圖像預測編碼方法及裝置、圖像預測解碼方法及裝置的制造方法
【專利說明】圖像預測編碼方法及裝置、圖像預測解碼方法及裝置
[0001]本申請基于專利法實施細則第42條提出，是申請日為2011年12月15日、申請?zhí)枮?01180061785.8的發(fā)明專利申請“圖像預測編碼方法、圖像預測編碼裝置、圖像預測編碼程序、圖像預測解碼方法、圖像預測解碼裝置及圖像預測解碼程序”的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明的實施方式涉及圖像預測編碼/解碼方法及裝置，尤其涉及使用畫面內的信號進行預測編碼/解碼的方法/裝置。
【背景技術】
[0003]為了高效地進行靜態(tài)圖像或動態(tài)圖像數據的傳輸和蓄積，采用了壓縮編碼技術。對于動態(tài)圖像，MPEG 一 1?4或Η.261?Η.264的方式得到了廣泛應用。
[0004]在這些編碼方式中，將作為編碼對象的圖像分割為多個塊來進行編碼及解碼處理。在MPEG4或Η.264中，為了進一步提高編碼效率，在畫面內的預測編碼中，使用位于和對象塊相同的畫面內的相鄰的已再現的圖像信號(將被壓縮的圖像數據復原后的信號)生成預測信號，對從對象塊的信號中減去該預測信號后得到的差分信號進行編碼。在畫面間的預測編碼中，參照位于和對象塊不同的畫面內的其它已再現的圖像信號，進行運動的校正，由此生成預測信號，并對從對象塊的信號中減去所生成的預測信號后得到的差分信號進行編碼。
[0005]具體地講，在Η.264的畫面內預測編碼中采用如下方法:沿預定的方向對與作為編碼對象的塊相鄰的已再現的像素值進行外插而生成預測信號。圖13是用于說明在Η.264中使用的畫面內預測方法的示意圖。在圖13㈧中，塊1302是對象塊，由與該對象塊的邊界相鄰的像素Α?Μ(1301)構成的像素組是相鄰區(qū)域，而且是在過去的處理中已經被再現的圖像信號。在這種情況下，將位于對象塊1302正上方的相鄰像素(Α?D)向下復制而生成預測信號。另外，在圖13(B)中，將位于對象塊1304左側的已再現像素(I?L)向右復制而生成預測信號。關于生成預測信號的具體方法例如記載于專利文獻1中。對于這樣利用圖13的(Α)?(I)所示的方法生成的9個預測信號，分別獲取它們與對象塊的像素信號之間的差分，將差分值最小的預測信號作為最佳的預測方法。這些外插方法能夠按照圖14所示進行匯總。圖14中的箭頭表示將已再現的像素拉伸的方向，在各個方向上記述的編號表示各個預測模式的識別碼。另外，按照周圍已再現的像素的平均進行預測的識別碼是2，在圖14中表示為DC。該識別碼也稱為與畫面內預測方法有關的識別信息或者模式信息，或者簡稱為預測模式。
[0006]需要將被實施畫面內預測的塊的預測模式發(fā)送給發(fā)送側。此時，以在與對象塊的上側相鄰的塊和與左側相鄰的塊各自具有的畫面內預測模式為參考，對對象塊的畫面內預測模式進行編碼。即，將與上側相鄰的塊和與左側相鄰的塊的畫面內預測模式進行比較，將值較小的畫面內預測模式確定為參照模式信息(最可靠模式(most probable mode))。以該參照模式信息為基礎對對象塊的畫面內預測模式進行編碼。
[0007]具體地講，對表示對象塊的畫面內預測模式是否與參照模式信息相同的符號(symbol)進行編碼。在該符號為1時，對象塊的畫面內預測模式與參照模式信息相同。在該符號為0時，對與對象塊的畫面內預測模式有關的信息進行編碼。但是，在表示對象塊的畫面內預測模式的編號大于參照模式信息的編號的情況下，在將表示對象塊的畫面內預測模式的編號減1后進行編碼。
[0008]在再現側，在被實施畫面內預測的對象塊中，首先對所述符號進行解碼。在該符號為1時，意味著對象塊的畫面內預測模式與參照模式信息相同。在該符號為0時，對與畫面內預測模式有關的信息進行解碼。但是，在被解碼后的預測模式的編號與參照模式信息相同或者比其大的情況下，在將其加1后作為對象塊的畫面內預測模式。
[0009]現有技術文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:美國專利公報第6765964號

【發(fā)明內容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]另外，已知有通過設計比現有技術多的畫面內預測模式來提高畫面內預測的精度。S卩，在圖14所示的9個模式的基礎上，具有從中間的角度(方向)對預測信號進行外插的選擇肢的模式比較有效。
[0014]可是，通過增加預測方法，存在用于確定基于現有技術的畫面內預測方法的識別信息(預測模式)的編碼效率降低的問題。
[0015]其原因在于，由于畫面內預測模式的數量增加，導致在統(tǒng)計上對象塊的預測模式與參照模式信息(最可靠模式)一致的概率降低。除此之外，由于畫面內預測模式的數量增多，與參照模式信息不一致時的預測模式自身的編碼也需要更多的比特數。
[0016]本發(fā)明的一個方面的目的在于，提供這樣的方法、裝置及程序來解決上述問題，當在畫面內預測信號生成的方法中設計了更多的預測模式的情況下，高效地對用于識別對象塊的畫面內預測方法的模式信息進行編碼。另外，本發(fā)明的另一個方面的目的在于，提供高效地對已編碼的模式信息進行解碼的方法、裝置及程序。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]為了達到上述目的，本發(fā)明的一個方面的圖像預測編碼方法的特征在于，包括以下步驟:區(qū)域分割步驟，將輸入圖像分割為多個塊；預測信號生成步驟，針對多個塊，對于包含在作為處理對象的對象塊中的像素信號，從多個預測方法中確定差分值最小的最佳預測模式，按照最佳預測模式生成預測信號；殘差信號生成步驟，求出對象塊的像素信號與預測信號之間的殘差信號；信號編碼步驟，對殘差信號進行編碼并生成壓縮信號；預測模式編碼步驟，對最佳預測模式進行編碼；以及存儲步驟，將壓縮信號復原并作為再現像素信號進行存儲，在預測模式編碼步驟中包括以下步驟:生成將與對象塊相鄰的多個已再現塊的最佳預測模式作為成分的候選預測模式列表，對表示在候選預測模式列表中是否存在最佳預測模式所對應的成分的標志進行編碼，在存在對應的成分時，還對位于候選預測模式列表中的對應的成分的索引進行編碼，在不存在對應的成分時，通過去除位于候選預測模式列表中的各個成分之后進行的編號賦予，來對所述最佳預測模式進行編碼。
[0019]另外，本發(fā)明的另一個方面的圖像預測解碼方法的特征在于，包括以下步驟:輸入步驟，輸入包括殘差信號和與預測模式有關的編碼信息的壓縮圖像數據，該殘差信號是通過將圖像分割為多個塊并對對象塊進行預測編碼而生成的，該預測模式表示對象塊的預測信號的生成方法；復原步驟，從壓縮圖像數據中提取對象塊的殘差信號并復原為再現殘差信號；預測模式解碼步驟，將與預測模式有關的編碼信息復原并生成最佳預測模式；預測信號生成步驟，根據最佳預測模式生成對象塊的預測信號；圖像復原步驟，通過將預測信號和再現殘差信號相加，將對象塊的像素信號復原；以及存儲步驟，將復原后的像素信號存儲為再現像素信號，在預測模式解碼步驟中包括以下步驟:生成將與對象塊相鄰的多個已再現塊的最佳預測模式作為成分的候選預測模式列表，對表示在候選預測模式列表中是否存在最佳預測模式所對應的成分的標志進行解碼，在該標志表示“存在對應的成分”時，還對指向候選預測模式列表的索引進行解碼，并將該索引所指的成分作為所述最佳預測模式，在該標志表示“不存在對應的成分”時，還對與REM模式有關的信息進行解碼，將根據候選預測模式列表進行變換后的REM模式的值作為最佳預測模式。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據本發(fā)明的各個方面及實施方式，在以比現有技術多的畫面內預測模式進行畫面內預測的圖像預測編碼方法中，在對對象塊的預測模式信息進行編碼時，準備由多個預測模式構成的候選預測模式列表，對其中與對象塊的預測模式一致的成分的識別符進行編碼，因而與對象塊的預測模式一致的成分的出現概率提高，能夠以更少的比特數對預測模式信息進行編碼。換言之，過去只有一個“最可靠模式”，而在本發(fā)明的各個方面及實施方式中準備了多個“最可靠模式”，因而具有與對象塊的預測模式一致的“最可靠模式”的出現概率提尚的效果。
[0022]另外，當在候選預測模式列表中不存在對象塊的預測模式的情況下，對對象塊的預測模式本身進行編碼，但是去除包含于候選預測模式列表中的多個預測模式，按照剩余的預測模式重新分配識別碼來使用，因而能夠以更小的數值表示對象塊的預測模式，由此以更短的比特長度進行編碼。
[0023]S卩，根據本發(fā)明的各個方面及實施方式，在以比現有技術多的畫面內預測模式進行畫面內預測的情況下，具有能夠高效地對與預測模式有關的信息進行編碼的效果。
【附圖說明】
[0024]圖1是示出本發(fā)明的實施方式的圖像預測編碼裝置的框圖。
[0025]圖2是示出與在本發(fā)明的實施方式的圖像預測編碼裝置中使用的畫面內預測模式對應的像素外插方向的示意圖。
[0026]圖3是示出本發(fā)明的實施方式的畫面內預測模式編碼器的處理的流程圖。
[0027]圖4是示出用于說明本發(fā)明的實施方式的畫面內預測模式的編碼處理的示例的示意圖。
[0028]圖5是示出本發(fā)明的實施方式的畫面內預測模式編碼器的處理(圖3)中的REM