[发明专利]运动图像编码方法、运动图像编码装置、程序以及集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及图像编码方法以及图像编码装置，尤其涉及以MPEG(Moving Picture Experts Group：运动图像专家组)-4AVC方式，即以ITU(国际电信联盟)-T H.264方式，按照作为目标的位速率对分辨率与帧率进行恰当地切换的图像编码方法以及图像编码装置。

背景技术

近些年，迎来了声音、图像以及其他的综合处理了像素值的多媒体时代，将例如报纸、杂志、电视、收音机以及电话等以往的信息媒体中的信息传达到人的方法，被作为多媒体的对象而被提出。一般而言，多媒体不仅是指文字，而且还以图形或声音来表现，尤其能够以与图像等同时相关联的状态来表现。在将上述以往的信息媒体作为多媒体的对象时，必要条件是需要将该信息转换为数字形式来表现。

然而，在将上述各个信息媒体所具有的信息量以数字信息量来计算时，文字的情况下，1个文字所具有的信息量是1-2字节。而在声音的情况下，1秒需要64Kbits(电话通话质量)，进一步在运动图像的情况下，1秒则需要100Mbits(目前的电视接收质量)以上的信息量。因此，在上述的信息媒体以数字形式直接处理这些庞大的信息是不现实的。例如，电视电话是以具有64Kbit/s-1.5Mbit/s传输速度的综合服务数字网(ISDN：IntegratedServices Digital Network)而被实用化的。但是，电视以及摄像机的影像是不能以原本的数字信息量由ISDN来传输的。

因此，需要信息的压缩技术。例如，在电视电话的情况下所采用的运动图像压缩技术是ITU-T(国际电信联盟电信标准化联盟)推荐的H.261或H.263标准。并且，在MPEG-1标准的信息压缩技术中，图像信息能够与声音信息一起被记录到通常的用于音乐的CD(致密光碟)中。

在此，MPEG(Moving Picture Experts Group：运动图像专家组)是指，由ISO/IEC(国际标准化组织国际电工委员会)标准化的运动图像信号压缩的国际标准。MPEG-1是将运动图像信号压缩到1.5Mbit/s，即压缩到电视信号信息的1/100的标准。并且，在MPEG-1标准中，成为对象的质量是中等程度的质量，也就是说根据传输速度主要以1.5Mbit/s来实现的质量，进一步使要满足高画质的要求的MPEG-2标准化。在MPEG-2中以2-15Mbit/s的速度来实现电视播放质量。

并且，现状是通过MPEG-1、MPEG-2以及进行了标准化的工作组(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)，达成了超过MPEG-1以及MPEG-2的压缩率，而且，能够以物体为单位进行编码、解码以及操作，实现多媒体时代所需要的新的功能的MPEG-4被标准化。MPEG-4达成了MPEG-1以及MPEG-2以上的压缩率，而且能够以物体为单位进行编码、解码以及操作。

在MPEG-4中，最初是以低位速率的编码方法的标准化为目标而被推广的，逐渐地扩展为也包括具有交错图像的高位速率的编码方法的通用编码。而且，目前通过ISO/IEC和ITU-T的共同协作，作为更高压缩率的图像编码方式，MPEG-4AVC(ITU-T H.264)被标准化。

图像信号可以考虑为是由连续的图片(也称为帧或场)构成的，该图片是指在同一个时刻的像素的集合。并且，像素根据在图片内与近旁的像素之间的相关性强这一特性，而被进行利用了图片内的像素相关性的压缩。而且，在连续的图片之间也根据像素的相关性强这一特性，而被进行利用了图片间的像素相关性的压缩。

在此，将利用了图片间的像素的相关性和图片内的像素的相关性的压缩称为帧间编码。并且，将不利用图片间的像素的相关性，而仅利用图片内的像素的相关性的压缩称为帧内编码。帧间编码由于利用了图片间的相关性，因此能够实现比帧内编码更高的压缩率。

并且，在MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-4AVC(H.264)中，构成作为像素的集合的二维的矩形区域的块(或作为将多个块集合在一起的上位概念的块的宏块)，并且能够以块为单位对帧内编码与帧间编码进行切换。

另外，近些年利用了ADSL或光导纤维的高速网络环境逐渐得到普及。据此，即使在一般的家庭也能够以超过数Mbit/s的位速率来进行收发。而且，在今后的几年内有可能以数十Mbit/s的位速率来进行收发。

这样，通过利用上述的图像编码技术，可以预想到不仅是利用专用线路的企业，即使是一般的家庭也能够推广TV播放质量以及HDTV播放质量的TV电话(电视电话)以及TV会议系统(电视会议系统)的导入。