图像预测编码装置及方法、图像预测解码装置及方法制造方法及图纸

图像预测编码装置及方法、图像预测解码装置及方法。图像预测编码装置具有：区域分割单元，将输入图像分割成多个区域；预测信息估计单元，将对象区域细分割成第1预测区域和第2预测区域，决定预测块分割类型，预测第1运动信息和第2运动信息，求出预测信息；预测信息编码单元，对预测信息进行编码；预测信号生成单元，根据第1运动信息和第2运动信息，生成预测信号；残差信号生成单元，生成残差信号；残差信号编码单元，对残差信号进行编码；残差信号复原单元，对残差信号的编码数据进行解码，生成再现残差信号；记录单元，根据预测信号和再现残差信号生成对象区域的复原像素信号，将复原像素信号作为已再现信号进行保存。

【技术实现步骤摘要】
图像预测编码装置及方法、图像预测解码装置及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2011年07月14日、国际申请号为“PCT/JP2011/066120”、国家申请号为“201180035347.4”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术的一个方面涉及图像预测编码装置、图像预测编码方法。此外，本专利技术的另一个方面涉及图像预测解码装置、图像预测解码方法。特别地，这些方面涉及使用周围块的运动信息生成对象块的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、图像预测解码方法。
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或存储，使用压缩编码技术。在动态图像的情况下，广泛使用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或解码处理。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现的图像信号(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相邻的已再现的图像信号，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现的像素值在预定的方向上外插并生成预测信号的方法。图22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22的(A)中，对象块802是作为编码对象的块，由与该对象块802的边界相邻的像素PA～PM构成的像素组801是相邻区域，是在过去的处理中已经被再现的图像信号。在图22的(A)所示的情况下，将位于对象块802的正上方的相邻像素即像素组801向下方拉伸，由此生成预测信号。此外，在图22的(B)所示的情况下，将位于对象块804的左侧的已再现像素(PI～PL)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。由此，取得由图22的(A)～(I)所示的方法生成的9个预测信号分别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。如以上那样，能够通过外插像素来生成预测信号。关于以上内容在下述专利文献1中记载。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，从已经再现过的画面搜索与该块的像素信号类似的信号。而且，对搜索到的信号构成的区域与对象块之间的空间性位移量即运动矢量、和对象块的像素信号与预测信号的残差信号进行编码。将这样对每个块搜索运动矢量的方法称为块匹配。图21是用于说明块匹配处理的示意图。以下，以作为编码对象的画面701上的对象块702为例对预测信号的生成步骤进行说明。画面703已经再现过，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，检测从区域704到区域706的位移量作为运动矢量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的预测类型例如在专利文献2中记载。在动态图像数据的压缩编码中，各画面(帧、场)的编码顺序可以是任意的。因此，在参照已再现画面生成预测信号的画面间预测中，关于编码顺序存在3种方法。第1方法是以再现顺序参照过去的已再现画面来生成预测信号的前向预测，第2方式是以再现顺序参照未来的已再现画面来生成预测信号的后向预测，第3手法是同时进行前向预测和后向预测，并将两个预测信号进行平均化的双向预测。关于画面间预测的种类例如在专利文献3中记载。在作为下一代编码视频编码方式开始标准化的HEVC(Highefficiencyvideocoding：高性能视频编码)中，作为预测块的分割类型，除了图20的(B)和(C)所示的矩形2分割、图20的(D)所示的正方4分割外，如图20的(E)～(F)所示，还研究导入非对称分割。此外，还研究在HEVC中，在生成被这样分割的预测块的预测信号时，利用与作为预测对象的对象预测块相邻的块的运动信息(运动矢量或参照画面信息以及识别前向/后向/双向的画面间预测模式)的方法。该预测方法被称作块合并，具有能够高效地对运动信息进行编码的特征。图2的(A)示意地说明与将编码块400纵向分割而生成的预测块T1进行块合并时的相邻块的图。使用1)相邻块A的运动信息、2)相邻块B的运动信息或者3)在块匹配中检测到的运动信息中的任意一种来生成预测块T1的预测信号。例如，在编码器选择了相邻块A的运动信息的情况下，编码器，第1，将示出利用相邻块的运动信息的合并识别信息(merge_flag)设为“merge_flag＝1”，并将该合并识别信息(merge_flag)发送到解码器。第2，编码器将示出从相邻块A和相邻块B中利用相邻块A的合并块选择信息(merge_flag_left)设为“merge_flag_left＝1”，并将该合并块选择信息(merge_flag_left)发送到解码器。解码器接收这两个信息，由此能够识别出应该使用相邻块A的运动信息生成对象预测块的预测信号。同样，当解码器接收到“merge_flag＝1”、“merge_flag_left＝0”(选择相邻块B)时，使用相邻块B的运动信息生成对象预测块的预测信号，当接收到“merge_flag＝0”时，能够识别出应该再从编码器接收运动信息并复原对象预测块的运动信息。关于此处示出的块合并，在非专利文献1中记载。此外，在MPEG-1、2或MPEG-4等规格中的帧间预测中，各个图像被分割为彼此不重叠的矩形的块组，各个块与运动矢量相关联。运动矢量是通过每个块的运动搜索而得到的，示出当前块距离为了预测当前块的图像信号而使用的第2块的水平位移和垂直位移。下述专利文献4中记载了在块内存在斜向运动的边界的情况下，用于进行精度更高的运动补偿预测的方法。该方法进一步将块划分为非矩形的小区划，对该每个小区划进行运动补偿预测。此外，在下述专利文献5中记载了将块划分为更小的矩形的小区划，并对该每个小区划进行运动补偿预测的方法。在该方法中，当对处理对象的小区划的运动矢量进行编码时，根据与处理对象的小区划相接并且处理顺序在该小区划前面的块的运动矢量来生成预测运动矢量，仅对处理对象的小区划的运动矢量与预测运动矢量的差分、即差分运动矢量进行编码。在该方法中，在处理对象的小区划与处理顺序在前面的块不相接的情况下，根据包含该处理对象的小区划的块内的处理顺序在前面的其他小区划的运动矢量来生成该处理对象的小区划的预测运动矢量。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，其将输入图像分割成多个区域；预测信息估计单元，其将由所述区域分割单元分割而成的作为编码对象的对象区域细分割成第1预测区域和第2预测区域，决定表示适合所述对象区域的预测区域的数量和区域形状的预测块分割类型，分别预测用于从已再现信号中取得与所述第1预测区域和第2预测区域的相关性高的信号的第1运动信息和第2运动信息，求出包含所述预测块分割类型、所述第1运动信息和第2运动信息、第1合并识别信息以及第2合并识别信息的预测信息，该第1合并识别信息表示在生成所述第1预测区域的预测信号时，是否利用包含与该第1预测区域相邻的相邻区域附带的已解码运动信息以及表示运动矢量为0的运动信息中的至少一方的运动信息候选，该第2合并识别信息表示在生成所述第2预测区域的预测信号时，是否利用与该第2预测区域相邻的相邻区域附带的已解码运动信息中的除了所述第1运动信息以外的已解码运动信息；预测信息编码单元，其对所述对象区域附带的预测信息进行编码；预测信号生成单元，其根据所述第1运动信息和所述第2运动信息，生成所述第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号；残差信号生成单元，其生成基于所述第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号和像素信号的残差信号；残差信号编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的残差信号进行编码；残差信号复原单元，其对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；以及记录单元，其根据所述预测信号和所述再现残差信号生成所述对象区域的复原像素信号，将该复原像素信号作为所述已再现信号进行保存。...

【技术特征摘要】
2010.07.20 JP JP2010-163245;2010.08.03 JP JP2010-11.一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，其将输入图像分割成多个区域；预测信息估计单元，其将由所述区域分割单元分割而成的作为编码对象的对象区域细分割成第1预测区域和第2预测区域，决定表示适合所述对象区域的预测区域的数量和区域形状的预测块分割类型，分别预测用于从已再现信号中取得与所述第1预测区域和第2预测区域的相关性高的信号的第1运动信息和第2运动信息，求出包含所述预测块分割类型、所述第1运动信息和第2运动信息、第1合并识别信息以及第2合并识别信息的预测信息，该第1合并识别信息表示在生成所述第1预测区域的预测信号时，是否将与该第1预测区域相邻的相邻区域附带的已解码运动信息以及表示运动矢量为0的运动信息中的至少一方用作运动信息的候选，该第2合并识别信息表示在生成所述第2预测区域的预测信号时，是否利用与该第2预测区域相邻的相邻区域附带的已解码运动信息中的除了所述第1运动信息以外的已解码运动信息；预测信息编码单元，其对所述对象区域附带的预测信息进行编码；预测信号生成单元，其根据所述第1运动信息和所述第2运动信息，生成所述第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号；残差信号生成单元，其生成基于所述第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号和像素信号的残差信号；残差信号编码单元，其对由所述残差信号生成单元生成的残差信号进行编码；残差信号复原单元，其对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；以及记录单元，其根据所述预测信号和所述再现残差信号生成所述对象区域的复原像素信号，将该复原像素信号作为所述已再现信号进行保存。2.一种由图像预测编码装置执行的图像预测编码方法，其特征在于，该图像预测编码方法具有：区域分割步骤，将输入图像分割成多个区域；预测信息估计步骤，将在所述区域分割步骤中分割而成的作为编码对象的对象区域细分割成第1预测区域和第2预测区域，决定表示适合所述对象区域的预测区域的数量和区域形状的预测块分割类型，分别预测用于从已再现信号中取得与所述第1预测区域和第2预测区域的相关性高的信号的第1运动信息和第2运动信息，求出包含所述预测块分割类型、所述第1运动信息和第2运动信息、第1合并识别信息以及第2合并识别信息的预测信息，该第1合并识别信息表示在生成所述第1预测区域的预测信号时，是否将与该第1预测区域相邻的相邻区域附带的已解码运动信息以及表示运动矢量为0的运动信息中的至少一方用作运动信息的候选，该第2合并识别信息表示在生成所述第2预测区域的预测信号时，是否利用与该第2预测区域相邻的相邻区域附带的已解码运动信息中的除了所述第1运动信息以外的已解码运动信息；预测信息编码步骤，对所述对象区域附带的预测信息进行编码；预测信号生成步骤，根据所述第1运动信息和所述第2运动信息，生成所述第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号；残差信号生成步骤，生成基于所述第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号和像素信号的残差信号；残差信号编码步骤，对在所述残差信号生成步骤中生成的残差信号进行编码；残差信号复原步骤，对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；以及记录步骤，根据所述预测信号和所述再现残差信号生成所述对象区域的复原像素信号，将该复原像素信号作为所述已再现信号进行保存。3.一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：数据解析单元，其从分割成多个区域并编码而成的图像的压缩数据中，提取指示在预测作为解码对象的对象区域的信号时使用的预测方法的预测信息的编码数据以及残差信号的编码数据；预测信息解码单元，其根据所述预测信息的编码数据复原运动信息；保存单元，其保存复原后的预测信息中包含的运动信息；预测信号生成单元，其根据复原后的第1运动信息和第2运动信息，生成所述对象区域中包含的第1预测区域和第2预测区域各自的预测信号；残差信号复原单元，其根据所述残差信号的编码数据，复原所述对象区域的再现残差信号；以及记录单元，其根据所述预测信号和所述再现残差信号复原所述对象区域的像素信号，将该像素信号作为已再现信号进行保存，在所述预测信息解码单元中，根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木芳典，泷上顺也，文仲丞，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