动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法以及动画图像解码方法技术

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

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及动画图像编码设备、动画图像解码设备、动画图像编码方法、动画图像解码方法以及程序。
技术介绍
在与以非专利文献1和非专利文献2为代表的视频压缩相关的标准方法中，关于帧内预测(intraprediction)，在使用的方法中，将参考像素(相邻的编码块的解码值)作为针对位于沿着预测方向的位置处的像素的预测值。根据此方法，事先定义了多个预测方向，通过应用合适的预测方向能提高编码性能。非专利文献3和非专利文献4描述了一种方法，其中，针对以上提及的帧内预测，基于相邻的解码像素的像素值对参考值进行加权，而不是使用参考值的简单拷贝。非专利文献5描述了一种基于对应于与参考像素相距的距离的分析的结果来对参考像素进行加权的方法。现有技术文件非专利文献非专利文献1:“HighEfficiencyVideoCoding(HEVC)textspecificationdraft10,”JCT-VC12thmeeting,JCTVC-L1003v34,Jan.2013.非专利文献2:JointVideoTeam(JVT)ofISO/IECMPEGandITU-TVCEG,\TextofISO/IEC14496-10AdvancedVideoCoding,\非专利文献3：L.Wang,L.-M.Po,Y.Uddin,K.-M.WongandS.Li,“ANovelWeightedCrossPredictionforH.264IntraCoding,”ICME2009.非专利文献4：Non-patentreference4:S.Yu,Y.Gao,J.ChenandJ.Zhou,“Distance-basedWeightedpredictionforH,264IntraCoding,”ICALIP2008.非专利文献5：Non-patentreference5:R.Cha,O.C.Au,X.Fan,X.ZhangandJ.Li,“ImprovedCombinedIntra-InterPredictionusingSpatial-VariantWeightedCoefficient,”ICME2011.
技术实现思路
本专利技术待解决的问题根据非专利文献1和2中描述的方法，当在帧内预测中基于预测方向生成预测值时，像素之间的像素值的关联性会随着像素间的距离的增加而降低。为此，如果处理块的块大小增加了，则预测性能会随着像素与参考像素相距的距离的增加而降低。那么，可以想到的是减小处理块的块大小。这可防止像素之间距离的增加，从而可抑制预测性能的下降。然而，减小处理块的块大小会增加块的数量，从而导致提供给各个处理块的控制信息的增加，并且存在不能提高压缩性能的问题。根据非专利文献3和4中描述的方法，针对处理块中与编码像素相距的距离较小的像素，期望压缩性能有所提高。然而，随着处理块中与编码像素相距的距离的增加，无法期望压缩性能的提高。同时，根据非专利文献5中所描述的方法，如上所述，基于对应于与参考像素相距的距离的分析的结果对参考进行加权。为此，即使与参考像素相距的距离较大，也无法期望压缩性能的提高。然而，非专利文献5中所述的方法在进行上述分析时利用帧间编码的信息。为此，在帧间预测中无法期望压缩性能有所提高。本专利技术是针对上述问题而完成的，且本专利技术的目的在于在帧内预测中提高压缩性能。解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术提出了以下各项内容。(1)本专利技术提出了一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像编码设备，包括：预测误差统计评价装置(例如，相当于图2中的预测误差统计评价单元30)，其用于将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数、并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对统计的参数(例如，相当于后续将描述的均值和方差)进行近似；预测值特征量计算装置(例如，相当于在图2中的预测值特征量计算单元40)，其用于针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及预测值计算装置(例如，相当于在图2中的第二预测值计算单元50)，其用于利用由预测误差统计评价装置近似得到的统计的参数来对与从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值k)中、并生成新的预测值(例如，相当于在图2中的帧内预测值d)。根据本专利技术，将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示为参数，并根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离来对统计参数进行近似。另外，针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量。此外，利用经近似的统计参数来对与以上提及的距离相对应的预测误差进行估计，利用所计算的特征量将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中，并生成新的预测值。因此，能将针对与沿着帧内预测方向设置的参考像素相距的距离的像素值的变化频率表示为统计，并能利用此统计修正基于帧内预测方向的预测值。因此，能将像素值的变化反映在基于帧内预测方向的预测值中，其中考虑到了处理块中像素之间的像素值相关性。另外，用于表示新生成的预测值所必需的控制信息仅为对统计参数进行近似的结果。为此，能抑制提供给每个处理块的控制信息的增加。根据上述配置，在帧内预测中，能在不降低视频质量的情况下抑制比特率，因此能提高压缩性能。(2)关于(1)中的动画图像编码设备，本专利技术提出了一种动画图像编码设备，其中预测误差统计评价装置包括：统计参数计算装置(例如，相当于在图3中的统计参数计算单元32)，其用于对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行评价，并参数化表示统计；参数近似装置(例如，相当于在图3中的参数近似单元33)，其用于根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离、利用近似函数对由统计参数计算装置所得到的统计的参数进行近似；以及参数确定装置(例如，相当于在图3中的参数确定单元34)，其用于利用由参数近似装置所得到的近似函数对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行估计。根据本专利技术，在(1)中的动画图像编码设备中，预测误差统计评价装置具有统计参数计算装置、参数近似装置和参数确定装置。由统计参数计算装置对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行评价，并参数化表示统计。参数近似装置根据从沿着帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离、利用近似函数<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像编码设备，包括：预测误差统计评价装置，其用于将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示成参数、并根据从沿所述帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对所述统计的参数进行近似；预测值特征量计算装置，其用于针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧内预测方向的预测值的特征量；以及预测值计算装置，其用于利用由所述预测误差统计评价装置近似得到的统计的参数来对与从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 JP 2013-2039651.一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像编码设备，包
括：
预测误差统计评价装置，其用于将基于帧内预测方向的预测误差的统计表示
成参数、并根据从沿所述帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离对
所述统计的参数进行近似；
预测值特征量计算装置，其用于针对待处理的像素附近的像素来计算基于帧
内预测方向的预测值的特征量；以及
预测值计算装置，其用于利用由所述预测误差统计评价装置近似得到的统计
的参数来对与从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像素的距离相对应
的预测误差进行估计、利用由所述预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预
测误差反映在基于帧内预测方向的预测值中、并生成新的预测值。
2.根据权利要求1所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测误差统计评价装置包括：
统计参数计算装置，其用于对基于帧内预测方向的预测误差的统计进行评
价、并参数化表示所述统计；
参数近似装置，其用于根据从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处理的像
素的距离、利用近似函数对由所述统计参数计算装置所得到的统计的参数进行近
似；以及
参数确定装置，其用于利用由所述参数近似装置所得到的近似函数对基于帧
内预测方向的预测误差的统计进行估计。
3.根据权利要求2所述的动画图像编码设备，
其中，所述统计参数计算装置根据从沿帧内预测方向设置的参考像素到待处
理的像素的距离来将处理块分成多个分割块，并对所述多个分割块中的每个分割
块中的统计进行评价，并且
所述参数近似装置通过线性近似法或多项式近似法来对所述统计的参数进
行近似，其中，从所述参考像素到所述多个分割块中的每个分割块中待处理的像
素的距离的代表值作为变量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测误差统计评价装置将关于所述预测误差的直方图的拉普拉斯
分布表示作为所述统计。
5.根据权利要求4所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测误差统计评价装置将拉普拉斯分布的均值和方差作为所述统
计的参数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置利用所述统计的参数对所述预测误差进行估计、
将针对处理块中与参考像素相距的距离不小于预定的下限值且小于预定的上限
值的像素所计算的特征量的大小进行比较以及基于所述特征量的大小来从处理
块的像素中确定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素。
7.根据权利要求6所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置预先具有用于定义如何基于特征量的大小来确定
用于将所述预测误差反映在预测值中的像素的多个规则、
针对每个处理块选择所述多个规则中的一个规则并根据所选择的规则来确
定用于将所述预测误差反映在预测值中的像素。
8.根据权利要求7所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置具有作为所述多个规则的将用于使较大预测误差
反映在具有较大特征量的像素中的规则和用于使较大预测误差反映在具有较小
特征量的像素中的规则。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值计算装置将所述预测误差增加到基于帧内预测方向的预测
值上，并生成新的预测值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，针对与具有其特征量作为中心计算的像素的菱形抽头相对应的像素的
预测值，所述预测值特征量计算装置将所述抽头中的各个像素的预测值的均值作
为所述特征量。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的动画图像编码设备，
其中，所述预测值特征量计算装置采用通过将在具有其特征量将被计算为中
心的像素的菱形抽头中的像素的预测值的均值乘以对应于从所述参考像素到要
计算其特征量的像素的距离的系数得到的值，作为所述特征量。
12.一种允许生成基于帧内预测方向的帧内预测值的动画图像解码设备，包
括：
统计参数确定装置，其用于利用预测误差的统计的参数的近似值来对基于帧
内预测方向的预测误差的统计进行估计；
预测值特征量计算装置，其用于针对由基于帧内预测方向的预测值得到的预
测值，来计算待处理的像素附近的像素处的预测值的特征量；以及
预测值计算装置，其用于利用由所述统计参数确定装置得到的统计的参数来
对与从参考像素到待处理的像素的距离相对应的预测误差进行估计、利用由所述
预测值特征量计算装置所计算的特征量来将预测误差反映在基于帧内预测方向
的预测值中、并生成新的预测值。
13.根据权利要求12所述的动画图像解码设备，
其中，所述统计参数确定装置将关于预测误差的直方图的拉普拉斯分布表示
作为所述统计。
14.根据权利要求13所述的动画图像解码设备，
其中，所述统计参数确定装置将拉普拉斯分布的均值和方差作为所述统计的
参数。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的动画图像解码设备，
其中，所述预测值计算装置利用所述统计的参数对预测误差进行估计、
将针...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉野知伸，内藤整，
申请(专利权)人：凯迪迪爱通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP