[发明专利]图像编码装置和图像编码方法

说明书

本分案申请是申请号为201280030889.7、申请日为2012年6月14 日、申请人为JVC建伍株式会社的发明专利的分案申请，该发明专利申请 的发明名称为“图像编码装置、图像编码方法及图像编码程序、以及图像 解码装置、图像解码方法及图像解码程序”。

技术领域

本发明涉及图像编码及解码技术，特别涉及画面内编码及解码技术。

背景技术

作为动图像的压缩编码方式的代表，有MPEG-4AVC/H.264标 准。在MPEG-4AVC/H.264中，按将图片分割成多个矩形块后的宏块 单位进行编码。宏块的尺寸不拘泥于图像尺寸，按亮度信号被规定为16× 16像素。此外，宏块中还包含色差信号，但宏块所含的色差信号的尺寸根 据所编码的图像的色差格式而不同，在色差格式为4：2：0时，按色差信 号为8×8像素，在色差格式为4：2：2时，按色差信号为8×16像素，在 色差格式为4：4：4时，按色差信号为16×16像素。

色差格式用X：Y：Z来表示1个亮度信息与2个色差信息共3个信 号的被采样后的像素数的比率。MPEG-4AVC/H.264中作为编码及解 码的对象的图像的色差格式有4：2：0、4：2：2、4：4：4、及单色。

图3是说明图像的各色差格式的图。×表示图像的画面平面上的亮度 信号的像素的位置，○表示色差信号的像素的位置。

图3的(a)所示的4：2：0是相对于亮度信号，色差信号在水平、垂 直两方向上按二分之一密度采样后的色差格式。此外，4：2：0也有在图 3的(e)所示的位置被采样到色差信号的时候。

图3的(b)所示的4：2：2是相对于亮度信号，色差信号在水平方 向上按二分之一密度、垂直方向上按相同密度采样后的色差格式。

图3的(c)所示的4：4：4是亮度信号、色差信号都按相同密度采样 后的色差格式。

图3的(d)所示的单色是无色差信号、仅由亮度信号构成的色差格 式。

此外，亮度信号和色差信号为共用运动补偿等编码信息而被作为集 (set)进行编码和解码，但在4：4：4时，还准备有将1个亮度信号和2 个色差信号独立地作为3个单色进行编码及解码的方式。

在AVC/H.264方式下，采用了从编码/解码对象图片内的已编 码·解码了的块进行预测的方法。将该方法称为帧内预测。此外，采用了 将已编码·解码了的图片作为参照图片，预测相对于参照图片的运动的运 动补偿。将该通过运动补偿来预测运动的方法称为帧间预测。

首先，说明在AVC/H.264方式的帧内编码中的帧内预测时切换帧 内预测模式的单位。图4的(a)～(c)是用于说明切换帧内预测模式的 单位的图。在AVC/H.264方式的帧内编码中，作为切换帧内预测模式 的单位，准备有“4×4帧内预测”、“16×16帧内预测”、“8×8帧内 预测”三种。

在“4×4帧内预测”时，将宏块(亮度信号16×16像素块、色差信 号8×8像素块)的亮度信号16分割成4×4像素块，按分割后的4×4像 素单位从9种4×4帧内预测模式中选择模式，依次进行帧内预测(图4的 (a))。

在“16×16像素帧内预测”时，按亮度信号的16×16像素块单位从 4种16×16帧内预测模式中选择模式，进行帧内预测(图4的(b))。

在“8×8像素帧内预测”时，将宏块的亮度信号4分割成8×8像素 块，按分割后的8×8像素单位从9种8×8帧内预测模式中选择模式，依 次进行帧内预测(图4的(c))。

此外，关于色差信号的帧内预测，在色差格式为4：2：0或4：2：2 时，按宏块单位从4种色差信号的帧内预测模式中选择模式，进行帧内预 测。

接下来，说明AVC/H.264方式的帧间编码中的进行帧间预测的单 位。图5的(a)～(h)是用于说明宏块分区和子宏块分区的图。在此， 为简化说明，仅描绘了亮度信号的像素块。在MPEG系列中，宏块是按正 方形区域规定的。一般，在包括AVC/H.264方式的MPEG系列中，将 按16×16像素(水平16像素、垂直16像素)规定的块称为宏块。此外， 在AVC/H.264方式中，将按8×8像素规定的块称为子宏块。所谓宏块 分区，是指为运动补偿预测而将宏块进一步分割后的各个小块。所谓子宏 块分区，是指为运动补偿预测而将子宏块进一步分割后的各个小块。