动态图像预测解码装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及动态图像预测解码装置及方法。动态图像预测编码装置内的预测信号生成器包括：单元，其估计用于取得第0预测信号的第0运动矢量，选择与该第0运动矢量类似的第0预测运动矢量，并生成第0附加信息，该第0附加信息包括用于识别该预测运动矢量的第0预测运动信息索引、和根据第0运动矢量及第0预测运动矢量而决定的差分运动矢量；单元，其选择用于生成与对象区域的相关度高的第1预测信号的运动矢量，生成包括用于识别该运动矢量作为第1预测运动矢量的第1预测运动信息索引的第1附加信息，并将第1预测运动矢量设定为第1运动矢量；以及单元，其将第0预测信号和第1预测信号合成而生成对象区域的预测信号。

【技术实现步骤摘要】
动态图像预测解码装置及方法本申请是申请号为201280052624.7(PCT/JP2012/074575)、申请日为2012年9月25日、专利技术名称为“动态图像预测编码装置、动态图像预测编码方法、动态图像预测编码程序、动态图像预测解码装置、动态图像预测解码方法以及动态图像预测解码程序”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及动态图像预测解码装置及方法，尤其涉及通过将两个预测信号平均化来生成最终的块预测信号(双预测信号)的动态图像预测解码装置及方法。
技术介绍
为了高效地进行静态图像或动态图像数据的传输和蓄积采用了压缩编码技术。在动态图像的情况下广泛应用MPEG-1～4或ITU(InternationalTelecommunicationUnion：国际电信联盟)H.261～H.264的方式。在这些编码方式中，在将作为编码的对象的图像分割为多个块的基础上进行编码处理/解码处理。在画面内的预测编码中，在使用位于与对象块相同的画面内的相邻的已再生的图像信号(将压缩的图像数据复原后的图像信号)生成预测信号的基础上，对从对象块的信号中减去该预测信号得到的差分信号进行编码。在画面间的预测编码中，参照位于与对象块不同的画面内的已再生的图像信号，进行运动的校正，生成预测信号，对从对象块的信号中减去该预测信号得到的差分信号进行编码。例如，在H.264的画面内预测编码中，采用将与作为编码对象的块相邻的已再生的像素值在预定的方向上外插并生成预测信号的方法。图20是用于说明在ITUH.264中使用的画面内预测方法的示意图。在图20(A)中，对象块802是作为编码的对象的块，由与该对象块802的边界相邻的像素A～M构成的像素组801是相邻区域，而且是在过去的处理中已经被再生的图像信号。在这种情况下，将作为位于对象块802的正上方的相邻像素的像素组801向下方拉伸，由此生成预测信号。此外，在图20(B)中，将位于对象块804的左侧的已再生像素(I～L)向右拉伸，由此生成预测信号。生成预测信号的具体的方法例如在专利文献1中记载。这样，对于利用图20的(A)～(I)所示的方法生成的9个预测信号，分别取得与对象块的像素信号的差分，将差分值最小的信号作为最优的预测信号。如上所述，通过对像素进行外插能够生成预测信号。有关以上内容记载在下述专利文献1中。在通常的画面间预测编码中，使用如下方法来生成预测信号：针对作为编码对象的块，从已经再生过的画面中搜索与其像素信号类似的信号。而且，对对象块与搜索到的信号构成的区域之间的空间性位移量即运动矢量、以及对象块的像素信号和预测信号的残差信号进行编码。这样按照每个块搜索运动矢量的方法被称为块匹配(blockmatching)。图19是用于说明块匹配处理的示意图。在此，以编码对象的画面701上的对象块702为例对预测信号的生成顺序进行说明。参照画面703已经再生过，区域704与对象块702在空间上是同一位置的区域。在块匹配中，设定包围区域704的搜索范围705，从该搜索范围705的像素信号中检测与对象块702的像素信号的绝对值误差和最小的区域706。该区域706的信号成为预测信号，从区域704向区域706的位移量被检测作为运动矢量707。此外，有时也使用以下方法：准备多个参照画面703，对每个对象块选择实施块匹配的参照画面，并检测参照画面选择信息。在H.264中，为了对应图像的局部性的特征变化，准备用于对运动矢量进行编码的块尺寸不同的多个预测类型。关于H.264的预测类型记载在例如专利文献2中。在动态图像数据的压缩编码中，各个画面(帧、字段)的编码顺序可以是任意顺序。因此，在参照已再生画面生成预测信号的画面间预测中，关于编码顺序有两种方法。第一种方法是参照一个已再生画面来生成预测信号的单预测，第二种方法是参照一个或者两个已再生画面，并对能够得到的两个预测信号进行平均化的双预测。在单预测中，包括按照显示顺序参照过去的已再生画面的前向预测，和按照显示顺序参照未来的已再生画面的后向预测。关于画面间预测的类型记载在例如专利文献3中。在H.264中，作为参照画面703的候选，作成由多个已再生画面构成的两个参照画面列表来进行第二种画面间方法(双预测)。将在各参照画面列表中登记的多个参照画面作为对象进行块匹配，并检测出与区域706相当的两个区域，对检测到的两个预测信号进行平均化。使用图5和图6说明参照画面列表的示例。在图5(A)中，画面505示出编码对象图像，画面501～画面504示出已再生图像。在图5(B)中，画面510示出编码对象画面，画面507、508、509和511示出已再生画面，利用帧号(frame_num)进行各个图像(画面)的识别。图6的列表0(List0)和列表1(List1)表示两个参照画面列表，图6(A)表示图5(A)的参照画面列表，图6(B)和(C)表示图5(B)的参照画面列表的示例。在图6(A)和(C)中，在各参照画面列表内分别登记4个参照画面，在图6(B)中，在各参照画面列表内分别登记2个参照画面。利用参照画面索引(ref_idx)来识别各个参照画面。能够登记在参照画面列表中的已再生图像基本上是任意的。另外，在本案中，为了容易理解内容，对上述的参照画面列表List0、List1一并采用例如称为第0运动信息、第1运动信息的称呼。现有技术文献专利文献【专利文献1】美国专利公报第6765964号【专利文献2】美国专利公报第7003035号【专利文献3】美国专利公报第6259739号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在双预测中，能够利用基于类似的两个预测信号的平均化的平滑效果，清除预测信号中所包含的噪声。可是，这种平滑效果较大的块往往是包含纹理区域和噪声的平坦区域，在参照画面内存在多个类似信号。这些区域的信号的随机性比较强，因而如果从多个参照画面中搜索在这些区域中与对象块类似的两个预测信号，则相邻的块间的运动矢量有时产生偏差。运动矢量是根据与相邻块的运动矢量的差进行编码，因而如果在相邻块之间运动矢量有偏差，将导致其代码量增大。作为减少双预测的代码量的方法，如在过去的例子中示例的那样，有在解码侧利用相邻块的状况导出两个运动矢量的方法，但是由于能够利用的预测信号的限制过严，因而难以提高两个预测信号的类似性，不能得到充分的平滑效果。为了解决上述课题，本专利技术的目的在于，提供一种动态图像预测解码装置及方法，对用于生成与对象块类似的预测信号的一个运动矢量进行编码，根据已编码的运动信息有选择地求出另一个运动矢量，由此能够以相对于对两个运动矢量进行编码的双预测比较少的代码量、有效抑制预测信号的噪声。用于解决问题的手段本专利技术的一方面的动态图像预测解码方法是种由动态图像预测解码装置执行的动态图像预测解码方法，其特征在于，该动态图像预测解码方法包括：解码步骤，从被分割为多个区域而编码的压缩数据中，对作为解码对象的解码对象区域的附加信息和残差信号的压缩数据进行解码；运动信息复原步骤，复原从所述附加信息生成所述对象区域的预测信号所需要的运动矢量；运动信息记录步骤，将所述运动矢量保存在运动信息记录单元中；运动补偿步骤，根据所述运动矢量生成所述对象区域的预测信号；残差信号复原步骤，从所述残差信号的压缩数据复原所述对象本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由动态图像预测解码装置执行的动态图像预测解码方法，其特征在于，该动态图像预测解码方法包括：解码步骤，从被分割为多个区域而编码的压缩数据中，对作为解码对象的解码对象区域的附加信息和残差信号的压缩数据进行解码；运动信息复原步骤，复原从所述附加信息生成所述对象区域的预测信号所需要的运动矢量；运动信息记录步骤，将所述运动矢量保存在运动信息记录单元中；运动补偿步骤，根据所述运动矢量生成所述对象区域的预测信号；残差信号复原步骤，从所述残差信号的压缩数据复原所述对象区域的再生残差信号；以及图像记录步骤，将所述预测信号和所述再生残差信号相加，由此将所述解码对象区域的像素信号复原，并保存被复原后的像素信号作为已再生图像，在所述解码步骤中，所述动态图像预测解码装置对第0附加信息和第1附加信息进行解码，所述第0附加信息包括第0差分运动矢量和第0预测运动信息索引，该第0预测运动信息索引用于识别从被存储于所述运动信息记录单元的多个运动矢量中选择的一个运动矢量作为第0预测运动矢量，所述第1附加信息包括第1预测运动信息索引，该第1预测运动信息索引用于识别从被存储于所述运动信息记录单元的多个运动矢量中选择的一个运动矢量作为第1预测运动矢量，所述运动信息复原步骤包括：第0运动信息复原步骤，根据所述第0预测运动信息索引，生成第0预测运动矢量，将所生成的第0预测运动矢量和所述第0差分运动矢量相加而将第0运动矢量复原；以及第1运动信息复原步骤，根据所述第1预测运动信息索引，生成第1预测运动矢量，将所生成的第1预测运动矢量作为第1运动矢量进行复原，在所述运动补偿步骤中，所述动态图像预测解码装置将根据所述第0运动矢量和第1运动矢量从所述已再生图像中取得的两个信号合成，生成所述对象区域的预测信号，在所述解码步骤中，所述动态图像预测解码装置还按照每个画面或者每个切片，对用于指示所述第1附加信息是否包含差分运动矢量的指示信息进行解码，在所述指示信息表示所述第1附加信息包含第1差分运动矢量的情况下，所述动态图像预测解码装置将差分运动矢量作为所述第1附加信息进行解码，在所述第1运动信息复原步骤中，所述动态图像预测解码装置在所述指示信息表示第1附加信息不包含第1差分运动矢量时，根据所述第1预测运动信息索引，生成第1预测运动矢量，将所生成的第1预测运动矢量作为第1运动矢量进行复原，所述动态图像预测解码装置在所述指示信息表示第1附加信息包含第1差分运动矢量时，根据所述第1预测运动信息索引生成第1预测运动矢量，将所生成的第1预测运动矢量和解码后的差分运动矢量相加而生成第1运动矢量进行复原，在所述解码步骤中，所述动态图像预测解码装置对于被包含在画面的报头或者切片的报头中的所述指示信息进行解码。...

【技术特征摘要】
2011.11.07 JP JP2011-2434901.一种由动态图像预测解码装置执行的动态图像预测解码方法，其特征在于，该动态图像预测解码方法包括：解码步骤，从被分割为多个区域而编码的压缩数据中，对作为解码对象的解码对象区域的附加信息和残差信号的压缩数据进行解码；运动信息复原步骤，复原从所述附加信息生成所述对象区域的预测信号所需要的运动矢量；运动信息记录步骤，将所述运动矢量保存在运动信息记录单元中；运动补偿步骤，根据所述运动矢量生成所述对象区域的预测信号；残差信号复原步骤，从所述残差信号的压缩数据复原所述对象区域的再生残差信号；以及图像记录步骤，将所述预测信号和所述再生残差信号相加，由此将所述解码对象区域的像素信号复原，并保存被复原后的像素信号作为已再生图像，在所述解码步骤中，所述动态图像预测解码装置对第0附加信息和第1附加信息进行解码，所述第0附加信息包括第0差分运动矢量和第0预测运动信息索引，该第0预测运动信息索引用于识别从被存储于所述运动信息记录单元的多个运动矢量中选择的一个运动矢量作为第0预测运动矢量，所述第1附加信息包括第1预测运动信息索引，该第1预测运动信息索引用于识别从被存储于所述运动信息记录单元的多个运动矢量中选择的一个运动矢量作为第1预测运动矢量，所述运动信息复原步骤包括：第0运动信息复原步骤，根据所述第0预测运动信息索引，生成第0预测运动矢量，将所生成的第0预测运动矢量和所述第0差分运动矢量相加而将第0运动矢量复原；以及第1运动信息复原步骤，根据所述第1预测运动信息索引，生成第1预测运动矢量，将所生成的第1预测运动矢量作为第1运动矢量进行复原，在所述运动补偿步骤中，所述动态图像预测解码装置将根据所述第0运动矢量和第1运动矢量从所述已再生图像中取得的两个信号合成，生成所述对象区域的预测信号，在所述解码步骤中，所述动态图像预测解码装置还按照每个画面或者每个切片，对用于指示所述第1附加信息是否包含差分运动矢量的指示信息进行解码，在所述指示信息表示所述第1附加信息包含第1差分运动矢量的情况下，所述动态图像预测解码装置将差分运动矢量作为所述第1附加信息进行解码，在所述第1运动信息复原步骤中，所述动态图像预测解码装置在所述指示信息表示第1附加信息不包含第1差分运动矢量时，根据所述第1预测运动信息索引，生成第1预测运动矢量，将所生成的第1预测运动矢量作为第1运动矢量进行复原，所述动态图像预测解码装置在所述指示信息表示第1附加信息包含第1差分运动矢量时，根据所述第1预测运动信息索引生成第1预测运动矢量，将所生成的第1预测运动矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木芳典，文仲丞，
申请(专利权)人：株式会社NTT都科摩，
类型：发明
国别省市：日本,JP