CN101964908A - 解码处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种解码处理方法。在以区域为单位切换通过已有的编码规格生成的预测图像与在解码图像彼此中实施运动估计处理新生成的图像来进行编码的方法中，有时新需要使用哪个图像的判断信息，由于输入影像而压缩效率比以往规格下降。通过基于作为编码对象的帧或过去编码的帧内的编码信息决定使用通过已有的编码规格生成的预测图像、还是在解码图像彼此中进行运动估计处理而新生成的图像，使得不需要判断信息，从而实现压缩效率的改善。

Description

解码处理方法
技术领域
本发明涉及将运动图像编码的运动图像编码技术以及将运动图像解码的运动图像解码技术。
背景技术
以往，作为这样的领域的技术，已知有以MPEG(Moving Picture ExpertsGroup)为代表的国际标准编码规格。并且，为了进一步削减图像数据，已知有通过并用在解码图像彼此中进行运动估计处理(motion estimation)而生成的预测图像和通过与已有的编码技术同样的方法生成的预测图像来提高压缩率的技术(专利文献1)。
[专利文献1]日本特开2008-154015号公报
但是，在已有的技术中，有时另外需要关于基于在解码图像彼此中进行运动估计处理而生成的预测图像和通过与已有的编码规格同样的方法生成的预测图像中的哪个预测图像进行编码、解码处理的判断信息，由于输入图像信息而压缩效率比以往规格下降。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是在运动图像的编码、解码处理中进一步降低代码量。
为了解决上述问题，本发明的一技术方案例如只要如下记载那样构成就可以。
本发明的解码处理方法具有：输入步骤，输入编码流；生成步骤，将上述编码流解码，生成解码图像数据；以及输出步骤，输出上述解码图像数据；在上述生成步骤中，基于已经解码的多个规定的区域的运动矢量间的类似度，以上述区域为单位，决定是使用通过画面内预测处理或画面间预测处理而生成的预测图像进行解码处理，还是使用在解码侧进行已经解码的多个帧间的运动矢量估计并基于该运动矢量估计进行插值处理而生成的插值预测图像进行解码处理，上述画面间预测处理使用了包含在上述编码流中的运动信息。
发明效果：
通过本发明，能够以比以往方式少的代码量记录、传送影像信号。
附图说明
图1是有关实施例1的运动图像编码装置的块图的一例。
图2是有关实施例1的编码部的块图的一例。
图3是有关实施例1的解码图像运动估计的概念图。
图4是有关实施例1的预测图像决定处理的概念图。
图5是有关实施例1的运动图像解码装置的块图的一例。
图6是有关实施例1的解码部的块图的一例。
图7是有关实施例1的解码处理的流程图。
图8是有关实施例2的预测图像决定处理的流程图。
图9是有关实施例2的解码处理的流程图。
图10是有关实施例3的预测图像决定处理的概念图。
图11是有关实施例3的解码处理的流程图。
图12是有关实施例4的解码图像运动估计的概念图。
图13是有关实施例4的预测图像决定处理的概念图。
图14是有关实施例4的预测图像决定处理的概念图。
标号说明
101、501输入部，102区域分割部，103编码部，104可变长编码部，201减法器，202频率变换·量化部，203、603反量化·反频率变换部，204、604加法器，205、605解码图像存储部，206画面内预测部，207画面间预测部，208画面内/画面间预测图像决定部，209、608解码图像运动估计部，210、609插值预测图像生成部，211、607插值预测图像决定部，502可变长解码部，602语法解析部，606预测图像生成部
具体实施方式
[实施例1]
图1是表示有关本实施例的运动图像编码装置的结构的图。
有关本实施例的运动图像编码装置具有输入图像数据的输入部101、将输入图像数据分割为小区域的区域分割部102、对由区域分割部102分割后的图像数据进行编码处理、局部解码处理的编码部103、和将由编码部103编码后的图像数据进行可变长编码的可变长编码部104。
对于有关本实施例的运动图像编码装置的各处理部的动作更详细地说明。
在输入部101中，将输入图像数据重新排列为编码的顺序。顺序的重新排列是指，根据图片是画面内预测图片(I图片)、单方向预测图片(P图片)、或双方向预测图片(B图片)中的哪种图片，从显示顺序重新排列为编码顺序。
在区域分割部102中，将编码对象帧分割为小区域。分割的小区域的形状既可以是正方形、长方形区域那样的块单位，也可以是使用watershed法那样的方法提取的对象单位。此外，分割的小区域的大小既可以是16×16像素那样的在已有编码规格中采用的大小，也可以是64×64像素那样的较大的尺寸。
对于编码部103在后面叙述。
在可变长编码部104中，将由编码部103编码的图像数据进行可变长编码。
使用图2对编码部103进行说明。
编码部103具有：差分器201，生成由区域分割部102分割后的图像数据与由插值预测图像决定部211决定的预测图像数据之间的差分图像数据；频率变换·量化部202，将由差分器201生成的差分图像数据进行频率变换、量化；反量化·反频率变换部203，将由频率变换·量化部202进行了频率变换、量化的图像数据进行反量化、反频率变换；加法器204，将由反量化·反频率变换部203进行了反量化、反频率变换的图像数据与由插值预测图像决定部211决定的预测图像数据相加；解码图像存储部205，将由加法器204相加后的图像数据存储；画面内预测部206，从编码对象区域的周边区域的像素生成画面内预测图像；画面间预测部207，从与编码对象帧在时间上不同的帧内的区域中检测与编码对象区域最近似的区域，并生成画面间预测图像；画面内/画面间预测图像选择部208，选择画面内预测图像与画面间预测图像中编码效率较高一方的预测图像；解码图像运动估计部209，在存储在解码图像存储部205中的时间上不同的解码图像彼此中检测最近似的区域彼此，并进行运动估计；插值预测图像生成部210，基于由解码图像运动估计部209估计到的运动信息生成插值预测图像；以及插值预测图像决定部211，在由插值预测图像生成部210生成的插值预测图像和由画面内/画面间预测图像选择部208选择的画面内预测图像或画面间预测图像中决定使用哪个预测图像作为编码对象区域的预测图像。
对编码部103的各处理部的动作更详细地说明。
在频率变换·量化部202中，将差分图像使用DCT(Discrete Cosinetransform：离散余弦变换)或小波变换等进行频率变换，将频率变换后的系数量化。
在反量化·反频率变换部203中，进行与由频率变换·量化部202进行的处理相反的处理。
接着，将由反量化·反频率变换部203进行了反量化、反频率变换的图像数据与由插值预测图像决定部211决定的预测图像在加法器204中相加，将相加后的图像数据存储到解码图像存储部205中。
在画面内预测部206中，使用存储在解码图像存储部205中的已解码的编码对象区域的周边区域的像素，生成画面内预测图像。
在画面间预测部207中，通过匹配处理检测存储在解码图像存储部205中的已解码帧内的图像区域中的与编码对象区域最近似的区域，将该检测到的区域的图像作为画面间预测图像。
在解码图像运动估计部209中，对于存储在解码图像存储部205中的解码图像进行以下处理。即，如图3所示，使用编码对象帧n的前后的帧内的像素fn-1(x-dx，y-dy)、fn+1(x+dx，y+dy)，求出式1所示的预测误差绝对值和SADn(x，y)。这里，R是运动估计时的区域尺寸。
[式1]
ASD n ( x , y ) = Σ n , m ∈ R | f n - 1 ( x - ds + n , y - dy + m ) - f n + 1 ( x + dx + n , y + dy + m ) |
接着，求出式1的SADn(x，y)为最小的运动估计区域R内的坐标(dx，dy)，来决定运动矢量。
在插值预测图像生成部210中，通过以下方法生成插值预测图像。即，使用由解码图像运动估计部209求出的运动矢量，如式2那样根据编码对象帧的前后的已编码的帧内的像素fn-1(x-dx，y-dy)、fn+1(x+dx，y+dy)，生成编码对象区域的像素fn(x，y)。
[式2]
f n ( x , y ) = f n - 1 ( x - dx , y - dy ) + f n + 1 ( x + dx , y + dy ) 2
在编码对象区域是16×16像素的宏块的情况下，编码对象区域的插值预测图像用式3表示。
[式3]
Σ x = 0 , 16 Σ y = 0 16 f n ( x , y )
接着，由插值预测图像决定部211决定将插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像中的哪个预测图像作为编码对象区域的预测图像使用。
利用图4对插值预测图像决定部211的详细情况进行说明。这里，图4表示具有插值预测图像的区域和具有画面内预测图像或画面间预测图像的区域混合存在的情况的例子。
首先，如果设编码对象区域为X，则求出X周边的区域A、B、C(在不能取得C的运动矢量的情况下用D的运动矢量代替)的运动矢量(MVA、MVB、MVC或MVD)的类似度。这里，X周边的区域A、B、C的运动矢量是由解码图像运动估计部209生成的运动矢量或由画面间预测部207生成的运动矢量的某个，在X周边的区域是具有插值预测图像的区域的情况下(A、B、D)，使用由解码图像运动估计部209生成的运动矢量。另一方面，在X周边的区域是具有画面内预测图像或画面间预测图像的区域的情况下(C)，使用由画面间预测部207生成的运动矢量。
作为X周边的区域的运动矢量的类似度，求出A、B、C的各运动矢量的差(|MVA-MVB|、|MVB-MVC|、|MVC-MVA|)。
在该运动矢量的差都是阈值TH1以下的情况下，编码对象区域X的周边区域的运动矢量视为类似，使用画面内预测图像或画面间预测图像作为编码对象区域X的预测图像。
另一方面，在A、B、C的各运动矢量的差至少1个超过阈值TH1的情况下，编码对象区域X的周边区域的运动矢量视为不类似，使用插值预测图像作为编码对象区域X的预测图像。
图5是表示有关本实施例的运动图像解码装置的结构的图。
有关本实施例的运动图像解码装置具有输入编码流的输入部501、对输入的编码流进行可变长解码处理的可变长解码部502、将可变长解码后的图像数据解码的解码部503、和将解码后的图像数据输出的输出部504。
关于有关本实施例的运动图像解码装置的各处理部的结构、动作，除了解码部503的结构、动作以外，与有关本实施例的运动图像编码装置的对应的各处理部的结构、动作是同样的，所以对于它们省略说明。
利用图6对解码部503进行说明。
解码部503具有：语法解析部602，进行由可变长解码部502可变长解码处理后的图像数据的语法解析；反量化·反频率变换部603，将由语法解析部602解析后的图像数据进行反量化、反频率变换；加法器604，将反量化·反频率变换部603进行了反量化、反频率变换的图像数据与由插值预测图像决定部607决定的预测图像数据相加；解码图像存储部605，存储由加法器604相加后的图像数据；预测图像生成部606，基于由语法解析部602解析后的编码模式信息，使用存储在解码图像存储部605中的图像数据生成图像内预测图像和使用包含在编码流中的运动信息的画面间预测图像中的某个；插值预测图像决定部607，决定将由预测图像生成部606生成的预测图像和由插值预测图像生成部609生成的基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像中的哪个预测图像作为解码对象区域的预测图像使用；解码图像运动估计部608，在存储在解码图像存储部605中的时间上不同的解码图像彼此中检测最近似的区域彼此，并进行运动估计；以及插值预测图像生成部609，基于由解码图像运动估计部608估计到的运动信息生成插值预测图像。
图7是表示有关本实施例的解码处理的流程的图。
首先，对于包含在编码流中的图像数据，由可变长解码部502进行可变长解码处理(S701)。接着，由语法解析部602进行解码后的流数据的语法分解，将预测误差数据发送给反量化·反频率变换部603，将运动信息发送给预测图像生成部606及插值预测图像决定部607(S702)。接着，由反量化·反频率变换部603对预测误差数据进行反量化、反频率变换处理(S703)。接着，由插值预测图像决定部607决定将基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像、和通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像中的哪个预测图像作为解码对象区域的预测图像使用(S704)。另外，该决定处理只要通过与编码侧的插值预测图像决定部211的处理同样的方法进行即可。此外，该决定处理是决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像、还是使用通过除此以外的方法生成的预测图像作为解码对象区域的预测图像的处理。
在解码对象区域的运动矢量与解码对象区域的周边区域的运动矢量类似的情况下，决定使用通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像作为解码对象区域的预测图像，在不类似的情况下，决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像。这里，该决定处理基于与解码对象区域在同帧内且与解码对象区域邻接的区域的运动矢量的类似度进行。
在决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像的情况下，由解码图像运动估计部608通过与编码侧的解码图像运动估计部209的处理同样的方法进行运动估计处理(S705)。进而，由插值预测图像生成部609通过与编码侧的插值预测图像生成部210同样的方法生成插值预测图像(S706)。
另一方面，在由插值预测图像决定部607决定了使用通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像作为解码对象区域的预测图像的情况下，由预测图像生成部606通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成画面间预测图像(S707)。
在本实施例中，编码/解码处理中的最初的区域(即位于编码/解码对象帧的左上端的区域、或位于距离该区域在规定范围内且在运动估计范围内的区域)由于在解码图像运动估计部209、608中不能进行运动估计处理，所以也可以进行与已有的编码/解码处理同样的处理。
此外，在由插值预测图像决定部211、607决定了使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像的情况下，也可以将该插值预测图像直接作为解码图像存储到解码图像存储部205、605中。在此情况下，由于不将原图像与插值预测图像之间的差分数据从编码侧发送给解码侧，所以能够削减差分数据的代码量。
进而，在本实施例中，对于B图片是一张的情况说明了编码/解码对象帧，但在B图片的张数是多张的情况下也能够使用。
此外，关于运动估计处理，在本实施例中说明了全搜索(full search)的例子，但为了削减处理量，也可以使用简略化的运动估计方法。此外，也可以预先在编码器侧、解码器侧准备多个运动估计方法，通过标志等传送使用了哪个估计方法。也可以根据电平(level)或简档(profile)等的信息来选择运动估计方法。关于估计范围也是同样的，既可以传送估计范围，也可以预先准备多个而传送标志，也可以通过电平或简档等来选择。
此外，可以通过制作记录有执行本实施例的编码/解码处理的步骤顺序的程序而在计算机中使其动作。另外，可以将执行这样的编码/解码处理的程序经由因特网等网络由用户进行下载来使用。此外，可以记录到记录媒体中使用。此外，作为这样的记录媒体，可以广泛地用在光盘、光磁盘、硬盘等记录媒体中。
这里，本实施例中的类似度也可以基于邻接于对象区域的、已经编码/解码的多个区域的运动矢量的方差值来计算。
此外，本实施例与其他实施例也可以组合。
以上，通过本实施例，不再需要从编码侧向解码侧传送用来决定使用插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像中的哪个预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像进行编码/解码处理的信息，能够提高压缩率。
[实施例2]
在实施例1中，在编码部103及解码部503的插值预测图像决定部211、607中，使用运动矢量的类似度进行编码/解码对象区域的预测图像的决定处理。在本实施例中，代替运动矢量的类似度，根据具有插值预测图像的、编码/解码对象区域的周边区域的个数进行编码/解码对象区域的预测图像的决定处理。
利用图8对有关本实施例的运动图像编码装置及运动图像解码装置的插值预测图像决定部的决定处理进行说明。另外，本实施例的运动图像编码装置及运动图像解码装置的结构、动作除了插值预测图像决定部的结构、动作以外，与实施例1的运动图像编码装置及运动图像解码装置的结构、动作是同样的，所以对于它们省略说明。
在图8中表示了表示编码/解码对象区域X的周边区域(A、B、C、D)的预测图像是插值预测图像、还是画面内预测图像或画面间预测图像的分布图的一例。首先，在编码/解码对象区域的周边区域的预测图像都是插值预测图像的情况下(图8(a))，由插值预测图像决定部决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。这是因为，对象区域的预测图像也是插值预测图像的概率较高。
另一方面，在编码/解码对象区域的周边区域的预测图像都是画面内预测图像或画面间预测图像的情况下(图8(b))，由插值预测图像决定部决定使用画面内预测图像或画面间预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。这是因为，编码/解码对象区域的预测图像也是画面内预测图像或画面间预测图像的概率较高。
在上述以外的情况下(图8(c))，决定使用周边区域A、B、C(在没有C的情况下用D代替)的预测图像中存在较多的预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。例如，在图8(c)的例子中，由于具有插值预测图像的区域是两个区域(A、B)，具有画面内预测图像或画面间预测图像的区域是1个区域(C)，所以决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域X的预测图像。
图9是表示有关实施例2的解码处理的流程的图。
有关本实施例的解码处理是，代替实施例1的基于运动矢量的类似度的、基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像与通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像的决定处理(S704)，而进行基于具有基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像的、解码对象区域的周边区域的个数的决定处理(S904)的处理，该S904的决定处理以外的处理与实施例1所示的解码处理是同样的，所以省略它们的说明。另外，该决定处理是决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像、还是使用通过除此以外的方法生成的预测图像作为解码对象区域的预测图像的处理。
在S904的决定处理中，在解码对象区域的周边区域的预测图像都是基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像的情况下，由插值预测图像决定部决定使用插值预测图像。这是因为，解码对象区域的预测图像也是插值预测图像的概率较高。
另一方面，在解码对象区域的周边区域的预测图像都是通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像的情况下，由插值预测图像决定部决定使用该预测图像。这是因为，解码对象区域也是通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像的概率较高。
在上述以外的情况下，通过插值预测图像决定部决定使用周边区域A、B、C(在没有C的情况下用D代替)的预测图像中较多存在的预测图像作为解码对象区域的预测图像。这是因为，解码对象区域也是该预测图像的概率较高。
这里，在本实施例中，到周边区域A、B、C能够取得为止，既可以通过与实施例1同样的方法进行预测图像的决定处理，也可以使用其他的方法。
此外，在本实施例中，在由插值预测图像决定部决定了使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像的情况下，也可以将该插值预测图像直接作为解码图像存储到解码图像存储部205、605中。在此情况下，由于不从编码侧向解码侧发送原图像与插值预测图像之间的差分数据，所以能够削减差分数据的代码量。
进而，在本实施例中，编码，解码处理中的最初的区域(即位于编码/解码对象帧的左上端的区域、或位于距离该区域在规定范围内且在运动估计范围内的区域)由于在解码图像运动估计部209、608中不能进行运动估计处理，所以只要进行与已有的编码，解码处理同样的编码，解码处理就可以。
此外，在本实施例中，对于B图片是一张的情况说明了编码/解码对象帧，但在B图片的张数是多张的情况下也能够使用。
进而，关于运动估计处理，在本实施例中说明了全搜索的例子，但为了削减处理量，也可以使用简略化的运动估计方法。此外，也可以预先在编码器侧、解码器侧准备多个估计方法，通过标志等传送使用了哪个估计方法。也可以根据电平或简档等的信息来选择运动估计方法。关于估计范围也是同样的，既可以传送估计范围，也可以预先准备多个而传送标志，也可以通过电平或简档等来选择。
进而，可以通过制作记录有执行本实施例的编码/解码处理的步骤顺序的程序而在计算机中使其动作。另外，可以将执行这样的编码/解码处理的程序经由因特网等网络由用户进行下载来使用。此外，可以记录到记录媒体中使用。此外，作为这样的记录媒体，可以广泛地用在光盘、光磁盘、硬盘等记录媒体中。
另外，本实施例与其他实施例也可以组合。
以上，通过本实施例，不再需要从编码侧向解码侧传送用来决定使用插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像中的哪个预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像的信息，能够提高压缩率。进而，由于代替运动矢量的类似度而根据具有插值预测图像的编码/解码对象区域的周边区域的个数决定使用上述插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像中的哪个预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像，所以能够更适当地进行编码/解码处理。
[实施例3]
在实施例1、2中，在插值预测图像决定部中，基于编码/解码对象区域的周边区域的运动矢量的类似度、或基于具有插值预测图像的编码/解码对象区域的周边区域的个数，进行关于编码/解码对象区域的预测图像的决定处理。在本实施例中，使用与编码/解码对象帧不同的已经编码、解码的帧的编码信息进行关于编码/解码对象区域的预测图像的决定处理。即，使用与编码/解码对象区域所在的帧在时间上不同的已经编码、解码的帧内的、处于与编码/解码区域同坐标的区域(以下称作锚区域(anchor area))、与邻接于该区域的区域的运动矢量的类似度，进行决定处理。
另外，有关本实施例的运动图像编码装置、运动图像解码装置的结构、动作除了插值预测图像决定部以外，与实施例1、2的运动图像编码装置、运动图像解码装置的结构、动作是同样的，所以对于它们省略说明。
使用图10和表1，对有关本实施例的运动图像编码装置、运动图像解码装置中的插值预测图像决定部的决定处理进行说明。
图10是表示编码/解码对象帧和其前后帧与图片类型的位置关系的图。在本实施例中，假设后帧都是使用画面内预测图像或画面间预测图像进行了编码、解码处理后的帧。
此外，表1是总结锚区域的编码模式与编码/解码对象区域的预测图像之间的关系的表。
[表1]
  锚区域的编码模式   锚区域周边的运动矢量   编码/解码对象区域的预测图像
  画面内预测模式   -   插值预测图像
  画面间预测模式   近似   画面内/画面间预测图像
  画面间预测模式   不近似   插值预测图像
首先，判断锚区域的编码模式的种类。
在锚区域的编码模式是画面内预测模式的情况下，在插值预测图像决定部中，决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测对象。这是因为，如果使用锚区域的运动矢量预测编码/解码对象区域的运动矢量，则当编码模式是画面内预测时，锚区域的运动矢量成为0，运动矢量的预测精度下降。因此，选择使用在编码图像彼此中进行运动估计得到的运动矢量而生成的上述插值预测图像更有利。
另一方面，在锚区域的编码模式不是画面内预测图像的情况下，基于锚区域的周边区域的运动矢量决定将编码/解码对象区域的预测图像设为插值预测图像还是画面内预测图像或画面间预测图像。
例如，计算图10所示的锚区域x的运动矢量mvx与其周边区域(a、b、……h)的各运动矢量(mva、mvb、……mvh)的差(mva-mvx、mvb-mvx、……mvh-mvx)，如果该运动矢量的差是阈值TH1以下的区域为半数以上，则认为锚区域x的运动矢量mvx与周边区域的各运动矢量类似，认为在编码/解码对象帧上与锚区域处于相同坐标的对象区域X的运动矢量和其周边区域的运动矢量类似。在此情况下，在插值预测图像决定部中将画面内预测图像或画面间预测图像决定为编码/解码对象区域的预测图像。
并且，在锚区域的编码模式不是画面内预测模式的情况下、并且在锚区域的运动矢量mvx与周边区域的各运动矢量的差是阈值TH1以下的区域是半数以下的情况下，认为锚区域x的运动矢量mvx与周边区域的各运动矢量不类似，认为在编码/解码对象帧上与锚区域处于相同坐标的编码/解码对象区域X的运动矢量和其周边区域的运动矢量不类似。在此情况下，在插值预测图像决定部中将插值预测图像决定为编码/解码对象区域的预测图像。
图11是表示有关实施例3的解码处理的流程的图。
有关本实施例的解码处理代替实施例1的插值预测图像决定部的、基于编码/解码对象区域的周边区域的运动矢量的类似度的决定处理(S704)，而具有锚区域的编码模式是否是画面内预测模式的判断步骤(S1104)和锚区域的运动矢量与其周边区域的运动矢量是否类似的判断步骤(S1105)。这里，该S1104、1105的判断处理以外的处理与实施例1所示的处理是同样的，所以省略说明。另外，该决定处理是决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像、还是使用通过除此以外的方法生成的预测图像作为解码对象区域的预测图像的处理。
首先，判断锚区域的编码模式的种类(S1104)。
在锚区域的编码模式是画面内预测模式的情况下，决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像，进行运动矢量估计处理(S705)。
在锚区域的编码模式不是画面内预测模式的情况下，在S1105中进行锚区域的运动矢量与锚区域的周边区域的运动矢量是否类似的判断。该判断处理只要通过上述的判断方法进行就可以。
在判断锚区域的运动矢量与锚区域的周边区域的运动矢量类似的情况下，决定使用通过画面内预测处理或使用了包含在编码流中的运动信息的画面间预测处理生成的预测图像作为解码对象区域的预测图像，在S707中生成预测图像。
在判断锚区域的运动矢量与锚区域的周边区域的运动矢量不类似的情况下，决定使用基于在解码侧进行的运动估计的插值预测图像作为解码对象区域的预测图像，进行运动矢量估计处理(S705)。
在以上的例子中，在插值预测图像决定部的处理中，基于锚区域的运动矢量与其周边区域的运动矢量的差计算类似度，并决定编码/解码对象区域的预测图像，但也可以使用锚区域x与其周边区域的运动矢量的方差值计算类似度，决定编码/解码对象区域的预测图像。即，计算锚区域与其周边区域的运动矢量(mva、mvb、……mvh)的运动矢量的方差值，如果方差值是阈值TH2以下的区域为半数以上，则认为编码对象区域X与其周边区域的运动的类似度较高，在插值预测图像决定部中决定使用画面内预测图像或画面间预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。
另一方面，在锚区域与其周边区域的各运动矢量的方差值是阈值TH2以下的区域为半数以下的情况下，认为编码/解码对象区域X与其周边区域的运动矢量的类似度较低，在插值预测图像决定部中决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。
这里，在本实施例中，在插值预测图像决定部中，在决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像的情况下，也可以将该插值预测图像直接作为解码图像存储到解码图像存储部205、605中。在此情况下，由于原图像与插值预测图像之间的差分数据没有从编码侧向解码侧发送，所以能够削减差分数据的代码量。
此外，在本实施例中，编码、解码处理中的最初的区域(即位于编码/解码对象帧的左上端的区域、或位于距离该区域在规定范围内且在运动估计范围内的区域)由于在解码图像运动估计部209、608中不能进行运动估计处理，所以只要进行与已有的编码、解码处理同样的编码、解码处理就可以。
此外，在本实施例中，对于B图片是一张的情况说明了编码/解码对象帧，但在B图片的张数是多张的情况下也能够使用。
进而，关于运动估计，在本实施例中说明了全搜索的例子，但为了削减处理量，也可以使用简略化的运动估计方法。此外，也可以预先在编码器侧、解码器侧准备多个估计方法，通过标志等传送使用了哪个估计方法。也可以根据电平或简档等的信息来选择运动估计方法。关于估计范围也是同样的，既可以传送估计范围，也可以预先准备多个而传送标志，也可以通过电平或简档等来选择。
进而，可以通过制作记录有执行本实施例的编码/解码处理的步骤顺序的程序而在计算机中使其动作。另外，可以将执行这样的编码/解码处理的程序经由因特网等网络由用户进行下载来使用。此外，可以记录到记录媒体中使用。此外，作为这样的记录媒体，可以广泛地用在光盘、光磁盘、硬盘等记录媒体中。
另外，本实施例与其他实施例也可以组合。
以上，通过本实施例，能够不使用编码/解码对象帧的编码、解码信息而决定使用插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像中的哪个预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像，所以即使在通过硬件流水线处理等不能取得编码/解码对象区域周边的编码、解码信息的情况下，也能够进行预测图像决定处理。
[实施例4]
在实施例1～3中，对于对象帧是B图片的情况的例子进行了说明。在本实施例中，对于对象帧是P图片的情况的例子进行说明。本实施例的运动图像编码装置、运动图像解码装置的结构、动作，除了解码图像运动估计部、插值预测图像生成部及插值预测图像决定部的结构、动作以外，与实施例1的运动图像编码装置、运动图像解码装置是同样的，所以对于它们省略说明。另外，本实施例中的预测图像的决定处理与实施例1～3同样，是决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像、还是使用通过除此以外的方法生成的预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像的处理。
图12是表示P图片1205的插值图像生成方法的图。
首先，求出式4所示的对象帧(1205)的近前的两个前帧(1202、1203)的预测误差绝对值和SADn(x，y)。具体而言，使用前帧1203上的像素值fn-2(x-2dx，y-2dy)、和两个以前的帧1202上的像素值fn-3(x-3dx，y-3dy)。这里，R是运动估计时的区域尺寸。
[式4]
ASD n ( x , y ) = Σ i , j ∈ R | f n - 2 ( x - 2 dx + i , y - 2 dx + j ) - f n - 3 ( x - 3 dx + i , y - 3 dx + j ) |
这里，决定前帧1203上的像素和两个以前的帧1202上的像素，以使其与后帧1205上的插值对象像素在时空间坐标上位于同一直线上。
接着，求出式4为最小的运动估计区域R内的坐标(dx，dy)，来决定运动矢量。
在插值预测图像生成部中，通过后述的方法生成插值预测图像。即，使用由解码图像运动估计部求出的运动矢量(dx，dy)，如式5那样根据比对象帧靠前的已编码、解码帧内的像素fn-2(x-2dx，y-2dy)、fn-3(x-3dx，y-3dy)，通过外插插值生成对象区域的像素fn(x，y)。
[式5]
fn(x，y)＝3fn-2(x-2dx，y-2dy)-2fn-3(x-3dx，y-3dy)
在对象区域是16×16像素的宏块的情况下，锚区域的插值图像用式6表示。
[式6]
Σ x = 0 , 16 Σ y = 0 16 f n ( x , y )
插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像的决定只要通过与实施例1～3同样的方法进行就可以。
接着，使用图13对对象帧是P图片的情况下的本实施例的插值预测图像决定部的处理进行说明。此外，在表2中总结本实施例的锚区域的编码模式与对象区域的预测图像的关系。
[表2]
  锚区域的编码模式   锚区域周边的插值预测图像的数量   编码对象区域的预测图像
  画面内预测模式   -   插值预测图像
  画面间预测模式   半数以上   插值预测图像
  画面间预测模式   半数以下   画面内/画面间预测图像
图13是表示对象帧和前帧的插值预测图像、和画面内预测图像或画面间预测图像的区域分布的一例的图。如果设编码/解码对象帧内的编码/解码对象区域为X，则前帧的区域x(锚区域)在空间上成为相同位置。
首先，在本实施例中，判断锚区域的编码模式的种类。例如，在锚区域的编码模式是画面内预测模式的情况下，在插值预测图像决定部中决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。其理由是与实施例3同样的理由。
另一方面，在锚区域不是画面内预测图像的情况下，基于锚区域和其周边区域的运动矢量，决定使用插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像中的哪个作为编码/解码对象区域的预测图像。例如，计算图13所示的锚区域x的运动矢量mvx与其周边区域(a、b、……h)的各运动矢量(mva、mvb、……mvh)的差(mva-mvx、mvb-mvx、……mvh-mvx)，如果该运动矢量的差是阈值TH1以下的区域为半数以上，则在插值预测图像决定部中决定使用画面内预测图像或画面间预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。
另一方面，在锚区域与其周边区域的各运动矢量的差是阈值TH1以下的区域为半数以下的情况下，在插值预测图像决定部中决定插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像。
接着，说明基于锚区域和具有插值预测图像的锚区域的周边区域的个数、决定将编码/解码对象区域的预测图像设为插值预测图像、还是设为画面内预测图像或画面间预测图像的方法。
在图14中表示本实施例的锚区域和其周边的预测图像的分布例。
在锚区域和其周边区域都是插值预测图像的情况下(图14(a))，将编码/解码对象区域的预测图像设为插值预测图像。这是因为，由于插值预测图像是在编码/解码对象区域的前后的解码图像彼此中进行运动估计而生成，所以在锚区域周边都是插值预测图像的情况下，编码/解码对象区域也为插值预测图像的概率较高。
另一方面，在锚区域和其周边区域都是画面内预测图像或画面间预测图像的情况下(图14(b))，将编码/解码对象区域的预测图像设为画面内预测图像或画面间预测图像。这是因为，在锚区域的周边区域的预测图像都不是插值预测图像的情况下，编码/解码对象区域的预测图像为插值预测图像的概率较低。
在其他情况下(图14(c))，将锚区域x和其周边区域(a、b、……h)中存在最多的预测图像设为编码/解码对象区域的预测图像。
另外，在插值预测图像决定部的处理中，与实施例3同样，也可以使用锚区域与其周边区域的运动矢量的方差值。
此外，在本实施例中，在插值预测图像决定部中，在决定使用插值预测图像作为编码/解码对象区域的预测图像的情况下，也可以将该插值预测图像直接作为解码图像存储到解码图像存储部205、605中。在此情况下，由于不将原图像与插值间预测图像之间的差分数据从编码侧向解码侧发送，所以能够削减差分数据的代码量。
进而，在本实施例中，编码、解码处理中的最初的区域(即位于编码/解码对象帧的左上端的区域、或位于距离该区域在规定范围内且在运动估计范围内的区域)由于在解码图像运动估计部209、608中不能进行运动估计处理，所以只要进行与已有的编码、解码处理同样的编码、解码处理就可以。
此外，关于运动估计处理，在本实施例中说明了全搜索的例子，但为了削减处理量，也可以使用简略化的运动估计方法。此外，也可以预先在编码器侧、解码器侧准备多个估计方法，通过标志等传送使用了哪个估计方法。也可以根据电平或简档等的信息来选择运动估计方法。关于估计范围也是同样的，既可以传送估计范围，也可以预先准备多个而传送标志，也可以通过电平或简档等来选择。
进而，可以通过制作记录有执行本实施例的编码/解码处理的步骤顺序的程序而在计算机中使其动作。另外，可以将执行这样的编码/解码处理的程序经由因特网等网络由用户进行下载来使用。此外，可以记录到记录媒体中使用。此外，作为这样的记录媒体，可以广泛地用在光盘、光磁盘、硬盘等记录媒体中。
另外，本实施例与其他实施例也可以组合。
以上，通过本实施例，能够进行精度更高的插值预测图像和画面内预测图像或画面间预测图像的决定处理。

Claims (14)

1.一种解码处理方法，其特征在于，
具有：
输入步骤，输入编码流；
生成步骤，将上述编码流解码，生成解码图像数据；以及
输出步骤，输出上述解码图像数据；
在上述生成步骤中，
基于已经解码的多个规定的区域的运动矢量间的类似度，以上述区域为单位，决定是使用通过画面内预测处理或画面间预测处理而生成的预测图像进行解码处理，还是使用在解码侧进行已经解码的多个帧间的运动矢量估计并基于该运动矢量估计进行插值处理而生成的插值预测图像进行解码处理，上述画面间预测处理使用了包含在上述编码流中的运动信息。
2.如权利要求1所述的解码处理方法，其特征在于，
上述已经解码的多个规定的区域是与解码对象区域相同帧内的区域，并且是与解码对象区域邻接的多个区域。
3.如权利要求1所述的解码处理方法，其特征在于，
上述已经解码的多个规定的区域是与解码对象区域所在的帧在时间上不同的已经解码的帧内的区域，并且是与解码对象区域处于相同坐标的区域和与该区域邻接的区域。
4.一种解码处理方法，其特征在于，
具有：
输入步骤，输入编码流；
生成步骤，将上述编码流解码，生成解码图像数据；以及
输出步骤，输出上述解码图像数据；
在上述生成步骤中，
基于已经解码的多个规定的区域中具有插值预测图像的区域的个数，以上述区域为单位，决定是使用通过画面内预测处理或画面间预测处理而生成的预测图像进行解码处理，还是使用在解码侧进行已经解码的多个帧间的运动矢量估计并基于该运动矢量估计进行插值处理而生成的插值预测图像进行解码处理，上述画面间预测处理使用了包含在上述编码流中的运动信息。
5.如权利要求4所述的解码处理方法，其特征在于，
在上述生成步骤中，在上述已经解码的多个规定的区域的预测图像都是上述插值预测图像的情况下，使用插值预测图像作为解码对象区域的预测图像，来进行解码处理。
6.如权利要求4或5所述的解码处理方法，其特征在于，
在上述生成步骤中，在上述已经解码的多个规定的区域的预测图像都是通过画面内预测处理或画面间预测处理而生成的预测图像的情况下，使用该预测图像作为解码对象区域的预测图像，来进行解码处理，其中，上述画面间预测处理使用了包含在上述编码流中的运动信息。
7.如权利要求4～6中任一项所述的解码处理方法，其特征在于，
在上述生成步骤中，将上述已经解码的多个规定的区域的预测图像中存在最多的预测图像作为解码对象区域的预测图像，来进行解码处理。
8.一种解码处理方法，将影像信号解码，其特征在于，具有：
输入步骤，输入编码流；
生成步骤，基于作为与解码对象区域所在的帧在时间上不同的已经解码的帧内的区域中与解码对象区域处于相同坐标的区域的编码模式是否是画面内预测模式的判断，以上述区域为单位，决定是使用通过画面内预测处理或画面间预测处理而生成的预测图像进行解码处理，还是使用在解码侧进行已经解码的多个帧间的运动矢量估计并基于该运动矢量估计进行插值处理而生成的插值预测图像进行解码处理，并且基于该决定的预测图像将上述编码流解码，生成解码图像数据，其中，上述画面间预测处理使用了包含在上述编码流中的运动信息；以及
输出步骤，输出上述解码图像数据。
9.如权利要求8所述的解码处理方法，其特征在于，
在上述生成步骤中，在上述判断的结果表示是画面内预测模式的情况下，使用上述插值预测图像进行解码处理。
10.如权利要求8所述的解码处理方法，其特征在于，
在上述生成步骤中，在上述判断的结果表示不是画面内预测模式的情况下，计算类似度，该类似度是表示与上述解码对象区域处于相同坐标的区域的运动矢量信息、和邻接于与上述解码对象区域处于相同坐标的区域的区域的运动矢量信息是否类似的信息；
在该类似度表示类似的情况下，使用通过画面内预测处理或画面间预测处理而生成的预测图像进行解码处理，上述画面间预测处理使用了在上述编码流中包含的运动信息；
在该类似度表示不类似的情况下，使用上述插值预测图像进行解码处理。
11.如权利要求1所述的解码处理方法，其特征在于，
上述类似度是基于与解码对象区域邻接的已经解码的区域的运动矢量之间的差分的值。
12.如权利要求10所述的解码处理方法，其特征在于，
上述类似度是基于与上述解码对象区域处于相同坐标的区域的运动矢量、和邻接于与上述解码对象区域处于相同坐标的区域的区域的运动矢量的差分的值。
13.如权利要求1～3中任一项所述的解码处理方法，其特征在于，
上述类似度是基于上述已经解码的多个规定的区域的运动矢量的方差值的值。
14.如权利要求10所述的解码处理方法，其特征在于，
上述类似度是基于与上述解码对象区域处于相同坐标的区域的运动矢量、和邻接于与上述解码对象区域处于相同坐标的区域的区域的运动矢量的方差值的值。
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