图像编码方法和图像编码装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种不会妨碍流水线化或并行化，降低流丢失的频率，同时使处理量减少和压缩率提高的图像编码装置，包括将图片分割为由多个块构成的Ｉ片和由多个块构成的Ｐ片的分割单元；以及通过以块为单位将各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码的编码单元；分割单元改变按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的Ｉ片位置，使得在按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片内的Ｉ片的位置循环，并且分别分割多个图片，使得按时间顺序连续的多个图片中，Ｉ片中包含的块数与该Ｉ片和其下一Ｉ片之间含有的１个以上的Ｐ片中包含的块数之和成为预定值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像编码方法和图像编码装置。尤其涉及根据MPEG (Moving Picture Experts Group)-4 AVC方式，或根据ITU-T H. 264方式，将图像信号分割为由多个块构成的 片，并以块为单位将各片编码的图像编码方法和图像编码装置。
技术介绍
近年来，迎来了综合处理声音、图像和其他像素值的多媒体时代，可以将现有技术 的信息媒体、即新闻、杂志、电视、收音机和电话等信息传送到人的装置作为多媒体的对象 来采纳。一般，所谓多媒体不仅指文字，还指将图形或声音、尤其是图像等同时关联表示。为 了将上述现有信息媒体作为多媒体的对象，将该信息作为数字形式表示成为必须条件。但是，若将上述各信息媒体具有的信息量估计为数字信息量，则在文字的情况下 每1个文字的信息量需要1 2字节。与此相对，在声音的情况下，每1秒需要64Kbits (电 话质量)、进一步对于运动图像的情形，每1秒需要IOOMbits (现有电视接收质量)以上 的信息量。因此，上述信息媒体中，以数字形式原样处理该巨大的信息是不现实的。例如， 电视电话由具有64Kbit/s 1. 5Mbit/s传送速度的业务综合数字网(ISDN Integrated ServicesDigital Network)来实用。但是，不可能将电视 摄像机的影像以原样的数字信 息量通过I SDN发送。因此，信息压缩技术是必要的。例如，在电视电话的情况下，使用由ITU_T(国际电 通信联合电通信标准化部门)建议的H. 261或H. 263标准的运动图像压缩技术。MPEG-I 标准的信息压缩技术中，图像信息可以与声音信息一起放入通常的音乐用CD(光盘)中。这里，所谓MPEG (Moving Picture Experts Group)是指由 IS0/IEC (国际标准化 机构国际电气标准会议)标准化的运动图像信号压缩的国际标准。MPEG-I是将运动图像 信号压缩到1. 5Mbit/s,即将电视信号的信息压缩到约百分之一的标准。由于MPEG-I标准 中，作为对象的质量为中等程度的质量、即，传送速度主要是能够以约1.5Mbit/s实现的程 度的质量，所以又标准化了应满足进一步高图像质量要求的MPEG-2。MPEG-2中，将运动图 像信号以2 15Mbit/s来实现TV广播质量。另外，现有技术中，由发展了 MPEG-l、MPEG-2和标准化的操作组(IS0/IEC JTCl/ SC29/WG11)，将实现了超过MPEG-I、MPEG-2的压缩率并进一步使以物体为单位来进行编 码 解码 操作成为可能、从而实现多媒体时代所需的新功能的MPEG-4标准化。MPEG-4实 现了超过MPEG-1、和MPEG-2的压缩率，并进一步使以物体为单位来进行编码、解码和操作 成为可能。该MPEG-4中最先是将低比特率的编码方法的标准化作为目标来发展，但是扩展 到还含有包括交织图像(interlace)在内的高比特率编码方法的、更通用的编码。进一步， 现在还由IS0/IEC和ITU-T共同标准化了 MPEG-4 AVC和ITU-T H. 264，来作为更高压缩率 的图像编码方式。这里，图像信号可以认为是作为同一时刻的像素集合的图片(还称作帧或场)相6连续而成的信号。另外，由于像素与图片内的附近像素之间的相关性强，所以进行利用了图 片内的像素相关性的压缩。进一步，由于在连续的图片间的像素相关性也强，所以还进行利 用了图片间的像素相关性的压缩。这里，将利用了图片间的像素相关性和图片内的像素相 关性的压缩称作帧间编码，将没有利用图片间的像素相关性，但是利用了图片内的像素相 关性的压缩称作帧内编码。由于该帧间编码利用了图片间的相关性，所以可以实现比帧内 编码高的压缩率。另外，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4AVC和 H. 264 中，构成作为二维矩形区域的 像素集合的块(或宏块)，以块为单位来切换帧内编码和帧间编码。另一方面，ADSL或使用了光纤的高速网络环境普及，由此，在一般家庭中也可以以 超过几Mbit/s的比特率来发送接收。进一步，今后几年，期待可进行几十Mbit/s的发送接 收。由此，通过使用上述图像编码技术，可以设想不仅是使用了专用线路的企业，一般家庭 中也可导入TV广播质量和HDTV广播质量的TV电话和TV会议系统。但是，在经网络传送编码后的图像数据即流时，有可能因网络堵塞等流的一部分 丢失。在流的一部分丢失的情况下，接收侧中不能正确解码与丢失的流所对应的地方的图 像。进一步，在利用了图片间的像素相关性的压缩中，不能正确解码的状态还会传播到后续 的图片。即，图像质量劣化还传播到后续的图片。因此，定义了作为集合多个块而成的编码 单位的片。片是可进行独立编码和解码处理的最小单位，即使流的一部分丢失，也可以以片 为单位进行解码处理。图1是说明使用了 MPEG-2标准的片分割方法的情况下的片和块的关系的图。图1 所示的图片(1帧)由多个块构成。在构成图片的块中，同一行的块构成1个片。例如，加 斜线的片是I片，其他片是P片。I片是仅由帧内(intra)编码的块构成的片，P片是由帧 间(inter)编码或帧内编码的块构成的片。H. 264标准中，一般I片(intra slice)是指仅利用片内的像素相关性来进行编码 的片，P片(inter slice)是指利用片内像素相关性和片间像素相关性进行编码的片。这 里，所谓片间是指该片和该片之外的片之间，也可以是与包含该片的图片不同的图片的片 之间。换而言之，I片是不使用来自周围(该片的外侧)的图像信号的预测编码，即仅集合 了帧内编码的帧内宏块的片，P片是通过预测编码提高了压缩效率，即混合帧间编码的帧间 宏块和帧内宏块而构成的片。还存在不允许在1个图片内混合存在以H. 264标准规定的I片和P片的运行标准。 因此，为方便，本说明书的所谓I片将有意仅使用片内的像素相关性来加以编码的特殊P片 也称作I片。图2是说明图片中多个块的编码顺序用的图。该图1所示的图片中的块以图2所 示的顺序、即，在图片内，在片单位内从左到右、且以片为单位从上到下的顺序来进行编码 而生成流。但是，即使在传送路径上不丢失地接收该片的流，而以片为单位进行了解码处理， 也不见得可以正确解码进行解码处理后的像素。在该片被帧内编码的情况下，即使之前因 流的丢失而不能正确解码，仅通过帧内编码的片的流也可正确解码像素。但是，在解码丢失 后的流的下一图片时，在该片被帧间编码的情况下，参考刚解码出的图片来进行解码，所以 若参考之前因流丢失而存在图像质量劣化的图片来进行解码，则不能正确解码像素。这样，存在下述课题，S卩，在流丢失的情况下，若丢失后的流的下一图片被帧间编 码，则不能正确解码，进一步也不能递归地正确解码后续的图片。因此，在以下说明的方法中，防止图像质量的劣化递归传播。图3是表示按时间顺序连续的图片的片分割例的图。这里，加斜线的片与图1同 样，是I片，其他片是P片。片以行为单位。图3(a) 图3(1)是按时间顺序连续的图片。 即，图3中，图3(a)是按时间顺序最早的图片，图3(1)是按时间顺序最后的图片。图3中， I片的位置按时间顺序在之后的图片中下移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像编码装置，将图像信号分割为由多个块构成的片，并以块为单位将各片编码，其特征在于，包括：分割单元，将图片分割为利用片内的像素相关性进行编码且由多个块构成的Ｉ（帧内）片与利用片内的像素相关性和片间的像素相关性进行编码且由多个块构成的Ｐ（帧间）片；以及编码单元，通过以块为单位将所述各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码；所述分割单元改变所述按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的Ｉ片位置，使得在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片内的Ｉ片的位置循环，并且分别分割所述多个图片，使得所述按时间顺序连续的多个图片中，Ｉ片中包含的块数与该Ｉ片和其下一Ｉ片之间含有的１个以上的Ｐ片中包含的块数之和成为预定值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-28 2007-308054;JP 2008-9-18 2008-239815一种图像编码装置，将图像信号分割为由多个块构成的片，并以块为单位将各片编码，其特征在于，包括分割单元，将图片分割为利用片内的像素相关性进行编码且由多个块构成的I(帧内)片与利用片内的像素相关性和片间的像素相关性进行编码且由多个块构成的P(帧间)片；以及编码单元，通过以块为单位将所述各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码；所述分割单元改变所述按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的I片位置，使得在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片内的I片的位置循环，并且分别分割所述多个图片，使得所述按时间顺序连续的多个图片中，I片中包含的块数与该I片和其下一I片之间含有的1个以上的P片中包含的块数之和成为预定值。2.根据权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于所述分割单元分别分割所述多个图片，使得所述按时间顺序连续的多个图片中，预定 的I片和其下一I片之间含有的P片的数目成为预定值。3.根据权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于所述多个图片分别包含至少2个I片；所述分割单元分别分割所述多个图片，使得在所述按时间顺序连续的多个图片中，预 定图片内的所述2个I片中，I片和其下一 I片之间含有的P片的块数成为预定值。4.根据权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于所述分割单元进一步在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，将至 少1个图片分割为不包含I片的多个P片。5.根据权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于所述分割单元进一步将所述图片分割为由块数M构成的I片与除了位于所述图片内的 特定位置的P片之外由块数N构成的多个P片，其中，M是0以上的整数，N是1以上的整 数，且M < N。6.根据权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于所述分割单元进一步将所述图片分割为I片和P片，使得在所述按时间顺序连续的多 个图片中，每预先设置的数目的图片，I片的位置从一端到另一端的移动重复；所述编码单元包括编码数据生成部，通过对所述I片利用该片内的像素相关性进行编码，对所述P片利用 该片内的像素相关性或该片和其他片之间的像素相关性进行编码，来生成所述按时间顺序 连续的多个图片的编码数据；以及流生成部，生成包含所述按时间顺序连续的多个图片中共用的数据与所述按时间顺序 连续的多个图片的编码数据的流；所述流生成部在所述I片位于所述一端的图片被编码后而成的编码数据的紧前面配 置所述共用的数据。7.一种图像编码方法，将图像信号分割为由多个块构成的片，并以块为单位将各片编 码，其特征在于，包括分割步骤，将图片分割为利用片内的像素相关性进行编码且由多个块构成的I (帧内) 片与利用片内的像素相关性和片间的像素相关性进行编码且由多个块构成的P(帧间)片；以及编码步骤，通过以块为单位将所述各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码；所述分割步骤改变所述按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的I片位置，使得 在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片内的I片的位置循 环，并且分别分割所述多个图片，使得所述按时间顺序连续的多个图片中，I片中包含的块 数与该I片和其下一I片之间含有的1个以上的P片中包含的块数之和成为预定值。8.一种程序，用于将图像信号分割为由多个块构成的片，并以块为单位将各片编码，该 程序使计算机执行下述步骤，包括分割步骤，将图片分割为利用片内的像素相关性进行编码且由多个块构成的I (帧内) 片与利用片内的像素相关性和片间的像素相关性进行编码且由多个块构成的P(帧间)片； 以及编码步骤，通过以块为单位将所述各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码；所述分割步骤改变所述按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的I片位置，使得 在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片内的I片的位置循 环，并且分别分割所述多个图片，使得所述按时间顺序连续的多个图片中，I片中包含的块 数与该I片和其下一I片之间含有的1个以上的P片中包含的块数之和成为预定值。9.一种集成电路，将图像信号分割为由多个块构成的片，并以块为单位将各片编码，其 特征在于，包括分割单元，将图片分割为利用片内的像素相关性进行编码且由多个块构成的I (帧内) 片与利用片内的像素相关性和片间的像素相关性进行编码且由多个块构成的P(帧间)片； 以及编码单元，通过以块为单位将所述各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码；所述分割单元改变所述按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的I片位置，使得 在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片内的I片的位置循 环，并且分别分割所述多个图片，使得所述按时间顺序连续的多个图片中，I片及其与下一 I片之间含有的1个以上的P片中包含的块数之和成为预定值。10.一种图像编码装置，将图像信号分割为由多个块构成的片，并以块为单位将各片编 码，其特征在于，包括分割单元，将图片分割为利用片内的像素相关性进行编码且由多个块构成的I (帧内) 片与利用片内的像素相关性和片间的像素相关性进行编码且由多个块构成的P(帧间)片； 以及编码单元，通过以块为单位将所述各片编码，将按时间顺序连续的多个图片编码；所述分割单元改变所述按时间顺序连续的多个图片的各个图片内的I片位置，使得 在所述按时间顺序连续的多个图片中的一定数目的图片中，该多个图片...

【专利技术属性】
技术研发人员：角野真也，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]