CN114270843A - 图像解码装置、图像解码方法和程序 - Google Patents

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Abstract

图像解码装置(200)具备：色度QP偏移初始化部(104A)，其被配置为将对编码数据进行解码而获得的色度QP偏移初始化；色度QP偏移导出部(104B)，其被配置为基于对编码数据进行解码的结果，设置并导出色度QP偏移；色度QP导出部(104C)，其被配置为基于由色度QP偏移导出部导出的色度QP偏移，导出色度QP；以及编码单位等级色度QP初始化部(104D)，其被配置为针对未递归分割的每个编码单位，对色度QP偏移进行初始化。

Description

图像解码装置、图像解码方法和程序
技术领域
本发明涉及一种图像解码装置、图像解码方法和程序。
背景技术
以往，提出了一种使用帧内预测或帧间预测、预测残差信号的变换和量化、熵编码的图像编码方式(例如，参照非专利文献1)。
以下，将对下一代动态图像编码方式VVC(Versatile Video Coding，通用视频编码)Draft 7中的编码单元的分割方式和帧内预测中的色度帧内预测方式进行描述(参照非专利文献2)。
如图8所示，两种方式中的编码单元被配置为使用四叉树、二叉树和三叉树进行递归分割。其中，在亮度分量与色度分量之间，可以选择相同的分割模式(单树)，也可以选择不同的分割模式(双树)。
非专利文献2公开了一种色度块的QP(量化参数)值的控制方法。该色度块的QP值通过将对应的亮度块的QP值使用对应表进行变换，并将以图片、条带、编码块为代表的上位粒度所指定的偏移相加来导出。另外，所导出的色度块的QP值用于去块滤波的确定。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：ITU-T H.265High Efficiency Video Coding
非专利文献2：Versatile Video Coding(Draft 7)
发明内容
发明要解决的课题
然而，在下一代动态图像编码方式VVC Draft 7中，存在以下问题：在色度块中的去块滤波处理中使用色度块的QP值，在不存在预测残差信号的情况下，不存在该QP值。
因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，其能够在色度块中的去块滤波的确定中，改善未对系数进行编码的块中的去块滤波性能。
另外，本发明的目的在于提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，其在相邻的色度块中的去块滤波确定中保持一致性，因此能够改善未对系数进行编码的块和解码顺序上紧前面的块中的去块滤波性能。
另外，本发明的目的在于提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，其在并行处理单位的不同色度块中的去块滤波确定中保持并行性，因此能够改善去块滤波的并行处理功能性。
用于解决课题的手段
本发明的第一特征的主旨在于，一种图像解码装置，其对编码数据进行解码，具备：色度QP偏移初始化部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化；色度QP偏移导出部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移；色度QP导出部，其被配置为基于由所述色度QP偏移导出部导出的所述色度QP偏移，导出色度QP；以及编码单位等级色度QP初始化部，其被配置为针对未递归分割的每个编码单位，对所述色度QP偏移进行初始化。
本发明的第二特征的主旨在于，一种图像解码方法，具有：基于编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化的步骤；基于所述编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移的步骤；基于导出的所述色度QP偏移，导出色度QP的步骤；以及针对未递归分割的每个编码单位，对所述色度QP偏移进行初始化的步骤。
本发明的第三特征的主旨在于，一种程序，其使计算机作为被配置为对编码数据进行解码的图像解码装置发挥作用，所述图像解码装置具备：色度QP偏移初始化部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化；色度QP偏移导出部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移；色度QP导出部，其被配置为基于由所述色度QP偏移导出部导出的所述色度QP偏移，导出色度QP；以及编码单位等级色度QP初始化部，其被配置为针对未递归分割的每个编码单位，对所述色度QP偏移进行初始化。
发明效果
根据本发明，能够提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，其能够在色度块中的去块滤波的确定中，改善未对系数进行编码的块中的去块滤波性能。
另外，根据本发明，能够提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，其在相邻的色度块中的去块滤波的确定中保持一致性，因此能够改善未对系数进行编码的块和解码顺序上紧前面的块中的去块滤波性能。
另外，根据本发明，能够提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，其在并行处理单位的不同色度块中的去块滤波确定中保持并行性，因此能够改善去块滤波的并行处理功能性。
附图说明
图1是示出一个实施方式的图像处理***1的结构的一个例子的图。
图2是示出一个实施方式的图像编码装置100的功能块的一个例子的图。
图3是示出一个实施方式的图像编码装置100的熵编码部104和图像解码装置200的熵解码部201的一部分功能块的一个例子的图。
图4是示出表示一个实施方式的图像编码装置100的熵编码部104的色度QP偏移初始化部104A中的处理的语法的一个例子的图。
图5是示出一个实施方式的图像解码装置200的功能块的一个例子的图。
图6是示出一个实施方式的图像解码装置200的熵解码部201的动作的一个例子的流程图。
图7是示出一个实施方式的图像编码装置100的熵编码部104和图像解码装置200的熵解码部201的一部分功能块的一个例子的图。
图8是用于说明现有技术的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下实施方式中的构成要素可与现有的构成要素等适当进行替换，并且，可以进行包括与其他现有的构成要素的组合在内的各种变化。因此，以下实施方式的表述并不限制权利要求书中记载的发明的内容。
(第一实施方式)
图1是示出本发明的第一实施方式的图像处理***1的功能块的一个例子的图。图像处理***1具备：图像编码装置100，其对动态图像进行编码来生成编码数据；以及图像解码装置200，其对由图像编码装置100生成的编码数据进行解码。在图像编码装置100与图像解码装置200之间，例如经由传输路径收发上述编码数据。
<图像编码装置100>
图2是示出图像编码装置100的功能块的一个例子的图。如图2所示，图像编码装置100具备帧间预测部101、帧内预测部102、变换和量化部103、熵编码部104、逆变换和逆量化部105、减法部106、加法部107、环内滤波部108、帧缓冲器109、块分割部110和块集成部111。
块分割部110被配置为，将输入图像的整个画面分割为相同正方形，进而输出通过四叉树等进行递归分割的图像(分割图像)。
帧间预测部101被配置为，使用由块分割部110输入的分割图像和从帧缓冲器109输入的滤波后局部解码图像进行帧间预测来生成并输出帧间预测图像。
帧内预测部102被配置为，使用由块分割部110输入的分割图像和后述的滤波前局部解码图像进行帧内预测来生成并输出帧内预测图像。
变换和量化部103被配置为，对从减法部106输入的残差信号进行正交变换处理，对通过该正交变换处理获得的变换系数进行量化处理，并且输出通过该量化处理获得的量化的等级值。
熵编码部104被配置为，对从变换和量化部103输入的量化的等级值、变换单元尺寸和变换尺寸进行熵编码并作为编码数据输出。
逆变换和逆量化部105被配置为，对从变换和量化部103输入的量化的等级值进行逆量化处理，对通过该逆量化处理获得的变换系数进行逆正交变换处理，并且输出通过该逆正交变换处理获得的逆正交变换的残差信号。
减法部106被配置为输出残差信号，该残差信号为由块分割部110输入的分割图像与帧内预测图像或帧间预测图像之间的差分。
加法部107被配置为输出分割图像，该分割图像是通过将从逆变换和逆量化部105输入的逆正交变换的残差信号与帧内预测图像或帧间预测图像相加而获得的。
块集成部111被配置为输出滤波前局部解码图像，该滤波前局部解码图像是通过集成从加法部107输入的分割图像而获得的。
环内滤波部108被配置为，将去块滤波处理等环内滤波处理应用于从块集成部111输入的滤波前局部解码图像来生成并输出滤波后局部解码图像。其中，滤波前局部解码图像是将逆正交变换后的残差信号和帧内预测图像或帧间预测图像相加而获得的信号。
帧缓冲器109累积滤波后局部解码图像，并且适当地作为滤波后局部解码图像供给至帧间预测部101。
以下，参照图3对本实施方式的图像编码装置100的熵编码部104进行说明。图3是示出本实施方式的图像编码装置100的熵编码部104的一部分功能块的一个例子的图。
如图3所示，本实施方式的图像编码装置100的熵编码部104具备色度QP偏移初始化部104A、色度QP偏移导出部104B和色度QP导出部104C。
色度QP偏移初始化部104A被配置为将偏移值的有效标志和色度QP分割粒度作为输入。
其中，色度QP偏移初始化部104A被配置为，基于所输入的偏移值的有效标志和色度QP分割粒度，对色度QP偏移进行初始化。
具体地，色度QP偏移初始化部104A被配置为，在偏移值的有效标志有效且色度QP分割粒度为规定值以下的情况下，将色度QP偏移复位(设定为“0”)并输出。
另一方面，色度QP偏移初始化部104A被配置为，在偏移值的有效标志无效或色度QP分割粒度不在规定值以下的情况下，维持并输出当前的色度QP偏移。
图4示出表示色度QP偏移初始化部104A中的处理的语法。
其中，“cu_chroma_qp_offset_enabled_flag”表示上述偏移值的有效标志，“qgOnC”表示色度块的量化的控制单位的有效标志，“cbSubdiv”表示上述色度QP分割粒度，“CuChromaQpOffsetSubdiv”表示上述规定值。
此外，“IsCuChromaQpOffsetCoded”表示编码单元的色度QP偏移值的编码有无标志，“CuChromaQpOffsetIdx”表示上述色度QP偏移。
此外，也可以使用与CuQpOffsetCb、CuQpOffsetCr、CuQpOffsetCbCr等色度编码方式对应的语法来代替CuChromaQpOffsetIdx。
色度QP偏移导出部104B被配置为，将由未图示的控制部导出的色度QP偏移标志和色度QP偏移索引、以及由色度QP偏移初始化部104A初始化后的色度QP偏移作为输入。
其中，色度QP偏移导出部104B被配置为，基于所输入的色度QP偏移标志、色度QP偏移索引和色度QP偏移，设置并导出色度QP偏移。
具体地，色度QP偏移导出部104B被配置为，如果色度QP偏移标志无效，则输出零值作为导出后的色度QP偏移。
另一方面，色度QP偏移导出部104B被配置为，如果色度QP偏移标志有效，则输出通过应用色度QP偏移列表来变换色度QP偏移索引而获得的值作为导出后的色度QP偏移。
以下的(式1)示出色度QP偏移标志有效的情况下的色度QP偏移导出部104B中的处理的一个例子。
CuQpOffsetCx＝cx_qp_offset_list[CuChromaQpOffsetIdx]...(式1)
另外，式中的Cx也可以分别定义为Cb、Cr和CbCr。
其中，“cx_qp_offset_list[]”表示色度QP偏移列表。
色度QP导出部104C被配置为将亮度QP和色度QP偏移作为输入。
另外，色度QP导出部104C被配置为，基于所输入的亮度QP和色度QP偏移，导出并输出色度QP。
具体地，色度QP导出部104C被配置为，将通过应用变换表来变换亮度QP而获得的值加上色度QP偏移，以导出色度QP。
例如，以下的(式2)～(式4)示出色度QP导出部104C中的处理的一个例子。
qPChroma＝Clip3(-QpBdOffset,63,Qpy)...(式2)
qPCx＝ChromaQpTable[i][qPChroma]...(式3)
Qp’cx＝Clip3(-QpBdOffset,63,QpCx+pps_cx_qp_offset+slice_cx_qp_offset+CuQpOffsetCx)+QpBdOffset...(式4)
另外，式中的Cx也可以分别定义为Cb、Cr和CbCr。
其中，“QpBdOffset”表示量化参数范围的偏移，“Qpy”表示应用量化参数范围的偏移前的亮度QP，“ChromaQpTable”表示从与色度编码方式对应的亮度QP向色度量化参数的变换表，“i”表示色度编码方式的类别，“pps_cx_qp_offset”表示从每个图片的亮度QP向色度量化参数的偏移，“slice_cx_qp_offset”表示每个条带与pps_cx_qp_offset的相加值。
<图像解码装置200>
图4是本实施方式的图像解码装置200的框图。如图3所示，本实施方式的图像解码装置200具备熵解码部201、逆变换和逆量化部202、帧间预测部203、帧内预测部204、加法部205、环内滤波部206、帧缓冲器207和块集成部208。
熵解码部201被配置为，对编码数据进行熵解码，输出量化的等级值、由图像编码装置100生成的运动补偿方式等。
逆变换和逆量化部202被配置为，对从熵解码部201输入的量化的等级值进行逆量化处理，对通过该逆量化处理获得的结果进行逆正交变换处理并作为残差信号输出。
帧间预测部203被配置为，使用从帧缓冲器207输入的滤波后局部解码图像进行帧间预测来生成并输出帧间预测图像。
帧内预测部204被配置为，使用从加法部205输入的滤波前局部解码图像进行帧内预测来生成并输出帧内预测图像。
加法部205被配置为输出分割图像，该分割图像是通过将从逆变换和逆量化部202输入的残差信号与预测图像(从帧间预测部203输入的帧间预测图像或从帧内预测部204输入的帧内预测图像)相加而获得的。
其中，预测图像是指从帧间预测部203输入的帧间预测图像和从帧内预测部204输入的帧内预测图像中的、通过由熵解码获得的预测方法计算出的预测图像。
块集成部208被配置为输出滤波前局部解码图像，该滤波前局部解码图像是通过集成从加法部205输入的分割图像而获得的。
环内滤波部206被配置为，将去单元滤波处理等环内滤波处理应用于从块集成部208输入的滤波前局部解码图像来生成并输出滤波后局部解码图像。
帧缓冲器207被配置为，累积从环内滤波器206输入的滤波后局部解码图像，适当地作为滤波后局部解码图像供给至帧间预测部203，并且作为已解码图像输出。
以下，参照图3对本实施方式的图像解码装置200的熵解码部201进行说明。
具体地，熵解码部201与图3所示的图像编码装置100的熵编码部104同样地，具备：色度QP偏移初始化部104A、色度QP偏移导出部104B和色度QP导出部104C。
其中，色度QP偏移初始化部104A被配置为，基于编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化。
以下，参照图5对本实施方式的熵解码部201的动作的一个例子进行说明。
如图6所示，在步骤S101中，熵解码部201基于从图像编码装置100发送的编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化。
具体地，熵解码部201被配置为，基于所输入的偏移值的有效标志和色度QP分割粒度，对色度QP偏移进行初始化。
在步骤S102中，熵解码部201基于编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移。
具体地，熵解码部201基于作为编码数据的解码结果的色度QP偏移标志和色度QP偏移索引、以及初始化后的色度QP偏移，设置并导出色度QP偏移。
在步骤S103中，熵解码部201基于所导出的色度QP偏移来导出色度QP。
具体地，熵解码部201基于未图示的亮度QP和导出的色度QP偏移来导出并输出色度QP。
根据本实施方式的图像处理***1，能够在色度块中的去块滤波的确定中，改善未对系数进行编码的块中的去块滤波性能。
具体地，在去块滤波的确定中需要QP值，但在VVC Draft 7中，有时未对无系数的块的QP偏移进行定义，QP值变得不确定，并且有时无法进行去块滤波的确定。或者，在VVCDraft 7中，在未对无系数的块的QP偏移进行定义的情况下，当视为适当的值而导出QP值时，去块滤波的确定变得不准确，导致性能降低。
因此，通过本实施方式的图像处理***1，总体上能够改善去块的确定，结果能够改善性能。
(第二实施方式)
以下，着眼于与上述第一实施方式的图像处理***1的区别，对本发明的第二实施方式的图像处理***1进行说明。
在本实施方式中，色度QP偏移初始化部104A被配置为，在上述偏移值的有效标志有效且色度QP分割粒度为规定值以下的情况下，在色度QP偏移的初始化中，设定为在解码顺序上紧前面的色度块中设定的色度QP偏移。
根据本实施方式的图像处理***2，能够在色度块中的去块滤波的确定中，改善未对系数进行编码的块和解码顺序上紧前面的块中的去块滤波性能。
(第三实施方式)
以下，参照图7，着眼于与上述第一实施方式的图像处理***1的区别，对本发明的第三实施方式的图像处理***1进行说明。
如图7所示，在本实施方式中，图像编码装置100的熵编码部104和图像解码装置200的熵解码部201除了图3所示的结构以外，还具备CTU等级色度QP初始化部104D。
CTU等级色度QP初始化部104D和色度QP偏移初始化部104A进行色度QP偏移的初始化的粒度不同。
CTU等级色度QP初始化部104D被配置为，针对每个CTU(即，未递归分割的编码单位)进行色度QP偏移的初始化。
具体地，CTU等级色度QP初始化部104D被配置为，在每个CTU的初始化中，针对每个CTU，与输入无关地将色度QP偏移复位并输出。
其中，CTU等级也可以是成为递归分割的起点的单元。
此外，CTU等级色度QP初始化部104D也可以被配置为，不是针对每个CTU，而是针对每个CTU行、每个Title、每个Slice或每个图片，对色度QP偏移进行初始化。
CTU等级色度QP初始化部104D在针对每个CTU行对色度QP偏移进行初始化的情况下，也可以与熵编码同步有效化标志(entropy_coding_sync_flag)建立关联。
根据本实施方式的图像处理***3，能够在并行处理单位的不同色度块中的去块滤波的确定中，改善去块滤波的并行处理功能性。
上述图像编码装置100和图像解码装置200也可以通过使计算机执行各功能(各步骤)的程序来实现。
此外，在上述各实施方式中，以应用于图像编码装置100和图像解码装置200为例对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于此，也同样可以应用于具备图像编码装置100和图像解码装置200的各功能的图像编码***和图像解码***。
符号的说明
1…图像处理***；100…图像编码装置；101、203…帧间预测部；102、204…帧内预测部；103…变换和量化部；104…熵编码部；104A…色度QP偏移初始化部；104B…色度QP偏移导出部；104C…色度QP导出部；104D…CTU等级色度QP初始化部；105、202…逆变换和逆量化部；106…减法部；107、205…加法部；108、206…环内滤波部；109、207…帧缓冲器；110…块分割部；111、208…块集成部；200…图像解码装置；201…熵解码部

Claims (3)

1.一种图像解码装置，其被配置为对编码数据进行解码，其特征在于，具备：
色度QP偏移初始化部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化；
色度QP偏移导出部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移；
色度QP导出部，其被配置为基于由所述色度QP偏移导出部导出的所述色度QP偏移，导出色度QP；以及
编码单位等级色度QP初始化部，其被配置为针对未递归分割的每个编码单位，对所述色度QP偏移进行初始化。
2.一种图像解码方法，其特征在于，具有：基于编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化的步骤；
基于所述编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移的步骤；
基于导出的所述色度QP偏移，导出色度QP的步骤；以及
针对未递归分割的每个编码单位，对所述色度QP偏移进行初始化的步骤。
3.一种程序，其使计算机作为被配置为对编码数据进行解码的图像解码装置发挥作用，其特征在于：
所述图像解码装置具备：
色度QP偏移初始化部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，对色度QP偏移进行初始化；
色度QP偏移导出部，其被配置为基于所述编码数据的解码结果，设置并导出色度QP偏移；
色度QP导出部，其被配置为基于由所述色度QP偏移导出部导出的所述色度QP偏移，导出色度QP；以及
编码单位等级色度QP初始化部，其被配置为针对未递归分割的每个编码单位，对所述色度QP偏移进行初始化。
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