[发明专利]编码装置和编码方法

说明书

本发明涉及使用设置长度限制的图像信息程序包(video package)来编码图像信号的，例如与便携电话和TV电话系统等有关的编码装置和编码方法。

图6是在例如[MPEG-4概况](工业研究会)第39页到40页所示的已有编码装置的框图，图7是表示已有编码装置的输入信号的说明图，图8是表示位流结构的说明图，图9是表示图像信息程序包的画面(显示的状态)上的位置(配置)的说明图。

图6中，1是把从外部输入的外部输入信号(亮度信号、色差信号等)作为第一输入的减法器，减法器1的输出经DCT(离散余弦变换)装置2、量化装置3并被输入到预测直流(DC)、交流(AC)的各个成分的量化值的DC/AC预测器4和去量化装置6。把DC/AC预测器4的输出提供给可变长度编码装置5的第一输入，可变长度编码装置5输出位流。

另一方面，输入了量化装置3的输出的去量化装置6的输出通过反DCT装置7提供给加法器8的第一输入。加法器8的输出提供给存储器9，存储器9的输出提供给预测图像做成装置10的第一输入和运动检测装置11的第一输入。

对运动检测装置11的第二输入提供外部输入信号，把运动检测装置11的输出被提供给预测图像做成装置10的第二输入和运动矢量预测器12。

把运动矢量预测器12的输出提供给可变长度编码装置5的第二输入。把预测图像做成装置10的输出提供给减法器1的第二输入和加法器8的第二输入。

接着说明其动作。首先，如图7所示，把图像信号分割成作为基本处理单位的宏块(macroblock)，作为外部输入信号所输入(这里外部输入信号基本上作为宏块输入，也可以构成为直接输入宏块，也可以在前段配置用于生成宏块的装置来进行向宏块的变化)。

即，输入的图像信号为4:2:0(表示亮度信息Y的像素数不仅在水平方向上而且在垂直方向上都是色差信息Cb、Cr的像素数的2倍)时，亮度信号(Y)的16像素×16线在图像上与2个色差信号(Cb、Cr)的8像素×8线一样大。

因此，以6个8像素×8线的块(组合对于辉度信号的块4和对于色差信号的块2共6块)构成1个宏块。

这里，前提是作为外部输入所输入的视频对象平面(VOP单位图像)是矩形形状，与一帧相同。

各个块进行离散余弦变换(DCT)后在量化装置3中进行量化。量化的DCT系数在DC/AC预测器4中进行DC、AC各成分的系数预测后，与量化参数等的附加信息一起进行可变长度编码。

这是帧间编码(有时称为帧内编码)。把对全部的宏块都适用帧间编码的VOP叫作I-VOP(Intra-VOP)。

另一方面，量化的DCT系数在去量化装置6中进行去量化在反DCT装置7中进行反DCT变换而解码，解码图像经加法器8存储在存储器9中。存储在该存储器9中的解码图像在进行帧内编码(有时称为帧间编码)时被使用。

帧内编码时，运动检测装置11检测表示作为外部输入信号所输入的宏块的运动的运动矢量。这个运动矢量在存储在存储器9的解码图像中表示与输入的宏块有最小误差的位置。

预测图像做成装置10根据运动检测装置11检测出的运动矢量做成预测图像。

接着，求出输入的宏块与预测图像做成装置10做成的预测图像之间的差分信号，DCT装置2对于该差分信号施加DCT变换，量化装置3对其进行量化。

量化的变换系数与预测编码的运动矢量和量化参数等的附加信息一起进行可变长度编码(内编码)。去量化装置6对量化的DCT系数去量化、反DCT装置7进行反DCT变换后，加法器8加法运算预测图像，存储在存储器9中。

帧内编码中，具有以图像显示顺序从在时间上位于前面的VOP而预测的单方向预测和从在时间上位于前面的VOP和后面的VOP双方来预测的双向预测。把以单方向预测所编码的VOP叫作P-VOP(预测VOP)，把以双向预测所编码的VOP叫作B-VOP(双向预测VOP)。

接着参考图8A～8D说明从可变长度编码装置5输出的位流的结构。一个VOP的位流如图8A所示，由一个以上的图像信息程序包(的位流)构成。

这里，一个图像信息程序包由一个以上的宏块的编码数据形成，对于VOP的最初的图像信息程序包，向最前面添加VOP标题，向最后面添加用于字节对齐的标记位(staffbit)(图8B)。

在第2个以后的图像信息程序包的情况下，向最前面添加用于检测图像信息程序包的最前面的再同步标志和图像信息程序包标题，向最后添加标记位(图8C)。