[发明专利]图像编码方法、图像解码方法、图像编码装置、图像解码装置、集成电路及程序

说明书

技术领域

本发明涉及影像数据的压缩，尤其涉及以更高的编码效率对影像数据进行压缩和解压缩。

背景技术

目前，许多标准的影像编码算法是依据于混合影像编码的。代表性的混合影像编码方法为了实现预期的压缩效果，将各不相同的没有损耗的压缩方式和具有损耗的压缩方式进行组合。与ISO/IEC标准规格(诸如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4那样的MPEG-X标准规格)同样地，混合影像编码也是ITU-T标准规格(诸如H.261、H.263那样的H.26x标准规格)的基础。最新的影像编码标准规格被称为H.264/MPEG-4AVC(Advanced Video Coding，进阶视频编码)，该标准规格是ITU-T与ISO/IEC MPEG组的合作团队即联合视频组(JVT，Joint Video Team)的标准化活动的成果。

输入编码器的影像信号是被称为帧的图像的序列，各个帧由被二维排列的像素构成。在依据于混合影像编码的上述的全部标准规格中，各个影像帧被细分为由多个像素构成的小块。代表性的为，宏块(通常是指16×16像素块)是基本图像元素，对该图像元素进行编码。但是，存在对更小的图像元素进行各种特定的编码步骤的情况，例如，可以列举具有8×8、4×4、16×8等尺寸的块或者子块(sub block)。

代表性的为，混合影像编码的编码步骤包括空间及/或时间预测。因此，首先，依据已被编码的影像帧，对于各个编码对象块，使用在空间上相邻的块、或者在时间上相邻的块对其进行预测。然后求出也被称为预测残差的、编码对象块与预测结果之差分块。然后，在编码步骤，残差块被从空间(像素)区域变换为频率区域。变换的目的在于降低输入块的相关(correlation)。该变换的结果是能够得到尺寸与被输入变换部的残差块相同的、被称为变换系数的值的块。在后面的编码步骤中，对变换系数进行量化。在该步骤进行实质上具有损耗(不可逆)的压缩。

在进行量化之后，按照预先设定的顺序对系数进行扫描，由此形成一维序列。通常，被压缩后的变换系数的值通过熵编码被进一步压缩(不产生损耗)。为了对被编码后的影像信号进行重建而需要的辅助信息被进一步进行编码，并与被编码后的预测误差信号一起提供。该信息例如是与空间及/或时间预测、以及量化的量相关的信息。

另外，由于通过扫描从二维排列的变换系数生成一维排列的变换系数序列，因此扫描也可以说是指从二维排列的变换系数生成一维排列的变换系数序列。并且，扫描顺序是指从二维排列的变换系数生成一维排列的变换系数序列时的顺序，指对二维排列的变换系数进行扫描的顺序。即，扫描顺序是指有关二维排列的变换系数的顺序。

并且，逆扫描是指扫描的逆向处理。即，逆扫描也可以说是从一维排列的变换系数序列生成二维排列的变换系数。并且，逆扫描顺序是指从一维排列的变换系数序列生成二维排列的变换系数时的顺序，与扫描顺序相同地使指有关二维排列的变换系数的顺序。

图1表示依据于H.264/AVC标准规格的代表性图像编码装置100的一例。H.264/MPEG-4AVC规格(在本申请中引用该规格)是将上述的全部编码步骤组合形成的。减法器105首先特定出影像(输入信号)的对象块(编码对象块)与对应的预测块(预测信号)之差分。对于按照时间进行预测的块，使用在存储器140中存储的已被编码的图像进行运算。对于按照空间进行预测的块，根据已被编码并存储在存储器140中的邻接块内的边界像素的像素值进行插补。因此，存储器140作为能够将对象的信号值与从过去的信号值生成的预测信号进行比较的延迟部而工作。存储器140能够存储多个编码影像帧。输入信号与预测信号之差分被称为预测误差或者残差，然后通过变换/量化部110进行变换及量化。在对量化系数进行扫描后适用熵编码部190，以便利用没有损耗的方法进一步削减数据量。