[發(fā)明專利]圖像預(yù)測編碼裝置和方法以及圖像預(yù)測解碼裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410049846.4
• 申請(qǐng)日: 2007-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN103747263B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文仲丞;鈴木芳典;陳朝慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社NTT都科摩
• 主分類號(hào): H04N19/51
• 分類號(hào): H04N19/51;H04N19/136;H04N19/17;H04N19/503;H04N19/593;H04N19/105;H04N19/82;H04N19/46;H04N19/61
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 黃綸偉

本發(fā)明專利申請(qǐng)是發(fā)明名稱為“圖像預(yù)測編碼裝置、圖像預(yù)測編碼方法、圖像預(yù)測編碼程序、圖像預(yù)測解碼裝置、圖像預(yù)測解碼方法以及圖像預(yù)測解碼程序”、申請(qǐng)日為2007年04月23日、國際申請(qǐng)?zhí)枮椤癙CT/JP2007/058723”、國家申請(qǐng)?zhí)枮椤?00780015355.6”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像預(yù)測編碼裝置、圖像預(yù)測編碼方法、圖像預(yù)測編碼程序、圖像預(yù)測解碼裝置、圖像預(yù)測解碼方法以及圖像預(yù)測解碼程序，尤其涉及利用紋理合成方法進(jìn)行預(yù)測編碼和解碼的圖像預(yù)測編碼裝置、圖像預(yù)測編碼方法、圖像預(yù)測編碼程序、圖像預(yù)測解碼裝置、圖像預(yù)測解碼方法以及圖像預(yù)測解碼程序。

背景技術(shù)

為了高效地對(duì)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行傳送和蓄積而采用壓縮編碼技術(shù)。在動(dòng)態(tài)圖像的情況下，廣泛采用MPEG－1～4或ITU（International?Telecommunication?Union：國際電信聯(lián)盟）H.261～H.264的方式。

在這些編碼方式中，在將作為編碼對(duì)象的圖像分割成多個(gè)塊之后進(jìn)行編碼/解碼處理。在畫面內(nèi)的預(yù)測編碼中，利用位于與對(duì)象塊相同的畫面內(nèi)的相鄰的已再現(xiàn)的圖像信號(hào)（將被壓縮的圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)后的圖像信號(hào)）來生成預(yù)測信號(hào)，之后對(duì)從對(duì)象塊信號(hào)中減去該預(yù)測信號(hào)的差分信號(hào)進(jìn)行編碼。在畫面間的預(yù)測編碼中，通過參照位于與對(duì)象塊不同的畫面內(nèi)的相鄰的已再現(xiàn)的圖像信號(hào)，來對(duì)動(dòng)作進(jìn)行校正，生成預(yù)測信號(hào)，對(duì)從對(duì)象塊信號(hào)中減去該預(yù)測信號(hào)的差分信號(hào)進(jìn)行編碼。

例如，在H.264的畫面內(nèi)預(yù)測編碼中，采用了沿規(guī)定方向外插與成為編碼對(duì)象的塊相鄰的已再現(xiàn)的像素值來生成預(yù)測信號(hào)的方法。圖18是用于說明ITU?H.264所采用的畫面內(nèi)預(yù)測方法的示意圖。在圖18（A）中，對(duì)象塊1802是成為編碼對(duì)象的塊，由與該對(duì)象塊1802的邊界相鄰的像素A～M構(gòu)成的像素組1801是相鄰區(qū)域，是在過去的處理中已再現(xiàn)的圖像信號(hào)。

在該情況下，向下方拉伸位于對(duì)象塊1802正上方的相鄰像素即像素組1801來生成預(yù)測信號(hào)。并且在圖18（B）中，向右拉伸位于對(duì)象塊1804左側(cè)的已再現(xiàn)像素（I～L）來生成預(yù)測信號(hào)。生成預(yù)測信號(hào)的具體方法例如記載于專利文獻(xiàn)1中。這樣，取得對(duì)象塊的像素信號(hào)與利用圖18（A）～（I）所示的方法生成的9個(gè)預(yù)測信號(hào)的每一個(gè)的差分，將差分值最小的預(yù)測信號(hào)作為最佳預(yù)測信號(hào)。如上所述，通過外插像素可以生成預(yù)測信號(hào)。以上內(nèi)容記載于下述專利文獻(xiàn)1中。

在通常的畫面間預(yù)測編碼中，針對(duì)作為編碼對(duì)象的塊，利用從已再現(xiàn)的畫面中搜索與該像素信號(hào)類似的信號(hào)的方法來生成預(yù)測信號(hào)。然后，對(duì)搜索到的信號(hào)所構(gòu)成的區(qū)域與對(duì)象塊之間的空間位移量即運(yùn)動(dòng)矢量、以及對(duì)象塊的像素信號(hào)與預(yù)測信號(hào)之間的殘差信號(hào)進(jìn)行編碼。像這樣按照每個(gè)塊來搜索運(yùn)動(dòng)矢量的方法被稱為塊匹配。

圖4是用于說明塊匹配處理的示意圖。這里，以編碼對(duì)象的畫面401上的對(duì)象塊402為例說明預(yù)測信號(hào)的生成步驟。畫面403已再現(xiàn)完畢，區(qū)域404是在空間上與對(duì)象塊402同一位置的區(qū)域。在塊匹配中，設(shè)定包圍區(qū)域404的搜索范圍405，從該搜索范圍的像素信號(hào)中檢測與對(duì)象塊402的像素信號(hào)的絕對(duì)值誤差和最小的區(qū)域406。該區(qū)域406的信號(hào)成為預(yù)測信號(hào)，檢測從區(qū)域404向區(qū)域406的位移量作為運(yùn)動(dòng)矢量407。在H.264中，為了對(duì)應(yīng)于圖像局部特征的變化，而準(zhǔn)備了用于對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼的、塊大小不同的多個(gè)預(yù)測類型。H.264的預(yù)測類型記載于例如專利文獻(xiàn)2中。

在動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)的壓縮編碼中，各幀的編碼順序可以是任意的。因此，在通過參照已再現(xiàn)畫面來生成預(yù)測信號(hào)的畫面間預(yù)測中，還具有針對(duì)編碼順序的3種方法。第1種方法是按照再現(xiàn)順序參照過去的已再現(xiàn)畫面來生成預(yù)測信號(hào)的前方向預(yù)測；第2種方法是按照再現(xiàn)順序參照未來的已再現(xiàn)畫面的后方向預(yù)測；第3種方法是同時(shí)進(jìn)行前方向預(yù)測和后方向預(yù)測，并對(duì)2個(gè)預(yù)測信號(hào)進(jìn)行平均化的雙方向預(yù)測。畫面間預(yù)測的種類記載于例如專利文獻(xiàn)3中。

專利文獻(xiàn)1：美國專利公報(bào)第6765964號(hào)

專利文獻(xiàn)2：美國專利公報(bào)第7003035號(hào)

專利文獻(xiàn)3：美國專利公報(bào)第6259739號(hào)

但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，通過復(fù)制包含由編碼引起的失真（例如量子化噪聲）的再現(xiàn)像素值來生成各像素的預(yù)測信號(hào)，因此預(yù)測信號(hào)也包含該失真。包含由編碼引起的失真的預(yù)測信號(hào)成為殘差信號(hào)的編碼量增加和再現(xiàn)圖質(zhì)劣化等使編碼效率下降的主要原因。