運動圖像編碼裝置、運動圖像解碼裝置、運動圖像編碼方法、運動圖像解碼方法、及程序的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及運動圖像編碼裝置，運動圖像解碼裝置，運動圖像編碼方法，運動圖像 解碼方法，以及程序。
【背景技術】
[0002] 目前已公開有HEVC(High Efficiency Video Coding高效率視頻編碼），其是利用 幀內預測和幀間預測，以及殘差變換的運動圖像編碼方法（例如，參照非專利文獻1)。
[0003] [運動圖像編碼裝置麗的結構以及動作]
[0004] 圖11是利用上述的運動圖像編碼方法對運動圖像進行編碼的、根據現有例子的 運動圖像編碼裝置麗的框圖。運動圖像編碼裝置麗包括：幀間預測部10,幀內預測部20， 變換·量化部30,熵編碼部40,逆量化?逆變換部50,環路濾波部60,第一緩沖部70,以及 第二緩沖部80。
[0005] 幀間預測部10,輸入輸入圖像a與從第一緩沖部70中提供的后述的本地解碼圖 像g。該幀間預測部10,利用輸入圖像a以及本地解碼圖像g進行幀間（Inter)預測（幀 (Frame)間預測）后，生成并輸出幀間預測圖像b。
[0006] 幀內預測部20,輸入輸入圖像a和從第二緩沖部80中提供的后述的本地解碼圖 像f。該幀內預測部20,利用輸入圖像a以及本地解碼圖像f進行幀內（Intra)預測（幀 (Frame)內預測）后，生成并輸出幀內預測圖像c。
[0007] 變換·量化部30,輸入輸入圖像a和、幀間預測圖像b或幀內預測圖像c之間的誤 差（殘差）信號。該變換·量化部30,將輸入后的殘差信號進行變換以及量化后，生成并輸 出量化系數d。
[0008] 熵編碼部40,輸入量化系數d和未圖不的彩度信息。該熵編碼部40,對輸入后的 信息進行熵編碼，并作為位流z (bit stream)輸出。
[0009] 逆量化?逆變換部50,輸入量化系數d。該逆量化?逆變換部50,對量化系數d進 行逆量化以及逆變換之后，生成并輸出逆變換后的殘差信號e。
[0010] 第二緩沖部80,積累本地解碼圖像f，并適當提供給幀內預測部20以及環路濾波 部60。本地解碼圖像f為幀間預測圖像b或幀內預測圖像c、和逆轉換后的殘差信號e相 加后的信號。
[0011] 環路濾波部60,輸入本地解碼圖像f。該環路濾波部60,將去塊濾波等濾波器應用 于本地解碼圖像f之后，生成并輸出本地解碼圖像g。
[0012] 第一緩沖部70,累積本地解碼圖像g，適當地提供給幀間預測部10。
[0013] [運動圖像解碼裝置NN的結構以及動作]
[0014] 圖12是從運動圖像編碼裝置MM中生成的位流z中對運動圖像進行解碼的、根據 現有例子的運動圖像解碼裝置NN的框圖。運動圖像解碼裝置NN包括：熵解碼部110,逆變 換?逆量化部120,幀間預測部130,幀內預測部140,環路濾波部150,第一緩沖部160,以及 第二緩沖部170。
[0015] 熵解碼部110,輸入位流z。該熵解碼部110對位流z進行熵解碼之后，生成并輸 出量化系數B。
[0016] 逆變換?逆量化部120,幀間預測部130,幀內預測部140,環路濾波部150,第一緩 沖部160,以及第二緩沖部170分別與圖11示出的逆量化?逆變換部50,幀間預測部10,幀 內預測部20,環路濾波部60,第一緩沖部70,以及第二緩沖部80進行相同的動作。
[0017][幀內預測的詳細說明]
[0018] 對上述的幀內預測，進行詳細說明如下。對于幀內預測，非專利文獻1中公開了 按每個顏色分量，利用參考像素的像素值，預測編碼對象塊的像素值，其中，參考像素的像 素值為已完成編碼的再構成后的像素。并且，作為亮度分量的預測方法，添加至DC、Planar 后，示出了 32方向的所有的34種類。并且，作為色差分量的預測方法，示出了采用與亮度 分量相同的預測種類的方法和獨立于亮度分量的DC、Planar，水平，垂直。根據此，能夠按 每個分量削減空間的冗余性。
[0019] 并且，作為削減顏色分量間的冗余性的方法，在非專利文獻2示出了 LM模式。例 如，利用圖13來對LM模式用于YUV420格式的圖像上的情況進行說明。
[0020] 圖13㈧示出了色差分量的圖像，圖13⑶示出了亮度分量的像素。在LM模式中， 在通過圖13(B)的16個白圈示出的圖像上再構成亮度分量。利用所述亮度分量，利用以下 數學公式（1)中示出的預測公式來線性預測色差分量。
[0021] [數 1]
[0022] predc[x,y] =αX((PL[2x, 2y]+PL[2x, 2y+l]) >>1) +β· · · (1)
[0023] 在數學公式（1)中，PL表示亮度分量的像素值，pred。表示色差分量的預測像素 值。并且，α以及β，表示可利用參考像素求出的參數，通過下面的數學公式（2)，（3)來確 定。其中，參考像素由圖13㈧的8個黑圈和圖13⑶的8個黑圈表示。
[0024] [數 2]
'V /
[0025]
[0026]
[0027]
[0028] 數學公式（2)，（3)中，P'c表示色差分量的參考像素的像素值。并且，示出了 將亮度和色差的相位考慮在內的亮度分量的像素值，通過以下數學公式（4)來確定。
[0029] [數 4]
[0030]
[0031] 其中，為了削減存儲器訪問，上部的參考像素處于相位偏差的狀態。并且，按每個 稱之為TU(TransformUnit)的最小處理塊進行色差預測。
[0032] 并且，對上述的YUV420格式的圖像進行LM模式的擴展之后，用于YUV422格式的 圖像上時，如圖14所示，增加垂直方向的參考像素。
[0033] 圖15是利用上述的LM模式進行幀內預測的幀內預測部20、140的框圖。幀內預 測部20、140分別包括：亮度參考像素獲取部21，色差參考像素獲取部22,預測系數導出部 23,以及色差線性預測部24。
[0034] 亮度參考像素獲取部21，輸入本地解碼像素f的亮度分量。該亮度參考像素獲取 部21，獲取位于亮度塊周圍的參考像素的像素值后調整相位，并作為亮度參考像素值h輸 出。其中，亮度塊對應于色差預測對象塊。
[0035] 色差參考像素獲取部22,輸入本地解碼像素f的色差分量。該色差參考像素獲取 部22,獲取位于色差預測對象塊的周圍的參考像素的像素值后，作為色差參考像素值i輸 出。
[0036] 預測系數導出部23,輸入亮度參考像素值h和色差參考像素值i。該預測系數導 出部23,利用這些已輸入的像素值，根據上述的數學公式（2)至（4)求出參數α、β，并作 為預測系數j輸出。
[0037] 色差線性預測部24,輸入本地解碼像素f的亮度分量和預測系數j。該色差線性 預測部24,利用這些已輸入的信號，根據上述的數學公式（1)求出色差分量的預測像素值， 作為色差預測像素值k輸出。
[0038] 然而，隨著半導體技術的發展而增加了可利用的存儲容量。但是，隨著存儲容量的 增加，存儲器訪問的粒度也變大。但是，與存儲容量的增加相比，存儲器帶寬沒有變寬。在 運動圖像的編碼以及解碼中，由于使用了存儲器，因此存儲器訪問的粒度或存儲器帶寬遇 到了瓶頸。
[0039] 并且，最接近于計算核心的存儲器（例如，SRAM等），相對于外部存儲器（例如， DRAM等）制造成本和消費功率都較高。因此，優選地，盡量減少最接近于計算核心的存儲容 量。但是，即使是說明書中規定的最差值，必須要實現運動圖像的編碼以及解碼，因此，最接 近于計算核心的存儲器必須要滿足最差值的存儲要求，而不是平均的存儲要求（粒度，尺 寸，數量等）。
[0040] 如上述，LM模式中，每個TU都要進行參數的導出，因此參考像素數增加，且計算次 數及存儲器訪問次數也增加。
[0041] 例如，將LM模式用于YUV420格式的圖像中的、對于用于參數導出的計算次數以及 參考像素進行分析如下。最大處理塊IXU((LargestCodingUnit)的大小，在非專利文獻1 的mainprofile中規定在64X64以下，作為最小處理塊的最小⑶的大小為4X4。并且， 在YUV420格式中，色差為1/4的像素值，因此最小計算塊在亮度分量中為8X8。因此，用于 參數導出的計算次數為（64 + 8) 2= 64次，參考像素數為28X64次。
[0042] 因此，在非專利文獻2中公開有為了對削減非YUV420格式的圖像，削減參數導出 次數的最差值，而按每個⑶(CodingUnit)導出參數的方法。圖16示出了按每個TU導出 參數時和按每個CU導出參數時的計算次數以及參考像素數。
[0043] [現有技術文獻]
[0044] [非專利文獻]
[0045] 非專利文獻 1:JCTVC_L1003,Highefficiencyvideocoding(HEVC)text specificationdraft10(forFDIS&Consent)
[0046] 非專利文獻 2 :JCTVC_L0240,AHG7:Theperformanceofextendedintrachroma predictionfornon4:2:0format
【發明內容】
[0047] 本發明所要解決的技術問題
[0048] 如圖16的YUV444格式的圖像，在LCU單位上存在用于參數導出的最差值的參考 像素數較多的問題。
[0049] 因此，鑒于上述的問題，本發明的目的在于減少用于削減顏色分量間的冗余性而 參考的參考像素數。
[0050] 解決技術問題的技術手段
[0051 ] 為了解決上述問題，本發明提出了以下各項。
[0052] (1)本發明提出了一種運動圖像編碼裝置，其對包含多個顏色分量而構成的運動 圖像進行編碼，所述運動圖像編碼裝置（例如，相當于圖1的運動圖像編碼裝置AA)的特征 在于，包括：幀內預測單元（例如，相當于圖1的幀內預測部20A)，其進行幀內預測；其中， 所述幀內預測單元包括：亮度參考像素抽取單元（例如，相當于圖2的亮度參考像素獲取部 21A)，其抽取位于亮度塊周圍的參考像素，所述亮度塊對應于色差預測對象塊；亮度