视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法以及视频解码方法技术

为了增加量化步长的编码效率，该视频编码设备包括用于编码控制量化的粒度的量化步长的量化步长编码单元。该量化步长编码单元包括步长预测单元，其用于使用被分配到已经被编码的附近的图像块的量化步长信息以及使用关于将要被编码的图像块的帧内预测方向信息来预测量化步长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法以及视频解码方法
本专利技术涉及一种视频编码技术，并且特别涉及一种参考重构的图像进行预测并且通过量化执行数据压缩的视频编码技术。
技术介绍
典型的视频编码设备执行编码过程，该编码过程遵照预定的视频编码方案来生成编码数据，即比特流。在非专利文献(NPL)1中作为预定视频编码方案的代表性示例加以描述的ISO／IEC14496-10先进视频编码(AVC)中，每一帧被分成16×16像素大小的块(称为MBs(宏块))，并且每个MB进一步被分成4×4像素大小的块，将MB设为编码的最小单元。图23示出了在帧的色彩格式是YCbCr4：2：0格式和空间分辨率是QCIF(四分之一通用中间格式)的情况下块划分的示例。每个划分的图像块按顺序输入到视频编码设备并且被编码。图24是示出了用于生成符合AVC的比特流的典型视频编码设备的结构的示例的框图。参考图24，典型视频编码设备的结构和操作描述如下。图24中所示的视频编码设备包括变频器、量化器102、可变长度编码器103、量化控制器104、逆量化器105、逆变频器106、帧存储器107、帧内预测器108、帧间预测器109以及预测选择器110。在从输入图像减去经过预测选择器110由帧内预测器108或帧间预测器109提供的预测图像后，至视频编码设备的输入图像作为预测误差图像输入到变频器101。变频器101将输入预测误差图像从空间域变换到频率域，并且输出结果作为系数图像。量化器102使用由控制量化的粒度的量化控制器104提供的量化步长来量化由变频器101提供的系数图像，并且输出作为量化的系数图像的结果。可变长度编码器103熵编码由量化器102提供的量化的系数图像。可变长度的编码器103还编码以上由量化控制器104提供的量化步长和由预测选择器110提供的图像预测参数。这些编码的数据块被多路复用并且作为比特流从视频编码设备输出。这里参考图25描述在可变长度编码器103处的用于量化步长的编码过程。在可变长度编码器103中，用于编码量化步长的量化步长编码器包括如图25中所示的量化步长缓冲器10311和熵编码器10312。量化步长缓冲器10311保持量化步长Q(i-1)，其被分配给恰好在将要被编码的图像块之前被编码的先前的图像块。如下面的式(1)中所示，从输入量化步长Q(i)减去由量化步长缓冲器10311提供的先前的量化步长Q(i-1)，并且将结果作为差值量化步长dQ(i)输入到熵编码器10312。dQ(i)=Q(i)-Q(i-1)...(1)熵编码器10312熵编码输入差值量化步长dQ(i)，并且输出作为对应于量化步长的码的结果。以上描述了用于量化步长的编码过程。量化控制器104确定用于当前输入图像块的量化步长。一般来说，量化控制器104监测可变长度编码器103的输出码率用于增加量化步长以便减少用于所关注的图像块的输出码率，或者相反地，用于减少量化步长以便增加用于所关注的图像块的输出码率。量化步长的增加或减少使视频编码设备能够以目标速率编码输入运动图像。确定的量化步长被提供至量化器102和可变长度编码器103。由量化器102输出的量化的系数图像被逆量化器105逆量化以获得用于在编码随后的图像块中的预测的系数图像。由逆量化器105输出的系数图像被逆变频器106设置回空间域以获得预测误差图像。该预测图像被加到预测误差图像，并且结果作为重构图像被输入到帧存储器107和帧内预测器108。帧存储器107存储在过去输入的编码图像帧的重构图像。存储在帧存储器107中的图像帧被称为参考帧。帧内预测器108参考图像块的重构图像来生成预测图像，该图像块在当前正在被编码的图像帧内在过去被编码。帧间预测器109参考由帧存储器107提供的参考帧来生成预测图像。预测选择器110比较由帧内预测器108提供的预测图像与由帧间预测器109提供的预测图像，选择并且输出一个更接近于输入图像的预测图像。预测选择器110还输出关于由帧内预测器108或帧间预测器109使用的预测方法的信息(称为图像预测参数)，并且向可变长度编码器103提供该信息。根据上面所提到的处理，典型视频编码设备压缩地编码输入移动图像以生成比特流。输出比特流被传输到视频解码设备。视频解码设备执行解码过程，以使得比特流将被解压缩为运动图像。图26示出了典型视频解码设备的结构的示例，该视频解码设备解码由典型视频编码设备输出的比特流以获得解码视频。参考图26，典型视频解码设备的结构和操作描述如下。图26中所示的视频解码设备包括可变长度解码器201、逆量化器202、逆变频器203、帧存储器204、帧内预测器205、帧间预测器206以及预测选择器207。可变长度解码器201可变长度解码输入比特流以获得控制逆量化的粒度、量化的系数图像以及图像预测参数的量化步长。上面提到的量化步长和量化的系数图像被提供至逆量化器202。图像预测参数被提供给预测选择器207。逆量化器202基于输入量化步长逆量化输入量化系数图像，并且输出作为系数图像的结果。逆变频器203将由逆量化器202提供的系数图像从频率域变换到空间域，并且作为预测误差图像输出结果。由预测选择器207提供的预测图像被加到预测误差图像以获得解码图像。解码图像不仅作为输出图像由视频解码设备输出，而且被输入到帧存储器204和帧内预测器205。帧存储器204存储在过去被解码的图像帧。存储在帧存储器204中的图像帧被称为参考帧。基于由可变长度解码器201提供的图像预测参数，帧内预测器205参考图像块的重构图像以生成预测图像，该图像块在当前正在被解码的图像帧内在过去被解码。基于由可变长度解码器201提供的图像预测参数，帧间预测器206参考由帧存储器204提供的参考帧以生成预测图像。预测选择器207基于由可变长度解码器201提供的图像预测参数选择由帧内预测器205和帧间预测器206提供的预测图像中的任何一个。这里参考图27描述了在可变长度解码器201处用于量化步长的解码过程。在可变长度解码器201中，用于解码量化步长的量化步长解码器包括如图27中所示的熵解码器20111和量化步长缓冲器20112。熵解码器20111熵解码输入码，并且输出差值量化步长dQ(i)。量化步长缓冲器20112保持先前的量化步长Q(i-1)。如下面的式(2)中所示，由量化步长缓冲器20112提供的Q(i-1)被加到由熵解码器20111生成的差值量化步长dQ(i)。所加的值不仅作为量化步长Q(i)输出，而且被输入到量化步长缓冲器20112。Q(i)=Q(i-1)+dQ(i)...(2)以上描述了用于量化步长的解码过程。根据以上所提到的处理，典型视频解码设备解码比特流以生成运动图像。同时，为了维持将要被编码过程压缩的运动图像的主观质量，典型视频编码设备中的量化控制器104通常分析输入图像和预测误差图像中的任一个或两者，以及分析输出码率，以根据人类视觉灵敏度确定量化步长。换句话说，量化控制器104执行基于视觉灵敏度的自适应量化。具体地，当对于将要被编码的当前图像的人类视觉灵敏度被确定为高时，量化步长被设为小的，而当视觉灵敏度被确定为低时，量化步长被设为大的。因为这样的控制可以向低视觉灵敏度区域分配较大的码率，所以主观质量得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.09 JP 2011-051291;2011.04.21 JP 2011-095391.一种视频编码设备，用于将输入图像数据划分成预定大小的块，并且将量化应用于基于划分的图像块的被频率变换的误差块以执行压缩编码过程，所述视频编码设备包括：量化步长编码单元，所述量化步长编码单元编码控制所述量化的粒度的量化步长，其中所述量化步长编码单元通过选择性地使用被分配到已经被编码的相邻图像块的量化步长或被分配到前一被编码的图像块的量化步长，来计算控制所述量化的所述粒度的所述量化步长。2.一种视频解码设备，用于基于输入压缩视频数据的逆量化来解码图像块，以执行将图像数据生成为所述图像块的集合的过程，所述视频解码设备包括：量化步长解码单元，所述量化步长解码...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木启史，蝶野庆一，仙田裕三，先崎健太，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：