[发明专利]图像编码方法

说明书

本申请是申请日为2003年12月9日、申请号为200380108921.X、名称为“图像编码方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对图像进行编码的图像编码方法。

背景技术

近些年来，迎来了对声音、图像及其他象素值综合处理的多媒体时代，将传统的信息媒体，即报纸、杂志、电视、广播、电话等信息向人传达的方法都可以作为多媒体的对象。

一般来说，所谓多媒体不仅只是文字，而且是将图形、声音、特别是图像等同时相关联进行表示，但是在将上述现有的信息媒体作为多媒体对象时，必须的条件是将该信息以数字形式表示。

然而，当将上述各信息媒体持有的信息量以数字信息量估计观察，字符的情况下每1字符的信息量为1～2字节，与此相比，声音的情况下每1秒钟需要64Kbits(电话质量)，而动态图像的情况下每1秒钟需要100Mbits(现行电视接收质量)以上的信息量，将上述信息媒体的庞大信息用数字形式原样处理是不现实的，例如，电视电话通过具有64Kbits/s～1.5Mbits/s传输速度的综合业务数字网(ISDN：Integrated Services Digital Network)已经实用化了，但是不可能将电视/摄像机的影像原样通过ISDN传输。

为此需要信息的压缩技术，例如电视电话的情况下，采用了ITU-T(国际电气通信联盟电气通信标准化部门)推荐的H.261及H.263标准的动态图像压缩技术。另外，当用MPEG-1标准的信息压缩技术时，也可以在通常的音乐用的CD(光盘)上加入声音信息并且加入图像信息。

此处，MPEG(Moving Picture Experts Group：运动图像专家组)是由ISO/IEC(国际标准化机构国际电气标准会议)进行标准化的动态图像信号压缩的国际标准，MPEG-1是将动态图像信号压缩到1.5Mbps，即将电视信号的信息压缩到约100分之1的标准。在MPEG-1标准中，作为对象的质量为，在传输速度主要为1.5Mbps下可实现的程度的中等程度的质量，在应满足更高质量要求而标准化的MPEG-2中，以2～15Mbps对动态图像信号实现TV广播质量。现状是通过MPEG-1、MPEG-2和推进标准化的工作组(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)，对达到了超过MPEG-1、MPEG-2的压缩率，再以物体单位(物体単位)可以进行编码/解码/操作，实现多媒体时代所需要的新功能的MPEG-4进行了标准化。MPEG-4当初是以低比特率的编码方法的标准化为目标进行的，但是现在扩充到也包括隔行扫描的高比特率的更为通用的编码。进而，现在ISO/IEC和ITU-T正在共同进行更高压缩率的下一代图像编码方式的MPEG-4AVC及ITU H.264的标准化活动。2002年8月的时候，发布了被称为委员会草案(CD：committee draft)的下一代图像编码方式。

一般来说动态图像的编码，通过削减时间方向及空间方向的冗余性进行信息量的压缩。为此以时间冗余性削减为目的的帧间预测编码，是参照前方或后方的图像，以块为单位进行运动检测及生成预测图像，对所得到的预测图像和编码对象图像间的差值进行编码。此处图像(picture)是表示一个帧的用语，在逐行扫描图像中意味着帧，而在隔行扫描图像中表示帧或场。此处隔行扫描图像是1个帧由时刻不同的2个场构成的图像。在隔行扫描图像的编码及解码处理中，可以对1个帧原样进行帧处理、按2个场处理、以及按帧内的每个块以帧结构或场结构进行处理。

将不具有参照图像而在帧内进行预测编码的称为I图像(I-picture)。将只参照一个图像在帧间进行预测编码的称为P图像(P-picture)。而将可以同时参照2个图像在帧间进行预测编码的称为B图像(B-picture)。B图像的显示时间可以从前方或后方以任意组合参照2个图像。参照图像可以按每个作为编码及解码基本单位的块进行指定，但是在进行编码的比特流中，区分为在前描述的参照图像作为第1参照图像，而在后描述的参照图像作为第2参照图像。但是，作为对这些图像进行编码及解码时的条件，必须是参照的图像已经被编码及解码。