[发明专利]图像处理装置和方法

说明书

技术领域

本公开涉及图像处理装置和方法，更具体地，涉及一种实现正交变换操作和逆正交变换操作中的存储器使用减少的图像处理装置和方法以及程序。

背景技术

近年来，为了将图像信息处理为数字信息以及实现这样做时的高效信息传送和累积，用于利用图像信息固有的冗余通过诸如离散余弦变换的正交变换和运动补偿来压缩图像信息的符合诸如MPEG（运动图片专家组）的标准的设备已在用于分发信息的广播站当中和用于接收信息的一般家庭当中得到普及。

特别地，MPEG2（ISO（国际标准化组织）/IEC（国际电工技术委员会）13818-2）被定义为通用图像编码标准，并且可适用于交织图像和非交织图像以及标准分辨率图像和高清图像。当前，MPEG2用在用于专业人员和一般消费者的广泛范围的应用中。根据MPEG2压缩标准，4Mbps至8Mbps的位率被分配给具有720×480像素的标准分辨率的交织图像，并且18Mbps至22Mbps的位率被分配给具有1920×1088像素的高分辨率的交织图像。以此方式，可以实现高压缩率和出色的图像质量。

MPEG2被主要设计用于适合于广播的高质量图像编码，但是与比MPEG1低的位率或包括较高压缩率的编码方法不兼容。随着移动终端正变得流行，对这样的编码方法的需求预期在未来增加，并且为了满足该需求，MPEG4编码方法被标准化。对于图像编码方法，ISO/IEC14496-2在1998年12月被认证作为国际标准。

此外，当前正设置原始期望用于对图像进行编码以用于视频会议的、称为H.26L（ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）Q6/16VCEG（视频编码专家组））的标准。与诸如MPEG2和MPEG4的传统编码方法相比，H.26L在编码和解码中需要较大量的计算，但是已知实现较高的编码效率。另外，作为MPEG4活动的一部分，现在正建立“增强压缩视频编码的联合模型”作为用于通过将H.26L不支持的功能并入基于H.26L的功能中来实现更高编码效率的标准。

在标准化日程方面，该标准在2003年3月被认证为名称为H.264和MPEG-4Part10（高级视频编码，下文中称为AVC）的国际标准。

然而，16×16像素的宏块大小可能对于要通过下一代编码方法编码的大帧（诸如UHD（超高清：4000×2000像素）帧）不是最优的。

鉴于此以及为了实现比AVC所实现的编码效率甚至更高的编码效率，现在JCTVC（视频编码联合协作小组）正在标准化称为HEVC（高效视频编码）的编码方法，JCTVC是ITU-T和ISO/IEC的联合标准组织（例如，参见非专利文献1）。

根据HEVC编码方法，编码单位（CU）被定义为如AVC的宏块的处理单位。与AVC的宏块不同，CU不是固定为16×16像素的大小。CU的大小在每个序列中的压缩图像信息中指定。

根据这些编码方法，对图像数据执行正交变换和逆正交变换。在水平方向和垂直方向（两个维度）上执行正交变换和逆正交变换。在正交变换中，例如，首先在水平方向上执行一维正交变换，通过使用转置寄存器来对结果（称为中间数据）进行转置，然后在垂直方向上执行一维正交变换。这同样适用于逆正交变换。即，在这些操作中，需要存储区（转置寄存器）用于暂时保存中间数据。

根据AVC等的用于正交变换和逆正交变换的处理单位大小是8×8像素，而根据HEVC的用于正交变换和逆正交变换的处理单位大小被扩展到例如16×16像素、32×32像素或64×64像素。

然而，当用于正交变换和逆正交变换的处理单位大小变为与上述一样大时，存在用于保存中间数据的转置寄存器（存储区）的容量也增加较大量的可能性。

根据非专利文献1，所需的转置寄存器大小在16×16像素的块的情况下是（21×256）位=5,376位，并且在32×32像素的块的情况下是（25×1024）位=25,600位。这比AVC中的8×8像素的块的情况下大5.25倍和25倍。

鉴于此，建议应该为中间数据设置16位的统一位宽（例如，参见非专利文献2和非专利文献3）。通过该方法，所需的转置寄存器大小在16×16像素的块的情况下是（16×256）位=4,096位，并且在32×32像素的块的情况下是（16×1024）位=16,384位。在该情况下，所需的存储区比AVC的8×8像素的块的情况下大4倍和16倍。