Устройство кодирования с предсказанием видео, способ кодирования с предсказанием видео, устройство декодирования с предсказанием видео и способ декодирования с предсказанием видео

Устройство кодирования с предсказанием видео, способ кодирования с предсказанием видео, устройство декодирования с предсказанием видео и способ декодирования с предсказанием видео

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству и способу кодирования с предсказанием движущегося изображения и к устройству и способу декодирования с предсказанием движущегося изображения и, более конкретно, к обработке фильтрации соседних выборок для использования в предсказании внутри изображения.

Предшествующий уровень техники

[0002] Технологии кодирования со сжатием используются для эффективной передачи и накопления данных движущихся изображений. Стандарты от MPEG-1 до MPEG-4 и от Н.261 до Н.264 являются широко используемыми технологиями кодирования видео.

[0003] В таких технологиях кодирования видео, обработка кодирования и обработка декодирования выполняются после того, как изображение, подлежащее кодированию, делится на множество блоков. В кодировании с предсказанием внутри изображения, сигнал предсказания генерируют с использованием ранее реконструированного сигнала соседнего изображения (полученного путем восстановления сжатых данных изображения), расположенного в пределах текущего изображения, в которое включен целевой блок, и затем получают разностный сигнал путем вычитания сигнала предсказания из сигнала целевого блока и кодируют. В кодировании с предсказанием между изображений, обращаясь к ранее реконструированному сигналу изображения в пределах изображения, отличного от изображения, в пределы которого включен целевой блок, выполняют компенсацию движения и генерируют сигнал предсказания. Сигнал предсказания вычитают из сигнала целевого блока, чтобы генерировать разностный сигнал, и кодируют разностный сигнал.

[0004] Обычно, в кодировании с предсказанием между изображениями (интер-предсказанием, внешним предсказанием) сигнал предсказания генерируют путем поиска ранее реконструированных изображений для сигнала, сходного с пиксельным сигналом блока, подлежащего кодированию. Вектор движения, который представляет величину пространственного смещения между целевым блоком и областью, образованной найденным сигналом, и остаточный сигнал между пиксельным сигналом целевого блока и сигналом предсказания кодируются. Метод поиска соответствующих блоков для вектора движения таким образом называется проверкой блоков на соответствие.

[0005] Фиг. 10 является схематичной диаграммой для пояснения процесса проверки блоков на соответствие. Здесь процедура для генерации сигнала предсказания описана для примера, в котором изображение 703 включает в себя целевой блок 702, подлежащий кодированию. Опорное изображение 703 было ранее реконструировано. Область 704 расположена в пространственно том же самом положении, где расположен целевой блок 702. В процессе проверки блоков на соответствие определяют область 705 поиска, соседнюю с областью 704, и из пиксельных сигналов в области поиска должна быть определена область 706, которая имеет наименьшую сумму абсолютных разностей из пиксельных сигналов целевого блока 702. Сигнал области 706 становится сигналом предсказания, и величина смещения от области 704 до области 706 определяется как вектор 707 движения. Кроме того, обычно используется способ, в котором множество опорных изображений 703 идентифицируются для каждого целевого блока, выбирается опорное изображение, на котором выполняется проверка блоков на соответствие, и генерируется информация выбора опорного изображения. В Н.264, для того чтобы справиться с локальными изменениями особенностей в изображениях, обеспечивается множество типов предсказания, которые используются с различными размерами блоков каждый для кодирования вектора движения. Типы предсказания согласно Н.264 описаны, например, в патентном документе 2.

[0006] Н.264 также выполняет кодирование с предсказанием внутри изображения (интра-предсказанием, внутренним предсказанием), в котором сигнал предсказания генерируется путем экстраполяции, в предопределенных направлениях, значений ранее реконструированных пикселов, смежных с блоком, подлежащим кодированию. На Фиг. 11 представлена схематичная диаграмма для пояснения предсказания внутри изображения, используемого в ITU H.264. На Фиг. 11(А) целевой блок 802 является блоком, подлежащим кодированию, и пиксельная группа (группа опорных выборок) 801 получена из смежной области, которая включает в себя сигнал изображения, ранее реконструированный в предыдущей обработке, и группа включает в себя пикселы от А до М, смежные с границей целевого блока 802.

[0007] В этом случае сигнал предсказания генерируется путем расширения пиксельной группы (группы опорных выборок) 801 смежных пикселов непосредственно выше целевого блока 802 в направлении вниз. На Фиг. 11(В) сигнал предсказания генерируется путем расширения ранее реконструированных пикселов (от I до L), расположенных слева от целевого блока 804 в направлении вправо. Детальное пояснение для генерации сигнала предсказания приведено, например, в патентном документе 1. Разность от пиксельного сигнала целевого блока вычисляется для каждого из девяти сигналов предсказания, сгенерированных, как показано на Фиг. 11(А)-11(В). Сигнал предсказания, имеющий наименьшее значение разности, выбирается в качестве оптимального сигнала предсказания. Как описано выше, сигналы предсказания (выборки интра-предсказания) могут генерироваться путем экстраполяции пикселов. Описание, приведенное выше, предоставлено в патентном документе 1, указанном ниже.

[0008] Предсказание внутри изображения, показанное в непатентном документе 1, обеспечивает 25 типов способов генерации сигнала предсказания, все из которых выполняются в различных направлениях расширения опорных выборок, в дополнение к 9 типам, описанным выше (всего 34 типа).

[0009] В непатентном документе 1, чтобы подавить искажения в опорных выборках, опорные выборки подвергаются низкочастотной фильтрации, прежде чем будет генерирован сигнал предсказания. Более конкретно, 121-фильтр, имеющий весовые коэффициенты 1:2:1, применяется к опорным выборкам перед процедурой экстраполяции. Эта обработка называется интра-сглаживанием.

[0010] Со ссылкой на Фиг. 7 и 8, описывается предсказание внутри изображения согласно непатентному документу 1. Фиг. 7 показывает пример разделения на блоки. Пять блоков 220, 230, 240, 250 и 260, смежных с целевым блоком 210, который имеет размер N×N выборок, были ранее реконструированы. Для интра-предсказания целевого блока 210, использованы опорные выборки, обозначенные как ref[x] (x=0 до 4N). Фиг. 8 показывает поток процесса интра-предсказания. Во-первых, на этапе 310, опорные выборки ref[x] (x=0 до 4N) извлекаются из памяти, в которую генератор сигнала предсказания для выполнения процесса предсказания внутри изображения сохраняет реконструированные пикселы. На этом этапе некоторые из смежных блоков могут быть не реконструированы из-за порядка кодирования, и все 4N+1 выборок ref[x] могут быть не извлечены. Если это имеет место, пропущенные выборки замещаются выборками, сгенерированными посредством процесса заполнения (значения соседних выборок копируются), при этом подготавливаются 4N+1 опорных выборок. Детали процесса заполнения описаны в непатентном документе 1. Затем, на этапе 320, генератор сигнала предсказания выполняет процесс сглаживания над опорными выборками с использованием 121-фильтра. Наконец, на этапе 330 генератор сигнала предсказания предсказывает сигнал в целевом блоке путем экстраполяции (в направлениях предсказания внутри изображения) и генерирует сигнал предсказания (т.е. выборки интра-предсказания).

Список цитируемых документов

Патентные документы

[0011] Патентный документ 1: Патент США №6765964

Патентный документ 2: Патент США №7003035.

Непатентные документы

[0012] Непатентный документ 1: B. Bross et al., “High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 8”, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCTVC-J1003, 10th Meeting: Stockholm, Sweden, 11-20 July, 2012.

Сущность изобретения

Техническая задача

[0013] Фиг. 9 показывает пример сигнала, представляющего плоскую область, в которой пиксельные значения являются сходными. Когда исходные пиксельные значения (исходные значения выборок) 410 кодированы грубым квантованием, реконструированные значения (реконструированные значения выборок) 420 в блоке принимают постоянное значение, и ступенчатое искажение появляется на границе 430 блока. Это искажение известно как блоковый шум и обычно устраняется применением фильтра устранения блокового шума к реконструированному изображению. Однако опорная выборка, используемая при предсказании внутри изображения (картинки), является сигналом, подготовленным заранее перед применением процесса фильтрации для удаления блокового шума, так что блоковый шум, остающийся в опорной выборке на границе блока, распространяется на сигнал предсказания (выборки интра-предсказания) целевого блока через предсказание внутри изображения. Блоковый шум, который распространился на сигнал предсказания, не может быть удален посредством процесса устранения блокового шума для реконструированного сигнала и поэтому распространяется непосредственно на группу опорных выборок для следующего целевого блока.

[0014] В непатентном документе 1, 34 различных типа направлений экстраполяции подготовлены в способе экстраполяции предсказания внутри изображения (в направлениях предсказания внутри изображения), так что блоковый шум распространяется при изменении направлений. В результате, множество артефактов оконтуривания формируются в реконструированном сигнале плоской области в изображении. В частности, когда шум распространяется на блок большого размера, артефакты оконтуривания перемещаются по большому блоку, создавая неприятный визуальный эффект.

[0015] 121-фильтр, описанный в разделе, характеризующем предшествующий уровень техники, может эффективно устранять шум в опорных выборках, но не может устранить ступенчатый шум, как показано на Фиг. 9, из-за малого количества отводов.

[0016] Задачей настоящего изобретения является подавить искусственный шум, такой как артефакты оконтуривания, описанные выше.

Решение задачи

[0017] Устройство кодирования с предсказанием движущегося изображения согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя средство разделения на блоки для разделения входного изображения на множество блоков, средство генерации сигнала предсказания для генерации с использованием ранее реконструированных опорных выборок, расположенных смежно с целевым блоком, подлежащим кодированию, среди полученных разделением блоков от средства разделения на блоки, сигнала предсказания внутри изображения блока, имеющего высокую корреляцию с целевым блоком. Устройство кодирования с предсказанием движущегося изображения дополнительно включает в себя средство генерации остаточного сигнала для генерации остаточного сигнала между сигналом предсказания целевого блока и пиксельным сигналом целевого блока, средство сжатия остаточного сигнала для сжатия остаточного сигнала, сгенерированного средством генерации остаточного сигнала, средство восстановления остаточного сигнала для генерации реконструированного остаточного сигнала путем восстановления сжатого остаточного сигнала, средство кодирования для кодирования данных сжатия опорного сигнала, и средство хранения блока для восстановления пиксельного сигнала целевого блока путем суммирования сигнала предсказания с реконструированным остаточным сигналом, и сохранение реконструированного пиксельного сигнала целевого блока, подлежащего использованию в качестве опорных выборок. Средство генерации сигнала предсказания выводит опорные выборки из ранее реконструированных блоков, сохраненных в средстве хранения блоков, которые соседствуют с целевым блоком, выбирает две или более ключевых опорных выборки из опорных выборок, выполняет процесс интерполяции между ключевыми опорными выборками для генерации интерполированных опорных выборок, определяет направление предсказания внутри изображения и генерирует сигнал предсказания внутри изображения путем экстраполяции интерполированных опорных выборок на основе определенного направления предсказания внутри изображения. Средство кодирования кодирует информацию о направлении предсказания внутри изображения вместе с данными сжатия остаточного сигнала.

[0018] В устройстве кодирования с предсказанием движущегося изображения, описанном выше, средство генерации сигнала предсказания может избирательным образом выполнять процесс интерполяции опорных выборок или процесс сглаживания опорных выборок, основываясь на сравнении между ключевыми опорными выборками и предопределенным порогом.

[0019] В устройстве кодирования с предсказанием движущегося изображения, описанном выше, опорные выборки могут быть таким опорными выборками, как расположенные на конце группы опорных выборок, и процесс интерполяции может быть процессом билинейной интерполяции, выполняемым над опорными выборками между ключевыми опорными выборками.

[0020] Устройство декодирования с предсказанием движущегося изображения согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя средство декодирования для декодирования, из кодированных данных сжатия для множества полученных разделением блоков, информации о направлении предсказания внутри изображения, подлежащей использованию при предсказании внутри изображения целевого блока, подлежащего декодированию, и сжатого остаточного сигнала, средство генерации сигнала предсказания для генерации сигнала предсказания внутри изображения с использованием информации о направлении предсказания внутри изображения и ранее реконструированных опорных выборок, расположенных смежно с целевым блоком, средство восстановления остаточного сигнала для восстановления реконструированного остаточного сигнала целевого блока из сжатого остаточного сигнала и средство хранения блоков для восстановления пиксельного сигнала целевого блока путем суммирования сигнала предсказания с реконструированным остаточным сигналом и сохранения реконструированного пиксельного сигнала целевого блока, подлежащего использованию в качестве опорных выборок. Средство генерации сигнала предсказания получает опорные выборки из ранее реконструированных блоков, сохраненных в средстве хранения блоков, которые соседствуют с целевым блоком, выбирает две или более ключевых опорных выборок из опорных выборок, выполняет процесс интерполяции между ключевыми опорными выборками для генерации интерполированных опорных выборок, и генерирует сигнал предсказания внутри изображения путем экстраполяции интерполированных опорных выборок на основе направления предсказания внутри изображения.

[0021] В устройстве декодирования с предсказанием движущегося изображения, описанном выше, средство генерации сигнала предсказания может избирательно выполнять процесс интерполяции опорных выборок или процесс сглаживания опорных выборок, на основе сравнения между ключевыми опорными выборками и предопределенным порогом.

[0022] В устройстве декодирования с предсказанием движущегося изображения, описанном выше, опорные выборки могут быть такими опорными выборками, как расположенные на конце группы опорных выборок, и процесс интерполяции может быть процессом билинейной интерполяции, выполняемым над опорными выборками между ключевыми опорными выборками.

[0023] Настоящее изобретение может быть осуществлено, как относящееся к способу кодирования с предсказанием движущегося изображения к способу декодирования с предсказанием движущегося изображения, к программе кодирования с предсказанием движущегося изображения и к программе декодирования с предсказанием движущегося изображения и может быть описано следующим образом.

[0024] Способ кодирования с предсказанием движущегося изображения согласно аспекту настоящего изобретения выполняется устройством кодирования с предсказанием движущегося изображения. Способ кодирования с предсказанием движущегося изображения включает в себя этап разделения на блоки для разделения входного изображения на множество блоков, этап генерации сигнала предсказания для генерации, с использованием ранее реконструированных опорных выборок, расположенных смежно с целевым блоком, подлежащим кодированию, среди полученных разделением блоков с этапа разделения на блоки, сигнала предсказания внутри изображения блока, имеющего высокую корреляцию с целевым блоком, этап генерации остаточного сигнала для генерации остаточного сигнала между сигналом предсказания целевого блока и пиксельным сигналом целевого блока, этап сжатия остаточного сигнала для сжатия остаточного сигнала, сгенерированного на этапе генерации остаточного сигнала, этап восстановления остаточного сигнала для генерации реконструированного остаточного сигнала путем восстановления сжатого остаточного сигнала, этап кодирования для кодирования сжатого остаточного сигнала, и этап сохранения блока для восстановления пиксельного сигнала целевого блока путем суммирования сигнала предсказания с реконструированным остаточным сигналом и сохранения реконструированного пиксельного сигнала целевого блока, подлежащего использованию в качестве опорных выборок. На этапе генерации сигнала предсказания опорные выборки получают из ранее реконструированных блоков, которые сохранены и соседствуют с целевым блоком, выбирают две или более ключевых опорных выборки из опорных выборок, выполняют процесс интерполяции между ключевыми опорными выборками для генерации интерполированных опорных выборок, определяют направление предсказания внутри изображения и генерируют сигнал предсказания внутри изображения путем экстраполяции интерполированных опорных выборок на основе определенного направления предсказания внутри изображения. На этапе кодирования кодируют информацию о направлении предсказания внутри изображения вместе с данными сжатия остаточного сигнала.

[0025] Способ декодирования с предсказанием движущегося изображения согласно аспекту настоящего изобретения выполняется устройством декодирования с предсказанием движущегося изображения. Способ декодирования с предсказанием движущегося изображения включает в себя этап декодирования для декодирования из кодированных данных сжатия для множества полученных разделением блоков, информации о направлении предсказания внутри изображения, подлежащей использованию при предсказании внутри изображения целевого блока, подлежащего декодированию, и сжатого остаточного сигнала, этап генерации сигнала предсказания для генерации сигнала предсказания внутри изображения с использованием информации о направлении предсказания внутри изображения и ранее реконструированных опорных выборок, расположенных смежно с целевым блоком, этап восстановления остаточного сигнала для восстановления реконструированного остаточного сигнала целевого блока из сжатого остаточного сигнала, и этап сохранения блоков для восстановления пиксельного сигнала целевого блока путем суммирования сигнала предсказания с реконструированным остаточным сигналом и сохранения реконструированного пиксельного сигнала целевого блока, подлежащего использованию в качестве опорных выборок. На этапе генерации сигнала предсказания получают опорные выборки из ранее реконструированных блоков, которые сохранены и соседствуют с целевым блоком, выбирают две или более ключевых опорных выборок из опорных выборок, выполняют процесс интерполяции между ключевыми опорными выборками для генерации интерполированных опорных выборок, и генерируют сигнал предсказания внутри изображения путем экстраполяции интерполированных опорных выборок на основе направления предсказания внутри изображения.

[0026] Программа кодирования с предсказанием движущегося изображения в соответствии с аспектом настоящего изобретения побуждает компьютер функционировать как средство разделения на блоки для разделения входного изображения на множество блоков, средство генерации сигнала предсказания для генерации, с использованием ранее реконструированных опорных выборок, расположенных смежно с целевым блоком, подлежащим кодированию, среди полученных разделением блоков от средства разделения на блоки, сигнала предсказания внутри изображения блока, имеющего высокую корреляцию с целевым блоком, средство генерации остаточного сигнала для генерации остаточного сигнала между сигналом предсказания целевого блока и пиксельным сигналом целевого блока, средство сжатия остаточного сигнала для сжатия остаточного сигнала, сгенерированного средством генерации остаточного сигнала, средство восстановления остаточного сигнала для генерации реконструированного остаточного сигнала путем восстановления сжатого остаточного сигнала, средство кодирования для кодирования данных сжатия опорного сигнала, и средство хранения блоков для восстановления пиксельного сигнала целевого блока путем суммирования сигнала предсказания с реконструированным остаточным сигналом и сохранения реконструированного пиксельного сигнала целевого блока, подлежащего использованию в качестве опорной выборки. Средство генерации сигнала предсказания выводит опорные выборки из ранее реконструированных блоков, сохраненных в средстве хранения блоков, которые соседствуют с целевым блоком, выбирает две или более ключевых опорных выборки из опорных выборок, выполняет процесс интерполяции между ключевыми опорными выборками для генерации интерполированных опорных выборок, определяет направление предсказания внутри изображения и генерирует сигнал предсказания внутри изображения путем экстраполяции интерполированных опорных выборок на основе определенного направления предсказания внутри изображения. Средство кодирования кодирует информацию о направлении предсказания внутри изображения вместе с данными сжатия остаточного сигнала.

[0027] Программа декодирования с предсказанием движущегося изображения в соответствии с аспектом настоящего изобретения побуждает компьютер функционировать как средство декодирования для декодирования, из кодированных сжатых данных для множества полученных разделением блоков, информации о направлении предсказания внутри изображения, подлежащей использованию при предсказании внутри изображения целевого блока, подлежащего декодированию, и сжатого остаточного сигнала, средство генерации сигнала предсказания для генерации сигнала предсказания внутри изображения с использованием информации о направлении предсказания внутри изображения и ранее реконструированных опорных выборок, расположенных смежно с целевым блоком, средство восстановления остаточного сигнала для восстановления реконструированного остаточного сигнала целевого блока из сжатого остаточного сигнала, и средство хранения блоков для восстановления пиксельного сигнала целевого блока путем суммирования сигнала предсказания с реконструированным остаточным сигналом и сохранения реконструированного пиксельного сигнала целевого блока, подлежащего использованию в качестве опорных выборок. Средство генерации сигнала предсказания получает опорные выборки из ранее реконструированных блоков, сохраненных в средстве хранения блоков, которые соседствуют с целевым блоком, выбирает две или более ключевых опорных выборок из опорных выборок, выполняет процесс интерполяции между ключевыми опорными выборками для генерации интерполированных опорных выборок и генерирует сигнал предсказания внутри изображения путем экстраполяции интерполированных опорных выборок на основе направления предсказания внутри изображения.

Эффекты изобретения

[0028] С использованием процесса фильтрации, применяемого на опорных выборках посредством билинейной интерполяции в соответствии с настоящим изобретением, сигналы в опорных выборках становятся постепенно изменяющимися с использованием выборок на обоих концах опорных выборок, тем самым подавляя такой искусственный шум как артефакты оконтуривания.

Краткое описание чертежей

[0029] Фиг. 1 - блок-схема, показывающая устройство кодирования с предсказанием движущегося изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - блок-схема, показывающая устройство декодирования с предсказанием движущегося изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций, показывающая способ предсказания внутри изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций, показывающая другой пример способа предсказания внутри изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - диаграмма, показывающая аппаратную конфигурацию компьютера для исполнения программы, сохраненной на носителе записи.

Фиг. 6 - общий вид компьютера для исполнения программы, сохраненной на носителе записи.

Фиг. 7 - диаграмма, иллюстрирующая пример опорных выборок, используемых при предсказании внутри изображения.

Фиг. 8 - блок-схема последовательности операций, показывающая способ предсказания внутри изображения согласно уровню техники.

Фиг. 9 - диаграмма, показывающая соотношение между исходным сигналом и реконструированным сигналом в плоской области.

Фиг. 10 - схематичная диаграмма для пояснения процесса оценивания движения при предсказании внутри изображения.

Фиг. 11 - схематичная диаграмма для пояснения предсказания внутри изображения посредством экстраполяции опорных выборок.

Фиг. 12 - диаграмма, иллюстрирующая другой пример опорных выборок, используемых при предсказании внутри изображения.

Фиг. 13 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс в генераторе 103 сигнала предсказания на Фиг. 1.

Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс в генераторе 208 сигнала предсказания на Фиг. 2.

Фиг. 15 - блок-схема последовательности операций, показывающая еще один пример способа предсказания внутри изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 16 - блок-схема, показывающая конфигурацию программы кодирования с предсказанием движущегося изображения.

Фиг. 17 - блок-схема, показывающая конфигурацию программы декодирования с предсказанием движущегося изображения.

Варианты осуществления изобретения

[0030] варианты осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на Фиг. 1-7 и Фиг. 13-17.

[0031] На Фиг. 1 представлена блок-схема, показывающая устройство 100 кодирования с предсказанием движущегося изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, устройство 100 кодирования с предсказанием движущегося изображения включает в себя входной вывод 101, модуль 102 разделения на блоки, генератор 103 сигнала предсказания, память 104 кадров, вычитатель 105, преобразователь 106, квантователь 107, обратный квантователь 108, обратный преобразователь 109, сумматор 110, энтропийный кодер 111, выходной вывод 112, память 113 блоков и контурный фильтр 114. Вычитатель 105, преобразователь 106, квантователь 107 функционируют как «средство кодирования», упоминаемое в пунктах формулы изобретения. Обратный квантователь 108, обратный преобразователь 109, сумматор 110 функционируют как «средство декодирования», упоминаемое в пунктах формулы изобретения. Память 104 кадров функционирует как «средство хранения изображения», и память 113 блоков функционирует как «средство хранения блоков».

[0032] Ниже описываются операции устройства 100 кодирования с предсказанием движущегося изображения, сконфигурированного, как описано выше. Сигнал движущегося изображения, состоящий из множества изображений, вводится на входной вывод 101. Модуль 102 разделения на блоки делит изображение, подлежащее кодированию, на множество участков. В варианте осуществления настоящего изобретения, как показано в примере на Фиг. 7, размер блока не ограничен. Множество размеров и форм блоков могут быть соответственно определены в изображении. Порядок кодирования блоков описан, например, в непатентном документе 1. Затем сигнал предсказания генерируется для участка, подлежащего кодированию (далее упоминается как «целевой блок»). В варианте осуществления согласно настоящему изобретению, используются два типа способов предсказания, а именно, предсказание между изображениями и предсказание внутри изображения. Процесс генерации сигнала предсказания в генераторе 103 сигнала предсказания описан далее со ссылкой на Фиг. 13.

[0033] Вычитатель 105 вычитает сигнал предсказания (в линии L103) из сигнала целевого блока (в линии L102), чтобы генерировать остаточный сигнал. Преобразователь 106 выполняет дискретное косинусное преобразование остаточного сигала. Квантователь 107 квантует каждый коэффициент преобразования. Энтропийный кодер 111 кодирует квантованные коэффициенты преобразования и выводит на выходной вывод 112 кодированные коэффициенты преобразования вместе с информацией предсказания, требуемой для генерации сигнала предсказания.

[0034] Для того чтобы выполнить предсказание внутри изображения или предсказание между изображениями над последующим целевым блоком, сжатый сигнал целевого блока подвергается обратной обработке и декодируется. Более конкретно, квантованные коэффициенты преобразования обратно квантуются посредством обратного квантователя 108 и затем подвергаются обратному дискретному косинусному преобразованию с помощью обратного преобразователя 109, при этом восстанавливается остаточный сигнал. Сумматор 110 суммирует восстановленный остаточный сигнал с сигналом предсказания, посланным по линии L103, чтобы воспроизвести сигнал целевого блока. Сигнал реконструированного блока сохраняется в памяти 113 блоков для предсказания внутри изображения. Реконструированное изображение, сформированное из реконструированного сигнала, сохраняется в памяти 104 кадров, после того как блоковый шум, имеющийся в реконструированном изображении, устраняется контурным фильтром 114.

[0035] Со ссылкой на Фиг. 13 поясняется поток обработки сигнала предсказания, выполняемый в генераторе 103 сигнала предсказания. Сначала, на этапе S302, генерируется информация предсказания, требуемая для предсказания между изображениями. Более конкретно, реконструированное изображение, которое ранее было кодировано и затем реконструировано, используется в качестве опорного изображения. Это опорное изображение подвергается поиску на наличие вектора движения и опорного изображения, которое дает сигнал предсказания с наименьшей разницей относительно целевого блока. В этом случае целевой блок вводится по линии L102, а опорное изображение вводится по линии L104. Множество изображений, ранее закодированных и реконструированных, используются в качестве опорных изображений. Детали этого являются теми же самыми, что и в Н.264, который является обычным методом или способом, показанным в непатентном документе 1.

[0036] На этапе S303 генерируется информация предсказания, требуемая для предсказания внутри изображения. Как показано на Фиг. 7, ранее реконструированные пиксельные значения, пространственно смежные с целевым блоком, используются для генерации сигналов предсказания в множестве направлений интра-предсказания. Затем выбирается направление предсказания (режим интра-предсказания), которое дает сигнал предсказания с наименьшей разницей относительно целевого блока. Здесь генератор 103 сигнала предсказания генерирует сигнал предсказания внутри изображения путем получения ранее реконструированных пиксельных сигналов в пределах того же самого изображения, что и опорные выборки, из памяти 113 блоков по линии L113 и экстраполяции этих сигналов.

[0037] Затем, на этапе S304, способ предсказания для применения к целевому блоку выбирается из предсказания между изображениями и предсказания внутри изображения. Например, выбирается один из методов предсказания, который дает значение предсказания с малой разницей относительно целевого блока. Альтернативно, два метода предсказания могут реально выполняться до конца обработки кодирования, и может быть выбран один, который имеет меньшее значение оценки, вычисленное из соотношения между сформированной величиной кодирования и суммой абсолютных значений кодированных разностных изображений. Информация выбора о выбранном методе предсказания посылается в качестве информации, требуемой для генерации сигнала предсказания, на энтропийный кодер 111 по линии L112 для кодирования и затем выводится с выходного вывода 112 (этап S305).

[0038] Если методом предсказания, выбранным на этапе S306, является предсказание между изображениями, на этапе S307 генерируется сигнал предсказания на основе информации движения (вектора движения и информации об опорном изображении). Сгенерированный сигнал предсказания между изображениями выводится на вычитатель 105 по линии L103. На этапе S308 информация о движении посылается в качестве информации, требуемой для генерации сигнала предсказания, на энтропийный кодер 111 по линии L112 для кодирования и затем выводится с выходного вывода 112.

[0039] Если методом предсказания, выбранным на этапе S306, является предсказание внутри изображения, на этапе S309 генерируется сигнал предсказания на основе режима интра-предсказания. Сгенерированный сигнал предсказания внутри изображения выводится на вычитатель 105 по линии L103. На этапе S310 режим интра-предсказания посылается в качестве информации, требуемой для генерации сигнала предсказания, на энтропийный кодер 111 по линии L112 для кодирования и затем выводится с выходного вывода 112.

[0040] Способ кодирования, используемый в энтропийном кодере 111, может представлять собой арифметическое кодирование или может быть кодированием переменной длины.

[0041] На Фиг. 2 представлена блок-схема устройства 200 декодирования с предсказанием движущегося изображения согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 2, устройство 200 декодирования с предсказанием движущегося изображения включает в себя входной вывод 201, анализатор 202 данных, обратный квантователь 203, обратный преобразователь 204 сумматор 205, генератор 208 сигнала предсказания, память 207 кадров, выходной вывод 206, контурный фильтр 209 и память 215 блоков. Обратный квантователь 203 и обратный преобразователь 204 функционируют как «средство декодирования», упоминаемое в пунктах формулы изобретения. Любое другое средство может быть использовано как средство декодирования. Обратный преобразователь 204 может быть опущен. Память 207 кадров функционирует как «средство хранения изображения», и память 215 блоков функционирует как «средство хранения блоков».

[0042] Ниже описывается работа устройства 200 декодирования с предсказанием движущегося изображения, сконфигурированного, как описано выше. Сжатые данные, которые кодированы со сжатием посредством способа, описанного выше, вводятся с входного вывода 201. Сжатые данные включают в себя остаточный сигнал, полученный путем предсказания и кодирования целевого блока из множества блоков из разделенного изображения, а также информацию, требуемую для генерации сигнала предсказания. Как показано в примере на Фиг. 7, размер блока не ограничен. Множество размеров и форм блоков могут быть соответственно определены в изображении. Порядок декодирования блоков описан, например, в непатентном документе 1. Информация, требуемая для генерации сигнала предсказания, включает в себя информацию выбора метода предсказания и информацию движения (для предсказания между изображениями) и режим интра-предсказания (для предсказания внутри изображения).

[0043] Анализатор 202 данных декодирует остаточный сигнал целевого блока, информацию, требуемую для генерации сигнала предсказания, и параметр квантования для сжатых данных. Обратный квантователь 203 обратно квантует декодированный остаточный сигнал целевого блока на основе параметра квантования (по линии L202. Обратный преобразователь 204 далее выполняет обратное дискретное косинусное преобразование над обратно квантованным остаточным сигналом. В результате реконструируется остаточный сигнал. Затем информация, требуемая для генерации сигнала предсказания, посылается на генератор 208 сигнала предсказания по ли