[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080057037.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102656889A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 上田基晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: JVC建伍株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N7/32
• 分類號(hào): H04N7/32
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 周亞榮;安翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像信號(hào)的編解碼技術(shù)，尤其涉及一種使用畫(huà)面內(nèi)預(yù)測(cè)處理的圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼方法以及圖像解碼方法，其中畫(huà)面內(nèi)預(yù)測(cè)處理指的是利用已編碼的圖像生成針對(duì)對(duì)象圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)信號(hào)，從而對(duì)與預(yù)測(cè)信號(hào)的差分信號(hào)進(jìn)行編碼。

背景技術(shù)

近年來(lái)，將被數(shù)字化的圖像、聲音內(nèi)容（contents）經(jīng)由衛(wèi)星、地面波等廣播波或網(wǎng)絡(luò)而分發(fā)的服務(wù)被實(shí)用化，從而需要高效地對(duì)含有龐大信息量的圖像、聲音信息進(jìn)行記錄或傳輸?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)量以及數(shù)據(jù)量進(jìn)一步增大，于是要求進(jìn)行預(yù)計(jì)到將來(lái)的內(nèi)容服務(wù)的更加高效率的圖像信號(hào)編碼。

作為圖像的高效率編碼，目前使用如下的方式，即：MPEG2、MPEG4-AVC（Advanced?Video?Coding）所代表的、利用在動(dòng)圖像信號(hào)的同一幀內(nèi)空間上相鄰的像素間的相關(guān)以及時(shí)間上相鄰的幀間、場(chǎng)間的相關(guān)來(lái)壓縮信息量的方式。

在MPEG4-AVC（ISO/IEC?14496-10Advanced?Video?Coding）中，將圖像分成多個(gè)二維塊，以塊為單位使用同一幀內(nèi)或幀間的相關(guān)生成預(yù)測(cè)信號(hào)，對(duì)與預(yù)測(cè)信號(hào)的差分信息進(jìn)行編碼，從而實(shí)現(xiàn)高編碼效率。在MPEG4-AVC中使用了同一幀內(nèi)的相關(guān)的預(yù)測(cè)處理被稱為幀內(nèi)（intra）預(yù)測(cè)，如圖11所示，使用與對(duì)象塊相鄰的已編碼部分的解碼圖像生成編碼對(duì)象塊的預(yù)測(cè)圖像。在幀內(nèi)預(yù)測(cè)中，根據(jù)以相鄰的解碼圖像相對(duì)于圖11所示那樣的一定方向預(yù)計(jì)相關(guān)較高的多個(gè)（在4×4像素塊單位下進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)為9種）預(yù)測(cè)模式所生成的預(yù)測(cè)圖像，選擇與編碼對(duì)象塊的誤差最小的預(yù)測(cè)模式，按照預(yù)測(cè)模式信息進(jìn)行編碼。

幀內(nèi)預(yù)測(cè)成為僅利用了與相鄰區(qū)域的相關(guān)性的預(yù)測(cè)處理，當(dāng)與編碼對(duì)象塊的邊界處的相關(guān)性少時(shí)，預(yù)測(cè)效果減小。

在圖像信號(hào)中，在遠(yuǎn)離作為對(duì)象的塊的位置，也存在物體的形狀或圖案、背景等具有相似的圖像成分的信號(hào)。在專利文獻(xiàn)1中，提出了利用遠(yuǎn)離對(duì)象塊的位置處的圖像相關(guān)性來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)處理的方法。具體而言，如圖12所示那樣，計(jì)算自對(duì)象塊起移動(dòng)了畫(huà)面內(nèi)的位移量（以后稱作位移矢量）后的位置處的已編碼解碼圖像與編碼對(duì)象塊之間的誤差，將誤差最小的按位移矢量來(lái)參照的參照?qǐng)D像作為預(yù)測(cè)圖像，結(jié)合位移矢量進(jìn)行編碼。

在能夠生成高于傳輸位移矢量的碼量的、相關(guān)性高的預(yù)測(cè)圖像時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)于幀內(nèi)預(yù)測(cè)更高的編碼效率，但是在位移矢量的傳輸量較大時(shí)，無(wú)法發(fā)揮出足夠的預(yù)測(cè)效率。

在專利文獻(xiàn)2中，提出了一種為減少上述位移矢量所需要的碼量而不傳輸位移矢量地確定位移矢量的方法。在專利文獻(xiàn)2中，使用與對(duì)象塊相鄰的已編碼的解碼圖像作為模板，計(jì)算移動(dòng)了位移矢量后的位置的已編碼解碼圖像與上述相鄰于對(duì)象塊的已編碼的解碼圖像之間的誤差，將誤差最少的位移矢量判斷為編碼對(duì)象塊的位移矢量，將按位移矢量來(lái)參照的參照?qǐng)D像作為預(yù)測(cè)圖像。在該方式中，在解碼側(cè)與編碼側(cè)同樣，使用已編碼的解碼圖像檢測(cè)出位移矢量，從而能夠不接收位移矢量地算出位移矢量，不會(huì)引起因附加信息而導(dǎo)致的碼量增大。

〔在先技術(shù)文獻(xiàn)〕

〔專利文獻(xiàn)〕

〔專利文獻(xiàn)1〕日本特開(kāi)2005-159947號(hào)公報(bào)

〔專利文獻(xiàn)2〕日本特開(kāi)2007-043651號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

〔發(fā)明要解決的問(wèn)題〕

在MPEG4-AVC中，對(duì)于在時(shí)間上具有連續(xù)性的圖像信號(hào)，以在時(shí)間方向上不同的幀的已解碼圖像信號(hào)為基準(zhǔn)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)處理，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高編碼效率，但進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)處理的基準(zhǔn)幀必須僅使用在同一幀內(nèi)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)進(jìn)行編碼，在與編碼對(duì)象塊的邊界處的相關(guān)性少的情況下，存在預(yù)測(cè)效果降低的課題。在動(dòng)圖像信號(hào)沒(méi)有時(shí)間上的連續(xù)性時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)不發(fā)揮作用，也會(huì)出現(xiàn)因幀內(nèi)預(yù)測(cè)的性能限制而導(dǎo)致的編碼效率降低這樣的課題。

如專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所提示的那樣，在傳輸或自行生成與對(duì)象塊的位移矢量來(lái)利用遠(yuǎn)離對(duì)象塊的位置處的圖像相關(guān)性時(shí)，由于相對(duì)于圖像信號(hào)的相鄰區(qū)域以外的部分的自我相似性、或者根據(jù)具有相同的紋理成分的不同物體進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此存在位于畫(huà)面內(nèi)的物體的形狀變化、亮度變化等的影響，因而無(wú)法充分地靈活運(yùn)用圖像信號(hào)所具有的自我相似性或紋理的相似性。