[发明专利]运动图象解码方法及运动图象解码装置

说明书

本发明涉及适合于将预测编码数据解码的运动图象解码方法及运动图象解码装置。

近年来，MPEG2等运动图象编码方式在数字广播和便携式媒体等中正在得到应用。关于MPEG2的图象编码方式和解码方式在作为出版书籍的《最新MPEG教科书》(ASC11出版局)中有详细叙述。

在MPEG2规格中，通过正交变换处理、量化处理以及可变长编码处理压缩图象数据。正交变换是将所输入的采样值变换成空间频率成分等正交成分，并以m×n个像素的块单位进行DCT(离散余弦变换)处理。由此能减少空间的相关成分。通过将正交变换的成分量化，减少块的信号的冗余度。

再者，通过在量化输出中实施哈夫曼编码等可变长编码，进一步减少数据量。哈夫曼编码是根据从量化输出的统计代码量中算出的结果进行编码，通过在出现概率高的数据中分配短位、在出现概率低的数据中分配长位的可变长编码，减少全部数据量。

此外，在MPEG2中，除了将帧内的图象进行DCT处理的帧内压缩外，还采用利用帧间相关减少时间轴方向的冗余度的帧间压缩。帧间压缩就是通过利用普通的运动图象在前后帧中非常相似的性质，求前后帧之差分并将差分值(预测误差)编码，进一步减小位速率。特别是，通过预测图象的运动求帧间差来减小预测误差的运动补偿帧间预测编码是有效的。再者，在运动补偿预测中使用的运动矢量数据就会变为经可变长编码后进行多路输出。

这样，在MPEG2中，除了将指定帧的图象数据照原样进行DCT处理并编码的帧内编码外，还采用只对指定帧的图象数据和该帧前后帧的参照图象数据的差分数据进行DCT处理后并编码的预测编码。作为预测编码方法有：在时间上运动补偿前面的参照图象数据并求出预测误差的前面预测编码、在时间上运动补偿后面的参照图象数据并求出预测误差的后面预测编码，以及考虑编码效率，采用了前面或后面中任何一个方向的数据或两个方向的平均数据的双向预测编码。

此外，在MPEG编码装置中处理的辉度信号和色差信号其采样时钟是不同的。例如，若假定色差信号的采样时钟是辉度信号的采样时钟的1/4频率，则辉度块和色差块的大小比为1∶4。这时，由辉度4块和色差各1块的6个DCT块构成宏块(macroblock)并作为编码单位。运动矢量的检测也是以宏块单位进行的。假定DCT块的大小为8×8个像素，由于辉度和色差分别被处理，因此，1个宏块的大小为16×16像素。

在运动矢量的检测中，设定指定的搜索范围，该范围是以对应进行当前帧的编码的目标块(宏块)的相对的位置关系是相同的参照帧的块为中心。并且，通过匹配计算，在搜索范围内搜索最类似于当前帧的目标块的模式的块。即，在搜索范围内以0.5个像素单位移动的同时，依次设定，进行把在目标块和在搜索范围内设定的块之间对应的各像素之间的差分绝对值进行累积的匹配计算，并将累积值最小的块作为参照图象块。结果就会将表示参照图象块和目标块的位置关系的矢量作为运动矢量来求取。

图16是表示对应于这种MPEG2规格的以往的运动图象解码装置的方框图。

经由输入端子1输入的编码数据被供给可变长解码电路(以下，称作VLD)2。被输入的编码数据是将图数据或预测误差进行DCT处理并量化之后的可变长编码数据。VLD₂将输入的编码数据进行可变长解码后，并使其恢复为编码一侧的可变长编码处理前的数据。VLD₂的输出中所包含的运动矢量被供给运动补偿电路(以下，称作MC)8，量化输出被供给逆量化电路(以下称作IQ)3。

IQ3将VLD₂的输出逆量化并沿振幅方向扩展后，输出到逆DCT电路(以下称作IDCT)4。IDCT4将逆量化输出进行逆DCT处理后，使其恢复为编码一侧的DCT处理前的数据。IDCT4的输出经过加法器5传送到图象存储器7中。

现在，假定将帧内被编码的编码数据进行解码。这时，IDCT4的输出是帧的还原图象，IDCT4的输出经过加法器5原封不动地供给图象存储器7。IDCT4的输出是块单位的像素数据，图象存储器7将1帧用的像素数据以行为单位进行存储。

图象存储器7的写入受写入地址生成电路11控制。写入地址生成电路11产生表示对应于被解码的宏块画面上的位置的图象存储器7上的位置的写入地址。写入地址输入到存储器控制电路6，并通过存储器控制电路6向图象存储器7进行写入。