[发明专利]动图像编码和/或译码设备、方法以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及对采用了算术码等可变长度编码工具的动图像流平滑地进行动图像的快进再现或反向再现等特殊再现的动图像编码译码设备。

背景技术

近年来，随着综合处理声音、图像和其他像素值的多媒体时代的到来，以往的信息媒体、即报纸、杂志、电视、收音机、电话等向人们传递信息的手段已渐渐成为多媒体的对象。一般地说，所谓多媒体，是指不仅将字符而且同时将图形、声音特别是图像等相关联地表示，但是，为将上述以往的信息媒体作为多媒体的对象，必要条件是以数字形式表示其信息。

可是，从按数字信息量估计上述各信息媒体所持有的信息量来看，在字符的情况下每1个字符的信息量为1～2字节，与此不同，如果是声音则每1秒需要64Kbits(电话质量)、进一步对于动图像每1秒需要100Mbits(现行电视接收质量)以上的信息量，因而由上述信息媒体以数字形式原样处理其庞大的信息是不现实的。例如，可视电话，已通过具有64Kbit/s～1.5Mbit/s的传输速度的综合服务数字网(ISDN：Integrate Services Didital Network)而投入实际使用，但由ISDN原样传送电视机、摄像机的视频图像是不可能的。

因此，日益需要的是信息压缩技术，例如，在可视电话的情况下，采用了由ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)推荐的H.261或H.263标准的动图像压缩技术。另外，利用MPEG-1标准的信息压缩技术，还可以将图像信息与声音信息一起存入通常的音乐用CD(压缩盘)。

此处，所谓MPEG(运动图像专家组)，是由ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工技术委员会)制定的动图像信号压缩的国际标准，MPEG-1是将动图像信号压缩到1.5Mbps、就是说将电视信号的信息压缩到大约1/100的标准。而且，在MPEG-1标准中，使作为对象的质量达到了能够以主要约1.5Mbps的传输速度实现的中等程度的质量，之后，在可满足更高画质要求的标准化了的MPEG-2标准中，以2～15Mbps的传输速度使动图像信号实现TV广播质量。进一步，在目前情况下，由一直以来推进MPEG-1、MPEG-2标准化工作的工作组(ISO/IEC JTC/SC29/WG11)，达到了超过MPEG-1、MPEG-2的压缩率，进而能以对象为单位进行编码、译码、操作，并使实现多媒体时代所需的新功能的MPEG-4标准化。MPEG-4最初是以低位速率的编码方法的标准化为目标被推进的，但目前已扩展到既包括交织图像又包括高位速率的更为通用的编码。

进一步，在2003年，ISO/IEC和ITU-T共同将MPEG-4AVC和H.264标准化为压缩率更高的图像编码方式。H.264标准，目前已扩展到适用于HD(High Definition：高清晰度)图像等的与High Profile对应的修改标准。作为H.264标准的应用，与MPEG-2或MPEG-4同样地已推广到数字广播、DVD(Digital Versatile Disk：数字视盘)播放器/录像机、硬盘播放器/录像机、摄像机、可视电话机等。

一般来说，在动图像的编码中，通过削减时间方向和空间方向的冗余进行信息量的压缩。因此，在以削减时间上的冗余为目的的画面间预测编码中，参照前面或后面的图像而以块为单位进行运动检测和预测图像的生成，并对所得到的预测图像与编码对象图像的差值进行编码。此处，所谓图像是表示1个画面的术语，在顺序图像中意味着帧，在交织图像中意味着帧或场。而且，所谓交织图像，是指1个帧由2个时刻不同的场构成的图像。在交织图像的编码或译码处理中，可以将1个帧作为原来的帧处理、或作为2个场处理，或对帧内的每个块作为帧结构或场结构来处理。

将进行没有参照图像的画面内预测编码的称为I图像。而且，将只参照1个参照图像进行画面间预测编码的称为P图像。另外，将可以同时参照2个参照图像进行画面间预测编码的称为B图像。B图像，可以参照作为显示时间从前面或从后面起的任意组合的2个图像。参照图像，可以按作为编码基本单位的每个宏块指定，分别将先记述在进行了编码的位流中的图像作为第一参照图像、将后记述的图像作为第二参照图像。但是，作为对这些图像进行编码时的条件，要参照的图像必须已进行了编码。