TWI533676B - 動畫像編碼裝置、動畫像解碼裝置、動畫像編碼方法、動畫像解碼方法及記憶媒體 - Google Patents

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Description

動畫像編碼裝置、動畫像解碼裝置、動畫像編碼方法、動畫像解碼方法及記憶媒體
本發明係有關一種動畫像編碼裝置、動畫像解碼裝置、動畫像編碼方法及動畫像解碼方法，該裝置及方法係在實施內部預測處理或幅間預測處理後實施預測編碼。
說明在動畫像編碼裝置實施之內部預測處理中，關於AVC/H.264編碼方式中之內部預測模式。
在亮度之內部預測模式，係可從複數種預測模式中，以區塊為單位選擇1種預測模式。
第15圖係為表示在亮度之區塊尺寸為4×4像素的場合之內部預測模式的說明圖。
在亮度之區塊尺寸為4×4像素的場合，規定有從模式0至模式8之9種內部預測模式。
在第15圖之例中，白圓為編碼對象之區塊內的像素，黑圓為用來預測的像素，亦為編碼完畢之相鄰區塊內的像素。
但，模式2為與平均值預測有關之內部預測模式，且為以上方與左方區塊之相鄰像素的平均值，預測編碼對象區塊內之像素的模式。模式2以外之模式係為與方向性預測有關之內部預測模式。
模式0係為與垂直方向預測有關之內部預測模式，藉由在垂直方向重複上方區塊之相鄰像素的方式，生成預測畫像。例如，在編碼對象區塊為直條紋圖案時選擇模式0。
此外，模式1係為與水平方向預測有關之內部預測模式，藉由在水平方向重複左方區塊之相鄰像素的方式，生成預測畫像。
從模式3至模式8，係使用上方區塊或左方區塊之相鄰像素，藉由於預定方向(箭頭所示方向)生成內插像素的方式，生成預測畫像。
在此，應用內部預測之亮度區塊的尺寸係可從4×4像素、8×8像素、16×16像素中選擇，在8×8像素的場合下，與4×4像素一樣規定有9種內部預測模式。
相對於此，在16×16像素的場合，除了有關平均值預測、垂直方向預測及水平方向預測之內部預測模式之外，還規定有稱為平面預測之4種內部預測模式。
有關平面預測之內部預測模式，係為將上方區塊之相鄰像素與左方區塊之相鄰像素在斜方向進行內插而將所生成之像素作為預測值之模式。
另外，在區塊尺寸為4×4像素或8×8像素之場合的方向性預測模式中，由於在預先決定之方向(例如45度方向)產生預測值，因此只要區塊內之物件的邊界(edge)方向，與預測模式所示的方向一致，預測效率會變高而可削減碼量。
但，若區塊內之物件的邊界方向與預測模式所示方向不一致，則由於預測效率會下降，因此無法削減碼量。
在以下之專利文獻1中，揭示有只要使用計數內部預測模式之發生頻率的頻率資訊表，便可削減與內部預測模式有關之碼量的技術，不過必須要預先準備頻率資訊表。
(先行技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：國際公開第2008/123254號公報
習知之動畫像編碼裝置係以如以上方式構成，因此只要增加可選擇之方向性預測的模式數，邊界方向與預測模式所示方向為一致的機率會變高，而可增加預測效率。然而，若增加可選擇之方向性預測的模式數，則有會使與內部預測模式有關資訊的碼量增加等的課題。
本發明係為解決上述課題所研發者，目的在於獲得可抑制與內部預測模式有關資訊的碼量增加的動畫像編碼裝置及動畫像編碼方法。
此外，本發明係以獲得可應用上述之動畫像編碼裝置及動畫像編碼方法的動畫像解碼裝置及動畫像解碼方法為目的。
有關本發明之動畫像編碼裝置，係為預測畫像生成手段在生成色差訊號之預測畫像時，使用與實施對亮度訊號之編碼對象區塊之內部(intra)預測處理時使用之內部預測參數相同的內部預測參數，實施對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理，或者應用平均值預測，實施對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理；且變動長度編碼手段將表示預測畫像生成手段實施了是否使用與亮度訊號相同之內部預測參數作為實施在對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理時使用的內部預測參數之對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理的旗標(flag)進行變動長度編碼者。
根據本發明，預測畫像生成手段在生成色差訊號之預測畫像時，使用與實施對亮度訊號之編碼對象區塊之內部預測處理時使用之內部預測參數相同的內部預測參數，實施對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理，或者應用平均值預測，實施對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理；且由於變動長度編碼手段以將表示預測畫像生成手段是否實施了使用與亮度訊號相同之內部預測參數作為在實施對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理時使用的內部預測參數之對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理的旗標進行變動長度編碼的方式構成，因此有不會使預測效率下降，可削減與色差訊號之內部預測模式有關之碼量的效果。
以下，為了更詳細說明本發明，依照添附圖式說明用以實施本發明之形態。
實施形態1
第1圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像編碼裝置的構成圖。
在第1圖中，區塊分割部1係實施以下處理：在輸入顯示輸入畫像之影像訊號時，將該輸入畫像分割為由編碼控制部2所決定之編碼區塊尺寸的區塊(預測處理單位之區塊)，而輸出作為預測處理單位之區塊的編碼對象區塊。另外，區塊分割部1係構成區塊分割手段。
編碼控制部2係實施以下處理，在決定編碼區塊尺寸的同時，從可選擇之1以上的內部編碼模式及幅間編碼模式中，決定相對於從區塊分割部1輸出之編碼對象區塊的編碼效率為最高之編碼模式。
此外，編碼控制部2係實施以下處理：在編碼效率最高之編碼模式為內部編碼模式的場合，決定在以該內部編碼模式對編碼對象區塊實施內部預測處理時使用的內部預測參數；在編碼效率最高之編碼模式為幅間編碼模式的場合，決定在以該幅間編碼模式對編碼對象區塊實施幅間預測處理時使用之幅間預測參數。
再者，編碼控制部2係實施決定給予變換/量化部7及逆量化/逆變換部8之預測差異(difference)編碼參數的處理。
另外，編碼控制部2係構成編碼控制手段。
切換開關3係實施以下處理：若由編碼控制部2所決定之編碼模式為內部編碼模式，便將自區塊分割部1輸出之編碼對象區塊輸出至內部預測部4；若由編碼控制部2所決定之編碼模式為幅間編碼模式，便將自區塊分割部1輸出之編碼對象區塊輸出至動作補償預測部5。
內部預測部4係實施以下處理，在參照儲存於內部預測用記憶體10之局部解碼畫像的同時，使用由編碼控制部2所決定之內部預測參數，對自切換開關3輸出之編碼對象區塊實施內部預測處理以生成內部預測畫像(預測畫像)。
另外，預測畫像生成手段係由切換開關3、內部預測部4及內部預測用記憶體10構成。
動作補償預測部5係實施以下處理，比較自切換開關3輸出之編碼對象區塊與儲存於動作補償預測幀記憶體12之經過濾處理後的局部解碼畫像以探索動作向量，並使用該動作向量與由編碼控制部2所決定之幅間預測參數，對該編碼對象區塊實施幅間預測處理(動作補償預測處理)以生成幅間預測畫像。
減算部6係實施以下處理，從由區塊分割部1所輸出之編碼對象區塊，減去由內部預測部4所生成之內部預測畫像，或由動作補償預測部5所生成之幅間預測畫像，將作為該減算結果的預測差異訊號(差異畫像)輸出至變換/量化部7。
變換/量化部7係實施以下處理，參照由編碼控制部2所決定之預測差異編碼參數，實施相對於自減算部6輸出之預測差異訊號的正交變換處理(例如，DCT(離散餘弦變換)，或預先對特定之學習系列進行基礎設計的KL變換等正交變換處理)而算出變換係數，同時參照該預測差異編碼參數，將該變換參數進行量化，並將作為量化後之變換係數的壓縮資料(差異畫像之量化係數)輸出至逆量化/逆變換部8及變動長度編碼部13。
另外，量化手段係由減算部6及變換/量化部7構成。
逆量化/逆變換部8係實施以下處理，在參照由編碼控制部2所決定之預測差異編碼參數，將自變換/量化部7輸出之壓縮資料進行逆量化的同時，參照該預測差異編碼參數，對作為逆量化後之壓縮資料的變換係數實施逆正交變換處理，算出相當於自減算部6輸出之預測差異訊號的局部解碼預測差異訊號。
加算部9係實施以下處理，加算由逆量化/逆變換部8所算出之局部解碼預測訊號與由內部預測部4所生成之內部預測畫像，或由動作補償預測部5所生成之幅間預測畫像，算出相當於自區塊分割部1輸出之編碼對象區塊的局部解碼畫像。
內部預測用記憶體10係為儲存由加算部9所算出之局部解碼畫像的記錄媒體。
迴路過濾部11係實施以下處理，對由加算部9所算出之局部解碼畫像，實施預定之過濾處理，輸出過濾處理後之局部解碼畫像。
動作補償預測幀記憶體12係為儲存過濾處理後之局部解碼畫像的記錄媒體。
變動長度編碼部13係實施以下處理，將自變換/量化部7輸出之壓縮資料、編碼控制部2的輸出訊號(編碼模式、內部預測參數或幅間預測參數、預測差異編碼參數)、及自動作補償預測部5輸出之動作向量(編碼模式為幅間編碼模式的場合)進行變動長度編碼生成位元流(bit stream)。
但，變動長度編碼部13係在編碼模式為內部編碼模式的場合，於內部預測處理之有關複數個方向性預測的預測方向向量中，作為由編碼控制部2所決定之內部預測參數的變動長度編碼，特定出由編碼控制部2所決定之編碼對象區塊的內部預測參數所示之預測方向向量與方向為最接近之預測方向向量，且在將該已特定預測方向代表向量之指標(index)進行變動長度編碼的同時，將表示編碼完畢區塊之內部預測參數所示之預測方向向量與預測方向代表向量之差異的指標進行變動長度編碼。
另外，變動長度編碼部13係構成變動長度編碼手段。
在第1圖的例中，將作為動畫像編碼裝置之構成要素的區塊分割部1、編碼控制部2、切換開關3、內部預測部4、動作補償預測部5、減算部6、變換/量化部6、逆量化/逆變換部8、加算部9、內部預測用記憶體10、迴路過濾部11、動作補償預測幀記憶體12、及變動長度編碼部13設想為分別以專用硬體(例如裝設有CPU之半導體積體電路，或單晶片微電腦等)所構成者，不過在動畫像編碼裝置以電腦構成的場合，亦可將記述有區塊分割部1、編碼控制部2、切換開關3、內部預測部4、動作補償預測部5、減算部6、變換/量化部6、逆量化/逆變換部8、加算部9、迴路過濾部11、及變動長度編碼部13之處理內容的程式儲存於電腦的記憶體，由該電腦的CPU執行儲存於該記憶體之程式。
第3圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像編碼裝置之處理內容(動畫像編碼方法)的流程圖。
第2圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像編碼裝置的變動長度編碼部13之內部的構成圖。
變動長度編碼部13以構成要素之一而言，內藏有內部預測參數變動長度編碼部13a。
內部預測參數變動長度編碼部13a之內部預測參數預測值算出部21係實施以下處理，從相鄰於自區塊分割部1輸出之編碼對象區塊的編碼完畢區塊之內部預測參數，算出編碼對象區塊之內部預測參數的預測值。
內部預測參數二值化指標算出部22係實施以下處理，從由內部預測參數預測值算出部21算出之預測值、與編碼對象區塊之內部預測參數，判定該預測值與預測方向代表向量之指標是否一致，若為一致，則在算出顯示該判定結果之旗標之外，還算出包含編碼完畢區塊之內部預測參數所示之預測方向向量與預測方向代表向量之差異值的內部預測參數二值化指標；若非一致，則在算出顯示該判定結果的旗標之外，還算出包含預測方向代表向量之指標與上述差異值的內部預測參數二值化指標。
熵編碼部23係實施以下處理，將由內部預測參數二值化指標算出部22算出之內部預測參數二值化指標進行算術編碼等之變動長度編碼，輸出內部預測參數碼字。
第10圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像解碼裝置的構成圖。
在第10圖中，變動長度解碼部31係實施以下處理，在輸入由動畫像編碼裝置所生成之位元流時，從該位元流將壓縮資料、編碼模式、內部預測參數(編碼模式為內部編碼模式的場合)、幅間預測參數(編碼模式為幅間編碼模式的場合)、預測差異編碼參數、及動作向量(編碼模式為幅間編碼模式的場合)進行變動長度解碼。
但，變動長度解碼部31係實施以下處理，在編碼模式為內部編碼模式的場合，作為內部預測參數之變動長度解碼，在將預測方向代表向量之指標進行變動長度解碼的同時，將表示解碼完畢區塊(相當於第1圖之動畫像編碼裝置之「編碼完畢區塊」)之內部預測參數所表示之預測方向向量與預測方向代表向量之差異的指標進行變動長度解碼，從表示該預測方向代表向量之指標與上述差異的指標，決定該內部預測參數。
另外，變動長度解碼部31係構成變動長度解碼手段。
逆量化/逆變換部32係實施以下處理，在參照由變動長度解碼部31進行變動長度解碼之預測差異編碼參數，將由變動長度解碼部31所進行變動長度解碼之壓縮資料進行逆量化的同時，參照該預測差異編碼參數，對作為逆量化後之壓縮資料的變換係數實施逆正交變換處理，算出相當於自第1圖之減算部6輸出之預測差異訊號的解碼預測差異訊號。另外，逆量化/逆變換部32係構成逆量化手段。
切換開關33係實施以下處理，若由變動長度解碼部31所進行變動長度解碼之編碼模式為內部編碼模式，則將由變動長度解碼部31所進行變動長度解碼之內部預測參數輸出至內部預測部34；若由變動長度解碼部31所進行變動長度解碼之編碼模式為幅間編碼模式，則將由變動長度解碼部31所進行變動長度解碼之幅間預測參數及動作向量輸出至動作補償部35。
內部預測部34係實施以下處理，在參照儲存於內部預測用記憶體37之解碼畫像的同時，使用自切換開關33輸出的內部預測參數，對解碼對象區塊實施內部預測處理以生成內部預測畫像(預測畫像)。
另外，預測畫像生成手段係由切換開關33、內部預測部34及內部預測用記憶體37構成。
動作補償部35係實施以下處理，在參照儲存於動作補償預測幀記憶體39之經過濾處理後解碼畫像的同時，使用自切換開關33輸出之動作向量與幅間預測參數，對解碼對象區塊實施幅間預測處理(動作補償預測處理)以生成幅間預測畫像。
加算部36係實施以下處理，加算由逆量化/逆變換部32所算出之解碼預測差異訊號與由內部預測部34所生成之內部預測畫像，或由動作補償部35所生成之幅間預測畫像，算出相當於自第1圖之區塊分割部1輸出之編碼對象區塊的解碼畫像。
內部預測用記憶體37係為儲存由加算部36所算出之解碼畫像的記錄媒體。
迴路過濾部38係實施以下處理，對由加算部36所算出之解碼畫像，實施預定之過濾處理，輸出過濾處理後之解碼畫像。
動作補償預測幀記憶體39係為儲存過濾處理後之解碼畫像的記錄媒體。
在第10圖的例中，將作為動畫像解碼裝置之構成要素的變動長度解碼部31、逆量化/逆變換部32、切換開關33、內部預測部34、動作補償部35、加算部36、內部預測用記憶體37、迴路過濾部38、及動作補償預測幀記憶體39設想為分別以專用硬體(例如裝設有CPU之半導體積體電路，或單晶片微電腦等)所構成者，不過在動畫像解碼裝置以電腦構成的場合，亦可將記述有變動長度解碼部31、逆量化/逆變換部32、切換開關33、內部預測部34、動作補償部35、加算部36、及迴路過濾部38之處理內容的程式儲存於電腦的記憶體，由該電腦的CPU執行儲存於該記憶體之程式。
第12圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像解碼裝置之處理內容(動畫像解碼方法)的流程圖。
第11圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像解碼裝置的變動長度解碼部31之內部的構成圖。
在變動長度解碼部31中以構成要素之一而言，內藏有內部預測參數變動長度解碼部31a。
內部預測參數變動長度解碼部31a之熵解碼部41係實施從內部預測參數碼字將內部預測參數二值化指標進行變動長度解碼的處理。
內部預測參數預測值算出部42係實施以下處理，從相鄰於解碼對象區塊之解碼完畢區塊的內部預測參數，算出解碼對象區塊之內部預測參數的預測值。
內部預測參數指標算出部43係實施以下處理，若由熵解碼部41所進行變動長度解碼之內部預測參數二值化指標所包含的旗標顯示預測值與預測方向代表向量之指標為一致，則從由內部預測參數預測值算出部42算出之預測值、及該內部預測參數二值化指標所包含之解碼完畢區塊的內部預測參數顯示之預測方向向量與預測方向代表向量的差異值，算出內部預測參數；若該旗標顯示預測值與預測方向代表向量之指標為不一致，則從由內部預測參數預測值算出部42算出之預測值、該內部預測參數二值化指標所包含之預測方向代表向量的指標、及上述差異值算出內部預測參數。
接下來說明有關動作的部分。
在本實施形態1中，說明關於將影像之各幀畫像作為輸入畫像，於接近幀間實施動作補償預測，對所得到之預測差異訊號施加由正交變換/量化所進行之壓縮處理，之後進行變動長度編碼以生成位元流的動畫像編碼裝置，及將從該動畫像編碼裝置輸出之位元流進行解碼的動畫像解碼裝置。
第1圖之動畫像編碼裝置係具有以下特徵，適應影像訊號之空間、時間方向的局部性變化，將影像訊號分割為多樣化尺寸之區塊，進行幀內/幀間適應編碼。
一般而言，影像訊號係具有訊號之複雜度在空間/時間性上出現局部性變化的特性。從空間性來看，在某影像幀上，例如會有像是在天空或牆壁等較寬廣的畫像區域中具有均一訊號特性的圖案，也會混雜有包含人物或細膩紋理(texture)之圖畫等，在狹小畫像區域內具有複雜之紋理圖形的圖案。
在時間性來看，天空或牆壁在局部性的時間方向圖案變化也很小，而會動的人物或物體，由於其輪廓會進行時間性之剛體、非剛體運動，故在時間性上的變化很大。
編碼處理係藉由時間/空間性之預測，進行生成訊號電力或熵較小的預測差異差訊號，削減整體碼量的處理，不過若可將用以預測之參數均一應用在儘可能大範圍之畫像信號區域，便可令該參數之碼量變小。
另一方面，對在時間性/空間性有較大變化之畫像訊號圖形，將相同之預測參數應用在較大的畫像區域時，由於會增加預測的錯誤，因此會增加預測差異訊號的碼量。
因此，期望在時間性/空間性有較大變化之區域，將應用相同預測參數進行預測處理之區塊尺寸縮小，增加用以預測之參數的資料量，降低預測差異訊號之電力/熵。
在本實施形態1，為了進行適應如此之影像訊號一般性質的編碼，因此採用在最初從預定之最大區塊尺寸開始進行預測處理等，以階層方式分割影像訊號的區域，按各經分割之區域使進行適應化預測處理，或該預測差異之編碼處理的構成。
第1圖之動畫像編碼裝置當作處理對象之影像訊號格式，係為除了亮度訊號與2種色差訊號構成之YUV訊號、與自數位攝影元件輸出之RGB訊號等任意色空間的彩色影像訊號之外，黑白畫像訊號或紅外線畫像訊號等，影像幀由水平、垂直2次元之數位樣本(像素)行構成的任意影像訊號。
但，各像素之色階(gradation)，係可為8位元，亦可為10位元或12位元等色階。
在以下的說明中，為方便起見，只要沒有特別標明，便以輸入畫像之影像訊號為YUV訊號，且2種色差成分U、V對亮度成分Y，使用經子抽樣之4：2：0格式之訊號的場合進行敘述。
此外，將對應影像訊號之各幀的處理資料單位稱為「圖片」。
在本實施形態1中，「圖片」係作為經循序掃描(progressive scan)之影像幀訊號進行說明，但在影像訊號為交錯掃描訊號的場合，「圖片」亦可為構成影像幀之單位的場畫像訊號。
首先，說明第1圖之動畫像編碼裝置之處理內容。
首先，編碼控制部2係決定成為編碼對象之圖片(現在圖片)的編碼所使用之最大編碼區塊的尺寸，及將最大編碼區塊進行階層分割的階層數上限(第3圖之步驟ST1)。
作為最大編碼區塊尺寸的決定方式，例如可因應輸入畫像之影像訊號的解析度，對所有圖片設定為相同尺寸，亦可將輸入畫像之影像訊號的局部性動作之複雜度差異作為參數進行定量化，動作激烈的圖片設定為較小尺寸，而另一方面動作較少的圖片則設定為較大尺寸。
區塊分割部1係在將輸入畫像之影像訊號輸入時，以作為分割階層數上限的決定方式，例如有在輸入畫像的影像訊號的動作激烈時，以加深階層數而可檢測出較細緻動作的方式予以設定；在動作較少時，以抑制階層數的方式設定等方法。由編碼控制部2所決定之最大編碼區塊尺寸，對輸入畫像的圖片進行分割，並輸出分割後的各圖片。
此外，編碼控制部2係在各最大編碼區塊尺寸之畫像區域，直到達到先前決定之分割階層數的上限為止，分割為階層性具有編碼區塊尺寸的編碼對象區塊，對各編碼對象區塊決定編碼模式(步驟ST2)。
在此，第4圖係表示最大編碼區塊以階層方式被分割為複數個編碼對象區塊之例的說明圖。
在第4圖中，最大編碼區塊係為記載為「第0階層」之亮度成分具有(L0,M0)尺寸的編碼對象區塊。
將最大編碼區塊作為出發點，以四元樹構造直到另外決定之預定深度為止，藉由階層性進行分割的方式以獲得編碼對象區塊。
在深度n下，編碼對象區塊係為尺寸(Ln,Mn)的畫像區域。
但，雖然Ln與Mn可為相同亦可為不同，不過在第4圖顯示為Ln=Mn的例子。
之後，由編碼控制部2所決定之編碼區塊尺寸，定義為編碼對象區塊之亮度成分的尺寸(Ln,Mn)。
為了進行四元樹分割，恆令(Ln+1,Mn+1)=(Ln/2,Mn/2)成立。
另外，在RGB訊號等所有色成分具有相同樣本數的彩色訊號(4：4：4格式)中，所有色成分的尺寸為(Ln,Mn)，而使用4：2：0格式的場合，對應之色差成分的編碼區塊尺寸為(Ln/2,Mn/2)。
以下，將第n階層的編碼對象區塊以Bn表示，令於編碼對象區塊Bn可選擇之編碼模式為以m(Bn)表示者。
在由複數個色成分構成彩色影像訊號的場合，編碼模式m(Bn)可於各色成分，各自構成為使用個別的模式，亦可構成為對所有色成分使用共通的模式。以下，只要沒有特別標明，便以作為相對於YUV訊號、4：2：0格式之編碼區塊亮度成分的編碼模式者進行說明。
在編碼模式m(Bn)有1個至複數個內部編碼模式(統稱為「INTRA」)、與1個至複數個幅間編碼模式(統稱為「INTER」)，編碼控制部2從在該圖片可利用之所有編碼模式，或該子集(subset)中，選擇對編碼對象區塊Bn之編碼效率最高的編碼模式。
再者，如第4圖所示，編碼對象區塊Bn係藉由區塊分割部1分割為1至複數個預測處理單位(分區)。
以下，將屬於編碼對象區塊Bn之分區標記為Pi n(i為第n階層之分區編號)。
編碼對象區塊Bn之分區分割的進行方式，係作為資訊包含在編碼模式m(Bn)中。
分區Pi n係全部依照編碼對象區塊Bn進行預測處理，但亦可按各分區Pi n選擇個別的預測參數。
編碼控制部2係對最大編碼區塊，例如，生成如第5圖所示之區塊分割狀態，特定出編碼對象區塊。
第5圖(a)的斜線部分，顯示分割後之分區，第5圖(b)係以四元樹圖顯示階層分割後編碼模式m(Bn)所分配到的狀況。
第5圖(b)之被方塊包圍的節點，為編碼模式m(Bn)所分配到的節點(編碼對象區塊)。
編碼控制部2之階層分割/編碼模式判定的詳細處理於後述。
切換開關3係在由編碼控制部2所決定之編碼模式m(Bn)為內部編碼模式的場合(m(Bn)INTRA的場合)，將自區塊分割部1輸出的編碼對象區塊Bn輸出至內部預測部4。
另一方面，在由編碼控制部2所決定之編碼模式m(Bn)為幅間編碼模式的場合(m(Bn)INTER的場合)，將自區塊分割部1輸出的編碼對象區塊Bn輸出至動作補償預測部5。
內部預測部4係在由編碼控制部2所決定之編碼模式m(Bn)為內部編碼模式(m(Bn)INTRA的場合)，自切換開關3接受編碼對象區塊Bn時(步驟ST3)，於參照儲存於幅間預測用記憶體10之局部解碼畫像的同時，使用由編碼控制部2所決定之內部預測參數，對該編碼對象區塊Bn內之各分區Pi n實施內部預測處理，生成內部預測畫像PINTRAi n(步驟ST4)。
另外，由於畫像解碼裝置係必須生成與內部預測畫像PINTRAi n完全相同之內部預測畫像，因此用以生成內部預測畫像PINTRAi n的內部預測參數，從編碼控制部2輸出至變動長度編碼部13，被多重化為位元流。
內部預測部4之處理內容的詳細情形係於後述。
動作補償預測部5係在由編碼控制部2所決定之編碼模式m(Bn)為幅間編碼模式(m(Bn)INTER的場合)，自切換開關3接受編碼對象區塊Bn時(步驟ST3)，比較該編碼對象區塊Bn內之各分區Pi n與儲存在動作補償預測幀記憶體12之過濾處理後的局部解碼畫像以探索動作向量，並使用該動作向量與由編碼控制部2所決定之幅間預測參數，對該編碼對象區塊Bn內之各分區Pi n實施幅間預測處理，生成幅間預測畫像PINTERi n(步驟ST5)。
另外，由於畫像解碼裝置係必須生成與幅間預測畫像PINTERi n完全相同之幅間預測畫像，因此用以生成幅間預測畫像PINTERi n的幅間預測參數，從編碼控制部2輸出至變動長度編碼部13，被多重化為位元流。
此外，由動作補償預測部5所探索出之動作向量亦輸出至變動長度編碼部13，被多重化為位元流。
減算部6在從區塊分割部1接受編碼對象區塊Bn時，從該編碼對象區塊Bn內之分區Pi n，減去由內部預測部4所生成之內部預測畫像PINTRAi n，或由動作補償預測部5所生成之幅間預測畫像PINTERi n，將為該減算結果之預測差異訊號ei n輸出至變換/量化部7(步驟ST6)。
變換/量化部7在從減算部6接受預測差異訊號ei n時，參照由編碼控制部2所決定之預測差異編碼參數，對該預測差異訊號ei n實施正交變換處理(例如，DCT(離散餘弦變換)，或預先對特定之學習系列實施進行了基礎設計的KL變換等正交變換處理)，算出變換係數。
此外，變換/量化部7係參照該預測差異編碼參數，將該變換係數量化，將作為量化後之變換係數的壓縮資料輸出至逆量化/逆變換部8及變動長度編碼部13(步驟ST7)。
逆量化/逆變換部8係從變換/量化部7接受壓縮資料時，參照由編碼控制部2所決定之預測差異編碼參數，將該壓縮資料進行逆量化。
此外，逆量化/逆變換部8係參照該預測差異編碼參數，對作為逆量化後之壓縮資料的變換係數實施逆正交變換處理(例如，逆DCT、逆KL變換等)，算出相當於從減算部6輸出之預測差異訊號ei n的局部解碼預測差異訊號(步驟ST8)。
加算部9係在從逆量化/逆變換部8接受局部解碼預測差異訊號時，加算該局部解碼預測差異訊號、與由內部預測部4所生成之內部預測畫像PINTRAi n，或由動作補償預測部5所生成之幅間預測畫像PINTERi n，作為局部解碼分區畫像，或該局部解碼分區畫像之群集，算出相當於從區塊分割部1輸出之編碼對象區塊Bn的局部解碼畫像(步驟ST9)。
另外，加算部9係在將該局部解碼畫像輸出至迴路過濾部11的同時，將該局部解碼畫像儲存至內部預測用記憶體10。
此局部解碼畫像係成為以下的內部預測用之畫像訊號。
迴路過濾部11係在從加算部9接受局部解碼畫像時，對該局部解碼畫像，實施預定之過濾處理，將過濾處理後之局部解碼畫像儲存至動作補償預測幀記憶體12(步驟ST10)。
另外，迴路過濾部11所進行之過濾處理，係可依所輸入之局部解碼畫像的最大編碼區塊或個別之編碼區塊單位進行，亦可在輸入相當於1畫面分之巨集塊(macro block)的局部解碼畫像後一次進行1畫面分。
變動長度編碼部13係在對所有編碼對象區塊Bn結束步驟ST3至ST9的處理時(步驟ST11、ST12)，將從變換/量化部7輸出之壓縮資料、從編碼控制部2輸出之編碼模式m(Bn)、從編碼控制部2輸出之內部預測參數(編碼模式為內部編碼模式的場合)或幅間預測參數(編碼模式為幅間編碼模式的場合)、及從動作補償預測部5輸出之動作向量(編碼模式為幅間編碼模式的場合)進行變動長度編碼，生成顯示該等編碼結果的位元流(步驟ST13)。
變動長度編碼部13的詳細處理內容係於後述。
接著，詳細說明內部預測部4的處理內容。
第6圖係表示編碼對象區塊Bn內之各分區Pi n為可選擇之內部預測參數(內部預測模式)例的說明圖。
在第6圖係顯示內部預測模式與顯示該內部預測模式之預測方向向量，在第6圖的例中，預測方向向量彼此間的相對角度，設計成依照可選擇內部預測模式之個數的增加而變小。
如上述，內部預測部4係參照分區Pi n之內部預測參數，對該分區Pi n實施內部預測處理，生成內部預測畫像PINTRAi n，在此，根據相對於分區Pi n之亮度訊號的內部預測參數(內部預測模式)，說明關於生成亮度訊號之內部預測訊號的內部處理。
令分區Pi n之尺寸為Ii n×mi n像素。
第7圖係表示在生成Ii n=mi n=4時之分區Pi n內的像素預測值時使用之像素例的說明圖。
在第7圖中，雖將相鄰於分區Pi n之編碼完畢的上分區像素(2×Ii n+1)個，與左分區像素(2×mi n)個作為用以預測的像素，但用以預測的像素不論較第7圖顯示的像素多或少皆可。
此外，在第7圖中，雖將相鄰之1列或1行分的像素用以進行預測，但亦可將2列或2行，甚至更多的像素用以進行預測。
在對分區Pi n之內部預測模式的指標值為2(平均值預測)的場合，將上分區之相鄰像素與左分區之相鄰像素的平均值作為分區Pi n內之像素的預測值以生成預測畫像。
在內部預測模式之指標值為2(平均值預測)以外的場合，根據指標值所示之預測方向向量υp=(dx,dy)，生成分區Pi n內之像素的預測值。
令生成預測值之像素(預測對象像素)的分區Pi n內之相對座標(以分區之左上像素為原點)為(x,y)時，用以預測之參照像素的位置，為下述L與相鄰像素之交點。
k為正的純量值
在參照像素位於整數像素位置的場合，將該整數像素作為預測對象像素之預測值，而在參照像素非位於整數像素位置的場合，將從相鄰於參照像素之整數像素生成之內插像素作為預測值。
在第7圖的例中，由於參照像素不在整數像素位置，故將相鄰於參照像素的2像素之平均值作為預測值。另外，亦可非僅為相鄰之2像素，而從相鄰之2像素以上之像素生成內插像素作為預測值。
以相同的步驟，對分區Pi n內亮度訊號之所有像素生成預測像素並輸出內部預測畫像PINTRAi n。
另外，使用在內部預測畫像PINTRAi n之生成的內部預測參數，係為了於位元流多重化而輸出至變動長度編碼部13。
對於分區Pi n之色差訊號，亦以與亮度訊號相同的步驟，實施根據內部預測參數(內部預測模式)的內部處理，將使用在內部預測畫像之生成的內部預測參數輸出至變動長度編碼部13。
接著，詳細說明變動長度編碼部13的處理內容。
變動長度編碼部13係在將內部預測參數進行變動長度編碼時，根據周邊之編碼完畢分區的內部預測參數，算出編碼對象之分區Pi n之內部預測參數的預測值，並使用該預測值進行預測編碼。
亦即，構成變動長度編碼部13一部分之內部預測參數變動長度編碼部13a的內部預測參數預測值算出部21，係根據編碼完畢周邊之分區的內部預測參數，算出作為編碼對象之分區Pi n之內部預測參數的預測值。
在此，第8圖係表示在算出分區Pi n之內部預測參數的預測值所使用之編碼完畢周邊分區例的說明圖。
在第8圖的例中，將分區Pi n之左(A)、上(B)、右上(C)、左上(D)之分區的內部預測參數使用在預測值之算出。
將內部預測參數預測值算出部21算出預測值的處理，以內部預測模式數為第6圖所示之17種的場合為例進行說明。
在第6圖中，17種之內部預測模式係由平均值預測模式與16種之方向性預測模式所構成。
第9圖係表示17種內部預測模式之指標值與平均值預測除外之16種方向性預測模式之預測方向向量例的說明圖。令從16種之預測方向向量中顯示代表性方向的預測方向代表向量為已預先決定者。
在以下的說明中，以將從第9圖所示的“0”至“8”之9個方向的預測方向向量作為預測方向代表向量預先決定之場合為例進行說明。
內部預測參數預測值算出部21係從用以算出預測值之編碼完畢周邊分區的內部預測模式算出預測方向代表指標。
但，方向性預測模式之預測方向代表指標，係為相對於該方向性預測模式所示之預測方向向量的相對角度最小之預測方向代表向量的指標。
亦即，為方向與方向性預測模式所示之預測方向向量接近之預測方向代表向量的指標值。另外，平均值預測模式之預測方向代表指標，係為自身(平均值預測模式)的指標值。
第9圖係表示17種內部預測模式之預測方向代表指標。再者，對於具有相同預測方向代表指標之內部預測模式指標，分配有預測方向差異指標。
接著，根據編碼完畢周邊分區之內部預測模式的預測方向代表指標，說明關於算出作為編碼對象之分區Pi n之內部預測參數預測值的處理。
例如，在用以算出預測值之周邊分區為分區Pi n之左(A)、上(B)、右上(C)、左上(D)之分區的場合，於將分區A,B,C,D之預測方向代表指標各設為mA,mB,mC,mD時，令從mA,mB,mC,mD之眾數(mode value)、最小值、中間值等統計值中預先決定之統計值作為預測值pmp。或者，因應周圍分區之預測方向代表向量的方向，例如在分區C之預測方向向量的方向為左斜下的場合(在第9圖的例中，為內部預測模式指標為8、10、16的場合)，考量到邊緣的連續性，由於分區Pi n之預測方向向量的方向也有很高的機率為左斜下，因此令預測方向代表向量的方向顯示為左斜下的預測方向代表指標(在第9圖的例中為8)為分區Pi n的預測值pmp。或者，亦可令從A,B,C,D分區中預先決定之1個分區的預測方向代表指標為預測值pmp。或者，亦可不使用周邊分區之預測方向代表指標，將預先決定之預測方向代表指標(例如平均值預測模式之指標)作為預測值pmp。
然後，將算出之預測值pmp輸出至內部預測參數二值化指標算出部22。
內部預測參數二值化指標算出部22係輸入作為編碼對象之分區Pi n的內部預測參數(內部預測模式之指標)mp與預測值pmp，算出內部預測參數二值化指標dmp。
以下，說明關於內部預測參數二值化指標的算出方法。
令內部預測模式mp之預測方向代表指標為rmp。
但，m係為預測方向代表指標的個數，在第9圖的例中，m=9、n=3。
接著，將內部預測模式mp之預測方向差異指標設為drp，對上述內部預測參數二值化指標dmp，進一步進行基於下式的處理。
dm p =(dm p <<k)|dr p 　k=CEIL(log2(l))
但，I係為具有相同預測方向代表指標之內部預測模式的個數，在第9圖的例中，於內部預測模式為平均值預測的場合，I=1、k=0，於內部預測模式為平均值預測以外的場合，I=2、k=1。
以上述算出方法求得之內部預測參數二值化指標dmp，係第1位元為表示內部預測模式之預測方向代表指標rmp與預測值pmp是否一致的旗標位元(在上述算出式中，一致的場合分配為“0”，非一致的場合分配為“1”)。
在內部預測模式之預測方向代表指標rmp與預測值pmp為一致的場合，內部預測參數二值化指標dmp之2至(k+1)位元，為表示預測方向差異指標值的位元。
另一方面，在內部預測模式之預測方向代表指標rmp與預測值pmp為不一致的場合，內部預測參數二值化指標dmp之2至(n+1)位元，成為表示預測方向代表指標值的位元，(n+2)至(n+k+1)位元，為表示預測方向差異指標值的位元。
藉由以上處理算出之內部預測參數二值化指標dmp係輸出至熵編碼部23。
熵編碼部23係將從內部預測參數二值化指標算出部22輸出之內部預測參數二值化指標dmp，依各預測方向代表指標rmp與預測方向差異指標，因應各自的機率模型，切換上下文(context)而進行算術編碼等的霍夫曼編碼。
作為該編碼結果之內部預測參數碼字，係在變動長度編碼部13之位元流多重化部(未圖示)被多重化於位元流。
第1圖之動畫像編碼裝置的變動長度編碼部13，係在將內部預測參數進行編碼時，從複數個方向性預測的預測方向向量中，選擇代表性之預測方向向量(預測方向代表向量)，並以表示預測方向代表向量之指標(預測方向代表指標)與來自預測方向代表向量之差異的指標(預測方向差異指標)表示內部預測參數，而藉由進行按各自之各指標因應機率模型之算術編碼等霍夫曼編碼的方式，可削減碼量進行編碼。
接著，具體說明第10圖之動畫像解碼裝置的處理內容。
變動長度解碼部31係在輸入由第1圖之動畫像編碼裝置所生成的位元流時，對該位元流實施變動長度解碼處理(第12圖之步驟ST21)，將由1幀以上之圖片所構成的配列單位進行解碼，或在圖片單位將幀尺寸的資訊進行解碼。
亦即，變動長度解碼部31係將由第1圖之動畫像編碼裝置之編碼控制部2所決定的最大編碼區塊尺寸及分割階層數上限以與動畫像編碼裝置相同之步驟決定(步驟ST22)。
例如，在因應影像訊號之解析度決定最大編碼區塊尺寸的場合，係根據已解碼之幀尺寸資訊，以與動畫像編碼裝置相同之步驟決定最大編碼區塊尺寸。
在最大編碼區塊尺寸及分割階層數上限，於動畫像編碼裝置側被多重化於位元流的場合，使用從位元流解碼的值。
如第4圖所示，動畫像編碼裝置係將對以最大編碼區塊為出發點階層性分割為複數個編碼對象區塊所得之編碼對象區塊單位進行編碼模式或變換/量化所得之壓縮資料多重化於位元流。
接收了該位元流之變動長度解碼部31，係在已決定之最大編碼區塊單位將編碼模式所包含之最大編碼區塊的分割狀態進行解碼。根據被解碼之分割狀態，階層性特定出解碼對象區塊(相當於第1圖之動畫像編碼裝置之「編碼對象區塊」的區塊)(步驟ST23)。
接著，變動長度解碼部31，係將編碼對象區塊所分配到之編碼模式解碼。根據已解碼之編碼模式所包含的資訊，將編碼對象區塊進一步分割為1至複數個預測處理單位，將預測處理單位所分配到的預測參數進行解碼(步驟ST24)。
變動長度解碼部31，係在解碼對象區塊(編碼對象區塊)所分配到之編碼模式為內部編碼模式的場合，於包含在解碼對象區塊(編碼對象區塊)內，作為預測處理單位之1個以上的各分區進行內部預測參數的解碼。
內部預測參數的解碼，係以與動畫像編碼裝置側相同之步驟根據周邊之解碼完畢分區的內部預測參數，算出作為解碼對象之分區Pi n之內部預測參數的預測值，使用該預測值進行解碼。
亦即，構成變動長度解碼部31一部分之內部預測參數變動長度解碼部31a內的熵解碼部41，係輸入位元流所包含之內部預測參數碼字，從該內部預測參數碼字將內部預測參數二值化指標進行變動長度解碼。
內部預測參數預測值算出部42，係以與動畫像編碼裝置之內部預測參數預測值算出部21相同的步驟，從相鄰於解碼對象區塊之解碼完畢區塊的內部預測參數，算出解碼對象區塊之內部預測參數的預測值。
內部預測參數指標算出部43，係從由熵解碼部41所進行變動長度解碼之內部預測參數二值化指標、與由內部預測參數預測值算出部42所算出之預測值，算出內部預測參數。
以下，說明內部預測參數的算出方法。
內部預測參數指標算出部43係為了算出內部預測參數指標，而算出預測方向代表指標與預測方向差異指標。
令內部預測參數二值化指標為dmp。
在內部預測參數二值化指標dmp之第1位元為“0”的場合，令預測值pmp為預測方向代表指標值rmp。
在內部預測參數二值化指標dmp之第1位元為“1”的場合，接著將2至(k+1)位元進行解碼，對將2至(n+1)位元解碼之值RMp，藉由下式算出預測方向代表指標值rmp。
rmp=RMp　(RMp＜pmp-1)
rmp=RMp+1　(RMp＞pmp-1)
接著，內部預測參數指標算出部43係在內部預測參數二值化指標dmp之第1位元為“0”的場合，將第2至(k+1)位元進行解碼；而在第1位元為“1”的場合，將第(n+2)至(n+k+1)位元進行解碼，令該解碼之值為預測方向差異指標drp。
在動畫像解碼裝置中，亦與動畫像編碼裝置一樣，根據預測方向代表指標與預測方向差異指標，將內部預測參數指標進行解碼。
變動長度解碼部31係在編碼模式所分配到之編碼模式為幅間編碼模式的場合，於包含在解碼對象區塊(編碼對象區塊)內，作為預測處理單位之1個以上的各分區進行幅間預測參數的解碼。
變動長度解碼部31係將成為預測處理單位之分區，根據進一步包含於預測差異編碼參數之變換區塊尺寸的資訊，分割為成為變換處理單位之1至複數個分區，於各成為變換處理單位之分區進行壓縮資料(變換/量化後之變換係數)的解碼(步驟ST24)。
若由變動長度解碼部31所進行過的變動長度解碼之編碼模式m(Bn)為內部編碼模式(m(Bn)INTRA的場合)，則切換開關33即將由變動長度解碼部31所進行過的變動長度解碼之內部預測參數輸出至內部預測部34。
另一方面，若由變動長度解碼部31所進行過的變動長度解碼之編碼模式m(Bn)為幅間編碼模式(m(Bn)INTER的場合)，則會將由變動長度解碼部31所進行過的變動長度解碼之幅間預測參數及動作向量輸出至動作補償部35。
內部預測部34係在由變動長度解碼部31所進行過的變動長度解碼之編碼模式m(Bn)為內部編碼模式(m(Bn)INTRA的場合)，且自切換開關33接受內部預測參數時(步驟ST25)，以與第1圖之內部預測部4一樣的步驟，在參照儲存於內部預測用記憶體37之局部解碼畫像的同時，使用自切換開關33輸出之內部預測參數，對該解碼對象區塊Bn內之各分區Pi n實施內部預測處理，生成內部預測畫像PINTRAi n(步驟ST26)。
動作補償部35係在由變動長度解碼部31所進行過的變動長度解碼之編碼模式m(Bn)為幅間編碼模式(m(Bn)INTER的場合)，且自切換開關33接受編碼對象區塊Bn時(步驟ST25)，在參照儲存於動作補償預測幀記憶體39之過濾處理後解碼畫像的同時，使用自切換開關33輸出之動作向量與幅間預測參數，對解碼對象區塊實施幅間預測處理，生成幅間預測畫像PINTERi n(步驟ST27)。
逆量化/逆變換部32係在從變動長度解碼部31接受壓縮資料及預測差異編碼參數時，以與第1圖之逆量化/逆變換部8相同的步驟，參照該預測差異編碼參數，在將該壓縮資料進行逆量化的同時，參照該預測差異編碼參數，對作為逆量化後之壓縮資料的變換係數實施逆正交變換處理，算出相當於自第1圖之減算部6輸出之預測差異訊號的解碼預測差異訊號(步驟ST28)。
加算部36係加算由逆量化/逆變換部32所算出之解碼預測差異訊號、與由內部預測部34所生成之內部預測畫像PINTRAi n，或由動作補償部35所生成之幅間預測畫像PINTERi n，作為解碼對象區塊內所包含之1個至複數個解碼分區畫像的群集，在將解碼畫像輸出至迴路過濾部38的同時，將該解碼畫像儲存於內部預測用記憶體37(步驟ST29)。
此解碼畫像，係成為之後的內部預測用之畫像訊號。
迴路過濾部11係在對所有編碼對象區塊Bn結束步驟ST23至ST29的處理時(步驟ST30)，對從加算部36輸出之解碼畫像實施預定之過濾處理，將過濾處理後之解碼畫像儲存在動作補償預測幀記憶體39(步驟ST31)。
此解碼畫像係為動作補償預測用之參照畫像或播映畫像。
第10圖之動畫像解碼裝置之變動長度解碼部31，係在將內部預測參數進行解碼時，將從複數個方向性預測的預測方向向量中選擇之代表性的預測方向向量(預測方向代表向量)之指標、與表示來自預測方向代表向量之差異的指標(預測方向差異指標)，藉由利用因應各自之機率模型的算術解碼等進行熵解碼的方式，可削減碼量並將經過編碼之內部預測參數正確解碼。
如以上說明，根據本實施形態1，動畫像編碼裝置之變動長度編碼部13，係在與內部預測處理之複數個方向性預測有關之預測方向向量中，特定出方向與從區塊分割部1輸出之編碼對象區塊相鄰之編碼完畢區塊的內部預測參數所表示之預測方向向量最接近的預測方向向量(預測方向代表向量)，係以在作為由編碼控制部2所決定之內部預測參數之變動長度編碼，將該預測方向代表向量之指標進行變動長度編碼的同時，將表示編碼完畢區塊之內部預測參數所表示之預測方向向量與預測方向代表向量之差異的指標進行變動長度編碼的方式構成，因此增加可選擇之方向性預測的模式數，亦可發揮抑制內部預測模式相關資訊之碼量增加的效果。
此外，根據本實施形態1，動畫像解碼裝置之變動長度解碼部31，係以在作為內部預測參數之變動長度解碼，將預測方向代表向量之指標進行變動長度解碼的同時，將表示解碼完畢區塊之內部預測參數所表示之預測方向向量與預測方向代表向量之差異的指標進行變動長度解碼，從表示該預測方向代表向量之指標與上述差異的指標，決定該內部預測參數的方式構成，因此可在不令預測效率下降的情形下，削減內部預測參數之碼長並將經過編量之位元流正確解碼。
實施形態2
在上述實施形態1，動畫像編碼裝置之內部預測部4係以同樣方式處理影像訊號之亮度訊號與色差訊號，個別獨立實施對亮度訊號之編碼對象區塊與對色差訊號之編碼對象區塊之內部預測處理。
因此，變動長度編碼部13，係欲將在對亮度訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理時所使用之內部預測參數、與在對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理時所使用之內部預測參數，個別進行變動長度編碼以多重化於位元流。
在此場合，例如，只要亮度訊號之編碼對象區塊與色差訊號之編碼對象區塊之特徵相近，且在對雙方之編碼對象區塊實施內部預測處理時所使用之內部預測參數幾乎相同，則多重化於位元流之內部預測參數將變得冗長。
因此，在本實施形態2中說明，內部預測部4係在生成色差訊號之預測畫像時，例如，在亮度訊號之編碼對象區塊與色差訊號之編碼對象區塊之特徵相近的場合，藉由使用與在對該亮度訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理時所使用之內部預測參數相同的內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的方式，削減多重化於位元流之內部預測參數的例子。
具體而言如以下所述。
第13圖係表示亮度訊號及色差訊號之分區Pi n例的說明圖。
如第13圖所示，動畫像編碼裝置之內部預測部4係在分區Pi n之亮度訊號(Y)有邊緣的場合，利用在色差訊號(Cb,Cr)大多也會存在有相同邊緣的特徵，將在亮度訊號所應用之內部預測參數作為色差訊號之內部預測參數直接應用，生成內部預測畫像。
但，如第13圖(b)所示，在即使於分區Pi n之亮度訊號(Y)有邊緣，卻為灰階(gray scale)邊緣的場合，於色差訊號(Cb,Cr)也不會出現邊緣的情形。
在這樣的場合，不應用亮度訊號之內部預測參數，而應用平均值預測來生成內部預測畫像。
此外，如第13圖(c)所示，即使在分區Pi n之亮度訊號(Y)有邊緣的場合，在色差訊號(Cb,Cr)也會出現邊緣之邊界模糊，或不連續的情形。
在這樣的場合，會因為邊緣之邊界模糊或不連續之區域的像素使預測殘差變大，而有使與預測殘差有關之碼量增加的疑慮。
因此，為了避免產生使與預測殘差有關之碼量增加的狀況，如第14圖所示，在藉由使用與在對亮度訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理時所使用之內部預測參數相同的內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的方式生成預測畫像之後，為了讓邊緣變模糊，對該預測畫像施加平滑化過濾(filter)。
在此場合，令過濾處理後之預測畫像為色差訊號之預測畫像。
變動長度編碼部13係對於在亮度訊號所應用之內部預測參數，與上述實施形態1一樣，進行變動長度編碼而多重化於位元流，關於在色差訊號所應用之內部預測參數以下述方式處理。
亦即，變動長度編碼部13，係不將在色差訊號所應用之內部預測參數本身進行變動長度編碼，代替該內部預測參數，藉由將1位元之旗標進行算術編碼等的方式進行熵編碼。該1位元之旗標係表示為使用與亮度訊號相同之內部預測參數，實施對色差訊號之編碼對象區塊的內部預測處理，或為應用平均值預測。
藉此，作為色差訊號所應用之內部預測參數，1位元之旗標係多重化於位元流。
另外，在因應必要，對預測畫像施加平滑化過濾的場合，藉由將表示是否施加平滑化過濾之1位元的旗標進行算術編碼等的方式進行熵編碼。
在此，表示關於內部預測部4在生成色差訊號之預測畫像時，於不應用亮度訊號之內部預測參數的場合，應用平均值預測生成內部預測畫像者，但除了平均值預測之外，亦可應用水平預測或垂直預測等，對應複數個代表性預測方向向量的模式(方向性預測模式)來生成預測畫像。
此外，亦可將在對應用方向性預測模式生成之預測畫像上施加平滑化過濾的畫像作為色差訊號之預測畫像。
第10圖之動畫像解碼裝置之變動長度解碼部31，係作為色差訊號所應用之內部預測參數，從位元流將1位元之旗標進行變動長度解碼。
內部預測部34，係在藉由變動長度解碼部31進行變動長度解碼之旗標，表示為使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的場合，與第1圖之內部預測部4一樣，使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之解碼對象區塊(編碼對象區塊)實施內部預測處理以生成色差訊號之預測畫像。
另一方面，在該旗標表示為應用平均值預測的場合(表示沒有使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的場合)，與第1圖之內部預測部4一樣，應用平均值預測，對色差訊號之解碼對象區塊實施內部預測處理以生成色差訊號之預測畫像。
此外，在該旗標表示為應用水平預測(或垂直預測)的場合，應用水平預測(或垂直預測)，對色差訊號之解碼對象區塊實施內部預測處理以生成色差訊號之預測畫像。
內部預測部34係在表示是否藉由變動長度解碼部施加平滑化過濾之1位元旗標經變動長度解碼的場合，只要該旗標表示為施加平滑化過濾，則在使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之解碼對象區塊實施內部預測處理以生成色差訊號之預測畫像後，對該預測畫像施加平滑化過濾。
在此場合，過濾處理後之預測畫像係為色差訊號之預測畫像。
如以上說明，根據本實施形態2，動畫像編碼裝置之內部預測部4在生成色差訊號之預測畫像時，使用與在對亮度訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理時所使用之內部預測參數相同的內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理，或者應用平均值預測，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理，且由於變動長度編碼部13以將表示內部預測部4是否使用與亮度訊號相同之內部預測參數，作為在對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理時使用的內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的旗標進行變動長度編碼的方式構成，因此有不會使預測效率下降，可削減與色差訊號之內部預測模式有關之碼量的效果。
此外，根據本實施形態2，由於動畫像編碼裝置之內部預測部4係以對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理，生成色差訊號之預測畫像後，對該預測畫像施加平滑化過濾的方式構成，因此可發揮提高預測效率，削減殘差訊號之碼量的效果。
根據本實施形態2，動畫像解碼裝置之變動長度解碼部31從位元流將旗標進行變動長度解碼，且由於內部預測部34以在藉由變動長度解碼部31進行變動長度解碼之旗標，表示為使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的場合，使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之解碼對象區塊(編碼對象區塊)實施內部預測處理以生成色差訊號之預測畫像，而在該旗標表示為沒有使用與亮度訊號相同之內部預測參數，對色差訊號之編碼對象區塊實施內部預測處理的場合，應用平均值預測，對色差訊號之解碼對象區塊實施內部預測處理以生成色差訊號之預測畫像的方式構成，因此有不會使預測效率下降，可削減色差訊號之內部預測參數碼量而使經編碼之位元流正確解碼的效果。
再者，根據本實施形態2，由於動畫像解碼裝置的內部預測部34係在對色差訊號的解碼對象區塊實施內部預測處理而生成色差訊號的預測畫像後，以對該預測畫像施加平滑化過濾的方式構成，所以可達到提高預測效率，削減有關殘差訊號的碼量以將經編碼的位元流予以正確解碼的效果。
(產業上之可利用性)
如以上所述，關於本發明之動畫像編碼裝置、動畫像解碼裝置、動畫像編碼方法及動畫像解碼方法，由於可在不使預測效率下降的情形下，削減與色差訊號之內部預測模式有關的碼量，因此適用於實施內部預測處理或幅間預測處理以實施預測編碼之動畫像編碼裝置、動畫像解碼裝置、動畫像編碼方法及動畫像解碼方法。
1．．．區塊分割部(區塊分割手段)
2．．．編碼控制部(編碼控制手段)
3．．．切換開關(預測畫像生成手段)
4．．．內部預測部(預測畫像生成手段)
5．．．動作補償預測部
6．．．減算部(量化手段)
7．．．變換/量化部(量化手段)
8．．．逆量化/逆變換部
9．．．加算部
10．．．內部預測用記憶體(預測畫像生成手段)
11．．．迴路過濾部
12．．．動作補償預測幀記憶體
13．．．變動長度編碼部(變動長度編碼手段)
13a．．．內部預測參數變動長度編碼部
21．．．內部預測參數預測值算出部
22．．．內部預測參數二值化指標算出部
23．．．熵編碼部
31．．．變動長度解碼部(變動長度解碼手段)
31a．．．內部預測參數變動長度解碼部
32．．．逆量化/逆變換部(逆量化手段)
33．．．切換開關(預測畫像生成手段)
34．．．內部預測部(預測畫像生成手段)
35．．．動作補償部
36．．．加算部
37．．．內部預測用記憶體(預測畫像生成手段)
38．．．迴路過濾部
39．．．動作補償預測幀記憶體
41．．．熵解碼部
42．．．內部預測參數預測值算出部
43．．．內部預測參數指標算出部
第1圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像編碼裝置的構成圖。
第2圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像編碼裝置的變動長度編碼部13之內部的構成圖。
第3圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像編碼裝置之處理內容(動畫像編碼方法)的流程圖。
第4圖係表示最大編碼區塊以階層方式被分割為複數個編碼對象區塊的說明圖。
第5圖(a)係表示分割後之分區分布的說明圖。
第5圖(b)係表示可藉由階層分割分配到編碼模式m(Bn)之狀況的說明圖。
第6圖係表示編碼對象區塊Bn內之各分區Pi n為可選擇之內部預測參數(內部預測模式)例的說明圖。
第7圖係表示在生成li p=mi n=4場合之分區Pi n內的像素預測值時使用之像素例的說明圖。
第8圖係表示在算出分區Pi n之內部預測參數的預測值所使用之編碼完畢周邊分區例的說明圖。
第9圖係表示17種內部預測模式之指標值與除了平均值預測之外，16種方向性預測模式之預測方向向量例的說明圖。
第10圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像解碼裝置的構成圖。
第11圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像解碼裝置的變動長度解碼部31之內部的構成圖。
第12圖係表示本發明之實施形態1所構成之動畫像解碼裝置之處理內容(動畫像解碼方法)的流程圖。
第13圖係表示亮度訊號及色差訊號之分區Pi n例的說明圖。
第14圖係表示過濾處理前後之預測畫像的說明圖。
第15圖係表示亮度區塊尺寸為4×4像素的場合之內部預測模式的說明圖。
1．．．區塊分割部(區塊分割手段)
2．．．編碼控制部(編碼控制手段)
3．．．切換開關(預測畫像生成手段)
4．．．內部預測部(預測畫像生成手段)
5．．．動作補償預測部
6．．．減算部(量化手段)
7．．．變換/量化部(量化手段)
8．．．逆量化/逆變換部
9．．．加算部
10．．．內部預測用記憶體(預測畫像生成手段)
11．．．迴路過濾部
12．．．動作補償預測幀記憶體
13．．．變動長度編碼部(變動長度編碼手段)

Claims (5)

  1. 一種動畫像解碼裝置，係具備：變動長度解碼手段，從位元流將量化係數及內部預測參數進行變動長度解碼；逆量化手段，將上述量化係數進行逆量化；預測畫像生成手段，使用上述內部預測參數，實施對解碼對象區塊之內部預測處理，而生成包括亮度訊號及色差訊號之預測畫像；以及畫像加算手段，加算將上述預測畫像與上述逆量化手段之逆量化結果予以逆變換後之差異畫像而得到解碼畫像；上述變動長度解碼手段係從上述位元流將資訊進行變動長度解碼；上述資訊係顯示對上述解碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理之資訊，且為藉由一個資訊顯示是使用與上述解碼對象區塊的亮度訊號相同之內部預測參數之色差訊號的內部預測處理，還是使用平均值預測之內部預測處理；上述預測畫像生成手段係實施與上述資訊對應之對上述解碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理而生成色差訊號之上述預測畫像。
  2. 一種動畫像解碼方法，係具備：變動長度解碼處理步驟，從位元流將量化係數及內部預測參數進行變動長度解碼；逆量化處理步驟，將上述量化係數進行逆量化；預測畫像生成處理步驟，使用上述內部預測參數實施對解碼對象區塊之內部預測處理，而生成亮度訊號及色差 訊號之預測畫像；以及畫像加算處理步驟，加算將上述預測畫像與上述逆量化處理步驟中之逆量化結果予以逆變換後之差異畫像而得到解碼畫像；上述變動長度解碼處理步驟係從上述位元流將資訊進行變動長度解碼；上述資訊係顯示對上述解碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理之資訊，且為藉由一個資訊顯示是使用與上述解碼對象區塊的亮度訊號相同之內部預測參數之色差訊號的內部預測處理，還是使用平均值預測之內部預測處理；上述預測畫像生成處理步驟係實施與上述資訊對應之對上述解碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理而生成色差訊號之上述預測畫像。
  3. 一種動畫像編碼裝置，係包括：區塊分割手段，係將包含亮度訊號及色差訊號之輸入畫像予以分割，並輸出編碼對象區塊；編碼控制手段，係決定在實施對於上述編碼對象區塊之內部預測處理時所用之內部預測參數；預測畫像生成手段，係使用上述內部預測參數實施對於上述編碼對象區塊之內部預測處理，而生成包含亮度訊號及色差訊號之預測畫像；量化手段，係將上述預測畫像與上述編碼對象區塊的輸入畫像之差異畫像予以量化，並輸出上述差異畫像的量化係數；以及 變動長度編碼手段，係將上述量化係數及上述內部預測參數予以變動長度編碼，而生成位元流；上述預測畫像生成手段係使用與實施對於編碼對象區塊之亮度訊號的內部預測處理時所用之內部預測參數相同之內部預測參數，而實施對於編碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理，或者應用平均值預測而實施對於編碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理；上述變動長度編碼手段係將顯示對於上述編碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理之一個資訊予以變動長度編碼，該資訊係顯示是使用與上述編碼對象區塊的亮度訊號相同之內部預測參數之色差訊號的內部預測處理，還是使用平均值預測之內部預測處理。
  4. 一種動畫像編碼方法，係包括：區塊分割處理步驟，係將包含亮度訊號及色差訊號之輸入畫像予以分割，並輸出編碼對象區塊；編碼控制處理步驟，係決定在實施對於上述編碼對象區塊之內部預測處理時所用之內部預測參數；預測畫像生成處理步驟，係使用上述內部預測參數實施對於上述編碼對象區塊之內部預測處理，而生成包含亮度訊號及色差訊號之預測畫像；量化處理步驟，係將上述預測畫像與上述編碼對象區塊的輸入畫像之差異畫像予以量化，並輸出上述差異畫像的量化係數；以及變動長度編碼處理步驟，係將上述量化係數及上述 內部預測參數予以變動長度編碼，而生成位元流；上述預測畫像生成處理步驟係使用與實施對於編碼對象區塊之亮度訊號的內部預測處理時所用之內部預測參數相同之內部預測參數，而實施對於色差訊號之編碼對象區塊的內部預測處理，或者應用平均值預測而實施對於色差訊號之編碼對象區塊的內部預測處理；上述變動長度編碼處理步驟係將顯示對於上述編碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理之一個資訊予以變動長度編碼，該資訊係顯示是使用與上述編碼對象區塊的亮度訊號相同之內部預測參數之色差訊號的內部預測處理，還是使用平均值預測之內部預測處理。
  5. 一種記憶位元流之記憶媒體，係記憶將包含亮度訊號及色差訊號之輸入畫像予以分割成編碼區塊並經編碼之位元流，該位元流包含：在對上述編碼對象區塊實施內部預測處理而生成預測畫像時所用之內部預測參數；對於上述內部預測畫像與上述編碼對象區塊的輸入畫像之差異畫像之量化係數；以及顯示對於上述編碼對象區塊之色差訊號的內部預測處理之資訊；上述資訊係用以在可應用於上述編碼對象區塊的色差訊號之複數個內部預測處理中選擇一個之一個資訊，前述複數個內部預測處理係包括使用與上述編碼對象區塊的亮度訊號相同之內部預測參數之色差訊號的 內部預測處理，以及使用平均值預測之內部預測處理。
TW100124551A 2010-07-15 2011-07-12 動畫像編碼裝置、動畫像解碼裝置、動畫像編碼方法、動畫像解碼方法及記憶媒體 TWI533676B (zh)

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