[發(fā)明專利]圖像編碼方法和設(shè)備、圖像解碼方法和設(shè)備及其程序

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910167348.9
• 申請日: 2005-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN101695132A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 角野真也;柏木吉一郎;路久懷;林宗順;陳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王瑋

本申請是申請日為2005年1月19日、申請?zhí)枮?00580002801.0、題目為“圖像編碼方法和設(shè)備、圖像解碼方法和設(shè)備及其程序”的中國專利申請的分案申請。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有效地壓縮運(yùn)動(dòng)圖像的圖像編碼方法、正確解碼這種已壓縮運(yùn)動(dòng)圖像的圖像解碼方法、以及圖像編碼設(shè)備、圖像解碼設(shè)備及其程序。?

背景技術(shù)

在綜合地處理音頻、視頻和其它像素值的多媒體時(shí)代，現(xiàn)有信息媒體，即報(bào)紙、雜志、電視、收音機(jī)和電話以及其它借以向人們傳達(dá)信息的裝置，最近已被列入多媒體范圍內(nèi)。一般，多媒體指的是，通過不僅使字符而且使圖形、音頻、尤其是圖像等相互關(guān)聯(lián)來表示的某種事物。然而，為了將上述現(xiàn)有信息媒體列入多媒體范圍內(nèi)，顯然，先決條件是以數(shù)字形式來表示這種信息。?

然而，當(dāng)計(jì)算上述每一種信息媒體中所包含的信息量來作為數(shù)字信息量時(shí)，在字符的情況下，每字符的信息量是1-2字節(jié)，在音頻(電話質(zhì)量)的情況下，所需的信息量是每秒64千位，并且在運(yùn)動(dòng)圖像(目前電視接收質(zhì)量)的情況下，所需的信息量是每秒100兆位。因此，上述信息媒體以數(shù)字形式來照原樣處理這樣海量的信息是不現(xiàn)實(shí)的。例如，雖然已經(jīng)利用提供每秒64千位至每秒1.5兆位傳輸速度的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)將視頻電話投入了實(shí)際使用，但是直接通過ISDN來傳輸電視和相機(jī)視頻是不實(shí)際的。?

對于這種情況，需要信息壓縮技術(shù)，例如把遵照國際電信聯(lián)盟電?信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)所建議的H.261和H.263標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)用于視頻電話。而且，根據(jù)遵照運(yùn)動(dòng)圖像專家組1(MPEG-1)標(biāo)準(zhǔn)的信息壓縮技術(shù)，有可能將圖像信息和聲音信息一起存儲(chǔ)在普通音樂光盤(CD)中。?

在此，運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)是一種由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工技術(shù)委員會(huì)(ISO/IEC)標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)，并且MPEG-1是一種用于將電視信號(hào)信息近似壓縮到百分之一，使得能夠以每秒1.5兆位的速率來傳輸運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，因?yàn)镸PEG-1標(biāo)準(zhǔn)所實(shí)現(xiàn)的傳輸速度是大約每秒1.5兆位的中等質(zhì)量速度，所以以滿足更高質(zhì)量圖像要求為目的而標(biāo)準(zhǔn)化的MPEG-2允許在質(zhì)量上等效于電視廣播的數(shù)據(jù)傳輸，借此以每秒2至15兆位的速率來傳輸運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)。而且，促進(jìn)MPEG-1和MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)化的工作組(ISO/IEC/JTC1/SC29/WG11)對MPEG-4進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。MPEG-4提供了比MPEG-1和MPEG-2更高的壓縮比，并使基于對象的編碼/解碼/操作成為可能，MPEG-4能夠提供多媒體時(shí)代所需的新功能。在標(biāo)準(zhǔn)化開始階段，MPEG-4旨在提供低比特率編碼方法，但是它已被擴(kuò)展為一種支持處理隔行掃描圖像以及高比特率編碼的更一般編碼的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，ISO/IEC和ITU-T已共同努力對MPEG-4AVC(高級(jí)視頻編碼)和ITU-T?H.264進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以作為提供更高壓縮比的下一代圖像編碼方法。自2002年8月起，為下一代圖像編碼方法而發(fā)布了委員會(huì)草案(CD)。?

一般，在運(yùn)動(dòng)圖像編碼中，通過減小時(shí)間和空間方向上的冗余來壓縮信息量。因此，在旨在減小時(shí)間冗余的幀間圖像(inter-picture)預(yù)測編碼中，參考前向或后向圖像，基于逐塊來執(zhí)行預(yù)測圖像的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和產(chǎn)生，然后對所獲得的預(yù)測圖像和當(dāng)前要編碼的圖像之間的差值進(jìn)行編碼。在此，“圖像”是表示一幅圖像的術(shù)語。在逐行掃描圖像的情況下，“圖像”表示幀，而在隔行掃描圖像的情況下，“圖像”表示幀或場。在此，“隔行掃描圖像”是在捕獲時(shí)間上分開的兩場組成的幀圖像。在隔行掃描圖像編碼和解碼中，有可能將一幀照原樣處理為幀，將一幀處理為兩場，或者將一幀處理為幀內(nèi)基于每塊的幀結(jié)構(gòu)或?場結(jié)構(gòu)。?

不參考任何圖像，利用幀內(nèi)圖像(intra-picture)預(yù)測進(jìn)行編碼的圖像將被稱為I圖像。只參考一幅圖像，利用幀間圖像預(yù)測進(jìn)行編碼的圖像將被稱為P圖像。而且，同時(shí)參考兩幅圖像，利用幀間圖像預(yù)測進(jìn)行編碼的圖像將被稱為B圖像。B圖像有可能指的是，可以按顯示次序由前向/后向圖像任意組合的兩幅圖像。可以為用作基本編碼/解碼單元的每個(gè)塊確定參考圖像(即參考圖像)。將通過把要在編碼位流中先描述的參考圖像稱為第一參考圖像，并把要在編碼位流中后描述的參考圖像稱為第二參考圖像，來區(qū)分這種參考圖像。注意，作為對這些類型圖像進(jìn)行編碼和解碼的條件，用于參考的圖像必須已經(jīng)被編碼和解碼。?