[发明专利]图像编码方法及图像编码装置

说明书

本申请是申请号为03800235.3、申请日为2003年4月10日、发明名称为“图像编码方法及图像译码方法”的母案申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及利用图像间的相关高效率地压缩动画图像信号的图像编码方法，和将其正确地进行译码的图像译码方法，以及用于用软件执行该操作的程序等。

背景技术

近年来，迎接统一处理声音、图像、其他象素值的多媒体时代，将现有的信息媒体，即报纸、杂志、电视、收音机、电话等的信息传达给人的装置，作为多媒体对象成了热点。一般地，所谓多媒体，是指不仅文字，同时还关联图形、声音，特别是图像等进行表示的信息媒体，但是，要想将上述现有的信息媒体作为多媒体的对象，其必要条件为将其信息以数字形式表示。

但是，若将上述各信息媒体所持有的信息量作为数字信息量来估计，则在信息为文字时每一个文字的信息量为1～2字节，而信息为声音时每一秒的信息量为64kbits(电话质量)，另外，对于动画，则每一秒需要100Mbits(现行电视接收质量)以上的信息量，在上述信息媒体中以数字形式原样处理该庞大信息是不现实的。例如，利用具有64kbps～1.5Mbps传输速度的综合服务数字网络(ISDN：Integrated Services Digital Network)已实现可视电话，但不能用ISDN原样发送电视和摄影机的影像。

因此，这就需要信息的压缩技术，例如，可视电话的情况下，正在使用由ITU—T(国际电信同盟，国际电信标准化部门)国际标准化的H.261和H.263标准的动画压缩技术。此外，根据MPEG—1标准的信息压缩技术，也可以在通常的音乐用CD(激光唱盘)中与声音信息一同写入图像信息。

在此，所述MPEG(Moving Picture Experts Group即，动画图形专家组)是活动图像信号的数字压缩国际标准，MPEG—1将活动图像信号压缩到1.5Mbps，即将电视信号的信息压缩到大约百分之一的标准。此外，以MPEG—1标准为对象的传输速度主要限定在大约1.5Mbps，因此，在为满足高画质的要求而标准化的MPEG—2中，活动图像信号被压缩到2～15Mbps。

另外，现在，由推进MPEG—1、MPEG—2标准化的工作组(ISO/IECJTC1/SC29/WG11)，已规范出更高压缩率的MPEG—4。在MPEG—4中，一开始不仅能以低位速率进行高效率的编码，而且导入了即使传输线路产生错误，也能减小主观的画质劣化的强有力的防差错技术。此外，ISO/IEC和ITU共同推进了作为下一代图像编码方式的JVT(Joint Video Team即，联合视频小组)的标准化活动，现在最新的称为联合模型2(JM2)。

在JVT中，与现有的动画图像编码不同，作为前方参照图像，能从多个图像(图像)中选择任意图像(图像)作为参照图像。在此，所述图像表示帧或信息组(filed)。

图1(a)是参照从存储器内保存的多个参照图像中选择了的图像，进行编码的图像编码的说明图。图1(b)是示出保存图像的存储器的结构的结构图。

如图1(b)所示，存储器由短时间保存存储器和长时间保存存储器构成。短时间保存存储器存储在紧前面进行了译码的多幅图像，相当于称作MPEG—1和MPEG—2的P图像(前方预测编码图像)及B图像(双向预测编码图像)的参照图像。长时间保存存储器用于比短时间保存存储器长时间保存图像信号。

通常，短时间保存存储器是FIFO(先入先出)存储器，在短时间保存存储器中保存超过存储器上限的图像的情况下，消除短时间保存存储器内的最早时刻的图像，在该区域中保存新的图像。因此，通常，在欲参照利用FIFO结构从存储器中消除了的参照图像的情况下，通过预先将该参照图像从短时间保存存储器移动到长时间保存存储器中来，保存在长时间保存存储器内，就能长时间参照。长时间存储器是明示保存区域的方法，只要不指定相同的区域进行重写，就可以参照保存在该区域中的图像。

图1(a)示出图像编码时的预测状况，图像编号2的图像参照图像编号0的图像，图像编号1的图像参照图像编号0或图像编号2的图像。同样地，图像编号4的图像参照图像编号0、2的图像，图像编号6的图像参照图像编号0的图像。另外，在图像编号5的图像中则能参照图像编号0、2、4、6的图像。