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图像处理装置和图像处理方法制造方法及图纸

技术编号:8838207 阅读:134 留言:0更新日期:2013-06-22 23:28
本发明专利技术使得可以实现高编码效率。块选择处理单元(33)根据要被处理用于编码的运动补偿块的块大小和已被编码的相邻运动补偿块的块大小,从与该运动补偿块相邻的相邻运动补偿块中选择块。预测运动矢量信息生成单元(34)通过使用所选择的块的运动矢量信息,生成关于要编码的运动补偿块的预测运动矢量信息。运动预测/补偿单元(32)通过使用由预测运动矢量信息生成单元(34)生成的预测运动矢量信息,进行帧间预测并生成预测图像数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种。具体地,该技术提供了一种甚至在使用具有扩展大小的宏块时也可以实现高编码效率的。
技术介绍
近年来,将图像信息处置为数字信息并且在这样做时实现高效信息传送和累积的设备或者符合用于通过如离散余弦变换的正交变换和运动补偿进行压缩的标准(诸如MPEG)的设备已在广播站和一般家庭中得以普及。具体地,MPEG2 (IS0/IEC13818-2)被定义为通用的图像编码技术,并且当前用于针对专业人士和一般消费者的各种应用。通过使用MPEG2压缩技术,例如,将4Mbps至8Mbps的比特率分配给具有720X480个像素的标准分辨率隔行扫描图像(interlaced image)。另外,将18Mbps至22Mbps的比特率分配给具有1920X 1088个像素的高分辨率交织图像。通过这样的比特率分配,可以实现高压缩率和极好的图像质量。尽管在编码和解码中需要比诸如MPEG2的传统编码技术的计算量大的计算量,但是在增强压缩视频编码的联合模型的名义下进行了用于实现高编码效率的标准化,其中该联合模型已成为作为H.264和MPEG PartlO (下文中称为“H.264/AVC (高级视频编码)”)的国际标准。 如图1所示,在H.264/AVC中,将由16X 16个像素形成的宏块分割为16X16、16X8、8X 16或8X8像素的运动补偿块,这些运动补偿块可以具有相互独立的运动矢量信息。如图1所示,每个8X8像素子宏块可以进一步被分割成8X8、8X4、4X8或4X4像素的运动补偿块,这些运动补偿块可以具有相互独立的运动矢量信息。在MPEG-2中,运动预测/补偿操作中的单位在帧运动补偿模式下为16 X 16个像素,并且在场运动补偿模式下在第一场和第二场的每个场中均为16X8个像素。在H.264/AVC中,执行这种运动预测/补偿操作。结果,生成大量的运动矢量信息,并且按原样对运动矢量信息进行编码将导致编码效率的降低。为了解决该问题,在H.264/AVC中使用下述的中值预测,并且实现了编码运动矢量信息量的减小。在图2中,块E是要编码的运动补偿块,并且块A至D是与运动补偿块E相邻的编码后运动补偿块。这里,X是A、B、C、D或E,并且mvX表示关于运动补偿块X的运动矢量信息。通过使用关于运动补偿块A、B和C的运动矢量信息,根据等式(I )、通过中值预测来生成关于运动补偿块E的预测运动矢量信息pmvE。pmvE=med (mvA, mvB, mvC)…(I)如果由于块C位于图像帧的角落等处而无法获得关于相邻运动补偿块C的信息,则替代地使用关于相邻运动补偿块D的信息。在压缩图像信息中,根据等式(2),通过使用pmvE来生成要被编码为关于运动补偿块E的运动矢量信息的数据mvdE。mvdE=mvE-pmvE...(2)在实际操作中,对相互独立的运动矢量信息的水平分量和垂直分量执行处理。另外,在H.264/AVC中,指定多参考帧技术。现在参照图3,描述了在H.264/AVC中定义的多参考帧技术。在MPEG2等中,在P画面的情况下,通过参考存储在帧存储器中的仅一个参考帧来执行运动预测/补偿操作 。然而,在H.264/AVC中,多于一个参考帧存储在存储器中,以使得对于每个块可以参考不同的存储器,如图3所示。尽管B画面中的运动矢量信息量非常大,但是在H.264/AVC中存在称为直接模式的预定模式。在直接模式中,运动矢量信息没有包含在压缩图像信息中,并且解码装置从关于周围块或锚点块(同位块)的运动矢量信息中提取关于块的运动矢量信息。锚点块是在参考图像中具有与正被编码的运动补偿块相同的χ-y坐标的块。直接模式包括空间直接模式和时间直接模式,并且可以针对每个切片(slice)来选择这两种模式中的一种。在空间直接模式下,通过中值预测所生成的运动矢量信息pmvE用作要用于块的运动矢量信息mvE,如等式(3)所示。mvE=pmvE...(3)现在参照图4描述时间直接模式。在图4中,在LO参考画面中位于与块相同的空间地址的块是锚点块,并且关于锚点块的运动矢量信息是运动“mvcol”。另外,“TDB”表示在时间轴上画面与LO参考画面之间的距离,并且“TDD”表示在时间轴上LO参考画面与LI参考画面之间的距离。在该情况下,根据等式(4)和(5)来计算画面中的LO运动矢量信息mvLO和LI运动矢量信息mvLl。mvLO= (TDB/TDD) mvco I...(4)mvLl=((TDD-TDB)/TDD)mvcol...(5)在压缩图像信息中,不存在表示时间轴上的距离的信息,因此根据等式(4)和(5)的计算使用POC (画面序列号)。在AVC压缩图像信息中,直接模式可以以16X16像素宏块为单位或以8X8像素子宏块为单位来定义。同时,非专利文献I已提出了对如图2所示的使用中值预测的运动矢量编码的改进。根据非专利文献1,可以自适应地使用时间预测运动矢量信息或时空预测运动矢量信息以及通过中值预测而获得的空间预测运动矢量信息。S卩,在图5中,运动矢量信息mvcol是关于相对于运动补偿块的锚点块的运动矢量 目息。另外,运动矢量 目息mvtk (k=0至8)是关于周围块的运动矢量彳目息。时间预测运动矢量信息mvtm是通过使用等式(6)根据五条运动矢量信息而生成的。替选地,可通过使用等式(7)根据九条运动矢量信息来生成时间预测运动矢量信息mvtm οmvtm5=med (mvcol, mvtO,…mvt3)...(6)mvtm9=med (mvcol, mvtO,…mvt7)...(7)时空预测运动矢量信息mvspt是通过使用等式(8)根据五条运动矢量信息而生成的。mvspt=med (mvcol, mvcol, mvA, mvB, mvC)…(8)在对图像信息进行编码的图像处理装置中,通过使用关于各个块的预测运动矢量信息来计算各个块的成本函数值,并且选择最优的预测运动矢量信息。通过压缩图像信息,针对每个块传送表示关于使用了哪个预测运动矢量信息的信息的标志。另外,对于以较高压缩率进行编码以便压缩4000X2000个像素的图像等或者在当今传送容量有限的环境中(如在因特网中)分发高清图像的需求日益增加。鉴于此,非专利文献2公开了在层级结构中使用宏块的大小比MPEG2或H.264/AVC中的宏块的大小更大的扩展宏块。S卩,在扩展宏块中,16 X 16像素块和更小的块与H.264/AVC中的宏块兼容。作为这些块的超集,定义诸如32X32像素宏块的更大块。引用列表非专利文献非专利文献1:Motion Vector Coding with Optimal PMV Selection (VideoCoding Experts Group (VCEG), Study Group 16, ITU, VCEG-AI22, 2008 年 7 月)非专利文献2:〃Video Coding Using Extended Block Sizes (Study Group 16, Contributionl23, ITU, C0M16-C123-E, 2009 年 I 月)
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如图6所示,当正被编码的运动补偿块和左侧相邻的运动补偿块是16X 16像素块并且上部相本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.25 JP 2010-2383511.一种图像处理装置,用于通过使用以层级结构定义的运动补偿块来执行编码或解码, 所述图像处理装置包括: 块选择处理单元,被配置成根据正经受编码或解码的当前运动补偿块的块大小和与所述当前运动补偿块相邻的编码后相邻运动补偿块的块大小,从相邻运动补偿块中选择块;以及 预测运动矢量信息生成单元,被配置成通过使用关于由所述块选择处理单元选择的块的运动矢量信息,生成要用在对关于所述当前运动补偿块的运动矢量信息的编码操作或解码操作中的预测运动矢量信息。2.根据权利要求1所述的图像处理装置,其中,所述块选择处理单元仅选择以与所述当前运动补偿块相同的层级的块大小所编码的相邻运动补偿块。3.根据权利要求2所述的图像处理装置,其中,当已以不同层级的块大小对要用在中值预测中的三个空间相邻运动补偿块当中的、相对于所述当前运动补偿块位于右上位置的相邻运动补偿块进行了编码时,所述块选择处理单元使用左上相邻运动补偿块来替代右上相邻运动补偿块。4.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中, 当已以与所述当前运动补偿块相同的层级的块大小对全部所述三个相邻运动补偿块都进行了编码时,所述块选择处理单元选择所述三个相邻运动补偿块,并且 所述预测运动矢量信息生成单元通过使用关于所选择的三个相邻运动补偿块的运动矢量信息来执行所述中值预 测,以生成所述预测运动矢量信息。5.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中, 当已以与所述当前运动补偿块相同的层级的块大小对所述三个相邻运动补偿块中的两个进行了编码时,所述块选择处理单元选择具有同一层级的块大小的两个相邻运动补偿块,并且 替代执行所述中值预测,所述预测运动矢量信息生成单元通过将由关于所选择的两个相邻运动补偿块的运动矢量信息表示的运动矢量的平均值用作预测运动矢量来生成所述预测运动矢量信息。6.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中, 当已以与所述当前运动补偿块相同的层级的块大小对所述三个相邻运动补偿块中的两个进行了编码时,所述块选择处理单元选择具有同一层级的块大小的两个相邻运动补偿块,并且 替代执行所述中值预测,所述预测运动矢量信息生成单元选择关于所选择的两个相邻运动补偿块的运动矢量信息中的一个作为所述预测运动矢量信息,并且连同所述预测运动矢量信息生成用于识别选择了关于所述两个相邻运动补偿块的运动矢量信息中的哪个运动矢量信息的标识信息。7.根据权利要求6所述的图像处理装置,还包括: 无损解码单元,被配置成从压缩图像信息中提取所述标识信息, 其中,当已以与所述当前运动补偿块相同的层级的块大小对所述三个相邻运动补偿块中的两个进行了编码时,所述块选择处理单元选择具有同一层级的块大小的两个相邻运动补偿块,并且 所述预测运动矢量信息生成单元基于所提取的标识信息而从关于所选择的两个相邻运动补偿块的运动矢量信息中选择运动矢量信息,并且将所选择的运动矢量信息设置为所述预测运动矢量信息。8.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中, 当已以与所述当前运动补偿块相同的层级的块大小对所述三个相邻运动补偿块之一进行了编码时,所述块选择处理单元选择具有相同层级的块大小的一个相邻运动补偿块,并且 替代执行所述中值预测,所述预测运动矢量信息生成单元将关于所...

【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:
国别省市:

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