图像预测编码装置和方法以及图像预测解码装置和方法制造方法及图纸

图像预测编码装置和方法以及图像预测解码装置和方法。图像预测编码装置具有：区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；预测信号生成单元，其针对由所述区域分割单元分割出的所述多个区域中作为处理对象的对象区域的对象像素信号，生成预测信号；残差信号生成单元，其生成由所述预测信号生成单元生成的预测信号与所述对象像素信号的残差信号；以及编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的所述残差信号进行编码，生成压缩数据，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成纹理信号，利用预定的纹理合成方法对所生成的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。

【技术实现步骤摘要】
图像预测编码装置和方法以及图像预测解码装置和方法本专利技术专利申请是专利技术名称为“图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法以及图像预测解码程序”、申请日为2007年04月23日、国际申请号为“PCT/JP2007/058723”、国家申请号为“200780015355.6”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法以及图像预测解码程序，尤其涉及利用纹理合成方法进行预测编码和解码的图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法以及图像预测解码程序。
技术介绍
为了高效地对静态图像和动态图像进行传送和蓄积而采用压缩编码技术。在动态图像的情况下，广泛采用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，在将作为编码对象的图像分割成多个块之后进行编码/解码处理。在画面内的预测编码中，利用位于与对象块相同的画面内的相邻的已再现的图像信号（将被压缩的图像数据恢复后的图像信号）来生成预测信号，之后对从对象块信号中减去该预测信号的差分信号进行编码。在画面间的预测编码中，通过参照位于与对象块不同的画面内的相邻的已再现的图像信号，来对动作进行校正，生成预测信号，对从对象块信号中减去该预测信号的差分信号进行编码。例如，在H.264的画面内预测编码中，采用了沿规定方向外插与成为编码对象的块相邻的已再现的像素值来生成预测信号的方法。图18是用于说明ITUH.264所采用的画面内预测方法的示意图。在图18（A）中，对象块1802是成为编码对象的块，由与该对象块1802的边界相邻的像素A～M构成的像素组1801是相邻区域，是在过去的处理中已再现的图像信号。在该情况下，向下方拉伸位于对象块1802正上方的相邻像素即像素组1801来生成预测信号。并且在图18（B）中，向右拉伸位于对象块1804左侧的已再现像素（I～L）来生成预测信号。生成预测信号的具体方法例如记载于专利文献1中。这样，取得对象块的像素信号与利用图18（A）～（I）所示的方法生成的9个预测信号的每一个的差分，将差分值最小的预测信号作为最佳预测信号。如上所述，通过外插像素可以生成预测信号。以上内容记载于下述专利文献1中。在通常的画面间预测编码中，针对作为编码对象的块，利用从已再现的画面中搜索与该像素信号类似的信号的方法来生成预测信号。然后，对搜索到的信号所构成的区域与对象块之间的空间位移量即运动矢量、以及对象块的像素信号与预测信号之间的残差信号进行编码。像这样按照每个块来搜索运动矢量的方法被称为块匹配。图4是用于说明块匹配处理的示意图。这里，以编码对象的画面401上的对象块402为例说明预测信号的生成步骤。画面403已再现完毕，区域404是在空间上与对象块402同一位置的区域。在块匹配中，设定包围区域404的搜索范围405，从该搜索范围的像素信号中检测与对象块402的像素信号的绝对值误差和最小的区域406。该区域406的信号成为预测信号，检测从区域404向区域406的位移量作为运动矢量407。在H.264中，为了对应于图像局部特征的变化，而准备了用于对运动矢量进行编码的、块大小不同的多个预测类型。H.264的预测类型记载于例如专利文献2中。在动态图像数据的压缩编码中，各帧的编码顺序可以是任意的。因此，在通过参照已再现画面来生成预测信号的画面间预测中，还具有针对编码顺序的3种方法。第1种方法是按照再现顺序参照过去的已再现画面来生成预测信号的前方向预测；第2种方法是按照再现顺序参照未来的已再现画面的后方向预测；第3种方法是同时进行前方向预测和后方向预测，并对2个预测信号进行平均化的双方向预测。画面间预测的种类记载于例如专利文献3中。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号但是，在现有技术中，通过复制包含由编码引起的失真（例如量子化噪声）的再现像素值来生成各像素的预测信号，因此预测信号也包含该失真。包含由编码引起的失真的预测信号成为残差信号的编码量增加和再现图质劣化等使编码效率下降的主要原因。由编码引起的失真的影响可以通过预测信号的平滑化来抑制，也可以通过对2个预测信号进行平均化的双方向预测来抑制。但是，双方向预测为了在再现侧生成2个预测信号，需要对2个运动矢量进行编码，因此，当为了提高预测信号的平滑化效果而增加平均化信号的数量时，要进行编码的运动矢量的个数也会增加。并且，在利用现有技术所采用的基于外插的预测信号的生成方法来生成画面内预测信号的情况下，存在针对远离对象块边界的像素的预测精度下降的问题。并且，图18所示的在几何学的方向上拉伸像素值的方法存在不能高效预测具有复杂的纹理信号（图案）的图像信号的问题。而且，如图18所示，相邻的像素组（例如1801、1803、1805…）是解码后的像素值，包含由编码引起的失真（例如量子化噪声），因此，在基于这些像素组来生成预测信号时，预测信号中也包含编码失真。
技术实现思路
因此，为了解决上述课题，本专利技术的目的在于提供可以高效地生成预测信号的图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测解码装置以及图像预测解码方法。为了解决上述课题，本专利技术的图像预测编码装置的特征在于，该图像预测编码装置具有：区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；预测信号生成单元，其针对由所述区域分割单元分割出的所述多个区域中作为处理对象的对象区域的对象像素信号，生成预测信号；残差信号生成单元，其生成由所述预测信号生成单元生成的预测信号与所述对象像素信号的残差信号；以及编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的所述残差信号进行编码，生成压缩数据，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成纹理信号，利用预定的纹理合成方法对所生成的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。根据该专利技术，可以将输入图像分割为多个区域，针对分割出的所述多个区域中作为处理对象的对象区域的对象像素信号，生成预测信号，生成所生成的预测信号与所述对象像素信号的残差信号，对所生成的所述残差信号进行编码来生成压缩数据。这里，在该专利技术中，可以根据由与对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成纹理信号，并利用预定的纹理合成方法对所生成的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。由此，由于利用图像的纹理合成方法来生成预测信号，因此可以防止针对远离对象区域边界的像素的预测精度的下降，即使在纹理信号比较复杂的情况下也能够高效地生成预测信号。并且，优选本专利技术的图像预测编码装置中的所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域，来生成与该相邻区域相关性高的多个纹理信号，并利用预定的合成方法对所生成多个的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。根据该专利技术，可以根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成与该相邻区域相关性高的多个纹理信号，并利用预定的纹理合成方法对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像预测编码装置，其特征在于，该图像预测编码装置具有：区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；预测信号生成单元，其针对由所述区域分割单元分割出的所述多个区域中作为处理对象的对象区域的对象像素信号，生成预测信号；残差信号生成单元，其生成由所述预测信号生成单元生成的预测信号与所述对象像素信号的残差信号；以及编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的所述残差信号进行编码，生成压缩数据，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成纹理信号，利用预定的纹理合成方法对所生成的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。

【技术特征摘要】
2006.04.28 JP 2006-126480;2006.10.03 JP 2006-271981.一种图像预测编码装置，其特征在于，该图像预测编码装置具有：区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；预测信号生成单元，其针对由所述区域分割单元分割出的所述多个区域中作为处理对象的对象区域的对象像素信号，生成预测信号；残差信号生成单元，其生成由所述预测信号生成单元生成的预测信号与所述对象像素信号的残差信号；以及编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的所述残差信号进行编码，生成压缩数据，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成纹理信号，利用预定的纹理合成方法对所生成的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。2.根据权利要求1所述的图像预测编码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域，来生成与该相邻区域相关性高的多个纹理信号，利用预定的合成方法对所生成多个的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。3.根据权利要求1所述的图像预测编码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的多个相邻区域，来生成与该多个相邻区域的每一个相关性高的多个纹理信号，利用预定的合成方法对所生成多个的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的图像预测编码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元还重复与所述对象像素信号相邻的已再现像素值来形成像素，由此生成外插纹理信号，并利用预定的合成方法对所述纹理信号和所述外插纹理信号进行合成，由此来生成预测信号。5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的图像预测编码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元从预定的已再现图像即搜索区域中搜索与由相邻于所述对象像素信号的已再现像素信号构成的相邻区域相关性高的预测相邻区域，将根据该搜索到的预测相邻区域所决定的图像区域作为纹理信号。6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的图像预测编码装置，其特征在于，所述编码单元对表示所述纹理合成方法的关联信息进行编码，具有发送单元，该发送单元将编码后的所述关联信息与由所述编码单元编码的编码信号一起进行发送。7.根据权利要求2或3所述的图像预测编码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元利用预定的加权系数对针对所述对象像素信号的多个纹理信号进行加权平均处理，由此进行合成，生成预测信号。8.一种图像预测编码装置，其特征在于，该图像预测编码装置具有：区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；预测信号生成单元，其针对由所述区域分割单元分割出的所述多个区域中作为处理对象的对象区域的对象像素信号，生成预测信号；残差信号生成单元，其生成由所述预测信号生成单元生成的预测信号与所述对象像素信号的残差信号；以及编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的所述残差信号进行编码，生成压缩信号，所述预测信号生成单元重复与所述对象像素信号相邻的已再现像素值来形成像素，由此生成至少一个外插纹理信号，并利用预定的合成方法对所述至少一个外插纹理信号进行合成，由此来生成预测信号。9.一种图像预测解码装置，其特征在于，该图像预测解码装置具有：残差信号恢复单元，其从压缩数据中提取与作为处理对象的对象区域有关的残差信号，并将其恢复为再现残差信号；预测信号生成单元，其针对所述对象区域的对象像素信号，生成预测信号；以及图像恢复单元，其将由所述预测信号生成单元生成的预测信号与由所述残差信号恢复单元恢复的再现残差信号相加，由此来恢复所述对象区域的像素信号，所述预测信号生成单元根据由与对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域来生成纹理信号，利用预定的纹理合成方法对所生成的纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。10.根据权利要求9所述的图像预测解码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的相邻区域，来生成与该相邻区域相关性高的多个纹理信号，利用预定的合成方法对所生成的多个纹理信号进行加工，由此来生成预测信号。11.根据权利要求9所述的图像预测解码装置，其特征在于，所述预测信号生成单元根据由与所述对象像素信号相邻的已再现像素信号构成的多个相邻区域，来生成与...

【专利技术属性】
技术研发人员：文仲丞，铃木芳典，陈朝庆，
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