TWI633779B - Video coding device, video decoding device, and the like - Google Patents

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Abstract

一種影像編碼裝置，其特徵為其係具備判定部及正交轉換部之影像編碼裝置；該判定部係用於：相對於分割代表輸入影像及預測影像的差值之預測差值訊號之轉換區塊，判定正交轉換的適用與否，若不適用時，判定部將判定進行省略轉換；且該正交轉換部係進行根據前述判定所選擇的處理；且其並具有量化部；當根據前述判定而選擇前述省略轉換時，使用第1量化矩陣將前述轉換區塊量化，且第1量化矩陣係與預先於解碼側共有的全部要素的量子化粗細相同；當根據前述判定，相對於轉換區塊適用正交轉換時，則使用前述第1量化矩陣或傳送至解碼側的第2量化矩陣，而將前述轉換區塊進行量化者。

Description

影像編碼裝置、影像解碼裝置及其等之程式
本發明係關於一種影像編碼裝置、影像解碼裝置及其等之程式。
隨著多媒體技術的普及，日常生活中處理動態影像的機會增多。影像資料，由於一般資訊量極多，動態影像係由多張靜止影像所形成。因此，當動態影像資料傳送．儲存時，通常係使用影像編碼技術以壓縮資訊量。高效率壓縮資訊量之編碼方式，係為預測編碼方式。而預測編碼方式，係由：使用過去已編碼之影像預測現有之預測影像作處理，並編碼處理輸入之輸入影像及預測影像相減之差值影像，而完成者。差值影像之編碼，係對於差值影像之轉換處理，或係對於轉換區域(例如：空間頻率區域)所表示轉換係數量化後再進行熵編碼等之可逆編碼。人類的視覺特性，係對空間頻率之低頻頻帶域(低頻域)較高頻域為敏感，因此於量化時將配合低頻域而使用較小的量化幅度，配合高頻域使用較大的量化幅度。如此之區塊內之座標或各頻率的量化幅度所形成之資料，稱之為量化矩陣。因此差值訊號開始被廣為重視，於壓縮資訊量時，將抑制主觀品質的下降。
預測編碼方式之代表性方式，係為非專利文獻1所記載之H EVC(High Eficiency Video Coding、高效率影像編碼)方式(亦可稱為ISO/IEC 23008-2 HEVC、ITU-T Recommendation H．265)。
HEVC方式，係判定每一代表差值影像的一部份之區塊，其是否對於轉換處理之一種的正交轉換進行省略轉換(skip)，當判定需進行省略時，將差值影像量化並進行可逆向編碼。於此，對於各個判定是否進行正交轉換，係藉由比較其差值之大小及是否省略正交轉換而決定。進行省略正交轉換之量化及編碼之處理模式，係稱為省略轉換(TS：Transform Skip)模式。選擇TS模式時，即使差值影像之低頻成分非為主要之情形下，亦可壓縮其資訊量。
【先前技術文獻】 【非專利文獻】
【非專利文獻1】Recommendation ITU-TH．265，(04/2013)“，High efficiency video coding”，International Telecommunication Union，April 2013
然而，於非專利文獻1中記載之編碼方式中，進行正交轉換之區塊，及不進行正交轉換之區塊，其在混合時，存在主觀畫質惡化之問 題。例如，將進行正交轉換之區塊合併，並將量化粗細設定為在越高頻帶即越粗時，未進行正交轉換之區塊，其畫素間，由於量化粗細相異，導致畫素間發生變異，從而使主觀畫質發生劣化之情形。
(1)為解決上述課題，本發明提供一種影像編碼裝置，其特徵為其係具備判定部及正交轉換部之影像編碼裝置；該判定部係用於：相對於分割代表輸入影像及預測影像的差值之預測差值訊號之轉換區塊，判定正交轉換的適用與否，若不適用時，判定部將判定進行省略轉換；且該正交轉換部係進行根據前述判定所選擇的處理；且其並具有量化部；當根據前述判定而選擇前述省略轉換時，使用第1量化矩陣將前述轉換區塊量化，且第1量化矩陣係與預先於解碼側共有的全部要素的量子化粗細相同；當根據前述判定，相對於轉換區塊適用正交轉換時，則使用前述第1量化矩陣或傳送至解碼側的第2量化矩陣，而將前述轉換區塊進行量化者。
(2)此外，本發明的其他態樣為，一種影像編碼裝置，其特徵為其係具備判定部及正交轉換部之影像編碼裝置；該判定部係用於：相對於分割代表輸入影像及預測影像的差值之預測差值訊號之轉換區塊，判定正交轉換的適用與否，若不適用時，判定部將判定進行省略轉換；且該正交轉換部係進行根據前述判定所選擇的處理；且其並具有量化部；當根據前述判定而選擇前述省略轉換時，使用全部要素的量化粗細所表示的量化矩陣而前述轉換區塊量化，且該表示的量化矩陣係與預先於解碼側共有的全部要素的量化粗細相同的第1量化矩陣，或傳送至解碼側的第2量 化矩陣的構成要素的代表值；當根據前述判定，相對於轉換區塊適用正交轉換時，則使用前述第1量化矩陣或前述第2量化矩陣，並將前述轉換區塊進行量化者。
(3)此外，本發明的其他態樣為，一種影像編碼裝置，其特徵為其係具備判定部及正交轉換部之影像編碼裝置；該判定部係用於：相對於分割代表輸入影像及預測影像的差值之預測差值訊號之轉換區塊，判定正交轉換的適用與否，若不適用時，判定部將判定進行省略轉換；且該正交轉換部係進行根據前述判定所選擇的處理；且其並具有量化部；當根據前述判定而選擇省略轉換時，係使用全部要素的量化粗細所表示的量化矩陣而將前述轉換區塊量化，且該表示的量化矩陣係與預先於解碼側共有的全部要素的量化粗細相同的第1量化矩陣，或傳送至解碼側的單一的值；當根據前述判定，相對於轉換區塊適用正交轉換時，則使用前述第1量化矩陣或傳送至解碼側的第2量化矩陣，而將前述轉換區塊進行量化者。
(4)此外，本發明的其他態樣為，如(1)至(3)中任一者之影像編碼裝置，其中，前述量化部，係根據前述判定，相對於前述轉換區塊而適用正交轉換；且於傳送前述第2量化矩陣時使用該第2量化矩陣進行量化，並適用前述正交轉換；而在不傳送前述第2量化矩陣時，係使用前述第1量化矩陣而量化者。
(5)此外，本發明的其他態樣為，如(1)記載之影像編碼裝置，其中，前述量化部，係根據前述判定，相對於轉換區塊而選擇前述省略轉換；且於傳送前述第2量化矩陣時使用前述第1量化矩陣而量化者。
(6)此外，本發明在其他態樣之影像解碼裝置，其特徵為其係具備逆量化部之影像解碼裝置；且當編碼資料所包含之已量化區塊，是不適用正交轉換而進行省略轉換的區塊時，係使用與預先於編碼側所共有的全部要素的量化粗細相同之第1量化矩陣，將前述已量化區塊進行逆量化；而當編碼資料所包含之已量化區塊，是適用正交轉換的區塊時，則使用前述第1量化矩陣或由編碼側所傳送來之第2量化矩陣，並進行逆量化者。
(7)此外，本發明在其他態樣之影像解碼裝置，其特徵為其係具備逆量化部之影像解碼裝置；且當編碼資料所包含之已量化區塊，是不適用正交轉換而進行省略轉換的區塊時，係使用全部要素的量化粗細所表示的量化矩陣而將前述已量化區塊逆量化，且該表示的量化矩陣係與預先於編碼側共有的第1量化矩陣，或由編碼側傳送來的第2量化矩陣的構成要素的代表值；而當編碼資料所包含之已量化區塊，是適用正交轉換的區塊時，則使用前述第1量化矩陣或第2量化矩陣，並進行逆量化者。
(8)此外，本發明在其他態樣之影像解碼裝置，其特徵為其係具備逆量化部之影像解碼裝置；且當編碼資料所包含之已量化區塊，是不適用正交轉換而進行省略轉換的區塊時，係使用與預先於編碼側所共有的第1量化矩陣，或由編碼側所傳送來之單一值、全部要素的量化粗細所表示的量化矩陣，而將前述已量化區塊逆量化；而當編碼資料所包含之已量化區塊，是適用正交轉換的區塊時，則使用前述第1量化矩陣或由編碼側所傳送來之第2量化矩陣，並進行逆量化者。
(9)此外，本發明在其他態樣之如(6)至(8)中任一者之影 像解碼裝置，其中，當前述編碼資料所包含之已量化區塊適用正交轉換之區塊時，且前述第2量化矩陣係由前述編碼側傳送時，前述逆量化部，係使用該第2量化矩陣進行逆量化；而當前述編碼資料所包含之已量化區塊係適用正交轉換之區塊時，前述第2量化矩陣未由前述編碼側傳送時，則使用前述第1量化矩陣進行逆量化者。
(10)此外，本發明在其他態樣之如(6)之影像解碼裝置，其中，當前述編碼資料所包含之已量化區塊不適用正交轉換而進行省略轉換之區塊時，且前述第2量化矩陣係由前述編碼側傳送時，前述逆量化部，係使用前述第1量化矩陣進行逆量化者。
(11)此外，本發明在其他態樣之程式，其特徵係其可使電腦具有(1)至(5)中任一者之影像編碼裝置並發揮功能者。
(12)此外，本發明在其他態樣之程式，其特徵係其可使電腦具有(6)至(10)中任一者之影像解碼裝置並發揮功能者。
10‧‧‧影像編碼裝置
10a‧‧‧影像編碼裝置
100‧‧‧前處理部
101‧‧‧預測差值訊號生成部
102‧‧‧正交轉換部
103‧‧‧省略轉換判定部
104‧‧‧量化部
105‧‧‧量化矩陣決定部
105a‧‧‧量化矩陣決定部
106‧‧‧熵編碼部
107‧‧‧逆量化部
108‧‧‧逆正交轉換部
109‧‧‧解碼影像生成部
110‧‧‧迴路濾波器部
111‧‧‧解碼影像記憶部
112‧‧‧影像內預測部
113‧‧‧影像間預測部
114‧‧‧動態向量計算部
115‧‧‧預測影像選擇部
30‧‧‧影像解碼裝置
30a‧‧‧影像解碼裝置
301‧‧‧熵解碼部
302‧‧‧解碼資訊記憶部
303‧‧‧逆量化部
304‧‧‧量化矩陣決定部
304a‧‧‧量化矩陣決定部
305‧‧‧逆正交轉換部
306‧‧‧省略轉換判定部
307‧‧‧解碼影像生成部
308‧‧‧迴路濾波器部
309‧‧‧圖框記憶體
310‧‧‧影像間預測部
311‧‧‧影像內預測部
312‧‧‧預測影像選擇部
TB1‧‧‧轉換區塊
TB2‧‧‧轉換區塊
TB3‧‧‧轉換區塊
TB4‧‧‧轉換區塊
TB5‧‧‧轉換區塊
TB6‧‧‧轉換區塊
TB7‧‧‧轉換區塊
TB8‧‧‧轉換區塊
TB9‧‧‧轉換區塊
TB10‧‧‧轉換區塊
TB11‧‧‧量化矩陣
TB21‧‧‧量化矩陣
TB22‧‧‧量化矩陣
【圖1】所示之方塊圖係本發明第1實施型態之影像編碼裝置10之概略構成之一例。
【圖2】係同實施型態之編碼區塊及轉換區塊之說明模式圖。
【圖3】所示之圖表係同實施型態之量化矩陣tb11。
【圖4】所示之圖表係同實施型態之量化矩陣tb21。
【圖5】所示之圖表係同實施型態之量化矩陣tb22。
【圖6】之流程圖係同實施型態之量化矩陣決定部105及量化部104的運作說明。
【圖7】所示之方塊圖係對同實施型態之影像解碼裝置30之概略構成。
【圖8】之流程圖係對同實施型態之量化矩陣決定部304及逆量化部303的動作說明。
【圖9】之流程圖係對本發明之第2實施型態之量化部104及量化矩陣決定部105之動作說明。
【圖10】之流程圖係對同實施型態之逆量化部303及量化矩陣決定部304之動作說明。
【圖11】之流程圖係對本發明之第3實施型態之量化部104及量化決定部105之動作說明。
【圖12】之流程圖係對同實施型態之逆量化部303及量化矩陣決定部304之動作說明。
【圖13】之方塊圖係對本發明第4實施型態之影像編碼裝置10a之概略構成。
【圖14】之流程圖係對同實施型態之量化部104及量化矩陣決定部105a之動作說明。
【圖15】之方塊圖係對同實施型態之影像編碼裝置30a之概略構成。
【圖16】之流程圖係對同實施型態之逆量化部303及量化矩陣決定部304a之動作說明。
【圖17】之流程圖係對本發明第5實施型態之量化部104及量化矩陣決定部105a之動作說明。
【圖18】之流程圖係對同實施型態之逆量化部303及量化矩陣決定部304a之動作說明。
〔第1實施型態〕
以下，參照圖式，說明關於本發明之第1實施型態。圖1，係表示本實施型態中影像編碼裝置10之概略構成之一例之方塊圖。影像編碼裝置10，係將輸入動態影像r編碼，並生成編碼資料。圖1所示之例中，影像編碼裝置10，係包含前處理部100、預測差值訊號生成部101、正交轉換部102、省略轉換判定部103、量化部104、量化矩陣決定部105、熵編碼部106、逆量化部107、逆正交轉換部108、解碼影像生成部109、迴路濾波器部110、解碼影像記憶部111、畫面內預測部112、畫面間預測部113、動態向量計算部114、預測影像選擇部115，並由此等所構成。關於各部之概略將於以下說明。
前處理部100，係相對於所輸入之輸入動態影像r，配合影像種類，將影像進行排序，，依序輸出影像種類及作為圖框之圖框影像等。此外，前處理部100，係將各圖框影像，進行符合編碼區塊之區塊分割。又，此編碼區塊之大小，分別為8×8、16×16、32×32之3種。判定將各編碼區塊之大小，分割為此等中任一種，可藉由例如，參照其領域之空間頻率分佈、配合高頻成分越小，越增大編碼區塊之大小等，可由任何方法決定。
預測差值訊號生成部101，係取得前處理部100所分割 之編碼區塊。預測差值訊號生成部101，藉由其編碼區塊，及由預測影像選擇部115所輸入之預測影像之區塊資料，從而生成預測訊號。具體而言，各個預測影像選擇部115之編碼區塊之像素質，係由藉由與對應於由預測影像選擇部115所輸入編碼區塊像素值相減，從而生成預測訊號。預測差值訊號生成部101，將所生成之預測差值訊號輸入至正交轉換部102及省略轉換判定部103。
正交轉換部102，將輸入之預測差值訊號，分割為轉換區塊。又，此轉換區塊之大小，係分為4×4、8×8、16×16、32×32之4種。判定將各轉換區塊之大小，分割為此等中任一種，可由任何方法決定。例如，正交轉換部102，係將該編碼資料解碼，並將表示解碼結果與輸入影像之差值大小之值，以各大小時點之編碼資料之位元數為基準算出評估值，並將其分隔為可算出最大評估值時之大小。又，評估值，於編碼資料之位元數越少時越大，解碼結果及輸入影像之差值之大小越少時越大。
正交轉換部102，係對於分割後之轉換區塊，進行離散餘弦轉換等之正交轉換處理，從而生成量化區塊。但，關於藉由省略轉換判定部103，判定為不適用正交轉換之轉換區塊，該轉換區塊將維持原樣作為量化區塊。又，因正交轉換不會改變區塊大小，此變化區塊之大小，係與將其正交轉換之量化區塊之大小相同。
省略轉換判定部103，係判定各個轉換區塊是否進行正交轉換者。省略轉換判定部103，例如，算出轉換區塊之空間頻率分佈，當頻率成分之最大值與最小值之差，係為所定之閾值以下時，將其作為轉 換區塊。又，亦可使用其他方法，判定是否進行正交轉換。此外，本實施型態，與HEVC相同，可為僅於轉換區塊之大小為4×4時，不適用正交轉換(省略轉換)。
省略轉換判定部103，如係可使該轉換區塊不適用正交轉換者時，係將表示該轉換區塊是否適用正交轉換之省略轉換旗標(transform_skip_flag)輸入至熵編碼106及量化矩陣決定部105。又，所謂的可使轉換區塊不適用正交轉換時，係依本實施型態，該轉換區塊之大小為4×4。此外，省略轉換旗標，為「1」時，係表示不適用正交轉換，為「0」時，表示適用正交轉換。
量化部104，係將由正交轉換部102輸出之輸出訊號，亦即量化區塊量化者。量化部104，係藉由進行量化使輸出訊號之編碼量減低，並將此輸出訊號(已量化之區塊)輸入熵編碼部106及逆量化部107。量化部104，於量化其量化區塊時，係經由量化矩陣決定部105使用每個量化區塊所決定之量化矩陣。此量化矩陣，其之各要素(以下，稱為量化值)，係表示於量化其量化區塊所對應之要素時，量化粗細所表示之矩陣。量化值越大，量化步階越大。
量化矩陣決定部105，係對於每個量化區塊決定其量化矩陣。量化矩陣決定部105，係於量化區塊中，使由省略轉換所得之量化區塊的量化矩陣，成為與全部要素之量化相等粗細之量化矩陣，亦即，決定全部之量化值皆為相同值之量化矩陣。量化矩陣之決定方法將於後述進行詳細說明。
量化矩陣決定部105，對於量化矩陣係將表示是否使用傳 送至解碼側之傳送量化矩陣之傳送量化矩陣適用旗標(scaling_list_enable_flag)，輸入熵編碼部106。更進一步，量化矩陣決定部105，當傳送量化矩陣適用旗標為「1」時，使用傳送量化矩陣時，係將換算表(ScalingList)依該傳送量化矩陣(ScalingFactor)之各要素所定的順序輸入熵編碼部106。
熵編碼部106，將由量化部104而得之輸出訊號，或由動態向量計算部114輸出之動態向量訊號或由濾波器110而得之濾波係數等，各部所得之輸入訊號，加以熵編碼，使其作為編碼訊號e而輸出。又，由各部所輸入之訊號，係包含：由省略轉換判定部103所輸入之省略轉換旗標、由量化矩陣決定部105所輸入之換算表、及傳送量化矩陣適用旗標。此外，所謂熵編碼，係對應符號之出現頻率，分配可變長度之編碼之方式。
逆量化部107，係將由量化部104所輸入之已量化之區塊進行逆量化，從而生成已轉換區塊。逆量化部107，係將所產生之已轉換區塊輸入至逆正交轉換部108。逆量化部107，於逆量化時，係使用量化矩陣決定部105所決定之量化矩陣。從而，可對應量化時之量化粗細進行逆量化。
逆正交轉換部108，係將由逆量化部107所輸入之已轉換區塊進行逆正交轉換處理後輸出至解碼影像生成部109。由此等之逆量化部107及逆正交轉換部108進行解碼處理，可獲得具有與編碼前之預測差值訊號相同程度之訊號。
解碼影像生成部109，係將由預測影像選擇部115選擇 之預測影像區塊形態，與由逆量化部107與逆正交轉換部108進行解碼處理之預測差值訊號相加。解碼影像生成部109，將相加後生成之解碼影像的區塊形態，輸入至迴路濾波器部110。
迴路濾波器部110，係可為例如SAO(採樣適應性濾波器，Sample Adaptive filter)、ALF(適應性迴路濾波器，Adaptive Loop Filter)或去區塊濾波器中任一種，或可係具備任一者或複數者。
舉例來說，迴路濾波器部110，將輸入影像分割為所定大小並分至各組，且各組生成有合適之濾波係數。迴路濾波器部110，將已進行濾波處理之解碼影像，分割為所定大小且分至各組，並使用所生成之濾波係數對於各組進行濾波處理。迴路濾波器部110，係將濾波處理結果輸出至解碼影像記憶部111，並聚集作為參考影像。所訂定大小，係例如為：正交轉換大小。
解碼影像記憶部111，係將輸入之解碼影像的區塊資料作為新參考影像之資料儲存，並將其輸出至：影像內預測部112、影像間預測部113及動態向量計算部114。
影像內預測部112，對於編碼目標影像之處理目標區塊，係由已編碼參考畫素生成預測影像的區塊資料。影像內預測部112，係使用複數之預測方向進行預測，並決定最合適之預測方向。
影像間預測部113，係使用由動態向量計算部114提供之動態向量，對由解碼影像記憶部111取得之參考影像資料進行動態補償。藉此，將由得到動態補償之參考影像生成區塊資料。
動態向量計算部114，係使用編碼目標影像中之區塊資 料，及由解碼影像記憶部111取得之參考影像，找出動態向量。動態向量，係使用由在區塊單位參考影像內，處理目標區塊中最相似之位置，尋找區塊相符技術等，尋找區塊單位的空間差異標示值。
動態向量計算部114，將所求之動態向量輸出至影像間預測部113，並將含有表示動態向量及參考影像之訊號之動態向量訊號輸出至熵編碼部106。
影像內預測部112及影像間預測部113所輸出之區塊資料，將輸入至預測影像選擇部115。
預測影像選擇部115，係於由影像內預測部112及影像間預測部113取得之區塊資料中，選擇其中一方區塊資料作為預測影像。被選擇之預測影像，將輸出至預測差值訊號生成部101及解碼影像生成部109。
圖2，係說明本實施型態中編碼區塊，及轉換區塊之模式圖。藉由前處理部100，將各圖框，分割為編碼區塊。編碼區塊之大小係8×8、16×16、32×32中任一種。圖2中，存在圖框中之64×64區塊，係分割為32×32的編碼區塊CB1、CB2、CB3，及16×16的編碼區塊CB4、CB5、CB6、CB7。
更進一步，對應各個編碼區塊之預測差值訊號，藉由正交轉換部102，而分割為轉換區塊。圖2中，32×32的編碼區塊CB2，係分割為16×16的轉換區塊TB1、TB2、TB3、8×8的轉換區塊TB4、TB5、TB6，及4×4的轉換區塊TB7、TB8、TB9、TB10。
圖3、圖4、圖5，係表示量化矩陣tb11、tb21、tb22各別於水平方向4個(4列)，垂直方向4個(4行)，共具有16個量化值之流程圖。量化矩陣tb11、tb21、tb22，其之要素數目為4×4，因此係使用於4×4量化區塊之量化。量化區塊tb11、tb21、tb22各別包含之四角形係表示其要素。四角形所各自記載之數字表示其量化值。
量化矩陣tb11，係為平坦(flat)初期值所成預設量化矩陣之一例，各要素之量化值皆為16。在此，所謂平坦，係代表量化矩陣之全部要素，皆為同一值。使用如此平坦的量化矩陣時，可使任何之量化區塊要素，皆以同一精準度量化。因此，不進行正交轉換時，藉由使用量化矩陣tb21等，具有量化值偏移的量化矩陣，可避免畫質之劣化。
量化矩陣tb21，為持有傾斜的傳送量化矩陣之一例。量化矩陣tb21，係依水平方向、垂直方向之次數各別逐漸變大時，而具有較大之量化值。量化矩陣tb21之左上端(第1行第1列)、中間(第3行第2列)、右下端(第4行第4列)之量化值，各別為6、28、42。如此之量化矩陣，係由關於較為右下所配列之要素的轉換係數，亦即越高頻之轉換係數可以低精密度進行量化。因此，進行正交轉換時，活用人類對低頻明暗及色相的空間變化敏感度的視覺特性，容許於不造成主觀畫質劣化之情形下藉由量化使高頻資訊量減低。
量化矩陣tb22，為持有傾斜的傳送量化矩陣之其他例。量化矩陣tb22，亦係配合於水平方向、垂直方向之次數各別逐漸越大 而具有較大之量化值。因此，進行正交轉換時，容許於不造成主觀畫質劣化之情形下藉由量化使高頻資訊量減低。但，量化矩陣tb22之量化值之傾斜，係較量化矩陣tb21之量化值之傾斜為緩和。
又，圖3、圖4、圖5，雖係表示4×4的量化矩陣之例，但量化區塊之大小，係為4×4、8×8、16×16、32×32之4種。因此，量化矩陣之大小，亦分為4×4、8×8、16×16、32×32之4種。
圖6，係說明量化矩陣決定部105及量化部104的處理之流程圖。量化矩陣決定部105及量化部104，於全部的編碼區塊依照順序逐個選擇，並進行以下步驟Sa2~步驟Sa17的處理(Sa1)。步驟Sa2中，由量化矩陣決定部105，決定是否使用傳送量化矩陣將屬於該編碼矩陣區塊(已選擇編碼區塊)的轉換區塊之量化。是否使用傳送量化矩陣的決定方法，可由任何方式決定，例如，可藉由判定該編碼區塊內之量化區塊，其要素值的最大值和最小值的差值是否於所定範圍外，當係於所定範圍外時，判定為使用傳送量化矩陣。
對於步驟Sa2，決定不使用傳送量化矩陣時(Sa2-No)，量化矩陣決定部105，將使關於該編碼區塊之傳送量化矩陣適用旗標為「0」，輸入至熵編碼部106(Sa13)。傳送量化矩陣適用旗標，當其值為「0」時，表示量化該編碼區塊內之量化區塊時係不使用傳送量化矩陣，而係使用預設量化矩陣。
接著，逐一依序選擇該編碼區塊內的全部量化區塊，並進行步驟Sa15、Sa16的處理(Sa14)。步驟Sa15中，量化矩陣 決定部105，係使用對應該量化區塊大小之預設量化矩陣，設定量化部104及逆量化部107。預設量化矩陣，係與解碼側預先共有，並係儲存有初值要素之量化矩陣。又，本實施型態，係與HEVC相同，4×4之預設量化矩陣，如同圖3的量化矩陣tb11係為平坦，除此之外的大小之預設量化矩陣具有傾斜。
亦即，對於不使用傳送量化矩陣的編碼區塊，量化4×4的量化區塊時，不論是否進行省略轉換，總是使用平坦的預設量化矩陣。
接著，量化部104，該量化區塊的各要素，於步驟Sa15，係使用預設量化矩陣而量化，生成已量化區塊。量化部104，將前述生成之已量化區塊，輸入至熵編碼部106及逆量化部107(Sa16)。量化部104，於進行量化時，例如，量化部107將式(1)所計算出之已逆量化轉換區塊d〔x〕〔y〕，選擇最接近正交轉換部102所輸入之量化區塊之轉換係數程度值TransCoeffLevel〔xTbY〕〔yTbY〕〔cIdx〕〔x〕〔y〕，作為已量化區塊。又，式(1)中，m〔x〕〔y〕為量化矩陣。
d〔x〕〔y〕=Clip3(-32768，32767，((TransCoeffLevel〔xTbY〕〔yTbY〕〔cIdx〕〔x〕〔y〕＊m〔x〕〔y〕＊levelScale〔qP%6〕<<(qP/6))+(1<<(bdShift-1)))>>bdShift)...(1)
於此，Clip3(a，b，xx)，其實數xx較實數a為小時，定義為a，實數xx較實數b為大時，定義為b。當實數xx大 於或等於a且小於或等於b時，定義xx為函數。xTbY、yTbY，係表示成為各個處理目標之量化區塊(目標區塊)的左上端之水平方向、垂直方向的座標值。-32768、32767，係由16位元所表示之每個要素訊號的最大、最小值。cIdx，係表示訊號值之種類的指數。cIdx=0、1、2，係各自表示亮度訊號、色差訊號Cb，及色差訊號Cr。
levelScale〔0〕至levelScale〔5〕，個別係，40、45、51、57、64、72。qP，為量化參數，亦即當表示量化精準度的整數每增加6時，將促使每個量化值成一半之參數。qP%6，係表示qP除以6後所得之餘數。a<<b，表示a之值係由二進位值表示並僅有b桁向左側位移，亦即，係表示2以b的倍數乘算之位元位移運算子。a>>b，表示a之值係由二進位值表示並僅有b桁向右側位移，亦即，係表示2以b的倍數除算之位元位移運算子。
bdShift，係對應訊號值的種類並預定之位元位移值。例如，訊號值為亮度訊號Y時，bdShift，係為BitDepthY+Log2(nTbS)-5。BitDepthY，為亮度信號Y的位元深度，亦即量化位元數(例如，16位元)。nTbS，係表示目標區塊之區塊大小。訊號值為色差訊號Cb、Cr時，bd量化矩陣決定部105，係Shift為，BitDepthc+Log2(nTbS)-5。BitDepthc，為亮度信號Cb、Cr的位元深度，亦即量化位元數(例如，16位元)。於此，qP，由圖框之種類差異而可為不同值。
接著，量化矩陣決定部105，判定對於屬於該編碼區塊全 部的量化區塊，是否進行步驟Sa15、Sa16的處理(Sa17)，對於全部的量化區塊進行後，進入步驟Sa12。當有不進行步驟Sa15、Sa16處理的量化區塊時，量化矩陣決定部105，選擇一個不進行處理的量化區塊，並返回至步驟Sa15。
另一方面，步驟Sa2，判定該編碼區塊使用傳送量化矩陣時(Sa2-Yes)，量化矩陣決定部105，將決定各大小之傳送量化矩陣(ScalingFactor)(Sa3)。例如，量化矩陣決定部105，將各大小之量化矩陣預先複數儲存，並於其中，選擇量化誤差最小者。或者，以量化誤差，及量化後的位元數作為基準算出評估值，以該評估值為基準選擇。
接著，量化矩陣決定部105，將排列所決定之傳送量化矩陣的各要素為鎖定順序之換算表，及設定為「1」之傳送量化矩陣適用旗標(scaling_list_enable_flag)，輸入至熵編碼部106(Sa4)。接著，依序逐一選擇該編碼區塊內的全部量化區塊，進入步驟Sa6到Sa10的處理(Sa5)。
步驟Sa6中，量化矩陣決定部105，判定該量化區塊之大小是否為4×4，亦即判定量化區塊是否進行省略轉換。步驟Sa6中，判定其係4×4時(Sa6-Yes)，量化矩陣決定部105，對於該量化區塊，判定其是否已進行省略轉換(Sa7)。當此判定之際，參考由省略轉換判定部103輸入之省略轉換旗標。
於步驟Sa7中，當判定省略轉換時(Sa7-Yes)，量化矩陣決定部105，以4×4的預設量化矩陣設定為量化部104及逆量化部107(Sa8)，並進入步驟Sa10。此4×4之預設量化矩陣， 係與步驟Sa15中所設定者相同，為平坦的量化矩陣。另一方面，步驟Sa6被判定非使用4×4時(Sa6-No)，及於步驟Sa7被判定非使用省略轉換(Sa7-No)時，量化矩陣決定部105，將在步驟Sa3所決定之傳送量化矩陣中，以該量化區塊之大小之傳送量化矩陣，設定成量化部104及逆量化部107之大小，接著進入步驟Sa10。
亦即，關於使用傳送量化矩陣的編碼區塊，係以4×4的量化區塊量化時，進行省略轉換，並使用預設量化矩陣，而當不進行省略轉換時，使用傳送量化矩陣。因此，使用省略轉換時，係使用平坦的量化矩陣，而不進行省略轉換時，則使用帶有傾斜的量化矩陣。
步驟Sa10中，量化部104，與步驟Sa16相同，係使用步驟Sa8或Sa9所設定之量化矩陣，量化該量化區塊，生成已量化區塊。量化部104，係將生成之已量化區塊輸入至熵編碼部106及逆量化部107。接著，量化矩陣決定部105，對於屬於該編碼區塊全部的量化區塊，判定是否進行步驟Sa6~Sa10的處理(Sa11)，對於全部的量化區塊進行處理後，進入步驟Sa12。當有不進行步驟Sa6~Sa10處理的量化區塊時，量化矩陣決定部105，選擇一個不進行處理的量化區塊，並返回步驟Sa6。
步驟Sa12，係量化矩陣決定部105，對於全部的編碼區塊，判定進行步驟Sa2~Sa17的處理與否。當有不進行步驟Sa2~Sa17處理之編碼區塊時，量化矩陣決定部105，將選擇一個不進行處理的編碼區塊，並且返回步驟Sa2。當全部的編碼區塊都進行後，處理結束。
接著，對於將由影像編碼裝置10所生成之編碼資料e進行解碼並生成解碼影像之影像解碼裝置30進行說明。圖7，係表示本實施型態中影像解碼裝置30的構成之概略區塊圖。如圖7所示，影像解碼裝置30，其構成係包含：熵解碼部301、解碼資訊記憶部302、逆量化部303、量化矩陣判定部304、逆正交轉換部305、省略轉換判定部306、解碼影像生成部307、迴路濾波器部308、圖框記憶體309、影像間預測部310、影像內預測部311、預測影像選擇部312。關於各部之概略將於以下說明。
熵解碼部301，係將由影像編碼裝置10所輸入之編碼資料e，進行影像編碼裝置10之熵編碼部106所對應之熵編碼之熵解碼。將對於熵解碼部301所解碼之預測誤差訊號(已量化區塊)，輸出至逆量化部303。此外，已解碼之省略轉換旗標、傳送量化矩陣適用旗標、換算表、濾波係數、影像間預測時及被解碼之動態向量等將被輸入至解碼資訊記憶部302。
此外，熵解碼部301，係當進行影像內預測時，通知影像內預測部311此資訊。此外，熵解碼部301，係通知預測影像選擇部312，其解碼目標影像係進行影像間預測或影像內預測。
解碼資訊記憶部302，係儲存被解碼之省略轉換旗標、傳送量化矩陣適用旗標、換算表、迴路濾波器之濾波係數、動態向量及分割模式等之解碼資訊。
逆量化部303，係對於由熵解碼部301所輸入之已量化區塊，進行於式(1)所表示之逆量化處理，並生成已轉換區塊。此已轉 換區塊，係圖1之正交轉換部102所生成之量化區塊所復元者。逆量化部303，係將已轉換區塊輸入至逆正交轉換部305。又，逆量化部303，當進行逆量化處理時，係使用由量化矩陣決定部304所設定之量化矩陣進行逆量化。
量化矩陣決定部304，係讀出由解碼資訊記憶部302來之省略轉換旗標、傳送量化矩陣適用旗標、換算表，且生成逆量化各個已量化區塊時所使用之量化矩陣，並設定逆量化部303。
逆正交轉換部305，係對於由逆量化部303所輸入之已轉換區塊進行逆正交轉換處理，並生成預測差值恢復訊號，該訊號由恢復影像編碼裝置10之預測差值訊號生成部101所生成的預測差值訊號。又，逆正交轉換部305，係對於由省略轉換判定部306來之不適用逆正交轉換之所指定已轉換區塊，其不進行逆正交轉換處理，並保持原樣做為預測差值恢復訊號。逆正交轉換部305，係將預測差值恢復訊號輸入至解碼影像生成部307。
影像內預測部311，係由圖框記憶體309取得解碼目標影像之已解碼之周邊像素後，使用複數之預測方向而生成預測影像。
影像間預測部310，係使用由圖框記憶體309取得之參考影像的資料及由解碼資訊記憶部302取得之動態向量及分割模式，進行動態補償。藉此，生成由動態補償之參考影像所成的預測影像的區塊資料。
預測影像選擇部312，係依熵解碼部301之通知，選擇影像內預測或影像間預測其中一方之預測影像。所選擇之預測影像之區塊 資料，將被輸入至解碼影像生成部307。
解碼影像生成部307，係將由預測影像選擇部307輸入之預測影像區塊資料，與由逆正交轉換部305輸入之預測差值恢復訊號作相加，並生成解碼影像。生成之解碼影像被輸入至迴路濾波器部308。
迴路濾波器部308，係將對於由解碼影像生成部307所輸出之解碼影像，經過用以減少區塊失真之濾波，由迴路濾波器處理後的解碼影像，輸出至圖框記憶體309。又，迴路濾波後的解碼影像將被輸出至表示裝置等。
圖框記憶體309，係儲存參考影像所形成之解碼影像等。又，解碼資訊記憶部302及圖框記憶體309，可為分別構成，亦可為同一記憶部。
圖8係為，量化矩陣決定部304及逆量化部303之動作說明流程圖。量化矩陣決定部304及逆量化部303，按照順序逐一選擇所有的編碼區塊，並進行以下步驟Sb2到步驟之Sb14處理(Sb1)。步驟Sb2中，量化矩陣決定部304參考解碼資訊記憶部302，並判定該編碼區塊之傳送量化矩陣適用旗標是否為「1」。
當判定不為「1」時(Sb2-No)，量化矩陣決定部304及逆量化部303按照順序逐一選擇該編碼區塊內之所有的已量化區塊，並進行以下步驟Sb12到步驟Sb13的處理。步驟Sb12中，量化矩陣決定部304，判定對於屬於該編碼區塊全部的量化區塊，是否進行步驟Sb12~Sb13的處理(Sb14)，對於全部的量化區塊進行後，進入步驟Sb15。當有不進行步驟Sb12~Sb13處理的量 化區塊時，量化矩陣決定部304，選擇一個不進行處理的量化區塊，並返回至步驟Sb12。
另一方面，當判定步驟Sb2之傳送量化矩陣適用旗標為「1」時(Sb2-Yes)，量化矩陣決定部304，將由解碼資訊記憶部302取得該編碼區塊之各個大小之換算表(Sb3)。接著，量化矩陣決定部304及逆量化部303，依序逐一選擇全部的已量化區塊，並進行以下步驟Sb5至步驟Sb10的處理(Sb4)。首先，量化矩陣決定部304，判定所選擇之已量化區塊之大小是否為4×4(Sb5)。當判定為4×4時(Sb45-Yes)，更進一步，由解碼資訊記憶部302取得該已量化區塊的省略轉換旗標，且判定省略轉換旗標為「1」與否(Sb6)。
當判定省略轉換旗標為「1」時(Sb6-Yes)，量化矩陣決定部304，設定逆量化部303為4×4之預設量化矩陣(Sb7)，並進入至步驟Sb9。另一方面，當步驟Sb5判定不為4×4時(Sb5-No)，及步驟Sb6判定省略轉換旗標不為「1」時(Sb6-No)，量化矩陣決定部304，設定逆量化部303(Sb8)，於步驟Sb3所取得之換算表中，由該已量化區塊之大小之換算表生成之傳送量化矩陣，且進入至步驟Sb9。又，量化矩陣決定部304，係將換算表所分割的各值，作為各個所定之位置的要素，並生成傳送量化矩陣。
步驟Sb9中，逆量化部303係與步驟Sb13中相同，使用Sb7或Sb8所設定之量化矩陣，逆量化其已量化區塊，並生成已轉換區塊。逆量化部303，係將生成之已轉換區塊輸入至逆正交轉換部 305。接著，量化矩陣決定部304，判定對於屬於該編碼區塊全部的已量化區塊，是否進行步驟Sb5~Sb9的處理(Sb10)，對於全部的已量化區塊進行後，進入步驟Sb15。當有不進行步驟Sb5~Sb9處理的已量化區塊時，量化矩陣決定部304，選擇一個不進行處理的已量化區塊，並返回步驟Sb5。
步驟Sb15，係量化矩陣決定部304，對於全部的編碼區塊，判定進行步驟Sb2~Sb14的處理與否(Sb15)。當有不進行步驟Sb2~Sb14處理之編碼區塊時，量化矩陣決定部304，將選擇一個不進行處理的編碼區塊，返回步驟Sb2。當全部的編碼區塊都進行後，處理結束。
如此地，本實施型態之影像編碼裝置10之構成包含：省略轉換判定部103、正交轉換部102、量化矩陣決定部105及量化部104。省略轉換判定部103，係對於輸入影像及預測影像的差值所代表之預測差值訊號之各個已分割的轉換區塊，判定適用正交轉換與否。正交轉換部102，係在轉換區塊中，生成對判定適用正交轉換之轉換區塊作正交轉換之量化區塊，且在轉換區塊中，判定不適用正交轉換之轉換區塊，將維持原樣做為量化區塊。
此外，量化矩陣決定部105，係依各量化區塊，決定當量化其量化區塊之各要素時所代表之每個要素之量化粗細之量化矩陣。量化部104，係使用量化矩陣決定部105所決定之量化矩陣，量化量化區塊的各要素。並且，量化矩陣決定部105，係對應由正交轉換部102而使轉換區塊保持原樣直接作為量化區塊的量化矩陣，且其量化矩陣全部 要素之量化粗細皆相同者。
藉此，即使有進行正交轉換之區塊及不進行正交轉換之區塊混合，仍可成為由轉換區塊保持原樣所成之量化區塊，亦即，不進行正交轉換之量化區塊，因全部要素之量化粗細均相等，可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
進一步，量化矩陣決定部105，係將對應由正交轉換部102而使轉換區塊保持原樣直接作為量化區塊之量化矩陣，作為與解碼端預先共有之預設量化矩陣。
藉此，轉換區塊保持原樣直接所成之量化區塊，亦即不進行正交轉換量化之量化區塊的量化，因係使用全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
進一步，量化矩陣決定部105，藉由判定由一個或複數個前述量化區塊所構成之每個訂定單位(編碼區塊)，決定量化矩陣為使用預設量化矩陣，或使用傳送至解碼側之傳送量化矩陣。此外，量化矩陣決定部105，係包含使用傳送量化矩陣之判定所訂定單位，且，對於由正交轉換部102之轉換區塊維持原樣之量化區塊的量化矩陣，作為預設量化矩陣。
藉此，即使係含有使用傳送量化矩陣及所判定之訂定單位(編碼區塊)之量化區塊，不進行正交轉換之量化區塊的量化，係因使用全部要素之量化粗細相等的預設量化矩陣，可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
如此，影像解碼裝置30之構成係包含：量化矩陣決定部304、逆量化部303、省略轉換判定部306、逆正交轉換部305及解碼影像生成部307。量化矩陣決定部304，係決定當逆量化編碼資料e所包含之已量化區塊的各要素時所代表之每個要素之量化粗細之量化矩陣。逆量化部303，係使用量化矩陣決定部304所決定之量化矩陣，逆量化已量化區塊的各個要素，且生成已轉換區塊。省略轉換判定部306，係對於每個已轉換區塊，判定適用逆正交轉換與否。
此外，逆正交轉換部305，係在已轉換區塊中，將判定為適用逆正交轉換之已轉換區塊進行逆正交轉換而生成預測差值恢復訊號；於已轉換區塊中，被判定不適用逆正交轉換之已轉換區塊，則維持原樣直接做為預測差值恢復訊號。影像解碼生成部307(合成部)，係由預測差值恢復訊號及預測影像，產生解碼影像。並且，量化矩陣決定部304，係逆正交轉換部305將已轉換區塊直接作為預測差值恢復訊號而生成之已轉換區塊時所使用之量化矩陣，作為全要素之量化粗細均相等之量化矩陣者。
藉此，即使進行正交轉換之區塊及不進行正交轉換之區塊混合，已轉換區塊可維持原樣直接作為預測差值恢復訊號，而對應不進行逆正交轉換之已轉換區塊的已量化區塊之逆量化，其因使用全部要素之量化粗細相等之量化矩陣，故可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
此外，量化矩陣決定部304，係與編碼側預先共有之預設量化矩陣，其係作為當逆正交轉換部305生成之已轉換區塊作為保持原 樣之預測差值恢復訊號時，使用之量化矩陣。
藉此，已轉換區塊作為保持原樣之預測差值恢復訊號，且對應不進行逆正交轉換之已轉換區塊的已量化區塊之逆量化，因使用全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
此外，量化矩陣決定部304，係判定由一個或複數個已量化區塊所構成之所定各單位(編碼區塊)，使用預設量化矩陣做為量化矩陣，或使用編碼側來之傳送量化矩陣。又，量化矩陣決定部304，係包含於經判定使用傳送量化矩陣之編碼區塊，且，預設量化矩陣，則係作為：當逆正交轉換部305生成直接作為預測差值區塊之已轉換區塊時，所使用之量化矩陣。
藉此，即使是包含於經判定使用傳送量化矩陣的所定單位(編碼區塊)之已量化區塊，在逆量化後不進行逆正交轉換之已量化區塊之逆量化，因為係使用全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
[第二實施型態]
以下，參照圖式，說明關於本發明之第2實施型態。第1實施型態，係使用傳送量化矩陣之編碼區塊所屬之量化區塊，及對於被省略轉換者，說明使用預設量化矩陣之例子。第2實施型態，係使用傳送量化矩陣之編碼區塊所屬之量化區塊，及對於被省略轉換者，說明使用由傳送量化矩陣所生成之平坦的量化矩陣代表值量化矩陣之例子。
本實施型態之影像編碼裝置10，及影像解碼裝置30，係 與圖1之影像編碼裝置10及圖7之影像解碼裝置30有相同之構成。但，影像編碼裝置10中，量化矩陣決定部105之動作，與影像解碼裝置30中，量化矩陣決定部304之動作相異，因此針對此動作加以說明。
圖9，係說明於本實施型態之量化部104、及量化矩陣決定部105之動作流程圖。於圖9中，對應圖6各部之部分使用相同之編碼(Sa1~Sa7、Sa9~Sa17)，其說明將被省略。圖9之流程圖及圖6之流程圖中，僅有步驟Sa8改變為步驟Sc8之不同。步驟Sc8，係量化矩陣決定部105，取得步驟Sa8所決定之傳送量化矩陣中，該量化區塊之大小的傳送量化矩陣之一個代表值。量化矩陣決定部105，係將與該代表值為相同值之全部要素之代表值量化矩陣，設定為量化部104及逆量化部107。
例如，使用傳送量化矩陣之預先被決定之位置的要素作為代表值，及由全部要素成為代表值之量化矩陣作為代表值量化矩陣。此代表值量化矩陣m〔x〕〔y〕，係作為傳送量化矩陣ScalingFactor〔sizeId〕〔x〕〔y〕時，以式(2)表示。m〔x〕〔y〕=ScalingFactor〔sizeId〕〔α〕〔β〕...(2)，於此之α、β，係表示各個水平方向、垂直方向之預先被決定位置之整數，取由0至xTbS-1，及由0至yTbS-1之值(例如，2)。xTbS為x方向之區塊大小，而yTbs為y方向之區塊大小，每個方向此寸均為「4」。SizeId表示量化區塊之大小索引，於此輸入4×4表示值。
又，作為代表值，無使用特定之要素，可使用傳送量化矩陣之要素之平均值、中間值、最小值、最大值及眾數值等。
圖10，係說明於本實施型態之逆量化部303、及量化決定部304之動作流程圖。在圖10中，對應圖8各部之部分使用相同之編碼(Sb1~Sb6、Sb8~Sa14)，其說明將被省略。圖10之流程圖及圖8之流程圖中，僅有步驟Sb7改變為步驟Sd7之相異。
步驟Sd7，係量化矩陣決定部304，取得步驟Sb3之換算表中，由該已量化區塊之大小的換算表生成傳送量化矩陣，並取得所生成之傳送量化矩陣的一個代表值。取得代表值之方法，係與步驟Sc7相同。量化矩陣決定部304，係將與該代表值為相同值之全部要素之代表值量化矩陣，設定為量化部303。
因此，於本實施型態之影像編碼裝置10中，量化矩陣決定部105，係對於由正交轉換部102之轉換區塊所維持原樣之量化區塊之量化矩陣，構成所定矩陣之要素的代表值，作為表示全部要素之量化粗細之代表值量化矩陣。
藉此，轉換區塊所維持原樣之量化區塊，亦即，不進行正交轉換之量化區塊的量化，係因使用全部要素之量化粗細相等之代表值量化矩陣，可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
此外，量化矩陣決定部105，係判定由一個或複數個量化區塊所構成之所定各單位(編碼區塊)，使用與解碼側預先共有之預設量化矩陣，或使用傳送至解碼側之傳送量化矩陣，作為量化矩陣。量化矩陣決定部105，係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位，且，對於由正交轉換部102之轉換區塊所維持原樣之量化區塊之量化矩陣，作為代表值量化矩陣。又，上述所定矩陣係為傳送量化矩陣。
藉此，經判定包含於使用傳送量化矩陣之所定單位(編碼區塊)之量化區塊，不進行正交轉換之量化區塊之量化，因使用全部要素之量化粗細相等之代表值量化矩陣，可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
此外，如此地，於本實施型態之影像解碼裝置30中，量化矩陣決定部304，係全部要素之量化粗細所表示之代表值量化矩陣，其以構成所定矩陣之要素的代表值，作為當逆正交轉換部305生成之已轉換區塊作為保持原樣之預測差值恢復訊號時，使用之量化矩陣。
藉此，為進行逆量化，且該逆量化係用以使已轉換區塊直接作為預測差值恢復訊號所生成之已轉換區塊，因為係使用全部要素之量化粗細相等之代表值量化矩陣，可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
進一步，量化矩陣決定部304，係以由1個或複數個已量化區塊所構成之所定各單位(編碼區塊)進行判定，是否作為量化矩陣，其係使用與解碼側預先共有之預設量化矩陣？或使用由編碼側傳來之傳送量化矩陣？量化矩陣決定部304，係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位，且，代表值量化矩陣則作為，當逆正交轉換部305生成之已轉換區塊直接作為預測差值恢復訊號時之已轉換區塊時，使用之量化矩陣。又，上述所定矩陣，係為傳送量化矩陣。
藉此，即使是包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位(編碼區塊)之已量化區塊，在逆量化後不進行逆正交轉換之已量化區塊之逆量化，因為係使用全部要素之量化粗細相等之代表值量化矩陣，故可抑制 因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
[第三實施型態]
以下，參照圖式，說明關於本發明之第3實施型態。第3實施型態，係使用傳送量化矩陣之編碼區塊所屬之量化區塊，關於被省略轉換者，說明由編碼側傳送至解碼側的一個值，並使用由該值生成之平坦、單一值傳送量化矩陣之例子。
於本實施型態之影像編碼裝置10及、影像解碼裝置30，係與圖1之影像編碼裝置10及圖7之影像解碼裝置30有相同之構成。但，影像編碼裝置10中，量化矩陣決定部105之動作，與影像解碼裝置30中，量化矩陣決定部304之動作相異，因此針對此動作加以說明。
圖11，係說明於本實施型態之量化部104、及量化矩陣決定部105之動作流程圖。於圖11中，對應圖6各部之部分使用相同之編碼(Sa1~Sa2、Sa5~Sa7、Sa9~Sa17)，其說明將被省略。圖11之流程圖及圖6之流程圖中，係將步驟Sa3、Sa4及Sa8改變，並僅有步驟Se3、Se4及Se8個別特點之相異。
步驟Se3，係量化矩陣決定部105，決定各種大小之傳送量化矩陣(ScalingFactor)及單一值傳送量化矩陣(ScalingFactor_TS)。在此，單一值傳送量化矩陣之全部要素均為相同值，此單一值，為傳送至解碼側之量化矩陣。又，其值，可使用預先被決定之值，也可由省略轉換之量化區塊的要素分布求得。
步驟Se4，係量化矩陣決定部105，決定步驟Se3之傳送量化矩陣的各要素，表示單一值傳送量化矩陣之要素之一值，以及生 成該並列之所定順序之換算表，同時設定傳送量化矩陣適用旗標(scaling_list_enable_flag)為「1」，且輸入至熵編碼部106。
步驟Se8，係量化矩陣決定部105，決定步驟Se3之單一值傳送量化矩陣，並設定量化部104及逆量化部107。又，設定單一值傳送量化矩陣m〔x〕〔y〕，係做為表示單一值傳送量化矩陣的要素之值為ScalingFactor_TS〔sizeId〕，以式(3)為表示之。m〔x〕〔y〕=ScalingFactor_TS〔sizeId〕...(3)SizeId，係表示量化區塊大小之索引，於此，輸入表示4×4之值。
又，本實施型態，係單一值傳送量化矩陣，因只使用大小為4×4時，無引數作為sizeId也可以。
此外，表示單一值傳送量化矩陣的要素之值ScalingFactor_TS，係不只決定量化區塊之大小(SizeId)，也決定其他之參數及其每個組合。例如，對於其他之參數，有訊號值的種類(亮度Y、色差Cb、Cr)、及屬於量化區塊之編碼區塊的預測模式(影像內預測模式、影像間預測模式等)等。
此外，於步驟Se3中之單一值傳送量化矩陣之決定，及該單一值傳送量化矩陣之換算表之熵編碼部106的輸入，係僅包含於將編碼區塊進行省略轉換之量化區塊。
圖12，係說明於本實施型態逆量化部303、量化矩陣決定部304之動作流程圖。於圖12中，對應圖8各部之部分使用相同之編碼(Sb1、Sb2、Sb4~Sb6、Sb8~Sa14)，其說明 將被省略。圖12之流程圖及圖8之流程圖中，僅有將步驟Sb3、Sb7改變為步驟Sf3、Sf7之相異。
步驟Sf3，係量化矩陣決定部304，由解碼資訊記憶部302取得，該編碼區塊之各大小之換算表即單一值傳送量化矩陣之換算表。
步驟Sf7，係量化矩陣決定部304，由步驟Sf3取得之單一值傳送量化矩陣的換算表，生成單一值傳送量化矩陣，並設定逆量化部303。
如此地，於本實施型態之影像編碼裝置10中，量化矩陣決定部105，係作為表示全部要素之量化粗細之單一值傳送量化矩陣，並以傳送至解碼側之單一值，作為正交轉換部102之轉換區塊之直接量化區塊之量化矩陣。
藉此，維持原樣之轉換區塊之量化區塊，即不進行正交轉換之量化區塊的量化，因為使用全部要素之量化粗細相等之單一值傳送量化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
此外，量化矩陣決定部105，係判定由1個或複數個量化區塊所構成之各所定單位(編碼區塊)，是否使用與解碼側預先共有之預設量化矩陣？或使用傳送至解碼側之傳送量化矩陣？作為量化矩陣。量化矩陣決定部105，其係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位，且對於由正交轉換部102之轉換區塊的直接量化區塊的量化矩陣，係作為單一值傳送量化矩陣者。
藉此，即使是包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位 (編碼區塊)之量化區塊，對於不進行逆正交轉換之量化區塊之量化而言，因為使用全部要素之量化粗細相等之單一值傳送量化矩陣，可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
此外，如此地，於本實施型態之影像解碼裝置30中，量化矩陣決定部304，係作為表示全部要素之量化粗細之單一值傳送量化矩陣，並以由編碼側傳送來之單一值，當逆正交轉換部305生成之已轉換區塊直接作為預測差值恢復訊號時之已轉換區塊時，使用之量化矩陣。
藉此，已轉換區塊直接作為預測差值恢復訊號，且對於不進行逆正交轉換之已轉換區塊的已量化區塊之逆量化而言，因使用全部要素之量化粗細相等之單一值傳送量化矩陣，可抑制因量化產生之像素間之變異，且可抑制主觀的畫質劣化。
此外，量化矩陣決定部304，係判定由一個或複數個已量化區塊所構成之各所定單位(編碼區塊)，是否使用與解碼側預先共有之預設量化矩陣？或使用由編碼側傳送來之傳送量化矩陣？作為量化矩陣。量化矩陣決定部304，係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位，且，其係作為單一值傳送量化矩陣，當逆正交轉換部305生成之已轉換區塊直接作為預測差值恢復訊號時之已轉換區塊時，使用之量化矩陣。
藉此，即使是包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位(編碼區塊)之已量化區塊，對於逆量化後不進行逆正交轉換之已量化區塊之逆量化而言，因使用全部要素之量化粗細相等之單一值量傳送化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
[第4實施型態]
以下，參照圖式，說明關於本發明之第4實施型態。第4實施型態，係使用傳送量化矩陣之編碼區塊所屬之量化區塊，關於被省略轉換者，說明使用平坦之預設量化矩陣之例子。
圖13，係表示於本實施型態之影像編碼裝置10a所構成之概略流程圖。於圖13中，對應圖1各部之部分使用相同之編碼(100~104、106~115)，其說明將被省略。影像編碼裝置10a及圖1之影像編碼裝置10中，僅有將量化矩陣決定部105改變為量化矩陣決定部105a之相異。量化矩陣決定部105a，係當決定量化矩陣時，不參考省略轉換判定部103之判定結果，其與量化矩陣決定部105相異。
圖14，係對於說明本實施型態之量化部104、及量化矩陣決定部105a之動作之流程圖。於圖14中，與圖6各部對應部分相同編碼(Sa1~Sa17)之說明將被省略。圖14之流程圖中，無圖6流程圖中之步驟Sa7。對於步驟Sa6，僅有當量化區塊之大小被判定為4×4時，直接進入步驟Sa8之點為相異者。
圖15，係對於表示本實施型態之影像解碼裝置30a構成之概略方塊圖。於圖15中，與圖7各部對應部分相同編碼(301~303、305~312)之說明將被省略。影像解碼裝置30a及圖7之影像解碼裝置30中，僅有將量化矩陣決定部304改變為量化矩陣決定部304a之相異。量化矩陣決定部304a，係決定量化矩陣時，不讀出由解碼資訊記憶部302來之省略轉換旗標，其與量化矩陣決定304為相異者。
圖16，係對於說明本實施型態之逆量化部303、及量化 矩陣決定部304a之動作之流程圖。於圖16中，與圖8各部對應部分相同編碼(Sb1~Sb5、Sb7~Sb15)之說明將被省略。圖16之流程圖中，無圖8流程圖中之步驟5b6。對於步驟Sb5，僅有當已量化區塊之大小被判定為4×4時，直接進入步驟Sb7之點為相異者。
如此地，本實施型態之影像編碼裝置10a中，量化矩陣決定部105a，係全部要素之量化粗細為相等，且對於此區塊大小所定區塊大小(4×4)之全部量化區塊的量化矩陣者。
藉此，其係所定之區塊大小，且對於不進行正交轉換之量化區塊之量化矩陣，因全部要素之量化粗細相等，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
此外，量化矩陣決定部105a，係與解碼側預先共有之預設量化矩陣，且其區塊大小為對於所定區塊大小(4×4)量化矩陣之量化區塊。此外，在預設量化矩陣中，所定之區塊大小，係全部要素之量化粗細為相等者。
藉此，所定之區塊大小，不進行正交轉換之量化區塊之量化，因為使用全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，從而抑制主觀畫面劣化。
此外，量化矩陣決定部105a，係判定由1個或複數個量化區塊所構成之各所定單位(編碼區塊)，是否使用預設量化矩陣？或使用傳送至解碼側之傳送量化矩陣？作為量化矩陣。接著，量化矩陣決定部105a，即使係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位的量化區塊，亦可將所定之區塊大小(4×4)的量化區塊之量化矩陣，作為預設量化矩陣。
藉此，即使係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位(編碼區塊)之量化區塊，亦可為所定之區塊大小，不進行正交轉換之量化區塊的量化，因係使用全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
如此地，對於本實施型態之影像解碼裝置30a中，量化矩陣決定部304a，係使該區塊大小成為所定的區塊大小(4×4)之全部已轉換區塊各自生成時所使用之量化矩陣，作為全部要素之量化粗細相等之量化矩陣。
藉此，其係所定之區塊大小，對於在逆量化後不進行正交轉換之已量化區塊之量化矩陣，因為全部要素之量化粗細相等，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
如此地，於本實施型態之影像解碼裝置30a中，量化矩陣決定部304a，係作為與編碼側預先共有之預設量化矩陣，且係所定之區塊大小(4×4)之已轉換區塊在生成時所使用之量化矩陣者。
藉此，其係所定之區塊大小，對於在逆量化後不進行正交轉換之已量化區塊之量化矩陣，因為成為全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
此外，量化矩陣決定部304a，係判定由一個或複數個前述已量化區塊所構成之各所定單位(編碼區塊)，是否使用預設量化矩陣？或使用由編碼側傳送來之傳送量化矩陣？作為量化矩陣。量化矩陣決定部304a，係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位，且，係將所定之區塊大小(4×4)之已轉換區塊生成時所使用之量化矩陣，作為預設量化 矩陣者。
藉此，即使是包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位(編碼區塊)之已轉換區塊，其係所定之區塊大小，且對於逆量化後不進行正交轉換之已量化區塊之量化矩陣，因為成為全部要素之量化粗細相等之預設量化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
[第5實施型態]
以下，參照圖式，說明關於本發明之第5實施型態。第5實施型態，係使用傳送量化矩陣之編碼區塊所屬之量化區塊，且對於省略轉換者，說明使用平坦之傳送量化矩陣之例子。
於本實施型態之影像編碼裝置10a及影像解碼裝置30a，係與圖13之影像編碼裝置10a及圖15之影像解碼裝置30a有相同之構成。但，影像編碼裝置10a中，量化矩陣決定部105之動作，與影像解碼裝置30a中，量化矩陣決定部304之動作相異，因此針對此動作加以說明。
圖17，係說明對於本實施型態量化部104、及量化矩陣決定部105a之動作流程圖。於圖17中，對應圖6各部之部分相同編碼(Sa1~Sa5、Sa9~Sa17)之說明將被省略。圖17之流程圖中，於圖6之流程圖中之步驟Sa3及Sa4間插入步驟Sg3及Sg4，並且無圖6之流程圖中之步驟Sa6~Sa8，在步驟Sa5後繼續進行Sa9之點為相異者。
步驟Sg3，係量化矩陣決定部105a，判定該編碼區塊為4×4之量化區塊與否。當判定為否時(Sg3-No)，維持原樣進入 Sa4。另一方面，步驟Sg3判定為是時(Sg3-Yes)，量化矩陣決定部105a，因4×4之傳送量化矩陣為平坦者(Sg4)，進入步驟Sa4。
圖18，係說明對於本實施型態之逆量化部303、及量化矩陣決定部304a之動作流程圖。於圖18中，對應圖8各部之部分相同編碼(Sb1~Sb4、Sb8~Sb15)之說明將被省略。圖18之流程圖中，無圖8之流程圖中之步驟Sb5~Sb7，及在步驟Sb4後繼續進行至Sa8之點為不同者。
如此地，量化矩陣決定部105a，係判定由一個或複數個量化區塊所構成之各所定單位(編碼區塊)，是否使用與解碼側預先共有之預設量化矩陣？或使用傳送至解碼側之傳送量化矩陣？作為量化矩陣。量化矩陣決定部105a，係包含於經判定使用傳送量化矩陣之所定單位，且，其係使對於所定區塊大小(4×4)之量化區塊之量化矩陣，作為全部要素之量化粗細相等者。
藉此，即使是經判定包含於使用傳送量化矩陣之所定單位(編碼區塊)之量化區塊，其係所定之大小，且不進行正交轉換之量化區塊的量化，因為使用全部要素之量化粗細相等之傳送量化矩陣，故可抑制因量化產生之畫面間失真，且可抑制主觀畫面劣化。
又，上述各實施型態，係作為轉換區塊能省略轉換時之例，列舉該轉換區塊之大小為4×4時之例，可為其他大小，但也可為該大小之多數者。另外，該轉換區塊所對應之領域之預測影像的生成方法，亦可含有特定之方法，或滿足轉換區塊之大小以外的條件等。
此外，上述各實施型態，編碼區塊之大小為8×8、16×16、32×32三種，轉換區塊及量化區塊之大小為4×4、8×8、16×16、32×32四種，但不限於此。可包含其它大小，也可不包含其他大小，其總類之數目可為多或少皆無妨。
此外，上述各實施型態中，傳送量化矩陣，係決定每個量化區塊之大小(SizeId)，惟其亦可不只決定大小，也決定其他之參數及其每個組合。例如，對於其他之參數，有訊號值之種類(亮度Y、色差Cb、Cr)、及屬於量化區塊之編碼區塊的預測模式(影像內預測模式、影像間預測模式等)等。
此外，上述各實施型態中，傳送量化矩陣(換ScalingList)之集合，可決定與每個傳送量化矩陣適用旗標相同之編碼區塊，亦可決定每個較大之單位。例如，可為每個圖框，也可為集合每個複數個單位的編碼區塊。
此外，上述各實施型態之影像編碼裝置10、及影像解碼裝置30中，亦可具有可將輸入影像進行逆編碼之無損耗模式。
此外，為了實現對於圖1影像編碼裝置10、及對於圖7影像影像解碼裝置30、及對於圖13影像編碼裝置10a、及對於圖15影像解碼裝置30a之機能之電腦程式，紀錄其電腦程式於電腦讀取可能之記錄媒體，電腦系統讀入此紀錄媒體所記錄之電腦程式，並實現執行該裝置之具體實行。又，此所指之「電腦系統」，係包含OS及周邊機器等之硬體者。
此外，「電腦可讀取之記錄媒體」係包含軟碟、磁光碟、R OM、CD-ROM等可移動式媒體，及電腦系統內部之硬碟等記憶裝置。進一步「電腦可讀取之記錄媒體」，係藉由網際網路等之網路及電話線路等通訊線路傳送程式時之通訊線，於短時間內，保持動態地程式者，包含藉由此時形成網路及客戶端電腦系統內部之揮發性記憶體，保持一段固定時間之程式者。此外，上述程式，係為了實現前述之部份功能者，此外，能實現電腦系統已記錄前述功能之程式及其組合者，皆可。
此外，上述圖1中之影像編碼裝置10、對於圖7中之影像影像解碼裝置30、對於圖13中之影像編碼裝置10a、及對於圖15影像解碼裝置30a之各機能區塊，可將其各別晶片化，或可部分或整合全部晶片化。此外，積體電路化之技術不限於LSI、專用線路、或可以泛用處理器實現。無論是混合或單一均可。即使一部份由硬體，一部份由軟體實現其功能也可。
此外，由於半導體技術之進步，當代替LSI之積體電路化等技術出現時，也可能使用該技術之積體電路。
以上，謹參考圖式詳細說明本發明之實施型態，但具體構成則不限於此實施型態，在不逸脫本發明之要旨之範圍的設計變更皆包含在內。
又，日本專利申請第2013-203529(2013年9月30日)之全部內容，亦基於參照，而包含於本發明說明書中。
【產業利用可能性】
根據本發明，即使混合了進行正交轉換區塊及不進行正交轉 換區塊，都能抑制因量化所發生之主觀畫質劣化。

Claims (6)

  1. 一種影像編碼裝置，其特徵係具備判定部及量化部；該判定部係用於：判定相對於轉換區塊之正交轉換省略與否；該量化部係用於：判定省略前述正交轉換，並且，具有前述轉換區塊為所定大小之第1條件被滿足之情形，或者，矩陣適用旗標顯示不適用由具有不同粗細之要素所構成之第2量化矩陣之資訊之第2條件被滿足之情形，使用由具有相等粗細之要素所構成之第1量化矩陣進行前述轉換區塊之量化；前述量化部，未具有前述轉換區塊為所定大小，並且，前述第2條件未被滿足之情形，使用前述第2量化矩陣，進行前述正交轉換所進行之轉換區塊之量化。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之影像編碼裝置，其中，構成前述第1量化矩陣之要素，係由前述影像編碼裝置及一影像解碼裝置預先共有的值；構成前述第2量化矩陣之要素，係被傳送至前述影像解碼裝置的值。
  3. 一種影像解碼裝置，其特徵係具備判定部及逆量化部；該判定部係用於：判定相對於轉換區塊之正交轉換省略與否；該逆量化部係用於：判定省略前述正交轉換，並且，具有前述轉換區塊為所定大小之第1條件被滿足之情形，或者，矩陣適用旗標顯示不適用由具有不同粗細之要素所構成之第2量化矩陣之資訊之第2條件被滿足之情形，使用由具有相等粗細之要素所構成之第1量化矩陣進行前述轉換區塊之逆量化； 前述逆量化部，未具有前述轉換區塊為所定大小，並且，前述第2條件未被滿足之情形，使用前述第2量化矩陣，進行前述正交轉換所進行之轉換區塊之逆量化。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之影像解碼裝置，其中，構成前述第1量化矩陣之要素，係由前述影像解碼裝置及一影像編碼裝置預先共有的值；構成前述第2量化矩陣之要素，係前述影像編碼裝置所傳送的值。
  5. 一種電腦程式產品，經由電腦載入該程式執行：判定相對於轉換區塊之正交轉換省略與否之步驟；判定省略前述正交轉換，並且，具有前述轉換區塊為所定大小之第1條件被滿足之情形，或者，矩陣適用旗標顯示不適用由具有不同粗細之要素所構成之第2量化矩陣之資訊之第2條件被滿足之情形，使用由具有相等粗細之要素所構成之第1量化矩陣進行前述轉換區塊之量化之步驟；未具有前述轉換區塊為所定大小，並且，前述第2條件未被滿足之情形，使用前述第2量化矩陣，進行前述正交轉換所進行之轉換區塊之量化之步驟。
  6. 一種電腦程式產品，經由電腦載入該程式執行：判定相對於轉換區塊之正交轉換省略與否之步驟；判定省略前述正交轉換，並且，具有前述轉換區塊為所定大小之第1條件被滿足之情形，或者，矩陣適用旗標顯示不適用由具有不同粗細之要素所構成之第2量化矩陣之資訊之第2條件被滿足之情形，使用由具有相等粗細之要素所構成之第1量化矩陣進行前述轉換區塊之逆量化之步驟；未具有前述轉換區塊為所定大小，並且，前述第2條件未被滿足之情形， 使用前述第2量化矩陣，進行前述正交轉換所進行之轉換區塊之逆量化之步驟。
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