[发明专利]运动图像编码方法、运动图像解码方法、运动图像编码装置以及运动图像解码装置

说明书

技术领域

本发明涉及运动图像编码方法、运动图像解码方法、运动图像编码装置以及运动图像解码装置，特别是涉及对减轻用于保存周边宏块信息的存储器的存储容量的增大有效的技术。

背景技术

称作MPEG-2的运动图像的一般压缩方式是以ISO/IEC 13818-2标准化的标准。MPEG-2基于如下原理：通过从视频流删除冗余的信息来削减视频存储容量和所需的频带宽。此外，MPEG是Moving Picture Experts Group（运动图像专家组）的简称。

MPEG-2的标准只规定有比特流的语法（压缩编码数据列的规则或者编码数据的比特流的结构方法）以及解码过程，因此是灵活的，能够在卫星广播/服务、有线电视、交互式电视、因特网等的各种状况中充分利用。

在MPEG-2的编码过程中，首先为了规定数字视频的各像素的颜色和亮度的成分，采样并量化视频信号。表示颜色和亮度的成分的值使用离散余弦变换（DCT：Discrete Cosine Transform）变换为频率值。通过DCT所获得的变换系数在图片的亮度和颜色中具有不同的频率。量化的DCT变换系数通过进一步压缩视频流的可变长度编码（VLC：Variable Length Coding）而编码。

在MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4 AVC（H.264）等的国际标准运动图像编码方法中，为了使用时间方向的相关性来实现高编码效率而使用了帧间预测编码。在帧的编码模式中有不使用帧间的相关性而进行编码的I帧、根据过去编码的1帧进行预测的P帧、以及能够根据过去编码的2帧进行预测的B帧。

在该帧间预测编码中，从运动图像减去经过运动补偿的参考图像（预测图像），对该减法运算的预测残差进行编码。编码的处理包括DCT（离散余弦变换）等的正交变换、量化、可变长度编码的处理。运动补偿（运动补正）包括空间上移动帧间预测的参考帧的处理，运动补偿的处理是以被编码帧的块单位进行。在图像内容中没有运动的情况下，使用与没有移动的被预测像素相同位置的像素。在有运动的情况下，搜索最适合的块，将移动量设为运动向量。运动补偿的块，在MPEG-2的编码方法中为16像素×16像素/16像素×8像素的块，在MPEG-4的编码方法中为16像素×16像素/16像素×8像素/8像素×8像素的块，在MPEG-4 AVC（H.264）的编码方法中为16像素×16像素/16像素×8像素/8像素×16像素/8像素×8像素/8像素×4像素/4像素×8像素/4像素×4像素的块。

上述的编码处理针对每个影像画面（帧或者场）进行，将画面细分化的块（通常为16像素×16像素，在MPEG中称作宏块（MB））成为处理单位。即，针对要编码的每块从已经编码的参考图像选择最类似的块（预测图像），对编码图像（块）与预测图像的差分信号进行编码（正交变换、量化等）。画面内的编码的块与预测信号的相对位置之差称作运动向量。

下述非专利文献1公开了依据建议H.246/AVC的视频编码技术。建议H.246/AVC的视频编码由设计成有效地表现视频上下文（video context）的视频编码层（VCL：Video Coding Layer）、以及格式化视频的VCL表现并且为了各种的传输层、存储介质的传输而提供恰当的方法中的头信息的网络抽象层（NCL：Network Abstraction Layer）构成。

另外，下述非专利文献2公开了H.246/AVC的视频编码层（VCL）按照称作基于块的混合视频编码的方法。VCL设计由宏块（macro block）、条（slice）、以及条块（slice block）构成，各图片分割为固定大小的多个宏块，各宏块包含作为亮度成分的16×16样本的四角形图片区域和与其相对应的两个色差成分的各个中的四角形样本区域。一个图片能够包含一个或者一个以上的条，各条在提供有效序列和图片参数集的意义下包含自己，条表现能够基本上不使用来自其它条的信息而解码，因此能够根据比特流和图片的区域的样本的值分析语法元素。然而，为了进行更完整的解码而在条边界中应用去块滤波器，需要来自其它条的几个信息。另外，各条与图片的其它条独立地进行编码、解码，因此条还能够用于并行处理的情况也在下述非专利文献2中公开。