[发明专利]动态图像预测编码装置、动态图像预测编码方法、动态图像预测编码程序、动态图像预测解码装置、动态图像预测解码方法以及动态图像预测解码程序

说明书

技术领域

本发明涉及动态图像预测编码装置、动态图像预测编码方法、动态图像预测编码程序、动态图像预测解码装置、动态图像预测解码方法以及动态图像预测解码程序，尤其涉及通过将两个预测信号平均化来生成最终的块预测信号(双预测信号)的动态图像预测编码装置、动态图像预测编码方法、动态图像预测编码程序、动态图像预测解码装置、动态图像预测解码方法以及动态图像预测解码程序。

背景技术

为了高效地进行静态图像或动态图像数据的传输和蓄积采用了压缩编码技术。在动态图像的情况下广泛应用MPEG-1～4或ITU(International Telecommunication Union：国际电信联盟)H.261～H.264的方式。

在这些编码方式中，在将作为编码的对象的图像分割为多个块的基础上进行编码处理/解码处理。在画面内的预测编码中，在使用位于与对象块相同的画面内的相邻的已再生的图像信号(将压缩的图像数据复原后的图像信号)生成预测信号的基础上，对从对象块的信号中减去该预测信号得到的差分信号进行编码。在画面间的预测编码中，参照位于与对象块不同的画面内的已再生的图像信号，进行运动的校正，生成预测信号，对从对象块的信号中减去该预测信号得到的差分信号进行编码。

例如，在H.264的画面内预测编码中，采用将与作为编码对象的块相邻的已再生的像素值在预定的方向上外插并生成预测信号的方法。图20是用于说明在ITU H.264中使用的画面内预测方法的示意图。在图20(A)中，对象块802是作为编码的对象的块，由与该对象块802的边界相邻的像素A～M构成的像素组801是相邻区域，而且是在过去的处理中已经被再生的图像信号。

在这种情况下，将作为位于对象块802的正上方的相邻像素的像素组801向下方拉伸，由此生成预测信号。此外，在图20(B)中，将位于对象块804的左侧的已再生像素(I～L)向右拉伸，由此生成预测信号。生成预测信号的具体的方法例如在专利文献1中记载。这样，对于利用图20的(A)～(I)所示的方法生成的9个预测信号，分别取得与对象块的像素信号的差分，将差分值最小的信号作为最优的预测信号。如上所述，通过对像素进行外插能够生成预测信号。有关以上内容记载在下述专利文献1中。

在通常的画面间预测编码中，使用如下方法来生成预测信号：针对作为编码对象的块，从已经再生过的画面中搜索与其像素信号类似的信号。而且，对对象块与搜索到的信号构成的区域之间的空间性位移量即运动矢量、以及对象块的像素信号和预测信号的残差信号进行编码。这样按照每个块搜索运动矢量的方法被称为块匹配(block matching)。

图19是用于说明块匹配处理的示意图。在此，以编码对象的画面701上的对象块702为例对预测信号的生成顺序进行说明。参照画面703已经再生过，区域704与对象块702在空间上是同一位置的区域。在块匹配中，设定包围区域704的搜索范围705，从该搜索范围705的像素信号中检测与对象块702的像素信号的绝对值误差和最小的区域706。该区域706的信号成为预测信号，从区域704向区域706的位移量被检测作为运动矢量707。此外，有时也使用以下方法：准备多个参照画面703，对每个对象块选择实施块匹配的参照画面，并检测参照画面选择信息。在H.264中，为了对应图像的局部性的特征变化，准备用于对运动矢量进行编码的块尺寸不同的多个预测类型。关于H.264的预测类型记载在例如专利文献2中。

在动态图像数据的压缩编码中，各个画面(帧、字段)的编码顺序可以是任意顺序。因此，在参照已再生画面生成预测信号的画面间预测中，关于编码顺序有两种方法。第一种方法是参照一个已再生画面来生成预测信号的单预测，第二种方法是参照一个或者两个已再生画面，并对能够得到的两个预测信号进行平均化的双预测。在单预测中，包括按照显示顺序参照过去的已再生画面的前向预测，和按照显示顺序参照未来的已再生画面的后向预测。关于画面间预测的类型记载在例如专利文献3中。

在H.264中，作为参照画面703的候选，作成由多个已再生画面构成的两个参照画面列表来进行第二种画面间方法(双预测)。将在各参照画面列表中登记的多个参照画面作为对象进行块匹配，并检测出与区域706相当的两个区域，对检测到的两个预测信号进行平均化。