運動圖像編碼裝置、運動圖像解碼裝置、運動圖像編碼方法以及運動圖像解碼方法制造方法及圖紙

幀內預測部（4）在通過使用幀之內的已編碼的圖像信號來實施幀之內預測處理而生成幀內預測圖像時，從預先準備的1個以上的濾波器之中，根據與濾波處理對象塊的編碼有關的各種參數的狀態選擇濾波器，使用該濾波器，實施針對預測圖像的濾波處理。由此，能夠降低局部地發生的預測誤差，提高圖像質量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及對運動圖像高效地進行編碼的運動圖像編碼裝置以及運動圖像編碼方法、和對被高效地編碼的運動圖像進行解碼的運動圖像解碼裝置以及運動圖像解碼方法。
技術介紹
例如，在MPEG (Moving Picture Experts Group,運動圖像專家組)、“ITU — TH.26x”等國際標準影像編碼方式中，將輸入影像幀分割為矩形的塊(編碼對象塊)，針對該編碼對象塊，實施使用已編碼的圖像信號的預測處理，從而生成預測圖像，按照塊單位對作為該編碼對象塊與預測圖像的差分的預測誤差信號進行正交變換、量化處理，從而進行信息壓縮。例如，在作為國際標準方式的AVC/H.264 (IS0/IEC14496 — 10 | ITU - TH.264)中，根據已編碼的附近像素進行幀內(intra)預測處理，或者進行接近幀之間的運動補償預測處理(例如，參照非專利文獻I)。在MPEG - 4AVC/H.264中，在亮度的幀內預測模式中，能夠按照塊單位，從多個預測模式之中選擇I個預測模式。圖10是示出亮度的塊尺寸是4X4像素時的幀內預測模式的說明圖。在圖10中，白色的圓是編碼對象的塊內的像素。黑色的圓是預測中使用的像素，是已編碼的鄰接塊內的像素。在圖10中，作為幀內預測模式，準備了 9個模式O 模式8，其中模式2是進行平均值預測的模式，用上面和左邊的塊的鄰接像素的平均值來預測編碼對象塊內的像素。模式2以外的模式是進行方向性預測的模式。模式O是垂直方向預測，通過將上面的塊的鄰接像素在垂直方向上重復而生成預測圖像。例如，在縱條紋圖案時選擇模式O。模式I是水平方向預測，通過將左邊的塊的鄰接像素在水平方向上重復而生成預測圖像。例如，在橫條紋圖案時選擇模式I。模式3 模式8使用上面或者左邊的塊的鄰接像素，在規定的方向(箭頭表示的方向)上生成插值像素來生成預測圖像。 應用幀內預測的亮度的塊尺寸可以從4X4像素、8X8像素、16X 16像素中選擇，在8X8像素的情況下，與4X4像素的情況同樣地規定了 9個幀內預測模式。在16X16像素的情況下，規定了 4個幀內預測模式(平均值預測、垂直方向預測、水平方向預測、平面預測)。平面預測是將在斜向方向上對上面的塊的鄰接像素和左邊的塊的鄰接像素進行內插插值而生成的像素作為預測值的模式。在塊尺寸為4X4像素或者8X8像素時的方向性預測模式下，例如在45度等根據模式而預先規定的方向上生成預測值，所以在塊內的目標的邊界(邊緣)的方向與預測模式表示的方向一致的情況下，預測效率變高而能夠削減代碼量。但是，只要在邊緣的方向與預測模式表示的方向之間稍微地產生偏差、或者即使方向一致但編碼對象塊內的邊緣稍微地失真(搖擺、彎曲等)，就會局部地發生大的預測誤差，預測效率極端地下降。為了防止這樣的預測效率降低，在8X8像素的方向性預測中，通過將對已編碼的鄰接像素實施平滑化濾波而得到的結果作為在預測圖像的生成時使用的參照圖像，從而生成平滑化了的預測圖像，降低在產生了預測方向的稍微的偏差、在邊緣產生了稍微的失真的情況下發生的預測誤差。非專利文獻I =MPEG — 4AVC (IS0/IEC14496 — 10) /ITU — TH.264 規格
技術實現思路
以往的圖像編碼裝置如以上那樣構成，所以如果實施濾波處理而生成平滑化了的預測圖像，則即使產生預測方向的稍微的偏差、在邊緣產生稍微的失真，也能夠降低所發生的預測誤差。但是，在非專利文獻I中，除了 8X8像素的塊以外不實施濾波處理，對8X8像素的塊所使用的濾波器也只有一種。實際上，即使在8X8像素以外的尺寸的塊中，也同樣地存在如下問題:即使預測圖像和編碼對象圖像的圖樣類似，也會由于邊緣的稍微的不匹配而局部地發生大的預測誤差，有時會產生預測效率的大幅降低。另外，存在如下課題:即使在同一尺寸的塊中，如果在對預測誤差信號進行量化時使用的量化參數、塊內的像素的位置等不同，則適合于降低局部性的預測誤差的濾波器不同，但僅準備了一種濾波器，從而無法充分降低預測誤差。本專利技術是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于得到一種能夠降低局部地發生的預測誤差來提高圖像質量的。本專利技術涉及的運動圖像編碼裝置，幀內預測單元在通過使用幀之內的已編碼的圖像信號來實施幀之內預測處理而生成預測圖像時，從預先準備的I個以上的濾波器之中，根據與濾波處理對象塊的編碼有關的各種參數的狀態選擇濾波器，使用該濾波器，實施針對預測圖像的濾波處理，將濾波處理后的預測圖像輸出到差分圖像生成單元。根據本專利技術，幀內預測單元在通過使用幀之內的已編碼的圖像信號來實施幀之內預測處理而生成預測圖像時，從預先準備的I個以上的濾波器之中，根據與濾波處理對象塊的編碼有關的各種參數的狀態選擇濾波器，使用該濾波器，實施針對預測圖像的濾波處理，將濾波處理后的預測圖像輸出到差分圖像生成單元，所以具有能夠降低局部地發生的預測誤差而提高圖像質量的效果。附圖說明圖1是示出本專利技術的實施方式I的運動圖像編碼裝置的結構圖。圖2是示出本專利技術的實施方式I的運動圖像解碼裝置的結構圖。圖3是示出本專利技術的實施方式I的運動圖像編碼裝置的處理內容的流程圖。圖4是示出本專利技術的實施方式I的運動圖像解碼裝置的處理內容的流程圖。圖5是示出最大尺寸的編碼塊被層次性地分割為多個編碼塊的情況的說明圖。圖6 (a)是示出分割后的分塊的分布的圖，(b)是通過4叉樹圖形示出對層次分割后的分塊分配了編碼模式m (Bn)的狀況的說明圖。圖7是示出在編碼塊Bn內的各分塊Pi11中可選擇的幀內預測參數(幀內預測模式)的一個例子的說明圖。圖8是示出在1^=1<=4時、生成分塊Pi11內的像素的預測值時使用的像素的一個例子的說明圖。圖9是示出N=5的情況的參照像素配置的一個例子的說明圖。圖10是示出亮度的塊尺寸是4X4像素的情況的幀內預測模式的說明圖。(符號說明)1:編碼控制部(編碼控制單元)；2:塊分割部(塊分割單元)；3:切換開關(幀內預測單元、運動補償預測單元)；4:幀內預測部(幀內預測單元)；5:運動補償預測部(運動補償預測單元)；6:減法部(差分圖像生成單元)；7:變換/量化部(圖像壓縮單元)；8:逆量化/逆變換部；9:加法部；10:幀內預測用存儲器；11:環路濾波器部；12:運動補償預測幀存儲器；13:可變長編碼部(可變長編碼單元)；51:可變長解碼部(可變長解碼單元)；52:切換開關(幀內預測單元、運動補償預測單元);53:幀內預測部(幀內預測單元)；54:運動補償預測部(運動補償預測單元);55:逆量化/逆變換部(差分圖像生成單元)；56:加法部(解碼圖像生成單元)；57:幀內預測用存儲器；58:環路濾波器部；59:運動補償預測幀存儲器。具體實施方式 以下，為了更詳細地說明本專利技術，根據附圖，說明具體實施方式。實施方式1.在該實施方式I中，說明如下的運動圖像編碼裝置和運動圖像解碼裝置:該運動圖像編碼裝置輸入影像的各幀圖像，并通過根據已編碼的附近像素實施幀之內預測處理或者在接近幀之間實施運動補償預測處理而生成預測圖像，并針對作為該預測圖像與幀圖像的差分圖像的預測誤差信號通過正交變換/量化而實施了壓縮處理之后，進行可變長編碼而生成比特流，該運動圖像解碼裝置對從該運動圖像編碼裝置輸出的比特流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.30 JP 2010-2214711.一種運動圖像編碼裝置，其特征在于，具備: 編碼控制單元，決定成為實施預測處理時的處理單位的編碼塊的最大尺寸，并且決定最大尺寸的編碼塊被層次性地分割時的上限的層次數，從可利用的I個以上的編碼模式之中，選擇決定各個編碼塊的編碼方法的編碼模式； 塊分割單元，將輸入圖像分割為規定的尺寸的編碼塊，并且直至達到由所述編碼控制單元決定的上限的層次數為止，將所述編碼塊層次性地分割； 幀內預測單元，在由所述編碼控制單元選擇了幀內編碼模式作為與由所述塊分割單元分割出的編碼塊對應的編碼模式的情況下，使用幀之內的已編碼的圖像信號，實施幀之內預測處理，從而生成預測圖像； 差分圖像生成單元，生成由所述塊分割單元分割出的編碼塊與由所述幀內預測單元生成的預測圖像的差分圖像； 圖像壓縮單元，對由所述差分圖像生成單元生成的差分圖像進行壓縮，輸出所述差分圖像的壓縮數據；以及 可變長編碼單元，對從所述圖像壓縮單元輸出的壓縮數據以及由所述編碼控制單元選擇的編碼模式進行可變長編碼，生成復用了所述壓縮數據以及所述編碼模式的編碼數據的比特流， 所述幀內預測單元在生成預測圖像時，從預先準備的I個以上的濾波器之中，選擇規定的濾波器，使用所述濾波器，實施針對所述預測圖像的濾波處理，將濾波處理后的預測圖像輸出到所述差分圖像生成單元。2.根據權利要求1所述的運動圖像編碼裝置，其特征在于， 設置運動補償預測單元，該運動補償預測單元在由編碼控制單元選擇了幀間編碼模式作為與由塊分割單元分割出的編碼塊對應的編碼模式的情況下，使用參照圖像，實施針對所述編碼塊的運動補償預測處理，從而生成預測圖像， 差分圖像生成單元生成由所述塊分割單元分割出的編碼塊與由幀內預測單元或者所述運動補償預測單元生成的預測圖像的差分圖像。3.根據權利要求2所述的運動圖像編碼裝置，其特征在于， 編碼控制單元針對各個編碼塊，決定在壓縮差分圖像時使用的量化參數以及變換塊尺寸，并且決定在實施預測處理時使用的幀內預測參數或者幀間預測參數， 圖像壓縮單元以由所述編碼控制單元決定的變換塊尺寸單位，實施由差分圖像生成單元生成的差分圖像的變換處理，并且使用由所述編碼控制單元決定的量化參數，對所述差分圖像的變換系數進行量化，從而將量化后的變換系數作為所述差分圖像的壓縮數據輸出， 可變長編碼單元在對從所述圖像壓縮單元輸出的壓縮數據以及由所述編碼控制單元選擇的編碼模式進行可變長編碼時，對由所述編碼控制單元決定的幀內預測參數或者幀間預測參數、和量化參數以及變換塊尺寸進行可變長編碼，從而生成復用了所述壓縮數據、所述編碼模式、所述幀內預測參數或者所述幀間預測參數、所述量化參數以及所述變換塊尺寸的編碼數據的比特流。4.根據權利要求3所述的運動圖像編碼裝置，其特征在于， 幀內預測單元在進行幀內預測的塊的尺寸、由所述編碼控制單元決定的量化參數、在生成預測圖像時使用的幀之內的已編碼的圖像信號與濾波處理對象像素的距離、以及由所述編碼控制單元決定的幀內預測參數之中，考慮至少I個以上而選擇濾波處理中使用的濾波器。5.根據權利要求1所述的運動圖像編碼裝置，其特征在于， 幀內預測單元設計由塊分割單元分割出的編碼塊與預測圖像間的平方誤差和成為最小的維納濾波器，在與使用從預先準備的I個以上的濾波器之中選擇的濾波器相比使用所述維納濾波器時預測誤差的降低程度更高的情況下，代替該選擇的濾波器而使用所述維納濾波器，來實施針對預測圖像的濾波處理，將濾波處理后的預測圖像輸出到差分圖像生成單元， 可變長編碼單元對由所述幀內預測單元設計的維納濾波器的濾波系數進行可變長編碼，將所述濾波系數的編碼數據復用到比特流。6.一種運動圖像解碼裝置，其特征在于，具備: 可變長解碼單元，根據比特流中復用的編碼數據，可變長解碼出與層次性地分割出的各個編碼塊有關的壓縮數據以及編碼模式； 幀內預測單元，在由所述可變長解碼單元可變長解碼出的與編碼塊有關的編碼模式是幀內編碼模式的情況下，使用幀之內的已解碼的圖像信號，實施幀之內預測處理，從而生成預測圖像； 差分圖像生成單元，根據由所述可變長解碼單元可變長解碼出的與編碼塊有關的壓縮數據生成壓縮前的差分圖像；以及 解碼圖像生成單元，將由所述差分圖像生成單元生成的差分圖像與由所述幀內預測單元生成的預測圖像進行相加而生成解碼圖像， 所述幀內...

【專利技術屬性】
技術研發人員：峯澤彰，關口俊一，杉本和夫，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：
國別省市：