[发明专利]动态图像编码装置、动态图像解码装置、动态图像编码方法、动态图像解码方法、动态图像编码程序以及动态图像解码程序

说明书

技术领域

本发明涉及动态图像编码装置、动态图像解码装置、动态图像编码方法、动态图像解码方法、动态图像编码程序以及动态图像解码程序，特别是涉及预测编码和预测解码中的预测信号的生成。

背景技术

为了有效地进行动态图像数据的传送和存储，使用压缩编码技术。例如，作为以动态图像为对象的技术，广泛使用MPEG1、2、4和H.261～H.264的方式。在这样的动态图像编码技术中，通过使用在时间轴上相邻的相邻图像来生成成为编码对象的对象图像的预测信号并对对象图像与预测信号的差分进行编码，实现数据量的削减。将该方法称为帧间编码。

例如，在由H.264规定的编码方式中，将1帧的图像分割为由16×16像素构成的块的区域，以该块为单位对图像进行编码处理。在帧间编码方式中，通过参照已编码且已复原的其他帧来对成为编码对象的图像的对象块进行移动补偿预测，生成预测信号。然后，求出该对象块与该预测信号的差分，进行离散余弦转换和量化处理，生成编码数据。

此外，为了减少预测信号内包含的量化噪声等，或者预测新出现的图像信号，使用双向预测方式。在双向预测中，使对象块具有2个移动量，使用第1移动量，根据在时间上位于对象块之前的第1参照图像求出第1预测信号，使用第2移动量，根据在时间上位于对象块之后的第2参照图像求出第2预测信号，通过对第1和第2预测信号进行平均化来生成预测信号。并且，有时也根据在时间上靠前的2个参照图像分别求出第1和第2预测信号，之后通过它们的平均而生成预测信号。关于帧间编码的详情，例如在专利文献1和非专利文献1中作了记载。

专利文献1：美国专利公报第6259739号

非专利文献1：Iain E.G.Richardson，“H.264 and MPEG-4 Video Compression”，John Wiley & Sons，2003，pp.170-176，207-212。

然而，上述的预测信号生成方法具有如下的课题。即，存在这样的情况：在构成动态图像的图像中包含有构成图像的纹理(图案)随着时间而变化的图像。在这样的纹理信号中，按各像素表示细微移动，在帧与帧之间的相同位置的像素随着时间而变化。例如，存在与海波、烟尘、微风轻拂的花坛等。将这样的纹理称为“动态纹理”。另外，在上述的现有技术中，前提是成为编码对象的对象块与其前后的帧的像素几乎不改变。因此，在进行了移动补偿的预测信号类似于对象信号这一前提成立的情况下，可将差分信号抑制得低。即，实现利用了帧间信号相关性高的性质的数据压缩。

然而，在对象块的信号包含有动态纹理的情况下，即使从前后的帧预测，像素值也随着时间而变化，对象块的像素不类似于位于预测信号的相同位置的像素，因而差分信号增大。结果，存在压缩数据量增大的情况。具体地说，包含有动态纹理的动态图像的帧间相关性低，在现有技术中难以实现高的压缩率。特别是在以低的比特速率进行编码的情况下，难以传送数据量大的差分信号，因而具有这样的课题：在再现图像中的纹理信号几乎丢失。

发明内容

因此，本发明正是鉴于上述课题而完成的，本发明的目的是提供一种动态图像编码装置、动态图像解码装置、动态图像编码方法、动态图像解码方法、动态图像编码程序以及动态图像解码程序，通过生成适合于包含有动态纹理的动态图像的预测信号，可减少压缩后的动态图像的数据量。

为了解决上述课题，本发明的动态图像编码装置，其特征在于，动态图像编码装置具有：输入单元，其输入由多个图像构成的动态图像中的编码对象图像内包含的对象信号；预测信号生成单元，其生成针对对象信号的预测信号；差分生成单元，其生成对象信号与预测信号之间的差分即差分信号；编码单元，其使用预定方法对差分信号进行编码来生成编码差分信号；解码单元，其对编码差分信号进行解码来生成解码差分信号；加法单元，其将预测信号与解码差分信号相加来生成再现信号；存储单元，其存储再现信号，作为在生成预测信号时参照的参照图像；以及参照图像生成单元，其使用存储在存储单元内的已生成的参照图像即已有参照图像来求出观测矩阵，根据观测矩阵生成新的参照图像即新参照图像并将其存储在存储单元内，预测信号生成单元至少使用新参照图像来生成预测信号。