[发明专利]图像编码方法、图像编码装置以及摄像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在图像编码中，为了提高编码效率、进行高速处理、改善画质劣化，而根据图像的状态，对多个正交变换尺寸(例如4×4像素单位和8×8像素单位)进行适当的切换，来对运动图像进行编码的技术。

背景技术

本申请在此将2008年10月27日申请的日本专利申请2008-275345号的包括说明书、附图、权利要求书在内的全部内容作为参考纳入到本说明书中。

作为对运动图像数据进行编码的标准技术，具有国际标准化组织和国际电工委员会第一联合技术委员会(ISO/IEC JTC1)的运动图像专家组(MPEG，Moving Picture Experts Group)制定出的MPEG-4第十部分：高级视频编码(MPEG-4 Part10：Advanced Video Coding，略称为MPEG-4 AVC)。在该MPEG-4 AVC中，能够选择4×4像素单位和8×8像素单位的正交变换尺寸作为正交变换的块尺寸。4×4像素单位的正交变换被认为是量化所产生噪声的影响范围较窄的正交变换。另外，8×8像素单位的正交变换被认为是易于对复杂纹理中的凹凸不平进行再现但噪声的影响范围较广的正交变换。通过根据图像的状态，按照处理块单位选择正交变换尺寸并进行正交变换，能够提高编码效率、改善由图像编码引起的画质劣化。

在专利文献1中，公开了如下方法：通过对正交变换尺寸进行切换，从而改善包含字幕等文字图像的块图像的画质。在包含文字图像的块图像中，由于像素值的变化包含许多陡峭的边缘，因此容易产生由图像编码引起的蚊式噪声。在专利文献1中，针对包含文字图像的块图像，通过选择4×4像素单位的正交变换来减小蚊式噪声扩散的区域，通过使蚊式噪声在视觉上难以识别，从而改善画质。然而，在专利文献1中，仅提及使用边缘检测等作为正交变换尺寸选择方法，而没有记载关于选择方法的详细的实施例。

在专利文献2中，公开了一种基于边缘检测的正交变换尺寸选择方法。图10示出专利文献2中的正交变换尺寸选择方法的流程。该正交变换尺寸选择方法包括：边缘检测步骤S91，对处理对象块的边缘进行检测；边缘判定步骤S92，根据该检测结果，对在处理对象块中是否存在边缘进行判定；4×4正交变换选择步骤S93，当判定为存在边缘时，选择4×4像素单位的正交变换；8×8正交变换选择步骤S94，当判定为不存在边缘时，选择8×8像素单位的正交变换。

图11示出在把专利文献2中的正交变换尺寸选择方法应用到包含字幕等文字图像的图像时，选择4×4像素单位的正交变换的块图像。可见，针对包含位于图像下部的文字图像的块图像，选择了4×4正交变换(用粗实线围成四方形的区域)。

然而，专利文献2中存在如下不良状况：对于选择了4×4正交变换的块图像，特别是当处理对象的块图像处于进行帧内预测的帧内预测模式下时，编码量会大幅增加。作为选择4×4正交变换的块的编码量增加的理由，可举出如下情况，即：进行帧内预测的块尺寸根据正交变换尺寸而不同。详细内容如下。

在正交变换尺寸为8×8像素单位时，帧内预测方式适用8×8像素单位的帧内预测方式，与此相对，在正交变换尺寸为4×4像素单位时，帧内预测方式适用4×4像素单位的帧内预测方式或16×16像素单位的帧内预测方式。

在8×8像素单位的帧内预测方式中，在16×16像素的宏块内，按照4个8×8像素的块单位进行帧内预测，对4个中的每一个的帧内预测模式进行编码，并存储到图像编码后的输出码流的宏块头区域中。

与此相对，在4×4像素单位的帧内预测方式中，在16×16像素的宏块内，按照16个4×4像素的块单位进行帧内预测，对16个中的每一个的帧内预测模式进行编码，并存储到图像编码后的输出码流的宏块头中。因此，宏块头中存储的帧内预测模式的数量增多，与8×8像素单位的帧内预测方式相比，编码量大幅增加。

专利文献1：日本特开2008-4983号

专利文献2：日本特开2007-110568号

在现有的正交变换尺寸选择方式中，如图11所示存在如下问题：由于不仅针对文字图像选择4×4正交变换尺寸，而且针对包含边缘较多的树木的枝叶等的块图像也选择4×4正交变换尺寸，因此选择4×4正交变换尺寸的块数增多，编码量增大。

因此，考虑将选择4×4正交变换尺寸的块数减少。可以对边缘检测或者边缘判定时的阈值进行调整，使4×4正交变换尺寸难以被选择。然而，此时如图12所示存在如下问题：对于包含希望不使因蚊式噪声而产生的画质劣化显著的文字图像的块图像，4×4正交变换尺寸将不被选择(从“ABCDE”的部分开始，四方形的粗实线消失，变为8×8正交变换尺寸)。