圖像編碼設(shè)備、圖像編碼方法和程序、以及圖像解碼設(shè)備、圖像解碼方法和程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像編碼設(shè)備、圖像編碼方法和程序，尤其涉及一種對無損編碼塊所進(jìn)行的幀內(nèi)預(yù)測處理。
【背景技術(shù)】
[0002]—種系統(tǒng)，H.264/MPEG-4AVC(以下縮寫為H.264)已知作為一種用于壓縮和記錄運(yùn)動圖像的編碼系統(tǒng)(參考NPL 1)。
[0003]在H.264中，可以通過進(jìn)行變換旁路處理來進(jìn)行無損編碼，其中，在變換旁路處理中，繞過正交變換和量化。特別地，無損編碼具有以下特征:當(dāng)在水平方向或者垂直方向上進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時，進(jìn)行差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)編碼。在DPCM編碼中，代替基于對象像素周圍的編碼像素所進(jìn)行的正常預(yù)測，在塊中以像素為單元進(jìn)行預(yù)測。
[0004]近年來，作為H.264的后繼，已經(jīng)開始了用于實(shí)現(xiàn)更高效率編碼系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)的活動。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)/國際電工委員會(IEC)和國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部(ITU-T)成立了視頻編碼聯(lián)合協(xié)作組(JCT-VC)。在JCT-VC中，標(biāo)準(zhǔn)化得以推進(jìn)，從而產(chǎn)生了高效視頻編碼(HEVC)系統(tǒng)(以下稱為HEVC)。
[0005]在2013年1月，完成了被當(dāng)做HEVC的基本規(guī)范的第一版標(biāo)準(zhǔn)化。如H.264 一樣，第一版HEVC采用繞過正交變換和量化的無損編碼。然而，第一版HEVC具有以下特征:如典型有損編碼一樣，以塊為單位進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(參考NPL 2)。
[0006]在HEVC中，從與有損編碼的兼容性角度看，在無損編碼中，使用與在有損編碼中所使用的相同的、以塊為單位的幀內(nèi)預(yù)測。然而，通常認(rèn)為在H.264中還使用的、以像素為單位的DPCM編碼在無損編碼時具有更高的壓縮效率。因此，存在HEVC中的無損編碼的壓縮效率不夠高的問題。
[0007]f獻(xiàn)列表_8] 非專利文獻(xiàn)
[0009]非專利文獻(xiàn)1:1TU-T Η.264 (01/2012) Advanced Video Coding for GenericAud1visual Services
[0010]非專利文獻(xiàn)2:Contributed Article by the JCT-VC，JCTVC-L1003，http://phenix.1nt-evry.fr/jet/doc_end—user/documents/12—Geneva/wgl1/

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，做出本發(fā)明以使得能夠在優(yōu)先與有損編碼處理的兼容性的無損編碼處理和優(yōu)先壓縮性能的無損編碼處理之間進(jìn)行切換。
[0012]作為用于解決上述問題的單元，本發(fā)明的代表性圖像編碼設(shè)備具有下面的結(jié)構(gòu)。也就是說，用于以塊為單位對圖像進(jìn)行編碼包括第一編碼單元和第二編碼單元。第一編碼單元對所接收到的第一塊進(jìn)行不可逆壓縮編碼。第二編碼單元對所接收到的第二塊進(jìn)行可逆壓縮編碼。所述第二編碼單元通過使用第一幀內(nèi)預(yù)測模式或者第二幀內(nèi)預(yù)測模式來對所述第二塊進(jìn)行編碼，所述第一幀內(nèi)預(yù)測模式用于以塊為單位來進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測，所述第二幀內(nèi)預(yù)測模式用于以像素為單位來進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測。
[0013]另外，本發(fā)明的典型圖像解碼設(shè)備包括下面的結(jié)構(gòu)。也就是說，用于以塊為單位對編碼圖像進(jìn)行解碼的圖像解碼設(shè)備包括第一解碼單元和第二解碼單元。第一解碼單元對經(jīng)過了不可逆壓縮編碼的第一塊進(jìn)行解碼。第二解碼單元對對經(jīng)過了可逆壓縮編碼的第二塊進(jìn)行解碼。所述第二解碼單元通過使用第一幀內(nèi)預(yù)測模式或者第二幀內(nèi)預(yù)測模式來對所述第二塊進(jìn)行解碼，所述第一幀內(nèi)預(yù)測模式用于以塊為單位來進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測，所述第二幀內(nèi)預(yù)測模式用于以像素為單位來進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測。
[0014]通過以下參考附圖對典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見。
[0015]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)支持優(yōu)先與有損編碼處理的兼容性的無損編碼處理和優(yōu)先壓縮性能的無損編碼處理這兩者的編碼和解碼。結(jié)果，可以根據(jù)應(yīng)用的要求在這些無損編碼處理之間進(jìn)行切換。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017]圖2是示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖像解碼設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖3A是示出對無損編碼塊所進(jìn)行的示例性幀內(nèi)預(yù)測處理的圖。
[0019]圖3B是示出對無損編碼塊所進(jìn)行的示例性幀內(nèi)預(yù)測處理的圖。
[0020]圖3C是示出對無損編碼塊所進(jìn)行的示例性幀內(nèi)預(yù)測處理的圖。
[0021]圖3D是示出對無損編碼塊所進(jìn)行的示例性幀內(nèi)預(yù)測處理的圖。
[0022]圖3E是示出對無損編碼塊所進(jìn)行的示例性幀內(nèi)預(yù)測處理的圖。
[0023]圖4是通過根據(jù)第一實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備所進(jìn)行的圖像編碼處理的流程圖。
[0024]圖5是通過根據(jù)第二實(shí)施例的圖像解碼設(shè)備所進(jìn)行的圖像解碼處理的流程圖。
[0025]圖6A是示出在第一實(shí)施例中所生成的、并且在第二實(shí)施例中所要解碼的示例性位流結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖6B是示出在第一實(shí)施例中所生成的、并且在第二實(shí)施例中所要解碼的示例性位流結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]圖7是示出HEVC中幀內(nèi)預(yù)測模式的方向的圖。
[0028]圖8是示出可以應(yīng)用于本發(fā)明的圖像編碼設(shè)備和圖像解碼設(shè)備的計(jì)算機(jī)的示例性硬件結(jié)構(gòu)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參考附圖，基于實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。下述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)僅是例子，并且本發(fā)明不局限于所示結(jié)構(gòu)。
[0030]第一實(shí)施例
[0031]下面通過使用這些【附圖說明】本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的框圖。在圖1中，端子101是用于輸入圖像數(shù)據(jù)的端子。無損編碼判斷單元102從所接收到的圖像數(shù)據(jù)切出多個塊，并且確定對各個塊是要進(jìn)行可逆壓縮編碼(以下稱為無損編碼)還是不可逆壓縮編碼(以下稱為有損編碼)。無損控制信息生成單元103生成并輸出表示要對將要進(jìn)行無損編碼的無損編碼塊執(zhí)行哪一類型的幀內(nèi)預(yù)測處理的無損控制信息。
[0032]第一預(yù)測單元104在選擇了有損編碼時，對圖像數(shù)據(jù)的每一塊進(jìn)行例如幀內(nèi)預(yù)測(intra predict1n/intra-frame predict1n)和幀間預(yù)測(inter predict1n/inter-frame predict1n)，并且生成預(yù)測圖像數(shù)據(jù)。第一預(yù)測單元104還根據(jù)所接收到的圖像數(shù)據(jù)和預(yù)測圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算預(yù)測誤差，并且輸出預(yù)測誤差。除此之外，輸出預(yù)測所需的信息，例如，與預(yù)測模式有關(guān)的信息。下面，將該預(yù)測所需的信息稱為第一預(yù)測信息。
[0033]當(dāng)選擇了有損編碼時，變換/量化單元105以塊為單位對預(yù)測誤差進(jìn)行正交變換以獲得變換系數(shù)，并且還對變換系數(shù)進(jìn)行量化以獲得量化系數(shù)。當(dāng)選擇了有損編碼時，逆量化/逆變換單元106對從變換/量化單元105所輸出的量化系數(shù)進(jìn)行逆量化以再現(xiàn)變換系數(shù)，并且還對變換系數(shù)進(jìn)行逆正交變換以再現(xiàn)預(yù)測誤差。幀存儲器108存儲所再現(xiàn)的圖像數(shù)據(jù)。
[0034]當(dāng)選擇了有損編碼時，第一圖像再現(xiàn)單元107基于從第一預(yù)測單元104所輸出的第一預(yù)測信息，通過適當(dāng)參考幀存儲器108生成預(yù)測圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)測圖像數(shù)據(jù)和所接收到的預(yù)測誤差生成再現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)，并且輸出再現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)。
[0035]當(dāng)選擇了無損編碼時，第二預(yù)測單元109對圖像數(shù)據(jù)的每一塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測等以生成預(yù)測圖像數(shù)據(jù)。類似于第一預(yù)測單元104，第二預(yù)測單元109根據(jù)所接收到的圖像數(shù)據(jù)和預(yù)測圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算預(yù)測誤差，并且輸出諸如預(yù)測模式等的預(yù)測所需的信息、以及預(yù)測誤差。下面，將該預(yù)測所需的信息稱為第二預(yù)測信息。
[0036]選擇器110基于以下所述的從無損編碼判斷單元102所輸出的無損編碼塊信息，將所接收到的從無損編碼判斷單元102所輸出的圖像或者從第一圖像再現(xiàn)單元107所輸出的再現(xiàn)圖像輸出至幀存儲器108。
[0037]第一編碼單元111對從變換/量化單元105所輸出的量化系數(shù)和從第一預(yù)測單