[发明专利]图象解码装置

说明书

本发明涉及将包括双向予测编码数据的编码数据进行解码的图象解码装置。

近年来随着图象的高效编码技术的确立，图象的数字化处理也逐渐普及。为了提高数字传输及记录等的效率，采用小的位传输速率编码图象数据。在此高效编码中，用m×n象素块单位进行DCT(离散余弦变换)处理等正交变换。正交变换是将所输入的取样值变换成空间频率成分等正交成分。因此能削减空间的相关成分。已正交变换的成分通过量化削减块信号的冗余信息。

特别是通过将霍夫曼编码等可变长度编码加到量化输出，进一步削减数据量。霍夫曼编码是根据由量化输出的统计编码量算出的结果进行编码，通过将短位分配给出现几率高的数据，将长位分配给出现几率低的数据的可变长度编码，削减整体的数据量。

进而在进行高效编码的装置中，用MPEG(移动图象专家组)等进行研究的混合方式成为主流。在此方式中，除了将帧内图象进行DCT处理的帧内压缩之外，也采用利用帧间的相互关系削减时间轴方向的多余信息的帧间压缩。帧间压缩是利用一般的移动图象在前后帧很相似这样的性质，求前后帧的差分，通过编码差分值(予测误差)，进一步减低位传输速率。特别是由于予测图象的移动，求出帧间差，所以减少予测误差的动补偿帧间予测编码是有效的。

这样，在混合方式中，除了将规定帧的图象数据直接进行DCT处理并编码的帧内编码外，采用规定帧的图象数据和只将与此帧前后的帧的参考图象数据的差分数据进行DCT处理并编码的予测编码。作为予测编码方法有：按时间将前方向的参考图象数据进行动补偿并求出予测误差的前方予测编码；按时间将后方向的参考图象数据进行动补偿并求出予测误差的后方予测编码、和考虑编码效率使用前方或后方中任何一方或者两方向的平均的双向予测编码。

因为用帧内编码已编码过的帧(以下称为I画面)只用帧内信息编码，所以能只用单独的编码数据编码。因而，在MPEG规格中，为了防止误差扩散等，能在固定周期(例如12帧)将I画面插入。在MPEG规格中，通过用此I画面的前方予测编码，可获得帧间编码帧(以下称为P画面)。再者，P画面通过将前方的P画面进行前方予测编码也能得到。而且通过使用前方或后方中任何一方的或双向的I、P画面的双向予测编码可得到双向予测适应转换帧(以下称为B画面)。

图9是用以说明此方式的压缩法的说明图。图9(a)表示所输入的帧图象，图9(b)表示编码数据，图9(c)表示解码数据。图10是用以说明分块化处理的说明图。

将帧序号0的帧图象进行帧内编码。使用此帧图象作为参考图象，将帧序号3的帧图象进行前方予测编码。图9(b)的箭头表示这样编码的予测方向，帧序号6的帧图象也将前方的帧序号3的帧图象进行前方予测编码作为参考图象。帧序1，2的帧图象还将帧序号0，3的帧图象进行双向予测编码作为参考图象。而且帧序号4，5的帧图象将帧序号3，6的帧图象进行双向予测编码作为参考图象。

如图9(b)所示，首先，将帧序号0的图象数据进行帧内编码得到I画面。这时，将帧序号0的图象数据用存储器等进行分帧，同时如图10所示，每8象素×8行分块，以块单位进行DCT处理。此外，图中用实线表示的ODD表示奇数场的扫描线，用虚线表示的EVEN表示偶数场的扫描线。由DCT处理得到的DCT变换系数用规定的量化系数进行量化后，进行可变长度编码，获得编码数据。

随后对于帧序号1的帧图象，由于进行使用帧序号0、3的帧图象的双向予测编码，所以直到将帧序号3的帧图象编码为止都保持在存储器中。同样，对于帧序号2的帧图象，也在帧序号3的帧图象编码后进行编码。对于帧序号3的帧图象，进行将帧序号0的帧图象作为参考图象所用的前方予测编码，得到P画面(图9(b))。即，用动矢量对帧序号0的数据进行动补偿，将已动补偿的参考图象数据与现帧(帧序号3的帧)图象数据的差分(予测误差)进行DCT处理。将DCT变换系数量化后进行可变长度编码与帧内编码时相同。

接着使用已编码的帧序号0，3的I画面、P画面、将帧序号1、2的帧图象依次进行双向予测编码。这就如图9(b)所示，得到二个B画面。以后与此相同，如图9(b)所示，将帧序号为6、4、5……的帧图象依次进行编码得到P画面、B画面、B画面……。像这样在编码时用与实际输入的帧顺序不同的帧顺序进行编码。在解码时，有必要将编码数据的解码顺序回到原来的顺序，以帧序号0、1、2…的顺序输出解码数据。图11示出这样的已有的图象解码装置的方框图。而图12是用以说明分帧的说明图，图12(a)表示非隔行扫描时的分帧，图12(b)表示隔行扫描时的分帧。