[发明专利]图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像预测编码装置、图像预测解码装置、图像预测编码方法、图像预测解码方法、图像预测编码程序以及图像预测解码程序。

背景技术

为了高效地进行静止图像数据或动态图像数据的传输和储存，一直以来都通过压缩编码技术对图像数据进行压缩。作为这样的压缩编码技术，在动态图像的情况下广泛应用着MPEG1～4或H.261～H.264等方式。

在这些编码方式中，将作为编码对象的图像数据分割为多个区块之后进行编码处理和解码处理。进而在MPEG1～4或H.261～H.264等方式中，为了进一步提高编码效率，而在对画面内的对象区块进行编码时，使用位于与对象区块相同的画面内的相邻的已再生像素信号来生成预测信号。所谓已再生像素信号是指利用暂时压缩的图像数据进行了还原的信号。而且，对从对象区块的像素信号中减去了预测信号的差分信号进行编码。

这里，在MPEG4中，在将对象区块的图像信号进行了离散余弦变换之后进行预测编码。即，相对于对象区块的直流成分以及第1行或第1列的交流成分的系数，将位于相应对象区块上方或左方的区块的相同成分的系数作为预测值，并对两者的差分进行编码。根据位于对象区块斜上方的区块与位于对象区块上方或左方的区块的直流成分的梯度大小来决定该预测值。这种画面内预测方法记载于下述专利文献1中。

另一方面，在H.264之中，采用如下方法，即在规定的方向上外插与对象区块相邻的已再生像素值来生成预测信号。在该像素区域中进行的画面内预测信号的生成具有可预测图像细微部分的优势。图14(a)是说明用于H.264的画面内预测方法的示意图，图14(b)表示H.264的画面内预测方法中的像素信号的延伸方向。图14(a)中，区块901是对象区块，区块902～904是相邻的区块，这些区块是含有在以往处理中已再生的像素信号的区块。这里，使用与区块901的对象区块的分界处相邻的已再生像素组905，在图14(b)所示的9个方向上生成预测信号。例如在方向“0”的情况下，把位于区块901正上方的相邻像素向下方延伸来生成预测信号；在方向“1”的情况下，把位于区块901左方的已再生像素向右方延伸来生成预测信号；在方向“2”的情况下，将像素组905的整体像素值的平均值生成为预测信号。例如在下述非专利文献1中记载有生成预测信号时的更具体的方法。在H.264之中，取如此生成的9个预测信号的每一个与对象区块的像素信号的差，将差值最小的预测信号的生成方法作为最优预测方法(或者称之为模式)。

在传输图像数据时，为了还原图像数据而需要向发送侧送出表示这样决定的最优预测方法的识别信息。此时参考针对区块902和区块903这2个区块所决定的预测方法，对与区块901的最优预测方法相关的信息进行编码。即，比较区块902的预测方法的识别信息与区块903的预测方法的识别信息，将值较小的一方决定为参照模式信息。然后根据该参照模式信息，对与对象区块的最优预测方法相关的识别信息相对地进行编码。

专利文献1：美国专利公报第6148109号

非专利文献1：Iain E.G.Richardson，“H.264 and MPEG-4 videocompression”，Wiley 2003，pages pp.177-183.

但是，在如H.264那样地生成像素区域中的画面内预测信号的编码方法中，为了提高像素信号的编码效率可设置较多的预测方法，不过在此情况下对用于识别预测方法的模式信息进行编码时需要使用代码长度较长的信息，因而整体的代码量增大。为了解决这样的问题，如上所述进行针对与相邻区块的预测方法相关的识别信息的相对编码，不过使用2个相邻区块的预测方法的结果是，存在无法相对于最优预测方法生成精度较高的参照模式信息的趋势，由此不能充分地抑制模式信息的代码量。

此外，在通过帧间预测编码来对相邻区块进行编码时，由于相邻区块不具有与画面内预测相关的模式信息，所以参照固定的模式信息对对象区块的模式信息相对地进行编码。所谓帧间预测编码是指将已进行过编码之后再还原的再生图像作为参照图像，根据该参照图像使用相对于对象区块的误差最小的预测信号的预测编码方法。在相邻区块采用帧间预测编码的情况下，与对对象区块进行画面内预测编码时的预测方法相关的模式信息的编码效率降低。

发明内容