[发明专利]图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序及图像预测解码程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码 方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序及图像预测解码程序。

背景技术

为了更高效地进行静止图像数据和动态图像数据的传送和存储，一 直以来通过压缩编码技术对图像数据进行压缩。对于动态图像，广泛使 用MPEG1～4或H.261～H.264等方式作为这种压缩编码技术。

在这些编码方式中，将作为编码对象的图像数据分割成多个块之后， 进行编码处理以及解码处理。并且，在MPEG4或H.264等的方式中，为 了进一步提高编码效率，在对画面内的对象块进行编码时，使用与对象 块位于相同画面内的、邻接的已再现像素信号来生成预测信号。所谓已 再现像素信号是指从暂时压缩的图像数据中恢复的信号。并且，对从对 象块的像素信号中减去预测信号后的差分信号进行编码。

这里，在MPEG4中，对对象块的图像信号进行离散余弦变换后， 进行预测编码。即，对于对象块的直流成分以及第1行或者第1列的交 流成分的系数，将位于相应对象块的上方或左方的块的相同成分的系数 作为预测值，并对两者的差分进行编码。根据位于对象块的斜上方的块 与位于对象块的上方或左方的块之间的直流成分梯度大小来决定该预测 值。在下述专利文献1中记载有这样的画面内预测方法。

另一方面，在H.264中，采用了在预定的方向上对与对象块邻接的 已再现像素值进行外插而生成预测信号的方法。该像素区域中的画面内 预测信号生成具有能够对图像的细节进行预测的优点。图39（a）是用于 说明H.264所使用的画面内预测方法的示意图，图39（b）示出了H.264 的画面内预测方法中的像素信号的引伸方向。在图39（a）中，块1901 是对象块，块1902～1904是邻接的块，并且是包含之前的处理中已再现 的像素信号的块。在这里，使用与块1901（即对象块）的边界邻接的已 再现像素群1905，来在图39（b）所示的9个方向上生成预测信号。例 如，在方向“0”的情况下，向下引伸位于块1901的正上方的邻接像素而 生成预测信号，在方向“1”的情况下，向右引伸位于块1901的左方的已 再现像素而生成预测信号，在方向“2”的情况下，生成像素群1905的全 体像素值的平均值作为预测信号。例如，在下述非专利文献1中记载有 生成预测信号时的更具体的方法。在H.264中，计算这样生成的9个预 测信号各自与对象块的像素信号之间的差分，将差分值最小的预测信号 的生成方法作为最优的预测方法（或称为模式）。

在传送或存储图像数据时，为了恢复图像数据，需要向发送侧发送 表示这样决定的最优预测方法的识别信息。参照针对块1902和块1903 两个块而决定的预测方法来对该识别信息进行编码。即，将块1902的预 测方法的识别信息与块1903的预测方法的识别信息进行比较，将值较小 的识别信息决定为参照模式信息。并且，根据该参照模式信息，相对地 对与对象块1901的最优预测方法有关的识别信息进行编码。

此外，为了更高效地对与最优预测方法有关的识别信息进行编码， 在专利文献2中，公开了下述方法，即：针对与对象块邻接的邻接区域， 通过与H.264相同的外插方法生成预测信号后，决定参照模式信息。这 里，使用与邻接区域相连但与对象块不相连的像素群进行外插处理。图 40是用于说明专利文献2所用的方法的示意图。在对与对象块2001的最 优预测方法有关的识别信息进行编码时，首先决定与对象区域2001邻接 的邻接区域2005的最优预测方法。具体而言，使用与邻接区域2005邻 接的像素群2006，通过与H.264相同的9个外插方法，生成针对邻接区 域2005的多个预测信号，并从该多个预测信号中决定与邻接区域2005 的像素相关度最高的预测信号，将用于生成该预测信号的外插方法作为 参照模式信息。这样，使用与对象块不直接相连的像素群来决定参照模 式信息。

专利文献1：美国专利公报第6148109号

专利文献2：日本特开2007-116351号公报

非专利文献1：Iain E.G Richardson,“H.264and MPEG-4video  compression”,Wiley2003，第77-183页.