动态图像解码装置、动态图像解码方法及程序与流程

本发明涉及一种动态图像解码装置、动态图像解码方法及程序。

背景技术：

1、以往，提出了一种使用帧内预测(intra-frame prediction)或帧间预测(inter-frame prediction)、预测残差信号的变换和量化、熵编码的动态图像编码方式(例如，参照非专利文献1)。

2、与该动态图像编码方式对应的动态图像编码装置首先将输入图像分割为多个块，接着通过以分割后的块为单位(一个或多个变换单元)对输入图像与帧内预测图像或帧间预测图像之间的差分即残差信号进行变换及量化来生成等级值，最后将生成的等级值与边信息(像素值的重建所需的预测模式、运动矢量等相关信息)一起进行熵编码来生成编码数据。

3、另一方面，与动态图像解码方式对应的动态图像解码装置通过与动态图像编码装置中执行的过程相反的过程从编码数据获得输出图像。

4、具体地，该动态图像解码装置对从编码数据获得的等级值执行逆量化和逆变换来生成残差信号，并与帧内预测图像或帧间预测图像相加来生成滤波前局部解码图像，用于帧内预测，同时，应用环路滤波(例如，去块滤波)来生成滤波后局部解码图像，累积在帧缓冲器中。帧缓冲器将滤波后局部解码图像适当地提供给帧间预测。

5、另外，从编码数据获得边信息和等级值的处理被称为解析处理，使用这些边信息和等级值来重建像素值的处理被称为解码处理。

6、这里，将对非专利文献2所记载的下一代动态图像编码方式vvc中的帧内预测中的色差帧内预测方式进行说明。

7、在色差帧内预测方式中，除了与亮度帧内预测方式同样的颜色分量内预测方式以外，还包括根据重建的亮度分量对色差分量进行线性预测的分量间线性预测(cclm：cross-component linear model)方式。亮度分量和色差分量在4:2:0颜色格式的情况下样本数不同，因此，如图6所示，通过平滑化来导出与色差像素对应的亮度像素。

8、这里，用于平滑化的6抽头滤波器如下。

9、[数学式1]

10、pdsy[x][y]＝(py[2*x-1][2*y]+py[2*x-1][2*y+1]+

11、2*py[2*x][2*y]+2*py[2*x][2*y+1]+

12、py[2*x+1][2*y]+py[2*x+1][2*y+1][2*y+1]+4)>>3

13、cclm方式中使用的线性预测参数a和b应用线性预测模型如以下那样导出，其中，该线性预测模型以与预测目标块相邻的已解码的亮度及色差的像素值为对象，使用亮度最小和最大的像素进行从亮度到色差的线性变换。这里，参数k为常数。

14、[数学式2]

15、diff＝(max-miny)>>shift

16、a＝((maxc-minc)*lut(diff))>>shift

17、b＝minc-((a*miny))>>k)

18、然后，基于以下线性预测模型和导出的线性预测参数a和b，根据亮度分量对预测目标块内的色差分量进行预测。

19、[数学式3]

20、predsamples[x][y]＝clipc(((pdsy[x][y]*a)>>k+b)

21、现有技术文献

22、非专利文献

23、非专利文献1：itu-t h.265high efficiency video coding

24、非专利文献2：versatile video coding(draft 3)

25、专利文献

26、专利文献1：日本特开2014-195142号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、然而，下一代动态图像编码方式vvc中存在预测系数的导出过程中的计算复杂度较高的问题。

3、具体地，下一代动态图像编码方式vvc中存在如下问题：由于构成导出的一部分的查找表的精度较高，因此运算所需的位数大于其他处理块的位数。

4、另外，下一代动态图像编码方式vvc中存在如下问题：由于预测系数的绝对值不受限制，因此获得的预测值有时会超出输入像素值的范围。

5、进一步地，下一代动态图像编码方式vvc中存在如下问题：在导出线性模型时，尽管最终仅利用两个像素，还是对要比较的所有像素进行了平滑化运算。

6、因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种动态图像解码装置、动态图像编码装置、动态图像处理系统、动态图像解码方法以及程序，其通过削减查找表的精度(位数)并确定预测系数的绝对值的最大值，能够将所需的运算精度(运算所需的位数)削减到与插值滤波器的运算精度相同的程度。

7、另外，本发明的目的在于提供一种动态图像解码装置、动态图像编码装置、动态图像处理系统、动态图像解码方法以及程序，其确定亮度成为最小值和最大值的像素而无需平滑化，虽然比较次数加倍，但能够完全削减平滑化运算。

8、用于解决问题的方案

9、本发明的第一特征的主旨在于：一种动态图像解码装置，其配置为对编码数据进行解码，具备：解码部，其配置为对所述编码数据进行解码以获得色差残差信号；变换部，其配置为将预测目标块的已解码亮度分量设为与对应于所述预测目标块的已解码亮度分量的色差分量相同的样本数以生成亮度参考信号；确定部，其配置为分别确定与所述预测目标块的已解码亮度分量相邻的已解码亮度分量的像素值成为最小和最大的亮度的像素，输出由确定的所述亮度的像素求得的亮度像素值，并输出由与所述亮度的像素对应的色素的像素求得的色差像素值；导出部，其配置为从所述亮度像素值、所述色差像素值以及线性预测模型导出线性预测参数；色差线性预测部，其配置为将基于所述线性预测参数的所述线性预测模型应用于所述亮度参考信号以获得色差预测信号；以及加法部，其配置为将所述色差预测信号和所述色差残差信号相加以生成重建色差信号，其中，所述导出部配置为对所述线性预测参数的大小设置上限值，所述确定部配置为将与所述预测目标块的已解码亮度分量相邻的已解码亮度分量设为与对应于所述预测目标块的已解码亮度分量的色差分量相同的样本数，以分别确定亮度分量的像素值成为最小和最大的亮度的像素。

10、本发明的第二特征的主旨在于：一种动态图像解码方法，其对编码数据进行解码，具有：对所述编码数据进行解码以获得色差残差信号的步骤a；将预测目标块的已解码亮度分量设为与对应于所述预测目标块的已解码亮度分量的色差分量相同的样本数以生成亮度参考信号的步骤b；分别确定与所述预测目标块的已解码亮度分量相邻的已解码亮度分量的像素值成为最小和最大的亮度的像素，输出由确定的所述亮度的像素求得的亮度像素值，并输出由与所述亮度的像素对应的色素的像素求得的色差像素值的步骤c；从所述亮度像素值、所述色差像素值以及线性预测模型导出线性预测参数的步骤d；将基于所述线性预测参数的所述线性预测模型应用于所述亮度参考信号以获得色差预测信号的步骤e；将所述色差预测信号和所述色差残差信号相加以生成重建色差信号的步骤f；以及对所述线性预测参数的大小设置上限值的步骤g，其中，在所述步骤c中，将与所述预测目标块的已解码亮度分量相邻的已解码亮度分量设为与对应于所述预测目标块的已解码亮度分量的色差分量相同的样本数，以分别确定亮度分量的像素值成为最小和最大的亮度的像素。

11、本发明的第三特征的主旨在于：一种程序，其在配置为对编码数据进行解码的动态图像解码装置中使用，其使计算机执行以下步骤：对所述编码数据进行解码以获得色差残差信号的步骤a；将预测目标块的已解码亮度分量设为与对应于所述预测目标块的已解码亮度分量的色差分量相同的样本数以生成亮度参考信号的步骤b；分别确定与所述预测目标块的已解码亮度分量相邻的已解码亮度分量的像素值成为最小和最大的亮度的像素，输出由确定的所述亮度的像素求得的亮度像素值，并输出由与所述亮度的像素对应的色素的像素求得的色差像素值的步骤c；从所述亮度像素值、所述色差像素值以及线性预测模型导出线性预测参数的步骤d；将基于所述线性预测参数的所述线性预测模型应用于所述亮度参考信号以获得色差预测信号的步骤e；将所述色差预测信号和所述色差残差信号相加以生成重建色差信号的步骤f；以及对所述线性预测参数的大小设置上限值的步骤g，

12、其中，在所述步骤c中，将与所述预测目标块的已解码亮度分量相邻的已解码亮度分量设为与对应于所述预测目标块的已解码亮度分量的色差分量相同的样本数，以分别确定亮度分量的像素值成为最小和最大的亮度的像素。

13、发明的效果

14、根据本发明，能够提供一种动态图像解码装置、动态图像解码方法以及程序，其通过削减查找表的精度(位数)并确定预测系数的绝对值的最大值，能够将所需的运算精度(运算所需的位数)削减到与插值滤波器的运算精度相同的程度。

15、另外，根据本发明，能够提供一种动态图像解码装置、动态图像编码装置、动态图像处理系统、动态图像解码方法以及程序，其确定亮度成为最小值和最大值的像素而无需平滑化，虽然比较次数加倍，但能够完全削减平滑化运算通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。