视频编码装置、视频解码装置、视频编码方法、视频解码方法及程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种视频编码装置、视频解码装置、视频编码方法、视频解码方法及程 序。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着摄像设备和显示设备等相关技术的发展，广播或节目传送中的视频 内容也向高品质化发展。空间分辨率的提高或帖速率（时间分辨率）的提高就是其典型的 代表例子。将来，高效空间分辨率W及时间分辨率的视频内容的广泛普及备受关注。
[0003] 关于视频压缩技术公知的有H. 264(例如，参照非专利文献1)或肥VC(化曲 Efficiency Video Coding:高效率视频编码）所代表的标准压缩技术，相对于各种视频能 够获取高效编码性能。尤其，运些压缩技术，对于空间分辨率的提高具有较好的适应性，在 肥VC中，即使最大为7680像素X 4320行（高清视频的16倍）的分辨率的视频也具有高效 编码性能。
[0004][现有技术文献]
[00化][非专利文献]
[0006]非专利文献1 :化int Video Team(JVT)Of IS0/IEC MPEG andmJ-TVCEG, "Text of ISO/IEC 14496-lOAdvanced Video Coding,"
[0007]非专利文献2 : J. F. Aujol, G. Gi化oa, T. Qian and S. Osher, ^t;ruc1:ure-Tex1:ure Image Decomposition-Modeling, Algorithms, and Parameter Selection, "Int. J. Comput. Vis. , vol. 67, no. I, pp. 111-136, April 2006.
[0008] 非专利文献3 :齐藤，相泽，小松，"有关颜色间相关性的非线性图像分解法，"电子 信息通信学会论文集D vol. J92-D, No. 10, PP. 1733-1736, 2009.
[0009][专利文献]
[0010] 专利文献1 :特开2008-113292号公报
[0011] 专利文献2 :特开2009-260779号公报
【发明内容】
[0012] 本发明所要解决的技术问题
[0013] 现有的视频压缩技术，W每帖方式处理视频信号，并将基于像素值的帖间预测进 行编码的处理作为基础。因此，如果将现有的视频压缩技术单纯地应用于帖速率较高的视 频中，不仅帖间图案的变化非常小，而且因照明变动或摄像设备引起噪音，噪音导致的像素 值变化对帖间预测造成的影响较大，其结果难W进行帖间预测。
[0014] 在此，提出了将基于H. 264的运动补偿预测作为基础，基于像素值（亮度）梯度或 帖速率W及照相机的快口开口，提高运动补偿预测精确度的技术（例如，参照专利文献1、 2)。但是，运些技术中，并未能完全排除因照明变动或摄像设备引起的扰动的像素值变化， 并不能充分得到帖间预测的性能。
[0015] 因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提高编码性能。
[0016] 解决技术问题所采用的技术手段
[0017] 为了解决上述问题，本发明提出了W下各项。
[0018] (1)本发明提出了一种视频编码装置，其对数字视频进行编码，其中，所述数字视 频W在空间和时间上采样的像素值空间的格式表示视频信号，所述视频编码装置（例如， 相当于图1的视频编码装置AA)的特征在于，包括：非线性视频分解单元（例如，相当于图 1的非线性视频分解部10)，其将输入视频分解为结构成分结构分量和扰动成分扰动分量； 结构成分结构分量编码单元（例如，相当于图1的结构成分结构分量编码部20)，对所述非 线性视频分解单元分解的输入视频的结构成分结构分量进行压缩编码处理；扰动成分扰动 分量编码单元（例如，相当于图1的扰动成分扰动分量编码部30)，对所述非线性视频分解 单元分解的输入视频的扰动成分扰动分量进行压缩编码处理。
[0019] 在此，将输入视频分解为结构分量和扰动分量的情况分析如下。对于输入视频的 结构分量，由于相邻像素间的相关性较高，且已去除了时间方向的扰动像素值变化，因此， 即使根据基于时间方向预测的现有的视频压缩技术来进行压缩编码处理，也能够获得高效 的编码性能。并且，对于输入视频的扰动分量，虽然空间方向W及时间方向的相邻像素间的 相关性较低，但是只要能够假设扰动分量所带来的噪声是根据规定的模式进行的，就可W 通过应用采用了适当的正交变换规定的空间W及时间方向的=维正交变换，或者，采用了 空间方向的二维正交变换系数的变换系数的时间预测，能够进行有效的编码。
[0020] 因此，根据该发明，将输入视频分解为结构分量和扰动分量，对每一分量都进行压 缩编码处理。所W能够提高编码性能。
[OOW似对于（1)的视频编码装置，本发明提出的视频编码装置的特征在于，所述扰动 分量编码单元，包括：正交变换单元（例如，相当于图3的正交变换部31)，对所述非线性视 频分解单元分解的输入视频的扰动分量进行正交变换；预测值生成单元（例如，相当于图3 的预测值生成部32)，对于所述正交变换单元正交变换的输入视频的扰动分量，在频域上生 成基于帖间预测的预测值；量化单元（例如，相当于图3的量化部33)，对差分信号进行量 化处理，所述差分信号，通过所述正交变换单元正交变换的输入视频的扰动分量和所述预 测值生成单元生成的预测值之间的差分来获取；赌编码单元（例如，相当于图3的赌编码部 36)，对所述量化单元量化的差分信号进行赌编码。
[0022] 根据该发明，在（1)的视频编码装置中，对于输入视频的扰动分量，在频域上生成 基于帖间预测的预测值，且采用该预测值生成输入视频的扰动分量的压缩数据。因此，对于 输入视频的扰动分量能够进行压缩编码处理。
[0023] (3)对于（2)的视频编码装置，本发明提出的视频编码装置的特点在于，所述结 构分量编码单元，在对所述输入视频的结构分量进行压缩编码处理时，求出用于帖间预测 的运动矢量，所述预测值生成单元，根据所述结构分量编码单元求出的运动矢量的处理帖 至参考帖的帖间隔，将所述运动矢量外推或内插至时间方向的正交变换处理单位的帖间隔 上，利用所述外推或内插的运动矢量进行帖间预测。
[0024] 根据该发明，在（2)的视频编码装置中，将输入视频的结构分量中的运动矢量用 于对输入视频的扰动分量进行压缩编码处理。因此，无需从一开始求出输入视频的扰动分 量中的运动矢量，从而能够削减扰动分量中的时间方向预测中的编码信息量。
[00巧]并且，根据该发明，在（2)的视频编码装置中，对于输入视频的结构分量中的运动 矢量，根据处理帖至参考帖的帖间隔，将该运动矢量外推或内插至时间方向的正交变换处 理单位的帖间隔上。因此，能够将输入视频的结构分量中的运动矢量缩放在扰动分量上，其 中，所述扰动分量的时间方向的处理单位与结构分量不同，从而能够防止编码性能的降低。
[0026] (4)对于似或做的编码视频装置，本发明提出的视频编码装置的特征在于，所 述结构分量编码单元，在对所述输入视频的结构分量进行压缩编码处理时，求出用于帖间 预测的运动矢量，所述赌编码单元，根据多个运动矢量，确定扰动分量中的扫描顺序，其中， 所述运动矢量位于相当于所述结构分量编码单元求出的赌编码的处理块的区域上。
[0027] 根据该发明，在（2)或（3)的视频编码装置中，将输入视频的结构分量中的运动矢 量用于确定扰动分量中的扫描顺序。因此，能够准确地确定扰动分量中的扫描顺序。
[0028] (5)对于（4)的编码视频装置，本发明提出的视频编码装置的特征在于，所述赌 编码单元，求出根据多个运动矢量延伸的区域的面积，基于所述面积确定所述扫描顺序，其 中，所述运动矢量位于相当于所述结构分量编码单元求出的赌编码的处理块的区域上。
[0029] 根据本发明，在（4)的视频编码装置中，基于输入视频的结构分量中的运动矢量 延伸的区域的面积，确定扰动分量中的扫描顺序。因此，根据输入视频的结构分量中的运动 矢量延伸的区域面积，判断是否是运动较大的区域，且根据判断结果能够确定适当的扫描 顺序。
[0030] (6)对于（4)的视频编码装置，本发明提出的视频编码装置的特征在于，所述赌编 码单元，求出多个运动矢量的水平方向的变化量与垂直方向的变化量，基于所述变化量确 定所述扫描顺序，其中，所述运动矢量位于相当于所述结构分量编码单元求出的赌编码的 处理块的区域上。
[0031] 根据该发明，在（4)的视频编码装置中，基于输入视频的结构分量中的运动矢量 的水平方向的变化量与垂直方向的变化量，确定扰动分量中的扫描顺序。因此，根据输入视 频的结构分量中的运动矢量的水平方向的变化量与垂直方向的变化量，判断是否是运动较 大的区域，根据判断结果，能够确定适当的扫描顺序。
[0032] (7)对于（1)至（6)中的任一项视频编码装置，本发明提出的视频编码装置的特征 在于，所述结构分量编码单元，对所述非线性视频分解单元分解的输入视频的结构分量进 行像素域中的压缩编码处理。
[0033] 根据该发明，在（1)至化）中的任一项视频编码装置中，对于输入视频的结构分 量，进行了像素域中的压缩编码处理。因此，对于输入视频的结构分量，能够进行像素域中 的压缩编码处理。
[0034] (8)对于（1)至（7)中的任一项视频编码装置，本发明提出的视频编码装置的特征 在于，所述扰动分量编码单元，对所述非线性视频分解单元分解的输入视频的扰动分量进 行频域中的压缩编码处理。
[0035] 根据该发明，在（1)至（7)中的任一项视频编码装置中，对于输入视频的扰动分 量，进行了频域中的压缩编码处理。因此，对于输入视频的扰动分量，能够进行频域中的压 缩编码处理。
[0036] (9)对于（1)至（8)中的任一项视频编码装置，本发明提出的视频编码装置的特征 在于，所述结构分量编码单元，在所述压缩编码处理中采用基于块的化lockbase)预测编 码技术。
[0037] 根据该发明，在（1)至（8)中的任一项视频编码装置中，采用基于块的预测编码技 术进行了压缩编码处理。因此，采用基于块的预测编码技术，能够进行压缩编码处理。
[0038] (10)本发明提出了一种视频解码装置，其对数字视频进行解码，其中，所述数字视 频W在空间和时间上采样的像素值空间的格式表示视频信号，所述视频解码装置（例如， 相当于图7的视频解码装置BB)的特征在于，包括：结构成分结构分量解码单元（例如，相 当于图7的结构成分结构分量解码部110)，对进行了压缩编码处理的结构成分结