[发明专利]图像编码装置、图像解码装置、图像编码方法以及图像解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在图像压缩编码技术、压缩图像数据传输技术等中使用的图像编码装置、图像解码装置、图像编码方法以及图像解码方法。

背景技术

以往，在MPEG、ITU-T H.26x等国际标准影像编码方式中，将输入影像帧以由16×16像素块形成的宏块(macro block)的单位来进行分割后进行压缩处理。

另一方面，近年来，期望对具有与HDTV(High Definition TeleVision(高清晰度电视)，1920×1080像素)的4倍相当的空间分辨率的4K×2K像素的影像格式、进而与其4倍相当的8K×4K像素的影像格式、或者增加颜色信号的采样数来提高颜色再现性的4:4:4影像信号格式等的高清晰·高质量影像进行压缩编码的技术。在对这种高清晰·高质量影像进行压缩编码的情况下，通过16×16像素的宏块是无法进行充分利用图像信号相关的编码，难以实现高压缩率。为了应对这种问题，提出了如下技术：例如将以往的16×16像素宏块的大小如非专利文献1那样扩展为32×32像素块，通过使运动矢量的分配单位变大来削减预测所需的参数的代码量，或者通过使预测误差信号的变换编码的块大小变大来有效地去除信号的像素间相关。

图21是表示非专利文献1的编码装置的结构的框图。在非专利文献1的编码中，首先，将作为编码对象的输入影像信号1001在块分割部1002中以宏块(与亮度信号相当的32像素×32线的矩形块)的单位来进行分割，并作为编码影像信号1003输入到预测部1004。

在预测部1004中，将宏块内的各颜色成分的图像信号在帧内·帧间进行预测，来得到预测误差信号1005。特别是在帧间进行运动补偿预测的情况下，以宏块本身、或者将宏块进一步细分而成的子块的单位来搜索运动矢量，根据运动矢量生成运动补偿预测图像，取与编码影像信号1003的差分，由此得到预测误差信号1005。

压缩部1006针对预测误差信号1005，一边与运动矢量的分配单位区域的大小相应地变更块大小，一边实施DCT(离散余弦变换)处理来去除信号相关之后，进行量化来得到压缩数据1007。压缩数据1007在可变长编码部1008中被进行熵编码而作为比特流1009输出，并且被送至局部解码部1010，得到解码预测误差信号1011。

将该解码预测误差信号1011与使用于预测误差信号1005的生成的预测信号1012相加来设为解码信号1013，并输入到环路滤波器1014。解码信号1013在环路滤波器1014中被实施去除块失真的处理之后，作为用于生成以后的预测信号1012的参照图像信号1015保存到存储器1016中。此外，为了得到预测信号1012而在预测部1004中决定的预测信号生成用参数1017被送至可变长编码部1008，多路复用到比特流1009而被输出。在此，预测信号生成用参数1017中例如包含表示如何进行帧内的空间预测的帧内预测模式、表示帧间的运动量的运动矢量等信息。

以往的MPEG、ITU-T H.26x等的国际标准影像编码方式中作为宏块大小采用了16×16像素块，与此相对，在非专利文献1中，使用32×32像素块的宏块大小(超宏块：SMB)。图22表示在针对每个M×M像素宏块进行运动补偿预测时的运动矢量分配区域的分割形状的样子，图22的(a)是非专利文献1的SMB，图22的(b)是以往的MPEG-4 AVC/H.264(参照非专利文献2)的宏块。SMB设为像素数M＝32来将每个运动矢量所覆盖的运动预测区域的面积取得较大，与此相对，以往的宏块使用像素数M/2＝16。由此，在SMB中作为画面整体所需的运动矢量的信息量与像素数M/2＝16相比变少，因此能够抑制作为比特流应传输的运动矢量代码量。

非专利文献1：Siwei Ma and C.-C.Jay Kuo，″High-definition Video Coding with Super-macroblocks″，Proc.SPIE，Vol.6508，650816(2007)

非专利文献2：MPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H.264标准。

发明内容