TWI699113B - 影像預測解碼方法及影像預測解碼裝置 - Google Patents

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Abstract

將抑制預測資訊的增加，同時減低對象區塊之預測誤差的編碼影像，有效率地加以解碼。

預測訊號生成器(106)，係在從已復原之部分領域資訊，特定出不將對象領域予以分割的情況下，基於預先設定之條件，而執行以下任一處理：使用對象領域的將畫面間預測予以特定之模式資訊、參照畫面編號、及運動向量，從已再生訊號，生成前記對象領域之預測訊號，或者是，基於壓縮資料中所含之識別資訊，在對象領域所相鄰之複數相鄰領域之中特定出一個相鄰領域，使用所特定之該相鄰領域的將畫面間預測予以特定的模式資訊、參照畫面編號、及運動向量，從已再生訊號，生成前記對象領域之預測訊號；加算器(210)，係藉由對此處所被生成之預測訊號，加算再生殘差訊號，而生成對象領域的預測訊號。

Description

影像預測解碼方法及影像預測解碼裝置
本發明係有關於影像預測編碼裝置、影像預測編碼方法、影像預測編碼程式、影像預測解碼裝置、影像預測解碼方法、及影像預測解碼程式。更詳言之，本發明係有關於，使用領域分割來進行預測編碼及預測解碼的影像預測編碼裝置、影像預測編碼方法、影像預測編碼程式、影像預測解碼裝置、影像預測解碼方法、及影像預測解碼程式。
為了有效率地進行靜止影像或動畫資料的傳送，採用了壓縮編碼技術。作為動畫的壓縮編碼方式係廣泛地採用MPEG-1~4或ITU(International Telecommunication Union)H.261~H.264之方式。
在這些編碼方式中，是將身為編碼對象的影像，分割成複數區塊，然後才進行編碼、解碼處理。在畫面內的預測編碼時，係使用與對象區塊相同畫面內的相鄰之已再生之影像訊號，來生成對象區塊的預測訊號。此處，所謂已再生之影像訊號，係為已被壓縮之影像資料所復原而成的 訊號。接著，在畫面內的預測編碼時，係從對象區塊的訊號中減算掉預測訊號而生成差分訊號，但該當差分影像係會被編碼。在畫面間的預測編碼時，係參照與對象區塊不同畫面內的已再生之影像訊號，進行運動補正，以生成預測訊號。接著，在畫面間的預測編碼時，係從對象區塊的訊號中減算掉預測訊號而生成差分訊號，該當差分影像係被編碼。
例如在H.264的畫面內預測編碼時，係採用將身為編碼對象之區塊所相鄰的像素的已再生之像素值(再生訊號)進行外插，以生成預測訊號的方法。圖20係ITU H.264中所採用的畫面內預測方法的說明用模式圖。圖20的(a)係圖示了，在垂直方向上進行外插的畫面內預測方法。於圖20的(a)中，4×4像素的對象區塊802，係作為編碼之對象的對象區塊。在該對象區塊802的交界處所相鄰的像素A~M所成的像素群801係為相鄰領域，是於過去的處理中已經被再生的影像訊號。在圖20的(a)所示的預測中，位於對象區塊802正上方的相鄰像素A~D的像素值是被外插至下方，藉此而生成預測訊號。
又，圖20的(b)係圖示了，在水平方向上進行外插的畫面內預測方法。在圖20的(b)所示的預測中，位於對象區塊802左方的已再生訊號I~L的像素值是被外插至右方，藉此而生成預測訊號。
在畫面內預測方法中，用圖20的(a)~(i)所示之方法所生成的九個預測訊號當中，從對象區塊之像素訊 號起算之差分為最小的預測訊號，係被當成對象區塊用的最佳之預測訊號而採用。如此生成預測訊號的具體方法，係例如記載於專利文獻1中。
在通常的畫面間預測編碼時，係從畫面中探索出與身為編碼對象之對象區塊之像素訊號相類似的訊號，藉此以生成預測訊號。在畫面間預測編碼時，運動向量、和對象區塊之像素訊號與預測訊號之間的殘差訊號，係被編碼。此外，運動向量係為規定著，對象區塊與所被探索到之訊號所存在之領域之間的空間上之位移量的向量。如此對每一區塊，進行運動向量之探索的手法，稱作區塊比對(block matching)。
圖21係區塊比對的說明用模式圖。於圖21中，(a)係圖示了已再生之像素903，(b)係圖示了含有對象區塊902的畫面901。此處，畫面903內的領域904，係為與對象區塊902在空間上存在於同一位置的領域。在區塊比對時，圍繞領域904的探索範圍905會被設定，從該探索範圍之像素訊號中，與對象區塊402之像素訊號的絕對值誤差和呈最小的領域906會被偵測出來。該領域906的訊號係成為預測訊號，從領域904往領域906的位移量加以規定的向量，係被偵測成為運動向量907。
此外，區塊比對也還會使用以下方法：準備複數個參照畫面903，就每一對象區塊，選擇要實施區塊比對的參照畫面，偵測出參照畫面選擇資訊。又，在H.264中，對了對應於影像的局部性特徵變化，備有將運動向量進行編 碼之區塊尺寸是互異的複數種預測形式。關於H.264的預測形式，例如記載於專利文獻2。
在動畫資料的壓縮編碼時，各畫面(畫格、圖場)的編碼順序係可為任意。因此，參照已再生畫面來生成預測訊號的畫面間預測中，關於編碼順序係有3種手法。第1手法係參照再生順序上為過去已再生之畫面來生成預測訊號的前方預測，第2手法係參照再生順序上為未來再生之畫面而生成預測訊號的後方預測，第3手法係前方預測和後方預測都會進行，將2個預測訊號予以平均化的雙向預測。關於畫面間預測的種類，例如記載於專利文獻3。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕美國專利公報第6765964號
〔專利文獻2〕美國專利公報第7003035號
〔專利文獻3〕美國專利公報第6259739號
如上述，預測訊號的生成，係以區塊單位來實施。然而，映像內的移動物體之位置與動向係為任意，因此當將畫面等間隔地分割成區塊時，在區塊內就會含有運動或模樣不同的二個以上之領域。此種情況下，在映像的預測編碼時，在物體的邊緣附近會發生很大的預測誤差。
如以上所說明，在H.264中，為了對應此種影像的局 部性特徵之變化，抑制預測誤差的增加，而準備了區塊尺寸不同的複數種預測形式。然而，若區塊尺寸變小，則每一小區塊都會需要預測訊號之生成時所需的附加資訊(運動向量等)，因此附加資訊的編碼量會增加。又，若準備許多區塊尺寸，則用來選擇區塊尺寸所需的模式資訊也變成必要，導致模式資訊的編碼量也會增加。
有鑑於所述問題點，本發明的一側面之目的在於，提供一種，抑制附加資訊(運動向量等)或模式資訊這類預測資訊的增加，同時減低對象區塊的預測誤差，可有效率地將影像加以編碼的影像預測編碼裝置、影像預測編碼方法、及影像預測編碼程式。又，本發明的另一側面之目的在於，提供一種對應於這些編碼之側面的影像預測解碼裝置、影像預測解碼方法及影像預測解碼程式。
本發明的一側面，係有關於影像的編碼。一實施形態所述之影像預測編碼裝置，係具備有：(a)領域分割手段，係將輸入影像分割成複數領域；和(b)預測資訊推定手段，係根據已再生訊號而生成上記複數領域當中之對象領域的像素訊號的預測訊號，將該預測訊號之生成時所使用過的預測資訊，當作附隨於上記對象領域之預測資訊而加以取得；和(c)預測資訊編碼手段，係將附隨於上記對象領域之預測資訊，加以編碼；和(d)判定手段，係進行附隨於上記對象領域之預測資訊與附隨於該對象領 域所相鄰之相鄰領域的預測資訊之比較，基於該比較之結果，判定在上記對象領域之預測訊號的生成時是否能夠利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊；和(e)領域寬度決定手段，係當已被上記判定手段判定為在上記對象領域之預測訊號的生成時是可利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊時，則將使用附隨於上記對象領域內之部分領域且為上記相鄰領域之預測資訊來生成預測訊號用的該部分領域之領域寬度，加以決定；和(f)領域寬度編碼手段，係將用來特定附隨於上記對象領域之上記領域寬度所需之資訊，加以編碼；和(g)預測訊號生成手段，係使用附隨於上記對象領域之預測資訊、附隨於上記相鄰領域之預測資訊、及上記領域寬度，而從上記已再生訊號，生成上記對象領域之預測訊號；和(h)殘差訊號生成手段，係生成上記對象領域之預測訊號與上記對象領域之像素訊號之間的殘差訊號；和(i)殘差訊號編碼手段，係將上記殘差訊號予以編碼；和(j)殘差訊號復原手段，係藉由將上記殘差訊號之編碼資料加以解碼，以生成再生殘差訊號；和(k)加算手段，係藉由將上記預測訊號與上記再生殘差訊號予以加算，以生成上記對象領域的再生訊號；和(l)記憶手段，係將上記對象領域的再生訊號當作上記已再生訊號而加以記憶。
又，一實施形態所述之影像預測編碼方法，係含有：(a)領域分割步驟，係將輸入影像分割成複數領域；和(b)預測資訊推定步驟，係根據已再生訊號而生成上記 複數領域當中之對象領域的像素訊號的預測訊號，將該預測訊號之生成時所使用過的預測資訊，當作附隨於上記對象領域之預測資訊而加以取得；和(c)預測資訊編碼步驟，係將附隨於上記對象領域之預測資訊，加以編碼；和(d)判定步驟，係進行附隨於上記對象領域之預測資訊與附隨於該對象領域所相鄰之相鄰領域的預測資訊之比較，基於該比較之結果，判定在上記對象領域之預測訊號的生成時是否能夠利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊；和(e)領域寬度決定步驟，係當已在上記判定步驟中判定為在上記對象領域之預測訊號的生成時是可利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊時，則將使用附隨於上記對象領域內之部分領域且為上記相鄰領域之預測資訊來生成預測訊號用的該部分領域之領域寬度，加以決定；和(f)領域寬度編碼步驟，係將用來特定上記領域寬度所需之資訊，加以編碼；和(g)預測訊號生成步驟，係使用附隨於上記對象領域之預測資訊、附隨於上記相鄰領域之預測資訊、及上記領域寬度，而從上記已再生訊號，生成上記對象領域之預測訊號；和(h)殘差訊號生成步驟，係生成上記對象領域之預測訊號與上記對象領域之像素訊號之間的殘差訊號；和(i)殘差訊號編碼步驟，係將上記殘差訊號予以編碼；和(j)殘差訊號復原步驟，係藉由將上記殘差訊號之編碼資料加以解碼，以生成再生殘差訊號；和(k)再生訊號生成步驟，係藉由將上記預測訊號與上記再生殘差訊號予以加算，以生成上記對象領域的再 生訊號；和(l)記憶步驟，係將上記對象領域的再生訊號當作上記已再生訊號而加以記憶。
又，一實施形態所述之影像預測編碼程式，係使電腦發揮機能成為：(a)領域分割手段，係將輸入影像分割成複數領域；和(b)預測資訊推定手段，係根據已再生訊號而生成上記複數領域當中之對象領域的像素訊號的預測訊號，將該預測訊號之生成時所使用過的預測資訊，當作附隨於上記對象領域之預測資訊而加以取得；和(c)預測資訊編碼手段，係將附隨於上記對象領域之預測資訊，加以編碼；和(d)判定手段，係進行附隨於上記對象領域之預測資訊與附隨於該對象領域所相鄰之相鄰領域的預測資訊之比較，基於該比較之結果，判定在上記對象領域之預測訊號的生成時是否能夠利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊；和(e)領域寬度決定手段，係當已被上記判定手段判定為在上記對象領域之預測訊號的生成時是可利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊時，則將使用附隨於上記對象領域內之部分領域且為上記相鄰領域之預測資訊來生成預測訊號用的該部分領域之領域寬度，加以決定；和(f)領域寬度編碼手段，係將用來特定上記領域寬度所需之資訊，加以編碼；和(g)預測訊號生成手段，係使用附隨於上記對象領域之預測資訊、附隨於上記相鄰領域之預測資訊、及上記領域寬度，而從上記已再生訊號，生成上記對象領域之預測訊號；和(h)殘差訊號生成手段，係生成上記對象領域之預測訊號與上記對象領 域之像素訊號之間的殘差訊號；和(i)殘差訊號編碼手段，係將上記殘差訊號予以編碼；和(j)殘差訊號復原手段，係藉由將上記殘差訊號之編碼資料加以解碼，以生成再生殘差訊號；和(k)加算手段，係藉由將上記預測訊號與上記再生殘差訊號予以加算，以生成上記對象領域的再生訊號；和(l)記憶手段，係將上記對象領域的再生訊號當作上記已再生訊號而加以記憶。
若依據這些本發明之涉及編碼的側面，則當相鄰領域之預測資訊是可利用時，對象領域中的部分領域之預測訊號就會使用相鄰領域之預測資訊而被生成。因此，若依據本發明之涉及編碼的側面，則有邊緣存在的對象領域的預測誤差，就可被降低。又，由於相鄰領域的預測資訊是被使用於對象領域中的部分領域之預測訊號的生成，因此可抑制預測資訊量的增加。
於一實施形態中係亦可為，當判定為附隨於對象領域之預測資訊與附隨於相鄰領域之預測資訊是相同時，就判定為在對象領域之預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰領域之預測資訊。這是因為，當附隨於對象領域之預測資訊與附隨於相鄰領域之預測資訊是相同時，則無法謀求對象領域的預測誤差之降低。
又，於一實施形態中係亦可為，當已被被判定為附隨於對象領域之預測資訊與附隨於相鄰領域之預測資訊之組合是不滿足預先設定之條件時，則判定在對象領域之預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰領域之預測資訊。
又，在本發明之涉及編碼的側面中，係亦可為，當已被判定為在對象領域之預測訊號的生成上不可利用附隨於相鄰領域之預測資訊時，就不輸出附隨於對象領域之領域寬度的編碼資料。藉此，就可降低編碼量。
又，於一實施形態中係亦可為，相鄰領域是對象領域的左鄰及上鄰的二個相鄰領域。此情況下，當已被判定為二個附隨於相鄰領域之預測資訊都可利用於對象領域之預測訊號的生成上時，則可將二個相鄰領域當中具有對象領域之預測訊號的生成時所要利用之預測資訊的相鄰領域加以特定用的識別資訊，予以編碼。若依據所述特徵，則由於可從二個相鄰領域當中最佳之相鄰領域來生成出部分領域之預測訊號，因此可更加降低預測誤差。
本發明的另一側面係有關於影像的解碼。一實施形態所述之影像預測解碼裝置，係具備有：(a)資料解析手段，係從將影像分割成複數領域而被編碼成的壓縮資料之中，抽出對象領域的預測訊號的生成時所使用之預測資訊的編碼資料、將使用附隨於上記對象領域所相鄰之相鄰領域的預測資訊來生成預測訊號用的上記對象領域內之部分領域的領域寬度加以特定所需之資訊的編碼資料、殘差訊號的編碼資料；和(b)預測資訊解碼手段，係將上記預測資訊的編碼資料予以解碼，以復原附隨於上記對象領域之預測資訊；和(c)判定手段，係進行附隨於上記對象領域之預測資訊與附隨於上記相鄰領域之預測資訊之比較，基於該比較之結果，判定在上記對象領域之預測訊號 的生成時是否能夠利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊；和(d)領域寬度解碼手段，係當已被上記判定手段判定為在上記對象領域之預測訊號的生成時是可利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊時，則將用來特定上記領域寬度所需之資訊的編碼資料加以解碼，以復原該領域寬度；和(e)預測訊號生成手段，係使用附隨於上記對象領域之預測資訊、附隨於上記相鄰領域之預測資訊、及上記領域寬度，而從已再生訊號，生成上記對象領域之預測訊號；和(f)殘差訊號復原手段，係從上記殘差訊號之編碼資料，復原出上記對象領域的再生殘差訊號；和(g)加算手段，係藉由將上記對象領域之預測訊號與上記再生殘差訊號予以加算，以生成上記對象領域的再生訊號；和(h)記憶手段，係將上記對象領域的再生訊號當作上記已再生訊號而加以記憶。
又，一實施形態所述之影像預測解碼方法，係含有(a)資料解析步驟，係從將影像分割成複數領域而被編碼成的壓縮資料之中，抽出對象領域的預測訊號的生成時所使用之預測資訊的編碼資料、將使用附隨於上記對象領域所相鄰之相鄰領域的預測資訊來生成預測訊號用的上記對象領域內之部分領域的領域寬度加以特定所需之資訊的編碼資料、殘差訊號的編碼資料；和(b)預測資訊解碼步驟，係將上記預測資訊的編碼資料予以解碼，以復原附隨於上記對象領域之預測資訊；和(c)判定步驟，係進行附隨於上記對象領域之預測資訊與附隨於上記相鄰領域 之預測資訊之比較，基於該比較之結果，判定在上記對象領域之預測訊號的生成時是否能夠利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊；和(d)領域寬度解碼步驟，係當已在上記判定步驟中判定為在上記對象領域之預測訊號的生成時是可利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊時，則將用來特定上記領域寬度所需之資訊的編碼資料加以解碼，以復原該領域寬度；和(e)預測訊號生成步驟，係使用附隨於上記對象領域之預測資訊、附隨於上記相鄰領域之預測資訊、及上記領域寬度，而從已再生訊號，生成上記對象領域之預測訊號；和(f)殘差訊號復原步驟，係從上記殘差訊號之編碼資料，復原出上記對象領域的再生殘差訊號；和(g)再生訊號生成步驟，係藉由將上記對象領域之預測訊號與上記再生殘差訊號予以加算，以生成上記對象領域的再生訊號；和(h)記憶步驟，係將上記對象領域的再生訊號當作上記已再生訊號而加以記憶。
又，一實施形態所述之影像預測解碼程式，係使電腦發揮機能成為：(a)資料解析手段，係從將影像分割成複數領域而被編碼成的壓縮資料之中，抽出對象領域的預測訊號的生成時所使用之預測資訊的編碼資料、將使用附隨於上記對象領域所相鄰之相鄰領域的預測資訊來生成預測訊號用的上記對象領域內之部分領域的領域寬度加以特定所需之資訊的編碼資料、殘差訊號的編碼資料；和(b)預測資訊解碼手段，係將上記預測資訊的編碼資料予以解碼，以復原附隨於上記對象領域之預測資訊；和 (c)判定手段，係進行附隨於上記對象領域之預測資訊與附隨於上記相鄰領域之預測資訊之比較，基於該比較之結果，判定在上記對象領域之預測訊號的生成時是否能夠利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊；和(d)領域寬度解碼手段，係當已被上記判定手段判定為在上記對象領域之預測訊號的生成時是可利用附隨於上記相鄰領域之預測資訊時，則將用來特定上記領域寬度所需之資訊的編碼資料加以解碼，以復原該領域寬度；和(e)預測訊號生成手段，係使用附隨於上記對象領域之預測資訊、附隨於上記相鄰領域之預測資訊、及上記領域寬度，而從已再生訊號，生成上記對象領域之預測訊號；和(f)殘差訊號復原手段，係從上記殘差訊號之編碼資料，復原出上記對象領域的再生殘差訊號；和(g)加算手段，係藉由將上記對象領域之預測訊號與上記再生殘差訊號予以加算，以生成上記對象領域的再生訊號；和(h)記憶手段，係將上記對象領域的再生訊號當作上記已再生訊號而加以記憶。
這些涉及解碼之本發明，係可從藉由上述本發明之編碼所生成的壓縮資料中，良好地再生出影像。
於一實施形態中係亦可為，當已被判定為附隨於對象領域之預測資訊與附隨於相鄰領域之預測資訊是相同時，就判定在對象領域之預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰領域之預測資訊。又，亦可為，當已被被判定為附隨於對象領域之預測資訊與附隨於相鄰領域之預測資訊之組合是不滿足預先設定之條件時，則判定在對象領域之預測訊 號的生成時不可利用附隨於相鄰領域之預測資訊。
又，於一實施形態中係可為，當被判定手段判定為在對象領域之預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰領域之預測資訊時，則將附隨於對象領域之領域寬度，設定成0。
又，於一實施形態中係亦可為，相鄰領域是對象領域的左鄰及上鄰的二個相鄰領域。此情況下，當已被判定為二個附隨於相鄰領域之預測資訊都可利用於對象領域之預測訊號的生成上時，則領域寬度解碼手段係可將二個相鄰領域當中具有對象領域之預測訊號的生成時所要利用之預測資訊的相鄰領域加以特定用的識別資訊，予以解碼。
如以上說明，若依據本發明，則可提供一種，抑制預測資訊的增加，同時減低對象區塊的預測誤差，可有效率地將影像加以編碼的影像預測編碼裝置、影像預測編碼方法、及影像預測編碼程式。又，若依據本發明，則可提供對應之影像預測解碼裝置、影像預測解碼方法及影像預測解碼程式。
100‧‧‧影像預測編碼裝置
102‧‧‧輸入端子
104‧‧‧區塊分割器
106‧‧‧預測訊號生成器
108‧‧‧畫格記憶體
110‧‧‧減算器
112‧‧‧轉換器
114‧‧‧量化器
116‧‧‧逆量化器
118‧‧‧逆轉換器
120‧‧‧加算器
122‧‧‧量化轉換係數編碼器
124‧‧‧輸出端子
126‧‧‧預測資訊推定器
128‧‧‧預測資訊記憶體
130‧‧‧判定器
132‧‧‧預測資訊編碼器
134‧‧‧領域寬度決定器
136‧‧‧領域寬度編碼器
200‧‧‧影像預測解碼裝置
202‧‧‧輸入端子
204‧‧‧資料解析器
206‧‧‧逆量化器
208‧‧‧逆轉換器
210‧‧‧加算器
212‧‧‧輸出端子
214‧‧‧量化轉換係數解碼器
216‧‧‧預測資訊解碼器
218‧‧‧領域寬度解碼器
〔圖1〕一實施形態所述之影像預測編碼裝置的圖示。
〔圖2〕使用相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用 的對象區塊內的部分領域的說明圖。
〔圖3〕一實施形態所述之影像預測編碼方法之程序的流程圖。
〔圖4〕圖3的步驟S108之詳細流程圖。
〔圖5〕圖4的步驟S202之詳細流程圖。
〔圖6〕圖3的步驟S110之詳細流程圖。
〔圖7〕一實施形態所述之影像預測解碼裝置的圖示。
〔圖8〕一實施形態所述之影像預測解碼方法的流程圖。
〔圖9〕圖8的步驟S508之詳細流程圖。
〔圖10〕用來說明相鄰區塊之另一例的圖。
〔圖11〕圖3的步驟S108的另一例之詳細程序的流程圖。
〔圖12〕圖8的步驟S508的另一例之詳細程序的流程圖。
〔圖13〕使用相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用的對象區塊內的部分領域之另一例的說明圖。
〔圖14〕部分領域之另一例的圖示。
〔圖15〕對象區塊及相鄰區塊之另一例的圖示。
〔圖16〕一實施形態所述之影像預測編碼程式的圖示。
〔圖17〕一實施形態所述之影像預測解碼程式的圖示。
〔圖18〕將記錄媒體中所記錄之程式加以執行所需之電腦的硬體構成之圖示。
〔圖19〕將記錄媒體中所記憶之程式加以執行所需之電腦的斜視圖。
〔圖20〕ITU H.264中所採用的畫面內預測方法的說明用模式圖。
〔圖21〕區塊比對的說明用模式圖。
以下，參照圖面來詳細說明本發明的理想之實施形態。此外，對於各圖面中同一或相當之部分係標示同一符號。
圖1係一實施形態所述之影像預測編碼裝置的圖示。圖1所示的影像預測編碼裝置100，係具備：輸入端子102、區塊分割器104、預測訊號生成器106、畫格記憶體108、減算器110、轉換器112、量化器114、逆量化器116、逆轉換器118、加算器120、量化轉換係數編碼器122、輸出端子124、預測資訊推定器126、預測資訊記憶體128、判定器130、預測資訊編碼器132、領域寬度決定器134及領域寬度編碼器136。此外，轉換器112、量化器114及量化轉換係數編碼器122，係成為殘差訊號編碼手段而發揮機能，逆量化器116及逆轉換器118係成為殘差訊號復原手段而發揮機能。
以下，說明影像預測編碼裝置100的各構成要素。輸 入端子102，係用來輸入動畫訊號用的端子。該動畫訊號，係為含有複數張影像的訊號。輸入端子102，係透過訊號線L102而被連接至區塊分割器104。
區塊分割器104，係將動畫訊號中所含之影像，分割成複數領域。具體而言，區塊分割器104，係將動畫訊號中所含之複數影像，依序選擇來作為編碼對象之影像。區塊分割器104，係將已選擇之影像，分割成複數領域。在本實施形態，這些領域係為8×8像素之區塊。然而，亦可使用其以外之大小及/或形狀之領域來作為該領域。該區塊分割器104，係透過訊號線L104，而被連接至預測資訊推定器126。
預測資訊推定器126，係將身為編碼處理對象的對象領域(對象區塊)的預測訊號的加以生成所必須之預測資訊，予以偵測出來。預測資訊的生成方法，亦即預測方法，係可適用如先前技術中所說明的畫面內預測或畫面間預測。然而，本發明係不限定於這些預測方法。以下，假設以圖21所示之區塊比對來實施預測處理，來進行說明。使用區塊比對時，在預測資訊中係含有運動向量或參照畫面選擇資訊等。以下，將為了生成對象區塊的預測訊號而偵測到的預測資訊，稱作「附隨於對象區塊之預測資訊」。該預測資訊推定器126，係透過訊號線L126a、訊號線L126b，而被連接至預測資訊記憶體128、預測資訊編碼器132。
預測資訊記憶體128，係經由訊號線L126a而從預測 資訊推定器126收取預測資訊，將該當預測資訊予以記憶。預測資訊記憶體128，係透過訊號線L128，而被連接至判定器130。
預測資訊編碼器132，係經由訊號線L126b而從預測資訊推定器126收取預測資訊。預測資訊編碼器132，係將所收取到的預測資訊，進行熵編碼以生成編碼資料，將該當編碼資料透過訊號線L132而輸出至輸出端子124。此外，作為熵編碼係可使用算術編碼或可變長度編碼等，但本發明中係不限定於這些熵編碼方式。
判定器130，係經由訊號線L128而從預測資訊記憶體128，收取附隨於對象區塊之預測資訊與附隨於相鄰區塊之預測資訊。此處，相鄰區塊，係為相鄰於對象區塊的相鄰領域，是已經編碼過的領域。判定器130，係將附隨於對象區塊之預測資訊與附隨於相鄰區塊之預測資訊加以比較，判定對象區塊的預測訊號生成時是否可以利用附隨於相鄰區塊之預測資訊。
具體而言，判定器130，係將附隨於對象區塊之預測資訊與附隨於相鄰區塊之預測資訊加以比較，當這二個預測資訊是一致時，則判定為在對象區塊的預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰區塊之預測資訊。這是因為，當二個預測資訊是一致時，即使使用附隨於相鄰區塊之預測資訊來生成對象區塊之部分領域的預測訊號，仍會和使用附隨於對象區塊之預測資訊來生成預測訊號時，獲得相同的結果。亦即，無法期待預測誤差之降低。
另一方面，判定器130，係當二個預測資訊是不同時，則判定為在對象區塊的預測訊號的生成時是可以利用附隨於相鄰區塊之預測資訊。該判定器130，係透過訊號線L130而被連接至領域寬度決定器134及領域寬度編碼器136，判定器130所作之比較(判定)之結果，係經由訊號線L130，而被輸出至領域寬度決定器134及領域寬度編碼器136。以下就將在對象區塊的預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰區塊之預測資訊的判定結果，稱作表示「不可利用」之判定結果，將在對象區塊的預測訊號的生成時可以利用附隨於相鄰區塊之預測資訊的判定結果，稱作表示「可以利用」之判定結果。此外，關於判定器130之動作細節，將於後述。
領域寬度決定器134，係經由訊號線L130而收取來自判定器130的判定結果。領域寬度決定器134，係當判定結果是表示「可以利用」時，則將使用附隨於相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用的對象區塊內之部分領域之領域寬度，加以決定。因此，領域寬度決定器134，係從預測資訊記憶體128經由訊號線L128a，收取附隨於對象區塊之預測資訊及附隨於相鄰區塊之預測資訊。然後，領域寬度決定器134，係從畫格記憶體108收取已再生訊號，從區塊分割器104收取對象區塊的影像訊號。
圖2係使用相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用的對象區塊內的部分領域的說明圖。圖2雖然圖示了，令對象區塊Bt之左鄰的相鄰區塊B1為相鄰區塊時的情形，但 本發明中的相鄰區塊係亦可為對象區塊之上鄰的區塊，又，亦可為左鄰及上鄰之雙方的區塊。又，右鄰和下鄰的區塊也能當作相鄰區塊來利用。
圖2所示的對象區塊Bt及相鄰區塊B1，係為8×8像素之區塊。此處，假設將左上之像素位置(水平位置，垂直位置)以(0,0)表示，將右下之像素位置(水平位置，垂直位置)以(7,7)表示。圖2中所示的部分領域R2，係使用相鄰區塊B1的預測資訊來生成預測訊號用的領域，其水平方向的領域寬度係為w。亦即，部分領域R2係被(0,0)、(w-1,0)、(0,7)、及(w-1,7)之四個像素位置所圍繞。部分領域R1係為使用附隨於對象區塊之預測資訊來生成預測訊號用的領域。
在本實施形態中，可以設定的領域寬度，係為1像素刻度而為0~8像素。本實施形態的領域寬度決定器134，係針對可設定的9個領域寬度之每一者，生成對象區塊的預測訊號，將預測誤差之絕對值和或平方和為最小的領域寬度，加以選擇。該處理，係從區塊分割器104和預測資訊記憶體128分別取得對象區塊之像素訊號與附隨於對象區塊及相鄰區塊之預測資訊，基於這些預測資訊與領域寬度而從畫格記憶體108中所記憶之已再生訊號，生成出對象區塊的預測訊號，藉此而被實施。至於領域寬度的決定方法以及可設定之領域寬度的候補，係沒有特別限定。例如，可設定之領域寬度係只要是能被2的倍數所特定之像素寬度即可，可採用1個以上之任意的寬度。又， 亦可準備複數可設定之領域寬度，以序列單位或畫格單位或者區塊單位來將其選擇資訊加以編碼。
領域寬度決定器134，係透過訊號線L134a、訊號線L134b而分別被連接至領域寬度編碼器136、預測訊號生成器106。領域寬度決定器134，係經由訊號線L134a、訊號線L134b而向領域寬度編碼器136、預測訊號生成器106，輸出已決定的領域寬度(用以特定領域寬度之資訊)。
領域寬度編碼器136，係當從判定器130所收取到的判定結果係表示「可以利用」時，就將經由訊號線L134a所收取到的領域寬度予以熵編碼，而生成編碼資料。此外，雖然領域寬度編碼器136係可使用算術編碼或可變長度編碼等之熵編碼方式，但本發明係並非限定於這些編碼方式。
領域寬度編碼器136，係透過訊號線L136而被連接至輸出端子124，已被領域寬度編碼器136所生成的編碼資料，係經由訊號線L136而被輸出至輸出端子124。
預測訊號生成器106，係經由訊號線L128b而從預測資訊記憶體128，收取附隨於對象區塊及相鄰區塊的二個預測資訊。又，預測訊號生成器106，係從領域寬度決定器134經由訊號線L134b而收取領域寬度，從畫格記憶體108經由訊號線L108而收取已再生訊號。預測訊號生成器106，係使用已收取的二個預測資訊及領域寬度，從已再生訊號，生成對象區塊的預測訊號。至於預測訊號之生 成方法的例子，將於後述。預測訊號生成器106，係透過訊號線L106，而被連接至減算器110。已被預測訊號生成器106所生成的預測訊號，係經由訊號線L106而被輸出至減算器110。
減算器110，係透過訊號線L104b而被連接至區塊分割器104。減算器110，係將經由訊號線L104b而從區塊分割器104所收取到的對象區塊之影像訊號，減去已被預測訊號生成器106所生成的對象區塊的預測訊號。藉由該減算，就會生成殘差訊號。該減算器110係透過訊號線L110而被連接至轉換器112，殘差訊號係經由訊號線L110而被輸出至轉換器112。
轉換器112，係對所輸入之殘差訊號，適用離散餘弦轉換，以生成轉換係數的部分。量化器114，係將轉換係數，經由訊號線L112而從轉換器112予以收取。量化器114，係將轉換係數予以量化而生成量化轉換係數。量化轉換係數編碼器122，係經由訊號線L114而將量化轉換係數從量化器114予以收取，將該當量化轉換係數進行熵編碼以生成編碼資料。量化轉換係數編碼器122，係將所生成的編碼資料，經由訊號線L122而輸出至輸出端子124。此外，量化轉換係數編碼器122的熵編碼，雖然可使用算術編碼或可變長度編碼，但並不限定於本發明的這些熵編碼方式。
輸出端子124，係將從預測資訊編碼器132、領域寬度編碼器136、及量化轉換係數編碼器122所收取到的編 碼資料，加以整合而輸出至外部。
逆量化器116，係經由訊號線L114b而從量化器114收取量化轉換係數。逆量化器116，係將已收取到的量化轉換係數予以逆量化而將轉換係數予以復原。逆轉換器118，係經由訊號線L116而從逆量化器116收取轉換係數，對該當轉換係數適用逆離散餘弦轉換而將殘差訊號(再生殘差訊號)予以復原。加算器120，係經由訊號線L118而從逆轉換器118收取再生殘差訊號，經由訊號線L106b而從預測訊號生成器106收取預測訊號。加算器120，係將已收取到的再生殘差訊號和預測訊號進行加算，而再生出對象區塊的訊號(再生訊號)。已被加算器120所生成之再生訊號，係經由訊號線L120而被輸出至畫格記憶體108，成為已再生訊號而被記憶在畫格記憶體108中。
此外，在本實施形態中雖然使用轉換器112與逆轉換器118，但亦可不使用這些轉換器而改用其他的轉換處理。又，轉換器112及逆轉換器118係並非必須。如此，為了使用在後續的對象區塊的預測訊號生成中，已被編碼過的對象區塊之再生訊號，係藉由逆處理而被復原並被記憶在畫格記憶體108中。
又，編碼器的構成係不限定於圖1所示。例如，判定器130和預測資訊記憶體128，係亦可被包含在預測訊號生成器106中。又，領域寬度決定器134也是亦可被包含在預測資訊推定器126中。
以下，說明影像預測編碼裝置100的動作，以及一實施形態的影像預測編碼方法。又，亦說明判定器130、領域寬度決定器134、及預測訊號生成器106的動作細節。
圖3係一實施形態所述之影像預測編碼方法之程序的流程圖。如圖3所示，在本影像預測編碼方法中，首先，於步驟S100中，區塊分割器104係將編碼對象的影像，分割成複數區塊。接著，於步驟S102中，從複數區塊之中選擇出一個區塊來作為編碼的對象區塊。
接著，於步驟S104中，預測資訊推定器126係決定對象區塊的預測資訊。該預測資訊，係於後續的步驟S106中，被預測資訊編碼器132加以編碼。
接著，本影像預測編碼方法，係前進至步驟S108。圖4係圖3的步驟S108之詳細流程圖。在步驟S108的處理中，首先，於步驟S200中，對判定器130係輸入著，附隨於對象區塊與相鄰區塊的二個預測資訊。接著，於步驟S202中，判定器130係判定，在對象區塊的預測訊號的生成時，是否可以利用相鄰區塊之預測資訊。
圖5係圖4的步驟S202之詳細流程圖。如圖5所示，在步驟S202的處理中，首先，於步驟S300中，判定器130係判定附隨於對象區塊及相鄰區塊的二個預測資訊，是否一致。步驟S300的判定為真(Yes)時，亦即，當附隨於對象區塊及相鄰區塊的二個預測資訊是一致時，則於步驟S302中，判定器130係輸出表示「不可利用」之判定結果。
另一方面，當步驟S300的判定是偽(No)時，則處理係前進至步驟S304。於步驟S304中，判定器130係判定附隨於相鄰區塊之預測資訊是否可利用於對象區塊的預測訊號生成上。當步驟S304中的判定為真(Yes)時，則於後續的步驟S306中，判定器130，係輸出表示「可以利用」之判定結果。另一方面，當步驟S304中的判定是偽(No)時，則判定器130係進行上述步驟S302之處理。
此外，所謂於步驟S304中判定為相鄰區塊之預測資訊是不可利用之狀態的情形，係有(1)相鄰區塊是位於畫面外，(2)不承認對象區塊的預測訊號與相鄰區塊之預測資訊之組合的這類案例等。
如此，判定器130係依照預先訂定的規則，來進行是否使用附隨於相鄰區塊之預測資訊來生成對象領域之部分領域之預測訊號的判定。該規則，係只要編碼裝置和解碼裝置是事前共有著資訊，則無必要傳輸，但亦可編碼後加以傳輸。例如，複數準備這類規則，將要適用哪一規則的資訊，以畫格單位或序列單位或區塊單位來加以發送的方法等。
再次參照圖4。如圖4所示，接著，本影像預測編碼方法，係前進至步驟S204。在步驟S204中，領域寬度決定器134係參照判定器130的判定結果，判定該當判定結果是否為表示「可以利用」的判定結果。當判定器130的判定結果是表示「不可利用」時，則步驟S108的處理係 結束。
另一方面，當判定器130的判定結果是表示「可以利用」時，則領域寬度決定器134係於後續的步驟S206中，從預先準備的候補中選擇出要使用附隨於相鄰區塊之預測資訊來進行預測用的對象領域內之部分領域的領域寬度。接著，於步驟S208中，領域寬度編碼器136係將已被決定之領域寬度，加以編碼。
以下，再次參照圖3。如圖3所示，步驟S108之後，處理係前進至步驟S110。於步驟S110中，預測訊號生成器106，係使用附隨於對象區塊與相鄰區塊的二個預測資訊、及已被領域寬度決定器134所決定之領域寬度，從畫格記憶體108所記憶的已再生訊號，生成對象區塊的預測訊號。
以下說明，步驟S110中的預測訊號生成器106的詳細動作之一例。圖6係圖3的步驟S110之詳細流程圖。圖6係圖示了，如圖2所示，使用附隨於左鄰之相鄰區塊之預測資訊來生成8×8像素的對象區塊內的部分領域R2的預測訊號時的預測訊號生成器106之動作。
如圖6所示，於步驟S400中，首先，預測訊號生成器106係取得附隨於對象區塊之預測資訊Pt與附隨於相鄰區塊之預測資訊Pn。接著，於步驟S402中，預測訊號生成器106係從領域寬度決定器134，取得領域寬度w。
接著，預測訊號生成器106，係於步驟S404中，將圖2所示的對象區塊內的部分領域R1的預測訊號，使用 預測資訊Pt及領域寬度w，而從已再生訊號，加以生成。接著，預測訊號生成器106，係於步驟S406中，使用預測資訊Pn及領域寬度w，而從已再生訊號，生成出對象區塊的部分領域R2的預測訊號。此外，在圖2的例子中，當領域寬度w為0時，則步驟S406係可省略。又，當領域寬度w為8時，則步驟S404係可省略。
以下，再次參照圖3。如圖3所示，本影像預測編碼方法，接著係前進至步驟S112。於步驟S112中，減算器110係使用對象區塊之像素訊號和預測訊號，來生成殘差訊號。於後續的步驟S114中，轉換器112、量化器114、及量化轉換係數編碼器122，係將殘差訊號予以轉換編碼，而生成編碼資料。
接著，於步驟S116中，逆量化器116及逆轉換器118，係從量化轉換係數中復原出再生殘差訊號。於後續的步驟S118中，加算器120，係藉由將再生殘差訊號和預測訊號予以加算，以生成再生訊號。然後，於步驟S120中，再生訊號係被當作已再生訊號，而被記憶至畫格記憶體108。
接著，於步驟S122中，檢查全部的區塊是否都被當作對象區塊而處理過了，若全部的區塊之處理尚未完成，則將未處理的一個區塊選擇成為對象區塊，進行步驟S102以下的處理。另一方面，若全部的區塊之處理已經完成，則本影像預測編碼方法的處理係結束。
以下說明，一實施形態所述之影像預測解碼裝置。圖 7係一實施形態所述之影像預測解碼裝置的圖示。圖7所示的影像預測解碼裝置200係具備：輸入端子202、資料解析器204、逆量化器206、逆轉換器208、加算器210、輸出端子212、量化轉換係數解碼器214、預測資訊解碼器216、領域寬度解碼器218、畫格記憶體108、預測訊號生成器106、預測資訊記憶體128、及判定器130。此處，逆量化器206、逆轉換器208、及量化轉換係數解碼器214，係成為殘差訊號解碼手段而發揮機能。此外，逆量化器206及逆轉換器208所構成之解碼手段，係亦可採用這些東西以外的構成來為之。又，亦可沒有逆轉換器208。
以下說明，影像預測解碼裝置200的各部之細節。輸入端子202，係將已被上述影像預測編碼裝置100(或影像預測編碼方法)所壓縮編碼過的壓縮資料，進行輸入。在該壓縮資料中係含有，針對影像內的複數區塊之每一者，將殘差訊號予以轉換量化而進行熵編碼所生成之量化轉換係數的編碼資料、用來生成預測訊號所需之預測資訊的編碼資料、及使用附隨於對象區塊所相鄰之相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用的區塊內之部分領域之領域寬度的編碼資料。在本實施形態，係在預測資訊中，含有運動向量或參照畫面編號等。輸入端子202係透過訊號線L202而被連接至資料解析器204。
資料解析器204，係經由訊號線L202而從輸入端子202收取壓縮資料。資料解析器204，係解收已收取到的 壓縮資料，關於解碼對象的對象區塊，將壓縮資料分離成量化轉換係數的編碼資料、預測資訊的編碼資料、領域寬度的編碼資料。資料解析器204，係經由訊號線L204a而向領域寬度解碼器218輸出領域寬度的編碼資料，經由訊號線L204b而將預測資訊的編碼資料輸出至預測資訊解碼器216，經由訊號線L204c而將量化轉換係數的編碼資料輸出至量化轉換係數解碼器214。
預測資訊解碼器216，係將附隨於對象區塊之預測資訊的編碼資料進行熵解碼，而獲得預測資訊。預測資訊解碼器216，係透過訊號線L216，而被連接至預測資訊記憶體128。已被預測資訊解碼器216所生成的預測資訊，係經由訊號線L216而被輸出至預測資訊記憶體128。預測資訊記憶體128，係透過訊號線L128a、訊號線L128b而分別被連接至判定器130、預測訊號生成器106。
判定器130，係具有和圖1的編碼裝置之判定器130相同的機能。亦即，判定器130，係將附隨於對象區塊之預測資訊與附隨於對象區塊所相鄰之相鄰區塊之預測資訊加以比較，判定在對象區塊的預測訊號生成之際是否可以利用附隨於相鄰區塊之預測資訊。
具體而言，判定器130，係將附隨於對象區塊及相鄰之相鄰區塊的二個預測資訊加以比較，當二個預測資訊是一致時，則判定為在對象區塊的預測訊號的生成時不可利用附隨於相鄰區塊之預測資訊。亦即，此時判定器130係輸出表示「不可利用」之判定結果。另一方面，當二個預 測資訊不同時，判定器130係輸出表示「可以利用」之判定結果。判定器130，係透過訊號線L130，而被連接至領域寬度解碼器218。判定器130所作的判定結果，係經由訊號線L130而被輸出至領域寬度解碼器218。此外，關於判定器130之處理的詳細處理流程，係已在圖5中說明過了，故省略。
領域寬度解碼器218，係基於經由L130所收取到之判定器130的判定結果，而將所被輸入的領域寬度的編碼資料進行熵解碼，以復原領域寬度。亦即，領域寬度解碼器218，係當判定結果是表示「可以利用」時，則將領域寬度的編碼資料予以解碼，復原該當領域寬度。另一方面，當判定結果是「不可利用」時，則不進行領域寬度的復原。該領域寬度解碼器218，係經由訊號線L218而被連接至預測訊號生成器106，已被領域寬度解碼器218所生成的領域寬度，係經由訊號線L218而被輸出至預測訊號生成器106。
預測訊號生成器106，係具有和圖1的編碼裝置的預測訊號生成器相同的機能。亦即，預測訊號生成器106，係使用附隨於對象區塊之預測資訊與附隨於相鄰區塊之預測資訊(必要時)和經由L218所收取到的領域寬度，從畫格記憶體108所記憶的已再生訊號，生成解碼對象區塊的預測訊號。關於預測訊號生成器106的動作細節，因在圖6中說明過了，故省略。此預測訊號生成器106，係經由訊號線L106，而被連接至加算器210。預測訊號生成器 106，係將已生成的預測訊號，經由L106而輸出至加算器210。
量化轉換係數解碼器214，係經由訊號線L204c而從資料解析器204收取量化轉換係數的編碼資料。量化轉換係數解碼器214，係將已收取到的編碼資料進行熵解碼，將對象區塊的殘差訊號之量化轉換係數，予以復原。量化轉換係數解碼器214，係將已復原之量化轉換係數，經由訊號線L214而輸出至逆量化器206。
逆量化器206，係將經由訊號線L214所收取到的量化轉換係數予以逆量化而將轉換係數予以復原。逆轉換器208，係將已被復原的轉換係數，從逆量化器206經由訊號線L206而予以收取，對該當轉換係數適用逆離散餘弦轉換，復原出對象區塊的殘差訊號(復原殘差訊號)。
加算器210，係經由訊號線L208而從逆轉換器208收取復原殘差訊號，將已被預測訊號生成器106所生成的預測訊號，經由訊號線L106而加以收取。加算器210，係將已收取到的復原殘差訊號和預測訊號進行加算，以生成對象區塊的再生訊號。該再生訊號，係經由訊號線L210而被輸出至畫格記憶體108，被記憶在該當畫格記憶體108中。又，該再生訊號，係也被輸出至輸出端子212。輸出端子212，係往外部(例如顯示器)輸出再生訊號。
以下，說明影像預測解碼裝置200的動作，以及一實施形態所述之影像預測解碼方法。圖8係一實施形態所述 之影像預測解碼方法的流程圖。如圖8所示，在本影像預測解碼方法中，首先，於步驟S500中，透過輸入端子202，輸入著壓縮資料。接著，於步驟S502中，選擇要作為處理之對象的對象區塊。
接著，於步驟S504中，資料解析器204係進行壓縮資料的資料解析，將附隨於解碼對象之對象區塊之預測資訊、領域寬度、量化轉換係數的編碼資料，予以抽出。預測資訊，係於步驟S506中，被預測資訊解碼器216所解碼。
接著，處理係前進至步驟S508。圖9係圖8的步驟S508之詳細流程圖。如圖9所示，在步驟S508的處理中，首先，於步驟S600中，對判定器130係輸入著附隨於對象區塊及相鄰區塊的二個預測資訊。
接著，於步驟S202中，判定器130係判定附隨於相鄰區塊之預測資訊的利用可能性，然後輸出判定結果。該步驟S202中的判定器130之動作，由於是和圖5中所說明過的動作相同，故省略詳細說明。
接著，於步驟S602中，會判定判定器130的判定結果是否為表示「可以利用」。步驟S602中的判定結果為真(Yes)時，亦即，相鄰區塊之預測資訊是可利用時，則於步驟S604中，領域寬度解碼器218係將領域寬度的編碼資料予以解碼然後復原出對象區塊之部分領域(R2)的領域寬度。另一方面，步驟S602的判定為偽(No)時，則於步驟S606中，領域寬度解碼器218係將對象區 塊之部分領域(R2)的領域寬度設定成0。
以下，再次參照圖8。如圖8所示，步驟S508結束之後，處理係前進至步驟S510。於步驟S510中，預測訊號生成器106，係使用附隨於對象區塊及相鄰區塊的二個預測資訊(相鄰區塊之預測資訊係僅在必要時才利用)和領域寬度，而從已再生訊號，生成出解碼對象區塊的預測訊號。此處，步驟S510係和圖6所說明過的步驟S110相同。
於後續的步驟S512中，量化轉換係數解碼器214係從編碼資料中復原出量化轉換係數，逆量化器206係從量化轉換係數中復原出轉換係數，逆轉換器208係從轉換係數生成再生殘差訊號。
接著，於步驟S514中，加算器210係將對象區塊的預測訊號和再生殘差訊號予以加算，生成對象區塊的再生訊號。該再生訊號，係於步驟S516中，當作下個對象區塊再生所需的已再生訊號而被記憶在畫格記憶體108。
然後，於步驟S518中若判定全部區塊的處理尚未完成，亦即還有下個壓縮資料時，則於步驟S502中將未處理的區塊選擇成為對象區塊，重複以後之步驟。另一方面，於步驟S518中，若全部的區塊之處理都已完成時，則處理係結束。
以上雖然說明一實施形態所述之影像預測編碼裝置及方法、以及影像預測解碼裝置及方法，但本發明係不限定於上記的實施形態。例如，在上記實施施形態中，雖然將 相鄰區塊設作對象區塊的左鄰區塊，但相鄰區塊係亦可為對象區塊的上鄰區塊。
圖10係用來說明相鄰區塊之另一例的圖。在圖10所示的例子中，對象區塊Bt及相鄰區塊B2係為8×8像素之區塊，同樣地假設左上之像素位置(水平位置，垂直位置)為(0,0)表示，右下之像素位置(水平位置，垂直位置)為(7,7)。部分領域R2係為被(0,0)、(7,0)、(0,w-1)、(7、w-1)之像素位置所圍繞的領域，是有可能使用相鄰區塊B2的預測資訊來生成預測訊號的領域。部分領域R2的領域寬度係為w。
使用圖10所示相鄰區塊B2所附隨的預測資訊，來生成部分領域R2的預測訊號時，圖6的步驟S404的x之範圍係為0~7，y之範圍係為w~7。又，圖6的步驟S406的x之範圍係為0~7，y之範圍係為0~w-1。
又，相鄰區塊係可為對象區塊的左鄰和上鄰的二個區塊，有可能對每一對象區塊，選擇出二個相鄰區塊之任一者。此時，預測訊號生成器106，係具有進行有關圖4和圖10所說明過之預測處理的機能，領域寬度決定器134係含有，將具有對象區塊之部分領域之預測上所利用之預測資訊的相鄰區塊，亦即左鄰或上鄰之相鄰區塊，加以選擇之機能。又，領域寬度編碼器136係含有，將根據附隨於二個相鄰區塊的二個預測資訊而將具有在對象領域之預測訊號之生成時所要利用之預測資訊的相鄰區塊予以特定用的識別資訊加以編碼之機能，領域寬度解碼器218係含 有將該識別資訊予以解碼之機能。
以下，詳細說明利用左鄰和上鄰的二個區塊時的步驟S108。圖11係圖3的步驟S108的另一例之詳細程序的流程圖。如圖11所示，在本例中的步驟S108的處理中，係於步驟S700中，將對象區塊的上方之相鄰區塊及左方之相鄰區塊所附隨的二個預測資訊，輸入至判定器130。
接著，判定器130係依照圖5的步驟S202所示之程序，判定附隨於對象區塊之左方相鄰區塊之預測資訊，是否可利用於對象區塊之部分領域的預測訊號之生成，並將判定結果予以輸出。接著，於步驟S704中，當判定器130的判定結果是被判斷為表示「不可利用」時(No的情形)，亦即，判定結果係表示附隨於左方相鄰區塊之預測資訊，是不可利用於對象區塊之部分領域的預測訊號之生成時，則前進至後續的步驟S202。判定器130係依照圖5的步驟S202所示之程序，判定附隨於對象區塊之上方相鄰區塊之預測資訊，是否可利用於對象區塊之部分領域的預測訊號之生成，並將判定結果予以輸出。
接著，於步驟S706中，當判定器130的判定結果是被判斷為表示「不可利用」時(No的情形)，亦即，判定結果係表示附隨於上方相鄰區塊之預測資訊，是不可利用於對象區塊之部分領域的預測訊號之生成時，則步驟S108的處理係結束。
另一方面，於步驟S706中，當判定器130的判定結果是被判斷為表示「可以利用」時(Yes的情形)，則於 步驟S708中，領域寬度決定器134係決定，利用上方相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用的對象區塊之部分領域R2(參照圖10)的領域寬度w。接著，該領域寬度w，係於後續的步驟S208中，被領域寬度編碼器136所編碼。
回到步驟S704，另一方面，當判定器130的判定結果是被判斷為表示「可以利用」時(Yes的情形)，於後續的步驟S202中，判定器130係依照圖5的步驟S202所示之程序，判定附隨於對象區塊之上方相鄰區塊之預測資訊，是否可利用於對象區塊之部分領域的預測訊號之生成，並將判定結果予以輸出。
接著，於步驟S710中，當判定器130的判定結果是被判斷為表示「不可利用」時(No的情形)，則於後續的步驟S712中，領域寬度決定器134係決定，利用左方相鄰區塊之預測資訊來生成預測訊號用的對象區塊之部分領域R2(參照圖2)的領域寬度w。接著，該領域寬度w，係於後續的步驟S208中，被領域寬度編碼器136所編碼。
另一方面，於步驟S710中，當判定器130的判定結果是被判斷為表示「可以利用」時(Yes的情形)，則於後續的步驟S714中，從左方相鄰區塊及上方相鄰區塊中選擇出，具有預測訊號之生成上所應使用之預測資訊的相鄰區塊。
具體而言，於步驟S714中，領域寬度決定器134係 選擇，在對象區塊之部分領域的預測訊號生成時，要使用上方相鄰區塊之預測資訊與左方相鄰區塊之預測資訊當中的哪一個。該選擇方法係無限定，但例如，領域寬度決定器134係如圖2及圖10所示般地設定相鄰區塊及部分領域R2的寬度，使用相鄰區塊之預測資訊及對象區塊的預測誤差來生成對象區塊的預測訊號，將對象區塊的預測誤差為最小的相鄰區塊與領域寬度之組合，予以選擇。然後，於後續的步驟S716中，領域寬度編碼器136係將已選擇之具有預測資訊的相鄰區塊加以特定用的識別資訊，予以編碼。接著，於步驟S718中，當判定為左方之相鄰區塊是被選擇時，則處理係前進至步驟S712。另一方面，於步驟S718中，判定為左方之相鄰區塊未被選擇，亦即判定為上方相鄰區塊被選擇時，則處理係前進至步驟S708。
圖12係圖8的步驟S508的另一例之詳細程序的流程圖，圖示了使用圖11之處理的編碼所對應之解碼時所採用的程序。如圖12所示，在此例中，首先，於步驟S800中，對判定器130係輸入著附隨於對象區塊之左方相鄰區塊之預測資訊，及附隨於上方相鄰區塊之預測資訊。
於後續的二個步驟中，判定器130係依照圖5的步驟S202所示之程序，判定附隨於左方相鄰區塊之預測資訊的利用可能性，及附隨於上方相鄰區塊之預測資訊的利用可能性，將判定結果予以輸出。
接著，於步驟S802中，領域寬度解碼器218係根據 判定器130的判定結果，判定二個相鄰區塊當中之一方的相鄰區塊所附隨之預測資訊，是否可以利用。然後，若兩個附隨於相鄰區塊之預測資訊均可以利用，則於步驟S804中，領域寬度解碼器218係將解碼對象區塊的部分領域R2的領域寬度設定成0，結束處理。
另一方面，於步驟S802中，判定二個相鄰區塊當中之一方的相鄰區塊所附隨之預測資訊是可以利用時，則於後續的步驟S806中，領域寬度解碼器218係根據判定器130的判定結果，判定二個附隨於相鄰區塊之預測資訊是否都可以利用。若二個相鄰區塊之預測資訊是都可利用時，則於後續的步驟S808中，領域寬度解碼器218係從編碼資料中解碼出相鄰區塊的識別資訊，前進至步驟S812。
另一方面，於步驟S806中，判定二個相鄰區塊當中之一方的相鄰區塊所附隨之預測資訊是可以利用時，則於後續的步驟S810中，領域寬度解碼器218係基於判定器130的判定結果，選擇二個附隨於相鄰區塊之預測資訊當中之一方，前進至步驟S812。然後，於步驟S812中，領域寬度解碼器218係將領域寬度的值予以解碼。
此外，亦可將附隨於對象區塊之左方相鄰區塊之預測資訊與附隨於上方相鄰區塊之預測資訊都加以利用，生成對象區塊的預測訊號。此情況下，領域寬度編碼器136係具有將二個相鄰區塊所附隨之二個預測資訊和二個領域寬度都加以編碼之機能，領域寬度解碼器218係具有將二個 預測資訊與二個領域寬度之組合予以解碼之機能。又，此情況下，係如圖13所示，對象區塊Bt內的四個部分領域R1~R4的預測訊號，係被個別地生成。
因此，預測訊號生成器106，係使用附隨於左方相鄰區塊B1之預測資訊來生成部分領域R2的預測訊號，使用附隨於上方相鄰區塊B2之預測資訊來生成部分領域R3的預測訊號。又，預測訊號生成器106係必須要具有生成部分領域R4的預測訊號之機能。部分領域R4的預測方法，係只要預先決定規則即可，因此在本發明中係沒有限定。可舉例如，將基於附隨於左方相鄰區塊之預測資訊而被生成的部分領域R4之預測訊號，和基於附隨於上方相鄰區塊之預測資訊而被生成的部分領域R4之預測訊號，以像素單位進行平均化的方法，或基於附隨於左上相鄰區塊之預測資訊而生成部分領域R4之預測訊號的方法等。又，亦可採用，利用附隨於左及上方相鄰區塊之預測資訊等的周圍已解碼之資訊而自動地選擇屬於上和左方相鄰區塊之預測資訊的方法，或將選擇資訊予以送出的方法等。
本發明甚至可作下記的變形。
(區塊之形狀)
在以上的說明中，雖然對象區塊內的部分領域總是矩形，但亦可如圖14的(a)所示的對象區塊Bt內的部分領域R1及R2，或圖14的(b)所示的對象區塊Bt內的部分領域R1及R2那樣，使用任意形狀的部分領域。在 此種情況下，除了領域寬度還需要附送形狀資訊。
(區塊尺寸)
在以上的說明中，雖然區塊尺寸是固定尺寸，但亦可如圖15的(a)~(c)所示，對象區塊Bt與相鄰區塊B1的尺寸是不同。此種情況下，如圖15的(a)~(c)所示，對象區塊Bt中的部分領域R1~R3之形狀，係可使用各種的形狀。可隨著狀況來決定所被構成的部分領域，亦可將用來指示相鄰區塊的資訊，從複數候補中加以選擇而明示地予以編碼。又，亦可事先決定規則(例如選擇領域寬度用的單位是配合著區塊尺寸較小者)來為之。
(領域寬度編碼器及解碼器)
於領域寬度編碼器中，亦可並非領域寬度的值本身，而是將用來特定領域寬度用的資訊，加以編碼。又，於領域寬度解碼器中，亦可並非領域寬度的值本身，而是從編碼資料中解碼出用來特定領域寬度用的資訊，然後基於該當用來特定領域寬度用的資訊，復原出領域寬度的值。例如，領域寬度編碼器係亦可準備複數個對象區塊內的部分領域的領域寬度之值的候補，將該識別資訊予以編碼。領域寬度解碼器係亦可基於已解碼之識別資訊來復原領域寬度的值。候補的領域寬度係可在編碼器和解碼器上預先決定，亦可用序列單位或畫格單位來發送。又，領域寬度編碼器係亦可將對象區塊內之部分領域之領域寬度的值與相 鄰區塊之領域寬度之間的差分值，予以編碼。此情況下，領域寬度解碼器，係將已被解碼之相鄰區塊的領域寬度之值和從編碼資料所解碼出來的上記差分值進行加算，就可復原出對象區塊內的部分領域之領域寬度的值。或者，領域寬度編碼器係亦可將用來指示對象區塊之部分領域之領域寬度是和相鄰區塊之領域寬度相同的資訊，予以編碼。當指示對象區塊之部分領域之領域寬度是和相鄰區塊之領域寬度相同的資訊是被解碼時，領域寬度解碼器係可將該當相鄰區塊的領域寬度，當作對象區塊的部分領域之領域寬度來使用。此時，亦可指示對象區塊之部分領域之領域寬度是和相鄰區塊之領域寬度不同，並且將領域寬度的值或者用來特定領域寬度的資訊，加以發送。當指示對象區塊之部分領域之領域寬度是和相鄰區塊之領域寬度不同的資訊是被解碼時，亦可領域寬度解碼器係還會從編碼資料中解碼出領域寬度之值或者用來特定領域寬度的資訊，基於該當用來特定領域寬度的資訊而將領域寬度之值加以復原。又，領域寬度編碼器係亦可將用來特定領域寬度所需的一以上之資訊物件，予以編碼。亦即，亦可將領域寬度作唯一特定的一以上之資訊物件(例如一以上之位元)予以編碼。此情況下，領域寬度解碼器係可從編碼資料中解碼出一以上之資訊物件，依照該當一以上之資訊物件，來復原領域寬度。
(轉換器、逆轉換器)
殘差訊號的轉換處理，係亦可用固定的區塊尺寸來進行。又，亦可將對象領域再分割成配合部分領域的尺寸，對再分割所生成的各領域，進行轉換處理。
(關於判定器)
附隨於相鄰區塊之預測資訊是可利用的相鄰區塊，係可不限定於對象區塊的上方相鄰區塊與左方相鄰區塊。例如，若將預測資訊以1區塊列份事先加以編碼，則亦可把對象區塊所相鄰的4區塊全部視為相鄰區塊，將附隨於它們的預測資訊用於對象區塊的預測訊號之生成上。
又，若畫面內的所有區塊的預測資訊都先經過編碼，則各對象區塊的預測訊號係亦可使用周圍的4區塊與對象區塊所附隨的總計5個(若含左上、左下、右上、右下則為9個)預測資訊來自由地構成。
甚至，由於對象區塊與相鄰區塊具有相同預測資訊時，即使設置部分領域，在編碼‧解碼處理時也不會發生破綻，因此即使不含有判定器之構成下，仍可實現本發明的預測訊號生成處理。
(關於判定器之判定)
在以上的說明中，作為判定器130判斷附隨於相鄰區塊之預測資訊之利用可能性所需的預定之規則，當附隨於相鄰區塊之預測資訊是與附隨於對象區塊之預測資訊一致時或相鄰區塊之預測資訊是被判定為並非可利用之狀態 時，則判定為附隨於相鄰區塊之預測資訊是不可利用。關於後者係亦可為，當相鄰區塊是藉由畫面內預測而被預測、對象區塊是被畫面間預測時，以及其相反的情況下，則判定為附隨於相鄰區塊之預測資訊是不可利用。又，亦可當相鄰區塊之運動向量與對象區塊之運動向量之間的差是大於閾值時，判定為附隨於相鄰區塊之預測資訊是不可利用。甚至，亦可當相鄰區塊與對象區塊的區塊尺寸是彼此互異時，則判定為附隨於相鄰區塊之預測資訊是不可利用。又，在以上的說明中，雖然是比較相鄰區塊與對象區塊所附隨之預測資訊，但亦可用基於2個預測資訊所生成之預測訊號是否相同為條件，來判定附隨於相鄰區塊之預測資訊的利用可能性。
(預測資訊)
在以上的說明中，作為預測訊號之生成方法雖然說明了畫面間預測(運動向量與參照畫面資訊)，但本發明並非限定於該預測方法。畫面內預測，或亮度補償、雙向預測、後方預測等之預測方向，係可適用於本發明的預測訊號生成處理。此時，模式資訊或亮度補償參數等，係被包含在預測資訊中。
(色彩訊號)
在以上的說明中，雖然沒有特別描述色彩格式，但關於色彩訊號或色差訊號，也是可和亮度訊號分開來個別進 行預測訊號之生成處理。又，亦可使色彩訊號或色差訊號的預測訊號之生成處理，與亮度訊號的處理連動進行。後者的情況下，當色彩訊號的解像度是低於亮度訊號時(例如解像度在縱向與橫向為一半)，則只要限制亮度訊號中的領域寬度(例如偶數值)，或先決定好從亮度訊號之領域寬度轉換成色彩訊號之領域寬度的轉換式即可。
(區塊雜訊去除處理)
雖然上記並無描述，但對再生影像進行區塊雜訊去除處理時，只要對部分領域的交界部分進行雜訊去除處理即可。
以下說明，使電腦成為影像預測編碼裝置100而動作所需的影像預測編碼程式、及使電腦成為影像預測解碼裝置200而動作所需的影像預測解碼程式。
圖16係將一實施形態所述之影像預測編碼程式，連同記錄媒體一起圖示。圖17係將一實施形態所述之影像預測解碼程式，連同記錄媒體一起圖示。圖18係將記錄媒體中所記錄之程式加以執行所需之電腦的硬體構成之圖示。圖19係將記錄媒體中所記憶之程式加以執行所需之電腦的斜視圖。
如圖16所示，影像預測編碼程式P100，係被儲存在記錄媒體10中來提供。又，如圖17所示，影像預測解碼程式P200也是被儲存在記錄媒體10中來提供。此外，作為記錄媒體10則例如有，軟碟片、CD-ROM、DVD、或 ROM等記錄媒體，或是半導體記憶體等。
如圖18所示，電腦30，係具備：軟碟驅動裝置、CD-ROM驅動裝置、DVD驅動裝置等讀取裝置12、讓作業系統常駐的作業用記憶體(RAM)14、用來記憶記錄媒體10中所記憶之程式的記憶體16、顯示器這類顯示裝置18、屬於輸入裝置的滑鼠20及鍵盤22、進行資料收送用的通訊裝置24、控制著程式之執行的CPU26。電腦30，係一旦把記錄媒體10插入至讀取裝置12，則從讀取裝置12就可向記錄媒體10中所儲存的影像預測編碼程式P100進行存取，藉由該當程式P100，就可成為影像預測編碼裝置100而動作。又，電腦30，係一旦把記錄媒體10插入至讀取裝置12，則從讀取裝置12就可向記錄媒體10中所儲存的影像預測解碼程式P200進行存取，藉由該當程式P200，就可成為影像預測解碼裝置200而動作。
如圖19所示，影像預測編碼程式P100及影像預測解碼程式P200，係可以被重疊於載波之電腦資料40的方式，透過網路而提供。此時，電腦30，係將通訊裝置24所接收到的影像預測編碼程式P100或影像預測解碼程式P200，記憶在記憶體16，就可執行程式P100或P200。
如圖16所示，影像預測編碼程式P100，係具備：區塊分割模組P104、預測訊號生成模組P106、記憶模組P108、減算模組P110、轉換模組P112、量化模組P114、逆量化模組P116、逆轉換模組P118、加算模組P120、量化轉換係數編碼模組P122、預測資訊推定模組P126、預 測資訊記憶模組P128、判定模組P130、領域寬度決定模組P134、預測資訊編碼模組P132、領域寬度決定模組P134、及領域寬度編碼模組P136。
藉由執行上記各模組所實現的機能，係和上述影像預測編碼裝置100的機能相同。亦即，影像預測編碼程式P100的各模組之機能，係與區塊分割器104、預測訊號生成器106、畫格記憶體108、減算器110、轉換器112、量化器114、逆量化器116、逆轉換器118、加算器120、量化轉換係數編碼器122、預測資訊推定器126、預測資訊記憶體128、判定器130、預測資訊編碼器132、領域寬度決定器134及領域寬度編碼器136的機能相同。
影像預測解碼程式P200，係具備：資料解析模組P204、量化轉換係數解碼模組P214、預測資訊解碼模組P216、領域寬度解碼模組P218、預測資訊記憶模組P128、判定模組P130、逆量化模組P206、逆轉換模組P208、加算模組P210、預測訊號生成模組P106、及記憶模組P108。
藉由執行上記各模組所實現的機能，係和上述影像預測解碼裝置200的各構成要素相同。亦即，影像預測解碼程式P200的各模組之機能，係與資料解析器204、量化轉換係數解碼器214、預測資訊解碼器216、領域寬度解碼器218、預測資訊記憶體128、判定器130、逆量化器206、逆轉換器208、加算器210、預測訊號生成器106、及畫格記憶體108的機能相同。
以上，將本發明基於其實施形態而詳細說明。可是，本發明係並非限定於上記實施施形態。本發明在不脫離其宗旨的範圍內，可作各種變形。
200:影像預測解碼裝置
106:預測訊號生成器
108:畫格記憶體
128:預測資訊記憶體
130:判定器
202:輸入端子
204:資料解析器
206:逆量化器
208:逆轉換器
210:加算器
212:輸出端子
214:量化轉換係數解碼器
216:預測資訊解碼器
218:領域寬度解碼器

Claims (2)

  1. 一種影像預測解碼方法，係為影像預測解碼裝置的影像預測解碼方法，其係含有：抽出步驟，係從將影像分割成複數領域而被編碼成的壓縮資料之中，抽出部分領域資訊的編碼資料、和殘差訊號的編碼資料；和復原步驟，係將前記部分領域資訊的編碼資料予以解碼，以復原該部分領域資訊；和預測訊號生成步驟，係執行以下(A)及(B)之其中一種處理：(A)從已復原之前記部分領域資訊，特定出不將對象領域予以分割的情況下，以不利用附隨於相鄰領域之預測資訊為條件，使用對象領域的將畫面間預測予以特定之模式資訊、參照畫面編號、及運動向量，從已再生訊號，生成前記對象領域之預測訊號之處理；(B)從已復原之前記部分領域資訊，特定出不將對象領域予以分割的情況下，以要利用附隨於相鄰領域之預測資訊為條件，基於前記壓縮資料中所含之識別資訊，在前記對象領域所相鄰之複數相鄰領域之中特定出一個相鄰領域，使用所特定之該相鄰領域的將畫面間預測予以特定的模式資訊、參照畫面編號、及運動向量，從已再生訊號，生成前記對象領域之預測訊號之處理；和從前記殘差訊號之編碼資料，復原出前記對象領域的再生殘差訊號的步驟；和再生訊號生成步驟，係基於對象領域之預測訊號和前 記再生殘差訊號，生成前記對象領域的再生訊號；和記憶步驟，係將前記對象領域的再生訊號當作已再生訊號而加以記憶。
  2. 一種影像預測解碼裝置，係含有：抽出手段，係從將影像分割成複數領域而被編碼成的壓縮資料之中，抽出部分領域資訊的編碼資料、和殘差訊號的編碼資料；和復原手段，係將前記部分領域資訊的編碼資料予以解碼，將該部分領域資訊予以復原；和預測訊號生成手段，係執行以下(A)及(B)之其中一種處理：(A)從已復原之前記部分領域資訊，特定出不將對象領域予以分割的情況下，以不利用附隨於相鄰領域之預測資訊為條件，使用對象領域的將畫面間預測予以特定之模式資訊、參照畫面編號、及運動向量，從已再生訊號，生成前記對象領域之預測訊號之處理；(B)從已復原之前記部分領域資訊，特定出不將對象領域予以分割的情況下，以要利用附隨於相鄰領域之預測資訊為條件，基於前記壓縮資料中所含之識別資訊，在前記對象領域所相鄰之複數相鄰領域之中特定出一個相鄰領域，使用所特定之該相鄰領域的將畫面間預測予以特定的模式資訊、參照畫面編號、及運動向量，從已再生訊號，生成前記對象領域之預測訊號之處理；和殘差訊號復原手段，係用以從前記殘差訊號之編碼資料，復原出前記對象領域的再生殘差訊號；和 再生訊號生成手段，係基於對象領域之預測訊號和前記再生殘差訊號，生成前記對象領域的再生訊號；和記憶手段，係將前記對象領域的再生訊號當作已再生訊號而加以記憶。
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