專利名稱：像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法、圖像編碼方法、圖像解碼方法、其裝置、其程序和記錄 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)生成用于實(shí)現(xiàn)高精度的像素值預(yù)測的像素預(yù)測值生成順序的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法及其裝置、通過安裝由此生成的像素預(yù)測值生成順序從而對(duì)圖像高效地編碼的圖像編碼方法及其裝置、對(duì)通過該圖像編碼生成的編碼數(shù)據(jù)高效地解碼的圖像解碼方法及其裝置、在這些方法的實(shí)現(xiàn)中使用的程序以及記錄了該程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)。
本申請(qǐng)基于2008年10月27日申請(qǐng)的日本特愿2008-275811號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
在圖像編碼中，主流是預(yù)測編碼方式，S卩，使用已解碼之前、之上等的像素，預(yù)測編碼對(duì)象的像素值，對(duì)預(yù)測殘差進(jìn)行編碼。
在該預(yù)測編碼方式中，在對(duì)此后要編碼的像素(設(shè)為ρ)進(jìn)行編碼時(shí)，利用周邊的解碼結(jié)束像素(例如圖14所示那樣的Inw、In、Ine, Iw等)一般與ρ擁有較高相關(guān)，使用它們來生成P的預(yù)測值。以后，設(shè)P的預(yù)測值為P'。接著，對(duì)預(yù)測誤差P-P'進(jìn)行熵編碼。
例如JPEG (參照非專利文獻(xiàn)1)的Lossless Mode擁有7種預(yù)測器，選擇其中的一個(gè)，對(duì)像素值進(jìn)行預(yù)測/編碼。
例如JPEG的預(yù)測器的方法之一的被稱為“平均預(yù)測”的是利用In與Iw的平均， 預(yù)測為
χ' = (In+Iw)/2式(1)。
此外，具有x' =In+Iw-Inw 平面預(yù)測式(2) x' =In 前值預(yù)測式(3)
χ' =Inw+ (In-Iw)/2 復(fù)合預(yù)測式(4)
等6種。
在比JPEG進(jìn)一步提高效率的預(yù)測編碼方式JPEG-LS (參照非專利文獻(xiàn)2)中，使用如下所示那樣的被稱為“MED預(yù)測”的復(fù)雜一些的預(yù)測方法。
if Inw 彡 max (Iw, In) then χ' =min (Iw, In)
else if Inw ^ min (Iw, In) then x' =max (Iw, In)
else
x' =Iw+In-Inw
在此,max (x,y)是返回x、y中較大一方的函數(shù),min (χ, y)是返回x、y中較小一方的函數(shù)。
此外，將周邊像素的加權(quán)平均作為預(yù)測值的方法也很普遍，簡單來說，還存在按像
6素的每一個(gè)利用最小二乘法求出各周邊像素的權(quán)重、或以編碼量為最小的方式使系數(shù)最優(yōu)化的方法(參照非專利文獻(xiàn)3)。
此外，雖然不是預(yù)測編碼的范疇，但作為在圖像/視頻編碼的編碼參數(shù)的最優(yōu)化中使用“遺傳算法”(Genetic Algorithm，GA)的方式，有下述的非專利文獻(xiàn)4，利用遺傳算法使生成對(duì)2值圖像編碼時(shí)的上下文(context)的“模板(template)”發(fā)生變化，使效率得到改善。模板被認(rèn)為是一種參數(shù)，編碼順序是固定的。
作為相同的方向性的方法，在下述的非專利文獻(xiàn)5中，利用遺傳算法使所編碼的單元區(qū)域的分割形狀發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，使效率得到改善。這也與非專利文獻(xiàn)4的模板相同，編碼順序本身是固定的。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn) 1 :IS0/IEC SC29/WG1, IS0/IEC 10918-1 "Digital compression and coding of continuous-tone still images", p. 133,1993
非專利文獻(xiàn)2 :M. Weinberger,G. Seroussi,G. Sapiro, "The L0C0-I Lossless Image Compression Algorithm-Principles and Standardization into JPEG-LS〃，IEEE Trans. Image Processing, Vol. 9, No. 8,pp. 1309-1324，August 2000
非專利文獻(xiàn)3 :Ichiro Matsuda,Nau Ozaki, Yuji Umezu and Susumu Itoh, "Lossless Coding Using Variable Block-Size Adaptive Prediction Optimized for Each Image", Proceedings of 13th European Signal Processing Conference (EUSIPC0 2005), WedAmP03, Sep. 2005
非專利文獻(xiàn)4 田中、坂無、溝口、樋口 “使用遺傳算法的數(shù)字印刷圖像的2值圖像編碼 〃，電子信息通信學(xué)會(huì)論文集 D-II vol. J83-D-II, no. 5，pp. 1274-1283，2000 年 5 月非專利文獻(xiàn)5 高樹、小池、松本、山本“使用遺傳算法的運(yùn)動(dòng)圖像運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償/區(qū)域分割編碼方式〃，電子信息通信學(xué)會(huì)論文集D-II vol. J83-D-II,no. 6, pp. 1437-1445，2000 年6月。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題這樣，以往的預(yù)測方式只具有按每一個(gè)圖像使權(quán)重等數(shù)值參數(shù)最優(yōu)化的程度的靈活性，在預(yù)測計(jì)算中使用哪個(gè)像素、在條件分支中使用哪個(gè)算式等的“預(yù)測順序(prediction procedure，亦稱為“預(yù)測過程”)”是固定的。
也就是說，新的預(yù)測順序只是人們反復(fù)試驗(yàn)地嘗試的同時(shí)生成的。因此，預(yù)測器的構(gòu)成無法超過人們能把握的程度的復(fù)雜度。
進(jìn)而，還不存在按每一個(gè)圖像重新生成對(duì)輸入圖像特殊化的預(yù)測順序那樣的方式。
此外，在圖像處理應(yīng)用中，需要人們做出并給予成為處理目標(biāo)的圖像也就是說“教師信息”。
鑒于以上那樣的問題，本發(fā)明在“在預(yù)測值生成中使用解碼結(jié)束的周邊像素的方面”與以往的預(yù)測方法相同，但其目的在于，提供一種通過實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成適于所輸入的圖像的、能更削減編碼量的預(yù)測手續(xù)，從而有助于高效率的編碼/解碼的新技術(shù)。
用于解決問題的方案
〔1〕本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序(generation procedure，亦稱為“生成過程”)自動(dòng)生成裝置的構(gòu)成首先，對(duì)本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置實(shí)現(xiàn)使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的預(yù)測值生成順序的自動(dòng)生成，為了其實(shí)現(xiàn)，具備(1)第一單元，通過隨機(jī)生成由樹構(gòu)造表示的預(yù)測值生成順序，從而生成母體(parent population) ； (2)第二單元，從母體選擇成為父代的多個(gè)預(yù)測值生成順序，并基于將其作為處理對(duì)象且將現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成成為子代的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序；(3)第三單元，將子代的預(yù)測值生成順序和父代的預(yù)測值生成順序作為選擇對(duì)象，將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量和根據(jù)利用該樹構(gòu)造獲得的像素預(yù)測值估計(jì)的圖像編碼量之和用作評(píng)價(jià)成本，選擇對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序，并將該選擇的預(yù)測值生成順序和其以外的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序保存于母體中；以及(4)第四單元，控制成重復(fù)根據(jù)第二和第三單元的處理直至使規(guī)定條件充足為止，將作為其結(jié)果獲得的示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序生成為最終的預(yù)測值生成順序。
在采用該構(gòu)成時(shí)，有時(shí)第二單元基于關(guān)于輸出圖像內(nèi)的坐標(biāo)值的函數(shù)也作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成子代的預(yù)測值生成順序。
此外，有時(shí)第一單元以使現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)加入上述母體的方式生成母體。
通過使以上的各處理單元進(jìn)行動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，還能通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序是記錄于適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)而提供的、或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而提供的，通過在實(shí)施本發(fā)明時(shí)安裝并在CPU等控制單元上進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
在這樣構(gòu)成的本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置中，當(dāng)通過隨機(jī)生成由樹構(gòu)造表示的像素預(yù)測值的生成順序而生成母體時(shí)，從母體中選擇成為父代的多個(gè)預(yù)測值生成順序，并將它們作為處理對(duì)象，基于規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成成為子代的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序，將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量(通過后述的算法1等求出)和根據(jù)由該樹構(gòu)造得到的像素預(yù)測值(通過后述的算法2等求出)估計(jì)的圖像編碼量之和，用作評(píng)價(jià)成本， 選擇對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序。而且，通過重復(fù)將該選擇的預(yù)測值生成順序和其以外的預(yù)測值生成順序保存于母體中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成新的像素預(yù)測值的生成順序。
這樣，本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置基于遺傳編程那樣的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，通過自動(dòng)生成新的像素預(yù)測值的生成順序，從而實(shí)現(xiàn)高精度的像素值預(yù)測，但是此時(shí)，由于將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量和根據(jù)由該樹構(gòu)造得到的像素預(yù)測值估計(jì)的圖像編碼量之和，用作評(píng)價(jià)成本，所以能抑制樹的肥大化，并且，能自動(dòng)生成實(shí)現(xiàn)高效率的圖像編碼的像素預(yù)測值的生成順序。
而且，此時(shí)，由于將現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)而執(zhí)行該樹構(gòu)造進(jìn)化方法，所以能擔(dān)保與現(xiàn)有方式同等的預(yù)測效率。
為了使該方案的實(shí)現(xiàn)更加可靠，有時(shí)在生成母體時(shí)，以使現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)的樹構(gòu)造加入母體的方式生成母體。
而且，此時(shí)，有時(shí)關(guān)于輸出圖像內(nèi)的坐標(biāo)值的函數(shù)也作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)而執(zhí)行該樹構(gòu)造進(jìn)化方法，通過該執(zhí)行，還能根據(jù)圖像內(nèi)部的構(gòu)造，使用χ、y的坐標(biāo)值局部地切換像素預(yù)測值的生成順序。
〔2〕本發(fā)明的圖像編碼裝置和圖像解碼裝置的構(gòu)成(其一)
在采用對(duì)解碼側(cè)傳遞所自動(dòng)生成的像素預(yù)測值的生成順序的構(gòu)成的情況下，按如下方式構(gòu)成本發(fā)明的圖像編碼裝置和圖像解碼裝置。
〔2-1〕本發(fā)明的圖像編碼裝置的構(gòu)成本發(fā)明的圖像編碼裝置在采用對(duì)解碼側(cè)傳遞像素預(yù)測值的生成順序的構(gòu)成的情況下， 構(gòu)成為具備(1)第一單元，按照本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置所執(zhí)行的處理，生成對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序；(2) 第二單元，對(duì)由第一單元生成的預(yù)測值生成順序進(jìn)行編碼(通過后述的算法3等編碼)；(3) 第三單元，基于由第一單元生成的預(yù)測值生成順序，生成(通過后述的算法2等生成)編碼對(duì)象圖像所擁有的像素的預(yù)測值；以及(4)第四單元，對(duì)基于由第三單元生成的像素預(yù)測值計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。
通過使以上的各處理單元進(jìn)行動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的圖像編碼方法還能通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序是記錄于適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)而提供的、或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而提供的，通過在實(shí)施本發(fā)明時(shí)安裝并在CPU等控制單元上進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
按照該構(gòu)成，本發(fā)明的圖像編碼裝置由于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置所生成的、高精度的像素值預(yù)測，而且，使用實(shí)現(xiàn)高效率的圖像編碼的像素預(yù)測值的生成順序執(zhí)行圖像的編碼，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的圖像編碼。
〔2-2〕本發(fā)明的圖像解碼裝置的構(gòu)成本發(fā)明的圖像解碼裝置為了對(duì)〔2-1〕所述的本發(fā)明的圖像編碼裝置所生成的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，構(gòu)成為具備(1)第一單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于通過本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置所執(zhí)行的處理生成的預(yù)測值生成順序的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼(通過后述的算法4等解碼)；(2)第二單元，基于在第一單元中解碼的預(yù)測值生成順序，生成(通過后述的算法2等生成)解碼對(duì)象圖像所擁有的像素的預(yù)測值；(3)第三單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于由基于第一單元中解碼的預(yù)測值生成順序生成的像素預(yù)測值而計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及(4)第四單元，基于在第二單元生成的像素預(yù)測值和在第三單元中解碼的預(yù)測殘差信號(hào)，對(duì)解碼對(duì)象圖像進(jìn)行復(fù)原。
通過使以上的各處理單元進(jìn)行動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的圖像解碼方法還能通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序是記錄于適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)而提供的、或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而提供的，通過在實(shí)施本發(fā)明時(shí)安裝并在CPU等控制單元上進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
按照該構(gòu)成，本發(fā)明的圖像解碼裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)〔2-1〕所述的本發(fā)明的圖像編碼裝置所生成的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
〔3〕本發(fā)明的圖像編碼裝置和圖像解碼裝置的構(gòu)成(其2)
9關(guān)于在編碼側(cè)編碼的圖像，即使在編碼側(cè)也生成解碼圖像。此后在編碼側(cè)和解碼側(cè)能共同地保有相同的解碼圖像，由此，有可能能實(shí)現(xiàn)不將本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)時(shí)所需要的像素預(yù)測值的生成順序從編碼側(cè)傳送到解碼側(cè)即會(huì)完成。
因此，在本發(fā)明中為了實(shí)現(xiàn)該方案，按如下方式構(gòu)成本發(fā)明的圖像編碼裝置和圖像解碼裝置。
〔3-1〕本發(fā)明的圖像編碼裝置的構(gòu)成本發(fā)明的圖像編碼裝置在采用不向解碼側(cè)傳遞像素預(yù)測值的生成順序的構(gòu)成的情況下，構(gòu)成為具備(1)第一單元，使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序，對(duì)擁有規(guī)定大小的編碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼；(2)第二單元，關(guān)于對(duì)第一單元編碼時(shí)獲得的編碼對(duì)象圖像部分的解碼圖像進(jìn)行編碼的情況，按照將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量估計(jì)為零而執(zhí)行的本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置所執(zhí)行的處理，生成示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序；(3)第三單元，基于第二單元生成的預(yù)測值生成順序，關(guān)于第一單元未編碼的編碼對(duì)象圖像部分的像素，生成(通過后述的算法2等生成)預(yù)測值；以及(4)第四單元，對(duì)基于第三單元生成的像素預(yù)測值計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。
通過使以上的各處理單元進(jìn)行動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的圖像編碼方法還能通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序是記錄于適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)而提供的、或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而提供的，通過在實(shí)施本發(fā)明時(shí)安裝并在CPU等控制單元上進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
按照該構(gòu)成，本發(fā)明的圖像編碼裝置由于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置所生成的、高精度的像素值預(yù)測，而且，使用實(shí)現(xiàn)高效率的圖像編碼的像素預(yù)測值的生成順序執(zhí)行圖像的編碼，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的圖像編碼。
而且，本發(fā)明的圖像編碼裝置使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法而生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序，對(duì)擁有規(guī)定大小的編碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼，由此，生成能夠與解碼側(cè)共同保有的該編碼對(duì)象圖像部分的解碼圖像，并使用其來生成即使在解碼側(cè)也能生成的示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序，因此，能實(shí)現(xiàn)不向解碼側(cè)傳遞像素預(yù)測值的生成順序。
〔3-2〕本發(fā)明的圖像解碼裝置的構(gòu)成本發(fā)明的圖像解碼裝置為了對(duì)〔3-1〕所述的本發(fā)明的圖像編碼裝置所生成的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，構(gòu)成為具備(1)第一單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于通過使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序而編碼的擁有規(guī)定大小的解碼對(duì)象圖像部分的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；(2)第二單元，關(guān)于對(duì)在上述第一單元中解碼的解碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼的情況，按照將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量估計(jì)為零而執(zhí)行的本發(fā)明的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置所執(zhí)行的處理，生成示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序; (3)基于在上述第二單元中生成的預(yù)測值生成順序，關(guān)于在第一單元中未解碼的解碼對(duì)象圖像部分所擁有的像素，生成(通過后述的算法2等生成)預(yù)測值；(4)第四單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于由基于第二單元中生成的預(yù)測值生成順序生成的像素預(yù)測值而計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及(5)第五單元，基于在第三單元中生成的像素預(yù)測值和在第四單元中解碼的預(yù)測殘差信號(hào)，對(duì)在第一單元中未解碼的解碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行復(fù)原。
通過使以上的各處理單元進(jìn)行動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的圖像解碼方法還能通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)程序是記錄于適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)而提供的、或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)而提供的，通過在實(shí)施本發(fā)明時(shí)安裝并在CPU等控制單元上進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
按照該構(gòu)成，本發(fā)明的圖像解碼裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)〔3-1〕所述的本發(fā)明的圖像編碼裝置所生成的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
而且，本發(fā)明的圖像解碼裝置對(duì)關(guān)于通過使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序而編碼的擁有規(guī)定大小的解碼對(duì)象圖像部分的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，由此，生成能與編碼側(cè)共同保有的該解碼對(duì)象圖像部分的解碼圖像，并使用其來生成即使在編碼側(cè)也能生成的示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序，因此，能實(shí)現(xiàn)即使不從編碼側(cè)傳遞像素預(yù)測值的生成順序也能完成。
發(fā)明效果如以上詳細(xì)說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，針對(duì)預(yù)測像素值的順序本身，估計(jì)其信息量并且通過計(jì)算機(jī)使其自動(dòng)變化，或者，使用利用現(xiàn)有方式已編碼的像素，在解碼側(cè)也進(jìn)行進(jìn)化計(jì)算，由此，能利用著力于殘差信息量的減少的預(yù)測器，作為結(jié)果，能以更少的編碼量對(duì)圖像進(jìn)行編碼。
此外，由于在本發(fā)明的終端節(jié)點(diǎn)候補(bǔ)中還包含根據(jù)現(xiàn)有方式的預(yù)測器函數(shù)，所以最差也能獲得與現(xiàn)有方式同等的預(yù)測效率。此外，由于還包含“編碼的像素的坐標(biāo)”，所以還能根據(jù)圖像內(nèi)部的構(gòu)造來切換預(yù)測順序。
此外，后述的長尾先生等的進(jìn)化的圖像處理方法(參考文獻(xiàn)4)中，由于輸入圖像當(dāng)然不能固定，所以期待對(duì)各種輸入圖像通用地進(jìn)行動(dòng)作，但對(duì)未知輸入圖像保障一定是否進(jìn)行良好動(dòng)作，實(shí)際上是不可能的。與此相比，在本發(fā)明中，由于期待只是只對(duì)當(dāng)前的輸入圖像高效地進(jìn)行編碼，所以無需那樣的未知輸入對(duì)應(yīng)，實(shí)用性高。
此外，在本發(fā)明中，“殘差信息量與樹的信息量之和”是應(yīng)最小化的唯一的指標(biāo)，所以在圖像處理應(yīng)用中不需要人們預(yù)先需要制作的“教師信息”。


圖1是平均預(yù)測的樹構(gòu)造表現(xiàn)的說明圖。
圖2是交叉處理的說明圖。
圖3是突然變異處理的說明圖。
圖4是倒位處理的說明圖。
圖5是本發(fā)明的一實(shí)施方式的、進(jìn)化預(yù)測器(developed predictor)生成裝置的裝置構(gòu)成圖。
圖6是相同實(shí)施方式的進(jìn)化預(yù)測器生成裝置所執(zhí)行的流程圖。
圖7是本發(fā)明的一實(shí)施方式的、圖像編碼裝置和圖像解碼裝置的裝置構(gòu)成圖。
圖8是相同實(shí)施方式的圖像編碼裝置所執(zhí)行的流程圖。
圖9是相同實(shí)施方式的圖像解碼裝置所執(zhí)行的流程圖。
圖10是本發(fā)明的其他實(shí)施方式的、圖像編碼裝置和圖像解碼裝置的裝置構(gòu)成圖。
圖11是相同實(shí)施方式的圖像編碼裝置所執(zhí)行的流程圖。
圖12是相同實(shí)施方式的圖像解碼裝置所執(zhí)行的流程圖。
圖13是用于驗(yàn)證本發(fā)明的有效性而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的說明圖。
圖14是位于著眼像素的周邊的解碼結(jié)束像素的說明圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明使用“遺傳編程” (Genetic Programming, GP),實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成適于所輸入的運(yùn)動(dòng)圖像、靜止圖像(以下稱為圖像)的、更能削減編碼量的預(yù)測手續(xù)。
接下來，對(duì)本發(fā)明的基本想法進(jìn)行說明。
〔 1〕預(yù)測順序的樹構(gòu)造表現(xiàn)例如，上述的式(1)所示的平均預(yù)測能如圖1所示通過樹構(gòu)造來表現(xiàn)。為了方便，作為與該樹表現(xiàn)等價(jià)的記法，有時(shí)也使用稱作“S式(Symbolic Expression 符號(hào)表達(dá)式)”的記法。
在后述的遺傳編程中，使用該S式來表現(xiàn)樹構(gòu)造成為慣例。
根據(jù)S式，例如上述的max (χ, y)記作(max χ y),上述的MED預(yù)測記作如下
(T (sub (Inw) (max (Iw) (In))) (min (Iw) (In)) (Τ (sub (min (Iw) (In)) (Inw)) (max (Iw) (In)) (add (Iw) (sub (In) (Inw))))) 。另外，換行并沒有特別意思。
在此，函數(shù)T取3個(gè)引數(shù)，表示如下條件分支 (TABC)=B A彡0的情況
=C A<0的情況式(5)。
另外，T是ternary (三項(xiàng))的首字母。
如上所述，能夠?qū)⑷我獾乃惴ㄓ浭鰹闃洌?dāng)然像素值的預(yù)測算法也能同樣地通過樹構(gòu)造記述。
在此，作為函數(shù)，除了上述的T之外，還可考慮加減乘除、三角函數(shù)、平方、平方根、 指數(shù)、對(duì)數(shù)、絕對(duì)值、最小值、最大值等。
由于這些函數(shù)取引數(shù)，所以在非樹的終端的部分出現(xiàn)。因此，也稱為“非終端節(jié)點(diǎn)”。這除了預(yù)先準(zhǔn)備好之外，還可以動(dòng)態(tài)定義(參照下述的參考文獻(xiàn)1)。
〔參考文獻(xiàn) 1〕J. Koza :“Genetic Programming II，Automatic Discovery of Reusable Programs，，，The MIT Press, pp. 41，1998
此外，由于其本身擁有值，所以作為位于樹的終端的“終端節(jié)點(diǎn)”，例如，有0. 148那樣的數(shù)值、圖14所示的Iw、In、Ine, Inw那樣的周邊像素值。
〔2〕本發(fā)明中的終端節(jié)點(diǎn)的特征本發(fā)明中，在能成為終端節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)之中，還包含“通過現(xiàn)有編碼方式輸出預(yù)測值的函數(shù)”。
函數(shù)一般需要引數(shù)，因此，本來無法成為終端節(jié)點(diǎn)，但通過現(xiàn)有編碼方式輸出預(yù)測值的函數(shù)是針對(duì)現(xiàn)有編碼方式的函數(shù)，故而決定了什么樣的數(shù)成為引數(shù)，因此，能成為終端節(jié)點(diǎn)。
該“通過現(xiàn)有編碼方式輸出預(yù)測值的函數(shù)”所輸出的預(yù)測值是，像上述的周邊像素值那樣，按編碼的像素(著眼像素)的每一個(gè)而取不同的值。
該函數(shù)所輸出的預(yù)測值例如是“最小二乘預(yù)測值”、“平面預(yù)測值”、“解碼預(yù)測值”、 "CALIC (參照下述的參考文獻(xiàn)2)的預(yù)測值”、“JPEG-LS的預(yù)測值”等。
〔參考文獻(xiàn) 2〕X. Wu and N. Memon :"Context-Based, Adaptive, Lossless Image Coding", IEEE Transactions on Communications, vol. 45, no. 4, pp. 437-444, Apr. 1997
這樣，通過在能成為終端節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)之中包含“通過現(xiàn)有編碼方式輸出預(yù)測值的函數(shù)”，從而能大致沒有額外開銷(overhead)地獲得與現(xiàn)有方式同等的預(yù)測效率。
S卩，本發(fā)明中，如后所述，通過使用遺傳編程使像素值預(yù)測的預(yù)測順序(樹構(gòu)造)進(jìn)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成預(yù)測效率好的預(yù)測器(預(yù)測順序)，但通過在能成為終端節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)之中包含“通過現(xiàn)有編碼方式輸出預(yù)測值的函數(shù)”，從而現(xiàn)有方式的預(yù)測器也包含于進(jìn)化的對(duì)象中。
由此，在現(xiàn)有方式的預(yù)測器與其他自動(dòng)生成的預(yù)測器相比預(yù)測效率更好的情況下，該現(xiàn)有方式的預(yù)測器最終通過遺傳編程自動(dòng)生成，能大致沒有額外開銷地獲得與現(xiàn)有方式同等的預(yù)測效率。
當(dāng)然，只要通過使用遺傳編程而進(jìn)化后的預(yù)測器、現(xiàn)有方式的預(yù)測器的組合，能獲得更高效的預(yù)測，就將它們采用于編碼中。
此外，在本發(fā)明中，在能成為終端節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)之中，還包含“輸出編碼的像素(著眼像素)的坐標(biāo)的函數(shù)”。
這些函數(shù)所輸出的坐標(biāo)例如既可以是圖像的左端的像素標(biāo)準(zhǔn)化為x=-l、右端標(biāo)準(zhǔn)化為χ=1、圖像的上端的像素標(biāo)準(zhǔn)化為y=_l、下端標(biāo)準(zhǔn)化為y=l的值，也可以是純粋的坐標(biāo)值。
輸出著眼像素的畫面內(nèi)坐標(biāo)值的函數(shù)例如能以隨機(jī)輸出畫面內(nèi)坐標(biāo)值的方式，無需引數(shù)地輸出畫面內(nèi)坐標(biāo)值，因此，能成為終端節(jié)點(diǎn)。
這樣，通過在能成為終端節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)之中包含“輸出著眼像素的畫面內(nèi)坐標(biāo)值的函數(shù)”，從而還能根據(jù)圖像內(nèi)部的構(gòu)造，使用x、y的坐標(biāo)值，局部地切換處理。
例如，以圖像的上5/6使用利用如此這般的預(yù)測順序的預(yù)測器、圖像的下1/6使用利用這些如此這般的預(yù)測器的方式，能生成成為通過y的值切換處理的預(yù)測器那樣的預(yù)測
O 〔3〕預(yù)測順序的評(píng)價(jià)值、樹的信息量、預(yù)測值的求法 〔3-1〕預(yù)測順序的評(píng)價(jià)值在使預(yù)測順序按如后述那樣進(jìn)化時(shí)，需要某些的評(píng)價(jià)尺度。
在本發(fā)明中，作為表示預(yù)測順序的個(gè)體的評(píng)價(jià)值(在遺傳編程中稱為適合度)，使用
(i)用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量X
(ii)實(shí)際上通過該樹構(gòu)造的預(yù)測順序進(jìn)行像素值預(yù)測的預(yù)測殘差的信息量Y之和 (X+Y)。
在此，在本發(fā)明中，不是僅以預(yù)測殘差的信息量Y決定個(gè)體(在遺傳編程中將樹稱為個(gè)體)的評(píng)價(jià)值，而是考慮樹的信息量X來決定，但這是其中之一，其理由還在于需要將預(yù)
13測順序本身傳遞到解碼側(cè)。
此外，作為其他理由，有時(shí)通過考慮樹的信息量X決定個(gè)體的評(píng)價(jià)值，從而能抑制在遺傳編程中成為問題的被稱為膨脹(bloat)的樹的肥大化的產(chǎn)生。
〔 3-2〕用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量X
用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量X是包含于該樹中的全部節(jié)點(diǎn)的信息量之和。
用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量例如能夠通過如下那樣的遞規(guī)函數(shù)求出。在此，樹的節(jié)點(diǎn)所表示的數(shù)值通過例如10比特固定小數(shù)點(diǎn)整數(shù)來表現(xiàn)。
〔算法1〕 function tree_info (t) begin
if t為數(shù)值的情況下then
return FUNCINF0+10 else begin
s :=FUNCINF0// 函數(shù)的量 foreach (關(guān)于連接于t的全部下位節(jié)點(diǎn)c) begin
s :=s+tree_info (c) end
return s end end
在此，在各函數(shù)中填上0至N-I的固有的系列號(hào)。
FUNCINF0在設(shè)全部函數(shù)(max或min、add等)的數(shù)為N時(shí)，是表示對(duì)函數(shù)進(jìn)行固定長編碼時(shí)的編碼量的以下的量
FUNCINFO=Iog2 (N+1)式(6)
在該式(6)中成為N+1是因?yàn)槌撕瘮?shù)的情況之外還包含數(shù)值(2、1/4等)的情況。
在此假定為固定長編碼，但也可以進(jìn)行考慮了每個(gè)函數(shù)的發(fā)生頻率的可變長編碼或算術(shù)編碼。
然后，在設(shè)所著眼的預(yù)測順序(樹)的最上位節(jié)點(diǎn)為root時(shí)，只求出 X=tree_info (root)式(7)
，就會(huì)求出樹的信息量X。
〔3-3〕預(yù)測值的求法雖然是基于給予的樹所表示的預(yù)測順序的預(yù)測值的求法，但其也能按如下這樣通過遞規(guī)性函數(shù)求出。
〔算法2〕 function tree_eval (t) begin
if t為數(shù)值的情況then//立即值的情況 return其數(shù)值else if t不擁有引數(shù)的情況then//例=In return t的函數(shù)值
else if t擁有一個(gè)引數(shù)的情況then//例sqrt (A) return t的函數(shù)(tree_eval (t之下第一個(gè)下位節(jié)點(diǎn))) else if t擁有2個(gè)引數(shù)的情況then//例:add (Α, B) return t的函數(shù)(tree_eval (t之下第一個(gè)下位節(jié)點(diǎn))，
tree_eval (t之下第二個(gè)下位節(jié)點(diǎn))) else if t擁有三個(gè)引數(shù)的情況then//例三項(xiàng)算子T return t的函數(shù)(tree_eval (t之下第一個(gè)下位節(jié)點(diǎn))， tree_eval (t之下第二個(gè)下位節(jié)點(diǎn))， tree_eval (t之下第三個(gè)下位節(jié)點(diǎn)))
end
在此僅假定為引數(shù)的個(gè)數(shù)到三個(gè)的函數(shù)，但引數(shù)個(gè)數(shù)的上限增加到4個(gè)、5個(gè)，處理也是同樣。
然后，在設(shè)著眼的預(yù)測順序(樹)的最上位節(jié)點(diǎn)為root時(shí)，作為 xf =tree_eval (root)式(8)
，能求出當(dāng)前的著眼像素中的預(yù)測值P'。
此外，預(yù)測殘差的信息量Y例如按以下這樣來求出。
[公式1]
權(quán)利要求
1.一種像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，其在使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的預(yù)測值生成順序的生成中使用，其特征在于，具備第一步驟，通過隨機(jī)生成由樹構(gòu)造表示的預(yù)測值生成順序，從而生成母體； 第二步驟，從上述母體選擇成為父代的多個(gè)預(yù)測值生成順序，并基于將其作為處理對(duì)象且將現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成成為子代的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序；第三步驟，將上述子代的預(yù)測值生成順序和上述父代的預(yù)測值生成順序作為選擇對(duì)象，將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量和根據(jù)利用該樹構(gòu)造獲得的像素預(yù)測值估計(jì)的圖像編碼量之和用作評(píng)價(jià)成本，選擇對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序，并將該選擇的預(yù)測值生成順序和其以外的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序保存于上述母體中；以及第四步驟，控制成重復(fù)上述第二和第三步驟的處理直至使規(guī)定條件充足為止，將作為其結(jié)果獲得的示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序生成為最終的預(yù)測值生成順序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，其特征在于，在上述第二步驟中，基于關(guān)于輸出圖像內(nèi)的坐標(biāo)值的函數(shù)也作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成上述子代的預(yù)測值生成順序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，在上述第一步驟中，以使現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)加入上述母體的方式生成上述母體。
4.一種圖像編碼方法，使用像素預(yù)測值對(duì)圖像進(jìn)行編碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一步驟，按照權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，生成對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序； 第二步驟，對(duì)在上述第一步驟中生成的預(yù)測值生成順序進(jìn)行編碼； 第三步驟，基于在上述第一步驟中生成的預(yù)測值生成順序，生成編碼對(duì)象圖像所擁有的像素的預(yù)測值；以及第四步驟，對(duì)基于在上述第三步驟中生成的像素預(yù)測值計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。
5.一種圖像解碼方法，對(duì)使用像素預(yù)測值編碼后的圖像的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一步驟，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于通過權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法生成的預(yù)測值生成順序的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；第二步驟，基于在上述第一步驟中解碼的預(yù)測值生成順序，生成解碼對(duì)象圖像所擁有的像素的預(yù)測值；第三步驟，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于由基于上述第一步驟中解碼的預(yù)測值生成順序生成的像素預(yù)測值而計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及第四步驟，基于在上述第二步驟中生成的像素預(yù)測值和在上述第三步驟中解碼的預(yù)測殘差信號(hào)，對(duì)解碼對(duì)象圖像進(jìn)行復(fù)原。
6.一種圖像編碼方法，使用像素預(yù)測值對(duì)圖像進(jìn)行編碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一步驟，使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序，對(duì)擁有規(guī)定大小的編碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼；第二步驟，關(guān)于對(duì)在上述第一步驟中編碼時(shí)獲得的編碼對(duì)象圖像部分的解碼圖像進(jìn)行編碼的情況，按照將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量估計(jì)為零而執(zhí)行的權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，生成示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序；第三步驟，基于在上述第二步驟中生成的預(yù)測值生成順序，關(guān)于在上述第一步驟中未編碼的編碼對(duì)象圖像部分的像素，生成預(yù)測值；以及第四步驟，對(duì)基于上述第三步驟中生成的像素預(yù)測值計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。
7.一種圖像解碼方法，對(duì)使用像素預(yù)測值編碼后的圖像的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一步驟，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序從而編碼的擁有規(guī)定大小的解碼對(duì)象圖像部分的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；第二步驟，關(guān)于對(duì)在上述第一步驟中解碼的解碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼的情況，按照將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量估計(jì)為零而執(zhí)行的權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法，生成示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序；第三步驟，基于在上述第二步驟中生成的預(yù)測值生成順序，關(guān)于在上述第一步驟中未解碼的解碼對(duì)象圖像部分所擁有的像素，生成預(yù)測值；第四步驟，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于由基于上述第二步驟中生成的預(yù)測值生成順序生成的像素預(yù)測值而計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及第五步驟，基于在上述第三步驟中生成的像素預(yù)測值和在上述第四步驟中解碼的預(yù)測殘差信號(hào)，對(duì)在上述第一步驟中未解碼的解碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行復(fù)原。
8.一種像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置，在使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的預(yù)測值生成順序的生成中使用，其特征在于，具備第一單元，通過隨機(jī)生成由樹構(gòu)造表示的預(yù)測值生成順序，從而生成母體； 第二單元，從上述母體選擇成為父代的多個(gè)預(yù)測值生成順序，并基于將其作為處理對(duì)象且將現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成成為子代的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序；第三單元，將上述子代的預(yù)測值生成順序和上述父代的預(yù)測值生成順序作為選擇對(duì)象，將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量和根據(jù)利用該樹構(gòu)造獲得的像素預(yù)測值估計(jì)的圖像編碼量之和用作評(píng)價(jià)成本，選擇對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序，并將該選擇的預(yù)測值生成順序和其以外的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序保存于上述母體中；以及第四單元，控制成重復(fù)上述第二和第三單元的處理直至使規(guī)定條件充足為止，將作為其結(jié)果獲得的示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序生成為最終的預(yù)測值生成順序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置，其特征在于，上述第二單元基于關(guān)于輸出圖像內(nèi)的坐標(biāo)值的函數(shù)也作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成上述子代的預(yù)測值生成順序。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置，其特征在于，上述第一單元以使現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)加入上述母體的方式生成上述母體。
11.一種圖像編碼裝置，使用像素預(yù)測值對(duì)圖像進(jìn)行編碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一單元，按照權(quán)利要求8所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置的處理，生成對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序； 第二單元，對(duì)在上述第一單元中生成的預(yù)測值生成順序進(jìn)行編碼； 第三單元，基于在上述第一單元中生成的預(yù)測值生成順序，生成編碼對(duì)象圖像所擁有的像素的預(yù)測值；以及第四單元，對(duì)基于在上述第三單元中生成的像素預(yù)測值計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。
12.—種圖像解碼裝置，對(duì)使用像素預(yù)測值編碼后的圖像的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，其中， 該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于通過權(quán)利要求8所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置的處理生成的預(yù)測值生成順序的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；第二單元，基于在上述第一單元中解碼的預(yù)測值生成順序，生成解碼對(duì)象圖像所擁有的像素的預(yù)測值；第三單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于由基于上述第一單元中解碼的預(yù)測值生成順序生成的像素預(yù)測值而計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及第四單元，基于在上述第二單元中生成的像素預(yù)測值和在上述第三單元中解碼的預(yù)測殘差信號(hào)，對(duì)解碼對(duì)象圖像進(jìn)行復(fù)原。
13.一種圖像編碼裝置，使用像素預(yù)測值對(duì)圖像進(jìn)行編碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一單元，使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序，對(duì)擁有規(guī)定大小的編碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼；第二單元，關(guān)于對(duì)在上述第一單元中編碼時(shí)獲得的編碼對(duì)象圖像部分的解碼圖像進(jìn)行編碼的情況，按照將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量估計(jì)為零而執(zhí)行的權(quán)利要求8所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置的處理，生成示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序；第三單元，基于在上述第二單元中生成的預(yù)測值生成順序，關(guān)于在上述第一單元中未編碼的編碼對(duì)象圖像部分的像素，生成預(yù)測值；以及第四單元，對(duì)基于上述第三單元中生成的像素預(yù)測值計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。
14.一種圖像解碼裝置，對(duì)使用像素預(yù)測值編碼后的圖像的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，其中，該像素預(yù)測值是通過使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的規(guī)定的預(yù)測值生成順序而生成的，其特征在于，具備第一單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于使用不依賴于樹構(gòu)造進(jìn)化方法地生成的現(xiàn)有的像素預(yù)測值生成順序從而編碼的擁有規(guī)定大小的解碼對(duì)象圖像部分的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；第二單元，關(guān)于對(duì)在上述第一單元中解碼的解碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行編碼的情況，按照將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量估計(jì)為零而執(zhí)行的權(quán)利要求8所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成裝置的處理，生成示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序；第三單元，基于在上述第二單元中生成的預(yù)測值生成順序，關(guān)于在上述第一單元中未解碼的解碼對(duì)象圖像部分所擁有的像素，生成預(yù)測值；第四單元，對(duì)在編碼側(cè)生成的、關(guān)于由基于上述第二單元中生成的預(yù)測值生成順序生成的像素預(yù)測值而計(jì)算出的預(yù)測殘差信號(hào)的、編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及第五單元，基于在上述第三單元中生成的像素預(yù)測值和在上述第四單元中解碼的預(yù)測殘差信號(hào)，對(duì)在上述第一單元中未解碼的解碼對(duì)象圖像部分進(jìn)行復(fù)原。
15.一種像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成程序，其用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法。
16.一種計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，其記錄了用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1所述的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成方法的像素預(yù)測值生成順序自動(dòng)生成程序。
17.一種圖像編碼程序，其用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求4或6所述的圖像編碼方法。
18.一種計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，其記錄了用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求4或6所述的圖像編碼方法的圖像編碼程序。
19.一種圖像解碼程序，其用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求5或7所述的圖像解碼方法。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，其記錄了用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求5或7所述的圖像解碼方法的圖像解碼程序。
全文摘要
一種使用解碼結(jié)束像素來預(yù)測編碼對(duì)象的像素的值的預(yù)測值生成順序的自動(dòng)生成方法，其中，通過隨機(jī)生成由樹構(gòu)造表示的預(yù)測值生成順序從而生成母體，從上述母體中選擇成為父代的多個(gè)預(yù)測值生成順序，并基于將其作為處理對(duì)象且將現(xiàn)有的預(yù)測值生成函數(shù)作為能成為樹的終端節(jié)點(diǎn)的函數(shù)進(jìn)行執(zhí)行的規(guī)定的樹構(gòu)造進(jìn)化方法，生成成為子代的一個(gè)或多個(gè)預(yù)測值生成順序，將上述子代和父代的預(yù)測值生成順序作為選擇對(duì)象，將用于表現(xiàn)樹構(gòu)造的信息量和根據(jù)通過該樹構(gòu)造獲得的像素預(yù)測值估計(jì)的圖像編碼量之和用作評(píng)價(jià)成本，選擇對(duì)編碼對(duì)象圖像進(jìn)行編碼的情況中示出最好的評(píng)價(jià)成本的預(yù)測值生成順序，經(jīng)過重復(fù)處理來生成最終的預(yù)測值生成順序。
文檔編號(hào)H04N1/41GK102187656SQ20098014166
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者高村誠之, 松村誠明, 八島由幸 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社