[发明专利]动态图像编码装置、动态图像解码装置、动态图像编码方法、动态图像解码方法、动态图像编码程序及动态图像解码程序

说明书

技术领域

本发明涉及动态图像编码装置、动态图像解码装置、动态图像编码方法、动态图像解码方法、动态图像编码程序及动态图像解码程序。

本申请基于在2011年6月13日向日本申请的特愿2011－131127号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在动态图像编码中，在不同的画面间执行预测的面间预测编码（运动补偿）中，参考已经解码的帧，以使预测误差功率最小的方式求出运动向量，对其残差信号实施正交变换/量化，进而，经过熵编码，生成编码数据。因此，为提高编码效率，减少预测误差功率是不可缺少的，要求高精度的预测方式。

影像编码标准方式中引入许多用于提高画面间预测的精度的工具，其一为小数像素精度运动补偿。这是利用称为1/2像素精度、1/4像素精度的整数像素以下的运动量，进行前述的画面间预测的方法。例如，在标准H.264/AVC中，能够参考最大1/4像素单位的小数像素位置。再者，为了参考这样的小数像素位置，需要生成该位置上的像素值，规定有利用线性滤波器的内插图像生成的方法。标准H.264所规定的是滤波器系数固定的线性滤波器。在以下说明中关于采用固定系数的内插滤波器简记为IF。在内插1/2精度的像素时，利用成为对象的内插像素的左右各3点合计6个整数像素进行内插。关于垂直方向，利用上下各3点合计6个整数像素进行内插。滤波器系数分别为［（1，－5，20，20，－5，1）/32］。在内插1/2精度的像素之后， 1/4精度的像素利用［1/2，1/2］的平均值滤波器进行内插。

作为该小数像素位置的内插图像生成的改良，已探讨按照输入影像的特征自适应地控制滤波器系数的称为自适应内插滤波器（AIF）的技术（例如，参照非专利文献1）。自适应内插滤波器中的滤波器系数被确定为使预测误差功率（预测误差的平方和）最小。自适应内插滤波器以帧单位设定滤波器系数，相对于此，考虑图像所具有的局部特性，研究了能够按帧内的每个局部区域设定滤波器系数，在帧内利用多个滤波器系数的区域分割自适应内插滤波器（RBAIF）。

在此，说明自适应内插滤波器的滤波器系数计算算法。在非专利文献1中提案有自适应地改变内插滤波器系数的方式，被称为非分离型的自适应内插滤波器。在该方式中，考虑二维的内插滤波器（6×6的合计36个滤波器系数），以使预测误差功率最小的方式决定滤波器系数。虽然能实现比采用在标准H.264/AVC中使用的一维六抽头（6tap）的固定内插滤波器高的编码效率，但是求取滤波器系数时的计算复杂度非常高，因此在非专利文献2中介绍了减少其计算复杂度的提案。

非专利文献2介绍的方法被称为分离型自适应内插滤波器（SAIF：Separable Adaptive Interpolation Filter），使用一维的六抽头内插滤波器，而不是使用二维的内插滤波器。作为处理顺序，首先内插水平方向的像素（非专利文献文献2的图1中的a、b、c）。在决定滤波器系数时使用整数精度像素C1至C6。能解析地决定使式（1）的预测误差功率函数E最小化这样的水平方向滤波器系数。

【数学式1】

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在此，S表示原图像，P表示已解码参考图像，x和y表示各图像中的水平和垂直方向的位置。此外，～x＝x＋MVx－FilterOffset（“～”附在x的上头），MVx表示事先获得的运动向量的水平分量，FilterOffset表示用于调整的偏移（水平方向滤波器的抽头长度除以2后的值）。关于垂直方向，成为～y＝y＋MVy（“～”附在y的上头），MVy表示运动向量的垂直分量。wc_i表示应求出的水平方向滤波器系数群c_i（0≤c_i＜6）。

最小化处理按水平方向的各小数像素位置独立实施。具体而言，求解以下联立方程即可。

【数学式2】

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将此整理，则如下。

【数学式3】

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其结果，会得到与求解式（1）的滤波器系数相同数量的一次方程，作为该联立方程的解，求得3种六抽头滤波器系数群，利用该滤波器系数内插小数像素（非专利文献2的图1的a、b、c）。

在完成水平方向的像素内插之后，实施垂直方向的内插处理。通过解决与水平方向同样的线性问题而决定垂直方向的滤波器系数。具体而言能解析地决定使式（4）的预测误差功率函数E最小化这样的垂直方向滤波器系数。

【数学式4】

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