WO2020059341A1 - 画像復号装置、画像符号化装置、画像処理システム及びプログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an image decoding device, an image encoding device, an image processing system, and a program.
- a prediction residual signal that is a difference between a prediction signal generated by intra prediction (intra-frame prediction) or inter prediction (inter-frame prediction) and an input image signal is generated, and conversion processing and quantization of the prediction residual signal are performed.
- a technology for performing processing for example, HEVC; High Efficiency Video Video
- HEVC High Efficiency Video Video
- Patent Document 1 a technique of using an interpolated pixel generated from an integer reference pixel as a reference signal when a reference signal used to generate a prediction signal is also proposed (for example, Patent Document 1).
- the tap length of the interpolation filter used for the interpolation pixel is selected according to the block size of the prediction block and the quantization parameter of the prediction block.
- the type of the interpolation filter is not considered, and there is room for improvement in the coding efficiency.
- the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an image decoding device, an image encoding device, an image processing system, and a program that can improve encoding efficiency. Aim.
- the image decoding device includes a prediction unit that generates a prediction signal included in the prediction block based on the reference signal included in the reference block.
- the prediction unit includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel included in the reference block from a reference signal of an integer reference pixel included in the reference block.
- the prediction unit selects a type of the interpolation filter based on a block size of the prediction block and a quantization parameter of the prediction block.
- the image encoding device includes a prediction unit that generates a prediction signal included in the prediction block based on the reference signal included in the reference block.
- the prediction unit includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel included in the reference block from a reference signal of an integer reference pixel included in the reference block.
- the prediction unit selects a type of the interpolation filter based on a block size of the prediction block and a quantization parameter of the prediction block.
- the image processing system includes an image encoding device and an image decoding device.
- the image encoding device and the image decoding device each include a prediction unit that generates a prediction signal included in a prediction block based on a reference signal included in a reference block.
- the prediction unit includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel included in the reference block from a reference signal of an integer reference pixel included in the reference block.
- the prediction unit selects a type of the interpolation filter based on a block size of the prediction block and a quantization parameter of the prediction block.
- a program causes a computer to execute a prediction step of generating a prediction signal included in a prediction block based on a reference signal included in the reference block.
- the prediction step generates an interpolation signal of a decimal reference pixel included in the reference block from a reference signal of an integer reference pixel included in the reference block, based on a block size of the prediction block and a quantization parameter of the prediction block. Selecting the interpolation filter to perform.
- an image decoding device an image encoding device, an image processing system, and a program that can improve encoding efficiency.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an image processing system 10 according to the embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the image encoding device 100 according to the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the intra prediction unit 112 according to the embodiment.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a reference pixel according to the embodiment.
- FIG. 5 is a diagram for explaining a method of selecting the type of the interpolation filter according to the embodiment.
- FIG. 6 is a diagram illustrating the image decoding device 200 according to the embodiment.
- FIG. 7 is a diagram illustrating the intra prediction unit 242 according to the embodiment.
- FIG. 8 is a diagram for explaining a method of selecting the type of the interpolation filter and the tap length according to the first modification.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an image processing system 10 according to the embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the image encoding device 100 according to the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the intra prediction unit 112 according
- FIG. 9 is a diagram for explaining a method of selecting the type of the interpolation filter and the tap length according to the second modification.
- FIG. 10 is a diagram for explaining a method of selecting the type of the interpolation filter according to the third modification.
- FIG. 11 is a diagram for explaining a method of selecting the tap length of the interpolation filter according to the fourth modification.
- FIG. 12 is a diagram for explaining a method of selecting the tap length of the interpolation filter according to the fourth modification.
- FIG. 13 is a diagram for explaining whether or not the smoothing filter according to the sixth modification can be applied.
- drawings are schematic and ratios of dimensions may be different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Further, it is needless to say that the drawings may include portions having different dimensional relationships or ratios.
- An image decoding device includes a prediction unit that generates a prediction signal included in a prediction block based on a reference signal included in the reference block.
- the prediction unit includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel included in the reference block from a reference signal of an integer reference pixel included in the reference block.
- the prediction unit selects a type of the interpolation filter based on a block size of the prediction block and a quantization parameter of the prediction block.
- the type of the interpolation filter is selected based on the block size of the prediction block and the quantization parameter of the prediction block. According to such a configuration, encoding efficiency can be improved.
- the image decoding device includes a prediction unit that generates a prediction signal included in a prediction block based on a reference signal included in the reference block.
- the prediction unit includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel included in the reference block from a reference signal of an integer reference pixel included in the reference block.
- the prediction unit selects a type of the interpolation filter based on a block size of the prediction block and a quantization parameter of the prediction block.
- the type of the interpolation filter is selected based on the block size of the prediction block and the quantization parameter of the prediction block. According to such a configuration, encoding efficiency can be improved.
- an image decoding method according to the operation of the above-described image decoding device may be provided, or an image encoding method according to the operation of the above-described image encoding device may be provided.
- an image processing system including the image decoding device and the image encoding device described above may be provided.
- a program related to the operation of the above-described image decoding device may be provided, or a program related to the operation of the above-described image encoding device may be provided.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an image processing system 10 according to the embodiment according to the embodiment.
- the image processing system 10 includes an image encoding device 100 and an image decoding device 200.
- the image encoding device 100 generates encoded data by encoding an input image signal.
- the image decoding device 200 generates an output image signal by decoding encoded data.
- the encoded data may be transmitted from the image encoding device 100 to the image decoding device 200 via a transmission path.
- the encoded data may be provided from the image encoding device 100 to the image decoding device 200 after being stored in the storage medium.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the image encoding device 100 according to the embodiment.
- the image coding apparatus 100 includes an inter prediction unit 111, an intra prediction unit 112, a subtractor 121, an adder 122, a transform / quantization unit 131, and an inverse transform / inverse quantization.
- the inter prediction unit 111 generates a prediction signal by inter prediction (inter-frame prediction). Specifically, the inter prediction unit 111 specifies a reference block included in the reference frame by comparing a frame to be encoded (hereinafter, a target frame) with a reference frame stored in the frame buffer 160. A motion vector for the reference block is determined. The inter prediction unit 111 generates a prediction signal included in the prediction block for each prediction block based on the reference block and the motion vector. The inter prediction unit 111 outputs a prediction signal to the subtractor 121 and the adder 122.
- the reference frame is a frame different from the target frame.
- the intra prediction unit 112 generates a prediction signal by intra prediction (intra-frame prediction). Specifically, the intra prediction unit 112 specifies a reference block included in the target frame, and generates a prediction signal for each prediction block based on the specified reference block. Intra prediction section 112 outputs the prediction signal to subtractor 121 and adder 122.
- the reference block is a block that is referred to for a prediction target block (hereinafter, a target block). For example, the reference block is a block adjacent to the target block.
- the subtracter 121 subtracts the prediction signal from the input image signal, and outputs the prediction residual signal to the transform / quantization unit 131.
- the subtracter 121 generates a prediction residual signal that is a difference between a prediction signal generated by intra prediction or inter prediction and an input image signal.
- Adder 122 adds the prediction signal to the prediction residual signal output from inverse transform / inverse quantization section 132, and outputs the decoded signal before filtering to intra prediction section 112 and in-loop filter processing section 150.
- the decoded signal before filtering constitutes a reference block used in intra prediction section 112.
- the conversion / quantization unit 131 performs a conversion process on the prediction residual signal and acquires a coefficient level value. Further, the transform / quantization unit 131 may perform quantization of the coefficient level value.
- the conversion process is a process of converting the prediction residual signal into a frequency component signal.
- a base pattern transformation matrix corresponding to a discrete cosine transform (DCT; Discrete Cosine Transform) may be used, and a base pattern (transformation matrix) corresponding to a discrete sine transform (DST; Discrete Sine Transform) may be used. May be used.
- the inverse transform / inverse quantization unit 132 performs an inverse transform process of the coefficient level value output from the transform / quantization unit 131.
- the inverse transform / inverse quantization unit 132 may perform inverse quantization of the coefficient level value prior to the inverse transform process.
- the inverse transform process and the inverse quantization are performed in a procedure reverse to the transform process and the quantization performed by the transform / quantization unit 131.
- Encoding section 140 encodes the coefficient level value output from transform / quantization section 131, and outputs encoded data.
- coding is entropy coding that assigns codes of different lengths based on the probability of occurrence of coefficient level values.
- the encoding unit 140 encodes control data used in the decoding process in addition to the coefficient level value.
- the control data may include size data such as an encoded block size, a predicted block size, and a transformed block size.
- the in-loop filter processing unit 150 performs the filtering process on the decoded signal before the filtering output from the adder 122, and outputs the decoded signal after the filtering to the frame buffer 160.
- the filtering process is a deblocking filtering process that reduces distortion generated at a boundary between blocks (encoded block, predicted block, or transformed block).
- the frame buffer 160 stores reference frames used by the inter prediction unit 111.
- the decoded signal after filtering constitutes a reference frame used in the inter prediction unit 111.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the intra prediction unit 112 according to the embodiment.
- the intra prediction unit 112 is an example of a prediction unit that generates a prediction signal included in a prediction block based on a reference signal included in the reference block.
- the intra prediction unit 112 includes a prediction mode setting unit 112A, a determination unit 112B, a filter selection unit 112C, a filter processing unit 112D, and a prediction signal generation unit 112E.
- the prediction mode setting unit 112A sets an intra prediction mode for generating a prediction signal.
- the intra prediction mode include a DC (Direct @ Current) prediction mode, a planar prediction mode, and a direction prediction mode.
- the directional prediction mode includes a horizontal prediction mode in which a prediction signal is generated from a reference signal of a reference pixel positioned horizontally with respect to the prediction pixel, and a prediction mode in which the prediction A vertical prediction mode for generating a signal and a diagonal prediction mode for generating a prediction signal from a reference signal of a reference pixel positioned diagonally to the prediction pixel are included.
- the reference pixels used in the horizontal prediction mode and the vertical prediction mode are integer reference pixels.
- the reference pixels used in the oblique direction prediction mode may be integer reference pixels or decimal reference pixels. Both the integer reference pixel and the decimal reference pixel are reference pixels included in the reference block.
- the determination unit 112B determines whether it is necessary to use a decimal reference pixel based on the intra prediction mode.
- the intra prediction mode is the DC prediction mode, the planar prediction mode, the horizontal direction prediction mode, and the vertical direction prediction mode
- the determination unit 112B determines that it is not necessary to use the decimal reference pixel, and changes the intra prediction mode to the prediction signal.
- the generation unit 242E is notified.
- the determination unit 112B determines that it is not necessary to use a decimal reference pixel, and sets the intra prediction mode to the prediction signal generation unit 242E. Notice. On the other hand, when the intra prediction mode is the oblique direction prediction mode and the reference pixel is a decimal reference pixel, the determination unit 112B determines that it is necessary to use the decimal reference pixel, and sets the intra prediction mode to the filter selection unit. Notify 112C.
- the filter selection unit 112C selects the type of the interpolation filter based on the block size of the prediction block and the quantization parameter of the prediction block.
- a linear filter, a cubic filter, or a Gaussian filter can be used as the interpolation filter.
- the cubic filter is a filter having a higher degree of smoothness than the linear filter.
- the Gaussian filter is a filter having a higher degree of smoothness than the cubic filter.
- the block size may be the number of pixels of the prediction block in the horizontal direction or the number of pixels of the prediction block in the vertical direction.
- the block size may be the smaller number of pixels in the horizontal and vertical directions.
- the quantization parameter is a parameter used for quantizing the coefficient level value. The smaller the quantization parameter, the lower the image compression ratio and the higher the image quality.
- a cubic filter is exemplified as an interpolation filter having a small degree of smoothness
- a Gaussian filter is exemplified as an interpolation filter having a large degree of smoothness.
- the filter selecting unit 112C increases the chance of selecting a cubic filter having a small degree of smoothness as an interpolation filter. Increasing opportunities means that the number of block sizes from which cubic filters are selected increases.
- the filter selecting unit 112C increases the chance that a Gaussian filter having a high degree of smoothness is selected as an interpolation filter as the block size increases. Increasing the opportunity means that the number of quantization parameters for which the Gaussian filter is selected increases.
- “4-G” means a Gaussian filter having a tap length of four.
- “4-C” means a cubic filter with a tap length of four.
- the filter selecting unit 112C fixes the type of the interpolation filter without changing the type when one of the block size and the quantization parameter satisfies a predetermined condition.
- the predetermined condition is at least one of a condition that the quantization parameter is smaller than a first threshold (X shown in FIG. 5) and a condition that the quantization parameter is larger than a second threshold (Y shown in FIG. 5).
- X shown in FIG. 5
- Y second threshold
- filter selection section 112C may select a Gaussian filter without depending on the block size.
- the filter selection unit 112C may select the cubic filter without depending on the block size.
- the filter processing unit 112D includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel from a reference signal of an integer reference pixel.
- the filter processing unit 112D generates an interpolation signal of a decimal reference pixel using the interpolation filter selected by the filter selection unit 112C.
- the filter processing unit 112D may apply an interpolation filter with the tap length selected by the filter selection unit 112C.
- the prediction signal generation unit 112E generates a prediction signal of the target pixel from the reference signal of the reference pixel based on the intra prediction mode.
- the prediction signal generation unit 112 ⁇ / b> E generates a prediction signal based on the reference signal of the integer reference pixel output from the adder 122 (a decoded signal before filtering).
- the prediction signal generation unit 112 ⁇ / b> E generates a prediction signal based on the reference signal of the decimal reference pixel generated by the filter processing unit 113.
- FIG. 6 is a diagram illustrating the image decoding device 200 according to the embodiment.
- the image decoding device 200 includes a decoding unit 210, an inverse transform / inverse quantization unit 220, an adder 230, an inter prediction unit 241, an intra prediction unit 242, and an in-loop filter processing unit. 250 and a frame buffer 260.
- the decoding unit 210 decodes the encoded data generated by the image encoding device 100, and decodes the coefficient level value.
- the decoding is entropy decoding in a procedure reverse to the entropy coding performed by the coding unit 140.
- the decoding unit 210 may obtain the control data by decoding the encoded data.
- the control data may include size data such as an encoded block size, a predicted block size, and a transformed block size.
- the control data may include an information element indicating an input source used to generate the predicted sample of the second component.
- the inverse transform / inverse quantization unit 220 performs an inverse transform process of the coefficient level value output from the decoding unit 210.
- the inverse transform / inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization of the coefficient level value prior to the inverse transform process.
- the inverse transform process and the inverse quantization are performed in a procedure reverse to the transform process and the quantization performed by the transform / quantization unit 131.
- Adder 230 adds the prediction signal to the prediction residual signal output from inverse transform / inverse quantization section 220, and outputs the decoded signal before filtering to intra prediction section 262 and in-loop filter processing section 250.
- the decoded signal before filtering constitutes a reference block used in intra prediction section 262.
- the inter prediction unit 241 generates a prediction signal by inter prediction (inter-frame prediction), similarly to the inter prediction unit 111. Specifically, the inter prediction unit 241 generates a prediction signal for each prediction block based on a motion vector decoded from encoded data and a reference signal included in a reference frame. The inter prediction unit 241 outputs a prediction signal to the adder 230.
- inter prediction inter-frame prediction
- the intra prediction unit 262 generates a prediction signal by intra prediction (intra-frame prediction), similarly to the intra prediction unit 112. Specifically, the intra prediction unit 262 specifies a reference block included in the target frame, and generates a prediction signal for each prediction block based on the specified reference block. Intra prediction section 262 outputs the prediction signal to adder 230.
- the in-loop filter processing unit 250 performs a filter process on the decoded signal before filtering output from the adder 230 and outputs the decoded signal after filtering to the frame buffer 260.
- the filtering process is a deblocking filtering process that reduces distortion generated at a boundary between blocks (encoded block, predicted block, or transformed block).
- the frame buffer 260 accumulates reference frames used by the inter prediction unit 241 in the same manner as the frame buffer 160.
- the decoded signal after filtering constitutes a reference frame used in the inter prediction unit 241.
- FIG. 7 is a diagram illustrating the intra prediction unit 242 according to the embodiment.
- the intra prediction unit 242 is an example of a prediction unit that generates a prediction signal included in a prediction block based on a reference signal included in the reference block.
- the intra prediction unit 242 includes a prediction mode setting unit 242A, a determination unit 242B, a filter selection unit 242C, a filter processing unit 242D, and a prediction signal generation unit 242E.
- the prediction mode setting unit 242A sets an intra prediction mode for generating a prediction signal, similarly to the prediction mode setting unit 112A.
- the determination unit 242B determines whether it is necessary to use a decimal reference pixel based on the intra prediction mode, similarly to the determination unit 112B.
- the filter selection unit 242C selects the type of the interpolation filter based on the block size of the prediction block and the quantization parameter of the prediction block, similarly to the filter selection unit 112C.
- the filter processing unit 242D includes an interpolation filter that generates an interpolation signal of a decimal reference pixel from a reference signal of an integer reference pixel, similarly to the filter processing unit 112D.
- the filter processing unit 242D generates an interpolation signal of a decimal reference pixel using the interpolation filter selected by the filter selection unit 242C.
- the prediction signal generation unit 242E generates a prediction signal of the target pixel from the reference signal of the reference pixel based on the intra prediction mode, similarly to the prediction signal generation unit 112E.
- the type of the interpolation filter is selected based on the block size of the prediction block and the quantization parameter of the prediction block. According to such a configuration, encoding efficiency can be improved.
- the present inventors have assiduously studied and found that the larger the quantization parameter, the greater the chance that a cubic filter with a small degree of smoothness is selected as an interpolation filter, thereby improving the coding efficiency.
- the inventors have found that the larger the block size, the greater the chance of selecting a Gaussian filter having a higher degree of smoothness as an interpolation filter, thereby improving the coding efficiency.
- the prediction unit (the filter selection unit 112C and the filter selection unit 242C) may be configured to select an interpolation filter having a higher degree of smoothness as the quantization parameter is larger.
- the prediction unit (the filter selection unit 112C and the filter selection unit 242C) may increase the tap length of the interpolation filter as the quantization parameter increases.
- the prediction unit (the filter selection unit 112C and the filter selection unit 242C) may be configured to select an interpolation filter having a higher degree of smoothness as the block size increases.
- the prediction unit (the filter selection unit 112C and the filter selection unit 242C) may increase the tap length of the interpolation filter as the block size increases.
- the prediction unit (the filter selection unit 112C and the filter selection unit 242C) may select the type of the interpolation filter according to the intra prediction mode.
- the prediction unit selects the first interpolation filter when the prediction direction of the intra prediction mode is equal to or less than a first inclination (m in FIG. 10) with respect to the horizontal direction. I do.
- the prediction unit selects the first interpolation filter when the prediction direction of the intra prediction mode is equal to or smaller than a second inclination (n in FIG. 10) with respect to the vertical direction.
- m may have the same value as n or a value different from n.
- the first interpolation filter may be a cubic filter having a small degree of smoothness.
- the prediction block when the prediction direction of the intra prediction mode is close to the horizontal direction or the vertical direction, it is highly possible that the prediction block includes an image such as a complicated striped pattern, and thus the cubic filter having a small degree of smoothness is used.
- the encoding efficiency can be improved by selecting.
- the prediction unit selects the second interpolation filter as the interpolation filter.
- the prediction unit selects the second interpolation filter as the interpolation filter when the prediction direction of the prediction mode is larger than a second inclination (n in FIG. 10) with respect to the vertical direction.
- the second interpolation filter may be a Gaussian filter having a high degree of smoothness.
- a Gaussian filter having a high degree of smoothness is selected because the prediction block is likely to include a flat image. By doing so, the coding efficiency can be improved.
- the prediction unit (the filter selection unit 112C and the filter selection unit 242C) may select the tap length of the interpolation filter according to the position of the reference decimal pixel.
- the prediction unit may select a shorter tap length as the tap length of the interpolation filter as the reference sub-pixel is farther from the prediction block.
- the interpolation filter A short tap length may be selected as the tap length.
- a shorter tap length may be selected as a tap length of the interpolation filter as the reference sub-pixel is farther from the prediction block.
- the prediction unit may select the type of the interpolation filter according to whether or not the reference pixel includes an edge component. Specifically, the prediction unit selects an interpolation filter having a small degree of smoothness when an edge component exceeding the threshold value is present, and selects an interpolation filter having a large degree of smoothness when there is no edge component exceeding the threshold value. You may.
- the prediction units include a smoothing filter that is uniformly applied to reference pixels before the interpolation filter is applied.
- the smoothing filter is a three-tap-length filter ((, 1 /, 1 /).
- the prediction unit reduces an opportunity to apply a smoothing filter that is uniformly applied to reference pixels before an interpolation filter is applied. Reducing opportunities means that the number of block sizes for which a smoothing filter is selected is reduced. The prediction unit reduces the chance of applying a smoothing filter that is uniformly applied to reference pixels before the interpolation filter is applied, as the block size increases. Reducing the opportunity means that the number of quantization parameters for which a smoothing filter is selected is reduced.
- the smoothing filter may be applied when the block size is equal to or larger than a threshold value (for example, 8).
- the smoothing filter may be applied when the block size is 8 and the prediction mode is a predetermined prediction mode (planar prediction mode, oblique prediction modes of 45 °, 135 °, and 225 °).
- the smoothing filter has a block size of 16 and a prediction mode of a predetermined prediction mode (a diagonal prediction mode of ⁇ 1 ° from the DC prediction mode, the horizontal prediction mode, and the horizontal prediction mode, ⁇ ° from the vertical prediction mode and the vertical prediction mode). (Prediction modes other than the 1 ° oblique direction prediction mode).
- the smoothing filter may be applied when the block size is 32 and the prediction mode is a predetermined prediction mode (a prediction mode other than the DC prediction mode, the horizontal prediction mode, and the vertical prediction mode).
- the block size may be the number of pixels of the prediction block in the horizontal direction or the number of pixels of the prediction block in the vertical direction.
- the block size may be the smaller number of pixels in the horizontal and vertical directions.
- the condition for determining whether or not the smoothing filter is applicable is linked to the condition for selectively using the interpolation filter having a small smoothness and the interpolation filter having a large smoothness in the table shown in FIG. .
- the thresholds X and Y shown in FIG. 13 may be the same as the thresholds X and Y shown in FIG.
- the prediction unit may fix the application of the smoothing filter without changing if any one of the block size and the quantization parameter satisfies a predetermined condition.
- the predetermined condition is at least one of a condition that the quantization parameter is smaller than a first threshold (X shown in FIG. 5) and a condition that the quantization parameter is larger than a second threshold (Y shown in FIG. 5).
- the prediction unit may apply the smoothing filter without depending on the block size.
- the prediction unit does not need to apply the smoothing filter without depending on the block size.
- the linear filter, the cubic filter, and the Gaussian filter have been exemplified as the interpolation filters.
- any interpolation filter can be used as the interpolation filter.
- a cubic filter is exemplified as an interpolation filter having a small smoothness, but a sharpening filter such as a Laplacian filter may be used as an interpolation filter having a small smoothness.
- the predetermined condition for determining whether to fix the type of the interpolation filter without changing it is the condition of the quantization parameter.
- the predetermined condition may be a block size condition.
- the predetermined condition may be at least one of a condition that the block size is smaller than the first threshold and a condition that the block size is larger than the second threshold.
- the quantization parameter may be a parameter determined for each coding block.
- the quantization parameter of the target block may be determined according to the quantization parameter of an encoded (or decoded) adjacent block adjacent to the target block.
- the quantization parameter may be a parameter determined in slice units when there is no encoded (or decoded) adjacent block.
- the staples shown in FIG. 5 may be properly used according to the type of the target frame.
- the type of the target frame is an I frame, a P frame, a B frame, or the like.
- the interpolation filter may be applied to a luminance signal or a chrominance signal.
- a program that causes a computer to execute each processing performed by the image encoding device 100 and the image decoding device 200 may be provided. Further, the program may be recorded on a computer-readable medium. With a computer readable medium, it is possible to install the program on a computer.
- the computer-readable medium on which the program is recorded may be a non-transitory recording medium.
- the non-transitory recording medium is not particularly limited, but may be, for example, a recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM.
- a chip configured by a memory that stores a program for executing each process performed by the image encoding device 100 and the image decoding device 200 and a processor that executes the program stored in the memory may be provided.
- image processing system 100 image encoding device 111 inter prediction unit 112 intra prediction unit 112A prediction mode setting unit 112B determination unit 112C filter selection unit 112D filter processing unit 112E prediction signal generation unit 121 subtraction Unit 122 adder 131 transform / quantization unit 132 inverse transformation / inverse quantization unit 140 encoding unit 150 in-loop filter processing unit 160 frame buffer 200 image decoding device 210 decoding unit 220 inverse conversion Inverse quantization unit 230 Adder 241 Inter prediction unit 242 Intra prediction unit 242A Prediction mode setting unit 242B Determination unit 242C Filter selection unit 242D Filter processing unit 242E Prediction signal generation unit 250 In-loop filter Processing unit 260: frame buffer
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Abstract
画像復号装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
Description
本発明は、画像復号装置、画像符号化装置、画像処理システム及びプログラムに関する。
従来、イントラ予測(フレーム内予測)又はインター予測(フレーム間予測)によって生成される予測信号と入力画像信号との差分である予測残差信号を生成し、予測残差信号の変換処理及び量子化処理を行う技術(例えば、HEVC;High Efficiency Video Coding)が提案されている(例えば、非特許文献1)。
このような画像処理技術において、予測信号の生成に用いる参照信号を生成する際に、整数参照画素から生成された補間画素を参照信号として用いる技術も提案されている(例えば、特許文献1)。
ITU-T H.265 High Efficiency Video Coding
上述した画像処理技術では、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに応じて、補間画素に用いる補間フィルタのタップ長が選択される。
しかしながら、上述した画像処理技術では、補間フィルタの種類については考慮されておらず、符号化効率の向上については改善の余地がある。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、符号化効率を向上することを可能とする画像復号装置、画像符号化装置、画像処理システム及びプログラムを提供することを目的とする。
第1の特徴に係る画像復号装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
第2の特徴に係る画像符号化装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
第3の特徴に係る画像処理システムは、画像符号化装置及び画像復号装置を備える。前記画像符号化装置及び前記画像復号装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
第4の特徴に係るプログラムは、コンピュータに、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測ステップを実行させる。前記予測ステップは、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを選択するステップを含む。
一態様によれば、符号化効率を向上することを可能とする画像復号装置、画像符号化装置、画像処理システム及びプログラムを提供することができる。
以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれている場合があることは勿論である。
[開示の概要]
開示の概要に係る画像復号装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
開示の概要に係る画像復号装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
開示の概要に係る画像復号装置では、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、補間フィルタの種類が選択される。このような構成によれば、符号化効率を向上することができる。
開示の概要に係る画像復号化装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備える。前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する。
開示の概要に係る画像符号化置では、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、補間フィルタの種類が選択される。このような構成によれば、符号化効率を向上することができる。
開示の概要としては、上述した画像復号装置の動作に係る画像復号方法が提供されてもよく、上述した画像符号化装置の動作に係る画像符号化方法が提供されてもよい。開示の概要としては、上述した画像復号装置及び画像符号化装置を有する画像処理システムが提供されてもよい。開示の概要としては、上述した画像復号装置の動作に係るプログラムが提供されてもよく、上述した画像符号化装置の動作に係るプログラムが提供されてもよい。
[実施形態]
(画像処理システム)
以下において、実施形態に係る画像処理システムについて説明する。図1は、実施形態に係る実施形態に係る画像処理システム10を示す図である。
(画像処理システム)
以下において、実施形態に係る画像処理システムについて説明する。図1は、実施形態に係る実施形態に係る画像処理システム10を示す図である。
図1に示すように、画像処理システム10は、画像符号化装置100及び画像復号装置200を有する。画像符号化装置100は、入力画像信号を符号化することによって符号化データを生成する。画像復号装置200は、符号化データを復号することによって出力画像信号を生成する。符号化データは、画像符号化装置100から画像復号装置200に対して伝送路を介して送信されてもよい。符号化データは、記憶媒体に格納された上で、画像符号化装置100から画像復号装置200に提供されてもよい。
(画像符号化装置)
以下において、実施形態に係る画像符号化装置について説明する。図2は、実施形態に係る画像符号化装置100を示す図である。
以下において、実施形態に係る画像符号化装置について説明する。図2は、実施形態に係る画像符号化装置100を示す図である。
図2に示すように、画像符号化装置100は、インター予測部111と、イントラ予測部112と、減算器121と、加算器122と、変換・量子化部131と、逆変換・逆量子化部132と、符号化部140と、インループフィルタ処理部150と、フレームバッファ160と、を有する。
インター予測部111は、インター予測(フレーム間予測)によって予測信号を生成する。具体的には、インター予測部111は、符号化対象のフレーム(以下、対象フレーム)とフレームバッファ160に格納される参照フレームとの比較によって、参照フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに対する動きベクトルを決定する。インター予測部111は、参照ブロック及び動きベクトルに基づいて予測ブロックに含まれる予測信号を予測ブロック毎に生成する。インター予測部111は、予測信号を減算器121及び加算器122に出力する。参照フレームは、対象フレームとは異なるフレームである。
イントラ予測部112は、イントラ予測(フレーム内予測)によって予測信号を生成する。具体的には、イントラ予測部112は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成する。イントラ予測部112は、予測信号を減算器121及び加算器122に出力する。参照ブロックは、予測対象のブロック(以下、対象ブロック)について参照されるブロックである。例えば、参照ブロックは、対象ブロックに隣接するブロックである。
減算器121は、入力画像信号から予測信号を減算し、予測残差信号を変換・量子化部131に出力する。ここで、減算器121は、イントラ予測又はインター予測によって生成される予測信号と入力画像信号との差分である予測残差信号を生成する。
加算器122は、逆変換・逆量子化部132から出力される予測残差信号に予測信号を加算し、フィルタ処理前復号信号をイントラ予測部112及びインループフィルタ処理部150に出力する。フィルタ処理前復号信号は、イントラ予測部112で用いる参照ブロックを構成する。
変換・量子化部131は、予測残差信号の変換処理を行うとともに、係数レベル値を取得する。さらに、変換・量子化部131は、係数レベル値の量子化を行ってもよい。変換処理は、予測残差信号を周波数成分信号に変換する処理である。変換処理では、離散コサイン変換(DCT;Discrete Cosine Transform)に対応する基底パターン(変換行列)が用いられてもよく、離散サイン変換(DST;Discrete Sine Transform)に対応する基底パターン(変換行列)が用いられてもよい。
逆変換・逆量子化部132は、変換・量子化部131から出力される係数レベル値の逆変換処理を行う。ここで、逆変換・逆量子化部132は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行ってもよい。逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部131で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。
符号化部140は、変換・量子化部131から出力された係数レベル値を符号化し、符号化データを出力する。例えば、符号化は、係数レベル値の発生確率に基づいて異なる長さの符号を割り当てるエントロピー符号化である。
符号化部140は、係数レベル値に加えて、復号処理で用いる制御データを符号化する。制御データは、符号化ブロックサイズ、予測ブロックサイズ、変換ブロックサイズなどのサイズデータを含んでもよい。
インループフィルタ処理部150は、加算器122から出力されるフィルタ処理前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ処理後復号信号をフレームバッファ160に出力する。例えば、フィルタ処理は、ブロック(符号化ブロック、予測ブロック又は変換ブロック)の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理である。
フレームバッファ160は、インター予測部111で用いる参照フレームを蓄積する。フィルタ処理後復号信号は、インター予測部111で用いる参照フレームを構成する。
(イントラ予測部)
以下において、実施形態に係るイントラ予測部について説明する。図3は、実施形態に係るイントラ予測部112を示す図である。イントラ予測部112は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部の一例である。
以下において、実施形態に係るイントラ予測部について説明する。図3は、実施形態に係るイントラ予測部112を示す図である。イントラ予測部112は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部の一例である。
図3に示すように、イントラ予測部112は、予測モード設定部112Aと、判定部112Bと、フィルタ選択部112Cと、フィルタ処理部112Dと、予測信号生成部112Eと、を有する。
予測モード設定部112Aは、予測信号を生成するイントラ予測モードを設定する。イントラ予測モードとしては、DC(Direct Current)予測モード、プレーナ予測モード、方向性予測モードが挙げられる。方向性予測モードは、予測画素に対して水平方向に位置する参照画素の参照信号から予測信号を生成する水平方向予測モードと、予測画素に対して垂直方向に位置する参照画素の参照信号から予測信号を生成する垂直方向予測モードと、予測画素に対して斜め方向に位置する参照画素の参照信号から予測信号を生成する斜め方向予測モードと、を含む。
図4に示すように、水平方向予測モード及び垂直方向予測モードで用いる参照画素は、整数参照画素である。一方で、斜め方向予測モードで用いる参照画素は、整数参照画素であることもあり、小数参照画素であることもある。整数参照画素及び小数参照画素は、いずれも参照ブロックに含まれる参照画素である。
判定部112Bは、イントラ予測モードに基づいて、小数参照画素を用いる必要があるか否かを判定する。判定部112Bは、イントラ予測モードがDC予測モード、プレーナ予測モード、水平方向予測モード及び垂直方向予測モードである場合には、小数参照画素を用いる必要がないと判定し、イントラ予測モードを予測信号生成部242Eに通知する。
判定部112Bは、イントラ予測モードが斜め方向予測モードであり、参照画素が整数参照画素である場合には、小数参照画素を用いる必要がないと判定し、イントラ予測モードを予測信号生成部242Eに通知する。一方で、判定部112Bは、イントラ予測モードが斜め方向予測モードであり、参照画素が小数参照画素である場合には、小数参照画素を用いる必要があると判定し、イントラ予測モードをフィルタ選択部112Cに通知する。
フィルタ選択部112Cは、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、補間フィルタの種類を選択する。例えば、補間フィルタとしては、リニアフィルタ、キュービックフィルタ、ガウシアンフィルタを用いることができる。キュービックフィルタは、リニアフィルタよりも平滑度合いが大きいフィルタである。ガウシアンフィルタは、キュービックフィルタよりも平滑度合いが大きいフィルタである。
ブロックサイズは、予測ブロックの水平方向の画素数であってもよく、予測ブロックの垂直方向の画素数であってもよい。ブロックサイズは、水平方向及び垂直方向の小さい方の画素数であってもよい。量子化パラメータは、係数レベル値の量子化に用いるパラメータである。量子化パラメータが小さいほど、画像の圧縮率が低く、画像の品質が高い。
以下においては、平滑度合いが小さい補間フィルタとしてキュービックフィルタを例示し、平滑度合いが大きい補間フィルタとしてガウシアンフィルタを例示する。
図5に示すように、フィルタ選択部112Cは、量子化パラメータが大きいほど、平滑度合いが小さいキュービックフィルタが補間フィルタとして選択される機会を増大する。機会の増大とは、キュービックフィルタが選択されるブロックサイズの数が増大することを意味する。フィルタ選択部112Cは、ブロックサイズが大きいほど、平滑度合いが大きいガウシアンフィルタが補間フィルタとして選択される機会を増大する。機会の増大とは、ガウシアンフィルタが選択される量子化パラメータの数が増大することを意味する。
なお、図5において、“4-G”は、タップ長が4であるガウシアンフィルタを意味する。“4-C”は、タップ長が4であるキュービックフィルタを意味する。
フィルタ選択部112Cは、ブロックサイズ及び量子化パラメータのいずれか1つが所定条件を満たす場合に、補間フィルタの種類を変更せずに固定する。例えば、所定条件は、量子化パラメータが第1閾値(図5に示すX)よりも小さいという条件及び量子化パラメータが第2閾値(図5に示すY)よりも大きいという条件の少なくともいずれか1つである。具体的には、フィルタ選択部112Cは、量子化パラメータがXよりも小さい場合に、ブロックサイズに依存せずにガウシアンフィルタを選択してもよい。フィルタ選択部112Cは、量子化パラメータがYよりも大きい場合に、ブロックサイズに依存せずにキュービックフィルタを選択してもよい。
フィルタ処理部112Dは、整数参照画素の参照信号から小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。フィルタ処理部112Dは、フィルタ選択部112Cで選択された補間フィルタを用いて、小数参照画素の補間信号を生成する。フィルタ処理部112Dは、フィルタ選択部112Cで選択されたタップ長で補間フィルタを適用してもよい。
予測信号生成部112Eは、イントラ予測モードに基づいて、参照画素の参照信号から対象画素の予測信号を生成する。予測信号生成部112Eは、参照画素が整数参照画素である場合には、加算器122から出力される整数参照画素の参照信号(フィルタ処理前復号信号)に基づいて予測信号を生成する。予測信号生成部112Eは、参照画素が小数参照画素である場合には、フィルタ処理部113で生成される小数参照画素の参照信号に基づいて予測信号を生成する。
(画像復号装置)
以下において、実施形態に係る画像復号装置について説明する。図6は、実施形態に係る画像復号装置200を示す図である。
以下において、実施形態に係る画像復号装置について説明する。図6は、実施形態に係る画像復号装置200を示す図である。
図6に示すように、画像復号装置200は、復号部210と、逆変換・逆量子化部220と、加算器230と、インター予測部241と、イントラ予測部242と、インループフィルタ処理部250と、フレームバッファ260と、を有する。
復号部210は、画像符号化装置100によって生成される符号化データを復号し、係数レベル値を復号する。例えば、復号は、符号化部140で行われるエントロピー符号化とは逆の手順のエントロピー復号である。
復号部210は、符号化データの復号処理によって制御データを取得してもよい。上述したように、制御データは、符号化ブロックサイズ、予測ブロックサイズ、変換ブロックサイズなどのサイズデータを含んでもよい。制御データは、第2成分の予測サンプルの生成に用いる入力ソースを示す情報要素を含んでもよい。
逆変換・逆量子化部220は、復号部210から出力される係数レベル値の逆変換処理を行う。ここで、逆変換・逆量子化部220は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行ってもよい。逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部131で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。
加算器230は、逆変換・逆量子化部220から出力される予測残差信号に予測信号を加算し、フィルタ処理前復号信号をイントラ予測部262及びインループフィルタ処理部250に出力する。フィルタ処理前復号信号は、イントラ予測部262で用いる参照ブロックを構成する。
インター予測部241は、インター予測部111と同様に、インター予測(フレーム間予測)によって予測信号を生成する。具体的には、インター予測部241は、符号化データから復号した動きベクトルと参照フレームに含まれる参照信号に基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成する。インター予測部241は、予測信号を加算器230に出力する。
イントラ予測部262は、イントラ予測部112と同様に、イントラ予測(フレーム内予測)によって予測信号を生成する。具体的には、イントラ予測部262は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいて予測信号を予測ブロック毎に生成する。イントラ予測部262は、予測信号を加算器230に出力する。
インループフィルタ処理部250は、インループフィルタ処理部150と同様に、加算器230から出力されるフィルタ処理前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ処理後復号信号をフレームバッファ260に出力する。例えば、フィルタ処理は、ブロック(符号化ブロック、予測ブロック又は変換ブロック)の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理である。
フレームバッファ260は、フレームバッファ160と同様に、インター予測部241で用いる参照フレームを蓄積する。フィルタ処理後復号信号は、インター予測部241で用いる参照フレームを構成する。
(イントラ予測部)
以下において、実施形態に係るイントラ予測部について説明する。図7は、実施形態に係るイントラ予測部242を示す図である。イントラ予測部242は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部の一例である。
以下において、実施形態に係るイントラ予測部について説明する。図7は、実施形態に係るイントラ予測部242を示す図である。イントラ予測部242は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部の一例である。
図3に示すように、イントラ予測部242は、予測モード設定部242Aと、判定部242Bと、フィルタ選択部242Cと、フィルタ処理部242Dと、予測信号生成部242Eと、を有する。
予測モード設定部242Aは、予測モード設定部112Aと同様に、予測信号を生成するイントラ予測モードを設定する。
判定部242Bは、判定部112Bと同様に、イントラ予測モードに基づいて、小数参照画素を用いる必要があるか否かを判定する。
フィルタ選択部242Cは、フィルタ選択部112Cと同様に、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、補間フィルタの種類を選択する。
フィルタ処理部242Dは、フィルタ処理部112Dと同様に、整数参照画素の参照信号から小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含む。フィルタ処理部242Dは、フィルタ選択部242Cで選択された補間フィルタを用いて、小数参照画素の補間信号を生成する。
予測信号生成部242Eは、予測信号生成部112Eと同様に、イントラ予測モードに基づいて、参照画素の参照信号から対象画素の予測信号を生成する。
(作用及び効果)
開示の概要に係る画像符号化装置100及び画像復号装置200では、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、補間フィルタの種類が選択される。このような構成によれば、符号化効率を向上することができる。
開示の概要に係る画像符号化装置100及び画像復号装置200では、予測ブロックのブロックサイズ及び予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、補間フィルタの種類が選択される。このような構成によれば、符号化効率を向上することができる。
詳細には、発明者等は、鋭意検討の結果、量子化パラメータが大きいほど、平滑度合いが小さいキュービックフィルタが補間フィルタとして選択される機会を増大することによって符号化効率が向上することを見出した。一方で、発明者等は、鋭意検討の結果、ブロックサイズが大きいほど、平滑度合いが大きいガウシアンフィルタが補間フィルタとして選択される機会を増大することによって符号化効率が向上することを見出した。
[変更例1]
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
実施形態では、ブロックサイズ及び量子化パラメータの組合せに基づいて、補間フィルタの種類を選択するケースについて例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、図8に示すように、予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、量子化パラメータが大きいほど、平滑度合いが大きい補間フィルタを選択するように構成されてもよい。予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、量子化パラメータが大きいほど、補間フィルタのタップ長を増大してもよい。
[変更例2]
以下において、実施形態の変更例2について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例2について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
実施形態では、ブロックサイズ及び量子化パラメータの組合せに基づいて、補間フィルタの種類を選択するケースについて例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、図9に示すように、予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、ブロックサイズが大きいほど、平滑度合いが大きい補間フィルタを選択するように構成されてもよい。予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、ブロックサイズが大きいほど、補間フィルタのタップ長を増大してもよい。
[変更例3]
以下において、実施形態の変更例3について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例3について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例3では、予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、イントラ予測モードに応じて、補間フィルタの種類を選択してもよい。
具体的には、図10に示すように、予測部は、イントラ予測モードの予測方向が水平方向に対して第1傾き(図10では、m)以下である場合に、第1補間フィルタを選択する。予測部は、イントラ予測モードの予測方向が垂直方向に対して第2傾き(図10では、n)以下である場合に、第1補間フィルタを選択する。mは、nと同じ値であってもよく、nと異なる値であってもよい。第1補間フィルタは、平滑度合いが小さいキュービックフィルタであってもよい。
このような構成によれば、イントラ予測モードの予測方向が水平方向又は垂直方向に近い場合には、複雑な縞模様などの画像を予測ブロックが含む可能性が高いため、平滑度合いが小さいキュービックフィルタを選択することによって符号化効率を向上することができる。
一方で、予測部は、予測モードの予測方向が水平方向に対して第1傾き(図10では、m)よりも大きい場合に、第2補間フィルタを補間フィルタとして選択する。予測部は、予測モードの予測方向が垂直方向に対して第2傾き(図10では、n)よりも大きい場合に、第2補間フィルタを補間フィルタとして選択する。第2補間フィルタは、平滑度合いが大きいガウシアンフィルタであってもよい。
このような構成によれば、イントラ予測モードの予測方向が水平方向又は垂直方向から離れている場合には、平坦な画像を予測ブロックが含む可能性が高いため、平滑度合いが大きいガウシアンフィルタを選択することによって符号化効率を向上することができる。
[変更例4]
以下において、実施形態の変更例4について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例4について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例4では、予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、参照小数画素の位置に応じて、補間フィルタのタップ長を選択してもよい。予測部は、参照小数画素が予測ブロックから離れているほど、補間フィルタのタップ長として短いタップ長を選択してもよい。
例えば、図11に示すように、参照小数画素が予測ブロックから数えて2列目に位置するケースでは、参照小数画素が予測ブロックから数えて1列目に位置するケースと比べて、補間フィルタのタップ長として短いタップ長が選択されてもよい。
このような構成によれば、参照小数画素が予測ブロックから離れている場合に、参照小数画素を用いた予測誤差が大きくなるため、長いタップ長を選択する効果が小さいため、処理負荷及び処理時間の軽減を優先する。
また、図12に示すように、2以上の参照小数画素が用いられる場合においても、参照小数画素が予測ブロックから離れているほど、補間フィルタのタップ長として短いタップ長が選択されてもよい。
[変更例5]
以下において、実施形態の変更例5について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例5について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例4では、予測部(フィルタ選択部112C及びフィルタ選択部242C)は、参照画素がエッジ成分を含むか否かに応じて、補間フィルタの種類を選択してもよい。具体的には、予測部は、閾値を超えるエッジ成分が存在する場合に、平滑度合いが小さい補間フィルタを選択し、閾値を超えるエッジ成分が存在しない場合に、平滑度合いが大きい補間フィルタを選択してもよい。
[変更例6]
以下において、実施形態の変更例6について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例6について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例6では、予測部(イントラ予測部112及びイントラ予測部242)は、補間フィルタが適用される前の参照画素に一律に適用されるスムージングフィルタを有する。例えば、スムージングフィルタは、3タップ長のフィルタ(1/4,1/2,1/4)である。
図13に示すように、予測部は、量子化パラメータが大きいほど、補間フィルタが適用される前の参照画素に一律に適用されるスムージングフィルタを適用する機会を減少する。機会の減少とは、スムージングフィルタが選択されるブロックサイズの数が減少することを意味する。予測部は、予測部は、ブロックサイズが大きいほど、補間フィルタが適用される前の参照画素に一律に適用されるスムージングフィルタを適用する機会を減少する。機会の減少とは、スムージングフィルタが選択される量子化パラメータの数が減少することを意味する。
ここで、スムージングフィルタは、ブロックサイズが閾値(例えば、8)以上である場合に適用されてもよい。スムージングフィルタは、ブロックサイズが8であり、かつ、予測モードが所定予測モード(プレーナ予測モード、45°,135°及び225°の斜め方向予測モード)である場合に適用されてもよい。スムージングフィルタは、ブロックサイズが16であり、かつ、予測モードが所定予測モード(DC予測モード、水平予測モード及び水平予測モードから±1°の斜め方向予測モード、垂直予測モード及び垂直予測モードから±1°の斜め方向予測モード以外の予測モード)である場合に適用されてもよい。スムージングフィルタは、ブロックサイズが32であり、かつ、予測モードが所定予測モード(DC予測モード、水平予測モード及び垂直予測モード以外の予測モード)である場合に適用されてもよい。
ブロックサイズは、予測ブロックの水平方向の画素数であってもよく、予測ブロックの垂直方向の画素数であってもよい。ブロックサイズは、水平方向及び垂直方向の小さい方の画素数であってもよい。
ここで、図13に示すテーブルにおいて、スムージングフィルタの適用可否を判定する条件は、図5に示すテーブルにおいて、平滑度合いが小さい補間フィルタと平滑度合いが大きい補間フィルタとを使い分ける条件と連動している。例えば、図13に示す閾値X,Yは、図5に示す閾値X,Yと同じ値であってもよい。
予測部は、ブロックサイズ及び量子化パラメータのいずれか1つが所定条件を満たす場合に、スムージングフィルタの適用可否を変更せずに固定してもよい。例えば、所定条件は、量子化パラメータが第1閾値(図5に示すX)よりも小さいという条件及び量子化パラメータが第2閾値(図5に示すY)よりも大きいという条件の少なくともいずれか1つである。具体的には、予測部は、量子化パラメータがXよりも小さい場合に、ブロックサイズに依存せずにスムージングフィルタを適用してもよい。予測部は、量子化パラメータがYよりも大きい場合に、ブロックサイズに依存せずにスムージングフィルタを適用しなくてもよい。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
実施形態では、補間フィルタとしては、リニアフィルタ、キュービックフィルタ、ガウシアンフィルタを例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。補間フィルタとしては、任意の補間フィルタを用いることが可能である。例えば、平滑度合いが小さい補間フィルタとしてキュービックフィルタを例示したが、平滑度合いが小さい補間フィルタとしては、ラプラシアンフィルタのような鮮鋭化フィルタが用いられてもよい。
実施形態では、補間フィルタの種類を変更せずに固定するか否かを判断するための所定条件は、量子化パラメータの条件である。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。所定条件は、ブロックサイズの条件であってもよい。例えば、所定条件は、ブロックサイズが第1閾値よりも小さいという条件及びブロックサイズが第2閾値よりも大きいという条件の少なくともいずれか1つであってもよい。
実施形態では特に触れていないが、量子化パラメータは、符号化ブロック単位で定められたパラメータであってもよい。対象ブロックの量子化パラメータは、対象ブロックに隣接する符号化済み(或いは復号済み)の隣接ブロックの量子化パラメータに応じて定められてもよい。量子化パラメータは、符号化済み(或いは復号済み)の隣接ブロックが存在しない場合に、スライス単位で定められたパラメータであってもよい。
実施形態では特に触れていないが、図5に示すテープルは、対象フレームの種類に応じて使い分けられてもよい。対象フレームの種類は、Iフレーム、Pフレーム、Bフレームなどである。
実施形態では特に触れていないが、補間フィルタは、輝度信号に適用されてもよく、色差信号に適用されてもよい。
実施形態では特に触れていないが、画像符号化装置100及び画像復号装置200が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROMやDVD-ROM等の記録媒体であってもよい。
或いは、画像符号化装置100及び画像復号装置200が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。
10…画像処理システム
100…画像符号化装置
111…インター予測部
112…イントラ予測部
112A…予測モード設定部
112B…判定部
112C…フィルタ選択部
112D…フィルタ処理部
112E…予測信号生成部
121…減算器
122…加算器
131…変換・量子化部
132…逆変換・逆量子化部
140…符号化部
150…インループフィルタ処理部
160…フレームバッファ
200…画像復号装置
210…復号部
220…逆変換・逆量子化部
230…加算器
241…インター予測部
242…イントラ予測部
242A…予測モード設定部
242B…判定部
242C…フィルタ選択部
242D…フィルタ処理部
242E…予測信号生成部
250…インループフィルタ処理部
260…フレームバッファ
100…画像符号化装置
111…インター予測部
112…イントラ予測部
112A…予測モード設定部
112B…判定部
112C…フィルタ選択部
112D…フィルタ処理部
112E…予測信号生成部
121…減算器
122…加算器
131…変換・量子化部
132…逆変換・逆量子化部
140…符号化部
150…インループフィルタ処理部
160…フレームバッファ
200…画像復号装置
210…復号部
220…逆変換・逆量子化部
230…加算器
241…インター予測部
242…イントラ予測部
242A…予測モード設定部
242B…判定部
242C…フィルタ選択部
242D…フィルタ処理部
242E…予測信号生成部
250…インループフィルタ処理部
260…フレームバッファ
Claims (14)
- 参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備え、
前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含み、
前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する、画像復号装置。 - 前記予測部は、前記量子化パラメータが大きいほど、平滑度合いが小さい補間フィルタが前記補間フィルタとして選択される機会を増大する、請求項1に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、前記ブロックサイズが大きいほど、平滑度合いが大きい補間フィルタが前記補間フィルタとして選択される機会を増大する、請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、前記ブロックサイズ及び前記量子化パラメータのいずれか1つが所定条件を満たす場合に、前記補間フィルタの種類を変更せずに固定する、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像復号装置。
- 前記所定条件は、前記量子化パラメータが第1閾値よりも小さいという条件及び前記量子化パラメータが第2閾値よりも大きいという条件の少なくともいずれか1つである、請求項4に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、前記予測信号の予測モードに応じて、前記補間フィルタの種類を選択する、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、
前記予測モードの予測方向が水平方向に対して第1傾き以下である場合に、又は、前記予測モードの予測方向が垂直方向に対して第2傾き以下である場合に、第1補間フィルタを前記補間フィルタとして選択し、
前記予測モードの予測方向が水平方向に対して前記第1傾きよりも大きい場合に、又は、前記予測モードの予測方向が垂直方向に対して前記第2傾きよりも大きい場合に、前記第1補間フィルタよりも平滑度合いが大きい第2補間フィルタを前記補間フィルタとして選択する、請求項6に記載の画像復号装置。 - 前記予測部は、前記参照小数画素の位置に応じて、前記補間フィルタのタップ長を選択する、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、前記参照小数画素が前記予測ブロックから離れているほど、前記補間フィルタのタップ長として短いタップ長を選択する、請求項8に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、前記量子化パラメータが大きいほど、前記補間フィルタが適用される前の参照画素に一律に適用されるスムージングフィルタを適用する機会を減少する、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の画像復号装置。
- 前記予測部は、前記ブロックサイズが大きいほど、前記補間フィルタが適用される前の参照画素に一律に適用されるスムージングフィルタを適用する機会を減少する、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の画像復号装置。
- 参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備え、
前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含み、
前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する、画像符号化装置。 - 画像符号化装置及び画像復号装置を備える画像処理システムであって、
前記画像符号化装置及び前記画像復号装置は、参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測部を備え、
前記予測部は、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを含み、
前記予測部は、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記補間フィルタの種類を選択する、画像処理システム。 - プログラムであって、コンピュータに、
参照ブロックに含まれる参照信号に基づいて、予測ブロックに含まれる予測信号を生成する予測ステップを実行させ、
前記予測ステップは、前記予測ブロックのブロックサイズ及び前記予測ブロックの量子化パラメータに基づいて、前記参照ブロックに含まれる整数参照画素の参照信号から前記参照ブロックに含まれる小数参照画素の補間信号を生成する補間フィルタを選択するステップを含む、プログラム。
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- 2019-08-06 WO PCT/JP2019/030887 patent/WO2020059341A1/ja active Application Filing
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- 2021-02-24 US US17/184,077 patent/US20210185314A1/en not_active Abandoned
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