[发明专利]图像编码装置和图像编码方法

说明书

                        技术领域

本发明涉及适用于将数字活动图像信号传输到携带电话等无线通信终端的图像传输装置中的图像编码装置和图像编码方法。

                        背景技术

目前，作为对活动图像进行编码的技术，例如有国际标准化委员会(ISO/IEC)推荐的ISO/IEC 14496 part 2(Visual)(MPEG-4)。该MPEG-4Visual是多媒体编码方式，是可以对各种图像素材进行编码的技术。

图像编码技术可用‘动作补偿预测编码方式’、‘离散余弦变换’及‘可变长度编码’这三种技术来实现。

以下，说明这些技术。

(1)动作补偿预测编码方式

首先，比较输入图像和前一个编码图像，预测它们之间的动作(动作检测)，根据其动作量和前一个编码图像来预测输入图像。接着，计算预测的图像(预测图像)和输入图像之间的差分(预测误差信号)，将该预测误差信号和前面求出的动作量送至接收端。通过这样预测动作，可以用少的数据量来发送图像信息。除了该动作补偿预测编码方式以外，还有不依据与前一个编码图像的差分，而对图像数据本身进行编码的内部编码方式。在该方式中产生代码量增加的另一面，由于不使用预测误差，所以大多用于将运算误差复位的情况或从传输差错的画质恶化中进行恢复的情况。

(2)离散余弦变换

离散余弦变换是将上述的预测误差信号变换到频域。如果将预测误差信号变换到频域，那么由于具有将功率集中到某个特定的频域(低频频域)的特征，所以产生该该特征，与可变长度编码方式进行组合，可以用更少的数据量来传输图像信息。

(3)可变长度编码方式

可变长度编码方式是在要编码的数据的出现频度上有偏差的情况下，利用该偏差，通过对出现频度高的现象以短的编码长度来表现，而对出现频度低的现象以长的编码长度来表现，从而缩短平均编码长度的方式。通过使用该方式，可以用少的数据量来传输图像信息。

上述的三个主要因素技术不适用于图像整体，而适用于每个将图像分割成16×16像素的编码块(宏块)的单位。所述动作都可以用补偿预测编码方式和内部编码方式以宏块单位来切换。

但是，近年来，随着携带电话等无线终端的普及，活动图像信号的无线传输技术引人注目。无线传输与有线传输相比，由于传输差错率高，所以需要有抗传输差错性的编码技术。

在抑制传输差错造成的图像恶化的技术中，有所谓的视频分组技术。这种技术将多个宏块的编码数据作为一个传输单位(视频分组)来传输。视频分组由被称为视频分组首标的信息和任意数的宏块编码数据构成。在视频分组首标中，包含开头的宏块位置地址(表示该宏块处于图像的哪个位置的地址)或解码所需的参数。

作为视频分组的构成方法的一例，有累积宏块单位的产生代码量，在其达到某个一定的代码量时构成视频分组的方法(例如，特开平7-014514号公报(日本))。根据该方法，背景等的没有动作的代码量少的部分由多个宏块来构成视频分组，而动作大的代码量多的部分由少的宏块来构成视频分组。因此，即使因传输差错在视频分组中产生了差错的情况下，由于动作大的部分由少的宏块来构成，所以可以将恶化的范围抑制得小。即，虽然背景部分包含许多宏块，但由于没有动作，所以恶化不明显。通过采用该方法，可以高效率地分配比特。

一般地，代码量多的宏块在动作补偿预测编码的情况下，变化量大。即，可以认为是动作大的部分。如果在该宏块中发生传输差错，那么对再现图像的画质产生的影响大。即，认为产生代码量多的宏块的重要度高。另一方面，在内部编码的情况下，由于不使用预测而产生代码量多，但由于可以恢复传输差错造成的画质恶化，所以也认为其重要度高。

作为提高抗差错性的其他技术，有根据图像的重要度来进行再发的技术(特开平9-214721号公报(日本))。这种技术是将静止图像变换到频域，对比某个规定频率高的分量和低的分量单独实施可变长度编码，来构成两种传输帧。发送这些帧，并进行控制，使得在接收端发现了传输差错的情况下，对频率低的分量进行再发请求，而对于频率高的分量不进行再发请求。由此，容许一些画质恶化，但可以提高传输效率。

但是，在现有的图像传输方法中，存在以下问题。

一般来说，如果根据频域或图像的分辨率来进行分层编码，那么需要将信息进行分割的开销(overhead)信息，由此产生分割损失。即，编码数据一般由传输单位的首标信息和宏块编码数据构成，所以例如在分割成两个的情况下，传输单位的首标信息变为2倍。这部分成为开销。