[发明专利]图像信息编码设备和编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种当经由网络介质(诸如卫星广播、有线电视、互联 网、或移动电话)接收或者在存储介质(诸如光盘或磁盘、或者闪存) 上处理在MPEG、H.26x等情况下利用诸如离散余弦变换或者卡洛 (Karhunen-Loeve)变换的正交变换以及利用运动补偿进行压缩的图 像信息(比特流)时使用的图像信息编码设备和编码方法。日本专利申 请No.2007-050778是于2007年2月28日在日本提交的专利申请，并 且将日本专利申请No.2007-050778视为基础申请，本申请是要求日本 专利申请No.2007-050778的优先权的申请，通过引用将该日本专利申 请纳入本申请中。

背景技术

近年来，将图像信息作为数字数据对待的设备已经在由广播站进行 的信息散布以及由普通家庭进行的信息接收中得到普及，所述装置在这 种情况下旨在高效地发送和存储信息，并且符合用于通过利用图像信息 特有的冗余利用诸如离散余弦变换的正交变换以及利用运动补偿对图像 信息进行压缩的方案(诸如MPEG)。

具体地讲，定义为通用图像编码方案的MPEG2(ISO/IEC 13818- 2)是一种覆盖隔行扫描图像和逐行扫描图像以及标准分辨率图像和高 清晰度图像的标准，并且当前广泛用于包括专业应用和消费者应用的各 种应用。利用MPEG2压缩方案，例如，在720×480像素的标准分辨 率隔行扫描图像的情况下，分配4Mbps到8Mbps的编码速率(比特 率)，而在1920×1088像素的高分辨率隔行扫描图像的情况下，分配 18Mbps到22Mbps的编码速率，由此能够实现高压缩率和良好的图像 质量。

MPEG2主要用于适合用于广播的高图像质量编码，但是与实现低 于在MPEG1中确定的编码速率的编码速率(比特率)即更高压缩率的 编码方案不兼容。人们认为，随着移动终端的普及，今后对于这种编码 方案的需要将增加，并且针对这种增加的需要而对MPEG4编码方案进 行标准化。关于图像编码方案，在1998年12月，这种方案的规范被批 准为ISO/IEC 14496-2国际标准。

此外，近年来，原先旨在对用于远程电信会议的图像进行编码的称 作H.26L的标准(ITU-T Q6/16VCEG)的标准化已在进行之中。人们 知道，尽管与诸如MPEG2或MPEG4的传统编码方案相比，H.26L需 要更大量计算以对图像进行编码和解码，但是利用H.26L实现了更高的 编码效率。此外，在当前，作为MPEG4活动的一部分，通过加入在 H.26L中不支持的功能，作为基于H.26L的增强压缩视频编码的联合模 型，已执行了实现更高编码效率的标准化。关于标准化的计划，在2003 年3月建立了称作H.264和MPEG-4Part 10(Advanced Video Coding (先进视频编码))的国际标准。

图13是示出了输出基于AVC标准的图像压缩信息的图像信息编码 设备100的示意性结构的框图。

图像信息编码设备100包括A/D转换器单元101、画面重新布置缓 冲器102、加法器103、正交变换单元104、量化单元105、无损编码单 元106、存储缓冲器107、逆量化单元108、正交逆变换单元109、去块 滤波器110、帧存储器111、帧内预测单元112、运动预测/补偿单元 113、速率控制单元114等。

在图13所示的图像信息编码设备100中，A/D转换器单元101将 输入的图像信号转换成数字信号，并且将该数字信号提供给画面重新布 置缓冲器102。然后，画面重新布置缓冲器102根据要从图像信息编码 设备100输出的图像压缩信息的图像群(GOP：Group of Pictures)结 构执行帧重新布置。

这里，对于要在其上执行帧内编码(即利用单个帧的编码)的图像 信息，关于输入的图像信息与由帧内预测单元112产生的像素值之间的 差的差信息被输入到正交变换单元104。然后，正交变换单元104对该 差信息执行诸如离散余弦变换或者卡洛变换的正交变换。正交变换单元 104将通过正交变换获得的变换系数提供给量化单元105。

量化单元105对从正交变换单元104提供的变换系数执行量化处 理，并且将量化后的变换系数提供给无损编码单元106。