[发明专利]运动补偿装置

说明书

本申请是申请日为2005年3月23日、申请号为200580006436.0、发明名称为“运动补偿装置”的分案申请。

技术领域

本发明有关在画面间进行小数像素精度的运动补偿预测的运动补偿装置，特别是有关利用多抽头滤波来生成运动补偿图像的运动补偿装置。

背景技术

近年来，随着多媒体应用的发展，统一处理图像、声音、文本等所有的媒体信息已很普及。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.621、H.263，ISO/IEC(国际标准化机构—国际电气标准会议)的MPEG(Moving PictureExperts Group即，动态图像专家组)-1、MPEG-2、MPEG-4等，另外，还有通过作为ITU-T和MPEG联合组成的视频联合工作组(JVT：Joint VideoTeam)的正在进行标准化的H.264(MPEG-4AVC)。

一般，在动态图像的编码中，通过消减时间方向和空间方向的冗余性来压缩信息量。因此，在以消减时间的冗余性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，上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。在此，上述交错图像，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为I画面。此外，将仅参照一幅画面进行画面间预测编码的称为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为B画面。B画面可以从显示时间前方或后方，任意组合2幅画面来参照。参照图像(参照画面)能够对每个作为编码的基本单位的宏块进行指定，为了区别，将进行了编码的位流中先记述的参照画面作为第一参照画面，将后记述作为第二参照画面。但是，作为编码这些画面时的条件，所参照的画面必需是已经被编码的画面。

在P画面或B画面的编码中使用运动补偿画面间预测编码。上述运动补偿画面间预测编码，是在画面间预测编码中适用了运动补偿的编码方式。上述运动补偿，是不单纯地从参照图像的像素值进行预测，而是检测画面内的各部的运动量(以下，将其称为“运动矢量”)，通过进行考虑了该运动量的预测，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运动矢量，通过将仅移位了该运动矢量的预测值与编码对象画面的每个像素的差分，即预测残差进行编码，来降低数据量。在该方式的情况下，由于在解码时需要运动矢量的信息，因此，对运动矢量也进行编码并记录或传输。

按宏块单位检测运动矢量，具体地说，固定编码对象画面侧的宏块，在参照画面侧使宏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，检测运动矢量。

图1是示出以往的画面间预测编码装置的构成的方框图。此画面间预测编码装置包括：运动估计部401、多帧存储器402、减法部403、减法部404、运动补偿部405、编码部406、加法部407、运动矢量存储器408、以及运动矢量预测部409。

运动估计部401对从多帧存储器402所输出的运动估计参照像素MEpel和画面信号Vin进行比较，并输出运动矢量MV和参照画面号码RefNo。参照画面号码RefNo是确定参照图像的识别信号，该参照图像是从二个或更多的参照图像中所选择出来的、对象图像所参照的图像。将运动矢量MV一时存储在运动矢量存储器408之后，作为近旁运动矢量PrevMV输出给运动矢量预测部409。运动矢量预测部409参照被输入来的近旁运动矢量PrevMV，预测预测运动矢量PredMV。减法部404从运动矢量MV中减去预测运动矢量PredMV，将所得到的差作为运动矢量预测差分DifMV来输出。

另一方面，多帧存储器402将在参照画面号码RefNo以及运动矢量MV所示出的像素作为运动补偿参照像素MCpel2来输出。运动补偿部405生成小数像素精度的参照像素，并作为参照画面像素MCpel2来输出。减法部403从画面信号Vin中减去参照画面像素MCpel2，并输出画面预测误差DifPel。