[发明专利]视频编码方法、视频解码方法、视频编码装置、视频解码装置及其程序

说明书

技术领域

本发明涉及使用运动补偿的视频编码中的谋求自适应插值滤波器（適応補間フィルタ，adaptive interpolation filter）的性能改善的视频编码、解码技术。

本申请基于2010年8月12日向日本提交的日本特愿2010－180813号申请而主张优先权，将其内容引用于此。

背景技术

视频编码中，在不同画面间执行预测的画面间预测（运动补偿）编码中，参考已经解码的帧，可求出运动向量以使预测误差能量等最小，其残差信号被正交转换，施以量化，经过熵编码，成为二进制数据。为了提高编码效率，要求预测精度更高的预测方式，预测误差能量的降低必不可少。

在视频编码标准方式中，引入了很多用于提高画面间预测的精度的工具。例如在H.264/AVC中，在最近的帧存在遮挡（occlusion）的情况下，参考时间上稍微离开的帧能够降低预测误差能量，因此能参考多个帧。将本工具称为多个参考帧预测。

另外，为了也能够应对复杂形状的运动，除16×16及8×8之外，还能像16×8、8×16、8×4、4×8、4×4这样，将块尺寸细小分割。将本工具称为可变块尺寸预测。

与这些同样，从参考帧的整数精度像素使用6抽头（tap）的滤波器来进行1/2精度的像素插值，进而利用该像素用线性插值来生成1/4精度的像素。由此，对于非整数精度的运动，预测变得准确。将本工具称为1/4像素精度预测。

面向编码效率比H.264/AVC还高的下一代视频编码标准方式的制定，在国际标准化组织ISO/IEC“MPEG”（International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission Moving Picture Experts Group）和ITU－T“VCEG”（International Telecommunication Union－Telecommunication Standardization Sector Video Coding Experts Group），集中了来自当前世界各国的各种提案。其中，特别是提出较多与画面间预测（运动补偿）关联的提案，VCEG主导下作成的面向下一代视频编码的软件（以下，称作KTA（Key Technical Area）软件）中，采用了缩减运动向量的编码量的工具和将块尺寸扩充为16×16以上的工具。

特别是，使小数精度像素的插值滤波系数适应性地变化的工具被称为自适应插值滤波器，对几乎所有图像有效果，最初被KTA软件采用。针对为以MPEG和VCEG共同来推进的下一代视频编码标准制定的团体JCT－VC（Joint Collaborative Team on Video Coding）所发出的下一代视频编码测试模型的募集（Call for Proposal）的投稿中，也大量采用了本技术。因为对编码效率提高有很大帮助，所以可以说今后自适应插值滤波器的性能改善是非常予以期待的领域。

当前，虽然是以上这样的状况，但作为视频编码中的插值滤波器，一直以来使用下面这样的滤波器。

(固定插值)

过去的视频编码标准方式MPEG－1/2中，如图15A所示，为了进行1/2精度像素插值，从相邻2点的整数精度像素（也简称为整数像素）用加法平均来生成插值像素。即，对2点的整数像素，施以[1/2，1/2]的平均值滤波。因为是非常单纯的处理，所以从计算复杂度的观点来看很有效，但在获得1/4精度像素方面，滤波器并非高性能。

MPEG－4 Part 2也同样，以平均值滤波来生成1/2像素精度的像素，但Advanced Simple Profile（ASP）中，也应对了1/4像素精度的运动补偿。使用如图15B所示的1维8抽头滤波器来算出1/2像素的位置。其后，以平均值滤波导出1/4像素位置。

另外，H.264/AVC中，如图15C所示，在1/2像素位置插值时，使用成为对象的插值像素的左右各3点共计6个整数像素来进行插值。在垂直方向使用上下各3点共计6个整数像素来进行插值。滤波系数分别为[(1，－5，20，20，－5，1)/32]。插值了1/2像素位置后，1/4像素位置使用[1/2，1/2]的平均值滤波器来进行插值。需要将1/2像素位置全部进行插值求出一次，所以计算复杂度高，但可进行高性能的插值，导致编码效率提高。以上的固定插值滤波器的详细内容，在非专利文献1、非专利文献2、非专利文献3示出。

(自适应插值)