Устройство декодирования изображения, устройство кодирования изображения и способ работы устройств

Устройство декодирования изображения, устройство кодирования изображения и способ работы устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемая технология относится к устройству декодирования изображения, устройству кодирования изображения и способу работы устройств. Более конкретно, технология позволяет повысить эффективность кодирования параметров квантования.

Уровень техники

В последние годы стали широко применяться устройства для обработки информации изображений в цифровой форме с целью осуществления высокоэффективной передачи и хранения информации, например, в соответствии с форматами, такими как форматы группы MPEG или аналогичные форматы, с целью сжатия изображения посредством ортогонального преобразования, такого как дискретное косинусное преобразование или аналогичное преобразование, и компенсации движения, как в системах вещания, так и в бытовой аппаратуре в целом.

В частности, формат MPEG2 (ISO/IEC 13818-2) определен в качестве формата кодирования изображения общего назначения и широко применяется вплоть до сегодняшнего дня самыми разнообразными приложениями, как в профессиональной сфере, так и в потребительской сфере. При использовании формата MPEG2 сжатия назначают объем кода (частота передачи данных) от 4 до 8 Мбит/с для передачи изображения с чересстрочной разверткой и стандартным разрешением 720×480 пикселов, например, что позволяет реализовать высокую степень сжатия и хорошее качество изображения. Кроме того, назначают объем кода (частота передачи данных) от 18 до 22 Мбит/с для передачи изображения с чересстрочной разверткой и высоким разрешением 1920×1088 пикселов, что также позволяет реализовать высокую степень сжатия и хорошее качество изображения.

Кроме того, была выполнена стандартизации Совместной модели (Joint Model) Видео кодирования с повышенным коэффициентом сжатия (Enhanced-Compression Video Coding), которая реализует более высокую эффективность кодирования за счет увеличения объема вычислений, необходимых для кодирования и декодирования изображения, и стала международным стандартом, именуемым H.264 и MPEG-4 Part 10 (в дальнейшем будет называться "H.264/AVC (Усовершенствованное видео кодирование (Advanced Video Coding))").

При использовании таких стандартов MPEG и H.264/AVC можно при кодировании макроблоков изменять величину шага квантования таким образом, чтобы коэффициент сжатия оставался постоянным. Кроме того, в стандарте MPEG используют параметры квантования, пропорциональные величине шага квантования, а в стандарте H.264/AVC используют такие параметры квантования, что величина параметра возрастает на "6", когда шаг квантования удваивается. В стандартах MPEG и H.264/AVC параметры квантовании кодируют (см. PTL 1).

Список литературы

Патентная литература

PTL 1: Публикация нерассмотренной Заявки на выдачу патента Японии No. 2006-094081

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Теперь, в процессе кодирующей обработки параметров квантования, если порядок декодирования совпадает с порядком растрового сканирования, как показано на Фиг.1, например, начальное значение параметра квантования SliceQPY используют для головного макроблока в срезе. В последующем обработку выполняют в порядке декодирования, обозначенном стрелками, а параметры квантования для этого макроблока обновляют на величину разности (mb_qp_delta) относительно параметров квантования для макроблока, расположенного слева. Соответственно, возникают случаи, в которых, когда порядок квантования переходит от блока на правом краю к блоку на левом краю, величина разности становится большой, поскольку меняется изображение, и эффективность кодирования становится низкой. Кроме того, эффективность кодирования становится низкой, если величина разности относительно макроблока, расположенного слева, также велика.

Кроме того, в области технологии сжатия изображения проводятся исследования с целью стандартизации алгоритма HEVC (высокоэффективное видео кодирование (High Efficiency Video Coding)), который реализует даже более высокую эффективность, чем формат H.264/AVC. В рамках этого стандарта HEVC базовые единицы именуются единицами кодирования (CU: Coding Unit), что является расширением концепции макроблоков. Если каждый блок, показанный на Фиг.2, является единицей кодирования, порядок декодирования представляет собой порядок блоков с номерами, последовательно увеличивающимися от "0". Если при таком подходе порядок декодирования не является порядком растрового сканирования, переход от блока "7" к блоку "8", например, или от блока "15" к блоку "16" может, как это можно представить, привести к большей величине разности, поскольку пространственное расстояние велико.

Соответственно, целью предлагаемой технологии является повышение эффективности кодирования параметров квантования.

Решение проблемы

Первым аспектом предлагаемой технологии является устройство декодирования изображения, включающее в себя: модуль получения информации, выполненный с возможностью получения параметров квантования декодированных блоков, соседствующих с блоком, подлежащим декодированию, в пространстве или во времени, в качестве кандидатов для выбора и извлечение из потоковой информации разностной информации, указывающей разность относительно прогнозного параметра квантования, выбранного из указанных кандидатов для выбора; и модуль вычисления параметра квантования, выполненный с возможностью вычисления на основе указанного прогнозного параметра квантования и разностной информации параметра квантования для блока, подлежащего декодированию.

Согласно предлагаемой технологии разностную информацию, указывающую разность относительно прогнозного параметра квантования, выбранного из кандидатов для выбора, представляющих собой параметры квантования декодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим декодированию, извлекают из потоковой информации. Кроме того, в таком устройстве декодирования изображения по меньшей мере блоки, в которых параметры квантования являются избыточными, или блоки, для которых не выполнялось обратное квантование с использованием параметров квантования, исключают из параметров квантования декодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим декодированию, и получают кандидатов для выбора. Для задания прогнозного параметра квантования выбирают параметр квантования в порядке, указанном идентификационной информацией, включенной в потоковую информацию потока, где указанные соседствующие декодированные блоки расположены в заданном, например. В альтернативном варианте кандидатов для выбора определяют в порядке, заданном заранее, и задают прогнозный параметр квантования на основе результата определения. В качестве еще одной альтернативы выбирают один из указанных выше вариантов обработки - задают в качестве прогнозного параметра квантования параметр квантования в порядке, указанном идентификационной информацией, включенной в потоковую информацию, или определяют кандидатов для выбора в порядке, заданном заранее, и задают прогнозный параметр квантования на основе результата определения, включенного в потоковую информацию. Далее, в устройстве декодирования изображения параметр квантования для блока, подлежащего декодированию, вычисляют путем добавления разности, указанной посредством разностной информации, к прогнозному параметру квантования. Кроме того, если нет кандидатов для выбора, в качестве прогнозного параметра квантования принимают параметр квантования начального значения для среза. Кроме того, в кандидаты для выбора включают также параметр квантования, обновленный последним.

Вторым аспектом предлагаемой технологии является способ декодирования изображения, включающий в себя процесс получения параметров квантования декодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим декодированию, в качестве кандидатов для выбора и извлечение из потоковой информации разностной информации, указывающей разность относительно прогнозного параметра квантования, выбранного из указанных кандидатов для выбора; и процесс вычисления параметра квантования для блока, подлежащего декодированию, на основе указанных прогнозного параметра квантования и разностной информации.

Третьим аспектом предлагаемой технологии является устройство кодирования изображения, включающее в себя: модуль управления, выполненный с возможностью задания параметра квантования для блока, подлежащего кодированию; модуль генерирования информации, выполненный с возможностью получения параметров квантования кодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим кодированию, в качестве кандидатов для выбора, выбора из указанных кандидатов для выбора одного прогнозного параметра квантования в соответствии с заданным параметром квантовании и генерирования разностной информации, указывающей разность между прогнозным параметром квантования и заданным параметром квантования; и модуль кодирования, выполненный с возможностью включения разностной информации в потоковую информацию, генерируемую в результате кодирующей обработки блока, подлежащего кодированию, с использованием указанного заданного параметра квантования.

При использовании предлагаемой технологии по меньшей мере блоки, в которых параметры квантования являются избыточными, или блоки, для которых не выполнялось квантование с использованием параметров квантования, исключают из указанных параметров квантования кодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим кодированию, и получают кандидатов для выбора. Кроме того, в совокупность кандидатов для выбора включают также параметр квантования, обновленный последним, или аналогичный параметр. Параметр квантования, разность между которым и заданным параметром квантования из указанных кандидатов для выбора является минимальной, выбирают в качестве прогнозного параметра квантования и генерируют идентификационную информацию для выбора прогнозного параметра квантования из указанных кандидатов для выбора. Например, идентификационная информация представляет собой порядок блоков, соответствующий выбранному параметру квантования, в котором соседствующие кодированные блоки располагаются в заданном порядке. Кроме того, заданный порядок представляет собой такой порядок, в котором приоритет отдан кодированному блоку, соседствующему слева, или кодированному блоку, соседствующему сверху, или кодированному блоку, соседствующему во времени. Кроме того, порядок следования соседствующих кодированных блоков можно изменять. Кроме того, параметры квантования кодированных блоков, соседствующих во времени, можно переупорядочивать в соответствии со значениями этих параметров, причем порядок выбранных параметров квантования используется в качестве идентификационной информации. Кроме того, определение кандидатов для выбора может быть выполнено в заранее заданном порядке, и прогнозный параметр квантования выбирают на основе результата такого определения. Далее, в устройстве кодирования изображения генерируют разностную информацию, указывающую разность между прогнозным параметром квантования и заданным параметром квантования. Кроме того, если нет кандидатов для выбора, генерируют разностную информацию, указывающую разность между начальным значением параметра квантования в срезе и заданными параметрами квантования. Также может быть сделан выбор между обработкой задания параметра квантования, для которого разность относительно заданного параметра квантования является наименьшей, в качестве прогнозного параметра квантования, с одной стороны, и обработкой определения кандидатов для выбора в заданном заранее порядке, и выбором прогнозного параметра квантования на основе результата такого определения, с другой стороны, после чего генерируют информацию определения, указывающую выбранную обработку. Сформированные разностную информацию, идентификационную информацию и информацию определения включают в потоковую информацию, генерируемую посредством кодирующей обработки блока, подлежащего кодированию, с использованием заданного параметра квантования.

Четвертым аспектом предлагаемой технологии является способ кодирования изображения, содержащий: процесс задания параметра квантования для блока, подлежащего кодированию; процесс получения параметров квантования для кодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим кодированию, в качестве кандидатов для выбора, выбора прогнозного параметра квантования из указанной совокупности кандидатов для выбора в соответствии с заданным параметром квантования и генерирования разностной информации, указывающей разность между прогнозным параметром квантования и заданными параметрами квантования; и процесс включения разностной информации в потоковую информацию, генерируемую путем выполнения кодирующей обработки блока, подлежащего кодированию, с использованием заданного параметра квантования.

Полезные результаты изобретения

Согласно предлагаемой технологии параметры квантования кодированных блоков, соседствующих в пространстве и во времени с блоком, подлежащим кодированию, принимают в качестве кандидатов для выбора, и выбирают прогнозный параметр квантования из указанных кандидатов для выбора в соответствии с параметром квантования, заданным для блока, подлежащего кодированию. Далее генерируют разностную информацию, указывающую разность между прогнозным параметром квантования и параметрами квантования, заданными для блока, подлежащего кодированию. Соответственно, можно не допустить получения большой величины разности параметров квантования и повысить эффективность кодирования параметров квантования.

Кроме того, в случае декодирования потоковой информации, куда включена указанная разностная информации, выбирают прогнозный параметр квантования из параметров квантования декодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим декодированию, и вычисляют параметр квантования для блока, подлежащего декодированию, на основе прогнозного параметра квантования и разностной информации. Соответственно, даже если потоковая информация была сгенерирована при повышенной эффективности кодирования параметров квантования, эти параметры квантования могут быть восстановлены на основе прогнозного параметра квантования и разностной информации при декодировании информации потока, и декодирующая обработка может быть выполнена правильно.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет диаграмму, иллюстрирующую случай, когда порядок декодирования является порядком сканирования растра.

Фиг.2 представляет диаграмму, иллюстрирующую случай, когда порядок декодирования не является порядком сканирования растра.

Фиг.3 представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию устройства для кодирования изображения.

Фиг.4 представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию модуля генерации информации.

Фиг.5 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример иерархической структуры единицы кодирования.

Фиг.6 представляет логическую схему, иллюстрирующую операции устройства для кодирования изображения.

Фиг.7 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс прогнозирования.

Фиг.8 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс внутрикадрового прогнозирования.

Фиг.9 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс межкадрового прогнозирования.

Фиг.10 представляет диаграмму, описывающую операции модуля генерации информации.

Фиг.11 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример операций модуля генерации информации.

Фиг.12 представляет логическую схему, иллюстрирующую обработку параметров квантования в процессе кодирования.

Фиг.13 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример набора параметров последовательности.

Фиг.14 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс кодирующей обработки кадра.

Фиг.15 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример набора параметров изображения.

Фиг.16 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример заголовка среза.

Фиг.17 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс кодирующей обработки среза.

Фиг.18 представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию устройства для декодирования изображения.

Фиг.19 представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию модуля вычисления параметра квантования.

Фиг.20 представляет логическую схему, иллюстрирующую операции устройства для декодирования изображения.

Фиг.21 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс генерации прогнозного изображения.

Фиг.22 представляет логическую схему, иллюстрирующую процесс декодирования параметров квантования.

Фиг.23 представляет логическую схему для описания других операций устройства для декодирования изображения.

Фиг.24 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример операций для случая неявного прогнозирования параметров квантования.

Фиг.25 представляет логическую схему, иллюстрирующую пример для случая неявного прогнозирования параметров квантования.

Фиг.26 иллюстрирует другой пример операций для случая неявного прогнозирования параметров квантования.

Фиг.27 представляет диаграмму, иллюстрирующую пример программы.

Фиг.28 представляет логическую схему для описания других операций устройства для декодирования изображения.

Фиг.29 представляет схему, иллюстрирующую пример упрощенной конфигурации компьютера.

Фиг.30 представляет схему, иллюстрирующую пример упрощенной конфигурации телевизионного приемника.

Фиг.31 представляет схему, иллюстрирующую пример упрощенной конфигурации сотового телефона.

Фиг.32 представляет схему, иллюстрирующую пример упрощенной конфигурации устройства записи/воспроизведения.

Фиг.33 представляет схему, иллюстрирующую пример упрощенной конфигурации устройства для считывания изображения.

Осуществление изобретения

Далее будут описаны варианты настоящего изобретения. Отметим, что описание будет дано в следующем порядке.

1. Конфигурация устройства кодирования изображения

2. Операции устройства кодирования изображения

3. Операции генерации идентификационной информации и разностной информации на основе параметров квантования

4. Конфигурация устройства декодирования изображения

5. Операции устройства декодирования изображения

6. Другие операции устройства кодирования изображения и устройства декодирования изображения

7. Случай программной обработки

8. Случай применения к электронному оборудованию

1. Конфигурация устройства кодирования изображения

Фиг.3 иллюстрирует конфигурацию устройства для кодирования изображения. Это устройство 10 для кодирования изображения содержит модуль 11 аналого-цифрового (A/D) преобразователя, буфер 12 реорганизации экрана, модуль 13 вычитания, модуль 14 ортогонального преобразования, модуль 15 квантования, модуль 16 кодирования без потерь, промежуточный буфер 17 и модуль 18 управления частотой квантования. Кроме того, устройство 10 для кодирования изображения содержит модуль 21 обратного квантования, модуль обратного ортогонального преобразования 22, модуль 23 суммирования, деблокирующий фильтр 24, память 26 кадров, селектор 26, модуль 31 внутрикадрового прогнозирования, модуль 32 прогнозирования/компенсации движения и модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима.

Модуль 11 аналого-цифрового преобразователя осуществляет преобразование аналоговых сигналов изображения в цифровые данные изображения и передает эти данные в буфер 12 реорганизации экрана.

Буфер 12 реорганизации экрана осуществляет реорганизации (переупорядочение) кадров данных изображения, поступающих от модуля 11 аналого-цифрового преобразователя. Этот буфер 12 реорганизации экрана осуществляет такую реорганизацию кадров в соответствии со структурой GOP (группа изображений (Group of Pictures)), относящейся к кодирующей обработке, и передает данные изображения после реорганизации в модуль 13 вычитания, модуль 18 управления частотой квантования, модуль 31 внутрикадрового прогнозирования и модуль 32 прогнозирования/компенсации движения.

Данные изображения с выхода буфера 12 реорганизации экрана и данные прогнозного изображения, выбранные в описываемом позднее модуле 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима, поступают в модуль 13 вычитания. Этот модуль 13 вычитания вычисляет данные погрешности прогнозирования, представляющие собой разность между данными изображения с выхода буфера 12 реорганизации экрана и прогнозным изображением от модуля 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима, и передает результат в модуль 14 ортогонального преобразования.

Указанный модуль 14 ортогонального преобразования осуществляет ортогональное преобразование, такое как дискретное косинусное преобразование (DCT: Discrete Cosine Transform), преобразование Карунена-Лоэва (Karhunen-Loéve) или подобное преобразование, применительно к данным погрешности прогнозирования, поступающим от модуля 13 вычитания. Этот модуль 14 ортогонального преобразования передает данные коэффициентов преобразования, полученные в результате ортогонального преобразования, в модуль 15 квантования.

Данные коэффициентов преобразования с выхода модуля 14 ортогонального преобразования и параметр квантования (масштаб квантования) от описываемого позднее модуля 19 генерации информации поступают в модуль 15 квантования. Этот модуль 15 квантования осуществляет квантование указанных данных коэффициентов преобразования и передает квантованные данные в модуль 16 кодирования без потерь и в модуль 21 обратного квантования. Кроме того, модуль 15 квантования изменяет частоту передачи квантованных данных на основе параметров квантования, заданных в модуле 18 управления частотой квантования.

Указанные квантованные данные с выхода модуля 15 квантования, идентификационная информация и разностная информация от описываемого позднее модуля 19 генерации информации, информация режима прогнозирования от модуля 31 внутрикадрового прогнозирования, а также информация режима прогнозирования и разностная информация вектора движения и другая подобная информация от модуля 32 прогнозирования/компенсации движения поступают в модуль 16 кодирования без потерь. Кроме того, информация, указывающая, какой режим - режим внутрикадрового прогнозирования или режим межкадрового прогнозирования, является оптимальным режимом, поступает от модуля 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима. Отметим, что упомянутая информация режима прогнозирования включает информацию о режиме прогнозирования и о размере блоков и т.п. в соответствии с тем, какой режим - внутрикадрового прогнозирования или межкадрового прогнозирования выбран.

Указанный модуль 16 кодирования без потерь осуществляет кодирование квантованных данных без потерь, например, с использованием кодирования в коде переменной длины, арифметического кодирования или другого подобного кодирования для генерации информации потока и передает эту информацию в промежуточный буфер 17. Кроме того, если оптимальным режимом является режим внутрикадрового прогнозирования, модуль 16 кодирования без потерь осуществляет кодирование без потерь применительно к информации режима прогнозирования, поступающей от модуля 31 внутрикадрового прогнозирования. Кроме того, если оптимальным режимом является режим внутрикадрового прогнозирования, модуль 16 кодирования без потерь осуществляет кодирование без потерь применительно к информации режима прогнозирования и разностным векторам движения и другой подходящей информации, поступающей от модуля 32 прогнозирования/компенсации движения. Далее, модуль 16 кодирования без потерь осуществляет кодирование без потерь применительно к информации, относящейся к параметрам квантования, такой как разностная информация, например. Модуль 16 кодирования без потерь включает информацию, полученную в результате кодирования без потерь, в информацию потока.

Указанный промежуточный буфер 17 записывает кодированный поток, поступающий модуля 16 кодирования без потерь. Кроме того, этот промежуточный буфер 17 передает записанный в нем кодированный поток на выход со скоростью, соответствующей скорости передачи данных в передающем тракте.

Модуль 18 управления частотой квантования контролирует величину доступного свободного пространства в промежуточном буфере 17 и задает параметры квантования так, чтобы если в буфере свободного места мало, частота передачи квантованных данных уменьшалась, а если свободного места в буфере достаточно, частота передачи квантованных данных увеличивалась. Кроме того, модуль 18 управления частотой квантования определяет степень сложности изображения, например параметр активности, представляющий собой информацию, указывающую изменчивость величин пикселов, например, с использованием данных изображения, поступающих от буфера 12 реорганизации экрана. Этот модуль 18 управления частотой квантования выбирает параметры квантования таким образом, чтобы реализовать грубое квантование для участков изображения, где изменчивость величин пикселов мала, и «тонкое» квантование для других участков, например, на основе результатов определения степени сложности изображения. Модуль 18 управления частотой квантования передает заданные им параметры квантования в модуль 19 генерации информации.

Указанный модуль 19 генерации информации передает параметры квантования, поступившие от модуля 18 управления частотой квантования, в модуль 15 квантования. Этот модуль 19 генерации информации принимает также параметры квантования кодированных блоков, соседствующих в пространстве или во времени с блоком, подлежащим кодированию, в качестве кандидатов для отбора. Модуль 19 генерации информации выбирает параметр квантования из совокупности кандидатов для отбора в соответствии с параметром квантования, заданным в модуле 18 управления частотой квантования, и принимает выбранный параметр в качестве прогнозного параметра квантования. Далее, модуль 19 генерации информации формирует идентификационную информацию, соответствующую выбранным параметрам квантования, т.е. идентификационную информацию для выбора прогнозируемых параметров квантования из совокупности кандидатов для отбора, и разностную информацию, обозначающую разность между прогнозируемыми параметрами квантования и заданными параметрами квантования.

Фиг.4 иллюстрирует конфигурацию модуля генерации информации. Этот модуль 19 генерации информации имеет модуль 191 памяти параметров квантования и модуль 192 вычисления разности. Модуль 19 генерации информации передает в модуль 15 квантования параметры квантования, поступающие от модуля 18 управления частотой квантования. Кроме того, модуль 19 генерации информации передает параметры квантования, поступившие от модуля 18 управления частотой квантования, в модуль 191 памяти параметров квантования и модуль 192 вычисления разности.

Указанный модуль 191 памяти параметров квантования сохраняет поступающие к нему параметры квантования. Модуль 192 вычисления разности считывает из совокупности параметров квантования кодированных блоков, сохраняемых в модуле 191 памяти параметров квантования, параметры квантования кодированных блоков, расположенных в пространстве или во времени по периферии блока, подлежащего кодированию, в качестве кандидатов для отбора. Кроме того, по меньшей мере блоки, в которых параметры квантования являются избыточными, и блоки, для которых квантование с использованием параметров квантования не проводилось, такие как блоки, где данные коэффициентов преобразования, подлежащие квантованию в модуле 15 квантования, все равны "0", например, исключают из совокупности кандидатов для отбора. Кроме того, модуль 192 вычисления разности исключает из совокупности кандидатов для отбора блоки (далее именуемые «пропускаемые блоки» ("skip blocks")), для которых было определено, что их нужно пропустить, на основе информации от описываемых позднее модуля 32 прогнозирования/компенсации движения и модуля 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима.

Упомянутый модуль 192 вычисления разности выбирает параметр квантования из указанной совокупности параметров квантования в соответствии с параметром квантования для блока, подлежащего кодированию, т.е. параметра квантования, поступивший от модуля 18 управления частотой квантования, в качестве прогнозного параметра квантования. Этот модуль 192 вычисления разности далее генерирует разностную информацию, обозначающую разность между идентификационной информацией для выбора прогнозируемых параметров квантования из совокупности кандидатов для отбора и параметром квантования для блока, подлежащего кодированию, и передает эту разностную информацию в модуль 16 кодирования без потерь.

Возвращаясь к Фиг.3, указанный модуль 21 обратного квантования осуществляет обратное квантование применительно к квантованным данным, поступающим от модуля 15 квантования. Этот модуль 21 обратного квантования передает данные коэффициентов преобразования, полученные в результате обратного квантования, в модуль 22 обратного ортогонального преобразования.

Указанный модуль 22 обратного ортогонального преобразования осуществляет обратное преобразование данных коэффициентов преобразования, поступающих от модуля 21 обратного квантования, и передает полученные в результате данные в модуль 23 суммирования.

Этот модуль 23 суммирования осуществляет суммирование данных, поступивших от модуля 22 обратного ортогонального преобразования, с данными прогнозного изображения, поступающими от модуля 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима, для генерации данных декодированного изображения и передает эти данные декодированного изображения в деблокирующий фильтр 24 и в память 26 кадров. Отметим, что данные декодированного изображения используются в качестве данных опорного изображения.

Указанный деблокирующий фильтр 24 осуществляет фильтрацию с целью уменьшения искажений блоков, возникающих во время кодирования изображения. Этот деблокирующий фильтр 24 осуществляет фильтрацию для удаления искажений блоков из данных декодированного изображения, поступающих от модуля 23 суммирования, и передает эти данные декодированного изображения после фильтрации в память 26 кадров.

Эта память 26 кадров сохраняет данные декодированного изображения после фильтрации, поступившие от деблокирующего фильтра 24. Указанные данные декодированного изображения, сохраняемые в памяти 26 кадров, передают в модуль 32 прогнозирования/компенсации движения в качестве данных опорного изображения.

Модуль 31 внутрикадрового прогнозирования осуществляет прогнозирование во всех режимах-кандидатах внутрикадрового прогнозирования с использованием данных входного изображения, поступающих от буфера 12 реорганизации экрана, и данных опорного изображения, поступающих от модуля 23 суммирования, и определяет оптимальный режим внутрикадрового прогнозирования. Указанный модуль 31 внутрикадрового прогнозирования вычисляет величину целевой функции для каждого режима внутрикадрового прогнозирования, и принимает режим внутрикадрового прогнозирования, для которого эффективность кодирования является наилучшей на основе вычисленной величины целевой функции, в качестве оптимального режима внутрикадрового прогнозирования. Модуль 31 внутрикадрового прогнозирования передает данные прогнозного изображения, сформированные в оптимальном режиме внутрикадрового прогнозирования, и величину целевой функции для оптимального режима внутрикадрового прогнозирования в модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима. Далее, модуль 31 внутрикадрового прогнозирования передает информацию режима прогнозирования, указывающую режим внутрикадрового прогнозирования, в модуль 16 кодирования без потерь.

Модуль 32 прогнозирования/компенсации движения осуществляет прогнозирование по всех режимах-кандидатах межкадрового прогнозирования с использованием данных входного изображения, подлежащего кодированию, от буфера 12 реорганизации экрана и данных опорного изображения, поступающих от памяти 26 кадров, и определяет оптимальный режим межкадрового прогнозирования. Модуль 32 прогнозирования/компенсации движения вычисляет величину целевой функции в каждом режиме межкадрового прогнозирования, например, и принимает режим межкадрового прогнозирования, для которого эффективность кодирования является наилучшей на основе вычисленной величины целевой функции, в качестве оптимального режима межкадрового прогнозирования. Этот модуль 32 прогнозирования/компенсации движения передает данные прогнозного изображения, сформированные в оптимальном режиме межкадрового прогнозирования, и величину целевой функции для оптимального режима межкадрового прогнозирования в модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима. Далее, модуль 32 прогнозирования/компенсации движения передает информацию режима прогнозирования, относящуюся к оптимальному режиму межкадрового прогнозирования, в модуль 16 кодирования без потерь и в модуль 19 генерации информации.

Модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима сравнивает величину целевой функции, поступившую от модуля 31 внутрикадрового прогнозирования, с величиной целевой функции, поступившей от модуля 32 прогнозирования/компенсации движения, и выбирает режим, для которого величина целевой функции меньше, чем в другом режиме, в качестве оптимального режима, в котором эффективность кодирования будет наилучшей. Кроме того, модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима передает данные прогнозного изображения, сформированные в оптимальном режиме, в модуль 13 вычитания и в модуль 23 суммирования. Далее, модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима передает информацию, указывающую, является ли оптимальный режим указанным режимом внутрикадрового прогнозирования или режимом межкадрового прогнозирования, в модуль 16 кодирования без потерь и в модуль 19 генерации информации. Отметим, что модуль 33 выбора прогнозного изображения/оптимального режима осуществляет переключение внутрикадрового прогнозирования или межкадрового прогнозирования от среза к срезу.

2. Операции устройства для кодирования изображения

В рассматриваемом устройстве для кодирования изображения кодирующая обработка осуществляется для размера макроблока, увеличенного сверх того, что задано, например, а формате стандарта H.264/AVC. На Фиг.5 изображен пример иерархической структуры единицы кодирования. Отметим, что Фиг.5 иллюстрирует случай, когда максимальный размер составляет 128 пикселов × 128 пикселов, а глубина иерархии (глубина (Depth)) равна "5". Например, когда глубина иерархии равна "0", единица CU0 кодирования представляет собой блок размером 2N×2N (N=64 пиксела). Кроме того, когда флаг разбиения (split flag)=1, единицу CU0 кодирования разбивают на четыре независимых блока размером N×N, где эти блоки N×N представляют собой блоки, находящиеся на один иерархический уровень ниже. Иными словами, глубина иерархии равна "1", а единицами CU1 кодирования являются блоки размером 2N×2N (N=32 пиксела). Точно таким же образом, когда флаг разбиения=1, каждый из этих блоков разбивают на четыре независимых блока. Далее, когда глубина равна "4", что является самым глубоким иерархическим уровнем, единицами CU4 кодирования являются блоки размером 2N×2N (N=4 пиксела), а размер 8 пикселов × 8 пикселов является наименьшим размером для единиц CU кодирования. Кроме того, согласно алгоритму HEVC, определяют единицу прогнозирования (PU: Prediction Unit), которая является базовой единицей для разбиения единиц кодирования и для прогнозирования, и единицу преобразования TU: Transform Unit), которая является базовой единицей для преобразования и для квантования.

Далее, операции устройства для кодирования изображения будут описаны со ссылками на логическую схему, показанную на Фиг.6. На этапе ST11 модуль 11 аналого-цифрового преобразования осуществляет аналого-цифровое преобразование сигналов входного изображения.