[发明专利]图像编码装置和方法、图像解码装置和方法、以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够减少块失真并提高编码效率的图像编码装置和方法、图像解码装置和方法、以及程序。

背景技术

近年来，由于图像数据的具有更高分辨率或更高帧频的趋势，越来越难以在图像处理系统中使用单位时间内的有限资源来处理众多数据。例如，如图1所示，当在使用图像处理系统80执行图像处理的过程中使用存储器85的情况下，因为要确保数据传输所需的高容量存储器和宽总线带宽，所以难以使系统小型化且难以降低成本。例如，在日本专利No.3918263中，如图2所示，在图像处理系统80和存储器85之间设置了图像编码单元81，图像数据在存储在存储器中之前被编码以减少数据量。另外，在图像处理系统80和存储器85之间设置了图像解码单元82，存储在存储器85中的编码数据在被读出时被进行解码，从而获得图像数据。

在日本专利No.3918263中，在存储器存储时的编码方法中使用具有相对较低处理量的差分脉冲编码调制(在下文中称为DPCM)。例如，在对应于5个像素(40比特，1个像素具有8比特)的数据中，通过获得邻近像素之间的差并执行量化，第一像素被设置为8比特，第二至第五像素中的每个被设置为6比特。因此，在DPCM后，按5个像素获得32比特，从而实现了4/5压缩。另外，在日本专利No.3918263中，通过按照小的块单位或者总线传输单位来实现DPCM单位，可以实现随机访问，并且可以在保持图像处理系统的原存储器访问效率的同时减少存储器容量和总线带宽。

发明内容

然而，因为在日本专利No.3918263中描述的编码方法是简单DPCM，所以容易保持存储器访问效率。但是，从存储器读出并被解码的图像数据会大幅劣化。

在现有技术的一般图像编码方法中，有一种具有较高编码效率的方法(例如，H.264/AVC(先进视频编码)或JPEG(联合图像专家组)2000)。然而，在这种图像编码方法中，在诸如如上所述的简单小的块单位或总线传输单位的条件下，难以高效地执行编码。

在现有技术的一般图像编码方法中，从编码效率的视角看，由于与固定长度编码相比可变长度编码使用得更频繁，所以可能无法如在日本专利No.3918263中描述的DPCM一样获得期望的位长度。因此，执行编码以获得预定位长度或更短位长度，并且用无效位填充剩余位以适合总线传输单位。然而，在小的总线传输单位中，包括这种无效位是低效的。

在现有技术的一般图像编码方法中，如果图像在被分割为块的状态下进行编码，则在块之间的边界上会发生块失真。为了降低该块失真，在解码时一般使用解块滤波器，但是编码时的块失真并未减轻。

期望提供一种即使当以块单位执行图像编码时也能够获得具有低块失真的解码图像的图像编码装置和图像编码方法、一种能够对编码图像进行解码的图像解码装置和图像解码方法以及程序。

根据本发明的一个实施例，提供了一种图像编码装置，包括：带分割单元，被配置为执行用于从块单位的图像数据产生多个频带中的每个频带的系数数据的频带分割，并且对于该频带分割，在针对通过频带分割获得的低频带分量的系数数据重新排列空间位置后执行该低频带分量的系数数据的频带分割；和编码单元，被配置为执行所述多个频带中的每个频带的系数数据的编码。

在本发明中，执行块单位的图像数据的频带分割。在频带分割中，在针对通过频带分割获得的低频带分量的系数数据重新排列空间位置之后，执行低频带分量的系数数据的频带分割，并产生所述多个频带中的每个频带的系数数据。在频带分割中，例如，执行提升运算和去交织。在提升运算中，在块的端部执行图像数据的扩展，使用扩展的图像数据产生系数数据。通过去交织针对每个频带划分通过提升运算产生的系数数据。在低频带分量的系数数据中，执行空间位置的重新排列以使得使用扩展的图像数据产生的系数数据的位置移动。例如，反转系数数据的位置。每预定数目的系数数据被划分为子块，估计当针对每个子块截断系数数据的位平面时图像的失真量的变化。针对估计结果进行加权以使位于所述块的端部的子块与其它位置的子块相比不容易被截断。基于加权后的估计结果，执行截断以使图像失真量低且代码量在目标代码量以内，并且执行编码。

根据本发明的另一实施例，提供了一种图像编码方法，包括以下步骤：在带分割单元中，执行用于从块单位的图像数据产生多个频带中的每个频带的系数数据的频带分割，并且对于该频带分割，在针对通过频带分割获得的低频带分量的系数数据重新排列空间位置后执行该低频带分量的系数数据的频带分割；以及在编码单元中，执行所述多个频带中的每个频带的系数数据的编码。