[发明专利]图像编码方法以及图像解码方法

说明书

本申请是于2009年9月10日进入中国国家阶段的国际申请号为PCT/JP2009/000150、中国申请号为200980000159.0的申请的分案申请

技术领域

本发明涉及∶以更佳的编码效率来对图像以及视频数据进行压缩编码的图像编码方法；将压缩编码后的图像以及视频数据复原的图像解码方法；对应的图像编码装置以及图像解码装置。

背景技术

包含通过互联网的视频会议、数字视频广播以及用于视频内容的流播放(streaming)的、例如用于视频点播类型的服务的应用程序的数量越来越增加，这些应用程序依赖于视频信息的发送。在视频数据被发送或被记录时，大量数据通过带宽有限的以往的传输路被发送，或者，大量数据被记忆在数据容量有限的以往的存储介质中。为了向以往的传输通道以及存储介质发送以及记忆视频信息，而必要压缩或减少数字数据量。

于是，为了视频数据的压缩，而开发了多个视频编码标准。这些视频编码标准是，例如，以H．26x来示出的ITU(国际电信联盟)－T标准，以及以MPEG(运动图像专家组)－x来示出的ISO／IEC(国际标准化组织／国际电工委员会)标准。目前，最新且最先进的视频编码标准是，以H．264／MPEG－4AVC来示出的标准(参见非专利文献1)。

成为几乎所有的这些标准的基础的编码方法，基于包含以以下的(a)～(d)来示出的主要阶段的预测编码。

(a)为了以块级来对各个视频帧进行数据压缩，而将视频帧分割为像素的块。

(b)通过根据预先编码后的视频数据预测各个块，从而确定时间以及空间冗余度。

(c)通过从视频数据减去预测数据，从而去除确定了的冗余度。

(d)通过进行傅立叶变换、量化以及熵编码，从而压缩剩余的数据。

在当前的视频编码标准中，用于预测各个宏块的预测模式不同。大部分的视频编码标准，为了根据已经编码以及解码的帧预测视频数据，而利用运动检测以及运动补偿(帧间预测)。或者，也可以对相同帧的相邻的块进行外插来得到块数据(帧内预测)。H．264／AVC标准，例如，对用于进行外插的参考像素、或对像素被进行外插的方向，定义不同的几种帧内预测模式。

图1A以及图1B是示出按照H．264／AVC标准来规定的帧内预测模式的图。如图1A示出，通过对位于被预测的对象块10的上方和左方的13个参考像素20进行外插，从而预测4×4像素的对象块10。通过进行该预测，从而生成与对象块10相对应的预测块。此时，为了执行外插，图1B所示的可取的八个外插方向(帧内预测方向)之中的一个被选择。或者，也可以直流预测模式被选择。在直流预测模式中，为了预测对象块10而利用参考像素的平均值。

在帧内预测中，为了减少存在于自然图像中的空间冗余度，而执行4×4、8×8或16×16像素的尺寸的子块的空间预测。为了预测对象块的像素值，而利用已被编码的周边块的像素值(参考像素的像素值)。根据预先定义的预测模式，对这些参考像素进行外插。在H．264／AVC标准中，为了4×4以及了8×8尺寸的子块而存在九个预测模式，为了16×16像素尺寸的宏块而存在四个预测模式。

针对比8×8像素小的子块，九个预测模式由适于预测方向性构造的八个预测方向(参见图1B)、和所谓直流预测模式构成。在直流预测模式中，以作为周边参考像素的平均值的单一值来，预测对象块的所有的像素。在方向模式中，参考像素沿着对应的方向被重复。例如，在垂直模式的情况下，紧靠对象块的上方的行的参考像素在垂直方向被重复(被进行外插)。另一方面，在水平模式的情况下，紧靠对象块的左方的列的像素在水平方向被重复(被进行外插)。剩余的模式是，同样派生出的斜方向模式。

非专利文献1∶ISO／IEC 14496－10“MPEG－4Part 10 Advanced Video Coding”

但是，在以往的技术中存在的问题是，在对象块中包含锐利的直线的边缘、且不能生成适当的预测块的情况下，代码量增多、或在编码图像内产生失真。具体而言，存在以下的问题。

以往的预先定义的帧内预测方向有限。也就是，帧内预测方向被限制为图1B示出的八个方向。因此，在所述以往的技术中，只能执行基于八个方向之中的任一个方向的帧内预测。