КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ, НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ И ПРОГРАММА ДЛЯ НЕГО И ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ, НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ И ПРОГРАММА ДЛЯ НЕГО
ENCODING DEVICE, ENCODING METHOD, RECORDING MEDIUM AND PROGRAM THEREFOR AND DECODING DEVICE, DECODING METHOD, RECORDING MEDIUM AND PROGRAM THEREFOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к кодирующему устройству для кодирования данных изображения, способу кодирования и программе для него и к декодирующему устройству для декодирования данных изображения, способу декодирования и программе для него.
Уровень техники
В последние годы для целей цифровой обработки данных изображений и передачи и хранения информации с высокой эффективностью в то время после системы MPEG (Экспертной группы по движущимся изображениям), использующей избыточность, свойственную данным изображений, и сжимающей их с помощью дискретного косинусного преобразования (ДКП) (DCT) или иного ортогонального преобразования и компенсации движения, распространились кодирующие устройства и декодирующие устройства на основе H.264/AVC (Улучшенное видео кодирование) и других кодирующих систем (способа) с более высокими коэффициентами сжатия, как в распространении информации широковещательными станциями и т.п., так и в приеме информации в обычных домах.
В настоящее время предпринимаются усилия для стандартизации путем добавления функции расширяемости к этой системе H.264/AVC, т.е. SVC (РВК) (Расширяемое видео кодирование). Нынешние спецификации РВК собраны в JSM (ОМРВ) (Объединенная модель расширяемого видео).
В кодирующих устройствах РВК входное изображение разделяется, к примеру, на два уровня из верхнего уровня и нижнего уровня схемой расслаивания изображений. После этого верхний уровень кодируется кодирующей схемой верхнего уровня, а нижний уровень кодируется кодирующей схемой нижнего уровня. Затем кодированные верхний уровень и нижний уровень мультиплексируются и передаются.
Нижний уровень называется также «базовым уровнем» и представляет собой уровень низкого качества. При декодировании только битового потока нижнего уровня декодируется изображение с относительно низким качеством. Нижний уровень включает в себя более важную информацию в виде количества.
Верхний уровень называется также «уровнем повышенной четкости» и представляет собой уровень для повышения качества и декодирования высококачественного изображения. При декодировании битового потока верхнего уровня в дополнение к битовому потоку нижнего уровня возможно декодировать высококачественное изображение.
В поясненном выше кодирующем устройстве, когда кодирующая схема верхнего уровня выполняет межкадровое/межполевое кодирование, можно использовать декодированное изображение, полученное кодированием, затем декодированием на декодирующей схеме низкого уровня, в качестве прогнозного изображения.
Сущность изобретения
Проблема, подлежащая решению изобретением
Традиционное кодирующее устройство, выполняющее поясненное выше уровневое кодирование, основано на кодировании данных последовательных изображений как на верхнем уровне, так и на нижнем уровне.
Однако существуют требования на кодирование данных последовательных изображений в верхнем уровне и кодировании данных чересстрочных изображений в нижнем уровне.
Из вышесказанного желательно обеспечить кодирующее устройство, способ кодирования и программу, позволяющую кодировать данные последовательных изображений в верхнем уровне и кодировать данных чересстрочных изображений в нижнем уровне при выполнении уровневого кодирования.
Далее, желательно обеспечить декодирующее устройство, способ декодирования и программу, позволяющую декодировать данные последовательных изображений, закодированные в верхнем уровне, и данные чересстрочных изображений, закодированные в нижнем уровне.
Средство для решения этой проблемы
Способ кодирования данных последовательных изображений и данных чересстрочных изображений, соответствующих данным последовательных изображений, имеющий: первый этап, на котором кодируют данные картинки, составляющие данные чересстрочных изображений, для генерирования первых кодированных данных, и декодируют и пересоставляют первые кодированные данные для генерирования пересоставленных данных изображения; второй этап, на котором дискретизируют с повышенной частотой пересоставленные данные изображения, генерированные на первом этапе, для генерирования данных изображения с тем же самым разрешением, что и данные последовательных изображений; и третий этап, на котором кодируют данные картинки, составляющие данные последовательных изображений, с помощью данных изображения, генерированных на втором этапе, в качестве данных прогнозного изображения, для генерирования вторых кодированных данных.
Носитель записи, содержащий записанную на нем программу, исполняемую компьютером для кодирования данных последовательных изображений и данных чересстрочных изображений, соответствующих данным последовательных изображений, которая заставляет компьютер исполнять первую подпрограмму кодирования данных картинки, составляющих данные чересстрочных изображений, для генерирования первых кодированных данных и декодирования и пересоставления первых кодированных данных для генерирования пересоставленных данных изображения; вторую подпрограмму дискретизации с повышенной частотой пересоставленных данных изображения, генерированных первой подпрограммой, для генерирования данных изображения с тем же самым разрешением, что и данные последовательных изображений; и третью подпрограмму кодирования данных картинки, составляющих данные последовательных изображений, с помощью данных изображения, генерированных во второй подпрограмме, в качестве данных прогнозного изображения, для генерирования вторых кодированных данных; и четвертую подпрограмму генерирования вторых кодированных данных с помощью данных прогнозного изображения, соответствующих данным картинки в данных чересстрочных изображений, которым назначена та же самая временная отметка, что и данным картинки в подлежащих кодированию данных последовательных изображений.
Способ декодирования для декодирования первых кодированных данных, полученных кодированием данных последовательных изображений, и вторых кодированных данных, полученных кодированием данных чересстрочных изображений, соответствующих данным последовательных изображений, имеющий: первый этап, на котором декодируют вторые кодированные данные; второй этап, на котором интерполируют первые прогнозные данные изображения, генерированные декодированием на первом этапе, для генерирования вторых данных прогнозного изображения; и третий этап, на котором декодируют первые кодированные данные на основе вторых данных прогнозного изображения, генерированных на втором этапе.
Носитель записи, содержащий записанную на нем программу, исполняемую компьютером для декодирования первых кодированных данных, полученных кодированием данных последовательных изображений, и вторых кодированных данных, полученных кодированием данных чересстрочных изображений, соответствующих данным последовательных изображений, которая заставляет компьютер исполнять первую подпрограмму декодирования вторых кодированных данных, вторую подпрограмму интерполирования первых данных прогнозного изображения, генерированных декодированием в первой подпрограмме, для генерирования вторых данных прогнозного изображения, и третью подпрограмму декодирования первых кодированных данных на основе вторых данных прогнозного изображения, генерированных во второй подпрограмме, и четвертую подпрограмму генерирования вторых кодированных данных с помощью данных прогнозного изображения, соответствующих данным картинки в данных чересстрочных изображений, которым назначена та же самая временная отметка, что и данным картинки в подлежащих кодированию данных последовательных изображений.
Эффект изобретения
Согласно настоящему изобретению возможно обеспечить кодирующее устройство, способ кодирования и программу, позволяющую кодировать данные последовательных изображений в верхнем уровне и кодировать данные чересстрочных изображений в нижнем уровне при выполнении уровневого кодирования.
Далее, согласно настоящему изобретению, возможно обеспечить декодирующее устройство, способ декодирования и программу, способную декодировать данные последовательных изображений, кодированные в верхнем уровне, и данные чересстрочных изображений, кодированные с нижнем уровне.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схему, показывающую пример, конфигурации кодирующей и(или) декодирующей системы варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой блок-схему кодирующего устройства в кодирующей и(или) декодирующей системе, показанной на фиг.1.
Фиг.3 представляет собой схему для пояснения данных последовательных изображений и данных чересстрочных изображений, показанных на фиг.2.
Фиг.4 представляет собой схему для пояснения примера конфигурации кодирующей схемы нижнего уровня, показанной на фиг.2.
Фиг.5 представляет собой схему для пояснения примера конфигурации схемы преобразования, показанной на фиг.2.
Фиг.6А и 6В представляют собой схемы для пояснения примера обработки схемы генерирования межполевого прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.7 представляет собой блок-схему алгоритма для пояснения примера обработки схемы генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.8А и 8В представляют собой схемы для пояснения примера обработки схемы генерирования внутриполевого прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.9А и 9В представляют собой схемы для пояснения примера обработки схемы генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.10 представляет собой блок-схему алгоритма обработки схемы генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.11 представляет собой блок-схему алгоритма обработки схемы генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.12 представляет собой блок-схему алгоритма обработки схемы генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
Фиг.13 представляет собой схему примера конфигурации кодирующей схемы верхнего уровня, показанной на фиг.2.
Фиг.14 представляет собой схему примера конфигурации кодирующей схемы нижнего уровня, показанной на фиг.13.
Фиг.15 представляет собой схему примера конфигурации декодирующего устройства в кодирующей и(или) декодирующей системе, показанной на фиг.1.
Фиг.16 представляет собой схему примера конфигурации декодирующей схемы нижнего уровня, показанной на фиг, 15.
Фиг.17 представляет собой схему примера конфигурации схемы преобразования, показанной на фиг.15.
Фиг.18 представляет собой схему примера конфигурации декодирующей схемы верхнего уровня, показанной на фиг.15.
Фиг.19 представляет собой схему для пояснения модификации варианта осуществления настоящего изобретения.
Описание подписей:
1 - Кодирующая и(или) декодирующая система
2 - Кодирующее устройство
3 - Декодирующее устройство
10 - Расслаивающая схема
11 - Схема задержки
12 - Кодирующая схема нижнего уровня
13 - Схема преобразования
14 - Кодирующая схема верхнего уровня
15 - Схема мультиплексирования
21 - Схема генерирования внутриполевого прогнозного изображения
22 - Схема генерирования внутрикадрового прогнозного изображения
23, 123 - Схемы перекомпоновки экрана
31, 131 - Схемы обработки
32, 132 - Схемы ортогонального преобразования
33, 133 - Схемы квантования
34, 134 - Схемы управления скоростью
35, 135 - Обратимые кодирующие схемы
36, 136 - Буферная память
37, 137 - Схемы обратного квантования
38, 138- Схемы обратного ортогонального преобразования
39, 139 - Схемы суммирования
40, 140 - Разделяющие блоки фильтры
41, 141 - Кадровая память
42, 142 - Схемы внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования
43, 143 - Схемы прогнозирования и(или) компенсации движения
51 - Схема демультиплексирования
52 - Схема задержки
53 - Декодирующая схема нижнего уровня
54 - Схема преобразования
55 - Декодирующая схема верхнего уровня
56 - Схема пересоставления
60, 160 - Буферы хранения
61, 161 - Обратимые декодирующие схемы
62, 162 - Схемы обратного квантования
63, 163 - Схемы обратного ортогонального преобразования
64, 164 - Схемы суммирования
65, 165 - Разделяющие блоки фильтры
66, 166 - Кадровая память
67, 167 - Буферы перекомпоновки экрана
69, 169 - Схемы внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования
70, 170 - Схемы прогнозирования и(или) компенсации движения
145 - Схема прогнозирования нижнего уровня
Наилучший вариант осуществления изобретения
Фиг.1 является понятийной схемой кодирующей и(или) декодирующей системы по настоящему изобретению.
Кодирующая и(или) декодирующая система 1 имеет кодирующее устройство 2, предусмотренное на передающей стороне, и декодирующее устройство 3, предусмотренное на приемной стороне.
В кодирующей и(или) декодирующей системе 1 кодирующее устройство 2 на передающей стороне сжимает (кодирует) данные изображения посредством дискретного косинусного преобразования (ДКП) (DCT), преобразования Карунена-Лоэва или другого ортогонального преобразования и компенсации движения для генерирования данных кодированных кадрами изображений (битового потока), модулирует данные кодированных кадрами изображений, затем передает их по сигналу спутникового вещания, сети кабельного телевидения, телефонной линейной сети или иной среде 5 передачи.
На приемной стороне декодирующее устройство 3 принимает сигнал кодированного изображения, демодулирует его, затем разворачивает его посредством обратного преобразования к ортогональному преобразованию во время вышеуказанной модуляции и компенсации движения для генерирования данных кадровых изображений для использования.
Среда 5 передачи не ограничивается сетями связи, поясненными выше, и может быть оптическим диском, магнитным диском, полупроводниковой памятью или иным запоминающим носителем.
В настоящем изобретении, например, как показано на фиг.2, расслаивающая схема 10 выполнена с возможностью генерировать данные S10_1 последовательных изображений (сигнал последовательных изображений) и данные S10_2 чересстрочных изображений на основе данных S9, подлежащих кодированию.
Кодирующая схема 12 нижнего уровня выполнена с возможностью кодировать данные S10_2 чересстрочных изображений для генерирования кодированных данных S12 нижнего уровня.
Схема 13 преобразования выполнена с возможностью интерполировать (дискретизировать с повышенной частотой) прогнозные данные L_PRE изображения нижнего уровня, генерируемые кодирующей схемой 12 нижнего уровня, для генерирования прогнозных данных L_PREb изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением (число строк развертки), что и данные S10_1 последовательных изображений, и выдает эти данные на кодирующую схему 14 верхнего уровня.
Кодирующая схема 14 верхнего уровня выполнена с возможностью кодировать данные S10_1 последовательных изображений на основе прогнозных данных L_PREb изображения нижнего уровня для генерирования кодированных данных S14 верхнего уровня.
<Кодирующее устройство>
На фиг.1 будет поясняться кодирующее устройство 2.
Фиг.2 представляет собой схему, показывающую пример общей конфигурации кодирующего устройства 2.
Кодирующее устройство 2 имеет, к примеру, расслаивающую схему 10, схему 11 задержки, кодирующую схему 12 нижнего уровня, схему 13 преобразования, кодирующую схему 14 верхнего уровня и схему 15 мультиплексирования.
[Расслаивающая схема]
Расслаивающая схема 10, например, как показано на фиг.2, выполнена с возможностью генерировать данные S10_1 последовательных изображений (сигнал последовательных изображений) и данные S10_2 чересстрочных изображений на основе подлежащих кодированию данных S9 изображения. Далее, расслаивающая схема 10 выполнена с возможностью записывать данные FR1-FR6 картинки, составляющие вышеуказанные генерированные данные S10_1 последовательных изображений, в схему 11 задержки.
Данные S10_1 последовательных изображений представляют собой, например, 60 кадров/сек (60р).
Далее, расслаивающая схема 10 выполнена с возможностью выводить данные FI1-FI6, составляющие вышеуказанные данные S10_2 индексного изображения, в кодирующую схему 12 нижнего уровня.
Данные S10_2 чересстрочных изображений представляют собой, например, 60 полей/сек (60i).
[Схема задержки]
Схема 11 задержки выполнена с возможностью задерживать данные картинки, составляющие данные S10_1 последовательных изображений (последовательный сигнал), вводимые из расслаивающей схемы 10, к примеру, точно на время обработки в кодирующей схеме 12 нижнего уровня и схеме 13 преобразования и выводить результат в кодирующую схему 14 верхнего уровня.
[Кодирующая схема нижнего уровня]
Кодирующая схема 12 выполнена с возможностью кодировать данные S10_2 чересстрочных изображений, вводимые из расслаивающей схемы 10, чтобы генерировать кодированные данные S12 нижнего уровня и выдавать их в схему 15 мультиплексирования. Далее, кодирующая схема 12 нижнего уровня выполнена с возможностью генерировать данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня и выдавать их на схему 13 преобразования.
Фиг.4 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации кодирующей схемы 12 нижнего уровня.
Кодирующая схема 12 нижнего уровня имеет, например, схему 23 перекомпоновки экрана, схему 31 обработки, схему 32 ортогонального преобразования, схему 33 квантования, схему 34 управления скоростью, обратимую кодирующую схему 35, буферную память 36, схему 37 обратного квантования, схему 38 обратного ортогонального квантования, схему 39 суммирования, разделяющий блоки фильтр 40, кадровую память 41, схему 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования и схему 43 прогнозирования и(или) компенсации движения.
Схема 23 перекомпоновки экрана выполнена, например, с возможностью перекомпоновки данных S10_2 последовательных изображений, вводимых из расслаивающей схемы 10, показанной на фиг.2, в последовательность кодирования в соответствии со структурой GOP (Группы картинок), составленной типами I, P и В картинок, и выведения ее в схему 31 обработки, схему 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования и схему 43 прогнозирования и (или) компенсации движения.
Схема 31 обработки выполнена с возможностью генерировать данные изображения, указывающие разность между подлежащими кодированию данными картинок, вводимыми из схемы 23 перекомпоновки экрана, и данными PI прогнозного изображения, вводимыми из схемы 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования или схемы 43 прогнозирования и(или) компенсации движения, и выводить их в схему 32 ортогонального преобразования.
Схема 32 ортогонального преобразования выполнена с возможностью применять дискретное косинусное преобразование (ДКП), преобразование Карунена-Лоэва или другое ортогональное преобразование к данным изображения, вводимым из схемы 31 обработки, чтобы генерировать данные изображения, указывающие коэффициент преобразования (к примеру, коэффициент ДКП), и выводить их в схему 33 квантования.
Схема 33 квантования выполнена с возможностью квантовать данные изображения (коэффициент преобразования перед квантованием), вводимые из схемы 32 ортогонального преобразования, на основе масштаба QS квантования, вводимого из схемы 34 управления скоростью, чтобы генерировать данные изображения, указывающие коэффициент преобразования после квантования, и выводить их в обратимую кодирующую схему 35 и схему 37 обратного квантования.
Схема 34 управления скоростью выполнена, например, с возможностью генерировать масштаб QS квантования на основе данных изображения, считанных из буферной памяти 36, и выводить их в схему 33 квантования.
Обратимая кодирующая схема 35 выполнена с возможностью сохранять данные изображения, полученные кодированием с переменной длиной слова данных изображения, вводимых из схемы 33 квантования в буферную память 36. Далее, обратимая кодирующая схема 35 выполнена с возможностью сохранять вектор MV движения, вводимый из схемы 43 прогнозирования и (или) компенсации движения, или его разностный вектор движения, данные различия для данных опорного изображения и режим внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования, вводимый их схемы 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования в заголовочных данных, и т.п.
Данные изображения, хранящиеся в буферной памяти 36, считываются в качестве кодированных данных S12 нижнего уровня в схему 15 мультиплексирования, показанную на фиг.2.
Схема 37 обратного квантования выполнена с возможностью применять обработку обратного квантования, соответствующего квантованию схемы 33 квантования, к данным изображения из схемы 33 квантования, генерировать получаемые при этом данные и выводить их в схему 38 обратного ортогонального преобразования.
Схема 38 обратного ортогонального преобразования выполнена с возможностью применять обратное преобразование к ортогональному преобразованию в схеме 32 ортогонального преобразования к данным, вводимым из схемы 37 обратного квантования, и выводить генерируемые таким образом данные изображения в схему 39 суммирования.
Схема 39 суммирования выполнена с возможностью суммировать данные изображения, вводимые (декодируемые) из схемы 38 обратного ортогонального преобразования, и данные PI прогнозного изображения, вводимые из схемы 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования или схемы 43 прогнозирования и (или) компенсации движения, и выводить их в разделяющий блоки фильтр 40.
Разделяющий блоки фильтр 40 выполнен с возможностью удалять блоковые искажения из данных опорного изображения, вводимых из схемы 39 суммирования, и записывать результат в кадровую память 41.
Данные опорного изображения, записанные в кадровую память 41, считываются из кадровой памяти 41 в качестве данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня и выдаются, например, в схему 13 преобразования, показанную на фиг.2.
Схема 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования выполнена с возможностью определять режим внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования и размер блока для блока прогнозирования, чтобы остаток в подлежащем внутрикадровому/внутриполевому кодированию макроблоке стал минимальным.
Схема 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования использует 4×4 и 16×16 пикселов в качестве размера блоков.
Схема 42 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования выполнена с возможностью выводить данные PI прогнозного изображения согласно внутрикадровому/внутриполевому прогнозированию в схему 31 обработки и схему 39 суммирования, когда выбирается внутрикадровое/внутриполевое прогнозирование.
Схема 43 прогнозирования и(или) компенсации движения выполнена с возможностью осуществлять прогнозирование движения на основе данных REF опорного изображения, которые уже закодированы, затем локально декодированы и сохранены в кадровой памяти 41, и находить вектор движения и размер блоков при компенсации движения для минимизации остатка.
Схема 43 прогнозирования и(или) компенсации движения использует в качестве размера блоков 16×16, 16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8 и 4×4 пикселов.
Схема 43 прогнозирования и(или) компенсации движения выполнена с возможностью выводить данные PI опорного изображения согласно межкадровому/межполевому прогнозированию в схему 31 обработки и схему 39 суммирования, когда выбрано межкадровое/межполевое прогнозирование.
[Схема преобразования]
Со ссылкой на фиг.2 будет поясняться схема 13 преобразования.
Схема 13 преобразования выполнена с возможностью интерполировать данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, вводимые из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, генерировать данные L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением (числом строк развертки), что и данные S10_1 последовательных изображений, вводимые из схемы 11 задержки кодирующей схемой 14 верхнего уровня, и выводить их в кодирующую схему 14 верхнего уровня.
Фиг.5 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации схемы 13 преобразования,
Схема 13 преобразования имеет, например, схему 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения и схему 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения.
Перед пояснением содержания обработки в схеме 13 преобразования термины, используемые в настоящем варианте осуществления, будут пояснены следующим образом.
Например, данные Y полевой картинки в данных S10_2 чересстрочных изображений с той же самой отметкой, что и данные Х кадровой картинки в данных S10_1 последовательных изображений, будут называться «данными базового изображения в данных Х картинки». В примере по фиг.3 данные FI1 полевой картинки представляют собой данные базовой картинки в данных FR1 кадровой картинки.
Один базовый блок MBY, соответствующий макроблоку МВХ данных Y кадровой картинки в данных S10_1 последовательных изображений, присутствует в данных базовой картинки данных Х кадровой картинки, т.е. данных Y полевой картинки.
Базовый блок MBY имеет поперечник той же самой длины и половинной высоты, что и макроблок МВХ.
Здесь, если пиксел располагается в пространственном положении (хР, уР) верхнего левого положения пикселов базового блока МВХ относительно верхнего левого положения пикселов данных Х кадровой картинки, верхнее левое положение пикселов базового блока MBY располагается в пространственном положении (хР, уР/2).
Данные верхнего поля и данные нижнего поля, продолжающиеся за эти положения, будут называться «парой комплементарных полей».
В одной паре комплементарных полей верхние полевые данные являются данными комплементарного поля для нижних полевых данных в той же самой паре, а нижние полевые данные являются данными комплементарного поля для верхних полевых данных в той же самой паре. Например, на фиг.3 пара комплементарных полей состоит из полевых данных FI1 и FI2, полевые данные FI2 комплементарны полевым данным в полевых данных FI1, а полевые данные FI1 комплементарны полевым данным в полевых данных FI2.
Далее будут рассмотрены полевые данные А и В, составляющие пару комплементарных полей.
В случае, если верхнее левое положение пиксела в блоке МВА имеет пространственное положение (хР_А, уР_А) по отношению к верхнему левому положению пикселов полевых данных А, а верхнее левое положение в блоке МВВ имеет пространственное положение (хР_В, уР_В) по отношению к верхнему левому положению пикселов полевых данных В, где блоки МВА и МВВ имеют одинаковый размер и пространственное положение (хР_А, уР_А) и пространственное положение (хР_В, уР_В) одинаковы, блок МВА представляет собой комплементарный блок для блока МВВ, а блок МВВ представляет собой комплементарный блок для блока МВА.
Когда данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, введенные из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, являются верхними полевыми данными, схема 21 генерирования межполевого прогнозного изображения выполняет обработку дискретизации с повышенной частотой для данных базового блока в данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, соответствующих подлежащему кодированию (в настоящее время) макроблоку MB с помощью только его данных верхнего поля, как показано на фиг.6А, чтобы генерировать данные L_PREb (F1) прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением, что и данные S10_1 последовательных изображений.
Когда данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, введенные из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, являются нижними полевыми данными, схема 21 генерирования межполевого прогнозного изображения выполняет обработку дискретизации с повышенной частотой для данных базового блока в данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, соответствующих подлежащему кодированию макроблоку MB с помощью только его данных верхнего поля, как показано на фиг.6В, чтобы генерировать данные L_PREb (F1) прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением, что и данные S10_1 последовательных изображений.
Фиг.7 представляет собой блок-схему алгоритма для пояснения примера обработки схемы 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения, показанной на фиг.5. Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения выполнена с возможностью осуществления следующей обработки.
В нижеследующем пояснении число строк данных базового блока в данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня определяется как N. Далее, данные i-й строки в данных базового блока определяются как База [i]. Здесь i есть целое число от 0 до N-1.
Этапы ST12-ST15, показанные на фиг.7, указывают обработку дискретизации с повышенной частотой верхнего поля, показанного на фиг.6А и фиг.8А, а этапы ST16-ST19, показанные на фиг.7, указывают обработку дискретизации с повышенной частотой нижнего поля, показанного на фиг.6В и фиг.8В.
Этап ST11:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения переходит к этапу ST12, когда данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, вводимые из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, являются верхними полевыми данными, и переходит к этапу ST16, когда данные не являются верхними полевыми данными.
Этап ST12:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения копирует данные База [i] i-й строки в данных базового блока в данные PRED [2i] 21-й строки соответствующих данных блока прогнозирования в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня.
А именно, схема 21 генерирования внутриполевого предсказанного изображения генерирует данные PRED [0], [2],…, [2N-2] строк посредством вышеупомянутого копирования.
Этап 13:
Схема 21 генерирования внутриполевого предсказанного изображения определяет данные строк более низких, нежели самая нижняя строка вышеуказанных блоковых данных, по одной как данные База[К] строк.
Этап ST14:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения сохраняет данные Базар [i] строк, полученные на этапе ST13, в данных PRED[2N] строк.
Этап ST15:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения суммирует данные PRED[2i] строк, помноженные на вес w1, и данные PRED[2i+2] строк, помноженные на вес w2 согласно нижеследующему уравнению (1), чтобы генерировать данные PRED[2i+1] (2i+1)-ой строки соответствующих данных прогнозного блока в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня.
<mrow><mtext>PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>1]</mtext><mo>=</mo><mtext>w1 *PRED[2i]</mtext><mo>+</mo><mtext>w2*PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>2]                               (1)</mtext></mrow>
Этап ST16:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения копирует данные База [i] i-й строки данных базового блока в данные PRED[2i+1] (2i+1)-й строки соответствующих данных прогнозного блока в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня.
А именно схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения генерирует данные PRED [1], [3],…, [2N-1] строки посредством вышеуказанного копирования.
Этап ST17:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения определяет данные строки на единицу выше, чем самая верхняя строка в вышеуказанных данных базового блока, в качестве данных База [1] строки.
Этап ST18:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения сохраняет данные База [-1] строки, полученные на этапе ST17, в данных PRED[-1] строки.
Этап ST19:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения суммирует данные PRED[2i-1] строки, помноженные на вес w1, и данные PRED[2i+1] строки, помноженные на вес w2, согласно нижеследующему уравнению (2), чтобы генерировать данные PRED[2i] 21-й строки соответствующих данных прогнозного блока в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня
<mrow><mtext>PRED[2i]</mtext><mo>=</mo><mtext>w1 *PRED[2i-l]</mtext><mo>+</mo><mtext>w2*PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>1]                                    (2)</mtext></mrow>
Этап ST20:
Схема 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения выводит данные PRED[i] строки, генерируемые на этапе ST15 и этапе ST19, в качестве данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня в кодирующую схему 14 верхнего уровня.
Со ссылкой на фиг.5 будет поясняться схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения.
Когда данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, введенные из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, представляют собой верхние полевые данные, как показано на фиг.9А, схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения выполнена с возможностью осуществлять обработку дискретизации с повышенной частотой с помощью данных База базового блока в данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня (верхние полевые данные), соответствующих подлежащему кодированию (в настоящее время) макроблоку MB, и данных Комп комплементарного блока (нижние полевые данные) в данных базового блока, чтобы генерировать данные L_PREb (FR) прогнозного изображения нижнего блока с тем же самым разрешением, что и данные S10_1 последовательных изображений.
Далее, когда данные L_PRE прогнозного изображения нижнего блока, введенные из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, являются нижними полевыми данными, как показано на фиг.9В, схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения выполнена с возможностью осуществлять обработку дискретизации с повышенной частотой с помощью данных База базового блока в данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня (нижние полевые данные), соответствующих подлежащему кодированию (в настоящее время) макроблоку MB, и данных Комп комплементарного блока (верхние полевые данные) в данных базового блока, чтобы генерировать данные L_PREb (FR) прогнозного изображения нижнего блока с тем же самым разрешением, что и данные S10_1 последовательных изображений.
Фиг.10 представляет собой блок-схему алгоритма для пояснения примера обработки схемы 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5.
В нижеследующем пояснении число строк данных базового блока в данных L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня определяется как N. Далее, данные i-й строки в данных базового блока определяются как База[1]. Здесь i является целым числом от 0 до N-1.
Этапы ST32-ST36, показанные на фиг.10, указывают обработку дискретизации с повышенной частотой верхнего поля, показанного на фиг.9А и фиг.11, а этапы ST37-ST41, показанные на фиг.10, указывают обработку дискретизации с повышенной частотой нижнего поля, показанного на фиг.9В и фиг.12.
Этап ST31:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения переходит к этапу ST32, когда данные L_PRE прогнозного изображения нижнего уровня, введенные из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, представляют собой верхние полевые данные, и переходит к этапу ST37, когда эти данные не являются верхними полевыми данными.
Этап ST32:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения копирует данные База [i] i-й строки данных базового блока в данные PRED[2i] 21-й строки соответствующих данных прогнозного блока в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня.
А именно схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения генерирует данные PRED [0], [2],…, [2N-2] строки посредством вышеуказанного копирования.
Этап ST33:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения вводит данные Комп[i] i-й строки данных комплементарного блока, соответствующих данным базового блока, в данные PRED[2i+1] (21+1)-й строки.
Этап ST34:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения определяет данные строки на одну ниже, чем самая нижняя строка вышеуказанных данных базового блока в качестве данных База[N] строки.
Этап ST35:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения сохраняет данные База[N] строки, полученные на этапе ST34, в данных PRED[2N] строки.
Этап ST36:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения суммирует данные PRED[2i] строки, помноженные на вес w1, данные PRED[2i+2] строки, помноженные на вес w2, и данные PRED[2i+1] строки, помноженные на вес w3, согласно нижеследующему уравнению (3), чтобы генерировать данные PRED[2i+1] (21+1)-й строки соответствующих данных прогнозного блока в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня
<mrow><mtext>PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>1]</mtext><mo>=</mo><mtext>w1*PRED[2i]</mtext><mo>+</mo><mtext>w2*PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>2]</mtext><mo>+</mo><mtext>w3*PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>1]                         (3)</mtext></mrow>
Этап ST37:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения копирует данные База[i] i-й строки данных базового блока в данные PRED[2i+1] соответствующих данных прогнозного блока в данных L-PREb прогнозного изображения нижнего уровня.
А именно схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения генерирует данные PRED[1], [3],…, [2N-1] строки посредством вышеуказанного копирования.
Этап ST38:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения подставляет данные Комп[i] i-й строки данных комплементарного блока, соответствующих данным базового блока, в данные PRED[2i] 2i-й строки.
Этап ST39:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения определяет данные строки на единицу выше, чем самая верхняя строка вышеуказанных данных базового блока, в качестве данных База[-1] строки.
Этап ST40:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения сохраняет данные База[-1] строки, полученные на этапе ST39, в данных PRED[-1] строки.
Этап ST41:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения суммирует данные PRED[2i-l] строки, помноженные на вес w1, данные PRED[2i+1] строки, помноженные на вес w2, и данные PRED[2i] строки, помноженные на вес w3, согласно нижеследующему уравнению (4), чтобы генерировать данные PRED[2i] 21-й строки соответствующих данных прогнозного блока в данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня
<mrow><mtext>PRED[2i]</mtext><mo>=</mo><mtext>w1*PRED[2i-l]</mtext><mo>+</mo><mtext>w2*PRED[2i</mtext><mo>+</mo><mtext>1]</mtext><mo>+</mo><mtext>w3*PRED[2i]                 (4)</mtext></mrow>
Этап ST42:
Схема 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения выводит данные PRED[i] строки данных прогнозного блока, генерируемого на этапе ST36 и этапе ST41 в качестве данных L_PREb(FR) прогнозного изображения нижнего уровня, в кодирующую схему 14 верхнего уровня.
[Кодирующая схема верхнего уровня]
Кодирующая схема 14 верхнего уровня выполнена с возможностью кодировать данные S10_1 последовательных изображений с помощью данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня, генерируемых в кодирующей схеме 12 нижнего уровня, введенных из схемы 13 преобразования, чтобы генерировать кодированные данные S14 верхнего уровня.
Фиг.13 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации кодирующей схемы 14 верхнего уровня.
Кодирующая схема 14 верхнего уровня имеет, например, схему 123 перекомпоновки экрана, схему 131 обработки, схему 132 ортогонального преобразования, схему 133 квантования, схему 134 управления скоростью, обратимую кодирующую схему 135, буферную память 136, схему 137 обратного квантования, схему 138 обратного ортогонального преобразования, схему 139 суммирования, разделяющий блоки фильтр 140, кадровую память 141, схему 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования и схему 143 прогнозирования и (или) компенсации движения.
Схема 123 перекомпоновки экрана выполнена, например, с возможностью перекомпоновывать данные картинки в данных S10_1 последовательных изображений, считанных из схемы 11 задержки, показанной на фиг.2, в последовательность кодирования в соответствии со структурой GOP, составленной типами I, P и В картинок, и выводить их в качестве данных ORG картинок, подлежащих кодированию, в схему 131 обработки, схему 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования и схему 143 прогнозирования и(или) компенсации движения.
Схема 131 обработки выполнена с возможностью генерировать данные изображения, указывающие разность между подлежащими кодированию данными картинок, вводимыми из схемы 123 перекомпоновки экрана, и данными PI прогнозного изображения, вводимыми из схемы 143 прогнозирования и(или) компенсации движения или схемы 145 прогнозирования нижнего уровня, и выводить их на схему 132 ортогонального преобразования.
Схема 132 ортогонального преобразования выполнена с возможностью применять дискретное косинусное преобразование, преобразование Карунена-Лоэва или другое ортогональное преобразование к данным изображения, вводимым из схемы 131 обработки, чтобы генерировать данные изображения, указывающие коэффициент преобразования (к примеру, коэффициент ДКП), и выводить их в схему 133 квантования.
Схема 133 квантования выполнена с возможностью квантовать данные изображения (коэффициент преобразования перед квантованием), вводимые из схемы 132 ортогонального преобразования, на основе масштаба QS квантования, вводимого из схемы 134 управления скоростью, чтобы генерировать данные изображения, указывающие коэффициент преобразования после квантования, и выводить их в обратимую кодирующую схему 135 и схему 137 обратного квантования.
Схема 134 управления скоростью выполнена, например, с возможностью генерировать масштаб QS квантования на основе данных изображения, считанных из буферной памяти 136, и выводить его в схему 133 квантования.
Обратимая кодирующая схема 135 выполнена с возможностью сохранять данные изображения, полученные кодированием с переменной длиной слова данных изображения, вводимых из схемы 133 квантования в буферную память 136. В это время обратимая кодирующая схема 135 сохраняет данные EisTop и ETime атрибутов, вводимых из расслаивающей схемы 10 в данных заголовка и т.п. Далее, обратимая кодирующая схема 135 сохраняет вектор MV движения, вводимый из схемы прогнозирования и (или) компенсации движения, или его разностный вектор движения, данные различия для данных опорного изображения и режим внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования, вводимый их схемы 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования в заголовочных данных, и т.п.
Данные изображения, хранящиеся в буферной памяти 136, считываются в качестве кодированных данных S14 верхнего уровня в схему 15 мультиплексирования, показанную на фиг.2.
Схема 137 обратного квантования выполнена с возможностью применять обработку обратного квантования, соответствующего квантованию схемы 133 квантования, к данным изображения из схемы 133 квантования, генерировать получаемые при этом данные и выводить их в схему 138 обратного ортогонального преобразования.
Схема 138 обратного ортогонального преобразования выполнена с возможностью применять обратное преобразование к ортогональному преобразованию в схеме 132 ортогонального преобразования к данным, вводимым из схемы 137 обратного квантования, и выводить генерируемые таким образом данные изображения в схему 139 суммирования.
Схема 139 суммирования выполнена с возможностью суммировать данные изображения, вводимые (декодируемые) из схемы 138 обратного ортогонального преобразования, и данные PI прогнозного изображения, вводимые из схемы 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования или схемы 143 прогнозирования и(или) компенсации движения, и выводить их в разделяющий блоки фильтр 140.
Разделяющий блоки фильтр 140 выполнен с возможностью удалять блоковые искажения из данных опорного изображения, вводимых из схемы 139 суммирования, и записывать результат в кадровую память 141.
Схема 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования выполнена с возможностью определять режим внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования и размер блока для блока прогнозирования, чтобы остаток в подлежащем внутрикадровому/внутриполевому кодированию макроблоке стал минимальным. Схема 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования использует 4×4 и 16×16 пикселов в качестве размера блоков. Схема 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования выполнена с возможностью выводить данные PI прогнозного изображения согласно внутрикадровому/внутриполевому прогнозированию в схему 131 обработки и схему 139 суммирования, когда выбирается внутрикадровое/внутриполевое прогнозирование.
Схема 143 прогнозирования и(или) компенсации движения выполнена с возможностью осуществлять прогнозирование движения на основе данных REF опорного - изображения, которые уже. закодированы, затем локально декодированы и сохранены в кадровой памяти 141, и находить вектор движения и размер блоков при компенсации движения для минимизации разности подлежащих кодированию данных ORG картинки из подлежащих обработке данных блока. Схема 43 прогнозирования и(или) компенсации движения использует в качестве размера блоков 16×16, 16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8 и 4×4 пикселов.
Схема 143 прогнозирования и(или) компенсации движения выполнена с возможностью выводить данные PI опорного изображения согласно межкадровому/межполевому прогнозированию в схему 131 обработки и схему 139 суммирования, когда выбрано межкадровое/межполевое прогнозирование.
Схема 145 прогнозирования нижнего уровня выполнена с возможностью уточнять данные прогнозного изображения из данных ORG картинки с меньшей разностью из подлежащих обработке данных блока между данными L_PREb(FI) и L_PREb(FR) прогнозного изображения нижнего уровня, вводимых из схемы 13 преобразования, показанной на фиг.2.
Фиг.14 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации схемы 145 прогнозирования нижнего уровня.
Схема 145 прогнозирования нижнего уровня имеет схему 81 вычитания, схему 82 вычитания и решающую схему 83.
Схема 81 вычитания выполнена с возможностью генерировать разностные данные, указывающие разность между соответствующими пиксельными данными, т.е. между данными L_PREb(FI) прогнозного изображения нижнего уровня, вводимыми из схемы 21 генерирования внутриполевого прогнозного изображения, показанной на фиг.5, и данными подлежащего обработке блока в подлежащих кодированию данных ORG картинок, показанных на фиг.13, и выводить их в решающую схему 83.
Схема 82 вычитания выполнена с возможностью генерировать разностные данные, указывающие разность между соответствующими пиксельными данными, т.е. между данными L_PREb(FR) прогнозного изображения нижнего уровня, вводимыми из схемы 22 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения, показанной на фиг.5, и данными подлежащего обработке блока в подлежащих кодированию данных ORG картинок, показанных на фиг.13, и выводить их в решающую схему 83.
Решающая схема 83 выполнена с возможностью сохранять разностные данные, вводимые из схемы 81 вычитания в единицах блока данных, чтобы генерировать индексные данные SAD(FI). Далее решающая схема 83 выполнена с возможностью сохранять разностные данные, вводимые из схемы 82 вычитания в единицах блока данных, чтобы генерировать индексные данные SAD(FR). Затем решающая схема 83 выполнена с возможностью уточнять меньшие индексные данные между индексными данными SAD(FI) и индексными данными SAD(FR). Решающая схема 83 выполнена с возможностью выводить данные L_PREb(FI) или L_PREb(FR), соответствующие вышеуказанным уточненным индексным данным SAD(FI) или SAD(FR), в схему 131 обработки, когда выбрана схема 145 прогнозирования нижнего уровня.
Данные PI прогнозного изображения, если разность из подлежащих кодированию данных ORG картинок становится наименьшей, выбираются из данных PI прогнозного изображения, генерируемых схемой 142 внутрикадрового/внутриполевого прогнозирования, схемой 143 прогнозирования и(или) компенсации движения и схемой 145 прогнозирования нижнего уровня, и выводимых в схему 131 обработки.
Кодирующая схема 14 верхнего уровня выполнена с возможностью сохранять данные РМ режима прогнозирования, указывающие окончательно выбранный режим прогнозирования в заголовочных данных, и кодировать их в обратимой кодирующей схеме 135. Кодирующая схема 14 верхнего уровня выполнена с возможностью генерировать данные режима прогнозирования, указывающие внутриуровневое/внутриполевое прогнозирование, когда выбраны данные L_PREb(FI) прогнозного изображения нижнего уровня. Кодирующая схема 14 верхнего уровня выполнена с возможностью генерировать данные режима прогнозирования, указывающие межуровневое/внутрикадровое прогнозирование, когда выбраны данные L_PREb(FR) прогнозного изображения нижнего уровня.
В поясненном выше примере приводился случай, где данные пересоставленного изображения, генерируемые в кодирующей схеме 12 нижнего уровня, использовались в качестве данных прогнозного изображения внутрикадрового/внутриполевого прогнозного кодирования в кодирующей схеме 14 верхнего уровня, но данные пересоставленного изображения и. вектор движения, генерируемые в кодирующей схеме 12 нижнего уровня, можно использовать в качестве данных прогнозного изображения межкадрового/межполевого прогнозного кодирования и вектора движения и в кодирующей схеме 14 верхнего уровня. Этот режим можно также использовать в качестве кандидата выбора.
[Схема мультиплексирования]
Схема 15 мультиплексирования выполнена с возможностью мультиплексировать кодированные данные S12 нижнего уровня, вводимые из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, и кодированные данные S14 верхнего уровня, вводимые из кодирующей схемы 14 верхнего уровня, чтобы генерировать кодированные данные S2.
[Пример работы кодирующего устройства]
Далее будет поясняться пример работы кодирующего устройства 2, показанного на фиг.2.
Расслаивающая схема 10, как показано на фиг.2, генерирует данные S10_1 последовательных изображений (последовательный сигнал) и данные S10_2 чересстрочных изображений на основе подлежащих кодированию данных S9 изображения. Расслаивающая схема 10 выводит данные FR1-FR6 картинок, составляющие вышеуказанные данные S10_1 последовательных изображений в схему 11 задержки. Далее, расслаивающая схема 10 выводит вышеуказанные данные S10_2 чересстрочных изображений в кодирующую схему 12 нижнего уровня.
Кодирующая схема 12 нижнего уровня кодирует данные S10_2 чересстрочных изображений, вводимых из расслаивающей схемы 10, чтобы генерировать кодированные данные S12 нижнего уровня и выводить их в схему 15 мультиплексирования. Далее, кодирующая схема 12 нижнего уровня генерирует данные L_PRE прогнозного изображения при вышеуказанном кодировании и выводит их в схему 13 преобразования.
Схема 13 преобразования интерполирует данные L_PRE прогнозного изображения, вводимые из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, генерирует данные L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением (числом строк развертки), что и данные S10_1 последовательных изображений, вводимые из схемы 11 задержки кодирующей схемой 14 верхнего уровня, и выводит их в кодирующую схему 14 верхнего уровня.
Схема 11 задержки задерживает данные картинок, составляющие данные S10_1 последовательных изображений (последовательный сигнал), вводимые из расслаивающей схемы 10, например, точно на время обработки в кодирующей схеме 12 нижнего уровня и схеме 13 преобразования, и выводит результат в кодирующую схему 14 верхнего уровня.
Кодирующая схема 14 верхнего уровня кодирует данные S10_1 последовательных изображений с помощью данных L_PREb прогнозного изображения нижнего уровня, генерируемых в кодирующей схеме 12 нижнего уровня, вводимых из схемы 13 преобразования, чтобы генерировать кодированные данные S14 верхнего уровня.
Схема 15 мультиплексирования мультиплексирует кодированные данные S12 нижнего уровня, вводимые из кодирующей схемы 12 нижнего уровня, и кодированные данные S14 верхнего уровня, вводимые из кодирующей схемы 14 верхнего уровня, чтобы генерировать кодированные данные S2.
<Декодирующее устройство>
Фиг.15 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации декодирующего устройства 3, показанного на фиг.1.
Декодирующее устройство 3 имеет, например, схему 51 демультиплексирования, схему 52 задержки, декодирующую схему 53 нижнего уровня, схему 54 преобразования и декодирующую схему 55 верхнего уровня.
[Схема демультиплексирования]
Схема 51 демультиплексирования выполнена с возможностью принимать в качестве ввода поясненные выше кодированные данные S2, генерируемые кодирующим устройством 2, демультиплексировать их в кодированные данные S12 нижнего уровня и кодированные данные S14 верхнего уровня, выводить кодированные данные S12 нижнего уровня в декодирующую схему 53 нижнего уровня и записывать кодированные данные S14 верхнего уровня в схему 52 задержки.
[Схема задержки]
Схема 52 задержки выполнена с возможностью задерживать кодированные данные S14 верхнего уровня, вводимые из схемы 51 демультиплексирования, точно на время обработки в декодирующей схеме 53 нижнего уровня и схеме 54 преобразования и выводить результат в декодирующую схему 55 верхнего уровня.
[Декодирующая схема нижнего уровня]
Фиг.16 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации декодирующей схемы 53 нижнего уровня.
Декодирующая схема 53 нижнего уровня имеет, например, буфер 60 хранения, обратимую декодирующую схему 61, схему 62 обратного квантования, схему 63 обратного ортогонального преобразования, схему 64 суммирования, разделяющий блоки фильтр 65, кадровую память 66, буфер 67 перекомпоновки экрана, схему 69 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования и схему 70 прогнозирования и (или) компенсации движения.
Кодированные данные S12 нижнего уровня, вводимые из схемы 51 демультиплексирования, записываются в буфер 60 хранения.
Обратимая декодирующая схема 61 выполнена с возможностью, когда решается, что макроблок MB, подлежащий обработке в кодированных данных S12 нижнего уровня имеет межполевое/межкадровое кодирование, декодировать вектор движения, записанный в его заголовочной части, и выводить его в схему 70 прогнозирования и(или) компенсации движения. Обратимая декодирующая схема 61 выполнена с возможностью, когда решается, что макроблок MB, подлежащий обработке в кодированных данных S12 нижнего уровня имеет внутриполевое/внутрикадровое кодирование, декодировать информацию режима внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования, записанную в ее. заголовочной части, и выводить ее в схему 69 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования. Обратимая декодирующая схема 61 выполнена с возможностью декодировать кодированные данные S12 нижнего уровня и выводить результат в схему 62 обратного квантования. Обратимая декодирующая схема 61 выполнена с возможностью декодировать данные РМ режима прогнозирования, включенные в заголовочную часть, и выводить декодированный результат, к примеру, в схему 54 преобразования, показанную на фиг.15.
Схема 62 обратного квантования выполнена с возможностью осуществлять обратное квантование данных изображения (коэффициента ортогонального преобразования), декодированных в обратимой декодирующей схеме 61, на основе параметра квантования, вводимого из обратимой декодирующей схемы 61, и выводить результат в схему 63 обратного ортогонального преобразования.
Схема 63 обратного ортогонального преобразования выполнена с возможностью применять обработку обратного ортогонального преобразования 4×4 к данным изображения (коэффициенту ортогонального преобразования), вводимым из схемы 62 обратного квантования, чтобы генерировать данные разностного изображения и выводить результат в схему 64 суммирования.
Схема 64 суммирования выполнена с возможностью суммировать данные PI прогнозного изображения из схемы 70 прогнозирования и (или) компенсации движения или схемы 69 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования и данные разностного изображения из схемы 63 обратного ортогонального преобразования, чтобы генерировать данные изображения и выводить их в разделяющий блоки фильтр 65.
Разделяющий блоки фильтр 65 выполнен с возможностью применять разделяющую блоки фильтрацию к данным изображения, вводимым из схемы 64 суммирования, и записывать декодированные данные изображения после обработки в кадровую память 66 и буфер 67 перекомпоновки экрана.
Декодированные данные изображения, сохраненные в кадровой памяти 66, считываются в качестве данных L_PRE1b прогнозного изображения нижнего уровня в схему 54 преобразования, показанную на фиг.15.
Схема 69 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования выполнена с возможностью генерировать данные PI прогнозного изображения на основе режима внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования, вводимого из обратимой декодирующей схемы 61, и декодированных данных изображения, считанных из кадровой памяти 66, и выводить их в схему 64 суммирования.
Схема 70 прогнозирования и(или) компенсации движения выполнена с возможностью генерировать данные PI прогнозного изображения на основе декодированных данных изображения, считанных из кадровой памяти 66, и вектора движения, вводимого из обратимой декодирующей схемы 61, и выводить их в схему 64 суммирования.
Буфер 67 перекомпоновки экрана выполнен с возможностью сохранять декодированные данные изображения, записанные из разделяющего блоки фильтра 65. декодированные данные изображения, сохраненные в буфере 67 перекомпоновки экрана, выводятся в качестве декодированных данных S53 изображения нижнего уровня в последовательности отображения.
[Схема преобразования]
Со ссылкой на фиг.15 будет поясняться схема преобразования.
Схема 54 преобразования выполнена с возможностью интерполировать данные L_PRE1b прогнозного изображения нижнего уровня, вводимые из декодирующей схемы 53 нижнего уровня, на основе данных РМ режима прогнозирования из декодирующей схемы 53 нижнего уровня, чтобы генерировать данные L_PRE1b прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением (числом строк развертки), что и кодированные данные S14 верхнего уровня, считанные из схемы 52 задержки декодирующей схемой 55 верхнего уровня, и выводить их в декодирующую схему 55 верхнего уровня.
Фиг.17 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации схемы 54 преобразования.
Схема 54 преобразования имеет, например, схему 221 генерирования внутриполевого прогнозного изображения и схему 222 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения.
Схема 221 генерирования внутриполевого прогнозного изображения выполнена с возможностью применять интерполяцию, поясненную со ссылкой на фиг.6-8, в отношении данных L_PRE1b прогнозного изображения нижнего уровня, чтобы генерировать в качестве данных последовательных изображений данные L_PRE1b(FI) прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением, что и кодированные данные S14 верхнего уровня, когда данные РМ режима прогнозирования указывают внутриуровневое/внутрикадровое прогнозирование.
Схема 222 генерирования внутрикадрового прогнозного изображения выполнена с возможностью применять интерполяцию, поясненную со ссылкой на фиг.9-12, в отношении к данным L_PRE1 прогнозного изображения нижнего уровня, чтобы генерировать в качестве данных последовательных изображений данные L_PRE1b(FR) прогнозного изображения нижнего уровня с тем же самым разрешением, что и кодированные данные S14 верхнего уровня, когда данные РМ режима прогнозирования указывают внутриуровневое/внутрикадровое прогнозирование.
Схема 54 преобразования выполнена с возможностью выводить вышеуказанные генерированные данные L_PRE1b(FI) и L_PRE1b(FR) прогнозного изображения нижнего уровня в декодирующую схему верхнего уровня.
[Декодирующая схема верхнего уровня]
Фиг.18 представляет собой схему, показывающую пример конфигурации декодирующей схемы 55 верхнего уровня.
Декодирующая схема 55 верхнего уровня имеет, например, буфер 160 хранения, обратимую декодирующую схему 161, схему 162 обратного квантования, схему 163 обратного ортогонального преобразования, схему 164 суммирования, разделяющий блоки фильтр 165, кадровую память 166, буфер 167 перекомпоновки экрана, схему 169 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования, схему 170 прогнозирования и (или) компенсации движения и схему 171 прогнозирования нижнего уровня.
Буфер 160 хранения имеет кодированные данные S14 верхнего уровня, считанные из схемы 52 задержки, записанные в нее.
Обратимая декодирующая схема 161 выполнена с возможностью декодировать данные РМ режима прогнозирования, включенные в заголовочные данные.
Обратимая декодирующая схема 161 выполнена с возможностью декодировать вектор движения, записанный в заголовочной части макроблока MB, и выводить его в схему 170 прогнозирования и (или) компенсации движения, когда данные РМ режима прогнозирования указывают, что подлежащий обработке макроблок MB в кодированных данных S14 верхнего уровня имеет межполевое/межкадровое кодирование.
Обратимая декодирующая схема 161 выполнена с возможностью декодировать информацию режима внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования, записанную в заголовочной части макроблока MB, и выводить ее в схему 169 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования, когда подлежащий обработке макроблок MB в кодированных данных S14 верхнего уровня имеет внутриполевое/внутрикадровое кодирование.
Обратимая декодирующая схема 161 выполнена с возможностью сообщать факт, что данные РМ режима прогнозирования указывают факт внутриуровневого/внутриполевого прогнозирования или внутриуровневого/внутрикадрового прогнозирования в схему 171 прогнозирования нижнего уровня, когда указывается это.
Обратимая декодирующая схема 161 выполнена с возможностью декодировать кодированные данные S14 верхнего уровня и выводить результат в схему 162 обратного квантования.
Обратимая декодирующая схема 161 выполнена с возможностью выводить данные РМ режима прогнозирования в схему 170 прогнозирования и (или) компенсации движения, схему 169 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования и схему 171 прогнозирования нижнего уровня.
Схема 162 обратного квантования выполнена с возможностью осуществлять обратное квантование данных изображения (коэффициента ортогонального преобразования), декодированных в обратимой декодирующей схеме 161 на основе параметра квантования, вводимого из обратимой декодирующей схемы 61, и выводить результат в схему 163 обратного ортогонального преобразования.
Схема 163 обратного ортогонального преобразования выполнена с возможностью применять обработку обратного ортогонального преобразования 4×4 к данным изображения (коэффициенту ортогонального преобразования), вводимым из схемы 162 обратного квантования, чтобы генерировать данные разностного изображения и выводить их в схему 164 суммирования.
Схема 164 суммирования выполнена с возможностью суммировать данные PI прогнозного изображения из схемы 170 прогнозирования и(или) компенсации движения, схемы 169 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования или схемы 171 прогнозирования нижнего уровня и т.п., и данные разностного изображения из схемы 163 обратного ортогонального преобразования, чтобы генерировать данные изображения и выводить их в разделяющий блоки фильтр 165.
Разделяющий блоки фильтр 165 выполнен с возможностью применять разделяющую блоки фильтрацию к данным изображения, вводимым из схемы 164 суммирования, и записывать декодированные данные изображения после обработки в кадровую память 166 и буфер 167 перекомпоновки экрана.
Схема 169 внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования выполнена с возможностью генерировать данные PI прогнозного изображения на основе режима внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования, указанного данными РМ режима прогнозирования, вводимыми из обратимой декодирующей схемы 161, и декодированных данных изображения, считанных из кадровой памяти 166, и выводить их в схему 164 суммирования, когда назначается обычное внутриполевое/внутрикадровое прогнозирование.
Схема 170 прогнозирования и(или) компенсации движения выполнена с возможностью генерировать данные PI прогнозированного изображения на основе декодированных данных изображения, считанных из кадровой памяти 166, и вектора движения из обратимой декодирующей схемы 161 и выводить их в схему 164 суммирования, когда данные РМ режима прогнозирования указывают внутриполевое/внутрикадровое прогнозирование.
Схема 171 прогнозирования нижнего уровня выполнена с возможностью выводить данные L_PRE1b(FI) и L_PRE1b(FR) прогнозного изображения нижнего уровня, вводимые из схемы 54 преобразования, или данные, полученные применением заранее заданной обработки по отношению к ним, в качестве данных прогнозного изображения в схему 164 суммирования, когда данные РМ режима прогнозирования указывают межуровневое/межполевое прогнозирование или межуровневое/межкадровое прогнозирование.
Буфер 167 перекомпоновки экрана выполнен с возможностью сохранять декодированные данные изображения, записанные из разделяющего блоки фильтра 165. Он выполнен с возможностью, чтобы выводить декодированные данные изображения, хранящиеся в буфере 167 перекомпоновки экрана в качестве декодированных данных S55 изображения верхнего уровня в последовательности отображения.
[Пример работы декодирующего устройства]
Схема 51 демультиплексирования выполнена с возможностью принимать в качестве ввода поясненные выше кодированные данные S2, генерируемые кодирующим устройством 2, демультиплексировать их в кодированные данные S12 нижнего уровня и кодированные данные S14 верхнего уровня, выводить кодированные данные S12 нижнего уровня в декодирующую схему 53 нижнего уровня и записывать кодированные данные S14 верхнего уровня в схему 52 задержки.
Схема 52 задержки выполнена с возможностью задерживать кодированные данные S14 верхнего уровня, вводимые из схемы 51 демультиплексирования, точно на время обработки в декодирующей схеме 53 нижнего уровня и схеме 54 преобразования и выводить их в декодирующую схему 55 верхнего уровня.
Декодирующая схема 53 нижнего уровня выполнена с возможностью декодировать кодированные данные S12 нижнего уровня, чтобы генерировать декодированные данные S53 изображения нижнего уровня и выводить их. Далее, декодирующая схема 53 нижнего уровня выполнена с возможностью генерировать данные L_PRE1(FI) и L_PRE1(FR) прогнозированного изображения нижнего уровня и выводить их в схему 54 преобразования.
В схеме 54 преобразования данные L_PRE1b прогнозного изображения нижнего уровня преобразуются в данные L_PRE1b(FI) и L_PRE1b(FR) прогнозного изображения нижнего уровня с разрешением (FI) и (FR) последовательных изображений и выводятся в декодирующую схему 55 верхнего уровня.
Декодирующая схема 55 верхнего уровня выполнена с возможностью декодировать кодированные данные S14 верхнего уровня на основе данных L_PRE1b(FI) и L_PRE1b(FR) прогнозного изображения нижнего уровня, чтобы генерировать декодированные данные S55 верхнего уровня и выводить их.
Как поясняется выше, согласно кодирующей и(или) декодирующей системе 1 по настоящему изобретению кодирующее устройство 2 может кодировать данные S10_1 последовательных изображений в верхнем уровне и может кодировать данные S10_2 чересстрочных изображений в нижнем уровне, когда выполняется уровневое кодирование.
Далее, согласно кодирующей и(или) декодирующей системе 1 декодирующее устройство 3 может декодировать данные S10_1 последовательных изображений и данные S10_2 чересстрочных изображений, которые имеют уровневое кодирование в кодирующем устройстве 2.
Настоящее изобретение не ограничено вышеприведенным вариантом осуществления.
А именно специалисты могут сделать различные модификации, объединения, подъобъединения и изменения в элементах вышеприведенного варианта осуществления, пока они находятся в техническом объеме настоящего изобретения или объеме его эквивалентов.
Например, все или часть функций поясненных выше кодирующего устройства 2 или декодирующего устройства 3 могут выполняться схемой 353 обработки, такой как центральный процессор (ЦП) (CPU), согласно сценарию программы PRG, хранящейся в памяти 352, как показано на фиг.19.
В этом случае подлежащие кодированию или декодированию данные изображения вводятся, а результаты их обработки выводятся через интерфейс 351.
Пример кодов, вновь определенных в уровне макроблоков в поясненном выше варианте осуществления, показан в нижеследующих таблице 1 и 2.
"lower#layer#intra#prediction#mode" (режим внутриполевого/внутрикадрового прогнозирования нижнего уровня), показанный в вышеприведенных Таблице 1 и 2, представляет собой данные флага, сохраненные в кодированных данных вместе с режимом прогнозирования.
Данные флага указывают «0», когда используется метод дискретизации с повышенной частотой, показанный на фиг.6-8, и указывает «1», когда используется метод дискретизации с повышенной частотой, показанный на фиг.9-12.
Когда данные флага не существуют, принимается решение, что указан «0».
"ae(v)" указывает, что назначенный синтаксис является адаптивным к содержимому энтропийным кодом.
"base#id#plus" представляет собой параметр для уточнения данных базовой картинки, используемых для прогнозирования вектора движения текущей картинки, пиксельных данных и разностных данных.
"adaptive#prediction#flag" указывает наличие/отсутствие синтаксического элемента в уровне макроблоков в масштабируемом расширении и указывает «0», когда ничего нет.
Когда "base#mode#flag" указывает «1», "mb#type" текущего макроблока указывает, что, когда указано опорное число, вектор движения указывается согласно соответствующему базовому макроблоку.
Когда "base#mode#flag" указывает «0», "mb#type" не оценивается, когда "base#mode#refinement#flag" не равен «1».
Когда "base#mode#flag" не существует, "base#mode#flag" оценивается следующим образом.
Когда "base#id#plus1" указывает «0», оценивается, что "base#mode#flag" равен «0». Если "base#mode#flag" не указывает «0», оценивается, что значение "base#mode#flag" равно «1».
Когда "base#id#plus1" больше чем «0» и базовый уровень имеет ширину 1/2 и высоту 1/2 от текущего уровня, HalfSpatResBaseFlag устанавливается на «1», тогда как он устанавливается на «0» в случаях иных, нежели этот.
"intra#base#mb#(CurrMbAddr)" является функцией для возвращения «1», когда базовый макроблок CrarmbAddr представляет собой I макроблок, и для возвращения «1» в случаях иных, нежели этот.
Случай, если "base#mode#refinement#flag" указывает «1», указывает, что mb#type текущего макроблока и опорное число оцениваются на основе соответствующего базового макроблока. Когда "base#mode#refinement#flag" указывает «1», конкретизируется вектор движения, полученный суммированием пиксельного разрешения 1/4 к прогнозному значению вектора движения, полученного с помощью вектора движения базового макроблока.
Когда "base#mode#refinement#flag" указывает «0», mb#type не оценивается.
"mb#type" указывает тип макроблока. Семантика "mb#type" зависит от типа части.
Случай, когда "intra#base#flag" указывает «1», указывает макроблок типа I*BL.
Когда "intra#base#flag" не существует, "intra#base#flag" оценивается как показано ниже.
Когда "base#mode#flag" равен «1» и "mb#type" равен I_N×N, оценивается, что "intra#base#flag" равен «1». Оценивается, что "intra#base#flag" равен «0» в случаях иных, нежели этот.
"I_N×N" указывает, что тип макроблока является любым из внутреннего 6×6, внутреннего 4×4 или I_BL.
"I#BL" указывает, что его значение прогнозирования является не данными периферийных пикселов, но внутренним макроблоком, полученным из данных базовой картинки.
"interlace#base#layer" указывает, что источником базового уровня является чересстрочный формат.
"progressive#curr#layer" указывает, что источником текущего уровня является последовательный формат.
"frame#structure#base#block" указывает, что базовый блок кодируется кадровой структурой.
Для справки, будет поясняться вариант осуществления кодирующей и(или) декодирующей системы, включающей в себя кодирующее устройство и декодирующее устройство по настоящему изобретению.
Будет поясняться соответствие между конфигурацией кодирующей и(или) декодирующей системы по данному варианту осуществления и конфигурацией по настоящему изобретению.
Кодирующее устройство 2 представляет собой пример кодирующего устройства по настоящему изобретению. Когда содержание (функция) обработки кодирующего устройства 2 описывается программой PRG, показанной на фиг.19, эта программа PRG является примером программы по настоящему изобретению. Такая программа обычно хранится в носителе хранения или обменивается по каналу связи и выполняет операции при загрузке в компьютер. Соответственно, программа по настоящему изобретению включает в себя формат транзакций и формат операций.
Кодирующая схема 12 нижнего уровня, поясненная со ссылкой на фиг.2, представляет собой пример первого кодирующего средства и первый блок кодирования по настоящему изобретению, схема 13 преобразования представляет собой пример средства обработки дискретизации с повышенной частотой и блок обработки дискретизации с повышенной частотой, а кодирующая схема 14 верхнего уровня представляет собой пример второго кодирующего средства и второго блока кодирования.
Декодирующее устройство 3 представляет собой пример декодирующего устройства по настоящему изобретению. Когда содержание (функция) обработки декодирующего устройства 3 описывается программой PRG, показанной на фиг.19, эта программа PRG является примером программы по настоящему изобретению. Такая программа обычно хранится в носителе хранения или обменивается по каналу связи и выполняет операции при загрузке в компьютер. Соответственно, программа по настоящему изобретению включает в себя формат транзакций и формат операций.
Декодирующая схема 53 нижнего уровня, поясненная со ссылкой на фиг.15, представляет собой пример первого декодирующего средства и первый блок декодирования по настоящему изобретению, схема 54 преобразования представляет собой пример средства обработки дискретизации с повышенной частотой и блок обработки дискретизации с повышенной частотой, а декодирующая схема 55 верхнего уровня представляет собой пример второго декодирующего средства и второго блока декодирования.