[发明专利]运动图像编码装置和运动图像编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有场间预测模式的运动图片编码装置和运动图片解码 装置。

背景技术

一般来说，运动图片数据的数据量都很大。因此，当运动图片数据 从发送装置传递到接收装置或者被存储在存储装置中时，要执行高效编 码。在这种情况下，“高效编码”是将特定数据串转换成另一数据串的编 码处理，并且被称为压缩数据量的方法。ISO/IEC MPEG-2/MPEG-4(以 下称为MPEG-2/MPEG-4)是一种代表性的运动图片编码方法。图1描述 了运动图片编码装置的概况。首先，移动矢量确定单元101利用输入图 片100和作为过去解码图片的参考图片104来生成移动矢量105。预测图 片生成单元102利用移动矢量105和参考图片104来生成预测图片103。 减法单元106以块(block)为单位生成预测图片103与输入图片100之 间的预测误差。然后，以块为单位生成的预测误差经正交变换单元107 和量化单元108压缩，并与移动矢量105一起被发送到熵编码单元109， 在那里生成位流。此外，量化单元108的输出通过逆量化单元110和逆 正交变换单元111放大(expand)该预测误差。播放预测图片103和经加 法单元112相加并编码的图片，并作为参考图片存储在参考图片存储单 元113中。当使用这种运动图片编码方法进行实时通信时，编码和解码 中需要实现低延迟。下面对MPEG-2的低延迟编码方法进行描述。 MPEG-2定义了三种图片，I、P和B。I图片是在不使用其他图片和预测 的编码图片的情况下仅通过图片自身内部的信息就能够恢复出图片的图 片。P图片是通过对在前向方向上的过去图片中执行的图片间 (inter-picture)预测所生成的预测误差进行编码而获得的图片。B图片是 通过对在双向方向上的过去图片和未来图片中执行的图片间预测所生成 的预测差进行编码而获得的图片。因为B图片使用未来图片进行预测， 所以用于预测的未来图片需要在该编码之前被编码。因此，以编码顺序 重排了这些图片。在这种情况下，获得低延迟的方法不使用B图片，以 减小重排这些图片的延迟。运动图片编码的处理单位是宏块(macro block)，即图片被分割成16×16个像素的块。

宏块有两种。一种是其中执行图片内部(intra-picture)编码的内部 宏块，另一种是其中执行图片间编码的图片间宏块。在这种情况下，用 于获得低延迟的方法使用了内部片，内部片将其中宏块水平排列的宏块 行(片)中的所有数据都编码为内部宏块。利用图2来描述内部片。图 片210a-210c中的每一个都被P图片编码。在这种情况下，通过一点一点 地移动(shift)宏块行的位置，从而将内部片从第O宏块行的内部片213a 应用于第N宏块行的内部片213b并应用于第N+1宏块行的内部片213c， 使该内部片以特定间隔在整个图片中巡回(circulate)。结果，可以在该 巡回之后对所有图片(219a，219b)进行刷新(refresh)，并且可以返回由 于传输误差而发生的误差并在传输途中解码视频流。此外，通过不使用I 图片可以使缓冲区的尺寸更小，从而可以减小缓冲区导致的延迟。然而， 在这种情况下，当属于P图片的内部片以外的片的宏块通过无限制地使 用矢量来执行移动补偿时，如果即使用内部片巡回了整个图片，在未用 内部片编码的未刷新区域中还是发生了误差，则在空间方向上发送该误 差。在最坏的情况下，该误差可能会保留在显示器中。利用图3来描述 常规技术的问题。图3的例子示出了参考图片311的包括编码误差的未 刷新区域320的情况。在这种情况下，在编码图片312中，编码目标块 317的移动矢量305表明了参考图片311的包括解码误差的未刷新区域 320。当利用该区域的像素来生成预测图片316时，包括该预测图片的图 片被用作如图1中示出的下一图片之后的参考图片。因此，解码误差被 传输到被内部片刷新过的区域319b。利用图4来描述此常规技术。为了 解决此问题，日本已审专利申请公报No.1994-101841(专利文献1)公开 了一种方法，所述方法通过仅在预定时间段对经过内部片编码的片提供 移动补偿禁止线并利用非零移动矢量来禁止移动补偿，从而不传输误差。 在常规技术中，在编码图片412内，属于被编码为参考图片411中的内 部片413a的区域的编码目标块417在编码图片412中仅允许零矢量 (0，0)，所述参考图片411是编码图片412之前的编码图片。因此，保证 了编码目标块417的预测图片416仅由包括参考图片411的内部片的像 素组成，并且不使用未刷新区域420的像素。这使得能够减小未刷新区 域的编码误差等的传输。