Устройство и способ кодирования изображений и устройство и способ декодирования изображений

Устройство и способ кодирования изображений и устройство и способ декодирования изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу кодирования изображений, используемых для движущихся изображений или неподвижных изображений, а также устройству и способу декодирования изображений.

Уровень техники

Н.264, являющаяся типичной системой стандартов видеокодирования, представляет систему сжатия с потерями, которая выполняет ортогональное преобразование, такое как дискретное косинусное преобразование (DCT) сигнала ошибки предсказания между входным сигналом и сигналом предсказываемого изображения, созданным в результате внутрикадрового предсказания или компенсации движения, и подвергает коэффициенты преобразования сжатию на основе квантования и кодирования, после того как сигнал ошибки предсказания преобразован по указанной частотной оси для получения кодированного изображения. При создании сигнала предсказываемого изображения интерполяционный фильтр для внутрикадрового предсказания или компенсации движения выполняет округление с точностью, эквивалентной глубине пикселя в битах, для входного изображения, после умножения множества пикселей на коэффициент фильтра и их сложения.

В документе JP-A 2003-283872 (KOKAI) раскрыт способ выделения искажений при кодировании, обусловленных коррекцией устройства отображения путем кодирования изображения, полученного в результате увеличения динамического диапазона каждого цветового сигнала для каждого кадра входного изображения и восстановления динамического диапазона до исходного динамического диапазона после декодирования.

Поскольку в стандарте H.264 ошибка округления появляется в процессе округления при создании сигнала предсказания, она не может быть обработана с достаточной точностью в интерполяционном фильтре для внутрикадрового предсказания или компенсации движения, что приводит к увеличению сигнала ошибки предсказания и снижению эффективности кодирования. В противоположность этому в случае использования JP-A 2003-283872 (KOKAI) можно несколько уменьшить вышеупомянутую ошибку округления, увеличив динамический диапазон входного изображения. Однако в JP-A 2003-283872 (KOKAI) увеличение динамического диапазона выполняется просто в пределах точности в битах входного изображения, а также точность вычислений нельзя существенно повысить, поскольку при увеличении динамического диапазона возникает ошибка округления.

В документе JP-A H4-32667 (KOKAI) раскрыт способ, применимый к цифровой камере, где кодер и декодер предусмотрены в виде единого устройства, и изменение в битах глубины входного изображения соответствует точности операции DCT, используемой как кодером, так и декодером. В этом способе, если кодер и декодер предусмотрены отдельно друг от друга и точности операций соответствующих преобразований DCT различны, глубина в битах изменяется в соответствии с каждым из значений операционной точности. В результате глубина, выраженная в битах, изменяется на разное количество бит, что приводит к появлению несоответствия.

Целью настоящего изобретения является обеспечение устройства кодирования изображения и способа кодирования изображений, а также устройства декодирования изображения и способа декодирования изображений, повышающих эффективность кодирования, благодаря достаточному повышению точности внутрикадрового предсказания или компенсации движения.

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство кодирования изображения, содержащее преобразователь глубины пикселя в битах для преобразования глубины в битах каждого пикселя входного изображения для создания преобразованного входного изображения с другой глубиной в битах и вывода информации о преобразовании в битах, указывающей количество бит, на которое происходит изменение в результате преобразования, кодер изображения для кодирования преобразованного входного изображения для вывода информации о кодированном изображении и мультиплексор для мультиплексирования информации о преобразовании в битах и информации о кодированном изображении.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается устройство кодирования изображения, содержащее преобразователь глубины пикселя в битах для преобразования глубины в битах каждого пикселя входного изображения, сформированного из множества пикселей, каждый из которых имеет глубину N бит, до глубины в (N+M) бит, превышающей глубину в N бит на M бит, генератор предсказываемого изображения для создания предсказываемого изображения глубиной (N+M) бит в отношении входного изображения глубиной (N+M) бит из опорного изображения глубиной (N+M) бит, вычитатель для получения дифференциального сигнала между входным изображением глубиной (N+M) бит и предсказываемым изображением глубиной (N+M) бит, кодер для кодирования дифференциального сигнала и вывода информации о кодированном изображении, декодер для вывода декодированного разностного изображения на основе информации о кодировании изображения, сумматор для добавления предсказываемого изображения глубиной (N+M) бит к декодированному разностному изображению глубиной (N+M) бит и вывода декодированного изображения глубиной (N+M) бит, и память, запоминающую опорное изображение, для запоминания декодированного изображения в качестве опорного изображения.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается устройство декодирования изображения, содержащее демультиплексор для приема информации об изображении, мультиплексированной с информацией о преобразовании глубины в битах и информации о кодировании изображения, и демультиплексирования из нее информации о преобразовании в битах и информации о кодировании изображения, декодер изображения для декодирования информации о кодировании изображения для вывода декодированного изображения и преобразователь глубины пикселя в битах для преобразования значения каждого пикселя декодированного изображения в отличную от других глубину в битах на основе информации о преобразовании глубины в битах.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство декодирования изображения, содержащее декодер для декодирования информации о входном кодированном изображении в декодированное разностное изображение глубиной (N+M) бит, генератор предсказываемого изображения для создания предсказываемого изображения глубиной (N+M) бит из опорного изображения глубиной (N+M) бит с использованием информации о кодированном изображении, сумматор для добавления декодированного разностного изображения к предсказываемому изображению для получения декодированного изображения глубиной (N+M) бит, память, запоминающую опорное изображение, для запоминания декодированного изображения глубиной (N+M) бит в качестве опорного изображения, и преобразователь глубины пикселя в битах для преобразования каждого пикселя декодированного изображения глубиной (N+M) бит до глубины в N бит для вывода декодированного изображения глубиной N бит.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства кодирования изображения согласно первому варианту настоящего изобретения;

Фиг. 1В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 1А;

Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию блока увеличения глубины пикселя в битах;

Фиг. 3 - схема, иллюстрирующая пример структуры синтаксиса, используемого в данном варианте;

Фиг. 4 - схема, иллюстрирующая структуру синтаксиса набора параметров последовательности, используемого в данном варианте;

Фиг. 5 - схема, иллюстрирующая структуру дополнительного синтаксиса, используемого в данном варианте;

Фиг. 6 - схема, иллюстрирующая структуру синтаксиса, используемого в данном варианте;

Фиг. 7А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства декодирования изображения согласно данному варианту;

Фиг. 7В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 7А;

Фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию блока уменьшения глубины пикселя в битах по фиг. 7;

Фиг. 9А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства кодирования изображения согласно второму варианту настоящего изобретения;

фиг. 9В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 9А;

Фиг. 10А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства декодирования изображения согласно данному варианту;

Фиг. 10B - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 10А;

фиг. 11А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства кодирования изображения согласно третьему варианту;

Фиг. 11В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 11А;

Фиг. 11С - схема, иллюстрирующая основной принцип работы преобразователя глубины пикселя в битах по фиг. 11А;

Фиг. 11D - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации преобразователя глубины пикселя в битах по фиг. 11А;

Фиг. 11E - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации преобразователя глубины пикселя в битах по фиг. 11А;

Фиг. 11F - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации памяти кадров по фиг. 11А;

Фиг. 12 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию преобразователя глубины пикселя в битах по фиг. 11А;

Фиг. 13 - схема, иллюстрирующая структуру синтаксиса набора параметров последовательности, используемого в данном варианте;

Фиг. 14 - схема, иллюстрирующая структуру синтаксиса набора параметров изображения, используемого в данном варианте;

Фиг. 15 - схема, иллюстрирующая структуру синтаксиса уровня слоев, используемого в данном варианте;

Фиг. 16 - схема, иллюстрирующая структуру синтаксиса уровня макроблоков, используемого в данном варианте;

Фиг. 17А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства декодирования изображения согласно данному варианту;

Фиг. 17В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 17А;

Фиг. 18А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства кодирования изображения согласно четвертому варианту настоящего изобретения;

Фиг. 18В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 18А;

Фиг. 19А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства декодирования изображения согласно данному варианту;

Фиг. 19В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 17А;

Фиг. 20А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства кодирования изображения согласно пятому варианту;

Фиг. 20В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 20А;

Фиг. 21А - блок-схема, иллюстрирующая пример конфигурации устройства декодирования изображения согласно данному варианту;

Фиг. 21В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 21А;

Фиг. 22 - блок-схема генератора предсказываемого изображения на стороне кодера;

Фиг. 23 - блок-схема генератора предсказываемого изображения на стороне декодера;

Фиг. 24 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию межкадрового предсказателя;

Фиг. 25 - блок-схема, иллюстрирующая другую конфигурацию межкадрового предсказателя;

Фиг. 26 - блок-схема, иллюстрирующая еще одну конфигурацию межкадрового предсказателя;

Фиг. 27 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию контурного фильтра на стороне кодера;

фиг. 28 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию контурного фильтра на стороне декодера;

фиг. 29 - блок-схема, иллюстрирующая другую конфигурацию блока увеличения глубины пикселя в битах;

фиг. 30 - блок-схема процессора фильтрации;

фиг. 31 - блок-схема работы процессора фильтрации;

фиг. 32 - блок-схема блока уменьшения глубины пикселя в битах;

фиг. 33А - блок-схема, устройства кодирования изображения согласно шестому варианту;

Фиг. 33В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 33А;

фиг. 34А - блок-схема, устройства декодирования изображения согласно шестому варианту;

Фиг. 34В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства декодирования изображения по фиг. 34А;

фиг. 35А - блок-схема, устройства кодирования изображения согласно седьмому варианту;

Фиг. 35В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 35А;

Фиг. 36 - схема, иллюстрирующая синтаксис набора параметров последовательности;

Фиг. 37 - схема, иллюстрирующая синтаксис набора параметров изображения;

Фиг. 38 - схема, иллюстрирующая пример настройки флага управления, используемого при обработке устройством кодирования изображения;

фиг. 39А - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию устройства декодирования изображения согласно седьмому варианту;

Фиг. 39В - блок-схема, иллюстрирующая работу устройства кодирования изображения по фиг. 39А;

Фиг. 40 - схема, иллюстрирующая настройку флага управления, включенного в информацию о преобразовании в битах;

Фиг. 41 - схема, объясняющая различие между ошибками округления, появляющееся из-за наличия или отсутствия увеличения глубины в битах;

Фиг. 42 - схема, иллюстрирующая значение предсказываемого пикселя с точностью до половины пикселя;

Фиг. 43 - схема, иллюстрирующая характеристики преобразования при увеличении глубины пикселя в битах и уменьшении глубины пикселя в битах согласно вариантам настоящего изобретения.

Наилучший способ осуществления изобретения

Далее со ссылками на чертежи описываются варианты настоящего изобретения.

(Первый вариант)

Конфигурация устройства кодирования изображения для видеокодирования согласно первому варианту описывается со ссылками на фиг. 1А. Это устройство кодирования изображения содержит блок 1001 увеличения глубины пикселя в битах, в который подается входной сигнал 100 изображения, для увеличения глубины пикселя в битах (то есть это преобразователь глубины пикселя в битах для изменения глубины пикселя в битах), кодер 10 изображения, подсоединенный к выходу указанного блока 1001 увеличения глубины пикселя в битах, мультиплексор 12, подсоединенный к выходу указанного кодера 10 изображения, и контроллер 1002 преобразования глубины в битах, подсоединенный к другому выходу блока 1001 увеличения глубины пикселя в битах для подачи информации об увеличении глубины пикселя в битах в мультиплексор 12.

Далее со ссылками на блок-схему по фиг. 1В описывается работа устройства кодирования изображения. Видеосигнал вводится в это устройство кодирования изображения в виде сигнала 100 входного изображения в единицах, составляющих, например, один кадр (S11). Блок 1001 увеличения глубины пикселя в битах выполняет обработку для преобразования каждого пикселя входного сигнала 1-изображения глубиной N бит до глубины (N+M) бит, превышающей N на M бит. В блоке 1001 увеличения глубины пикселя в битах, показанном на фиг. 2, переключатель E0 решает, увеличивать ли глубину в битах каждого пикселя входного сигнала 100 изображения глубиной N бит, на основе информации 1003 об увеличении глубины в битах (S12). При выполнении увеличения переключатель E0 подсоединяется к выводу ON, а когда увеличение не выполняется, переключатель E0 подсоединяется к выводу OFF. Когда переключатель E0 подсоединен к ON, сигнал изображения вводится в преобразователь E01 увеличения глубины пикселя в битах (преобразователь глубины пикселя в битах) для выполнения описанного ниже преобразования глубины пикселя в битах. Когда переключатель подсоединен к OFF, сигнал изображения выводится напрямую без преобразования глубины пикселя в битах. Например, когда глубина в битах некоторого пикселя входного сигнала изображения составляет K, значение K' пикселя после увеличения на M бит глубины K пикселя вычисляется согласно следующему уравнению (1):

K'=K<<M

(1)

Кроме того, пиксель может быть подвергнут гамма-преобразованию в соответствии, например, с характеристикой устройства отображения. Если количество бит, на которое требуется увеличение, составляет M, а значение гамма составляет γ, то значение K' пикселя вычисляется согласно следующему уравнению (1-1).

Кроме того, можно вычислить минимальное значение Min и максимальное значение Max пикселя входного изображения и увеличить глубину в битах пикселя на M бит согласно следующему уравнению (1-2) при увеличении динамического диапазона.

где INT указывает процесс округления пикселя до целого числа. Член “offset” (сдвиг) в уравнениях (1-1) и (1-2) указывает на смещение при выполнении округления, причем он имеет произвольное значение от 0 до 1.

Кроме того, может быть выполнено сглаживание гистограммы или пространственно-временная фильтрация для последовательности входных изображений после увеличения глубины в битах, как было описано выше.

Когда входное изображение является сигналом цветового изображения, состоящим из множества компонент, например RGB, каждая компонента может быть преобразована в компонентный сигнал другого цветового пространства после увеличения на M бит глубины в битах каждого пикселя каждой компоненты. Например, когда сигнал цветового изображения преобразуется из системы RGB в систему YCoCg, он преобразуется согласно следующему уравнению (1-3).

В этом примере глубина в битах каждого пикселя R, G или B каждой компоненты входного изображения из N бит увеличивается на M бит, а затем каждый пиксель R, G или B преобразуется в Y, Co или Cg.

R'=(R<<M)

G'=(G<<M)

B'=(B<<M)

Y = Округление (0,5*G'+0,25*(R'+B'))

Co = Округление (0,5*G'-0,25*(R'+B'))+(1<<(N+M-1))

Cg = Округление (0,5*(R'-B'))+(1<<(N+M-1)) (1-3)

где Округление (А) - процесс округления “A” до целого числа. В примере преобразования по уравнению (1-3), если количество бит M, на которое необходимо выполнить увеличение, составляет не меньше 2, то цветовое преобразование может быть выполнено без ошибки округления. Описанное здесь цветовое преобразование является всего лишь примером. Для выполнения цветового преобразования возможна и другая обработка.

Вышеупомянутый пример является примером преобразования, которое выполняется блоком 1001 увеличения глубины пикселя в битах. Процесс увеличения на M бит глубины в битах каждого пикселя не ограничивается приведенным выше примером, и возможен другой процесс для увеличения глубины в битах.

Сигнал входного изображения с вышеописанным увеличением глубины в битах, подается в кодер 10 изображения. Количество бит M, на которое происходит увеличение, глубина N в битах сигнала входного изображения и информация 1010 о преобразовании глубины в битах, такая как значение гамма, максимальное значение пикселя, минимальное значение, гистограмма и т.п., которые необходимы для преобразования, создаются (S14) и подаются в мультиплексор 12 (в виде информации 1003 об увеличении глубины в битах) контроллером 1002 преобразования глубины в битах (контроллер преобразования глубины в битах).

Кодер 10 изображения кодирует сигнал 1009 входного изображения с увеличенной глубиной в битах и выводит кодированные данные 11 изображения в мультиплексор 12 (S15). Мультиплексор 12 мультиплексирует кодированные данные 11 изображения и информацию 1003 об увеличении глубины в битах (S16), а затем посылает ее в качестве кодированных данных 117 в систему передачи или систему памяти (здесь не показаны) (S17).

Далее объясняется способ мультиплексирования информации 1003 об увеличении глубины в битах, которая необходима для преобразования количества бит M, на которое требуется увеличение, и т.п.

Пример синтаксической структуры, используемой в настоящем изобретении, показан на фиг. 3.

В этой синтаксической структуре синтаксическая информация уровней, лежащих выше уровня слоев, описывается в синтаксисе (401) высшего уровня. Информация, необходимая для каждого слоя, описывается в синтаксисе (402) уровня слоев. Значение изменения параметра квантования или информация о режиме, необходимая для каждого макроблока, описывается в синтаксисе (403) уровня макроблоков.

Каждый синтаксис содержит дополнительный, более подробный синтаксис. Синтаксис (401) высшего уровня состоит из синтаксисов уровня последовательности и уровня изображения, такого как синтаксис (404) набора параметров последовательности и синтаксис (405) набора параметров изображения. Синтаксис (402) уровня слоев состоит из синтаксиса (406) заголовка слоя, синтаксиса (407) данных слоя и т.д. Синтаксис (403) уровня макроблоков состоит из синтаксиса (408) заголовка макроблока, синтаксиса (409) данных макроблока и т.д.

Вышеупомянутые синтаксисы представляют собой компоненты, которые являются абсолютно необходимыми во время декодирования. Если эта синтаксическая информация пропадает, то невозможно правильно восстановить данные во время декодирования. Между тем, имеется дополнительный синтаксис (410), являющийся вспомогательным синтаксисом для мультиплексирования информации, которая не всегда необходима во время декодирования. Этот дополнительный синтаксис предусматривается для посылки информации, указывающей команды для обработки, которые на стороне декодирования можно выполнять независимо.

В настоящем варианте синтаксис (404) набора параметров последовательности может передаваться с количеством бит, подлежащих увеличению, которое содержится в этом синтаксисе. Каждый синтаксис детально поясняется следующим образом.

Флаг ex_seq_bit_extension_flag показан в синтаксисе набора параметров последовательности по фиг. 4. Флаг ex_seq_bit_extension_flag является флагом, указывающим, увеличивать ли глубину в битах. Если значение этого флага равно TRUE (истина), то допускается переключение (в единицах, равных одной последовательности) на увеличение глубины в битах. Если значение этого флага равно FALSE (ложно), то увеличение глубины в битах в данной последовательности не выполняется.

Когда ex_seq_bit_extension_flag равен TRUE, то передается параметр ex_seq_shift_bits. Параметр ex_seq_shift_bits указывают количество бит, на которое увеличивается глубина. Положения ON/OFF переключателя E0 в блоке 1001 увеличения глубины пикселя в битах, показанном, например, на фиг. 2, определяются значениями TRUE/ FALSE указанного флага.

Может передаваться параметр ex_bit_transform_type, который указывает на выполнение преобразования и может содержаться в синтаксисе набора параметров последовательности.

Например, в ex_bit_transform_type записываются значение BIT_EXT_TRANS, указывающее на простое преобразование с увеличением глубины в битах, выраженное уравнением (1), GAMMA_TRANS, указывающее, что выполнено γ-преобразование, выраженное уравнением (1-1), и DR_TRANS, указывающее на выполнение преобразования динамического диапазона, выраженного уравнением (1-2).

Когда ex_bit_transform_type равно GAMMA_TRANS, далее передается значение gamma_value, указывающее, с каким значением гамма выполняется преобразование.

Когда ex_bit_transform_type равно DR_TRANS, далее передается соответственно max_value и min_value, указывающие максимальное значение и минимальное значение пикселя сигнала входного изображения.

В настоящем изобретении можно использовать данные, мультиплексированные с дополнительным синтаксисом (410). На фиг. 5 показан пример передачи глубины в битах сигнала выходного изображения на стороне декодирования с использованием дополнительного синтаксиса. Флаг ex_sei_bit_extension_flag, показанный в дополнительном синтаксисе, является флагом, указывающим на то, изменяется ли глубина в битах сигнала выходного изображения. Когда значение этого флага равно TRUE, это указывает на то, что глубина в битах сигнала выходного изображения изменяется. Когда значение этого флага равно FALSE, это указывает на то, что глубина в битах сигнала выходного изображения не меняется. Когда значение этого флага равно TRUE, кроме того, передается параметр bit_depth_of_decoded_image.

bit_depth_of_decoded_image является значением, указывающим глубину в битах сигнала выходного изображения. В случае декодирования сигнала изображения декодером, имеющим возможность декодирования сигнала изображения с увеличением или уменьшением глубины в битах на стороне декодирования, как описано ниже, декодер может вывести декодированное изображение с глубиной в битах, указанной параметром bit_depth_of_decoded_image, путем увеличения или уменьшения глубины в битах декодированного изображения согласно значению bit_depth_of_decoded_image.

Однако даже в том случае, если сигнал изображения декодируется декодером, не имеющим возможности декодирования сигнала изображения с увеличением или уменьшением глубины в битах, или декодер не имеет эту возможность, то можно вывести декодируемое изображение с декодированной глубиной в битах без необходимости вывода декодированного изображения с глубиной в битах, указанной bit_depth_of_decoded_image.

На фиг. 6 показан пример передачи цветового пространства сигнала выходного изображения на стороне декодирования с использованием дополнительного синтаксиса 410.

Флаги ex_sei_bit_extension_flag и bit_depth_of_decoded_image аналогичны примеру на упомянутой выше фиг. 4.

Флаг ex_color_transform_flag, показанный в дополнительном синтаксисе, является флагом, указывающим, преобразуется ли цветовое пространство сигнала выходного изображения. Когда значение этого флага равно TRUE, это указывает на то, что цветовое пространство каждой компоненты сигнала выходного изображения изменяется. В противном случае, когда значение этого флага равно FALSE, это указывает на то, что цветовое пространство каждой компоненты сигнала выходного изображения не изменяется. Когда значение этого флага равно TRUE, кроме того, передается параметр color_space_of_decoded_image.

Значение color_space_of_decoded_image указывает цветовое пространство сигнала выходного изображения и на возможность декодирования сигнала изображения путем увеличения или уменьшения глубины в битах на стороне декодера, как будет описано ниже.

В случае, когда сигнал изображения декодируется декодером, обладающим возможностью преобразования цветового пространства, заданного значением color_space_of_decoded_image, можно вывести декодированное изображение с глубиной в битах, указанной параметром bit_depth_of_decoded_image, путем увеличения или уменьшения глубины в битах декодированного изображения согласно значению bit_depth_of_decoded_image после того, как каждая компонента сигнала выходного изображения преобразована в цветовое пространство, заданное значением color_space_of_decoded_image.

Однако даже в том случае, если сигнал изображения декодируется декодером, не имеющим возможности преобразования каждой компоненты сигнала выходного изображения в цветовое пространство, заданное значением color_space_of_decoded_image, или декодер имеет указанную возможность, выводить декодированное изображение, преобразованное в цветовое пространство, заданное значением color_space_of_decoded_image, необязательно. Можно преобразовать каждую компоненту до глубины, указанной значением bit_depth_of_decoded_image, после вывода декодированного изображения с декодированным цветовым пространством как оно есть. Кроме того, даже в том случае, если сигнал изображения декодируется декодером, не имеющим возможности декодирования сигнала изображения путем увеличения или уменьшения глубины в битах, или декодер имеет такую возможность, можно вывести декодированное изображение с декодированной глубиной в битах, если она имеется, без необходимости вывода декодированного изображения с глубиной в битах, указанной значением bit_depth_of_decoded_image.

Устройство декодирования изображения согласно настоящему изобретению поясняется со ссылками на фиг. 7А и 7В. Как показано на схеме по фиг. 7А, данное устройство декодирования изображения содержит демультиплексор 21, куда вводятся кодированные данные, декодер 20 изображения, подсоединенный к выходу демультиплексора 21, блок 2001 уменьшения глубины пикселя в битах (преобразователь для уменьшения глубины пикселя в битах), подсоединенный к выходу декодера 20 изображения, и контроллер 2002 преобразования глубины в битах (контроллер преобразования глубины в битах), который получает информацию об увеличении глубины в битах от демультиплексора 21.

Как показано на блок-схеме по фиг. 7В, сначала в демультиплексор 21 вводятся кодированные данные 117, закодированные устройством кодирования изображения по фиг. 1А (S21). Демультиплексор 21 демультиплексирует кодированные данные 117 в информацию 2004 об увеличении глубины в битах и данные 11 кодированного изображения (S22). Информация 2004 об увеличении глубины в битах вводится в контроллер 2002 преобразования глубины в битах, а данные 11 кодированного изображения вводятся в декодер 20 изображения. Кодированные данные 11 изображения декодируются в процедуре, обратной кодированию, выполняемому кодером 10 изображения, для создания сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах (S23). Сигнал 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах вводится в блок 2001 уменьшения глубины пикселя в битах. Когда информация 2004 об увеличении глубины в битах введена в контроллер 2002 преобразования глубины в битах, контроллер 2002 преобразования глубины в битах выводит информацию 2003 о преобразовании глубины в битах, указывающую увеличенное количество бит глубины в битах декодированного изображения, и информацию, необходимую для преобразования.

В блоке 2001 уменьшения глубины пикселя в битах, показанном на фиг. 8, переключателем E2 принимается решение, уменьшать ли глубину в битах каждого пикселя сигнала 100 входного изображения глубиной N бит, на основе информации 2003 о преобразовании глубины в битах (S24). Если уменьшение происходит, то переключатель Е2 подсоединяется к выводу ON, а когда увеличения нет, он подсоединяется к выводу OFF. Когда переключатель Е2 подсоединен к ON, сигнал изображения вводится в преобразователь Е02 уменьшения глубины пикселя в битах, в результате чего выполняется преобразование глубины пикселя в битах, как это описано ниже (S25). Когда переключатель Е2 подсоединен к OFF, сигнал изображения не подвергается преобразованию глубины пикселя в битах, а выводится как он есть. Например, когда значение флага ex_seq_bit_extension_flag равно TRUE, и глубина в битах каждого пикселя возрастает, переключатель подсоединяется к выводу ON, а когда указанное значение равно FALSE, переключатель подсоединяется к выводу OFF.

Когда информация 2003 о преобразовании глубины в битах возрастает на M бит, например, на ex_seq_shift_bits и указывает BIT_EXT_TRANS, представляющий, что преобразование, выраженное, например, уравнением (1), выполняется согласно ex_bit_tranform_type, значение каждого пикселя сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах, введенного в блок 2001 уменьшения глубины пикселя в битах, уменьшается на M бит. Например, когда значение некоторого пикселя сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах составляет K, значение K' пикселя, уменьшенное на M бит, вычисляется следующим образом.

Вышеуказанное является примером способа уменьшения значения пикселя до глубины в битах, уменьшенной на M бит, с использованием округления. Изложенный здесь способ преобразования с уменьшением может быть любым способом преобразования, если глубина в битах уменьшается так, что сдвиг устанавливается равным любому значению от 0 до (1<<M).

Когда информация 2003 о преобразовании глубины в битах увеличивается на M бит, например, на ex_seq_shift_bits, и указывает на GAMMA_TRANS, представляющий, что гамма-преобразование выраженное, например, уравнением (1-1), выполняется согласно ex_bit_tranform_type. Когда gamma_value указывает, что значение гамма составляет γ, значение каждого пикселя сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах, введенного в блок 2001 уменьшения глубины пикселя в битах, уменьшается на M бит. Например, когда значение пикселя сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах составляет K, значение K' пикселя, уменьшенное на M бит, вычисляется следующим образом:

Когда информация 2003 о преобразовании глубины в битах увеличивается на M бит согласно ex_seq_shift_bits, и указывает DR_TRANS, представляющий, что преобразование динамического диапазона, выраженное, например, уравнением (1-2), выполнено согласно ex_bit_tranform_type, а минимальное значение и максимальное значение пикселей входного изображения указаны как Max и Min, обозначенные значениями min_value и max_value соответственно, значение каждого пикселя сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах, введенного в блок 2001 уменьшения глубины пикселя в битах, уменьшается на M бит. Например, когда значение пикселя сигнала 203 декодированного изображения с увеличенной глубиной в битах составляет K, то значение K' пикселя после уменьшения на M бит вычисляется следующим образом.

INT указывает на обработку, связанную с выполнением округления до целого, offset в уравнениях (2-1) и (2-2) указывает сдвиг при выполнении округления, причем он принимает любое значение от 0 до 1.

При увеличении информации 2003 о преобразовании глубины в битах на M бит, например, на ex_seq_shift_bits, и когда цветовое пространство сигнала декодированного изображения является цветовым пространством, отличным от цветового пространства, обозначенного параметром color_space_of_decoded_image, который задан в дополнительном синтаксисе, показанном как пример на фиг. 5, глубина в пикселях уменьшается на M бит после преобразования каждого пикселя каждой компоненты декодированного изображения в цветовое пространство, заданное параметром color_space_of_decoded_image. Например, когда входное изображение преобразуется из системы R, G, B в систему Y, Co, Cg и кодируется, а R, G, B обозначены как color_space_of_decoded_image, каждый из пикселей Y, Co и Cg каждой компоненты декодированного изображения подвергается обработке, состоящей в уменьшении количества бит, а также цветовому пространственному преобразованию согласно следующему уравнению (2-3).

(2-3)

Cliply (A) обозначает процесс вывода А как он есть, когда А удовлетворяет неравенству 0<A<(1<<(N+M)); вывода 0, если A<0, и вывода 1<<(N+M)-1, если A>1<<(N+M)-1. Это является примером способа уменьшения значения пикселя до глубины в битах, уменьшенной на M бит, с использованием округления. Этот способ преобразования, заключающегося в уменьшении, может быть любым способом преобразования, если он представляет собой способ уменьшения числа бит, такой как, например, установка значения сдвига, равным любому числу от 0 до (1<<M).

Данный вариант демонстрирует пример обозначения цветового пространства сигнала декодированного изображения с помощью параметра color_space_of_decoded_image, указанного в дополнительном синтаксисе. Однако даже в том случае, когда указанное обозначение не выполнено или цветовое пространство сигнала декодированного изображения обозначено в синтаксисе 401 высокого уровня аналогично примеру, показанному с помощью дополнительного синтаксиса, при выполнении обработки, связанной с преобразованием цвета в процессе вывода декодированного изображения, значение пикселя может быть уменьшено до глубины в битах, уменьшенной на M бит после выполнения обработки, связанной с преобразованием цвета. Показанное здесь цветовое преобразование является лишь примером, и, коль скоро оно обеспечивает обработку для цветового преобразования, то такую обработку можно осуществить.

Показанное выше преобразование с уменьшением, является всего лишь примером, и, коль скоро оно является способом уменьшения глубины в битах, то такое преобразование с уменьшением допустимо применять.

Как было описано выше, декодированное изображение 202 с той же глубиной в N бит, что и входное изображение, введенное в устройство кодирования изображения, выводится блоком 2001 уменьшения глубины пикселя в битах (S25).

Согласно вышеупомянутой конфигурации кодирование изображений и декодирование изображений может быть выполнено с глубиной в битах, превышающей глубину в битах входного изображения на M бит, что может повысить эффективность кодирования.

(Второй вариант)

Далее со ссылками на фиг. 9А описывается конфигурация устройства кодирования изображения для видеокодирования, относящаяся ко второму варианту. Как показано на фиг. 9, устройство кодирования изобр