[发明专利]编码设备、编码方法、编码方法的程序及其记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及编码设备、编码方法、编码方法的程序，以及在其上记录了编码方法的程序的记录介质，并适用于符合例如H.264和MPEG-4第10部分(高级视频编码)的编码设备。在通过从在不同预测值生成单元中检测到的最佳预测模式中检测适合于进行帧内预测的预测模式来进行编码处理的情况下，本发明降低了选择最佳预测模式所需的计算复杂性，而当通过从多个预测模式中选择最佳预测模式来对图像数据进行编码处理时，同时通过利用用于进行其他最佳预测模式检测处理的其中一个最佳预测模式检测处理，检测基于不同预测值生成单元的最佳预测模式。

背景技术

近年来，对于广播电台、普通家庭等等的活动图像的传输和记录能够通过有效地利用图像数据的冗余性而有效地传输和存储图像数据的设备正变得越来越流行。这样的符合例如MPEG(运动图像专家组)的设备通过利用正交变换，诸如离散余弦变换，以及运动补偿，有效地压缩图像数据。

作为这种类型的其中一种数据压缩方案的MPEG2(ISO/ISC 13818-2)被定义为通用图像编码方案。MPEG2被定义为与隔行扫描和顺序扫描两者兼容，以及与标准分辨率图像和高清晰度图像两者兼容。目前，MPEG2广泛用于宽范围的应用场合，包括专业用途和消费用途。具体来说，根据MPEG2，例如基于标准分辨率的720×480像素图像数据和隔行扫描方案的图像数据可以被压缩到4到8[Mbps]的比特率。此外，例如基于高分辨率的1920×1088像素图像数据和隔行扫描方案的图像数据可以被压缩到18到22[Mbps]比特率，从而可以维持高图像质量和高压缩性。

然而，MPEG2是适合于广播应用场合的高图像质量编码方案，因此，与具有少于MPEG1的代码的代码的高压缩率编码方案不兼容。同时，随着便携式终端近年来变得流行，对具有比MPEG1的代码更少的代码的高压缩率编码方案的需求更大。如此，基于MPEG4的编码方案的标准被ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)批准为国际标准。

此外，作为这样的数据压缩方案，最初意欲用于视频会议的图像编码的H26L(ITU-T Q6/16 VCEG)被标准化。与MPEG2和MPEG4的计算复杂性相比，H26L的计算复杂性更大，但是可以获得高于MPEG2和MPEG4的编码效率。此外，作为MPEG4活动的一部分，用于通过注入基于H26L的各种功能确保更高的编码效率的编码方案的标准化被提升为JointModel of Enhanced-Compression Video Coding(增强压缩视频编码的联合模型)。该方案在2003年3月被确立为标题为“H.264和MPEG-4 Part10(Advanced Video Coding(高级视频编码))”的国际标准。该标准在本说明书中简称为“JVT标准”。

图5是显示了符合JVT标准的编码设备的方框图。编码设备1从多个帧内预测模式和多个帧间预测模式中选择最佳预测模式，并通过从图像数据D1中减去基于选择的预测模式的预测值来生成差分数据(预测误差数据)D2。此外，编码设备1还对差分数据D2进行正交变换处理、量化处理，以及可变长度编码处理，以输出经过编码的数据D5。

在编码设备1中，模拟数字转换电路(A/D)2通过对视频信号S1进行模拟/数字转换处理而输出图像数据D1。屏幕分类(sorting)缓冲器3输入从模拟/数字转换电路2输出的图像数据D1，基于供编码设备1进行编码处理的GOP(“Group of Pictures”，图像组)结构，对图像数据D1的帧进行分类，并输出经过分类的帧。

减法电路4接收从此屏幕分类缓冲器3输出的图像数据D1，并且，在帧内编码中，从此图像数据D1中减去从帧内预测电路5输出的预测值，并输出差分数据D2。此外，在帧间编码中，从运动预测/补偿电路6输入预测值，从图像数据D1中减去这些预测值，以输出差分数据D2。

正交变换电路7通过诸如离散余弦变换或卡南-洛维(Karhunen-Loeve)变换的正交变换处理，处理来自减法电路4的输出数据D2，并输出作为处理结果的系数数据D3。量化电路8根据量化位阶(scale)，通过速率控制电路9的速率控制来量化系数数据D3，并输出经过量化的系数数据D3。可逆编码电路10通过可变长度编码、算术编码等等，对从量化电路8输出的数据进行可逆编码处理，并生成输出数据D4。此外，可逆编码电路10还从帧内预测电路5和运动预测/补偿电路6获取有关帧内编码的信息，以及有关帧间编码的信息，等等，并将所获得的信息设置为输出数据D4的头信息。