运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法以及运动图像解码方法制造方法及图纸

帧内预测部（4）在通过使用帧之内的已编码的图像信号来实施帧之内预测处理而生成帧内预测图像时，从预先准备的1个以上的滤波器之中，根据与滤波处理对象块的编码有关的各种参数的状态选择滤波器，使用该滤波器，实施针对预测图像的滤波处理。由此，能够降低局部地发生的预测误差，提高图像质量。

【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图像高效地进行编码的运动图像编码装置以及运动图像编码方法、和对被高效地编码的运动图像进行解码的运动图像解码装置以及运动图像解码方法。
技术介绍
例如，在MPEG (Moving Picture Experts Group,运动图像专家组)、“ITU — TH.26x”等国际标准影像编码方式中，将输入影像帧分割为矩形的块(编码对象块)，针对该编码对象块，实施使用已编码的图像信号的预测处理，从而生成预测图像，按照块单位对作为该编码对象块与预测图像的差分的预测误差信号进行正交变换、量化处理，从而进行信息压缩。例如，在作为国际标准方式的AVC/H.264 (IS0/IEC14496 — 10 | ITU - TH.264)中，根据已编码的附近像素进行帧内(intra)预测处理，或者进行接近帧之间的运动补偿预测处理(例如，参照非专利文献I)。在MPEG - 4AVC/H.264中，在亮度的帧内预测模式中，能够按照块单位，从多个预测模式之中选择I个预测模式。图10是示出亮度的块尺寸是4X4像素时的帧内预测模式的说明图。在图10中，白色的圆是编码对象的块内的像素。黑色的圆是预测中使用的像素，是已编码的邻接块内的像素。在图10中，作为帧内预测模式，准备了 9个模式O 模式8，其中模式2是进行平均值预测的模式，用上面和左边的块的邻接像素的平均值来预测编码对象块内的像素。模式2以外的模式是进行方向性预测的模式。模式O是垂直方向预测，通过将上面的块的邻接像素在垂直方向上重复而生成预测图像。例如，在纵条纹图案时选择模式O。模式I是水平方向预测，通过将左边的块的邻接像素在水平方向上重复而生成预测图像。例如，在横条纹图案时选择模式I。模式3 模式8使用上面或者左边的块的邻接像素，在规定的方向(箭头表示的方向)上生成插值像素来生成预测图像。 应用帧内预测的亮度的块尺寸可以从4X4像素、8X8像素、16X 16像素中选择，在8X8像素的情况下，与4X4像素的情况同样地规定了 9个帧内预测模式。在16X16像素的情况下，规定了 4个帧内预测模式(平均值预测、垂直方向预测、水平方向预测、平面预测)。平面预测是将在斜向方向上对上面的块的邻接像素和左边的块的邻接像素进行内插插值而生成的像素作为预测值的模式。在块尺寸为4X4像素或者8X8像素时的方向性预测模式下，例如在45度等根据模式而预先规定的方向上生成预测值，所以在块内的目标的边界(边缘)的方向与预测模式表示的方向一致的情况下，预测效率变高而能够削减代码量。但是，只要在边缘的方向与预测模式表示的方向之间稍微地产生偏差、或者即使方向一致但编码对象块内的边缘稍微地失真(摇摆、弯曲等)，就会局部地发生大的预测误差，预测效率极端地下降。为了防止这样的预测效率降低，在8X8像素的方向性预测中，通过将对已编码的邻接像素实施平滑化滤波而得到的结果作为在预测图像的生成时使用的参照图像，从而生成平滑化了的预测图像，降低在产生了预测方向的稍微的偏差、在边缘产生了稍微的失真的情况下发生的预测误差。非专利文献I =MPEG — 4AVC (IS0/IEC14496 — 10) /ITU — TH.264 规格
技术实现思路
以往的图像编码装置如以上那样构成，所以如果实施滤波处理而生成平滑化了的预测图像，则即使产生预测方向的稍微的偏差、在边缘产生稍微的失真，也能够降低所发生的预测误差。但是，在非专利文献I中，除了 8X8像素的块以外不实施滤波处理，对8X8像素的块所使用的滤波器也只有一种。实际上，即使在8X8像素以外的尺寸的块中，也同样地存在如下问题:即使预测图像和编码对象图像的图样类似，也会由于边缘的稍微的不匹配而局部地发生大的预测误差，有时会产生预测效率的大幅降低。另外，存在如下课题:即使在同一尺寸的块中，如果在对预测误差信号进行量化时使用的量化参数、块内的像素的位置等不同，则适合于降低局部性的预测误差的滤波器不同，但仅准备了一种滤波器，从而无法充分降低预测误差。本专利技术是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种能够降低局部地发生的预测误差来提高图像质量的。本专利技术涉及的运动图像编码装置，帧内预测单元在通过使用帧之内的已编码的图像信号来实施帧之内预测处理而生成预测图像时，从预先准备的I个以上的滤波器之中，根据与滤波处理对象块的编码有关的各种参数的状态选择滤波器，使用该滤波器，实施针对预测图像的滤波处理，将滤波处理后的预测图像输出到差分图像生成单元。根据本专利技术，帧内预测单元在通过使用帧之内的已编码的图像信号来实施帧之内预测处理而生成预测图像时，从预先准备的I个以上的滤波器之中，根据与滤波处理对象块的编码有关的各种参数的状态选择滤波器，使用该滤波器，实施针对预测图像的滤波处理，将滤波处理后的预测图像输出到差分图像生成单元，所以具有能够降低局部地发生的预测误差而提高图像质量的效果。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式I的运动图像编码装置的结构图。图2是示出本专利技术的实施方式I的运动图像解码装置的结构图。图3是示出本专利技术的实施方式I的运动图像编码装置的处理内容的流程图。图4是示出本专利技术的实施方式I的运动图像解码装置的处理内容的流程图。图5是示出最大尺寸的编码块被层次性地分割为多个编码块的情况的说明图。图6 (a)是示出分割后的分块的分布的图，(b)是通过4叉树图形示出对层次分割后的分块分配了编码模式m (Bn)的状况的说明图。图7是示出在编码块Bn内的各分块Pi11中可选择的帧内预测参数(帧内预测模式)的一个例子的说明图。图8是示出在1^=1<=4时、生成分块Pi11内的像素的预测值时使用的像素的一个例子的说明图。图9是示出N=5的情况的参照像素配置的一个例子的说明图。图10是示出亮度的块尺寸是4X4像素的情况的帧内预测模式的说明图。(符号说明)1:编码控制部(编码控制单元)；2:块分割部(块分割单元)；3:切换开关(帧内预测单元、运动补偿预测单元)；4:帧内预测部(帧内预测单元)；5:运动补偿预测部(运动补偿预测单元)；6:减法部(差分图像生成单元)；7:变换/量化部(图像压缩单元)；8:逆量化/逆变换部；9:加法部；10:帧内预测用存储器；11:环路滤波器部；12:运动补偿预测帧存储器；13:可变长编码部(可变长编码单元)；51:可变长解码部(可变长解码单元)；52:切换开关(帧内预测单元、运动补偿预测单元);53:帧内预测部(帧内预测单元)；54:运动补偿预测部(运动补偿预测单元);55:逆量化/逆变换部(差分图像生成单元)；56:加法部(解码图像生成单元)；57:帧内预测用存储器；58:环路滤波器部；59:运动补偿预测帧存储器。具体实施方式 以下，为了更详细地说明本专利技术，根据附图，说明具体实施方式。实施方式1.在该实施方式I中，说明如下的运动图像编码装置和运动图像解码装置:该运动图像编码装置输入影像的各帧图像，并通过根据已编码的附近像素实施帧之内预测处理或者在接近帧之间实施运动补偿预测处理而生成预测图像，并针对作为该预测图像与帧图像的差分图像的预测误差信号通过正交变换/量化而实施了压缩处理之后，进行可变长编码而生成比特流，该运动图像解码装置对从该运动图像编码装置输出的比特流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.30 JP 2010-2214711.一种运动图像编码装置，其特征在于，具备: 编码控制单元，决定成为实施预测处理时的处理单位的编码块的最大尺寸，并且决定最大尺寸的编码块被层次性地分割时的上限的层次数，从可利用的I个以上的编码模式之中，选择决定各个编码块的编码方法的编码模式； 块分割单元，将输入图像分割为规定的尺寸的编码块，并且直至达到由所述编码控制单元决定的上限的层次数为止，将所述编码块层次性地分割； 帧内预测单元，在由所述编码控制单元选择了帧内编码模式作为与由所述块分割单元分割出的编码块对应的编码模式的情况下，使用帧之内的已编码的图像信号，实施帧之内预测处理，从而生成预测图像； 差分图像生成单元，生成由所述块分割单元分割出的编码块与由所述帧内预测单元生成的预测图像的差分图像； 图像压缩单元，对由所述差分图像生成单元生成的差分图像进行压缩，输出所述差分图像的压缩数据；以及 可变长编码单元，对从所述图像压缩单元输出的压缩数据以及由所述编码控制单元选择的编码模式进行可变长编码，生成复用了所述压缩数据以及所述编码模式的编码数据的比特流， 所述帧内预测单元在生成预测图像时，从预先准备的I个以上的滤波器之中，选择规定的滤波器，使用所述滤波器，实施针对所述预测图像的滤波处理，将滤波处理后的预测图像输出到所述差分图像生成单元。2.根据权利要求1所述的运动图像编码装置，其特征在于， 设置运动补偿预测单元，该运动补偿预测单元在由编码控制单元选择了帧间编码模式作为与由块分割单元分割出的编码块对应的编码模式的情况下，使用参照图像，实施针对所述编码块的运动补偿预测处理，从而生成预测图像， 差分图像生成单元生成由所述块分割单元分割出的编码块与由帧内预测单元或者所述运动补偿预测单元生成的预测图像的差分图像。3.根据权利要求2所述的运动图像编码装置，其特征在于， 编码控制单元针对各个编码块，决定在压缩差分图像时使用的量化参数以及变换块尺寸，并且决定在实施预测处理时使用的帧内预测参数或者帧间预测参数， 图像压缩单元以由所述编码控制单元决定的变换块尺寸单位，实施由差分图像生成单元生成的差分图像的变换处理，并且使用由所述编码控制单元决定的量化参数，对所述差分图像的变换系数进行量化，从而将量化后的变换系数作为所述差分图像的压缩数据输出， 可变长编码单元在对从所述图像压缩单元输出的压缩数据以及由所述编码控制单元选择的编码模式进行可变长编码时，对由所述编码控制单元决定的帧内预测参数或者帧间预测参数、和量化参数以及变换块尺寸进行可变长编码，从而生成复用了所述压缩数据、所述编码模式、所述帧内预测参数或者所述帧间预测参数、所述量化参数以及所述变换块尺寸的编码数据的比特流。4.根据权利要求3所述的运动图像编码装置，其特征在于， 帧内预测单元在进行帧内预测的块的尺寸、由所述编码控制单元决定的量化参数、在生成预测图像时使用的帧之内的已编码的图像信号与滤波处理对象像素的距离、以及由所述编码控制单元决定的帧内预测参数之中，考虑至少I个以上而选择滤波处理中使用的滤波器。5.根据权利要求1所述的运动图像编码装置，其特征在于， 帧内预测单元设计由块分割单元分割出的编码块与预测图像间的平方误差和成为最小的维纳滤波器，在与使用从预先准备的I个以上的滤波器之中选择的滤波器相比使用所述维纳滤波器时预测误差的降低程度更高的情况下，代替该选择的滤波器而使用所述维纳滤波器，来实施针对预测图像的滤波处理，将滤波处理后的预测图像输出到差分图像生成单元， 可变长编码单元对由所述帧内预测单元设计的维纳滤波器的滤波系数进行可变长编码，将所述滤波系数的编码数据复用到比特流。6.一种运动图像解码装置，其特征在于，具备: 可变长解码单元，根据比特流中复用的编码数据，可变长解码出与层次性地分割出的各个编码块有关的压缩数据以及编码模式； 帧内预测单元，在由所述可变长解码单元可变长解码出的与编码块有关的编码模式是帧内编码模式的情况下，使用帧之内的已解码的图像信号，实施帧之内预测处理，从而生成预测图像； 差分图像生成单元，根据由所述可变长解码单元可变长解码出的与编码块有关的压缩数据生成压缩前的差分图像；以及 解码图像生成单元，将由所述差分图像生成单元生成的差分图像与由所述帧内预测单元生成的预测图像进行相加而生成解码图像， 所述帧内...

【专利技术属性】
技术研发人员：峯泽彰，关口俊一，杉本和夫，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
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