图像解码装置、图像解码方法和程序与流程

1.本发明涉及一种图像解码装置、图像解码方法和程序。


背景技术：

2.提出了一种使用帧内预测或帧间预测以及预测残差信号的变换/量化和熵编码的动态图像编码方式(例如，非专利文献1)。
3.非专利文献1公开了在残差系数的编码中应用golomb-rice编码。在此，作为残差系数的编码，定义了正常残差编码和变换跳过残差编码这两种。
4.在正常残差编码中，规定基于已编码周围系数的大小，参考预先定义的表来导出莱斯参数(rice参数)。
5.另一方面，在变换跳过残差编码中，始终规定rice参数为1。
6.在此，在非专利文献1中，rice参数的导出方法是通过假定在对8位影像或10位影像应用了各种量化参数的情况下得到的一般的系数分布的趋势来设定的。
7.现有技术文献
8.非专利文献
9.非专利文献1：itu-t h.266versatile video coding


技术实现要素：

10.发明所要解决的课题
11.然而，在位深度深的情况下、量化参数小的情况下，rice参数与所假定的趋势不同，因此，在上述非专利文献1中的规定中，由于未选择适当的rice参数，因此存在编码性能降低的问题。
12.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图像解码装置、图像解码方法和程序，即使在位深度深的情况下、量化参数小的情况下，也能够导出适于所产生的残差系数的分布的rice参数，能够改善编码性能。
13.用于解决课题的手段
14.本发明的第一技术方案为，一种图像解码装置，其构成为对编码数据进行解码，其主旨在于，具备：局部加法部，其将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值；变换部，其将所述等级合计值变换为移位量和索引；查表部，其参照预先定义的表来输出与所述索引对应的修正前的rice参数；以及修正部，其基于所述修正前的rice参数和所述移位量来导出修正后的rice参数。
15.本发明的第二技术方案为，一种图像解码方法，其对编码数据进行解码，其主旨在于，具有：将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值的步骤；将所述等级合计值变换为移位量和索引的步骤；参照预先定义的表来输出与所述索引对应的修正前的rice参数的步骤；以及基于所述修正前的rice参数和所述移位量来导出修正后的rice参数的步骤。
16.本发明的第三技术方案为，一种程序，其使计算机作为图像解码装置发挥作用，其主旨在于，所述图像解码装置具备：局部加法部，其将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值；变换部，其将所述等级合计值变换为移位量和索引；查表部，其参照预先定义的表来输出与所述索引对应的修正前的rice参数；以及修正部，其基于所述修正前的rice参数和所述移位量来导出修正后的rice参数。
17.发明效果
18.根据本发明，能够提供一种图像解码装置、图像解码方法和程序，即使在位深度深的情况下、量化参数小的情况下，也能够导出适于所产生的残差系数的分布的rice参数，能够改善编码性能。
附图说明
19.图1是示出一个实施方式所涉及的图像处理系统1的结构的一个例子的图。
20.图2是示出一个实施方式所涉及的图像编码装置100的功能块的一个例子的图。
21.图3是示出一个实施方式所涉及的图像编码装置100的熵编码部104(和一个实施方式所涉及的图像解码装置200的熵解码部201)的一部分功能块的一个例子的图。
22.图4是示出在一个实施方式所涉及的图像编码装置100的熵编码部104的查表部104c中使用的表的一个例子的图。
23.图5是示出一个实施方式所涉及的图像解码装置200的功能块的一个例子的图。
具体实施方式
24.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下实施方式中的构成要素可适当地与现有的构成要素等进行替换，并且可进行包括与其他现有的构成要素的组合在内的各种改变。因此，并不是基于以下实施方式的记载来限定权利要求书记载的发明内容。
25.(第一实施方式)
26.图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的图像处理系统1的功能块的一个例子的图。图像处理系统1具备对动态图像进行编码来生成编码数据的图像编码装置100和对由图像编码装置100生成的编码数据进行解码的图像解码装置200。在图像编码装置100与图像解码装置200之间，例如经由传输路径收发上述编码数据。
27.＜图像编码装置100＞
28.图2是示出图像编码装置100的功能块的一个例子的图。如图2所示，图像编码装置100具备帧间预测部101、帧内预测部102、变换/量化部103、熵编码部104、逆变换/逆量化部105、减法部106、加法部107、环内滤波部108、帧缓冲器109、块分割部110和块合并部111。
29.块分割部110构成为，将输入图像的整个画面分割为相同的正方形，并进一步输出通过四叉树等进行递归分割的图像(分割图像)。
30.帧间预测部101构成为，使用由块分割部110输入的分割图像和从帧缓冲器109输入的滤波后局部解码图像进行帧间预测，生成并输出帧间预测图像。
31.帧内预测部102构成为，使用由块分割部110输入的分割图像和后述的滤波前局部解码图像进行帧内预测，生成并输出帧内预测图像。
32.变换/量化部103构成为，对从减法部106输入的残差信号进行正交变换处理，对通
过该正交变换处理得到的变换系数进行量化处理，并输出通过该量化处理得到的量化后的等级值。
33.熵编码部104构成为，对从变换/量化部103输入的量化后的等级值、变换单元尺寸和变换尺寸进行熵编码并作为编码数据输出。
34.逆变换/逆量化部105构成为，对从变换/量化部103输入的量化后的等级值进行逆量化处理，对通过该逆量化处理得到的变换系数进行逆正交变换处理，并输出通过该逆正交变换处理得到的逆正交变换后的残差信号。
35.减法部106构成为，输出由块分割部110输入的分割图像与帧内预测图像或帧间预测图像的差分即残差信号。
36.加法部107构成为，输出将从逆变换/逆量化部105输入的逆正交变换后的残差信号与帧内预测图像或帧间预测图像相加而得到的分割图像。
37.块合并部111构成为，输出通过对从加法部107输入的分割图像进行合并而得到的滤波前局部解码图像。
38.环内滤波部108构成为，对从块合并部111输入的滤波前局部解码图像应用去块滤波处理等环内滤波处理，生成并输出滤波后局部解码图像。在此，滤波前局部解码图像是将逆正交变换后的残差信号与帧内预测图像或帧间预测图像相加而得到的信号。
39.帧缓冲器109累积滤波后局部解码图像，并适当地将其作为滤波后局部解码图像提供给帧间预测部101。
40.以下，参照图3，对本实施方式所涉及的图像编码装置100的熵编码部104进行说明。
41.图3是示出本实施方式所涉及的图像编码装置100的熵编码部104的一部分功能块的一个例子的图。具体地，图3是示出本实施方式所涉及的图像编码装置100的熵编码部104中的、与残差系数的编码中的rice参数的导出有关的功能的一个例子的图。
42.如图3所示，熵编码部104具备局部加法部104a、变换部104b、查表部104c和修正部104d。
43.局部加法部104a构成为，将存在于待编码系数的周围的已编码残差系数的等级值相加，并输出等级合计值locsumabs。
44.变换部104b构成为，将由局部加法部104a输出的等级合计值locsumabs变换为移位量shiftrice和索引locsumabsidx。
45.例如，变换部104b也可以构成为，使上述等级合计值locsumabs乘以1/8，并变换为以2为底的对数，计算不超过该对数的最大整数值作为移位量shiftrice。在该情况下，当等级合计值locsumabs为64时，移位量shiftrice为3。
46.另外，变换部104b也可以构成为，通过以下(式1)计算索引locsumabsidx。
47.locsumabsidx＝clip3(0，31，locsumabs》》shiftrice)
…
(式1)
48.查表部104c构成为，参照预先设定的表，输出与索引locsumabsidx相对应的修正前的rice参数cbasericepram。例如，作为该表，可以使用在非专利文献1中定义的表128(参照图4)。
49.修正部104d构成为，基于修正前的rice参数cbasericepram和移位量shiftrice，输出修正后的rice参数criceparam。
50.例如，修正部104d也可以构成为，通过以下(式2)输出修正后的rice参数criceparam。
51.criceparam＝cbasericepram+shiftrice
…
(式2)
52.在非专利文献1所公开的正常残差编码中，存在有基准残差编码和无基准残差编码这两种。在此，作为基准值，定义了4。
53.因此，局部加法部104a也可以构成为，通过对存在于待编码系数的周围的已编码残差系数的等级值减去该基准值来进行修正。
54.＜图像解码装置200＞
55.图5是示出本实施方式所涉及的图像解码装置200的框图。如图5所示，本实施方式所涉及的图像解码装置200具备熵解码部201、逆变换/逆量化部202、帧间预测部203、帧内预测部204、加法部205、环内滤波部206、帧缓冲器207和块合并部208。
56.熵解码部201构成为，对编码数据进行熵解码，并输出量化后的等级值、由图像编码装置100生成的运动补偿方式等。
57.逆变换/逆量化部202构成为，对从熵解码部201输入的量化后的等级值进行逆量化处理，对通过该逆量化处理得到的结果进行逆正交变换处理并作为残差信号输出。
58.帧间预测部203构成为，使用从帧缓冲器207输入滤波后局部解码图像进行帧间预测，生成并输出帧间预测图像。
59.帧内预测部204构成为，使用从加法部205输入的滤波前局部解码图像进行帧内预测，生成并输出帧内预测图像。
60.加法部205构成为，输出将从逆变换/逆量化部202输入的残差信号与预测图像(从帧间预测部203输入的帧间预测图像或从帧内预测部204输入的帧内预测图像)相加而得到的分割图像。
61.在此，预测图像是指，在从帧间预测部203输入的帧间预测图像和从帧内预测部204输入的帧内预测图像中，通过由熵解码而得到的预测方法计算出的预测图像。
62.块合并部208构成为，输出通过对从加法部205输入的分割图像进行合并而得到的滤波前局部解码图像。
63.环内滤波部206构成为，对从块合并部208输入的滤波前局部解码图像应用去单元滤波处理等环内滤波处理，生成并输出滤波后局部解码图像。
64.帧缓冲器207构成为，累积从环内滤波器206输入的滤波后局部解码图像，适当地将其作为滤波后局部解码图像提供给帧间预测部203，并且将其作为已解码图像输出。
65.以下，参照图3，对本实施方式所涉及的图像解码装置200的熵解码部201的一部分功能块的一个例子进行说明。具体地，参照图3，对实施方式所涉及的图像解码装置200的熵解码部201中的、与残差系数的解码中的rice参数的导出有关的功能的一个例子进行说明。
66.如图3所示，熵解码部201与熵编码部104同样地具备局部加法部104a、变换部104b、查表部104c和修正部104d。
67.在此，熵解码部201中的局部加法部104a构成为，将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加，输出等级合计值locsumabs。
68.此外，熵解码部201中的变换部104b、查表部104c和修正部104d具有与熵编码部104中的变换部104b、查表部104c和修正部104d相同的功能。
69.根据本实施方式，构成为，在正常残差编码和变换跳过残差编码的每一种中，基于存在于已编码残差系数(或已解码残差系数)的周围的已解码残差系数的等级值，导出rice参数的修正量(移位量和索引)，并根据修正量对预先定义的表(正常残差编码时)或固定值(变换跳过残差编码时)进行修正。其结果是，即使在位深度深的情况下、量化参数小的情况下，也能够导出适于所产生的残差系数的分布的rice参数，能够改善编码性能。
70.(第二实施方式)
71.以下，着眼于与上述第一实施方式所涉及的图像处理系统1的区别，对本发明的第二实施方式所涉及的图像处理系统1进行说明。
72.在本实施方式中，变换部104b也可以构成为，在上述等级合计值locsubabs大于阈值的情况下，基于内容的内部处理位深度，导出上述移位量shiftrice。
73.具体地，变换部104b也可以构成为，在上述等级合计值locsubabs大于阈值的情况下，输出由内容的内部处理位深度定义的值作为上述移位量shiftrice。
74.例如，也可以是，在该内部处理位深度为10位的情况下，上述值为0，在该内部处理位深度为11位的情况下，上述值为2，在该内部处理位深度为12位或13位的情况下，上述值为3，在该内部处理位深度为14位或15位或16位的情况下，上述值为4。
75.另外，变换部104b也可以构成为，在上述等级合计值locsubabs大于阈值的情况下，基于上述等级值locsubabs和移位量shiftrice，导出索引locsumabsidx。
76.具体而言，变换部104b也可以构成为，在上述等级合计值locsubabs为阈值以上的情况下，输出对上述等级值locsubabs以移位量shiftrice进行右移位运算所得的结果作为索引locsumabsidx。或者，也可以构成为，输出1除以对上述等级值locsubabs以移位量shiftrice进行左移位运算所得的结果并进行四舍五入所得的结果。
77.另一方面，变换部104b也可以构成为，在上述等级合计值locsubabs小于阈值的情况下，输出0作为移位量shiftrice，输出上述等级合计值locsumabs作为索引locsumabsidx。
78.在此，也可以使用32作为该阈值。另外，变换部104b也可以构成为，根据有基准残差编码和无基准残差编码的种类，加上基准值，对该阈值进行修正。
79.根据本实施方式，能够导出与内容(影像的容器)的位深度相应的rice参数，能够改善编码性能。
80.(第三实施方式)
81.以下，参照图6，着眼于与上述第一实施方式和第二实施方式所涉及的图像处理系统1的区别，对本发明的第三实施方式所涉及的图像处理系统1进行说明。
82.在本实施方式中，修正部104d也可以应用于变换跳过残差编码中的rice参数的导出。即，在非专利文献1中，也可以在rice参数导出部的前级具备变换跳过残差编码部。
83.在非专利文献1中，如上所述，在变换跳过残差编码中，始终规定rice参数为1。
84.另一方面，在本实施方式中，通过将修正部104d应用于变换跳过残差编码中的rice参数的导出，在变换跳过残差编码中也存在rice参数为1之外的情况。
85.另外，在本实施方式中，也可以不依赖于修正部104d的输出结果，始终将rice参数设为比1大的值。
86.或者，修正部104d也可以构成为，根据内容的内部处理位深度，输出修正后的rice
参数。
87.例如，修正部104d也可以构成为，在内容的内部处理位深度为12位的情况下，输出4作为修正后的rice参数，在内容的内部处理位深度为14位的情况下，输出6作为修正后的rice参数，在内容的内部处理位深度为16位的情况下，输出8作为修正后的rice参数。
88.或者，修正部104d也可以构成为，输出在图像编码装置100侧决定并在流中记述的修正后的rice参数。
89.根据本实施方式，能够在被称为屏幕内容的影像中导出与变换跳过残差编码相应的rice参数，能够改善编码性能。
90.上述图像编码装置100和图像解码装置200也可以由使计算机执行各功能(各步骤)的程序来实现。
91.此外，在上述各实施方式中，以将本发明应用于图像编码装置100和图像解码装置200为例进行了说明，但本发明并非仅限定于此，也同样能够应用于具备图像编码装置100和图像解码装置200的各功能的图像编码系统和图像解码系统。
92.产业方面的可利用性
93.此外，根据本实施方式，例如，在动态图像通信中能够实现综合的服务质量的提高，因此能够有助于联合国主导的可持续发展目标(sdgs)的目标9“建设有风险抵御能力的基础设施、推动可持续产业化，并推动创新”。
94.符号说明
95.1：图像处理系统；
96.100：图像编码装置；
97.101、203：帧间预测部；
98.102、204：帧内预测部；
99.103：变换/量化部；
100.104：熵编码部；
101.104a：局部加法部；
102.104b：变换部；
103.104c：查表部；
104.104d：修正部；
105.105、202：逆变换/逆量化部；
106.106：减法部；
107.107、205：加法部；
108.108、206：环内滤波部；
109.109、207：帧缓冲器；
110.110：块分割部；
111.111、208：块合并部；
112.200：图像解码装置；
113.201：熵解码部。

技术特征：
1.一种图像解码装置，其构成为对编码数据进行解码，其特征在于，具备：局部加法部，其将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值；变换部，其将所述等级合计值变换为移位量和索引；查表部，其参照预先定义的表来输出与所述索引对应的修正前的莱斯参数；以及修正部，其基于所述修正前的莱斯参数和所述移位量来导出修正后的莱斯参数。2.根据权利要求1所述的图像解码装置，其特征在于，所述变换部在所述等级合计值为阈值以上的情况下，基于内部处理位深度导出所述移位量，并基于所述等级合计值和所述移位量导出所述索引；所述变换部在所述等级合计值比所述阈值小的情况下，输出0作为所述移位量，输出所述等级合计值作为所述索引。3.根据权利要求1或2所述的图像解码装置，其特征在于，所述修正部应用于变换跳过残差编码中的莱斯参数的导出。4.一种图像解码方法，其对编码数据进行解码，其特征在于，具有：将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值的步骤；将所述等级合计值变换为移位量和索引的步骤；参照预先定义的表来输出与所述索引对应的修正前的莱斯参数的步骤；以及基于所述修正前的莱斯参数和所述移位量来导出修正后的莱斯参数的步骤。5.一种程序，其使计算机作为图像解码装置发挥作用，其特征在于，所述图像解码装置具备：局部加法部，其将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值；变换部，其将所述等级合计值变换为移位量和索引；查表部，其参照预先定义的表来输出与所述索引对应的修正前的莱斯参数；以及修正部，其基于所述修正前的莱斯参数和所述移位量来导出修正后的莱斯参数。

技术总结
图像解码装置(200)具备：局部加法部(104a)，其将存在于解码对象残差系数的周围的已解码残差系数的等级值相加来导出等级合计值；变换部(104b)，其将等级合计值变换为移位量和索引；查表部(104c)，其参照预先定义的表来输出与索引对应的修正前的莱斯参数(Rice参数)；以及修正部(104d)，其基于修正前的莱斯参数和移位量来导出修正后的莱斯参数。数和移位量来导出修正后的莱斯参数。数和移位量来导出修正后的莱斯参数。


技术研发人员：河村圭 海野恭平
受保护的技术使用者：KDDI株式会社
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2023/8/24