[发明专利]图像编码装置、图像解码装置、图像编码方法及图像解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像信号的编解码技术，尤其涉及一种使用画面内预测处理的图像编码装置、图像解码装置、图像编码方法以及图像解码方法，其中画面内预测处理指的是利用已编码的图像生成针对对象图像信号的预测信号，从而对与预测信号的差分信号进行编码。

背景技术

近年来，将被数字化的图像、声音内容（contents）经由卫星、地面波等广播波或网络而分发的服务被实用化，从而需要高效地对含有庞大信息量的图像、声音信息进行记录或传输的高效率编码。随着内容的高精细化、多样化，要被编码的图像的数量以及数据量进一步增大，于是要求进行预计到将来的内容服务的更加高效率的图像信号编码。

作为图像的高效率编码，目前使用如下的方式，即：MPEG2、MPEG4-AVC（Advanced Video Coding）所代表的、利用在动图像信号的同一帧内空间上相邻的像素间的相关以及时间上相邻的帧间、场间的相关来压缩信息量的方式。

在MPEG4-AVC（ISO/IEC 14496-10Advanced Video Coding）中，将图像分成多个二维块，以块为单位使用同一帧内或帧间的相关生成预测信号，对与预测信号的差分信息进行编码，从而实现高编码效率。在MPEG4-AVC中使用了同一帧内的相关的预测处理被称为帧内（intra）预测，如图11所示，使用与对象块相邻的已编码部分的解码图像生成编码对象块的预测图像。在帧内预测中，根据以相邻的解码图像相对于图11所示那样的一定方向预计相关较高的多个（在4×4像素块单位下进行预测时为9种）预测模式所生成的预测图像，选择与编码对象块的误差最小的预测模式，按照预测模式信息进行编码。

帧内预测成为仅利用了与相邻区域的相关性的预测处理，当与编码对象块的边界处的相关性少时，预测效果减小。

在图像信号中，在远离作为对象的块的位置，也存在物体的形状或图案、背景等具有相似的图像成分的信号。在专利文献1中，提出了利用远离对象块的位置处的图像相关性来进行预测处理的方法。具体而言，如图12所示那样，计算自对象块起移动了画面内的位移量（以后称作位移矢量）后的位置处的已编码解码图像与编码对象块之间的误差，将误差最小的按位移矢量来参照的参照图像作为预测图像，结合位移矢量进行编码。

在能够生成高于传输位移矢量的码量的、相关性高的预测图像时，能够实现相对于帧内预测更高的编码效率，但是在位移矢量的传输量较大时，无法发挥出足够的预测效率。

在专利文献2中，提出了一种为减少上述位移矢量所需要的码量而不传输位移矢量地确定位移矢量的方法。在专利文献2中，使用与对象块相邻的已编码的解码图像作为模板，计算移动了位移矢量后的位置的已编码解码图像与上述相邻于对象块的已编码的解码图像之间的误差，将误差最少的位移矢量判断为编码对象块的位移矢量，将按位移矢量来参照的参照图像作为预测图像。在该方式中，在解码侧与编码侧同样，使用已编码的解码图像检测出位移矢量，从而能够不接收位移矢量地算出位移矢量，不会引起因附加信息而导致的码量增大。

〔在先技术文献〕

〔专利文献〕

〔专利文献1〕日本特开2005-159947号公报

〔专利文献2〕日本特开2007-043651号公报

发明内容

〔发明要解决的问题〕

在MPEG4-AVC中，对于在时间上具有连续性的图像信号，以在时间方向上不同的帧的已解码图像信号为基准，进行运动补偿预测处理，从而能够实现高编码效率，但进行运动补偿预测处理的基准帧必须仅使用在同一帧内的帧内预测进行编码，在与编码对象块的边界处的相关性少的情况下，存在预测效果降低的课题。在动图像信号没有时间上的连续性时，由于运动补偿预测不发挥作用，也会出现因帧内预测的性能限制而导致的编码效率降低这样的课题。

如专利文献1和专利文献2所提示的那样，在传输或自行生成与对象块的位移矢量来利用远离对象块的位置处的图像相关性时，由于相对于图像信号的相邻区域以外的部分的自我相似性、或者根据具有相同的纹理成分的不同物体进行预测，因此存在位于画面内的物体的形状变化、亮度变化等的影响，因而无法充分地灵活运用图像信号所具有的自我相似性或纹理的相似性。