[发明专利]图像处理设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理设备和方法，更具体地，涉及当适应性内插滤波器用于图像压缩编码处理中的运动补偿时可以降低处理量的图像处理设备和方法。

背景技术

通常地，作为用于压缩编码运动图像的技术，使用正交变换(诸如离散余弦变换)和运动补偿的MPEG、H.26x等是公知的。

MPEG2被定义为通用图像编码方法。作为可以支持隔行(interlaced)扫描图像以及逐行(progressive)扫描图像并且支持标准清晰度图像和高清晰度图像以及标准规定的技术，MPEG2现在广泛用于专业使用和消费者使用的大范围应用。

通过使用MPEG2，4至8Mbps的编码量(比特速率)应用于例如具有720×480像素的标准清晰度的隔行扫描图像，并且18至22Mbps的编码量(比特速率)应用于例如具有1920×1088的高清晰度的隔行扫描图像，因此使得可以实现高压缩率和好的图像质量。

另一方面，H.26x最初作为用于视频会议的图像编码技术开发。例如，H26L比MPEG2或MPEG4需要更大量的计算用于执行编码和解码。然而，公知H.26L获得更高的编码效率。

同样，作为MPEG4中的活动的一部分，基于H.26L并且还通过并入H.26L不支撑的功能来执行用于实现更高编码效率的技术的标准化。这样的技术被标准化为H.264或MPEG-4(部分10)(高级视频编码)。该标准化以下被称为“AVC标准”。

图1示出了图像编码设备的配置示例，该图像编码设备基于AVC标准对输入运动图像执行压缩编码并且输出作为压缩编码的结果而获得的图像压缩信息(已编码信号)。

图像压缩设备10包括模拟-数字转换器(A/D)11、图像重排(rearrangement)缓冲器12、加法器13、正交变换器14、量化单元15、无损编码器16、存储缓冲器17和速率控制器25。图像压缩设备10还包括反量化单元18、反正交变换器19、加法器20、解组块滤波器21、帧存储器22、内预测(intra-prediction)单元23和运动预测/补偿单元24。

在图像压缩设备10中，作为编码目标输入的运动图像(以下被称为“输入图像”)由A/D 11转换为数字信号，并且被输入到图像重排缓冲器12。在图像重排缓冲器12中，画面的顺序按照当输出图像时所使用的GOP(Group of Pictures：画面组)结构重排，并且产生的图像提供到后续块。

如果对从图像重排缓冲器12输出的图像进行内编码(intra-coding)，则编码目标图像的像素值和在内预测单元23中经过内预测的预测图像的像素值提供到加法器13，并且计算在这些像素值之间的差值并输出到正交变换器14。

在正交变换器14中，来自加法器13的输出经历正交变换(离散余弦变换、Karhunen-Loeve变换等)，并且作为正交变换结果获得的变换系数由量化单元15量化。注意，在量化单元15中使用的量化速率由速率控制器25根据存储缓冲器17的存储容量控制。已量化的变换系数提供到无损编码器16和反量化单元18。

在无损编码器16中，已量化的变换系数经历无损编码(可变长度编码、算术编码等)，并且结果存储在存储缓冲器17中并且然后作为图像压缩信息输出到后续的块。

同时，在反量化单元18中，已量化的变换系数经历反量化(该反量化对应于由量化单元15执行的量化)，并且输出到反正交变换器19。在反正交变换器19中，对作为反量化结果获得的变换系数进行反正交变换，该反正交变换对应于由正交变换器14执行的正交量化，结果输出到加法器20。

在加法器20中，将反正交变换结果和编码目标图像相加，从而产生已解码图像，该已解码图像是通过对编码目标图像进行编码并解码而获得的。解组块(deblocking)滤波器21从产生的已解码图像中移除组块失真(blocking distortions)，并且然后将产生的图像存储在帧存储器22中。

在内预测单元23中，指示内预测模式应用于编码目标图像的每个宏块的信息输出到无损编码器16。该指示内预测模式的信息作为在图像压缩信息的头部中描述的信息的一部分由无损编码器16编码。