[发明专利]图像编码方法及图像编码装置

说明书

本发明申请是本申请人于2003年2月26日提交的，申请号为 03805346.2，发明名称为“动态图像编码方法及动态图像解码方法” 的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种图像编码方法及图像编码装置，尤其涉及对处理 对象帧实施将处理完的帧作为参照帧的帧间预测编码处理及帧间预 测编码处理的方法。

背景技术

在动态图像编码处理中，通常利用动态图像具有的空间方向和时 间方向的冗余性来压缩信息量。这里，通常使用向频域的变换来作为 使用空间方向的冗余性的方法，使用帧(图象)间预测编码处理来作 为使用时间方向冗余性的方法。在帧间预测编码处理中，当编码某个 帧时，将相对编码处理对象的编码对象帧按显示时间顺序处于之前或 之后的编码处理完的帧作为对应于编码对象帧的参照帧。另外检测编 码对象帧相对该参照帧的运动量，并根据该运动量进行运动补偿处 理，通过将运动补偿处理后得到的图像数据与编码对象帧的图像数据 的差分，去除时间方向的冗余性。并通过对该差分值去除空间方向的 冗余性，压缩相对编码对象帧的信息量。

在当前标准中称为H.264的动态图像编码方式下，不进行帧间预测 编码处理，即将进行帧内编码处理的帧称为I帧(图像)。另外，将参 照按显示时间顺序处于编码对象帧之前或之后的已处理完的1个帧、并 进行帧间预测编码的帧称为P帧，将参照按显示时间顺序处于编码对象 帧之前或之后的已处理完的两个帧、并进行帧间预测编码的帧称为B 帧(例如参照ISO/IEC 14496-2[Information technology-Coding of audio-visualobjects-Part2：Visual]pp.218-219)。

图1(a)是表示上述动态图像编码方式中各帧与对应的参照帧之 间的关系图，图1(b)是表示编码生成的码列顺序的图。

帧I1是I帧，帧P5、P9、P13是P帧，帧B2、B3、B4、B6、 B7、B8、B10、B11、B12是B帧。即，P帧P5、P9、P13如箭头所 示，分别将I帧I1、P帧P5、P帧P9用作参照帧，实施帧间预测编 码。

另外，B帧B2、B3、B4分别如箭头所示，将I帧I1及P帧P5 用作参照帧，实施帧间预测编码，B帧B6、B7、B8分别如箭头所示， 将P帧P5及P帧B9用作参照帧，实施帧间预测编码，B帧B10、 B11、B12分别如箭头所示，将P帧P9及P帧P13用作参照帧，实 施帧间预测编码。

在以上编码时，用作参照帧的帧先于参照该帧的帧进行编码。因 此，通过上述编码生成的码列变为图1(b)所示的帧顺序。

然而，在H.264的动态图像编码方式下，可对B帧的编码选择称 为直接模式(direct mode)的编码模式。用图2来说明直接模式中的帧 间预测方法。图2是表示直接模式下的运动矢量的说明图，表示用直 接模式来编码帧B6的块a的情况。此时，使用被用于将作为位于帧 B6之后的参照帧的帧P9中、处于与块a相同位置上的块b进行了编 码时的运动矢量c。运动矢量c是编码块b时使用的运动矢量，并参 照帧P5。块a使用与运动矢量c平行的运动矢量，根据作为前向参 照帧的帧P5与作为后向参照帧的帧P9，取得参照块(ブロツク)， 并进行双向预测来编码。即用于编码块a时的运动矢量对于帧P5变 为运动矢量d，对于帧P9变为运动矢量e。

但是，如上所述，在对B帧实施参照I帧或P帧的帧间预测编码 处理时，有时编码对象帧与参照帧间的时间距离变长，在这种情况下， 导致编码效率低。尤其在B帧的插入个数、即相邻的I帧与P帧之间、 或位于最近位置的两个P帧之间配置的B帧的数量变多时，编码效 率明显降低。

因此，为了解决上述问题而提出本发明，其目的在于提供一种动 态图像编码方法和动态图像解码方法，即使在插入I帧与P帧之间、 或插入P帧之间的B帧个数变多的情况下，也能避免B帧的编码效 率恶化。另外，其目的在于提供一种动态图像编码方法和动态图像解 码方法，可使直接模式下的编码效率提高。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采取一下技术方案：