Устройство и способ кодирования информации изображения, а также устройство и способ декорирования информации изображения
Изобретение относится к системам кодирования/декодирования сжатого изображения с использованием ортогонального преобразования и прогнозирования/компенсации движения на основе разрешающей способности компонентов цвета и цветового пространства входного сигнала изображения. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования/ декодирования изображений формата 4:2:2, формата 4:4:4, пространства цветов RGB и/или пространства цветов XYZ. Предложено устройство (10) кодирования информации изображения. Блок (23) прогнозирования с внутренним кодированием предназначен для адаптивного изменения размера блока при генерировании прогнозируемого изображения, на основе сигнала формата цветности, указывающего, является ли разрешающая способность компонентов цвета одним из формата 4:2:0, формата 4:2:2 и формата 4:4:4, и сигнала цветового пространства, указывающего, является ли цветовое пространство одним из YCbCr, RGB и XYZ. Блок (14) ортогонального преобразования и блок (15) квантизации предназначены для изменения методики ортогонального преобразования и методики квантизации в соответствии с сигналом формата цветности и сигналом цветового пространства. Блок (16) обратного кодирования кодирует сигнал формата цветности и сигнал цветового пространства для включения кодированных сигналов, полученных, таким образом, в сжатую информацию изображения. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.
Текст описания приведен в факсимильном виде.
1. Устройство кодирования информации изображения, предназначенное для разделения на блоки входного сигнала изображения для выполнения в отношении него ортогонального преобразования на основе блока для выполнения квантизации, устройство кодирования информации изображения содержит
средство прогнозирования с кодированием внутри изображения, предназначенное для адаптивного изменения размера блока на основе сигнала формата цветности, указывающего разрешающую способность сигнала цвета, и сигнала цветового пространства, указывающего цветовое пространство, для генерирования прогнозируемого изображения при выполнении кодирования сигнала цвета с прогнозированием внутри изображения;
средство преобразования, предназначенное для выполнения, на основе заданного размера блока, интегрального преобразования разностного сигнала между прогнозируемым изображением, генерируемым средством прогнозирования с кодированием внутри изображения, и исходным изображением;
средство квантизации, предназначенное для адаптивного изменения методики квантизации в соответствии с обработкой преобразования, выполняемой средством преобразования, для квантизации коэффициентов преобразования, генерируемых средством преобразования; и
средство кодирования, предназначенное для кодирования коэффициентов преобразования, квалифицированных средством квантизации, сигнала формата цветности и сигнала цветового пространства.
2. Устройство кодирования информации изображения по п.1, в котором средство преобразования дополнительно выполняет интегральное преобразование блоков, составленных в результате сбора только компонентов DC после проведения интегрального преобразования на основе заданного размера блока.
3. Устройство кодирования информации изображения по п.2, в котором сигнал формата цветности включает, по меньшей мере, формат 4:2:0, формат 4:2:2 и формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства включает, по меньшей мере, YCbCr, RGB и XYZ.
4. Устройство кодирования информации изображения по п.3, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет собой формат 4:2:0, и сигнал цветового пространства представляет собой YCbCr, средство прогнозирования с кодированием внутри изображения генерирует прогнозируемое изображение на основе 8×8 пикселей.
5. Устройство кодирования информации изображения по п.3, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет собой формат 4:2:2, и сигнал цветового пространства представляет сигнал YCbCr, средство прогнозирования с кодированием внутри изображения генерирует прогнозируемое изображение на основе 8×16 пикселей, в которых блоки размером 8×8 пикселей расположены в продольном направлении.
6. Устройство кодирования информации изображения по п.3, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет собой формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства представляет собой YCbCr, RGB или XYZ, средство прогнозирования с кодированием внутри изображения генерирует прогнозируемое изображение на основе 16×16 пикселей, в которых блоки размером 8×8 пикселей расположены в продольном и поперечном направлениях.
7. Устройство кодирования информации изображения по п.4, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет собой формат 4:2:0, и сигнал цветового пространства представляет собой YCbCr, средство преобразования выполняет интегральное преобразование разностного сигнала на основе 4×4 пикселей для дальнейшего выполнения интегрального преобразования блока размером 2×2 модулей пикселей, составленных путем сбора преобразованных компонентов DC.
8. Устройство кодирования информации изображения по п.7, в котором, когда соответствующие коэффициенты блоков размером 2×2 модулей пикселей выражены как fdc2×2, соответствующие коэффициенты fdc'2×2 после проведения интегрального преобразования соответствующих блоков могут быть представлены следующей формулой:
где 
9. Устройство кодирования информации изображения по п.5, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет формат 4:2:2, и сигнал цветового пространства представляет YCbCr, средство преобразования выполняет интегральное преобразование разностного сигнала на основе 4×4 пикселей, для дальнейшего проведения интегрального преобразования блоков размером 2×4 модулей пикселей, которые составлены путем сбора преобразованных DC компонентов.
10. Устройство кодирования информации изображения по п.9, в котором, когда соответствующие коэффициенты блоков размером 2×4 модулей пикселей выражены как fdc2×4, соответствующие коэффициенты fdc'2×4 после проведения интегрального преобразования соответствующих блоков, могут быть представлены следующей формулой:
где 
11. Устройство кодирования информации изображения по п.10, в котором взаимосвязь между fdc2×4 и fdc'2×4 можно аппроксимировать следующей формулой:
12. Устройство кодирования информации изображения по п.6, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства представляет YCbCr, RGB или XYZ, средство преобразования выполняет интегральное преобразование разностного сигнала на основе 4×4 пикселей, для дальнейшего выполнения интегрального преобразования блоков размером 4×4 модулей пикселей, составленных с помощью сбора преобразованных DC компонентов.
13. Устройство кодирования информации изображения по п.12, в котором когда соответствующие коэффициенты блоков размером 4×4 модулей пикселей выражены как fdc4×4, соответствующие коэффициенты fdc'4×4 после проведения интегрального преобразования соответствующих блоков могут быть представлены следующей формулой.
где 
14. Способ кодирования информации изображения, состоящий в разделении на блоки входного сигнала изображения и выполнения его ортогонального преобразования на основе блока, предназначенного для квантизации, причем способ кодирования информации изображения включает
этап прогнозирования с кодированием внутри изображения, состоящий в адаптивном изменении размера блока на основе сигнала формата цветности, указывающего разрешающую способность сигнала цвета, и сигнала цветового пространства, указывающего цветовое пространство, для генерирования прогнозируемого изображения при выполнении кодирования с прогнозированием сигнала цвета внутри изображения;
этап преобразования, состоящий в выполнении, на основе заданного размера блока, обработки интегрального преобразования разностного сигнала между прогнозируемым изображением, сгенерированным на этапе прогнозирования с кодированием внутри изображения, и исходным изображением;
этап квантизации, состоящий в адаптивном изменении методики квантизации, в соответствии с обработкой преобразования, выполняемой на этапе преобразования, для квантизации коэффициентов преобразования, генерируемых на этапе преобразования; и
этап кодирования, состоящий в кодировании коэффициентов преобразования, квалифицированных на этапе квантизации, сигнала формата цветности и сигнала цветового пространства.
15. Способ кодирования информации изображения по п.14, в котором на этапе преобразования дополнительно выполняют интегральное преобразование блоков, составленных путем сбора только компонентов DC после проведения интегрального преобразования на основе заданного размера блока.
16. Способ кодирования информации изображения по п.14, в котором сигнал формата цветности включает, по меньшей мере, формат 4:2:0, формат 4:2:2 и формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства включает, по меньшей мере, YCbCr, RGB и XYZ.
17. Устройство декодирования информации изображения, предназначенное для декодирования информации, получаемой в результате выполнения обратной квантизации и обратного ортогонального преобразования в отношении сжатой информации изображения, в котором входной сигнал изображения разделен на блоки для выполнения в отношении него ортогонального преобразования на основе блока так, что в отношении него выполняют квантизацию, причем устройство декодирования информации изображения содержит
средство декодирования, предназначенное для декодирования квалифицированных и кодированных коэффициентов преобразования, сигнала формата цветности, указывающего разрешающую способность сигнала цвета, и сигнала цветового пространства, указывающего цветовое пространство;
средство обратной квантизации, предназначенное для адаптивного изменения методики обратной квантизации, в соответствии с сигналом формата цветности и сигналом цветового пространства, для обратной квантизации коэффициентов преобразования, декодированных с помощью средства декодирования;
средство обратного преобразования, предназначенное для выполнения интегрального преобразования обратно квалифицированных блоков; и
средство прогнозирования с кодированием внутри изображения, предназначенное для генерирования прогнозируемого изображения при выполнении декодирования сигнала цвета с прогнозированием внутри изображении в размере блока, соответствующем сигналу формата цветности и сигналу цветового пространства, с использованием выходного сигнала средства обратного преобразования.
18. Устройство декодирования информации изображения по п.17, в котором средство обратного преобразования выполняет интегральное преобразование обратно квалифицированных блоков для выполнения дальнейшего интегрального преобразования соответствующих коэффициентов на основе заданного размера блока, как соответствующих DC компонентов блоков с заданным размером блока.
19. Устройство декодирования информации изображения по п.18, в котором сигнал формата цветности включает, по меньшей мере, формат 4:2:0, формат 4:2:2 и формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства включает, по меньшей мере, YCbCr, RGB и XYZ.
20. Устройство декодирования информации изображения по п.19, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет формат 4:2:0, и сигнал цветового пространства представляет YCbCr, средство обратного преобразования выполняет интегральное преобразование обратно квалифицированных блоков размером 2×2 модулей пикселей для дальнейшего выполнения интегрального преобразования преобразованных соответствующих коэффициентов, в качестве соответствующих DC коэффициентов четырех блоков размером 4×4 модулей пикселей, которые составляют блок размером 8×8 пикселей.
21. Устройство декодирования информации изображения по п.19, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет формат 4:2:2, и сигнал цветового пространства представляет YCbCr, средство обратного преобразования выполняет интегральное преобразование обратно квалифицированных блоков размером 2×4 модулей пикселей, для дальнейшего выполнения интегрального преобразования преобразованных соответствующих коэффициентов, как соответствующих DC коэффициентов восьми блоков размером 4×4 модулей пикселей, которые составляют блоки размером 8×16 пикселей.
22. Устройство декодирования информации изображения по п.19, в котором в случае, когда сигнал формата цветности представляет формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства представляет YCbCr, RGB или XYZ, средство преобразования выполняет интегральное преобразование обратно квалифицированных блоков размером 4×4 модулей пикселей, для дальнейшего выполнения интегрального преобразования преобразованных соответствующих коэффициентов, как соответствующих DC коэффициентов 16 блоков размером 4×4 модулей пикселей, которые составляют блоки размером 16×16 пикселей.
23. Способ декодирования информации изображения, состоящий в декодировании информации, получаемой в результате выполнения обратной квантизации и обратного ортогонального преобразования в отношении сжатой информации изображения, в котором входной сигнал изображения разделяют на блоки для выполнения в отношении него ортогонального преобразования на основе блока так, что в отношении него выполняют квантизацию, способ декодирования информации изображения, включающий
этап декодирования, состоящий в декодировании квалифицированных и кодированных коэффициентов преобразования, сигнала формата цветности, указывающего разрешающую способность сигнала цвета, и сигнала цветового пространства, указывающего цветовое пространство;
этап обратной квантизации, состоящий в адаптивном изменения методики обратной квантизации, в соответствии с сигналом формата цветности и сигналом цветового пространства, для обратной квантизации коэффициентов преобразования, декодированных на этапе декодирования;
этап выполнения обратного преобразования, состоящий в выполнении интегрального преобразования обратно квалифицированных блоков для дальнейшего выполнения на основе заданного размера блока, интегрального преобразования соответствующих коэффициентов в качестве соответствующих компонентов DC с заданным размером блока; и
этап прогнозирования с кодированием внутри изображения, состоящий в генерировании прогнозируемого изображения при выполнении декодирования сигнала цвета с прогнозированием внутри изображения в размере блока, соответствующем сигналу формата цветности и сигналу цветового пространства, с использованием выходного сигнала этапа обратного преобразования.
24. Способ декодирования информации изображения по п.23, котором, на этапе обратного преобразования выполняют интегральное преобразование обратно квалифицированных блоков для выполнения дальнейшего интегрального преобразования соответствующих коэффициентов, на основе заданного размера блока, как соответствующих DC компонентов блоков с заданным размером блока.
25. Способ декодирования информации изображения по п.24, в котором сигнал формата цветности включает, по меньшей мере, формат 4:2:0, формат 4:2:2 и формат 4:4:4, и сигнал цветового пространства включает, по меньшей мере, YCbCr, RGB и XYZ.
