專利名稱：圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置及圖像編碼解碼裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置及圖像編碼解碼裝置，尤其涉及畫質的惡化較小的圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置及圖像編碼解碼裝置。
背景技術：
近年來，包括經由因特網的電視會議、數字視頻廣播和影像內容的流媒體(streaming)在內的、例如視頻點播類型的服務用的應用的數量增加，這些應用依賴于影像信息的發(fā)送。在發(fā)送或者記錄影像數據時，相當大的量的數據通過帶寬有限的現有技術的傳輸路徑進行發(fā)送、或者被存儲在數據容量有限的現有技術的存儲介質中。現有技術中，為了在傳輸信道及存儲介質中發(fā)送及存儲影像信息，對數字數據的量進行壓縮或者削減是必不可缺的。因此，研發(fā)了影像數據的壓縮用的多種影像編碼標準。這種影像編碼標準例如是用H. 26x表示的ITU - T (國際電信聯(lián)盟電信標準化部)標準、和用MPEG — x表示的ISO/IEC標準。當前最新而且是最先進的影像編碼標準是用H. 264/AVC或者MPEG — 4AVC表示的標準(參照非專利文獻I和非專利文獻2)。另外，作為下一代圖像編碼標準即HEVC (High Efficiency Video Coding :高效視頻編碼)標準，正在進行提高編碼效率的各種研究(非專利文獻3)?，F有技術文獻非專利文獻

非專利文獻1:1S0/IEC14496_10 “MPEG_4PartIOAdvanced Video Coding”非專利文獻2 Thomas Wiegand et al, “Overview of the H. 264/AVCVideo Coding Standard”，IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEOTECHNOLOGY, JULY2003, PP. 1-1非專利文獻3 :Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-TSG16 WP3 and IS0/IEC JTCl/SC29/WG115th Meeting:Geneva, CH, -6-23March, 201IJCTVC-E603Title:WD3:Working Draft3of High-Efficiency Video Coding ver. 7http://phenix.1nt-evry. fr/jet/doc_end_user/documents/5_Geneva/wgll/JCTVC-E603-v7. zip
發(fā)明概要發(fā)明要解決的問題近年來，在謀求既能保持編碼效率又能改善畫質。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明正是為了解決上述現有問題而提出的，其目的在于，提供一種圖像編碼方法及圖像解碼方法，能夠改善已編碼圖像及已解碼圖像的畫質。
用于解決問題的手段本發(fā)明的一個方式的圖像編碼方法，對構成圖像的輸入塊進行編碼，該圖像編碼方法包括預測步驟，通過對所述輸入塊進行預測來生成預測塊；計算步驟，從所述輸入塊減去所述預測塊，由此計算出殘差塊；變換/量化步驟，對所述殘差塊進行變換及量化，由此計算出量化系數；逆量化/逆變換步驟，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此計算出已編碼殘差塊；生成步驟，將所述已編碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已編碼塊；判定步驟，判定是否需要偏置處理，并生成表示判定結果的第I標志信息，該偏置處理用于對因所述變換/量化步驟的量化而包含于所述臨時已編碼塊中的誤差進行修正；偏置處理步驟，在通過所述判定步驟判定為需要偏置處理的情況下，對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼步驟，對所述量化系數和所述第I標志信息進行可變長編碼。另外，本發(fā)明的全部或者具體的方式也可以實現為系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機程序或者記錄介質，還可以實現為系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機程序及記錄介質的任意組合。發(fā)明效果根據本發(fā)明，能夠減輕色差信號的失真，并改善主觀畫質。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式I的圖像編碼裝置的結構的一例的框圖。圖2是表示現有技術的色差信號的編碼方法的一例的框圖。圖3是表示現有技術的色差信號的編碼方法的一例的流程圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式I的色差信號幀內(intra)預測的一例的框圖。圖5是表示本發(fā)明的實施方式I的色差信號幀內預測的一例的流程圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式I的色差信號幀內預測值計算的一例的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式2的色差信號幀內預測的一例的框圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式2的色差信號幀內預測的一例的流程圖。圖9是表示本發(fā)明的實施方式3的色差信號幀內預測的一例的框圖。圖10是表示本發(fā)明的實施方式3的色差信號幀內預測的一例的流程圖。圖1lA是表示本發(fā)明的實施方式3的色差信號幀內預測的偏置處理單位的一例的示意圖，是表示對每個塊使用個別的偏置值的示例的圖。圖1lB是表示本發(fā)明的實施方式3的色差信號幀內預測的偏置處理單位的一例的示意圖，是表示在區(qū)域A中使用相同的偏置值的示例的圖。圖12是表示本發(fā)明的實施方式4的圖像解碼裝置的結構的一例的框圖。圖13是表示現有技術的色差信號的解碼方法的一例的框圖。圖14是表示現有技術的色差信號的解碼方法的一例的流程圖。圖15是表示本發(fā)明的實施方式4的色差信號幀內預測的一例的框圖。圖16是表示本發(fā)明的實施方式4的色差信號幀內預測的一例的流程圖。圖17是表示本發(fā)明的實施方式5的色差信號幀內預測的一例的框圖。圖18是表示本發(fā)明的實施方式5的色差信號幀內預測的一例的流程圖。圖19是表示本發(fā)明的實施方式6的色差信號幀內預測的一例的框圖。
圖20是表示本發(fā)明的實施方式6的色差信號幀內預測的一例的流程圖。圖21是表示本發(fā)明的實施方式4的色差信號巾貞內預測的一例的prediction unit(預測單元)的語法。圖22是表示本發(fā)明的實施方式6的色差信號幀內預測的一例的slicedata(片數據)的語法。圖23是實現內容分發(fā)服務的內容供給系統(tǒng)的整體結構圖。圖24是數字廣播用系統(tǒng)的整體結構圖。圖25是表示電視機的結構例的模塊圖。圖26是表示對作為光盤的記錄介質進行信息的讀寫的信息再現/記錄部的結構例的模塊圖。圖27是表示作為光盤的記錄介質的構造例的圖。圖28A是表示便攜電話的一例的圖。圖28B是表示便攜電話的結構例的模塊圖。圖29是表示復用數據的結構的圖。圖30是示意地表示各流在復 用數據中怎樣被復用的圖。圖31是更詳細地表示在PES包序列中視頻流怎樣被保存的圖。圖32是表示復用數據的TS包和源包的構造的圖。圖33是表示PMT的數據結構的圖。圖34是表示復用數據信息的內部結構的圖。圖35是表示流屬性信息的內部結構的圖。圖36是表示識別影像數據的步驟的圖。圖37是表示實現各實施方式的動態(tài)圖像編碼方法及動態(tài)圖像解碼方法的集成電路的結構例的模塊圖。圖38是表示切換驅動頻率的結構的圖。圖39是表示識別影像數據、切換驅動頻率的步驟的圖。圖40是表示將影像數據的標準與驅動頻率建立了對應的查找表的一例的圖。圖41A是表示將信號處理部的模塊共用的結構的一例的圖。圖41B是表示將信號處理部的模塊共用的結構的另一例的圖。
具體實施例方式(作為本發(fā)明的基礎的見解)HEVC標準例如在按照圖1和圖12所示進行大致劃分時，由預測、變換、量化、熵編碼這些處理構成。其中，預測又被劃分為幀間預測和幀內預測。幀內預測是指由在處理對象宏塊的上側或左側等鄰接的宏塊的鄰接像素通過插補來生成預測像素，并對與該預測像素的差分進行編碼。在HEVC標準的幀內預測中，進行基于像素級別的預測而不是基于DCT系數的預測，而且也利用了縱向、橫向及斜向的像素預測樣式(pattern)。使用圖2、圖3、圖13和圖14說明現有技術的色差信號幀內預測。對在現有技術的圖像編碼方法中實施色差信號幀內預測的色差信號幀內預測部100的結構進行說明。圖2是表示現有技術的色差信號幀內預測部100的結構的一例的框圖。如圖2所示，色差信號幀內預測部100包括幀內預測色差信號生成部110、殘差信號計算部120、變換/量化部130、逆量化/逆變換部135、已編碼信號生成部140和編碼部150。對現有技術的色差信號幀內預測部100的動作進行更詳細的說明。圖3是表示色差信號幀內預測部100的處理的流程的流程圖。首先，幀內預測色差信號生成部110根據幀內預測模式生成幀內預測色差信號，并輸出給殘差信號計算部120和已編碼信號生成部140 (步驟S1001)。幀內預測模式是指表示幀內預測色差信號的生成方法的索引號碼。幀內預測色差信號是根據幀內預測模式適當使用鄰接塊的已編碼亮度信號、鄰接塊的已編碼色差信號和處理對象塊的已編碼亮度信號而生成的。然后，殘差信號計算部120利用輸入色差信號和幀內預測色差信號計算殘差信號，并輸出給變換/量化 部130 (步驟S1002)。殘差信號是通過輸入色差信號與幀內預測色差信號的差分運算而計算出的。然后，變換/量化部130對殘差信號進行變換及量化來計算出量化系數，并輸出給逆量化/逆變換部135和編碼部150 (步驟S1003)。變換是指將空域的殘差信號變換為頻域的系數的處理。并且，在量化處理中，在較稀疏的區(qū)間中對通過殘差信號的變換而得到的頻域的系數值進行近似。此時，將表示稀疏度的值稱為量化參數(下面也稱為QP)。QP越大，在越寬區(qū)間中進行近似，由此原始的輸入色差信號與后述的已編碼色差信號直接的誤差(量化誤差)增大。然后，逆量化/逆變換部135對量化系數進行逆量化及逆變換來計算已編碼殘差信號，并輸出給已編碼信號生成部140(步驟S1004)。逆量化及逆變換按照與步驟S1003完全相反的步驟進行。然后，已編碼信號生成部140利用已編碼殘差信號和幀內預測色差信號生成已編碼色差信號(步驟S1005)。已編碼信號生成部140將所生成的已編碼色差信號保存在未圖示的存儲器中。幀內預測色差信號生成部110使用被保存在存儲器中的已編碼色差信號作為鄰接塊的已編碼信號，來生成幀內預測色差信號。這同樣適用于已編碼亮度信號(省略說明)。已編碼色差信號是通過已編碼殘差信號和幀內預測色差信號的加法運算而計算出的。然后，編碼部150對量化系數和幀內預測模式進行編碼并計算比特流(步驟S1006)。編碼處理用于對量化系數分配可變的符號以使比特長度變短，提高壓縮效率。通過有效的數據壓縮而得到的比特流被傳輸或者記錄。對在現有技術的圖像解碼方法中實施色差信號幀內預測的色差信號幀內預測部300的結構進行說明。圖13是表示現有技術的色差信號幀內預測部300的結構的一例的框圖。如圖13所示，色差信號幀內預測部300包括可變長解碼部310、殘差信號取得部320、幀內預測色差信號生成部330、已解碼色差信號生成部340。使用圖14更詳細地說明現有技術的色差信號幀內預測部300的動作。圖14是表示色差信號幀內預測部300的處理的流程的流程圖。首先，色差信號幀內預測部300對比特流進行可變長解碼來取得量化系數和幀內預測模式，并輸出給殘差信號取得部320和幀內預測色差信號生成部330 (步驟S3001)。然后，殘差信號取得部320對量化系數進行逆量化和逆變換來取得已解碼殘差信號，并輸出給已解碼色差信號生成部340 (步驟S3002)。已解碼殘差信號通過編碼處理時的量化而在較稀疏的區(qū)間中進行近似，因而如果使用該已解碼殘差信號來生成已解碼色差信號，則將與原始的輸入圖像之間產生誤差。然后，幀內預測色差信號生成部330根據幀內預測模式來生成幀內預測色差信號，并輸出給已解碼色差信號生成部340 (步驟S3003)。幀內預測色差信號是根據幀內預測模式適當使用鄰接塊的已解碼亮度信號、鄰接塊的已解碼色差信號和處理對象塊的已解碼亮度信號而生成的。然后，已解碼色差信號生成部340利用已解碼殘差信號和幀內預測色差信號來生成已解碼色差信號(步驟S3004)。已解碼色差信號是通過已解碼殘差信號和幀內預測色差信號的加法運算而計算出的。由已解碼色差信號生成部340生成的已解碼色差信號被保存在未圖示的存儲器中，并在以后的幀內預測等時使用。但是，在上述的現有技術中，由于是在輸入信號與預測信號的差分即殘差信號的編碼中進行量化，因而QP越大，輸入信號與已編·碼色差信號之間的誤差、或者輸入信號與已解碼色差信號之間的誤差越大。尤其是在色差信號中，微小的數值偏差作為主觀畫質中的顏色失真而明顯表現出來。為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方式的圖像編碼方法，對構成圖像的輸入塊進行編碼，該圖像編碼方法包括預測步驟，通過對所述輸入塊進行預測來生成預測塊；計算步驟，從所述輸入塊減去所述預測塊，由此計算出殘差塊；變換/量化步驟，對所述殘差塊進行變換及量化，由此計算出量化系數；逆量化/逆變換步驟，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此計算出已編碼殘差塊；生成步驟，將所述已編碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已編碼塊；判定步驟，判定是否需要偏置處理，并生成表示判定結果的第I標志信息，該偏置處理用于對因所述變換/量化步驟的量化而包含于所述臨時已編碼塊中的誤差進行修正；偏置處理步驟，在通過所述判定步驟判定為需要偏置處理的情況下，對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼步驟，對所述量化系數和所述第I標志信息進行可變長編碼。根據上述結構，能夠減輕通過量化而產生的誤差(量化誤差)。即，能夠有效防止畫質的惡化。另外，也可以是，所述偏置處理是對包含于所述臨時已編碼塊中的像素的像素值加上偏置值的處理。并且，也可以是，在所述判定步驟中，還判定在針對所述臨時已編碼塊的偏置處理中是使用與所述輸入塊鄰接的已經被編碼的塊用的所述偏置值、還是使用所述臨時已編碼塊用的重新計算出的所述偏置值，并生成表示判定結果的第2標志信息。并且，也可以是，在所述偏置處理步驟中，使用所述第2標志信息所表示的所述偏置值對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理。并且，也可以是，在所述可變長編碼步驟中，還對所述第2標志信息進行可變長編碼。另外，也可以是，在所述偏置處理步驟中，針對包含于所述臨時已編碼塊中的多個像素之中的、所述輸入塊中的像素值的主觀性的顏色失真變明顯的規(guī)定范圍內的像素，有選擇地執(zhí)行偏置處理。
另外，也可以是，在所述判定步驟中，在所述判定步驟中，在包含于所述輸入塊中的所有像素的像素值在所述規(guī)定范圍之外的情況下，判定為不需要針對與該輸入塊對應的所述臨時已編碼塊的偏置處理。作為一例，也可以是，包含于所述輸入塊中的各個像素的像素值用YUV形式表述。另外，也可以是，在所述圖像編碼方法中，對依據于第I標準的編碼處理和依據于第2標準的編碼處理進行切換，作為依據于所述第I標準的編碼處理，執(zhí)行所述判定步驟、所述偏置處理步驟、所述可變長編碼步驟，并且還對表示編碼處理的標準的識別符進行編碼。本發(fā)明的一個方式的圖像解碼方法，對比特流進行解碼并生成已解碼塊，該圖像解碼方法包括可變長解碼步驟，對所述比特流進行可變長解碼，由此取得量化系數和表示是否需要偏置處理的第I標志信息；取得步驟，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此取得已解碼殘差塊；預測步驟，通過對所述已解碼塊進行預測來生成預測塊；生成步驟，將所述已解碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已解碼塊；以及偏置處理步驟，在所述第I標志信息表示需要偏置處理的情況下，對所述臨時已解碼塊執(zhí)行偏置處理，由此生成所述已解碼塊，該偏置處理用于對因量化而包含于所述臨時已解碼塊中的誤差進行修正。另外，也可以是，所述偏置處理是對包含于所述臨時已解碼塊中的像素的像素值加上偏置值的處理。并且，也可以是，在所述可變長解碼步驟中還取得第2標志信息，該第2標志信息表示在針對所述臨時已解碼塊的偏置處理中是使用與所述已解碼塊鄰接的已經被解碼的塊用的所述偏置值、還是使用所述臨時已解碼塊用的重新計算出的所述偏置值。并且，也可以是，在所述偏置處理步驟中，使用所述第2標志信息所表示的所述偏置值對所述臨時已解碼塊執(zhí)行偏置處理。作為一例，也可以是，包含于所述已解碼塊中的各個像素的像素值用YUV形式表述。 另外，也可以是，在所述圖像解碼方法中，根據包含于比特流中的表示第I標準或者第2標準的識別符，對依據于所述第I標準的解碼處理和依據于所述第2標準的解碼處理進行切換，在所述識別符表示第I標準的情況下，作為依據于所述第I標準的解碼處理，執(zhí)行所述可變長解碼步驟和所述偏置處理步驟。本發(fā)明的一個方式的圖像編碼裝置，對構成圖像的輸入塊進行編碼，該圖像編碼裝置具有預測部，通過對所述輸入塊進行預測來生成預測塊；計算部，從所述輸入塊減去所述預測塊，由此計算出殘差塊；變換/量化部，對所述殘差塊進行變換及量化，由此計算出量化系數；逆量化/逆變換部，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此計算出已編碼殘差塊；生成部，將所述已編碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已編碼塊；判定部，判定是否需要偏置處理，并生成表示判定結果的第I標志信息，該偏置處理用于對因所述變換/量化部的量化而包含于所述臨時已編碼塊中的誤差進行修正；偏置處理部，在通過所述判定部判定為需要偏置處理的情況下，對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼部，對所述量化系數和所述第I標志信息進行可變長編碼。本發(fā)明的一個方式的圖像解碼裝置，對比特流進行解碼并生成已解碼塊，該圖像解碼裝置具有可變長解碼部，對所述比特流進行可變長解碼，由此取得量化系數和表示是否需要偏置處理的第I標志信息；取得部，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此取得已解碼殘差塊；預測部，通過對所述已解碼塊進行預測來生成預測塊；生成部，將所述已解碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已解碼塊；以及偏置處理部，在所述第I標志信息表示需要偏置處理的情況下，對所述臨時已解碼塊執(zhí)行偏置處理，由此生成所述已解碼塊，該偏置處理用于對因量化而包含于所述臨時已解碼塊中的誤差進行修正。本發(fā)明的一個方式的圖像編碼解碼裝置具有上述記載的圖像編碼裝置和上述記載的圖像解碼裝置。另外，本發(fā)明的全部或者具體的方式也可以實現為系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機程序或者記錄介質，還可以實現為系統(tǒng)、方法、集成電路、計算機程序及記錄介質的任意組合下面，參照

本發(fā)明的實施方式。<圖像編碼裝置>圖1是表示本發(fā)明的實施方式I 3的圖像編碼裝置200的結構的一例的框圖。圖像編碼裝置200對圖像數據進行壓縮編碼。例如，按每個塊向圖像編碼裝置200輸入圖像數據作為輸入信號。圖像編碼裝置200對所輸入的輸入信號進行變換、量化及可變長編碼，由此生成編碼信號(比特流)。如圖1所示，圖像編碼裝置200具有減法器205、變換/量化部210、熵編碼部220、逆量化/逆變換部230、加法器235、解塊濾波器240、存儲器250、幀內預測部260、運動檢測部270、運動補償部280、幀內/ 幀間切換開關290。減法器250計算輸入信號(輸入塊)與預測信號(預測塊)的差分即預測誤差(殘差塊)。變換/量化部210通過對空域的預測誤差進行變換，生成頻域的變換系數。例如，變換/量化部210對預測誤差進行DCT (Discrete Cosine Transform :離散余弦變換)變換來生成變換系數。另外，變換/量化部210通過對變換系數進行量化來生成量化系數。熵編碼部220通過對量化系數進行可變長編碼來生成編碼信號。并且，熵編碼部220對由運動檢測部270檢測出的運動數據(例如運動矢量)、第I及第2標志信息(后述)、以及偏置值(后述)等進行編碼，并包含在編碼信號中進行輸出。逆量化/逆變換部230通過對量化系數進行逆量化，將變換系數復原。另外，熵編碼部220通過對復原后的變換系數進行逆變換，將預測誤差復原。另外，被復原后的預測誤差通過量化處理而丟失信息，因而與減法器205生成的預測誤差不一致。即，被復原后的預測誤差包含量化誤差。加法器235將被復原后的預測誤差與預測信號相加，由此生成本地解碼圖像(已編碼塊)。解塊濾波器240對所生成的本地解碼圖像進行解塊濾波處理。存儲器250是用于存儲在運動補償中使用的參照圖像的存儲器。具體地講，存儲器250存儲被實施了解塊濾波處理的本地解碼圖像。幀內預測部260通過進行幀內預測來生成預測信號(幀內預測信號)。具體地講，幀內預測部260參照由加法器235生成的本地解碼圖像中的編碼對象塊(輸入信號)的周圍圖像進行幀內預測，由此生成幀內預測信號。運動檢測部270檢測輸入信號與被存儲在存儲器250中的參照圖像之間的運動數據(例如運動矢量)。運動補償部280根據檢測到的運動數據進行運動補償，由此生成預測信號(幀間預測信號)。幀內/幀間切換開關290選擇幀內預測信號和幀間預測信號中的某一種信號，將所選擇的信號作為預測信號輸出給減法器205和加法器235。根據以上所述的結構，本發(fā)明的實施方式I 3的圖像編碼裝置200對圖像數據進行壓縮編碼。(實施方式I)實施方式I的圖像編碼方法包括預測步驟，通過對輸入塊進行預測來生成預測塊；計算步驟，從輸入塊減去預測塊，由此計算出殘差塊；變換/量化步驟，對殘差塊進行變換及量化，由此計算出量化系數；逆量化/逆變換步驟，對量化系數進行逆量化及逆變換，由此計算出已編碼殘差塊；生成步驟，將已編碼殘差塊和預測塊相加，由此生成臨時已編碼塊；偏置處理步驟，對臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼步驟，對量化系數進行可變長編碼。另外，偏置(offset)處理是指用于對通過變換/量化步驟的量化而包含于臨時已編碼塊中的誤差進行修正的處理。更具體地講，偏置處理是指對包含于臨時已編碼塊中的像素的像素值加上偏置值的處理。另外，包含于輸入塊中的各個像素的像素值沒有特殊限定，但是下面以用YUV形式進行表述為前提來進行說明。另外，在下面的示例中，對通過幀內預測來生成預測塊的情況進行說明，但本發(fā)明不限于此，例如也可以通過幀間預測來生成預測塊。說明在本實施方式中，在色差信號的偏置處理中實施幀內預測方法的圖像處理裝置(色差信號幀內預測部)500的結構。圖4是表示本發(fā)明的實施方式I的圖像處理裝置500的結構的一例的框圖。另外，如后面所述，本發(fā)明的實施方式I的圖像處理裝置500相當于對圖像信號進行壓縮編碼并輸出編碼圖像數據的圖像編碼裝置200的一部分。如圖4所示，圖像處理裝置500包括幀內預測色差信號生成部510、殘差信號計算部520、變換/量化部530、逆量化/逆變換部535、臨時已編碼色差信號生成部540、第I直流成分計算部550、第2直流成分計算部555、偏置值計算部560、編碼部570、和偏置值相加部 580。使用圖5更詳細地說明本發(fā)明的實施方式I的圖像處理裝置500的動作。圖5是表示圖像處理裝置500的處理的流程的流程圖。首先，幀內預測色差信號生成部510根據幀內預測模式生成幀內預測色差信號，并輸出給殘差信號計算部520和臨時已編碼色差信號生成部540 (步驟S5001)。幀內預測色差信號是根據幀內預測模式適當使用鄰接塊的已編碼亮度信號、鄰接塊的已編碼色差信號和處理對象塊的已編碼亮度信號而生成的。然后，殘差信號計算部520利用輸入色差信號和幀內預測色差信號計算殘差信號，并輸出給變換/量化部530 (步驟S5002)。殘差信號是通過輸入色差信號與幀內預測色差信號的差分運算而計算出的。然后，變換/量化部530對殘差信號進行變換及量化來計算出量化系數，并輸出給逆量化/逆變換部535和編碼部570 (步驟S5003)。在量化處理中，在較稀疏的區(qū)間中對通過殘差信號的變換而得到的頻域的系數值進行近似。此時，QP越大，在越寬區(qū)間中近似，原始的輸入色差信號與后述的臨時已編碼色差信號之間的誤差增大。然后，逆量化/逆變換部535對量化系數進行逆量化及逆變換來計算出已編碼殘差信號，并輸出給臨時已編碼色差信號生成部540 (步驟S5004)。逆量化及逆變換按照與步驟S5003完全相反的步驟進行。然后，臨時已編碼色差信號生成部540利用已編碼殘差信號和幀內預測色差信號生成臨時已編碼色差信號，并輸出給第2直流成分計算部555和偏置值相加部580 (步驟S5005 )。臨時已編碼色差信號是通過已編碼殘差信號和幀內預測色差信號的加法運算而計算出的。然后，第I直流成分計算部550計算輸入色差信號的直流成分，并輸出給偏置值計算部560 (步驟S5006)。其中，直流成分是指信號波形的平均值，例如是通過計算輸入色差信號(包含于編碼對象塊中的多個像素)的像素值的平均值而計算出的。并且，也可以將對輸入色差信號進行頻率變換得到的DC成分作為輸入色差信號的直流成分。然后，第2直流成分計算部555計算臨時已編碼色差信號的直流成分，并輸出給偏置值計算部560 (步驟S5007)。其中，直流成分的計算方法是利用與步驟S5006相同的方法進行的。然后，偏置值計算部560利用輸入色差信號的直流成分和臨時已編碼色差信號的直流成分計算出偏置值，并輸出給編碼部570和偏置值相加部580 (步驟S5008)。偏置值的具體計算方法將在后面進行說明。然后，編碼部570對量化系數和幀內預測模式和偏置值進行編碼并計算比特流(步驟 S5009)。然后，偏置值相 加部580對臨時已編碼色差信號加上偏置值來生成已編碼色差信號(步驟S5010)。由偏置值相加部580進行相加后的已編碼色差信號將在后面的幀內預測等時使用，因而被保存在未圖示的存儲器中。對構成圖像的所有的塊反復進行上述的步驟S5001 S5010的處理。在此，對偏置值進行說明。例如，按照如下的(式I)計算輸入色差信號的直流成分與臨時已編碼色差信號的直流成分的偏置值。[數式I]tmp_offset=average (InputC) -average (tmpRecC) ···(式 I)(式I)是將直流成分作為各個色差信號的像素值的平均的示例。InputC表示輸入色差信號塊，tmpRec C表示臨時已編碼色差信號。average O表示計算輸入塊內的信號值的平均的函數。根據(式I)計算出的偏置值tmp_0fTSet被精確到小數，使用該值能夠高精度地將已編碼色差信號復原，但是在進行編碼時的比特流的比特量增大。因此，如(式2)所示，對偏置值進行量化處理及裁剪(clipping)處理，以便削減信息量。[數式2]offset = Clip (Disc (tmp_offset))…(式 2)offset是偏置值計算部560的輸出值，是實際上被加到臨時已編碼色差信號的整數精度的偏置值。DiscO表示將小數精度的偏置值tmp_0fTSet量化為參數pi的整數倍的值的函數。ClipO表示利用參數P2將指定范圍外的值取整為指定范圍的最大值或者最小值的處理。圖6表不偏置值的量化處理及裁剪處理的一例。其中，各個參數pl、p2是整數值。該參數pl、p2例如是使用編碼信號的比特數的制約、基于已編碼圖像的主觀畫質的手動設定、與量化系數的關系、以及輸入色差信號與臨時已編碼色差信號的差分值的統(tǒng)計數據等而確定的。由此，能夠降低輸入色差信號與已編碼色差信號之間的誤差(即通過量化而產生的誤差=量化誤差)，抑制已編碼色差信號的顏色失真。另外，已編碼色差信號也可以在以后進行處理的塊的色差信號幀內預測、亮度信號幀內預測、色差信號幀間預測、或者亮度信號幀間預測中使用。由此，能夠進一步提高預測精度，實現較高的編碼效率。另外，也可以是，將第I直流成分計算部550和第2直流成分計算部555作為任意一方，在計算輸入色差信號和臨時已編碼色差信號各自的直流成分時共用。由此，能夠以較小的電路規(guī)模實現圖像處理裝置500。另外，同樣可以對亮度信號實施上述的偏置處理。由此，能夠得到明亮度更接近輸入信號的已編碼圖像信號。(實施方式2)實施方式2的圖像編碼方法還包括判定步驟，判定是否需要用于對因變換/量化步驟的量化而包含于臨時已編碼塊中的誤差進行修正的偏置處理，并生成表示判定結果的第I標志信息。并且，在偏置處理步驟中，在通過判定步驟判定為需要偏置處理的情況下，對臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理。并且，在可變長編碼步驟中，還對第I標志信息進行可變長編碼。

下面，說明本發(fā)明的實施方式2的圖像處理裝置(色差信號幀內預測部)600的動作。圖7是表示實施方式2的圖像處理裝置600的結構的框圖。如圖7所示，圖像處理裝置600具有幀內預測色差信號生成部610、殘差信號計算部620、變換/量化部630、逆量化/逆變換部635、臨時已編碼色差信號生成部640、第I直流成分計算部650、第2直流成分計算部655、偏置值計算部660、編碼部670、偏置值相加部680、偏置處理判定部690。S卩，圖7的圖像處理裝置600與圖4的圖像處理裝置500相比，不同之處在于還具有偏置處理判定部690。圖像處理裝置600的其它結構與圖像處理裝置500相同，因而不重復詳細說明。對圖像處理裝置600具有的多個構成要素中與實施方式I的圖像處理裝置500相同的構成要素省略說明，對作為不同之處的偏置處理判定部690進行說明。具體地講，在實施方式2中，對每個塊判定是否需要偏置處理，僅對被判定為需要的塊實施偏置值的計算。下面，說明圖像處理裝置600進行的色差信號幀內預測。圖8是表示實施方式2的圖像編碼方法的色差信號幀內預測的流程圖。在圖8中，對與在圖5的實施方式I中說明的處理相同的處理不重復詳細說明。因此，主要說明圖8的步驟S6006 S6010。在步驟S6006，偏置處理判定部690判定是否需要處理對象塊的偏置處理。在進行判定時，例如使用輸入色差信號和輸入亮度信號。關于由于輸入色差信號與已編碼色差信號之間的誤差而產生的顏色失真，即使是相同的誤差量，根據色差信號和亮度信號的值，主觀畫質中的色差失真的外觀也不同。因此，在色差空間和亮度空間中，當在主觀畫質中顏色失真變明顯的范圍(下面也稱為范圍A)中存在輸入信號的情況下，判定為需要偏置處理。范圍A的數據構造可以利用YUV或者RGB各成分的最大值、最小值進行表述，也可以利用具有YUV或者RGB這三軸的彩色地圖(color map)進行表述。并且，在進行判定時使用的輸入信號例如可以是處理對象塊內的輸入色差信號和輸入亮度信號的平均值、通過頻率變換得到的DC成分、中值等。另外，在判定是否需要處理對象塊的偏置處理時，也可以僅使用色差空間的值進行判定。由此，能夠抑制偏置處理判定部690的運算量和電路規(guī)模。S卩，也可以是，在偏置處理步驟中，對包含于臨時已編碼塊中的多個像素中的、輸入塊中的像素值在主觀性顏色失真變明顯的預定范圍內的像素，有選擇地執(zhí)行偏置處理。并且，也可以是，在判定步驟中，在包含于輸入塊中的所有像素的像素值在預定范圍之外的情況下，判定為不需要針對與該輸入塊對應的臨時已編碼塊的偏置處理。當在步驟S6006判定為需要偏置處理的情況下，在步驟S6007 S6009進行與實施方式I相同的偏置值的計算。另一方面，當在步驟S6006判定為不需要偏置處理的情況下，在步驟S6010，由編碼部670對分配最小比特 量的值設定偏置值。由此，不需要對表示是否需要偏置處理的信息進行編碼，能夠以最小比特量實現是否需要偏置處理的判定。因此，能夠抑制比特流的比特量的增大，并抑制已編碼色差信號的顏色失真。但是，也可以將表示是否需要偏置處理的信息(第I標志信息)作為偏置值而獨立地包含于比特流中。另外，也可以是，當在步驟S6006判定為不需要偏置處理的情況下，對是否需要偏置處理的信息(即第I標志信息)進行編碼。在這種情況下，不進行步驟S6012的偏置值的相加，因而能夠抑制運算量的增大。另外，也可以是，在步驟S6006中使用臨時已編碼色差信號來判定是否需要偏置處理。由于在解碼裝置側也能夠生成與臨時已編碼色差信號相同的信號，并且在解碼裝置側也能夠判定是否需要偏置處理，因而不需要將第I標志信息包含在比特流中，在需要偏置處理的情況下，僅對偏置值進行編碼即可。即，在不需要偏置處理的情況下，不進行與偏置處理相關的信息的編碼。因此，能夠進一步抑制比特流的比特量。另外，同樣可以對亮度信號實施上述的偏置處理。由此，能夠得到明亮度更接近輸入信號的已編碼圖像信號。(實施方式3)在實施方式3的圖像編碼方法中還執(zhí)行下述的處理。即，在判定步驟中，還判定在針對臨時已編碼塊的偏置處理中是使用與輸入塊鄰接的已經被編碼的塊用的所述偏置值、還是使用臨時已編碼塊用的重新計算出的偏置值(即，判定是否需要更新偏置值)，并生成表示判定結果的第2標志信息。在偏置處理步驟中，使用第2標志信息所表示的偏置值對臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理。在可變長編碼步驟中，還對第2標志信息、以及在偏置值被更新時的新的偏置值進行可變長編碼。下面，說明本發(fā)明的實施方式3的圖像處理裝置(色差信號幀內預測部)700的動作。圖9是表示實施方式3的圖像處理裝置700的結構的框圖。如圖9所示，圖像處理裝置700具有幀內預測色差信號生成部710、殘差信號計算部720、量化/變換部730、逆量化/逆變換部735、臨時已編碼色差信號生成部740、第I直流成分計算部750、第2直流成分計算部755、偏置值計算部760、編碼部770、偏置值相加部780、偏置處理單位判定部790。S卩，圖9的圖像處理裝置700與圖4的圖像處理裝置500相t匕，不同之處在于還具有偏置處理單位判定部790。圖像處理裝置700的其它結構與圖像處理裝置500相同，因而不重復詳細說明。對圖像處理裝置700具有的多個構成要素中與實施方式I的圖像處理裝置500相同的構成要素省略說明，對作為不同之處的偏置處理單位判定部790進行說明。實施方式3的圖像處理裝置700能夠實現在鄰接的多個塊中使用相同的偏置值的偏置處理。下面，說明圖像處理裝置700進行的色差信號幀內預測。圖10是實施方式3的圖像編碼方法的色差信號幀內預測的流程圖。對與在圖5中，在實施方式I中說明的處理相同的處理不重復詳細說明。因此，主要說明圖10的步驟S7009 S7012。首先，在步驟S7009，偏置處理單位判定部790判定是否在位于包含多個塊的區(qū)域(下面也稱為區(qū)域A)內的所有塊中計算出偏置值。在所有塊的偏置值的計算沒有結束的情況下(S7009 :否)，圖像處理裝置700保存在步驟S7008計算出的偏置值，并反復進行S7001 S7008。并且，在所有塊的偏置值的計算結束的情況下(S7009 :是)，進入到步驟S7010。然后，在步驟S7010，偏置處理單位判定部790將截止到步驟S7009計算出的區(qū)域A內的所有塊的偏置值進行合計，判定偏置處理單位，并輸出給編碼部770和偏置值相加部780。然后，在步驟S7011，編碼 部770對量化系數、幀內預測模式、偏置處理單位(第2標志信息)和偏置值進行編碼并計算比特流。然后，在步驟S7012，偏置值相加部780對臨時已編碼色差信號加上偏置值來生成已編碼色差信號。由偏置值相加部780生成的已編碼色差信號將在后面的幀內預測等時使用，因而被保存在未圖示的存儲器中。 在此，作為一例，對偏置處理單位的判定進行說明。首先，對各個偏置值計算如(式3)所示的評價式。[數式3]Eval{k) = J(jdgl(i)xsBlk(i))/念sBlkii) ...(式 3)
/=1/--1k表示進行評價的偏置值，N表示位于區(qū)域A內的塊的數量，sBlk (i)表示區(qū)域A內的第i個塊的尺寸。jdgl (i)表示如(式4)所示的、判定區(qū)域A內的第i個塊的偏置值是否與k相等的函數。[數式4]
f0Jf k Φ offset ,
_]嫩/)=iH..咖Eval (k)表示具有偏置值k的像素在區(qū)域A內所占的比例。然后，如(式5)所示,根據函數jdg2判定Eval (k)的最大值是否為任意的閾值Th_oft 以上。[數式5]
權利要求
1.一種圖像編碼方法，對構成圖像的輸入塊進行編碼，該圖像編碼方法包括預測步驟，通過對所述輸入塊進行預測來生成預測塊；計算步驟，從所述輸入塊減去所述預測塊，由此計算出殘差塊；變換/量化步驟，對所述殘差塊進行變換及量化，由此計算出量化系數；逆量化/逆變換步驟，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此計算出已編碼殘差塊；生成步驟，將所述已編碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已編碼塊；判定步驟，判定是否需要偏置處理，并生成表示判定結果的第I標志信息，該偏置處理用于對因所述變換/量化步驟的量化而包含于所述臨時已編碼塊中的誤差進行修正；偏置處理步驟，在通過所述判定步驟判定為需要偏置處理的情況下，對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼步驟，對所述量化系數和所述第I標志信息進行可變長編碼。
2.根據權利要求1所述的圖像編碼方法，所述偏置處理是對包含于所述臨時已編碼塊中的像素的像素值加上偏置值的處理，在所述判定步驟中，還判定在針對所述臨時已編碼塊的偏置處理中是使用與所述輸入塊鄰接的已經被編碼的塊用的所述偏置值、還是使用所述臨時已編碼塊用的重新計算出的所述偏置值，并生成表示判定結果的第2標志信息，在所述偏置處理步驟中，使用所述第2標志信息所表示的所述偏置值對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理，在所述可變長編碼步驟中，還對所述第2標志信息進行可變長編碼。
3.根據權利要求1或2所述的圖像編碼方法，在所述偏置處理步驟中，針對包含于所述臨時已編碼塊中的多個像素之中的、所述輸入塊中的像素值的主觀性的顏色失真變明顯的規(guī)定范圍內的像素，有選擇地執(zhí)行偏置處理。
4.根據權利要求3所述的圖像編碼方法，在所述判定步驟中，在包含于所述輸入塊中的所有像素的像素值在所述規(guī)定范圍之外的情況下，判定為不需要針對與該輸入塊對應的所述臨時已編碼塊的偏置處理。
5.根據權利要求1 4中任意一項所述的圖像編碼方法，包含于所述輸入塊中的各個像素的像素值用YUV形式表述。
6.根據權利要求1 5中任意一項所述的圖像編碼方法，在所述圖像編碼方法中，對依據于第I標準的編碼處理和依據于第2標準的編碼處理進行切換，作為依據于所述第I標準的編碼處理，執(zhí)行所述判定步驟、所述偏置處理步驟、所述可變長編碼步驟，并且還對表示編碼處理的標準的識別符進行編碼。
7.一種圖像解碼方法，對比特流進行解碼并生成已解碼塊，該圖像解碼方法包括可變長解碼步驟，對所述比特流進行可變長解碼，由此取得量化系數和表示是否需要偏置處理的第I標志信息；取得步驟，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此取得已解碼殘差塊；預測步驟，通過對所述已解碼塊進行預測來生成預測塊；生成步驟，將所述已解碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已解碼塊；以及偏置處理步驟，在所述第I標志信息表示需要偏置處理的情況下，對所述臨時已解碼塊執(zhí)行偏置處理，由此生成所述已解碼塊，該偏置處理用于對因量化而包含于所述臨時已解碼塊中的誤差進行修正。
8.根據權利要求7所述的圖像解碼方法，所述偏置處理是對包含于所述臨時已解碼塊中的像素的像素值加上偏置值的處理，在所述可變長解碼步驟中還取得第2標志信息，該第2標志信息表示在針對所述臨時已解碼塊的偏置處理中是使用與所述已解碼塊鄰接的已經被解碼的塊用的所述偏置值、還是使用所述臨時已解碼塊用的重新計算出的所述偏置值，在所述偏置處理步驟中，使用所述第2標志信息所表示的所述偏置值對所述臨時已解碼塊執(zhí)行偏置處理。
9.根據權利要求7或8所述的圖像解碼方法，包含于所述已解碼塊中的各個像素的像素值用YUV形式表述。
10.根據權利要求7 9中任意一項所述的圖像解碼方法，在所述圖像解碼方法中，根據包含于比特流中的表示第I標準或者第2標準的識別符，對依據于所述第I標準的解碼處理和依據于所述第2標準的解碼處理進行切換，在所述識別符表示第I標準的情況下，作為依據于所述第I標準的解碼處理，執(zhí)行所述可變長解碼步驟和所述偏置處理步驟。
11.一種圖像編碼裝置，對構成圖像的輸入塊進行編碼，該圖像編碼裝置具有預測部，通過對所述輸入塊進行預測來生成預測塊；計算部，從所述輸入塊減去所述預測塊，由此計算出殘差塊；變換/量化部，對所述殘差塊進行變換及量化，由此計算出量化系數；逆量化/逆變換部，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此計算出已編碼殘差塊；生成部，將所述已編碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已編碼塊；判定部，判定是否需要偏置處理，并生成表示判定結果的第I標志信息，該偏置處理用于對因所述變換/量化部的量化而包含于所述臨時已編碼塊中的誤差進行修正；偏置處理部，在通過所述判定部判定為需要偏置處理的情況下，對所述臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼部，對所述量化系數和所述第I標志信息進行可變長編碼。
12.—種圖像解碼裝置，對比特流進行解碼并生成已解碼塊，該圖像解碼裝置具有可變長解碼部，對所述比特流進行可變長解碼，由此取得量化系數和表示是否需要偏置處理的第I標志信息；取得部，對所述量化系數進行逆量化及逆變換，由此取得已解碼殘差塊；預測部，通過對所述已解碼塊進行預測來生成預測塊；生成部，將所述已解碼殘差塊和所述預測塊相加，由此生成臨時已解碼塊；以及偏置處理部，在所述第I標志信息表示需要偏置處理的情況下，對所述臨時已解碼塊執(zhí)行偏置處理，由此生成所述已解碼塊，該偏置處理用于對因量化而包含于所述臨時已解碼塊中的誤差進行修正。
13.一種圖像編碼解碼裝置，具有權利要求11所述的圖像編碼裝置和權利要求12所述的圖像解碼裝置。
全文摘要
一種圖像編碼方法，包括生成預測塊的預測步驟(S6001)；計算殘差塊的計算步驟(S6002)；變換/量化步驟(S6003)，對殘差塊進行變換及量化并計算出量化系數；逆量化/逆變換步驟(S6004)，對量化系數進行逆量化及逆變換并計算出已編碼殘差塊；生成步驟(S6005)，生成臨時已編碼塊；判定步驟(S6006)，判定是否需要偏置處理，并生成表示判定結果的第1標志信息；偏置處理步驟(S6012)，在判定為需要偏置處理的情況下對臨時已編碼塊執(zhí)行偏置處理；以及可變長編碼步驟(S6011)，對量化系數和第1標志信息進行可變長編碼。
文檔編號H04N7/32GK103069805SQ20128000236
公開日2013年4月24日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權日2011年6月27日
發(fā)明者松延徹, 西孝啟, 柴原陽司, 笹井壽郎, 谷川京子, 杉尾敏康 申請人:松下電器產業(yè)株式會社