[发明专利]图像编码装置和图像解码装置

说明书

本申请是申请号为97190732.3，申请日为1997年5月15日，发明名称为“图像编码装置，图像解码装置，图像编码方法，图像解码方法，图像编码程序存储媒体和图像解码程序存储媒体”的分案申请。

本发明涉及图像编码装置，图像解码装置，图像编码方法，图像解码方法，图像编码程序存储媒体和图像解码程序存储媒体。

图像的编码有很长的历史，已确立了ITU-TH·261，ITU-TH263，ISO MPEG1/2等优秀的标准化方案。将图像编码方法作大致的区分包括使用正交变换的编码方法，和使用预测函数对预测误差进行编码的预测编码方法。

利用正交变换进行编码的方法计算复杂，是在只有得到较少位的编码信号时也可以得到比预测编码方法更好的图像质量的编码。JPEG，MPEG等利用正交变换的一般的编码方法中，使用了DCT(离散余弦变换)。使用DCT可以用少的位数进行编码是人所共知的，但因需要进行高精度的位乘法，计算复杂并具有不能进行可逆的编码的问题。因此在要求可逆性的领域不能使用DCT方法。

而预测编码，计算简单，且具有可以进行可逆编码的特征。具有可逆性的图像编码方法有著名的传真中使用的MMR(改进的相对地址编码的改进码)方法，它被CCITT ec.T6作为“第四类传真设备用的传真编码方案和编码控制函数。”加以使用，是对在完成编码的当前扫描线的像素值的变化点和未经编码的扫描线的像素值的变化点在水平方向的差分值进行可变长度编码的方法。而且对MMR作进一步改进的MMMR(改进的MMR)被作为MPEG4的评价模型加以应用(ISO/IEC JTC/SC29/WG11 N1277，1996年7月)。

另一方面，将图像信号按每一个物体进行分离，将分离后的物体的形状作为任意形状的图像信号加以应用，可以以物体为单位对图像进行操作和合成使得可高效率地进行信号传输。而且在使用的位数受限制的场合，由于应用这种信息，可以选择重要的物体进行优先的传输和记录。但是现有的技术中没有考虑对具有任意的形状的物体进行编码。在ISO MPEG 4中对具有任意形状的图像信号的编码进一步加以标准化。在MPEG 4中作成了现在被称为VM3.0(记录在ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N1277中)的评价模型，它是目前所知的可以对具有任意形状的图像信号进行编码的唯一的图像编码方法。

任意形状的图像信号，一般是由表示物体形状的形状信息，物体内部各像素的值的像素值信息(彩色信息)所构成的。而且，作为形状信息，各像素的值为具有有效的(在形状内部)和无效的(在形状外部)二值形状信息；和与其他图像合成时包含各像素的比率(物体将背景遮盖的比率)可以作为透射度信息加以利用。而且，在透射度仅为0％和100％的两种情况时形状信息和透射度信息就是一致的，这样就可在用二值形状信息和像素信息二者对任意形状的图像信号加以表示。    

在53图中对此类信息进行了说明。在图53(a)中将鱼的图像和其他图像合成时，该图像的各像素以何种比率进行合成即是其透射度的信息。图53(b)中表示图53(a)中以虚线表示的水平扫描线方向的透射图信息的值。鱼的外部完全透射。这里，因方便地用透射度0定义完全透射，鱼的外部透射度的值为0，这样鱼的内部透射度即为非0的值。

这里，将透射度分为0和非0两种，将透射度信息进行二值化得到图53(c)。在图53(c)中对具有非0的透射度的像素需要进行像系信息的编码，而对透射度为0的像素则不需要，作为像素值信息的编码，二值化的透射度信息是非常重要的。另一方面，在图53(d)中所示的不能以二值信息表现的透射度信息的成分为称作灰度的多值信息，这种以多值信息表现的形状信息要进行与像素值信息同样的波形编码。

在图像编码时，有分别使用根据空间的相关性的画面(祯)内编码方式，和根据时间相关性的画面(祯)间编码方式；和二者并用的方式。这里进行画面间编码时可以检测出相邻画面的运动，对该运动进行运动补偿。一般采用运动矢量来进行运动补偿。在上述的VM3.0中以块为单元对画面内编码和画面间编码适当地转换，进行和MP EG1/2同样的运动补偿，可以提高编码的效率。

如上所述，在对形状信息和像素值信息构成的图像编码时，对于图像合成时使用的形状信息，利用像素值信息的运动矢量对形状信息进行运动补偿编码，较之将形状信息直接编码，可以提高编码效率，ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N1260，1996年3月对其作了报告。