CN105187828A - 动图像解码装置、动图像解码方法、接收装置及接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动图像解码装置、动图像解码方法、接收装置及接收方法。在本发明的对比特流进行解码的动图像解码装置中，比特流是在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块而对动图像编码后的比特流，动图像解码装置包括：将比特流解码而抽取出用于导出预测量化参数的块的尺寸信息，并且将比特流解码而抽取出第2块的差分量化参数的解码部，利用第2块的左方相邻的第3块及第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出第2块的预测量化参数的预测量化参数导出部，以及通过第2块的差分量化参数与预测量化参数的相加而生成第2块的量化参数的量化参数生成部。

Description

动图像解码装置、动图像解码方法、接收装置及接收方法

本申请是国际申请日为2012年12月13日、国际申请号为PCT/JP2012/007964、国家申请号为201280060032.X、发明名称为“动图像编码装置、动图像编码方法及动图像编码程序、以及动图像解码装置、动图像解码方法及动图像解码程序”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及动图像的编码及解码技术，特别涉及利用了量化参数的预测编码的动图像编码及解码技术。

背景技术

在MPEG-2Part2(以下称作MPEG-2)、MPEG-4Part10/H.264(以下称作AVC)等数字动图像编码中，将图像分割成预定大小的块进行编码，并传送表示相对于预测误差信号(或单纯为图像信号)的量化粗糙度的量化参数。通过在编码侧对该量化参数按预定块单位进行可变控制，能控制码量、提高主观画质。

作为使主观画质提高的量化参数的控制，经常使用AdaptiveQuantization(自适应量化)。在自适应量化中，根据各宏块的活动(activity)来进行变化，使得在视觉性上劣化容易凸显的平坦部，被更细地量化，而在劣化比较不易凸显的图案复杂部分，被更粗地量化。即，在被编码时的分配比特量容易变大的活动高的宏块中，被设定较大的量化尺度，如此这样使量化参数变化，其结果，既进行控制使得在被编码后的图像数据中比特数尽可能变少，又使主观画质提高。

在MPEG-2中，按编码/解码的顺序判断前1个块的量化参数与编码对象块的量化参数是否相同，若不相同，则传送量化参数。在AVC中，按编码/解码的顺序将前1个块的量化参数作为预测值，对编码对象块的量化参数进行差分编码。由于码量控制一般是按编码顺序进行的，故上述动作是基于在编码顺序上前1个块的量化参数最接近编码块的量化参数这一逻辑的，以谋求抑制要传送的量化参数的信息量。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2011-91772号公报

发明内容

在以往的量化参数的控制中，以已编码的左侧块的量化参数为预测量化参数，算出与编码对象块的量化参数的差分，并对所算出的差分量化参数进行编码，由此来削减量化参数的码量。然而，存在如下课题：根据画面内的内容，例如在如图8所示那样，编码对象块内的图像与已编码的左侧块内的图像的特征不同时，通过自适应量化所算出的量化参数的差会变大，故即便唯一地执行与左侧块的量化参数预测，差分量化参数也会变大，码量会増加。

另外，通过码量控制而算出的量化参数通常是按从画面的左上向右下的光栅扫描顺序来进行的，故若编码对象块尺寸变小，则在条带(slice)间处理顺序会离得较远。因此，编码对象块将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测时，虽然是相邻的，但码量控制下的处理顺序会离得较远，故码量控制所算出的量化参数在编码对象块与上方相邻的已编码块间没有成为相同或接近的值的希望，不能说可削减差分量化参数的码量。

本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种削减量化参数的码量，提高编码效率的技术。

为解决上记课题，本发明一个方案的动图像编码装置是一种在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块，对上述动图像按块单位进行编码的动图像编码装置，其特征在于，包括：算出上述第2块的量化参数的量化参数计算部(110)；利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出部(114)；基于上述第2块的量化参数与上述预测量化参数的差分，生成上述第2块的差分量化参数的差分量化参数生成部(111)；以及将上述第2块的差分量化参数编码的编码部(112)。上述预测量化参数导出部(114)在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数为第1量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以在上述第2块之前被编码了的第5块的量化参数为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数为第2量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数为第2量化参数，利用第1量化参数和第2量化参数，导出上述第2块的预测量化参数。

本发明的另一方案也是一种动图像编码装置。该装置是一种按编码块单位对动图像进行编码的图像编码装置，所述编码块单位是在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的块中进一步分割成1个或多个编码块后的编码块单位，该图像编码装置的特征在于，包括：算出上述编码块的量化参数的量化参数计算部(110)；利用与上述编码块相邻的已编码的相邻块的量化参数，导出上述编码块的预测量化参数的预测量化参数导出部(114)；基于上述编码块的量化参数与上述预测量化参数的差分，生成上述编码块的差分量化参数的差分量化参数生成部(111)；以及将上述编码块的差分量化参数编码的编码部(112)。上述预测量化参数导出部(114)在上述编码块的预定方向上相邻的相邻块处于越过了上述预定尺寸块的边界的位置时，使用与上述预定方向上相邻的相邻块不同的其它已编码块的量化参数，来导出上述编码块的预测量化参数。

本发明的再一个方案是一种动图像编码方法。该方法是一种在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块，对上述动图像按块单位进行编码的动图像编码方法，其特征在于，包括：算出上述第2块的量化参数的量化参数计算步骤；利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出步骤；基于上述第2块的量化参数与上述预测量化参数的差分，生成上述第2块的差分量化参数的差分量化参数生成步骤；以及将上述第2块的差分量化参数编码的编码步骤。在上述预测量化参数导出步骤中，在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数为第1量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以在上述第2块之前被编码了的第5块的量化参数为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数为第2量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数为第2量化参数，利用第1量化参数和第2量化参数，导出上述第2块的预测量化参数。

本发明一个方案的动图像解码装置是一种将编码有动图像的比特流解码的动图像解码装置，所述动图像是在将其各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块地被编码的，该动图像解码装置的特征在于，包括：将上述比特流解码，抽取出上述第2块的差分量化参数的解码部(202)；利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出部(205)；以及通过上述第2块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述第2块的量化参数的量化参数生成部(203)。上述预测量化参数导出部(205)在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数为第1量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以在上述第2块之前被解码了的第5块的量化参数为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数为第2量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数为第2量化参数，利用第1量化参数和第2量化参数，导出上述第2块的预测量化参数。

本发明的另一方案也是一种动图像解码装置。该装置是一种对编码有动图像的比特流进行解码的动图像解码装置，所述动图像是在将其各图片按预定尺寸分割后的块中进一步分割成1个或多个编码块、按编码块单位被编码的，该动图像解码装置包括：将上述比特流按解码块单位解码，抽取出解码块的差分量化参数的解码部(202)；利用与上述解码块相邻的已解码的相邻块的量化参数，根据上述解码块的预测模式导出上述解码块的预测量化参数的预测量化参数导出部(205)；以及通过上述解码块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述解码块的量化参数的量化参数生成部(203)。上述预测量化参数导出部(205)在上述解码块的预定方向上相邻的相邻块处于越过了上述预定尺寸块的边界的位置时，利用与上述预定方向上相邻的相邻块不同的其它已解码块的量化参数，导出上述解码块的预测量化参数。

本发明的再一个方案是动图像解码方法。该方法是一种将编码有动图像的比特流解码的动图像解码方法，所述动图像是在将其各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块地被编码的，该动图像解码方法的特征在于，包括：将上述比特流解码，抽取出上述第2块的差分量化参数的解码步骤；利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出步骤；以及过上述第2块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述第2块的量化参数的量化参数生成步骤。在上述预测量化参数导出步骤中，在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数为第1量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以在上述第2块之前被解码了的第5块的量化参数为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数为第2量化参数，在其处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数为第2量化参数，利用第1量化参数和第2量化参数，导出上述第2块的预测量化参数。

将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。

通过本发明，能削减量化参数的码量、提高编码效率。

附图说明

图1是表示实施方式的具有预测量化参数的导出方法的动图像编码装置的构成的功能块图。

图2是表示实施方式的具有预测量化参数的导出方法的动图像解码装置的构成的功能块图。

图3是说明MPEG-2TM5的画面内的码量控制的图。

图4是表示H.264的量化参数预测方法的图。

图5是表示使用了阶层树编码时的编码处理顺序的一例的图。

图6是表示根据阶层树编码分割后的树块内部的左上方的编码块的量化参数的预测的图。

图7是表示根据阶层树编码而被分割后的树块内部的编码处理顺序的一例的图。

图8是表示相对于与编码对象编码块相邻的已编码的周围块、图案被包含在左和左上块中的一例的图。

图9是说明在MPEG-2TM5的画面内的码量控制中、上下相邻的编码块的位置的图。

图10是表示差分量化参数的有符号指数有符号哥伦布编码表的一例的图。

图11是表示编码对象树块与已编码树块的关系的图。

图12是表示根据阶层树编码进行分割后的树块内部的编码块与已编码块的关系的图。

图13是表示在第1实施例中、编码块的预测量化参数的参照目标的图。

图14是表示以相邻的已编码的周围块的量化参数为编码块的预测量化参数，作为参照目标而示出的一例的图。

图15是用于说明第1实施例的预测量化参数导出部的动作的流程图。

图16是用于说明第1实施例的预测量化参数导出部的其它动作的流程图。

图17是表示在第2实施例中、编码块的预测量化参数的参照目标的图。

图18是用于说明第2实施例的预测量化参数导出部的动作的流程图。

图19是表示在第2实施例中、编码块的预测量化参数的参照目标的图。

图20是用于说明第2实施例的预测量化参数导出部的动作的流程图。

图21是表示在第3实施例中、编码块的预测量化参数的参照目标的图。

图22是用于说明第3实施例的预测量化参数导出部的动作的流程图。

图23是表示在第4实施例中、编码块的预测量化参数的参照目标的图。

图24是用于说明第4实施例的预测量化参数导出部的动作的流程图。

图25是说明量化组的一例的图。

图26是说明量化组单位的量化参数的预测的一例的图。

具体实施方式

本发明的实施方式在将图片分割成预定尺寸的矩形块，进一步将该块分割成1个或多个编码块，并按编码块单位进行量化和编码的动图像编码中，为削减处理对象块的量化参数的码量，提供一种从周围的已编码块的编码信息导出最佳的预测量化参数，算出与预测量化参数的差分来进行编码的码量控制技术。

说明实施本发明的优选的动图像编码装置100及动图像解码装置200。图1是表示实施本发明的动图像编码装置100的构成的功能块图，由图像存储器101、残差信号生成部102、正交变换·量化部103、第2编码比特串生成部104、逆量化·逆正交变换部105、解码图像信号重叠部106、解码图像存储器107、预测图像生成部108、活动计算部109、量化参数计算部110、差分量化参数生成部111、第1编码比特串生成部112、编码信息保存存储器113、预测量化参数导出部114及编码比特串多路化部115构成。此外，连接各块间的粗实线的箭头表示图片的图像信号的流向，细实线的箭头表示要控制编码的参数信号的流向。

图像存储器101临时存储被按拍摄/显示时间顺序供给来的编码对象的图像信号。图像存储器101将所存储的编码对象的图像信号按预定的像素块单位提供给残差信号生成部102、预测图像生成部108及活动计算部109。此时，按拍摄/显示时间顺序存储的图像被按编码顺序重排后，按像素块单位从图像存储器101输出。

残差信号生成部102对要编码的图像信号和预测图像生成部108所生成的预测信号进行减法运算，生成残差信号，提供给正交变换·量化部103。

正交变换·量化部103对残差信号进行正交变换及量化，生成被正交变换和量化了的残差信号，提供给第2编码比特串生成部104和逆量化·逆正交变换部105。

第2编码比特串生成部104对被正交变换及量化了的残差信号按规定的语法规则进行熵编码，生成第2编码比特串，提供给编码比特串多路化部115。

逆量化·逆正交变换部105对从正交变换·量化部103供给来的被正交变换和量化了的残差信号进行逆量化和逆正交变换，算出残差信号，提供给解码图像信号重叠部106。

解码图像信号重叠部106将由预测图像生成部108生成的预测图像信号和由逆量化·逆正交变换部105进行了逆量化及逆正交变换的残差信号重叠，生成解码图像，存储到解码图像存储器107中。此外，有时还对解码图像施以使因编码而引起的块畸变等畸变减少的滤波处理后，存储到解码图像存储器107中，此时，根据需要，将识别去块滤波器等后置滤波器的信息的标志等被预测出的编码信息存储到编码信息保存存储器113中。

预测图像生成部108基于从图像存储器101供给的图像信号和从解码图像存储器107供给的解码图像信号，根据预测模式而进行帧内预测(intra预测)或帧间预测(inter预测)，生成预测图像信号。帧内预测利用将从图像存储器101供给的图像信号按预定块单位分割后的编码对象块、和从解码图像存储器107供给的与编码对象块处于同一帧内的相邻编码对象块的周围已编码块的像素信号，来生成预测图像信号。帧间预测以在将从图像存储器101供给的图像信号按预定块单位分割后的编码对象块的帧(编码帧)的时序上前或后离开数帧的、被存储在解码图像存储器107中的已编码帧为参照帧，在编码帧与参照帧之间进行块匹配，求出被称为运动矢量的运动量，基于该运动量从参照帧进行运动补偿，生成预测图像信号。将这样生成的预测图像信号提供给残差信号生成部10。预测图像生成部108所得到的运动矢量等编码信息根据需要而存储在编码信息保存存储器113中。进而，在预测图像生成部108中，若能选择多个预测模式，则通过评价所生成的预测图像信号与原来的图像信号之间的畸变量等，来决定最佳的预测模式，选择通过所决定的预测模式的预测而生成的预测图像信号，提供给残差信号生成部102，并在预测模式为帧内预测时，将帧内预测模式提供给编码信息保存存储器113及第1编码比特串生成部。

活动计算部109计算出表示从图像存储器101供给的编码对象块的图像的复杂度或平滑度的系数、即活动，提供给量化参数计算部110。活动计算部109的详细构成和动作将在后述的实施例中进行说明。

量化参数计算部110根据活动计算部109所算出的活动，算出编码对象块的量化参数，提供给差分量化参数生成部111及编码信息保存存储器113。量化参数计算部110的详细构成和动作将在后述的实施例中进行说明。

差分量化参数生成部111针对量化参数计算部110所算出的量化参数，与预测量化参数导出部114所导出的预测量化参数进行减法运算，算出差分量化参数，提供给第1编码比特串生成部112。

第1编码比特串生成部112对由差分量化参数生成部111算出的差分量化参数按规定的语法规则进行编码，生成第1编码比特串，提供给编码比特串多路化部115。

编码信息保存存储器113存储已结束编码的块的量化参数。另外，图1中虽未图示出连线，但将预测图像生成部108所生成的预测模式、运动矢量等编码信息也作为对下一编码对象块进行编码所需要的信息来存储。进而，根据需要还存储按图片或条带单位生成的编码信息。

预测量化参数导出部114利用编码对象块周围相邻的已编码块的量化参数、编码信息，导出预测量化参数，提供给差分量化参数生成部111。预测量化参数导出部114的详细构成和动作将在后述的实施例中说明。

编码比特串多路化部115将第1编码比特串和第2编码比特串按规定的语法规则多路化，输出比特流。

图2是表示与图1的动图像编码装置100对应的实施方式的动图像解码装置200的构成的功能块图。实施方式的动图像解码装置200具有比特串分离部201、第1编码比特串解码部202、量化参数生成部203、编码信息保存存储器204、预测量化参数导出部205、第2编码比特串解码部206、逆量化·逆正交变换部207、解码图像信号重叠部208、预测图像生成部209及解码图像存储器210。此外，同图1的动图像编码装置100一样，连接各块间的粗实线的箭头表示图片的图像信号的流向，细实线的箭头表示要控制编码的参数信号的流向。

图2的动图像解码装置200的解码处理是与图1的动图像编码装置100内部所设的解码处理对应的，故图2的逆量化·逆正交变换部207、解码图像信号重叠部208、预测图像生成部209、解码图像存储器210及编码信息保存存储器204的各结构分别具有与图1的动图像编码装置100的逆量化·逆正交变换部105、解码图像信号重叠部106、预测图像生成部108、解码图像存储器107及编码信息保存存储器113的各结构对应的功能。

提供给比特串分离部201的比特流按规定的语法规则分离，分离后的编码比特串被提供给第1编码比特串解码部202、第2编码比特串解码部206。

第1编码比特串解码部202将供给来的编码比特串解码，输出与预测模式、运动矢量、差分量化参数等相关的编码信息，将差分量化参数提供给量化参数生成部203，并将编码信息存储在编码信息保存存储器204中。

量化参数生成部203使从第1编码比特串解码部202供给的差分量化参数和由预测量化参数导出部205导出的量化参数相加，算出量化参数，并提供给逆量化·逆正交变换部207及编码信息保存存储器204。

编码信息保存存储器113存储已结束解码的块的量化参数。此外，不仅存储被第1编码比特串解码部202解码了的块单位的编码信息，还根据需要存储按图片或条带单位生成的编码信息。另外，虽然图2中未图示连线，但将解码后的预测模式、运动矢量等编码信息提供给预测图像生成部209。

预测量化参数导出部205利用解码对象块周围相邻的已解码块的量化参数及编码信息，导出预测量化参数，提供给量化参数生成部203。预测量化参数导出部205具有与动图像编码装置100的预测量化参数导出部114同等的功能，其详细构成和动作将在后述的实施例中说明。

第2编码比特串解码部206将供给来的编码比特串解码，算出被正交变换和量化了的残差信号，并将被正交变换和量化了的残差信号提供给逆量化·逆正交变换部207。

逆量化·逆正交变换部207针对由第2编码比特串解码部206解码后的被正交变换和量化了的残差信号，利用量化参数生成部203所生成的量化参数，进行逆正交变换及逆量化，得到被逆正交变换和逆量化后的残差信号。

解码图像信号重叠部208通过使预测图像生成部209生成的预测图像信号和被逆量化·逆正交变换部207逆正交变换及逆量化后的残差信号重叠，来生成解码图像信号并输出，并且存储到解码图像存储器210中。在存储到解码图像存储器210中时，有时还对解码图像施以使编码引起的块畸变等减少的滤波处理后，存储到解码图像存储器210中。

预测图像生成部209根据第2编码比特串解码部206解码出的预测模式、运动矢量等编码信息、以及来自编码信息保存存储器204的编码信息，基于解码图像存储器210所供给的解码图像信号，生成预测图像信号，提供给解码图像信号重叠部208。

接下来，说明在动图像编码装置100中粗虚线所包围的各部120、特别是预测量化参数导出部114、和动图像解码装置200中粗虚线所包围的各部220、特别是预测量化参数导出部205中所共通实施的导出预测量化参数的方法的详细情况。

首先，说明本实施方式的动图像编码装置100中粗虚线所包围的各部120的各部分的动作。在各部120中，以图像存储器101所供给的预定像素尺寸单位的像素块为编码块，决定用于量化该块的量化参数。量化参数主要根据码量控制和自适应量化的算法来决定。先说明活动计算部109中的自适应量化的方法。

在活动计算部109中，由于一般人的视觉特性上对边缘较少的低频成分较敏感，故为在视觉性上劣化容易显眼的平坦部分更细地进行量化，而在劣化比较不易显眼的图案复杂的部分更粗地进行量化，按预定块单位算出表现图像的复杂度或平滑度的活动。

作为活动的一例，可以举出MPEG-2TestModel5(TM5)中记载的基于编码块内的像素的分散值的计算。分散值是表示块内的构成图像的像素距其平均值的分散程度的值，块内图像越平坦(亮度变化小)，该值就越小，而越是复杂的图案(亮度变化大)，该值就越大，故作为块的活动来使用。若将块内的像素值用p(x,y)来表示，则块的活动act由下式算出。

【式1】

$act=\underset{x,y}{\overset{BLK}{\Σ}}{\left(p\right(x,y)-p\_mean)}^2$

在此，BLK是编码块的像素总数，p_mean是块内的像素的平均值。

另外，不限于以上那样的分散，也可以针对编码块内的像素，取与水平方向和垂直方向上相邻的像素的差分绝对值，在块内取总和。此时也是图像若平坦，该值就小，而越是边缘较多的复杂图案部分，越成为较大的值，能作为活动来使用。通过下式来计算。

【式2】

$act=\underset{x,y}{\overset{BLK}{\Σ}}\left(\right|p\left(x,y\right)-p\left(x+1,y\right)|+|p\left(x,y\right)-p\left(x,y+1\right)\left|\right)$

这样算出的活动act被提供给量化参数计算部110。

下面说明码量控制。在本实施方式的动图像编码装置100中，没有特意设置实现码量控制的部分，但由于在码量控制中是基于产生码量决定编码块的量化参数的，故说明了在量化参数计算部110中包含该功能的情况。

码量控制的目的在于使帧等预定单位的产生码量控制在目标码量附近，在判定已编码块的产生码量多于目标码量时，对以后要编码的块适用相对较粗的量化，若判定已编码块的产生码量少于目标码量，则对以后要编码的块适用相对较细的量化。

关于具体的码量控制的算法，利用图3进行说明。

首先，针对各帧决定目标码量(T)。一般来说，以I图片>P图片>参照B图片>非参照B图片的方式决定T。例如，动图像的目标比特率为5Mbps，在1秒期间内I图片有1张、P图片有3张、参照B图片有11张、非参照B图片有15张的情况下，将各图片类型的目标码量记作Ti、Tp、Tbr、Tb，若想如Ti:Tp:Tbr:Tb＝4:3:2:1的比率这样控制目标码量，则Ti＝400kbit、Tp＝300kbit、Tbr＝200kbit、Tb＝100kbit。但各图片类型的分配码量不影响本发明的本质。

下面说明帧内的码量控制。若将作为决定量化参数的单位的块的数量记作N、将产生码量记作B、将与目标码量的差分比特记作D，则

【式3】

$D\left(j\right)=D\left(0\right)+B(j-1)-\frac{T(j-1)}{N}$

在此，j是编码块的编码处理顺序计数编号。D(0)是目标码量差分的初始值。

码量控制的量化参数bQP如下这样决定。

【式4】

bQP(j)＝D(j)×r

这里，r是将目标码量差分变换成量化参数的比例系数。根据可使用的量化参数来决定该比例系数r。

量化参数计算部110使用针对各编码块由活动计算部109算出的活动act，使通过码量控制算出的编码块的量化参数变化。以下，由于是针对各编码块分别计算的，故删除码量控制的量化参数的编码处理顺序计数编号，用bQP来表示。

量化参数计算部110将之前刚编码过的帧内的平均活动记录为avg_act，通过下式算出编码块的标准化活动Nact。

【式5】

$Nact=\frac{2\×act+avg\_act}{act+2\×avg\_act}$

在此，上式的系数2是表示量化参数的动态范围的值，算出取0.5～2.0范围的标准化活动Nact。

此外，关于avg_act，可以在编码过程前预先对帧内的所有块计算活动，将其平均值作为avg_act。进而，avc_act可以预先存储在编码信息保存存储器113中，也可以根据需要由量化参数计算部110从编码信息保存存储器113取得avg_act。

将所算出的标准化活动Nact与作为基准的量化参数bQP如下式这样进行乘法运算，得到编码块的量化参数QP。

【式6】

QP＝Nact×bQP

另外，bQP如上述那样采用了在码量控制中算出的块单位的量化参数，但也可以是作为固定值、代表包含编码块的帧或条带的量化参数。另外，还可以是之前刚编码过的帧的平均量化参数，在本实施方式中对于计算方法不特别限定。

这样算出的编码块的量化参数被提供给编码信息保存存储器113和差分量化参数生成部111。

编码信息保存存储器113不仅存储由量化参数计算部110算出的量化参数和已结束编码的过去的编码块的量化参数，还存储成为编码块的编码的运动矢量、预测模式等编码信息，根据需要，各部取得编码信息。

预测量化参数导出部114从编码信息保存存储器113导出用于利用编码块周围的已编码相邻块的量化参数及其它编码信息、高效地编码和传送编码块的量化参数的预测量化参数。

为高效地编码和传送量化参数，与直接编码量化参数相比，取与已编码块的量化参数的差分(差分量化参数)、将该差分量化参数编码、传送的效率更好。从码量控制的观点来看，若将编码处理顺序上在前的已编码块的量化参数作为预测量化参数，则要传送的差分量化参数的值会变小，码量会变小。另一方面，从自适应量化的观点来看，由于编码块与周围的相邻块相邻，多为相同或近似的图案，故与编码块相邻的块的活动成为接近编码块的活动的值，若以相邻块的量化参数为预测量化参数，则要传送的差分量化参数的值会变小，码量会变小。因此，在H.264中，如图4所示，采用了如下方法：传送量化参数的单位被按宏块(16x16像素组)固定，以光栅扫描顺序上编码块之前的、直到刚编码过的左相邻的块的量化参数为预测量化参数，取编码块的量化参数与预测量化参数的差分，将差分量化参数编码、传送。即，在H.264中，针对设想为码量控制时的量化参数预测是最优化的。但是，H.264不进行后述的阶层树编码，故除图像的左端外，前一个块是左块，故将相邻块的量化参数用作预测量化参数，可以说针对设想为自适应量化时的预测也几乎是最优化的。因此，在采用如H.264那样传送量化参数的单位被固定、且不进行阶层树编码的构成的情况下，量化参数的预测可以说前一个已编码块为最佳。

然而，在进行阶层树编码的情况下，若同H.264一样将前一个块的量化参数作为预测量化参数来使用，则产生如下课题：虽然对于码量控制最优化了，但在利用自适应量化传送量化参数时，并未成为最佳的预测值，故差分量化参数的码量増大。

在此，说明阶层树编码。这里所说的阶层树编码，是按树块单位(在此设为64x64块)分别决定表示编码单位的depth，并按所决定的depth进行编码块单位的编码。由此，能决定依赖于图像精细度的最佳的depth进行编码，大幅提高编码效率。

图5表示阶层树编码构造的编码处理顺序。如图5的上图所示，按预定的相同尺寸的正方的矩形单位在画面内进行均等分割。将该单位称作树块，作为用于确定图像内的编码/解码块的地址管理的基本单位。树块可根据图像内的纹理等，为使编码处理最佳化而根据需要将树块内阶层地4分割，使其成为块尺寸较小的块。将像这样分割成较小的块而构成的阶层性的块构造称作树块构造，将该分割后的块称作编码块(CU:CodingUnit)，作为进行编码及解码时的处理的基本单位。图5的下图是将树块4分割而成的各CU中、将除左下方CU外的3个CU进一步4分割后的例子。在本实施例中，按CU单位设定量化参数。树块也是最大尺寸的编码块。

在这样的阶层树编码中，编码顺序不同于图4的H.264那样的光栅扫描顺序(左～右)，故量化参数有时在前一个已编码块与左边的相邻块之间不相等。例如作为阶层树编码的一例，如图6所示那样，作为编码对象树块中的左上方的编码块(图6中的斜线部的矩形)，将在左相邻的树块中所分割的块中的、最后被编码的右下方的已编码块(图6中的灰色部分矩形)的量化参数用于预测。此外，如图7所示那样，作为编码对象树块中的左下方的编码块(图7中的斜线部分矩形)，将在同一树块中被分割的、之前刚被编码的块(图7中的灰色部分矩形)的量化参数用于预测。因此，若仅从前一个已编码块预测量化参数，即便能进行对于码量控制最优化的预测，由于分割造成块间的距离相隔开，故无法进行适于自适应量化的预测。差分量化参数的码量会増大，使编码效率降低。

此外，若如H.264那样唯一地以左邻块的量化参数为预测量化参数，则例如在图8所示的事例的情况下，由于编码块和左边的相邻块的图像的图案不同，故会影响各自量化参数，差分量化参数也成为较大的值，产生码量也变大，可能无法进行高效的编码和传送。

作为其解决策略，想到不唯一地从左边相邻块选择预测量化参数，而是将已编码的上方相邻块的量化参数作为预测量化参数的方法。

然而，若越过树块边界地从上方相邻块预测量化参数，则考虑码量控制的量化参数计算时，由于是在距编码块相当长的过去时点算出的量化参数，故如图9所示那样，即使作为块在图片内是相邻的，相对于编码块的处理顺序j，上方相邻块的处理顺序i在编码处理顺序上是i<<j的，故从码量控制的观点来看，未必能说编码块的量化参数与上方相邻块的量化参数的相关性较高。

进而，在为解码过程的高速化而针对各树块条带实施并行处理的情况下，无法越过树块边界地将上方相邻块的量化参数用于预测，故可能因越过树块边界参照上方相邻块而无法进行高效的编码、传送。

因此，本发明实施方式的预测量化参数导出部114不将编码块的上方相邻的树块的相邻块用于量化参数的预测，而是从周围的已编码块导出最佳的预测量化参数，来使差分量化参数的产生码量的效率提高。

预测量化参数导出部114根据编码块的位置及从编码信息保存存储器113提供的编码块的周围已编码相邻块的量化参数，来导出预测量化参数。预测量化参数导出部114的详细情况将在后述的实施例中进行说明。

差分量化参数生成部111针对由量化参数计算部110算出的编码块的量化参数，与由预测量化参数导出部114导出的预测量化参数进行减法运算，算出差分量化参数。预测量化参数在解码时也是基于已解码的周围相邻块同编码时一样地导出，故通过将差分编码参数作为编码对象，能在编码和解码中不产生矛盾地、削减量化参数的码量。所算出的差分量化参数被提供给第1编码比特串生成部112。

第1编码比特串生成部112将由差分量化参数生成部111算出的差分量化参数按规定的语法规则进行熵编码，生成第1编码比特串。图10中示出差分量化参数的熵编码所使用的编码变换表的一例。这是被称为有符号指数哥伦布编码的表，差分量化参数的绝对值越小，越被赋予较短的码长。一般在将图像按块分割时，相邻的块会具有相似的图像，故活动成为相近的值，所算出的块的量化参数也成为相近的值。因此，差分量化参数的发生频率具有在0时最高、随着绝对值越变大、频率越降低的倾向，图10的表也反映了该特征，对发生频率高的值分配较短的码长。如果预测量化参数被预测为接近编码块的量化参数的值，则会算出接近0的差分量化参数，从而能抑制产生码量。第1编码比特串生成部112从图10的表中抽取出与差分量化参数对应的编码比特串，将该编码比特串提供给编码比特串多路化部115。

下面说明在与上述的本实施例的动图像编码装置100对应的动图像解码装置200中用粗虚线包围的各部220的各部的动作。

在各部220中，首先，由第1编码比特串解码部202解码出的差分量化参数被提供给量化参数生成部203。此外，差分量化参数以外的编码信息根据需要而被存储在编码信息保存存储器204中。

在量化参数生成部203中，使从第1编码比特串解码部202供给的差分量化参数与由预测量化参数导出部205导出的量化参数相加，算出解码块的量化参数，提供给逆量化·逆正交变换部207及编码信息保存存储器204。

编码信息保存存储器204存储已结束解码的块的量化参数。此外，不仅存储由第1编码比特串解码部202解码出的块单位的编码信息，根据需要还存储按图片或条带单位生成的编码信息。

预测量化参数导出部205利用解码块周围相邻的已解码块的量化参数和编码信息，导出预测量化参数，提供给量化参数生成部203。由量化参数生成部203算出的量化参数被存储在编码信息保存存储器204中，在导出下一解码块的预测量化参数时，判定位于解码块周围的已解码的相邻块，从编码信息保存存储器204取得相邻块的量化参数。这样得到的已解码的相邻块的量化参数与动图像编码装置100的预测量化参数导出部114从编码信息保存存储器113取得的量化参数是相同的。预测量化参数导出部205具有与动图像编码装置100的预测量化参数导出部114同等的功能，故若从编码信息保存存储器204供给的相邻块的量化参数相同，则被导出与编码时相同的预测量化参数。

在预测量化参数导出部205中，除将已编码的相邻块变更为已解码的相邻块外，进行同样的处理，故省略量化参数预测的说明。

这样，在编码侧导出的预测量化参数在解码侧也无矛盾地被导出。

在本实施方式中，在进行预测量化参数的导出时，在动图像编码装置100的预测量化参数导出部114中进行参照的相邻块是已编码块，在动图像解码装置200的预测量化参数导出部205中进行参照的相邻块是已解码块。在编码侧参照的已编码块是在编码内部为后续的编码而被局部解码了的块，与在解码侧参照的已解码块是相同的。因此，预测量化参数导出部114及205的功能也是共通的，其各自导出的预测量化参数也相同。在以后的实施例中，关于预测量化参数的导出，将不区分编码和解码地作为共通的功能，按编码侧来进行说明。

下面说明在预测量化参数导出部114及205中被共通实施的导出预测量化参数的方法的详细情况。

[实施例1]

说明实施例1中的预测量化参数导出部114的详细动作。在实施例1中，在编码对象编码块与上方树块相邻时，会禁止将编码顺序上已过去相当远的上方树块中的已编码块的量化参数用于预测的情况，但会将虽然编码顺序上已过去、但并不像上方树块那样过去很远的左方相邻的树块的已编码块的量化参数用于预测。

如图11所示，编码是按树块单位、从画面的左上向右下按光栅扫描顺序进行的。现在若用图11中的斜线矩形表示编码对象树块，则已编码的树块用图11中的灰色部分表示出来。在树块内部，根据编码条件进行阶层树编码，故编码块被分割成树块以下的尺寸，所以尽管编码对象树块内部的编码块与上方的树块内部的已编码块相邻，但在编码处理顺序上却离得较远。因此，由于通过码量控制算出的量化参数是按编码处理顺序算出的，故不能说编码块的量化参数与上方的树块内部的已编码块的量化参数为接近的值。因此，在实施例1中，不将上方的树块用于量化参数的预测，而是仅使用编码处理顺序上接近的左边的树块。

另外，如图12所示，将树块中的编码块表示为图12中的斜线矩形时，实细线表示编码处理顺序，在编码块前已被编码的块用图12中的灰色部分来表示。在同一树块内部，编码块与已编码块的编码处理顺序没有远离，多成为相同或相近的图案，故在同一树块内部将上方已编码块的量化参数用于预测是有效的。在实施例1中，与编码处理顺序上接近的已编码块相比，使相邻的已编码块优先用于预测。

图13用粗箭头表示所分割出的树块内部的各编码块要参照的已编码块的方向。图13中的实细线表示编码处理顺序，与在编码处理顺序上接近的已编码块相比，编码块使相邻的已编码块优先。图13中的位于树块上端的BLK0和BLK1与上方树块边界相接，故不将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测，而是仅使用左边相邻的已编码块的量化参数。BLK2和BLK3与上方相邻的已编码块位于同一树块内部，故将上方已编码块的量化参数和左方已编码块的量化参数用于预测。

图14表示在本实施方式中定义的编码块与周围相邻的已编码块的配置。在本实施方式中，为便于说明，将各块的尺寸记载成相同了，但在例如运动预测等改变块尺寸地进行最佳运动预测的情况下，也能通过以编码块的左上点为基准、选出其周围相邻的块来实现。

图14记载的记号QPx(x＝L,A,AL)表示周围的已编码的相邻块的量化参数。预测量化参数导出部114根据图14所示的左方和上方相邻块的量化参数的有无，来判断预测量化参数。

说明预测量化参数导出部114的动作。图15是表示实施例1中的预测量化参数导出部114的动作的流程图。

首先，取得编码对象编码块的位置信息(S100)。关于编码块的位置信息，以画面的左上角为基点、求取包含编码块的树块的左上角位置，进而根据树块的左上角位置求取编码块的位置。接下来判断编码块是否与上方树块相邻(S101)。

若编码块与上方的树块相邻(S101的Yes)、即编码块位于树块的上端，则由于上方的相邻块被包含于上方的树块中，会越过树块边界，故在量化参数预测中不使用上方的相邻块。在此，关注量化参数总是取正值的情况，在不使用上方的相邻块时，将上方相邻块的量化参数QPA设定为0(S102)。

另一方面，若编码块不与上方的树块相邻(S101的No)、即上方的相邻块与编码块位于同一树块中，则根据编码块的左上角的基准位置信息，访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的上方相邻块的量化参数QPA提供给预测量化参数导出部114(S103)。

接下来，判定是否存在编码块的左方相邻的已编码块(S104)。若存在左方相邻块(S104的Yes)，则根据编码块的左上角的基准位置信息，访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的左方相邻块的量化参数QPL提供给预测量化参数导出部114(S105)。若不存在左方相邻块(S104的No)，则将左方相邻块的量化参数QPL设定为0(S106)。

接下来判定左方及上方相邻块的量化参数是否都为正(S107)。若左方及上方相邻块的量化参数都为正(S107的Yes)，则存在左方及上方这两方的相邻块，故将左方和上方的相邻块的量化参数的平均值作为预测量化参数(S111)。另一方面，若左方及上方相邻块的量化参数不都为正(S107的No)、即至少左或上方的某一方的相邻块的量化参数为0，则至少不存在左或上方的某一方的相邻块。此时进到S108。

接下来判定左及上方相邻块的量化参数是否都为0(S108)。即、若左及上方的相邻块的量化参数都为0，则两方都不存在，故作为预测量化参数，不能参照左和上方的相邻块的量化参数。因此，将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数(prevQP)作为预测量化参数。此外，若图像的左上端块为编码块，则由于不存在左和上方的相邻块、甚至不存在编码对象编码块之前、或者刚编码完的块，故将图片或条带的量化参数作为预测量化参数(S109)。若存在左或上方相邻块的任一者，则将正的一方的量化参数作为预测量化参数(S110)。这样算出的预测量化参数被提供给差分量化参数生成部111。

另外，预测量化参数导出部114还可以根据图14所示的编码块周围的左、上及左上方的相邻块的量化参数来判定预测量化参数。与上述方法的不同点在于，基于预测量化参数的判定，对左和上方相邻块的量化参数赋予权重，将所导出的值作为预测量化参数。

图16是表示预测量化参数导出部114的动作的流程图。图16的流程图的S200至S210的处理过程与上述图15的流程图的S100至S110是同样的，故省略说明，在左和上方相邻块的量化参数是否都为正的判定中(S207)，从左及上方相邻块的量化参数都为正(S207的Yes)起进行说明。左及上方相邻块的量化参数都为正时，左方和上方这两方的相邻块都存在。此时，由于还存在左上方的相邻块，故根据编码块的左上方的基准位置信息，访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的左上相邻块的量化参数QPAL提供给预测量化参数导出部114(S211)。

然后，判定左方相邻块的量化参数QPL与左上方相邻块的量化参数QPAL是否一致(S212)。若QPL与QPAL一致，则将上方相邻块的量化参数的权重系数记作FA、将左方相邻块的量化参数的权重系数记作FL时，以FA>FL的方式对上方相邻块的量化参数较大地设定权重(S213)。例如将FA设定为3、将FL设定为1。此时，作为一例，是考虑图8所示的量化参数的配置，故可以说较大地设定上方相邻块的量化参数的权重是适当的。此外，若QPA也与QPL和QPAL一致，则所有相邻块的量化参数都相同，所以没有问题。若QPL与QPAL不一致，则进入S214，判定QPA与QPAL是否一致(S214)。若QPA与QPAL一致，则以FA<FL的方式对左方相邻块的量化参数较大地设定权重(S215)。例如将FA设定为1、将FL设定为3。若QPA与QPAL不一致，则使FA和FL为相同权重，使针对左方和上方的相邻块的量化参数的权重均等化(S216)。此时，左、上及左上方的相邻块的量化参数全都不同，故无法进行足够的条件判定，以使QPL或QPA的任一者的权重较大地设定。因此，将QPL和QPA的平均作为预测量化参数，采取均等的判定值，例如将FA设定为2、将FL设定为2。根据所决定的权重系数和各量化参数，通过下式导出预测量化参数predQP(S217)。

【式7】

$predQP=\frac{FA\&times;QPA+FL\&times;QPL+2}{4}$

在此，上式的分母是FA+FL，分子的2是为四舍五入而加的(FA+FL)/2的值。这样导出的预测量化参数被提供给差分量化参数生成部111。

此外，还可以取代图16中的S212的QPL与QPAL、及S214的QPA与QPAL的相同性判定，而是将左方和左上方的相邻块的量化参数的差分绝对值记作ΔL、将上方和左上方的相邻块的量化参数的差分绝对值记作ΔA，基于ΔL与ΔA的比较，选择左方或上方的量化参数作为预测量化参数。

在编码块和其周围的已编码的相邻块中，ΔL和ΔA分别表示左方与左上方、上方与左上方的相邻块的量化参数的差分绝对值，分别由下式表示。

【式8】

△L＝|QPL-QPAL|

【式9】

△A＝|QPA-QPAL|

在ΔA比ΔL大时，QPA与QPAL的差较大，推测在上方和左上方的相邻块之间，图像的平滑度或复杂度与左方和左上方的相邻块之间不同(变化大)。因此，在编码块和其周围的已编码的相邻块中，认为左边2个块(左方和左上方的相邻块)与右边2个块(编码块和上方的相邻块)会产生量化参数的差，故判定编码块的量化参数与左方的相邻块的量化参数相比，更接近上方的相邻块的量化参数。

在解码处理时，只要将预测量化参数导出部的标号114换成205、将编码信息保存存储器的标号113换成204，将预测量化参数的输出目标从差分量化参数生成部111改成量化参数生成部203即可，实现同等的处理。

[实施例2]

说明实施例2中的预测量化参数导出部114及205的动作。此外，在此将说明编码处理，但在解码处理时，只要将编码变成解码、将预测量化参数导出部的标号114换成205、将编码信息保存存储器的标号113换成204、将预测量化参数的输出目标从差分量化参数生成部111改成量化参数生成部203即可，实现同等的处理。在实施例2中，同实施例1一样，将在编码对象编码块的左方和上方相邻的已编码块的量化参数用于预测。另一方面，与实施例1的不同点在于，同编码块相邻上方树块时一样，在与左方树块相邻时，禁止将左方树块中的已编码块的量化参数用于预测。这是因为，编码块的量化参数的计算是基于编码控制的编码处理顺序进行的，与树块内部相比，在树块间，编码处理顺序上编码块间相远离，即使在树块间编码块是相邻的，码量控制所算出的编码块的量化参数也未必成为接近的值，不适于作为预测量化参数。因此，在实施例2中，当编码或解码对象编码块与左方或上方的树块相邻时，不将左方或上方的树块中的已编码块的量化参数用于预测，而是换成编码处理顺序上在编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数来使用。

图17中用粗箭头表示所分割出的树块内部的各编码块进行参照的已编码块的方向。图17中的实细线表示编码处理顺序，编码块原则上使用在包含编码块的树块内部相邻的已编码块的量化参数。由于位于图18中的树块上端的BLK0与左方和上方的树块边界相接，故将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数置换左方及上方相邻的已编码块的量化参数来用于预测。BLK1与上方的树块边界相接，故不将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测，而是换成编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数和左方相邻的已编码块的量化参数一起用于预测。BLK2与左方的树块边界相接，故不将左方相邻的已编码块的量化参数用于预测，而是置换成编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数和上方相邻的已编码块的量化参数一起用于预测。关于BLK3，由于左方及上方相邻的已编码块位于同一树块内部，故将上方的已编码块的量化参数和左方的已编码块的量化参数用于预测。

图18是表示实施例2中的预测量化参数导出部114的动作的流程图。

首先，取得编码对象编码块的位置信息(S300)。关于编码块的位置信息，以画面的左上角为基点、求取包含编码块的树块的左上角位置，进而根据树块的左上角位置求出编码块的位置。接下来判定编码块是否与上方的树块相邻(S301)。若编码块与上方的树块相邻(S301的Yes)、即编码块位于树块的上端，则由于上方的相邻块被包含于上方的树块中，越过了树块边界，故不在量化参数预测中使用上方的相邻块，将编码对象编码块之前、或者刚编码完的编码块的量化参数prevQP设定为QPA(S302)。

另一方面，若编码块与上方的树块不相邻(S301的No)、即上方的相邻块位于与编码块相同的树块中，则根据编码块的左上角的基准位置信息访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的上方相邻块的量化参数QPA提供给预测量化参数导出部114(S303)。

接下来，判定编码块是否与左方的树块相邻(S304)。若编码块与左方的树块相邻(S304的Yes)、即编码块位于树块的左端，则由于左方的相邻块被包含于左方的树块中，越过了树块边界，故在量化参数预测中不使用左方的相邻块，而是将编码对象编码块之前、或者刚编码完的编码块的量化参数prevQP设定为QPL(S305)。

另一方面，若编码块不与左方的树块相邻(S304的No)、即左方的相邻块位于与编码块相同的树块中，则根据编码块的左上角的基准位置信息访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的左方相邻块的量化参数QPL提供给预测量化参数导出部114(S306)。最后，将左方和上方的相邻块的量化参数的平均值作为预测量化参数(S307)。这样算出的预测量化参数被提供给差分量化参数生成部111。

在实施例2中，若左方及上方的相邻块越过树块边界，则将各自的量化参数代用为编码对象编码块之前、或者刚编码完的编码块的量化参数，故一定具有非0的值，所以与实施例1相比能削减量化参数的值的判定处理。

[实施例3]

说明实施例3中的预测量化参数导出部114及205的动作。在此是说明编码处理的，但在解码处理时，只要将编码换成解码、将预测量化参数导出部的标号114换成205、将编码信息保存存储器的标号113换成204，将预测量化参数的输出目标从差分量化参数生成部111改成量化参数生成部203即可，实现同等的处理。与实施例1的不同点在于，同编码或解码对象编码块与上方树块相邻时一样，若与左方树块相邻，则禁止将左方树块中的已编码块的量化参数用于预测。即，将越过树块边界的已编码块的量化参数用于预测的，仅限于在树块内部最初的编码处理顺序的编码块使用编码对象编码块之前、直到刚编码完的块的量化参数时。

图19的粗箭头表示分割后的树块内部的各编码块进行参照的已编码块的方向。图19中的实细线表示编码处理顺序，编码块使用在包含编码块的树块内部相邻的已编码块的量化参数。

位于图19中的树块上端的BLK0与左方和上方的树块边界相接，故仅将编码对象编码块之前、直到刚编码完的块的量化参数用于预测。BLK1与上方的树块边界相接，故不将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测，仅将左方相邻的已编码块的量化参数用于预测。BLK2与左方树块边界相接，故不将左方相邻的已编码块的量化参数用于预测，仅将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测。至于BLK3，由于左方和上方相邻的已编码块位于同一树块内部，故将上方的已编码块的量化参数和左方的已编码块的量化参数用于预测。

图20是表示实施例3中的预测量化参数导出部114的动作的流程图。图20的流程图的S400至S403、及S407至S411，与实施例1的图15的S100至S103及S107至S111是相同的，故省略其说明，仅说明判定编码块与上方树块是否相邻后的S404之后的不同。

在判定编码块与上方树块相邻后，判定编码块是否与左方树块相邻(S404)。若编码块与左方树块相邻(S404的Yes)、即编码块位于树块的左端，则由于左方相邻块被包含于左方树块中，越过了树块边界，故在量化参数预测中不使用左方的相邻块。在此，关注量化参数总是取正值的情况，在不使用左方相邻块的情况下，将左方相邻块的量化参数QPL设定为0(S405)。另一方面，若编码块不与左方树块相邻(S404的No)、即左方相邻块位于与编码块相同的树块中，则根据编码块的左上角的基准位置信息访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的左方相邻块的量化参数QPL提供给预测量化参数导出部114(S406)。根据这样取得的左方及上方的相邻块的量化参数导出预测量化参数，预测量化参数被提供给差分量化参数生成部111。

[实施例4]

说明实施例4中的预测量化参数导出部114及205的动作。在此是说明编码处理的，但在解码处理时，编码变成解码，只要将预测量化参数导出部的标号114换成205、将编码信息保存存储器的标号113换成204、将预测量化参数的输出目标从差分量化参数生成部111改成量化参数生成部203即可，实现同等的处理。在实施例4中，编码或解码对象编码块与左或上方的树块相邻时，禁止将左或上方的树块中的已编码块的量化参数用于预测。进而，原则上将左方相邻的已编码块的量化参数用于预测，在左方相邻的编码块不存在或存在于越过树块边界的位置时，将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数用于预测。

图21的粗箭头表示分割后的树块内部的各编码块进行参照的已编码块的方向。图21中的实细线表示编码处理顺序，编码块原则上将在包含编码块的树块内部左方相邻的已编码块的量化参数用于预测。

图21中的位于树块上端的BLK0与左方及上方的树块边界相接，故将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数用于预测。至于BLK1和BLK3，由于左方相邻的已编码块位于同一树块内部，故将左方的已编码块的量化参数用于预测。BLK2与左方的树块边界相接，故不将左方相邻的已编码块的量化参数用于预测，而是将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数用于预测。

图22是表示实施例4中的预测量化参数导出部114的动作的流程图。首先，取得编码对象编码块的位置信息(S500)。关于编码块的位置信息，以画面的左上角为基点，求出包含编码块的树块的左上角的位置，进而根据树块的左上角位置求出编码块的位置。接下来判定编码块是否与左方树块相邻(S501)。若编码块与左方的树块相邻(S501的Yes)、即编码块位于树块的左端，则左方的相邻块被包含于左方的树块中，越过了树块边界，故不在量化参数预测中使用左方的相邻块，而是将编码对象编码块之前、或者刚编码完的编码块的量化参数prevQP设定为预测量化参数(S502)。另一方面，若编码块与左方树块不相邻(S501的No)、即左方的相邻块位于与编码块同一树块中，则根据编码块的左上角的基准位置信息访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，取得相应的左方相邻块的量化参数QPL，设定为预测量化参数(S503)。这样导出的预测量化参数被提供给差分量化参数生成部111。

在实施例4中，原则上是将编码块的已编码左方相邻块的量化参数用于预测的，故与之前的实施例相比，判定处理被简化，能抑制电路规模。

[实施例5]

说明实施例5中的预测量化参数导出部114及205的动作。在此是说明编码处理的，但在解码处理时，编码变成解码，通过将预测量化参数导出部的标号114换成205、将编码信息保存存储器的标号113换成204、将预测量化参数的输出目标从差分量化参数生成部111改成量化参数生成部203，来实现同等的处理。实施例5是实施例1和2的组合，在编码或解码对象编码块与左方树块相邻时，允许将左方相邻的树块的已编码块的量化参数用于预测。在编码块与上方树块相邻时，禁止将上方树块中的已编码块的量化参数用于预测，并取代上方树块中的已编码块的量化参数，将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数用于预测。

图23的粗箭头表示分割后的树块内部的各编码块进行参照的已编码块的方向。图23中的实细线表示编码处理顺序，编码对象编码块使相邻的已编码块优先于编码处理顺序上接近的已编码块。

图23中的位于树块上端的BLK0及BLK1与上方树块边界相接，故不将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测，取而代之地将编码对象编码块之前、或者刚编码完的块的量化参数和左方相邻的已编码块的量化参数用于预测。至于BLK2和BLK3，由于上方相邻的已编码块位于同一树块内部，故将上方的已编码块的量化参数和左方的已编码块的量化参数用于预测。

说明实施例5中的预测量化参数导出部114的详细动作。图24是表示实施例5中的预测量化参数导出部114的动作的流程图。

首先，取得编码对象编码块的位置信息(S600)。关于编码块的位置信息，以画面的左上角为基点，求出包含编码块的树块的左上角位置，进而根据树块的左上角位置求出编码块的位置。接下来判定编码块是否与上方的树块相邻(S601)。若编码块与上方的树块相邻(S601的Yes)、即编码块位于树块的上端，则由于上方的相邻块被包含于上方的树块中，越过了树块边界，故不在量化参数预测中使用上方的相邻块，而是将编码对象编码块之前、或者刚编码完的编码块的量化参数prevQP设定为QPA(S602)。

另一方面，若编码块与上方的树块不相邻(S601的No)、即上方的相邻块位于与编码块同一树块中，则根据编码块的左上角的基准位置信息访问编码信息保存存储器113中存储的存储区域，将相应的上方相邻块的量化参数QPA提供给预测量化参数导出部114(S603)。

接下来，判定是否存在编码块的左方相邻的已编码块(S604)。若存在左方相邻块(S604的Yes)，则根据编码块的左上角的基准位置信息访问编码信息保存存储器113中所存储的存储区域，将相应的左方相邻块的量化参数QPL提供给预测量化参数导出部114(S605)。若不存在左方的相邻块(S604的No)，则将左方相邻块的量化参数QPL设定为0(S606)。

接下来判定左方的相邻块的量化参数是否为正(S607)。若左方相邻块的量化参数为正(S607的Yes)，则存在左方的相邻块，故将左方和上方的相邻块的量化参数的平均值作为预测量化参数(S608)。另一方面，若左方的相邻块的量化参数不为正(S607的No)、即左方的相邻块的量化参数为0，则不存在左方的相邻块。此时，将QPA作为预测量化参数(S609)。这样算出的预测量化参数被提供给差分量化参数生成部111。

根据实施方式的动图像编码装置，对于各编码对象块所被编码的量化参数，利用周围的已编码块的量化参数和编码信息来预测最佳的预测量化参数并导出，取量化参数与预测量化参数的差分进行编码，由此能不改变画质地削减量化参数的码量，能提高编码效率。

此外，由于在编码侧和解码侧能安装共通的量化参数预测的功能，故能缩小电路规模。已编码的相邻块在编码侧是为下一编码块的预测而局部解码了的块，与已解码块是相同的，故实现了在编码侧和解码侧能不产生矛盾地进行量化参数预测的判定。

另外，在上述的说明中，是以编码块为单位进行量化参数的预测的，但有时若增加树块内的分割、产生较多的块尺寸小的编码块，则码量控制中的每编码块的分配码量会变得过小、不能适当地算出量化参数。另外，还会使在编码及解码时存储量化参数等编码信息的动图像编码装置100及动图像解码装置200的编码信息保存存储器113和204的存储器量増加。因此，作为编码、传送量化参数的单位，可以新设定称作量化组的块，按该块单位进行量化参数的预测。

量化组是按树块的尺寸决定的块，其尺寸用树块的块边长乘以1/2n倍(n为0以上的整数)后的值来表示。即，使树块的块边长右移位n比特后的值成为量化组的边长。该值以与树块构造相同的方式决定块尺寸，故与树块的亲和性高。另外，由于将树块内以均等尺寸分割，故能使存储于编码信息保存存储器113及204的量化参数的管理和读取简便化。

图25表示按树块构造对树块内部进行分割后的一例。树块的块尺寸定为64×64，将树块内部阶层地4分割，通过第1次分割，分割成32×32块(图25中的虚线矩形)的编码块，通过第2次分割，分割成16×16块(图25中的斜线矩形)的编码块，通过第3次分割，分割成8×8块(图25中的空白矩形)的编码块。在此，若使量化组为16×16的矩形块，则量化组用图25的粗虚线表示，按量化组单位进行量化参数的预测。

若编码对象编码块比量化组块尺寸大(32×32块)，则例如图25的点图案矩形所表示的编码块的内部被按量化组4分割。虽然根据量化组进行了4分割，但该编码块的量化参数是1个，故在编码块的尺寸比量化组大时，将编码块的量化参数的预测后的差分量化参数编码、传送，并在与被分割成4个的量化组分别对应的编码信息保存存储器113及204的存储器区域内存储相同的量化参数。虽然在存储器内部量化参数会重复，但容易在量化参数的预测中访问周围的已编码块的量化参数。

若编码对象编码块与量化组块尺寸相同(16×16块)，则与上述编码块单位的量化参数的预测时相同。

若编码对象编码块比量化组块尺寸小(8×8块)，则例如是图25的空白矩形所表示的编码块，在量化组中收纳有4个编码块，故量化组中的编码块并不都具有量化参数，而是在量化组内具有1个量化参数，以该量化参数对各个编码块进行编码。此外，作为量化组的量化参数，有从量化组内的4个编码块的量化参数选择1个作为代表值，或采用平均值等计算方法，但在此不特别限定。

图26表示编码块比量化组块尺寸小时的量化参数的预测的一例。图26中的斜线矩形表示编码对象编码块、灰色矩形表示包含编码块的量化组在量化参数的预测中要使用的已编码块，细实线表示编码处理顺序。量化参数的预测以处理对象量化组的左上角的像素位置为基准进行。在将上方相邻的已编码块的量化参数用于预测时，图26中的斜线矩形，针对包含编码对象编码块的量化组的左上角的像素，算出包含上方按1像素量相邻的像素的已编码块相邻位置，从编码信息保存存储器113及204调出与该位置相应的地址所存储的量化参数。同样地，在将左方相邻的已编码块的量化参数用于预测时，针对包含编码对象编码块的量化组的左上方像素，算出包含按1像素量左方相邻的像素的已编码块的位置，从编码信息保存存储器113及204调出与该位置相应的地址所记录的量化参数。若包含编码对象编码块的量化组的左上角像素的左方及上方相邻的已编码块越过了树块的边界，则要使用编码对象编码块之前、或者刚编码完的已编码块的量化参数，故将在编码中向编码信息保存存储器113及204存储量化参数时所存储的存储器上的地址临时保存，从编码信息保存存储器113及204调出与编码对象编码块之前、或者前一个位置相应的地址内所存储的量化参数。这样，能预测编码对象编码块的量化参数。

如上这样，量化组单位的量化参数的预测也能与上述的编码块单位的量化参数的预测同样地进行。

此外，关于量化组块尺寸，可以在比特流的首部信息内直接记述块尺寸，也可以记述表示使之成为树块尺寸的1/2n倍(n为0以上的整数)的比特位移量。例如，在图片的首部信息中，定义是否按图片单位进行量化参数预测、并将差分量化参数在比特流中记述并传送的标志cu_qp_delta_enable_flag，并且仅在使标志cu_qp_delta_enable_flag有效(设定为“1”)时，将决定量化组的尺寸的参数diff_cu_qp_delta_depth记述在比特流中。在树块的尺寸用2n表示时，量化组的尺寸用以指数n减去diff_cu_qp_delta_depth后的值为指数的2的幂乘来表示。此外，也可以不特意在比特流中记述，而是在编码和解码中共同默认地决定量化组的尺寸。

以上所述的实施方式的动图像编码装置输出的动图像的编码流具有特定的数据格式，以使得能根据实施方式中所采用的编码方法进行解码，与动图像编码装置对应的动图像解码装置能将该特定数据格式的编码流解码。

为在动图像编码装置和动图像解码装置之间收发编码流而采用有线或无线的网络时，可以将编码流变换成适于通信路径的传送方式的数据形式。此时，设置将动图像编码装置输出的编码流变换成适于通信路径的传送方式的数据形式的编码数据而发送到网络的动图像发送装置，和从网络接收编码数据、复原成编码流后提供给动图像解码装置的动图像接收装置。

动图像发送装置包括：将动图像编码装置输出的编码流缓存的存储器；对编码流进行打包的包处理部；将打包后的编码数据介由网络发送的发送部。动图像接收装置包括：介由网络接收被打包了的编码数据的接收部；将接收到的编码数据缓存的存储器；对编码数据进行包处理而生成编码流，提供给动图像解码装置的包处理部。

以上编码及解码的相关处理当然可以作为利用了硬件的传送、存储、接收装置来实现，还能通过存储在ROM(只读存储器)或闪存存储器等中的固件、计算机等的软件来实现。可以将该固件程序、软件程序记录在计算机等可读取的记录介质中提供，也可以通过有线或无线的网络从服务器提供，还可以作为地面波或卫星数字广播的数据广播来提供。

以上基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员当理解实施方式仅为例示，其各构成要素和各处理过程的组合可以有各种各样的变形例，且这样的变形例也包含在本发明的范围内。

〔标号说明〕

100动图像编码装置、101图像存储器、102残差信号生成部、103正交变换·量化部、104第2编码比特串生成部、105逆量化·逆正交变换部、106解码图像信号重叠部、107解码图像存储器、108预测图像生成部、109活动计算部、110量化参数计算部、111差分量化参数生成部、112第1编码比特串生成部、113编码信息保存存储器、114预测量化参数导出部、115编码比特串多路化部、200动图像解码装置、201比特串分离部、202第1编码比特串解码部、203量化参数生成部、204编码信息保存存储器、205预测量化参数导出部、206第2编码比特串解码部、207逆量化·逆正交变换部、208解码图像信号重叠部、209预测图像生成部、210解码图像存储器。

〔工业可利用性〕

本发明能适用于利用了量化参数的预测编码的动图像编码技术。

Claims (4)

1.一种对比特流进行解码的动图像解码装置，上述比特流是在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块而对上述动图像编码后的比特流，上述动图像解码装置的特征在于，包括：

将上述比特流解码而抽取出用于导出预测量化参数的块的尺寸信息，并且将上述比特流解码而抽取出上述第2块的差分量化参数的解码部，

利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出部，以及

通过上述第2块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述第2块的量化参数的量化参数生成部；

其中，上述预测量化参数导出部在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数作为第1量化参数，在上述第3块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以按照解码顺序紧接在上述第2块之前被解码了的第5块的量化参数作为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数作为第2量化参数，在上述第4块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数作为第2量化参数，利用第1量化参数及第2量化参数，针对基于上述尺寸信息的每个预定的尺寸，以上述第1量化参数和第2量化参数的平均值作为上述第2块的预测量化参数而导出。

2.一种对比特流进行解码的动图像解码方法，上述比特流是在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块而对上述动图像编码后的比特流，上述动图像解码方法的特征在于，包括：

将上述比特流解码而抽取出用于导出预测量化参数的块的尺寸信息，并且将上述比特流解码而抽取出上述第2块的差分量化参数的解码步骤，

利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出步骤，以及

通过上述第2块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述第2块的量化参数的量化参数生成步骤；

其中，在上述预测量化参数导出步骤中，在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数作为第1量化参数，在上述第3块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以按照解码顺序紧接在上述第2块之前被解码了的第5块的量化参数作为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数作为第2量化参数，在上述第4块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数作为第2量化参数，利用第1量化参数及第2量化参数，针对基于上述尺寸信息的每个预定的尺寸，以上述第1量化参数和第2量化参数的平均值作为上述第2块的预测量化参数而导出。

3.一种对比特流进行解码的接收装置，上述比特流是在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块而对上述动图像编码后的比特流，上述接收装置的特征在于，包括：

介由网络接收被打包了的编码数据的接收部，

对接收到的编码数据进行包处理而生成比特流的包处理部，

将上述比特流解码而抽取出用于导出预测量化参数的块的尺寸信息，并且将上述比特流解码而抽取出上述第2块的差分量化参数的解码部，

利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出部，以及

通过上述第2块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述第2块的量化参数的量化参数生成部；

其中，上述预测量化参数导出部在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数作为第1量化参数，在上述第3块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以按照解码顺序紧接在上述第2块之前被解码了的第5块的量化参数作为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数作为第2量化参数，在上述第4块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数作为第2量化参数，利用第1量化参数及第2量化参数，针对基于上述尺寸信息的每个预定的尺寸，以上述第1量化参数和第2量化参数的平均值作为上述第2块的预测量化参数而导出。

4.一种对比特流进行解码的接收方法，上述比特流是在将动图像的各图片按预定尺寸分割后的第1块中进一步分割成1个或多个第2块而对上述动图像编码后的比特流，上述接收方法的特征在于，包括：

介由网络接收被打包了的编码数据的接收步骤，

对接收到的编码数据进行包处理而生成比特流的包处理步骤，

将上述比特流解码而抽取出用于导出预测量化参数的块的尺寸信息，并且将上述比特流解码而抽取出上述第2块的差分量化参数的解码步骤，

利用上述第2块的左方相邻的第3块及上述第2块的上方相邻的第4块的量化参数，导出上述第2块的预测量化参数的预测量化参数导出步骤，以及

通过上述第2块的差分量化参数与上述预测量化参数的相加而生成上述第2块的量化参数的量化参数生成步骤；

其中，在上述预测量化参数导出步骤中，在上述第3块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第3块的量化参数作为第1量化参数，在上述第3块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以按照解码顺序紧接在上述第2块之前被解码了的第5块的量化参数作为第1量化参数，在上述第4块处于没有越过上述第1块的边界的位置时，以上述第4块的量化参数作为第2量化参数，在上述第4块处于越过了上述第1块的边界的位置时，以上述第5块的量化参数作为第2量化参数，利用第1量化参数及第2量化参数，针对基于上述尺寸信息的每个预定的尺寸，以上述第1量化参数和第2量化参数的平均值作为上述第2块的预测量化参数而导出。