CN102362500A - 图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法及图像预测解码程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像预测编码装置，能够抑制预测信息的增加，降低对象块的预测误差，高效地对图像进行编码。在一个实施方式的图像预测编码装置中，在生成对象区域内的部分区域的预测信号时，判定邻接区域的预测信息是否能够利用。在能够利用的情况下，决定使用邻接区域的预测信息来生成预测信号的部分区域的区域宽度。对象区域的预测信号是根据对象区域的预测信息、邻接区域的预测信息以及区域宽度，由已再现信号生成的。对预测信息、用于确定区域宽度的信息、预测信号与对象区域的图像信号之间的残差信号进行编码。

Description

图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法及图像预测解码程序

技术领域

本发明涉及图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法及图像预测解码程序。更具体地讲，本发明涉及使用区域分割来进行预测编码及预测解码的图像预测编码装置、图像预测编码方法、图像预测编码程序、图像预测解码装置、图像预测解码方法及图像预测解码程序。

背景技术

为了高效地进行静态图像和动态图像数据的传输和蓄积而采用压缩编码技术。MPEG-1～4和ITU(International Telecommunication Union)H.261～H.264方式被广泛用作动态图像的压缩编码方式。

在这些编码方式中，将作为编码的对象的图像分割为多个块，然后进行编码/解码处理。在进行画面内的预测编码时，使用与对象块相同画面内的邻接的已再现的图像信号来生成对象块的预测信号。在此，已再现的图像信号是将被压缩的图像数据复原而得到的信号。然后，在进行画面内的预测编码时，从对象块的信号中减去预测信号，由此生成差分信号，并对该差分信号进行编码。在进行画面间的预测编码时，参照与对象块不同画面内的已再现的图像信号来进行运动校正，由此生成预测信号。然后，在进行画面间的预测编码时，从对象块的信号中减去预测信号，由此生成差分信号，并对该差分信号进行编码。

例如，在H.264的画面内预测编码中采用如下方法，即，将与作为编码的对象的块邻接的像素的已再现的像素值(再现信号)沿预定的方向进行外插，由此生成预测信号。图20是用于说明在ITU H.264中采用的画面内预测方法的示意图。图20(a)表示沿垂直方向进行外插的画面内预测方法。在图20(a)中，4×4像素的对象块802是作为编码的对象的对象块。由与该对象块802的边界邻接的像素A～M构成的像素组801是邻接区域，是在过去的处理中已被再现的图像信号。在图20(a)所示的预测中，将位于对象块802的正上方的邻接像素A～D的像素值沿下方进行外插，由此生成预测信号。

并且，图20(b)表示沿水平方向进行外插的画面内预测方法。在图20(b)所示的预测中，将位于对象块802的左侧的已再现像素I～L的像素值沿右方向进行外插，由此生成预测信号。

在画面内预测方法中，利用图20(a)～(i)所示的方法生成的九个预测信号中，与对象块的像素信号的差分为最小的预测信号被用作对象块用的最佳的预测信号。这样生成预测信号的具体方法例如记述在专利文献1中。

在进行通常的画面间预测编码时，从已经再现的画面中搜索与作为编码的对象的对象块的像素信号相似的信号，由此生成预测信号。在进行该画面间预测编码时，对运动矢量、对象块的像素信号与预测信号之间的残差信号进行编码。另外，运动矢量是指规定对象块与被搜索的信号所在的区域之间的空间上的位移量的矢量。将这样按照每个块来搜索运动矢量的方法称为块匹配。

图21是用于说明块匹配的示意图。在图21中，(a)表示已再现的画面903，(b)表示包括对象块902的画面901。在此，画面903内的区域904是指在空间上处于和对象块902相同的位置的区域。在进行块匹配时，设定包围区域904的搜索范围905，从该搜索范围的像素信号中检测与对象块402的像素信号的绝对值误差和为最小的区域906。该区域906的信号成为预测信号，检测用于规定从区域904到区域906的位移量的矢量作为运动矢量907。

另外，关于块匹配有时也采用如下方法，即，准备多个参照画面903，选择对每个对象块实施块匹配的参照画面，并检测参照画面选择信息。并且，在H.264中，准备对运动矢量进行编码的块尺寸不同的多个预测类型，以便应对图像的局部特征的变化。关于H.264的预测类型例如记述在专利文献2中。

在进行动态图像数据的压缩编码时，各个画面(帧、字段)的编码顺序是任意的。因此，在参照已再现画面来生成预测信号的画面间预测中，关于编码顺序有三种方法。第一方法是按照再现顺序参照过去的已再现画面来生成预测信号的向前预测，第二方法是按照再现顺序参照未来的已再现画面来生成预测信号的向后预测，第三方法是同时进行向前预测和向后预测，将两个预测信号进行平均的双向预测。关于画面间预测的类型例如记述在专利文献3中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利公报第6765964号

专利文献2：美国专利公报第7003035号

专利文献3：美国专利公报第6259739号

以上所述的预测信号的生成是按照块单位进行的。但是，由于影像内的移动物体的位置和运动是任意的，所以在按照相等间隔将画面分割为块的情况下，有时在块内包含运动和图案不同的两个以上的区域。在这种情况下，在进行影像的预测编码时，将在物体的边缘附近产生较大的预测误差。

如以上说明的那样，在H.264中准备了块尺寸不同的多个预测类型，以便应对这种图像的局部特征的变化，并抑制预测误差的增加。但是，在块尺寸变小时，需要在对每个小块生成预测信号时所需要的附加信息(运动矢量等)，因而附加信息的代码量增加。并且，如果准备较多的块尺寸，将也需要用于选择块尺寸的模式信息，因而导致模式信息的代码量增加。

发明内容

鉴于这些问题，本发明的一个方面的目的在于，提供一种图像预测编码装置、图像预测编码方法及图像预测编码程序，能够抑制附加信息(运动矢量等)和模式信息这些预测信息的增加，并且降低对象块的预测误差，使高效地对图像进行编码。并且，本发明的另一个方面的目的在于，提供与这些编码发明对应的图像预测解码装置、图像预测解码方法及图像预测解码程序。

本发明的一个方面涉及图像的编码。一个实施方式的图像预测编码装置具有：(a)区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；(b)预测信息估计单元，其由已再现信号生成所述多个区域中对象区域的像素信号的预测信号，得到该预测信号的生成所使用的预测信息，作为所述对象区域所附带的预测信息；(c)预测信息编码单元，其对所述对象区域所附带的预测信息进行编码；(d)判定单元，其对所述对象区域所附带的预测信息和与该对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；(e)区域宽度决定单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度决定单元决定作为所述对象区域内的部分区域的、使用所述邻接区域所附带的预测信息生成预测信号的该部分区域的区域宽度；(f)区域宽度编码单元，其对用于确定所述对象区域所附带的所述区域宽度的信息进行编码；(g)预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息及所述区域宽度，由所述已再现信号生成所述对象区域的预测信号；(h)残差信号生成单元，其生成所述对象区域的预测信号与所述对象区域的像素信号之间的残差信号；(i)残差信号编码单元，其对所述残差信号进行编码；(j)残差信号复原单元，其对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；(k)加法单元，其对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及(l)存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

并且，一个实施方式的图像预测编码方法包括：(a)区域分割步骤，将输入图像分割为多个区域；(b)预测信息估计步骤，由已再现信号生成所述多个区域中的对象区域的像素信号的预测信号，得到该预测信号的生成使用的预测信息，作为所述对象区域所附带的预测信息；(c)预测信息编码步骤，对所述对象区域所附带的预测信息进行编码；(d)判定步骤，将所述对象区域所附带的预测信息和与该对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；(e)区域宽度决定步骤，在由所述判定步骤判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，决定作为所述对象区域内的部分区域的使用所述邻接区域所附带的预测信息来生成预测信号的该部分区域的区域宽度；(f)区域宽度编码步骤，对用于确定所述区域宽度的信息进行编码；(g)预测信号生成步骤，使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息及所述区域宽度，由所述已再现信号生成所述对象区域的预测信号；(h)残差信号生成步骤，生成所述对象区域的预测信号与所述对象区域的像素信号之间的残差信号；(i)残差信号编码步骤，对所述残差信号进行编码；(j)残差信号复原步骤，对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；(k)再现信号生成步骤，将所述预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及(l)存储步骤，存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

并且，一个实施方式的图像预测编码程序，用于使计算机作为以下单元工作：(a)区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；(b)预测信息估计单元，其由已再现信号生成所述多个区域中的对象区域的像素信号的预测信号，得到该预测信号的生成所使用的预测信息，作为所述对象区域所附带的预测信息；(c)预测信息编码单元，其对所述对象区域所附带的预测信息进行编码；(d)判定单元，其将所述对象区域所附带的预测信息和与该对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；(e)区域宽度决定单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度决定单元决定作为所述对象区域内的部分区域的使用所述邻接区域所附带的预测信息来生成预测信号的该部分区域的区域宽度；(f)区域宽度编码单元，其对用于确定所述区域宽度的信息进行编码；(g)预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息及所述区域宽度，由所述已再现信号生成所述对象区域的预测信号；(h)残差信号生成单元，其生成所述对象区域的预测信号与所述对象区域的像素信号之间的残差信号；(i)残差信号编码单元，其对所述残差信号进行编码；(j)残差信号复原单元，其对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；(k)加法单元，其将所述预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及(l)存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

根据这些本发明的编码相关发明，在能够利用邻接区域的预测信息的情况下，使用邻接区域的预测信息来生成对象区域中的部分区域的预测信号。因此，根据本发明的编码相关发明，能够降低边缘所在的对象区域的预测误差。并且，由于对象区域中的部分区域的预测信号的生成使用邻接区域的预测信息，因而能够抑制预测信息的量的增加。

在一个实施方式中也可以是，在判定为对象区域所附带的预测信息和邻接区域所附带的预测信息相同时，判定为对象区域的预测信号的生成不能利用邻接区域所附带的预测信息。这是因为在对象区域所附带的预测信息与邻接区域所附带的预测信息相同的情况下，不能实现对象区域的预测误差的降低。

并且，在一个实施方式中也可以是，在判定为对象区域所附带的预测信息与邻接区域所附带的预测信息的组合不满足预先设定的条件时，判定为对象区域的预测信号的生成不能利用邻接区域所附带的预测信息。

并且，本发明的编码相关发明也可以是，在判定为对象区域的预测信号的生成不能利用邻接区域所附带的预测信息时，不输出对象区域所附带的区域宽度的编码数据。由此，降低代码量。

并且，在一个实施方式中也可以是，邻接区域是指对象区域的左邻及上邻的两个邻接区域。在这种情况下，在判定为两个邻接区域所附带的预测信息都能够用来生成对象区域的预测信号时，能够对确定两个邻接区域中、具有对象区域的预测信号的生成所利用的预测信息的邻接区域的识别信息进行编码。根据该特征，能够从两个邻接区域中的最佳邻接区域生成部分区域的预测信号，因而能够进一步降低预测误差。

本发明的另一个方面涉及图像的解码。一个实施方式的图像预测解码装置具有：(a)数据分析单元，其从将图像分割为多个区域并进行了编码的压缩数据中，提取对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的编码数据、用于确定使用与所述对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息生成预测信号的所述对象区域内的部分区域的区域宽度的信息的编码数据和残差信号的编码数据；(b)预测信息解码单元，其对所述预测信息的编码数据进行解码，将所述对象区域所附带的预测信息复原；(c)判定单元，其对所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；(d)区域宽度解码单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度解码单元对用于确定所述区域宽度的信息的编码数据进行解码，将该区域宽度复原；(e)预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息及所述区域宽度，由已再现信号生成所述对象区域的预测信号；(f)残差信号复原单元，其由所述残差信号的编码数据，复原所述对象区域的再现残差信号；(g)加法单元，其将所述对象区域的预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及(h)存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

并且，一个实施方式的图像预测解码方法包括：(a)数据分析步骤，从将图像分割为多个区域并进行了编码的压缩数据中，提取对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的编码数据、用于确定使用与所述对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息来生成预测信号的所述对象区域内的部分区域的区域宽度的信息的编码数据和残差信号的编码数据；(b)预测信息解码步骤，对所述预测信息的编码数据进行解码，将所述对象区域所附带的预测信息复原；(c)判定步骤，将所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；(d)区域宽度解码步骤，在由所述判定步骤判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，对用于确定所述区域宽度的信息的编码数据进行解码，将该区域宽度复原；(e)预测信号生成步骤，使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息及所述区域宽度，由已再现信号生成所述对象区域的预测信号；(f)残差信号复原步骤，从所述残差信号的编码数据中将所述对象区域的再现残差信号复原；(g)再现信号生成步骤，将所述对象区域的预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及(h)存储步骤，存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

并且，一个实施方式的图像预测解码程序，用于使计算机作为以下单元进行工作：(a)数据分析单元，其从将图像分割为多个区域并进行了编码的压缩数据中，提取对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的编码数据、用于确定使用与所述对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息来生成预测信号的所述对象区域内的部分区域的区域宽度的信息的编码数据和残差信号的编码数据；(b)预测信息解码单元，其对所述预测信息的编码数据进行解码，将所述对象区域所附带的预测信息复原；(c)判定单元，其将所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；(d)区域宽度解码单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度解码单元对用于确定所述区域宽度的信息的编码数据进行解码，并将该区域宽度复原；(e)预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息及所述区域宽度，由已再现信号生成所述对象区域的预测信号；(f)残差信号复原单元，其从所述残差信号的编码数据中将所述对象区域的再现残差信号复原；(g)加法单元，其将所述对象区域的预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及(h)存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

这些与解码相关的本发明能够适合于从通过上述的本发明的编码而生成的压缩数据来再现图像。

在一个实施方式中也可以是，在判定为对象区域所附带的预测信息和邻接区域所附带的预测信息相同时，判定为对象区域的预测信号的生成不能利用邻接区域所附带的预测信息。并且，也可以是，在判定为对象区域所附带的预测信息与邻接区域所附带的预测信息的组合不满足预先设定的条件时，判定为对象区域的预测信号的生成不能利用邻接区域所附带的预测信息。

并且，在一个实施方式中也可以是，在判定为对象区域的预测信号的生成不能利用邻接区域所附带的预测信息时，能够将对象区域所附带的区域宽度设定为0。

并且，在一个实施方式中也可以是，邻接区域是指对象区域的左邻及上邻的两个邻接区域。在这种情况下，在判定为两个邻接区域所附带的预测信息都能够用来生成对象区域的预测信号时，区域宽度解码单元能够对用于确定两个邻接区域中、具有对象区域的预测信号的生成所利用的预测信息的邻接区域的识别信息进行解码。

如以上说明的那样，根据本发明提供一种图像预测编码装置、图像预测编码方法及图像预测编码程序，能够抑制附加信息的增加，并且降低对象块的预测误差，使高效地对图像进行编码。并且，根据本发明，提供对应的图像预测解码装置、图像预测解码方法及图像预测解码程序。

附图说明

图1是表示一个实施方式的图像预测编码装置的图。

图2是用于说明使用邻接块的预测信息来生成预测信号的对象块内的部分区域的图。

图3是表示一个实施方式的图像预测编码方法的步骤的流程图。

图4是图3中的步骤S108的详细流程图。

图5是图4中的步骤S202的详细流程图。

图6是图3中的步骤S110的详细流程图。

图7是表示一个实施方式的图像预测解码装置的图。

图8是一个实施方式的图像预测解码方法的流程图。

图9是图8中的步骤S508的详细流程图。

图10是用于说明邻接块的另一个示例的图。

图11是表示图3中的步骤S108的另一个示例的详细步骤的流程图。

图12是表示图8中的步骤S508的另一个示例的详细步骤的流程图。

图13是用于说明使用邻接块的预测信息来生成预测信号的对象块内的部分区域的另一个示例的图。

图14是表示部分区域的另一个示例的图。

图15是表示对象块和邻接块的另一个示例的图。

图16是表示一个实施方式的图像预测编码程序的图。

图17是表示一个实施方式的图像预测解码程序的图。

图18是表示用于执行在记录介质中记录的程序的计算机的硬件结构的图。

图19是表示用于执行在记录介质中记录的程序的计算机的立体图。

图20是用于说明在ITU H.264中采用的画面内预测方法的示意图。

图21是用于说明块匹配的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。另外，在各个附图中对相同或者相当的部分标注相同的标号。

图1是表示一个实施方式的图像预测编码装置的图。图1所示的图像预测编码装置100具有：输入端子102、块分割器104、预测信号生成器106、帧存储器108、减法器110、转换器112、量化器114、逆量化器116、逆转换器118、加法器120、量化转换系数编码器122、输出端子124、预测信息估计器126、预测信息存储器128、判定器130、预测信息编码器132、区域宽度决定器134以及区域宽度编码器136。另外，转换器112、量化器114和量化转换系数编码器122作为残差信号编码单元发挥作用，逆量化器116和逆转换器118作为残差信号解码单元发挥作用。

下面，说明图像预测编码装置100的各个构成要素。输入端子102是用于输入动态图像的信号的端子。该动态图像的信号是包括多个图像的信号。输入端子102通过线路L102与块分割器104连接。

块分割器104将动态图像的信号中包含的图像分割为多个区域。具体地讲，块分割器104依次选择动态图像的信号中包含的多个图像作为编码对象的图像。块分割器104将所选择的图像分割为多个区域。在本实施方式中，这些区域是指8×8像素的块。但是，也可以将除此之外的大小和/或形状的块用作区域。该块分割器104通过线路L104与预测信息估计器126连接。

预测信息估计器126检测为生成作为编码处理的对象的对象区域(对象块)的预测信号所需要的预测信息。关于预测信息的生成方法即预测方法，能够采用如在背景技术中说明的画面内预测和画面间预测。但是，本发明不限于这些预测方法。下面，假设利用图21所示的块匹配来实施预测处理进行说明。在采用块匹配的情况下，在预测信息中包含运动矢量和参照画面选择信息等。下面，把为了生成对象块的预测信号而检测的预测信息称为“对象块所附带的预测信息”。该预测信息估计器126通过线路L126a、线路L126b与预测信息存储器128、预测信息编码器132连接。

预测信息存储器128经由线路L126a从预测信息估计器126取得预测信息，并存储该预测信息。预测信息存储器128通过线路L128与判定器130连接。

预测信息编码器132经由线路L126b从预测信息估计器126取得预测信息。预测信息编码器132对取得到的预测信息进行熵编码，并生成编码数据，通过线路L132将该编码数据输出给输出端子124。另外，关于熵编码能够采用算术编码和可变长度编码等，但本发明不限于这些熵编码方式。

判定器130经由线路L128从预测信息存储器128取得对象块所附带的预测信息和邻接块所附带的预测信息。在此，邻接块是指与对象块邻接的邻接区域，是已经进行了编码的区域。判定器130将对象块所附带的预测信息和邻接块所附带的预测信息进行比较，判定对象块的预测信号的生成是否能够利用邻接块所附带的预测信息。

具体地讲，判定器130将对象块所附带的预测信息和邻接块所附带的预测信息进行比较，在这两个预测信息一致的情况下，判定为对象块的预测信号的生成不能利用邻接块所附带的预测信息。这是因为在两个预测信息一致的情况下，即使使用邻接块所附带的预测信息来生成对象块的部分区域的预测信号，也仍得到与使用对象块所附带的预测信息生成预测信号时相同的结果。即，因为不能期望降低预测误差。

另一方面，判定器130在两个预测信息不同的情况下，判定为对象块的预测信号的生成能够利用邻接块所附带的预测信息。该判定器130经由线路L130与区域宽度决定器134及区域宽度编码器136连接，由判定器130进行的比较(判定)的结果，经由线路L130输出给区域宽度决定器134及区域宽度编码器136。下面，把对象块的预测信号的生成不能利用邻接块所附带的预测信息的判定结果称为表示“不能利用”的判定结果，把对象块的预测信号的生成能够利用邻接块所附带的预测信息的判定结果称为表示“能够利用”的判定结果。另外，关于判定器130的动作的详细情况将在后面进行说明。

区域宽度决定器134经由线路L130取得来自判定器130的判定结果。在判定结果表示“能够利用”的情况下，区域宽度决定器134决定使用邻接块所附带的预测信息来生成预测信号的对象块内的部分区域的区域宽度。因此，区域宽度决定器134经由线路L128a从预测信息存储器128取得对象块所附带的预测信息和邻接块所附带的预测信息。另外，区域宽度决定器134从帧存储器108取得已再现信号，从块分割器104取得对象块的图像信号。

图2是用于说明使用邻接块的预测信息来生成预测信号的对象块内的部分区域的图。图2表示将对象块Bt的左邻的邻接块B1作为邻接块的情况，但本发明中的邻接块也可以是对象块的上邻的块，或者还可以是左邻及上邻的双方的块。并且，也存在能够将右邻和下邻的块用作邻接块的情况。

图2所示的对象块Bt和邻接块B1是8×8像素的块。在此，利用(0，0)表示左上侧的像素位置(水平位置、垂直位置)，利用(7，7)表示右下侧的像素位置(水平位置、垂直位置)。图2所示的部分区域R2是指使用邻接块B1的预测信息来生成预测信号的区域，其水平方向的区域宽度是w。即，部分区域R2被(0，0)、(w-1，0)、(0，7)及(w-1，7)这四个像素位置包围。部分区域R1是指使用对象块所附带的预测信息来生成预测信号的区域。

在本实施方式中，按照1像素单位将能够设定的区域宽度设为0～7像素。本实施方式的区域宽度决定器134对能够设定的8个区域宽度分别生成对象块的预测信号，并选择预测误差的绝对值和或者平方和为最小的区域宽度。该处理是这样实施的，即，从块分割器104和预测信息存储器128分别取得对象块的像素信号和对象块及邻接块所附带的预测信息，根据这些预测信息和区域宽度，从在帧存储器108中存储的已再现信号来生成对象块的预测信号。关于区域宽度的决定方法以及能够设定的区域宽度的候选没有特别限定。例如，能够设定的区域宽度可以是利用2的倍数而确定的像素宽度，也能够采用一个以上的任意的宽度。并且，还可以准备多个能够设定的区域宽度，按照序列单位或帧单位或者块单位对该选择信息进行编码。

区域宽度决定器134经由线路L134a、线路L134b分别与区域宽度编码器136、预测信号生成器106连接。区域宽度决定器134经由线路L134a、线路L134b，将所决定的区域宽度(确定区域宽度的信息)输出给区域宽度编码器136、预测信号生成器106。

区域宽度编码器136在从判定器130取得的判定结果表示“能够利用”的情况下，对经由线路L134a取得的区域宽度进行熵编码，并生成编码数据。另外，区域宽度编码器136也能够采用算术编码和可变长度编码等熵编码方式，但本发明不限于这些编码方式。

区域宽度编码器136通过线路L136与输出端子124连接，由区域宽度编码器136生成的编码数据，经由线路L136被输出给输出端子124。

预测信号生成器106经由线路L128b从预测信息存储器128取得对象块及邻接块所附带的两个预测信息。并且，预测信号生成器106经由线路L134b从区域宽度决定器134取得区域宽度，经由线路L108从帧存储器108取得已再现信号。预测信号生成器106使用取得到的两个预测信息和区域宽度，从已再现信号生成对象块的预测信号。关于预测信号的生成方法的示例将在后面进行说明。预测信号生成器106通过线路L106与减法器110连接。由预测信号生成器106生成的预测信号，经由线路L106被输出给减法器110。

减法器110通过线路L104b与块分割器104连接。减法器110从经由线路L104b从块分割器104取得的对象块的图像信号中，减去由预测信号生成器106生成的对象块的预测信号。通过该减法运算来生成残差信号。该减法器110通过线路L110与转换器112连接，残差信号经由线路L110被输出给转换器112。

转换器112是对所输入的残差信号适用离散余弦变换来生成转换系数的部分。量化器114经由线路L112从转换器112取得转换系数。量化器114对转换系数进行量化，并生成量化转换系数。量化转换系数编码器122经由线路L114从量化器114取得量化转换系数，对该量化转换系数进行熵编码，并生成编码数据。量化转换系数编码器122经由线路L122将所生成的编码数据输出给输出端子124。另外，作为量化转换系数编码器122的熵编码，能够采用算术编码和可变长度编码等熵编码方式，但本发明不限于这些编码方式。

输出端子124将从预测信息编码器132、区域宽度编码器136及量化转换系数编码器122取得的编码数据一并输出到外部。

逆量化器116经由线路L114b从量化器114取得量化转换系数。逆量化器116对取得的量化转换系数进行逆量化，并将转换系数复原。逆转换器118经由线路L116从逆量化器116取得转换系数，对该转换系数适用逆离散余弦变换，将残差信号(再现残差信号)复原。加法器120经由线路L118从逆转换器118取得再现残差信号，经由线路L106b从预测信号生成器106取得预测信号。加法器120将取得到的再现残差信号和预测信号进行相加，并再现对象块的信号(再现信号)。由加法器120生成的再现信号，经由线路L120被输出给帧存储器108，并作为已再现信号存储在帧存储器108中。

另外，在本实施方式中采用了转换器112和逆转换器118，但也可以采用取代这些转换器的其它转换处理。并且，转换器112和逆转换器118不是必须的。这样，被编码后的对象块的再现信号通过逆处理被复原，并存储在帧存储器108中，以便在生成后续的对象块的预测信号时使用。

并且，编码器的结构不限于图1所示的结构。例如，判定器130和预测信息存储器128也可以包含于预测信号生成器106中。并且，区域宽度决定器134也可以包含于预测信息估计器126中。

下面，对图像预测编码装置100的动作和一个实施方式的图像预测编码方法进行说明。并且，也对判定器130、区域宽度决定器134及预测信号生成器106的动作进行详细说明。

图3是表示一个实施方式的图像预测编码方法的步骤的流程图。如图3所示，在本图像预测编码方法中，首先在步骤S100，块分割器104将编码对象的图像分割为多个块。然后，在步骤S102，从多个块中选择一个块作为编码的对象块。

然后，在步骤S104，预测信息估计器126决定对象块的预测信息。在后面的步骤S106，由预测信息编码器132对该预测信息进行编码。

然后，本图像预测编码方法进入步骤S108。图4是图3中的步骤S108的详细流程图。在步骤S108的处理中，首先在步骤S200，向判定器130输入对象块和邻接块所附带的两个预测信息。然后，在步骤S202，判定器130判定对象块的预测信号的生成是否能够利用邻接块的预测信息。

图5是图4中的步骤S202的详细流程图。如图5所示，在步骤S202的处理中，首先在步骤S300，判定器130判定对象块和邻接块所附带的两个预测信息是否一致。在步骤S300的判定为真(是)的情况下，即在对象块和邻接块所附带的两个预测信息一致的情况下，在步骤S302，判定器130输出表示“不能利用”的判定结果。

另一方面，在步骤S300的判定为伪(否)的情况下，处理进入步骤S304。在步骤S304，判定器130判定是否是对象块的预测信号的生成能够利用邻接块所附带的预测信息的状态。在步骤S304的判定为真(是)的情况下，在后面的步骤S306，判定器130输出表示“能够利用”的判定结果。另一方面，在步骤S304的判定为伪(否)的情况下，判定器130进行上述的步骤S302的处理。

另外，在步骤S304判定为不是能够利用邻接块的预测信息的状态的情况，包括(1)邻接块位于画面外，(2)不认为对象块的预测信息与邻接块的预测信息的组合的情况等。

这样，判定器130按照预先设定的规则，进行是否能够使用邻接块所附带的预测信息来生成对象区域的部分区域的预测信号的判定。如果编码装置和解码装置预先共享信息，则不需要传输该规则，但也可以对该规则进行编码并传输。例如，可以采用如下方法等，即准备多个诸如这样的规则，按照帧单位或序列单位或块单位来发送适用哪个规则。

再次参照图4。如图4所示，然后本图像预测编码方法进入步骤S204。在步骤S204，区域宽度决定器134参照判定器130的判定结果，判定该判定结果是否是表示“能够利用”的判定结果。在判定器130的判定结果表示“不能利用”的情况下，步骤S108的处理结束。

另一方面，在判定器130的判定结果表示“能够利用”的情况下，在后面的步骤S206，区域宽度决定器134从预先准备的候选中选择使用邻接块所附带的预测信息来进行预测的对象区域内的部分区域的区域宽度。然后，在步骤S208，区域宽度编码器136对所决定的区域宽度进行编码。

下面，再次参照图3。如图3所示，在步骤S108之后，处理进入步骤S110。在步骤S110，预测信号生成器106使用对象块和邻接块所附带的两个预测信息、以及由区域宽度决定器134决定的区域宽度，从在帧存储器108中存储的已再现信号中生成对象块的预测信号。

下面，对步骤S110中的预测信号生成器106的详细动作的一个示例进行说明。图6是图3中的步骤S110的详细流程图。图6表示预测信号生成器106按照图2所示使用左邻的邻接块所附带的预测信息，生成8×8像素的对象块内的部分区域R2的预测信号时的动作。

如图6所示，在步骤S400，首先预测信号生成器106取得对象块所附带的预测信息Pt和邻接块所附带的预测信息Pn。然后，在步骤S402，预测信号生成器106从区域宽度决定器134取得区域宽度w。

然后，在步骤S404，预测信号生成器106使用预测信息Pt和区域宽度w，从已再现信号生成图2所示的对象块内的部分区域R1的预测信号。然后，在步骤S406，预测信号生成器106使用预测信息Pn和区域宽度w，从已再现信号生成对象块的部分区域R2的预测信号。另外，在图2的示例中，在区域宽度w为0的情况下，能够省略步骤S406。并且，在区域宽度w为7的情况下，能够省略步骤S404。

下面，再次参照图3。如图3所示，本图像预测编码方法然后进入步骤S112。在步骤S112，减法器110使用对象块的像素信号和预测信号生成残差信号。然后，在步骤S114，转换器112、量化器114及量化转换系数编码器122对残差信号进行变换编码，并生成编码数据。

然后，在步骤S116，逆量化器116及逆转换器118根据量化转换系数将再现残差信号复原。然后，在步骤S118，加法器120将再现残差信号和预测信号进行相加，由此生成再现信号。并且，在步骤S120，再现信号作为已再现信号被存储在帧存储器108中。

然后，在步骤S122，进行是否已将所有块作为对象块进行了处理的检查，在没有完成所有块的处理的情况下，选择未处理的一个块作为对象块进行步骤S102以后的处理。另一方面，在完成所有块的处理的情况下，本图像预测编码方法的处理结束。

下面，说明一个实施方式的图像预测解码装置。图7是表示一个实施方式的图像预测解码装置的图。图7所示的图像预测解码装置200具有输入端子202、数据分析器204、逆量化器206、逆转换器208、加法器210、输出端子212、量化转换系数解码器214、预测信息解码器216、区域宽度解码器218、帧存储器108、预测信号生成器106、预测信息存储器128以及判定器130。在此，逆量化器206、逆转换器208、量化转换系数解码器214作为残差信号解码单元发挥作用。另外，采用逆量化器206和逆转换器208的解码单元也可以使用除此之外的解码单元。并且，也可以没有逆转换器208。

下面，详细说明图像预测解码装置200的各个部分。输入端子202输入由上述的图像预测编码装置100(或者图像预测编码方法)进行压缩编码后的压缩数据。在该压缩数据中包含有关图像内的多个块各自的以下数据：通过对残差信号进行变换量化并进行熵编码而生成的量化转换系数的编码数据；用于生成预测信号的预测信息的编码数据；使用与对象块邻接的邻接块所附带的预测信息来生成预测信号的块内的部分区域的区域宽度的编码数据。在本实施方式中，在预测信息中包含运动矢量和参照画面序号等。输入端子202通过线路L202与数据分析器204连接。

数据分析器204经由线路L202从输入端子202取得压缩数据。数据分析器204对取得到的压缩数据进行分析，对于解码对象的对象块，将压缩数据分离为量化转换系数的编码数据、预测信息的编码数据、区域宽度的编码数据。数据分析器204经由线路L204a向区域宽度解码器218输出区域宽度的编码数据，经由线路L204b向预测信息解码器216输出预测信息的编码数据，经由线路L204c向量化转换系数解码器214输出量化转换系数的编码数据。

预测信息解码器216对对象块所附带的预测信息的编码数据进行熵解码，并得到预测信息。预测信息解码器216通过线路L216与预测信息存储器128连接。由预测信息解码器216生成的预测信息经由线路L216被存储在预测信息存储器128中。预测信息存储器128通过线路L128a、线路L128b分别与判定器130、预测信号生成器106连接。

判定器130具有与图1所示的编码装置的判定器130相同的功能。即，判定器130将对象块所附带的预测信息和与对象块邻接的邻接块所附带的预测信息进行比较，判定对象块的预测信号的生成是否能够利用邻接块所附带的预测信息。

具体地讲，判定器130将对象块及邻接的邻接块所附带的两个预测信息进行比较，在两个预测信息一致的情况下，判定为对象块的预测信号的生成不能利用邻接块所附带的预测信息。即，在该情况下，判定器130输出表示“不能利用”的判定结果。另一方面，在两个预测信息不同的情况下，判定器130输出表示“能够利用”的判定结果。判定器130通过线路L130与区域宽度解码器218连接。判定器130的判定结果经由线路L130被输出给区域宽度解码器218。另外，关于判定器130的处理的详细处理流程已在图5中进行说明，所以省略说明。

区域宽度解码器218根据经由线路L130取得的判定器130的判定结果，对所输入的区域宽度的编码数据进行熵解码，并将区域宽度复原。即，区域宽度解码器218在判定结果表示“能够利用”的情况下，对区域宽度的编码数据进行解码，将该区域宽度复原。另一方面，在判定结果表示“不能利用”的情况下，也可以不进行区域宽度的复原。该区域宽度解码器218经由线路L218与预测信号生成器106连接，由区域宽度解码器218生成的区域宽度经由线路L218被输出给预测信号生成器106。

预测信号生成器106具有与图1所示的预测信号生成器相同的功能。即，预测信号生成器106使用对象块所附带的预测信息、邻接块所附带的预测信息(必要时)和经由线路L218取得到的区域宽度，从在帧存储器108中存储的已再现信号中生成解码对象块的预测信号。关于预测信号生成器106的处理的详细情况已在图6中进行说明，所以省略说明。该预测信号生成器106经由线路L106与加法器210连接。预测信号生成器106经由L106将所生成的预测信号输出给加法器210。

量化转换系数解码器214经由线路L204c从数据分析器204取得量化转换系数的编码数据。量化转换系数解码器214对所取得的编码数据进行熵解码，将对象块的残差信号的量化转换系数复原。量化转换系数解码器214经由线路L214将复原后的量化转换系数输出给逆量化器206。

逆量化器206对经由线路L214取得到的量化转换系数进行逆量化，将转换系数复原。逆转换器208经由线路L206从逆量化器206取得被复原后的转换系数，对该转换系数适用逆离散余弦变换，并将对象块的残差信号(复原残差信号)复原。

加法器210经由线路L208从逆转换器208取得复原残差信号，经由线路L106取得由预测信号生成器106生成的预测信号。加法器210将取得到的复原残差信号和预测信号进行相加，由此生成对象块的再现信号。该再现信号经由线路L210被输出给帧存储器108，并存储在帧存储器108中。并且，该再现信号也输出给输出端子212。输出端子212将再现信号输出到外部(例如显示器)。

下面，对图像预测解码装置200的动作和一个实施方式的图像预测解码方法进行说明。图8是一个实施方式的图像预测解码方法的流程图。如图8所示，在本图像预测解码方法中，首先在步骤S500，通过输入端子202输入压缩数据。然后，在步骤S502，选择作为处理的对象的对象块。

然后，在步骤S504，数据分析器204进行压缩数据的数据分析，并提取解码对象的对象块所附带的预测信息、区域宽度和量化转换系数的编码数据。在步骤S506，由预测信息解码器216对预测信息进行解码。

然后，处理进入步骤S508。图9是图8中的步骤S508的详细流程图。如图9所示，在步骤S508的处理中，首先在步骤S600，向判定器130输入对象块及邻接块所附带的两个预测信息。

然后，在步骤S202，判定器130判定邻接块所附带的预测信息的可利用性，并输出判定结果。该步骤S202的判定器130的动作与在图5中说明的动作相同，所以省略详细说明。

然后，在步骤S602，判定判定器130的判定结果是否表示“能够利用”。在步骤S602的判定结果为真(是)的情况下，即在能够利用邻接块的预测信息的情况下，在步骤S604，区域宽度解码器218对区域宽度的编码数据进行解码，将对象块的部分区域(R2)的区域宽度复原。另一方面，在步骤S602的判定结果为伪(否)的情况下，在步骤S606，区域宽度解码器218将对象块的部分区域(R2)的区域宽度设定为0。

下面，再次参照图8。如图8所示，在步骤S508结束后，处理进入步骤S510。在步骤S510，预测信号生成器106使用对象块及邻接块所附带的两个预测信息(邻接块的预测信息只在必要时使用)和区域宽度，从已再现信号生成解码对象块的预测信号。在此，步骤S510与在图6中说明的步骤S110相同。

然后，在步骤S512，量化转换系数解码器214从编码数据中将量化转换系数复原，逆量化器206从量化转换系数中将转换系数复原，逆转换器208从转换系数生成再现残差信号。

然后，在步骤S514，加法器210将对象块的预测信号和再现残差信号进行相加，并生成对象块的再现信号。在步骤S516，该再现信号作为用于将下一个对象块再现的已再现信号被存储在帧存储器108中。

并且，在步骤S518，在判定为没有完成所有块的处理的情况下，即存在下一个压缩数据的情况下，在步骤S502，选择未处理的块作为对象块，并反复进行后面的步骤。另一方面，在步骤S518，在判定为已完成所有块的处理的情况下，处理结束。

以上说明了一个实施方式的图像预测编码装置及方法、以及图像预测解码装置及方法，但本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述实施方式中，将邻接块设为对象块的左邻的块，但邻接块也可以是对象块的上邻的块。

图10是用于说明邻接块的另一个示例的图。在图10的示例中，对象块Bt和邻接块B2是8×8像素的块，同样把左上侧的像素位置(水平位置、垂直位置)设为(0，0)，把右下侧的像素位置设为(7，7)。部分区域R2是被像素位置(0，0)、(7，0)、(0，w-1)、(7，w-1)包围的区域，是有可能使用邻接块B2的预测信息来生成预测信号的区域。部分区域R2的区域宽度是w。

在使用图10所示的邻接块B2所附带的预测信息来生成部分区域R2的预测信号的情况下，图6中的步骤S404的x的范围是0～7，y的范围是w～7。并且，图6中的步骤S406的x的范围是0～7，y的范围是0～w-1。

并且，邻接块可以是对象块的左邻和上邻的两个块，也能够按照每个对象块来选择两个邻接块中的任意一个邻接块。在这种情况下，预测信号生成器106具有进行在图4和图10中说明的预测处理的功能，区域宽度决定器134包括选择具有在预测对象块的部分区域时使用的预测信息的邻接块、即左邻或者上邻的邻接块的功能。并且，区域宽度编码器136包括对识别信息进行编码的功能，该识别信息用于根据两个邻接块所附带的两个预测信息来确定具有对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的邻接块，区域宽度解码器218包括对该识别信息进行解码的功能。

下面，对利用左邻和上邻的两个块时的步骤S108进行详细说明。图11是表示图3中的步骤S108的另一个示例的详细步骤的流程图。如图11所示，在本示例的步骤S108的处理中，在步骤S700，向判定器130输入对象块的上侧的邻接块及左侧的邻接块所附带的两个预测信息。

然后，判定器130按照图5中的步骤S202所示的步骤，判定对象块的部分区域的预测信号的生成是否能够利用对象块的左侧的邻接块所附带的预测信息，并输出判定结果。然后，在步骤S704，在判定为判定器130的判定结果表示“不能利用”的情况下(否的情况下)，即，在判定结果表示对象块的部分区域的预测信号的生成不能利用左侧的邻接块所附带的预测信息的情况下，进入后面的步骤S202。判定器130按照图5中的步骤S202所示的步骤，判定对象块的部分区域的预测信号的生成是否能够利用对象块的上侧的邻接块所附带的预测信息，并输出判定结果。

然后，在步骤S706，在判定为判定器130的判定结果表示“不能利用”的情况下(否的情况下)，即，在判定结果表示对象块的部分区域的预测信号的生成不能利用上侧的邻接块所附带的预测信息的情况下，步骤S108的处理结束。

另一方面，在步骤S706，在判定为判定器130的判定结果表示“能够利用”的情况下(是的情况下)，在步骤S708，区域宽度决定器134决定利用上侧的邻接块的预测信息来生成预测信号的对象块的部分区域R2(参照图10)的区域宽度w。然后，在后面的步骤S208，由区域宽度编码器136对该区域宽度w进行编码。

返回步骤S704，另一方面，在判定为判定器130的判定结果表示“能够利用”的情况下(是的情况下)，在后面的步骤S202，判定器130按照图5中的步骤S202所示的步骤，判定对象块的部分区域的预测信号的生成是否能够利用对象块的上侧的邻接块所附带的预测信息，并输出判定结果。

然后，在步骤S710，在判定为判定器130的判定结果表示“不能利用”的情况下(否的情况下)，在后面的步骤S712，区域宽度决定器134决定利用左侧的邻接块的预测信息来生成预测信号的对象块的部分区域R2(参照图2)的区域宽度w。然后，在后面的步骤S208，由区域宽度编码器136对该区域宽度w进行编码。

另一方面，在步骤S710，在判定为判定器130的判定结果表示“能够利用”的情况下(是的情况下)，在后面的步骤S714，从左侧的邻接块和上侧的邻接块中选择具有预测信号的生成所使用的预测信息的邻接块。

具体地讲，在步骤S714，区域宽度决定器134选择对象块的部分区域的预测信号的生成使用上侧的邻接块所附带的预测信息和左侧的邻接块的预测信息中的哪个预测信息。该选择方法没有限定，例如，区域宽度决定器134按照图2和图10所示设定邻接块和部分区域R2的宽度，使用邻接块的预测信息和对象块的预测信息来生成对象块的预测信号，并选择对象块的预测误差为最小的邻接块和区域宽度的组合。并且，在后面的步骤S716，区域宽度编码器136对确定具有所选择的预测信息的邻接块的识别信息进行编码。然后，在步骤S718，在判定为选择左侧的邻接块的情况下，处理进入步骤S712。另一方面，在步骤S718，在判定为不选择左侧的邻接块的情况下，即在判定为选择上侧的邻接块的情况下，处理进入步骤S708。

图12是表示图8中的步骤S508的另一个示例的详细步骤的流程图，表示在与采用图11所示的处理的编码对应的解码中采用的步骤。如图12所示，在该示例中，首先在步骤S800，向判定器130输入对象块的左侧的邻接块所附带的预测信息和上侧的邻接块所附带的预测信息。

在后面的两个步骤中，判定器130按照图5中的步骤S202所示的步骤，判定左侧的邻接块所附带的预测信息的可利用性、和上侧的邻接块所附带的预测信息的可利用性，并输出判定结果。

然后，在步骤S802，区域宽度解码器218根据判定器130的判定结果，判定是否能够利用两个邻接块中的任意一个邻接块所附带的预测信息。并且，在哪个邻接块所附带的预测信息都不能利用的情况下，在步骤S804，区域宽度解码器218将解码对象块的部分区域R2的区域宽度设定为0，并结束处理。

另一方面，在步骤S802，在判定为能够利用两个邻接块中的任意一个邻接块所附带的预测信息的情况下，在后面的步骤S806，区域宽度解码器218根据判定器130的判定结果，判定是否两个邻接块所附带的预测信息都能够利用。在两个邻接块的预测信息都能够利用的情况下，在后面的步骤S808，区域宽度解码器218根据编码数据对邻接块的识别信息进行解码，并进入步骤S812。

另一方面，在步骤S806，在判定为能够利用两个邻接块中的任意一个邻接块所附带的预测信息的情况下，在后面的步骤S810，区域宽度解码器218根据判定器130的判定结果，选择两个邻接块所附带的预测信息中的一个预测信息，并进入步骤S812。并且，在步骤S812，区域宽度解码器218对区域宽度的值进行解码。

另外，也可以利用对象块的左侧的邻接块所附带的预测信息和上侧的邻接块所附带的预测信息双方，生成对象块的预测信号。在这种情况下，区域宽度编码器136具有对两个邻接块所附带的两个预测信息与两个区域宽度的组都进行编码的功能，区域宽度解码器218具有对两个预测信息与两个区域宽度的组进行解码的功能。并且，在这种情况下，如图13所示，分别生成对象块Bt内的四个部分区域R1～R4的预测信号。

因此，预测信号生成器106使用左侧的邻接块B1所附带的预测信息来生成部分区域R2的预测信号，使用上侧的邻接块B2所附带的预测信息来生成部分区域R3的预测信号。并且，预测信号生成器106需要具有生成部分区域R4的预测信号的功能。关于部分区域R4的预测方法可以预先决定规则，在本发明中没有限定。例如，可以列举以下方法：按照像素单位，对根据左侧的邻接块所附带的预测信息而生成的部分区域R4的预测信号、和根据上侧的邻接块所附带的预测信息而生成的部分区域R4的预测信号进行平均的方法，根据左上侧的邻接块所附带的预测信息来生成部分区域R4的预测信号的方法等。并且，还可以采用以下方法：利用左侧及上侧的邻接块所附带的预测信息等周围的已解码数据，从属于上侧和左侧的邻接块的预测信息中自动选择的方法，和发送选择信息的方法等。

在本发明中还能够进行以下变形。

(块的形状)

在上面的说明中，对象块内的部分区域始终是矩形的，但也可以采用任意形状的部分区域，例如图14(a)所示的对象块Bt内的部分区域R1及R2、图14(b)所示的对象块Bt内的部分区域R1及R2。在这种情况下，除了发送区域宽度之外，有时也发送形状信息。

(块尺寸)

在上面的说明中，块尺寸是固定尺寸，但也可以按照图15(a)～(c)所示使对象块Bt和邻接块B1的尺寸不同。在这种情况下，如图15(a)～(c)所示，对象块Bt中的部分区域R1～R3的形状能够采用各种形状。可以决定根据状况而构成的部分区域，也可以从多个候选中选择指示邻接块的信息并进行明示地编码。并且，也可以预先决定规则(例如，使选择区域宽度的单位与块尺寸较小的一方对应)。

(区域宽度编码器及解码器)

在区域宽度编码器中，也可以不对区域宽度的值本身进行编码，而对用于确定区域宽度的信息进行编码。并且，在区域宽度解码器中，也可以不对区域宽度的值本身进行解码，而是根据编码数据对用于确定区域宽度的信息进行解码，并根据该用于确定区域宽度的信息将区域宽度的值复原。例如，区域宽度编码器可以准备多个对象块内的部分区域的区域宽度的值的候选，并对其识别信息进行编码。区域宽度解码器可以根据解码后的识别信息将区域宽度的值复原。作为候选的区域宽度可以在编码器和解码器中预先决定，也可以按照序列单位和帧单位进行发送。并且，区域宽度编码器也可以对对象块内的部分区域的区域宽度的值与邻接块的区域宽度的差分值进行编码。在这种情况下，区域宽度解码器将已被解码的邻接块的区域宽度的值和从编码数据进行解码后的上述差分值进行相加，由此能够将对象块内的部分区域的区域宽度的值复原。或者，区域宽度编码器也可以对指示对象块的部分区域的区域宽度与邻接块的区域宽度相同的信息进行编码。在对指示对象块的部分区域的区域宽度与邻接块的区域宽度相同的信息进行解码后的情况下，区域宽度解码器能够将该邻接块的区域宽度用作对象块的部分区域的区域宽度。此时，也可以指示对象块的部分区域的区域宽度与邻接块的区域宽度不同，并发送区域宽度的值或者用于特定区域宽度的信息。在对指示对象块的部分区域的区域宽度与邻接块的区域宽度不同的信息进行解码后的情况下，区域宽度解码器也可以根据编码数据对区域宽度的值或者用于确定区域宽度的信息进行解码，并根据该用于确定区域宽度的信息将区域宽度的值复原。并且，区域宽度编码器也可以对用于确定区域宽度的一个以上的信息项目进行编码。即，可以对能够唯一地确定区域宽度的一个以上的信息项目(例如一个以上的比特)进行编码。在这种情况下，区域宽度解码器根据编码数据对一个以上的信息项目进行解码，并能够按照该一个以上的信息项目将区域宽度复原。

(转换器、逆转换器)

也可以按照固定的块尺寸来进行残差信号的转换处理。并且，还可以将对象区域再次分割为与部分区域对应的尺寸，并对通过再分割而生成的各个区域进行转换处理。

(关于判定器)

能够利用邻接块所附带的预测信息的邻接块不限于对象块的上侧的邻接块和左侧的邻接块。例如，如果先对预测信息进行1块列量的编码，则能够将与对象块邻接的4个块全部用作邻接块，对象块的预测信号的生成使用这些邻接块所附带的预测信息。

并且，如果先对画面内的所有块的预测信息进行编码，则能够使用周围的4个块和对象块所附带的合计5个(如果包括左上侧、左下侧、右上侧、右下侧，则是9个)预测信息自由构成各个对象块的预测信号。

另外，在对象块和邻接块具有相同的预测信息的情况下，即使设计部分区域，编码/解码处理也不会失败，因而即使是不包含预测信息比较器的结构，也能够实现本发明的预测信号生成处理。

(关于判定器的判定)

在上面的说明中，作为用于判定器130判定邻接块所附带的预测信息的可利用性的预先设定的规则，在邻接块所附带的预测信息与对象块所附带的预测信息一致的情况下、或判定为处于不能利用邻接块的预测信息的状态的情况下，判定器130判定为邻接块所附带的预测信息不能利用。关于后者，在根据画面内预测来对邻接块进行预测、并对对象块进行画面间预测的情况下、以及与其相反的情况下，也可以判定为邻接块所附带的预测信息不能利用。并且，在邻接块的运动矢量与对象块的运动矢量之间的差异大于阈值的情况下，也可以判定为邻接块所附带的预测信息不能利用。另外，在邻接块和对象块的块尺寸互不相同的情况下，也可以判定为邻接块所附带的预测信息不能利用。并且，在上面的说明中将邻接块和对象块所附带的预测信息进行比较，但也可以利用根据两个预测信息而生成的预测信号是否相同这种条件，来判定邻接块所附带的预测信息的可利用性。

(预测信息)

在上面的说明中，关于预测信号的生成方法说明了画面间预测(运动矢量和参照画面信息)，但本发明不限于该预测方法。也能够将画面内预测、亮度补偿、双向预测、向后预测等预测方法应用在本发明的预测信号生成处理中。在这种情况下，在预测信息中包含模式信息和亮度补偿参数等。

(颜色信号)

在上面的说明中对颜色格式没有进行特别说明，但对于颜色信号或者色差信号，也可以与亮度信号分开进行预测信号的生成处理。并且，也可以与亮度信号的处理联动地进行颜色信号或者色差信号的预测信号的生成处理。在后者的情况下，在颜色信号的分辨率比亮度信号低的情况下(例如分辨率在纵向和横向是一半)，可以限制亮度信号中的区域宽度(例如偶数值)，或者决定从亮度信号的区域宽度向颜色信号的区域宽度的转换式。

(块噪声去除处理)

虽然在上面没有进行说明，在对再现图像进行块噪声去除处理的情况下，也可以对部分区域的边界部分进行噪声去除处理。

下面，对用于使计算机作为图像预测编码装置100进行动作的图像预测编码程序、以及用于使计算机作为图像预测解码装置200进行动作的图像预测解码程序进行说明。

图16是表示一个实施方式的图像预测编码程序及记录介质的图。图17是表示一个实施方式的图像预测解码程序及记录介质的图。图18是表示用于执行在记录介质中记录的程序的计算机的硬件结构的图。图19是表示用于执行在记录介质中记录的程序的计算机的立体图。

如图16所示，图像预测编码程序P100以存储在记录介质10中的方式进行提供。并且，如图17所示，图像预测解码程序P200也被存储在记录介质10中而提供。另外，作为记录介质10，示例了软盘、CD-ROM、DVD或ROM等记录介质、或者半导体存储器等。

如图18所示，计算机30具有：软盘驱动装置、CD-ROM驱动装置、DVD驱动装置等的读取装置12；使操作系统常驻的作业用存储器(RAM)14；存储在记录介质10中存储的程序的存储器16；作为显示器的显示装置18；作为输入装置的鼠标20和键盘22；用于进行数据等的收发的通信装置24；控制程序的执行的CPU26。在记录介质10被插入到读取装置12中时，计算机30能够从读取装置12访问在记录介质10中存储的图像预测编码程序P100，并能够利用该程序P100作为图像预测编码装置100进行工作。并且，在记录介质10被插入到读取装置12中时，计算机30能够从读取装置12访问在记录介质10中存储的图像预测解码程序P200，并能够利用该程序P200作为图像预测解码装置200进行工作。

如图19所示，图像预测编码程序P100和图像预测解码程序P200可以作为叠加在载波上的计算机数据信号40通过网络进行提供。在这种情况下，计算机30能够将通过通信装置24接收到的图像预测编码程序P100或者图像预测解码程序P200存储在存储器16中，并执行程序P100或者P200。

如图16所示，图像预测编码程序P100具有块分割模块P104、预测信号生成模块P106、存储模块P108、减法模块P110、转换模块P112、量化模块P114、逆量化模块P116、逆转换模块P118、加法模块P120、量化转换系数编码模块P122、预测信息估计模块P126、预测信息存储模块P128、判定模块P130、区域宽度决定模块P134、预测信息编码模块P132、区域宽度决定模块P134以及区域宽度编码模块P136。

通过执行上述各个模块而实现的功能与上述图像预测编码装置100的功能相同。即，图像预测编码程序P100的各个模块的功能与块分割器104、预测信号生成器106、帧存储器108、减法器110、转换器112、量化器114、逆量化器116、逆转换器118、加法器120、量化转换系数编码器122、预测信息估计器126、预测信息存储器128、判定器130、预测信息编码器132、区域宽度决定器134以及区域宽度编码器136的功能相同。

图像预测解码程序P200具有数据分析模块P204、量化转换系数解码模块P214、预测信息解码模块P216、区域宽度解码模块P218、预测信息存储模块P128、判定模块P130、逆量化模块P206、逆转换模块P208、加法模块P210、预测信号生成模块P106以及存储模块P108。

通过执行上述各个模块而实现的功能与上述图像预测解码装置200的各个构成要素相同。即，图像预测解码程序P200的各个模块的功能与数据分析器204、量化转换系数解码器214、预测信息解码器216、区域宽度解码器218、预测信息存储器128、判定器130、逆量化器206、逆转换器208、加法器210、预测信号生成器106以及帧存储器108的功能相同。

以上，关于本发明根据其实施方式进行了详细说明。但是，本发明不限于上述实施方式。本发明能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。

标号说明

100图像预测编码装置；102输入端子；104块分割器；106预测信号生成器；108帧存储器；110减法器；112转换器；114量化器；116逆量化器；118逆转换器；120加法器；122量化转换系数编码器；124输出端子；126预测信息估计器；128预测信息存储器；130判定器；132预测信息编码器；134区域宽度决定器；136区域宽度编码器；200图像预测解码装置；202输入端子；204数据分析器；206逆量化器；208逆转换器；210加法器；212输出端子；214量化转换系数解码器；216预测信息解码器；218区域宽度解码器。

Claims (14)

1.一种图像预测编码装置，其具有：

区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；

预测信息估计单元，其由已再现信号生成所述多个区域中对象区域的像素信号的预测信号，得到该预测信号的生成所使用的预测信息，作为所述对象区域所附带的预测信息；

预测信息编码单元，其对所述对象区域所附带的预测信息进行编码；

判定单元，其对所述对象区域所附带的预测信息和与该对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；

区域宽度决定单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度决定单元决定所述对象区域内的部分区域的区域宽度，其中，该部分区域的预测信号是使用所述邻接区域所附带的预测信息生成的；

区域宽度编码单元，其对用于确定所述区域宽度的信息进行编码；

预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息以及所述区域宽度，由所述已再现信号生成所述对象区域的预测信号；

残差信号生成单元，其生成所述对象区域的预测信号与所述对象区域的像素信号之间的残差信号；

残差信号编码单元，其对所述残差信号进行编码；

残差信号复原单元，其对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；

加法单元，其对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及

存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

2.根据权利要求1所述的图像预测编码装置，其中，在判定为所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息相同时，所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成不能利用所述邻接区域所附带的预测信息。

3.根据权利要求1所述的图像预测编码装置，其中，在判定为所述对象区域所附带的预测信息与所述邻接区域所附带的预测信息的组合不满足预先设定的条件时，所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成不能利用所述邻接区域所附带的预测信息。

4.根据权利要求1所述的图像预测编码装置，其中，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成不能利用所述邻接区域所附带的预测信息时，所述区域宽度编码单元不输出所述区域宽度的编码数据。

5.根据权利要求1所述的图像预测编码装置，其中，所述邻接区域是所述对象区域的左邻及上邻的两个邻接区域，

在由所述判定单元判定为所述两个邻接区域所附带的预测信息均能够利用于所述对象区域的预测信号的生成时，所述区域宽度编码单元对识别信息进行编码，该识别信息确定所述两个邻接区域中、具有所述对象区域的预测信号的生成所利用的预测信息的邻接区域。

6.一种图像预测解码装置，其具有：

数据分析单元，其从将图像分割为多个区域并进行了编码的压缩数据中，提取对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的编码数据、用于确定所述对象区域内的部分区域的区域宽度的信息的编码数据以及残差信号的编码数据，该对象区域内的部分区域的预测信号是使用与所述对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息生成的；

预测信息解码单元，其对所述预测信息的编码数据进行解码，复原所述对象区域所附带的预测信息；

判定单元，其对所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；

区域宽度解码单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度解码单元对用于确定所述区域宽度的信息的编码数据进行解码，复原该区域宽度；

预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息以及所述区域宽度，由已再现信号生成所述对象区域的预测信号；

残差信号复原单元，其由所述残差信号的编码数据，复原所述对象区域的再现残差信号；

加法单元，其对所述对象区域的预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及

存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

7.根据权利要求6所述的图像预测解码装置，其中，在判定为所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息相同时，所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成不能利用所述邻接区域所附带的预测信息。

8.根据权利要求6所述的图像预测解码装置，其中，在判定为所述对象区域所附带的预测信息与所述邻接区域所附带的预测信息的组合不满足预先设定的条件时，所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成不能利用所述邻接区域所附带的预测信息。

9.根据权利要求6所述的图像预测解码装置，其中，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成不能利用所述邻接区域所附带的预测信息时，所述区域宽度解码单元将所述对象区域所附带的所述区域宽度设定为0。

10.根据权利要求6所述的图像预测解码装置，其中，所述邻接区域是所述对象区域的左邻及上邻的两个邻接区域，

在由所述判定单元判定为所述两个邻接区域所附带的预测信息均能够利用于所述对象区域的预测信号的生成时，所述区域宽度解码单元对识别信息进行解码，该识别信息确定所述两个邻接区域中、具有所述对象区域的预测信号的生成所利用的预测信息的邻接区域。

11.一种图像预测编码方法，具有：

区域分割步骤，将输入图像分割为多个区域；

预测信息估计步骤，由已再现信号生成所述多个区域中对象区域的像素信号的预测信号，得到该预测信号的生成所使用的预测信息，作为所述对象区域所附带的预测信息；

预测信息编码步骤，对所述对象区域所附带的预测信息进行编码；

判定步骤，对所述对象区域所附带的预测信息和与该对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；

区域宽度决定步骤，在由所述判定步骤判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，决定所述对象区域内的部分区域的区域宽度，其中，该部分区域的预测信号是使用所述邻接区域所附带的预测信息生成的；

区域宽度编码步骤，对用于确定所述区域宽度的信息进行编码；

预测信号生成步骤，使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息以及所述区域宽度，由所述已再现信号生成所述对象区域的预测信号；

残差信号生成步骤，生成所述对象区域的预测信号与所述对象区域的像素信号之间的残差信号；

残差信号编码步骤，对所述残差信号进行编码；

残差信号复原步骤，对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；

再现信号生成步骤，对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及

存储步骤，存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

12.一种图像预测编码程序，其使计算机作为以下单元进行工作：

区域分割单元，其将输入图像分割为多个区域；

预测信息估计单元，其由已再现信号生成所述多个区域中对象区域的像素信号的预测信号，得到该预测信号的生成所使用的预测信息，作为所述对象区域所附带的预测信息；

预测信息编码单元，其对所述对象区域所附带的预测信息进行编码；

判定单元，其对所述对象区域所附带的预测信息和与该对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；

区域宽度决定单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度决定单元决定所述对象区域内的部分区域的区域宽度，其中，该部分区域的预测信号是使用所述邻接区域所附带的预测信息生成的；

区域宽度编码单元，其对用于确定所述区域宽度的信息进行编码；

预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息以及所述区域宽度，由所述已再现信号生成所述对象区域的预测信号；

残差信号生成单元，其生成所述对象区域的预测信号与所述对象区域的像素信号之间的残差信号；

残差信号编码单元，其对所述残差信号进行编码；

残差信号复原单元，其对所述残差信号的编码数据进行解码，由此生成再现残差信号；

加法单元，其对所述预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及

存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

13.一种图像预测解码方法，具有：

数据分析步骤，从将图像分割为多个区域并进行了编码的压缩数据中，提取对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的编码数据、用于确定所述对象区域内的部分区域的区域宽度的信息的编码数据以及残差信号的编码数据，该对象区域内的部分区域的预测信号是使用与所述对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息生成的；

预测信息解码步骤，对所述预测信息的编码数据进行解码，复原所述对象区域所附带的预测信息；

判定步骤，对所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；

区域宽度解码步骤，在由所述判定步骤判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，对用于确定所述区域宽度的信息的编码数据进行解码，复原该区域宽度；

预测信号生成步骤，使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息以及所述区域宽度，由已再现信号生成所述对象区域的预测信号；

残差信号复原步骤，由所述残差信号的编码数据，复原所述对象区域的再现残差信号；

再现信号生成步骤，对所述对象区域的预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及

存储步骤，存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

14.一种图像预测解码程序，其使计算机作为以下单元进行工作：

数据分析单元，其从将图像分割为多个区域并进行了编码的压缩数据中，提取对象区域的预测信号的生成所使用的预测信息的编码数据、用于确定所述对象区域内的部分区域的区域宽度的信息的编码数据以及残差信号的编码数据，该对象区域内的部分区域的预测信号是使用与所述对象区域邻接的邻接区域所附带的预测信息生成的；

预测信息解码单元，其对所述预测信息的编码数据进行解码，复原所述对象区域所附带的预测信息；

判定单元，其对所述对象区域所附带的预测信息和所述邻接区域所附带的预测信息进行比较，根据该比较的结果，判定所述对象区域的预测信号的生成是否能够利用所述邻接区域所附带的预测信息；

区域宽度解码单元，在由所述判定单元判定为所述对象区域的预测信号的生成能够利用所述邻接区域所附带的预测信息的情况下，该区域宽度解码单元对用于确定所述区域宽度的信息的编码数据进行解码，复原该区域宽度；

预测信号生成单元，其使用所述对象区域所附带的预测信息、所述邻接区域所附带的预测信息以及所述区域宽度，由已再现信号生成所述对象区域的预测信号；

残差信号复原单元，其由所述残差信号的编码数据，复原所述对象区域的再现残差信号；

加法单元，其对所述对象区域的预测信号和所述再现残差信号进行相加，由此生成所述对象区域的再现信号；以及

存储单元，其存储所述对象区域的再现信号，作为所述已再现信号。

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