Устройство кодирования изображения с предсказанием, устройство декодирования изображения с предсказанием, способ кодирования изображения с предсказанием, способ декодирования изображения с предсказанием, программа кодирования изображения с предсказанием и программа декодирования изображения с предсказанием

Изобретение относится к устройству кодирования/декодирования изображения с предсказанием. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования и сокращение объема информации режима для идентификации способа предсказания, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания. Предложено устройство (10) кодирования изображения с предсказанием, содержащее: модуль (102) разделения на блоки; модуль (105) определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания; модуль (106) генерации сигнала внутрикадрового предсказания; модуль (108) вычитания; модуль (109) преобразования; модуль (110) квантования; и модуль (115) статистического кодирования. Модуль (105) определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания выводит из множества первых способов предсказания способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналом пикселей в смежной области, используя пиксельную группу вблизи целевой области, и предсказывает способ предсказания целевой области для сигнала целевого пикселя согласно выведенному способу предсказания целевой области. Модуль (106) генерации сигнала внутрикадрового предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области согласно упомянутому способу предсказания целевой области. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 40 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству кодирования изображения с предсказанием, устройству декодирования изображения с предсказанием, способу кодирования изображения с предсказанием, способу декодирования изображения с предсказанием, программе кодирования изображения с предсказанием и программе декодирования изображения с предсказанием.

Уровень техники

Для эффективной передачи и хранения данных неподвижных изображений и движущихся изображений, обычно, данные изображения сжимаются посредством технологии кодирования со сжатием. Технологии кодирования со сжатием для движущихся изображений включают в себя такие системы, как MPEG1-4 и H.261-H.264.

В упомянутых системах кодирования данные изображения, как объект кодирования, сначала разделяются на множество блоков, после чего выполняется процесс кодирования и процесс декодирования. Кроме того, для дополнительного повышения эффективности кодирования в некоторых системах, таких как MPEG4 и H.264, выполняется этап кодирования целевого блока в кадре с одновременной генерацией сигнала предсказания путем использования ранее воспроизведенных сигналов пикселей, смежных с целевым блоком, и находятся в том же кадре, что и упомянутый целевой блок. Термин "ранее воспроизведенные сигналы пикселей" обозначает сигналы, которые были восстановлены из сжатых данных изображения. Далее сигнал предсказания вычитается из сигналов пикселей целевого блока, чтобы получить сигнал разности, после чего упомянутый сигнал разности кодируется.

В стандарте MPEG4 сигнал изображения целевого блока подвергается дискретному косинусному преобразованию и, далее, кодированию с предсказанием. В частности, дискретное косинусное преобразование выполняется, чтобы получить коэффициенты постоянной составляющей и переменной составляющей первой строки или первого столбца целевого блока, причем коэффициенты одинаковых компонентов блока, расположенного сверху или слева от целевого блока, определяются как величины предсказания, и разности между ними кодируются. Величины предсказания определяются на основании величины градиента постоянной составляющей между блоком, расположенным выше по диагонали от целевого блока, и блоком, расположенным сверху или слева от целевого блока. Этот способ внутрикадрового предсказания описан в Патентном Документе 1.

С другой стороны, в стандарте H.264 принят способ экстраполирования ранее воспроизведенных величин пикселей, смежных с целевым блоком в предопределенных направлениях, чтобы генерировать сигналы предсказания. Эта генерация сигнала с внутрикадровым предсказанием в области пикселей имеет преимущество, заключающееся в возможности предсказания деталей изображения. Фиг.39(a) представляет собой схему для разъяснения способа внутрикадрового кодирования, используемого в стандарте H.264, а Фиг.39(b) иллюстрирует направления для сигналов пикселей в способе внутрикадрового предсказания согласно стандарту H.264. На Фиг.39(a), блок 1901 является целевым блоком, а блоки с 1902 по 1904 являются смежными блоками, которые включают в себя сигналы пикселей, воспроизведенные в предшествующей обработке. В данном случае сигналы предсказания генерируются в девяти направлениях, показанных на Фиг.39(b), с использованием ранее воспроизведенной пиксельной группы 1905, смежной с границей целевого блока 1901. Например, для направления "0" сигнал предсказания генерируется посредством протягивания вниз смежных пикселей, расположенных непосредственно над блоком 1901; для направления "1" сигнал предсказания генерируется посредством протягивания вправо ранее воспроизведенных пикселей, расположенных слева от блока 1901; для направления "2" сигнал предсказания генерируется как среднее значение всех пикселей из пиксельной группы 1905. Более детально способ для генерации сигналов предсказания описан, например, в непатентном Документе 1. В стандарте H.264 разности вычисляются между каждыми из девяти сигналов предсказания, сгенерированных вышеупомянутым образом, и сигналы пикселей целевого блока и способ генерации сигнала предсказания с наименьшей разностью определяются как оптимальный способ предсказания (который также называют режимом).

При передаче или хранении данных изображения необходимо передавать в пункт назначения информацию идентификации, указывающую оптимальный способ предсказания, чтобы восстановить данные изображения. Эта информация идентификации кодируется со ссылкой на способы предсказания, определенные для двух блоков 1902 и 1903. В частности, информация идентификации способа предсказания блока 1902 сравнивается с информацией идентификации способа предсказания блока 1903, и наименьшая из них определяется как информация опорного режима. Далее информация идентификации об оптимальном способе предсказания целевого блока 1901 кодируется со ссылкой на информацию опорного режима.

Для более эффективного кодирования идентификационной информации об оптимальном способе предсказания, в Патентном Документе 2 раскрыт способ генерации сигналов предсказания для смежной области, смежных с целевым блоком, посредством тех же способов экстраполяции, что и в стандарте H.264, после чего определяется информация опорного режима. В этом способе обработка экстраполяции выполняется посредством пиксельной группы, которая находится в контакте со смежной областью, но не входит в контакт с целевым блоком. Фиг.40 представляет собой схему для разъяснения способа, используемого в Патентном Документе 2. Для кодирования идентификационной информации об оптимальном способе предсказания целевого блока 2001, оптимальный способ предсказания сначала определяется для смежной области 2005, смежной с целевой областью. В частности, используя пиксельную группу 2006, смежную со смежной областью 2005, посредством девяти способов экстраполяции (как в стандарте H.264) для смежной области 2005 генерируется множество сигналов предсказания, из упомянутого множества сигналов предсказания определяется сигнал предсказания с наивысшей корреляцией с пикселями из смежной области, и способ экстраполяции для его генерации определяется как информация опорного режима. Таким образом, информация опорного режима определяется посредством пиксельной группы, которая не имеет прямого контакта с целевым блоком.

Патентный документ 1: Патент США № 6148109;

Патентный документ 2: Опубликованная японская патентная заявка №2007-116351;

Непатентный документ 1: Iain E. G. Richardson, "H.264 and MPEG-4 video compression," Wiley 2003, pages pp. 177-183.

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые с помощью изобретения

Тем не менее, способ генерации сигнала внутрикадрового предсказания в области пикселей согласно H.264 обеспечивает возможность повышения точности предсказания путем предоставления множества способов (или режимов) предсказания, но для этого требуется использование кода с большой длиной для кодирования информации режима, чтобы идентифицировать каждый из способов предсказания, что приводит к увеличению объема кода. Решением для смягчения этой проблемы является применение способа относительного кодирования информации о способе предсказания относительно информации режима, касающейся способа предсказания смежного блока. Однако, поскольку в упомянутом способе используются только два смежных блока, генерация точной информации опорного режима для способа предсказания целевого блока не представляется возможной. Сверх того, когда блоки, смежные с целевым блоком, кодируются путем кодирования с межкадровым предсказанием, смежные блоки не имеют какой-либо информации предсказания относительно внутрикадрового предсказания, и, таким образом, согласно принятому способу информация предсказания целевого блока кодируется относительно информации режима, касающейся предопределенного способа предсказания. По этой причине, когда смежные блоки кодируются посредством кодирования с межкадровым предсказанием, способ предсказания целевого блока не может быть подходящим образом предсказан и, следовательно, эффективность кодирования будет низкой для информации о способе предсказания.

Кроме того, способ определения способов предсказания для смежной с целевым блоком смежной области, в которой используется пиксельная группа, находящаяся в контакте со смежной областью, но не входящая в контакт с целевым блоком, не всегда подходит для целевого блока. Причина заключается в том, что сигнал предсказания целевого блока генерируется с использованием пиксельной группы, находящейся в прямом контакте с целевым блоком (2007 на Фиг.20), а не с использованием пиксельной группы, находящейся в контакте со смежной областью, но не входящей в контакт с целевым блоком (2006 на Фиг.20). То есть имеет место несовпадение между областями, используемыми для генерации сигнала предсказания, и, соответственно, представляется сложным определить способ предсказания с высокой точностью.

Настоящее изобретение было сделано для решения вышеупомянутой проблемы и задачей настоящего изобретения является предоставление способа, устройства и программы кодирования, которые способны эффективно сокращать объем информации режима для идентификации способа предсказания, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания в области пикселей.

Средство для решения проблемы

Для решения вышеупомянутой проблемы устройство кодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению представляет собой устройство кодирования изображения с предсказанием, которое содержит: средство разделения на области, которое разделяет входное изображение на множество областей; средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в целевую область, которая является объектом обработки среди множества областей; средство генерации сигнала разности, которое генерирует сигнал разности между сигналом внутрикадрового предсказания, сгенерированным средством генерации сигнала предсказания, и сигналами целевых пикселей; и средство кодирования, которое кодирует сигнал разности, сгенерированный средством генерации сигнала разности, причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который из множества предопределенных первых способов предсказания выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании упомянутого способа предсказания целевой области.

Способ кодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению представляет собой способ кодирования изображения с предсказанием, который содержит: этап разделения на области, на котором средство разделения на области разделяет входное изображение на множество областей; этап генерации сигнала предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в целевую область, которая является объектом обработки среди множества областей; этап генерации сигнала разности, на котором средство генерации сигнала разности генерирует сигнал разности между сигналом внутрикадрового предсказания, сгенерированным средством генерации сигнала предсказания, и сигналами целевых пикселей; и этап кодирования, на котором средство кодирования кодирует сигнал разности, сгенерированный средством генерации сигнала разности, причем этап генерации сигнала предсказания содержит этап определения первого способа предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания из множества предопределенных первых способов предсказания выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей на основании способа предсказания смежной области, выведенного на этапе определения первого способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании упомянутого способа предсказания целевой области.

Программа кодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению представляет собой программу кодирования изображения с предсказанием, которая позволяет компьютеру функционировать как: средство разделения на области, которое разделяет входное изображение на множество областей; средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в целевую область, которая является объектом обработки из множества областей; средство генерации сигнала разности, которое генерирует сигнал разности между сигналом внутрикадрового предсказания, сгенерированным средством генерации сигнала предсказания, и сигналами целевых пикселей; и средство кодирования, которое кодирует сигнал разности, сгенерированный средством генерации сигнала разности, причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который из множества предопределенных первых способов предсказания выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании упомянутого способа предсказания целевой области.

Вышеописанные устройство кодирования изображения с предсказанием, способ кодирования изображения с предсказанием и программа кодирования изображения с предсказанием сконфигурированы так, чтобы выводить из множества предопределенных первых способов предсказания способ предсказания смежной области для генерации сигнала предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, используя близлежащую пиксельную группу, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежные с целевой областью как объекту кодирования, на основании упомянутого способа предсказания смежной области, и чтобы генерировать сигнал внутрикадрового предсказания целевой области на основании способа предсказания целевой области. Эта конфигурация исключает необходимость в идентификационной информации (информации режима) для идентификации способа предсказания целевой области или сокращает объем кода, связанного с идентификационной информацией, таким образом, эффективно сокращается объем информации режима для идентификации способа предсказания. В результате информация режима для идентификации способа предсказания сокращается, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания в области пикселей, и, таким образом, повышается общая эффективность кодирования. В частности, поскольку способ предсказания, определенный для смежной области со ссылкой на близлежащую пиксельную группу, имеет высокую корреляцию со способом предсказания целевой области, определенным с использованием той же близлежащей пиксельной группы, общий объем кода сокращается более эффективно.

Предпочтительно средство генерации сигнала предсказания выводит в качестве способа предсказания целевой области тот способ предсказания, который имеет предопределенное отношение со способом предсказания смежной области, выведенным модулем определения первого способа предсказания. При наличии средства генерации сигнала предсказания с этой конфигурацией способ предсказания целевой области выводится из выведенного способа предсказания смежной области, и, соответственно, исключается необходимость в использовании информации режима для идентификации способа предсказания смежной области, благодаря чему общая эффективность кодирования повышается.

Предпочтительно упомянутое предопределенное отношение представляет собой отношение, в котором направления интерполяции сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу. В этом случае, способ предсказания, подходящий в качестве способа предсказания целевой области, точно выводится из способа предсказания смежной области, и, таким образом, объем кода сигналов пикселей также эффективно сокращается.

В еще одной предпочтительной конфигурации средство генерации сигнала предсказания, дополнительно, имеет модуль определения второго способа предсказания, который из множества предопределенных вторых способов предсказания выводит способ предсказания целевой области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей целевой области, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, и средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области, выведенного модулем определения второго способа предсказания, и средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области на основании способа предсказания смежной области и генерирует относительную информацию между информацией для спецификации способа предсказания целевой области и способом предсказания смежной области. Когда применяется эта конфигурация, способ предсказания целевой области для генерации сигнала предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей целевой области выводится с использованием пиксельной группы из множества предопределенных вторых способов предсказания на основании способа предсказания целевой области, и информация режима, относящаяся к способу предсказания целевой области, генерируется как относительная информация со ссылкой на способ предсказания смежной области. В результате сокращается объем информации режима для идентификации способа предсказания целевой области, поскольку используется информация, предсказанная на основании способа предсказания смежной области, и, следовательно, информация режима для идентификации способа предсказания эффективно сокращается.

Сверх того, предпочтительно множество предопределенных первых способов предсказания и множество предопределенных вторых способов предсказания имеют отношение, в котором направления интерполяции сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу. Эта конфигурация улучшает корреляцию между выведенным способом предсказания смежной области и способом предсказания целевой области, благодаря чему более эффективно сокращается объем информации режима для идентификации способа предсказания.

Сверх того, предпочтительно модуль определения первого способа предсказания генерирует сигналы внутрикадрового предсказания для смежной области идентичной площади посредством множества предопределенных первых способов предсказания, и, таким образом, выводит способ предсказания смежной области, который имеет высокую корреляцию со смежной областью. В этом случае способ предсказания, который имеет высокую корреляцию с той же смежной областью, выводится из первых способов предсказания, и, соответственно, корреляция между способом предсказания смежной области и способом предсказания целевой области дополнительно повышается, в результате чего более эффективно сокращается объем информации режима для идентификации способа предсказания.

Устройство декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению представляет собой устройство декодирования изображения с предсказанием, которое содержит: средство анализа данных, которое извлекает из сжатых данных кодированные данные разности относительно целевой области как объекта обработки; средство восстановления сигнала разности, которое восстанавливает воспроизведенный сигнал остатка из кодированных данных, извлеченных средством анализа данных; средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области; и средство восстановления изображения, которое добавляет воспроизведенный сигнал разности, восстановленный средством восстановления сигнала разности, к сигналу внутрикадрового предсказания, сгенерированному средством генерации сигнала предсказания, чтобы, таким образом, восстанавливать сигналы целевых пикселей, входящих в состав целевой области, причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который из множества предопределенных первых способов предсказания выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежные с целевой областью, и при этом средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания на основании способа предсказания целевой области.

Способ декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению представляет собой способ декодирования изображения с предсказанием, который содержит: этап анализа данных, на котором средство анализа данных извлекает из сжатых данных кодированные данные разности относительно целевой области как объекта обработки; этап восстановления сигнала разности, на котором средство восстановления сигнала разности восстанавливает воспроизведенный сигнал разности из кодированных данных, извлеченных средством анализа данных; этап генерации сигнала предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области; и этап восстановления изображения, на котором средство восстановления изображения добавляет воспроизведенный сигнал разности, восстановленный средством восстановления сигнала разности, к сигналу внутрикадрового предсказания, сгенерированному средством генерации сигнала предсказания, чтобы, таким образом, восстанавливать сигналы целевых пикселей, входящих в состав целевой области, причем этап генерации сигнала предсказания содержит этап определения первого способа предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания из множества предопределенных первых способов предсказания выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежные с целевой областью, и при этом средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания на основании способа предсказания целевой области.

Программа декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению представляет собой программу декодирования изображения с предсказанием, которая позволяет компьютеру функционировать как: средство анализа данных, которое извлекает из сжатых данных кодированные данные разности относительно целевой области как объекта обработки; средство восстановления сигнала разности, которое восстанавливает воспроизведенный сигнал разности из кодированных данных, извлеченных средством анализа данных; средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области; и средство восстановления изображения, которое добавляет воспроизведенный сигнал разности, восстановленный средством восстановления сигнала разности, к сигналу внутрикадрового предсказания, сгенерированному средством генерации сигнала предсказания, чтобы, таким образом, восстанавливать сигналы целевых пикселей, входящих в состав целевой области, причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который из множества предопределенных первых способов предсказания выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежные с целевой областью, и при этом средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания на основании способа предсказания целевой области.

Вышеописанные устройство декодирования изображения с предсказанием, способ декодирования изображения с предсказанием и программа декодирования изображения с предсказанием сконфигурированы так, чтобы выводить из множества предопределенных первых способов предсказания способ предсказания смежной области для генерации сигнала предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, используя близлежащую пиксельную группу, которая представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежные с целевой областью как объекту кодирования, на основании упомянутого способа предсказания смежной области, и чтобы генерировать сигнал внутрикадрового предсказания целевой области на основании способа предсказания целевой области. Эта конфигурация исключает необходимость в идентификационной информации (информации режима) для идентификации способа предсказания целевой области в сжатых данных воспроизводимого объекта или сокращает объем кода, связанного с идентификационной информацией, благодаря чему эффективно сокращается объем информации режима для идентификации способа предсказания. В результате информация режима для идентификации способа предсказания сокращается, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания в области пикселей, и, таким образом, повышается общая эффективность кодирования сжатых данных. В частности, поскольку способ предсказания, определенный для смежной области со ссылкой на близлежащую пиксельную группу, имеет высокую корреляцию со способом предсказания целевой области, определенным с использованием той же близлежащей пиксельной группы, общий объем кода сжатых данных сокращается более эффективно.

Предпочтительно средство генерации сигнала предсказания выводит в качестве способа предсказания целевой области тот способ предсказания, который имеет предопределенное отношение со способом предсказания смежной области, выведенным посредством модуля определения первого способа предсказания. При наличии средства генерации сигнала предсказания с этой конфигурацией способ предсказания целевой области выводится из выведенного способа предсказания смежной области, и, соответственно, исключается необходимость в использовании информации режима для идентификации способа предсказания смежной области в сжатых данных, благодаря чему общая эффективность кодирования повышается.

Предпочтительно упомянутое предопределенное отношение представляет собой отношение, в котором направления интерполяции сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу. В этом случае способ предсказания, подходящий в качестве способа предсказания целевой области, точно выводится из способа предсказания смежной области, и, таким образом, объем кода сигналов пикселей в сжатых данных также эффективно сокращается.

Предпочтительно средство анализа данных, сверх того, извлекает относительную информацию способа предсказания для идентификации способа предсказания целевой области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания из сжатых данных, и средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, чтобы, таким образом, восстанавливать способ предсказания целевой области из способа предсказания смежной области и относительной информации способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания, используя близлежащую пиксельную группу, на основании способа предсказания целевой области. В этой конфигурации способ предсказания целевой области предсказывается на основании способа предсказания смежной области, и способ предсказания целевой области восстанавливается на основании относительной информации способа предсказания, которая является относительной информации режима к способу предсказания смежной области, и способа предсказания смежной области. В результате сокращается объем информации режима для идентификации способа предсказания целевой области в сжатых данных, поскольку используется информация, предсказанная на основании способа предсказания смежной области, и, следовательно, информация режима для идентификации способа предсказания эффективно сокращается.

Сверх того, предпочтительно модуль определения первого способа предсказания генерирует сигналы внутрикадрового предсказания для смежной области идентичной площади посредством множества предопределенных первых способов предсказания, и, таким образом, выводит способ предсказания смежной области, который имеет высокую корреляцию со смежной областью. В этом случае, поскольку способ предсказания, который имеет высокую корреляцию с той же смежной областью, выводится из первых способов предсказания, и, соответственно, корреляция между способом предсказания смежной области и способом предсказания целевой области дополнительно повышается, объем информации режима для идентификации способа предсказания сокращается более эффективно.

Полезный эффект изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает возможность эффективного сокращения объема информации режима для идентификации способа предсказания, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания в области пикселей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию устройства кодирования изображения с предсказанием согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию модуля определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания, показанного на Фиг.1;

Фиг.3 - схема, иллюстрирующая расположение сигналов пикселей как объекта обработки устройства кодирования изображения с предсказанием, показанного на Фиг.1;

Фиг.4 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.5 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.6 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.7 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.8 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.9 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.10 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.11 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.12 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем генерации сигнала предсказания, показанным на Фиг.2;

Фиг.13 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.14 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.15 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.16 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.17 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.18 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.19 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.20 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.21 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима, показанным на Фиг.2;

Фиг.22 - схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс работы модуля определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания, показанного на Фиг.2;

Фиг.23 - структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию устройства декодирования изображения с предсказанием согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.24 - структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию модуля получения способа внутрикадрового предсказания, показанного на Фиг.23;

Фиг.25 - схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс работы модуля получения способа внутрикадрового предсказания, показанного на Фиг.24;

Фиг.26 - чертеж, иллюстрирующий конфигурацию аппаратной части компьютера для выполнения программы, записанной на носителе записи;

Фиг.27 - перспективный вид компьютера для выполнения программы, записанной на носителе записи;

Фиг.28 - структурная схема, иллюстрирующая пример модификации модуля определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания, показанного на Фиг.1;

Фиг.29 - схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс работы модуля определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания, показанного на Фиг.28;

Фиг.30 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.31 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.32 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.33 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.34 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.35 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.36 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.37 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.38 - схема для разъяснения способа предсказания, реализуемого модулем определения смежного режима в примере модификации настоящего изобретения;

Фиг.39(a) - схема для разъяснения способа внутрикадрового предсказания согласно стандарту H.264;

Фиг.39(b) - схема, иллюстрирующая направления сигналов пикселей в способе внутрикадрового предсказания согласно стандарту H.264;

Фиг.40 - схема для разъяснения обычного процесса генерации информации опорного режима.

Список обозначений

10 устройство кодирования изображения с предсказанием; 50 устройство декодирования изображения с предсказанием; 102 модуль разделения на блоки (средство разделения на области); 105, 305 модуль определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания); 106 модуль генерации сигнала внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания); 108 модуль вычитания (средство генерации сигнала разности); 109 модуль преобразования (средство кодирования); 110 модуль квантования (средство кодирования); 115 модуль статистического кодирования (средство кодирования); 201, 301 модуль определения способа предсказания (средство определения второго способа предсказания); 202 модуль генерации сигнала предсказания (средство определения второго способа предсказания); 206 средство определения смежного режима (модуль определения первого способа предсказания); 501 модуль анализа данных (средство анализа данных); 502 модуль обратного квантования (средство восстановления сигнала разности); 503 модуль обратного преобразования (средство восстановления сигнала разности); 504 сумматор (средство восстановления изображения); 505 модуль генерации сигнала внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания); 507 модуль получения способа внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания); 601 средство определения смежного режима (модуль определения первого способа предсказания).

Лучший вариант осуществления изобретения

Ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи описаны предпочтительные варианты осуществления устройства кодирования изображения с предсказанием и устройства декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению.

Устройство кодирования изображения с предсказанием

Фиг.1 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую конфигурацию устройства кодирования изображения с предсказанием согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 10 кодирования изображения с предсказанием содержит входной терминал 101, модуль 102 разделения на блоки (средство разделения на области), модуль 103 определения способа генерации сигнала межкадрового предсказания, модуль 104 генерации сигнала внутрикадрового предсказания, модуль 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания), модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания), коммутационный переключатель 107, модуль 108 вычитания (средство генерации сигнала разности), модуль 109 преобразования (средство кодирования), модуль 110 квантования (средство кодирования), модуль 111 обратного квантования, модуль 112 обратного преобразования, сумматор 113, память 114 кадра, модуль 115 статистического кодирования (средство кодирования) и выходной терминал 116. Каждый из компонентов устройства 10 кодирования изображения с предсказанием более подробно описан ниже.

Модуль 102 разделения на блоки принимает в качестве входа сигнал движущегося изображения, состоящего из множества кадров, с входного терминала 101 и разделяет кадр, как объект кодирования, на множество областей. В частности, модуль 102 разделения на блоки разделяет кадр на блоки, каждый из которых состоит из 8×8 пикселей. Однако модуль 102 также может быть сконфигурирован так, чтобы разделять кадр на блоки любого размера и формы. Модуль 102 разделения на блоки выводит сигналы пикселей (далее "сигналы целевых пикселей") объекта процесса кодирования (далее "целевого блока") через линию L102 в модуль 108 вычитания и через линию L103 в модуль 103 определения способа генерации сигнала межкадрового предсказания и модуль 105 генерации сигнала внутрикадрового предсказания.

Каждый из модуля 104 генерации сигнала межкадрового предсказания и модуля 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания генерирует для сигналов целевых пикселей целевого блока сигнал предсказания, в качестве предсказания его изображения. Так, сигнал предсказания генерируется, используя два типа способов предсказания. То есть модуль 104 генерации сигнала межкадрового предсказания при генерации сигнала предсказания использует способ предсказания, который называется "межкадровое предсказание", тогда как модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания использует способ предсказания, который называется "внутрикадровое предсказание". В "межкадровом предсказании" воспроизведенное изображение, которое было закодировано и впоследствии восстановлено, используется как опорное изображение, и способ предсказания определяется путем поиска и выделения информации движения для воспроизведения сигнала предсказания с наименьшей ошибкой между опорным изображением и целевым блоком (данный процесс обозначается термином "детектирование движения"). В отличие от этого, при "внутрикадровом предсказании" сигнал внутрикадрового предсказания генерируется посредством предопределенного способа, используя ранее воспроизведенные величины пикселей, пространственно смежных с целевым блоком, и этот способ предсказания также применим к кодированию и декодированию неподвижных изображений.

Модуль 103 определения способа генерации сигнала межкадрового предсказания выполняет вышеупомянутое детектирование движения на основании сигналов целевых пикселей целевого блока, вводимых через линию L103, и опорного изображения, вводимого через линию L121 из памяти 114 кадра, чтобы, таким образом, определить способ междкадрового предсказания. Модуль 103 определения способа генерации сигнала межкадрового предсказания может быть сконфигурирован так, чтобы повторно разделять целевой блок на подблоки и определять способ межкадрового предсказания для каждого из этих подблоков. Таким образом, из множества способов разделения на области выбирается наиболее эффективный способ разделения для всего целевого блока и определяется информация движения для каждого подблока. В качестве опорного изображения может использоваться множество изображений, которые были ранее закодированы и впоследствии восстановлены. Данный способ детектирования движения, по существу, совпадает с одним из обычных способов согласно стандартам MPEG-2, MPEG-4 и H.264, и, следовательно, его подробное описание в настоящем документе не приведено. Модуль 103 определения способа генерации сигнала межкадрового предсказания выводит определенную информацию движения и порядок разделения на подблоки через линию L122 в модуль 104 генерации сигнала межкадрового предсказания и через линию L124 в модуль 115 статистического кодирования. После приема этих данных модуль 104 генерации сигнала межкадрового предсказания генерирует сигнал предсказания на основании порядка разделения на подблоки, информации движения, соответствующей каждому из этих подблоков, и опорного изображения, полученного из памяти 114 кадра, и передает этот сигнал предсказания через терминал 107a и коммутационный переключатель 107 в модуль 108 вычитания и сумматор 113.

Модуль 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания определяет способ предсказания (который называется способом интерполяции) во внутрикадровом предсказании на основании сигналов целевых пикселей целевого блока, введенных через линию L103, и опорного изображения, введенного через линию L120 из памяти 114 кадра. Детали обработки, выполняемой модулем 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания, описаны ниже. Тем не менее, в описанной здесь обработке используется способ интерполяции с использованием множества пикселей, непосредственно смежных с целевым блоком. Модуль 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания передает информацию для идентификации определенного режима предсказания (далее "информацию режима") через линию L123 в модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания и через линию L125 в модуль 115 статистического кодирования. После приема этих данных модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания генерирует сигнал предсказания согласно способу предсказания, специфицированному посредством информации режима, на основании информации режима, описывающей способ предсказания, и ранее воспроизведенных сигналов пикселей, которые располагаются в том же кадре, получены из памяти 114 кадра и непосредственно смежные с целевым блоком, и передает этот сигнал предсказания через терминал 107b и коммутационный переключатель 107 в модуль 108 вычитания и сумматор 113.

Коммутационный переключатель 107 определяет, который из сигналов предсказания, переданных из модуля 104 генерации сигнала межкадрового предсказания и модуля 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания, производит меньшую ошибку относительно сигналов целевых пикселей целевой области, выбирает сигнал предсказания с наименьшей ошибкой согласно результату определения, и выводит этот сигнал предсказания в модуль 108 вычитания и сумматор 113. Тем не менее, в случае когда для первого кадра все целевые блоки обрабатываются путем внутрикадрового предсказания, поскольку предшествующие изображения отсутствуют, коммутационный переключатель 107 всегда соединен с терминалом 107b на стороне модуля 106 генерации сигнала межкадрового предсказания. Аналогично, когда обрабатывается кадр непосредственно после конца сцены, из-за необходимости периодического применения внутрикадрового предсказания, коммутационный переключатель 107 также может быть сконфигурирован так, чтобы выбирать только сигнал внутрикадрового предсказания.

Модуль 108 вычитания вычитает сигнал предсказания, введенный через коммутационный переключатель 107, из сигналов целевых пикселей целевого блока, введенных из модуля 102 разделения на блоки, чтобы сгенерировать сигнал разности. Этот сигнал разности выводится через линию L104 в модуль 109 преобразования, и модуль 109 преобразования выполняет дискретное косинусное преобразование этого сигнала разности, чтобы сгенерировать коэффициенты преобразования. Коэффициенты преобразования выводятся через линию L105 в модуль 110 квантования, и модуль 110 квантования квантует коэффициенты преобразования и, далее, выводит квантованные данные через линию L106 в модуль 115 статистического кодирования и в модуль 111 обратного квантования. Модуль 115 статистического кодирования кодирует квантованные коэффициенты преобразования и выводит кодированные данные вместе с информацией движения и способом разделения на подблоки, выведенным из модуля 103 определения способа генерации сигнала межкадрового предсказания, или вместе с информацией о способе предсказания, выведенной из модуля 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания, через линию L126 в выходной терминал 116.

Модуль 111 обратного квантования выполняет обратное квантование квантованных коэффициентов преобразования в коэффициенты преобразования и выводит эти коэффициенты преобразования через линию L107 в модуль 112 обратного преобразования, и модуль 112 обратного преобразования выполняет обратное дискретное косинусное преобразование упомянутых коэффициентов преобразования, чтобы восстановить сигнал разности. Сумматор 113 прибавляет сигнал разности к сигналу предсказания, введенному через линию L511, чтобы воспроизвести сигналы целевых пикселей целевого блока, и сохраняет результат через линию L109 в памяти 114 кадра. Сигналы целевых пикселей целевого блока, сохраненные в памяти 114 кадра, используются для генерации сигнала предсказания целевого блока, который должен быть обработан следующим, путем межкадрового предсказания или внутрикадрового предсказания.

Конфигурация модуля 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания более подробно описана ниже. Фиг.2 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую конфигурацию модуля определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания. Как показано, модуль 105 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания содержит модуль 201 определения способа предсказания (модуль определения второго способа предсказания), модуль 202 генерации сигнала предсказания (модуль определения второго способа предсказания), модуль 206 определения смежного режима (модуль определения первого способа предсказания) и модуль 205 предсказания информации режима.

Модуль 202 генерации сигнала предсказания генерирует сигналы предсказания посредством девяти способов (вторых способов предсказания), используя близлежащую пиксельную группу, полученную из памяти 114 кадра через линию L120. Термин "близлежащая пиксельная группа" обозначает множество ранее воспроизведенных пикселей, непосредственно смежных с целевым блоком. Например, в примере изображения идентичного кадра с Фиг.3 близлежащая пиксельная группа формируется из сигналов A-M пикселей, непосредственно смежных с сигналами a-p пикселей целевой области.

Фиг.4-12 представляют собой концептуальные схемы, иллюстрирующие способы генерации сигналов предсказания посредством модуля 202 генерации сигнала предсказания. Например, на Фиг.4 каждая ячейка представляет один пиксель, пиксельная группа G401 из пикселей A-M является близлежащей пиксельной группой, а пиксельная группа G402 из пикселей a-p является группой пикселей, входящих в целевой блок. В частности, для пиксельной группы G402 модуль 202 генерации сигнала предсказания генерирует сигнал предсказания путем протягивания каждого пикселя вниз, используя пиксели A-D из близлежащей пиксельной группы G401, как показано на Фиг.4. Конкретные математические выражения, используемые в данном случае, приведены ниже в Формулах (1). В нижеприведенных Формулах (1) выражение "pred(a,e,i,m)=A" обозначает, что величина предсказания пикселей a, e, i и m в целевом блоке G402 устанавливается равной величине пикселя A.

pred(a, e, i, m)=A, pred(b, f, j, n)=B,

pred(c, g, k, o)=C, pred(d, h, 1, p)=D (1)

Кроме того, для пиксельной группы G502 в целевом блоке, модуль 202 генерации сигнала предсказания генерирует сигнал предсказания путем протягивания каждого пикселя вправо, используя некоторые пиксели I, J, K и L из близлежащей пиксельной группы G501, как показано на Фиг.5. Конкретные математические выражения, используемые в данном случае, приведены ниже в Формулах (2). Аналогично, для пиксельной группы G602,..., G1202 в целевом блоке, модуль 202 генерации сигнала предсказания генерирует сигналы предсказания согласно нижеприведенным Формулам (3)-(9) путем протягивания пикселей в предопределенных направлениях, используя часть близлежащей пиксельной группы G601,...,G1201, как показано на Фиг.6-12.

pred(a, b, c, d)=I, pred(e, f, g, h)=J,

pred(i, j, k, 1)=K, pred(m, n, o, p)=L (2)

pred(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p)=[A+B+C+D+I+J+K+L+4]/8 (3)

pred(a)=(A+2B+C+2)/4,

pred(b, e)=(B+2C+D+2)/4,

pred(c, f, i)=(C+2D+E+2)/4,

pred(d, g, j, m)=(D+2E+F+2)/4,

pred(h, k, n)=(E+2F+G+2)/4,

pred(o, l)=(F+2G+H+2)/4,

pred(p)=(G+3H+2)/4 (4)

pred(a, f, k, p)=(I+2M+A+2)/4,

pred(b, g, l)=(M+2A+B+2)/4,

pred(c, h)=(A+2B+C+2)/4,

pred(d)=(B+2C+D+2)/4,

pred(e, j, o)=(M+2I+J+2)/4,

pred(i, n)=(I+2J+K+2)/4,

pred(m)=(J+2K+L+2)/4 (5)

pred(a, j)=(M+A+1)/2,

pred(b, k)=(A+B+1)/2,

pred(c, l)=(B+C+1)/2,

pred(d)=(C+D+1)/2,

pred(e, n)=(I+2M+A+2)/4,

pred(f, o)=(M+2A+B+2)/4,

pred(g, p)=(A+2B+C+2)/4,

pred(h)=(B+2C+D+2)/4,

pred(i)=(M+2O+J+2)/4,

pred(m)=(I+2J+K+2)/4 (6)

pred(a, g)=(M+I+1)/2,

pred(b, h)=(I+2M+A+2)/4,

pred(c)=(M+2A+B+2)/4,

pred(d)=(A+2B+C+2)/4,

pred(e, k)=(I+J+1)/2,

pred(f, l)=(M+2I+J+2)/4,

pred(i, o)=(J+K+1)/2,

pred(j, p)=(I+2J+K+2)/4,

pred(m)=(K+L+1)/2,

pred(n)=(J+2K+L+2)/4 (7)

pred(a)=(A+B+1)/2,

pred(b, i)=(B+C+1)/2,

pred(c, j)=(C+D+1)/2,

pred(d, k)=(D+E+1)/2,

pred(e)=(A+2B+C+2)/4,

pred(f, m)=(B+2C+D+2)/4,

pred(g, n)=(C+2D+E+2)/4,

pred(h, o)=(D+2E+F+2)/4,

pred(l)=(E+F+1)/2,

pred(p)=(E+2F+G+2)/4 (8)

pred(a)=(I+J+1)/2,

pred(b)=(I+2J+K+2)/4,

pred(c, e)=(J+K+1)/2,

pred(d, f)=(J+2K+L+2)/4,

pred(g, i)=(K+L+1)/2,

pred(h, j)=(K+3L+2)/4,

pred(k, m)=L,

pred(l, n)=L,

pred(o)=L,

pred(p)=L (9)

Ссылаясь на Фиг.2, модуль 202 генерации сигнала предсказания передает девять сигналов предсказания, сгенерированных согласно вышеописанному порядку, через линию L202 в модуль 201 определения способа предсказания 201. Модуль 202 генерации сигнала предсказания сконфигурирован так, чтобы использовать целевой блок, состоящий из 4×4 пикселей, но он также может быть сконфигурирован так, чтобы использовать в качестве целевого блока блок, содержащий любое другое количество пикселей. В этом случае близлежащая пиксельная группа может быть определена в соответствии с целевым блоком. Используемые способы предсказания не ограничиваются вышеописанными девятью способами предсказания сигналов предсказания, и также возможно генерировать большее или меньшее количество сигналов предсказания или генерировать сигналы предсказания посредством других способов предсказания, например путем сплайновой экстраполяции.

Когда модуль 201 определения способа предсказания принимает на вход сигналы целевых пикселей целевого блока через линию L103, он вычисляет разности девяти сигналов предсказания, переданных через линию L202, от сигнала целевого блока, и определяет сигнал предсказания с наименьшей разностью как оптимальный сигнал предсказания. Кроме того, модуль 201 определения способа предсказания выводит в качестве способа предсказания целевой области тот способ предсказания, который обеспечивает оптимальный сигнал предсказания, который, как описано выше, был определен как сигнал внутрикадрового предсказания, имеющий высокую корреляцию с сигналами целевых пикселей. Сверх того, модуль 201 определения способа предсказания передает информацию режима об этом способе предсказания целевой области через линию L123 в модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания (см. Фиг.1) и через линию L205 в модуль 205 предсказания информации режима. После приема этой информации модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания генерирует сигнал предсказания целевого блока, используя близлежащую пиксельную группу и вышеупомянутый способ согласно информации режима.

Модуль 206 определения смежного режима выводит способ предсказания, который генерирует сигнал внутрикадрового предсказания, имеющий высокую корреляцию с сигналами пикселей в смежной области входного изображения. Так, модуль 206 определения смежного режима использует для смежной области девять способов предсказания (первых способов предсказания), соответствующих вторым способам предсказания (Фиг.4-12), которые являются способами предсказания относительно целевой области. Фиг.13-21 представляют собой концептуальные схемы, иллюстрирующие способы генерации сигналов предсказания посредством модуля 206 определения смежного режима. Например, на Фиг.13 пиксельная группа G1304 из пикселей a-p представляет собой группу пикселей, входящих в целевой блок, пиксельная группа G1303 из пикселей A-M является близлежащей пиксельной группой, а пиксельная группа G1305 из пикселей a'-p' является группой пикселей, входящих в смежную область, смежная с целевым блоком с расположением близлежащей пиксельной группы между ними. Каждая из величин пикселей смежной области G1305 и близлежащей пиксельной группы G1303 вводится через линию L120. В частности, для пиксельной группы G1305 в смежной области, модуль 206 определения смежного режима генерирует сигнал предсказания путем протягивания каждого пикселя вверх, используя пиксели A-D из близлежащей пиксельной группы G1303, как показано на Фиг.13. Конкретные математические выражения, используемые в данном случае, приведены ниже в Формулах (10).

pred(a', e', i', m')=A,

pred(b', f', j', n')=B,

pred(c', g', k', o')=C,

pred(d', h', l', p')=D (10)

Кроме того, для пиксельной группы G1405 в смежной области, модуль 206 определения смежного режима генерирует сигнал предсказания путем протягивания каждого пикселя влево, используя некоторые пиксели I, J, K и L из близлежащей пиксельной группы G1403, как показано на Фиг.14.

Конкретные математические выражения, используемые в данном случае, приведены ниже в Формулах (11). Аналогично, для пиксельной группы G1505,..., G2105 в смежной области, модуль 206 определения смежного режима генерирует сигналы предсказания согласно нижеприведенным Формулам (12)-(18) путем протягивания пикселей в предопределенных направлениях, используя часть близлежащей пиксельной группы G1503,...,G2103, как показано на Фиг.15-21. Тем не менее, только в способе предсказания, показанном на Фиг.15, среднее значение пикселей A-D, I-L, входящих в близлежащую пиксельную группу G1503, используется в качестве сигнала предсказания пикселей A-D, I-L, e', f', g', h', a', e", i' и m', которые входят в пиксельную группу G1505 смежной области.

pred(a', b', c', d')=I,

pred(e', f', g', h')=J,

pred(i', j', k', 1')=K,

pred(m', n', o', p')=L (11)

pred(A, B, C, D, e', f', g', h', I, J, K, L, a', e", i', m')=[A+B+C+D+I+J+K+L+4]/8 (12)

pred(a', j', i')=(3M+A+2)/4,

pred(b', k')=(M+2A+B+2)/4,

pred(c',l')=(A+2B+C+2)/4,

pred(d', m')=(B+2C+D+2)/4,

pred(e', n')=(C+2D+E+2)/4,

pred(f', o')=(D+2E+F+2)/4,

pred(g', p')=(E+2F+G+2)/4,

pred(h')=(F+2G+H+2)/4 (13)

pred(a', g')=(I+2M+A+2)/4,

pred(b', h')=(M+2A+B+2)/4,

pred(c', I')=(A+2B+C+2)/4,

pred(d', j')=(B+2C+D+2)/4,

pred(e')=(C+3DI+2)/4,

pred(f', 1')=(M+2I+J+2)/4,

pred(k', n')=(I+2J+K+2)/4,

pred(m', p')=(J+2K+L+2)/4,

pred(o')=(K+3L+2)/4 (14)

pred(g')=(I+2M+A+2)/4,

pred(h')=(M+2A+B+2)/4,

pred(c, i')=(A+2B+C+2)/4,

pred(d', l')=(M+A+1)/2,

pred(e', m')=(A+B+1)/2,

pred(f, n')=(B+C+1)/2,

pred(j')=(B+2C+D+2)/4,

pred(a', k')=(M+2I+J+2)/4,

pred(c', o')=(C+D+1)/2,

pred(b', p')=(I+2J+K+2)/4 (15)

pred(a', g')=(M+I+1)/2,

pred(b')=(I+2M+A+2)/4,

pred(c', n')=(M+2A+B+2)/4,

pred(d', o')=(A+2B+C+2)/4,

pred(e', j')=(I+J+1)/2,

pred(f')=(M+2I+J+2)/4,

pred(h', m')=(J+K+1)/2,

pred(i')=(I+2J+K+2)/4,

pred(k', p')=(K+L+1)/2,

pred(l')=(J+2K+L+2)/4 (16)

pred(a', k')=(A+B+1)/2,

pred(b', l')=(B+C+1)/2,

pred(c', m')=(C+D+1)/2,

pred(d', n')=(D+E+1)/2,

pred(e', o')=(E+F+1)/2,

pred(f)=(A+2B+C+2)/4,

pred(g')=(B+2C+D+2)/4,

pred(h')=(C+2D+E+2)/4,

pred(i')=(D+2E+F+2)/4,

pred(j')=(E+2F+G+2)/4,

pred(p')=(F+G+1)/2 (17)

pred(a')=I,

pred(b')=I,

pred(c', e')=I,

pred(d', f)=I,

pred(g', I')=(3I+J+2)/4,

pred(h', j')=(I+J+1)/2,

pred(k', m')=(I+2J+K+2)/4,

pred(l', n')=(J+K+1)/2,

pred(o')=(J+2K+L+2)/4,

pred(p')=(K+L+1)/2 (18)

После этого модуль 206 определения смежного режима вычисляет разности между сигналами предсказания, сгенерированными посредством вышеупомянутых девяти способов предсказания, и величинами пикселей, которые изначально имела смежная область, и определяет эти разности как величины корреляции между соответствующими сигналами предсказания и сигналами пикселей. Например, подобная величина корреляции может представлять собой сумму абсолютных разностей сигналов соответствующих пикселей. Кроме того, модуль 206 определения смежного режима определяет способ предсказания с наивысшей величиной корреляции из определенных величин корреляции, соответствующих девяти способам предсказания. В частности, модуль 206 определения смежного режима определяет способ предсказания с наименьшей величиной корреляции, определенной как сумма разностей между сигналом предсказания и исходным сигналом, как режим с наивысшей корреляцией и выводит его как оптимальный режим предсказания для смежной области (способ предсказания смежной области). Далее модуль 206 определения смежного режима передает информацию о способе предсказания смежного режима через линию L206 в модуль 205 предсказания информации режима.

Следует отметить, что способы предсказания целевого блока, показанные на Фиг.4-12, и соответствующие способы предсказания смежной области, показанные на Фиг.13-21, имеют определенное отношение. Во-первых, в двух соответствующих способах предсказания сигналы интерполяции генерируются с использованием одинаковой близлежащей пиксельной группы. Кроме того, за исключением случаев, где используется средняя величина близлежащей пиксельной группы, как показано на Фиг.6 и 15, существует фиксированное отношение между направлением интерполяции для сигналов целевых пикселей целевого блока и направлением интерполяции для сигналов пикселей смежной области, и, в частности, эти направления противоположны друг другу (однако следует отметить, что эти направления могут иметь любое другое отношение).

Формы и позиции смежной области в соответствующих способах предсказания отличаются, поскольку они определяются согласно соответствующим способам предсказания, но также представляется возможным использовать смежную область с одинаковой формой и позицией независимо от способов предсказания. Кроме того, количество пикселей в смежной области одинаково для всех способов предсказания и оно составляет 4×4 пикселей. Однако количество пикселей в смежной области может варьировать в соответствии со способами предсказания. В этом случае, однако, необходимо нормализовать величины корреляции для их сравнения.

Модуль 205 предсказания информации режима принимает ввод информации режима о способе предсказания целевой области (или его идентификационный номер) через линию L205 и ввод информации режима о способе предсказания смежной области (или его идентификационный номер) через линию L206. Модуль 205 предсказания информации режима предсказывает информацию режима о способе предсказания целевой области на основании информации режима о способе предсказания смежной области. В настоящем варианте осуществления модуль 205 предсказания информации режима вычитает из информации режима о способе предсказания целевой области информацию режима о способе предсказания смежной области, используемую как ее величина предсказания, и передает разность между ними как относительную информацию режима через линию L125 в модуль 115 статистического кодирования (см. Фиг.1). Следует отметить, что для относительного кодирования информации режима о способе предсказания целевой области с использованием информации режима о способе предсказания смежной области может использоваться любой способ.

Фиг.22 представляет собой схему последовательности операций процесса определения способа внутрикадрового предсказания и процесса генерации информации режима согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Во-первых, модуль 202 генерации сигнала предсказания и модуль 206 определения смежного режима получают из памяти 114 кадра близлежащую пиксельную группу, которая являет собой множество ранее воспроизведенных пикселей, непосредственно смежных с целевым блоком (этап S101). Далее модуль 206 определения смежного режима генерирует N сигналов предсказания для смежной области, смежной с целевым блоком, используя близлежащую пиксельную группу (этап S102). В настоящем варианте осуществления N=9, и сигналы предсказания для смежной области генерируются согласно способам предсказания, показанным на Фиг.13-21. Далее модуль 206 определения смежного режима вычисляет разности между сгенерированными сигналами предсказания для смежной области и сигналами пикселей, изначально входящих в смежную область, определяет эти разности как величины корреляции, соответствующие соответствующим способам предсказания, и определяет из них способ предсказания смежной области, который обеспечивает наивысшую корреляцию со смежной областью (этап S103).

С другой стороны, модуль 202 генерации сигнала предсказания генерирует M сигналов предсказания для целевого блока, используя ту же близлежащую пиксельную группу (этап S104). В настоящем варианте осуществления M=9, и сигналы предсказания для целевого блока генерируются посредством соответствующих способов согласно способам, показанным на Фиг.4-12. Далее модуль 201 определения способа предсказания вычисляет разности между сигналами предсказания для целевой области, сгенерированными вышеописанным образом, и сигналами пикселей, изначально входящих в целевой блок, определяет эти разности как величины корреляции, соответствующие соответствующим способам предсказания, и определяет из них способ предсказания, который обеспечивает наивысшую корреляцию с целевым блоком (этап S105). То есть этот способ предсказания выводится как способ предсказания целевой области.

Далее модуль 205 предсказания информации режима предсказывает способ предсказания целевой области на основании способа предсказания смежной области и получает относительную информацию режима (этап S106). То есть относительная информация режима вычисляется путем вычитания номера режима, указывающего способ предсказания смежной области, из номера режима, указывающего способ предсказания целевой области. В заключение, модуль 205 предсказания информации режима выводит вышеупомянутую относительную информацию режима через модуль 115 статистического кодирования (этап S107). Вышеупомянутый процесс повторяется для всех или некоторых блоков в изображении, как объекте кодирования.

Устройство декодирования изображения с предсказанием

Ниже описана конфигурация устройства декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему варианту осуществления. Фиг.23 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую конфигурацию устройства 50 декодирования изображения с предсказанием согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 50 декодирования изображения с предсказанием содержит входной терминал 500, модуль 501 анализа данных (средство анализа данных), модуль 502 обратного квантования (средство восстановления сигнала разности), модуль 503 обратного преобразования (средство восстановления сигнала разности), сумматор 504 (средство восстановления изображения), модуль 505 генерации сигнала внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания), память 506 кадра, модуль 507 получения способа внутрикадрового предсказания (средство генерации сигнала предсказания), модуль 508 генерации сигнала межкадрового предсказания, коммутационный переключатель 509 и выходной терминал 512. Каждый из компонентов устройства 50 декодирования изображения с предсказанием более подробно описан ниже.

Модуль 501 анализа данных принимает ввод сжатых данных изображения, которые кодированы со сжатием, из входного терминала 500 и извлекает из сжатых данных изображения сигнал разности целевого блока, информацию о способе предсказания, параметр квантования и информацию движения (в случае межкадрового предсказания). Эти сжатые данные изображения содержат сигнал разности, образуемый в результате кодирования объекта целевого блока из множества блоков, полученных путем разделения изображения одного кадра, и информации режима о способе предсказания. Модуль 501 анализа данных выводит извлеченный сигнал разности и параметр квантования через линию L502 и через линию L511c в модуль 502 обратного квантования и передает информацию о способе предсказания через линию L511b в переключатель 509. Кроме того, модуль 501 анализа данных выводит информацию движения о целевом блоке, как объекте восстановления, через линию L511a в модуль 508 генерации сигнала межкадрового предсказания и передает относительную информацию режима, входящую в состав информации режима, через линию L511d в модуль 507 получения способа внутрикадрового предсказания.

Коммутационный переключатель 509 коммутирует терминал сумматора 504 на основании информации режима, выведенной из модуля 501 анализа данных. В частности, коммутационный переключатель 509 переключается на сторону терминала 510a в случае выполнения межкадрового предсказания и на сторону терминала 510b в случае выполнения внутрикадрового предсказания на основании информации о способе предсказания.

Модуль 502 обратного квантования выполняет обратное квантование сигнала разности целевого блока на основании параметра квантования. Модуль 502 обратного квантования выводит обратно квантованный сигнал разности через линию L503 в модуль 503 обратного преобразования.

Модуль 503 обратного преобразования выполняет обратное дискретное косинусное преобразование сигнала разности, введенного из модуля 502 обратного квантования, чтобы восстановить воспроизведенный сигнал разности. Модуль 503 обратного преобразования выводит воспроизведенный сигнал разности, восстановленный упомянутым образом, через линию L504 в сумматор 504.

Когда применяется межкадровое предсказание, модуль 508 генерации сигнала межкадрового предсказания генерирует сигнал предсказания, обозначаемый вектором движения со ссылкой на память 506 кадра. С другой стороны, когда применяется внутрикадровое предсказание, модуль 507 получения способа внутрикадрового предсказания получает способ предсказания для восстановления сигналов целевых пикселей целевого блока на основании относительной информации режима (детали описаны ниже). Полученный способ предсказания передается через линию L505 в модуль 505 генерации сигнала внутрикадрового предсказания, и модуль 505 генерации сигнала внутрикадрового предсказания получает сигналы пикселей в близлежащей пиксельной группе из памяти 506 кадра на основании способа предсказания, и генерирует сигнал предсказания для сигналов целевых пикселей. Каждый из модуля 508 генерации сигнала межкадрового предсказания и модуля 505 генерации сигнала внутрикадрового предсказания передает сгенерированный сигнал предсказания через коммутационный переключатель 509 в сумматор 504.

Сумматор 504 прибавляет воспроизведенный сигнал разности, восстановленный модулем 503 обратного преобразования, к сигналу предсказания, чтобы восстановить сигналы пикселей целевого блока, выводит эти сигналы пикселей через линию L512 в выходной терминал 512, а также сохраняет их в памяти 506 кадра.

Конфигурация модуля 507 получения способа внутрикадрового предсказания более подробно описана ниже. Фиг.24 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую конфигурацию модуля 507 получения способа внутрикадрового предсказания. Как показано, модуль 507 получения способа внутрикадрового предсказания содержит модуль 601 определения смежного режима (модуль определения первого способа предсказания) и модуль 602 генерации информации режима.

Модуль 601 определения смежного режима определяет оптимальный способ предсказания для смежной области, смежной с целевым блоком, используя близлежащую пиксельную группу, и модуль 602 генерации информации режима восстанавливает относительную величину информации режима о способе внутрикадрового предсказания, переданную через линию L511d, используя оптимальный способ предсказания (способ предсказания смежной области), и выводит полученную информацию режима о способе внутрикадрового предсказания через линию L505 в модуль 505 генерации сигнала внутрикадрового предсказания.

Модуль 601 определения смежного режима получает величины пикселей смежной области и величины пикселей близлежащей пиксельной группы через линию L507 из памяти 506 кадра, и генерирует соответствующие сигналы предсказания для смежной области, используя вышеописанные девять способов предсказания согласно Фиг.13-21. Так, модуль 601 определения смежного режима генерирует сигналы предсказания для смежной области, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, и определяет разности между сгенерированными сигналами предсказания и сигналами пикселей, которые изначально имела смежная область, как величины корреляции между сигналами предсказания и сигналами пикселей смежной области. В настоящем варианте осуществления используемые величины корреляции являются суммами сигналов абсолютных разностей. Далее модуль 601 определения смежного режима выводит способ предсказания с наивысшей корреляцией из девяти величин корреляции, определенных как описано выше, в качестве способа предсказания смежной области, и выводит способ предсказания смежной области через линию L601 в модуль 602 генерации информации режима.

Модуль 602 генерации информации режима предсказывает способ предсказания целевой области для целевого блока на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем 601 определения смежного режима. В частности, модуль 602 генерации информации режима прибавляет идентификационный номер способа предсказания смежной области к относительной величине информации режима о способе внутрикадрового предсказания, переданной через линию L511d, чтобы сгенерировать информацию режима о способе внутрикадрового предсказания. Вместо суммирования, операция, используемая для выведения информации режима о целевом блоке, может быть операцией, соответствующей устройству кодирования, чтобы восстанавливать информацию режима о способе внутрикадрового предсказания на основании способа предсказания смежной области.

Фиг.25 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс определения способа внутрикадрового предсказания согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Во-первых, модуль 601 определения смежного режима получает из памяти 506 кадра множество ранее воспроизведенных пикселей (близлежащую пиксельную группу), непосредственно смежных с целевым блоком (этап S201). Далее модуль 601 определения смежного режима генерирует N сигналов предсказания для смежной области, смежной с целевым блоком, используя близлежащую пиксельную группу (этап S202). В настоящем варианте осуществления N=9, и сигналы предсказания для смежной области генерируются посредством соответствующих способов, показанных на Фиг.13-21.

Далее модуль 601 определения смежного режима получает разности между сгенерированными сигналами предсказания для смежной области и сигналами пикселей, изначально входящих в смежную область, определяет эти разности как величины корреляции, соответствующие соответствующим способам предсказания, и определяет из них способ предсказания смежной области, который обеспечивает наивысшую корреляцию со смежной областью (этап S203). Далее модуль 602 генерации информации режима выводит способ предсказания целевой области для генерации предсказания для целевого блока на основании относительной информации режима о способе внутрикадрового предсказания для целевого блока и способа предсказания смежной области (этап S204). В настоящем варианте осуществления способ предсказания целевой области выводится путем прибавления идентификационного номера способа предсказания смежной области к вышеупомянутой относительной информации режима. В заключение, идентификационная информация в способе предсказания целевой области выводится в модуль 505 генерации сигнала внутрикадрового предсказания (этап S205). Следующим процессом является генерация сигнала предсказания целевого блока согласно этой идентификационной информации.

Вышеописанные устройство 10 кодирования изображения с предсказанием и устройство 50 декодирования изображения с предсказанием сконфигурированы так, чтобы выводить из множества первых способов предсказания сигналов пикселей смежной области способ предсказания смежной области для генерации сигнала предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей смежной области, используя близлежащую пиксельную группу, которая являет собой группу ранее воспроизведенных сигналов пикселей, непосредственно смежных с целевой областью как объекту кодирования, чтобы предсказывать способ предсказания целевого блока на основании упомянутого способа предсказания смежной области и чтобы генерировать сигнал внутрикадрового предсказания целевой области на основании способа предсказания целевой области. Эта конфигурация сокращает объем кода, связанного с идентификационной информацией (информацией режима) для идентификации способа предсказания целевой области и, соответственно, эффективно сокращает объем информации для идентификации способа предсказания. В результате информация режима для идентификации способа предсказания сокращается, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания в области пикселей для повышения точности предсказания сигналов пикселей, и, таким образом, повышается общая эффективность кодирования. В частности, поскольку способ предсказания, определенный для смежной области со ссылкой на близлежащую пиксельную группу, имеет высокую корреляцию со способом предсказания целевой области, определенным с использованием той же близлежащей пиксельной группы, точность предсказания информации режима повышается и общий объем кода сокращается более эффективно.

Сверх того, поскольку объем информации режима может быть сокращен в сжатых данных, увеличение объема информации режима, связанное с увеличением количества блоков, будет меньше, даже если целевая область будет разделена на меньшие блоки. Следовательно, целевая область может быть разделена на меньшие блоки, что позволяет обеспечивать совпадение сигналов интерполяции с локальными свойствами меньших блоков, в результате чего обеспечивается уменьшение сигнала разности.

Более того, когда область, смежная с целевым блоком, кодируется путем кодирования с межкадровым предсказанием и смежный блок не имеет какой-либо информации внутрикадрового предсказания, информация предсказания целевой области кодируется на основании способа предсказания, определенного из множества способов предсказания для смежной области, смежной с целевым блоком. Следовательно, информация о способе предсказания в целевом блоке эффективно кодируется.

В частности, способ предсказания целевой области для генерации сигнала предсказания с высокой корреляцией с сигналами пикселей целевой области выводится с использованием близлежащей пиксельной группы из множества вторых способов для предсказания сигналов пикселей целевой группы, способ предсказания целевой области предсказывается на основании способа предсказания смежной области, и информация режима о способе предсказания целевой области генерируется как относительная информация со ссылкой на способ предсказания смежной области. Благодаря этой конфигурации сокращается объем кода информации режима для идентификации способа предсказания целевой области, поскольку используется информация, предсказанная на основании способа предсказания смежной области, и, следовательно, информация режима для идентификации способа предсказания эффективно сокращается.

Сверх того, поскольку первые способы предсказания для предсказания сигналов пикселей смежной области и вторые способы предсказания для предсказания сигналов целевых пикселей имеют отношение, в котором направления интерполяции для сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу, обеспечивается высокая корреляция между выведенным способом предсказания смежной области и способом предсказания целевой области, благодаря чему объем информации режима для идентификации способа предсказания сокращается более эффективно.

Ниже приведено описание программы кодирования изображения с предсказанием и программы декодирования изображения с предсказанием, которые позволяют компьютеру функционировать как устройство 10 кодирования изображения с предсказанием и устройство 50 декодирования изображения с предсказанием.

Программа кодирования изображения с предсказанием и программа декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению предоставлены как программы, сохраненные на носителе записи. Примерами подобных носителей записи являются дискеты, диски CD-ROM, диски DVD или ПЗУ, полупроводниковая память и т.п.

Фиг.26 представляет собой чертеж, иллюстрирующий конфигурацию аппаратной части компьютера для выполнения программы, записанной на носителе записи, а Фиг.27 представляет собой перспективный вид компьютера для выполнения программы, сохраненной на носителе записи. Термин "компьютер" охватывает DVD-плеер, телевизионную приставку, сотовый телефон и т.п., которые снабжены ЦПУ и сконфигурированы для выполнения обработки и управления на основании программного обеспечения.

Как показано на Фиг.26, компьютер 30 содержит устройство 12 чтения, такое как дисковод, привод CD-ROM или DVD, оперативную память 14 (ОЗУ), в которой хранится операционная система, память 16, в которой хранится программа, записанная на носителе 10 записи, устройство 18 отображения, такое как дисплей, мышь 20 и клавиатуру 22 в качестве устройств ввода, устройство 24 связи для передачи и приема данных, а также ЦПУ 26 для управления выполнением программы. Когда носитель 10 записи вставляется в устройство 12 чтения, компьютер 30 получает доступ к программам кодирования и декодирования изображения с предсказанием, хранимым в носителе 10 записи, и компьютер 30 получает возможность функционировать как устройство кодирования изображения с предсказанием и устройство декодирования изображения с предсказанием согласно настоящему изобретению на основании программы кодирования и декодирования изображения с предсказанием.

Как показано на Фиг.27, программа кодирования изображения с предсказанием или программа декодирования изображения с предсказанием может быть предоставлена через сеть в форме сигнала 40 компьютерных данных, наложенного на несущую волну. В этом случае компьютер 30 сохраняет программу кодирования изображения с предсказанием или программу декодирования изображения с предсказанием, принятую через устройство 24 связи, в памяти 16, после чего компьютер 30 получает возможность выполнить программу кодирования изображения с предсказанием или программу декодирования изображения с предсказанием.

Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления. Например, устройство 10 кодирования изображения с предсказанием и устройство 50 декодирования изображения с предсказанием могут действовать так, чтобы определять способ предсказания целевого блока на основании способа предсказания смежной области, выведенного для смежной области с использованием близлежащей пиксельной группы.

Фиг.28 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую пример модификации модуля определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания в устройстве 10 кодирования изображения с предсказанием. Согласно данному примеру модификации модуль 305 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания содержит модуль 206 определения смежного режима и модуль 301 определения способа предсказания. Модуль 206 определения смежного режима передает информацию о способе предсказания смежной области, который является оптимальным способом предсказания для смежной области, через линию L202 в модуль 301 определения способа предсказания. Модуль 301 определения способа предсказания предсказывает оптимальный способ предсказания целевой области для целевого блока согласно способу предсказания смежной области. В частности, модуль 301 определения способа предсказания выводит в качестве способа предсказания целевой области один режим предсказания, соответствующий способу предсказания смежной области, поскольку существует фиксированное отношение между способами предсказания целевого блока и соответствующими способами предсказания смежной области, как описано со ссылкой на Фиг.4-21. Более конкретно, режим предсказания для целевой области определяется как режим предсказания, в котором направления интерполяции сигналов пикселей противоположны соответствующим направлениям режима предсказания смежной области. Например, когда согласно способу предсказания смежной области близлежащая пиксельная группа протягивается вверх (Фиг.13), в качестве способа предсказания целевой области должен быть определен способ, согласно которому близлежащая пиксельная группа протягивается вниз (Фиг.4). Например, способ предсказания может быть с легкостью выведен путем назначения одинакового идентификационного номера способу предсказания целевого блока и соответствующему способу предсказания смежной области. Сверх того, способ предсказания целевой области также может быть выведен путем выполнения предопределенной операции относительно идентификационного номера способа предсказания смежной области.

Фиг.29 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую процесс определения способа предсказания посредством модуля 305 определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания. Во-первых, модуль 206 определения смежного режима получает из памяти 506 кадра множество ранее воспроизведенных пикселей, непосредственно смежных с целевым блоком (этап S301). Далее модуль 206 определения смежного режима генерирует N сигналов предсказания для смежной области, смежной с целевым блоком, используя близлежащую пиксельную группу (этап S302). В настоящем варианте осуществления N=9, и сигналы предсказания для смежной области генерируются посредством соответствующих способов, показанных на Фиг.13-21. Далее модуль 206 определения смежного режима получает разности между сгенерированными сигналами предсказания для смежной области и сигналами пикселей, изначально входящих в смежную область, определяет эти разности как величины корреляции, соответствующие соответствующим способам предсказания, и определяет из них способ предсказания смежной области, который обеспечивает наивысшую корреляцию со смежной областью (этап S303). Далее модуль 301 определения способа предсказания выводит способ предсказания целевой области согласно способу предсказания смежной области, используя отношение между способами предсказания целевого блока и соответствующими способами предсказания смежной области (этап S304). Детали данной процедуры описаны ниже. В заключение, идентификационная информация о способе предсказания целевой области выводится в модуль 106 генерации сигнала внутрикадрового предсказания (этап S305). Следующим процессом является генерация сигнала предсказания целевого блока согласно этой идентификационной информации.

Когда данное устройство действует, чтобы определить способ предсказания целевого блока на основании способа предсказания целевой области, нет никакой необходимости в использовании информации режима для идентификации способа предсказания целевой области, и общая эффективность кодирования повышается еще больше. Поскольку способ предсказания, подходящий в качестве способа предсказания целевой области, точно выводится путем определения в качестве способа предсказания для целевой области способа предсказания с противоположным направлением интерполяции сигналов пикселей относительно способа предсказания смежной области, объем кода сигналов пикселей также эффективно сокращается.

Ниже описана конфигурация устройства 50 декодирования изображения с предсказанием, соответствующего вышеописанному примеру модификации. Устройство 50 декодирования изображения с предсказанием действует так, чтобы определять способ предсказания целевой области только на основании способа предсказания целевой области, если сжатые данные не содержат какой-либо информации относительно способа внутрикадрового предсказания. То есть в этом случае относительная информация режима о способе предсказания не вводится в модуль 507 получения способа внутрикадрового предсказания. Модуль 601 определения смежного режима передает идентификационную информацию об определенном способе предсказания смежного режима через линию L601 в модуль 602 генерации информации режима. Далее модуль 602 генерации информации режима выводит способ предсказания целевой области согласно способу предсказания смежной области путем использования фиксированного отношения между способами предсказания целевого блока и соответствующими способами предсказания смежной области, как делает модуль 301 определения способа предсказания. В частности, способ предсказания целевой области является способом предсказания, в котором направления интерполяции сигналов пикселей противоположны соответствующим направлениям способа предсказания смежной области.

Устройство может быть сконфигурировано так, чтобы устанавливать одинаковую форму и позицию (область) смежной области для целевой области в девяти способах предсказания, выполняемых модулем 206, 601 определения смежного режима на Фиг.2, 24 или 28, чтобы генерировать сигналы предсказания для смежной области с такой же площадью посредством упомянутых девяти способов предсказания и чтобы определять способ предсказания смежной области на основании корреляций между сгенерированными сигналами и сигналами пикселей, которые изначально присутствовали в смежной области.

Например, модуль определения смежного режима использует первые способы предсказания, как показано на Фиг.30-38, соответствующие вторым способам предсказания (Фиг.4-12). В частности, как показано на Фиг.30, пиксельная группа G3004 из пикселей a-p представляет собой группу пикселей, входящих в целевой блок, пиксельная группа G3003 из пикселей A-M является близлежащей пиксельной группой, а пиксельная группа G3005 из пикселей a'-x' является группой пикселей, входящих в смежную область, смежная с целевым блоком с расположением близлежащей пиксельной группы между ними. Так, для пиксельной группы G3005 в смежной области, модуль определения смежного режима генерирует сигнал предсказания путем протягивания каждого пикселя вверх, используя пиксели A-D и M из близлежащей пиксельной группы G3003. Для пикселей k'-x' сигналы предсказания генерируются с использованием пикселя L в близлежащей пиксельной группе G3003. Конкретные математические выражения, используемые в этом случае, приведены ниже в Формулах (19). Но вместо нижеприведенных Формул (19) также возможно использовать исходные величины o0', v0' пикселей o', v', входящих в смежную область G3005, как показано ниже в Формулах (20), либо использовать пиксели X, Y, расположенные вне смежной области G3005 и непосредственно не смежные с целевой областью, как показано ниже в Формулах (21).

pred(a', f')=M

pred(b', g')=A

pred(c', h')=B

pred(d', i')=C

pred(e', j')=D

pred(k', l', m', n', o', p', q')=L

pred(r', s', t', u', v', w', x')=L (19)

pred(k', l', m', n', o', p', q')=o0'

pred(r', s', t', u', v', w', x')=v0' (20)

pred(k', 1', m', n', o', p', q')=Y

pred(r', s', t', u', v', w', x')=X (21)

Аналогично, модуль определения смежного режима протягивает пиксели в предопределенных направлениях, используя часть близлежащей пиксельной группы G3103-G3803 для смежной области G3105-3805, как показано на Фиг.31-38, чтобы генерировать сигналы предсказания посредством нижеприведенных Формул (22)-(29), и на этом основании определяет способ предсказания смежной области. Все смежные области G3105-3805 имеют одинаковый размер и одинаковое относительное расположение относительно целевой области. В следующих формулах символ в нижнем индексе представляет ранее воспроизведенную величину пикселя.

pred(k', r')=L

pred(s', l')=K

pred(t', m')=J

pred(u', n')=I

pred(v', o')=M

pred(w', p', a', b', c', d', e')=E

pred(x', q', f', g', h', i', j')=E (22)

pred(a',..., x')=[A+B+C+D+I+J+K+L+4]/8 (23)

pred(e')=(B+2C+D+2)/4

pred(d', j')=(A+2B+C+2)/4

pred(c', i')=(M+2A+B+2)/4

pred(b', h')=(3M+A+2)/4

pred(x')=(A'+2B'+C'+2)/4

pred(w', q')=(B'+2C'+D'+2)/4

pred(v', p', f)=(C'+2 D'+E'+2)/4

pred(u', o', a', g')=(D'+2E'+F'+2)/4

pred(t', n')=(3M+I+2)/4

pred(s', m')=(M +2I+J+2)/4

pred(r', f)=(I+2J+K+2)/4

pred(k')=(J+2K+L+2)/4 (24)

pred(r', s', k')=L

pred(l',t')=(3L+K+2)/4

pred(m', u')=(J+2K+L+2)/4

pred(n', v')=(I+2J+K+2)/4

pred(o', w')=(M+2I+J+2)/4

pred(p', x')=M

pred(a', q')=(M+2A+B+2)/4

pred(b', f ')=(A+2B+C+2)/4

pred(c', g')=(B+2C+D+2)/4

pred(d', h')=(C+2D+E+2)/4

pred(e', i')=(D+2E+F+2)/4

pred(j')=(E+2F+G+2)/4 (25)

pred(r')=(D'+2E'+F'+2)/4

pred(s')=(C+2D'+E'+2)/4

pred(t', k')=(B'+2C'+D'+2)/4

pred(u', f)=(A'+2B'+C+2)/4

pred(m', v')=(K+3L+2)/4

pred(n', w')=(J+2K+L+2)/4

pred(o', x')=(I+2J+K+2)/4

pred(p')=(M+ 2I +J+2)/4

pred(q')=(I+2M+A+2)/4

pred(a')=(M+A+1)/2

pred(f')=(M+2A+B+2)/4

pred(b')=(A+B+1)/2

pred(g')=(A+2B+C+2)/4

pred(c')=(B+C+1)/2

pred(h')=(B+2C+D+2)/4

pred(d')=(C+D+1)/2

pred(i')=(C+2D+E+2)/4

pred(e')=(D+E+1)/2

pred(j')=(D+2E+F+2)/4 (26)

pred(r')=(F'+G'+1)/2

pred(k')=(E'+2F'+G'+2)/4

pred(s')=(K+3L+2)/4

pred(l')=(K+L+1)/2

pred(t')=(J+2K+L+2)/4

pred(m')=(J+K+1)/2

pred(u')=(I+2J+K+2)/4

pred(n')=(I +J+1)/2

pred(v')=(M+2I+J+2)/4

pred(o')=(M+I+1)/2

pred(w')=(I+2M+A+2)/4

pred(p')=(M+2A+B+2)/4

pred(a', x')=(A+2B+C+2)/4

pred(b', q')=(B+2C+D+2)/4

pred(c', f ')=(C+2D+E+2)/4

pred(d', g')=(D+2E+F+2)/4

pred(e', h')=(E+2F+G+2)/4

pred(i')=(F+2G+H+2)/4

pred(j')=(G+3H+2)/4 (27)

pred(k')=(I+2J+K+2)/4

pred(f)=(M+2I+J+2)/4

pred(m', r')=(a0'+2M+I+2)/4

pred(n', s')=(f0'+2a0'+M+2)/4

pred(a')=(J'+2K'+L'+2)/4

pred(f ', o', t')=(J'+K'+1)/2

pred(p', u')=(F+2J'+K'+2)/4

pred(q', v')=(I'+J'+1)/2

pred(w')=(H'+2I'+J'+2)/4

pred(x')=(H'+F+1)/2

pred(g')=(o0'+2M+A+2)/4

pred(b')=(M+A+1)/2

pred(h')=(M+2A+B+2)/4

pred(c')=(A+2B+1)/2

pred(i')=(A+2B+C+2)/4

pred(d')=(B+C+1)/2

pred(j')=(B+2C+D+2)/4

pred(e')=(C+D+1)/2 (28)

pred(k')=(K+L+1)/2

pred(r')=(J+2K+L+2)/4

pred(l')=(J+K+1)/2

pred(s')=(I+2J+K+2)/4

pred(m')=(I+J+1)/2

pred(t')=(M+2I+J+2)/4

pred(n')=(M+I+1)/2

pred(u')=(a0'+2M+I+2)/4

pred(o')=(a0'+M+1)/2

pred(v')=(f0'+2a0'+M+2)/4

pred(b', i')=(M'+2N'+O'+2)/4

pred(a ', h')=(L'+2M'+N'+2)/4

pred(p', g')=(K'+2L'+M'+2)/4

pred(w',f')=(J'+2K'+L+2)/4

pred(q')=(I'+2J'+K'+2)/4

pred(x')=(H'+2I'+J'+2)/4

pred(c', j')=(o0'+2M+A+2)/4

pred(d')=(M+2A+B+2)/4

pred(e')=(A+2B+C+2)/4 (29)

В случаях, когда сигнал предсказания не может быть сгенерирован только посредством близлежащей пиксельной группы, сигнал предсказания может быть сгенерирован с использованием пикселей, входящих в смежную область, как в Формулах (28) и (29). Нижеприведенные Формулы (30) могут быть использованы вместо Формул (22), чтобы генерировать сигнал предсказания, используя пиксели, входящие в смежную область. Сигнал предсказания также может быть сгенерирован посредством ранее воспроизведенных пикселей, которые непосредственно не смежные с целевой областью и которые расположены вне смежной области, как в Формулах (24), (26), (27), (28) и (29). Нижеприведенные формулы (31) могут быть использованы вместо Формул (22), чтобы генерировать сигнал предсказания, используя ранее воспроизведенные пиксели.

Сверх того, нижеприведенная Формула (32) может быть использована вместо Формулы (23), чтобы сгенерировать сигнал предсказания.

pred(w', p', a', b', c', d', e')=a0'

pred(x', q', f', g', h', i', j')=f0' (30)

pred(w', p', a', b', c', d', e')=X

pred(x', q', f', g', h', i', j')=Y (31)

pred(a',...,x')=[A+B+C+D+I+J+K+L+M]/9 (32)

Промышленная применимость

Настоящее изобретение применимо к устройству кодирования изображения с предсказанием, устройству декодирования изображения с предсказанием, способу кодирования изображения с предсказанием, способу декодирования изображения с предсказанием, программе кодирования изображения с предсказанием и программе декодирования изображения с предсказанием, и настоящее изобретение обеспечивает возможность эффективного сокращения объема информации режима для идентификации способа предсказания, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания в области пикселей.

1. Устройство кодирования изображения с предсказанием, содержащее:
средство разделения на области, которое разделяет входное изображение на множество областей;
средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области, причем целевая область является объектом обработки из множества областей;
средство генерации сигнала разности, которое генерирует сигнал разности между сигналом внутрикадрового предсказания и сигналами целевых пикселей; и
средство кодирования, которое кодирует сигнал разности,
причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который генерирует множество сигналов предсказания, используя множество соответствующих предопределенных первых способов предсказания, причем модуль определения первого способа предсказания дополнительно идентифицирует один из множества соответствующих предопределенных первых способов предсказания в качестве способа предсказания смежной области, имеющего сигнал предсказания с наивысшей корреляцией с сигналами пикселей смежной области, которая является смежной с целевой областью, причем способ предсказания смежной области выводится используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы, причем близлежащая пиксельная группа представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, и
причем средство генерации сигнала предсказания дополнительно предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей, используя упомянутую по меньшей мере часть упомянутых сигналов близлежащих пикселей, используемых для выведения способа предсказания смежной области, причем способ предсказания целевой области предсказывается в соответствии со способом предсказания смежной области, выведенным модулем определения первого способа предсказания, и
средство генерации сигнала предсказания дополнительно генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области.

2. Устройство кодирования изображения с предсказанием по п.1, в котором средство генерации сигнала предсказания выводит в качестве способа предсказания целевой области тот способ предсказания, который имеет предопределенное отношение со способом предсказания смежной области, выведенным модулем определения первого способа предсказания,
причем упомянутое предопределенное отношение представляет собой отношение, в котором направления интерполяции сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу.

3. Устройство кодирования изображения с предсказанием по п.1, в котором средство генерации сигнала предсказания, дополнительно имеет модуль определения второго способа предсказания, который из множества предопределенных вторых способов предсказания выводит способ предсказания целевой области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания, имеющего наивысшую корреляцию с сигналами пикселей целевой области из множества предопределенных вторых способов предсказания, используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы,
причем средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области, выведенного модулем определения второго способа предсказания, и средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области на основании способа предсказания смежной области и генерирует относительную информацию между информацией для спецификации способа предсказания целевой области и способом предсказания смежной области.

4. Устройство кодирования изображения с предсказанием по п.3, в котором множество предопределенных первых способов предсказания и множество предопределенных вторых способов предсказания имеют отношение, в котором направления интерполяции сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу.

5. Устройство кодирования изображения с предсказанием по любому из пп.1-3, в котором модуль определения первого способа предсказания генерирует сигналы внутрикадрового предсказания для смежной области смежной с целевой областью посредством множества предопределенных первых способов предсказания, и таким образом выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания, имеющего наивысшую корреляцию с сигналами пикселей смежной области.

6. Устройство декодирования изображения с предсказанием, содержащее:
средство анализа данных, которое извлекает из сжатых данных кодированные данные разности о целевой области, причем кодированные данные извлекаются в качестве объекта обработки из сжатых данных;
средство восстановления сигнала разности, которое восстанавливает воспроизведенный сигнал разности из извлеченных кодированных данных;
средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области; и
средство восстановления изображения, которое прибавляет восстановленный воспроизведенный сигнал разности к сигналу внутрикадрового предсказания, чтобы восстановить сигналы целевых пикселей, входящих в состав целевой области,
причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который генерирует множество сигналов предсказания, используя множество соответствующих предопределенных первых способов предсказания, причем модуль определения первого способа предсказания дополнительно идентифицирует один из множества соответствующих предопределенных первых способов предсказания в качестве способа предсказания смежной области, имеющего сигнал предсказания с наивысшей корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, причем способ предсказания смежной области выводится используя, по меньшей мере, часть близлежащей пиксельной группы ранее воспроизведенных сигналов пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, и
причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей, используя упомянутую по меньшей мере часть упомянутой близлежащей пиксельной группы ранее воспроизведенных сигналов пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, причем способ предсказания целевой области предсказывается в соответствии со способом предсказания смежной области, выведенным модулем определения первого способа предсказания, и
причем средство генерации сигнала предсказания дополнительно генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области.

7. Устройство декодирования изображения с предсказанием по п.6, в котором средство генерации сигнала предсказания выводит в качестве способа предсказания целевой области тот способ предсказания, который имеет предопределенное отношение со способом предсказания смежной области, выведенным модулем определения первого способа предсказания, и
в котором упомянутое предопределенное отношение представляет собой отношение, в котором направления интерполяции сигналов пикселей в сигнале изображения противоположны друг другу.

8. Устройство декодирования изображения с предсказанием по п.6, в котором средство анализа данных дополнительно извлекает из сжатых данных относительную информацию способа предсказания для идентификации способа предсказания целевой области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания,
причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области на основании способа предсказания смежной области, выведенного модулем определения первого способа предсказания, чтобы, таким образом, восстановить способ предсказания целевой области из способа предсказания смежной области и относительной информации способа предсказания, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания, используя близлежащую пиксельную группу, на основании способа предсказания целевой области.

9. Устройство декодирования изображения с предсказанием по любому из пп.6-8, в котором модуль определения первого способа предсказания генерирует сигналы внутрикадрового предсказания для смежной области, смежной с целевой областью, посредством множества предопределенных первых способов предсказания, и, таким образом, выводит способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания, имеющего наивысшую корреляцию с сигналами пикселей смежной области.

10. Способ кодирования изображения с предсказанием, содержащий:
этап разделения на области, на котором средство разделения на области разделяет входное изображение на множество областей;
этап генерации сигнала предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области, причем целевая область является объектом обработки из множества областей;
этап генерации сигнала разности, на котором средство генерации сигнала разности генерирует сигнал разности между сигналом внутрикадрового предсказания, сгенерированным средством генерации сигнала предсказания, и сигналами целевых пикселей; и
этап кодирования, на котором средство кодирования кодирует сигнал разности, сгенерированный средством генерации сигнала разности,
причем этап генерации сигнала предсказания имеет этап определения первого способа предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания генерирует множество соответствующих предопределенных первых способов предсказания и идентифицирует один из множества соответствующих предопределенных первых способов предсказания в качестве способа предсказания смежной области, имеющего сигнал предсказания с наивысшей корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, причем способ предсказания смежной области использует по меньшей мере часть близлежащей пиксельной группы ранее воспроизведенных сигналов пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, и
причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей, используя упомянутую по меньшей мере часть упомянутой близлежащей пиксельной группы ранее воспроизведенных сигналов пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, причем способ предсказания целевой области предсказывается в соответствии со способом предсказания смежной области, выведенным на этапе определения первого способа предсказания, и
при этом средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области.

11. Способ декодирования изображения с предсказанием, содержащий:
этап анализа данных, на котором средство анализа данных извлекает из сжатых данных кодированные данные разности о целевой области в качестве объекта обработки;
этап восстановления сигнала разности, на котором средство восстановления сигнала разности восстанавливает воспроизведенный сигнал разности из кодированных данных, извлеченных средством анализа данных;
этап генерации сигнала предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области; и
этап восстановления изображения, на котором средство восстановления изображения прибавляет воспроизведенный сигнал разности, восстановленный средством восстановления сигнала разности, к сигналу внутрикадрового предсказания, сгенерированному средством генерации сигнала предсказания, чтобы, таким образом, восстановить сигналы целевых пикселей, входящих в состав целевой области,
причем этап генерации сигнала предсказания имеет этап определения первого способа предсказания, на котором средство генерации сигнала предсказания генерирует множество сигналов предсказания, используя множество соответствующих предопределенных первых способов предсказания, и идентифицирует один из множества соответствующих предопределенных первых способов предсказания в качестве способа предсказания смежной области, имеющего сигналы предсказания с наивысшей корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, причем способ предсказания смежной области выводится используя по меньшей мере часть близлежащей пиксельной группы ранее воспроизведенных сигналов пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, и
причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей, используя упомянутую по меньшей мере часть упомянутой близлежащей пиксельной группы, используемой для выведения способа предсказания смежной области, причем способ предсказания целевой области предсказывается в соответствии со способом предсказания смежной области, выведенным на этапе определения первого способа предсказания, и
при этом средство генерации сигнала предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области.

12. Невременный компьютерно-читаемый носитель, хранящий программу кодирования изображения с предсказанием, которая позволяет компьютеру функционировать как:
средство разделения на области, которое разделяет входное изображение на множество областей;
средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области, причем целевая область является объектом обработки из множества областей;
средство генерации сигнала разности, которое генерирует сигнал разности между сигналом внутрикадрового предсказания и сигналами целевых пикселей; и
средство кодирования, которое кодирует сигнал разности,
причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который генерирует множество сигналов предсказания, используя множество соответствующих предопределенных первых способов предсказания, и идентифицирует один из множества соответствующих предопределенных первых способов предсказания в качестве способа предсказания смежной области, имеющего сигнал предсказания с наивысшей корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, причем упомянутый сигнал внутрикадрового предсказания генерируется используя по меньшей мере часть близлежащей пиксельной группы, причем упомянутая близлежащая пиксельная группа представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, и
причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей в соответствии со способом предсказания смежной области и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области.

13. Невременный компьютерно-читаемый носитель, хранящий программу декодирования изображения с предсказанием, которая позволяет компьютеру функционировать как:
средство анализа данных, которое извлекает из сжатых данных кодированные данные разности о целевой области, причем кодированные данные извлекаются в качестве объекта обработки из сжатых данных;
средство восстановления сигнала разности, которое восстанавливает воспроизведенный сигнал разности из извлеченных кодированных данных;
средство генерации сигнала предсказания, которое генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для сигналов целевых пикселей, входящих в состав целевой области; и
средство восстановления изображения, которое прибавляет воспроизведенный сигнал разности к сигналу внутрикадрового предсказания, чтобы восстановить сигналы целевых пикселей, входящих в состав целевой области,
причем средство генерации сигнала предсказания имеет модуль определения первого способа предсказания, который генерирует множество сигналов предсказания, используя множество соответствующих предопределенных первых способов предсказания, и идентифицирует один из множества соответствующих предопределенных первых способов предсказания в качестве способа предсказания смежной области, имеющего сигнал предсказания с наивысшей корреляцией с сигналами пикселей смежной области, смежной с целевой областью, причем упомянутый способ предсказания смежной области выводится, используя по меньшей мере часть близлежащей пиксельной группы, причем упомянутая близлежащая пиксельная группа представляет собой ранее воспроизведенные сигналы пикселей, непосредственно смежных с целевой областью, и
причем средство генерации сигнала предсказания предсказывает способ предсказания целевой области для сигналов целевых пикселей, используя упомянутую по меньшей мере часть упомянутой близлежащей пиксельной группы, также используемой для выведения способа предсказания смежной области, причем способ предсказания целевой области предсказывается в соответствии со способом предсказания смежной области, и генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области на основании способа предсказания целевой области.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам кодировании изображений. Техническим результатом является повышение качества изображения посредством уменьшения возникающих локально ошибок предсказания.

Изобретение относится к области обработки звуковых сигналов и, в частности, к синхронизации аудиопотока и переключения в системе адаптивного звука. Техническим результатом является обеспечение надлежащей синхронизации звукового содержимого и видеосодержимого и передача звука в боковой полосе соединения с сетью Ethernet.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении эффективности декодирования остаточного блока преобразования с большим размером.

Изобретение относится к технике вещания телевизионных программ, в частности к персонализации программных потоков различных зон вещания сети передачи на одной частоте, в соответствии со второй версией стандарта наземного телевизионного вещания (DVB-T2).

Изобретение относится к устройству приема и способу приема с возможностью управления работой заданной прикладной программы в связи с развитием аудиовизуального (AV) контента, такого как телевизионная программа.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в уменьшении памяти для хранения векторов движения.

Изобретение относится к средствам кодирования и декодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования видеоданных.

Изобретение относится к цифровому широковещательному приемнику и способу приема, которые позволяют обеспечить услуги высокого качества путем объединения широковещания и связи.

Изобретение относится к устройству и способу подачи контента, которые позволяют транслировать широковещательный контент путем цифрового телевизионного широковещания, и распределяемый контент, распределяемый через Интернет, которые воспроизводятся совместно друг с другом.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении эффективности кодирования.

Изобретение относится к технологиям кодирования и декодирования видеоданных. Техническим результатом является снижение влияния ошибок округления при двунаправленном и многонаправленном предсказании за счет обеспечения регулировки точности сигналов предсказания. Предложен способ предсказания с компенсацией движения при видеокодировании. Способ включает в себя этап, на котором определяют блок пикселей представления видеоданных, кодированного в битовом потоке, при этом значения упомянутых пикселей имеют первую точность сигнала предсказания. Первая точность указывает количество битов, необходимых для представления значений упомянутых пикселей. Далее согласно способу определяют тип предсказания упомянутого блока. Определяют первое местоположение опорных пикселей в первом опорном блоке и второе местоположение опорных пикселей во втором опорном блоке. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в согласованности порядка сканирования как для кодирования отображения значимости коэффициентов преобразования, так и для кодирования уровней коэффициентов преобразования. Способ кодирования коэффициентов преобразования, ассоциированных с остаточными данными видео, в процессе кодирования видео, содержащий компоновку блока коэффициентов преобразования в один или более поднаборов коэффициентов преобразования на основании порядка сканирования; кодирование первой части уровней коэффициентов преобразования в каждом поднаборе, причем первая часть уровней включает в себя по меньшей мере значимость коэффициентов преобразования в каждом поднаборе; и кодирование второй части уровней коэффициентов преобразования в каждом поднаборе, причем кодирование первой части уровней коэффициентов преобразования содержит кодирование значимости коэффициентов преобразования в каждом поднаборе в соответствии с порядком сканирования, и в котором кодирование второй части уровней из уровней коэффициентов преобразования содержит кодирование уровней коэффициентов преобразования в каждом поднаборе в соответствии с порядком сканирования, при этом порядок сканирования включает в себя как шаблон сканирования, так и направление сканирования. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 30 ил., 5 табл.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в быстром и точном определении начального и конечного положений I-кадра. Способ для извлечения I-кадра включает анализ пакетов транспортного потока в транспортном потоке одного за одним и если установлено, что текущий пакет транспортного потока является видеопакетом и содержит заголовок пакетного элементарного потока (PES), выполнение определения согласно данным после PES заголовка в текущем пакете транспортного потока, чтобы определить начальное и конечное положения I-кадра; при этом на шаге осуществления определения согласно данным после PES заголовка для определения конечного положения I-кадра, если устанавливается, что байты после PES заголовка в текущем пакете транспортного потока содержат информацию среза и устанавливается, что начальный идентификационный элемент в информации среза распознается как начальные данные данного кадрового изображения, предыдущий пакет транспортного потока текущего пакета транспортного потока определяется как конечное положение I-кадра. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологиям обработки изображений. Техническим результатом является снижение вычислительной сложности процесса удаление шума целевого пикселя. Предложен способ обработки изображения. Способ включает в себя этап, на котором сравнивают шаблоны, один из которых является источником сравнения для целевого пикселя шумоподавления в целевом изображении шумоподавления, а другой является шаблоном для каждой из точек поиска, которые являются целями поиска в форме поиска в целевом изображении шумоподавления. Далее, согласно способу удаляют шум целевого пикселя с помощью весового коэффициента в соответствии со степенью сходства между шаблонами и взвешенной суммой пиксельных значений в точках поиска. Кроме того, вычисляют направление границы, используя целевое изображение шумоподавления. Устанавливают форму поиска, в которой количество точек поиска вдоль направления, которое перпендикулярно направлению границы, меньше количества точек поиска вдоль направления границы, используя вычисленное направление границы в качестве индекса, используемого для ограничения формы поиска. 6 н. и 2 з.п. ф-лы, 34 ил., 1 табл.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в согласованности порядка сканирования для кодирования как отображения значимости коэффициентов преобразования, так и для кодирования уровней коэффициентов преобразования. Способ кодирования коэффициентов преобразования, ассоциированных с остаточными данными видео в процессе кодирования видео, содержит кодирование информации, указывающей значимые коэффициенты преобразования в блоке коэффициентов преобразования со сканированием, осуществляющемся в обратном направлении сканирования от коэффициентов более высокой частоты в блоке коэффициентов преобразования к коэффициентам более низкой частоты в блоке коэффициентов преобразования, формирование отображения значимости для блока на основании кодированной информации, указывающей значимые коэффициенты преобразования, и кодирование информации, указывающей уровни значимых коэффициентов преобразования, в обратном направлении сканирования от коэффициентов более высокой частоты в блоке коэффициентов преобразования к коэффициентам более низкой частоты в блоке коэффициентов преобразования. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 30 ил., 5 табл.

Изобретение относится к технологиям кодирования/декодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования/декодирования коэффициентов преобразования. Предложен способ для кодирования коэффициентов преобразования. Способ содержит этап, на котором кодируют коэффициенты преобразования блока коэффициентов преобразования в соответствии с предварительно определенным порядком сканирования и кодируют установленное число коэффициентов преобразования в каждой группе, пока не будет кодирована последняя группа блока коэффициентов преобразования. Далее согласно способу сохраняют полученную карту ненулевых коэффициентов преобразования, абсолютные значения коэффициентов преобразования и положительные и отрицательные знаки ненулевых коэффициентов преобразования. Когда кодируют последнюю группу, после получения карты ненулевых коэффициентов преобразования, кодированных в последней группе, кодируют сохраненную карту ненулевых коэффициентов преобразования и карту ненулевых коэффициентов преобразования, кодированных в последней группе, в поток битов. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к средствам оценки движения в последовательности изображений. Техническим результатом является повышение точности оценки движения в последовательности изображений. В способе получают (101) первое оцененное движение посредством оценки общего движения от предшествующего изображения к последующему изображению, получают (102) скомпенсированное изображение на основе первого оцененного движения из изображения предшествующего и последующего изображения, получают (103) второе оцененное движение оценкой частного движения между скомпенсированным изображением и изображением из предшествующего и последующего изображений, находят (104) остаточное значение общего движения, представляют второе оцененное движение, если (105) остаточное значение движения меньше порогового значения. В способе получают первое оцененное движение посредством применения двоичной маски изображения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средству редактирования видео. Техническим результатом является повышение качества редактирования видеоконтента. В способе видеоконтент делят на фрагменты, система монтажа удаляет намеченные к удалению фрагменты, объединяет оставленные фрагменты в новый видеоконтент. В способе продолжительность фрагментов на каждом последующем этапе редактирования уменьшают по сравнению с продолжительностью фрагмента на предшествующем этапе, для чего коэффициент уменьшения длины фрагментов на каждом последующем этапе редактирования принимают в пределах 0,3-0,95. В способе, если длина части фрагмента, получаемая при разбиении последнего на принятое число частей, получается менее минимальной продолжительности монтажного кадра, исходное число частей, на которые делят фрагмент, уменьшают на единицу и повторяют эту процедуру до получения величины длины части фрагмента, не меньшей минимальной длины монтажного кадра, или принятия числа частей, на которые может быть разделен фрагмент, равным 1. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к средству редактирования видео. Техническим результатом является повышение качества редактирования видеоконтента. В способе видеоконтент делят на фрагменты, устанавливают их продолжительность на первом этапе редактирования, система монтажа удаляет забракованные фрагменты и объединяет оставленные фрагменты в новый видеоконтент. В способе продолжительность фрагментов на каждом последующем этапе редактирования уменьшают по сравнению с продолжительностью фрагмента на предшествующем этапе, коэффициент уменьшения длины фрагментов на каждом последующем этапе редактирования принимают в пределах 0,3-0,95. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области кодирования символов с использованием кодовых слов, а именно к кодированию переменной длины. Технический результат - обеспечение повышенной эффективности кодирования за счет определения соответствия между синтаксическим элементом и кодовым словом. Способ определения соответствия между синтаксическим элементом и кодовым словом для кодирования переменной длины включает: прием синтаксического элемента, подлежащего кодированию в качестве кодового слова из набора кодовых слов; определение соответствия между синтаксическим элементом и кодовым словом на основе иерархического уровня в древовидной структуре, при этом упомянутая древовидная структура относится по меньшей мере к одному из следующего: размер блока преобразования, размер блока предсказания или размер блока; использование упомянутого соответствия для получения кодового слова и обновление упомянутого соответствия. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 18 ил., 6 табл.

Изобретение относится к устройству кодированиядекодирования изображения с предсказанием. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования и сокращение объема информации режима для идентификации способа предсказания, даже если присутствует большое количество способов предсказания, предоставленных относительно способов генерации сигналов внутрикадрового предсказания. Предложено устройство кодирования изображения с предсказанием, содержащее: модуль разделения на блоки; модуль определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания; модуль генерации сигнала внутрикадрового предсказания; модуль вычитания; модуль преобразования; модуль квантования; и модуль статистического кодирования. Модуль определения способа генерации сигнала внутрикадрового предсказания выводит из множества первых способов предсказания способ предсказания смежной области для генерации сигнала внутрикадрового предсказания с высокой корреляцией с сигналом пикселей в смежной области, используя пиксельную группу вблизи целевой области, и предсказывает способ предсказания целевой области для сигнала целевого пикселя согласно выведенному способу предсказания целевой области. Модуль генерации сигнала внутрикадрового предсказания генерирует сигнал внутрикадрового предсказания для целевой области согласно упомянутому способу предсказания целевой области. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 40 ил.

Наверх