Устройство обработки изображений и способ обработки изображений

Устройство обработки изображений и способ обработки изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая технология относится к устройству обработки изображений и к способу обработки изображений. Конкретно, настоящая технология позволяет соответственно применить надлежащую фильтрацию в процессе деблокирующей фильтрации.

Уровень техники

В последние годы как при распространении информации на широковещательных станциях, так и при приеме информации в обычных домах получили широкое распространение устройства, работающие с информацией изображения, представляющей собой цифровые данные, которые в этом случае ориентированы на передачу и хранение информации с высокой эффективностью и которые соответствуют такой схеме, как MPEG2 (International Organization for Standardization and International Electrotechnical Commission (Международная организация по стандартизации и Международная электротехническая комиссия) (ISO/IEC) 13818-2), для сжатия информации об изображении, используя ортогональное преобразование, такое как дискретное косинусное преобразование, и используя компенсацию движения посредством наличия избыточности, уникальной для информации об изображении. Кроме того, также используются схемы под названием Н.264 и MPEG4 Часть 10 (Advanced Video Coding (передовое видеокодирование) (AVC)), требующие большего объема операций для кодирования и декодирования, но способные реализовать более высокую эффективность кодирования, чем MPEG2, и т.п. Дополнительно, на сегодня ведутся работы по стандартизации высокоэффективного видеокодирования (HEVC), являющегося схемой кодирования изображений следующего поколения, при которой могут быть эффективно получены сжатие, распространение и т.п. изображений с высокой разрешающей способностью 4000×2000 пикселей, которая в четыре раза превышает разрешающую способность высококонтрастных изображений.

В работах по стандартизации видеокодирования с высокой эффективностью (HEVC), которое является схемой кодирования изображений следующего поколения, схема JCTVC-A119 (смотрите ниже непатентный документ 1) предлагает применять деблокирующий фильтр к каждому блоку, имеющему размер 8×8 пикселей или больше. В способе, предложенном в JCTVC-A119, увеличивая минимальный размер единичного блока, к которому должен применяться деблокирующий фильтр, можно выполнять процесс фильтрации параллельно на множестве границ блоков в одном и том же направлении внутри одного макроблока.

Перечень литературы

Непатентные документы

Непатентный документ 1: К. Ugur (Nokia), К.R. Andersson (LM Ericsson), A. Fuldseth (Tandberg Telecom), "JCTVC-A119: Video coding technology proposal by Tandberg, Nokia, and Ericsson," Documents of the first meeting of the Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC), Dresden, Germany, 15-23 April, 2010.

Раскрытие изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Однако при традиционном процессе деблокирующей фильтрации фильтрация не выполняется должным образом.

Поэтому, задача настоящей технологии состоит в том, чтобы позволить применить надлежащую фильтрацию в процессе деблокирующей фильтрации.

Решения проблем

Устройство обработки изображений, соответствующее первому варианту настоящей технологии, содержит: модуль декодирования, декодирующий кодированный поток, который кодирован модулями, каждый из которых имеет уровневую структуру для формирования изображения; модуль фильтрации, применяющий деблокирующий фильтр к границе блоков в соответствии с интенсивностью деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, являющейся границей между блоком изображения, сформированным модулем декодирования, и соседним блоком, примыкающим к указанному блоку; и контроллер, управляющий модулем фильтрации, так что, когда интенсивная фильтрация применяется в качестве интенсивности деблокирующего фильтра, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент яркости изображения, формируемого модулем декодирования.

Контроллер может применять процесс ограничения к значениям частей, изменяющихся при применении деблокирующего фильтра.

Контроллер применяет процесс ограничения в соответствии со следующими выражениями:

Математическая формула 37

где i=0,7 и pv - значение ограничения.

Контроллер может установить значение, кратное параметрам деблокирующего фильтра, в качестве значения ограничения, используемого при выполнении процесса ограничения.

Контроллер может установить значение, в два раза превышающее параметры деблокирующего фильтра, в качестве значения ограничения, используемого при выполнении процесса ограничения.

Устройство обработки изображений дополнительно содержит: модуль определения интенсивности фильтра, определяющий интенсивность деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, причем модуль фильтрации может применить деблокирующий фильтр к границе блоков в соответствии с интенсивностью, определенной модулем определения интенсивности фильтра, а контроллер может управлять модулем фильтрации так, что когда модуль определения интенсивности фильтра определяет, что должна быть применена интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент сигнала яркости изображения, сформированного блоком декодирования.

Модуль определения интенсивности фильтра может определять интенсивность деблокирующего фильтра, используя в качестве блоков обработки множество строк.

Блок определения интенсивности фильтра может определять интенсивность деблокирующего фильтра, используя четыре строки в качестве блоков обработки.

Устройство обработки изображений дополнительно содержит: модуль определения необходимости фильтрации, определяющий, подлежит ли деблокирующий фильтр применению к границе блоков, используя множество строк в качестве блоков обработки, при этом модуль определения интенсивности фильтра может определять интенсивность деблокирующего фильтра, когда блок определения необходимости фильтрации определяет, что деблокирующий фильтр подлежит применению.

Способ обработки изображений согласно первому варианту настоящей технологии позволяет устройству обработки изображений выполнять: декодирование кодированного потока, который кодирован модулем, каждый из которых имеет уровневую структуру, для формирования изображения; применение деблокирующего фильтра к границе блоков в соответствии с интенсивностью деблокирующего фильтра, применяемой к границе блоков, являющейся границей между блоком сформированного изображения и соседним блоком, примыкающим к указанному блоку; и управление, при котором, когда в качестве интенсивности деблокирующего фильтра применяется интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент яркости сформированного изображения.

Устройство обработки изображений, соответствующее второму варианту настоящей технологии, содержит: модуль фильтрации, применяющий деблокирующий фильтр к границе блоков в соответствии с интенсивностью деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, являющейся границей между блоком изображения, локально декодированным, когда изображение кодировано, и соседним блоком, примыкающим к блоку; контроллер, управляющий модулем фильтрации так, что когда в качестве интенсивности деблокирующего фильтра применяется интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент яркости локально декодированного изображения; и модуль кодирования, кодирующий изображение модулями, каждый из которых имеет уровневую структуру, используя изображение, к которому применен деблокирующий фильтр.

Контроллер может применять процесс ограничения к значениям частей, которые изменяются при применении деблокирующего фильтра.

Контроллер применяет процесс ограничения в соответствии со следующими выражениями:

Математическая формула 38

где i=0,7 и pv - значение ограничения.

Контроллер может установить значение, кратное параметрам деблокирующего фильтра, в качестве значения ограничения, используемого при выполнении процесса ограничения.

Контроллер может установить значение, в два раза превышающее параметры деблокирующего фильтра, в качестве значения ограничения, используемого при выполнении процесса ограничения.

Устройство обработки изображений дополнительно содержит: модуль определения интенсивности фильтра, определяющий интенсивность деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, при этом модуль фильтрации может применить деблокирующий фильтр к границе блоков в соответствии с интенсивностью, определенной модулем определения интенсивности фильтра, а контроллер может управлять модулем фильтрации так, что когда модуль определения интенсивности фильтра определяет, что подлежит применению интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент сигнала яркости изображения, сформированного модулем декодирования.

Блок определения интенсивности фильтра может определять интенсивность деблокирующего фильтра, используя в качестве блоков обработки множество строк.

Блок определения интенсивности фильтра может определять интенсивность деблокирующего фильтра, используя в качестве блоков обработки четыре строки.

Устройство обработки изображений дополнительно содержит: модуль определения необходимости фильтрации, определяющий, надлежит ли применить деблокирующий фильтр к границе блоков, используя множество строк в качестве обрабатываемых блоков, при этом модуль определения интенсивности фильтра может определять интенсивность деблокирующего фильтра, когда модуль определения необходимости фильтрации определяет, что деблокирующий фильтр подлежит применению.

Способ обработки изображений, соответствующий второму варианту настоящей технологии, позволяет устройству обработки изображений выполнять: применение деблокирующего фильтра к границе блоков в соответствии с интенсивностью деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, являющейся границей между блоком изображения, локально декодированным, когда изображение кодировано, и соседним блоком, примыкающим к указанному блоку; управление, при котором когда в качестве интенсивности деблокирующего фильтра применяется интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент яркости локально декодированного изображения; и кодирование изображения блоками, каждый из которых имеет уровневую структуру, используя изображение, к которому применен деблокирующий фильтр.

В первом варианте настоящей технологии кодированный поток, кодированный блоками, каждый из которых имеет уровневую структуру, декодируется для формирования изображения, и деблокирующий фильтр применяется к границе блоков в соответствии с интенсивностью деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, являющейся границей между блоком сформированного изображения и соседним блоком, примыкающим к указанному блоку. Кроме того, выполняется управление, при котором когда в качестве интенсивности деблокирующего фильтра применяется интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент яркости сформированного изображения.

Во втором варианте настоящей технологии деблокирующий фильтр применяется к границе блоков в соответствии с интенсивностью деблокирующего фильтра, применяемого к границе блоков, являющейся границей между блоком изображения, локально декодированным, когда изображение кодировано, и соседним блоком, примыкающим к указанному блоку. Кроме того, выполняется управление, при котором когда в качестве интенсивности деблокирующего фильтра применяется интенсивная фильтрация, к деблокирующему фильтру применяется процесс ограничения в отношении компонент яркости локально декодированного изображения, и изображение кодируется блоками, каждый из которых имеет уровневую структуру, используя изображение, к которому применен деблокирующий фильтр.

Результаты изобретения

В соответствии с настоящей технологии, можно позволить применять процесс деблокирующей фильтрации для соответствующей фильтрации.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1(A) и 1(B) - описание традиционного процесса деблокирующей фильтрации.

Фиг. 2 - конфигурация при применении к устройству кодирования изображений.

Фиг. 3 - блок-схема последовательности выполнения операций кодирования изображений.

Фиг. 4 - блок-схема последовательности выполнения операций процесса внутрикадрового предсказания.

Фиг. 5 - блок-схема последовательности выполнения операций процесса межкадрового предсказания.

Фиг. 6 - конфигурация при применении к устройству декодирования изображений.

Фиг. 7 - блок-схема последовательности выполнения операций декодирования изображений.

Фиг. 8 - описание базовой операции блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 9 - конфигурация первого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 10 - блок-схема последовательности выполнения операций первого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 11 - конфигурации блока операции кодирования.

Фиг. 12 - конфигурации блока операции кодирования.

Фиг. 13(A) и 13(B) - порядок работы блока операции фильтрации.

Фиг. 14(A) и 14(B) - порядок работы блока операции фильтрации.

Фиг. 15 - блок-схема последовательности выполнения операций пятого варианта осуществления.

Фиг. 16 - традиционный процесс деблокирующей фильтрации.

Фиг. 17 - настоящая технология (шестой вариант осуществления).

Фиг. 18 - настоящая технология (шестой вариант осуществления).

Фиг. 19 - пиксели, используемые в процессе деблокирующей фильтрации настоящей технологии.

Фиг. 20 - значения пикселей, изменяющиеся за счет традиционной интенсивной фильтрации.

Фиг. 21 - эффекты интенсивной фильтрации на основе ограничения.

Фиг. 22 - конфигурация шестого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 23 - блок-схема последовательности выполнения операций шестого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 24 - конфигурация седьмого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 25 - конфигурация восьмого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 26 - блок-схема последовательности выполнения операций восьмого варианта осуществления блока деблокирующей фильтрации.

Фиг. 27 - блок-схема последовательности выполнения операций процесса деблокирования сигнала яркости.

Фиг. 28 - пример случая R3W2.

Фиг. 29 - пример схемы кодирования мультипроекционного изображения.

Фиг. 30 - пример основных компонент устройства кодирования мультипроекционного изображения, к которому применяется настоящая технология.

Фиг. 31 - пример основных компонент устройства декодирования мультипроекционного изображения, к которому применяется настоящая технология.

Фиг. 32 - пример схемы кодирования уровневого изображения.

Фиг. 33 - пример основных компонент устройства кодирования уровневого изображения, к которому применяется настоящая технология.

Фиг. 34 - пример основных компонент устройства декодирования уровневого изображения, к которому применяется настоящая технология.

Фиг. 35 - пример схемы конфигурации телевизионного устройства.

Фиг. 36 - пример схемы конфигурации мобильного телефона.

Фиг. 37 - пример схемы конфигурации устройства записи/воспроизведения.

Фиг. 38 - пример схемы конфигурации устройства получения изображений.

Способ выполнения изобретения

Здесь далее будут описаны варианты выполнения настоящей технологии. Описание будет сделано в следующем порядке:

1. Предшествующий уровень техники

2. Конфигурация при применении к устройству кодирования изображений

3. Порядок работы устройства кодирования изображений

4. Конфигурация при применении к устройству кодирования изображений

5. Порядок работы устройства декодирования изображений

6. Основной порядок работы блока деблокирующей фильтрации

7. Первый вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

8. Второй вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

9. Третий вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

10. Четвертый вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

11. Пятый вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

12. Описание шестого-двенадцатого вариантов осуществления

13. Шестой вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

14. Седьмой вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

15. Восьмой вариант осуществления блока деблокирующей фильтрации

16. Девятый вариант осуществления

17. Десятый вариант осуществления (устройство кодирования и декодирования мультипроекционного изображения)

18. Одиннадцатый вариант осуществления (устройство кодирования и декодирования уровневого изображения)

19. Пример применения

1. Предшествующий уровень техники

Традиционный процесс деблокирующей фильтрации будет описан со ссылкой на фиг. 1(A) и 1(B).

Как показано на фиг. 1(A), например, когда процесс деблокирующей фильтрации выполняется в растровом порядке в соответствующих наибольших блоках кодирования (LCU), данные изображения, соответствующие заданному количеству строк из межблочной границы (ВВ), для LCUu, являющегося верхним блоком, запоминаются в устройстве памяти строк, а процесс вертикальной фильтрации выполняется, используя данные изображения и данные изображения LCUl, являющегося нижним блоком, полученным после запоминания. Например, как показано на фиг. 1(B), когда выполняется операция фильтрации, используя данные изображения, соответствующие четырем строкам границы BB, в то же время используя в качестве диапазона обработки процесса вертикальной фильтрации данные изображения верхнего и нижнего блоков, каждый из которых соответствует трем строкам из межблочной границы BB, данные изображения, соответствующие четырем строкам из границы BB для блока LCUu, являющегося верхним блоком, сохраняются в устройстве памяти строк. На чертежах целевые пиксели деблокирующего фильтра помечены двойными кружками, а верхняя и нижняя границы диапазона обработки фильтра для деблокирующего фильтра обозначены как "DBU" и "DBL", соответственно.

То есть поскольку данные изображения, соответствующие заданному количеству строк из межблочной границы BB, сохранены в устройстве памяти строк, так чтобы использоваться для работы фильтра, если количество пикселей в горизонтальном направлении возрастает, емкость устройства памяти строк возрастает.

2. Конфигурация при применении к устройству кодирования изображения

На фиг. 2 показана конфигурация в случае, когда устройство обработки изображений, соответствующее настоящей технологии, применяется к устройству кодирования изображения. Устройство 10 кодирования изображения содержит аналогово-цифровой преобразователь (A/D-преобразователь) 11, буфер 12 перегруппировки кадров, вычитающее устройство 13, ортогональный преобразователь 14, квантователь 15, кодер 16 без потерь, аккумулирующий буфер 17 и контроллер 18 скорости. Устройство 10 кодирования изображения дополнительно содержит инверсный квантователь 21, инверсный ортогональный преобразователь 22, сумматор 23, блок 24 деблокирующей фильтрации, устройство 25 памяти кадров, переключатель 26, внутрикадровый предсказатель 31, устройство 32 оценки/компенсатора движения и блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима.

A/D-преобразователь 11 преобразует аналоговый сигнал изображения в цифровые данные изображения и выводит цифровые данные изображения в буфер 12 перегруппировки кадров.

Буфер 12 перегруппировки кадров перегруппирует кадры данных изображения, выводимые из A/D-преобразователя. Буфер 12 перегруппировки кадров выполняет перегруппировку кадров в соответствии со структурой GOP (группы кадров), связанной с процессом кодирования, и выводит перегруппированные данные изображения на вычитающее устройство 13, внутрикадровый предсказатель 31 и устройство оценки/компенсатора 32 движения.

На вычитающее устройство 13 подаются данные изображения с выхода буфера 12 перегруппировки кадров и предсказанные данные изображения, выбранные блоком 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, описанным далее. Вычитающее устройство 13 вычисляет данные ошибки предсказания, являющиеся разностью между данными изображения с выхода буфера 12 перегруппировки кадров и данными предсказанного изображения, поданными от блока 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, и выводит данные ошибки предсказания на ортогональный преобразователь 14.

Ортогональный преобразователь 14 выполняет процесс ортогонального преобразования, такой как дискретное косинусное преобразование (DCT) или преобразование Карунена-Лоэва, в отношении данных ошибки предсказания, полученные с выхода вычитающего устройства 13. Ортогональный преобразователь 14 выводит данные коэффициента преобразования, полученные посредством выполнения процесса ортогонального преобразования, на квантователь 15.

На квантователь 15 подаются данные коэффициента преобразования с выхода ортогонального преобразователя 14 и сигнал управления скоростью с контроллера 18 скорости, описанного позже. Квантователь 15 квантует данные коэффициента преобразования и выводит квантованные данные на кодер 16 без потерь и инверсный квантователь 21. Кроме того, квантователь 15 переключает параметр квантования (масштаб квантования), основываясь на сигнале управления скоростью, получаемом от контроллера 18 скорости, чтобы изменять битовую скорость квантованных данных.

На кодер 16 без потерь подаются квантованные данные с выхода квантователя 15 и информация о режиме предсказания от внутрикадрового предсказателя 31, устройства 32 оценки/компенсатора движения и блока 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, описанных далее. Информация о режиме предсказания содержит тип макроблока, который разрешает идентифицировать размер предсказанного блока, режим предсказания, информацию о векторе движения, информацию об опорной картинке и т.п. в соответствии с внутрикадровым предсказанием или межкадровым предсказанием. Кодер 16 без потерь выполняет процесс кодирования без потерь, например, такой как кодирование с переменной длиной или арифметическое кодирование, для квантованных данных, чтобы сформировать кодированный поток, и выводит кодированный поток на аккумулирующий буфер 17. Кроме того, кодер 16 без потерь кодирует без потерь информацию о режиме предсказания, чтобы добавить кодированную информацию о режиме предсказания к информации заголовка кодированного потока.

Аккумулирующий буфер 17 аккумулирует кодированные потоки, приходящие от кодера 16 без потерь. Кроме того, аккумулирующий буфер 17 выводит аккумулированные кодированные потоки со скоростью передачи, соответствующей линии передачи.

Контроллер 18 скорости контролирует свободное пространство аккумулирующего буфера 17, формирует сигнал управления скоростью, соответствующий свободному пространству, и выводит сигнал управления скоростью на квантователь 15. Контроллер 18 скорости получает информацию, указывающую свободное пространство, например, от аккумулирующего буфера 17. Контроллер 18 скорости понижает битовую скорость квантованных данных, используя сигнал управления скоростью, когда свободное пространство уменьшается. Кроме того, контроллер 18 скорости увеличивает битовую скорость квантованных данных, используя сигнал управления скоростью, когда свободное пространство аккумулирующего буфера 17 является достаточно большим.

Инверсный квантователь 21 выполняет процесс инверсного квантования для квантованных данных, полученных от квантователя 15. Инверсный квантователь 21 выводит данные коэффициента преобразования, полученные посредством выполнения процесса инверсного квантования, на инверсный ортогональный преобразователь 22.

Инверсный ортогональный преобразователь 22 выводит данные, полученные посредством выполнения процесса ортогонального преобразования для данных коэффициента преобразования, полученных от инверсного квантователя 21, на сумматор 23.

Сумматор 23 добавляет данные, полученные от инверсного ортогонального преобразователя 22, и данные предсказанного изображения, полученные от блока 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, чтобы сформировать данные декодированного изображения, и выводит данные декодированного изображения на блок 24 деблокирующей фильтрации и устройство 25 памяти кадров.

Блок 24 деблокирующей фильтрации выполняет процесс фильтрации для уменьшения блочного искажения, возникающего во время кодирования изображения. Блок 24 деблокирующей фильтрации выполняет процесс фильтрации для удаления блочного искажения из данных декодированного изображения, поданных от сумматора 23, и выводит данные изображения, подвергнувшиеся процессу фильтрации, на устройство 25 памяти кадров. Кроме того, блок 24 деблокирующей фильтрации управляет диапазоном изображения, используемым для работы фильтра в блоке, расположенном на верхней стороне границы, соответствующей границе, обнаруженной при выполнении обнаружения межкадровой границы в вертикальном направлении. То есть управляя диапазоном изображения для работы фильтра, блок 24 деблокирующей фильтрации разрешает выполнение процесса вертикальной фильтрации, даже когда уменьшается емкость устройства памяти строк, которое хранит данные изображения. Подробности этого будут описаны позже.

Устройство 25 памяти кадров хранит данные декодированного изображения, полученные от сумматора 23, и данные декодированного изображения, подвергнутые процессу фильтрации, поданные от блока 24 деблокирующей фильтрации, в качестве данных опорного изображения.

Переключатель 26 подает данные опорного изображения до процесса фильтрации, считанные из устройства 25 памяти кадров, на внутрикадровый предсказатель 31, чтобы выполнить внутрикадровое предсказание. Кроме того, переключатель 26 подает данные опорного изображения, подвергнутого процессу фильтрации, считанные из устройства 25 памяти кадров, на устройство 32 оценки/компенсатора, чтобы выполнить межкадровое предсказание.

Внутрикадровый предсказатель 31 выполняет процесс внутрикадрового предсказания во всех возможных режимах внутрикадрового предсказания, используя данные изображения кодированного целевого изображения с выхода буфера 12 перегруппировки кадров и данные опорного изображения до процесса фильтрации, считанные из устройства 25 памяти кадров. Дополнительно, внутрикадровый предсказатель 31 вычисляет значение функции стоимости для каждого режима внутрикадрового предсказания и выбирает режим внутрикадрового предсказания, в котором вычисленное значение функции стоимости является наименьшим (то есть режим внутрикадрового предсказания, в котором получается наилучшая эффективность кодирования), в качестве оптимального режима внутрикадрового предсказания. Внутрикадровый предсказатель 31 выводит данные предсказанного изображения, сформированные в оптимальном режиме внутрикадрового предсказания, информацию о режиме предсказания об оптимальном режиме внутрикадрового предсказания и значение функции стоимости в оптимальном режиме внутрикадрового предсказания на блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима. Кроме того, внутрикадровый предсказатель 31 выводит информацию режима предсказания о режиме внутрикадрового предсказания в процессе внутрикадрового предсказания в соответствующих режимах внутрикадрового предсказания на кодер 16 без потерь, чтобы получить сформированную кодовый объем, используемый при вычислении значения функции стоимости, как описано позже.

Устройство 32 оценки/компенсатора движения выполняет процесс оценки/компенсации движения для всех размеров предсказанных блоков, соответствующих макроблокам. Устройство 32 оценки/компенсатора движения обнаруживает вектор движения, используя данные опорного изображения, подвергнутого процессу фильтрации, считанного из устройства 25 памяти кадров, в отношении каждого из кодируемых целевых изображений соответствующих размеров предсказанных блоков, считанных из буфера 12 перегруппировки кадров. Дополнительно, устройство 32 оценки/компенсатора движения выполняет процесс компенсации движения для декодированного изображения, основываясь на обнаруженном векторе движения, чтобы сформировать предсказанное изображение. Кроме того, устройство 32 оценки/компенсатора движения вычисляет значение функции стоимости для каждого размера предсказанного блока и выбирает размер предсказанного блока, в котором вычисленное значение функции стоимости является наименьшим (то есть размер предсказанного блока, при котором получается наилучшая эффективность кодирования), в качестве оптимального режима межкадрового предсказания. Устройство 32 оценки/компенсатора движения выводит данные предсказанного изображения, сформированные в оптимальном режиме межкадрового предсказания, информацию о режиме предсказания об оптимальном режиме межкадрового предсказания и значение функции стоимости в оптимальном режиме межкадрового предсказания на блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима. Кроме того, устройство 32 оценки/компенсатора движения выводит информацию о режиме предсказания для режима межкадрового предсказания в процессе межкадрового предсказания в соответствующих размерах предсказанных блоков на кодер 16 без потерь, чтобы получить сформированный кодовый объем, используемый при вычислении значения функции стоимости. Устройство 32 оценки/компенсатора движения также выполняет предсказание в режиме пропущенного макроблока и прямом режиме в качестве режима межкадрового предсказания.

Блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима сравнивает значение функции стоимости, поданное от внутрикадрового предсказателя 31, и значение функции стоимости, поданное от устройства 32 оценки/компенсатора движения, в соответствующих блоках макроблоков и выбирает режим, в котором значение функции стоимости меньше, чем в оптимальном режиме, в котором получена наилучшая эффективность кодирования. Кроме того, блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима выводит данные предсказанного изображения, сформированные в оптимальном режиме, на вычитающее устройство 13 и на сумматор 23. Дополнительно, блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима выводит информацию о режиме предсказания для оптимального режима на кодер 16 без потерь. Блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима может выполнить внутрикадровое предсказание или межкадровое предсказание в соответствующих блоках срезов.

Блок кодирования в формуле изобретения содержит внутрикадровый предсказатель 31, формирующий данные предсказанного изображения, устройство 32 оценки/компенсатора движения, блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, вычитающее устройство 13, ортогональный преобразователь 14, квантователь 15, кодер 16 без потерь и т.п.

3. Порядок работы устройства кодирования изображений

На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности выполнения операций процесса кодирования изображений. На этапе ST11 A/D-преобразователь 11 выполняет A/D-преобразование входного сигнала изображения.

На этапе ST12 буфер 12 перегруппировки кадров выполняют перегруппировку экранов. Буфер 12 перегруппировки кадров хранит данные изображения, полученные от A/D-преобразователя 11, и перегруппирует соответствующие картинки так, чтобы картинки, установленные в порядке отображения, перегруппируются в порядке кодирования.

На этапе ST13 вычитающее устройство 13 формирует данные ошибки предсказания. Вычитающее устройство 13 вычисляет разность между данными изображения для изображений, перегруппированных на этапе ST12, и данными предсказанного изображения, выбранными блоком выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, чтобы сформировать данные ошибки предсказания. Данные ошибки предсказания имеют объем данных, который меньше, чем объем данных для первоначального изображения. То есть можно сжать объем данных по сравнению со случаем, в котором изображение кодируется так, как оно есть. Когда блок 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима выбирает предсказанное изображение, подаваемое от внутрикадрового предсказателя 31, и предсказанное изображение из устройства 32оценки/компенсатора движения в соответствующих блоках срезов, внутрикадровое предсказание выполняется в срезе, в котором выбирается предсказанное изображение, подаваемое от внутрикадрового предсказателя 31. Кроме того, межкадровое предсказание выполняется в срезе, в котором выбирается предсказанное изображение от устройства 32 оценки/компенсатора.

На этапе ST14 ортогональный преобразователь 14 выполняет процесс ортогонального преобразования. Ортогональный преобразователь 14 выполняет ортогональное преобразовании для данных ошибки предсказания, поданных от вычитающего устройства 13. Конкретно, ортогональное преобразование, такое как дискретное косинусное преобразование или преобразование Карунена-Лоэва, выполняется для данных ошибки предсказания и выводятся данные коэффициента преобразования.

На этапе ST15 квантователь 15 выполняет процесс квантования. Квантователь 15 квантует данные коэффициента преобразования. Когда квантование выполнено, выполняется управление скоростью, как будет описано в процессе этапа ST25.

На этапе ST16 инверсный квантователь 21 выполняет процесс инверсного квантования. Инверсный квантователь 21 выполняет инверсное квантование для данных коэффициента преобразования, квантованных квантователем 15 в соответствии со свойством, соответствующим свойству квантователя 15.

На этапе ST17 инверсный ортогональный преобразователь 22 выполняет процесс ортогонального преобразования. Инверсный ортогональный преобразователь 22 выполняет инверсное ортогональное преобразование для данных коэффициента преобразования, инверсно квантованных инверсным квантователем 21 в соответствии со свойством, соответствующим свойству ортогонального преобразователя 14.

На этапе ST18 сумматор 23 формирует данные декодированного изображения. Сумматор 23 добавляет данные предсказанного изображения, поданные от блока 33 выбора режима предсказанного изображения/оптимального режима, и данные после инверсного ортогонального преобразования в положении, соответствующем предсказанному изображению, чтобы сформировать данные декодированного изображения.

На этапе ST19 блок 24 деблокирующей фильтрации выполняет процесс деблокирующей фильтрации. Блок 24 деблокирующей фильтрации выполняет фильтрацию для данных декодированного изображения, полученных от сумматора 24, чтобы удалить блочное искажение. Кроме того, блок 24 деблокирующей фильтрации выполнен с возможностью осуществления процесса вертикальной фильтрации, когда сокращается емкость устройства памяти строк, которое хранит данные изображения. Конкретно, блок 24 деблокирующей фильтрации управляет диапазоном изображения, используемым для работы фильтра в блоке, расположенном на верхней стороне границы, соответствующей границе, обнаруженной при выполнении обнаружения межблочной границы в вертикальном направлении.

На этапе ST20 устройство 25 памяти кадров сохраняет данные декодированного изображения. Устройство 25 памяти кадров сохраняет данные декодированного изображения до процесса деблокирующей фильтрации.

На этапе ST21 внутрикадровый предсказатель 31 и устройство 32оценки/компенсатора движения выполняют процессы предсказания. То есть внутрикадровый предсказатель 31 выполняет процесс внутрикадрового предсказания в режиме внутрикадрового предсказания, а устройство 32 оценки/компенсатора выполняет процесс оценки/компенсации движения в режиме межкадрового предсказания. С помощью этого процесса процессы предсказа