Устройство кодирования и декодирования изображения, способы кодирования и декодирования изображения, их программы и носитель записи, записанный программами

Устройство кодирования и декодирования изображения, способы кодирования и декодирования изображения, их программы и носитель записи, записанный программами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая группа изобретений относится к устройству кодирования изображения и способу для кодирования изображения с использованием внутрикадрового предсказания, устройству декодирования изображения и способу для декодирования кодированных данных, кодированных посредством технологии кодирования изображения, программе кодирования изображения для использования при реализации устройства кодирования изображения и машиночитаемого носителя записи, записанного программой, и программе декодирования изображения для использования при реализации устройства декодирования изображения и машинно-читаемого носителя записи, записанного программой.

Испрашивается приоритет по заявке № 2007-267614 на выдачу патента Японии, зарегистрированной 15 октября 2007 года, содержимое которой включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Поскольку кодирование с внутрикадровым предсказанием, которое выполняет предсказание в пределах одного и того же кадра, едва ли может достигать такой же высокой эффективности сжатия, как достигаемая кодированием с межкадровым предсказанием, которое выполняет предсказание между разными кадрами, есть потребность в схеме кодирования с внутрикадровым предсказанием с высокой эффективностью сжатия. Более того, есть вероятность, что улучшение эффективности сжатия, получаемое внутрикадровым кодированием вносит вклад в улучшение эффективности сжатия межкадрового кодирования, которое опирается на изображение, и, таким образом, ввиду этого, ожидается улучшение эффективности сжатия схемы кодирования с внутрикадровым предсказанием.

Внутрикадровое предсказание, которое выполняет предсказание в пределах одного и того же кадра в пространственных измерениях, было перенято, начиная со стандарта H.264/MPEG-4AVC кодирования видео (например, обратитесь к стр. 106 непатентного документа 1).

Внутрикадровое предсказание выполняется на поблочной основе, и в H.264/MPEG-4AVC три разновидности размеров (4×4, 8×8 и 16×16) блока могут использоваться по отношению к сигналу яркости. Более того, в соответственных размерах блока, может выбираться множество режимов предсказания. В случае размера блока 4×4 и 8×8, были подготовлены 9 разновидностей режимов предсказания, а в случае размера блока 16×16, были подготовлены 4 разновидности режимов предсказания.

По отношению к сигналу цветности, может использоваться только размер блока 8×8, и его направление предсказания является таким же, как в сигнале яркости блока 16×16. Однако зависимость между количествами режимов предсказания и направлениями предсказания является отличным от него (например, обратитесь к стр. 106-112 непатентного документа 1 и стр. 116-135 непатентного документа 2).

Для этих различных разновидностей размеров блока и режимов предсказания, без каких бы то ни было исключений, пиксели, сформированные благодаря внутрикадровому предсказанию, получаются копированием таких же значений, как у пикселей, которые расположены в блоке, соседнем блоку, который должен кодироваться, и которые являются ближайшими к блоку, который должен кодироваться, без изменения значений пикселей.

В качестве конкретного примера, фиг.36 иллюстрирует случай, в котором блок, который должен кодироваться, является блоком 4×4 сигнала яркости, а его режим предсказания является вертикальным предсказанием (режимом 0 предсказания). В дальнейшем, пояснение будет проведено при условии, что используется сигнал яркости, если не упомянут другой способ действий.

В конкретном примере, который показан на фиг.36, значение пикселя Х в блоке, расположенном выше слева от блока, который должен кодироваться, значения пикселей A, B, C и D в блоке, расположенном на блоке, который должен кодироваться, значения пикселей E, F, Q и H в блоке, расположенном выше справа от блока, который должен кодироваться, и значения пикселей I, J, K и L в блоке, расположенном слева от блока, который должен кодироваться, используются при предсказании.

Поскольку режим 0 предсказания является предсказанием в вертикальном направлении, значение (например, 73) пикселя A копируется в четыре следующих один за другим пикселя, которые расположены под пикселем A. Таким же образом, значение (например, 79) пикселя B, значение (например, 86) пикселя C и значение (например, 89) пикселя D копируются в четыре следующих один за другим пикселя, которые расположены ниже пикселей B, C и D, соответственно.

Как описано выше, в традиционной области техники, пиксели, сформированные благодаря внутрикадровому предсказанию, получаются копированием таких же значений, как у пикселей, которые расположены в блоке, соседнем блоку, который должен кодироваться, и которые являются ближайшими к блоку, который должен кодироваться, без изменения значений пикселей.

В этом случае, в зависимости от положения блока, который должен кодироваться, может не быть блока, который должен указываться в качестве опоры. В этом случае, предсказание может выполняться присваиванием значения 128 или значения соседнего пикселя. Например, в блоке, включающем в себя самую верхнюю строку кадра, девять пикселей от X до H неизменно не могут указываться в качестве опоры, таким образом, используется значение 128. Более того, если существуют верхний левый и верхний блоки, но не существует верхнего правого блока, предсказанные пиксели формируются присваиванием значения пикселя D пикселям E, F, Q и H.

Более того, в качестве усовершенствованной технологии внутрикадрового предсказания, была предложена схема, которая дает возможность интерполяционного предсказания по пикселям, расположенным на правой стороне или нижней стороне блока, изменением порядка сканирования блоков в макроблоке (например, обратитесь к непатентному документу 3).

Эта схема предложена так, что, если предполагается, что две разновидности режимов A и B предсказания выбраны из множества отобранных (предполагаемых) режимов предсказания, и предсказанные значения в случае применения выбранных режимов предсказания к положению (i, j) пикселя указываются как s_A(i, j) и s_B(i, j), предсказанное значение s_bipred(i, j) пикселя в положении (i, j) пикселя рассчитывается посредством следующего уравнения, s_bipred(i, j)=a·s_A(i, j)+b*s_B(i, j), где a и b - значения весов.

[Непатентный документ 1] Sakae Okubo, Shinya Kadono, Yoshihiro Kikuchi, and Teruhiko Suzuki: «Revised Version H.264/AVC Textbook», pp. 106-112, 2006 (Сакаи Окубо, Шиньа Кадоно, Йошихиро Кикучи и Терухико Сузуки: «Исправленная версия пособия по H.264/AVC», стр. 106-112, 2006 года).

[Непатентный документ 2] ITU-T Study Group 16-Question 6/16: «Draft new Corrigendum 1 to H.264 «Advanced video coding for generic audiovisual services», pp. 116435, 2005 (6/16 из 16 запросов исследовательской группы ITU-T: «Черновик новой поправки 1 в H.264 «Передовое кодирование видео для базовых аудиовизуальных услуг», стр. 116435, 2005 года).

[Непатентный документ 3] Taichiro Shiodera, Akiyuki Tanizawa, and Takeshi Chujoh: «Block Based Extra/Intra-polating Prediction for Intra Coding», Picture Coding Symposium of Japan. 21^st Symposium Data. pp. 123-124, 2006 (Таичиро Шиодера, Акиюки Танизава и Такеши Чуджох: «Основанная на блоках экстра/интраполяционное предсказание для внутрикадрового кодирования», симпозиум по кодированию киноизображения в Японии, данные 21^го симпозиума, стр. 123-124, 2006).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМА, КОТОРАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ РЕШЕНА ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Как описано в непатентном документе 1, в случае формирования предсказанного пикселя, традиционное внутрикадровое предсказание копирует опорный пиксель, как он есть, без изменения его значения пикселя.

В случае, в котором значение исходного сигнала не изменяется в направлении предсказания, традиционное внутрикадровое предсказание не имеет проблем. Однако, вообще, исходный сигнал имеет свойство последовательного изменения своего значения вдоль направления предсказания.

Вследствие этого, в случае следования традиционному внутрикадровому предсказанию, есть проблема по той причине, что невозможно избежать увеличения остаточного сигнала, и, таким образом, эффективность сжатия ухудшается.

То есть, проблема есть по той причине, что применение традиционного внутрикадрового предсказания к изображению, в котором значение исходного сигнала пространственно изменяется, то есть, изображению, которое включает в себя большую градацию (такое изображение является обычным), приводит к увеличению остаточного сигнала, чтобы ухудшать эффективность сжатия.

С другой стороны, хотя схема, описанная в непатентном документе 3, использует способ, который выполняет внутрикадровое предсказание на основании предсказанных значений, когда применяются две разновидности режимов предсказания, этот способ не выполняет предсказание с использованием свойства градации, которое имеет исходный сигнал. Соответственно, значительное улучшение эффективности сжатия не может ожидаться.

Настоящее изобретение было сделано, принимая во внимание описанных выше обстоятельств, а его цель состоит в том, чтобы предложить новейшую технологию кодирования изображения, которая может улучшать эффективность сжатия, когда изображение, которое включает в себя большую градацию, кодируется внутрикадровым предсказанием.

СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

[1] Первый аспект

Для того чтобы достичь вышеприведенной цели, настоящее изобретение предлагает устройство кодирования изображения для кодирования изображения с использованием внутрикадрового предсказания, которое включает в себя (i) средство выбора для выбора градиента значения пикселя, который указан сигналом изображения, который должен предсказываться, среди множества отобранных градиентов; (ii) средство формирования для формирования предсказанного сигнала с градиентом, примененным к нему в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания, на основании градиента, выбранного средством выбора; (iii) средство внутрикадрового кодирования для внутрикадрового кодирования сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании предсказанного сигнала, сформированного средством формирования; и (iv) средство кодирования информации о градиенте для кодирования информации, указывающей величину градиента (то есть информации о самой величине, информации такой, как индекс, который дает возможность идентифицировать величину), выбранного средством выбора.

Описанное выше средство обработки, равным образом, может быть реализовано компьютерной программой. Компьютерная программа может поставляться в качестве записанной на надлежащем машинно-читаемом носителе записи или может поставляться через сеть. Компьютерная программа может быть установлена, когда осуществлено настоящее изобретение, и может работать на средстве управления, таком как ЦПУ, тем самым, реализуя настоящее изобретение.

Для соответствия устройству кодирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, настоящее изобретение предлагает устройство декодирования изображения для декодирования кодированных данных изображения, кодированных с использованием внутрикадрового предсказания, которое включает в себя (i) средство получения для получения информации о градиенте, используемой на стороне кодирования изображения, посредством декодирования информации для применения градиента значения пикселя к предсказанному сигналу в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания; (ii) средство восстановления для восстановления предсказанного сигнала, сформированного на стороне кодирования изображения, на основании градиента, полученного средством получения; и (iii) средство формирования для декодирования остаточного сигнала, кодированного на стороне кодирования изображения, и формирования декодированного сигнала изображения на основании декодированного остаточного сигнала и предсказанного сигнала, восстановленного средством восстановления.

Описанное выше средство обработки, равным образом, может быть реализовано компьютерной программой. Компьютерная программа может поставляться в качестве записанной на надлежащем машиночитаемом носителе записи или может поставляться через сеть. Компьютерная программа может быть установлена, когда осуществлено настоящее изобретение, и может работать на средстве управления, таком как ЦПУ, тем самым, реализуя настоящее изобретение.

В первом аспекте настоящего изобретения, в качестве сконфигурированного выше, устройство кодирования изображения, например, формирует множество отобранных предсказанных сигналов, имеющих разные градиенты, на основании множества отобранных градиентов, и выбирает градиент, указанный сигналом изображения, который должен предсказываться, среди множества отобранных градиентов, идентифицируя отобранный предсказанный сигнал, имеющий минимальную стоимость кодирования, среди отобранных предсказанных сигналов.

Затем, устройство кодирования изображения формирует предсказанный сигнал с градиентом, примененным к нему в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания, на основании выбранного градиента и выполняет внутрикадровое кодирование сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании сформированного предсказанного сигнала. Затем, устройство кодирования изображения кодирует информацию, указывающую величину выбранного градиента, для информирования устройства декодирования изображения о величине выбранного градиента.

Устройство декодирования изображения, которое приняло кодированные данные, сформированные устройством кодирования изображения, получает информацию о градиенте, используемом на стороне кодирования изображения, посредством кодирования информации, указывающей величину кодированного градиента. Затем, устройство декодирования изображения восстанавливает предсказанный сигнал, сформированный на стороне кодирования изображения, на основании полученного градиента, декодирует остаточный сигнал, кодированный на стороне кодирования изображения, и формирует декодированный сигнал изображения на основании декодированного остаточного сигнала и восстановленного предсказанного сигнала.

[2] Второй аспект

Более того, для того, чтобы достичь вышеприведенной цели, настоящее изобретение предлагает устройство кодирования изображения для кодирования изображения с использованием внутрикадрового предсказания, которое включает в себя (i) средство оценки для оценки градиента значения пикселя, который указан сигналом изображения, который должен предсказываться, на основании сигнала изображения, который уже был закодирован; (ii) средство формирования для формирования предсказанного сигнала с градиентом, примененным к нему в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания, на основании градиента, оцененного средством оценки; и (iii) средство внутрикадрового кодирования для внутрикадрового кодирования сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании предсказанного сигнала, сформированного средством формирования.

Описанное выше средство обработки может даже быть реализовано компьютерной программой. Компьютерная программа может поставляться в качестве записанной на надлежащем машиночитаемом носителе записи или может поставляться через сеть. Компьютерная программа может быть установлена, когда осуществлено настоящее изобретение, и может работать на средстве управления, таком как ЦПУ, тем самым, реализуя настоящее изобретение.

Для соответствия устройству кодирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, настоящее изобретение предлагает устройство декодирования изображения для декодирования кодированных данных изображения, кодированных с использованием внутрикадрового предсказания, которое включает в себя (i) средство оценки для оценки градиента значения пикселя, который указан сигналом изображения, который должен предсказываться, на основании сигнала изображения, который уже был декодирован; (ii) средство формирования предсказанного сигнала для формирования предсказанного сигнала с градиентом, примененным к нему в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания, на основании градиента, оцененного средством оценки; и (iii) средство декодирования сигнала изображения для декодирования остаточного сигнала, кодированного на стороне кодирования изображения, и формирования декодированного сигнала изображения на основании декодированного остаточного сигнала и предсказанного сигнала, сформированного средством формирования предсказанного сигнала.

Описанное выше средство обработки, равным образом, может быть реализовано компьютерной программой. Компьютерная программа может поставляться в качестве записанной на надлежащем машиночитаемом носителе записи или может поставляться через сеть. Компьютерная программа может быть установлена, когда осуществлено настоящее изобретение, и может работать на средстве управления, таком как ЦПУ, тем самым реализуя настоящее изобретение.

Во втором аспекте настоящего изобретения, в качестве сконфигурированного выше, устройство кодирования изображения оценивает градиент, указанный сигналом изображения, который должен предсказываться на основании сигнала изображения, который уже был закодирован. Затем, устройство кодирования изображения формирует предсказанный сигнал с градиентом, примененным к нему в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания, на основании оцененного градиента и выполняет внутрикадровое кодирование сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании сформированного предсказанного сигнала.

Устройство декодирования изображения, которое приняло кодированный сигнал, сформированный устройством кодирования изображения, оценивает градиент, указанный сигналом изображения, который должен предсказываться, на основании сигнала изображения, который уже был декодирован. Затем, устройство декодирования изображения формирует предсказанный сигнал с градиентом, примененным к нему в соответствии с расстоянием от опорного пикселя предсказания, на основании оцененного градиента. Затем, устройство декодирования изображения декодирует остаточный сигнал, кодированный на стороне кодирования, и формирует декодированный сигнал изображения на основании декодированного остаточного сигнала и сформированного предсказанного сигнала.

Во втором аспекте настоящего изобретения, поскольку устройство кодирования изображения и устройство декодирования изображения оценивают градиент в соответствии с одним и тем же алгоритмом, не требуется, чтобы устройство кодирования изображения информировало устройство декодировании изображения о величине оцененного градиента. Соответственно, объем кодированных данных, сформированных устройством кодирования изображения, становится небольшим до такой степени, но устройство декодирования изображения должно выполнять работу для оценки градиента.

Соответственно, когда требуется уменьшать объем работы в устройстве декодирования изображения, устройство кодирования изображения может быть снабжено средством кодирования информации о градиенте (которое также может быть реализовано компьютерной программой) для кодирования информации, которая указывает величину оцененного градиента.

В этом случае, таким же образом, как описанный выше первый аспект, устройство декодирования изображения декодирует кодированные данные, сформированные устройством кодирования изображения.

Как описано выше, таким же образом, как первый аспект настоящего изобретения, второй аспект настоящего изобретения не рассматривает значение сигнала само по себе у опорного пикселя в качестве предсказанного сигнала, но он применяет к нему градиент, тем самым, осуществляя внутрикадровое предсказание с меньшей ошибкой предсказания. То есть посредством применения градиента к значению опорного пикселя, можно сформировать пиксели, которые могут давать дополнительно уменьшенную ошибку предсказания, и, как результат, может быть реализовано эффективное внутрикадровое предсказание, которое является целью настоящего изобретения.

Отмечено, что, для случая, в котором режим предсказания внутрикадрового предсказания является предсказанием DC в соответствии со стандартом H.264/MPEG-4AVC кодирования видео, настоящее изобретение предлагает устройство кодирования изображения, которое включает в себя (i) средство для выбора градиента, применяемого к сигналу изображения, который должен предсказываться, среди множества отобранных градиентов, которые указывают значение, добавленное к значению пикселя; (ii) средство для формирования предсказанного сигнала, к которому применен выбранный градиент; (iii) средство для внутрикадрового кодирования сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании сформированного предсказанного сигнала; и (iv) средство для кодирования информации, которая указывает величину выбранного градиента.

Таким же образом, для случая, в котором режим предсказания внутрикадрового предсказания является предсказанием DC в соответствии со стандартом H.264/MPEG-4AVC кодирования видео, настоящее изобретение предлагает устройство кодирования изображения, которое включает в себя (i) средство для оценки градиента, который указывает значение, добавленное к значению пикселя сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании сигнала изображения, который уже был закодирован; (ii) средство для формирования предсказанного сигнала, к которому применен оцененный градиент; и (iii) средство для внутрикадрового кодирования сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании сформированного предсказанного сигнала.

Хотя эти устройства кодирования соответствуют первому и второму аспектам, соответственно, их установочные параметры (то есть, характеристики) «градиента» подходят к предсказанию DC.

То есть основная работа по выбору или оценке градиента и формированию предсказанного сигнала на основании градиента является общепринятой при первом и втором аспектах.

Настоящее изобретение предлагает следующие устройства декодирования изображения, соответствующие устройствам кодирования изображения, которые имеют дело с предсказанием DC.

(i) Устройство декодирования изображения, которое включает в себя средство для получения информации о градиенте, используемой на стороне кодирования изображения, посредством декодирования информации для применения градиента, указывающего добавленное значение к значению пикселя предсказанного сигнала; средство для восстановления предсказанного сигнала, сформированного на стороне кодирования изображения, на основании полученного градиента; и средство для декодирования остаточного сигнала, кодированного на стороне кодирования изображения, и формирования декодированного сигнала изображения на основании декодированного остаточного сигнала и восстановленного предсказанного сигнала.

(ii) Устройство декодирования изображения, которое включает в себя средство для оценки градиента, который указывает значение, добавленное к значению пикселя сигнала изображения, который должен предсказываться, на основании сигнала изображения, который уже был декодирован; средство для формирования предсказанного сигнала, к которому применен оцененный градиент; и средство для декодирования остаточного сигнала, кодированного на стороне кодирования изображения, и формирования декодированного сигнала изображения на основании декодированного остаточного сигнала и сформированного предсказанного сигнала.

ПОЛЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как описано выше, согласно настоящему изобретению, можно выполнять эффективное внутрикадровое предсказание по отношению к изображению, включающему в себя градацию, которая может заставлять возрастать ошибки предсказания, и, таким образом, вызывать ухудшение эффективности кодирования при традиционном внутрикадровом предсказании, а таким образом можно улучшать эффективность сжатия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схема, поясняющая разницу между внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению и традиционным внутрикадровым предсказанием.

Фиг.2 - вариант осуществления устройства кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению.

Фиг.3 - схема, поясняющая внутрикадровое предсказание, выполняемое устройством кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа, выполняемая устройством кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.5 - вариант осуществления устройства декодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, выполняемая устройством декодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.7 - еще один вариант осуществления устройства кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению.

Фиг.8 - схема, поясняющая внутрикадровое предсказание, выполняемое устройством кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа, выполняемая устройством кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.10 - еще один вариант осуществления устройства декодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению.

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций способа, выполняемая устройством декодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.12 - еще один другой вариант осуществления устройства кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению.

Фиг.13 - блок-схема последовательности операций способа, выполняемая устройством кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно тому же самому варианту осуществления.

Фиг.14 - схема, поясняющая результат экспериментов для проверки эффективности устройства кодирования с внутрикадровым предсказанием на фиг.2.

Фиг.15 также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.16 также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.17A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.17B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.18A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.18B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.19A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.19B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.20A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.20B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.21A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.21B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.22A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.22B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.23A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.23B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.24A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.24B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.25A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.25B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.26A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.26B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.27A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.27B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.28A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.28B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.29A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.29B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.30A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.30B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.31A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.31B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.32A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.32B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.33A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.33B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.34A также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.34B также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.35 также является схемой, поясняющей результат экспериментов.

Фиг.36 - схема, поясняющая традиционный уровень техники.

Фиг.37 - схема, поясняющая предсказание DC в H.264MPEG-4AVC.

ПОЯСНЕНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

10: устройство кодирования с внутрикадровым предсказанием

101: модуль выбора градиента

102: модуль выбора режима предсказания

103: модуль внутрикадрового предсказания

104: модуль расчета стоимости случайного искажения

105: модуль хранения минимальной стоимости

106: модуль инициализации минимальной стоимости

107: модуль определения стоимости

108: модуль хранения информации об оптимальном кодировании

109: модуль определения конца цикла

110: модуль кодирования информации об оптимальном кодировании

111: модуль внутрикадрового кодирования

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении, само по себе значение сигнала опорного пикселя не рассматривается в качестве предсказанного сигнала, но к нему применяется градиент, чтобы тем самым осуществлять внутрикадровое предсказание с меньшей ошибкой предсказания.

То есть, как показано на фиг.1, предполагается, что блок, который должен кодироваться, включает в себя градацию. В этом случае, как показано в нижней половине фиг.1, настоящее изобретение формирует предсказанный сигнал, подобный исходному сигналу, применяя постоянный градиент к предсказанному сигналу, тем самым остаточный сигнал может быть уменьшен, и могут быть реализованы улучшения эффективности при внутрикадровом предсказании.

В традиционном внутрикадровом предсказании, как показано в верхней половине фиг.1, значение опорного пикселя непосредственно применяется к предсказанным пикселям во всех направлениях предсказания, и, таким образом, когда исходный сигнал имеет градацию, которая пространственно изменяется, невозможно избежать увеличения ошибки предсказания.

В противоположность, посредством применения градиента к значению опорного пикселя, настоящее изобретение может формировать пиксели, так что ошибка предсказания может быть дополнительно уменьшена, и, как результат, может осуществляться эффективное внутрикадровое предсказание, которое является целью настоящего изобретения.

В дальнейшем, настоящее изобретение будет подробно описано в соответствии с вариантами осуществления.

Фиг.2 иллюстрирует устройство 10 кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Устройство 10 кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению кодирует изображение, которое должно обрабатываться, которое может быть неподвижным изображением или изображением, которое должно быть подвергнуто внутрикадровому кодированию, заключенному в видео, с использованием внутрикадрового предсказания. Как показано на фиг.2, устройство 10 кодирования с внутрикадровым предсказанием включает в себя модуль 101 выбора градиента, модуль 102 выбора режима предсказания, модуль 103 внутрикадрового предсказания, модуль 104 расчета стоимости случайного искажения, модуль 105 хранения минимальной стоимости, модуль 106 инициализации минимальной стоимости, модуль 107 определения стоимости, модуль 108 хранения информации об оптимальном кодировании, модуль 109 определения конца цикла, модуль 110 кодирования информации об оптимальном кодировании и модуль 111 внутрикадрового кодирования.

Модуль 101 выбора градиента выбирает градиент, который должен применяться к предсказанному сигналу (точнее говоря, отобранного кандидата такого градиента, когда модуль 101 выбора градиента выполняет выбор).

Модуль 102 выбора режима предсказания выбирает режим предсказания для внутрикадрового предсказания.

Модуль 103 внутрикадрового предсказания формирует предсказанный сигнал с градиентом, используемым при внутрикадровом предсказании, применяемом к нему, на основании градиента, выбранного модулем 101 выбора градиента, и режима предсказания, выбранного модулем 102 выбора режима предсказания.

Модуль 104 расчета стоимости случайного искажения рассчитывает стоимость случайного искажения, которая является стоимостью кодирования, на основании предсказанного сигнала, сформированного модулем 103 внутрикадрового предсказания.

Модуль 105 хранения минимальной стоимости хранит минимальное значение стоимости случайного искажения, рассчитанное модулем 104 расчета стоимости случайного искажения.

Когда начинается кодирование с внутрикадровым предсказанием, модуль 106 инициализации минимальной стоимости записывает начальное значение стоимости случайного искажения, которое указывает большое значение, в модуль 105 хранения минимальной стоимости.

Модуль 107 определения стоимости сравнивает стоимость случайного искажения, рассчитанную модулем 104 расчета стоимости случайного искажения, со стоимостью случайного искажения, хранимой в модуле 105 хранения минимальной стоимости, и, если стоимость случайного искажения, рассчитанная модулем 104 расчета стоимости случайного искажения, является меньшей, модуль 107 определения стоимости обновляет стоимость случайного искажения, хранимую в модуле 105 хранения минимальной стоимости, с использованием стоимости случайного искажения, рассчитанной модулем 104 расчета стоимости случайного искажения, и, кроме того, обновляет информацию о градиенте и режиме предсказания, хранимую в модуле 108 хранения информации об оптимальном кодировании, в соответствии с градиентом и режимом предсказания в то время.

Модуль 108 хранения информации об оптимальном кодировании хранит информацию об оптимальных градиенте и режиме предсказания, которые будут обновляться модулем 107 определения стоимости.

Модуль 109 определения конца цикла выдает команду модулю 101 выбора градиента выбирать следующий градиент и одновременно выдает команду модулю 102 выбора режима предсказания выбирать следующий режим предсказания. Соответственно, модуль 109 определения конца цикла выполняет управление, так что выбираются все комбинации градиентов и режимов предсказания, и если все комбинации градиентов и режимов предсказания были выбраны, модуль 109 определения конца цикла выдает команду модулю 110 кодирования информации об оптимальном кодировании и модулю 111 внутрикадрового кодирования выполнять кодирование.

По приему команды кодирования из модуля 109 определения конца цикла, модуль 110 кодирования информации об оптимальном кодировании считывает информацию о градиенте и режиме предсказания из модуля 108 хранения информации об оптимальном кодировании и кодирует информацию.

По приему команды кодирования из модуля 109 определения конца цикла, модуль 111 внутрикадрового кодирования считывает информацию о градиенте и режиме предсказания из модуля 108 хранения информации об оптимальном кодировании, формирует предсказанный сигнал, к которому применен градиент в соответствии со считанными градиентом и режимом предсказания, и кодирует остаточный сигнал между сигналом изображения блока, который должен кодироваться, и сформированным предсказанным сигналом.

Затем, внутрикадровое предсказание, которое выполняется устройством 10 кодирования с внутрикадровым предсказанием согласно настоящему изобретению, будет описано в соответствии с фиг.3. Здесь, на фиг.3, предполагается, что блок, который должен кодироваться, яв