[发明专利]图像编码以及解码方法、装置、程序

说明书

技术领域

本发明涉及高效率图像信号编码/解码方法，特别是，涉及使用内部预测（intra－prediction）对图像进行编码或解码的技术。

本申请基于2011年11月7日向日本申请的特愿2011－243041号要求优先权，将其内容引用于此。

背景技术

动态图像编码的算法大致区分为帧间编码（间编码）和帧内编码（内部编码）。帧间编码是利用动态图像内的时域的相关来谋求信息压缩的方法。代表例是使用运动补偿的帧间预测。另一方面，帧内编码是使用帧内的相关来谋求信息压缩的方法。在JPEG（Joint Photographic Experts Group：联合图像专家小组）、MPEG（Moving Picture Experts Group：动态图像专家组）－2中，采取使用离散余弦变换（DCT）的方法，在JPEG2000中，采取使用离散小波变换的方法。

在H.264/AVC中，除了前述的变换编码以外，还进行空间域的预测（参照非专利文献1）。该空间域的预测是在空间维度中在相同的画面内进行预测的画面内预测。该画面内预测以区块单位进行，在H.264/AVC中，对于亮度信号能利用3种区块尺寸（4×4、8×8、16×16）。此外，在各区块尺寸中，分别能选择多个预测模式。在4×4和8×8的区块尺寸的情况下，准备有9种模式，在16×16的区块尺寸的情况下，准备有4种模式。对于色差信号，只能利用8×8的区块尺寸，关于预测方向，与对亮度信号的16×16区块的情况相同。但是，模式编号与预测方向的对应不同。

在这些各种区块尺寸和模式中，无论哪种情况都不例外，用画面内预测生成的像素都通过在不使最靠近邻接的区块上的编码对象区块的像素的值变化的情况下复制相同的值而得到。

作为具体的例子，在图12A～图12B示出编码对象区块为亮度信号的4×4区块、垂直预测（预测模式0）的情况。此外，以下在没有特别声明的情况下，以亮度信号为前提进行说明。如图12A所示，在预测中，从处于编码对象区块的左上方的区块使用X所示的像素的值，从处于上方的区块使用A、B、C、D所示的像素的值，从处于右上方的区块使用E、F、G、H所示的像素的值，而且，从处于左方的区块使用I、J、K、L所示的像素的值。在预测模式0中，为了进行垂直方向的预测，将A的值（73）复制到（复制参照像素的像素值）在正下方延续的4个像素。以下，同样地将B的值（79）、C的值（86）、D的值（89）分别复制到在正下方延续的4个像素。其结果是，在预测模式0的情况下，编码对象区块的预测像素值变成如图12B所示。

根据编码对象区块所存在的位置，存在没有应参照的区块的情况。在该情况下，能通过代入128的值或者代入旁边的像素的值来进行预测。例如，在画面的包括最上面的行的区块中，从X到H的9个像素始终不能参照，因此，使用128。此外，在虽然存在左上方和上方的区块，但是不存在右上方的区块的情况下，将D所具有的值带入到E、F、G、H而生成预测像素。

作为改善H.264/AVC的内部预测的方法，提出了对8个方向的预测方向进行细分化而支持33个方向的预测方向的方法。该方法旨在减低起因于预测方向的粒度的粗糙度的预测误差（也称为预测残差）。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：大久保荣、角野真也、菊池义浩、铃木辉彦：“H.264/AVC教科书修订三版”，Impress，pp. 110-116，2009。

发明内容

发明要解决的课题

在前述的内部预测中，参照像素的生成对预测性能造成很大影响。在倾斜方向的预测（水平/垂直/DC预测以外的预测）的情况下，参照像素值成为小数像素位置的像素值。在该像素值的生成中，使用利用2抽头（tap）的双线性滤波器进行的内插处理。所述滤波器不依赖于编码条件（量化步长等），使用固定值作为抽头长度（tap length）和滤波器系数。但是，因为参照像素值是位于该区块的附近的解码像素值，所以，其特性会根据编码条件而变化。因此，在以往的内部预测中，并未充分考虑与编码条件相应的参照像素值的特性的变化，在编码效率的提高上留有改良的余地。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，着眼于在内部预测中使用的参照像素，通过导入与编码条件相应的自适应的参照像素生成处理，从而减低内部预测误差，确立高效率的内部编码方法。

用于解决课题的方案

首先，定义用语。以下，将使用内部预测进行编码的区域称为内部预测区块，将在内部预测中使用的参照像素称为内部参照像素。