[发明专利]运动向量预测编码方法、运动向量预测解码方法、活动图像编码装置、活动图像解码装置及其程序

说明书

技术领域

本发明涉及对运动向量进行预测编码的活动图像（動画像）编码技术。特别地，本发明涉及用于提高运动向量的预测效率、提高活动图像的编码效率的运动向量预测编码方法、运动向量预测解码方法、活动图像编码装置、活动图像解码装置及其程序。

本申请基于2010年2月9日在日本申请的特愿2010-26131号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

在以H.264为代表的使用运动补偿的活动图像编码方式中，为了高效地对运动向量进行编码，进行运动向量的预测编码。

图11示出现有的活动图像编码装置中的运动补偿部的构成示例。现有的活动图像编码装置中的运动补偿部100具备运动搜索部101、运动向量存储器102、运动向量预测部103以及预测残差算出部104。

运动搜索部101在输入编码对象块的视频（映像）信号时，通过与编码完成的参考图像的解码信号对照而进行运动搜索，算出运动向量，存放到运动向量存储器102。运动向量预测部103从运动向量存储器102读出位于编码对象块的邻近的编码完成的块的编码所使用的运动向量，将其用作参考运动向量，算出预测运动向量。预测残差算出部104算出由运动搜索部101算出的运动向量与由运动向量预测部103算出的预测运动向量的残差，输出运动向量预测残差。编码该运动向量预测残差，作为运动向量的编码信息输出。

图12示出现有的活动图像解码装置中的运动补偿部的构成示例。现有的活动图像解码装置中的运动补偿部200具备运动向量算出部201、预测信号作成部202、运动向量存储器203以及运动向量预测部204。

运动向量算出部201将从编码流解码的运动向量预测残差与由运动向量预测部204所预测的预测运动向量相加而生成运动向量，将该运动向量存放到运动向量存储器203，并且输出到预测信号作成部202。预测信号作成部202按照运动向量从解码完成的参考图像读出解码信号，作为解码对象块的预测信号输出。运动向量预测部204从运动向量存储器203读出位于解码对象块的邻近的解码完成的块的解码所使用的运动向量，将其用作参考运动向量，算出预测运动向量。

作为与以上那样的运动向量预测编码相关的技术，以往，存在以下那样的技术。

（a）中值预测编码（H.264等）（以下称为现有技术a）

（b）通过指定参考运动向量而预测编码（以下称为现有技术b）

图13是说明现有的运动向量的预测编码方式的示例的图。在现有技术a和现有技术b中，对运动向量编码（解码也同样）时，将如图13所示的编码对象块的邻近的编码完成的块的运动向量（编码完成的运动向量）用作参考运动向量进行预测，进行运动向量的编码。

具体而言，在现有技术a中，使用参考运动向量的中值作为预测运动向量，对编码对象块的运动向量与预测运动向量的误差（称为运动向量预测残差）进行编码（参考非专利文献1）。

另外，在现有技术b中，编码装置（编码器）从参考运动向量之中选择预测所利用的运动向量，将预测所利用的参考运动向量的标识符和运动向量预测残差一起编码（参考非专利文献2）。

另外，在以往，作为不是求取运动向量预测残差而对运动向量编码，而是对编码对象块的运动向量本身进行预测的技术，存在利用模板匹配（template matching）的运动向量预测技术（以下称为现有技术c）。该现有技术c是用于在编码端不对运动向量编码地进行运动补偿的运动向量预测方法（参考非专利文献3）。

图14是说明利用现有的模板匹配的运动向量预测的图。在现有技术c中，在对编码对象块的运动向量进行预测时，利用作为图14的倒L字形的区域而示出的位于编码对象块的邻近并且编码完成的像素的集合（将其称为模板），在参考图像上针对既定搜索范围进行运动搜索（该处理称为模板匹配）。具体而言，针对既定搜索范围内的各运动向量，对参考图像上与模板位于相同位置的区域偏移了运动向量的量的区域（称为匹配区域）与模板之间求取SAD（Sum of Absolute Differences：绝对差异和）等相似度，进行搜索。利用由此得到的运动向量进行运动补偿。在解码端也能够用作为解码完成的像素的集合的模板进行相同处理，所以存在着不对运动向量编码而能够进行运动补偿的优点。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：角野、菊池、铃木，“修订三版H.264/AVC教科书”，Impress R&D发行，2009，pp. 123-125.