CN105706447A - 动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法、动画图像解码方法以及程序 - Google Patents

动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法、动画图像解码方法以及程序 Download PDF

Info

Publication number
CN105706447A
CN105706447A CN201480051187.6A CN201480051187A CN105706447A CN 105706447 A CN105706447 A CN 105706447A CN 201480051187 A CN201480051187 A CN 201480051187A CN 105706447 A CN105706447 A CN 105706447A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
intra prediction
predictive value
characteristic quantity
forecast error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480051187.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105706447B (zh
Inventor
吉野知伸
内藤整
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KDDI Corp
Original Assignee
KDDI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KDDI Corp filed Critical KDDI Corp
Publication of CN105706447A publication Critical patent/CN105706447A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105706447B publication Critical patent/CN105706447B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/44—Decoders specially adapted therefor, e.g. video decoders which are asymmetric with respect to the encoder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/65—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using error resilience

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

本发明在帧内预测中提高了压缩性能。动画图像解码设备BB利用基于帧内预测方向的预测误差的统计的参数的近似值对预测误差的统计进行估计。针对由基于帧内预测方向的预测得到的预测值，装置计算待处理的像素附近处的像素处的预测值的特征量。此外，装置利用以上提及的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，并利用所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，从而生成新的预测值。

Description

动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法、动画图像解码方法以及程序
技术领域
本发明涉及动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法、动画图像解码方法以及程序。
背景技术
在与以非专利文献1和非专利文献2为代表的视频压缩相关的标准方法中，关于帧内预测(intraprediction)，在使用的方法中，将参考像素(相邻的编码块的解码值)作为针对位于沿着预测方向的位置处的像素的预测值。根据此方法，事先定义了多个预测方向，通过应用合适的预测方向能提高编码性能。
非专利文献3和非专利文献4描述了一种方法，其中，针对以上提及的帧内预测，基于相邻的解码像素的像素值对参考值进行加权，而不是使用参考值的简单拷贝。非专利文献5描述了一种基于对应于与参考像素相距的距离的分析的结果来对参考像素进行加权的方法。
现有技术文件
非专利文献
非专利文献1:“HighEfficiencyVideoCoding(HEVC)textspecificationdraft10,”JCT-VC12thmeeting,JCTVC-L1003v34,Jan.2013.
非专利文献2:JointVideoTeam(JVT)ofISO/IECMPEGandITU-TVCEG,"TextofISO/IEC14496-10AdvancedVideoCoding,"
非专利文献3：L.Wang,L.-M.Po,Y.Uddin,K.-M.WongandS.Li,“ANovelWeightedCrossPredictionforH.264IntraCoding,”ICME2009.
非专利文献4：Non-patentreference4:S.Yu,Y.Gao,J.ChenandJ.Zhou,“Distance-basedWeightedpredictionforH,264IntraCoding,”ICALIP2008.
非专利文献5：Non-patentreference5:R.Cha,O.C.Au,X.Fan,X.ZhangandJ.Li,“ImprovedCombinedIntra-InterPredictionusingSpatial-VariantWeightedCoefficient,”ICME2011.
发明内容
本发明待解决的问题
根据非专利文献1和2中描述的方法，当在帧内预测中基于预测方向生成预测值时，像素之间的像素值的关联性会随着像素间的距离的增加而降低。为此，如果处理块的块大小增加了，则预测性能会随着像素与参考像素相距的距离的增加而降低。
那么，可以想到的是减小处理块的块大小。这可防止像素之间距离的增加，从而可抑制预测性能的下降。然而，减小处理块的块大小会增加块的数量，从而导致提供给各个处理块的控制信息的增加，并且存在不能提高压缩性能的问题。
根据非专利文献3和4中描述的方法，针对处理块中与编码像素相距的距离较小的像素，期望压缩性能有所提高。然而，随着处理块中与编码像素相距的距离的增加，无法期望压缩性能的提高。
同时，根据非专利文献5中所描述的方法，如上所述，基于对应于与参考像素相距的距离的分析的结果对参考进行加权。为此，即使与参考像素相距的距离较大，也无法期望压缩性能的提高。然而，非专利文献5中所述的方法在进行上述分析时利用帧间编码的信息。为此，在帧间预测中无法期望压缩性能有所提高。
本发明是针对上述问题而完成的，且本发明的目的在于在帧内预测中提高压缩性能。
解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明提出了以下各项内容。
(1)本发明提出了一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像编码设备，包括：预测误差统计评价装置(例如，相当于图2中的预测误差统计评价单元30)，其用于将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数、并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对统计的参数(例如，相当于后续将描述的均值和方差)进行近似；预测值特征量计算装置(例如，相当于在图2中的预测值特征量计算单元40)，其用于针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及预测值计算装置(例如，相当于在图2中的第二预测值计算单元50)，其用于利用由预测误差统计评价装置近似得到的统计的参数来对与从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值k)中、并生成新的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值d)。
根据本发明，将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示为参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来对统计参数进行近似。另外，针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量。此外，利用经近似的统计参数来对与以上提及的距离相对应的预测误差进行估计，利用所计算的特征量将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，并生成新的预测值。
因此，能将针对与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的距离的像素值的变化频率表示为统计，并能利用此统计修正基于帧内预测方向的预测值。因此，能将像素值的变化反映在基于帧内预测方向的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
另外，用于表示新生成的预测值所必需的控制信息仅为对统计参数进行近似的结果。为此，能抑制提供给每个处理块的控制信息的增加。
根据上述配置，在帧内预测中，能在不降低视频质量的情况下抑制比特率，因此能提高压缩性能。
(2)关于(1)中的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中预测误差统计评价装置包括：统计参数计算装置(例如，相当于在图3中的统计参数计算单元32)，其用于对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行评价，并参数化表示统计；参数近似装置(例如，相当于在图3中的参数近似单元33)，其用于根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离、利用近似函数对由统计参数计算装置所得到的统计的参数进行近似；以及参数确定装置(例如，相当于在图3中的参数确定单元34)，其用于利用由参数近似装置所得到的近似函数对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计。
根据本发明，在(1)中的动画图像编码设备中，预测误差统计评价装置具有统计参数计算装置、参数近似装置和参数确定装置。由统计参数计算装置对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行评价，并参数化表示统计。参数近似装置根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离、利用近似函数对以上提及的统计参数进行近似。参数确定装置利用由参数近似装置所得到的近似函数来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计。
为此，利用近似函数对统计参数进行近似。因此，用于表示新生成的预测值所必需的控制信息仅为近似函数的系数，从而能进一步抑制比特率。
(3)关于(2)中的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，统计参数计算装置根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来将处理块分类成多个分割块(例如，相当于在图4中的第一分段、第二分段、第三分段和第四分段)，并对多个分割块中的每个分割块中的统计进行评价，并且参数近似装置借助于线性近似方法或多项式近似方法，来对统计的参数进行近似，其中将从参考像素到多个分割块中的每个分割块中的待处理的像素的距离的代表值(例如，相当于后续描述的分段编号)作为变量。
根据本发明，在(2)中的动画图像编码设备中，根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来将处理块分类成多个分割块，并且由统计参数计算装置对多个分割块中的每个分割块中的统计进行评价。参数近似装置借助于线性近似方法或多项式近似方法，来对统计参数进行近似，其中，将从参考像素到多个分割块中的每个分割块中的待处理的像素的距离的代表值作为变量。因此，能根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来对统计参数进行近似。
(4)关于(1)至(3)中任一项的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测误差统计评价装置将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为统计。
根据本发明，在(1)至(3)中任一项的动画图像编码设备中，可将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为统计。
(5)关于(4)中的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测误差统计评价装置将拉普拉斯分布的均值和方差作为统计的参数。
根据本发明，在(4)中的动画图像编码设备中，可将拉普拉斯分布的均值和方差作为统计的参数。
(6)根据(1)至(5)中任一项的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测值计算装置利用统计的参数对预测误差进行估计，预测值特征量计算装置将针对像素(该像素是处理块中的像素中与参考像素相距的距离不小于预定的下限值且小于预定的上限值的像素(例如，相当于在图4中的第一分段中的像素))所计算的特征量的大小进行比较，并基于特征量的大小来从处理块中的像素中确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。
根据本发明，在(1)至(5)中任一项的动画图像编码设备中，基于特征量的大小来从处理块中的像素中确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。为此，能将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
(7)关于(6)中的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测值计算装置事先具有用于定义如何基于特征量的大小来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素的多个规则，针对每个处理块选择多个规则中的一个规则，并根据所选择的规则来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。
根据本发明，在(6)中的动画图像编码设备中，针对每个处理块选择多个规则中的一个规则，并根据所选择的规则来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。为此，能通过选择与图像相对应的规则，将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
(8)关于(7)中的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测值计算装置将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则以及用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则，作为多个规则。
根据本发明，在(7)中的动画图像编码设备中，将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则以及用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则，作为用于定义如何基于特征量的大小来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素的规则。为此，能通过适当地选择这两个规则，将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
(9)关于(1)至(8)中任一项的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测值计算装置使预测误差与基于帧内预测方向的预测值相加，并生成新的预测值。
根据本发明，在(1)至(8)中任一项的动画图像编码设备中，使预测误差与基于帧内预测方向的预测值相加，并生成新的预测值。为此，能在简单操作下生成新的预测值。
(10)关于(1)至(9)中任一项的动画图像编码设备，本发明提出一种动画图像编码设备，其中，关于与具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值，预测值特征量计算装置将抽头中的各个像素的预测值的均值作为特征量。
根据本发明，在(1)至(9)中任一项的动画图像编码设备中，关于与具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值，将此抽头中的各个像素的预测值的均值作为特征量。
(11)关于(1)至(9)中任一项的动画图像编码设备，本发明提出了一种动画图像编码设备，其中，预测值特征量计算装置将通过使在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从参考像素到其特征量将被计算的像素的距离的系数得到的值，作为特征量。
根据本发明，在(1)至(9)中任一项的动画图像编码设备中，能够将通过使在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从参考像素到其特征量将被计算的像素的距离的系数得到的值，作为特征量。
(12)本发明提出了一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像解码设备，包括：用于利用预测误差的统计的参数的近似值来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计的统计参数确定装置(例如，相当于图10中的统计参数确定单元131)；用于针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量的预测值特征量计算装置(例如，相当于图10中的预测值特征量计算单元133)；以及用于利用由统计参数确定装置得到的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图10中的帧内预测值H)中、并生成新的预测值(例如，相当于帧内预测值E)的预测值特征量计算装置(例如，相当于在图2中的第二预测值计算单元134)。
根据本发明，利用基于帧内预测方向的预测误差的统计参数的近似值来对预测误差的统计进行估计。关于由基于帧内预测方向的预测得到的预测值，计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量。此外，利用以上提及的统计参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，利用所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，并生成新的预测值。
为此，能利用用于表示针对与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的每个距离的像素值发生变化的频率的统计，来修正基于帧内预测方向的预测值。因此，能将像素值的变化反映在基于帧内预测方向的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
另外，用于生成新的预测值所必需的控制信息仅为统计参数的近似值。为此，能抑制提供给每个处理块的控制信息的增加。
根据上述配置，在帧内预测中，能在不降低视频质量的情况下抑制比特率，因此能提高压缩性能。
(13)关于(12)中的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，统计参数确定装置将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为统计。
根据本发明，在(12)中的动画图像解码设备中，能将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为统计。
(14)关于(13)中的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，统计参数确定装置将拉普拉斯分布的均值和方差作为统计的参数。
根据本发明，在(13)中的动画图像解码设备中，能将拉普拉斯分布的均值和方差作为统计的参数。
(15)关于(12)至(14)中任一项的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，预测值计算装置利用统计的参数对预测误差进行估计，预测值特征量计算装置将针对像素(该像素是处理块中的像素中与参考像素相距的距离不小于预定的下限值且小于预定的上限值的像素(例如，相当于在图4中的第一分段中的像素))所计算的特征量的大小进行比较，并基于特征量的大小来从处理块中的像素中确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。
根据本发明，在(12)至(14)中任一项的动画图像解码设备中，基于特征量的大小来从处理块中的像素中确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。为此，能将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
(16)关于(16)中的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，预测值计算装置事先具有用于定义如何基于特征量的大小来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素的多个规则，针对每个处理块选择多个规则中的一个规则，并根据所选择的规则来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。
根据本发明，在(15)中的动画图像解码设备中，针对每个处理块选择多个规则中的一个规则，并根据所选择的规则来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素。为此，能通过选择与图像相对应的规则，将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
(17)关于(16)中的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，预测值计算装置将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则以及用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则，作为多个规则。
根据本发明，在(16)中的动画图像解码设备中，将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则以及用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则，作为用于定义如何基于特征量的大小来确定用于将预测误差反映在预测值中的像素的规则。为此，能通过适当地选择这两个规则，将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
(18)关于(12)至(17)中任一项的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，预测值计算装置使预测误差与基于帧内预测方向的预测值相加，并生成新的预测值。
根据本发明，在(12)至(17)中任一项的动画图像解码设备中，使预测误差与基于帧内预测方向的预测值相加，并生成新的预测值。为此，能在简单操作下生成新的预测值。
(19)关于(12)至(18)中任一项的动画图像解码设备，本发明提出一种动画图像解码设备，其中，关于与具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值，预测值特征量计算装置将抽头中的各个像素的预测值的均值作为特征量。
根据本发明，在(12)至(18)中任一项的动画图像解码设备中，关于与具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值，将此抽头中的各个像素的预测值的均值作为特征量。
(20)关于(12)至(19)中任一项的动画图像解码设备，本发明提出了一种动画图像解码设备，其中，预测值特征量计算装置将通过使在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从参考像素到其特征量将被计算的像素的距离的系数得到的值，作为特征量。
根据本发明，在(12)至(19)中任一项的动画图像解码设备中，能够将通过使在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从参考像素到其特征量将被计算的像素的距离的系数得到的值，作为特征量。
(21)本发明提出了一种用于对动画图像编码设备中的动画图像进行编码的方法，动画图像编码设备包括预测误差统计评价装置(例如，相当于图2中的预测误差统计评价单元30)、预测值特征量计算装置(例如，相当于图2中的预测值特征量计算单元40)和预测值计算装置(例如，相当于图2中的第二预测值计算单元50)，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述方法包括：第一步骤，预测误差统计评价装置将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对统计的参数(例如，相当于后续将描述的均值和方差)进行近似；第二步骤，预测值特征量计算装置针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及第三步骤，预测值计算装置利用由第一步骤近似得到的统计的参数来对与从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，利用由第二步骤所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值k)中，并生成新的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值d)。
根据本发明，将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示为参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来对统计参数进行近似。另外，针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量。此外，利用经近似的统计参数来对与以上提及的距离相对应的预测误差进行估计，利用所计算的特征量将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，并生成新的预测值。因此，能实现与以上提及的效果相似的效果。
(22)本发明提出了一种用于对动画图像解码设备中的动画图像进行解码的方法，所述动画图像解码设备包括统计参数确定装置(例如，相当于图10中的统计参数确定单元131)、预测值特征量计算装置(例如，相当于图10中的预测值特征量计算单元133)和预测值计算装置(例如，相当于图2中的第二预测值计算单元134)，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述方法包括：第一步骤，统计参数确定装置利用预测误差的统计的参数(例如，相当于后续将描述的均值和方差)的近似值来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计；第二步骤，预测值特征量计算装置针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量；以及第三步骤，预测值计算装置利用由第一步骤得到的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，利用由第二步骤计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图10中的帧内预测值H)中，并生成新的预测值(例如，相当于图10中的帧内预测值E)。
根据本发明，利用基于帧内预测方向的预测误差的统计参数的近似值来对预测误差的统计进行估计。关于由基于帧内预测方向的预测得到的预测值，计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量。此外，利用以上提及的统计参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，利用所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，并生成新的预测值。因此，能实现与以上提及的效果相似的效果。
(23)本发明提出了一种用于使计算机执行用于对动画图像编码设备中的动画图像进行编码的方法的程序，所述动画图像编码设备包括预测误差统计评价装置(例如，相当于图2中的预测误差统计评价单元30)、预测值特征量计算装置(例如，相当于图2中的预测值特征量计算单元40)和预测值计算装置(例如，相当于图2中的第二预测值计算单元50)，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述程序包括：第一步骤，预测误差统计评价装置将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对统计的参数(例如，相当于后续将描述的均值和方差)进行近似；第二步骤，预测值特征量计算装置针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及第三步骤，预测值计算装置利用由第一步骤近似得到的统计的参数来对与从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，利用由第二步骤所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值k)中，并生成新的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值d)。
根据本发明，通过利用计算机来执行程序，将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示为参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来对统计参数进行近似。另外，针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量。此外，利用经近似的统计参数来对与以上提及的距离相对应的预测误差进行估计，利用所计算的特征量将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，并生成新的预测值。因此，能实现与以上提及的效果相似的效果。
(24)本发明提出了一种用于使计算机执行用于对动画图像解码设备中的动画图像进行解码的方法的程序，动画图像解码设备包括统计参数确定装置(例如，相当于图10中的统计参数确定单元131)、预测值特征量计算装置(例如，相当于图10中的预测值特征量计算单元133)和预测值计算装置(例如，相当于图2中的第二预测值计算单元134)，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述程序包括：第一步骤，统计参数确定装置利用预测误差的统计的参数(例如，相当于后续将描述的均值和方差)的近似值来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计；第二步骤，预测值特征量计算装置针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量；以及第三步骤，预测值计算装置利用由第一步骤得到的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计，利用由第二步骤计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图10中的帧内预测值H)中，并生成新的预测值(例如，相当于图10中的帧内预测值E)。
根据本发明，通过利用计算机来执行程序，将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示为参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来对统计参数进行近似。另外，针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量。此外，利用经近似的统计参数来对与以上提及的距离相对应的预测误差进行估计、利用所计算的特征量将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。因此，能实现与以上提及的效果相似的效果。
本发明的效果
根据本发明，能提高压缩性能。
附图说明
图1是根据本发明第一个实施例的动画图像编码设备的框图；
图2是包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元的框图；
图3中包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元具有的预测误差统计评价单元的框图；
图4是用于说明包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元的操作的图；
图5是用于说明包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元的操作的图；
图6是用于说明包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元的操作的图；
图7是用于说明包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元的操作的图；
图8是用于说明包括在根据以上提及的实施例的动画图像编码设备中的帧内预测值生成单元的操作的图；
图9是根据本发明第一个实施例的动画图像解码设备的框图；
图10是包括在根据以上提及的实施例的动画图像解码设备的帧内预测值生成单元的框图；
图11是包括在根据本发明第二个实施例的动画图像编码设备的帧内预测值生成单元的框图；以及
图12是包括在根据本发明第二个实施例的动画图像解码设备的帧内预测值生成单元的框图。
具体实施方式
以下，将参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。注意的是，以下实施例中的构成要素可适当地与现有的构成要素等进行替换，并且可进行包括与其他现有的构成要素的组合在内的各种改变。因此，并不是基于以下实施方式的记载来限定权利要求书中记载的发明内容。
<第一个实施例>
[动画图像编码设备AA的配置和操作]
图1为根据本发明第一个实施例的动画图像编码设备AA的框图。动画图像编码设备AA包括帧内预测值生成单元1、帧间预测值生成单元2、DCT/量化单元3、逆DCT/逆量化单元4、熵编码单元5和本地存储器6。
将输入图像a和后续描述的由本地存储器6提供的编码图像j输入给帧内预测值生成单元1。该帧内预测值生成单元1基于帧内预测生成预测值，将该预测值作为帧内预测值d进行输出，并输出关于帧内预测的控制信息(例如帧内预测方向)c。
将输入图像a和后续描述的由本地存储器6提供的编码图像j输入给帧间预测值生成单元2。该帧间预测值生成单元2基于帧间预测生成预测值，将该预测值作为帧间预测值e进行输出，并输出关于帧间预测的控制信息(例如运动矢量)f。
将预测残差信号输入给DCT/量化单元3。预测残差信号为输入图像a与预测值g之间的差值信号，并且预测值g为由期望实现更高编码性能的预测方法得到的帧内预测值d和帧间预测值e中之一。该DCT/量化单元3对预测残差信号进行正交变换处理，对由该正交变换处理得到的变换系数进行量化处理，并输出经量化的变换系数h。
将经量化的变换系数h输入给逆DCT/逆量化单元4。该逆DCT/逆量化单元4对经量化的变换系数h进行逆量化处理，对由该逆量化处理得到的变换系数进行逆变换处理，并输出经逆正交-变换的变换系数i。
将关于帧内预测的控制信息c、关于帧间预测的控制信息f和经量化的变换系数h输入给熵编码单元5。该熵编码单元5对以上输入的信息进行熵编码处理，根据编码数据中描述的规则(编码语法)来描述编码数据中的结果，并将此数据作为编码数据b进行输出。
将编码图像j输入给本地存储器6。该本地存储器6对输入的编码图像j进行累积，并在下一个且连续的编码处理单元块需要引用历史编码图像j的情况下将编码图像j适当地提供给帧内预测值生成单元1和帧间预测值生成单元2。编码图像j指的是通过使预测值g与经逆正交-变换的变换系数i相加得到的信号。
(帧内预测值生成单元1的配置和操作)
图2是帧内预测值生成单元1的框图。帧内预测值生成单元1包括预测方向确定单元10、第一预测值计算单元20、预测误差统计评价单元30、预测值特征量计算单元40和第二预测值计算单元50。
将输入图像a和编码图像j输入给预测方向确定单元10。该预测方向确定单元10从多个预定的帧内预测方向中确定最适合针对输入图像a和编码图像j进行预测的预测方向，并将确定的预测方向作为帧内预测方向c1进行输出。
将编码图像j和帧内预测方向c1输入给第一预测值计算单元20。该第一预测值计算单元20参考编码图像j的像素值，根据帧内预测方向c1计算并输出帧内预测值k。
将输入图像a、帧内预测方向c1和帧内预测值k输入给预测误差统计评价单元30。该预测误差统计评价单元30首先由输入图像a和帧内预测值k得到帧内预测残差，评价关于所得到的帧内预测残差的统计，并参数化表示该统计。然后，预测误差统计评价单元30得到表示统计参数和与位于帧内预测方向c1上的参考像素相距的距离的关系的近似函数，基于近似函数的系数得到并输出参数近似系数c2。将参数近似系数c2和帧内预测方向c1作为以上提及的关于帧内预测的控制信息c从帧内预测值生成单元1中进行输出。其次，预测误差统计评价单元30将由所得到的近似系数得到的统计作为统计m进行输出。下面将采用图3来描述上述预测误差统计评价单元30。
(预测误差统计评价单元30的配置和操作)
图3是预测误差统计评价单元30的框图。预测误差统计评价单元30包括预测误差计算单元31、统计参数计算单元32、参数近似单元33和参数确定单元34。
将输入图像a和帧内预测值k输入给预测误差计算单元31。该预测误差计算单元31针对每个像素计算输入图像a和帧内预测值k之间的差值，并将计算出的差值作为帧内预测误差p进行输出。
将帧内预测方向c1和帧内预测误差p输入给统计参数计算单元32。该统计参数计算单元32首先针对处理块中的每个像素计算从位于帧内预测方向c1上的参考像素到该像素的距离。然后，统计参数计算单元32根据计算出的距离将处理块中的每个像素分类成T(T为不小于2的整数)类分段，并针对每个分段生成表示帧内预测误差的发生频率的直方图。接下来，统计参数计算单元32将所生成的直方图表示成分布，并且在本实施例中，采用拉普拉斯分布作为该分布。然后，统计参数计算单元32计算每个分段中的均值和方差，并将计算出的均值和方差作为每个分段中的统计参数q进行输出。
将每个分段中的统计参数q输入给参数近似单元33。该参数近似单元33首先针对每个分段中的每个统计参数q(本实施例中的均值和方差)，采用线性近似方法或多项式近似方法对与参考像素相距的距离和统计参数之间的关系进行近似。然后，参数近似单元33根据预定的量化步长对所得到的近似函数的系数进行量化，并将经量化的系数作为参数近似系数c2进行输出。
将参数近似系数c2输入给参数确定单元34。该参数确定单元34首先根据预定的量化步长对参数近似系数c2进行逆量化，并采用所得到的近似系数推导针对每种统计参数(本实施例中的均值和方差)的近似函数。其次，参数确定单元34根据与参考像素相距的距离、利用推导出的近似函数得到统计参数的估计值，并将所得到的估计值作为统计m进行输出。
返回图2，将帧内预测值k输入给预测值特征量计算单元40。该预测值特征量计算单元40针对处理块中的每个像素计算关于帧内预测值k的特征量，并将计算出的特征量作为特征量n进行输出。
具体地，预测值特征量计算单元40首先针对处理块中的每个像素，计算基于与具有待处理为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值的特征量，并将计算出的特征量作为特征量n进行输出。例如，可将以下两种类型作为待计算的特征量的示例。第一个是对在与抽头相对应的区域内的目标像素的预测值进行均值运算的结果。第二个是使在与抽头相对应的像素的预测值的均值乘以对应于与参考像素相距的距离的加权系数的结果。
将帧内预测方向c1、帧内预测值k、统计m和特征量n输入给第二预测值计算单元50。该第二预测值计算单元50首先基于帧内预测方向c1和统计m得到与沿着帧内预测方向c1设置的参考像素相距的距离。然后，第二预测值计算单元50基于与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的距离来计算估计的预测误差的统计，将计算出的预测误差统计反映在帧内预测值k中，生成新的帧内预测值，并将所生成的帧内预测值作为帧内预测值d进行输出。
具体地，第二预测值计算单元50首先基于帧内预测方向c1和统计m，根据与沿着帧内预测方向c1设置的参考像素相距的距离，将处理块分类为T类分段，并基于针对与参考像素相距的每个距离的统计m来生成与针对每个分段的预测误差相关的直方图。这里，基于特征量n对同一分段中的特征量的大小进行比较，在直方图中类别(预测误差)越高的像素，与该像素顺次关联的特征量就越大。然后，将处理块中的所有像素与预测误差分布相关联，将与每个像素相对应的预测误差分布与帧内预测值k相加，并将相加的结果作为帧内预测值d。
(由帧内预测值生成单元1生成预测值)
下面将采用图4至图8描述由帧内预测值生成单元1生成预测值。
帧内预测值生成单元1首先利用预测方向确定单元10确定针对处理块的帧内预测方向，并利用第一预测值计算单元20计算帧内预测值。下面假设已将针对处理块的帧内预测方向确定为垂直方向。
图4是用于显示处理块的图。处理块的块大小为16×16。帧内预测值生成单元1首先利用统计参数计算单元32，根据从参照像素到每个像素的距离，沿着与帧内预测方向垂直的方向将处理块分成四类分段。
接着，帧内预测值生成单元1计算输入图像与针对每个像素的帧内预测值之间的差值，并利用预测误差计算单元31得到如图5所示的帧内预测残差。图5示出了在图4中所示的第一分段中的输入图像的像素值、帧内预测值和帧内预测残差。注意的是，下面的说明描述了帧内预测值生成单元1针对第一分段生成预测值的情况。
接下来，帧内预测值生成单元1生成针对每个分段的帧内预测误差的直方图，并利用统计参数计算单元32得到每个分段中的帧内预测残差的均值μ和分布图6示出了第一分段和第二分段中帧内预测残差、均值和分布的直方图。
接下来，将分段编号"1","2","3"和"4"分别分配给第一分段、第二分段、第三分段和第四分段，帧内预测值生成单元1利用参数近似单元33，借助于将分段编号作为变量x的线性近似方法，对均值μ和分布进行近似。然后，如图6所示，得到了针对均值μ的线性近似函数和针对分布的线性近似函数。
然后，帧内预测值生成单元1利用参数近似单元33对针对均值μ的线性近似函数的系数(0.000和0.9846)和针对分布的线性近似函数的系数(0.0234和1.7487)进行量化。量化的结果被熵编码单元5进行编码，并被传输给后续描述的动画图像解码设备BB。
接着，帧内预测值生成单元1利用参数确定单元34对由参数近似单元33得到的量化结果进行逆量化，推导针对均值μ的近似函数和针对分布的近似函数，并利用推导出的近似函数计算均值μ和分布的估计值。然后，如图7所示，得到作为均值μ的估计值0.9846，并得到作为分布的估计值1.7721。图7示出了利用近似函数计算的均值μ和分布的估计值，以及由这些估计值计算的拉普拉斯分布图表。
然后，帧内预测值生成单元1利用预测值特征量计算单元40计算特征量。使用针对处理块中的像素的帧内预测值、针对处理块外部的编码像素的解码像素值、以及通过推算针对处理块外部且未被编码的像素的帧内预测值而得到的值，来计算特征量。将使所有抽头的权重都相等的滤波器用于菱形抽头，每个菱形抽头由7×7个其特征量将被计算成中心的像素组成。
接下来，帧内预测值生成单元1利用第二预测值计算单元50计算预测误差统计，以使每个分段中的直方图都符合由均值μ和分布的估计值计算得到的拉普拉斯分布。另外，将像素分配给预测误差统计，以向具有更小特征量的像素提供更大的预测误差统计。然后，使分配的预测误差统计与针对每个像素的帧内预测值k相加，并得到帧内预测值d。
下面将采用图8来描述以上提及的分配。在第一分段中，最小类别"-5"的频率为1，类别"-4"的频率为1，且类别"-3"的频率为2。为此，在第一分段中，将具有预测误差统计"-5","-4"和"-3"的像素的数量分别设置为1,1和2。具体地，分别将预测误差统计"-5","-4"和"-3"分别分配给第一分段中具有最小特征量的像素、具有第二小的特征量的像素，以及具有第三小的和第四小的特征量的像素。
注意的是，在图4至图8中，针对处理块的帧内预测方向被设置成垂直方向，因此分别包括在第一至第四分段中的像素的数目相等，而在针对处理块的帧内预测方向被设置成倾斜方向的情况下，分别包括在各个分段中的像素的数目则不同。然而，即使包括在各个分段中的像素的数目不同，也不存在特别的问题，这是因为对于每个分段来说，利用与每个分段的帧内预测残差相关的统计(均值μ和分布)来在分段中生成预测值是独立进行的。
[动画图像解码设备BB的配置和操作]
图9为根据本发明第一个实施例的动画图像解码设备BB的框图。动画图像解码设备BB包括熵解码单元110、逆DCT/逆量化单元120、帧内预测值生成单元130、帧间预测值生成单元140和本地存储器150。
将编码数据b输入给熵解码单元110。该熵解码单元110根据编码数据结构对编码数据b中描述的内容进行分析，进行熵解码处理，获得并输出针对帧间预测或帧内预测的残差信号B和控制信息C。
将残差信号B输入给逆DCT/逆量化单元120。该逆DCT/逆量化单元120对残差信号B进行逆量化处理，对由该逆量化处理得到的结果进行逆变换处理，并将经逆变换处理的结果作为逆正交变换结果D进行输出。
将后续描述的由本地存储器150提供的解码图像A和用于预测的控制信息C输入给帧内预测值生成单元130。该帧内预测值生成单元130基于用于预测的控制信息C得到帧内预测方向，根据所得到的帧内预测方向引用解码图像A的像素值，生成并输出帧内预测值E。
将后续描述的由本地存储器150提供的解码图像A和用于预测的控制信息C输入给帧间预测值生成单元140。该帧间预测值生成单元140基于用于预测的控制信息得到运动矢量，根据所得到的运动矢量引用解码图像A的像素值，生成并输出帧间预测值F。
将解码图像A输入给本地存储器150。该本地存储器150对输入的解码图像A进行累积，并在下一个且连续的解码处理单元块需要引用历史解码图像A的情况下将累积的解码图像A适当地提供给帧内预测值生成单元130和帧间预测值生成单元140。解码图像A指的是通过使逆正交变换结果D与帧内预测值E或帧间预测值F相加得到的信号。
(帧内预测值生成单元130的配置和操作)
图10是帧内预测值生成单元130的框图。帧内预测值生成单元130包括统计参数确定单元131、第一预测值计算单元132、预测值特征量计算单元133和第二预测值计算单元134。
将经量化的近似系数C1输入给统计参数确定单元131。经量化的近似系数C1为包括在用于预测的控制信息C中的信息。该统计参数确定单元131首先根据预定的量化步长对经量化的近似系数C1进行逆量化，并推导针对每个类型的统计参数(均值和方差)的近似函数。其次，统计参数确定单元131利用所得到的近似函数得到对应于与参考像素相距的距离的统计参数，并将所得到的统计参数作为统计G进行输出。
将解码图像A和帧内预测方向C2输入给第一预测值计算单元132。帧内预测方向C2为包括在用于预测的控制信息C中的信息。该第一预测值计算单元132根据帧内预测方向C2引用解码图像A的像素值，生成并输出处理块中的帧内预测值H。
将帧内预测值H输入给预测值特征量计算单元133。该预测值特征量计算单元133针对处理块中的每个像素，计算基于与具有待处理为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值的特征量，并将计算出的特征量作为特征量I进行输出。例如，可将以下两种类型作为待计算的特征量的示例。第一个是对在与抽头相对应的区域内的目标像素的预测值进行均值运算的结果。第二个是使在与抽头相对应的像素的预测值的均值乘以对应于与参考像素相距的距离的加权系数的结果。
将帧内预测方向C2、统计G、帧内预测值H和特征量I输入给第二预测值计算单元134。该第二预测值计算单元134首先针对处理块中的每个像素，计算该像素与沿着帧内预测方向C2设置的参考像素相距的距离。然后，第二预测值计算单元134根据计算出的距离将处理块分类为T类分段，并生成表示针对每个分段的帧内预测误差的发生频率的直方图。这里，基于特征量I对同一分段中的特征量的大小进行比较，在直方图中类别(预测误差)越高的像素，与该像素顺次关联的特征量就越大。其次，将处理块中的所有像素与预测误差分布相关联，将与每个像素相对应的预测误差分布与帧内预测值H相加，并将相加的结果作为帧内预测值E。
根据上述动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB，可实现以下效果。
动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB各自将针对与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的每个距离的像素值发生变化的频率表示为统计，并利用该统计修正基于帧内预测方向的预测值。为此，能将像素值的变化反映在基于帧内预测方向的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
此外，表示新生成的预测值所必需的控制信息仅为均值μ和分布为此，能抑制提供给每个处理块的控制信息的增加。
根据上述配置，在帧内预测中，能在不降低视频质量的情况下抑制比特率，因此能提高压缩性能。
动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB各自能将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为统计，并将拉普拉斯分布的均值和方差作为统计的参数。
动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB各自基于特征量的大小从处理块中的像素中确定用于反映预测值的预测误差的像素。为此，能将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB各自使预测误差与基于帧内预测方向的预测值相加，并生成新的预测值。为此，能在简单操作下生成新的预测值。
就与具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值而言，动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB各自能将此抽头中的各个像素的预测值的均值用作特征量，并将通过使在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从参考像素到其特征量将被计算的像素的距离的系数得到的值用作特征量。
<第二个实施例>
[动画图像编码设备CC的配置和操作]
下面将描述根据本发明第二个实施例的动画图像编码设备CC。动画图像编码设备CC与在图1中所示的根据本发明第一个实施例的动画图像编码设备AA的区别在于，用帧内预测值生成单元1A来代替帧内预测值生成单元1。注意的是，用相同的标记来表示动画图像编码设备CC和动画图像编码设备AA中相同的构成要素，并且省略重复说明。
(帧内预测值生成单元1A的配置和操作)
图11是帧内预测值生成单元1A的框图。帧内预测值生成单元1A与在图2中所示的根据本发明第一个实施例的帧内预测值生成单元1的区别在于，用第二预测值计算单元50A来代替第二预测值计算单元50。
将帧内预测方向c1、帧内预测值k、统计m和特征量n输入给第二预测值计算单元50A。该第二预测值计算单元50A首先基于帧内预测方向c1和统计m得到与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的距离。其次，第二预测值计算单元50A基于与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的距离来计算估计的预测误差的统计，将计算出的预测误差统计反映在帧内预测值k中，生成新的帧内预测值，并将所生成的帧内预测值作为帧内预测值d进行输出。另外，第二预测值计算单元50A将预定的用于生成帧内预测值d的信息作为顺序标识信息c3进行输出。
具体地，第二预测值计算单元50A首先基于帧内预测方向c1和统计m，根据与沿着帧内预测方向c1设置的参考像素相距的距离，将处理块分类为T类分段，并基于针对与参考像素相距的每个距离的统计m来生成与针对每个分段的预测误差相关的直方图。这里，基于特征量n对同一分段中的特征量的大小进行比较，从动画图像编码设备CC和后续描述的动画图像解码设备DD之间的多个预定的规则中确定最合适的规则，并根据确定的规则将直方图类别(预测误差)分配给各个像素。其次，将处理块中的所有像素与预测误差分布相关联，将与每个像素相对应的预测误差分布与帧内预测值k相加，并将相加的结果作为帧内预测值d。
注意的是，在每个以上提及的多个预定的规则中，定义了提供使特征量的大小与直方图类别相关联的方式的规则。假设，例如，以上提及的多个规则包括：用于将较高的直方图类别分配给具有较大特征量的像素的规则，用于将较高的直方图类别分配给具有较小特征量的像素的规则等。然后，第二预测值计算单元50A从多个规则中选择最适合针对每个处理块进行编码操作的一个规则。
另外，将顺序标识信息c3作为以上提及的关于来自帧内预测值计算单元1A的帧内预测的控制信息c，结合参数近似系数c2和帧内预测方向c1进行输出。
[动画图像解码设备DD的配置和操作]
下面将描述根据本发明第二个实施例的动画图像解码设备DD。动画图像解码设备DD与在图9中所示的根据本发明第一个实施例的动画图像解码设备BB的区别在于，用帧内预测值生成单元130A来代替帧内预测值生成单元130。注意的是，用相同的标记来表示动画图像解码设备DD和动画图像解码设备BB中相同的构成要素，并且省略重复说明。
(帧内预测值生成单元130A的配置和操作)
图12是帧内预测值生成单元130A的框图。帧内预测值生成单元130A与在图10中所示的根据本发明第一个实施例的帧内预测值生成单元130的区别在于，用第二预测值计算单元134A来代替第二预测值计算单元134。
将帧内预测方向C2、顺序标识信息C3、统计G、帧内预测值H和特征量I输入给第二预测值计算单元134A。顺序标识信息C3为包括在用于预测的控制信息C中的信息。该第二预测值计算单元134A首先针对处理块中的每个像素，计算与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的距离。接下来，第二预测值计算单元134A根据计算出的距离来将处理块中的每个像素分类为T类分段，并生成用于表示针对每个分段的帧内预测误差的发生频率的直方图。这里，基于特征量I对同一分段中的特征量的大小进行比较，并根据通过顺序标识信息C3、从以上提及的多个预定的规则中确定的规则来使直方图类别(预测误差)与特征量的大小进行关联。其次，将处理块中的所有像素与预测误差分布相关联，将与每个像素相对应的预测误差分布与帧内预测值H相加，并将相加的结果作为帧内预测值E。
根据上述动画图像编码设备CC和动画图像解码设备DD，除了由根据本发明的第一实施例的动画图像编码设备AA和动画图像解码设备BB可实现的上述效果外，还可实现以下效果。
动画图像编码设备CC和动画图像解码设备DD各自选择针对每个处理块的多个规则中的一个规则，并根据所选择的规则确定用于反映预测值中的预测误差的像素。为此，能通过选择与图像相对应的规则，将像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
动画图像编码设备CC和动画图像解码设备DD各自能将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则以及用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则，作为如何基于特征量的大小来确定用于将较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则。为此，能通过适当地选择这些规则，使像素值的变化反映在合适的像素的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。
注意的是，可通过将根据本发明的动画图像编码设备AA/CC和动画图像解码设备BB/DD的处理记录在计算机可读的非暂时性存储介质中，并使动画图像编码设备AA/CC和动画图像解码设备BB/DD读取并执行存储在这个存储介质中的程序，来实现本发明。
这里，可将例如非易失性存储器(例如EPROM或闪存存储器)、磁盘(例如硬盘)、CD-ROM等作为以上提及的存储介质来加以应用。通过动画图像编码设备AA/CC和动画图像解码设备BB/DD具有的处理器来读取并执行存储在该存储介质中的程序。
可经由传输介质或通过传输介质中的传输波，将以上提及的程序从将该程序保存在存储装置中的与动画图像编码设备AA/CC和动画图像解码设备BB/DD传输给其他计算机***。这里，用于传输程序的“传输介质”指的是具有传输信息功能的介质，例如包括互联网的网络(通信网络)或包括电话线路的通信线路。
以上提及的程序也可以是用于实现上述功能的一部分的程序。此外，以上提及的程序也可以是能与动画图像编码设备AA/CC和动画图像解码设备BB/DD中已记录的程序组合来实现上述功能的所谓的差分文件(差分程序)。
虽然已参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体结构并不局限于这些实施方式，还包括不脱离本发明要旨的范围内的设计等。
附图标记说明
AA,CC...动画图像编码设备
1,1A...帧内预测值生成单元
10...预测方向确定单元
20...第一预测值计算单元
30...预测误差统计评价单元
31...预测误差计算单元
32...统计参数计算单元
33...参数近似单元
34...参数确定单元
40...预测值特征量计算单元
50,50A...第二预测值计算单元
BB,DD...动画图像解码设备
130、130A...帧内预测值生成单元
131...统计参数确定单元
132...第一预测值计算单元
133...预测值特征量计算单元
134,134A...第二预测值计算单元

Claims (24)

1.一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像编码设备，包括：
预测误差统计评价装置，其用于将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数、并根据从沿所述帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对所述统计的参数进行近似；
预测值特征量计算装置，其用于针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及
预测值计算装置，其用于利用由所述预测误差统计评价装置近似得到的统计的参数来对与从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
2.根据权利要求1所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测误差统计评价装置包括：
统计参数计算装置，其用于对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行评价、并参数化表示所述统计；
参数近似装置，其用于根据从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离、利用近似函数对由所述统计参数计算装置所得到的统计的参数进行近似；以及
参数确定装置，其用于利用由所述参数近似装置所得到的近似函数对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计。
3.根据权利要求2所述的动画图像编码设备，
其中，所述统计参数计算装置根据从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来将处理块分成多个分割块，并对所述多个分割块中的每个分割块中的统计进行评价，并且
所述参数近似装置通过线性近似法或多项式近似法来对所述统计的参数进行近似，其中，从所述参考像素到所述多个分割块中的每个分割块中待处理的像素的距离的代表值作为变量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测误差统计评价装置将关于所述预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为所述统计。
5.根据权利要求4所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测误差统计评价装置将拉普拉斯分布的均值和方差作为所述统计的参数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置利用所述统计的参数对所述预测误差进行估计、将针对处理块中与参考像素相距的距离不小于预定的下限值且小于预定的上限值的像素所计算的特征量的大小进行比较以及基于所述特征量的大小来从处理块的像素中确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素。
7.根据权利要求6所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置预先具有用于定义如何基于特征量的大小来确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素的多个规则、
针对每个处理块选择所述多个规则中的一个规则并根据所选择的规则来确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素。
8.根据权利要求7所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置具有作为所述多个规则的将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则和用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置将所述预测误差增加到基于帧内预测方向的预测值上，并生成新的预测值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，针对与具有其特征量作为中心计算的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值，所述预测值特征量计算装置将所述抽头中的各个像素的预测值的均值作为所述特征量。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值特征量计算装置采用通过将在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从所述参考像素到要计算其特征量的像素的距离的系数得到的值，作为所述特征量。
12.一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像解码设备，包括：
统计参数确定装置，其用于利用预测误差的统计的参数的近似值来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计；
预测值特征量计算装置，其用于针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量；以及
预测值计算装置，其用于利用由所述统计参数确定装置得到的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
13.根据权利要求12所述的动画图像解码设备，
其中，所述统计参数确定装置将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示作为所述统计。
14.根据权利要求13所述的动画图像解码设备，
其中，所述统计参数确定装置将拉普拉斯分布的均值和方差作为所述统计的参数。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的动画图像解码设备，
其中，所述预测值计算装置利用所述统计的参数对预测误差进行估计、
将针对处理块中与参考像素相距的距离不小于预定的下限值且小于预定的上限值的像素所计算的特征量的大小进行比较、并
基于所述特征量的大小来从处理块的像素中确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素。
16.根据权利要求15所述的动画图像解码设备，
其中，所述预测值计算装置预先具有用于定义如何基于特征量的大小来确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素的多个规则、
针对每个处理块选择所述多个规则中的一个规则、并根据所选择的规则来确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素。
17.根据权利要求16所述的动画图像解码设备，
其中，所述预测值计算装置将用于使较大预测误差反映在具有较大特征量的像素中的规则，以及用于使较大预测误差反映在具有较小特征量的像素中的规则，作为所述多个规则。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的动画图像解码设备，
其中，所述预测值计算装置将所述预测误差加到基于帧内预测方向的预测值上，并生成新的预测值。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的动画图像解码设备，
其中，针对与具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头相对应的像素的预测值，所述预测值特征量计算装置将所述抽头中的各个像素的预测值的均值作为所述特征量。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的动画图像解码设备，
其中，所述预测值特征量计算装置将通过使在具有其特征量将被计算为中心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从所述参考像素到其特征量将被计算的像素的距离的系数得到的值，作为所述特征量。
21.一种用于对动画图像编码设备中的动画图像进行编码的方法，所述动画图像编码设备包括预测误差统计评价装置、预测值特征量计算装置和预测值计算装置，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述方法包括：
第一步骤，所述预测误差统计评价装置将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数，并根据从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对所述统计的参数进行近似；
第二步骤，所述预测值特征量计算装置针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及
第三步骤，所述预测值计算装置利用由所述第一步骤近似得到的统计的参数来对与从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述第二步骤所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
22.一种用于对动画图像解码设备中的动画图像进行解码的方法，所述动画图像解码设备包括统计参数确定装置、预测值特征量计算装置和预测值计算装置，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述方法包括：
第一步骤，所述统计参数确定装置利用预测误差的统计的参数的近似值来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计；
第二步骤，所述预测值特征量计算装置针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量；以及
第三步骤，所述预测值计算装置利用由所述第一步骤得到的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述第二步骤计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
23.一种用于使计算机执行用于对动画图像编码设备中的动画图像进行编码的方法的程序，所述动画图像编码设备包括预测误差统计评价装置、预测值特征量计算装置和预测值计算装置，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述方法包括：
第一步骤，所述预测误差统计评价装置将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对统计的参数进行近似；
第二步骤，所述预测值特征量计算装置针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及
第三步骤，所述预测值计算装置利用由所述第一步骤近似得到的统计的参数来对与从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述第二步骤所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
24.一种用于使计算机执行用于对动画图像解码设备中的动画图像进行解码的方法的程序，所述动画图像解码设备包括统计参数确定装置、预测值特征量计算装置和预测值计算装置，并允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值，所述方法包括：
第一步骤，所述统计参数确定装置利用预测误差的统计的参数的近似值来对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计；
第二步骤，所述预测值特征量计算装置针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量；以及
第三步骤，所述预测值计算装置利用由所述第一步骤得到的统计的参数来对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述第二步骤计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
CN201480051187.6A 2013-09-30 2014-09-26 动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法以及动画图像解码方法 Expired - Fee Related CN105706447B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013203965A JP2015070488A (ja) 2013-09-30 2013-09-30 動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像符号化方法、動画像復号方法、およびプログラム
JP2013-203965 2013-09-30
PCT/JP2014/075639 WO2015046431A1 (ja) 2013-09-30 2014-09-26 動画像符号化装置、動画像復号装置、動画像符号化方法、動画像復号方法、およびプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105706447A true CN105706447A (zh) 2016-06-22
CN105706447B CN105706447B (zh) 2019-02-19

Family

ID=52743557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480051187.6A Expired - Fee Related CN105706447B (zh) 2013-09-30 2014-09-26 动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法以及动画图像解码方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10057573B2 (zh)
EP (1) EP3054682A4 (zh)
JP (1) JP2015070488A (zh)
CN (1) CN105706447B (zh)
WO (1) WO2015046431A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111264060A (zh) * 2017-10-20 2020-06-09 富士通株式会社 动态图像编码装置、动态图像编码方法、动态图像编码用计算机程序、动态图像解码装置、动态图像解码方法和动态图像解码用计算机程序

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114514412B (zh) * 2019-10-08 2024-06-04 株式会社电装 误差估计装置、误差估计方法、存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107267A1 (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Hitachi, Ltd. 画像の符号化/復号化装置、符号化/復号化プログラム及び符号化/復号化方法
JP2008245088A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kddi R & D Laboratories Inc 動画像符号化装置および動画像復号装置のイントラ予測方式
CN101822062A (zh) * 2007-10-15 2010-09-01 日本电信电话株式会社 图像编码装置及解码装置、图像编码方法及解码方法、其程序和记录有程序的记录介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5254565B2 (ja) * 2007-04-24 2013-08-07 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 動画像予測符号化装置、方法及びプログラム、並びに、動画像予測復号装置、方法及びプログラム
KR101350723B1 (ko) * 2008-06-16 2014-01-16 돌비 레버러토리즈 라이쎈싱 코오포레이션 비디오 코딩을 위한 슬라이스 종속성에 기초한 레이트 제어 모델 적응 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107267A1 (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Hitachi, Ltd. 画像の符号化/復号化装置、符号化/復号化プログラム及び符号化/復号化方法
JP2008245088A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kddi R & D Laboratories Inc 動画像符号化装置および動画像復号装置のイントラ予測方式
CN101822062A (zh) * 2007-10-15 2010-09-01 日本电信电话株式会社 图像编码装置及解码装置、图像编码方法及解码方法、其程序和记录有程序的记录介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUNFEI WANG ET AL: "A prediction-transformation-combined intra picture coding method", 《2012 PICTURE CODING SYMPOSIUM》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111264060A (zh) * 2017-10-20 2020-06-09 富士通株式会社 动态图像编码装置、动态图像编码方法、动态图像编码用计算机程序、动态图像解码装置、动态图像解码方法和动态图像解码用计算机程序
CN111264060B (zh) * 2017-10-20 2023-10-17 富士通株式会社 动态图像编码装置、动态图像编码方法和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20160127727A1 (en) 2016-05-05
JP2015070488A (ja) 2015-04-13
US10057573B2 (en) 2018-08-21
CN105706447B (zh) 2019-02-19
WO2015046431A1 (ja) 2015-04-02
EP3054682A1 (en) 2016-08-10
EP3054682A4 (en) 2017-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110024392B (zh) 用于视频译码的低复杂度符号预测
US10003792B2 (en) Video encoder for images
CN107046645B (zh) 图像编解码方法及装置
JP4987086B2 (ja) 画像符号化方法及び復号方法、それらの装置、それらのプログラム並びにプログラムを記録した記録媒体
CN107846593B (zh) 一种率失真优化方法及装置
KR20110081200A (ko) 화소 예측치 생성 순서 자동 생성 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 그 장치, 그 프로그램 및 그 프로그램을 기록한 기록 매체
CN104982035A (zh) 用于对数字图像的序列进行编码的方法
CN109479136A (zh) 用于比特率控制的***和方法
CN111050176B (zh) 视频编码、视频解码方法、装置、计算机设备和存储介质
CN108028938A (zh) 视频编码方法及装置
CN105706447A (zh) 动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法、动画图像解码方法以及程序
CN113099241B (zh) 参考帧列表更新方法、装置、设备以及存储介质
CN106101731B (zh) 图像无损压缩方法及装置
JP2019102861A (ja) 動画像符号化装置、動画像符号化方法、及び動画像符号化プログラム
US9641848B2 (en) Moving image encoding device, encoding mode determination method, and recording medium
CN102948147A (zh) 基于变换系数直方图的视频速率控制
JP6080077B2 (ja) 画像符号化方法及び画像符号化装置
US11979587B2 (en) Hybrid inter-frame coding using an autoregressive model
JP7185467B2 (ja) 画像復号装置、画像符号化装置、画像処理システム及びプログラム
JP2011182167A (ja) 画像符号化装置
JP5244479B2 (ja) 画像符号化装置及び画像符号化方法
Gotoh et al. Video Compression Method Using Vector Quantization
JP6543548B2 (ja) 動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びプログラム
CN115834882A (zh) 一种帧内预测方法、装置、电子设备及存储介质
CN116998151A (zh) 一种编码方法、解码方法、编码器、解码器以及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190219

Termination date: 20200926

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee