Устройство кодирования изображений, устройство декодирования изображений, способ кодирования изображений, способ декодирования изображений и устройство прогнозирования изображений

Устройство кодирования изображений, устройство декодирования изображений, способ кодирования изображений, способ декодирования изображений и устройство прогнозирования изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству кодирования изображений и к способу кодирования изображений для кодирования для изображения с высокой степенью эффективности, а также к устройству декодирования изображений и к способу декодирования изображений для декодирования кодированного изображения с высокой степенью эффективности, а также к устройству прогнозирования изображений.

Уровень техники

[0002] Например, в соответствии со способом кодирования видео по международным стандартам, к примеру, MPEG (стандарт экспертной группы по киноизображению) или "ITU-T H.26x", введенный видеокадр разделяется на прямоугольные блоки (блоки кодирования), процесс прогнозирования с использованием сигнала уже кодированного изображения выполняется в отношении каждого блока кодирования для того, чтобы формировать прогнозное изображение, и процесс ортогонального преобразования и квантования выполняется в отношении сигнала ошибки прогнозирования, который является разностью между блоком кодирования и прогнозным изображением в единицах блока, с тем чтобы сжимать информацию относительно введенного видеокадра.

[0003] Например, в случае AVC/H.264 (ISO/IEC 14496-10|ITU-T H.264), который является способом по международным стандартам, выполняется процесс внутреннего прогнозирования из уже кодированных смежных пикселей или процесс прогнозирования с компенсированным движением между смежными кадрами (см. непатентную ссылку 1). В случае MPEG-4 AVC/H.264, один режим прогнозирования может быть выбран из множества режимов прогнозирования для каждого блока в режиме внутреннего прогнозирования яркости. Фиг. 14 является пояснительным чертежом, показывающим режимы внутреннего прогнозирования в случае размера пиксельного блока 4×4 для яркости. На фиг. 14, каждый белый круг в блоке показывает пиксель, который должен быть кодирован, и каждый черный круг показывает уже кодированный пиксел, который используется для прогнозирования. В случае размера пиксельного блока 4×4 для яркости, задаются девять режимов внутреннего прогнозирования, включающих в себя режимы 0-8.

[0004] В примере, показанном на фиг. 14, режим 2 представляет собой режим, в котором прогнозирование по среднему выполняется таким образом, что каждый пиксел в блоке прогнозируется посредством использования среднего смежных пикселей, расположенных в верхней и левой сторонах блока. Режимы, отличные от режима 2, представляют собой режимы внутреннего прогнозирования, в каждом из которых выполняется направленное прогнозирование. Режим 0 представляет собой режим, в котором вертикальное прогнозирование выполняется таким образом, что смежные пиксели, расположенные в верхней стороне блока, многократно реплицируются, чтобы создавать несколько строк пикселей вдоль вертикального направления с тем, чтобы формировать прогнозное изображение. Например, режим 0 выбирается, когда блок кодирования представляет собой шаблон с вертикальными полосками. Режим 1 представляет собой режим, в котором горизонтальное прогнозирование выполняется таким образом, что смежные пиксели, расположенные в левой стороне блока, многократно реплицируются, чтобы создавать несколько столбцов пикселей вдоль горизонтального направления с тем, чтобы формировать прогнозное изображение. Например, режим 1 выбирается, когда блок кодирования представляет собой шаблон с горизонтальными полосками. В каждом из режимов 3-8 интерполяционные пиксели, идущие в предварительно определенном направлении (т.е. в направлении, показанном посредством стрелок), формируются посредством использования уже кодированных пикселей, расположенных в верхней стороне или левой стороне блока, чтобы формировать прогнозное изображение.

[0005] В этом случае, размер блока для яркости, к которому применяется внутреннее прогнозирование, может быть выбран из 4×4 пикселей, 8×8 пикселей и 16×16 пикселей. В случае 8×8 пикселей задаются девять режимов внутреннего прогнозирования, как и в случае 4×4 пикселей. Тем не менее, сами уже кодированные пиксели не используются в качестве пикселей, которые используются для прогнозирования, но уже кодированные пиксели, для которых выполнен процесс фильтрации, используются в качестве пикселей, которые используются для прогнозирования. В отличие от этого, в случае 16×16 пикселей задаются четыре режима внутреннего прогнозирования, которые называются прогнозированиями на плоскости, в дополнение к режимам внутреннего прогнозирования, ассоциированным с прогнозированием по среднему, вертикальным прогнозированием и горизонтальным прогнозированием. В каждом из режимов внутреннего прогнозирования, ассоциированных с прогнозированиями на плоскости, значение пикселя, который формируется через интерполяцию в диагональном направлении для уже кодированных смежных пикселей, расположенных в верхней и левой сторонах блока, задается в качестве прогнозированного значения.

[0006] Поскольку режим направленного прогнозирования представляет собой режим, в котором прогнозированное значение формируется посредством повторной репликации либо пикселей, смежных с блоком, либо интерполяционных пикселей, сформированных из смежных пикселей в предварительно определенном направлении (направлении прогнозирования), эффективность прогнозирования повышается, а объем кода может быть уменьшен, когда направление границы (края) объекта в целевом блоке, который должен быть прогнозирован, как показано на фиг. 15, совпадает с направлением прогнозирования, и значение сигнала в блоке сохраняется постоянным вдоль направления прогнозирования.

Документы предшествующего уровня техники

Непатентные ссылки

[0007] Непатентная ссылка 1. Стандарты MPEG-4 AVC (ISO/IEC 14496-10)/H.ITU-T 264

Сущность изобретения

Задачи, которые должны быть решены изобретением

[0008] Поскольку традиционное устройство кодирования движущихся изображений имеет такую структуру, как указано выше, традиционное устройство кодирования движущихся изображений может прогнозировать изображение кадра с высокой степенью точности посредством использования направленного прогнозирования, когда направление границы (края) объекта в целевом блоке, который должен быть прогнозирован, совпадает с направлением прогнозирования, и значение сигнала в целевом блоке, который должен быть прогнозирован, сохраняется постоянным вдоль направления прогнозирования. Тем не менее, проблема состоит в том, что когда значение сигнала варьируется вдоль направления прогнозирования, как показано на фиг. 16, даже если направление границы (края) объекта в целевом блоке, который должен быть прогнозирован, совпадает с направлением прогнозирования, ошибка прогнозирования становится большой.

[0009] Настоящее изобретение осуществлено, чтобы разрешать вышеуказанную проблему, и, следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство кодирования изображений, устройство декодирования изображений, способ кодирования изображений и способ декодирования изображений и устройство прогнозирования изображений допускающие реализацию высокоточного прогнозирования, даже когда значение сигнала варьируется вдоль направления прогнозирования, за счет этого позволяя повышать качество изображений.

Средство для решения задач

[0010] В соответствии с настоящим изобретением, предусмотрено устройство кодирования изображений, в котором, когда параметр внутреннего (intra-) прогнозирования указывает процесс горизонтального прогнозирования, модуль внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в горизонтальном направлении значений яркости пикселей, смежных с верхней частью каждого блока, который является единицей для процесса прогнозирования блока кодирования, со значением яркости пикселя, смежного с левой частью блока, чтобы устанавливать результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения, тогда как когда параметр внутреннего прогнозирования указывает процесс вертикального прогнозирования, модуль внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в вертикальном направлении значений яркости пикселей, смежных с левой частью блока, со значением яркости пикселя, смежного с верхней частью блока, чтобы устанавливать результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения.

Преимущества изобретения

[0011] Поскольку устройство кодирования изображений согласно настоящему изобретению имеет такую структуру, что когда параметр внутреннего прогнозирования указывает процесс горизонтального прогнозирования, модуль внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в горизонтальном направлении значений яркости пикселей, смежных с верхней частью каждого блока, со значением яркости пикселя, смежного с левой частью блока, чтобы устанавливать результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения, тогда как когда параметр внутреннего прогнозирования указывает процесс вертикального прогнозирования, модуль внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в вертикальном направлении значений яркости пикселей, смежных с левой частью блока, со значением яркости пикселя, смежного с верхней частью блока, чтобы устанавливать результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения, обеспечивается преимущество возможности реализовывать высокоточное прогнозирование, в силу этого повышая качество изображений, даже когда значение сигнала варьируется вдоль направления прогнозирования.

Краткое описание чертежей

[0012] Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процесс (способ кодирования движущихся изображений), выполняемый посредством устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является блок-схемой, показывающей устройство декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процесс (способ декодирования движущихся изображений), выполняемый посредством устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 является пояснительным чертежом, показывающим пример, в котором каждый наибольший блок кодирования иерархически разделяется на множество блоков кодирования;

Фиг. 6(a) является пояснительным чертежом, показывающим распределение блоков кодирования и прогнозных блоков, на которые разделяется изображение, и фиг. 6(b) является пояснительным чертежом, показывающим состояние, в котором режим m(Bⁿ) кодирования назначается каждому из блоков через разделение на иерархические уровни;

Фиг. 7 является пояснительным чертежом, показывающим пример параметров внутреннего прогнозирования (режима внутреннего прогнозирования), которые могут быть выбраны для каждого прогнозного блока P_i ⁿ в блоке Bⁿ кодирования;

Фиг. 8 является пояснительным чертежом, показывающим пример пикселей, которые используются при формировании прогнозированного значения каждого пикселя в прогнозном блоке P_i ⁿ в случае l_i ⁿ=m_i ⁿ=4;

Фиг. 9 является пояснительным чертежом, показывающим относительные координаты каждого пикселя в прогнозном блоке P_i ⁿ, которые определяются с помощью пикселя в верхнем левом углу прогнозного блока P_i ⁿ, заданного как начало координат;

Фиг. 10 является пояснительным чертежом, показывающим пример смежных пикселей в другом прогнозном блоке в левой стороне прогнозного блока, к которым следует обращаться для того, чтобы вычислять изменения значения яркости, каждое из которых должно суммироваться с традиционным прогнозированным значением, вычисленным с использованием вертикального прогнозирования;

Фиг. 11 является пояснительным чертежом, показывающим пример значений масштабирования изменений значения яркости, каждое из которых должно суммироваться с традиционным прогнозированным значением, вычисленным с использованием вертикального прогнозирования;

Фиг. 12 является пояснительным чертежом, показывающим пример смежных пикселей в другом прогнозном блоке в верхней стороне прогнозного блока, к которым следует обращаться для того, чтобы вычислять изменения значения яркости, каждое из которых должно суммироваться с традиционным прогнозированным значением, вычисленным с использованием горизонтального прогнозирования;

Фиг. 13 является пояснительным чертежом, показывающим пример значений масштабирования изменений значения яркости, каждое из которых должно суммироваться с традиционным прогнозированным значением, вычисленным с использованием горизонтального прогнозирования;

Фиг. 14 является пояснительным чертежом, показывающим режимы внутреннего прогнозирования в случае размера пиксельного блока 4×4 для яркости;

Фиг. 15 является пояснительным чертежом, показывающим пример прогнозного изображения, которое прогнозируется с высокой степенью точности посредством использования горизонтального прогнозирования;

Фиг. 16 является пояснительным чертежом, показывающим пример, в котором возникает большая ошибка прогнозирования, когда выполняется процесс прогнозирования с использованием горизонтального прогнозирования; и

Фиг. 17 является пояснительным чертежом, показывающим пример параметров внутреннего прогнозирования (режима внутреннего прогнозирования), каждый из которых может быть выбран для каждого прогнозного блока P_i ⁿ в блоке Bⁿ кодирования.

Варианты осуществления изобретения

[0013] Далее, для того чтобы подробнее пояснять это изобретение, описываются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Вариант 1 осуществления

Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг. 1, узел 1 разделения на блоки выполняет процесс, при приеме видеосигнала, показывающего введенное изображение, разделения введенного изображения на наибольшие блоки кодирования, которые являются блоками кодирования, имеющими максимальный размер, определенный посредством узла 2 управления кодированием, а также иерархического разделения каждого из наибольших блоков кодирования на блоки до тех пор, пока число иерархических уровней не достигнет верхнего предела на число иерархических уровней, который определяется посредством узла 2 управления кодированием. Более конкретно, узел 1 разделения на блоки выполняет процесс разделения введенного изображения на блоки кодирования согласно разделению, которое определяется посредством узла 2 управления кодированием, и вывода каждого из блоков кодирования. Каждый из блоков кодирования дополнительно разделяется на один или более прогнозных блоков, каждый из которых является единицей прогнозирования. Узел 1 разделения на блоки составляет модуль разделения на блоки.

[0014] Узел 2 управления кодированием выполняет процесс определения максимального размера каждого из блоков кодирования, который является единицей, которая должна быть обработана в момент, когда выполняется процесс прогнозирования, а также определения верхнего предела на число иерархических уровней, т.е. максимальной глубины иерархии в иерархии, в которой каждый из блоков кодирования, имеющих максимальный размер, иерархически разделяется на блоки, чтобы определять размер каждого из блоков кодирования. Узел 2 управления кодированием также выполняет процесс выбора режима кодирования, который обеспечивает наибольшую эффективность кодирования для каждого блока кодирования, выведенного из узла 1 разделения на блоки, из одного или более доступных режимов кодирования (одного или более режимов внутреннего кодирования и одного или более режимов внешнего кодирования). Узел 2 управления кодированием дополнительно выполняет процесс, когда режим кодирования, имеющий наибольшую эффективность кодирования, представляет собой режим внутреннего кодирования, определения параметров внутреннего прогнозирования, которые используются при выполнении процесса внутреннего прогнозирования для блока кодирования в режиме внутреннего кодирования для каждого прогнозного блока, который является единицей прогнозирования, а когда режим кодирования, имеющий наибольшую эффективность кодирования, представляет собой режим внешнего кодирования, определения параметров внешнего прогнозирования, которые используются при выполнении процесса внешнего прогнозирования для блока кодирования в режиме внешнего кодирования для каждого прогнозного блока, который является единицей прогнозирования. Узел 2 управления кодированием дополнительно выполняет процесс определения параметра кодирования разности прогнозирования, который узел управления кодированием предоставляет для узла 7 преобразования/квантования и узла 8 обратного квантования/обратного преобразования. Узел 2 управления кодированием составляет узел управления кодированием.

[0015] Переключатель 3 выбора выполняет процесс, когда режим кодирования, определенный посредством узла 2 управления кодированием, представляет собой режим внутреннего кодирования, вывода блока кодирования, выведенного из узла 1 разделения на блоки, в узел 4 внутреннего прогнозирования, а когда режим кодирования, определенный посредством узла 2 управления кодированием, представляет собой режим внешнего кодирования, вывода блока кодирования, выведенного из узла 1 разделения на блоки, в узел 5 прогнозирования с компенсированным движением.

[0016] Узел 4 внутреннего прогнозирования выполняет процесс выполнения процесса внутреннего прогнозирования (процесса внутрикадрового прогнозирования) в отношении каждого прогнозного блока, который является единицей прогнозирования, в блоке кодирования, выведенном из переключателя 3 выбора, посредством использования параметров внутреннего прогнозирования, определенных посредством узла 2 управления кодированием, чтобы формировать изображение внутреннего прогнозирования при обращении к локальному декодированному изображению, которое сохраняется в памяти 10 для внутреннего прогнозирования. Когда процесс внутрикадрового прогнозирования во время формирования прогнозного изображения является горизонтальным, узел 4 внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в горизонтальном направлении значений яркости пикселей, смежных с верхней частью прогнозного блока, со значением яркости пикселя, смежного с левой частью прогнозного блока, чтобы определять результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения, тогда как когда процесс внутрикадрового прогнозирования во время формирования прогнозного изображения является вертикальным, узел 4 внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в вертикальном направлении значений яркости пикселей, смежных с левой частью прогнозного блока, со значением яркости пикселя, смежного с верхней частью прогнозного блока, чтобы определять результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения. Модуль внутреннего прогнозирования состоит из узла 4 внутреннего прогнозирования и памяти 10 для внутреннего прогнозирования.

[0017] Узел 5 прогнозирования с компенсированным движением выполняет процесс сравнения блока кодирования, выведенного из переключателя 3 выбора, с локальным декодированным изображением одного или более кадров, сохраненных в памяти 12 кадров прогнозирования с компенсированным движением для каждой единицы прогнозного блока, которая является единицей прогнозирования, чтобы выполнять поиск вектора движения, и выполнения процесса внешнего прогнозирования (процесса прогнозирования с компенсированным движением) в отношении каждого прогнозного блока в блоке кодирования посредством использования как вектора движения, так и параметров внешнего прогнозирования, определенных посредством узла 2 управления кодированием, чтобы формировать изображение внешнего прогнозирования.

[0018] Узел 6 вычитания выполняет процесс вычитания изображения внутреннего прогнозирования, сформированного посредством узла 4 внутреннего прогнозирования, или изображения внешнего прогнозирования, сформированного посредством узла 5 прогнозирования с компенсированным движением, из блока кодирования, выведенного из узла 1 разделения на блоки, чтобы выводить прогнозный разностный сигнал (разностное изображение), который является результатом вычитания, в узел 7 преобразования/квантования. Узел 7 преобразования/квантования выполняет процесс выполнения процесса ортогонального преобразования (например, процесс DCT (дискретного косинусного преобразования) или ортогонального преобразования, такого как KL-преобразование, в котором основания заранее рассчитываются для конкретной последовательности обучения) в отношении прогнозного разностного сигнала, выведенного из узла 6 вычитания, посредством обращения к параметру кодирования разности прогнозирования, определенному посредством узла 2 управления кодированием, чтобы вычислять коэффициенты преобразования, а также квантования коэффициентов преобразования посредством обращения к параметру кодирования разности прогнозирования и затем вывода сжатых данных, которые являются коэффициентами преобразования, квантованными посредством него, в узел 8 обратного квантования/обратного преобразования и узел 13 кодирования с переменной длиной слова. Модуль квантования состоит из узла 6 вычитания и узла 7 преобразования/квантования.

[0019] Узел 8 обратного квантования/обратного преобразования выполняет процесс обратного квантования сжатых данных, выведенных из узла 7 преобразования/квантования, посредством обращения к параметру кодирования разности прогнозирования, определенному посредством узла 2 управления кодированием, а также выполнения процесса обратного ортогонального преобразования в отношении коэффициентов преобразования, которые являются сжатыми данными, обратно квантованными посредством него, посредством обращения к параметру кодирования разности прогнозирования, чтобы вычислять локальный декодированный прогнозный разностный сигнал, соответствующий прогнозному разностному сигналу, выведенному из узла 6 вычитания. Узел 9 суммирования выполняет процесс суммирования локального декодированного прогнозного разностного сигнала, вычисленного посредством узла 8 обратного квантования/обратного преобразования, и изображения внутреннего прогнозирования, сформированного посредством узла 4 внутреннего прогнозирования, или изображения внешнего прогнозирования, сформированного посредством узла 5 прогнозирования с компенсированным движением, чтобы вычислять локальное декодированное изображение, соответствующее блоку кодирования, выведенному из узла 1 разделения на блоки.

[0020] Память 10 для внутреннего прогнозирования является носителем записи для сохранения локального декодированного изображения, вычисленного посредством узла 9 суммирования. Узел 11 контурной фильтрации выполняет процесс выполнения предварительно определенного процесса фильтрации в отношении локального декодированного изображения, вычисленного посредством узла 9 суммирования, чтобы выводить локальное декодированное изображение, в отношении которого выполняется процесс фильтрации. Память 12 кадров прогнозирования с компенсированным движением является носителем записи для сохранения локального декодированного изображения, в отношении которого выполняется процесс фильтрации.

[0021] Узел 13 кодирования с переменной длиной слова выполняет процесс кодирования с переменной длиной слова сжатых данных, выведенных в него из узла 7 преобразования/квантования, выходного сигнала узла 2 управления кодированием (информации разделения на блоки относительно разделения каждого наибольшего блока кодирования, режима кодирования, параметра кодирования разности прогнозирования и параметров внутреннего прогнозирования или параметров внешнего прогнозирования) и вектора движения, выведенного из узла 5 прогнозирования с компенсированным движением (когда режим кодирования представляет собой режим внешнего кодирования), чтобы формировать поток битов. Узел 13 кодирования с переменной длиной слова составляет модуль кодирования с переменной длиной слова.

[0022] В примере, показанном на фиг. 1, узел 1 разделения на блоки, узел 2 управления кодированием, переключатель 3 выбора, узел 4 внутреннего прогнозирования, узел 5 прогнозирования с компенсированным движением, узел 6 вычитания, узел 7 преобразования/квантования, узел 8 обратного квантования/обратного преобразования, узел 9 суммирования, память 10 для внутреннего прогнозирования, узел 11 контурной фильтрации, память 12 кадров прогнозирования с компенсированным движением и узел 13 кодирования с переменной длиной слова, которые являются компонентами устройства кодирования движущихся изображений, могут состоять из элементов аппаратных средств для монопольного использования (например, интегральных схем, в каждой из которых установлен CPU, однокристальных микрокомпьютеров и т.п.), соответственно. В качестве альтернативы, устройство кодирования движущихся изображений может состоять из компьютера, и программа, в которой описываются процессы, выполняемые посредством узла 1 разделения на блоки, узла 2 управления кодированием, переключателя 3 выбора, узла 4 внутреннего прогнозирования, узла 5 прогнозирования с компенсированным движением, узла 6 вычитания, узла 7 преобразования/квантования, узла 8 обратного квантования/обратного преобразования, узла 9 суммирования, узла 11 контурной фильтрации и узла 13 кодирования с переменной длиной слова, может быть сохранена в памяти компьютера, и CPU компьютера может быть выполнен с возможностью исполнять программу, сохраненную в памяти. Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей обработку (способ кодирования движущихся изображений), выполняемую посредством устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения.

[0023] Фиг. 3 является блок-схемой, показывающей устройство декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг. 3, узел 31 декодирования с переменной длиной слова выполняет процесс, при приеме потока битов, сформированного посредством устройства кодирования движущихся изображений, показанного на фиг. 1, декодирования с переменной длиной слова потока битов, чтобы получать сжатые данные, информацию разделения на блоки, режим кодирования, параметры внутреннего прогнозирования (когда режим кодирования представляет собой режим внутреннего кодирования), параметры внешнего прогнозирования (когда режим кодирования представляет собой режим внешнего кодирования), параметр кодирования разности прогнозирования и вектор движения (когда режим кодирования представляет собой режим внешнего кодирования). Узел 31 декодирования с переменной длиной слова составляет модуль декодирования с переменной длиной слова.

[0024] Узел 32 обратного преобразования/обратного квантования выполняет процесс обратного квантования сжатых данных, декодированных с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, посредством обращения к параметру кодирования разности прогнозирования, декодированному с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, а также выполнения процесса обратного ортогонального преобразования в отношении коэффициентов преобразования, которые являются сжатыми данными, обратно квантованными посредством него, посредством обращения к параметру кодирования разности прогнозирования, чтобы вычислять декодированный прогнозный разностный сигнал, который является идентичным локальному декодированному прогнозному разностному сигналу, выведенному из узла 8 обратного преобразования/обратного квантования, показанного на фиг. 1. Узел 32 обратного преобразования/обратного квантования составляет модуль обратного квантования.

[0025] Переключатель 33 выбора выполняет процесс, когда режим кодирования, декодированный с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, представляет собой режим внутреннего кодирования, вывода параметров внутреннего прогнозирования, декодированных с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, в узел 34 внутреннего прогнозирования, а когда режим кодирования, декодированный с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, представляет собой режим внешнего кодирования, вывода параметров внешнего прогнозирования и вектора движения, которые декодируются с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, в узел 35 компенсации движения.

[0026] Узел 34 внутреннего прогнозирования выполняет процесс выполнения процесса внутреннего прогнозирования (процесса внутрикадрового прогнозирования) с использованием параметров внутреннего прогнозирования, выведенных из переключателя 33 выбора в отношении каждого прогнозного блока, который является единицей для процесса прогнозирования, в блоке декодирования, который указывается из информации разделения на блоки и режима кодирования, которые декодируются с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова (в блоке, соответствующему "блоку кодирования" в устройстве кодирования движущихся изображений, показанном на фиг. 1), чтобы формировать изображение внутреннего прогнозирования при обращении к декодированному изображению, которое сохраняется в памяти 37 для внутреннего прогнозирования. Когда процесс внутрикадрового прогнозирования во время формирования прогнозного изображения является горизонтальным, узел 4 внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в горизонтальном направлении значений яркости пикселей, смежных с верхней частью прогнозного блока, со значением яркости пикселя, смежного с левой частью прогнозного блока, чтобы определять результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения, тогда как когда процесс внутрикадрового прогнозирования во время формирования прогнозного изображения является вертикальным, узел 4 внутреннего прогнозирования суммирует значение, пропорциональное изменению в вертикальном направлении значений яркости пикселей, смежных с левой частью прогнозного блока, со значением яркости пикселя, смежного с верхней частью прогнозного блока, чтобы определять результат суммирования в качестве прогнозированного значения прогнозного изображения. Модуль внутреннего прогнозирования состоит из узла 34 внутреннего прогнозирования и памяти 37 для внутреннего прогнозирования.

[0027] Узел 35 компенсации движения выполняет процесс выполнения процесса внешнего прогнозирования (процесса прогнозирования с компенсированным движением) с использованием вектора движения и параметров внешнего прогнозирования, которые выводятся из переключателя 33 выбора в отношении каждого прогнозного блока, который является единицей прогнозирования, в блоке декодирования, указываемом из информации разделения на блоки и режима кодирования, которые декодируются с переменной длиной слова посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова при обращении к декодированному изображению, сохраненному в памяти 39 кадров прогнозирования с компенсированным движением, чтобы формировать изображение внешнего прогнозирования. Узел 36 суммирования выполняет процесс суммирования декодированного прогнозного разностного сигнала, вычисленного посредством узла 32 обратного преобразования/обратного квантования, и изображения внутреннего прогнозирования, сформированного посредством узла 34 внутреннего прогнозирования, или изображения внешнего прогнозирования, сформированного посредством узла 35 компенсации движения, чтобы вычислять декодированное изображение, идентичное локальному декодированному изображению, выведенному из узла 9 суммирования, показанного на фиг. 1.

[0028] Память 37 для внутреннего прогнозирования является носителем записи для сохранения декодированного изображения, вычисленного посредством узла 36 суммирования. Узел 38 контурной фильтрации выполняет процесс выполнения предварительно определенного процесса фильтрации в отношении декодированного изображения, вычисленного посредством узла 36 суммирования, чтобы выводить декодированное изображение, в отношении которого выполняется процесс фильтрации. Память 39 кадров прогнозирования с компенсированным движением является носителем записи для сохранения декодированного изображения, в отношении которого выполняется процесс фильтрации.

[0029] В примере, показанном на фиг. 3, узел 31 декодирования с переменной длиной слова, узел 32 обратного квантования/обратного преобразования, переключатель 33 выбора, узел 34 внутреннего прогнозирования, узел 35 компенсации движения, узел 36 суммирования, память 37 для внутреннего прогнозирования, узел 38 контурной фильтрации и память 39 кадров прогнозирования с компенсированным движением, которые являются компонентами устройства декодирования движущихся изображений, могут состоять из элементов аппаратных средств для монопольного использования (например, интегральных схем, в каждой из которых установлен CPU, однокристальных микрокомпьютеров и т.п.), соответственно. В качестве альтернативы, устройство декодирования движущихся изображений может состоять из компьютера, и программа, в которой описываются процессы, выполняемые посредством узла 31 декодирования с переменной длиной слова, узла 32 обратного квантования/обратного преобразования, переключателя 33 выбора, узла 34 внутреннего прогнозирования, узла 35 компенсации движения, узла 36 суммирования и узла 38 контурной фильтрации, может быть сохранена в памяти компьютера, и CPU компьютера может быть выполнен с возможностью исполнять программу, сохраненную в памяти. Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей обработку (способ декодирования движущихся изображений), выполняемую посредством устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения.

[0030] Далее поясняется работа устройства кодирования движущихся изображений и работа устройства декодирования движущихся изображений. В этом варианте 1 осуществления поясняется случай, в котором устройство кодирования движущихся изображений принимает изображение каждого кадра видеоизображения в качестве введенного изображения, выполняет либо внутреннее прогнозирование из уже кодированных смежных пикселей, либо прогнозирование с компенсированным движением между смежными кадрами, выполняет процесс сжатия согласно ортогональному преобразованию и квантованию в отношении прогнозного разностного сигнала, полученного таким способом, и после этого выполняет кодирование с переменной длиной слова, чтобы формировать поток битов, и устройство декодирования движущихся изображений декодирует поток битов, выведенный из устройства кодирования движущихся изображений.

[0031] Устройство кодирования движущихся изображений, показанное на фиг. 1, отличается тем, что устройство кодирования движущихся изображений выполнено с возможностью локальных изменений видеосигнала в пространственном направлении и в направлении времени, разделяет виде