运动矢量预测编码方法、运动矢量预测解码方法、运动图像编码装置、运动图像解码装置及其程序制造方法及图纸

在运动矢量预测编码中，提高运动矢量的预测效率，提高运动图像的编码效率。使用已编码的参考图像，进行编码对象图像中编码对象块的运动搜索，计算出运动矢量。将相对于编码对象图像中的编码对象块的位置位于预定的相对位置上的、由所述编码对象图像中的已编码块和已编码图像中的已编码块的至少一方构成的多个块设定为初级候选块，从初级候选块的编码中所使用的运动矢量之中确定N个初级候选参考运动矢量。对于每一个初级候选参考运动矢量使用已编码的图像信息，计算信赖度，其中，该信赖度定量地表示编码对象块的运动矢量预测中的有效性。将所述N个初级候选参考运动矢量中信赖度大于规定阈值的初级候选参考运动矢量选出为次级候选参考运动矢量。使用次级候选参考运动矢量计算编码对象块的预测运动矢量，对通过编码对象块的运动搜索所求出的运动矢量与预测运动矢量之间的残差进行编码作为运动矢量的编码信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对运动矢量进行预测编码的运动图像编码技术。特别地，本专利技术涉及提高运动矢量的预测效率、提高运动图像编码效率的运动矢量预测编码方法、运动矢量预测解码方法、运动图像编码装置、运动图像解码装置及其程序。本申请要求2010年2月9日在日本提出的日本专利申请2010-026132号的优先权，其内容在此引用。
技术介绍
在以H. 264为代表的、使用运动补偿的运动图像编码方式中，为了对运动矢量有效 地进行编码，进行运动矢量的预测编码。图12表示以往的运动图像编码装置的运动补偿部的构造例。以往的运动图像编码装置中的运动补偿部100具有动作搜索部101、运动矢量存储器102、运动矢量预测部103、以及预测残差计算部104。当输入编码对象块的视频信号时，运动搜索部101通过将其与已编码的参考图像的解码信号相对比来进行运动搜索，计算出运动矢量并存储于运动矢量存储器102。运动矢量预测部103从运动矢量存储器102读出在位于编码对象块邻近的已编码块的编码中所使用的运动矢量，使用它们作为参考运动矢量，计算出预测运动矢量。预测残差计算部104计算运动搜索部101所算出的运动矢量与运动矢量预测部103所算出的预测运动矢量之间的残差，输出运动矢量预测残差。该运动矢量预测残差经过编码，作为运动矢量的编码信息输出。图13表示了以往的运动图像解码装置中的运动补偿部的构造例。以往的运动图像解码装置中的运动补偿部200具有运动矢量计算部201、预测信号作成部202、运动矢量存储器203、以及运动矢量预测部204。运动矢量计算部201通过将从编码流中被解码的运动矢量预测残差与运动矢量预测部204所预测的预测运动矢量进行相加，生成运动矢量，在将该运动矢量存储到运动矢量内存203的同时，输出到预测信号作成部202。预测信号作成部202按照运动矢量从已解码的参考图像读出解码信号，将其作为解码对象块的预测信号输出。运动矢量预测部204从运动矢量存储器203读出在位于解码对象块邻近的已解码块的解码中所使用的运动矢量，以此作为参考运动矢量计算出预测运动矢量。作为与上述那样的运动矢量预测编码相关的技术，以往有以下的技术。( a )中间值预测编码(H. 264等)〔以下称为现有技术a〕(b )基于参考运动矢量指定的预测编码〔以下称为现有技术b〕 图14是说明现有的运动矢量的预测编码方式的示例的图。在现有技术a和现有技术b中，在进行运动矢量的编码(解码也同样)时，利用如图14所示的编码对象块邻近的已编码块的运动矢量(已编码运动矢量)作为参考运动矢量来进行预测，对运动矢量进行编码。具体来说，在现有技术a中，采用参考运动矢量的中间值作为预测运动矢量，对编码对象块的运动矢量和预测运动矢量之间的误差(称为运动矢量预测残差)进行编码(参照非专利文献I)。而且，在现有技术b中，编码装置(编码器)从参考运动矢量之中选择预测所使用的运动矢量，将预测中使用的参考运动矢量的标识符与运动矢量预测残差一起进行编码(参照非专利文献2)。再者，以往，并非通过求取运动矢量预测残差来对运动矢量进行编码，作为对编码对象块的运动矢量本身进行预测的技术，存在有基于样本匹配的运动矢量预测的技术(以下称为现有技术C)。该现有技术c是一种在编码侧不对运动矢量编码而是进行运动补偿的运动矢量预测方法(参照非专利文献3)。图15是说明以往的基于样本匹配进行运动矢量预测的图。在现有技术c中，在预测编码对象块的运动矢量之时，如图15表示为反L字型的区域那样，利用编码对象块邻近的且已经编码的像素的集合(将其称为样本(template))，在参考图像上对于规定的搜索范围进行运动搜索(将该处理称为样本匹配(template matching))。具体来说，对于在规定的搜索范围内的各运动矢量，在使得参考图像上位于样本相同位置的区域仅偏移运动矢量大小后的区域(称为匹配区域)和样本之间求取SAD (sum of Absolute Differences,绝对差值和)等的近似度来进行搜索。利用由此得到的运动矢量进行运动补偿。由于解码侧也可以用已解码的像素的集合的样本进行同样的处理，其具有不进行运动矢量编码就能进行运动补偿的优点。现有技术文献 非专利文献非专利文献I :角野，菊池，铃木，“修订第三版H. 264/AVC教科书”，Impress R&D发行,2009，pp.123-125。非专利文献2 :Τ·山本，“A new scheme for motion vector predictor encoding(一种运动矢量预测编码的新方案)”，ITU-T SG16/Q6, 32nd VCEG Meeting, San Jose,April 2007。非专利文献3:小林，铃木，7' >，崛越，“使用样本匹配进行运动预测的方法所带来的预测信息量的削减”，图像编码专题资料(The Proceedings of Picture CodingSymposium of Japan),2005, pp.17-18。专利技术所解决的课题 在上述现有技术a，b中，当邻近的块中不存在对预测有效的参考运动矢量时，运动矢量的预测效率会降低。不仅是编码对象块的邻近，也可以考虑使用包括在更广范围内的多个块的参考运动矢量来进行预测。但是，当用现有技术的方法来这样进行的话，会招致预测效率和/或编码效率变差。图16是说明现有技术的问题的图。如图16所示，在编码对象块的邻近块设置于被摄体Obj的边界的情况以及出现遮挡的情况(在参考图像中邻近块的对应点被某被摄体挡住的情况)下，还有，在被摄体为非刚性体的情况下，该邻近块的参考运动矢量有可能会不适用于编码对象块的运动矢量预测，或者由于内部编码的进行，使得参考运动矢量本身就不存在。在这样的情况下，现有技术a和现有技术b两者的预测效率都会变差。但是，如图16中虚线所示的块那样，也可能会存在这样的情形，即未包含在候选中的块的运动矢量对于预测更为有效。为了将这样的运动矢量用于预测，可以容易地类推出应该不仅使用最邻近的块作为候选块，而且应当增加候选的块。但是，用作为候选的块增多时，在现有技术a中，由于在候选中可能含有不适用的参考运动矢量，有使预测效率反而变差的风险。再者，在现有技术b中，由于导致了应用于预测的参考运动矢量的标识符的编码量的增加，有使编码效率反而变差的风险。与此相对，现有技术c是在编码侧不对运动矢量进行编码而进行运动补偿的运动矢量预测方法。由此，可以认为是能够将其应用于解决上述现有技术的课题的。也就是说，使用现有技术c的样本匹配生成预测运动矢量，根据该预测运动矢量和由通常的运动搜索求得的编码对象块的运动矢量，求出运动矢量预测残差，并进行编码。在这样的情况下，有以下问题。在按照现有技术c的运动矢量的预测中，与现有技术a和现有技术b不同，其能够不使用编码对象块的邻近块的已编码运动矢量地进行搜索。因此，在已编码运动矢量不属 于对预测有效的情况下，也具有能够作成有效的预测运动矢量的可能性。但是，由于仅由样本来确定预测运动矢量，因此，存在指向与编码对象块无关的区域的运动矢量也被作为预 测运动矢量这样的导致预测效率变差的情况。
技术实现思路
为了解决上述课题，本专利技术的目的在于，提高运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.09 JP 2010-0261321.一种运动矢量预测编码方法，在将编码对象图像分割为块并对每一个块使用运动补偿进行编码的运动图像编码方式中的运动矢量预测编码方法中，具有 使用已编码的参考图像，进行所述编码对象图像中的编码对象块的运动搜索，计算出运动矢量的步骤； 将相对于所述编码对象图像中的所述编码对象块的位置位于预定的相对位置上的、所述编码对象图像中的已编码块以及已编码图像中的已编码块的至少一方构成的多个块设定为初级候选块，从所述初级候选块的编码中所使用的运动矢量中确定N个初级候选参考运动矢量的步骤，其中，N是2以上的整数； 对于每个所述初级候选参考运动矢量使用已编码的图像信息，计算所述初级候选参考运动矢量的信赖度的步骤，其中，所述信赖度定量地表示所述编码对象块的运动矢量预测中的有效性； 从所述N个初级候选参考运动矢量中选出信赖度大于规定阈值的初级候选参考运动矢量作为次级候选参考运动矢量的步骤；以及 使用所述次级候选参考运动矢量计算所述编码对象块的预测运动矢量，将通过所述编码对象块的运动搜索所求出的所述运动矢量与所述预测运动矢量之间的残差进行编码作为所述运动矢量的编码信息的步骤。2.根据权利要求I所述的运动矢量预测编码方法，其中，在选出所述将初级候选参考运动矢量作为次级候选参考运动矢量的步骤中， 将所述初级候选参考运动矢量的所述信赖度大于所述规定阈值的所述初级候选参考运动矢量设定为高信赖参考运动矢量，在所述高信赖参考运动矢量中，选出信赖度从大到小的前M个高信赖度参考运动矢量作为所述次级候选参考运动矢量,其中,M为I以上并且小于N的规定的整数。3.根据权利要求2所述的运动矢量预测编码方法，其中， 当所述高信赖参考运动矢量的个数为比所述M个少的M'个的情况下，选出所述M'个高信赖参考运动矢量作为所述次级候选参考运动矢量。4.根据权利要求1，2或3所述的运动矢量预测编码方法，其中， 在计算所述初级候选参考运动矢量的信赖度的步骤中，将与所述编码对象块邻接的已编码像素的集合用作为样本，在所述参考图像上将所述样本的区域仅偏移所述初级候选参考运动矢量大小而获得的区域设定为匹配对象区域，计算所述样本的所述已编码像素的集合与所述匹配对象区域中像素的集合之间的近似度作为所述信赖度。5.根据权利要求1，2或3所述的运动矢量预测编码化方法，其中 计算所述初级候选参考运动矢量的信赖度的步骤中，将所述初级候选参考运动矢量所关联的初级候选块的运动补偿中的解码预测残差信号的微小程度作为信赖度的指标，计算所述信赖度。6.根据权利要求I至5中的任何一项所述的运动矢量预测编码方法，其中， 在确定所述初级候选参考运动矢量的步骤中，从所述初级候选块的编码中所使用的所述运动矢量和以该运动矢量的每一个为基准的规定范围内的运动矢量中，确定所述初级候选参考运动矢量。7.—种运动矢量预测解码方法，在对于被分割成块并被编码的运动图像的解码对象图像按照每一个块使用运动补偿进行解码的运动图像解码方式中的运动矢量预测解码方法中，具有 对解码对象块的运动矢量预测残差进行解码的步骤； 将相对于所述解码对象图像中所述解码对象块的位置位于预定的相对位置上的、所述解码对象图像中的已解码块和已解码图像中的已解码块的至少一方构成的多个块设定为初级候选块，并从所述初级候选块的解码中所使用的运动矢量中确定N个初级候选参考运动矢量的步骤，其中，N为2以上的整数； 对于每个所述初级候选参考运动矢量使用已解码的图像信息，计算所述初级候选参考运动矢量的信赖度的步骤，其中，所述信赖度定量地表示所述解码对象块的运动矢量预测中的有效性； 从所述N个初级候选参考运动矢量中选出信赖度大于规定阈值的初级候选参考运动矢量作为次级候选参考运动矢量的步骤； 使用所述次级候选参考运动矢量计算所述解码对象块的预测运动矢量，将所述预测运动矢量与所述解码后的运动矢量预测残差相加后计算所述解码对象块的运动矢量的步骤。8.根据权利要求7所述的运动矢量预测解码方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：北原正树，清水淳，渡边真由子，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：
国别省市：