[發明專利]運動圖像編碼方法、運動圖像解碼方法、運動圖像編碼裝置以及運動圖像解碼裝置

有效

• 申請號: 201080061815.0
• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN102714733A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 望月誠二;秋江一志;柴山哲也;巖田憲一
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32;H04N7/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 高科

技術領域

本發明涉及運動圖像編碼方法、運動圖像解碼方法、運動圖像編碼裝置以及運動圖像解碼裝置，特別是涉及對減輕用于保存周邊宏塊信息的存儲器的存儲容量的增大有效的技術。

背景技術

稱作MPEG-2的運動圖像的一般壓縮方式是以ISO/IEC?13818-2標準化的標準。MPEG-2基于如下原理：通過從視頻流刪除冗余的信息來削減視頻存儲容量和所需的頻帶寬。此外，MPEG是Moving?Picture?Experts?Group（運動圖像專家組）的簡稱。

MPEG-2的標準只規定有比特流的語法（壓縮編碼數據列的規則或者編碼數據的比特流的結構方法）以及解碼過程，因此是靈活的，能夠在衛星廣播/服務、有線電視、交互式電視、因特網等的各種狀況中充分利用。

在MPEG-2的編碼過程中，首先為了規定數字視頻的各像素的顏色和亮度的成分，采樣并量化視頻信號。表示顏色和亮度的成分的值使用離散余弦變換（DCT：Discrete?Cosine?Transform）變換為頻率值。通過DCT所獲得的變換系數在圖片的亮度和顏色中具有不同的頻率。量化的DCT變換系數通過進一步壓縮視頻流的可變長度編碼（VLC：Variable?Length?Coding）而編碼。

在MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4?AVC（H.264）等的國際標準運動圖像編碼方法中，為了使用時間方向的相關性來實現高編碼效率而使用了幀間預測編碼。在幀的編碼模式中有不使用幀間的相關性而進行編碼的I幀、根據過去編碼的1幀進行預測的P幀、以及能夠根據過去編碼的2幀進行預測的B幀。

在該幀間預測編碼中，從運動圖像減去經過運動補償的參考圖像（預測圖像），對該減法運算的預測殘差進行編碼。編碼的處理包括DCT（離散余弦變換）等的正交變換、量化、可變長度編碼的處理。運動補償（運動補正）包括空間上移動幀間預測的參考幀的處理，運動補償的處理是以被編碼幀的塊單位進行。在圖像內容中沒有運動的情況下，使用與沒有移動的被預測像素相同位置的像素。在有運動的情況下，搜索最適合的塊，將移動量設為運動向量。運動補償的塊，在MPEG-2的編碼方法中為16像素×16像素/16像素×8像素的塊，在MPEG-4的編碼方法中為16像素×16像素/16像素×8像素/8像素×8像素的塊，在MPEG-4?AVC（H.264）的編碼方法中為16像素×16像素/16像素×8像素/8像素×16像素/8像素×8像素/8像素×4像素/4像素×8像素/4像素×4像素的塊。

上述的編碼處理針對每個影像畫面（幀或者場）進行，將畫面細分化的塊（通常為16像素×16像素，在MPEG中稱作宏塊（MB））成為處理單位。即，針對要編碼的每塊從已經編碼的參考圖像選擇最類似的塊（預測圖像），對編碼圖像（塊）與預測圖像的差分信號進行編碼（正交變換、量化等）。畫面內的編碼的塊與預測信號的相對位置之差稱作運動向量。

下述非專利文獻1公開了依據建議H.246/AVC的視頻編碼技術。建議H.246/AVC的視頻編碼由設計成有效地表現視頻上下文（video?context）的視頻編碼層（VCL：Video?Coding?Layer）、以及格式化視頻的VCL表現并且為了各種的傳輸層、存儲介質的傳輸而提供恰當的方法中的頭信息的網絡抽象層（NCL：Network?Abstraction?Layer）構成。

另外，下述非專利文獻2公開了H.246/AVC的視頻編碼層（VCL）按照稱作基于塊的混合視頻編碼的方法。VCL設計由宏塊（macro?block）、條（slice）、以及條塊（slice?block）構成，各圖片分割為固定大小的多個宏塊，各宏塊包含作為亮度成分的16×16樣本的四角形圖片區域和與其相對應的兩個色差成分的各個中的四角形樣本區域。一個圖片能夠包含一個或者一個以上的條，各條在提供有效序列和圖片參數集的意義下包含自己，條表現能夠基本上不使用來自其它條的信息而解碼，因此能夠根據比特流和圖片的區域的樣本的值分析語法元素。然而，為了進行更完整的解碼而在條邊界中應用去塊濾波器，需要來自其它條的幾個信息。另外，各條與圖片的其它條獨立地進行編碼、解碼，因此條還能夠用于并行處理的情況也在下述非專利文獻2中公開。