[发明专利]图像编码装置及方法、图像解码装置及方法以及记录方法

说明书

本发明申请是本申请人于2003年8月28日提交的申请号为03802728.3、发 明名称为“动态补偿方法、图像编码方法及图像解码方法”的发明专利申 请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使用了动态矢量的动态补偿方法、使用了该动态补偿的图 像编码方法和图像解码方法。

背景技术

近年来，随着多媒体应用的发展，一般统一处理图像、声音、文本等 所有的媒体信息。此时，可通过对所有媒体进行数字化来统一处理媒体。 但是，因为数字化的图像具有庞大的数据量，所以为了存储、传送，图像 的信息压缩技术是不可缺少的。另一方面，为了相互运用压缩的图像数据， 压缩技术的标准化也是重要的。作为图像压缩技术的标准参考，有ITU-T (国际电气通信联盟-电气通信标准化部门)的H.261、H.263、ISO/IEC (国际标准化机构-国际电气标准会议)的MPEG(Moving Picture Experts Group即，动态图像专家组)-1、MPEG-2、MPEG-4等。

一般地，在动态图像的编码中，通过削减时间方向和空间方向的冗余 性来压缩信息量。因此，在以时间的冗余性的削减为目的的画面间预测编 码中，参照前方或后方的画面(picture)，按块单位进行动态的检测和预测 图像的制作，对得到的预测图像与编码对象画面的差分值进行编码。在此， 所述画面是表示一幅画面的用语，在顺序图像中意味着帧，在交错图像中 意味着帧或场。所述交错图像，是由时刻不同的2个场构成一个帧的图像。 在交错图像的编码和解码处理中，可将一帧图像原样地进行处理，或作为2 个场进行处理，或将帧内的每个块作为帧结构或场结构进行处理。

将不具有参照图像而进行画面内预测编码的称作I画面。此外，将仅 参照一幅画面进行画面间预测编码的称作P画面。此外，将能同时参照2 幅画面进行画面间预测编码的称作B画面。B画面可以从显示时间前方或 后方的任意组合，参照2幅画面。能够对每个作为编码或解码的基本单位 的块选择适当的参照图像(参照画面)，将进行了编码的位流中先记述的参 照画面区别为第一参照画面，将后记述的区别为第二参照画面。但是，作 为编码或解码这些画面时的条件，需要已经编码或解码所参照的画面。

在P画面或B画面的编码中使用动态补偿画面间预测编码。所述动态 补偿画面间预测编码，是在画面间预测编码中适用了动态补偿的编码方式。 所述动态补偿，是不单纯地从参照帧的相同坐标位置的象素值进行预测， 而是检测画面内的各部的动态量(以下，将其称作“动态矢量”)，通过进 行考虑了该动态量的预测，来提高预测精度，同时减少数据量的方式。例 如，检测编码对象画面的动态矢量，通过将仅移位了该动态矢量的预测值 与编码对象画面的每个象素的象素值的差分即预测残差进行编码，来降低 数据量。在该方式的情况下，由于在解码时需要动态矢量的信息，因此， 对动态矢量也进行编码并记录或传输。

按规定大小的块单位检测动态矢量，具体地说，对编码对象画面侧的 各块，在参照画面侧，使块在搜索范围内移动，找出与编码对象块最相似 的参照块的位置，检测动态矢量。

图1是示出现有的图像编码装置100的结构的框图。图像编码装置100 具有差分器101、图像编码部102、可变长编码部103、图像解码部104、 加法器105、图像存储器106、画面(picture)存储器107、动态补偿部108、 动态矢量检测部109和动态矢量存储部110。再有，作为动态补偿的块的尺 寸，在现有制定的标准即ITU-T H.26 TML8中，按照宏块单位，从4 象素×4象素、4象素×8象素、8象素×4象素、8象素×8象素、8象素 ×16象素、16象素×8象素、16象素×16象素这7种动态补偿的块尺寸中， 选择适当的用于编码和解码。

画面存储器107存储按画面单位按照显示时间顺序输入的表示动态图 像的图像数据Img。差分器101运算由画面存储器107读出的图像数据Img 与由动态补偿部108输入的预测图像数据Pred的差分，生成预测残差图像 数据Res。图像编码部102对所输入的预测残差图像数据Res进行频率变换 和量化等的编码处理，生成残差图像编码数据CodedRes。在画面内编码的 情况下，不进行画面间的动态补偿，故预测图像数据Pred的值考虑为“0”。