[发明专利]图像编码装置、图像编码方法和程序以及图像解码装置、图像解码方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像编码装置、图像编码方法和程序以及图像解码装置、图像解码方法和程序。特别地，本发明涉及与图像编码中的图像质量参数的计算和代码的插入有关的图像质量参数编码方法和解码方法。

背景技术

作为运动图像的压缩记录方法，以下称为H.264的H.264/运动图片专家组（MPEG）-4先进视频编码（AVC）已经是已知的。H.264被广泛用于一段（one segment）数字地面广播和其它的应用中。H.264的特征是：除了常规的编码方案以外，还通过以4×4像素为单位使用整数变换，提供多个内部预测能力（参见ISO/IEC14496-10：2004Information technology--Coding of audio-visual objects--Part10:Advanced Video Coding,ITU-T H.264Advanced video coding forgeneric audiovisual services）。

以MPEG-2和H.264为代表的使用正交变换和量化（quantization）的编码方案对预定的块图像执行正交变换和量化，以产生量化系数数据。对于图像质量控制，通过使用称为量化参数的图像质量控制参数执行量化。具体地，使用小量化参数值的量化造成提高的图像质量，但是具有大量的代码。具有大量化参数值的量化以减少的代码量造成低的图像质量。根据目标代码量选择最佳的量化参数值用于编码。这种控制被称为比率（rate）控制。已讨论了各种比率控制方法，包括TM5。在量化之后，量化系数数据经受可变长度编码，以产生编码的系数数据。

量化参数也被编码以产生量化参数代码。例如，H.264使用用于将目标块前的块量化的量化参数与用于将目标块量化的量化参数之间的差值。该差值被称为量化参数Δ（QP_DELTA）。计算的QP_DELTA通过Golomb编码或算术编码被编码成QP_DELTA代码。例如，即使差值为0，利用Golomb编码的QP_DELTA代码编解码器（codec）也产生一位的代码。由此产生的编码的系数数据和量化参数代码被传送到解码器。解码器将编码的系数数据和量化参数代码解码，以产生量化系数数据和量化参数。解码器然后通过使用量化参数对量化系数数据执行逆（inverse）量化和逆正交变换，由此产生解码的图像。

在MPEG-2和H.264中单个处理单位被称为宏块（macroblock）。宏块是以格子（lattice）图案将图像分割成的16×16像素的格子块。就像素而言，在MPEG-2中将被正交变换的块具有8×8像素的尺寸，并且H.264具有8×8像素或4×4像素的尺寸。即，单个的宏块包含多个正交变换块。MPEG-2和H.264可以以宏块为单位对量化参数进行控制（比率控制）。包含于同一宏块中的正交变换块用相同的量化参数被量化。根据H.264的改进技术，以格子图案将图像分割成称为最大编码树块（LCTB）的格子块。LCTB具有64×64像素的尺寸。LCTB通过使用区域四叉树结构被分割成称为编码树块（CTB）的更小尺寸的块。为了搜索或者输入/输出树结构数据，需要规定扫描次序。CTB包含称为变换单位（TU）的正交变换块。TU也可通过使用区域四叉树结构被分割成更小的尺寸。各单位具有分割标记。分割标记为真（true）的块被构建为包含高度和宽度的尺寸为1/2的四个分割块。分割标记为假（false）的块不包含分割块，而包含块上的实际数据。换句话说，只有未分割的TU包含图像块上的系数数据。LCTB（格子块）包含不同正交变换尺寸的多个分级（hierarchically）构建块。可通过各种方法确定是否分割块。在日本专利申请公开No.2005-191706中讨论了确定方法中的一种，其包括使用Lagrange乘子（multiplier）以计算块成本（cost）并选择较低成本的块分割方法。

假定图像编码方法包含以按照格子图案将图像分割成的格子块为单位将图像编码。如果格子块的尺寸大并且以格子块为单位执行图像质量控制，那么不同的图像质量的块之间的边界可能变得引人注意。

不管图像质量参数是否改变，图像质量参数都被编码和传送。如果将格子块再分（subdivide）成更小的单位以用于图像质量控制，那么存在由图像质量参数代码导致的开销（overhead）的问题。

发明内容

本发明针对使得能够以适当的块为单位进行图像质量控制并且可使得块边界较小以产生边界较不引人注意的图像的图像编码装置。