[发明专利]活动图像编码方法、活动图像解码方法、活动图像记录媒体和活动图像编码装置

说明书

技术领域

本发明涉及活动图像编码方法、活动图像解码方法、活动图像记录媒体和活动图像编码装置，适用于例如把活动图像信号记录到光盘和磁带等记录媒体上并把信号重放以后显示在显示器等上，以及使电视会议系统、可视电话系统、广播设备等活动图像信号通过传送通路从发送端传送到接收端并在接收端把信号接收以后显示出来的情况。

背景技术

例如，在电视会议系统和可视电话系统等把活动图像信号向远距离传送的系统中，为了高效率地利用传送通路，利用图像信号的行相关性和帧相关性对图像信号进行压缩编码。实际上，如果利用行相关性，通过对图像信号进行根据离散余弦变换(DCT)等正交变换的处理等就能够压缩信息量。如果还利用帧相关性，就能够对活动图像信号进一步进行压缩编码。

图17示出利用帧间相关性的情况下的活动图像压缩编码的例子。图中，A排示出的3幅图像分别表示在瞬间t₁、t₂、t₃的帧图像PC₁、PC₂、PC₃。计算帧图像PC₁与PC₂图像信号之差并生成PC₁₂、计算帧图像PC₂与PC₃之差并生成PC₂₃。B排示出差分图像，为了方便起见，把差涂黑。

一般，时间上相邻的帧图像并没有那么大的变化，因此，如果计算两帧之差，则差分信号的数值很小。所以，如果把该差分信号编码，就能够压缩编码量。例如，在图17中，只要把B排涂黑部分编码就行了。但是，在只传送差分信号时，在改变场面那样地没有帧间相关性的情况下，原图像就恢复不出来了。

因此，把各帧图像作为I(帧内编码)图像、P(前向预测)图像、或B(双向预测)图像3种图像中的某一种图像，对图像信号进行压缩编码。即，如图18所示那样地，把帧F1～F17的17帧图像信号作为图像群，假定为1个处理单位。而且，把前头的帧F1(用黑色表示的帧)图像信号作为I图像、第2帧F2(用白色表示的帧)作为B图像、把第3帧F3(用斜线表示的帧)作为P图像分别进行编码处理。把第4帧以后的图像F4～F17、轮流作为B图像或P图像进行处理。

作为I图像的图像信号，将其一帧图像信号原原本本地传送。与此相反，作为P图像的图像信号，基本如图18A所示那样地，传送它与在时间上比它领先的I图像或P图像的图像信号的差分。作为B图像的图像信号，基本如图18B所示那样地、求它与在时间上领先的帧、或落后的帧、或两者的平均值的差分，将此差分编码。

图19示出这样对活动图像信号进行编码的方法的原理。图中，A排表示原图像，B排表示已编码的图像。图19中，因为最初的帧F1作为I图像处理，所以，原原本本地把它作为传送数据F1X传送给传送通路(帧内编码)。与此相反，因为第2帧F2作为B图像处理，所以，计算它与时间上领先的帧F1、或与时间上落后的帧F3、或与两者平均值的差分，把该差分作为传送数据F2X传送。但是，作为B图像的处理，如果进一步详细说明，以像块为单位，有四种处理可供选择。

第1种处理是，把原帧F2的数据原原本本作为传送数据F2X传送(SP1，帧内编码)，成为与I图像情况下相同的处理。第2种处理是，计算F2与时间上落后的帧F3的差分，传送此差分(SP2，后向预测编码)。第3种处理是，传送F2与时间上领先的帧F1的差分(SP3，前向预测编码)。又，第4种处理是，产生F2与时间上领先的帧F1和落后的帧F3的平均值之差分，将其作为传送数据F2X传送出去(SP4，双向预测编码)。

在这四种方法中，基于使传送数据最少的处理方法的图像作为该像块的传送数据。再者，传送差分数据时，与成为差分运算对象的帧图像(预测图像)之间的运动矢量X1(帧F1与F2之间的运动矢量，前向预测的情况)、或X2(帧F3与F2之间的运动矢量，后向预测的情况)、或X1和X2两者(双向预测的情况)与差分数据同时传送出去。

P图像的帧F3把时间上领先的帧F1作为预测图像，计算与该帧F1的差分信号和运动矢量X3，将其作为传送数据F3X传送出去(SP3，前向预测编码)。或者，把原帧F3的数据原原本本作为传送数据F3X传送出去(SP1，帧内编码)。借助于哪一种方法传送，则与B图像中的情况相同，以像块为单位，选择使传送数据较少的那种方法。