 제2 블록을 복호화한다.

Description

화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법, 화상 복호화 장치, 화상 복호화 방법, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체{IMAGE CODING APPARATUS, IMAGE CODING METHOD, IMAGE DECODING APPARATUS, IMAGE DECODING METHOD, AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은 화상 부호화 장치, 화상 부호화 방법 및 프로그램에 관한 것으로, 특히 로스리스 부호화(lossless coding) 블록에 대해 행해진 인트라 예측 처리에 관한 것이다.
시스템, 즉 H.264/MPEG-4AVC(이하, H.264로 약칭)가, 동화상을 압축 및 기록하기 위한 부호화 방식으로서 알려져 있다(비특허문헌 1 참조).
H.264에 있어서는, 직교 변환 및 양자화가 바이패스되는 변환 바이패스 처리를 실행함으로써 로스리스 부호화를 행할 수 있다. 특히, 로스리스 부호화는, 수평 또는 수직 방향으로 인트라 예측을 행할 때, 차동 펄스 부호 변조(differential pulse-code modulation)(DPCM) 부호화가 행해지는 특성을 갖는다. DPCM 부호화에 있어서, 타겟 화소 주변의 부호화된 화소에 기초하여 행해진 통상의 예측 대신, 블록 내의 화소 단위로 예측이 행해진다.
최근, 고효율의 부호화 방식에 대한 국제 표준화를 달성하기 위한 활동이 H.264의 후속으로서 시작되었다. JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)가 ISO(International Organization for Standardization)/IEC(International Electrotechnical Commission)와 ITU-T(International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization Sector)에 의해 설립되었다. JCT-VC에서는, 표준화가 진행되었는데, 이는 고효율의 비디오 부호화(high efficiency video coding)(HEVC) 방식(이하, HEVC)을 야기한다.
HEVC에서, 기본 사양으로 여겨지는 제1 버전의 표준화가 2013년 1월에 완료되었다. H.264와 마찬가지로, HEVC의 제1 버전은, 직교 변환 및 양자화가 바이패스되는 로스리스 부호화를 채용한다. 그러나, HEVC의 제1 버전은, 통상의 로시 부호화(lossy coding)와 마찬가지로, 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 특성을 갖는다(비특허문헌 2 참조).
HEVC에서는, 로시 부호화와의 호환성의 관점에서, 로스리스 부호화에 있어서 로시 부호화에 사용된 것과 마찬가지인 블록 단위의 인트라 예측이 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로는, H.264에서도 사용되는 화소 단위의 DPCM 부호화가 로스리스 부호화에 있어서 더 높은 압축 효율을 갖는 것으로 여겨지고 있다. 그로 인해, HEVC에 있어서의 로스리스 부호화의 압축 효율이 충분히 높지 않다는 점에서 문제가 발생하고 있다.
ITU-T H.264 (01/2012) Advanced Video Coding for Generic Audiovisual Services Contributed Article by the JCT-VC, JCTVC-L1003, http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/12_Geneva/wg11/
따라서, 본 발명은 로시 부호화 처리와의 호환성을 중시한 로스리스 부호화 처리와 압축 성능을 중시한 로스리스 부호화 처리 사이의 전환을 가능하게 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 유닛으로서, 본 발명의 대표적인 화상 부호화 장치는 다음의 구성을 갖는다. 즉, 화상을 블록 단위로 부호화하는 화상 부호화 장치는, 제1 부호화 유닛과 제2 부호화 유닛을 포함한다. 제1 부호화 유닛은 수신된 제1 블록에 대하여 비가역 압축 부호화를 행한다. 제2 부호화 유닛은 수신된 제2 블록에 대하여 가역 압축 부호화를 행한다. 제2 부호화 유닛은, 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 제1 인트라 예측 모드와 화소 단위로 인트라 예측을 행하는 제2 인트라 예측 모드 중 어느 하나를 사용해서 상기 제2 블록을 부호화한다.
또한, 본 발명의 대표적인 화상 복호화 장치는 다음의 구성을 갖는다. 즉, 부호화된 화상을 블록 단위로 복호화하는 화상 복호화 장치는, 제1 복호화 유닛과 제2 복호화 유닛을 포함한다. 제1 복호화 유닛은 비가역 압축 부호화된 제1 블록을 복호화한다. 제2 복호화 유닛은 가역 압축 부호화된 제2 블록을 복호화한다. 제2 복호화 유닛은, 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 제1 인트라 예측 모드와 화소 단위로 인트라 예측을 행하는 제2 인트라 예측 모드 중 어느 하나를 사용해서 상기 제2 블록을 복호화한다.
본 발명의 추가의 특징은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시 형태의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은, 로시 부호화 처리와의 호환성을 중시한 로스리스 부호화 처리와 압축 효율을 중시한 로스리스 부호화 처리의 양쪽을 지원하는 부호화 및 복호화를 실현한다. 그 결과로서, 애플리케이션마다의 요구 사양에 따라 이들 부호화 처리를 사이의 전환이 행해질 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 제2 실시 형태에 따른 화상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3a는 로스리스 부호화 블록에 대해 행해진 예시적 인트라 예측 처리를 나타내는 도면이다.
도 3b는 로스리스 부호화 블록에 대해 행해진 예시적 인트라 예측 처리를 나타내는 도면이다.
도 3c는 로스리스 부호화 블록에 대해 행해진 예시적 인트라 예측 처리를 나타내는 도면이다.
도 3d는 로스리스 부호화 블록에 대해 행해진 예시적 인트라 예측 처리를 나타내는 도면이다.
도 3e는 로스리스 부호화 블록에 대해 행해진 예시적 인트라 예측 처리를 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치에 의해 행해진 화상 부호화 처리의 흐름도이다.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 화상 복호화 장치에 의해 행해진 화상 복호화 처리의 흐름도이다.
도 6a는 제1 실시 형태에서 생성되어, 제2 실시 형태에서 복호화되는 예시적 비트 스트림 구조를 나타내는 도면이다.
도 6b는 제1 실시 형태에서 생성되어, 제2 실시 형태에서 복호화되는 예시적 비트 스트림 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 HEVC에 있어서의 인트라 예측 모드의 방향을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 화상 부호화 장치 및 화상 복호화 장치에 적용 가능한 컴퓨터의 예시적 하드웨어 구성예를 나타내는 블록도이다.
첨부의 도면을 참조하여, 본 발명을 실시 형태에 기초하여 상세하게 설명한다. 하기에 설명된 실시 형태에 있어서의 구성은 일례에 지나지 않고, 본 발명은 도시된 구성에 한정되는 것은 아니다.
<제1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태를, 도면을 사용해서 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치를 도시하는 블록도이다. 도 1에 있어서, 단자(101)는 화상 데이터를 입력하는 단자이다. 로스리스 부호화 판정 유닛(102)은, 수신된 화상 데이터를 복수의 블록들로 잘라내고, 각 블록 단위로 가역 압축 부호화(이하, 로스리스 부호화) 또는 비가역 압축 부호화(이하, 로시 부호화)을 행할 지를 결정한다. 로스리스 제어 정보 생성 유닛(103)은, 로스리스 부호화를 행하는 로스리스 부호화 블록에 대하여 어떠한 종류의 인트라 예측 처리를 행할 지를 나타내는 로스리스 제어 정보를 생성하여 출력한다.
제1 예측 유닛(104)은, 예를 들어, 로시 부호화가 선택된 경우에, 블록 단위의 화상 데이터에 대하여 프레임내 예측인 인트라 예측 및 프레임간 예측인 인터 예측을 행하고, 예측 화상 데이터를 생성한다. 또한, 제1 예측 유닛(104)은, 수신된 화상 데이터와 예측된 화상 데이터로부터 예측 오차를 산출하고, 이 예측 오차를 출력한다. 또한, 예측에 필요한 정보, 예를 들어 예측 모드에 관한 정보가 출력된다. 이하에서는, 예측에 필요한 정보를 제1 예측 정보라고 칭한다.
로시 부호화가 선택된 경우에, 변환/양자화 유닛(105)은 예측 오차를 블록 단위로 직교 변환해서 변환 계수를 얻고, 또한 변환 계수를 양자화하여, 양자화 계수를 얻는다. 로시 부호화가 선택된 경우에, 역양자화/역변환 유닛(106)은 변환/양자화 유닛(105)으로부터 출력된 양자화 계수에 대해 역양자화를 행해서 변환 계수를 재생하고, 또한 변환 계수에 대하여 역직교 변환을 행해서 예측 오차를 재생한다. 프레임 메모리(108)은 재생된 화상 데이터를 저장한다.
로시 부호화가 선택되었을 때, 제1 화상 재생 유닛(107)은 제1 예측 유닛(104)으로부터 출력된 제1 예측 정보에 기초하여, 프레임 메모리(108)를 적절히 참조하여 예측 화상 데이터를 생성하고, 이 예측 화상 데이터와 수신된 예측 오차로부터 재생 화상 데이터를 생성하고, 이 재생 화상 데이터를 출력한다.
로스리스 부호화가 선택되었을 때, 제2 예측 유닛(109)은 블록 단위의 화상 데이터에 대하여 인트라 예측, 인터 예측 등을 행하여, 예측 화상 데이터를 생성한다. 제1 예측 유닛(104)과 마찬가지로, 제2 예측 유닛(109)은 수신된 화상 데이터와 예측 화상 데이터로부터 예측 오차를 산출하고, 예측 모드뿐만 아니라, 예측 오차 등, 예측에 필요한 정보를 출력한다. 이하에서는, 예측에 필요한 정보를 제2 예측 정보라고 칭한다.
셀렉터(110)는, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)으로부터 출력된 후술하는 로스리스 부호화 블록 정보에 기초하여, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)으로부터 출력된 수신 화상 또는 제1 화상 재생 유닛(107)으로부터 출력된 재생 화상을 프레임 메모리(108)에 출력한다.
제1 부호화 유닛(111)은 변환/양자화 유닛(105)으로부터 출력된 양자화 계수, 및 제1 예측 유닛(104)으로부터 출력된 제1 예측 정보를 부호화하여, 제1 부호화 데이터를 생성해서 출력한다.
제2 부호화 유닛(112)은 제2 예측 유닛(109)으로부터 출력된 제2 예측 정보 및 예측 오차를 부호화하여, 제2 부호화 데이터를 생성해서 출력한다.
통합 부호화 유닛(113)은 로스리스 부호화 판정 유닛(102) 및 로스리스 제어 정보 생성 유닛(103)으로부터의 출력을 부호화하여, 부호 헤더 데이터를 생성한다. 또한 통합 부호화 유닛(113)은 제1 부호화 유닛(111) 및 제2 부호화 유닛(112)으로부터 출력된 부호화 데이터를 추가하여, 비트 스트림을 형성해서 출력한다.
단자(114)는, 통합 부호화 유닛(113)에 의해 생성된 비트 스트림을 외부에 출력하는 단자이다.
상기 화상 부호화 장치에 의해 행해진 화상의 부호화 동작을 이하에 설명한다. 제1 실시 형태에서, 동화상 데이터를 프레임 단위로 입력하지만, 하나의 프레임의 정지 화상 데이터를 입력할 수 있다.
단자(101)로부터 입력된 하나의 프레임의 화상 데이터는 로스리스 부호화 판정 유닛(102)에 수신된다. 부호화 처리에 앞서, 로스리스 제어 정보 생성 유닛(103)은, 로스리스 부호화 블록에서의 화소에 대하여 어떠한 종류의 인트라 예측 처리를 행할 지를 결정한다. 로스리스 제어 정보 생성 유닛(103)은, 그 결정 정보를 로스리스 제어 정보로서, 제2 예측 유닛(109) 및 통합 부호화 유닛(113)에 출력한다.
설명을 간단하게 하기 위해서, 도 3a 내지 도 3e는 인트라 예측의 예를 나타낸다. 도 3a는, 인트라 예측을 행하는 블록(300)을 나타낸다. 도 3a 내지 도 3 e의 예에서는 4×4 화소의 블록을 사용하지만, 크기나 형상은 이것에 한정되지 않는다. 블록(300)에는 4×4 화소를 형성하는 a로부터 p까지의 화소가 포함된다. 도 3b는 블록 단위의 수평 방향 인트라 예측을 행하는 방법을 도시하는 도면이며, 수평 예측은 블록(300)에 인접하여 좌측에 위치한 화소 군(302)(H0 내지 H3)으로부터 시작해서 행해진다. 그러한 예측을 블록 단위 수평 예측 모드라고 칭 한다. 도 3c는 블록 단위의 수직 방향의 인트라 예측을 행하는 방법을 도시하는 도면이며, 수직 예측은 블록(300)에 인접하여 상방에 위치한 화소 군(301) (V0 내지 V3)으로부터 시작해서 행해진다. 그러한 예측을 블록 단위 수직 예측 모드라고 칭한다. 도 3d는 화소 단위의 수평 DPCM 예측을 행하는 방법을 도시하는 도면이며, 수평 예측은 각 화소의 좌측에 인접하는 화소로부터 시작해서 행해진다. 그러한 예측을 화소 단위 수평 DPCM 모드라고 칭한다. 제1 실시 형태에 있어서는, 타겟 블록 내의 좌측 단부에 위치한 각 화소의 화소 값이 그대로 부호화되지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 타겟 블록 내의 좌측 단부에 위치한 각 화소의 화소 값과 타겟 블록의 좌측에 위치한 블록 내의 우측 단부에 위치한 화소들 중 대응하는 하나의 화소 값과의 차분을 부호화할 수 있다. 도 3e는 화소 단위의 수직 DPCM 예측을 행하는 방법을 도시하는 도면이며, 수직 예측은 각 화소의 상방에 인접하는 화소로부터 시작해서 행해진다. 그러한 예측을 화소 단위 수직 DPCM 모드라고 칭한다. 화소 단위 수평 DPCM 모드와 마찬가지로, 제1 실시 형태에 있어서는, 타겟 블록 내의 상단부에 위치한 각 화소의 화소 값이 그대로 부호화되지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 타겟 블록 내의 상단부에 위치한 각 화소의 화소 값과 타겟 블록의 상부측에 위치한 블록의 하단부에 위치한 화소들 중 대응하는 하나의 화소 값과의 차분을 부호화할 수 있다.
제1 실시 형태에서는, 전술한 로스리스 제어 정보는, 로스리스 부호화 블록의 화소에 대하여 블록 단위의 인트라 예측 모드(도 3b 또는 도 3c) 또는 화소 단위의 인트라 예측 모드(도 3d 또는 도 3e)를 사용하는지를 나타낸다. 구체적으로는, 로스리스 제어 정보가 0의 값을 가질 경우에, 도 3b 또는 도 3c의 블록 단위의 예측을 사용한다. 로스리스 제어 정보가 1의 값을 가질 경우에는, 도 3d 또는 도 3e의 화소 단위의 예측을 사용한다.
로스리스 제어 정보의 결정 방법은 특별히 한정되지 않고, 그 결정은 입력된 화상의 특성을 사용함으로써 또는 유저 입력을 사용함으로써 이루어질 수 있다. 또는, 그 결정은 화상 부호화 장치로부터 출력되는 비트 스트림을 복호화하는 복호화 장치가 지원하는 인트라 예측 처리에 기초하여 이루어질 수 있다. 통합 부호화 유닛(113)은, 로스리스 제어 정보를 부호화하고, 로스리스 제어 정보 부호(제1 정보 부호)를 생성한다. 부호화의 방법은 특별히 지정되지 않지만, 골롬(Golomb) 부호화, 산술 부호화, 허프만(Huffman) 부호화 등을 사용할 수 있다.
로스리스 부호화 판정 유닛(102)은, 수신된 화상 데이터를 복수의 블록에 잘라내고, 블록 단위로 로스리스 부호화 또는 로시 부호화를 행할 지를 결정한다. 결정 방법은 특별히 한정되지 않고, 입력된 화상의 특성을 사용함으로써 또는 유저 입력을 사용함으로써 결정이 이루어질 수 있다. 부호화될 블록에 대하여 로스리스 부호화 또는 로시 부호화를 행할 지를 나타내는 정보는 로스리스 부호화 블록 정보로서 통합 부호화 유닛(113)에 출력된다. 또한, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)은, 수신된 화상 데이터를 그대로 제1 예측 유닛(104), 제2 예측 유닛(109) 및 셀렉터(110)에 출력한다.
또한, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)은 처리될 프레임 또는 시퀀스에 로스리스 부호화되는 블록이 포함되는지의 여부를 나타내는 정보인 로스리스 부호화 정보를 생성한다. 통합 부호화 유닛(113)은, 로스리스 부호화 정보를 부호화하고, 로스리스 부호화 정보 부호(제2 정보 부호)를 생성한다. 부호화의 방법은 특별히 지정되지 않지만, 골롬 부호화, 산술 부호화, 허프만 부호화 등을 사용할 수 있다.
그 이후의 부호화 처리는, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)이 로스리스 부호화 또는 로시 부호화를 선택하는지에 따라 분할된다. 로스리스 부호화 판정 유닛(102)이 로시 부호화를 선택한 경우의 화상 데이터의 부호화 동작에 대해서 설명한다.
로스리스 부호화 판정 유닛(102)은 부호화될 블록의 화상 데이터를 제1 예측 유닛(104)에 입력한다. 제1 예측 유닛(104)은, 블록 단위로 예측을 행하고, 예측 오차를 생성하고, 이 예측 오차를 변환/양자화 유닛(105)에 입력한다. 또한, 제1 예측 유닛(104)은 제1 예측 정보를 생성하고, 이 제1 예측 정보를 제1 부호화 유닛(111) 및 제1 화상 재생 유닛(107)에 출력한다. 변환/양자화 유닛(105)은, 수신된 예측 오차에 대해 직교 변환/양자화를 행하고, 양자화 계수를 생성한다. 생성된 양자화 계수는 제1 부호화 유닛(111) 및 역양자화/역변환 유닛(106)에 입력된다. 역양자화/역변환 유닛(106)은, 수신된 양자화 계수에 대해 역양자화해서 변환 계수를 재생하고, 그렇게 재생된 변환 계수에 대해 역직교 변환을 행해서 예측 오차를 재생하고, 이 재생된 예측 오차를 제1 화상 재생 유닛(107)에 출력한다.
제1 화상 재생 유닛(107)은, 제1 예측 유닛(104)으로부터 입력되는 제1 예측 정보에 기초하여, 프레임 메모리(108)를 적절히 참조하여 예측 화상을 재생한다. 제1 화상 재생 유닛(107)은, 재생된 예측 화상과 역양자화/역변환 유닛(106)으로부터 수신된 재생된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생하고, 이를 프레임 메모리(108)에 저장한다.
제1 부호화 유닛(111)은, 블록 단위로, 변환/양자화 유닛(105)에 의해 생성된 양자화 계수, 및 제1 예측 유닛(104)에 의해 수신된 제1 예측 정보를 엔트로피 부호화를 행하여, 제1 부호화 데이터를 생성한다. 엔트로피 부호화의 방법은 특별히 지정되지 않지만, 골롬 부호화, 산술 부호화, 허프만 부호화 등을 사용할 수 있다. 생성된 제1 부호화 데이터는 통합 부호화 유닛(113)에 출력된다.
로스리스 부호화 판정 유닛(102)이 로스리스 부호화를 선택한 경우의 화상 데이터의 부호화 동작에 대해서 설명한다.
로스리스 부호화 판정 유닛(102)은 부호화될 블록의 화상 데이터를 제2 예측 유닛(109)에 입력한다. 제2 예측 유닛(109)에서는, 로스리스 제어 정보 생성 유닛(103)으로부터 수신된 로스리스 제어 정보에 기초하여 예측을 행하고, 예측 오차를 생성하고, 이 생성된 예측 오차를 제2 부호화 유닛(112)에 입력한다. 또한, 제2 예측 정보도 제2 부호화 유닛(112)에 입력된다.
셀렉터(110)에서는, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)으로부터 수신된 로스리스 부호화 블록 정보에 기초하여, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)으로부터 수신된 입력 화상 또는 제1 화상 재생 유닛(107)으로부터 수신된 재생 화상을 프레임 메모리(108)에 출력한다. 구체적으로는, 로스리스 부호화 블록 정보가 로스리스 부호화를 나타내고 있을 경우에는, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)으로부터 수신된 입력 화상을 프레임 메모리(108)에 출력한다. 로스리스 부호화 블록 정보가 로시 부호화를 나타내고 있을 경우에는, 제1 화상 재생 유닛(107)으로부터 수신된 재생 화상을 프레임 메모리(108)에 출력한다.
제2 부호화 유닛(112)에서는, 제2 예측 유닛(109)으로부터 수신된 제2 예측 정보 및 예측 오차에 대해 엔트로피 부호화를 행하고, 제2 부호화 데이터를 생성한다. 엔트로피 부호화의 방법은 특별히 지정되지 않지만, 골롬 부호화, 산술 부호화, 허프만 부호화 등을 사용할 수 있다. 생성된 제2 부호화 데이터는 통합 부호화 유닛(113)에 출력된다.
통합 부호화 유닛(113)에서는, 부호화 처리에 앞서 생성된 로스리스 제어 정보 부호, 로스리스 부호화 정보 부호, 제1 부호화 유닛(111)에 의해 생성된 제1 부호화 데이터, 제2 부호화 유닛(112)에 의해 생성된 제2 부호화 데이터 등을 다중화해서 비트 스트림이 형성한다. 최종적으로, 통합 부호화 유닛(113)에 의해 형성된 비트 스트림은 단자(114)부터 외부에 출력된다.
도 6a는 부호화된 로스리스 부호화 정보 및 로스리스 제어 정보를 포함한 비트 스트림의 예를 나타낸다. 로스리스 부호화 정보는 로스리스 부호화 정보 부호로서, 픽처 등의 헤더에 포함된다. 예를 들어, 로스리스 부호화 정보 부호는 1 비트의 플래그이다. 로스리스 부호화 정보 부호가 1의 값을 가질 때, 비트 스트림은 로스리스 부호화 블록을 포함할 가능성이 있다. 로스리스 부호화 정보 부호가 0의 값을 가질 때, 비트 스트림은 로스리스 부호화 블록을 포함할 가능성은 없다. 로스리스 제어 정보는 로스리스 제어 정보 부호로서, 시퀀스 등의 헤더에 포함된다. 로스리스 제어 정보는 적어도 1 비트를 갖는 정보이다. 로스리스 제어 정보 부호가 1의 값을 가질 때, 로스리스 부호화 블록에 대하여 화소 단위로 인트라 예측 처리를 행한다. 로스리스 제어 정보 부호가 0의 값을 가질 때, 로스리스 부호화 블록에 대하여 블록 단위로 인트라 예측 처리를 행한다.
제1 실시 형태에서는, 시퀀스 헤더에는 로스리스 제어 정보가 포함되고, 픽처 헤더에는 로스리스 부호화 정보 부호가 포함되어 있다.
로스리스 부호화 블록 정보에 대해서는, 블록 단위로 로스리스 부호화 블록 정보 부호(제3 정보 부호)가 비트 스트림에 포함된다. 로스리스 부호화 블록 정보 부호가 1의 값을 가질 때, 블록은 로스리스 부호화된다. 로스리스 부호화 블록 정보 부호가 0의 값을 가질 때, 블록은 로시 부호화된다.
도 4는, 제1 실시 형태에 관한 화상 부호화 장치에 의해 행해진 부호화 처리를 나타내는 흐름도이다.
단계 S401에서, 로스리스 제어 정보 생성 유닛(103)은 로스리스 부호화 블록의 화소에 대하여 어떤 인트라 예측 처리를 행할 지를 결정한다. 그 결정된 인트라 예측 처리를 나타내는 정보는 로스리스 제어 정보이다. 이 로스리스 제어 정보를 통합 부호화 유닛(113)이 부호화한다.
단계 S402에서, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)은 프레임 단위로 로스리스 부호화를 행할 지의 여부를 결정한다. 그 결정 결과를 나타내는 정보는 로스리스 부호화 정보이다. 이 로스리스 부호화 정보를 통합 부호화 유닛(113)이 부호화한다.
단계 S403에서, 로스리스 부호화 판정 유닛(102)은 수신된 화상 데이터를 복수의 블록들로 잘라내고, 블록 단위에 있어서 로스리스 부호화 또는 로시 부호화를 행할 지를 결정하고, 그 결정 결과를 로스리스 부호화 블록 정보로서 사용한다.
단계 S404에서, 화상 부호화 장치는 부호화될 블록에 대하여 로스리스 부호화를 행할 지의 여부를 판정한다. 로스리스 부호화를 행하는 경우에는, 단계 S410으로 처리를 진행한다. 로시 부호화를 행하는 경우에는, 단계 S405로 처리가 진행한다.
단계 S405에서, 제1 예측 유닛(104)은 인트라 예측 또는 인터 예측을 행하고, 제1 예측 정보 및 예측 화상 데이터를 생성한다. 또한, 제1 예측 유닛(104)은 수신된 화상 데이터와 예측된 화상 데이터로부터 예측 오차를 산출한다. 단계 S406에서, 변환/양자화 유닛(105)은 단계 S405에서 산출된 예측 오차에 대해 직교 변환을 행해서, 변환 계수를 생성한다. 변환/양자화 유닛(105)은 또한 변환 계수를 양자화해서, 양자화 계수를 생성한다. 단계 S407에서, 역양자화/역변환 유닛(106)은 단계 S406에서 생성된 양자화 계수에 대해 역양자화 및 역직교 변환을 행해서, 예측 오차를 재생한다. 단계 S408에서, 제1 화상 재생 유닛(107)은 단계 S405에서 생성된 제1 예측 정보에 기초하여 예측 화상을 재생한다. 또한, 제1 화상 재생 유닛(107)은 그렇게 재생된 예측 화상과 단계 S407에서 생성된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생한다. 단계 S409에서, 제1 부호화 유닛(111)은, 단계 S405에서 생성된 제1 예측 정보 및 단계 S406에서 생성된 양자화 계수를 부호화해서, 제1 부호화 데이터를 생성한다. 통합 부호화 유닛(113)은, 다른 부호화 데이터도 포함하는 비트 스트림을 생성한다.
단계 S410에서, 제2 예측 유닛(109)은 단계 S401에서 생성된 로스리스 제어 정보에 기초한 판정을 행한다. 로스리스 제어 정보가 1의 값을 가지며, 이것이 화소 단위에서 인트라 예측을 행하는 것을 나타내고 있으면, 처리는 단계 S411로 진행한다. 로스리스 제어 정보가 0의 값을 가지며, 이것이 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 것을 나타내고 있으면, 처리는 단계 S412로 진행한다. 단계 S411에서, 제2 예측 유닛(109)은 화소 단위로 예측을 행하고, 제2 예측 정보 및 예측 화상 데이터를 생성한다. 또한, 제2 예측 유닛(109)은 수신된 화상 데이터와 예측 화상 데이터로부터 예측 오차를 산출한다. 단계 S412에서, 제2 예측 유닛(109)은 블록 단위로 예측을 행하고, 제2 예측 정보 및 예측 화상 데이터를 생성한다. 제2 예측 유닛(109)은 수신된 화상 데이터와 예측 화상 데이터로부터 예측 오차를 산출한다. 단계 S413에서, 제2 부호화 유닛(111)은 단계 S411 또는 단계 S412에서 생성된 제2 예측 정보 및 예측 오차를 부호화하고, 제2 부호화 데이터를 생성한다. 통합 부호화 유닛(113)은 다른 부호화 데이터도 포함하는 비트 스트림을 생성한다.
단계 S414에서, 화상 부호화 장치는, 프레임 내의 모든 블록이 부호화되었는지의 여부를 판정한다. 모든 블록이 부호화되었다면, 단계 S415로 처리가 진행한다. 그렇지 않으면, 다음 블록을 처리하기 위해 처리는 단계 S403으로 복귀된다. 단계 S415에서, 화상 부호화 장치는, 모든 프레임이 부호화되었는지의 여부를 판정한다. 모든 프레임이 부호화되었다면, 부호화 처리가 부호화된다. 그렇지 않으면, 다음 프레임을 처리하기 위해 처리는 단계 S402로 복귀된다.
이상의 구성과 동작, 특히 단계 S401에 있어서, 로스리스 부호화 블록의 화소에 행해진 인트라 예측 처리를 제어 가능하게 하는 동작은, 압축 효율 또는 로시 부호화와의 호환성을 중시할지를 필요에 따라서 선택할 수 있게 한다. 구체적으로는, 단계 S401에서 로스리스 제어 정보가 0으로 설정되면, 단계 S412에서 블록 단위로 인트라 예측이 행해져서, 로시 부호화 블록과의 호환성을 중시한 비트 스트림을 생성할 수 있게 한다. 단계 S401에서 로스리스 제어 정보가 1로 설정되면, 단계 S411에서 화소 단위로 행해진 인트라 예측이 행해져서, 압축 효율을 중시한 비트 스트림을 생성할 수 있게 한다.
제1 실시 형태에서, 로스리스 부호화 및 로시 부호화는, 서로 독립적인 제1 예측 유닛(104) 및 제2 예측 유닛(109)에 의해 행해진다. 동일한 예측 유닛은 로스리스 부호화 및 로시 부호화를 행할 수 있다. 또한, 서로 독립적인 제1 부호화 유닛(111) 및 제2 부호화 유닛(112)이 사용된다. 대안적으로, 동일한 부호화 유닛은 로스리스 부호화 및 로시 부호화를 행할 수 있다. 제1 실시 형태에서, 로스리스/로시 부호화 블록이 혼재할 경우를 상정하고 있다. 부호화될 스트림이 로스리스 부호화 블록만을 갖는 것이 자명할 경우에는, 로시 부호화에 대한 부분을 생략하는 것도 가능하다. 이 경우, 구체적으로는, 제1 예측 유닛(104), 변환/양자화 유닛(105), 역양자화/역변환 유닛(106), 제1 화상 재생 유닛(107), 및 제1 부호화 유닛(111)을 생략하는 것도 가능하다.
제1 실시 형태에 있어서, 도 3a 내지 도 3e는 로스리스 부호화 블록을 인트라 예측할 경우에 사용하는 모드의 예를 도시한다. 본 발명에 있어서의 인트라 예측 모드는 이것에 한정되지 않는다. 즉, 화상 부호화 장치로부터 출력되는 비트 스트림을 복호화하는 화상 복호화 장치가 지원하는 모드라면 어떠한 모드도 채택될 수 있다.
비트 스트림의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 것과 같은 부호화가 행해질 수 있다. 도 6b는 블록 단위로 로스리스 부호화 또는 로시 부호화가 행해졌는지를 나타내는 로스리스 부호화 블록 정보 부호를 각 블록이 포함하는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 프레임의 헤더인 픽처 헤더에는 로스리스 부호화 정보 부호는 포함되지 않는다. 이와 같은 구성에서, 각 블록은 로스리스 부호화 블록 정보 부호를 포함하므로, 로스리스 부호화 블록과 로시 부호화 블록 간의 용이한 구별의 효과를 달성할 수 있다.
로스리스 제어 정보 부호의 데이터 길이와 로스리스 부호화 정보 부호의 데이터 길이는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로스리스 제어 정보 부호는, 다른 인트라 예측 처리를 추가로 행할 때에 추가 비트를 가질 수 있다.
제1 실시 형태에서, 로스리스 제어 정보가 1의 값을 가지면, 인트라 예측의 방향에 관계 없이 화소 단위의 인트라 예측을 행한다. 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, HEVC에 있어서는, 도 7에 나타나는 대로, 0(평면 예측)부터 34(좌측 하방으로부터 우측 상단으로의 선을 따르는 대각선 예측)까지 35가지의 예측 모드가 존재한다. 이들 중 일부의 예측 모드에서는, 화소 단위로 인트라 예측을 행할 수 있다. 다른 모드에 있어서, 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 모드 10(수직 예측)과 모드 26(수평 예측)에만 화소 단위의 인트라 예측을 적용할 수도 있다. 이는, 화소 단위의 인트라 예측을 도입함으로써 발생하는 하드웨어 비용의 증가를 최소화한다.
<제2 실시 형태>
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 화상 복호화 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에서 생성된 부호화 데이터가 복호화되는 것을 예로 들어서 설명한다. 단자(201)는 부호화된 비트 스트림을 입력하는 단자이다.
분리/복호화 유닛(202)은, 비트 스트림으로부터 복호화 처리에 관한 정보 및 계수에 관한 부호화 데이터를 분리하고, 비트 스트림의 헤더에 존재하는 부호화 데이터를 복호화한다. 제2 실시 형태에서는, 분리/복호화 유닛(202)은, 로스리스 제어 정보 및 로스리스 부호화 블록 정보를 재생하고, 로스리스 제어 정보 및 로스리스 부호화 블록 정보를 후단에 출력한다. 분리/복호화 유닛(202)은, 도 1의 통합 부호화 유닛(113)에 의해 행해진 것의 역동작을 행한다.
제1 복호화 유닛(203)은, 분리/복호화 유닛(202)으로부터 출력된 제1 부호화 데이터를 복호화하고, 양자화 계수 및 제1 예측 정보를 재생한다. 도 1의 역양자화/역변환 유닛(106)과 마찬가지로, 역양자화/역변환 유닛(204)은, 블록 단위로 양자화 계수를 수신하고, 역양자화를 행해서, 변환 계수를 얻고, 역직교 변환을 행해서, 예측 오차를 재생한다.
프레임 메모리(206)는, 재생된 프레임의 화상 데이터를 저장해 둔다. 도 1의 제1 화상 재생 유닛(107)과 마찬가지로, 제1 화상 재생 유닛(205)은, 수신된 제1 예측 정보에 기초하여, 프레임 메모리(206)를 적절히 참조함으로써 예측 화상 데이터를 생성한다. 제1 화상 재생 유닛(205)은, 예측 화상 데이터와 역양자화/역변환 유닛(204)에 의해 재생된 예측 오차로부터 재생 화상 데이터를 생성하고, 이 재생 화상 데이터를 출력한다.
제2 복호화 유닛(207)은, 분리/복호화 유닛(202)으로부터 출력된 제2 부호화 데이터를 복호화하고, 예측 오차 및 제2 예측 정보를 재생한다. 제2 화상 재생 유닛(208)은, 수신된 제2 예측 정보 및 로스리스 제어 정보에 기초하여, 프레임 메모리(206)를 적절히 참조하여, 로스리스 부호화된 블록의 예측 화상 데이터를 생성하고, 이 예측 화상 데이터와 수신된 예측 오차로부터 재생 화상 데이터를 생성하고, 이 재생 화상 데이터를 출력한다. 단자(209)는 화상 데이터를 외부에 출력하기 위한 단자이다.
상기 화상 복호화 장치에 의해 행해진 화상 복호화 동작을 이하에 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에서 생성된 비트 스트림을 복호화한다.
도 2에 있어서, 단자(201)로부터 수신된 비트 스트림은 분리/복호화 유닛(202)에 입력된다. 분리/복호화 유닛(202)에서는, 비트 스트림으로부터 복호화 처리에 관한 정보 및 계수에 관한 부호화 데이터를 분리하고, 비트 스트림의 헤더에 존재하는 부호화 데이터를 복호화한다. 구체적으로는, 로스리스 제어 정보 및 로스리스 부호화 블록 정보를 재생한다. 제2 실시 형태에서는, 도 6a에 나타나는 비트 스트림의 픽처 헤더로부터 추출되는 로스리스 부호화 정보 부호를 복호화한다. 로스리스 부호화 정보 부호가 1의 값을 가질 때, 프레임 단위의 부호화 데이터인 픽처 데이터 내에 블록 단위로 포함되는 로스리스 부호화 블록 정보 부호가, 블록 단위에서의 로스리스 부호화 또는 로시 부호화가 행해졌는지를 판정하는데 사용된다. 즉, 로스리스 부호화 정보 부호가 1의 값을 가지며, 로스리스 부호화 블록 정보 부호도 1의 값을 가질 경우, 그 블록은 로스리스 부호화 블록이다. 그렇지 않으면, 블록은 로시 부호화 블록이다. 이 정보는 로스리스 부호화 블록 정보로서 사용된다. 분리/복호화 유닛(202)은 시퀀스 헤더로부터 로스리스 제어 정보 부호를 추출해서 이 부호를 복호화하고, 로스리스 제어 정보를 재생한다.
계속해서, 픽처 데이터의 블록 단위의 부호화 데이터를 후단에 출력한다. 로스리스 부호화 블록 정보가 블록이 로시 부호화 블록인 것을 나타내는 경우, 분리/복호화 유닛(202)은 제1 부호화 데이터를 추출하고, 이 제1 부호화 데이터를 제1 복호화 유닛(203)에 출력한다. 블록이 로시 부호화 블록이면, 분리/복호화 유닛(202)은 제2 부호화 데이터를 추출하고, 이 제2 부호화 데이터를 제2 복호화 유닛(207)에 출력한다. 분리/복호화 유닛(202)은 로스리스 제어 정보를 제2 화상 재생 유닛(208)에 출력한다.
제1 복호화 유닛(203)에서는, 제1 부호화 데이터를 복호화하고, 양자화 계수 및 제1 예측 정보를 재생한다. 그렇게 재생된 양자화 계수는 역양자화/역변환 유닛(204)에 출력되고, 재생된 제1 예측 정보는 제1 화상 재생 유닛(205)에 출력된다.
로시 부호화된 블록에 대해서, 역양자화/역변환 유닛(204)에서는, 수신된 양자화 계수에 대하여 역양자화를 행해서 변환 계수를 생성하고, 변환 계수에 대하여 역직교 변환을 행해서 예측 오차를 재생한다. 재생된 예측 오차는 제1 화상 재생 유닛(205)에 입력된다.
제1 화상 재생 유닛(205)에서는, 제1 복호화 유닛(203)으로부터 수신된 제1 예측 정보에 기초하여, 프레임 메모리(206)를 적절히 참조하여, 예측 화상을 재생한다. 제1 화상 재생 유닛(205)은, 이 예측 화상과 역양자화/역변환 유닛(204)으로부터 수신된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생하고, 이 재생된 화상 데이터를 프레임 메모리(206)에 저장한다. 저장된 화상 데이터는 예측이 행해질 때 만들어진 참조에 사용된다.
제2 복호화 유닛(207)에서는, 제2 부호화 데이터를 복호화하고, 예측 오차 및 제2 예측 정보를 재생한다. 그렇게 재생된 예측 오차 및 제2 예측 정보는 제2 화상 재생 유닛(208)에 출력된다.
제2 화상 재생 유닛(208)에서는, 제2 복호화 유닛(207)으로부터 수신된 제2 예측 정보 및 분리/복호화 유닛(202)으로부터 수신된 로스리스 제어 정보에 기초하여, 프레임 메모리(206)를 적절히 참조하여, 예측 화상을 재생한다. 제1 실시 형태와 마찬가지로, 로스리스 제어 정보가 0의 값을 가지면, 블록 단위의 예측을 사용한다. 로스리스 제어 정보가 1의 값을 가지면, 화소 단위의 예측을 사용한다. 제2 화상 재생 유닛(208)은 예측 화상과 제2 복호화 유닛(207)으로부터 수신된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생하고, 이 재생된 화상 데이터를 프레임 메모리(206)에 저장한다.
프레임 메모리(206)에 저장된 화상은, 최종적으로는 단자(209)로부터 외부에 출력된다.
도 5는, 제2 실시 형태에 관한 화상 복호화 장치에 의해 행해진 화상 복호화 처리의 흐름도이다.
단계 S501에서, 분리/복호화 유닛(202)은 비트 스트림으로부터 복호화 처리에 관한 정보 및 계수에 관한 부호화 데이터를 분리하고, 헤더의 부호화 데이터를 복호화하고, 로스리스 제어 정보를 재생한다. 단계 S502에서, 분리/복호화 유닛(202)은 또한 프레임 단위에서 헤더의 부호화 데이터를 복호화하고, 로스리스 부호화 정보를 재생한다.
단계 S503에서, 분리/복호화 유닛(202)은 또한 블록 단위의 부호화 데이터를 복호화하고, 로스리스 부호화 블록 정보를 재생한다. 단계 S504에서, 화상 복호화 장치는 단계 S503에서 재생된 로스리스 부호화 블록 정보에 기초하여, 복호될 블록에 대해 로스리스 부호화 또는 로시 부호화가 행해졌는지를 판정한다. 로스리스 부호화가 행해진 경우에는, S508로 처리가 진행한다. 로시 부호화가 행해진 경우에는, S505로 처리가 진행한다.
단계 S505에서, 분리/복호화 유닛(202)은 비트 스트림으로부터 제1 부호화 데이터를 분리한다. 제1 복호화 유닛(203)은 분리된 제1 부호화 데이터를 복호화하고, 양자화 계수 및 제1 예측 정보를 재생한다. 단계 S506에서, 역양자화/역변환 유닛(204)은 블록 단위로 양자화 계수에 대하여 역양자화를 행해서 변환 계수를 얻고, 또한 역직교 변환을 행해서 예측 오차를 재생한다. 단계 S507에서, 제1 화상 재생 유닛(205)은 단계 S505에서 생성된 제1 예측 정보에 기초하여 예측 화상을 재생한다. 또한, 제1 화상 재생 유닛(205)은 그렇게 재생된 예측 화상과 단계 S506에서 생성된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생한다.
단계 S508에서, 분리/복호화 유닛(202)은 비트 스트림으로부터 제2 부호화 데이터를 분리한다. 제2 복호화 유닛(207)은 분리된 제2 부호화 데이터를 복호화하고, 예측 오차 및 제2 예측 정보를 재생한다. 단계 S509에서, 제2 화상 재생 유닛(208)은 단계 S501에서 재생된 로스리스 제어 정보에 기초한 판정을 행한다. 로스리스 제어 정보가 1의 값을 가지며, 이것이 화소 단위로 인트라 예측을 행하는 것을 나타내고 있으면, S510으로 처리가 진행한다. 로스리스 제어 정보가 0의 값을 가지며, 이것이 블록 단위로 인트라 예측을 행하는 것을 나타내고 있으면, 처리는 S511로 진행한다.
단계 S510에서, 제2 화상 재생 유닛(208)은 단계 S508에서 생성된 제2 예측 정보에 기초하여 화소 단위의 예측을 행하고, 예측 화상을 재생한다. 제2 화상 재생 유닛(208)은 또한, 그렇게 재생된 예측 화상과 단계 S508에서 생성된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생한다.
단계 S511에서, 제2 화상 재생 유닛(208)은 단계 S508에서 생성된 제2 예측 정보에 기초하여 블록 단위의 예측을 행하고, 예측 화상을 재생한다. 제2 화상 재생 유닛(208)은 또한, 그렇게 재생된 예측 화상과 단계 S508에서 생성된 예측 오차로부터 화상 데이터를 재생한다.
단계 S512에서, 화상 복호화 장치는 프레임 내의 모든 블록이 복호화되었는 지의 여부를 판정한다. 모든 블록이 복호화되면, 처리는 단계 S513으로 진행한다. 그렇지 않으면, 다음 블록을 처리하기 위해 처리는 단계 S503으로 복귀된다. 단계 S513에서, 화상 복호화 장치는 모든 프레임이 복호화되었는지의 여부를 판정한다. 모든 프레임이 복호화되었다면, 복호화 처리는 종료된다. 그렇지 않으면, 다음 프레임을 처리하기 위해 처리는 단계 S502로 복귀된다.
이상의 구성과 동작은, 제1 실시 형태에서 생성되고 로스리스 부호화 블록에 대한 복수의 타입의 인트라 예측 처리의 제어가 가능하게 된 비트 스트림을 복호화할 수 있게 한다.
제2 실시 형태에서는, 로스리스 부호화 블록과 로시 부호화 블록은, 서로 독립적인 제1 화상 재생 유닛(205)과 제2 화상 재생 유닛(208)에 의해 복호화된다. 동일한 화상 재생 유닛은 로스리스 부호화 블록 및 로시 부호화 블록의 화상을 재생할 수 있다. 마찬가지로, 서로 독립적인 제1 복호화 유닛(203)과 제2 복호화 유닛(207)이 사용된다. 대안적으로, 동일한 복호화 유닛은 로스리스 부호화 블록과 로시 부호화 블록을 복호화할 수 있다. 모든 블록이 로스리스 부호화 블록인 것이 명백할 경우에는, 제1 복호화 유닛(203), 역양자화/역변환 유닛(204), 및 제1 화상 재생 유닛(205)을 생략하는 것도 가능하다.
제2 실시 형태에서는, 도 6a에 나타난 비트 스트림의 복호에 대해서 설명된다. 복호화될 비트 스트림의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6b에 나타난 비트 스트림은 복호될 수 있다. 도 6b는 프레임 단위에서의 로스리스 부호화 정보 부호는 포함되지 않는다. 도 6b는 블록 단위로 로스리스 부호화가 행해질 수 있는 지의 여부를 나타내는 로스리스 부호화 블록 정보 부호를 각 블록이 포함하는 예를 나타내고 있다. 이와 같은 구성은, 로스리스 부호화 블록과 로시 부호화 블록 간의 용이한 구별의 효과를 달성하는 비트 스트림을 복호화를 가능하게 한다.
<제3 실시 형태>
상기 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2에 도시한 각 처리 유닛은 하드웨어를 사용하여 구성하고 있는 것으로서 설명되었다. 대안적으로, 도 1 및 도 2의 처리 유닛에 의해 행해진 처리는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 행해질 수 있다.
도 8은, 상기 실시 형태에 따른 화상 부호화 장치 및 화상 복호화 장치에 적용 가능한 컴퓨터의 하드웨어 구성예를 도시하는 블록도이다.
중앙 처리 유닛(CPU)(801)은, 랜덤 액세스 메모리(RAM)(802) 및 판독 전용 메모리(ROM)(803)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램 및 데이터를 사용해서 컴퓨터 전체를 제어하고, 상기 실시 형태에 따른 화상 처리 장치에 의해 행해진 것으로서 상술한 처리를 실행한다. 즉, CPU(801)는, 도 1 및 2에 도시한 처리 유닛으로서 기능하게 된다.
RAM(802)은, 외부 기억 장치(806)로부터 로드된 컴퓨터 프로그램 및 데이터, 인터페이스(I/F)(807)를 개재해서 외부로부터 취득한 데이터 등을 일시적으로 기억하기 위한 영역을 갖는다. 또한, RAM(802)은, CPU(801)가 각종 처리를 실행할 때에 사용되는 작업 영역을 갖는다. 즉, RAM(802)은, 예를 들어 프레임 메모리로서의 영역을 할당하고, 다른 각종의 영역을 적절히 제공한다.
ROM(803)은, 컴퓨터의 설정 데이터, 부트 프로그램 등을 저장한다. 조작 유닛(804)은, 키보드나 마우스 등에 의해 구성되어 있다. 컴퓨터의 유저가 조작 유닛(804)을 조작함으로써, 각종 지시를 CPU(801)에 제공한다. 표시 유닛(805)은, CPU(801)에 의해 얻어진 처리 결과를 표시한다. 표시 유닛(805)은 예를 들어, 액정 디스플레이에 의해 구성된다.
외부 기억 장치(806)는, 하드 디스크 드라이브로 대표되는, 대용량 정보 기억 장치이다. 외부 기억 장치(806)는, 운영 시스템(OS), 및 도 1 및 2에 도시한 유닛들의 기능을 CPU(801)에 실현시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한다. 외부 기억 장치(806)는 또한, 처리될 화상 데이터를 저장할 수 있다.
외부 기억 장치(806)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램 및 데이터는, CPU(801)의 제어에 따라서 적절히 RAM(802)에 로드되고, CPU(801)에 의해 처리될 준비가 되어 있다. I/F(807)에는, 근거리 통신망(LAN) 또는 인터넷 등의 네트워크, 및 투영 장치 및 표시 장치 등의 다른 기기들이 접속될 수 있다. 컴퓨터는 I/F(807)를 개재해서 각종 정보를 취득하여 전송할 수 있다. 버스(808)는 상술한 유닛들을 서로 연결한다.
상술한 흐름도를 사용하여 설명한 동작은, CPU(801)가 주요 유닛인 상기 구성을 사용함으로써 제어된다.
<다른 실시 형태>
상술한 실시 형태에 있어서, 1의 값을 갖는 로스리스 부호화 정보 부호는 비트 스트림이 로스리스 부호화 블록을 포함할 가능성이 있다는 것을 나타낸다. 0의 값을 갖는 로스리스 부호화 정보 부호는 비트 스트림이 로스리스 부호화 블록을 포함할 가능성이 없다는 것을 나타낸다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 로스리스 부호화 정보 부호는1 비트보다 클 수 있다. 대안적으로, 0의 값을 갖는 로스리스 부호화 정보 부호는 비트 스트림이 로스리스 부호화 블록을 포함할 가능성이 있다는 것을 나타낼 수 있다. 1의 값을 갖는 로스리스 부호화 정보 부호는 비트 스트림이 로스리스 부호화 블록을 포함할 가능성이 없다는 것을 나타낸다.
상술한 실시 형태에 있어서, 1의 값을 갖는 로스리스 제어 정보 부호는 로스리스 부호화 블록에 대하여 화소 단위로 인트라 예측 처리를 행하는 것을 나타낸다. 0의 값을 갖는 로스리스 제어 정보 부호는 로스리스 부호화 블록에 대하여 블록 단위로 인트라 예측 처리를 행하는 것을 나타낸다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 로스리스 제어 정보 부호는1 비트보다 클 수 있다. 대안적으로, 0의 값을 갖는 로스리스 제어 정보 부호는 로스리스 부호화 블록에 대하여 화소 단위로 인트라 예측 처리를 행하는 것을 나타낸다. 1의 값을 갖는 로스리스 제어 정보 부호는 로스리스 부호화 블록에 대하여 블록 단위로 인트라 예측 처리를 행하는 것을 나타낸다.
상술한 실시 형태에 있어서, 1의 값을 갖는 로스리스 부호화 블록 정보 부호는 블록이 로스리스 부호화되는 것을 나타낸다. 0의 값을 갖는 로스리스 부호화 블록 정보 부호는 블록이 로시 부호화되는 것을 나타낸다. 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 즉, 로스리스 부호화 블록 정보 부호는 1 비트보다 클 수 있다. 대안적으로, 0의 값을 갖는 로스리스 부호화 블록 정보 부호는 블록이 로스리스 부호화되는 것을 나타낼 수 있다. 1의 값을 갖는 로스리스 부호화 블록 정보 부호는 블록이 로시 부호화되는 것을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시 형태들은, 또한 본 발명의 상기 실시 형태들의 하나 이상의 기능을 수행하기 위해 저장 매체(예를 들면, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체)에 기록된 컴퓨터 실행 가능한 명령어를 판독하고 실행하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 및 예를 들어, 상기 실시 형태의 하나의 이상의 기능을 수행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행 가능 명령어들을 판독 및 실행함으로써 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 CPU, 마이크로 처리 유닛(MPU) 또는 다른 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 별도의 컴퓨터 또는 별도의 컴퓨터 프로세서들의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행 가능 명령어들은 예를 들어, 네트워크 또는 기록 매체로부터, 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어, 하드 디스크, RAM, ROM, 분산 컴퓨팅 시스템의 저장 장치, 광디스크(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD)), 디지털 다기능 디스크(DVD), 또는 블루레이 디스크(BD)™), 플래시 메모리 장치, 메모리 카드 등에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명은 실시 형태들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 이러한 모든 변형 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 다음의 청구 범위는 넓게 해석되어야 한다.
본 출원은 본원에 그 전체가 본원에 참고로 인용된, 2013년 7월 9일 출원된 일본 특허 출원 번호 2013-143697호의 이익을 주장한다.

Claims (21)

  1. 화상을 부호화하여 생성한 부호화 데이터와, 상기 부호화 데이터를 복호화하는 화상 복호화 장치에서 이용 가능한 정보를 포함하는 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치로서,
    적어도 양자화 처리를 포함하는 제1 부호화 처리, 또는 상기 양자화 처리를 포함하지 않는 제2 부호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 부호화하는 부호화 유닛을 포함하며,
    상기 부호화 유닛은, 적어도 상기 처리 대상 블록 이외의 화소를 사용하는 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 부호화 처리, 또는 상기 처리 대상 블록에 포함되는 화소들에 대응하는 값들 간에 실행되는 DPCM(Differential Pulse-Code Modulation, 차동 펄스 부호 변조) 처리를 이용하는 상기 제2 부호화 처리를 실행할 수 있으며,
    상기 부호화 유닛은,
    상기 제2 부호화 처리를 사용하는 경우에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 예측 모드 정보와,
    상기 화상 복호화 장치가, 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 부호화 처리에 대응하는 복호화 처리를 행하는지 여부를 선택하기 위해서 이용되는, 상기 예측 모드 정보와는 독립된 제1 정보
    를 부호화하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 DPCM 처리는 화소 단위로 행해지는 예측 처리인 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정보는 1 또는 0으로 표현되는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화상을 부호화함으로써 생성된 부호화 데이터와, 상기 예측 모드 정보와, 상기 제1 정보를 포함하는 비트 스트림을 생성하는 생성 유닛을 더 포함하며,
    상기 제1 정보는 상기 비트 스트림의 시퀀스 헤더에 포함되는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부호화 처리는 로시 부호화 처리이며, 상기 제2 부호화 처리는 로스리스 부호화 처리인 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리 대상 블록이 상기 제1 부호화 처리를 사용하여 부호화되는 경우, 상기 처리 대상 블록은 엔트로피 부호화를 이용하여 부호화되고,
    상기 처리 대상 블록이 상기 제2 부호화 처리를 사용하여 부호화되는 경우에도, 상기 처리 대상 블록은 엔트로피 부호화를 이용하여 부호화되는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 유닛은 상기 제2 부호화 처리에 대응하는 복호화 처리를 이용하여 복호화하는지를 특정 가능한 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드 또는 수직 예측 모드이며,
    상기 DPCM 처리는 수평 방향의 DPCM 처리 또는 수직 방향의 DPCM 처리인 것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
  9. 화상을 부호화하여 생성된 부호화 데이터를 포함하는 비트 스트림을 복호화하는 화상 복호화 장치로서,
    양자화가 행해진 계수로부터 변환 계수를 도출하는 도출 처리를 포함하는 제1 복호화 처리, 또는 적어도 상기 도출 처리를 포함하지 않는 제2 복호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 복호화하는 복호화 유닛을 포함하며,
    상기 복호화 유닛은, 적어도 상기 처리 대상 블록 이외의 화소를 사용하는 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 복호화 처리, 또는 상기 처리 대상 블록에 포함되는 화소들에 대응하는 값들 간에 실행되는 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리를 실행할 수 있으며,
    상기 복호화 유닛은,
    상기 제2 복호화 처리를 사용하는 경우에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 예측 모드 정보와,
    상기 복호화 유닛이, 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리를 행하는지 여부를 선택하기 위해서 이용되는, 상기 예측 모드 정보와는 독립된 제1 정보
    를 복호화하고,
    상기 복호화 유닛은 상기 제1 정보에 기초하여 상기 제2 복호화 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 DPCM 처리는 화소 단위로 행해지는 예측 처리인 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 정보는 1 또는 0으로 표현되는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 복호화 유닛은, 상기 예측 모드 정보와 상기 제1 정보를, 상기 비트 스트림의 시퀀스 헤더로부터 복호화하는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복호화 유닛은, 상기 제1 복호화 처리에서, 로시 부호화된 부호화 데이터를 복호화하고,
    상기 복호화 유닛은, 상기 제2 복호화 처리에서, 로스리스 부호화된 부호화 데이터를 복호화하는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 복호화 유닛은, 상기 제1 복호화 처리에서, 엔트로피 부호화된 부호화 데이터를 복호화하고,
    상기 복호화 유닛은, 상기 제2 복호화 처리에서도, 엔트로피 부호화된 부호화 데이터를 복호화하는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 복호화 유닛은, 적어도 양자화 처리를 사용하여 부호화된 부호화 데이터인지를 특정하기 위한 정보를 상기 비트 스트림으로부터 복호화하고,
    상기 복호화 유닛은, 적어도 상기 양자화 처리를 사용하여 부호화된 부호화 데이터인지를 특정하기 위한 상기 정보에 따라, 상기 제1 복호화 처리 또는 상기 제2 복호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 복호화하는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 복호화 유닛은, 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 복호화 처리를 행하는지, 또는 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리를 행하는지를 결정하는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드 또는 수직 예측 모드이며,
    상기 DPCM 처리는 수평 방향의 DPCM 처리 또는 수직 방향의 DPCM 처리인 것을 특징으로 하는 화상 복호화 장치.
  18. 화상을 부호화하여 생성한 부호화 데이터와, 상기 부호화 데이터를 복호화하는 화상 복호화 방법에서 이용 가능한 정보를 포함하는 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서,
    적어도 양자화 처리를 포함하는 제1 부호화 처리, 또는 상기 양자화 처리를 포함하지 않는 제2 부호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 부호화하는 부호화 단계를 포함하며,
    상기 부호화 단계는, 적어도 상기 처리 대상 블록 이외의 화소를 사용하는 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 부호화 처리, 또는 상기 처리 대상 블록에 포함되는 화소들에 대응하는 값들 간에 실행되는 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 부호화 처리를 실행할 수 있으며,
    상기 제2 부호화 처리를 사용하는 경우에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 예측 모드 정보와,
    상기 예측 모드 정보와는 독립된 제1 정보가 부호화되고,
    상기 제1 정보는, 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 부호화 처리에 대응하는 복호화 처리가 행해지는지 여부를 선택하기 위해서 이용되는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
  19. 화상을 부호화하여 생성된 부호화 데이터를 포함하는 비트 스트림을 복호화하는 화상 복호화 방법으로서,
    양자화가 행해진 계수로부터 변환 계수를 도출하는 도출 처리를 포함하는 제1 복호화 처리, 또는 적어도 상기 도출 처리를 포함하지 않는 제2 복호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 복호화하는 복호화 단계를 포함하며,
    상기 복호화 단계는, 적어도 상기 처리 대상 블록 이외의 화소를 사용하는 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 복호화 처리, 또는 상기 처리 대상 블록에 포함되는 화소들에 대응하는 값들 간에 실행되는 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리를 실행할 수 있으며,
    상기 제2 복호화 처리를 사용하는 경우에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 예측 모드 정보와,
    상기 예측 모드 정보와는 독립된 제1 정보가 복호화되고,
    상기 제1 정보는, 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리가 행해지는지 여부를 선택하기 위해서 이용되고,
    상기 제1 정보에 기초하여 상기 제2 복호화 처리가 상기 복호화 단계에서 실행되는 것을 특징으로 하는 화상 복호화 방법.
  20. 컴퓨터로 하여금, 화상을 부호화하여 생성한 부호화 데이터와, 상기 부호화 데이터를 복호화하는 화상 복호화 방법에서 이용 가능한 정보를 포함하는 비트 스트림의 생성을 실행시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 프로그램은,
    적어도 양자화 처리를 포함하는 제1 부호화 처리, 또는 상기 양자화 처리를 포함하지 않는 제2 부호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 부호화하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함하며,
    상기 부호화는, 적어도 상기 처리 대상 블록 이외의 화소를 사용하는 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 부호화 처리, 또는 상기 처리 대상 블록에 포함되는 화소들에 대응하는 값들 간에 실행되는 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 부호화 처리를 실행할 수 있으며,
    상기 제2 부호화 처리를 사용하는 경우에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 예측 모드 정보와,
    상기 예측 모드 정보와는 독립된 제1 정보가 부호화되고,
    상기 제1 정보는, 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 부호화 처리에 대응하는 복호화 처리가 행해지는지 여부를 선택하기 위해서 이용되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  21. 컴퓨터로 하여금, 화상을 부호화하여 생성된 부호화 데이터를 포함하는 비트 스트림의 복호화를 실행시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 프로그램은,
    양자화가 행해진 계수로부터 변환 계수를 도출하는 도출 처리를 포함하는 제1 복호화 처리, 또는 적어도 상기 도출 처리를 포함하지 않는 제2 복호화 처리를 이용하여, 처리 대상 블록을 복호화하게 하는 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함하며,
    상기 복호화는, 적어도 상기 처리 대상 블록 이외의 화소를 사용하는 인트라 예측 모드를 이용하는 상기 제2 복호화 처리, 또는 상기 처리 대상 블록에 포함되는 화소들에 대응하는 값들 간에 실행되는 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리를 실행할 수 있으며,
    상기 제2 복호화 처리를 사용하는 경우에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 예측 모드 정보와,
    상기 예측 모드 정보와는 독립된 제1 정보가 복호화되고,
    상기 제1 정보는, 상기 DPCM 처리를 이용하는 상기 제2 복호화 처리가 행해지는지 여부를 선택하기 위해서 이용되고,
    상기 제1 정보에 기초하여 상기 제2 복호화 처리가 상기 복호화에서 실행되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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