[发明专利]图像编码装置、图像解码装置、图像编码方法及图像解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像信号的编码及解码技术，特别涉及根据已编码信号来生成针对对象图像信号的预测信号，并使用对与预测信号的差分信号进行编码的画面内预测处理的图像编码装置、图像解码装置、图像编码方法、及图像解码方法。

背景技术

近年来，介由卫星或地面波等广播波或网络配送数字化图像、声音内容的服务已被实用化，需要用于将具有庞大信息量的图像·声音的信息高效地记录、传输的高效率编码。随着内容的高精细化、多样化，要被编码的图像的数量和数据量进一步増大，要求有一种预想到将来的内容服务的图像信号的更高效率的编码。

作为图像的高效率编码，以MPEG2、MPEG4－AVC（Advanced Video Coding）为代表的、利用动图像信号的同一帧内空间上相邻的像素间的相关、和时间上相邻的帧间或场间的相关来压缩信息量的方式正被使用。

在MPEG4－AVC（文献“ISO／IEC14496－10Advanced Video Coding”）中，将图像分割成多个二维块，按块单位利用同一帧内或帧间的相关来生成预测信号，通过对与预测信号的差分信息进行编码来实现较高的编码效率。利用MPEG4－AVC中的同一帧内的相关的预测处理被称作帧内预测，如图20所示，使用与对象块相邻的已编码部分的解码图像来生成编码对象块的预测图像。在帧内预测中，从按相邻的解码图像相对于图20所示那样的一定方向预计相关较高的多个（按4×4像素块单位进行预测时有9种）预测模式所生成的预测图像中，选择与编码对象块误差最少的预测模式，同预测模式信息一起被编码。

帧内预测成为仅利用与相邻区域的相关性的预测处理，当与编码对象块的分界处的相关性较少时，预测效果会降低。

在图像信号中，在远离对象块的位置，也存在物体的形状、模样、背景等具有类似的图像成分的信号。在专利文献1中，提出一种利用与处于远离对象块的位置的图像的相关性来进行预测处理的方法。具体来说，计算出如图21所示那样从对象块在画面内移动偏移量（以下称作偏移矢量）后的位置的已编码解码图像与编码对象块的误差，将误差最少的按偏移矢量参照的参照图像作为预测图像，同偏移矢量一起进行编码。

在能生成超过传输偏移矢量的编码量的、相关性较高的预测图像的情况下，对于帧内预测能实现较高的编码效率，但若偏移矢量的传输量较大，则无法发挥足够的预测效率。

在专利文献2中，提出了一种为削减上述偏移矢量所需的编码量，不传输偏移矢量地来确定偏移矢量的方法。在专利文献2中，使用与对象块相邻的已编码的解码图像作为模板，计算移动偏移矢量后的位置的已编码解码图像同与上述对象块相邻的已编码的解码图像的误差，将误差最少的偏移矢量判断为编码对象块的偏移矢量，将按偏移矢量参照的参照图像作为预测图像。在该方式中，解码侧也同编码侧一样，使用已编码的解码图像来检测出偏移矢量，从而能够不接收偏移矢量地计算偏移矢量，故不会因附加信息而引起编码量的増大。

〔在先技术文献〕

〔专利文献〕

〔专利文献1〕特开2005－159947号公报

〔专利文献2〕特开2007－043651号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

在MPEG4－AVC中存在如下课题：对于时间上有连续性的图像信号，通过以时间方向不同帧的已解码图像信号为基准进行运动补偿预测处理，能实现较高的编码效率，但进行运动补偿预测处理的基准帧需要仅使用同一帧内的帧内预测来进行编码，当与编码对象块的分界处的相关性较低时，预测效果会降低。在动图像信号不具有时间上的连续性的情况下，由于运动补偿预测不发挥功效，帧内预测的性能界限会导致编码效率降低，也会出现此课题。

在专利文献1和专利文献2中所提出的那样的传输或自我生成与对象块的偏移矢量，利用远离对象块的位置的图像相关性的情况下，由于利用相对于图像信号非相邻区域的部分的自相似性进行预测、或者基于具有相同纹理成分的不同物体而进行预测，故受画面内存在的物体的形状变化、亮度变化等的影响，无法充分地活用图像信号具有的自相似性及纹理的相似性。

在专利文献1中，在不能计算具有超过偏移矢量的编码量的效果的预测信号的情况下，存在效率降低的课题，在专利文献2中，由于以编码对象块的相邻图像为模板计算偏移矢量，故在相邻图像与对象块之间相关性较低时、以及与按专利文献1中生成的偏移矢量所参照的参照块的相邻图像的相关性较低时等，存在无法求取精度较高的偏移矢量，不能提高效率这样的课题。