图像处理设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种允许实现色度信号的加权预测的预测效率的改善的图像处理设备和方法。当亮度加权运动补偿器（96）从运动补偿器（82）接收到运动矢量信息指示的参考图像像素值时，亮度加权运动补偿器（96）使用来自亮度权重/偏移计算器（94）的权重系数和偏移值对亮度信号和色度信号（在RGB的情况下）执行加权预测处理。当色度加权运动补偿器（97）从运动补偿器（82）接收到运动矢量信息指示的参考图像像素值时，色度加权运动补偿器（97）使用来自色度权重/偏移计算器（95）的权重系数和偏移值对色度信号（在YCbCr的情况下）执行加权预测处理。本发明专利技术可应用于例如用于基于H.264/AVC标准执行编码的图像编码设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，并且更具体地涉及具有对于色度信号的加权预测的改善的预测效率的。
技术介绍
近年来，被配置成数字地处理图像信息同时为了以较高效率传输并累积信息而通过采用用于通过正交变换诸如离散余弦变换进行压缩并借助图像信息独特的冗余来进行运动补偿的编码标准来压缩并编码图像的设备正在普及。示例编码标准包括MPEG(运动图像专家组)。这里要注意，MPEG-2 (IS0/IEC13818-2)被规定为覆盖隔行扫描图像和逐行扫描 图像二者以及标准分辨率图像和高清晰度图像的通用图像编码标准。例如，MPEG-2目前广 泛用于各种用于专业用途和消费者使用的应用。通过利用MPEG-2压缩标准，例如将4至SMbps的比特率分配给具有720X480像素的标准分辨率的隔行扫描图像。另外，通过利用MPEG-2压缩标准，例如将18至22Mbps的比特率分配给具有1920 X 1088像素的高分辨率的隔行扫描图像。这使得能够实现较高压缩率和较好图像质量。MPEG-2主要用于适于广播的高图像质量编码；然而该标准与涉及比MPEG-I低的比特率即较高压缩率的编码标准不兼容。预期从现在起移动终端的普及将增大对这样的编码标准的需要，而响应于这样的动向已实行了 MPEG-4编码标准的标准化。关于图像编码标准，在1998年12月一致通过将IS0/IEC14496-2作为国际标准。近年来，称为H. 26L (ITU-TQ6/16VCEG)的标准的标准化处于以最初用于视频会议的图像编码为目标的发展中。虽然札26L与到目前为止使用的诸如MPEG-2和MPEG-4的编码标准相比在编码和解码方面需要较大的算术运算量，但是已知较高编码效率是可实现的。作为与MPEG-4相关的当前活动，尝试作为基于H. 26L的增强压缩视频编码的联合模型的标准化，以利用a 26L不支持的另外功能来实现较高的编码效率。排定将该标准在2003年3月发展成作为H. 264和MPEG-4第10部分(高级视频编码；后文中称为H. 264/AVC)的国际标准。作为扩展活动，已经在2005年2月完成了 FRExt (保真度范围扩展)的标准化，FRExt涵盖用于商业用途诸如RGB、4:2:2、4:4:4的编码工具以及MPEG-2规定的8x8DCT和量化矩阵。因此获得了实现使用H. 264/AVC来良好渲染电影中所包含的均匀胶片噪声的编码标准，其将被用在包括蓝光光盘(Blu-RayDisc (注册商标))的广泛应用中。同时，现今对允许较高压缩率的编码技术的需求正在增加，这样的编码技术例如使得能够压缩大约4000X2000 (即比高清晰度图像精细四倍)的图像或在传输容量有限的环境中如在因特网上分发高清晰度图像。因此，作为以上提到ITU-T的子组的VCEG (=视频编码专家组)在编码效率的改善上继续进行研究。考虑诸如其中辉度变化的淡入/淡出场景的序列，根据MPEG-2或MPEG-4标准，未提供用于吸收辉度变化的编码工具，其可能导致编码效率的降低。同时，根据H. 264/AVC标准、在非专利文献I中也提出的加权预测处理是可能的。在P画面的加权预测处理中，其中Ytl是运动补偿预测信号(参考图像像素值)，WQ是权重因数，且D是偏移值，根据以下等式(I)来生成预测信号预测信号=Wq*Yq+D(I)对于B画面，其中Ytl和Y1分别是针对ListO和Listl信号的运动补偿预测信号，W0和W1分别是针对ListO和Listl信号的权重因数，且D是偏移值，根据以下等式(2)来生成预测信号预测信号(2)根据H. 264/AVC标准，可以以片(slice)为单位指定是否使用加权预测。 在根据H. 264/AVC标准的加权预测中，显模式(ExpI icitMode )和隐模式(ImplicitMode)在片头中规定。在显模式中，W和D被添加以传输,而在隐模式中,基于相关画面与其参考画面在时间轴上的距离来计算W。这两个模式中，显模式用于P画面，而显模式和隐模式二者可以用于B画面。在执行彩色图像信号的图像压缩中，根据以下等式(3)将RGB信号转换成亮度信号Y及色度信号Cb和Cr，以执行后续处理Y=O. 299R+0. 587G+0. 114BCb=-O. 169R-0. 331G+0. 500BCr=O. 500R-0. 419G-0. 081B (3)本文中，亮度信号Y是表示辉度的分量，且其值落入0至I的范围内。在8比特表示的情况下，该值在0至255的范围内。同时，色度信号Cb和Cr是表示颜色的强度和种类的分量，且其值落入-0. 5至0. 5的范围内。在8比特表示的情况下，该值在以128为中心的0至255的范围内。与亮度信号相比，色度信号一般分辨率较低；因此，在图像压缩中针对色度信号使用与亮度信号相比涉及较低分辨率的格式，诸如4:2:2或4:2:0。根据H. 264/AVC标准，宏块尺寸是16 X 16像素。然而，对于诸如可以是下一代编码标准的目标的UHD (超高清晰度；4000X2000像素)的较大画面帧，将宏块尺寸设定成16X16像素并不是最优的。因此，在诸如非专利文献2的文献中，提议将宏块尺寸扩展到例如32X32像素。引用列表非专利文献非专利文献 I u Improved multiple frame motion compensation using frameinterpolation” JVT-B075, January2002非专利文献2: “Video Coding Using Extended Block Sizes”，VCEG-AD09，ITU-Telecommunications Standardization Sector STUDY GROUP Questionl6 - Contribution123，Jan2009
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题如上所述,在8比特图像信号中，128的亮度信号表示0. 5，而128的色度信号表示O。然而，在根据H. 264/AVC标准的加权预测中，对亮度信号和色度信号二者执行相似处理。因此，与亮度信号相比，在一些情况下对于色度信号，预测效率可能较低。鉴于上述的情况完成了本专利技术，且本专利技术实现了对于色度信号的加权预测的改善的预测效率。解决技术问题的技术方案根据本专利技术的第一方面的图像处理设备包括运动搜索装置，该运动搜索装置用于搜索图像中要被编码的块的运动矢量；以及加权预测装置，该加权预测装置用于在图像具有YCbCr格式的颜色格式的情况下使用由通过运动搜索装置的搜索寻找到的运动矢量指示的参考图像像素值，并以与对亮度分量不同的方式对色度分量执行加权预测。 在图像的颜色格式是YCbCr格式的情况下，还提供了因数计算装置，该因数计算装置用于计算色度分量的权重因数和偏移，并且加权预测装置可以被配置成使用参考图像像素值以及由因数计算装置计算的权重因数和偏移以与对亮度分量不同的方式对色度分量执行加权预测。加权预测装置可以被配置成根据图像的输入比特精度和画面类型对色度分量执行加权预测。在P画面的情况下，加权预测装置可以被配置成执行能够用Wtl* (YtlH +D+2n_i表示的加权预测，其中，关于色度分量，在输入是用n比特表示的视频时，Ytl是参考图像像素值，W0和D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.22 JP 2010-0125151.一种图像处理设备，包括 运动搜索装置，所述运动搜索装置用于搜索图像中要被编码的块的运动矢量；以及 加权预测装置，所述加权预测装置用于在所述图像具有YCbCr格式的颜色格式的情况下使用由通过所述运动搜索装置进行的搜索寻找到的运动矢量指示的参考图像像素值并以与对亮度分量不同的方式对色度分量执行加权预测。2.根据权利要求I所述的图像处理设备，还包括因数计算装置，所述因数计算装置用于在所述图像的颜色格式是YCbCr格式的情况下计算所述色度分量的权重因数和偏移，其中 所述加权预测装置被配置成使用所述参考图像像素值以及由所述因数计算装置计算的权重因数和偏移以与对亮度分量不同的方式对色度分量执行加权预测。3.根据权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述加权预测装置被配置成根据所述图像的输入比特精度和画面类型对色度分量执行加权预测。4.根据权利要求3所述的图像处理设备，其中，在P画面的情况下，所述加权预测装置被配置成执行能够用Wtl*(YtlH+D+2n_i表示的加权预测， 其中，关于色度分量，在所述输入是用η比特表示的视频时，Ytl是所述参考图像像素值，W0和D分别是所述加权预测的权重因数和偏移。5.根据权利要求3所述的图像处理设备，其中，在B画面的情况下，所述加权预测装置被配置成执行能够用Wtl*(YtlH+W1*(Y1HD+〗1^1表示的加权预测， 其中，关于色度分量，在所述输入是用η比特表示的视频时，Ytl和Y1分别是在ListO和Listl中的参考图像像素值，Wc^W1和D分别是ListO和Listl的权重因数以及所述加权预测的偏移。6.根据权利要求3所述的图像处理设备，其中，在所述图像的颜色格式是RGB格式的情况下，所述参考图像像素值用于对色度分量执行与要对亮度分量执行的加权预测相同的加权预测。7.—种处理图像的方法，所述方法用于包括运动搜索装置和加权预测装置的图像处理设备，所述方法包括 由所述图像处理设备的运动搜索装置执行对图像中要被编码的块的运动矢量的搜索；以及 由所述图像处理设备的加权预测装置在所述图像具有YCbCr格式的颜色格式的情况下通过使用由通过搜索寻找到的运动矢量指示的参考图像像素值以与对亮度分量不同的方式对色度分量执行加权预测。8.一种图像处理设备，包括 解码装置，所述解码装置用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤数史，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：