RS64287B1

RS64287B1 - Aparat za kodiranje slike, postupak za kodiranja slike, aparat za dekodiranje slike, postupak za dekodiranja slike i medijum za skladištenje

Info

Publication number: RS64287B1
Application number: RS20230479A
Authority: RS
Inventors: Masato Shima
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2023-07-31
Also published as: RS65236B1; JP6120490B2; US20170078675A1; BR122020000395B1; PT4075802T; EP2777264A1; RS65220B1; EP3745723A1; HRP20240272T1; KR20140089584A; EP4075802B1; ES2817844T3; US20190075303A1; CN108337511A; PL2777264T3; HRP20230620T1; KR101672607B1; HUE065490T2; CN108337511B; RU2663199C1

Description

Opis

[Oblast tehnike]

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na aparat za kodiranje slike, postupak za kodiranje slike, aparat za dekodiranje slike, postupak za dekodiranje slike i medijum za skladištenje. Tačnije, ovaj pronalazak se odnosi na postupak za kodiranje/dekodiranja matrice kvantizacije na slici.

[Stanje tehnike]

[0002] Kao standard kompresije za snimanje pokretne slike, poznat je H.264/MPEG-4 AVC (u daljem tekstu H.264). (ITU-T H.264 (03/2010) Napredno video kodiranje za generičke audiovizuelne usluge). Što se tiče H.264, svaki element matrice kvantizacije može da se promeni u proizvoljnu vrednost kodiranjem informacija liste skaliranja. Prema poglavlju 7.3.2.1.1.1 u H.264, dodavanjem delta skale kao vrednosti razlike između elementa i njegovog prethodnog elementa, svaki element matrice kvantizacije može da uzme proizvoljnu vrednost.

[0003] Što se tiče H.264, elementi matrice kvantizacije se skeniraju u pravcu od elementa u gornjem levom uglu dvodimenzionalne matrice kvantizacije, što odgovara komponenti niske frekvencije, do elementa u donjem desnom uglu, što odgovara komponenti visoke frekvencije. Na primer, u kodiranju dvodimenzionalne matrice kvantizacije ilustrovane na slici 6A, koristi se postupak skeniranja koji se zove cik-cak skeniranje ilustrovano na slici 13A. Prema ovoj obradi, matrica kvantizacije je raspoređena u jednodimenzionalnu matricu ilustrovanu na slici 6B. Zatim se izračunava razlika između elementa koji treba kodirati u matrici i njegovog prethodnog elementa i dobija se matrica vrednosti razlike ilustrovana na slici 6D. Dalje, vrednosti razlike su kodirane kao delta skala metodom nazvanom eksponencijalno Golomb kodiranje sa predznakom ilustrovanom na slici 5A. Na primer, ako je razlika između elementa u matrici i njegovog prethodnog elementa 0, kodira se binarni kod 1. Ako je razlika -2, kodira se binarni kod 00101.

[0004] Međutim, što se tiče cik-cak skeniranja koje se koristi u H.264, pošto se elementi matrice kvantizacije skeniraju u dijagonalnom pravcu, količina koda matrice kvantizacije se povećava u zavisnosti od karakteristika matrice kvantizacije.

[0005] U WO 2005/072312 A2 (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD [JP]; KADONO SHINYA [JP]; KASHIWAGI YOS) 11. avgust 2005. (2005-08-11) matrice kvantizacije se skeniraju cik-cak ili horizontalnim šablonom skeniranja i različito su enkodirane.

[0006] RAPPORTEUR 06/16: "H.264 Advanced video coding for generic audiovisual services (Rev): Output draft (for Consent)", ITU-T SG16 MEETING; 14-3-2011 - 25-3-2011; GENEVA, no. T09-SG16-110314-TD-WP3-0188, 21. mart 2011. (2011-03-21), XP030100592, otkriva skeniranje matrice kvantizacije korišćenjem cik-cak skeniranja.

[0007] GERGELY KORODI ET AL: "QuYK", 96. MPEG MEETING; 21-3-2011 - 25-3-2011; GENEVA; (MOTION PICTURE EXPERT GROUP OR ISO/IEC JTC1/SC29/WG11), no. m19982, 20. mart 2011. (2011-03-20), XP030048549, otkriva korišćenje skeniranja poput vertikalnog.

[0008] U SZE V ET AL: "Parallelization of HHI_TRANSFORM _CODING", 94. MPEG MEETING; 11-10-2010 - 15-10-201 O; GUANGZHOU; (MOTION PICTURE EXPERT GROUP OR ISO/IEC JTC1/SC29/WG11), no. M18267, 5. oktobar 2010. (2010-10-05), XP030046857, sva dijagonalna skeniranja su u istom smeru ka gore-desno za skeniranje koeficijenata transformacije (nije matrica kvantizacije). [Izlaganje suštine pronalaska]

[0009] Ovaj pronalazak je usmeren na realizaciju visokoefikasnog kodiranja/dekodiranja matrica kvantizacije uvođenjem postupka jednosmernog skeniranja kao što je horizontalno/vertikalno skeniranje u kodiranju matrica kvantizacije.

[0010] Prema prvom aspektu ovog pronalaska obezbeđen je aparat za kodiranje kako je definisano u zahtevu 1.

[0011] Prema drugom aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je aparat za dekodiranje kako je definisano u zahtevu 2.

[0012] Prema trećem aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je postupak za kodiranje kao što je definisano u zahtevu 3.

[0013] Prema četvrtom aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je postupak za dekodiranje kao što je definisano u zahtevu 4.

[0014] U skladu sa daljim aspektima ovog pronalaska, obezbeđeni su računarski čitljivi medijumi kao što je definisano u zahtevima 5, 6, 7 i 8.

[0015] U skladu sa ilustrativnim primerom izvođenja ovog pronalaska, količina koda neophodna za kodiranje matrica kvantizacije može da se smanji i postaje moguće visokoefikasno kodiranje/dekodiranje.

[0016] Dalje karakteristike i aspekti ovog pronalaska će postati očigledni iz sledećeg detaljnog opisa ilustrativnih primera izvođenja uz pozivanje na priložene crteže.

[Kratak opis crteža]

[0017] Prateći crteži, koji su uključeni i čine deo specifikacije, prikazuju ilustrativne primere izvođenja, karakteristike i aspekte pronalaska i, zajedno sa opisom, služe da objasne principe pronalaska.

[Sl. 1] Slika 1 je blok dijagram koji ilustruje konfiguraciju prvog aparata za kodiranje slike.

[Sl. 2] Slika 2 je blok dijagram koji ilustruje konfiguraciju prvog aparata za dekodiranje slike.

[Sl. 3] Slika 3 je blok dijagram koji ilustruje konfiguraciju drugog aparata za kodiranje slike.

[Sl. 4] Slika 4 je blok dijagram koji ilustruje konfiguraciju drugog aparata za dekodiranje slike.

[Sl. 5A] Slika 5A ilustruje primer tabele kodiranja plus-minus simetrije.

[Sl. 5B] Slika 5B ilustruje primer tabele kodiranja plus-minus asimetrije.

[Sl. 6A] Slika 6A ilustruje primer matrice kvantizacije.

[Sl. 6B] Slika 6B ilustruje primer matrice kvantizacije.

[Sl. 6C] Slika 6C ilustruje primer matrice kvantizacije.

[Sl. 6D] Slika 6D ilustruje primer matrice razlike.

[Sl. 6E] Slika 6E ilustruje primer matrice razlike.

[Sl. 7] Slika 7 ilustruje primer kodiranja matrice kvantizacije.

[Sl. 8A] Slika 8A ilustruje primer strukture toka bitova.

[Sl. 8B] Slika 8B ilustruje primer strukture toka bitova.

[Sl. 9] Slika 9 je dijagram toka koji ilustruje obradu kodiranja slike prvog aparata za kodiranje slike.

[Sl. 10] Slika 10 je dijagram toka koji ilustruje obradu dekodiranja slike prvog aparata za dekodiranje slike.

[Sl. 11] Slika 11 je dijagram toka koji ilustruje obradu kodiranja slike drugog aparata za kodiranje slike.

[Sl. 12] Slika 12 je dijagram toka koji ilustruje obradu dekodiranja slike drugog aparata za dekodiranje slike.

[Sl. 13A] Slika 13A ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 13B] Slika 13B ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 13C] Slika 13C ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 13D] Slika 13D ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 13E] Slika 13E ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 14] Slika 14 je blok dijagram koji ilustruje primer konfiguracije hardvera računara primenljive na aparat za kodiranje slike i aparat za dekodiranje prema ilustrativnim primerima izvođenja ovog pronalaska.

[Sl. 15] Slika 15 ilustruje primer kodiranja matrice kvantizacije.

[Sl. 16A] Slika 16A ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 16B] Slika 16B ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 16C] Slika 16C ilustruje primer postupka skeniranja i postupka izračunavanja razlike koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 17A] Slika 17A ilustruje primer matrice kvantizacije.

[Sl. 17B] Slika 17B ilustruje primer matrice razlike.

[Sl. 17C] Slika 17C ilustruje primer matrice razlike.

[Sl. 18A] Slika 18A ilustruje primer postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije za upotrebu u četvrtom aparatu za kodiranje slike i u četvrtom aparatu za dekodiranje slike koji predstavljaju izvođenje ovog pronalaska.

[Sl. 18B] Slika 18B ilustruje primer alternativnog postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 18C] Slika 18C ilustruje primer postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije za upotrebu u četvrtom aparatu za kodiranje slike i u četvrtom aparatu za dekodiranje slike.

[Sl. 19A] Slika 19A ilustruje primer matrice kvantizacije za upotrebu u četvrtom aparatu za kodiranje slike i u četvrtom aparatu za dekodiranje slike.

[Sl. 19B] Slika 19B ilustruje primer matrice razlike za upotrebu u četvrtom aparatu za kodiranje slike i u četvrtom aparatu za dekodiranje slike.

[Sl. 20A] Slika 20A ilustruje primer postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije za upotrebu u četvrtom aparatu za kodiranje slike i u četvrtom aparatu za dekodiranje slike.

[Sl. 20B] Slika 20B ilustruje primer prvog alternativnog postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 20C] Slika 20C ilustruje primer drugog alternativnog postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije.

[Sl. 20D] Slika 20D ilustruje primer trećeg alternativnog postupka skeniranja koeficijenata matrice kvantizacije.

[Opis primera izvođenja]

[0018] Različiti ilustrativni primera izvođenja, karakteristike i aspekti pronalaska će biti detaljno opisani u nastavku sa pozivanjem na crteže.

[0019] U kontekstu ove specifikacije, postupak skeniranja za dvodimenzionalnu matricu ilustrovan na slici 13B naziva se horizontalno skeniranje, a postupak skeniranja za dvodimenzionalnu matricu ilustrovan na slici 13D se naziva vertikalno skeniranje.

[0020] Slika 1 je blok dijagram koji ilustruje prvi aparat za kodiranje slike koji ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Prvi aparat za kodiranje slike ne predstavlja direktno izvođenje ovog pronalaska jer uključuje skeniranje dvodimenzionalne matrice kvantizacije korišćenjem postupka cik-cak skeniranja (slika 13A), postupka horizontalnog skeniranja (Sl.13B), postupka vertikalnog skeniranja (Sl.13D) ili njihove varijante (Sl.13C ili 13E). Međutim, kasnije je opisan četvrti aparat za kodiranje slike - koji predstavlja izvođenje ovog pronalaska – uz pozivanje na sliku 18A i on se zasniva na prvom aparatu za kodiranje slike.

[0021] Na slici 1, jedinica 101 za podelu blokova deli ulaznu sliku na više blokova.

[0022] Jedinica 102 za predikciju vrši predviđanje svakog bloka podeljenog jedinicom 101 za podelu blokova u jedinicama bloka, određuje postupak predikcije, izračunava vrednosti razlike prema utvrđenom postupku predikcije i dalje izračunava greške predikcije. Ako treba da se obradi intra frejm pokretne slike ili nepokretne slike, vrši se intra predikcija. Ako treba da se obradi inter frejm pokretne slike, obavlja se predikcija sa kompenzacijom kretanja kao i intra predikcija. Intra predikcija se generalno realizuje izborom optimalnog postupka predikcije iz mnoštva postupaka u izračunavanju predviđenih vrednosti iz podataka susednih piksela.

[0023] Jedinica 103 za transformaciju vrši ortogonalnu transformaciju grešaka predikcije svakog bloka. Jedinica 103 za transformaciju vrši ortogonalnu transformaciju u jedinicama blokova da bi izračunala koeficijente transformacije. Veličina bloka je veličina ulaznog bloka ili veličina dobijena daljim segmentiranjem ulaznog bloka. U sledećem opisu, blok koji treba da se transformiše ortogonalnom transformacijom naziva se blok transformacije. Iako postupak ortogonalne transformacije nije ograničen, može se koristiti diskretna kosinusna transformacija ili Adamarova transformacija. Dalje, prema sadašnjem primeru izvođenja, greška predikcije u blok jedinicama od 8 × 8 piksela je podeljena na dva dela po dužini i po širini i rezultujući blok transformacije od 4 × 4 piksela se koristi u ortogonalnoj transformaciji da bi se pojednostavio opis. Međutim, veličina i oblik bloka transformacije nisu ograničeni na takav primer. Na primer, ortogonalna transformacija može da se izvede korišćenjem bloka transformacije iste veličine bloka ili bloka transformacije dobijenog podelom bloka na manje delove nego što se dobija kada se blok podeli na dva dela po dužini i po širini.

[0024] Jedinica 106 za skladištenje matrice kvantizacije generiše i skladišti matrice kvantizacije. Postupak generisanja matrica kvantizacije koje su uskladištene u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije nije ograničen. Dakle, to mogu biti matrice kvantizacije koje je uneo korisnik, matrice kvantizacije izračunate iz karakteristika ulazne slike ili matrice kvantizacije koje su unapred određene kao početne vrednosti. U prvom aparatu za kodiranje slike generiše se i čuva dvodimenzionalna matrica kvantizacije koja odgovara bloku transformacije od 4 × 4 piksela ilustrovanom na slici 6A.

[0025] Jedinica 104 za kvantizaciju kvantuje koeficijente transformacije koristeći matrice kvantizacije uskladištene u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije. Koeficijenti kvantizacije se dobijaju ovim postupkom kvantizacije.

[0026] Jedinica 105 za kodiranje koeficijenata kodira koeficijente kvantizacije dobijene na ovaj način i generiše kodirane podatke koeficijenta kvantizacije. Iako postupak kodiranja nije ograničen, može da se koristi kodiranje kao što je Hafmanovo kodiranje i aritmetičko kodiranje.

[0027] Jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije skenira dvodimenzionalne matrice kvantizacije uskladištene u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije, izračunava razliku svakog elementa i raspoređuje je u jednodimenzionalne matrice. U prvom aparatu za kodiranje slike, razlika raspoređena u ovoj jednodimenzionalnoj matrici naziva se matrica razlike.

[0028] Jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije kodira matrice razlike (jednodimenzionalne matrice) uređene od strane jedinice 109 za skeniranje matrice kvantizacije i generiše kodirane podatke matrice kvantizacije. Jedinica 108 za integraciono kodiranje generiše informacije zaglavlja kao i kodove koji su povezani sa predikcijom ili transformacijom, a takođe integriše kodirane podatke koeficijenta kvantizacije generisane od strane jedinice 105 za kodiranje koeficijenata i kodirane podatke matrice kvantizacije generisane od strane jedinice 107 za kodiranje matrice kvantizacije. Kod povezan sa predikcijom ili transformacijom je, na primer, kod povezan sa izborom postupka predikcije ili podelom bloka transformacije.

[0029] Sada će biti opisana operacija kodiranja slike koju izvodi gore opisani aparat za kodiranje slike. Iako se u ovom primeru podaci o pokretnoj slici unose u jedinicama frejma, mogu se uneti i podaci o nepokretnoj slici od jednog frejma. Dalje, u ovom primeru, da bi se pojednostavio opis, opisana je samo obrada kodiranja intra predikcije. Međutim, ovaj pronalazak takođe može da se primeni na obradu kodiranja inter predikcije. U ovom primeru, iako jedinica 101 za podelu blokova deli ulaznu sliku na blokove od 8 × 8 piksela, veličina blokova nije ograničena na takav primer.

[0030] Zatim se vrši kodiranje elemenata matrica kvantizacije pre kodiranja slike. Prvo, jedinica 106 za skladištenje matrice kvantizacije generiše matrice kvantizacije. Matrice kvantizacije se određuju prema veličini bloka koji je kodiran. Postupak određivanja elementa matrice kvantizacije nije ograničen. Na primer, može da se koristi unapred određena početna vrednost ili može da se koristi vrednost koja je pojedinačno podešena. Dalje, vrednost može da se generiše i podesi prema karakteristikama slike.

[0031] Matrica kvantizacije generisana na ovaj način se čuva u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije. Slika 6A ilustruje primer matrice kvantizacije koja odgovara transformacionom bloku od 4 × 4 piksela. Debeo okvir 600 predstavlja matricu kvantizacije. U cilju pojednostavljenja opisa, matrica kvantizacije ima veličinu od 16 piksela koji odgovaraju bloku transformacije od 4 × 4 piksela, a svaka ćelija matrice predstavlja element. Iako je u ovom primeru matrica kvantizacije ilustrovana na slici 6A uskladištena u dvodimenzionalnoj matrici, elementi u matrici kvantizacije nisu ograničeni na takav primer. Na primer, ako treba da se koristi blok transformacije od 8 × 8 piksela kao dodatak veličini bloka sadašnjeg primera izvođenja, treba da se uskladišti drugačija matrica kvantizacije koja odgovara transformacionom bloku od 8 × 8 piksela.

[0032] Jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije čita dvodimenzionalne matrice kvantizacije uskladištene u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije po redosledu, skenira svaki element, izračunava razliku i raspoređuje elemente u jednodimenzionalne matrice. U ovom primeru se koristi vertikalno skeniranje ilustrovano na slici 13D, a razlika između elementa i njegovog prethodnog elementa se izračunava za svaki element u redosledu skeniranja. Međutim, postupak skeniranja i način izračunavanja razlike nisu ograničeni na takav primer. Horizontalno skeniranje ilustrovano na slici 13B može da se koristi kao postupak skeniranja i razlika između elementa i njegovog prethodnog elementa može se izračunati za svaki element u redosledu skeniranja. Dalje, kada se koristi postupak skeniranja ilustrovan na slici 13B, razlika u pogledu elemenata na levom kraju može da se izračuna dobijanjem razlike između gornjih elemenata kao što je ilustrovano na slici 13C. Dakle, razlika između elementa i njegovog prethodnog elementa se izračunava kao što je prikazano na slici 13B osim za elemente na levom kraju. Dalje, kada se koristi postupak skeniranja ilustrovan na slici 13D, razlika u pogledu elemenata na vrhu može da se izračuna dobijanjem razlike između levih elemenata kao što je ilustrovano na slici 13E. Dakle, razlika između elementa i njegovog prethodnog elementa se izračunava kao što je prikazano na slici 13D osim za elemente na vrhu. U ovom primeru, dvodimenzionalna matrica kvantizacije ilustrovana na slici 6A je skenirana korišćenjem vertikalnog skeniranja ilustrovanog na slici 13D, a razlika između svakog elementa i njegovog prethodnog elementa se izračunava, i generiše se matrica razlike ilustrovana na slici 6E. Dalje, vrednost razlike koja odgovara prvom elementu matrice dobija se izračunavanjem razlike između vrednosti prvog elementa i unapred određene početne vrednosti. Iako je početna vrednost postavljena na 8 u ovom primeru, kao početna vrednost može da se koristi proizvoljna vrednost ili može da se kodira vrednost samog prvog elementa.

[0033] Jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije čita matrice razlike iz jedinice 109 za skeniranje matrice kvantizacije po redosledu, kodira matrice razlike i generiše kodirane podatke matrice kvantizacije. U ovom primeru, matrice razlika su kodirane korišćenjem tabele kodiranja ilustrovane na slici 5A. Međutim, tabela kodiranja nije ograničena na takav primer i, na primer, može da se koristi tabela kodiranja ilustrovana na slici 5B.

[0034] Slika 7 ilustruje primer rezultata dobijenog izračunavanjem matrice razlike matrice kvantizacije ilustrovane na slici 6A korišćenjem postupaka skeniranja na slikama 13A i 13D i kodiranjem matrice razlike korišćenjem tabele kodiranja ilustrovane na slici 5A. Kolone elementa na slici 7 predstavljaju rezultate dobijene skeniranjem svakog elementa u matrici kvantizacije ilustrovanoj na slici 6A, a kolone vrednosti razlike predstavljaju vrednost razlike između elementa i unapred određene početne vrednosti 8 ili prethodnog elementa. Kolone koda cik-cak skeniranja predstavljaju kodove u slučaju kada se koristi cik-cak skeniranje konvencionalnog postupka ilustrovanog na slici 13A, a potrebno je ukupno 68 bitova. S druge strane, kolone koda vertikalnog skeniranja predstavljaju kodove u slučaju kada se koristi vertikalno skeniranje ilustrovano na slici 13D, a potrebno je ukupno 60 bitova. Dakle, korišćenjem vertikalnog skeniranja, ista matrica kvantizacije može da bude kodirana sa manjom količinom kodova. Kodirani podaci matrica kvantizacije generisani na ovaj način se unose u jedinicu 108 za integraciono kodiranje. Jedinica 108 za integraciono kodiranje kodira informacije zaglavlja neophodne za kodiranje podataka slike i integriše kodirane podatke matrica kvantizacije.

[0035] Zatim se vrši kodiranje podataka slike. Kada se podaci o slici jednog frejma unose u jedinicu 101 za podelu blokova, oni se dele na jedinice blokova od 8 × 8 piksela. Podaci podeljene slike ulaze u jedinicu 102 za predikciju.

[0036] Jedinica 102 za predikciju vrši predikciju u jedinicama blokova da generiše greške predikcije. Jedinica 103 za transformaciju deli greške predikcije koje generiše jedinica 102 za predikciju u blokove veličine bloka transformacije i vrši ortogonalnu transformaciju da bi dobila koeficijente transformacije. Zatim se dobijeni koeficijenti transformacije unose u jedinicu 104 za kvantizaciju. U ovom primeru, greške predikcije u jedinicama blokova od 8 × 8 piksela se dele na jedinice blokova transformacije od 4 × 4 piksela da bi se izvršila ortogonalna transformacija.

[0037] Vraćajući se ponovo na sliku 1, jedinica 104 za kvantizaciju kvantuje koeficijente transformacije koji izlaze iz jedinice 103 za transformaciju korišćenjem matrica kvantizacije uskladištenih u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije i generiše koeficijente kvantizacije. Generisani koeficijenti kvantizacije se unose u jedinicu 105 za kodiranje koeficijenata.

[0038] Jedinica 105 za kodiranje koeficijenata kodira koeficijente kvantizacije koje generiše jedinica 104 za kvantizaciju, generiše kodirane podatke koeficijenta kvantizacije i obezbeđuje kao izlaz generisane kodirane podatke koeficijenta kvantizacije za jedinicu 108 za integraciono kodiranje. Jedinica 108 za integraciono kodiranje generiše kodove udružene sa predikcijom i transformacijom u jedinicama blokova, integriše kodove u jedinicama blokova i kodirane podatke koeficijenta kvantizacije koje generiše jedinica 105 za kodiranje koeficijenata zajedno sa kodiranim podacima zaglavlja i generiše tok bitova. Zatim, izlaz iz jedinice 108 za integraciono kodiranje predstavlja generisani tok bitova.

[0039] Slika 8A ilustruje primer toka bitova koji emituje prvi aparat za kodiranje slike. Zaglavlje sekvence uključuje kodirane podatke matrica kvantizacije i tako uključuje rezultate kodiranja svakog elementa. Položaj kodiranih podataka, međutim, nije ograničen na takav primer. Na primer, kodirani podaci mogu da budu uključeni u deo zaglavlja slike ili druge delove zaglavlja. Dalje, ako promena matrice kvantizacije treba da se izvrši u jednoj sekvenci, matrica kvantizacije može da se ažurira novim kodiranjem matrice kvantizacije. U tom slučaju, cela matrica kvantizacije može da bude prepisana. Dalje, ako su označeni postupak skeniranja i veličina bloka transformacije matrice kvantizacije koja se ponovo piše, deo matrice kvantizacije može da se promeni u skladu sa oznakom.

[0040] Slika 9 je dijagram toka koji ilustruje obradu kodiranja slike koju izvodi prvi aparat za kodiranje slike. U koraku S901, jedinica 106 za skladištenje matrice kvantizacije generiše matrice kvantizacije.

[0041] U koraku S902, jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije skenira matrice kvantizacije generisane u koraku S901, izračunava razliku između elemenata i generiše matrice razlika. U prvom aparatu za kodiranje slike, matrica kvantizacije ilustrovana na slici 6A se skenira korišćenjem postupka skeniranja ilustrovanog na slici 13D, i generiše se matrica razlike ilustrovana na slici 6E. Međutim, matrice kvantizacije i postupak skeniranja nisu ograničeni na takve primere.

[0042] U koraku S903, jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije kodira matrice razlike generisane u koraku S902. U prvom aparatu za kodiranje slike, jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije kodira matrice razlike ilustrovane na slici 6E koristeći tabelu kodiranja ilustrovanu na slici 5A. Međutim, tabela kodiranja nije ograničena na takvu tabelu.

[0043] U koraku S904, jedinica 108 za integraciono kodiranje kodira i emituje deo zaglavlja toka bitova. U koraku S905, jedinica 101 za podelu blokova deli ulaznu sliku u jedinici frejma u jedinicu bloka. U koraku S906, jedinica 102 za predikciju vrši predikciju u jedinicama blokova i generiše greške predikcije.

[0044] U koraku S907, jedinica 103 za transformaciju deli greške predikcije generisane u koraku S906 u blokove veličine bloka transformacije, vrši ortogonalnu transformaciju i generiše koeficijente transformacije. U koraku S908, jedinica 104 za kvantizaciju generiše koeficijente kvantizacije kvantizacijom koeficijenata transformacije generisanih u koraku S907 koristeći matrice kvantizacije generisane u koraku S901 i uskladištene u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije.

[0045] U koraku S909, jedinica 105 za kodiranje koeficijenata kodira koeficijente kvantizacije generisane u koraku S908 i generiše kodirane podatke koeficijenata kvantizacije. U koraku S910, aparat za kodiranje slike određuje da li je kodiranje svih blokova transformacije u bloku završeno. Ako je kodiranje svih transformacionih blokova završeno (DA u koraku S910), obrada se nastavlja prelaskom na korak S911. Ako kodiranje svih blokova transformacije još nije završeno (NE u koraku S910), obrada se vraća na korak S907 i sledeći blok transformacije se obrađuje.

[0046] U koraku S911, aparat za kodiranje slike određuje da li je kodiranje svih blokova završeno. Ako je kodiranje svih blokova završeno (DA u koraku S911), aparat za kodiranje slike zaustavlja sve operacije i tada se obrada završava. Ako kodiranje svih blokova još nije završeno (NE u koraku S911), obrada se vraća na korak S905, a sledeći blok se obrađuje.

[0047] U skladu sa gore opisanom konfiguracijom i radom, posebno, obradom proračuna matrice razlike jednosmernim skeniranjem matrice kvantizacije u koraku S902, može da bude generisan tok bitova koji uključuje manju količinu koda matrice kvantizacije.

[0048] Iako je u ovom primeru opisan frejm koji koristi samo intra predikciju, očigledno je da se ovaj pronalazak može primeniti na frejm koji može da koristi inter predikciju.

[0049] Dalje, iako se u ovom primeru koriste blok od 8 × 8 piksela i transformacioni blok od 4 × 4 piksela, ovaj pronalazak nije ograničen na takve primere. Na primer, veličina bloka može da bude 16 × 16 piksela ili 32 × 32 piksela. Dalje, oblik bloka nije ograničen na kvadrat i, na primer, može da se koristi pravougaonik od 16 × 8 piksela.

[0050] Dalje, iako je veličina bloka transformacije polovina veličine bloka po dužini i širini u ovom primeru, veličina bloka transformacije može da bude ista kao veličina bloka ili dalje manja od polovine veličine bloka po dužini i po širini.

[0051] Dalje, u ovom primeru, matrice razlika se generišu i zatim kodiraju. Međutim, jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije može direktno da izračuna vrednosti razlike iz matrica kvantizacije korišćenjem unapred određenog postupka skeniranja i da kodira vrednosti razlike. U tom slučaju, jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije nije neophodna.

[0052] Dalje, ako se koriste različite matrice kvantizacije u zavisnosti od postupka skeniranja koeficijenata transformacije, postupak skeniranja elemenata matrice kvantizacije može da se odredi prema postupku skeniranja koeficijenata transformacije.

[0053] Dalje, iako je u ovom primeru opisan slučaj sa samo jednom matricom kvantizacije, matrica kvantizacije nije nužno jedna. Na primer, ako su prediktovane različite matrice kvantizacije za osvetljenost/hrominaciju, može da se koristi zajednički postupak skeniranja matrice kvantizacije ili može da se obezbedi drugačiji postupak skeniranja.

[0054] Slika 2 je blok dijagram koji ilustruje konfiguraciju prvog aparata za dekodiranje slike koji ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. U odnosu na prvi aparat za dekodiranje slike, sada će biti opisano dekodiranje toka bitova generisanog u prvom aparatu za kodiranje slike sa slike 1.

[0055] Na slici 2, jedinica 201 za dekodiranje/razdvajanje dekodira informacije zaglavlja ulaznog toka bitova, odvaja potrebne kodove od toka bitova i šalje razdvojene kodove u naredne faze. Jedinica 201 za dekodiranje/razdvajanje izvodi inverznu operaciju operacije koju izvodi jedinica 108 za integraciono kodiranje ilustrovanu na slici 1. Jedinica 206 za dekodiranje matrice kvantizacije dekodira kodirane podatke matrice kvantizacije iz informacija zaglavlja toka bitova i generiše matrice razlika.

[0056] Jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije reprodukuje matrice kvantizacije izvođenjem inverznog skeniranja matrica razlika koje generiše jedinica 206 za dekodiranje matrice kvantizacije. Jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije obavlja inverznu operaciju operacije koju sprovodi jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije ilustrovana na slici 1. Jedinica 207 za skladištenje matrice kvantizacije skladišti matrice kvantizacije koje reprodukuje jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije.

[0057] S druge strane, jedinica 202 za dekodiranje koeficijenata dekodira koeficijente kvantizacije od koda odvojenog jedinicom 201 za dekodiranje/razdvajanje i reprodukuje koeficijente kvantizacije. Jedinica 203 za inverznu kvantizaciju vrši inverznu kvantizaciju koeficijenata kvantizacije korišćenjem matrica kvantizacije uskladištenih u jedinici 207 za skladištenje matrice kvantizacije, i reprodukuje koeficijente transformacije. Jedinica 204 za inverznu transformaciju vrši inverznu ortogonalnu transformaciju, koja je inverzna operacija operacije koju izvodi jedinica 103 za transformaciju ilustrovana na slici 1, i reprodukuje greške predikcije. Jedinica 205 za rekonfiguraciju predikcije reprodukuje podatke o bloku slike iz reprodukovanih grešaka predikcije i susednih podataka slike koji su već dekodirani.

[0058] Sada će biti opisana operacija dekodiranja slike prema gore opisanom aparatu za dekodiranje slike. U ovom primeru, iako je tok bitova pokretne slike generisan u prvom ilustrativnom primeru izvođenja unet u jedinicu frejma, takođe se može uneti tok bitova nepokretne slike jednog frejma. Dalje, u ovom primeru, da bi se pojednostavio opis, opisan je samo postupak dekodiranja intra predikcije. Međutim, ovaj pronalazak se takođe može primeniti na postupak dekodiranja inter predikcije.

[0059] Što se tiče ilustracije na slici 2, tok bitova jednog frejma se unosi u jedinicu 201 za dekodiranje/razdvajanje, a informacije zaglavlja neophodne za reprodukciju slike se dekodiraju. Dalje, kodovi koji se koriste u narednim fazama su odvojeni od informacija zaglavlja i izlaza. Kodirani podaci matrice kvantizacije uključeni u informaciju zaglavlja ulaze u jedinicu 206 za dekodiranje matrice kvantizacije i reprodukuju se jednodimenzionalne matrice razlika. U prvom aparatu za dekodiranje slike, korišćenjem tabele za dekodiranje ilustrovane na slici 5A, dekodira se vrednost razlike svakog elementa matrice kvantizacije i reprodukuju se matrice razlike. Međutim, tabela za dekodiranje nije ograničena na tabelu ilustrovanu na slici 5A. Reprodukovane matrice razlike ulaze u jedinicu 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije.

[0060] Jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije izračunava svaki element matrice kvantizacije iz svake vrednosti razlike u ulaznim matricama razlike, vrši inverzno skeniranje i reprodukuje dvodimenzionalne matrice kvantizacije. Reprodukovane matrice kvantizacije se unose i čuvaju u jedinici 207 za skladištenje matrice kvantizacije. Dalje, iz kodova razdvojenih jedinicom 201 za dekodiranje/razdvajanje, kodirani podaci koeficijenta kvantizacije se unose u jedinicu 202 za dekodiranje koeficijenata. Dalje, jedinica 202 za dekodiranje koeficijenata dekodira kodirane podatke koeficijenata kvantizacije za svaki blok transformacije, reprodukuje koeficijente kvantizacije i šalje reprodukovane koeficijente kvantizacije jedinici 203 za inverznu kvantizaciju.

[0061] Jedinica 203 za inverznu kvantizaciju preuzima koeficijente kvantizacije reprodukovane od strane jedinice 202 za dekodiranje koeficijenata i matrice kvantizacije uskladištene u jedinici 207 za skladištenje matrice kvantizacije. Zatim, jedinica 203 za inverznu kvantizaciju vrši inverznu kvantizaciju pomoću matrica kvantizacije, reprodukuje koeficijente transformacije i daje reprodukovane koeficijente transformacije jedinici 204 za inverznu transformaciju. Jedinica 204 za inverznu transformaciju izvodi inverznu ortogonalnu transformaciju, koja je inverzna operacija operacije koju izvodi jedinica 103 za transformaciju ilustrovana na slici 1, koristeći ulazne koeficijente transformacije, reprodukuje greške predikcije i emituje greške predikcije u jedinicu 205 za rekonfiguraciju predikcije. Jedinica 205 za rekonfiguraciju predikcije izvodi predikciju na osnovu grešaka u predikciji i koristeći podatke susednih piksela sa završenim dekodiranjem, reprodukuje podatke o slici u jedinicama blokova i daje podatke o slici.

[0062] Slika 10 je dijagram toka koji ilustruje obradu dekodiranja slike prvog aparata za dekodiranje slike.

[0063] U koraku S 1001, jedinica 201 za dekodiranje/razdvajanje dekodira informacije zaglavlja i odvaja kodove koji treba da se pošalju u naredne faze. U koraku S1002, jedinica 206 za dekodiranje matrice kvantizacije dekodira kodirane podatke matrice kvantizacije uključene u informacije zaglavlja koristeći tabelu za dekodiranje ilustrovanu na slici 5A i generiše matrice razlike neophodne za reprodukciju matrice kvantizacije. U koraku S1003, jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije izračunava svaki element matrice kvantizacije iz matrica razlika generisanih u koraku S 1002, vrši inverzno skeniranje i reprodukuje dvodimenzionalne matrice kvantizacije.

[0064] U koraku S1004, jedinica 202 za dekodiranje koeficijenta dekodira kodirane podatke koeficijenata kvantizacije u jedinicama transformacionih blokova i reprodukuje koeficijente kvantizacije. U koraku S 1005, jedinica 203 za inverznu kvantizaciju izvodi inverznu kvantizaciju nad koeficijentima kvantizacije reprodukovanim u koraku S1004 korišćenjem matrica kvantizacije reprodukovanih u koraku S1003, i reprodukuje koeficijente transformacije. U koraku S1006, jedinica 204 za inverznu transformaciju izvodi inverznu ortogonalnu transformaciju u koeficijente transformacije reprodukovane u koraku S1005, i reprodukuje greške predikcije. U koraku S1007, aparat za dekodiranje slike određuje da li je dekodiranje svih blokova transformacije u bloku završeno. Ako je dekodiranje svih blokova transformacije završeno (DA u koraku S1007), obrada se nastavlja prelaskom na korak S1008. Ako dekodiranje svih blokova transformacije još nije završeno (NE u koraku S1007), obrada se vraća na korak S1004, a sledeći blok transformacije se obrađuje.

[0065] U koraku S1008, jedinica 205 za rekonfiguraciju predikcije izvodi predikciju koristeći susedne piksele koji su već dekodirani, dodaje rezultat greškama predikcije reprodukovanim u koraku S 1006 i reprodukuje dekodiranu sliku bloka. U koraku S1009, aparat za dekodiranje slike određuje da li je dekodiranje svih blokova završeno. Ako je dekodiranje svih blokova završeno (DA u koraku S 1009), sve operacije se zaustavljaju i obrada se završava. Ako dekodiranje svih blokova još nije završeno (NE u koraku S1009), obrada se vraća na korak S1003, a sledeći blok se obrađuje.

[0066] U skladu sa gore opisanom obradom, izvodi se dekodiranje toka bitova koji ima manju količinu koda matrice kvantizacije koju generiše prvi aparat za kodiranje slike i može se dobiti reprodukovana slika. Dalje, kao što je opisano u vezi sa prvim aparatom za kodiranje slike, veličina bloka, veličina bloka transformacije i oblik bloka nisu ograničeni na gore opisane primere.

[0067] Dalje, u ovom primeru, vrednost razlike svakog elementa matrice kvantizacije se dekodira korišćenjem tabele za dekodiranje ilustrovane na slici 5A. Međutim, tabela za dekodiranje nije ograničena na takav primer.

[0068] Dalje, ako jedna sekvenca toka bitova sadrži nekoliko kodiranih podataka matrice kvantizacije, matrice kvantizacije mogu da se ažuriraju. U takvom slučaju, jedinica 201 za dekodiranje/razdvajanje detektuje kodirane podatke matrice kvantizacije, dekodira kodirane podatke matrice kvantizacije pomoću jedinice 206 za dekodiranje matrice kvantizacije i generiše matrice razlike. Generisane matrice razlike se inverzno skeniraju pomoću jedinice 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije i matrice kvantizacije se reprodukuju. Zatim se odgovarajući podaci matrica kvantizacije uskladišteni u jedinici 207 za skladištenje matrice kvantizacije prepisuju reprodukovanim podacima matrica kvantizacije. U tom slučaju, cela matrica kvantizacije se može prepisati. Alternativno, deo matrice kvantizacije može da bude prepisan određivanjem dela koji se ponovo zapisuje.

[0069] Iako se u ovom primeru obrada vrši nakon što se akumuliraju kodirani podaci jednog frejma, ovaj pronalazak nije ograničen na takav primer. Na primer, podaci se mogu uneti u jedinici bloka ili u jedinici isečka. Isečak uključuje više blokova. Dalje, umesto blokova, mogu se unositi podaci podeljeni u pakete fiksne dužine.

[0070] Dalje, u ovom primeru, iako se matrica kvantizacije reprodukuje nakon što je generisana matrica razlike, jedinica 206 za dekodiranje matrice kvantizacije može direktno da reprodukuje matricu kvantizacije korišćenjem unapred određenog postupka skeniranja nakon dekodiranja vrednosti razlike. U takvom slučaju, jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije nije neophodna.

[0071] Dalje, ako treba da se koriste različite matrice kvantizacije u zavisnosti od postupka skeniranja koeficijenata transformacije, postupak skeniranja elemenata matrica kvantizacije može da se odredi prema postupku skeniranja koeficijenata transformacije.

[0072] Slika 3 je blok dijagram koji ilustruje drugi aparat za kodiranje slike koji ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Na slici 3, komponente slične onima iz prvog aparata za kodiranje slike ilustrovanog na slici 1 su označene istim referentnim brojevima i njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0073] Jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja generiše informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije, koja je informacija o postupku skeniranja svake matrice kvantizacije. Jedinica 309 za skeniranje matrice kvantizacije određuje postupak skeniranja na osnovu informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije koju generiše jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja, skenira matrice kvantizacije uskladištene u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije, izračunava vrednosti razlike i generiše razlike.

[0074] Jedinica 308 za integraciono kodiranje generiše informacije zaglavlja i kodove povezane sa predviđanjem i transformacijom kao jedinica 108 za integraciono kodiranje na slici 1. Jedinica 308 za integraciono kodiranje se razlikuje od jedinice 108 za integraciono kodiranje po tome što preuzima informaciju o postupku skeniranja matrice kvantizacije koju generiše jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja i kodira je.

[0075] Operacija kodiranja slike koju izvodi gore opisani aparat za kodiranje slike biće opisana u nastavku teksta.

[0076] Jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja generiše informaciju o postupku skeniranja matrice kvantizacije, koja ukazuje na postupak skeniranja svake matrice kvantizacije i postupak izračunavanja vrednosti razlike. U drugom aparatu za kodiranje slike, ako je informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije 0, matrica kvantizacije se skenira korišćenjem postupka skeniranja ilustrovanog na slici 13A. Zatim se za sve elemente izračunava vrednost razlike između elementa i njegovog prethodnog elementa u redosledu skeniranja i generiše se matrica razlike. Dalje, ako je informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije 1, matrica kvantizacije se skenira korišćenjem postupka skeniranja ilustrovanog na slici 13B. Zatim se za sve elemente izračunava vrednost razlike između elementa i njegovog prethodnog elementa u redosledu skeniranja i generiše se matrica razlike. Štaviše, ako je informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije 2, matrica kvantizacije se skenira korišćenjem postupka skeniranja ilustrovanog na slici 13D. Zatim se za sve elemente izračunava vrednost razlike između elementa i njegovog prethodnog elementa u redosledu skeniranja i generiše se matrica razlike. Postupak skeniranja svakog elementa matrice kvantizacije i postupak izračunavanja razlike nisu ograničeni na gore opisane primere, i mogu da se koriste postupci različiti od onih koji su opisani uz pozivanje na slike 13A, 13B i 13D. Na primer, mogu da se koriste postupci izračunavanja razlike ilustrovani na slikama 13C i 13E. Dalje, kombinacija informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije i postupka skeniranja matrice kvantizacije nije ograničena na gore opisani primer. Postupak generisanja informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije nije ograničen. Dakle, informacija može da bude vrednost koju unese korisnik, vrednost označena kao fiksna vrednost ili vrednost izračunata iz karakteristika matrica kvantizacije uskladištenih u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije. Generisana informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije predstavlja ulaz za jedinicu 309 za skeniranje matrice kvantizacije i jedinicu 308 za integraciono kodiranje.

[0077] Na osnovu informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije koja je uneta, jedinica 309 za skeniranje matrice kvantizacije skenira svaku matricu kvantizacije koja je uskladištena u jedinici 106 za skladištenje matrice kvantizacije, izračunava vrednost razlike, generiše matricu razlike i emituje matricu razlike ka jedinici 107 za kodiranje matrice kvantizacije.

[0078] Jedinica 308 za integraciono kodiranje kodira informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije koju generiše jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja, generiše informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije i daje generisani informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije implementirajući ga u zaglavlje informacije. Iako postupak kodiranja nije ograničen, može da se koristi Hafmanovo kodiranje i aritmetičko kodiranje. Slika 8B ilustruje primer toka bitova koji uključuje informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije. Informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije može da bude uključen ili u zaglavlje sekvence ili u zaglavlje slike. Međutim, on treba da postoji pre svakog dela kodiranih podataka matrice kvantizacije.

[0079] Slika 11 je dijagram toka koji ilustruje obradu kodiranja slike drugog aparata za kodiranje slike. Na slici 11, koraci slični onima u dijagramu toka na slici 9 koje izvodi prvi aparat za kodiranje slike su označeni istim referentnim brojevima i njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0080] U koraku S1151, jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja određuje postupak skeniranja matrice kvantizacije koji treba da se izvede u koraku S1152 i generiše informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije. U koraku S1152, jedinica 309 za skeniranje matrice kvantizacije izračunava vrednosti razlike skeniranjem matrica kvantizacije generisanih u koraku S901 korišćenjem postupka skeniranja matrice kvantizacije određene u koraku S1151, i generiše matrice razlike. U koraku S1153, jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije kodira matrice razlike generisane u koraku S1152. U koraku S1154, jedinica 107 za kodiranje matrice kvantizacije kodira informaciju o postupku skeniranja matrice kvantizacije, generiše informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije, implementira ga u zaglavlju dok se implementiraju drugi kodovi i emituje kod.

[0081] U skladu sa gore opisanom konfiguracijom i radom, svaka matrica kvantizacije se skenira optimalnim postupkom skeniranja i može da se generiše tok bitova sa manjom količinom kodova matrice kvantizacije. Dalje, ako se koriste različite matrice kvantizacije u zavisnosti od postupka skeniranja koeficijenata transformacije, postupak skeniranja elemenata matrica kvantizacije može da se odredi prema postupku skeniranja koeficijenata transformacije. Ako treba da se koristi drugačiji postupak skeniranja, može da se kodira indikator koji označava takav postupak i informaciju o postupku skeniranja matrice kvantizacije koji će se koristiti.

[0082] Dalje, iako je u ovom primeru opisan slučaj gde se koristi jedna matrica kvantizacije, matrica kvantizacije nije nužno jedna. Na primer, ako su različite matrice kvantizacije obezbeđene za osvetljenost/hrominaciju, mogu da se koriste uobičajene kodirane informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije ili može da se obezbedi, kodira i koristi drugačija postupak skeniranja.

[0083] Dalje, jedinica 321 za generisanje kontrolnih informacija skeniranja može da generiše postupak skeniranja upućivanjem na matrice kvantizacije koje generiše jedinica 106 za skladištenje matrice kvantizacije. Dalje, kao što je gore opisano, ako je veći broj postupak skeniranja pripremljen unapred, poželjni postupak skeniranja može da se izabere među postupcima skeniranja i koristi kao informacija za skeniranje matrice kvantizacije. Pored toga, može da se kodira redosled elemenata koji se skeniraju. Što se tiče matrice kvantizacije na slici 13A, može da se kodira i pošalje redosled kao što je 1, 2, 6, 7, 3, 5, 8, 13, 4, 9, 12, 14, 10, 11, 15, 16.

[0084] Slika 4 je blok dijagram koji ilustruje drugi aparat za dekodiranje slike koji ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Na slici 4, komponente slične onima iz prvog aparata za dekodiranje slike ilustrovanog na slici 2 su označene istim referentnim brojevima i njihovi opisi se ne ponavljaju. U odnosu na drugi aparat za dekodiranje slike, biće opisano dekodiranje toka bitova generisanog u drugom aparatu za kodiranje slike.

[0085] Jedinica 401 za dekodiranje/razdvajanje dekodira informacije zaglavlja toka bitova koji je unet, odvaja potrebne kodove od toka bitova i šalje kodove u naredne faze. Jedinica 401 za dekodiranje/razdvajanje se razlikuje od jedinice 201 za dekodiranje/razdvajanje ilustrovane na slici 2 po tome što je informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije odvojen od informacija zaglavlja toka bitova i po tome što se dostavlja u sledeću fazu.

[0086] Jedinica 421 za dekodiranje kontrolnih informacija skeniranja dekodira informacioni kod o postupku skeniranja matrice kvantizacije razdvojen jedinicom 401 za dekodiranje/razdvajanje, i reprodukuje informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije. Jedinica 408 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije reprodukuje matrice kvantizacije izvođenjem inverznog skeniranja matrica razlika koje generiše jedinica 206 za dekodiranje matrice kvantizacije na osnovu informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije.

[0087] Operacija dekodiranja slike gore opisanog aparata za dekodiranje slike biće opisana u nastavku teksta.

[0088] Na slici 4, ulazni tok bitova jednog frejma se unosi u jedinicu 401 za dekodiranje/razdvajanje i dekodira se informacija zaglavlja neophodna za reprodukciju slike. Dalje, kodovi koji se koriste u narednim fazama se odvajaju i emituju. Informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije uključen u informaciju zaglavlja se unosi u jedinicu 421 za dekodiranje kontrolnih informacija skeniranja, a informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije se reprodukuju. Zatim, reprodukovana informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije se unosi u jedinicu 408 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije. Sa druge strane, kodirani podaci matrice kvantizacije uključeni u informaciju zaglavlja ulaze u jedinicu 206 za dekodiranje matrice kvantizacije.

[0089] Jedinica 206 za dekodiranje matrice kvantizacije dekodira kodirane podatke matrice kvantizacije i reprodukuje matrice razlike. Reprodukovane matrice razlike ulaze u jedinicu 408 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije. Jedinica 408 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije inverzno skenira ulazne matrice razlike iz jedinice 206 za dekodiranje matrice kvantizacije na osnovu informacija o postupku skeniranja matrice kvantizacije, dodaje razliku jedinica elemenata, i reprodukuje matrice kvantizacije. Reprodukovane matrice kvantizacije se čuvaju u jedinici 207 za skladištenje matrice kvantizacije.

[0090] Slika 12 je dijagram toka koji ilustruje obradu dekodiranja slike pomoću drugog aparata za dekodiranje slike. Na slici 12, koraci slični onima u dijagramu toka na slici 10 koje izvodi prvi aparat za dekodiranje slike su označeni istim referentnim brojevima i njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0091] U koraku S1001, jedinica 401 za dekodiranje/razdvajanje dekodira informacije zaglavlja. U koraku S1251, jedinica 421 za dekodiranje kontrolnih informacija skeniranja dekodira informacioni kod postupka skeniranja matrice kvantizacije uključen u informaciju zaglavlja i reprodukuje informacije o postupku skeniranja matrice kvantizacije. U koraku S1253, jedinica 408 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije izvodi inverzno skeniranje matrica razlika reprodukovanih u koraku S1252 korišćenjem informacija postupka skeniranja matrice kvantizacije reprodukovane u koraku S 1251, i reprodukuje matricu kvantizacije.

[0092] U skladu sa gore opisanom konfiguracijom i radom, svaka matrica kvantizacije generisana drugim aparatom za kodiranje slike se skenira pomoću postupka optimalnog skeniranja, a tok bitova sa manjom količinom koda matrice kvantizacije se dekodira, i dobija se reprodukovana slika.

[0093] Dalje, ako treba da se koriste različite matrice kvantizacije u zavisnosti od postupka skeniranja koeficijenta ortogonalne transformacije, postupak skeniranja elemenata matrica kvantizacije može da se odredi prema postupku skeniranja koeficijenata transformacije. Ako treba da se koristi drugačiji postupak skeniranja, može da se kodirati indikator koji označava takav postupak i informaciju o postupku skeniranja matrice kvantizacije koja će se koristiti.

[0094] U nastavku će biti opisan treći aparat za kodiranje slike, koji takođe ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Konfiguracija trećeg aparata za kodiranje slike je slična prvom aparatu za kodiranje slike ilustrovanom na slici 1. Međutim, rad jedinice 109 za skeniranje matrice kvantizacije je drugačiji. Pošto je kod trećeg aparata za kodiranje slike obrada, koja nije obrada koju obavlja jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije, slična onoj kod prvog aparata za kodiranje slike, opis takve obrade se ne ponavlja.

[0095] Jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije u trećem aparatu za kodiranje slike čita matrice kvantizacije u dvodimenzionalnom obliku u redosledu iz jedinice 106 za skladištenje matrice kvantizacije, izračunava razliku između svakog elementa i njegove prediktovane vrednosti, skenira izračunatu razliku, a dobijeni rezultat raspoređuje u jednodimenzionalne matrice. Postupak izračunavanja razlike se razlikuje od postupka koji koristi jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije prvog aparata za kodiranje slike.

[0096] U trećem aparatu za kodiranje slike, kao što je ilustrovano na slici 16C, prediktovana vrednost se izračunava upućivanjem na levi i gornji element, a izračunata prediktovana vrednost se skenira horizontalnim skeniranjem ilustrovanim na slici 16A. Zatim se dobijeni rezultat slaže u jednodimenzionalnu matricu. Što se tiče postupka izračunavanja prediktovane vrednosti, iako se kao prediktovana vrednost u ovom primeru koristi element veće vrednosti od levog i gornjeg elementa, postupak proračuna nije ograničen na takav primer. Na primer, kao prediktovana vrednost može da se koristi manja vrednost, ili srednja vrednost dva elementa može da se koristi kao prediktovana vrednost. Što se tiče kodiranja elemenata u prvom redu matrice, levi element se smatra prediktovanom vrednošću. Dalje, u pogledu kodiranja elemenata u krajnjoj levoj koloni matrice, gornji element se smatra prediktovanom vrednošću. Dalje, vrednost razlike koja odgovara prvom elementu matrice dobija se izračunavanjem razlike između vrednosti prvog elementa i unapred određene početne vrednosti. Iako je u ovom primeru početna vrednost postavljena na 8, može da se koristi proizvoljna vrednost ili može da se koristi vrednost samog prvog elementa. Dalje, postupak skeniranja nije ograničena na horizontalno skeniranje. Drugim rečima, drugačiji postupak skeniranja, kao što je vertikalno skeniranje ilustrovano na slici 16B, može da se koristi sve dok je u pitanju jednosmerni postupak skeniranja.

[0097] Dijagram toka postupka kodiranja slike pomoću trećeg aparata za kodiranje slike je sličan dijagramu toka na slici 9 koji izvodi prvi aparat za kodiranje slike osim operacije u koraku S902. Pošto su operacije koje se ne obavljaju u koraku S902 slične onima opisanim u vezi sa prvim aparatom za kodiranje slike, njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0098] U koraku S902, jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije izračunava razliku svakog elementa matrica kvantizacije generisanih u koraku S901, skenira razliku koja je izračunata i generiše matrice razlika. Ovaj primer opisuje slučaj gde se matrica kvantizacije ilustrovana na slici 17A generiše u koraku S901. Dvodimenzionalna matrica vrednosti razlike ilustrovana na slici 17B je izračunata korišćenjem najveće vrednosti gornjeg i levog elementa generisane matrice kvantizacije ilustrovane na slici 16C kao prediktovane vrednosti. Zatim, dobijena matrica vrednosti razlike se skenira horizontalnim skeniranjem ilustrovanom na slici 16A, i generiše se matrica razlike ilustrovana na slici 17C. Ako se koriste gornji i levi element, vrednost koja se koristi za postupak izračunavanja vrednosti razlike nije ograničena na najveću vrednost, već se može koristiti i najmanja vrednost ili srednja vrednost. Dalje, postupak skeniranja nije ograničen na horizontalno skeniranje i može se koristiti drugačiji postupak skeniranja, sve dok je u pitanju jednosmerni postupak skeniranja.

[0099] Slika 15 je tabela dobijena izračunavanjem vrednosti razlike matrice kvantizacije ilustrovane na slici 17A korišćenjem najveće vrednosti gornjeg i levog elementa kao prediktovane vrednosti kao što je ilustrovano na slici 16C, skeniranjem razlike vrednost korišćenjem postupka skeniranja ilustrovanog na slici 16A, i kodiranjem pomoću tabele kodiranja ilustrovane na slici 5A. Kolona vrednosti razlike na slici 15 prikazuje rezultat dobijen skeniranjem vrednosti razlike između prediktovane vrednosti i svakog elementa horizontalno, pri čemu je prediktovana vrednost unapred određena početna vrednost (8) ili najveća vrednost levog i gornjeg elementa. Vrednosti u ovoj tabeli su iste kao one iz matrice razlika ilustrovane na slici 17C. Kolona koda na slici 15 prikazuje kod dobijen kodiranjem vrednosti razlike korišćenjem tabele kodiranja na slici 5A, a potrebno je ukupno 50 bitova. Ovo ukazuje da se matrica kvantizacije može kodirati sa manje od 68 bitova neophodnih u konvencionalnom postupku ilustrovanom na slici 7. Dalje, to je mnogo manje od 60 bitova, koliko je potrebno u slučaju prvog aparata za kodiranje slike.

[0100] Prema gore opisanoj konfiguraciji i radu, može se generisati tok bitova koji zahteva mnogo manje bitova za matrice kvantizacije.

[0101] Iako je u ovom primeru prediktovana vrednost izračunata korišćenjem levog i gornjeg elementa, prediktovana vrednost se takođe može izračunati, na primer, korišćenjem gornjeg-levog elementa alternativno. Štaviše, može da se koristi i drugi element osim takvih elemenata. U tom slučaju, pored najveće, najmanje i srednje vrednosti, alternativno može da se koristi i srednja vrednost.

[0102] U nastavku će biti opisan treći aparat za dekodiranje slike, koji takođe ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Treći aparat za dekodiranje slike ima konfiguraciju sličnu prvom aparatu za dekodiranje slike ilustrovanom na slici 2. Međutim, rad jedinice 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije je drugačiji. Pošto je obrada trećeg aparata za dekodiranje slike slična onoj u prvom aparatu za dekodiranje slike, osim operacije koju izvodi jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije, opis slične obrade nije ponavljan. U odnosu na treći aparat za dekodiranje, biće opisano dekodiranje toka bitova generisanog od strane trećeg aparata za kodiranje slike.

[0103] Jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije izvodi inverznu operaciju jedinice 109 za skeniranje matrice kvantizacije u trećem aparatu za kodiranje slike. Matrice razlika koje ulaze u jedinicu 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije imaju svaku od vrednosti razlike inverzno skenirane i dvodimenzionalne matrice vrednosti razlike se reprodukuju. Dalje, svaki element matrice kvantizacije se izračunava i dvodimenzionalne matrice kvantizacije se reprodukuju. U trećem aparatu za dekodiranje slike, matrice razlika se inverzno skeniraju korišćenjem horizontalnog skeniranja ilustrovanog na slici 16A i reprodukuju se dvodimenzionalne matrice vrednosti razlike. Dalje, svaki element matrica kvantizacije se izračunava iz levog i gornjeg elementa i vrednosti razlike, kao što je ilustrovano na slici 16C, a dvodimenzionalne matrice kvantizacije se reprodukuju. Postupak za inverzno skeniranje nije ograničen na horizontalno skeniranje, a može se koristiti i vertikalno skeniranje ilustrovano na slici 16B. Drugim rečima, može se koristiti bilo koji postupak skeniranja sve dok je to jednosmerni postupak skeniranja. Što se tiče postupka proračuna svakog elementa matrice kvantizacije, u ovom primeru se kao prediktovana vrednost određuje element sa većom vrednošću levog i gornjeg elementa, a zbir prediktovane vrednosti i vrednosti razlike se smatra kao vrednost svakog elementa matrice kvantizacije. Međutim, prediktovana vrednost svakog elementa nije ograničena na takvu vrednost. Na primer, manja vrednost od levog i gornjeg elementa ili srednja vrednost dva elementa može da se koristi kao prediktovana vrednost. Zatim se određuje zbir prediktovane vrednosti i vrednosti razlike kao vrednost svakog elementa matrice kvantizacije. Dalje, što se tiče reprodukcije elemenata u gornjem redu matrice, njihov levi element se koristi kao prediktovana vrednost. Štaviše, u pogledu reprodukcije elemenata na levom kraju matrice, njihov gornji element se koristi kao prediktovana vrednost. Zatim se kao vrednost svakog elementa određuje zbir prediktovane vrednosti i vrednosti razlike. Dalje, u vezi sa reprodukcijom prvog elementa matrice, unapred određena početna vrednost se koristi kao prediktovana vrednost. Zatim se kao vrednost prvog elementa matrice određuje zbir prediktovane vrednosti i vrednosti razlike. Iako je u ovom primeru početna vrednost postavljena na 8, kao početna vrednost može da se koristi proizvoljna vrednost ili može da se kodira vrednost samog prvog elementa. Dalje, postupak skeniranja nije ograničen na horizontalno skeniranje. Drugim rečima, drugačiji postupak skeniranja, kao što je vertikalno skeniranje ilustrovano na slici 16B, može da se koristi, sve dok je u pitanju jednosmerni postupak skeniranja.

[0104] Dijagram toka obrade dekodiranja slike u trećem aparatu za dekodiranje slike je sličan dijagramu toka na slici 10 koji izvodi prvi aparat za dekodiranje slike osim operacije u koraku S1003. Prema tome, operacije koje nisu korak S 1003 su slične onima kod prvog aparata za dekodiranje slike i njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0105] U koraku S1003, jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije reprodukuje dvodimenzionalne matrice vrednosti razlike izvođenjem inverznog skeniranja svake vrednosti razlike dobijene iz matrica razlike generisanih u koraku S1002. Dalje, dvodimenzionalne matrice kvantizacije se reprodukuju izračunavanjem svakog elementa matrice kvantizacije. U trećem aparatu za dekodiranje slike, matrica razlike ilustrovana na slici 17C se koristi za opisivanje ove obrade. Matrica razlike se inverzno skenira horizontalnim skeniranjem ilustrovanim na slici 16A, a izračunava se dvodimenzionalna matrica vrednosti razlike ilustrovana na slici 17B. Zatim se kao prediktovana vrednost određuje veća vrednost iz gornjeg i levog elementa. Dalje, zbir svake prediktovane vrednosti i svake vrednosti razlike se postavlja kao vrednost svakog elementa matrice kvantizacije. Postupak inverznog skeniranja nije ograničen na horizontalno skeniranje sve dok je u pitanju jednosmerni inverzni postupak skeniranja. Dalje, element manje vrednosti od levog i gornjeg elementa ili srednja vrednost elemenata može da se koristi kao prediktovana vrednost alternativno za dobijanje vrednosti svakog elementa koji se koristi za reprodukciju svakog elementa matrice kvantizacije.

[0106] U skladu sa gore opisanom konfiguracijom i radom, reprodukovana slika se može dobiti dekodiranjem toka bitova sa manjom količinom koda matrice kvantizacije koju generiše treći aparat za kodiranje slike.

[0107] Iako je u ovom primeru prediktovana vrednost izračunata korišćenjem levog i gornjeg elementa, prediktovana vrednost se takođe može izračunati, na primer, korišćenjem gornjeg levog elementa alternativno. Štaviše, može da se koristi i drugi element osim takvih elemenata. U tom slučaju, pored najveće, najmanje i srednje vrednosti, alternativno može da se koristi i srednja vrednost.

[0108] U nastavku će biti opisan četvrti aparat za kodiranje slike. Četvrti aparat za kodiranje slike predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Konfiguracija četvrtog aparata za kodiranje slike je slična prvom aparatu za kodiranje slike ilustrovanom na slici 1. Međutim, rad jedinice 109 za skeniranje matrice kvantizacije je drugačiji. Pošto je obrada, koja nije obrada koju obavlja jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije, slična onoj kod prvog aparata za kodiranje slike, opis takve obrade se ne ponavlja. Ovaj pronalazak zahteva da se vrednosti razlike kodiraju korišćenjem eksponencijalnog Golomb kodiranja sa predznakom.

[0109] Jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije čita matrice kvantizacije u dvodimenzionalnom obliku u redosledu sa jedinice 106 za skladištenje matrice kvantizacije, izračunava razliku između svakog elementa i prediktovane vrednosti, skenira izračunate razlike i raspoređuje dobijeni rezultat u jednodimenzionalne matrice. Postupak izračunavanja vrednosti razlike se razlikuje od postupka koji koristi jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije prvog aparata za kodiranje slike.

[0110] Prema ovom primeru izvođenju, koristi se dijagonalno jednosmerno skeniranje ilustrovano na slici 18A i razlika između elementa i njegovog prethodnog elementa se izračunava za svaki element u redosledu skeniranja. Dalje, ako se veličina bloka transformacije od 8 × 8 piksela dodatno koristi u ovom primeru izvođenja, koristi se jednosmerno skeniranje u dijagonalnom pravcu koji odgovara transformacionom bloku od 8 × 8 piksela ilustrovanom na slici 18C.

[0111] Uzgred, dijagonalno jednosmerno skeniranje ilustrovano na slici 18B se takođe može koristiti alternativno, ali takva upotreba nije obuhvaćena ovim pronalaskom. Smer skeniranja na slici 18B i smer skeniranja na slici 18A su simetrični u odnosu na dijagonalnu liniju.

[0112] Dijagram toka postupka kodiranja slike prema sadašnjem primeru izvođenja je sličan dijagramu toka prema prvom aparatu za kodiranje slike ilustrovanom na slici 9, osim operacije u koraku S902. Pošto su operacije koje se ne obavljaju u koraku S902 slične onima opisanim u prvom ilustrativnom primeru izvođenja, njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0113] U koraku S902, jedinica 109 za skeniranje matrice kvantizacije skenira matrice kvantizacije generisane u koraku S901. Zatim se izračunava razlika svakog elementa i generišu se matrice razlika. Prema sadašnjem primeru izvođenja, matrica kvantizacije ilustrovana na slici 19A se skenira postupkom skeniranja ilustrovanim na slici 18A, i generiše se matrica razlike ilustrovana na slici 19B. Međutim, matrica kvantizacije i postupak skeniranja nisu ograničeni na takve primere.

[0114] Prema gore opisanoj konfiguraciji i radu, za postupak video kodiranja koji koristi dijagonalno skeniranje ilustrovano na slici 18A umesto cik-cak skeniranja ilustrovanog na slici 13A za kodiranje koeficijenata kvantizacije, tok bitova može da se generiše sa sličnom ili većom efikasnošću, uz uštedu memorije koja se koristi postupkom deljenja skeniranja.

[0115] Poslednjih godina, od stručnjaka iz ISO/IEC i ITU-T formiran je JCT-VC (Zajednički tim za saradnju na video kodiranju) sa ciljem razvoja novog međunarodnog standarda video kodiranja koji bi nasledio H.264. Prema prilogu JCTVC-J0150 dostavljenom JCT-VC-u, navodi se da je ekvivalentna ili blago poboljšana efikasnost potvrđena primenom postupka dijagonalnog skeniranja, što je ekvivalent postupku prema ovom primeru izvođenja, za kodiranje matrica kvantizacije. Dalje, pošto se cik-cak skeniranje ne koristi u video kodiranju visoke efikasnosti (HEVC), koje je pod standardizacijom u JCT-VC-u, efekat uštede memorije deljenjem postupka skeniranja je takođe prijavljen u prilogu. <http://phenix.intevry.fr/jct/doc_end_user/documents/10_Stockholm/wg11/>

[0116] Dalje, kao što je ilustrovano na slikama 20A do 20D, ako je matrica kvantizacije podeljena na nekoliko malih matrica, male matrice mogu da se skeniraju jednosmernim skeniranjem. Na ovaj način, postupak skeniranja matrice kvantizacije 4 × 4 može da se primeni na matricu kvantizacije veće veličine, a memorija neophodna za čuvanje informacija o redosledu skeniranja može da se smanji.

[0117] U nastavku će biti opisan četvrti aparat za kodiranje slike. Četvrti aparat za dekodiranje slike predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Četvrti aparat za dekodiranje slike ima konfiguraciju sličnu prvom aparatu za dekodiranje slike ilustrovanom na slici 2. Međutim, rad jedinice 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije je drugačiji. Pošto je obrada prema sadašnjem primeru izvođenja slična onoj kod prvog aparata za dekodiranje slike, osim operacije koju izvodi jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije, opis slične obrade se ne ponavlja. Prema sadašnjem primeru izvođenja, biće opisano dekodiranje toka bitova generisanog od strane četvrtog aparata za kodiranje slike. Prema ovom pronalasku, tok bitova uključuje kodirane podatke matrice kvantizacije kodirane korišćenjem eksponencijalnog Golomb kodiranja sa predznakom.

[0118] Jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije izvodi inverznu operaciju jedinice 109 za skeniranje matrice kvantizacije u četvrtom aparatu za kodiranje slike. Ulaz u jedinicu 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije u vidu matrica razlike ima svaki element matrice kvantizacije izračunat iz svake vrednosti razlike. Zatim se izračunati elementi inverzno skeniraju i reprodukuju se dvodimenzionalne matrice kvantizacije.

[0119] Prema ovom primeru izvođenja, svaki element matrice kvantizacije se izračunava iz svake vrednosti razlike matrica razlike, a dobijeni element se inverzno skenira korišćenjem postupka skeniranja ilustrovanog na slici 18A da bi se reprodukovale dvodimenzionalne matrice kvantizacije.

[0120] Uzgred, postupak inverznog skeniranja nije ograničen na postupak ilustrovan na slici 18A i alternativno može da se koristi dijagonalno jednosmerno skeniranje ilustrovano na slici 18B, ali takva upotreba ne predstavlja izvođenje ovog pronalaska. Smer skeniranja na slici 18B i smer skeniranja na slici 18A su simetrični u odnosu na dijagonalnu liniju.

[0121] Dijagram toka obrade dekodiranja slike prema sadašnjem primeru izvođenja je sličan dijagramu toka kod prvog aparata za dekodiranje slike ilustrovanom na slici 10, osim operacije u koraku S1003. Prema tome, operacije koje nisu korak S1003 su slične onima kod prvog aparata za dekodiranje slike i njihovi opisi se ne ponavljaju.

[0122] U koraku S1003, jedinica 208 za inverzno skeniranje matrice kvantizacije reprodukuje dvodimenzionalne matrice kvantizacije tako što izračunava svaki element matrice kvantizacije iz matrica razlika generisanih u koraku S1002 i vrši inverzno skeniranje svakog elementa. Prema sadašnjem primeru izvođenja, svaki element matrice kvantizacije se izračunava iz matrice razlike ilustrovane na slici 19B, a svaki izračunati element se inverzno skenira korišćenjem postupka inverznog skeniranja ilustrovanog na slici 18A. Shodno tome, reprodukuje se matrica kvantizacije ilustrovana na slici 19A. Matrica razlike i postupak inverznog skeniranja nisu ograničeni na takve primere.

[0123] Prema gore opisanoj konfiguraciji i radu, reprodukovana slika se može dobiti dekodiranjem toka bitova sa sličnom ili malo boljom efikasnošću kodiranja koju generiše četvrti aparat za kodiranje slike uz uštedu memorije koja se koristi deljenjem postupka skeniranja.

[0124] U skladu sa gore opisanim ilustrativnim primerom izvođenja, svaka procesorska jedinica ilustrovana na slikama 1 do 4 je realizovana hardverskom komponentom. Međutim, obrada koju obavlja svaka procesorska jedinica ilustrovana na slikama 1 do 4 može da se izvede pomoću programa koji izvršava računar.

[0125] Slika 14 je blok dijagram koji ilustruje primer hardverske konfiguracije računara koja može da se koristi za aparat za obradu slike u skladu sa gore opisanim ilustrativnim primerima izvođenja.

[0126] Centralna procesorska jedinica (CPU) 1401 kontroliše ceo računar u skladu sa računarskim programom ili podacima uskladištenim u memoriji sa slučajnim pristupom (RAM) 1402 ili memoriji samo za čitanje (ROM) 1403. Dalje, CPU 1401 izvršava gore opisanu obradu koju vrši aparat za obradu slike prema gore opisanim primerima izvođenja. Drugim rečima, CPU 1401 funkcioniše kao svaka od procesorskih jedinica ilustrovanih na slikama 1 do 4.

[0127] RAM 1402 uključuje oblast koja se koristi za privremeno skladištenje računarskog programa ili podataka učitanih sa eksternog uređaja 1406 za skladištenje ili podataka dobijenih eksterno preko interfejsa (I/F) 1407. Dalje, RAM 1402 uključuje radnu oblast koja je koristi se kada CPU 1401 izvršava različite vrste obrade. Drugim rečima, RAM 1402 može da bude dodeljena kao memorija frejma ili proizvoljno da obezbedi druge različite oblasti.

[0128] Podaci o podešavanju računara i programi kao što je program za pokretanje se čuvaju u ROM 1403. Operativna jedinica 1404 uključuje tastaturu ili miš. Od strane korisnika računara koji upravlja operativnom jedinicom 1404, različita uputstva se unose u CPU 1401. Jedinica 1405 za izlaz dostavlja rezultat obrade koju je izvršila CPU 1401. Jedinica 1405 za izlaz je, na primer, uređaj za prikaz, kao što je displej sa tečnim kristalima i može da prikaže rezultat obrade.

[0129] Eksterni uređaj 1406 za skladištenje je jedinica za skladištenje informacija velikog kapaciteta koju karakteriše hard disk uređaj. Operativni sistem (OS) i kompjuterski program, koji se koristi kada CPU 1401 realizuje funkciju svake jedinice ilustrovane na slikama 1 do 4, čuvaju se u eksternom uređaju 1406 za skladištenje. Dalje, svaki podatak o slici kao objekat obrade može da bude uskladišten u eksternom uređaju 1406 za skladištenje.

[0130] Kompjuterski program ili podaci uskladišteni u eksternom uređaju 1406 za skladištenje se učitavaju u RAM 1402 prema potrebi u skladu sa upravljanjem CPU 1401 i CPU 1401 ih obrađuje. Mreža kao što je lokalna mreža (LAN) ili Internet i drugi aparati kao što su projekcioni aparati ili uređaji za prikaz mogu da budu povezani na I/F 1407, tako da računar može da prima i prenosi različite delove informacija preko I/F 1407. Magistrala 1408 povezuje svaku od gore opisanih jedinica.

[0131] Operaciju realizovanu gore opisanom konfiguracijom izvodi uglavnom CPU 1401. Obradu opisanu u odnosu na dijagram toka koji je opisan iznad kontroliše CPU 1401.

[0132] Predmetni pronalazak se može primeniti kada je medijum za skladištenje koji čuva kod računarskog programa koji realizuje gore opisanu funkciju obezbeđen sistemu, a sistem čita i izvršava kod računarskog programa. U ovom slučaju, programski kod pročitan sa samog medijuma za skladištenje ostvaruje funkciju gore opisanog ilustrativnog primera izvođenja, a medijum za skladištenje koji čuva programski kod čini predmetni pronalazak. Dalje, slučaj kada OS ili slično, koji radi na računaru, izvršava deo ili celu stvarnu obradu na osnovu instrukcije programskog koda tako da se gore opisana funkcija realizuje, takođe je uključen u ovaj pronalazak.

[0133] Dalje, ovaj pronalazak se može primeniti putem sledeće konfiguracije. Konkretno, računarski programski kod pročitan sa medijuma za skladištenje zapisuje se u memoriji obezbeđenoj na kartici za proširenje funkcije umetnutoj u računar ili jedinici za proširenje funkcija koja je povezana sa računarom, a CPU obezbeđena na kartici za proširenje funkcije ili jedinici za proširenje funkcije obavlja celu ili deo stvarne obrade na osnovu instrukcije iz računarskog programskog koda za realizaciju funkcija gore opisanog ilustrativnog primera izvođenja. Gore opisana konfiguracija je takođe uključena u ovaj pronalazak.

[0134] Kada se ovaj pronalazak primeni na gore opisani medijum za skladištenje, kod računarskog programa koji odgovara gore opisanom dijagramu toka se čuva na medijumu za skladištenje.

[0135] Iako je ovaj pronalazak opisan u vezi sa ilustrativnim primerima izvođenja, treba razumeti da pronalazak nije ograničen na otkrivene ilustrativne primere izvođenja. Obim sledećih patentnih zahteva treba da bude prema najširem tumačenju, kako bi obuhvatio sve modifikacije, ekvivalentne strukture i funkcije koje spadaju u opseg priloženih patentnih zahteva.

[0136] Ova prijava zahteva prioritet od Japanske patentne prijave br. 2011-243942 podnete 7. novembra 2011, br. 2012-008199 podnete 18. januara 2012, br. 2012-057424 podnete 14. marta 2012. i br.2012-093113 podnete 16. aprila 2012.

Claims

Patentni zahtevi

1. Aparat za kodiranje za kodiranje slike u jedinicama dvodimenzionalnih blokova koji sadrži:

sredstvo (101) za podelu blokova konfigurisano da podeli ulaznu sliku na više dvodimenzionalnih blokova;

sredstvo (102) za predikciju konfigurisano da izvrši predikciju na osnovu kodiranog piksela, da bi generisalo greške predikcije;

sredstvo (103) za transformaciju konfigurisano da izvrši ortogonalnu transformaciju na greškama predikcije, da bi generisalo koeficijente transformacije;

sredstvo (104, 106) za generisanje matrice kvantizacije konfigurisano da generiše dvodimenzionalno eksprimiranu matricu kvantizacije veličine 4 × 4 koja se koristi za kvantizaciju koeficijenata transformacije u takvom dvodimenzionalnom bloku; sredstvo (104) za kvantizaciju konfigurisano da generiše kvantovane koeficijente kvantizacijom generisanih koeficijenata transformacije korišćenjem matrice kvantizacije; sredstvo (105) za kodiranje koeficijenata konfigurisano da kodira kvantovane koeficijente; i

sredstvo (107, 109) za kodiranje matrice kvantizacije konfigurisano da skenira elemente matrice u redosledu skeniranja sačinjenom od prvog koraka skeniranja praćenog sa dve ili više uzastopnih sekvenci koraka skeniranja praćenih pretposlednjim korakom skeniranja praćenim poslednjim korakom skeniranja, svaki navedeni korak skeniranja se kreće od početne pozicije do krajnje pozicije, a krajnja pozicija jednog koraka skeniranja u redosledu skeniranja je početna pozicija sledećeg koraka skeniranja u redosledu skeniranja, pri čemu je početna pozicija prvog koraka skeniranja gornja-leva pozicija matrice, krajnja pozicija prvog koraka skeniranja je pozicija neposredno ispod gornje-leve pozicije, pretposlednji korak skeniranja je korak skeniranja nagore-udesno,

krajnja pozicija poslednjeg koraka skeniranja je donja-desna pozicija matrice, početna pozicija poslednjeg koraka skeniranja je pozicija neposredno iznad donje-desne pozicije,

gde svaka navedena sekvenca:

(i) počinje na poziciji duž leve ili donje ivice matrice i

(ii) završava se na poziciji neposredno ispod početne pozicije, ili neposredno desno od početne pozicije, u zavisnosti od slučaja, i

(iii) takođe ima reverzionu poziciju između početne i krajnje pozicije, pri čemu je reverziona pozicija duž gornje ivice matrice u slučaju kada je početna pozicija duž leve ivice, ili je duž desne ivice matrice u slučaju kada je početna pozicija duž donje ivice, i

(iv) sačinjena je od jednog ili više koraka skeniranja nagore-udesno između početne pozicije i reverzione pozicije dotične sekvence, nakon čega sledi jedan korak skeniranja nadole-ulevo između reverzione pozicije i krajnje pozicije dotične sekvence,

krajnja pozicija svakog navedenog koraka skeniranja nagore-udesno je pozicija neposredno iznad i neposredno desno od početne pozicije dotičnog koraka skeniranja nagore-udesno, i sredstvo (107, 109) za kodiranje matrice kvantizacije je konfigurisano da izračuna N vrednosti razlike, pri čemu je prva vrednost razlike razlika između elementa matrice na gornjoj-levoj poziciji matrice kvantizacije i unapred određene početne vrednosti, a n-ta vrednost razlike je razlika između elementa matrice na krajnjoj poziciji (n-1)-tog koraka skeniranja i elementa matrice na početnoj poziciji (n-1)-tog koraka skeniranja, pri čemu je n ceo broj od 2 do N, i sredstvo za kodiranje matrice kvantizacije je dalje konfigurisano da kodira N izračunatih vrednosti razlike korišćenjem eksponencijalnog Golomb kodiranja sa predznakom.

2. Aparat za dekodiranje za dekodiranje toka bitova koji uključuje kodirane podatke slike, pri čemu aparat za dekodiranje sadrži:

sredstvo (201) za dekodiranje/razdvajanje konfigurisano da dekodira informaciju zaglavlja toka bitova i da odvoji potrebne kodirane podatke od toka bitova;

sredstvo (202) za dekodiranje koeficijenata konfigurisano da dekodira kvantovane koeficijente iz kodiranih podataka koeficijenata kvantizacije uključenih u razdvojene kodirane podatke;

sredstvo (206) za dekodiranje matrice kvantizacije za dekodiranje kodiranih podataka matrice kvantizacije kodiranih korišćenjem eksponencijalnog Golomb kodiranja sa predznakom i uključenih u razdvojene kodirane podatke za generisanje mnoštva vrednosti razlike, pri čemu svaka navedena vrednost razlike predstavlja razliku između para elemenata uključenih u dvodimenzionalnu matricu kvantizacije veličine 4 × 4 koja se koristi za kvantizaciju dvodimenzionalnog bloka slike, pri čemu su elementi raspoređeni u dvodimenzionalnoj matrici kvantizacije u redosledu skeniranja sačinjenom od prvog koraka skeniranja praćenog sa dve ili više uzastopnih sekvenci koraka skeniranja praćenih pretposlednjim korakom skeniranja praćenim poslednjim korakom skeniranja, pri čemu se svaki navedeni korak skeniranja kreće od početne do krajnje pozicije, a krajnja pozicija jednog koraka skeniranja u redosledu skeniranja je početna pozicija sledećeg koraka skeniranja u redosledu skeniranja,

početna pozicija prvog koraka skeniranja je gornja-leva pozicija matrice,

krajnja pozicija prvog koraka skeniranja je pozicija neposredno ispod gornje-leve pozicije, pretposlednji korak skeniranja je korak skeniranja nagore-udesno, krajnja pozicija poslednjeg koraka skeniranja je donja-desna pozicija matrice,

početna pozicija poslednjeg koraka skeniranja je pozicija neposredno iznad donje-desne pozicije,

gde svaka navedena sekvenca:

(i) počinje na poziciji duž leve ili donje ivice matrice i

krajnja pozicija svakog navedenog koraka skeniranja nagore-udesno je pozicija neposredno iznad i neposredno desno od početne pozicije dotičnog koraka skeniranja nagore-udesno; i sredstvo (208) za rekonstrukciju, za rekonstrukciju dvodimenzionalne matrice kvantizacije iz vrednosti razlike generisanih pomoću sredstva za dekodiranje matrice kvantizacije, pri čemu je rekonstruisana matrica kvantizacije za upotrebu u izvođenju inverzne kvantizacije na bloku slike;

pri čemu je sredstvo za rekonstrukciju konfigurisano da izračuna elemente rekonstruisane matrice kvantizacije i rasporedi ih u skladu sa redosledom skeniranja tako da:

prvi element se izračunava sabiranjem unapred određene početne vrednosti i prve pomenute vrednosti razlike i postavlja se na početnu poziciju prvog koraka skeniranja u redosledu skeniranja,

n-ti element se izračunava sabiranjem n-te pomenute vrednosti razlike i (n-1)-tog elementa rekonstruisane matrice, pri čemu je n ceo broj od 2 do N, gde je N broj pomenutih vrednosti razlike, i postavljen je na krajnjoj poziciji (n-1)-tog koraka skeniranja u redosledu skeniranja;

gde aparat za dekodiranje dalje sadrži sredstvo (203) za inverznu kvantizaciju konfigurisano da generiše koeficijente transformacije u dvodimenzionalnom bloku izvođenjem inverzne kvantizacije na kvantovanim koeficijentima koristeći rekonstruisanu matricu kvantizacije.

3. Postupak kodiranja za kodiranje slike u jedinicama dvodimenzionalnih blokova koji sadrži:

deljenje ulazne slike na više dvodimenzionalnih blokova;

izvođenje predikcije na osnovu kodiranog piksela za generisanje grešaka predikcije; izvođenje ortogonalne transformacije na greškama predikcije za generisanje koeficijenata transformacije;

generisanje (S901) dvodimenzionalno eksprimirane matrice kvantizacije veličine 4 × 4 koja se koristi za kvantizaciju takvog dvodimenzionalnog bloka;

skeniranje (S902) elemenata matrice u redosledu skeniranja koji je sačinjen od prvog koraka skeniranja praćenog sa dve ili više uzastopnih sekvenci koraka skeniranja praćenih pretposlednjim korakom skeniranja praćenim poslednjim korakom skeniranja, pri čemu se svaki navedeni korak skeniranja kreće od početne pozicije do krajnje pozicije, a krajnja pozicija jednog koraka skeniranja u redosledu skeniranja je početna pozicija sledećeg koraka skeniranja u redosledu skeniranja,

početna pozicija prvog koraka skeniranja je gornja-leva pozicija matrice,

gde svaka navedena sekvenca:

(i) počinje na poziciji duž leve ili donje ivice matrice i

krajnja pozicija svakog navedenog koraka skeniranja nagore-udesno je pozicija neposredno iznad i neposredno desno od početne pozicije dotičnog koraka skeniranja nagore-udesno, i izračunavanje (S902) N vrednosti razlike, pri čemu je prva vrednost razlike razlika između elementa matrice na gornjoj-levoj poziciji matrice kvantizacije i unapred određene početne vrednosti, a n-ta vrednost razlike je razlika između elementa matrice na krajnjoj poziciji (n-1)-tog koraka skeniranja i elementa matrice na početnoj poziciji (n-1)-tog koraka skeniranja, pri čemu je n ceo broj od 2 do N, i

kodiranje (S903) N izračunatih vrednosti razlike korišćenjem eksponencijalnog Golomb kodiranja sa predznakom.

4. Postupak dekodiranja za dekodiranje toka bitova koji uključuje kodirane podatke slike, pri čemu postupak dekodiranja sadrži:

dekodiranje (S1001) informacije zaglavlja toka bitova i razdvajanje potrebnih kodiranih podataka od toka bitova;

dekodiranje (S1004) kvantovanih koeficijenata iz kodiranih podataka koeficijenata kvantizacije uključenih u razdvojene kodirane podatke;

dekodiranje (S1002) kodiranih podataka matrice kvantizacije kodiranih korišćenjem eksponencijalnog Golomb kodiranja sa predznakom i uključenih u razdvojene kodirane podatke da bi se generisalo mnoštvo vrednosti razlike, pri čemu svaka navedena vrednost razlike predstavlja razliku između para elemenata uključenih u dvodimenzionalnu matricu kvantizacije veličine 4 × 4 koja se koristi za kvantizaciju dvodimenzionalnog bloka slike, pri čemu su kvantovani koeficijenti transformacije raspoređeni u dvodimenzionalnu matricu kvantizacije u redosledu skeniranja koji je sačinjen od prvog koraka skeniranja praćenog sa dve ili više uzastopnih sekvenci koraka skeniranja praćenih pretposlednjim korakom skeniranja praćenim poslednjim korakom skeniranja, pri čemu se svaki navedeni korak skeniranja kreće od početne pozicije do krajnje pozicije, a krajnja pozicija jednog koraka skeniranja u redosledu skeniranja je početna pozicija sledećeg koraka skeniranja u redosledu skeniranja,

početna pozicija prvog koraka skeniranja je gornja-leva pozicija matrice,

gde svaka navedena sekvenca:

(i) počinje na poziciji duž leve ili donje ivice matrice i

krajnja pozicija svakog navedenog koraka skeniranja nagore-udesno je pozicija neposredno iznad i neposredno desno od početne pozicije dotičnog koraka skeniranja nagore-udesno; rekonstrukciju (S1003) dvodimenzionalne matrice kvantizacije iz navedenih vrednosti razlike, pri čemu je rekonstruisana matrica kvantizacije za upotrebu u izvođenju inverzne kvantizacije na bloku slike; i

pri čemu rekonstrukcija uključuje izračunavanje elemenata rekonstruisane matrice kvantizacije i njihovo raspoređivanje u skladu sa redosledom skeniranja tako da:

gde postupak dekodiranja dalje obuhvata generisanje koeficijenata transformacije u dvodimenzionalnom bloku izvođenjem inverzne kvantizacije (S1005) na kvantovanim koeficijentima korišćenjem rekonstruisane matrice kvantizacije.

5. Računarski čitljiv medijum za skladištenje koji čuva instrukcije koje izvršava računar, koje, kada se učitaju i izvrše od strane računara, uzrokuju da računar sprovede postupak kodiranja prema patentnom zahtevu 3.

6. Računarski čitljiv medijum za skladištenje koji čuva instrukcije koje izvršava računar, koje, kada se učitaju i izvrše od strane računara, uzrokuju da računar sprovede postupak dekodiranja prema patentnom zahtevu 4.

7. Računarski čitljiv medijum za skladištenje koji čuva program koji, kada se učita i izvrši od strane računara, uzrokuje da računar funkcioniše kao aparat za kodiranje prema patentnom zahtevu 1.

8. Računarski čitljiv medijum za skladištenje koji čuva program koji, kada se učita i izvrši od strane računara, uzrokuje da računar funkcioniše kao aparat za dekodiranje prema patentnom zahtevu 2.