圖像編碼裝置、圖像解碼裝置以及它們的程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像編碼裝置、圖像解碼裝置以及它們的程序。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著多媒體技術(shù)的普及，在日常生活中也經(jīng)常處理動(dòng)態(tài)圖像。圖像數(shù)據(jù)通常在信息量大時(shí)，由多個(gè)靜態(tài)圖像形成動(dòng)態(tài)圖像。因此，在發(fā)送、積累動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)時(shí)，通常使用圖像編碼技術(shù)壓縮信息量。預(yù)測(cè)編碼方式是一種高效壓縮信息量的編碼方式。預(yù)測(cè)編碼方式由根據(jù)過去編碼的圖像預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)測(cè)圖像的處理和對(duì)差分圖像進(jìn)行編碼的處理構(gòu)成，該差分圖像是輸入的輸入圖像和預(yù)測(cè)圖像的差分。在差分圖像的編碼中，對(duì)于差分圖像，在將在變換處理或變換區(qū)域(例如，空間頻率區(qū)域)中表示的變換系數(shù)量化后，進(jìn)行熵編碼等無損編碼。因?yàn)槿祟惖囊曈X特性對(duì)空間頻率低的頻段(低頻段)比對(duì)高頻段更敏感，所以在量化中，有時(shí)使用越朝向低頻段越小，越朝向高頻段越大的量化寬度。由這樣的塊內(nèi)的坐標(biāo)或每個(gè)頻率的量化寬度形成的數(shù)據(jù)稱為量化矩陣。由此，重視差分信號(hào)的低頻段成分，從而即使壓縮信息量也可以抑制主觀質(zhì)量的降低。
[0003]非專利文獻(xiàn)I中記載的HEVC(High Eficiency Video Coding，高效率視頻編碼)方式(也稱為IS0/IEC 23008-2 HEVC，ITU-T Recommendat1n H.265)作為預(yù)測(cè)編碼方式的代表方式。在HEVC方式中，對(duì)作為差分圖像的一部分的每個(gè)塊判斷是否省略(跳過)變換處理之一的正交變換，當(dāng)判斷省略正交變換時(shí)，量化差分圖像并進(jìn)行無損編碼。這里，對(duì)于每個(gè)塊是否進(jìn)行正交變換，比較差分的大小后決定是否省略正交變換。省略正交變換進(jìn)行量化和編碼的處理模式稱為變換跳過(TS:Transform Skip)模式。在選擇TS模式時(shí)，即使在不以差分圖像的低頻成分為主的情況下，也可以壓縮信息量。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]非專利文獻(xiàn)
[0006]非專利文獻(xiàn)1: Recommendat1n ITU-T H.265，(04/2013)，“High efficiencyvideo coding(高效率視步頁(yè)編碼)，，，Internat1nal Telecommunicat1n Un1n ,Apri I2013

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]但是，在非專利文獻(xiàn)I中記載的編碼方式中存在以下問題，S卩，在進(jìn)行正交變換后的塊和未進(jìn)行正交變換的塊混在一起時(shí)，主觀畫質(zhì)變差。例如，當(dāng)配合進(jìn)行正交變換后的塊來設(shè)定量化的粗度使得越處于高帶寬越粗時(shí)，在未進(jìn)行正交變換的塊中，由于在像素之間量化的粗度不同而在像素之間產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致主觀畫質(zhì)變差。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其提供即使進(jìn)行正交變換后的塊和未進(jìn)行正交變換的塊混在一起，也可以抑制由于量化而產(chǎn)生的主觀畫質(zhì)變差的圖像編碼裝置、圖像解碼裝置以及它們的程序。
[0009](I)因此，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種圖像編碼裝置，包括:判斷部，判斷對(duì)變換塊是應(yīng)用正交變換還是進(jìn)行不應(yīng)用正交變換的變換跳過，所述變換塊通過對(duì)表示輸入圖像和預(yù)測(cè)圖像的差分的預(yù)測(cè)差分信號(hào)進(jìn)行分割而獲得；以及正交變換部，進(jìn)行基于所述判斷所選擇的處理，所述圖像編碼裝置的特征在于，具有量化部，當(dāng)基于所述判斷選擇所述變換跳過時(shí)，所述量化部使用與預(yù)先和解碼側(cè)共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩陣量化所述變換塊；當(dāng)基于所述判斷對(duì)所述變換塊應(yīng)用正交變換時(shí)，所述量化部使用所述第一量化矩陣或發(fā)送至解碼側(cè)的第二量化矩陣量化所述變換塊。
[0010](2)另外，本發(fā)明的其他方式提供一種圖像編碼裝置，包括:判斷部，判斷對(duì)變換塊是應(yīng)用正交變換還是進(jìn)行不應(yīng)用正交變換的變換跳過，所述變換塊通過對(duì)表示輸入圖像和預(yù)測(cè)圖像的差分的預(yù)測(cè)差分信號(hào)進(jìn)行分割而獲得；以及正交變換部，進(jìn)行基于所述判斷所選擇的處理，所述圖像編碼裝置的特征在于，具有量化部，當(dāng)基于所述判斷選擇所述變換跳過時(shí)，所述量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩陣量化所述變換塊，其中，所述所有元素的量化粗度由構(gòu)成與預(yù)先和解碼側(cè)共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩陣或發(fā)送至解碼側(cè)的第二量化矩陣的元素的代表值表示；當(dāng)基于所述判斷對(duì)所述變換塊應(yīng)用所述正交變換時(shí)，所述量化部使用所述第一量化矩陣或所述第二量化矩陣量化所述變換塊。
[0011](3)另外，本發(fā)明的其他方式提供一種圖像編碼裝置，包括:判斷部，判斷對(duì)變換塊是應(yīng)用正交變換還是進(jìn)行不應(yīng)用正交變換的變換跳過，所述變換塊通過對(duì)表示輸入圖像和預(yù)測(cè)圖像的差分的預(yù)測(cè)差分信號(hào)進(jìn)行分割而獲得；以及正交變換部，進(jìn)行基于所述判斷所選擇的處理，所述圖像編碼裝置的特征在于，具有量化部，當(dāng)基于所述判斷選擇所述變換跳過時(shí)，所述量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩陣量化所述變換塊，其中，所述量化矩陣是與預(yù)先和解碼側(cè)共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩陣或發(fā)送至解碼側(cè)的單一值；當(dāng)基于所述判斷對(duì)所述變換塊應(yīng)用所述正交變換時(shí)，所述量化部使用所述第一量化矩陣或發(fā)送至解碼側(cè)的第二量化矩陣量化所述變換塊。
[0012](4)另外，本發(fā)明的其他方式是(I)至(3)中的任一個(gè)所述的圖像編碼裝置，其特征在于，當(dāng)在基于所述判斷對(duì)所述變換塊應(yīng)用正交變換的情況下發(fā)送所述第二量化矩陣時(shí)，所述量化部使用第二量化矩陣進(jìn)行量化;當(dāng)在應(yīng)用所述正交變換的情況下不發(fā)送所述第二量化矩陣時(shí)，所述量化部使用所述第一量化矩陣進(jìn)行量化。
[0013](5)另外，本發(fā)明的其他方式為是(I)中所述的圖像編碼裝置，其特征在于，當(dāng)在基于所述判斷對(duì)所述變換塊選擇所述變換跳過的情況下發(fā)送所述第二量化矩陣時(shí)，所述量化部使用所述第一量化矩陣進(jìn)行量化。
[0014](6)另外，本發(fā)明的其他方式中的圖像解碼裝置的特征在于，具有反量化部，當(dāng)包含在編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是進(jìn)行不應(yīng)用正交變換的變換跳過的塊時(shí)，所述反量化部使用與預(yù)先和編碼側(cè)共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩陣反量化所述量化完畢塊；當(dāng)包含在編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是應(yīng)用正交變換的塊時(shí)，所述反量化部使用所述第一量化矩陣或從編碼側(cè)發(fā)送的第二量化矩陣反量化所述量化完畢塊。
[0015](7)另外，本發(fā)明的其他方式中的圖像解碼裝置的特征在于，具有反量化部，當(dāng)包含在編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是進(jìn)行不應(yīng)用正交變換的變換跳過的塊時(shí)，所述反量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩陣反量化所述量化完畢塊，其中，所述所有元素的量化粗度由構(gòu)成與預(yù)先和編碼側(cè)共享的所有元素的量化粗度相等的第一量化矩陣或從編碼側(cè)發(fā)送的第二量化矩陣的元素的代表值表示；當(dāng)包含在編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是應(yīng)用正交變換的塊時(shí)，所述反量化部使用所述第一量化矩陣或所述第二量化矩陣反量化所述量化完畢塊。
[0016](8)另外，本發(fā)明的其他方式中的圖像解碼裝置的特征在于，具有反量化部，當(dāng)包含在編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是進(jìn)行未應(yīng)用正交變換的變換跳過的塊時(shí)，所述反量化部使用表示所有元素的量化粗度的量化矩陣反量化所述量化完畢塊，其中，所述量化矩陣由與預(yù)先和編碼側(cè)共享的第一量化矩陣或從編碼側(cè)發(fā)送的單一值表示；當(dāng)包含在編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是應(yīng)用正交變換的塊時(shí)，所述反量化部使用所述第一量化矩陣或從所述編碼側(cè)發(fā)送的第二量化矩陣反量化所述量化完畢塊。
[0017](9)另外，本發(fā)明的其他方式是在(6)至(8)中的任一個(gè)所述的圖像解碼裝置，其特征在于，當(dāng)在包含在所述編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是應(yīng)用正交變換的塊的情況下從所述編碼側(cè)發(fā)送所述第二量化矩陣時(shí)，所述反量化部使用所述第二量化矩陣進(jìn)行反量化；當(dāng)在包含在所述編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是應(yīng)用正交變換的塊的情況下未從所述編碼側(cè)發(fā)送所述第二量化矩陣時(shí)，所述反量化部使用所述第一量化矩陣進(jìn)行反量化。
[0018](10)另外，本發(fā)明的其他方式是在(6)中所述圖像解碼裝置，其特征在于，當(dāng)在包含在所述編碼數(shù)據(jù)中的量化完畢塊是進(jìn)行不應(yīng)用正交變換的變換跳過的塊的情況下從所述編碼側(cè)發(fā)送所述第二量化矩陣時(shí)，所述反量化部使用所述第一量化矩陣進(jìn)行反量化。
[0019](11)另外，本發(fā)明的其他方式是一種程序，使計(jì)算機(jī)作為在(I)?(5)中的任一個(gè)所述的圖像編碼裝置發(fā)揮功能。
[0020](12)另外，本發(fā)明的其他方式為一種程序，使計(jì)算機(jī)作為在(6)?(10)中的任一個(gè)所述的圖像解碼裝置發(fā)揮功能。
【附圖說明】
[0021]圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的圖像編碼裝置10的概略性構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
[0022]圖2是說明第一實(shí)施方式中的編碼塊和變換塊的示意圖。
[0023]圖3是示出第一實(shí)施方式中的量化矩陣tbll的表。
[0024]圖4是示出第一實(shí)施方式中的量化矩陣tb21的表。
[0025]圖5是示出第一實(shí)施方式中的量化矩陣tb22的表。
[0026]圖6是說明第一實(shí)施方式中的量化矩陣確定部105和量化部104的處理的流程圖。
[0027]圖7是示出第一實(shí)施方式中的圖像解碼裝置30的構(gòu)成的概略性框圖。
[0028]圖8是說明第一實(shí)施方式中的量化矩陣確定部304和反量化部303的動(dòng)作的流程圖。
[0029]圖9是說明本發(fā)明第二實(shí)施方式中的量化部104和量化矩陣確定部105的動(dòng)作的流程圖。
[0030]圖10是說明第二實(shí)施方式中的反量化部303和量化矩陣確定部304的動(dòng)作的流程圖。
[0031]圖11是說明本發(fā)明第三實(shí)施方式中的量化部104和量化矩陣確定部105的動(dòng)作的流程圖。
[0032]圖12是說明第三實(shí)施方式中的反量化部303和量化矩陣確定部304的動(dòng)作的流程圖。
[0033]圖13是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式中的圖像編碼裝置1a的構(gòu)成的概略性框圖。
[0034]圖14是說明第四實(shí)施方式中的量化部104和量化矩陣確定部105a的動(dòng)作的流程圖。
[0035]圖15是表示第四實(shí)施方式中的圖像解碼裝置30a的構(gòu)成的概略性框圖。
[0036]圖16是說明第四實(shí)施方式中的反量化部303和量化矩陣確定部304a的動(dòng)作的流程圖。
[0037]圖17是說明本發(fā)明第五實(shí)施方式中的量化部104和量化矩陣確定部105a的動(dòng)作的流程圖。
[0038]圖18是說明第五實(shí)施方式中的反量化部303和量化矩陣確定部304a的動(dòng)作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039](第一實(shí)施方式)
[0040]下面，參照【附圖說明】本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖1是示出本實(shí)施方式的圖像編碼裝置10的概略性構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖像編碼裝置10對(duì)輸入動(dòng)態(tài)圖像r進(jìn)行編碼從而生成編碼數(shù)據(jù)。在圖1所示的實(shí)施例中，圖像編碼裝置10包括預(yù)處理部100、預(yù)測(cè)差分信號(hào)生成部101、正交變換部102、變換跳過判斷部103、量化部104、量化矩陣確定部105、熵編碼部106、反量化部107、逆正交變換部108、解碼圖像生成部109、環(huán)路過濾器部110、解碼圖像存儲(chǔ)部111、幀內(nèi)預(yù)測(cè)部112、幀間預(yù)測(cè)部113、運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算部114以及預(yù)測(cè)圖像選擇部115而構(gòu)成。下面，簡(jiǎn)略說明各部件。
[0041]預(yù)處理部100結(jié)合圖片類型對(duì)所輸入的輸入動(dòng)態(tài)圖像r進(jìn)行圖片的重排，并依次輸出按照每一個(gè)圖片類型和幀的幀圖像等。另外，預(yù)處理部100對(duì)各幀圖像進(jìn)行對(duì)編碼塊進(jìn)行的分塊。此外，編碼塊的尺寸具有8 X8、16 X 16以及32 X 32三種?？梢酝ㄟ^任意的方法決定將各編碼塊的尺寸形成為上述的哪一種，例如，參考其區(qū)域的空間頻率分布，設(shè)定高頻率成分越小編碼塊的