[发明专利]画面编码装置和画面解码装置

说明书

分案说明 

本申请是2005年6月1日提交的、国际申请号为PCT/JP2005/010441的PCT国际申请，2006年12月4日进入中国国家阶段、国家申请号为200580018143.4的中国专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种在逐画面的基础上对运动画面进行编码编码装置，和对由画面编码装置编码的编码运动画面进行解码的画面解码装置，特别是，涉及对应于诸如高速播放(可变速播放)之类的特技播放的画面编码装置和画面解码装置。 

背景技术

在将声音、画面以及其它像素值综合处理的多媒体时代，具体地讲，近来，象报纸、杂志、电视、无线电和电话之类的通过其将信息传递给人们的现有信息媒体已经被包括在多媒体的范围内。一般地讲，多媒体是指一种不仅将字符，而且也将图形、声音、特别是图像相关联一起显现的事物，但是为了将上述现有信息媒体包括在多媒体的范围内，需要以数字形式显现这些信息。 

但是，如果按数字信息量估计由上面提到的每种信息媒体携带的信息量，虽然在文本的情况下1个字符的信息量是1至2字节，而每秒声音所需的信息量是64千字节(电话语音质量)，每秒运动画面(当前电视接收质量)需要的信息量则在100兆字节以上。因此，要信息媒体以数字形式处理如此大的信息量是不现实的。例如，虽然视频电话已经通过提供64Kbit/s至1.5Mbit/s的传输速度的综合业务数字网(ISDN)而投入实际应 用，但是，不能直接通过ISDN传输电视上的图像和由摄像机拍摄的图像。 

因此，需要信息压缩技术，例如，在视频电话的情况下，将国际电信同盟-电信标准化部(ITU-T)国际标准化的H.261和H.263用于运动画面压缩技术。此外，利用MPEG-1标准的信息压缩技术，也使得能够将视频信息与声音信息一同存储在一张普通音乐CD(光盘)中。 

在这里，运动画面专家组(MPEG)是由国际标准化组织/国际工程协会(ISO/IEC：International Standardization Organization/InternationEngineering Consortium)标准化的、用于运动画面信号压缩的国际标准。MPEG-1是一种将运动画面信号压缩到1.5Mbps，换句话说，将电视信号压缩到大约百分之一的标准。此外，由于MPEG-1标准范围内的目标画面质量限于能够由大约1.5Mbps的传输速度实现的中等程度的质量，因此，使用为满足进一步改善画面质量的要求而标准化的MPEG-2来实现电视广播质量，MPEG-2将运动画面信号压缩到2至15Mbps。此外，当前，促进MPEG-1和MPEG-2标准化的工作组(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)已经提出了标准化的MPEG-4，MPEG-4具有超过MPEG-1和MPEG-2的压缩率，能够在按对象的基础上进行编码，解码和操作，把实现了多媒体时代所需的新功能。MPEG-4的最初目的是要标准化低比特率的编码方法。但是，当前，其目标已经扩展到进一步包括用于隔行扫描画面的高比特率编码的更通用的编码方法的标准化。此后，ISO/IEC和ITU-T共同标准化了作为具有更高压缩率的下一代画面编码方法的MPEG-4高级视频编码(AVC)。预期用于与下一代光盘有关的装置或与对蜂窝电话终端有关的广播。 

一般地讲，在运动画面的编码过程中，通过减少时间和空间方向的冗余来压缩信息量。因此，在目的在于减少时间冗余的画面间预测编码中，通过参考在前或随后画面，在一块接一块的基础上执行运动估算和预测画面产生，并且对得到的预测画面和要编码的画面之间的差值进行编码。在此，“画面(Picture)”表示一屏：在逐行画面中，它代表一帧；在隔行画面中，它代表一帧或一场。这里，所述的“隔行画面”表示其帧由时间彼此不同的两个场构成的画面。在隔行画面的编码和解码中，可以将一帧作 为一帧来处理，将一帧作为两个场来处理，或在帧中在逐块的基础上将帧结构来处理或作为场结构来处理。