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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству кодирования движущихся изображений, устройству декодирования движущихся изображений, способу кодирования движущихся изображений и способу декодирования движущихся изображений, которые используются для технологии кодирования со сжатием изображения, технологии передачи сжатых данных изображения и т.д.

Уровень техники

[0002] Например, в системе кодирования видео по международным стандартам, таким как MPEG (стандарт экспертной группы по движущимся изображениям) или "ITU-T H.26x", используется способ задания блочных данных (называемых далее "макроблоком"), которые представляют собой комбинацию из 16×16 пикселей для сигнала яркости и 8×8 пикселей для каждого из цветоразностных сигналов, которые соответствуют 16×16 пикселям сигнала яркости, в качестве одной единицы и сжатия данных изображений на основе технологии компенсации движения и технологии ортогонального преобразования/квантования коэффициентов преобразования. В процессах компенсации движения, выполняемых посредством устройства кодирования движущихся изображений и устройства декодирования движущихся изображений, обращаются к последующей картинке или предшествующей картинке, и обнаружение вектора движения и генерирование изображения предсказания выполняется для каждого макроблока. В это время, картинка, к которой обращается только одна картинка и в отношении которой выполняется межкадровое (inter) кодирование с предсказанием, упоминается как P-картинка, а картинка, к которой одновременно обращаются две картинки и в отношении которой выполняется межкадровое (inter) кодирование с предсказанием, упоминается как B-картинка.

[0003] В AVC/H.264, которая является системой по международным стандартам (ISO/IEC 14496-10|ITU-T H.264), режим кодирования, называемый прямым режимом, может быть выбран при кодировании B-картинки (например, см. непатентную ссылку 1). Более конкретно, макроблок, который должен быть кодирован, не имеет кодированных данных вектора движения, и режим кодирования, в котором можно генерировать вектор движения макроблока, который должен быть кодирован, может быть выбран в предопределенном арифметическом процессе с использованием вектора движения макроблока другой уже кодированной картинки и вектора движения смежного макроблока.

[0004] Этот прямой режим включает в себя следующие два типа режимов: временной прямой режим и пространственный прямой режим. Во временном прямом режиме, посредством обращения к вектору движения другого уже кодированной картинки и затем выполнения процесса масштабирования для масштабирования вектора движения согласно разности во времени между другим уже кодированной картинкой изображением и картинкой, которая является целью, которая должна быть кодирована, генерируется вектор движения макроблока, который должен быть кодирован. В пространственном прямом режиме, посредством обращения к вектору движения по меньшей мере одного уже кодированного макроблока, расположенного около макроблока, который должен быть кодирован, вектор движения макроблока, который должен быть кодирован, генерируется из вектора движения. В этом прямом режиме любой из временного прямого режима и пространственного прямого режима может быть выбран для каждой вырезки посредством использования "direct_spatial_mv_pred_flag", который является флагом, расположенным в каждом заголовке вырезки. Режим из прямых режимов, в котором коэффициенты преобразования не кодируются, упоминается как режим пропуска. Далее, режим пропуска также включается в прямой режим, который описывается ниже.

[0005] Фиг. 11 является принципиальной схемой, показывающей способ генерирования вектора движения во временном прямом режиме. На фиг. 11, "P" обозначает P-картинку, а "B" обозначает B-картинку. Дополнительно, выраженные цифрами числа 0-3 обозначают порядок, в котором отображаются картинки, соответственно, обозначенные посредством выраженных цифрами чисел, и показывают изображения, которые отображаются в моменты времени T0, T1, T2 и T3, соответственно. Предполагается, что процесс кодирования для картинок выполняется в порядке P0, P3, B1 и B2.

[0006] Например, далее рассматривается случай, в котором макроблок MB1 в картинке B2 кодируется во временном прямом режиме. В этом случае, вектор MV движения макроблока MB2, который является вектором движения картинки P3, ближайшего к картинке B2, из уже кодированных картинок, расположенных раньше относительно картинки B2 на временной оси, и который пространственно находится в позиции, идентичной позиции макроблока MB1. Этот вектор MV движения обращается к картинке P0, и векторы MVL0 и MVL1 движения, которые используются при кодировании макроблока MB1, вычисляются согласно следующему уравнению (1).

[0007] Фиг. 12 является принципиальной схемой, показывающей способ генерирования вектора движения в пространственном прямом режиме. На фиг. 12, текущий MB обозначает макроблок, который должен быть кодирован. В это время, когда вектор движения уже кодированного макроблока A слева от макроблока, который должен быть кодирован, выражается как MVa, вектор движения уже кодированного макроблока B сверху от макроблока, который должен быть кодирован, выражается как MVb, и вектор движения уже кодированного макроблока C сверху справа от макроблока, который должен быть кодирован, выражается как MVc, вектор MV движения макроблока, который должен быть кодирован, может быть вычислен посредством определения среднего этих векторов MVa, MVb и MVc движения, как показано в следующем уравнении (2).

MV=median(MVa, MVb, MVc) (2)

Вектор движения определяется для каждого из последующих и предшествующих картинок в пространственном прямом режиме, и векторы движения для обоих из них могут быть определены посредством использования вышеуказанного способа.

[0008] Опорное изображение, которое используется для генерирования изображения предсказания, управляется в качестве списка опорных изображений для каждого вектора, который используется для обращения (ссылки). Когда используются два вектора, списки опорных изображений упоминаются как список 0 и список 1, соответственно. Опорные изображения сохраняются в списках опорных изображений в обратном хронологическом порядке, соответственно, и, в общем случае, список 0 показывает последующее опорное изображение, а список 1 показывает предшествующее опорное изображение. В качестве альтернативы, список 1 может показывать последующее опорное изображение, а список 0 может показывать предшествующее опорное изображение, или каждый из списков 0 и 1 может показывать последующее опорное изображение и предшествующее опорное изображение. Дополнительно, списки опорных изображений не обязательно должны совмещаться в обратном хронологическом порядке. Например, следующая непатентная ссылка 1 описывает, что списки опорных изображений могут упорядочиваться для каждой вырезки.

Документы предшествующего уровня техники

Непатентные ссылки

[0009] Непатентная ссылка 1. Стандарты MPEG-4 AVC (ISO/IEC 14496-10)/H.ITU-T 264

Сущность изобретения

Задачи, которые должны быть решены изобретением

[0010] Поскольку традиционное устройство кодирования изображений имеет такую структуру, как указано выше, традиционное устройство кодирования изображений может переключаться между временным прямым режимом и пространственным прямым режимом для каждой вырезки посредством простого обращения к "direct_spatial_mv_pred_flag", который является флагом, расположенным в каждом заголовке вырезки. Тем не менее, поскольку традиционное устройство кодирования изображений не может переключаться между временным прямым режимом и пространственным прямым режимом для каждого макроблока, даже если оптимальный прямой режим для макроблока, принадлежащего вырезке, представляет собой пространственный прямой режим, например, традиционное устройство кодирования изображений должно использовать временной прямой режим для макроблока, когда прямой режим, соответствующий вырезке, определяется как временной прямой режим, и, следовательно, не может выбирать оптимальный прямой режим. В таком случае, поскольку традиционное устройство кодирования изображений не может выбирать оптимальный прямой режим, традиционное устройство кодирования изображений должно кодировать необязательный вектор движения, и возникает проблема увеличения объема кода.

[0011] Настоящее изобретение осуществлено, чтобы разрешать вышеуказанную проблему, и, следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство кодирования движущихся изображений, устройство декодирования движущихся изображений, способ кодирования движущихся изображений и способ декодирования движущихся изображений, допускающие выбор оптимального прямого режима для каждой предопределенной единицы блоков, тем самым позволяя уменьшать объем кода.

Средство для решения задач

[0012] В соответствии с настоящим изобретением, предусмотрено устройство кодирования движущихся изображений, включающее в себя: модуль управления кодированием для определения максимального размера блока, который должен быть кодирован, который является единицей, которая должна быть обработана, когда выполняется процесс предсказания, а также определения максимальной глубины иерархии, когда блок, который должен быть кодирован, имеющий максимальный размер, разделяется иерархически, и для выбора режима кодирования, который определяет способ кодирования для кодирования каждого блока, который должен быть кодирован, из одного или более доступных режимов кодирования; и модуль разделения на блоки для разделения введенного изображения на блоки, которые должны быть кодированы, имеющие предопределенный размер, а также разделения каждого из вышеуказанных блоков, которые должны быть кодированы, иерархически, при этом когда режим внешнего кодирования (взаимного кодирования), который представляет собой прямой режим, выбирается посредством модуля управления кодированием в качестве режима кодирования, соответствующего одному из блоков, которые должны быть кодированы, на которые разделяется введенное изображение посредством модуля разделения на блоки, модуль предсказания с компенсацией движения выбирает вектор движения, подходящий для генерирования изображения предсказания, из одного или более выбираемых векторов движения, а также выполняет процесс предсказания с компенсацией движения для вышеуказанного блока, который должен быть кодирован, чтобы генерировать изображение предсказания посредством использования вектора движения, и выводит информацию индекса, показывающую вектор движения, в модуль кодирования с переменной длиной кода, и модуль кодирования с переменной длиной кода осуществляет кодирование с переменной длиной кода информации индекса.

Преимущества изобретения

[0013] Поскольку устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с настоящим изобретением имеет такую структуру, что устройство кодирования движущихся изображений включает в себя: модуль управления кодированием для определения максимального размера блока, который должен быть кодирован, который является единицей, которая должна быть обработана, когда выполняется процесс предсказания, а также определения максимальной глубины иерархии, когда блок, который должен быть кодирован, имеющий максимальный размер, разделяется иерархически, и для выбора режима кодирования, который определяет способ кодирования для кодирования каждого блока, который должен быть кодирован, из одного или более доступных режимов кодирования; и модуль разделения на блоки для разделения введенного изображения на блоки, которые должны быть кодированы, имеющие предопределенный размер, а также разделения каждого из вышеуказанных блоков, которые должны быть кодированы, иерархически, и когда режим внешнего кодирования, который представляет собой прямой режим, выбирается посредством модуля управления кодированием в качестве режима кодирования, соответствующего одному из блоков, которые должны быть кодированы, на которые разделяется введенное изображение посредством модуля разделения на блоки, модуль предсказания с компенсацией движения выбирает вектор движения, подходящий для генерирования изображения предсказания, из одного или более выбираемых векторов движения, а также выполняет процесс предсказания с компенсацией движения для вышеуказанного блока, который должен быть кодирован, чтобы генерировать изображение предсказания посредством использования вектора движения, и выводит информацию индекса, показывающую вектор движения, в модуль кодирования с переменной длиной кода, и модуль кодирования с переменной длиной кода осуществляет кодирование с переменной длиной кода информации индекса, предоставляется преимущество возможности выбирать оптимальный прямой режим для каждой предварительно определенной единицы блоков и уменьшать объем кода.

Краткое описание чертежей

[0014] Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является блок-схемой, показывающей часть 5 предсказания с компенсацией движения устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является блок-схемой, показывающей часть 23 генерирования прямого вектора, которая составляет часть 5 предсказания с компенсацией движения;

Фиг. 4 является блок-схемой, показывающей часть 33 определения прямого вектора, которая составляет часть 23 генерирования прямого вектора;

Фиг. 5 является блок-схемой, показывающей устройство декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 является блок-схемой, показывающей часть 54 предсказания с компенсацией движения устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей обработку, выполняемую посредством устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей обработку, выполняемую посредством устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 является пояснительным чертежом, показывающим состояние, в котором каждый блок, который должен быть кодирован, имеющий максимальный размер, иерархически разделяется на множество блоков, которые должны быть кодированы;

Фиг. 10(a) является пояснительным чертежом, показывающим распределение сегментов, на которые разделяется блок, который должен быть кодирован, и фиг. 10(b) является пояснительным чертежом, показывающим состояние, в котором режим m(Bⁿ) кодирования назначается каждому из сегментов после того, как разделение на иерархические уровни выполняется посредством использования графа в виде дерева квадрантов;

Фиг. 11 является принципиальной схемой, показывающей способ генерирования вектора движения во временном прямом режиме;

Фиг. 12 является принципиальной схемой, показывающей способ генерирования вектора движения в пространственном прямом режиме;

Фиг. 13 является принципиальной схемой, показывающей способ генерирования пространственного прямого вектора из вариантов A1-An, B1-Bn, C, D и E для предсказания по среднему;

Фиг. 14 является принципиальной схемой, показывающей способ генерирования пространственного прямого вектора посредством выполнения масштабирования согласно расстоянию во временном направлении;

Фиг. 15 является пояснительным чертежом, показывающим пример вычисления оцененного значения на основе степени подобия между последующим изображением предсказания и предшествующим изображением предсказания;

Фиг. 16 является пояснительным чертежом, показывающим уравнение оценки с использованием дисперсии векторов движения;

Фиг. 17 является пояснительным чертежом, показывающим пространственные векторы MV_A, MV_B и MV_C и временные векторы MV_1-MV_8;

Фиг. 18 является пояснительным чертежом, показывающим генерирование одного вектора-кандидата из множества уже кодированных векторов;

Фиг. 19 является пояснительным чертежом, показывающим пример вычисления оцененного значения SAD только из комбинации изображений, расположенных раньше во времени;

Фиг. 20 является пояснительным чертежом, показывающим поиск изображения, аналогичного L-образному шаблону;

Фиг. 21 является пояснительным чертежом, показывающим пример, в котором размер блока Bⁿ, который должен быть кодирован, составляет Lⁿ=kMⁿ;

Фиг. 22 является пояснительным чертежом, показывающим пример разделения, удовлетворяющего (Lⁿ⁺¹, Mⁿ⁺¹)=(Lⁿ/2, Mⁿ/2);

Фиг. 23 является пояснительным чертежом, показывающим пример, в котором может быть выбрано разделение, показанное на фиг. 21 или на фиг. 22;

Фиг. 24 является пояснительным чертежом, показывающим пример, в котором единица размера блока преобразования имеет иерархическую структуру;

Фиг. 25 является блок-схемой, показывающей часть 5 предсказания с компенсацией движения устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 3 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 26 является блок-схемой, показывающей часть 25 генерирования прямого вектора, которая составляет часть 5 предсказания с компенсацией движения;

Фиг. 27 является блок-схемой, показывающей часть 34 генерирования начального вектора, которая составляет часть 25 генерирования прямого вектора;

Фиг. 28 является блок-схемой, показывающей часть 73 определения начального вектора, которая составляет часть 34 генерирования начального вектора;

Фиг. 29 является блок-схемой, показывающей часть 54 предсказания с компенсацией движения устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 3 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 30 является пояснительным чертежом, показывающим процесс поиска вектора движения;

Фиг. 31 является блок-схемой, показывающей часть 5 предсказания с компенсацией движения устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 4 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 32 является блок-схемой, показывающей часть 54 предсказания с компенсацией движения устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 4 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 33 является пояснительным чертежом, показывающим индекс кандидата прямого вектора, в котором описываются выбираемый вектор движения и информация индекса, показывающая вектор движения;

Фиг. 34 является пояснительным чертежом, показывающим пример кодирования только информации индекса, показывающей один вектор;

Фиг. 35 является блок-схемой, показывающей часть 26 генерирования прямого вектора, которая составляет часть 5 предсказания с компенсацией движения;

Фиг. 36 является блок-схемой, показывающей часть 5 предсказания с компенсацией движения устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 5 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 37 является блок-схемой, показывающей часть 27 генерирования прямого вектора, которая составляет часть 5 предсказания с компенсацией движения;

Фиг. 38 является блок-схемой, показывающей часть 54 предсказания с компенсацией движения устройства декодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 5 осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 39 является блок-схемой, показывающей часть 26 генерирования прямого вектора, которая составляет часть 5 предсказания с компенсацией движения;

Фиг. 40 является пояснительным чертежом, показывающим корреляцию со смежным блоком;

Фиг. 41 является пояснительным чертежом списка, показывающего один или более выбираемых векторов движения для каждого из размеров блока, предоставляемых для блоков, которые должны быть кодированы;

Фиг. 42 является пояснительным чертежом, показывающим пример списка, максимальный размер блока которого составляет "128";

Фиг. 43 является пояснительным чертежом списка, показывающего один или более выбираемых векторов движения для каждого из шаблонов разделения, предоставляемых для блоков, которые должны быть кодированы;

Фиг. 44 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процесс передачи информации списка в устройстве кодирования движущихся изображений;

Фиг. 45 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процесс приема информации списка в устройстве декодирования движущихся изображений;

Фиг. 46 является пояснительным чертежом, показывающим пример кодирования активированного флага изменения и информации списка, показывающей измененный список, поскольку "временной" в списке изменяется с выбираемого на невыбираемый;

Фиг. 47 является пояснительным чертежом, показывающим пример изменения текущего сохраненного списка, поскольку флаг изменения активирован;

Фиг. 48 является пояснительным чертежом, показывающим пример подготовки флага изменения для каждого размера блока и кодирования только информации списка, связанной с размером блока, для которого изменяются выбираемые векторы движения; и

Фиг. 49 является пояснительным чертежом, показывающим пример поиска блока, который внешне кодируется из целевого блока, и задания всех векторов, включенных в блок, в качестве кандидатов пространственных векторов.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0015] Далее подробнее поясняются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

Вариант 1 осуществления

В этом варианте 1 осуществления поясняются устройство кодирования движущихся изображений, которое вводит каждое кадровое изображение видео, выполняет кодирование с переменной длиной кода для кадрового изображения после выполнения процесса сжатия с ортогональным преобразованием и квантованием для разностного сигнала предсказания, который устройство кодирования движущихся изображений получает посредством выполнения предсказания с компенсацией движения между смежными кадрами, чтобы генерировать поток битов, и устройство декодирования движущихся изображений, которое декодирует поток битов, выведенный из устройства кодирования движущихся изображений.

[0016] Устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с этим вариантом 1 осуществления отличается тем, что устройство кодирования движущихся изображений адаптируется к локальному изменению видеосигнала в пространственном и временном направлениях, чтобы разделять видеосигнал на области различных размеров, и выполняет внутрикадровое (intra) и межкадровое адаптивное кодирование. В общем, видеосигнал имеет характеристику локального варьирования своей сложности в пространстве и времени. Может возникать случай, когда шаблон, имеющий равномерную характеристику сигналов в относительно большой области изображения, такого как изображение неба или картинка стены, либо шаблон, имеющий сложный шаблон текстуры в небольшой области изображения, такого как изображение человека или изображение, включающее в себя мелкозернистую структуру, также сосуществует в некотором видеокадре с точки зрения пространства. Также с точки зрения времени, относительно большая область изображения, такого как изображение неба или изображение стены, имеет небольшое локальное изменение во временном направлении в своем шаблоне, в то время как изображение движущегося человека или объекта имеет большее временное изменение, поскольку его контур имеет перемещение твердого тела и перемещение нетвердого тела относительно времени.

[0017] Хотя в процессе кодирования выполняется процесс генерирования разностного сигнала предсказания, имеющего небольшую мощность сигнала и небольшую энтропию, посредством использования временного и пространственного предсказания, тем самым уменьшая совокупный объем кода, объем кода для параметра, используемого для предсказания, может быть уменьшен при условии, что параметр может применяться равномерно к максимально возможно большой области сигнала изображения. С другой стороны, поскольку величина ошибок, возникающих при предсказании, увеличивается, когда идентичный параметр предсказания применяется к шаблону сигнала изображения, имеющему большое изменение во времени и пространстве, не может быть уменьшен объем кода разностного сигнала предсказания. Следовательно, желательно уменьшать размер области, которая подвергается процессу предсказания при выполнении процесса предсказания для шаблона сигнала изображения, имеющего большое изменение во времени и пространстве, тем самым сокращая энергию и энтропию разностного сигнала предсказания, даже если увеличивается объем данных параметра, который используется для предсказания. Чтобы выполнять кодирование, которое приспособлено для таких типичных характеристик видеосигнала, устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с этим вариантом 1 осуществления иерархически разделяет каждую область, имеющую предопределенный максимальный размер блока видеосигнала, на блоки и выполняет процесс предсказания и процесс кодирования для кодирования разности предсказания для каждого из блоков, на которые разделяется каждая область.

[0018] Видеосигнал, который должен быть обработан посредством устройства кодирования движущихся изображений в соответствии с этим вариантом 1 осуществления, может быть произвольным видеосигналом, в котором каждый видеокадр состоит из последовательности цифровых выборок (пикселей) в двух измерениях, горизонтальном и вертикальном, таким как YUV-сигнал, который состоит из сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, сигналом цветного видеоизображения в произвольном цветовом пространстве, таким как RGB-сигнал, выведенный из датчика цифровых изображений, сигналом монохромного изображения или сигналом инфракрасного изображения. Градация каждого пиксела может быть 8-битовой, 10-битовой или 12-битовой. В нижеприведенном пояснении, введенный видеосигнал является YUV-сигналом, если не указано иное. Дополнительно предполагается, что две цветоразностных компоненты U и V являются сигналами, имеющими формат 4:2:0, которые субдискретизируются относительно компоненты Y сигнала яркости. Единица данных, которая должна быть обработана, которая соответствует каждому кадру видеосигнала, упоминается как "картинка". В этом варианте 1 осуществления "картинка" поясняется в качестве сигнала видеокадра, для которого выполняется построчное сканирование. Когда видеосигнал является чересстрочным сигналом, "картинка" альтернативно может быть сигналом полевого изображения, который является единицей, которая составляет видеокадр.

[0019] Фиг. 1 является блок-схемой, показывающей устройство кодирования движущихся изображений в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на фиг. 1, часть 1 управления кодированием выполняет процесс определения максимального размера каждого из блоков, которые должны быть кодированы, которые являются единицей, которая должна быть обработана в момент, когда выполняются процесс предсказания с компенсацией движения (процесс межкадрового предсказания) или процесс внутреннего предсказания (процесс внутрикадрового предсказания), а также определения верхнего предела по числу иерархических уровней, т.е. максимальной глубины иерархии в иерархии, в которой каждый из блоков, которые должны быть кодированы, имеющих максимальный размер, иерархически разделяется на блоки. Часть 1 управления кодированием также выполняет процесс выбора режима кодирования, подходящего для каждого из блоков, которые должны быть кодированы, на которые иерархически разделяется каждый блок, который должен быть кодирован, имеющий максимальный размер, из одного или более доступных режимов кодирования (одного или более режимов внутреннего кодирования и одного или более режимов внешнего кодирования (включающих в себя режим внешнего кодирования, который представляет собой прямой режим)). Часть 1 управления кодированием составляет модуль управления кодированием.

[0020] Часть 2 разделения на блоки выполняет процесс, при приеме видеосигнала, показывающего введенное изображение, разделения введенного изображения, показанного посредством видеосигнала, на блоки, которые должны быть кодированы, имеющие максимальный размер, определенный посредством части 1 управления кодированием, а также разделения каждого из блоков, которые должны быть кодированы, на блоки иерархически до тех пор, пока число иерархических уровней не достигнет верхнего предела по числу иерархических уровней, который определяется посредством части 1 управления кодированием. Часть 2 разделения на блоки составляет модуль разделения на блоки.

[0021] Переключатель 3 выбора выполняет процесс, когда режим кодирования, выбранный посредством части 1 управления кодированием для блока, который должен быть кодирован, который генерируется через разделение посредством части 2 разделения на блоки, представляет собой режим внутреннего кодирования, вывода блока, который должен быть кодирован, в часть 4 внутреннего предсказания, и когда режим кодирования, выбранный посредством части 1 управления кодированием для блока, который должен быть кодирован, который генерируется через разделение посредством части 2 разделения на блоки, представляет собой режим внешнего кодирования, вывода блока, который должен быть кодирован, в часть 5 предсказания с компенсацией движения. Часть 4 внутреннего предсказания выполняет процесс, при приеме блока, который должен быть кодирован, который генерируется через разделение посредством части 2 разделения на блоки, из переключателя 3 выбора, выполнения процесса внутреннего предсказания для блока, который должен быть кодирован, посредством использования параметров внутреннего предсказания, выведенных из части 1 управления кодированием, чтобы генерировать изображение предсказания. Модуль внутреннего предсказания состоит из переключателя 3 выбора и части 4 внутреннего предсказания.

[0022] Часть 5 предсказания с компенсацией движения выполняет процесс, когда режим внешнего кодирования, который представляет собой прямой режим, выбирается посредством части 1 управления кодированием в качестве режима кодирования, подходящего для блока, который должен быть кодирован, который генерируется через разделение посредством части 2 разделения на блоки, генерирования пространственного прямого вектора в пространственном прямом режиме из вектора движения уже кодированного блока, расположенного около блока, который должен быть кодирован, а также генерирования временного прямого вектора во временном прямом режиме из вектора движения уже кодированной картинки, к которой можно обращаться посредством блока, который должен быть кодирован, выбора прямого вектора, который предоставляет более высокую корреляцию между опорными изображениями, из пространственного прямого вектора и временного прямого вектора, и выполнения процесса предсказания с компенсацией движения для блока, который должен быть кодирован, посредством использования выбранного прямого вектора, чтобы генерировать изображение предсказания. Напротив, когда режим внешнего кодирования, отличный от прямого режима, выбирается посредством части 1 управления кодированием в качестве режима кодирования, подходящего для блока, который должен быть кодирован, который генерируется через разделение посредством части 2 разделения на блоки, часть 5 предсказания с компенсацией движения выполняет процесс поиска в блоке, который должен быть кодирован, и опорном изображении, сохраненном в запоминающем устройстве 12 кадров предсказания с компенсацией движения, на предмет вектора движения, и выполнения процесса предсказания с компенсацией движения для блока, который должен быть кодирован, посредством использования вектора движения, чтобы генерировать изображение предсказания. Модуль предсказания с компенсацией движения состоит из переключателя 3 выбора и части 5 предсказания с компенсацией движения.

[0023] Часть 6 вычитания выполняет процесс вычитания изображения предсказания, сгенерированного посредством части 4 внутреннего предсказания или части 5 предсказания с компенсацией движения, из блока, который должен быть кодирован, который генерируется через разделение посредством части 2 разделения на блоки, чтобы генерировать разностное изображение (= блок, который должен быть кодирован - изображение предсказания). Часть 6 вычитания составляет модуль генерирования разностного изображения. Часть 7 преобразования/квантования осуществляет процесс выполнения процесса ортогонального преобразования (например, процесса DCT (дискретного косинусного преобразования) или ортогонального преобразования, такого как KL-преобразование, в котором основания рассчитываются для конкретной последовательности обучения заранее) на разностном сигнале, сгенерированном посредством части 6 вычитания, в единицах блока, имеющего размер блока преобразования, включенный в параметры кодирования разности предсказания, выведенные в нее из части 1 управления кодированием, а также квантования коэффициентов преобразования разностного изображения посредством использования параметра квантования, включенного в параметры кодирования разности предсказания, чтобы выводить коэффициенты преобразования, квантованные, в качестве сжатых данных разностного изображения. Часть 7 преобразования/квантования составляет модуль сжатия изображения.

[0024] Часть 8 обратного преобразования/обратного квантования выполняет процесс обратного квантования сжатых данных, выведенных из части 7 преобразования/квантования, посредством использования параметра квантования, включенного в параметр прогнозирующего разностного кодирования, выведенный из части 1 управления кодированием, и выполнения процесса обратного преобразования (например, процесса обратного DCT (обратного дискретного косинусного преобразования) или обратного преобразования, такого как обратное KL-преобразование) в отношении сжатых данных, обратно квантованных, чтобы выводить сжатые данные, для которых часть обратного преобразования/обратного квантования выполняет процесс обратного преобразования, в качестве локального декодированного разностного сигнала предсказания.

[0025] Часть 9 суммирования выполняет процесс суммирования локального декодированного разностного сигнала предсказания, выведенного из части 8 обратного преобразования/обратного квантования, и сигнала предсказания, показывающего изображение предсказания, сгенерированное посредством части 4 внутреннего предсказания или части 5 предсказания с компенсацией движения, чтобы генерировать сигнал локального декодированного изображения, показывающий локальное декодированное изображение. Запоминающее устройство 10 для внутреннего предсказания является носителем записи, таким как RAM, для сохранения локального декодированного изображения, показанного посредством сигнала локального декодированного изображения, сгенерированного посредством части 9 суммирования, в качестве изображения, которое часть 4 внутреннего предсказания использует при выполнении процесса внутреннего предсказания в следующий раз.

[0026] Часть 11 контурного фильтра выполняет процесс компенсации искажения при кодировании, включенного в сигнал локального декодированного изображения, сгенерированный посредством части 9 суммирования, и вывода локального декодированного изображения, показанного посредством сигнала локального декодированного изображения, для которого часть контурного фильтра выполняет компенсацию искажений при кодировании, в запоминающее устройство 12 кадров предсказания с компенсацией движения в к