[发明专利]图像处理设备和方法

说明书

提供可以利用少量控制信息生成高度精确的预测图像的图像处理设备和方法。该图像处理设备包括：解码已编码图像的电路；通过使用已编码图像的第一运动矢量进行第一运动补偿以生成第一运动补偿图像的电路；通过使用已编码图像的第二运动矢量进行第二运动补偿以生成第二运动补偿图像的电路；以及通过对第一运动补偿图像和第二运动补偿图像进行滤波处理以生成预测图像的电路。此图像处理设备和方法例如可应用于编码和解码装置。

相关申请的交叉参考

本申请是国际申请号为PCT/JP2010/052017的、于2010年2月12日进入中国国家阶段的国家申请号为201080016294.7的、中文发明名称为“图像处理设备和方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及图像处理设备和方法，具体地，涉及使得能够在不增大处理负荷的情况下生成高度精确的预测图像的图像处理设备和方法。

背景技术

传统上，使用动作补偿(如，MPEG(运动图像专家组)或H.26x)和正交变换(如，离散余弦变换、Karhunen Loeve变换或小波变换)的编码方法已经通常用作应对运动图像的情况下的编码方法。在这些运动图像编码方法中，通过使用要进行编码的输入图像信号的特性之中的空间方向和时间方向上的相关性，代码量得到降低。

例如，在H.264中，将单向预测或双向预测用于通过使用时间方向上的相关性来生成作为用作帧间帧预测(帧间预测)的目标的帧的帧间帧(inter-frame)。帧间帧预测基于不同时间的帧生成预测图像。

图1是图示单向预测的示例的示图。

如图1所示，在通过单向预测生成待编码帧P0(其为当前时间要编码的帧)的情况下，通过将在时间上相对于当前时间过去或将来的时间的编码帧用作参考帧来进行运动补偿。使用时间方向上的相关性对预测图像和实际图像之间的残差(residual)进行编码，从而可以减少代码量。参考帧信息和运动矢量分别用作指定参考帧的信息和指定要在参考帧中参照的位置的信息，并且将这些个信息从编码侧发送至解码侧。

这里，参考帧的数目不一定是一个。例如，在H.264中，可以将多个帧用作参考帧。当将在时间上接近于待编码帧P0的两个帧用作参考帧R0和R1时，如图1中所示，可以根据参考帧R0或R1中的任意像素的像素值预测待编码帧P0中任意宏块(macroblock)的像素值。

图1中各个帧内部图示的方框表示宏块。当假设作为预测目标的待编码帧P0中的宏块为宏块MBP0时，对应于宏块MBP0的参考帧R0中的宏块是由运动矢量MV0指定的宏块MBR0。此外，参考帧R1中的宏块是由运动矢量MV1指定的宏块MBR1。

当假设宏块MBR0和MBR1的像素值(运动补偿图像的像素值)是MC0(i,j)和MC1(i,j)时，由于任何运动补偿图像的像素值在单向预测中都用作预测图像的像素值，因此由下列等式(1)表达预测图像Pred(i,j)。(i,j)表示宏块中像素的相对位置，并且满足0≤i≤16且0≤j≤16。在等式(1)中，||表示采用MC0(i,j)和MC1(i,j)中任何的值。

[算式1]

Pred(i，j)＝MC₀(i，j)||MC₁(i,j)…(1)

此外，可以将16×16像素的单个宏块分割为例如具有大小为16×8像素的更小的块，并且可以通过参考不同的参考帧对通过分割形成的各个块进行运动补偿。通过发送小数(decimal)精度的运动矢量(而不是整数精度的运动矢量)，并且通过使用根据标准定义的FIR滤波器进行内插，可以将要参考的对应位置周围的像素的像素值用于运动补偿。

图2是图示双向预测的示例的示图。