[发明专利]图像编码方法以及图像解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及：以更佳的编码效率来对图像以及视频数据进行压缩编码 的图像编码方法；将压缩编码后的图像以及视频数据复原的图像解码方法； 对应的图像编码装置以及图像解码装置。

背景技术

包含通过互联网的视频会议、数字视频广播以及用于视频内容的流播 放(streaming)的、例如用于视频点播类型的服务的应用程序的数量越来越 增加，这些应用程序依赖于视频信息的发送。在视频数据被发送或被记录 时，大量数据通过带宽有限的以往的传输路被发送，或者，大量数据被记 忆在数据容量有限的以往的存储介质中。为了向以往的传输通道以及存储 介质发送以及记忆视频信息，而必要压缩或减少数字数据量。

于是，为了视频数据的压缩，而开发了多个视频编码标准。这些视频 编码标准是，例如，以H.26x来示出的ITU(国际电信联盟)-T标准，以 及以MPEG(运动图像专家组)-x来示出的ISO/IEC(国际标准化组织/ 国际电工委员会)标准。目前，最新且最先进的视频编码标准是，以H.264 /MPEG-4 AVC来示出的标准(参见非专利文献1)。

成为几乎所有的这些标准的基础的编码方法，基于包含以以下的(a)～ (d)来示出的主要阶段的预测编码。

(a)为了以块级来对各个视频帧进行数据压缩，而将视频帧分割为像素 的块。

(b)通过根据预先编码后的视频数据预测各个块，从而确定时间以及空 间冗余度。

(c)通过从视频数据减去预测数据，从而去除确定了的冗余度。

(d)通过进行傅立叶变换、量化以及熵编码，从而压缩剩余的数据。

在当前的视频编码标准中，用于预测各个宏块的预测模式不同。大部 分的视频编码标准，为了根据已经编码以及解码的帧预测视频数据，而利 用运动检测以及运动补偿(帧间预测)。或者，也可以对相同帧的相邻的块进 行外插来得到块数据(帧内预测)。H.264/AVC标准，例如，对用于进行外 插的参考像素、或对像素被进行外插的方向，定义不同的几种帧内预测模 式。

图1A以及图1B是示出按照H.264/AVC标准来规定的帧内预测模 式的图。如图1A示出，通过对位于被预测的对象块10的上方和左方的13 个参考像素20进行外插，从而预测4×4像素的对象块10。通过进行该预 测，从而生成与对象块10相对应的预测块。此时，为了执行外插，图1B 所示的可取的八个外插方向(帧内预测方向)之中的一个被选择。或者，也可 以直流预测模式被选择。在直流预测模式中，为了预测对象块10而利用参 考像素的平均值。

在帧内预测中，为了减少存在于自然图像中的空间冗余度，而执行4 ×4、8×8或16×16像素的尺寸的子块的空间预测。为了预测对象块的像 素值，而利用已被编码的周边块的像素值(参考像素的像素值)。根据预先定 义的预测模式，对这些参考像素进行外插。在H.264/AVC标准中，为了 4×4以及了8×8尺寸的子块而存在九个预测模式，为了16×16像素尺寸 的宏块而存在四个预测模式。

针对比8×8像素小的子块，九个预测模式由适于预测方向性构造的八 个预测方向(参见图1B)、和所谓直流预测模式构成。在直流预测模式中， 以作为周边参考像素的平均值的单一值来，预测对象块的所有的像素。在 方向模式中，参考像素沿着对应的方向被重复。例如，在垂直模式的情况 下，紧靠对象块的上方的行的参考像素在垂直方向被重复(被进行外插)。另 一方面，在水平模式的情况下，紧靠对象块的左方的列的像素在水平方向 被重复(被进行外插)。剩余的模式是，同样派生出的斜方向模式。

非专利文献1：ISO/IEC 14496-10“MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding”

但是，在以往的技术中存在的问题是，在对象块中包含锐利的直线的 边缘、且不能生成适当的预测块的情况下，代码量增多、或在编码图像内 产生失真。具体而言，存在以下的问题。

以往的预先定义的帧内预测方向有限。也就是，帧内预测方向被限制 为图1B示出的八个方向。因此，在所述以往的技术中，只能执行基于八 个方向之中的任一个方向的帧内预测。