[發(fā)明專利]圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼方法及圖像解碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080053749.2
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN102640496A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上田基晴
• 申請（專利權(quán)）人: JVC建伍株式會社
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 王凝;陸錦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像信號的編碼及解碼技術(shù)，特別涉及根據(jù)已編碼信號來生成針對對象圖像信號的預(yù)測信號，并使用對與預(yù)測信號的差分信號進(jìn)行編碼的畫面內(nèi)預(yù)測處理的圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼方法、及圖像解碼方法。

背景技術(shù)

近年來，介由衛(wèi)星或地面波等廣播波或網(wǎng)絡(luò)配送數(shù)字化圖像、聲音內(nèi)容的服務(wù)已被實用化，需要用于將具有龐大信息量的圖像·聲音的信息高效地記錄、傳輸?shù)母咝示幋a。隨著內(nèi)容的高精細(xì)化、多樣化，要被編碼的圖像的數(shù)量和數(shù)據(jù)量進(jìn)一步増大，要求有一種預(yù)想到將來的內(nèi)容服務(wù)的圖像信號的更高效率的編碼。

作為圖像的高效率編碼，以MPEG2、MPEG4－AVC（Advanced?Video?Coding）為代表的、利用動圖像信號的同一幀內(nèi)空間上相鄰的像素間的相關(guān)、和時間上相鄰的幀間或場間的相關(guān)來壓縮信息量的方式正被使用。

在MPEG4－AVC（文獻(xiàn)“ISO／IEC14496－10Advanced?Video?Coding”）中，將圖像分割成多個二維塊，按塊單位利用同一幀內(nèi)或幀間的相關(guān)來生成預(yù)測信號，通過對與預(yù)測信號的差分信息進(jìn)行編碼來實現(xiàn)較高的編碼效率。利用MPEG4－AVC中的同一幀內(nèi)的相關(guān)的預(yù)測處理被稱作幀內(nèi)預(yù)測，如圖20所示，使用與對象塊相鄰的已編碼部分的解碼圖像來生成編碼對象塊的預(yù)測圖像。在幀內(nèi)預(yù)測中，從按相鄰的解碼圖像相對于圖20所示那樣的一定方向預(yù)計相關(guān)較高的多個（按4×4像素塊單位進(jìn)行預(yù)測時有9種）預(yù)測模式所生成的預(yù)測圖像中，選擇與編碼對象塊誤差最少的預(yù)測模式，同預(yù)測模式信息一起被編碼。

幀內(nèi)預(yù)測成為僅利用與相鄰區(qū)域的相關(guān)性的預(yù)測處理，當(dāng)與編碼對象塊的分界處的相關(guān)性較少時，預(yù)測效果會降低。

在圖像信號中，在遠(yuǎn)離對象塊的位置，也存在物體的形狀、模樣、背景等具有類似的圖像成分的信號。在專利文獻(xiàn)1中，提出一種利用與處于遠(yuǎn)離對象塊的位置的圖像的相關(guān)性來進(jìn)行預(yù)測處理的方法。具體來說，計算出如圖21所示那樣從對象塊在畫面內(nèi)移動偏移量（以下稱作偏移矢量）后的位置的已編碼解碼圖像與編碼對象塊的誤差，將誤差最少的按偏移矢量參照的參照圖像作為預(yù)測圖像，同偏移矢量一起進(jìn)行編碼。

在能生成超過傳輸偏移矢量的編碼量的、相關(guān)性較高的預(yù)測圖像的情況下，對于幀內(nèi)預(yù)測能實現(xiàn)較高的編碼效率，但若偏移矢量的傳輸量較大，則無法發(fā)揮足夠的預(yù)測效率。

在專利文獻(xiàn)2中，提出了一種為削減上述偏移矢量所需的編碼量，不傳輸偏移矢量地來確定偏移矢量的方法。在專利文獻(xiàn)2中，使用與對象塊相鄰的已編碼的解碼圖像作為模板，計算移動偏移矢量后的位置的已編碼解碼圖像同與上述對象塊相鄰的已編碼的解碼圖像的誤差，將誤差最少的偏移矢量判斷為編碼對象塊的偏移矢量，將按偏移矢量參照的參照圖像作為預(yù)測圖像。在該方式中，解碼側(cè)也同編碼側(cè)一樣，使用已編碼的解碼圖像來檢測出偏移矢量，從而能夠不接收偏移矢量地計算偏移矢量，故不會因附加信息而引起編碼量的増大。

〔在先技術(shù)文獻(xiàn)〕

〔專利文獻(xiàn)〕

〔專利文獻(xiàn)1〕特開2005－159947號公報

〔專利文獻(xiàn)2〕特開2007－043651號公報

發(fā)明內(nèi)容

〔發(fā)明所要解決的課題〕

在MPEG4－AVC中存在如下課題：對于時間上有連續(xù)性的圖像信號，通過以時間方向不同幀的已解碼圖像信號為基準(zhǔn)進(jìn)行運動補(bǔ)償預(yù)測處理，能實現(xiàn)較高的編碼效率，但進(jìn)行運動補(bǔ)償預(yù)測處理的基準(zhǔn)幀需要僅使用同一幀內(nèi)的幀內(nèi)預(yù)測來進(jìn)行編碼，當(dāng)與編碼對象塊的分界處的相關(guān)性較低時，預(yù)測效果會降低。在動圖像信號不具有時間上的連續(xù)性的情況下，由于運動補(bǔ)償預(yù)測不發(fā)揮功效，幀內(nèi)預(yù)測的性能界限會導(dǎo)致編碼效率降低，也會出現(xiàn)此課題。

在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中所提出的那樣的傳輸或自我生成與對象塊的偏移矢量，利用遠(yuǎn)離對象塊的位置的圖像相關(guān)性的情況下，由于利用相對于圖像信號非相鄰區(qū)域的部分的自相似性進(jìn)行預(yù)測、或者基于具有相同紋理成分的不同物體而進(jìn)行預(yù)測，故受畫面內(nèi)存在的物體的形狀變化、亮度變化等的影響，無法充分地活用圖像信號具有的自相似性及紋理的相似性。

在專利文獻(xiàn)1中，在不能計算具有超過偏移矢量的編碼量的效果的預(yù)測信號的情況下，存在效率降低的課題，在專利文獻(xiàn)2中，由于以編碼對象塊的相鄰圖像為模板計算偏移矢量，故在相鄰圖像與對象塊之間相關(guān)性較低時、以及與按專利文獻(xiàn)1中生成的偏移矢量所參照的參照塊的相鄰圖像的相關(guān)性較低時等，存在無法求取精度較高的偏移矢量，不能提高效率這樣的課題。