[发明专利]编码装置和编码方法、以及解码装置和解码方法

说明书

技术领域

本技术涉及编码装置和编码方法、以及解码装置和解码方法，更具体地，涉及能够提高在执行帧内预测时的编码效率的编码装置和编码方法、以及解码装置和解码方法。

背景技术

近年来，如下的装置已得到广泛使用：其通过采用将图像信息处理为数字信号的诸如MPEG（运动图像专家组阶段）等的格式来使图像经历压缩编码，并且利用图像信息所特有的冗余性、通过诸如离散余弦变换等的正交变换来对图像进行压缩，以便此时执行高效的信息传输和存储。

具体地，MPEG2（ISO/IEC13818-2）被定义为通用图像编码格式，并且是包括隔行扫描图像和顺序扫描图像以及标准分辨率图像和高分辨率图像这两者的标准，并且现在已被供专业使用和消费者使用的大范围应用广泛采用。通过采用MPEG2压缩格式，在具有720×480像素的标准分辨率的隔行扫描图像的情况下分配4Mbps至8Mbps的代码量（比特率），并且通过采用MPEG2压缩格式，在具有例如1920×1088像素的高分辨率的隔行扫描图像的情况下分配18Mbps至22Mbps的代码量（比特率），由此能够实现高压缩率和良好的图像质量。

采用MPEG2，原则上将适用于广播用途的高图像质量编码当作对象，但不处理比MPEG1的代码量（比特率）小的代码量，即具有较高压缩率的编码格式。根据个人数字助手的普及，已预期到对这样的编码格式的需求将从现在起增加，并且对此作出响应，已执行MPEG4编码格式的标准化。例如，对于MPEG4图像编码格式，其规范于1998年12月被确认为作为ISO/IEC14496-2的国际标准。

另外，近年来，为了用于视频会议用途的图像编码，被称为H.26L（ITU-T Q6/16VCEG（视频编码专家组））的标准的标准化已得到发展。采用H.26L，众所周知，与诸如MPEG2或MPEG4的传统编码格式相比，尽管对其编码和解码要求更大计算量，但是实现了较高编码效率。此外，当前，作为MPEG4的活动的一部分，已执行也利用不被H.26L（其中该H.26L被当作基础）支持的功能以实现较高编码效率的标准化来作为增强压缩视频编码的联合模型。作为标准化的进度，H.264和MPEG-4Part10于2003年3月变为国际标准。

另外，作为其扩展，2005年2月已完成对264/AVC FRExt（保真度范围扩展）的标准化，该264/AVC FRExt包括诸如RGB、4:2:2、4:4:4、以及MPEG-2规定8x8DCT（离散余弦变换）和量化矩阵的操作所需的编码工具。相应地，获得了能够使用H.264/AVC格式来很好地表现电影中所包括的影片噪声的编码格式，并且要在诸如蓝光盘等的大范围的应用中要使用该编码格式。

然而，近来，存在对于更高压缩编码的增加的需求，诸如压缩大约4000×2000像素的图像（其为高画质图像的像素的四倍）或者在传输容量有限的环境（诸如互联网）下分发高画质图像。因此，ITU-T下的VCEG正继续与改进的编码效率相关的研究。

现在，关于H.264/AVC格式，对于亮度信号帧内预测模式，存在九种类型的4×4帧内预测模式和8×8帧内预测模式以及四种类型的16×16帧内预测模式，而对于色差信号帧内预测模式，存在四种类型的8×8帧内预测模式。对于亮度信号4×4帧内预测模式和8×8帧内预测模式，为每个4×4像素和8×8像素亮度信号块定义一种帧内预测模式。对于亮度信号16×16帧内预测模式和色差信号帧内预测模式，为每个宏块定义一种预测模式。

现在，关于H.264/AVC格式，可以通过对扩展到32×32像素、64×64像素等的宏块大小执行编码处理来实现对具有更高分辨率（诸如，4000×2000像素）的图像的编码效率的提高。例如在非专利文献1中说明了将宏块扩展为帧内片的应用的示例。

另一方面，以改进H.264/AVC之外的编码效率作为目标的、作为ITU-T和ISO/IEC之间的协作的标准化团体的JCTVC（视频编码联合协作小组）当前已进行被称为HEVC（高效率视频编码）的编码格式的标准化，并且已于2010年9月作为草案在非对比文献2中发布了。