CN103119940A - 视频编码方法、视频解码方法、视频编码装置、视频解码装置以及它们的程序 - Google Patents

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Abstract

本发明进行将小数精度像素的内插方法切换的区域的最佳化，按分割的每个区域切换内插方法，降低运动补偿帧间预测的残差能量。视频编码装置具备：编码信息取得部，按每个块取得编码信息；区域分类部，根据所述编码信息以块单位进行区域分类；区域分割再定义处理部，基于所述区域分类的结果，使水平方向或垂直方向或它们双方的区域分割线移动，确定属于特定的所述区域分类的块的密度为规定的阈值以上的区域分割线；内插方法切换部，按被所述区域分割线分割的每个分割区域对小数精度像素的内插方法进行切换；内插执行部，以所述分割区域单位执行小数精度像素的内插；图像编码部，使用将进行内插后的图像作为对象的小数精度的运动补偿型帧间预测对图像进行编码；以及区域分类信息编码部，对与所述区域分类相关的信息进行编码。

Description

视频编码方法、视频解码方法、视频编码装置、视频解码装置以及它们的程序
技术领域
本发明涉及谋求使用小数精度的运动补偿型帧间预测的视频编码中的内插滤波器的性能改善并且改善编码效率的视频编码、解码技术。
本申请基于2010年9月30日向日本申请的特愿2010–220560号要求优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在视频编码中，在不同的帧间执行预测的帧间预测（运动补偿）编码中，参照已经进行了解码的帧，以使预测误差能量等为最小的方式求取运动矢量，对其残差信号进行正交变换，实施量化，经熵（entropy）编码变成二进制数据。为了提高编码效率，预测误差能量的降低是不可缺少的，要求预测精度更高的预测方式。
在视频编码标准方式中导入有很多用于提高帧间预测的精度的工具（tool）。例如，在H.264/AVC中，在最近的帧中存在遮挡（occlusion）的情况下，参照在时间上稍微离开的帧更能降低预测误差能量，因此能够参照多个帧。将本工具称为多个参照帧预测。
此外，为了也能应对复杂的形状的运动，除了16×16和8×8以外，还能像16×8、8×16、8×4、4×8、4×4那样对块大小（block size）细致地进行分割。将本工具称为可变块大小预测。
与它们同样地，根据参照帧的整数精度像素使用6抽头（tap）的滤波器对1/2精度的像素进行内插，进而利用该像素以线性内插生成1/4精度的像素。由此，对于小数精度的运动，预测变得准确。将本工具称为1/4像素精度预测。在本说明书中，“小数精度”是指以比像素间隔的整数倍高精度的小数像素单位配置运动矢量、或者将运动矢量配置在整数倍的位置。例如，将对各像素间隔进行二等分的位置称为1/2精度，将对各像素间隔进行三等分的位置称为1/3精度。
面向编码效率比H. 264/AVC高的下一代视频编码标准方式的制定，在国际标准化组织ISO/IEC“MPEG”（International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission “Moving Picture Experts Group”：国际标准化组织/国际电工委员会“运动图像专家组”）、ITU–T“VCEG”（International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector “Video Coding Experts Group”：国际电信联盟电信标准化部门“视频编码专家组”）中，目前从世界各国收集了各种提案。其中，特别是与帧间预测（运动补偿）相关联的提案完成得较多，在VCEG主导制作的面向下一代视频编码软件（以下，KTA（Key Technical Area：关键技术领域）软件）中采用了削减运动矢量的码量的工具、将块大小扩展到16×16以上的工具。
特别是，使小数精度像素的内插滤波器系数自适应地变化的工具被称为自适应内插滤波器，在大致全部的图像中有效果，最初在KTA软件中被采用。在对MPEG和VCEG共同推进的下一代视频编码标准制定用的组JCT–VC（Joint Collaborative Team on Video Coding：视频编码联合协作小组）发布的下一代视频编码测试模型的征集（Call for Proposal）的投稿中也很多采用了本技术。
此外，除了自适应内插滤波器以外，还提出了准备多个固定内插滤波器系数的组，从其中选择最佳的组执行内插的固定内插滤波器的改善方法，将它们导入到JCT–VC的暂定测试模型TMuC（Test Model under Consideration）之中。因为上述的内插滤波器的改善方法对编码效率提高的贡献高，所以与效果同样好的环内（in-loop）滤波器、块大小扩展（使用以往的16×16大小以上的例如32×32、64×64的方法）并列为非常受期待的领域之一。
[固定的内插]
在H. 264/AVC 中，如图14所示，在1/2像素位置的内插时，使用成为对象的内插像素的左右各3点共计6个整数像素进行内插。对于垂直方向，使用上下各3点共计6个整数像素进行内插。滤波器系数分别为[（1、-5、20、20、-5、1）/32]。在对1/2像素位置进行了内插之后，使用[1/2、1/2]的平均值滤波器对1/4像素位置进行内插。因为需要一次对全部1/2像素位置进行内插并求取，所以计算复杂度高，但是能实现性能高的内插，导致编码效率提高。以上的固定的内插滤波器的细节在非专利文献1、非专利文献2中示出。
为了改善H. 264/AVC的内插滤波器性能，提出了准备多个固定内插滤波器系数的组，以帧单位灵活地切换内插滤波器系数的技术。本方式被称为带有偏移量的切换型内插滤波器（Switched Interpolation Filter with Offset（以下，SIFO）），不仅是内插滤波器，而且是通过还另外计算用于调整亮度信号的偏移量并进行传输而改善编码效率的技术。作为本机构的改善，还提出了如下技术，即为了削减内插滤波器切换的运算成本而使用过去的编码完成帧的信息，确定在该帧中使用的内插滤波器，并且以单程（single pass）方式执行。以上的情况在非专利文献3和非专利文献4中示出。
[自适应的内插]
在H. 264/AVC中，与输入图像条件（片段种类/图像大小/帧率）、编码条件（块大小/GOP（Group of Pictures：图像组）构造/QP（Quantization Parameter：量化参数））无关，滤波器系数值是固定的。在滤波器系数值为固定的情况下，例如未考虑图形失真（aliasing）、量化误差、由运动估计造成的误差、摄像机噪声（camera noise）等的时间性变化的效果。因此，认为在编码效率方面在性能提高上存在极限。因此，在非专利文献5中提出了使内插滤波器系数自适应地变化的方式，称为非分离型的自适应内插滤波器。
在非专利文献5中，考虑二维的内插滤波器（6×6共计36个滤波器系数），以使预测误差能量为最小的方式确定滤波器系数。虽然与使用在H. 264/AVC中使用的一维6抽头的固定内插滤波器相比能实现更高的编码效率，但是因为在求取滤波器系数方面的计算复杂度非常高，所以在非专利文献6中介绍了用于降低其计算复杂度的提案。
在该非专利文献6中介绍的手法被称为分离型自适应内插滤波器（SAIF：Separable Adaptive Interpolation Filter），不是使用二维的内插滤波器，而是使用一维的6抽头内插滤波器。
图15A～图15C是示出分离型自适应内插滤波器（SAIF）中的非整数精度的像素内插方法的图。作为顺序，如图15B的步骤1所示，首先，对水平方向的像素（a、b、c）进行内插。在滤波器系数的确定中使用整数精度像素C1至C6。利用通常已知的最小二乘法（参照非专利文献5）以解析的方式确定使式（1）的预测误差能量函数Ex 2最小化那样的水平方向滤波器系数。
[数式1]
Figure 139187DEST_PATH_IMAGE001
在此，S表示原图像，P表示解码完成参照图像，x和y分别表示图像中的水平和垂直方向的位置。此外，～x（～是标注在x上方的标记；其它也相同）是～x=x+MVx-FilterOffset，MVx表示事先得到的运动矢量的水平分量，FilterOffset表示调整用的偏移量（将水平方向滤波器长度除以2的值）。对于垂直方向，为～y=y+MVy，MVy表示运动矢量的垂直分量。wci表示应求取的水平方向滤波器系数组ci（0≤ci＜6）。
得到与用式（1）求取的滤波器系数相同数量的一次方程式，按水平方向的每个小数像素位置独立地实施最小化处理。经该最小化处理求取3种6抽头滤波器系数组，使用该滤波器系数对小数精度像素a、b、c进行内插。
在水平方向的像素内插完成了之后，如图15C的步骤2所示，实施垂直方向的内插处理。通过求解与水平方向相同的线性问题，从而确定垂直方向的滤波器系数。具体地说，以解析的方式确定使式（2）的预测误差能量函数Ey 2最小化那样的垂直方向滤波器系数。
[数式2]
Figure 338218DEST_PATH_IMAGE002
在此，S表示原图像，^P（^是标注在P的上方的标记）表示解码后在水平方向上进行内插处理的图像，x和y分别表示图像中的水平和垂直方向的位置。此外，用～x=4・（x+MVx）表现，MVx表示化成整数后的运动矢量的水平分量。对于垂直方向，用～y=y+MVy-FilterOffset表现，MVy表示运动矢量的垂直分量，FilterOffset表示调整用的偏移量（将滤波器长度除以2的值）。wcj表示应求取的垂直方向滤波器系数组cj（0≤cj＜6）。
按每个小数精度像素独立地实施最小化处理，得到12种6抽头滤波器系数组。使用该滤波器系数对剩余的小数精度像素进行内插。
根据以上，需要对合计90（=6×15）个滤波器系数进行编码，并传输到解码侧。特别是对于低清晰度的编码，该开销变大，因此使用滤波器的对称性来削减应传输的滤波器系数。例如，如图15A所示，b、h、i、j、k的位置位于相对于内插方向的中心，如果是水平方向，则能使用于左3点的系数反转应用于右3点。同样地，如果是垂直方向，则能使用于上3点的系数反转应用于下3点（c1=c6、c2=c5、c3=c4）。
除此之外，d和l的关系是夹着h成为对称，因此滤波器系数也能分别反转地进行利用。即，如果传输d的6个系数，则也能将该值应用于l。变为c（d）1=c（l）6、c（d）2=c（l）5、c（d）3=c（l）4、c（d）4=c（l）3、c（d）5=c（l）2、c（d）6=c（l）1。该对称性也能在e和m、f和n、而且g和o中利用。虽然同样的理论也对a和c成立，但是因为水平方向的结果也会对垂直方向的内插造成影响，所以不使用对称性，a和c分别单独地进行传输。利用以上的对称性的结果是，应按每个帧传输的滤波器系数变成51个（水平方向为15个、垂直方向为36个）。
在以上的非专利文献6的自适应内插滤波器中，预测误差能量的最小化处理的单位被帧固定。对一个帧确定51个滤波器系数。在假定将编码对象帧分为大的两种（或者多种）纹理（texture）区域的情况下，最佳的滤波器系数为考虑了这两者（全部的纹理）的系数组。假设在A的区域中仅原来垂直方向有特征性的滤波器系数，在B的区域中仅水平方向得到滤波器系数，在这样的状况下，以对该双方进行平均化的形式导出滤波器系数。
在非专利文献7和非专利文献8中提出了如下方法：关于一个帧不限定于一个滤波器系数组（51个系数），根据图像的局部性质，准备多个滤波器系数组进行切换，由此达到预测误差能量的降低，实现编码效率的改善。
如图16A和图16B所示，设想编码对象帧包含性质不同的纹理的情况。如图16A所示，在作为帧整体使一个滤波器系数组最佳化来进行发送的情况下，考虑各纹理的全部性质。在纹理不太改变的情况下，可以认为利用整体最佳化得到的滤波器系数是最佳的，但是在具有相反的性质的纹理的情况下，如图16B所示，使用按每个纹理进行最佳化的滤波器系数更能削减帧整体的码量。
作为区域分割的手法，在非专利文献7和非专利文献8中，采用运动矢量（水平垂直分量，方向）、空间坐标（宏块（macroblock）位置，块的x坐标、y坐标），考虑各种图像性质来实施区域分割。
虽然上述的情况以自适应内插滤波器为基础，但是不限于自适应内插滤波器，在图像具有的性质在画面内不同的情况下，即使在从如非专利文献3和非专利文献4中所示出的那样的固定内插滤波器系数之中进行选择的情况下，同样的讨论也成立。即，只要能选择适于区域的固定内插滤波器，就能与在帧整体中施加一种固定内插滤波器的情况相比实现编码效率改善。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：大久保榮、角野眞也、菊池義浩、鈴木輝彦:“H. 264/AVC教科書改訂三版”， Impress， pp. 119–123， 2009
非专利文献2：I. E. G. Richardson, G. J. Sullivan:“H. 264 and MPEG–4 VIDEO COMPRESSION”， WILEY， pp. 172–175， 2003
非专利文献3：Marta Karczewicz, Yan Ye, Peisong Chen:“Switched Interpolation Filter with Offset”， ITU–T SG16 Q.6 VCEG， VCEG–AI35， Berlin， Germany， Jul. 2008
非专利文献4：Marta Karczewicz, Yan Ye, Peisong Chen, Giovanni Motta:“Single Pass Encoding using Switched Interpolation Filters with Offset”， ITU–T SG16 Q.6 VCEG， VCEG–AJ29， San Diego， California， USA， Oct. 2008
非专利文献5：Y. Vatis, B. Edler, D. T. Nguyen, J. Ostermann:“Motion-and aliasing-compensated prediction using a two-dimensional non-separable adaptive Wiener interpolation filter”， Proc. ICIP2005， IEEE International Conference on Image Processing， pp. II 894–897， Genova， Italy， Sep. 2005
非专利文献6：S. Wittmann, T. Wedi:“Separable adaptive interpolation filter for video coding”，Proc. ICIP2008， IEEE International Conference on Image Processing， pp. 2500–2503， San Diego， California， USA， Oct. 2008
非专利文献7：松尾翔平、高村誠之、如澤裕尚:“領域分割機能を有する分離型適応補間フィルタに関する検討”，电子信息通信学会图像工程学研究会， pp. 113–116， Nov. 2009
非专利文献8：Shohei Matsuo, Yukihiro Bandoh, Seishi Takamura, Hirohisa Jozawa:“Region-Based Adaptive Interpolation Filter”， ITU–T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 JCT–VC， JCTVC–B051， Jul. 2010。
发明内容
发明要解决的课题
非专利文献7和非专利文献8所记载的区域分割型自适应内插滤波器考虑了图像具有的局部性质，在帧内切换多个滤波器系数组，由此削减预测误差能量，谋求编码效率的提高。
非专利文献7和非专利文献8在区域分割时着眼于运动矢量和空间坐标，但是未能考虑残差信号的纹理信息。此外，根据运动矢量、空间坐标进行的区域分割并不能说是能够完全根据图像的性质来进行区域分割。例如，在非专利文献8中，虽然在空间分割时实施水平方向二等分、三等分、四等分（垂直方向也同样地实施）或同时实施水平方向二等分和垂直方向二等分，但是区域的范围被固定。同样地，对于使用了运动矢量的分割，也因为运动矢量以块单位进行切换，所以即使多个块包含在相同的纹理区域中，也能通过运动不同而发生这些块包含在不同的区域中的情况。可以认为根据区域分割的结果进行区域信息的更新，使得接近于实际的图像所具有的性质切换的区域，由此预期编码效率的进一步改善。
此外，在像非专利文献3和非专利文献4中所记载的那样的以区域单位对固定内插滤波器系数和偏移量进行切换的情况下，即使应用非专利文献7和非专利文献8的想法，关于滤波器索引（filter index）的产生码量也会以分割区域单位产生，不能进行削减。
本发明鉴于这方面，其目的在于，与现有技术相比进一步实现由运动补偿帧间预测的残差能量降低带来的编码效率的改善，更具体地说，对在画面内运动、纹理较大地不同的图像实现编码效率的改善。
用于解决课题的方案
作为用于实现上述目的的方法，基于残差信号所具有的信息反映了原图像的纹理信息的设想，计算残差信号的能量，实施区域分割（也称为区域分类）。此外，对基于特定的编码信息得到的区域分割结果执行调整区域分割的范围的处理（在本发明中将此称为区域分割再定义处理），选择率失真成本为最佳的分割，由此，实现预测误差能量的降低，改善编码效率。进而，使用编码完成帧的信息变更对滤波器索引的码字分配，实现开销削减。
本发明的视频编码处理的概要如下。
（1）以运动补偿的块单位，根据运动矢量、纹理（边缘）信息等的编码信息，分割（分类）成性质类似的多个区域。即，按每个块确定区域分割编号。
（2）对在上述的处理（1）中得到的区域分割信息，实施区域分割再定义处理。在此，区域分割再定义处理是如下处理，即，将例如根据编码信息得到的区域分割信息作为输入，使水平方向或垂直方向的区域分割线移动，进行计算各区域分割线的位置处的具有特定的区域分割编号的块的块密度的处理和块密度是否超过阈值的判定处理，确定最佳的区域分割线的位置，更新区域分割信息并进行输出。
（3）对根据更新后的区域分割信息得到的各分割区域选择最佳的内插滤波器系数组。此时，生成或选择从率失真成本的观点出发为最佳的内插滤波器系数组。
（4）对各分割区域应用根据在上述的处理（3）中得到的内插滤波器系数组的内插滤波器。
（5）对各分割区域所需的内插滤波器系数或滤波器索引信息进行编码。
（6）对DCT（Discrete Cosine Transform：离散余弦变换）系数等其它信息全部进行编码。
本发明的视频解码处理的概要如下。
（1）对内插滤波器系数或滤波器索引进行解码。
（2）按每个块对运动矢量等的编码信息进行解码。
（3）基于编码信息确定区域分割信息。
（4）根据在上述的（2）中得到的编码信息和在上述的（3）中得到的区域分割信息，进行与编码器中的区域分割再定义处理相同的处理。
（5）根据得到的内插滤波器系数组实施图像内插，对参照图像进行复原。
（6）使用在上述的（5）中得到的参照图像进行运动补偿，得到解码图像。
本发明的作用如下。在使用以往的区域分割方法的内插滤波器中，采用使用了运动矢量和空间坐标的区域分割手法，不能进行使用了与残差信号相关的信息的区域分割，不能充分考虑图像的局部性。进而，不能对一旦被确定的分割区域的范围进行变更。此外，没有根据编码完成帧的统计信息适当地变更码量分配并削减开销的机构。
另一方面，在本发明中，既能实现与残差信号的特征量对应的区域分割，又能实现根据编码信息进行区域分割后的区域范围的调整，由此能改善编码效率。此外，如果进行不是按每个分割区域自适应地导出内插滤波器系数，而是从多个固定内插滤波器系数组中选择最佳的系数组的处理，则也能实现与滤波器索引相关的开销削减。特别是，与内插滤波器一起以分割区域单位对用于内插处理的亮度信号和色差信号的至少一方的偏移量分量进行计算，将求取出的偏移量应用于该分割区域进行编码，并对求取出的偏移量信息进行编码，由此能实现进一步的编码效率改善。进而，收集编码完成帧的信息，计算对固定内插滤波器系数组的索引的发生概率，基于得到的概率，在索引的编码时选择码字进行分配，由此能抑制头信息的增加。
特别是，本发明最有特色的特征在于，考虑到以下情况，即虽然根据图像中的运动矢量、纹理（边缘）信息等的编码信息对区域进行分割，但是仅仅这样，分割的粒度变成用于预测的块单位并且不一定按照实际的运动、纹理的情况，通过基于从编码信息得到的区域分割信息来实施区域分割再定义处理，从而能对滤波器系数切换的区域进行调整，使得能更灵活地对图像的局部性进行应对。
发明效果
根据本发明，在对区域进行分割并按每个区域应用内插滤波器时，能实现利用了残差信号的能量信息的区域分割，使区域分割的种类具有灵活性，能扩展对于图像局部性的灵活性。此外，能调整根据使用了编码信息的区域分类进行的区域分割后的区域范围，使滤波器切换的区域范围具有灵活性，能提高对于图像局部性的灵活性。进而，导入了开销削减用的机构。根据以上的主要原因，能利用本发明来改善编码效率。
附图说明
图1是示出视频编码装置的结构例的图。
图2是示出区域分割再定义处理部的结构例的图。
图3是视频编码处理（例1）的流程图。
图4是示出区域分割的例子的图。
图5是示出区域分割的例子的图。
图6是区域分割再定义处理的流程图。
图7是分割线位置确定处理的流程图。
图8是示出区域分割再定义处理结果的例子的图。
图9是视频编码处理（例2）的流程图。
图10是视频编码处理（例3）的流程图。
图11是视频编码处理（例4）的流程图。
图12是示出视频解码装置的结构例的图。
图13是视频解码处理的流程图。
图14是示出以往的视频编码标准方式中的非整数精度的像素内插方法的例子的图。
图15A是示出分离型自适应内插滤波器（SAIF）中的非整数精度的像素内插方法的图。
图15B是示出分离型自适应内插滤波器（SAIF）中的非整数精度的像素内插方法的图。
图15C是示出分离型自适应内插滤波器（SAIF）中的非整数精度的像素内插方法的图。
图16A是示出以往的自适应内插滤波器与区域分割型自适应内插滤波器的比较的图。
图16B是示出以往的自适应内插滤波器与区域分割型自适应内插滤波器的比较的图。
具体实施方式
以下，一边使用附图一边说明本发明的实施方式。
[视频编码装置]
图1是示出本发明的视频编码装置的结构例的图。视频编码装置10是如下装置，即，使用利用了运动矢量、边缘等的图像纹理信息的区域分割型内插滤波器来进行小数精度像素的内插，利用小数精度的运动补偿进行编码，该视频编码装置10具备如下机构，即，在进行了基于区域分类的临时分割（分组（grouping））之后，对成为切换内插滤波器的单位的区域的分割进行再定义，由此能实现效率高的内插滤波器的切换。
在视频编码装置10中，在使用边缘计算部12计算出的边缘信息将输入的视频信号的编码对象帧分割成由成为自适应地对内插滤波器系数进行切换的单位的多个块构成的多个区域时，首先，区域分割部11使用从边缘计算部12得到的边缘信息，将各块分类为具有类似的图像特征的区域，并输出表示该分类的区域分割信息。边缘计算部12进行运动补偿时的从参照图像提取边缘信息的处理。再有，虽然将在后面详细地进行叙述，但是也能提取运动矢量等其它的编码信息来进行使用。
为了对作为区域分割部11的输出的区域分割信息进行再定义，区域分割再定义处理部13使水平方向或垂直方向或该双方的区域分割线移动，对具有特定的区域分割编号的块的密度为规定的阈值以上的区域分割线进行选择，由此对区域分割部11临时分割后的区域分割进行调整，并对成为实际切换内插滤波器系数的单位的区域分割进行再定义。
内插滤波器系数切换部14按照由区域分割再定义处理部13进行再分割后的每个区域，对预测编码中的对参照图像使用的小数精度像素的内插滤波器系数进行切换。作为成为该切换对象的内插滤波器系数，按照每个区域，选择在原图像与内插后的参照图像的预测误差的编码中平方误差能量为最小的内插滤波器系数或率失真成本为最小的内插滤波器系数来进行使用。
预测信号生成部15具备参照图像内插部151和运动检测部152。参照图像内插部151对储存在参照图像存储器19中的解码完成参照图像应用利用内插滤波器系数切换部14选择出的内插滤波器系数的内插滤波器。运动检测部152通过对内插后的参照图像进行运动搜索，从而计算出运动矢量MV。预测信号生成部15通过利用了由运动检测部152计算出的小数精度的运动矢量的运动补偿来生成预测信号。
预测编码部16计算输入视频信号与预测信号的残差信号，对其进行正交变换，利用变换系数的量化等进行预测编码。此外，解码部18对预测编码的结果进行解码，为了以后的预测编码而将解码信号储存在参照图像存储器19中。
可变长度编码部17对量化后的变换系数、运动矢量进行可变长度编码，并且对与区域分割相关的信息进行编码，将它们输出为编码比特流（bit stream）。
图2示出视频编码装置10中的区域分割再定义处理部13的结构例。在区域分割再定义处理部13中，分割信息保存部131对输入的区域分割信息进行保存。该区域分割信息例如是对各块赋予的区域分割编号。该区域分割编号是表示各块属于哪个区域的区域的分类信息。对象区域设定部132设定对哪个区域分割编号的区域进行处理。分割线位置初始化部133对区域分割再定义用的水平方向或垂直方向或该双方的区域分割线的初始位置进行设定。块密度计算部134计算针对用区域分割线隔开的区域的具有由对象区域设定部132设定的区域分割编号的块的密度。阈值设定部135对用于块密度的条件判定的阈值α、β进行设定。条件判定部136基于块密度计算部134计算出的块密度和阈值设定部135设定的阈值α、β，判定被区域分割线隔开的区域是否符合规定的条件。在不满足规定的条件的情况下，使区域分割线移动，同样地重复由块密度计算部134进行的块密度的计算和由条件判定部136进行的条件的判定。再有，关于这些处理的细节，将使用流程图在后面进行叙述。最后，从区域分割再定义处理部13输出由满足条件的区域分割线进行分割后的区域分割信息来作为再定义完成区域分割信息。
[编码处理（例1）]
图3是视频编码装置10执行的视频编码处理的流程图。以下，只要没有特别预先声明，就假定亮度信号的处理来进行说明，但是不仅是亮度信号，还能应用于色差信号。在该例子中，在区域分割后通过区域分割再定义处理进行区域范围的修正，以区域单位导出最佳的内插滤波器来实施编码。
首先，在步骤S101中，输入编码对象的帧。
接着，在步骤S102中，从事先定义的分割模式中选择1个。分割模式确定基于什么样的信息来对区域进行分割（分类），运动矢量、空间坐标、纹理（边缘）信息等编码信息全部能作为用于进行区域分割的信息来进行利用。关于该分割模式，例如像以下那样预先确定各种模式：模式1为基于运动矢量的方向的分割，模式2为基于运动矢量的长度的分割，模式3为基于运动矢量的水平分量的大小的分割，模式4为基于运动矢量的垂直分量的大小的分割，模式5为基于从参照图像提取出的边缘的方向的分割，模式6为基于从参照图像提取出的边缘的水平分量的大小的分割，模式7为基于从参照图像提取出的边缘的垂直分量的大小的分割，模式8为从预测误差图像提取出的边缘的方向的分割，…。与分割模式对应的分割手法不限于以上的例子，能使用以从编码信息得到的各种信息为基础的手法，进而也可以将对前述的多个模式进行组合后的模式确定为一个模式。
接着，在步骤S103中，将帧分割成块，例如，分割成具有m×n（m、n为正整数）的运动预测的块大小的块，以块单位导出运动矢量、图像纹理（边缘信息）等编码信息。例如，在分割模式为使用运动矢量的分割模式的情况下，计算最佳的运动矢量。对用于在步骤S103中计算运动矢量的参照图像的小数精度像素的内插，例如使用以往的H. 264/AVC的固定6抽头滤波器。此外，为了节约运动搜索处理，也可以使用与前一帧相同位置的块所指示的运动矢量。
接着，在步骤S104中，使用在步骤S103中得到的编码信息，例如使用1个或多个运动矢量，对该块赋予区域分割编号。即，实施区域分割。此时，例如，在用P画面进行编码的情况下，能取得1个运动矢量，在用B画面进行编码的情况下，能得到2个运动矢量。
在B画面的情况下，能使用两种区域分割手法。一个是对各个运动矢量所指示的帧使用不同的滤波器的情况，另一个是根据2个运动矢量的信息对预测矢量统一使用1个滤波器的情况。在前者的情况下，按照2个运动矢量所指的方向，赋予k（k为任意的正整数）种编号。即，重复两次与P画面同样的处理。在后者的情况下，如果所参照的帧编号（ref_idx）不同，例如，在第一个是在时间上离开的帧（ref_idx≠0）并且第二个矢量示出时间上的最近帧（ref_idx＝0）的情况下，则也能进行优先在时间上近的一方并使用同一内插滤波器等的处理。
如上所述，根据分割模式，不仅是运动矢量的方向，而且运动矢量的长度、分量等也能在区域分割判定中进行利用。在图4中示出使用运动矢量的长度（水平/垂直分量的绝对值）来将帧分割成4个区域的事例。此外，在图5中示出使用运动矢量的分量本身来将帧分割成4个区域的事例。在图4和图5中，作为阈值示出了Tx和Ty，但是它们被作为之后的步骤S109中的内插滤波器信息的一部分另外进行编码并传输。关于阈值，可以作为固定值而使用全帧相同的值，也能以帧单位进行调整使得各区域的比率为同样比率（区域1至区域4为大致相同的面积比的情况）或固定的值。但是，在以帧单位使比率可变的情况下，需要以帧单位对比率进行编码。此外，关于Tx和Ty，可以设定为不同，也可以为了削减开销信息而设定相同的值（Tx＝Ty）。在该处理中，帧被分割成多个区域。
接着，在步骤S105中，区域分割再定义处理部13根据在步骤S104中得到的区域分割信息实施区域分割再定义处理。关于区域分割再定义处理的细节，将使用图6在后面进行叙述。
接着，在步骤S106中，根据步骤S105的再定义后的区域分割的结果，按每个区域进行内插滤波器的最佳化处理。在自适应内插滤波器的情况下，按每个区域计算使平方误差能量最小化的内插滤波器系数。
接着，在步骤S107中，使用在步骤S106中得到的内插滤波器系数来执行参照图像的内插。
接着，在步骤S108中，对在步骤S107中得到的内插图像导出运动矢量。
接着，在步骤S109中，对在步骤S106中得到的与内插相关的信息、即内插滤波器系数进行编码。此外，内插所需的信息、区域分割所需的阈值关联的信息等全部在该步骤中进行编码。
接着，在步骤S110中，对剩余的应编码的信息（纹理信息即量化系数值、运动矢量等）全部进行编码。
接着，在步骤S111中，确认除了在步骤S102中选择出的分割模式以外是否还存在应搜索的分割模式。如果存在应搜索的分割模式，则返回至步骤S102，对下一分割模式同样地重复处理。如果针对应搜索的全部分割模式结束了处理，则转移到步骤S112。
接着，在步骤S112中，根据由步骤S102～S111构成的环的结果，确定使率失真成本最小化的分割模式。对该信息进行编码并传输。
接着，在步骤S113中，进行输入图像帧的编码是否全部结束的判定。如果未结束，则返回至步骤S101，并将处理转移到下一帧。如果全部的帧的编码结束了，则结束编码处理。
图6是区域分割再定义处理的流程图，图7是区域分割再定义处理中的分割线位置确定处理的流程图。以下，使用图6和图7对图3的步骤S105的区域分割再定义处理的细节进行说明。
在步骤S121中，取得在步骤S104中得到的区域分割信息。例如，假设得到了如图8的（A）所示将编码对象的帧分割成区域1和区域2的区域的结果。
接着，在步骤S122中，设定分割再定义所需的阈值α和β。α是与水平方向的分割线确定相关的阈值，β是与垂直方向的分割线确定相关的阈值。这些值可以用实验方法求取，也能使用例如0.9等的固定值。
接着，在步骤S123中，根据在步骤S121中取得的区域分割信息和在步骤S122中设定的阈值α，进行水平方向的分割线的位置确定。关于详细流程将使用图7在后面进行叙述。
接着，在步骤S124中，根据在步骤S121中取得的区域分割信息和在步骤S122中设定的阈值β，进行垂直方向的分割线的位置确定。关于详细流程与在图7中说明的处理相同。
如图7所示那样进行步骤S123的分割线位置的确定。首先，在步骤S131中，将分割线的位置i设置成初始位置。如果是水平方向的分割线确定的情况，则如图8的（A）所示，将包含从左起的开头的块的线设为初始位置，设定为i=1。
接着，在步骤S132中，在进行分割的区域为两种的情况下，对区域1和区域2各自的块总数进行计数。此时，将总数少的一方设定为对象区域。在图8的（A）的情况下，区域1的块数为78个，区域2的块数为50个，因此将区域2设定为对象区域。
接着，在步骤S133中，计算分割位置i处的各对象区域的块密度DL和DR。DL表示区域分割线的左区域中的块密度，DR表示右区域中的块密度。块密度DL的定义如以下那样。
块密度DL=左区域中的对象块的数量/左区域所包含的块总数。关于块密度DR，关于上述代替左区域而采用右区域。
图8的（B）示出在区域分割线移动到i=12时的例子，但是在该情况下的块密度DL、DR分别为
。
接着，在步骤S134中，实施在步骤S133中计算出的块密度是否超过阈值的判定。例如，在设阈值α=0.9的图8的区域分割例的情况下，因为以i=12满足条件，所以在该位置确定区域分割线。如果在不满足条件的情况下，增加i，返回至步骤S132。
通过以上的处理，水平方向的区域的再定义结果如图8的（C）所示。对于垂直方向，也能以与上述处理同样的流程确定区域分割线。此外，关于阈值，既可以对编码对象视频的全部帧使用相同的值，也可以检测场景更换（scene change），按由多个帧构成的每个场景进行切换。在以场景单位进行切换的情况下，需要在步骤S109中按每个场景对阈值信息进行编码。此外，也可以以帧单位切换阈值。在该情况下，需要以帧单位进行阈值的编码。
[编码处理（例2）]
图9示出视频编码装置10执行的视频编码处理的第二个例子。以下，只要没有特别预先声明，就假定亮度信号的处理来进行说明，但是不仅是亮度信号，还能应用于色差信号。在该例子中，在区域分割后通过区域分割再定义处理进行区域范围的修正，以区域单位确定最佳的固定内插滤波器来实施编码。
首先，在步骤S201中，输入编码对象图像的帧。
接着，在步骤S202中，从事先定义的分割模式中选择1个。关于分割模式，如在编码处理（例1）中所说明的那样。
接着，在步骤S203中，将帧分割成块，例如，分割成具有m×n（m、n为正整数）的运动预测的块大小的块，以块单位计算出最佳的运动矢量。对步骤S203中的参照图像的小数精度像素的内插例如使用以往的H. 264/AVC的固定6抽头滤波器。此外，为了节约运动搜索处理，也可以使用与前一帧相同位置的块所指示的运动矢量。
接着，在步骤S204中，使用在步骤S203中得到的1个或多个运动矢量，对该块赋予区域分割编号。与编码处理（例1）的步骤S104同样地使用编码信息（运动矢量、纹理信息等）来进行区域分割。
接着，在步骤S205中，根据在步骤S204中得到的区域分割信息，实施区域分割再定义处理。区域分割再定义处理的细节为使用图6和图7详细地进行叙述的处理。
接着，在步骤S206中，根据步骤S205的再定义后的区域分割的结果，按每个区域进行内插滤波器的最佳化处理。例如，在固定内插滤波器中，按顺序试验所准备的多个固定内插滤波器的索引，计算率失真成本。通过像这样试验事先进行定义的滤波器组，从而取得最佳的滤波器索引。在本步骤中，例如能使用基于平方误差能量的成本函数等的原有滤波器确定方法。
接着，在步骤S207中，使用在步骤S206中得到的内插滤波器索引来执行参照图像的内插。
接着，在步骤S208中，对在步骤S207中得到的内插图像导出运动矢量（MV）。
接着，在步骤S209中，对在步骤S206中得到的作为与内插相关的信息的固定内插滤波器索引和区域分割所需的信息进行编码。与内插相关的阈值等的信息也在本步骤中进行编码。
接着，在步骤S210中，对剩余的应编码的信息（纹理信息即量化系数值、运动矢量等）全部进行编码。
接着，在步骤S211中，确认除了在步骤S202中选择出的分割模式以外是否没有应搜索的分割模式。如果有应搜索的分割模式，则返回至步骤S202，如果针对应搜索的全部分割模式结束了处理，则转移到步骤S212。
接着，在步骤S212中，根据由步骤S202～S211构成的环的结果，确定使率失真成本最小化的分割模式。对该信息进行编码并传输。
接着，在步骤S213中，进行输入图像帧的编码是否全部结束的判定。如果未结束，则返回至步骤S201，并将处理转移到下一帧。如果全部的帧的编码结束了，则结束编码处理。
[编码处理（例3）]
图10示出视频编码装置10执行的视频编码处理的第三个例子。以下，只要没有特别预先声明，就假定亮度信号的处理来进行说明，但是不仅是亮度信号，还能应用于色差信号。在该例子中，在区域分割后通过区域分割再定义处理进行区域范围的修正，以区域单位确定最佳的固定内插滤波器和最佳的滤波器偏移量来实施编码。
首先，在步骤S301中，输入编码对象图像的帧。
接着，在步骤S302中，从事先定义的分割模式中选择1个。
接着，在步骤S303中，将帧分割成块，例如，分割成具有m×n（m、n为正整数）的运动预测的块大小的块，以块单位计算出最佳的运动矢量。对步骤S303中的参照图像的小数精度像素的内插例如使用以往的H. 264/AVC的固定6抽头滤波器。此外，为了节约运动搜索处理，也可以使用与前一帧相同位置的块所指示的运动矢量。
接着，在步骤S304中，使用在步骤S303中得到的1个或多个运动矢量，对该块赋予区域分割编号。与编码处理（例1）的步骤S104同样地使用编码信息（运动矢量、纹理信息等）来进行区域分割。
接着，在步骤S305中，根据在步骤S304中得到的区域分割信息，实施区域分割再定义处理。区域分割再定义处理的细节为使用图6和图7详细地进行叙述的处理。
接着，在步骤S306中，根据步骤S305的再定义后的区域分割的结果，按每个区域进行内插滤波器的最佳化处理。例如，在固定内插滤波器中，按顺序试验所准备的多个固定内插滤波器的索引，计算率失真成本。在此，通过试验事先进行定义的滤波器组，从而取得最佳的滤波器索引。在本步骤中，例如能使用基于平方误差能量的成本函数等的原有滤波器确定方法。
接着，在步骤S307中，根据再定义后的区域分割的结果，按每个区域进行内插滤波器偏移量的计算。关于偏移量的计算方法，能使用原有的方法。即，按每个区域计算亮度值的变化量，取得滤波器偏移量。
接着，在步骤S308中，使用在步骤S306中得到的固定内插滤波器索引和在步骤S307中得到的滤波器偏移量，执行参照图像的内插。
接着，在步骤S309中，对在步骤S308中得到的内插图像导出运动矢量。
接着，在步骤S310中，分别对在步骤S306中得到的与固定内插滤波器索引相关的信息和区域分割所需的信息、以及在步骤S307中得到的与滤波器偏移量相关的信息进行编码。
接着，在步骤S311中，对剩余的应编码的信息（纹理信息即量化系数值、运动矢量等）全部进行编码。
接着，在步骤S312中，确认除了在步骤S302中选择出的分割模式以外是否没有应搜索的分割模式。如果有应搜索的分割模式，则返回至步骤S302，同样地重复处理，如果针对应搜索的全部分割模式结束了处理，则转移到步骤S313。
接着，在步骤S313中，根据由步骤S302～S312构成的环的结果，确定使率失真成本最小化的分割模式。对该信息进行编码并传输。
接着，在步骤S314中，进行输入图像帧的编码是否全部结束的判定。如果未结束，则返回至步骤S301，并将处理转移到下一帧。如果全部的帧的编码结束了，则结束编码处理。
[编码处理（例4）]
图11示出视频编码装置10执行的视频编码处理的第四个例子。以下，只要没有特别预先声明，就假定亮度信号的处理来进行说明，但是不仅是亮度信号，还能应用于色差信号。在该例子中，在区域分割后通过区域分割再定义处理进行区域范围的修正，以区域单位确定最佳的固定内插滤波器和最佳的滤波器偏移量，对编码完成帧的信息进行分析，变更码字分配并实施编码。
首先，在步骤S401中，输入编码对象图像的帧。
接着，在步骤S402中，从事先定义的分割模式中选择1个。
接着，在步骤S403中，将帧分割成块，例如，分割成具有m×n（m、n为正整数）的运动预测的块大小的块，以块单位计算最佳的运动矢量。对步骤S403中的参照图像的小数精度像素的内插例如使用以往的H. 264/AVC的固定6抽头滤波器。此外，为了节约运动搜索处理，也可以使用与前一帧相同位置的块所指示的运动矢量。
接着，在步骤S404中，使用在步骤S403中得到的1个或多个运动矢量，对该块赋予区域分割编号。与编码处理（例1）的步骤S104同样地使用编码信息（运动矢量、纹理信息等）来进行区域分割。
接着，在步骤S405中，根据在步骤S404中得到的区域分割信息，实施区域分割再定义处理。区域分割再定义处理的细节为使用图6和图7详细地进行叙述的处理。
接着，在步骤S406中，根据步骤S405的再定义后的区域分割的结果，按每个区域进行内插滤波器的最佳化处理。按顺序试验所准备的多个固定内插滤波器的索引，计算率失真成本。在此，通过试验事先进行定义的滤波器组，从而取得最佳的滤波器索引。在本步骤中，例如能使用基于平方误差能量的成本函数等的原有滤波器确定方法。
接着，在步骤S407中，根据再定义后的区域分割的结果，按每个区域进行内插滤波器偏移量的计算。关于偏移量的计算方法，能使用原有的方法。即，按每个区域计算亮度值的变化量，取得滤波器偏移量。
接着，在步骤S408中，使用在步骤S406中得到的固定内插滤波器索引和在步骤S407中得到的滤波器偏移量，执行参照图像的内插。
接着，在步骤S409中，对在步骤S408中得到的内插图像导出运动矢量。
接着，在步骤S410中，对编码完成帧进行解析，计算所选择出的内插滤波器组的索引的发生概率。
接着，在步骤S411中，基于在步骤S410中得到的发生概率，对在将索引进行编码时使用的码字的分配进行调整。例如，以使发生概率最大的索引成为最短的码长的方式进行分配。
接着，在步骤S412中，使用在步骤S411中选择出的码字对在步骤S406中得到的与固定内插滤波器索引相关的信息和在步骤S407中得到的与滤波器偏移量相关的信息进行编码。
接着，在步骤S413中，对剩余的应编码的信息（纹理信息即量化系数值、运动矢量等）全部进行编码。
接着，在步骤S414中，确认除了在步骤S402中选择出的分割模式以外是否没有应搜索的分割模式。如果有应搜索的分割模式，则返回至步骤S402，同样地重复处理，如果针对应搜索的全部分割模式结束了处理，则转移到步骤S415。
接着，在步骤S415中，根据由步骤S402～S414构成的环的结果，确定使率失真成本最小化的分割模式。对该信息进行编码并传输。
接着，在步骤S416中，进行输入图像帧的编码是否全部结束的判定。如果未结束，则返回到步骤S401，并将处理转移到下一帧。如果全部的帧的编码结束了，则结束编码处理。
[视频解码装置]
图12是示出本发明的视频解码装置的结构例的图。视频解码装置20是如下装置，即，输入图1所示的视频编码装置10进行编码后的比特流，按利用了运动矢量、边缘信息的区域分割而得到的每个区域切换内插滤波器，进行小数精度像素的内插，利用小数精度的运动补偿对视频进行解码。
在视频解码装置20中，可变长度解码部21输入编码比特流，进行量化变换系数、运动矢量、内插滤波器系数组等的解码。边缘计算部22进行运动补偿时的从参照图像提取边缘角度或进而边缘强度等的边缘信息的处理。区域判定部23使用边缘计算部22计算出的边缘信息来针对解码对象帧判定成为切换内插滤波器系数的单位的区域。再有，在该判定中还能使用运动矢量等其它的编码信息来代替边缘信息。
分割再定义部24根据区域判定部23判定出的区域分割信息，实施对区域的范围进行调整的区域分割再定义处理。内插滤波器系数切换部25按分割再定义部24定义的再定义完成区域分割信息所示的每个区域，对由可变长度解码部21解码后的内插滤波器系数进行切换。
预测信号生成部26中的参照图像内插部261对储存在参照图像存储器28中的解码完成参照图像应用根据从内插滤波器系数切换部25接收的内插滤波器系数的内插滤波器，进行参照图像的小数精度像素的复原。预测信号生成部26根据进行了小数精度像素的复原的参照图像生成解码对象块的预测信号。
预测解码部27进行由可变长度解码部21解码后的量化系数的逆量化、逆正交变换等，将由此计算出的预测误差信号与预测信号生成部26生成的预测信号相加来生成解码信号，并将其输出为解码图像。此外，为了以后的预测解码，将预测解码部27解码后的解码信号储存在参照图像存储器28中。
[视频解码装置的处理流程]
图13是视频解码装置20执行的视频解码处理的流程图。以下，只要没有特别预先声明，就假定亮度信号的处理来进行说明，但是不仅是亮度信号，还能应用于色差信号。
首先，在步骤S501中，解码并取得包含各种开销信息的帧头的信息。
接着，在步骤S502中，根据步骤S501的头信息对分割模式信息进行解码。
接着，在步骤S503中，根据步骤S501的头信息对内插滤波器信息进行解码。例如，在使用固定内插滤波器的情况下，对内插滤波器索引和偏移量进行解码。在自适应内插滤波器的情况下，对内插滤波器系数进行解码。
接着，在步骤S504中，对运动矢量、参照索引、DCT系数等的编码信息全部进行解码。
接着，在步骤S505中，进行参照图像的边缘计算。
接着，在步骤S506中，区域判定部23根据在步骤S502中进行解码的分割模式信息，按照由视频编码装置10定义的分割模式，进行区域判定处理。例如，在编码装置侧使用运动矢量来进行区域分割的情况下，按照同样的定义也在解码装置侧进行分割。
接着，在步骤S507中，根据在步骤S506中得到的区域信息，实施区域分割再定义处理，以块单位对区域分割编号进行修正。关于流程细节，使用与图6和图7所示的处理相同的算法。
接着，在步骤S508中，根据在步骤S507中得到的区域分割编号，选择在步骤S503中进行解码的最佳的内插滤波器索引和偏移量或内插滤波器系数，进行参照图像的小数精度像素的复原。在小数精度像素复原后，使用在步骤S504中进行解码的运动矢量，进行解码对象块的预测信号的生成。
接着，在步骤S509中，根据输入比特流进行解码对象块的预测误差信号的解码。
接着，在步骤S510中，将在步骤S508中得到的预测信号与在步骤S509中得到的预测误差信号相加，生成解码信号。
接着，在步骤S511中，进行对输入比特流的全部帧的解码处理是否全部结束的判定。如果未结束，则返回至步骤S501，并将处理转移到下一帧。如果全部的帧的解码结束了，则结束解码处理。
以上的视频编码和视频解码的处理也能由计算机和软件程序实现，能将该程序记录在计算机可读取的记录介质中，也能通过网络提供该程序。
以上，参照附图对本发明的实施方式详细地进行了描述，但是具体的结构不限于这些实施方式，还包含在不脱离本发明的主旨的范围内的设计等（结构的附加、省略、调换以及其它变更）。本发明不被前述的说明所限定，仅被所附的权利要求书限定。
产业上的可利用性
本发明能在例如使用小数精度的运动补偿型帧间预测的视频编码、解码中利用。根据本发明，在对区域进行分割并按每个区域应用内插滤波器时，能实现利用了残差信号的能量信息的区域分割，使区域分割的种类具有灵活性，能扩展对于图像局部性的灵活性。此外，能调整根据使用了编码信息的区域分类进行的区域分割后的区域范围，使滤波器切换的区域范围具有灵活性，能提高对于图像局部性的灵活性。进而，导入了开销削减用的机构。根据以上的主要原因，能利用本发明来改善编码效率。
附图标记的说明：
10 视频编码装置；
11 区域分割部；
12 边缘计算部；
13 区域分割再定义处理部；
14 内插滤波器系数切换部；
15 预测信号生成部；
151 参照图像内插部；
152 运动检测部；
16 预测编码部；
17 可变长度编码部；
18 解码部；
19 参照图像存储器；
20 视频解码装置；
21 可变长度解码部；
22 边缘计算部；
23 区域判定部；
24 分割再定义部；
25 内插滤波器系数切换部；
26 预测信号生成部；
261 参照图像内插部；
27 预测解码部；
28 参照图像存储器。

Claims (18)

1.一种视频编码方法，使用小数精度的运动补偿型帧间预测，其中，具有：
按成为编码或预测的单位的每个块取得编码信息的步骤；
根据得到的所述编码信息以块单位进行区域分类的步骤；
实施区域分割再定义处理的步骤，所述区域分割再定义处理根据所述区域分类的结果，使水平方向或垂直方向或水平方向及垂直方向双方的区域分割线移动，确定属于特定的所述区域分类的块的密度为规定的阈值以上的区域分割线；
按被所述区域分割线分割的每个分割区域对小数精度像素的内插方法进行切换的步骤；
以所述分割区域单位执行小数精度像素的内插的步骤；
使用将内插了的图像作为对象的小数精度的运动补偿型帧间预测对图像进行编码的步骤；以及
对与所述区域分类相关的信息进行编码的步骤。
2.根据权利要求1所述的视频编码方法，其中，
所述对小数精度像素的内插方法进行切换的步骤具有：
从对事先定义的多个固定内插滤波器系数的组的索引中选择1个索引，按所述索引所示的每个固定内插滤波器系数的组，对处理对象区域计算率失真成本，并储存所述率失真成本的步骤；以及
将针对给出的固定内插滤波器系数组的所述索引全部进行试验，计算实现最小的率失真成本的固定内插滤波器系数组，将针对计算出的所述固定内插滤波器系数组的索引进行编码的步骤。
3.根据权利要求2所述的视频编码方法，其中，具有：
在切换所述固定内插滤波器系数的同时，以所述分割区域单位对用于内插处理的亮度信号和色差信号的至少一方的偏移量进行计算的步骤；
将求取的所述偏移量应用于所述分割区域来实施编码的步骤；以及
对与求取的所述偏移量相关的信息进行编码的步骤。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的视频编码方法，其中，
所述对小数精度像素的内插方法进行切换的步骤具有：
收集编码完成帧的信息的步骤；
基于所述编码完成帧的信息，计算针对所述固定内插滤波器系数组的索引的发生概率的步骤；以及
基于得到的所述发生概率，在所述索引的编码时选择码字进行分配的步骤。
5.一种视频解码方法，使用小数精度的运动补偿型帧间预测，其中，具有：
根据编码数据对与区域分割相关的信息进行解码的步骤；
根据对所述编码数据进行解码而得到的编码信息以块单位进行区域分类的步骤；
实施区域分割再定义处理的步骤，所述区域分割再定义处理根据所述区域分类的结果，使水平方向或垂直方向或水平方向及垂直方向双方的区域分割线移动，确定属于特定的所述区域分类的块的密度为规定的阈值以上的区域分割线；
按被所述区域分割线分割的每个分割区域对小数精度像素的内插方法进行切换的步骤；
以所述分割区域单位执行小数精度像素的内插的步骤；以及
使用将内插了的图像作为对象的小数精度的运动补偿型帧间预测对图像进行解码的步骤。
6.根据权利要求5所述的视频解码方法，其中，
所述对小数精度像素的内插方法进行切换的步骤具有对固定内插滤波器系数组的索引进行解码的步骤，
所述执行内插的步骤具有使用与解码了的所述索引对应的固定内插滤波器系数组进行内插的步骤。
7.根据权利要求6所述的视频解码方法，其中，
具有：在切换固定内插滤波器系数的同时，以所述分割区域单位对用于内插处理的亮度信号和色差信号的至少一方的偏移量进行解码的步骤，
所述执行内插的步骤将解码后的所述偏移量应用于所述分割区域来执行内插。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的视频解码方法，其中，
所述对小数精度像素的内插方法进行切换的步骤具有：
收集解码完成帧的信息的步骤；
基于所述解码完成帧的信息，计算所述固定内插滤波器系数组的索引的发生概率的步骤；以及
基于得到的所述发生概率，在所述索引的解码时选择对所述索引的码字的步骤。
9.一种视频编码装置，使用小数精度的运动补偿型帧间预测，其中，具备：
编码信息取得部，按成为编码或预测的单位的每个块取得编码信息；
区域分类部，根据得到的所述编码信息以块单位进行区域分类；
区域分割再定义处理部，实施区域分割再定义处理，所述区域分割再定义处理根据所述区域分类的结果，使水平方向或垂直方向或水平方向及垂直方向双方的区域分割线移动，确定属于特定的所述区域分类的块的密度为规定的阈值以上的区域分割线；
内插方法切换部，按被所述区域分割线分割的每个分割区域对小数精度像素的内插方法进行切换；
内插执行部，以所述分割区域单位执行小数精度像素的内插；
图像编码部，使用将内插了的图像作为对象的小数精度的运动补偿型帧间预测对图像进行编码；以及
区域分类信息编码部，对与所述区域分类相关的信息进行编码。
10.根据权利要求9所述的视频编码装置，其中，
所述内插方法切换部具备：
成本储存部，从对事先定义的多个固定内插滤波器系数的组的索引中选择1个索引，按所述索引所示的每个固定内插滤波器系数的组，对处理对象区域计算率失真成本，并储存所述率失真成本；以及
索引编码部，将针对给出的固定内插滤波器系数组的所述索引全部进行试验，计算实现最小的率失真成本的固定内插滤波器系数组，将针对计算出的所述固定内插滤波器系数组的索引进行编码。
11.根据权利要求10所述的视频编码装置，其中，具备：
偏移量计算部，在切换所述固定内插滤波器系数的同时，以所述分割区域单位对用于内插处理的亮度信号和色差信号的至少一方的偏移量进行计算；
编码实施部，将求取的所述偏移量应用于所述分割区域来实施编码；以及
偏移量信息编码部，对与求取的所述偏移量相关的信息进行编码。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的视频编码装置，其中，
所述内插方法切换部具备：
收集部，收集编码完成帧的信息；
发生概率计算部，基于所述编码完成帧的信息，计算针对所述固定内插滤波器系数组的索引的发生概率；以及
码字分配部，基于得到的所述发生概率，在所述索引的编码时选择码字进行分配。
13.一种视频解码装置，使用小数精度的运动补偿型帧间预测，其中，具备：
区域分割信息解码部，根据编码数据对与区域分割相关的信息进行解码；
区域分类部，根据对所述编码数据进行解码而得到的编码信息以块单位进行区域分类；
区域分割再定义处理部，实施区域分割再定义处理，所述区域分割再定义处理根据所述区域分类的结果，使水平方向或垂直方向或水平方向及垂直方向双方的区域分割线移动，确定属于特定的所述区域分类的块的密度为规定的阈值以上的区域分割线；
内插方法切换部，按被所述区域分割线分割的每个分割区域对小数精度像素的内插方法进行切换；
内插执行部，以所述分割区域单位执行小数精度像素的内插；以及
图像解码部，使用将内插了的图像作为对象的小数精度的运动补偿型帧间预测对图像进行解码。
14.根据权利要求13所述的视频解码装置，其中，
所述内插方法切换部对固定内插滤波器系数组的索引进行解码，
所述内插执行部使用与解码了的所述索引对应的固定内插滤波器系数组进行内插。
15.根据权利要求14所述的视频解码装置，其中，
具备：偏移量解码部，在切换固定内插滤波器系数的同时，以所述分割区域单位对用于内插处理的亮度信号和色差信号的至少一方的偏移量进行解码；
所述内插执行部将解码后的所述偏移量应用于所述分割区域来执行内插。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的视频解码装置，其中，
所述内插方法切换部具备：
收集部，收集解码完成帧的信息；
发生概率计算部，基于所述解码完成帧的信息，计算所述固定内插滤波器系数组的索引的发生概率，以及
码字选择部，基于得到的所述发生概率，在所述索引的解码时选择对所述索引的码字。
17.一种视频编码程序，用于使计算机执行权利要求1至权利要求4的任一项所述的视频编码方法。
18.一种视频解码程序，用于使计算机执行权利要求5至权利要求8的任一项所述的视频解码方法。
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