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1、(10)申请公布号 CN 103004201 A (43)申请公布日 2013.03.27 CN 103004201 A *CN103004201A* (21)申请号 201180034748.8 (22)申请日 2011.07.07 2010-160647 2010.07.15 JP H04N 7/32(2006.01) (71)申请人 三菱电机株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 守屋芳美 关口俊一 杉本和夫 服部亮史 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 金春实 (54) 发明名称 运动图像编码装置、 运动图像解码装置、 运动 图像编码方法。
2、以及运动图像解码方法 (57) 摘要 帧内预测部 (4) 在生成色差信号的预测图像 时， 使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的 帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内 预测参数， 实施对于色差信号的编码对象块的帧 内预测处理， 或者应用平均值预测来实施对于色 差信号的编码对象块的帧内预测处理， 可变长编 码部 (13) 对表示帧内预测部 (4) 是否使用与亮 度信号相同的帧内预测参数的标志进行可变长编 码。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.15 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/003907 2011.07.07 (87)PCT申请。
3、的公布数据 WO2012/008125 JA 2012.01.19 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 19 页 附图 15 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 19 页 附图 15 页 1/2 页 2 1. 一种运动图像编码装置， 其特征在于， 具备 : 块分割单元， 将由亮度信号和色差信号构成的输入图像分割为预测处理单位的块， 来 输出作为预测处理单位的块的编码对象块 ； 编码控制单元， 决定帧内预测参数， 该帧内预测参数是在实施对于从所述块分割单元 输出的编码对象块的帧内预测处理时使用的 ； 预测图像生成单元， 使用。
4、由所述编码控制单元决定的帧内预测参数， 实施对于从所述 块分割单元输出的编码对象块的帧内预测处理， 来生成亮度信号和色差信号的预测图像 ； 量化单元， 对由所述预测图像生成单元生成的预测图像和从所述块分割单元输出的编 码对象块的差分图像进行量化， 输出所述差分图像的量化系数 ； 以及 可变长编码单元， 对从所述量化单元输出的量化系数和由所述编码控制单元决定的帧 内预测参数进行可变长编码来生成位流， 其中， 所述预测图像生成单元在生成色差信号的预测图像时， 使用与在实施对于亮度 信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数， 实施对于 色差信号的编码对象块的帧内预测处理，。
5、 或者应用平均值预测来实施对于色差信号的编码 对象块的帧内预测处理， 所述可变长编码单元对表示所述预测图像生成单元是否使用与亮度信号相同的帧内 预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的标志进行可变长编码， 来作为 在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数。 2. 根据权利要求 1 所述的运动图像编码装置， 其特征在于， 预测图像生成单元在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理生成色差信号 的预测图像之后， 对所述预测图像施以平滑化滤波。 3. 一种运动图像解码装置， 其特征在于， 具备 ： 可变长解码单元， 从位流可变长解码出量化系数和帧内预测参数 ； 。
6、逆量化单元， 对由所述可变长解码单元可变长解码出的量化系数进行逆量化 ； 预测图像生成单元， 使用由所述可变长解码单元可变长解码出的帧内预测参数实施对 于解码对象块的帧内预测处理， 来生成亮度信号和色差信号的预测图像 ； 以及 图像加法单元， 将由所述预测图像生成单元生成的预测图像与所述逆量化单元的逆量 化结果所表示的差分图像相加来得到解码图像， 其中， 所述可变长解码单元从所述位流可变长解码出标志， 所述预测图像生成单元在由所述可变长解码单元可变长解码出的标志表示使用与亮 度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情 况下， 使用与亮度信号相同的帧内预测参数实。
7、施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处 理来生成色差信号的预测图像， 在所述标志表示没有使用与亮度信号相同的帧内预测参数 实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情况下， 应用平均值预测来实施 对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理而生成色差信号的预测图像。 4. 根据权利要求 3 所述的运动图像解码装置， 其特征在于， 预测图像生成单元在实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理生成色差信号 的预测图像之后， 对所述预测图像施以平滑化滤波。 5. 一种运动图像编码方法， 其特征在于， 具备 ： 权 利 要 求 书 CN 103004201 A 2 2/2 页 3 块分割处理步骤， 。
8、块分割单元将由亮度信号和色差信号构成的输入图像分割为预测处 理单位的块， 来输出作为预测处理单位的块的编码对象块 ； 编码控制处理步骤， 编码控制单元决定帧内预测参数， 该帧内预测参数是在实施对于 通过所述块分割处理步骤输出的编码对象块的帧内预测处理时使用的 ； 预测图像生成处理步骤， 预测图像生成单元使用通过所述编码控制处理步骤决定的帧 内预测参数， 实施对于通过所述块分割处理步骤输出的编码对象块的帧内预测处理， 来生 成亮度信号和色差信号的预测图像 ； 量化处理步骤， 量化单元对通过所述预测图像生成处理步骤生成的预测图像和通过 所述块分割处理步骤输出的编码对象块的差分图像进行量化， 输出所。
9、述差分图像的量化系 数 ； 以及 可变长编码处理步骤， 可变长编码单元对通过所述量化处理步骤输出的量化系数和通 过所述编码控制处理步骤决定的帧内预测参数进行可变长编码来生成位流， 其中， 所述可变长编码单元在生成色差信号的预测图像时， 使用与在实施对于亮度信 号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测参数， 实施对于色 差信号的编码对象块的帧内预测处理， 或者应用平均值预测来实施对于色差信号的编码对 象块的帧内预测处理， 所述可变长编码单元对表示所述可变长编码单元是否使用与亮度信号相同的帧内预 测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的标志进行可变长编码， 来作为在。
10、 实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数。 6. 一种运动图像解码方法， 其特征在于， 具备 ： 可变长解码处理步骤， 可变长解码单元从位流可变长解码出量化系数和帧内预测参 数 ； 逆量化处理步骤， 逆量化单元对通过所述可变长解码处理步骤可变长解码出的量化系 数进行逆量化 ； 预测图像生成处理步骤， 预测图像生成单元使用通过所述可变长解码处理步骤可变长 解码出的帧内预测参数实施对于解码对象块的帧内预测处理， 来生成亮度信号和色差信号 的预测图像 ； 以及 图像加法处理步骤， 图像加法单元将通过所述预测图像生成处理步骤生成的预测图像 与所述逆量化处理步骤中的逆量化结果所表。
11、示的差分图像相加来得到解码图像， 其中， 所述可变长解码单元从所述位流可变长解码出标志， 所述预测图像生成单元在所述标志表示使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对 于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的意思的情况下， 使用与亮度信号相同的帧内预 测参数实施对于色差信号的解码对象块的帧内预测处理来生成色差信号的预测图像， 在所 述标志表示没有使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的 帧内预测处理的意思的情况下， 应用平均值预测来实施对于色差信号的解码对象块的帧内 预测处理而生成色差信号的预测图像。 权 利 要 求 书 CN 103004201 A 3 1/19 页 4 运动。
12、图像编码装置、 运动图像解码装置、 运动图像编码方法 以及运动图像解码方法 技术领域 0001 本发明涉及一种实施帧内 （intra） 预测处理或帧间 （inter） 预测处理来实施预测 编码的运动图像编码装置、 运动图像解码装置、 运动图像编码方法以及运动图像解码方法。 背景技术 0002 说明运动图像编码装置所实施的帧内预测处理中的、 AVC/H.264 编码方式中的帧 内预测模式。 0003 在亮度的帧内预测模式下， 能够从多种预测模式中以块为单位选择一种预测模 式。 0004 图 15 是表示亮度的块大小为 44 像素的情况下的帧内预测模式的说明图。 0005 在亮度的块大小为 44 。
13、像素的情况下， 规定有从模式 0 至模式 8 的九种帧内预测 模式。 0006 在图 15 的例子中， 白圆表示编码对象的块内的像素， 黑圆是预测中使用的像素， 是已编码的邻接块内的像素。 0007 其中， 模式 2 是涉及平均值预测的帧内预测模式， 是以上方和左方的块的邻接像 素的平均值来预测编码对象块内的像素的模式。模式 2 以外的模式是涉及方向性预测的帧 内预测模式。 0008 模式 0 是涉及垂直方向预测的帧内预测模式， 通过将上方的块的邻接像素在垂直 方向上重复来生成预测图像。例如， 在编码对象块为竖条纹图案时选择模式 0。 0009 另外， 模式 1 是涉及水平方向预测的帧内预测模。
14、式， 通过将左方的块的邻接像素 在水平方向上重复来生成预测图像。 0010 从模式 3 至模式 8 是通过使用上方的块或左方的块的邻接像素在规定的方向 ( 以 箭头表示的方向 ) 上生成插值像素来生成预测图像。 0011 在此， 应用帧内预测的亮度的块大小能够从 44 像素、 88 像素、 1616 像素中 进行选择， 在 88 像素的情况下， 与 44 像素同样地规定有九种帧内预测模式。 0012 与此相对， 在 1616 像素的情况下， 除了涉及平均值预测、 垂直方向预测以及水 平方向预测的帧内预测模式以外， 还规定有称为平面预测的四种帧内预测模式。 0013 涉及平面预测的帧内预测模式是。
15、以将上方的块的邻接像素和左方的块的邻接像 素在倾斜方向上进行内插插值而生成的像素为预测值的模式。 0014 此外， 在块大小为44像素或88像素的情况下的方向性预测模式下， 在预先确 定的方向(例如， 45度的方向)上生成预测值， 因此如果块内的目标的边界(边缘)的方向 与预测模式所表示的方向一致， 则预测效率变高而能够削减代码量。 0015 但是， 如果块内的目标的边缘的方向与预测模式所表示的方向不一致， 则预测效 率降低， 因此无法削减代码量。 0016 在以下的专利文献 1 中， 公开了如果使用对帧内预测模式的产生频度进行计数的 说 明 书 CN 103004201 A 4 2/19 页。
16、 5 频度信息表则能够削减涉及帧内预测模式的代码量的技术， 但是需要预先准备频度信息 表。 0017 专利文献 1 ： 国际公开第 2008/123254 号公报 发明内容 0018 发明要解决的问题 0019 如上构成以往的运动图像编码装置， 因此如果增加能够选择的方向性预测的模式 数， 则边缘的方向与预测模式所表示的方向一致的概率变高， 能够提高预测效率。但是， 存 在如下问题等 ： 如果增加能够选择的方向性预测的模式数， 则导致涉及帧内预测模式的信 息的代码量增加。 0020 本发明是为了解决如上所述的问题而完成的， 其目的在于得到一种能够抑制涉及 帧内预测模式的信息的代码量的增加的运动。
17、图像编码装置以及运动图像编码方法。 0021 另外， 本发明的目的在于得到一种能够应用于上述运动图像编码装置以及运动图 像编码方法的运动图像解码装置以及运动图像解码方法。 0022 用于解决问题的方案 0023 在本发明所涉及的运动图像编码装置中， 预测图像生成单元在生成色差信号的预 测图像时， 使用与在实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参 数相同的帧内预测参数来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理， 或者应用平均 值预测来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理， 可变长编码单元对表示预测图 像生成单元是否使用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码。
18、对象块的 帧内预测处理的标志进行可变长编码， 来作为在实施对于色差信号的编码对象块的帧内预 测处理时使用的帧内预测参数。 0024 发明的效果 0025 根据本发明， 构成为预测图像生成单元在生成色差信号的预测图像时， 使用与在 实施对于亮度信号的编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测参数相同的帧内预测 参数来实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理， 或者应用平均值预测来实施对于 色差信号的编码对象块的帧内预测处理， 可变长编码单元对表示预测图像生成单元是否使 用与亮度信号相同的帧内预测参数实施对于色差信号的编码对象块的帧内预测处理的标 志进行可变长编码， 来作为在实施对于色差信号的编码。
19、对象块的帧内预测处理时使用的帧 内预测参数， 因此具有如下效果 ： 不会降低预测效率而能够削减涉及色差信号的帧内预测 模式的代码量。 附图说明 0026 图 1 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像编码装置的结构图。 0027 图 2 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像编码装置的可变长编码部 13 的 内部的结构图。 0028 图 3 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像编码装置的处理内容 ( 运动图像 编码方法 ) 的流程图。 0029 图 4 是表示最大编码块分层地被分割为多个编码对象块的例子的说明图。 说 明 书 CN 103004201 A 5 3/19 页 6 0。
20、030 图 5 的 (a) 表示分割后的分区的分布， (b) 表示通过分层分割分配编码模式 m(Bn) 的状况的说明图。 0031 图 6 是表示编码对象块 Bn内的各分区 Pin能够选择的帧内预测参数 ( 帧内预测模 式 ) 的一例的说明图。 0032 图 7 是表示在生成 lin=min=4 的情况下的分区 Pin内的像素的预测值时使用的像素 的一例的说明图。 0033 图 8 是表示在分区 Pin的帧内预测参数的预测值的计算中使用的已编码周边分区 的一例的说明图。 0034 图9是表示17种帧内预测模式的索引值和除了平均值预测以外的、 16种方向性预 测模式的预测方向矢量的一例的说明图。。
21、 0035 图 10 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像解码装置的结构图。 0036 图 11 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像解码装置的可变长解码部 31 的 内部的结构图。 0037 图 12 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像解码装置的处理内容 ( 运动图 像解码方法 ) 的流程图。 0038 图 13 是表示亮度信号和色差信号的分区 Pin的一例的说明图。 0039 图 14 是表示滤波处理前后的预测图像的说明图。 0040 图 15 是表示亮度的块大小为 44 像素的情况下的帧内预测模式的说明图。 0041 （附图标记说明） 0042 1 ： 块分割部 ( 。
22、块分割单元 ) ； 2 ： 编码控制部 ( 编码控制单元 ) ； 3 ： 切换开关 ( 预测 图像生成单元 ) ； 4 ： 帧内预测部 ( 预测图像生成单元 ) ； 5 ： 运动补偿预测部 ； 6 ： 减法部 ( 量 化单元 ) ； 7 ： 变换 / 量化部 ( 量化单元 ) ； 8 ： 逆量化 / 逆变换部 ； 9 ： 加法部 ； 10 ： 帧内预测用 存储器 ( 预测图像生成单元 ) ； 11 ： 环路滤波部 ； 12 ： 运动补偿预测帧存储器 ； 13 ： 可变长编 码部 ( 可变长编码单元 ) ； 13a ： 帧内预测参数可变长编码部 ； 21 ： 帧内预测参数预测值计算 部 ； 22。
23、 ： 帧内预测参数二值化索引计算部 ； 23 ： 熵编码部 ； 31 ： 可变长解码部 ( 可变长解码单 元 ) ； 31a ： 帧内预测参数可变长解码部 ； 32 ： 逆量化 / 逆变换部 ( 逆量化单元 ) ； 33 ： 切换开 关(预测图像生成单元) ； 34 ： 帧内预测部(预测图像生成单元) ； 35 ： 运动补偿部 ； 36 ： 加法 部 ； 37 ： 帧内预测用存储器 ( 预测图像生成单元 ) ； 38 ： 环路滤波部 ； 39 ： 运动补偿预测帧存 储器 ； 41 ： 熵解码部 ； 42 ： 帧内预测参数预测值计算部 ； 43 ： 帧内预测参数索引计算部。 具体实施方式 004。
24、3 下面， 为了更详细地说明本发明， 按照附图来说明用于实施本发明的方式。 0044 实施方式 1. 0045 图 1 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像编码装置的结构图。 0046 在图 1 中， 块分割部 1 实施如下处理 ： 当输入表示输入图像的影像信号时， 将该输 入图像分割为由编码控制部2决定的编码块大小的块(预测处理单位的块)， 输出作为预测 处理单位的块的编码对象块。此外， 块分割部 1 构成块分割单元。 0047 编码控制部2实施如下处理 ： 决定编码块大小， 并且从能够选择的1个以上的帧内 编码模式和帧间编码模式中决定对于从块分割部 1 输出的编码对象块的编码效率最高。
25、的 说 明 书 CN 103004201 A 6 4/19 页 7 编码模式。 0048 另外， 编码控制部 2 实施如下处理 ： 在编码效率最高的编码模式为帧内编码模式 的情况下， 决定以该帧内编码模式实施对于编码对象块的帧内预测处理时使用的帧内预测 参数， 在编码效率最高的编码模式为帧间编码模式的情况下， 决定以该帧间编码模式实施 对于编码对象块的帧间预测处理时使用的帧间预测参数。 0049 并且， 编码控制部 2 实施决定对变换 / 量化部 7 和逆量化 / 逆变换部 8 提供的预 测差分编码参数的处理。 0050 此外， 编码控制部 2 构成编码控制单元。 0051 切换开关3实施如下。
26、处理 ： 如果由编码控制部2决定的编码模式为帧内编码模式， 则将从块分割部1输出的编码对象块输出到帧内预测部4， 如果由编码控制部2决定的编码 模式为帧间编码模式， 则将从块分割部 1 输出的编码对象块输出到运动补偿预测部 5。 0052 帧内预测部4实施如下处理 ： 一边参照保存在帧内预测用存储器10中的局部解码 图像， 一边使用由编码控制部 2 决定的帧内预测参数实施对于从切换开关 3 输出的编码对 象块的帧内预测处理来生成帧内预测图像 ( 预测图像 )。 0053 此外， 由切换开关3、 帧内预测部4以及帧内预测用存储器10构成预测图像生成单 元。 0054 运动补偿预测部 5 实施如下。
27、处理 ： 将从切换开关 3 输出的编码对象块与保存在运 动补偿预测帧存储器 12 中的滤波处理后的局部解码图像进行比较来搜索运动矢量， 使用 该运动矢量和由编码控制部 2 决定的帧间预测参数实施对于该编码对象块的帧间预测处 理 ( 运动补偿预测处理 ) 来生成帧间预测图像。 0055 减法部 6 实施如下处理 ： 从由块分割部 1 输出的编码对象块减去由帧内预测部 4 生成的帧内预测图像或由运动补偿预测部 5 生成的帧间预测图像， 将作为该减法结果的预 测差分信号 ( 差分图像 ) 输出到变换 / 量化部 7。 0056 变换/量化部7实施如下处理 ： 参照由编码控制部2决定的预测差分编码参数。
28、， 实 施对于从减法部 6 输出的预测差分信号的正交变换处理 ( 例如 DCT( 离散余弦变换 )、 预先 对特定学习系列进行了基底设计的KL变换等的正交变换处理)来计算变换系数， 并且参照 该预测差分编码参数来对该变换系数进行量化， 将作为量化后的变换系数的压缩数据 ( 差 分图像的量化系数 ) 输出到逆量化 / 逆变换部 8 和可变长编码部 13。 0057 此外， 由减法部 6 和变换 / 量化部 7 构成量化单元。 0058 逆量化 / 逆变换部 8 实施如下处理 ： 参照由编码控制部 2 决定的预测差分编码参 数， 对从变换 / 量化部 7 输出的压缩数据进行逆量化， 并且参照该预测。
29、差分编码参数， 实施 对于作为逆量化后的压缩数据的变换系数的逆正交变换处理， 计算与从减法部 6 输出的预 测差分信号相当的局部解码预测差分信号。 0059 加法部 9 实施如下处理 ： 将由逆量化 / 逆变换部 8 计算出的局部解码预测差分信 号与由帧内预测部 4 生成的帧内预测图像或由运动补偿预测部 5 生成的帧间预测图像相 加， 计算与从块分割部 1 输出的编码对象块相当的局部解码图像。 0060 帧内预测用存储器 10 是保存由加法部 9 计算出的局部解码图像的记录介质。 0061 环路滤波部11实施如下处理 ： 对由加法部9计算出的局部解码图像实施规定的滤 波处理， 输出滤波处理后的。
30、局部解码图像。 说 明 书 CN 103004201 A 7 5/19 页 8 0062 运动补偿预测帧存储器 12 是保存滤波处理后的局部解码图像的记录介质。 0063 可变长编码部 13 实施如下处理 ： 对从变换 / 量化部 7 输出的压缩数据、 编码控制 部 2 的输出信号 ( 编码模式、 帧内预测参数或帧间预测参数、 预测差分编码参数 ) 以及从运 动补偿预测部 5 输出的运动矢量 ( 编码模式为帧间编码模式的情况 ) 进行可变长编码来生 成位流。 0064 其中， 可变长编码部 13 在编码模式为帧内编码模式的情况下， 在涉及帧内预测处 理中的多个方向性预测的预测方向矢量中， 作为。
31、由编码控制部 2 决定的帧内预测参数的可 变长编码， 确定其方向与由编码控制部 2 决定的编码对象块的帧内预测参数所表示的预测 方向矢量最近的预测方向矢量， 对确定出的该预测方向代表矢量的索引进行可变长编码， 并且对表示已编码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分 的索引进行可变长编码。 0065 此外， 可变长编码部 13 构成可变长编码单元。 0066 在图 1 的例子中， 假设作为运动图像编码装置的结构要素的块分割部 1、 编码控制 部 2、 切换开关 3、 帧内预测部 4、 运动补偿预测部 5、 减法部 6、 变换 / 量化部 7、 逆量化 / 逆 变换部 8、 。
32、加法部 9、 帧内预测用存储器 10、 环路滤波部 11、 运动补偿预测帧存储器 12 以及 可变长编码部 13 分别由专用硬件 ( 例如， 安装有 CPU 的半导体集成电路、 单片微型计算机 （one chip microcomputer） 等)构成， 但是在运动图像编码装置由计算机构成的情况下， 也 可以将描述有块分割部1、 编码控制部2、 切换开关3、 帧内预测部4、 运动补偿预测部5、 减法 部 6、 变换 / 量化部 7、 逆量化 / 逆变换部 8、 加法部 9、 环路滤波部 11 以及可变长编码部 13 的处理内容的程序保存在计算机的存储器中， 该计算机的 CPU 执行保存在该存储。
33、器中的程 序。 0067 图 3 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像编码装置的处理内容 ( 运动图像 编码方法 ) 的流程图。 0068 图 2 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像编码装置的可变长编码部 13 的 内部的结构图。 0069 在可变长编码部13中内置有帧内预测参数可变长编码部13a作为结构要素之一。 0070 帧内预测参数可变长编码部 13a 的帧内预测参数预测值计算部 21 实施基于与从 块分割部 1 输出的编码对象块邻接的已编码块的帧内预测参数计算编码对象块的帧内预 测参数的预测值的处理。 0071 帧内预测参数二值化索引计算部 22 实施如下处理 ： 基于由。
34、帧内预测参数预测值 计算部 21 计算出的预测值和编码对象块的帧内预测参数判定该预测值与预测方向代表矢 量的索引是否一致， 如果一致， 则除了计算表示该判定结果的标志以外， 还计算包含已编码 块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分值的帧内预测参数 二值化索引， 如果不一致， 则除了计算表示该判定结果的标志以外， 还计算包含预测方向代 表矢量的索引和上述差分值的帧内预测参数二值化索引。 0072 熵编码部 23 实施如下处理 ： 对由帧内预测参数二值化索引计算部 22 计算出的帧 内预测参数二值化索引进行算术编码等的可变长编码， 输出帧内预测参数代码字。 0073 图 10。
35、 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像解码装置的结构图。 0074 在图10中， 可变长解码部31实施如下处理 ： 当输入由运动图像编码装置生成的位 说 明 书 CN 103004201 A 8 6/19 页 9 流时， 从该位流可变长解码出压缩数据、 编码模式、 帧内预测参数 ( 编码模式为帧内编码模 式的情况 )、 帧间预测参数 ( 编码模式为帧间编码模式的情况 )、 预测差分编码参数以及运 动矢量 ( 编码模式为帧间编码模式的情况 )。 0075 其中， 可变长解码部 31 实施如下处理 ： 在编码模式为帧内编码模式的情况下， 作 为帧内预测参数的可变长解码， 对预测方向代表矢量的。
36、索引进行可变长解码， 并且对表示 已解码块 ( 与图 1 的运动图像编码装置的 “已编码块” 相当的块 ) 的帧内预测参数所表示 的预测方向矢量与预测方向代表矢量的差分的索引进行可变长解码， 基于该预测方向代表 矢量的索引和表示上述差分的索引决定该帧内预测参数。 0076 此外， 可变长解码部 31 构成可变长解码单元。 0077 逆量化 / 逆变换部 32 实施如下处理 ： 参照由可变长解码部 31 可变长解码出的预 测差分编码参数， 对由可变长解码部 31 可变长解码出的压缩数据进行逆量化， 并且参照该 预测差分编码参数， 实施对于作为逆量化后的压缩数据的变换系数的逆正交变换处理， 来 计。
37、算与从图 1 的减法部 6 输出的预测差分信号相当的解码预测差分信号。此外， 逆量化 / 逆变换部 32 构成逆量化单元。 0078 切换开关 33 实施如下处理 ： 如果由可变长解码部 31 可变长解码出的编码模式为 帧内编码模式， 则将由可变长解码部 31 可变长解码出的帧内预测参数输出到帧内预测部 34， 如果由可变长解码部 31 可变长解码出的编码模式为帧间编码模式， 则将由可变长解码 部 31 可变长解码出的帧间预测参数和运动矢量输出到运动补偿部 35。 0079 帧内预测部 34 实施如下处理 ： 一边参照保存在帧内预测用存储器 37 中的解码图 像， 一边使用从切换开关 33 输。
38、出的帧内预测参数， 实施对于解码对象块的帧内预测处理来 生成帧内预测图像 ( 预测图像 )。 0080 此外， 由切换开关33、 帧内预测部34以及帧内预测用存储器37构成预测图像生成 单元。 0081 运动补偿部 35 实施如下处理 ： 一边参照保存在运动补偿预测帧存储器 39 中的滤 波处理后的解码图像， 一边使用从切换开关 33 输出的运动矢量和帧间预测参数， 实施对于 解码对象块的帧间预测处理 ( 运动补偿预测处理 ) 来生成帧间预测图像。 0082 加法部 36 实施如下处理 ： 将由逆量化 / 逆变换部 32 计算出的解码预测差分信号 与由帧内预测部 34 生成的帧内预测图像或由运。
39、动补偿部 35 生成的帧间预测图像相加， 计 算与从图 1 的块分割部 1 输出的编码对象块相当的解码图像。 0083 帧内预测用存储器 37 是保存由加法部 36 计算出的解码图像的记录介质。 0084 环路滤波部 38 实施如下处理 ： 对由加法部 36 计算出的解码图像实施规定的滤波 处理， 来输出滤波处理后的解码图像。 0085 运动补偿预测帧存储器 39 是保存滤波处理后的解码图像的记录介质。 0086 在图 10 的例子中， 假设作为运动图像解码装置的结构要素的可变长解码部 31、 逆 量化 / 逆变换部 32、 切换开关 33、 帧内预测部 34、 运动补偿部 35、 加法部 3。
40、6、 帧内预测用存 储器 37、 环路滤波部 38 以及运动补偿预测帧存储器 39 分别由专用硬件 ( 例如， 安装有 CPU 的半导体集成电路、 单片微型计算机等 ) 构成， 但是在运动图像解码装置由计算机构成的 情况下， 也可以将描述有可变长解码部 31、 逆量化 / 逆变换部 32、 切换开关 33、 帧内预测部 34、 运动补偿部35、 加法部36以及环路滤波部38的处理内容的程序保存在计算机的存储器 说 明 书 CN 103004201 A 9 7/19 页 10 中， 该计算机的 CPU 执行保存在该存储器中的程序。 0087 图 12 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像解。
41、码装置的处理内容 ( 运动图 像解码方法 ) 的流程图。 0088 图 11 是表示基于本发明的实施方式 1 的运动图像解码装置的可变长解码部 31 的 内部的结构图。 0089 在可变长解码部31中内置有帧内预测参数可变长解码部31a作为结构要素之一。 0090 帧内预测参数可变长解码部 31a 的熵解码部 41 实施从帧内预测参数代码字可变 长解码出帧内预测参数二值化索引的处理。 0091 帧内预测参数预测值计算部 42 实施基于与解码对象块邻接的已解码块的帧内预 测参数计算解码对象块的帧内预测参数的预测值的处理。 0092 帧内预测参数索引计算部 43 实施如下处理 ： 如果由熵解码部 。
42、41 可变长解码出 的帧内预测参数二值化索引所包含的标志表示预测值与预测方向代表矢量的索引一致的 意思， 则基于由帧内预测参数预测值计算部 42 计算出的预测值、 以及该帧内预测参数二值 化索引所包含的已解码块的帧内预测参数所表示的预测方向矢量与预测方向代表矢量的 差分值计算帧内预测参数， 如果该标志表示预测值与预测方向代表矢量的索引不一致的意 思， 则基于由帧内预测参数预测值计算部 42 计算出的预测值、 该帧内预测参数二值化索引 所包含的预测方向代表矢量的索引以及上述差分值计算帧内预测参数。 0093 接着说明动作。 0094 在本实施方式 1 中， 说明运动图像编码装置和运动图像解码装置。
43、， 该运动图像编 码装置将影像的各帧图像作为输入图像， 在接近帧之间实施运动补偿预测， 对得到的预测 差分信号实施基于正交变换 / 量化的压缩处理， 之后， 进行可变长编码来生成位流， 该运动 图像解码装置对从该运动图像编码装置输出的位流进行解码。 0095 图 1 的运动图像编码装置的特征在于， 适应于影像信号的空间 / 时间方向的局部 的变化， 将影像信号分割为多种大小的块， 来进行帧之内 / 帧之间自适应编码。 0096 一般， 影像信号具有在空间 / 时间上信号的复杂度局部地变化的特性。从空间上 来看， 在某一影像帧上， 例如存在如天空、 墙壁等那样的在比较广的图像区域中具有均匀的 信。
44、号特性的图形， 有时还混合存在人物、 包含细的纹理的图画等在小的图像区域内具有复 杂的纹理图案的图形。 0097 从时间上来看， 天空、 墙壁在局部上在时间方向上的图形的变化小， 而运动的人 物、 物体由于其轮廓在时间上进行刚体 / 非刚体的运动， 因此时间上的变化大。 0098 关于编码处理， 通过时间 / 空间上的预测来生成信号电力、 熵小的预测差分差信 号， 从而进行削减整体的代码量的处理， 但是如果能够将预测中使用的参数均匀地应用于 尽可能大的图像信号区域， 则能够使该参数的代码量变小。 0099 另一方面， 如果针对在时间上 / 空间上变化大的图像信号图案将同一预测参数应 用于大的图。
45、像区域， 则导致预测的错误增加， 因此导致预测差分信号的代码量增加。 0100 因而， 在时间上 / 空间上变化大的区域中， 期望使应用同一预测参数来进行预测 处理的块大小变小， 来增加预测中使用的参数的数据量， 降低预测差分信号的电力 / 熵。 0101 在本实施方式 1 中， 由于进行适应于这种影像信号的一般性质的编码， 因此采用 如下结构 ： 最初从规定的最大块大小开始进行预测处理等， 分层地分割影像信号的区域， 针 说 明 书 CN 103004201 A 10 8/19 页 11 对分割出的每个区域使预测处理、 该预测差分的编码处理相适应。 0102 设图 1 的运动图像编码装置作为。
46、处理对象的影像信号格式为由亮度信号和两个 色差信号构成的 YUV 信号、 从数字摄像元件输出的 RGB 信号等的任意的颜色空间的彩色影 像信号、 除此以外单色图像信号、 红外线图像信号等、 影像帧由水平 / 垂直二维的数字样本 ( 像素 ) 列构成的任意的影像信号。 0103 但是， 各像素的灰度等级既可以是 8 位， 也可以是 10 位、 12 位等的灰度等级。 0104 在以下的说明中， 方便起见， 只要没有特别说明， 设输入图像的影像信号为 YUV 信 号， 并且叙述处理两个色差成分 U、 V 对于亮度成分 Y 二次采样 （subsample） 得到的 4:2:0 格式的信号的情况。 0。
47、105 另外， 将与影像信号的各帧对应的处理数据单位称为 “图片” 。 0106 在本实施方式 1 中， 将 “图片” 设为依次扫描 ( 逐行扫描 ) 得到的影像帧信号进行 说明， 但是在影像信号为交错信号的情况下，“图片” 也可以是作为构成影像帧的单位的场 （field） 图像信号。 0107 最初， 说明图 1 的运动图像编码装置的处理内容。 0108 首先， 编码控制部 2 决定作为编码对象的图片 ( 当前图片 ) 的编码中使用的最大 编码块的大小和将最大编码块进行分层分割的分层数的上限 ( 图 3 的步骤 ST1)。 0109 作为最大编码块的大小的决定方法， 例如可以根据输入图像的影。
48、像信号的分辨率 对所有图片确定同一大小， 也可以以输入图像的影像信号的局部的运动的复杂度的差异为 参数进行定量化， 对于运动激烈的图片确定小的大小， 另一方面对于运动少的图片确定大 的大小。 0110 作为分割分层数的上限的决定方法， 例如有如下方法等 ： 在输入图像的影像信号 的运动激烈的情况下， 设定为使分层数变大， 使得能够检测更细的运动， 在运动少的情况 下， 设定为抑制分层数。 0111 块分割部 1 当输入了输入图像的影像信号时， 以由编码控制部 2 决定的最大编码 块大小分割为输入图像的图片， 输出分割后的各图片。 0112 另外， 编码控制部 2 针对最大编码块大小的每个图像区。
49、域， 直到达到先前确定的 分割分层数的上限为止， 分层地分割为具有编码块大小的编码对象块， 决定对于各编码对 象块的编码模式 ( 步骤 ST2)。 0113 在此， 图 4 是表示最大编码块被分层地分割为多个编码对象块的例子的说明图。 0114 在图 4 中， 最大编码块是记为 “第 0 层” 的亮度成分具有 (L0， M0) 的大小的编码对 象块。 0115 以最大编码块为出发点， 以四叉树结构另行确定的规定的深度为止， 分层地进行 分割， 由此得到编码对象块。 0116 在深度 n 下， 编码对象块是大小 (Ln， Mn) 的图像区域。 0117 其中， Ln和 Mn既可以相同， 也可以不同， 在图 4 中示出 Ln=Mn的事例。 0118 以后， 将由编码控制部 2 决定的编码块大小定义为编。