[发明专利]图像编码器和图像解码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像编码器和一种图像解码器，更具体地，涉及一种通过对图像进行编码来生成编码数据的图像编码器以及一种对所发送和累积的编码数据进行解码以获得图像的图像解码器。

背景技术

在常规图像编码中，通过将要编码的输入图像划分为被称作“宏块(以下称为“MB”)”的预定处理单元并针对每个MB执行编码处理来生成编码数据。在图像解码中，通过从要解码的编码数据中提取作为与MB相对应的多个编码数据的多个MB编码数据，对MB编码数据进行解码，并收集所获取的MB解码图像，来生成解码图像。

如图18所示，将图像划分为每个均具有特定大小(如16像素×16像素)的方形MB，并以光栅扫描的顺序处理MB，根据光栅扫描的顺序，在图像中从左上至右下执行扫描，作为处理MB的顺序。

将MB中的每一个都划分为子宏块(以下称为“SMB”)，子宏块是更小的处理单元，与每个MB中的输入图像(MB图像)的属性相对应。对于每个SMB，生成预测SMB中的输入图像(SMB图像)的预测图像。在使用由离散余弦变换(DCT)代表的频率变换来对作为SMB图像与预测图像之间的差异的预测残差进行变换之后，对该预测残差进行编码。

当执行图像编码处理(以下称为“传统技术”)时，基于非专利文献1中描述的移动图像编码器可以针对每个MB来切换SMB划分方法(划分模式)和生成预测图像的方法(预测模式)。以下将描述传统技术中的划分模式和预测模式。

在传统技术中，使用每个均具有16×16像素的MB。光栅扫描的顺序一般用作MB扫描。以下，为了简化描述，将采用每个均具有16×16像素的MB以及作为MB扫描顺序的光栅扫描顺序，除非特别提及。

根据对MB应用的划分模式，将MB分为三种MB类型：I16、I8和I4。图19示出了对MB类型应用的划分模式。图19(A)示出了I16类型的示例。图19(B)示出了I8类型的示例。图19(C)示出了I4类型的示例。没有针对I16类型执行划分。MB与SMB一致。针对I8类型，将每个MB划分为每个均由8×8像素构成的4个SMB。针对I4类型，将MB划分为每个均由4×4像素构成的16个SMB。

适用于SMB的预测模式根据MB的类型而不同。图19示出了适用于MB类型的预测模式的种类。对于I16类型，平均值模式、0度、90度和平面模式这4个模式适用。对于I8和I4类型，平均值模式、0度、90度、45度、22.5度、67.5度、-22.5度、112.5度和135度模式这9个模式适用。以上，“X度”是在向右的方向被视为0度且顺时针方向被视为正方向时获取的角度。在X度预测模式中，使用图像在由该角度指示的方向上的空间相关性来生成预测图像。

在传统技术中，可以根据MB图像的属性来选择如上所述的各种划分模式和各种预测模式。从而，可以减小每个预测残差的绝对值，并可以使用频率变换将预测残差的能量集中在一些变换系数上。因此，可以利用少量码来对输入图像进行编码。

物理量“预测残差的能量”与像素的预测残差的值的平方和相对应。通过将该“预测残差的能量”集中在一些变换系数上来减少预测残差的码量的原因如下。

(1)在对图像进行编码时，通过对变换系数进行量化而获取的变换系数级别是可变长度编码的。

(2)当对块中的变换系数级别进行可变长度编码时，随着每个均具有0值的变换系数级别的增多，可变长度编码后编码数据中的码量变小。

(3)以上(2)的原因可能在于：在可变长度编码中使用如下方案：将每个均具有0值的多个变换系数级别共同表示为短比特串。

(4)通过将“预测残差的能量”集中在一些变换系数上，由其他许多变换系数保持的能量变得相对较小。

(5)对于具有较小量的能量的变换系数，其变换系数的绝对值的值较小。因此，由于量化而使对应的变换系数级别变为0的可能性变大。

(6)从以上(4)和(5)可以看出，通过将“预测残差的能量”集中在一些变换系数上，对于多个变换系数中的每一个，变换系数级别变为0的可能性变大。

(7)因此，从以上(2)和(6)可以看出，通过将“预测残差的能量”集中在一些变换系数上，可变长度编码后编码数据的码量减少的可能性变大。

(8)对于一个块，得出码量减少的可能性变大的结论。图像由许多块来配置，因此，作为整体图像，码量减少。

现有技术文献

非专利文献