TWI524742B - 圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼程式及圖像解碼程式 - Google Patents

圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼程式及圖像解碼程式 Download PDF

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Description

圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼程式及圖像解碼程式
本發明係關於圖像編碼及解碼技術，尤其關於對傳統的畫面內預測編碼、解碼，實現了抑制編碼效率降低並減少解碼演算量的編碼及解碼之圖像編碼方法、圖像解碼方法、圖像編碼裝置、圖像解碼裝置、圖像編碼程式及圖像解碼程式。
本申請案根據2011年8月1日向日本提出申請之日本特願2011-167934號申請案而主張優先權，在此援用其內容。
在H.264之影像編碼國際標準中，為了利用區塊(block)間的像素相關性來提高編碼所做壓縮的壓縮率，而進行畫面內預測編碼(參照非專利文獻1)。此畫面內預測，係以集合多數個像素而成之區塊為單位而進行，且對於亮度訊號之編碼，可利用4×4、8×8、16×16這三種區塊尺寸。另外，各種區塊尺寸還分別可選擇複數種預測模式。
此H.264在畫面內預測之際係使用以外插預測方式進行之方法，此種方法有預測效率差之問題。為了解決此問題，而對整個畫面進行利用去塊濾波器(deblocking filter)來抑制區塊失真之動作，導致演算量變多。
另外，已知的用來使畫面內預測中的編碼效率提高之方法，則有非專利文獻2中記載的技術。此技術係一種：在畫面內預測中，針對編碼對象區塊，從已編碼的區域搜 尋出誤差較小之區塊，然後使用相對於該區塊之預測誤差來進行編碼之方法。
第18圖係顯示傳統技術之畫面內預測編碼處理之例之流程圖。非專利文獻2之畫面內預測編碼，係首先將作為編碼對象之圖像分割成相同尺寸的N個區塊1至N(步驟S301)。接著，針對最初的區塊1進行畫面內預測編碼(步驟S302)。然後，在區塊2之後的編碼中，以從已編碼的區域中找出的預測誤差較小之區塊作為參考圖像，來進行畫面間預測編碼，將到該參考圖像之移動向量資訊及預測誤差予以編碼(步驟S303)。重複此步驟S303之處理一直到最後的區塊N。
[先前技術文獻] 〔非專利文獻〕
(非專利文獻1)ITU-T Rec. H. 264, “Advanced video coding for generic audiovisual services”, March 2005.
(非專利文獻2)J. Yang, B. Yin, Y. Sun and N. Zhang, “A block-matching based intra frame prediction for H. 264/AVC”, in Proceedings of IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME’06), pp. 705-708, Toronto, Canada, July 2006.
非專利文獻2之技術雖為用來提高編碼效率之方法， 但在相同圖案一直重複之區域的編碼上可抑制預測誤差之發生，所以量子化誤差也容易變小。因此，推測可減少去塊濾波器的處理量。
然而，上述方法在相同圖案一直重複的形態之圖像的編碼上或許有效，但在幾乎沒有相同圖案出現之圖像的編碼上則沒有效果，在此情況推測就不怎麼能削減預測誤差，量子化誤差也不會變小。此一情況，亦無法削減去塊濾波器的處理量，所以推測在解碼演算量的削減上並沒有效果。而且，必須將表示相對於各區塊之參考區塊的相對位置之偏移向量(offset vector)資訊傳送到解碼側，所以解碼側也會產生用來將參考區塊資訊予以解碼之演算，因而有演算量依舊很多之問題。
在並非如非專利文獻2般進行移動向量之搜尋，而是以不同的方法來選擇參考圖像，並使用該參考圖像來作成預測圖像，而進行預測誤差編碼之情況，依使用的是怎樣的已編碼圖像來作為參考圖像而定，對於編碼效率有很大的影響。因此，必須要有能夠使用適切的圖像來作為參考圖像之方法。
本發明之目的在於謀求上述問題點之解決，亦即抑制編碼效率之降低，並削減編碼演算量及解碼演算量。
本發明係為了解決上述課題，而在將輸入圖像予以壓縮編碼之時，進行下述之處理。
(1)將輸入圖像分割為n×m像素之區塊，並將分割出 的各區塊分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之子區塊(subblock)，然後將區塊內的相對位置相同之子區塊集結起來，而產生分別為相同尺寸的分割圖像。
(2)對於分割圖像的至少一個以上進行分割圖像內編碼。此處之分割圖像內編碼，係以分割圖像為畫面單位而進行之以畫面內預測方式進行之編碼。
(3)為了對於進行過分割圖像內編碼之分割圖像以外的分割圖像進行編碼，而針對編碼對象分割圖像與已編碼分割圖像中之相同位置的像素，依原圖像上的距離較短者的順序起，將已編碼分割圖像選擇作為對編碼對象分割圖像進行分割圖像間預測編碼所要用到的參考圖像。
(4)利用選出的參考圖像來產生針對編碼對象分割圖像之預測圖像，以進行分割圖像間預測編碼。此分割圖像間預測編碼，係例如：對於參考圖像施用依據編碼對象分割圖像與參考圖像之在原圖像上的對應像素的相對位置而決定之預定的濾波器(filter)，並以所得到的圖像作為預測圖像，而進行分割圖像間預測編碼。此處之分割圖像間預測編碼係以各分割圖像作為畫面單位而進行之以畫面間預測方式進行之編碼。
(5)對於以上之分割圖像內編碼及分割圖像間預測編碼之編碼結果進行資訊源編碼，而輸出編碼位元串流(bitstream)。
另外，作為上述發明的一個態樣，參考圖像之選擇，係指定將經過選擇的複數個參考圖像予以排列而成的參考 圖像列(list)，然後在分割圖像間預測編碼之際，使用記入參考圖像列之複數個參考圖像之中的一個或複數個參考圖像來產生針對編碼對象分割圖像之預測圖像。
又，作為上述發明的一個態樣，參考圖像之選擇，在相對於編碼對象圖像而言有複數個在原圖像上之像素間的距離相同之已編碼分割圖像存在之情況，可相較於已進行過分割圖像間預測編碼的分割圖像而言優先選擇已進行過分割圖像內編碼的分割圖像，來作為參考圖像。此外，在有複數個在原圖像上之像素間的距離相同之已編碼分割圖像存在之情況，可相較於量子化精度較低之已編碼分割圖像而言優先選擇量子化精度較高之已編碼分割圖像，來作為參考圖像。
又，作為上述發明的一個態樣，參考圖像之選擇，可根據表示應從可用作為參考圖像之複數個已編碼分割圖像之中優先選擇哪個已編碼分割圖像之參考圖像選擇規則來選擇參考圖像，並將此參考圖像選擇規則的指定資訊予以編碼，然後傳送到解碼側讓解碼側知道。舉例來說，就參考圖像選擇規則而言，包含：在有複數個在原圖像上之像素間的距離相同之已編碼分割圖像存在之情況，指定相較於已進行過分割圖像間預測編碼的分割圖像而言優先選擇已進行過分割圖像內編碼的分割圖像，來作為參考圖像之規則；或者，在有複數個在原圖像上之像素間的距離相同之已編碼分割圖像存在之情況，指定相較於量子化精度較低之已編碼分割圖像而言優先選擇量子化精度較高之已編 碼分割圖像，來作為參考圖像之規則等。亦可使用針對複數個參考圖像而設定參考圖像選擇規則之參考圖像列產生規則。參考圖像選擇規則及參考圖像列產生規則，在此可想成是在技術概念上具有實質相同意義者。
又，作為上述發明的一個態樣，分割圖像間預測編碼，也可使用合成的預測圖像來進行分割圖像間預測編碼，該合成的預測圖像係將從複數個參考圖像產生之複數個預測圖像予以合成而成者。
又，作為上述發明的一個態樣，可採用：在分割圖像間預測編碼係從複數個參考圖像的候補之中選擇特定的參考圖像來用於預測圖像的產生之情況，將用來指定參考圖像之參考圖像指標(index)予以編碼，以將所使用的是哪個參考圖像之資訊傳送至解碼側讓解碼側知道之方法。
又，本發明係在將經過壓縮編碼之圖像的編碼資料予以解碼之時，進行下述之處理。
(1)將編碼資料予以輸入，進行資訊源解碼，該編碼資料係圖像編碼裝置將輸入圖像分割為n×m像素之區塊，並將分割出的各區塊分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之子區塊，然後將區塊內的相對位置相同之子區塊集結起來，而產生分別為相同尺寸的分割圖像並予以編碼所產生者。
(2)從解碼出的資料，對分割圖像的至少一個以上進行分割圖像內解碼。
(3)在對於經分割圖像內解碼之分割圖像以外的分割 圖像進行解碼之際，就解碼對象分割圖像及已解碼分割圖像中之相同位置的像素而言，依原圖像上的距離較短者的順序，將已解碼分割圖像選擇作為對解碼對象分割圖像進行分割圖像間預測解碼所要用到的參考圖像。
(4)利用選出的參考圖像來產生針對解碼對象分割圖像之預測圖像，以進行分割圖像間預測解碼。
(5)從以分割圖像內解碼及分割圖像間預測解碼方式解碼出的分割圖像，使各分割圖像中的各像素回到原圖像中之原來的位置，來構成解碼圖像。
另外，作為上述發明的一個態樣，可將指定參考圖像選擇規則(參考圖像列產生規則也一樣)之編碼資訊予以解碼，然後根據解碼出的參考圖像選擇規則來選擇參考圖像，其中，該參考圖像選擇規則係表示應從可用作為參考圖像之複數個已解碼分割圖像之中優先選擇哪個已解碼分割圖像之規則。舉例來說，參考圖像選擇規則係包含：在有複數個在原圖像上之像素間的距離相同之已解碼分割圖像存在之情況，指定相較於已進行過分割圖像間預測解碼的分割圖像而言優先選擇已進行過分割圖像內解碼的分割圖像，來作為參考圖像之規則；或者，在有複數個在原圖像上之像素間的距離相同之已解碼分割圖像存在之情況，指定相較於量子化精度較低之已解碼分割圖像而言優先選擇量子化精度較高之已解碼分割圖像，來作為參考圖像之規則。
又，作為上述發明的一個態樣，分割圖像間預測解 碼，可使用合成的預測圖像來進行分割圖像間預測解碼，其中，該合成的預測圖像係將從複數個參考圖像產生之複數個預測圖像予以合成而成者。
又，作為上述發明的一個態樣，可為如下之形態：若編碼資料中含有用來指定參考圖像之參考圖像指標，就將該參考圖像指標予以解碼，然後在選擇參考圖像之際，選擇該解碼出的參考圖像指標所表示的參考圖像。
本發明之作用係如以下所述。本發明係以等間隔方式從輸入圖像抽出一個或複數個像素(子區塊)，並將該等子區塊集結起來而產生複數個分割圖像，然後針對至少一個分割圖像，進行只使用該分割圖像來編碼之分割圖像內編碼。其他的分割圖像之編碼，則使用已編碼的分割圖像來進行分割圖像間預測編碼。亦即，以已編碼分割圖像作為參考圖像，根據此參考圖像而按照編碼對象分割圖像中包含的像素與已編碼分割圖像中包含的像素之相對的位置關係，將產生例如小數像素精度之插值圖像時所用的濾波器用於參考圖像，來產生預測圖像，然後將該預測圖像與編碼對象分割圖像之誤差訊號予以編碼。
以如此之方法進行編碼，就可用比以往少的演算量來實現抑制了區塊失真之編碼。
尤其，本發明在從已編碼分割圖像之中選擇將用於分割圖像間預測編碼之參考圖像之際，係從就編碼對象分割圖像及已編碼分割圖像中之相同位置的像素而言依原圖像上之像素間的距離較短之順序將已編碼分割圖像選擇作為 參考圖像。因此，與如非專利文獻2之只將同一畫面內的已編碼像素用於預測之情況相比較，可將編碼對象的附近之所有方向的像素的資訊都用於預測。另外，與將任意的已編碼分割圖像設定作為參考圖像之情況相比較，則可將與編碼對象分割圖像的相關性較大的已編碼分割圖像選擇作為參考圖像。因此，能夠使預測誤差變小，不會使解碼演算量增加，且能夠提高預測效率而使編碼效率提高。
又，本發明之一態樣，係在針對要進行預測誤差編碼的分割圖像而選擇參考圖像之際，並非將所要使用的已編碼分割圖像限定於一個，而是將複數個已編碼分割圖像用作為參考圖像。如此，就可適應性地從被認為與編碼對象分割圖像的相關性較高之已編碼分割圖像選出參考圖像來產生預測圖像，因而可提高預測效率。
又，本發明之一態樣，係在原圖像上之相對於編碼對象圖像的像素之相對距離相等之像素位置的已編碼分割圖像有複數個之情況，相較於經過分割圖像間預測編碼之分割圖像而言優先使用經過分割圖像內編碼之分割圖像，來作為參考圖像。通常，相較於畫面間編碼，畫面內編碼的量子化誤差較少，所以優先地以公認為量子化精度較高之經過分割圖像內編碼的分割圖像作為參考圖像來產生預測圖像，就可提高預測效率。
又，本發明之一態樣，係在原圖像上之相對於編碼對象圖像的像素之相對距離相等之像素位置的已編碼分割圖像有複數個之情況，相較於量化間距(quantization step) 較大之已編碼分割圖像而言優先使用量化間距較小之已編碼分割圖像，來作為參考圖像。使用量化間距較小者來作為參考圖像，就可提高預測效率而使編碼效率提高。
預先在編碼側及解碼側，訂定用來規定應選擇哪個已編碼分割圖像來作為參考圖像之幾個參考圖像選擇規則(或參考圖像列產生規則)，且在編碼側將表示使用了其中的哪個參考圖樣選擇規則來選擇參考圖像之資訊予以編碼，並傳送到解碼側讓解碼側知道。如此，就可在參考圖像的選擇方法上保有彈性，及在參考圖像的候補有複數個之情況，也可在編碼側及解碼側選擇相同的參考圖像。
又，在本發明之一態樣中，使用複數個已編碼分割圖像來作為參考圖像，且將從複數個參考圖像產生之複數個預測圖像予以合成來作為預測圖像。如此，就可提高預測效率。預測圖像之合成，係例如算出從各個參考圖像產生的預測圖像之平均圖像。
又，在分割圖像間預測編碼中從複數個參考圖像的候補之中，適應性地選擇例如位元率-失真成本(Rate-Distortion cost；RD cost)會變小之特定的參考圖像來用於預測圖像的產生之情況，將指定該參考圖像之參考圖像指標予以編碼，並傳送到解碼側讓解碼側知道。如此，就可在解碼側將與編碼時相同的分割圖像用作為參考圖像而進行效率良好的解碼。
依據本發明，就可相對於傳統的畫面內預測編碼，抑 制編碼效率之降低，並削減編碼演算量及解碼演算量。
以下，利用圖式來說明本發明的實施形態。
[圖像編碼裝置]
第1圖係顯示圖像編碼裝置的構成例之圖。圖像編碼裝置10具備有：分割圖像產生部11、分割圖像內編碼部12、參考圖像選擇部13、分割圖像間預測編碼部14、及資訊源編碼部15。分割圖像間預測編碼部14具備有：預測圖像產生部141、預測誤差算出部142、預測誤差編碼部143、及圖像解碼部144。
分割圖像產生部11係將輸入圖像分割為n×m像素之區塊，並將分割出的各區塊分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之子區塊，然後將區塊內的相對位置相同之子區塊集結起來，而產生分別為相同尺寸的分割圖像。
第2A至2D圖係顯示分割圖像產生部11所進行的分割圖像的產生例之圖。分割圖像產生部11係以例如第2A圖所示之原圖像作為輸入圖像，然後如第2B圖所示，將該原圖像分割為一個個分別為n×m像素之區塊Mj(j=0,1,…,J)。然後，分割圖像產生部11係如第2C圖所示，將各區塊Mj分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之子區塊Bjk(k=0,1,…,K)。
然後，如第2D圖所示，分割圖像產生部11係從各區塊Mj，將區塊內的相對位置相同之子區塊Bjk集結起來，而產生分別為相同尺寸之分割圖像Pk(k=0,1,…,K)。 分割圖像P0係集結子區塊B00,B10,…,BJ0而成者，分割圖像P1係集結子區塊B01,B11,…,BJ1而成者，…，分割圖像PK係集結子區塊B0K,B1K,…,BJK而成者。
分割圖像內編碼部12，係對於分割圖像產生部11所產生之包含第一個分割圖像在內之幾個分割圖像(亦可只對於第一個分割圖像)進行分割圖像內編碼。此處之分割圖像內編碼，係為只使用作為現在的編碼對象之分割圖像的像素資訊進行編碼之編碼方法，只要是不參考其他的分割圖像之類型的編碼方法，即可採用任何編碼方法。可採用例如H.264編碼方式中之畫面內預測編碼(intra-prediction coding)等之方法。
參考圖像選擇部13係從就編碼對象分割圖像與已編碼分割圖像中之相同位置的像素而言依原圖像上的距離較短的順序起，將已編碼分割圖像選擇作為對編碼對象分割圖像進行分割圖像間預測編碼所要用到的參考圖像。此處，可依在原圖像上的距離較短的順序將複數個已編碼分割圖像選擇作為參考圖像。
分割圖像間預測編碼部14係對於分割圖像產生部11所產生的分割圖像之中，尚未接受編碼的分割圖像進行分割圖像間預測編碼。此處之分割圖像間預測編碼，係為將參考圖像選擇部13所選出的已編碼分割圖像用作為參考圖像而進行預測編碼之編碼方法。
分割圖像間預測編碼部14中之預測圖像產生部141，係對於參考圖像施用依據作為現在的編碼對象之分割圖像 與參考圖像之在原圖像上的對應像素的相對位置而決定之預定的濾波器(filter)，藉此來產生預測圖像。
第3圖係顯示預測圖像產生部141所進行的預測圖像的產生例之圖。以下，說明分割圖像Pi為成為參考圖像之已編碼分割圖像，分割圖像Pk為將接受分割圖像間預測編碼之編碼對象分割圖像之情況的預測圖像的產生例。將包含於分割圖像Pi中的子區塊表示成Bi，將包含於分割圖像Pk中的子區塊表示成Bk。
若設分割圖像Pi的子區塊Bi及分割圖像Pk的子區塊Bk之在原圖像中的位置關係，係如第3圖(A)所示，則如第3圖(B)所示將位於子區塊Bk的周邊之子區塊Bi予以抽出。在此例中係相對於一個子區塊Bk而抽出兩個子區塊Bi，但並不限於兩個。然後，如第3圖(C)所示，對於抽出的兩個子區塊Bi的像素值施用插值濾波器，來算出子區塊Bk’的像素值。插值濾波器的濾波器係數，係採用依據在原圖像上之子區塊Bi與子區塊Bk的相對位置而預先決定者。利用插值濾波器來進行插值之方法，至今已知的有很多種，可採用任何一種插值方法來產生參考圖像。
將如此進行插值而產生的子區塊Bk’予以集結而成的圖像，係作為將用於分割圖像Pk的分割圖像間預測編碼之預測圖像。
預測誤差算出部142係將作為現在的編碼對象之分割圖像的各像素值減去預測圖像產生部141所產生的預測圖像的各像素值，來算出預測誤差。預測誤差編碼部143係 對於算出的預測誤差施加正交變換及量子化處理，然後將預測誤差予以編碼。
資訊源編碼部15係對於經分割圖像內編碼部12及分割圖像間預測編碼部14予以編碼而產生的分割圖像的編碼資訊進行熵編碼(entropy coding)，然後將編碼資料輸出。
圖像解碼部144係為了將經分割圖像間預測編碼部14加以編碼後的分割圖像利用於其他的分割圖像的編碼中之預測圖像的產生時，而將曾用於已編碼的分割圖像的預測之預測圖像加上編碼後的預測誤差來將分割圖像解碼出來，然後將該解碼圖像記憶起來，並傳送至預測圖像產生部141。又，若預測誤差編碼部143有對預測誤差進行正交變換、量子化時，則圖像解碼部144係在對於預測誤差編碼部143的輸出施加過逆量子化、逆正交變換後，才加上預測圖像的像素值而將分割圖像解碼出來。
〔圖像編碼處理的流程〕
接著，舉一個具體例來說明圖像編碼處理的流程。
第4圖顯示編碼對象圖像的分割例。在以下說明的例子中，係假設分割圖像產生部11將作為編碼對象之輸入圖像的1圖框(frame)，如第4圖所示分割為2×2像素的區塊M0,M1,…,MJ。以及，假設將各區塊M0,M1,…,MJ分別分割為四個各為1像素之子區塊B0,B1,B2,B3。並且，假設從如此分割出的各區塊M0,M1,…,MJ，將左上角的子區塊B0的像素集結起來而構成的圖像為分割圖像 P0，將右上角的子區塊B1的像素集結起來而構成的圖像為分割圖像P1、將左下角的子區塊B2的像素集結起來而構成的圖像為分割圖像P2、將右下角的子區塊B3的像素集結起來而構成的圖像為分割圖像P3。
此處，說明的是將2×2像素之區塊分割為1×1像素的子區塊之例。然而，區塊及子區塊的尺寸並不限於此例，在區塊的尺寸區塊或子區塊的尺寸更大之情況，一樣也可採用本發明而同樣地實施。
第5圖為圖像編碼處理的流程圖。首先，分割圖像產生部11如第4圖所示將輸入圖像分割為同樣尺寸的區塊M0至MJ，並將各區塊內的相對位置相同之像素(子區塊)集結起來而產生出分割圖像P0至PK(步驟S101)。就第4圖的例子而言，K=3。
接著，分割圖像內編碼部12針對分割圖像P0至PK之中的幾個分割圖像P0至PM(其中，M<K)進行分割圖像內編碼(步驟S102)。就第4圖的例子而言，係針對分割圖像P0採用傳統的畫面內預測編碼方法等來進行分割圖像內預測編碼。
接著，為了將第M+1個以後的分割圖像Pk(就第4圖的例子而言為P1至P3)予以編碼，參考圖像選擇部13進行參考圖像之選擇。此參考圖像之選擇，係選擇就編碼對象之分割圖像Pk與已編碼分割圖像之相同位置的像素而言在原圖像上之該像素的距離最短之已編碼分割圖像(步驟S103)。就第4圖的例子而言，若假設以分割圖像P0,P1, P2,P3之順序將各分割圖像予以編碼，則在分割圖像P1的編碼方面，係選擇已編碼的分割圖像P0來作為參考圖像，在分割圖像P2的編碼方面，也是選擇已編碼的分割圖像P0來作為參考圖像。至於分割圖像P3的編碼，則是選擇分割圖像P1或分割圖像P2之任一者，或兩者都選擇來作為參考圖像。
接著，分割圖像間預測編碼部14針對編碼對象之分割圖像Pk，進行分割圖像間預測編碼(步驟S104)。此分割圖像間預測編碼，係首先由預測圖像產生部141從圖像解碼部144將參考圖像選擇部13所選出的參考圖像讀出，並對此參考圖像施用依分割圖像Pk之在原圖像上的相對位置而決定之預定的濾波器來產生預測圖像。然後，由預測誤差算出部142算出分割圖像Pk與預測圖像之誤差。再由預測誤差編碼部143將預測誤差算出部142之輸出予以編碼，並傳送至圖像解碼部144及資訊源編碼部15。圖像解碼部144將預測誤差編碼部143的編碼結果予以解碼，來使得已編碼的分割圖像Pk能用於之後的分割圖像間預測編碼。資訊源編碼部15則是對預測誤差編碼部143的編碼結果進行熵編碼。
重複以上之按步驟S103、S104而進行之分割圖像Pk的編碼，直到最後的分割圖像PK，若到最後的分割圖像PK之所有的分割圖像都已完成編碼，就結束現在的輸入圖像(frame(圖框))之編碼(步驟S105)。
第6圖為分割圖像產生處理(第5圖之步驟S101)之流 程圖。分割圖像產生部11將輸入圖像分割為同樣尺寸的區塊Mj(j=0,1,…,J)(步驟S111)。接著，分割圖像產生部11將各區塊Mj分別分割為分別為相同尺寸的子區塊Bk(k=0,1,…,K)(步驟S112)。然後，分割圖像產生部11針對各個k(k=0,1,…,K)，將區塊M0至MJ內的相對位置相同之子區塊Bk抽出，並將各子區塊Bk按區塊M0至MJ之順序配置，來產生分割圖像Pk(步驟S113)。重複以上之處理直到最後的分割圖像PK之產生結束為止(步驟S114)。
預測圖像產生部141係在第5圖之步驟S104中，對於作為參考圖像之分割圖像Pi，施用依原圖像上的分割圖像Pi的像素位置而決定之插值濾波器，來產生將用於分割圖像Pk的預測誤差編碼中之預測圖像Pk’。
例如，在第4圖所示之輸入圖像的編碼中，若以分割圖像P0,P1,P2,P3之順序依序進行編碼，則首先在第5圖之步驟S102進行分割圖像P0之分割圖像內編碼，然後，在進行分割圖像P1之編碼之際，在第5圖之步驟S103選擇分割圖像P0作為參考圖像。接著，在步驟S104，為了分割圖像P1之編碼，而對於作為參考圖像之已編碼的分割圖像P0施用插值濾波器，來產生分割圖像P1之預測圖像P1’。該插值濾波器可採用在例如H.264之移動補償預測中用於1/2像素精度的預測訊號的產生之6抽頭有限脈衝響應濾波器(6 tap FIR filter)。
第7圖係顯示插值濾波器的施用例之圖。第7圖中， 以○表示之像素係分割圖像P0的整數位置像素。以□、△表示之像素係分割圖像P0的1/2位置像素。以分割圖像P0作為參考圖像之預測圖像P1’，係對於P0之編碼圖像的像素A,B,C,D,E,F，施用如下式之橫方向半像素濾波器，來算出第7圖中之以□表示之P0的1/2位置像素。
a1=1/32{A-5B+20C+20D-5E+F}
(a2,a3，…也與a1一樣)
分割圖像P2之編碼，係將已編碼的分割圖像P0,P1之中距離最短之分割圖像P0選作為參考圖像，然後藉由對於分割圖像P0施用縱方向半像素濾波器之插值濾波器，來產生預測圖像P2’。此預測圖像P2’，係對於P0之編碼圖像的像素A,G,H,I,J,K，施用如下式之縱方向半像素濾波器，來算出第7圖中之以△表示之P0的1/2位置像素。
b1=1/32{A-5G+20H+20I-5J+K}
(b2,b3，…也與b1一樣)
至於下一個分割圖像P3之編碼，則因為已編碼的分割圖像P0,P1,P2之中距離最短之分割圖像有P1,P2這兩個，所以可將其中一個選作為參考圖像，或將兩個都選作為參考圖像來求出分割圖像P3之預測圖像P3’。只將分割圖像P1,P2之任一個用作為參考圖像之處理，與前述分割圖像P1,P2之預測圖像之產生一樣。以下，針對使用複數個參考圖像之例進行說明。
〔使用參考圖像列之例〕
上述之參考圖像選擇部13亦可選擇複數個參考圖像，而非只選擇一個參考圖像。在此情況，參考圖像選擇部13係將表示所選出的複數個參考圖像之資料作成為參考圖像列，並加以保持。
在必須將使用於預測圖像的產生之參考圖像究竟是參考圖像列中的哪一個參考圖像之資訊傳送至解碼側之情況，係將參考圖像指標加以編碼，然後傳送至解碼側讓解碼側知道。參考圖像指標，係表示是參考圖像列中的第幾個參考圖像之資料，越靠近參考圖像列的前頭之參考圖像，用於預測圖像的產生之機率越大，所以分配有較短的碼長度。
參考圖像的最大個數，可在編碼側及解碼側預先做相同的設定，亦可利用從編碼側傳送至解碼側之編碼串流的標頭(header)資訊等來通知給解碼側知道。
〔使用參考圖像列之圖像編碼處理的流程〕
第8圖係使用參考圖像列的情況之圖像編碼處理的流程圖。步驟S121、S122之處理，係與前述之第5圖中的步驟S101、S102之處理一樣。
然後在步驟S123中，為了進行第M+1個以後的分割圖像Pk之分割圖像間預測編碼，而由參考圖像選擇部13進行參考圖像之選擇。此參考圖像之選擇，係就編碼對象之分割圖像Pk與已編碼分割圖像之相同位置的像素而言從在原圖像上之該像素的距離較短者開始依序選擇已編碼分割圖像來作成參考圖像列。
接著在步驟S124中，分割圖像間預測編碼部14使用參考圖像列所列之一個或複數個參考圖像，來針對編碼對象之分割圖像Pk進行分割圖像間預測編碼。然後，重複進行按步驟S123、S124之對於下一個分割圖像Pk之編碼，直到最後的分割圖像PK，若到最後的分割圖像PK之所有的分割圖像都已完成編碼，就結束現在的輸入圖像(frame(圖框))之編碼(步驟S125)。
利用第4圖之輸入圖像之例，來說明使用參考圖像列的情況之例。假設以分割圖像P0,P1,P2,P3之順序進行各分割圖像之編碼。分割圖像P0之編碼，因為是分割圖像內編碼，所以不使用參考圖像。下一個分割圖像P1之編碼，則因為只有一個已編碼分割圖像P0，所以參考圖像為一個。
下一個分割圖像P2之編碼，則在已編碼分割圖像方面有P0及P1這兩個，但其中之分割圖像P0其像素之位置距P2較近，所以只將分割圖像P0存入參考圖像列，或將分割圖像P0,P1依序存入參考圖像列。
分割圖像P3之編碼的情況，則可考慮分割圖像P0,P1,P2來作為參考圖像。其中就像素的位置而言最靠近分割圖像P3之分割圖像為P1及P2。在相同距離的分割圖像有複數個之情況，係依照預定的參考圖像列產生規則，來決定要存入參考圖像列中之優先順位。因此，在針對分割圖像P3之參考圖像列方面，可使用如以下的參考圖像列的任一個。
{P1,P2}、{P2,P1}、{P1,P2,P0}、{P2,P1,P0}
另外，亦可將從複數個參考圖像產生的預測圖像予以合成，然後將合成的圖像加到參考圖像列中。例如，可將分別從已編碼分割圖像P1,P2產生之分割圖像P3的預測圖像P3’、P3”的平均圖像當作是參考圖像而將之加到參考圖像列中。將此平均圖像表示成Px，則參考圖像列係如以下所示。
{P1,P2,Px}、{P2,P1,Px}、…
第9A及9B圖顯示預測圖像之合成的一例。在第9A圖所示的輸入圖像中，B1係包含於已編碼分割圖像P1中之子區塊，B2係包含於已編碼分割圖像P2中之子區塊，Bk係包含於編碼對象分割圖像Pk中之子區塊。在此例中，子區塊的尺寸為1×1像素。分割圖像P1係集結B1之子區塊而成者，分割圖像P2係集結B2之子區塊而成者，分割圖像Pk係集結Bk之子區塊而成者。
如第9B圖所示，對於P1之已編碼分割圖像施用半像素縱方向濾波器，來產生Pk之一個預測圖像1。另外，對於P2之已編碼分割圖像施用半像素橫方向濾波器，來產生Pk之另一個預測圖像2。以此預測圖像1及預測圖像2的合成圖像作為Pk之預測圖像3。合成的方法，可採用例如求各像素的平均值之方法。亦即，算出下式之像素值。
(Pk之預測圖像3的(i,j)位置的像素值)={(Pk之預測圖像1的(i,j)位置的像素值)+(Pk之預測圖像2的(i,j)位置的像素值)}/2
接著說明將合成圖像加到參考圖像之例的一般化的其他例子。針對從存在的已編碼分割圖像作成的參考圖像列(將此稱為原參考圖像列)之到第N個之參考圖像R，選擇其中之第k1及第k2個參考圖像，並產生各參考圖像的預測圖像的平均圖像。第k1及第k2個參考圖像，其與編碼對象分割圖像的像素位置之在原圖像上的距離並不一定要相同。
將該平均圖像依k1為較小的順序配置在新的參考圖像列(稱為新參考圖像列)上之原參考圖像列的第k2個圖像之後。若為了方便起見而將從k1,k2之參考圖像得到之平均圖像的預測圖像表示成(k1+k2)/2，則從原參考圖像列得到之新參考圖像列係如以下所示。
‧原參考圖像列
1,2,3,4,…,N
‧新參考圖像列
1,2,(1+2)/2,3,(1+3)/2,(2+3)/2,4,(1+4)/2,(2+4)/2,…,N
分割圖像間預測編碼部14在給定有如以上之指定了複數個參考圖像之參考圖像列之情況，如何適應性地決定究竟要將其中的哪一個參考圖像用於在實際的編碼中要使用的預測圖像之產生的一個實施例，可為算出例如位元率-失真成本(稱為RD成本)，然後用其中之RD成本為最小者。
RD成本可用下式加以定義。其中，D為失真量，R為產生的碼量，λ為拉格朗日未定乘數(Lagrange undetermined multiplier)。
RD成本=D+λ R
編碼中RD成本會為最小之參考圖像決定了，就將表示使用了參考圖像列中的哪一個參考圖像之參考圖像指標予以編碼，並傳送至解碼側讓解碼側知道。此外，亦可就各分割圖像將表示是否使用前述合成圖像作為參照圖像之合成圖像使用ON/OFF之旗標(flag)加以編碼並傳送至解碼側讓解碼側知道。另外，作為合成圖像之指定方法，亦可採用如例如H.264之B畫面(picture)之選擇兩個參考圖像然後以大區塊語法(macroblock syntax)指定合成方法之類的方法，藉此來將合成兩個參考圖像而使用之情形通知給解碼側知道。
在編碼側及解碼側共有參考圖像列之方法，有例如以下之方法。
(1)就各個編碼對象分割圖像，使用預定的固定的參考圖像列。
(2)從預定的幾個參考圖像列產生規則之中將表示編碼側進行編碼時用於參考圖像列之產生之參考圖案列產生規則加以編碼並傳送至解碼側。然後在解碼側將參考圖像列產生規則之編碼資料予以解碼，並依照該參考圖像列產生規則來產生參考圖像列。
參考圖像列中之配置參考圖像之順序，基本上係針對編碼對象分割圖像與已編碼分割圖像中之相同位置的像素，為其在原圖像上的距離較短的已編碼分割圖像之順 序。然而，在距離相同的已編碼分割圖像有複數個之情況等，則是依照參考圖像列產生規則來決定要將哪一個分割圖像優先配置到參考圖像列中。
參考圖像列產生規則，係在例如以下所述的情況，決定要將哪一個已編碼分割圖像配置到參考圖像列的上位之規則。
[規則1]：參考圖像的候補在相同距離內有複數個之情況，使經過分割圖像內編碼的分割圖像比經過分割圖像間預測編碼的分割圖像優先。
[規則2]：參考圖像的候補在相同距離內有複數個之情況，使量子化精度高者優先。
[規則3]：參考圖像的候補在相同距離內有複數個之情況，以編碼順序較新的已編碼分割圖像優先。
[規則4]：將規則1至3的幾個予以組合而成的規則。
〔參考圖像列產生處理之流程圖1〕
第10圖係顯示按照規則1來產生參考圖像列之處理的例子之流程圖。首先，在步驟S131，就編碼對象之分割圖像Pk與已編碼分割圖像之相同位置的像素而言依在原圖像上之該像素的距離較短的順序，選擇一個已編碼分割圖像Pk’。
接著，在步驟S132，針對分割圖像Pk，檢查在已編碼分割圖像之中就相同位置的像素而言在原圖像上與到Pk’的距離相同距離之其他的分割圖像Pk”是否存在。若處於相同距離之其他的分割圖像並不存在時，則前進至步 驟S135。若處於相同距離之其他的分割圖像存在時，則前進至步驟S133，判定：是否已編碼的分割圖像Pk’及Pk”之任一方為經過分割圖像內編碼之分割圖像，另一方為經過分割圖像間預測編碼之分割圖像。若判定結果為“是”，則進入到步驟S134，若判定結果為“否”，則前進到步驟S135。
在步驟S134，在參考圖像列中，將進行過分割圖像內編碼之已編碼分割圖像配置在參考圖像列的前面，然後才配置進行過分割圖像間預測編碼之已編碼分割圖像。
另一方面，在步驟S135，就分割圖像Pk與已編碼分割圖像之相同位置的像素而言，從在原圖像上之該像素的距離較短者起依序，選擇已編碼分割圖像來作成參考圖像列。
〔參考圖像列產生處理之流程圖2〕
第11圖係顯示按照規則2來產生參考圖像列之處理的例子之流程圖。與前述的第10的例子不同之處，係在於步驟S143及步驟S144，所以只針對此部份進行說明，其他的步驟則予以省略。
按照規則2來產生參考圖像列之情況，在步驟S143判定：在已編碼分割圖像之中就相同的像素而言在原圖像上與到Pk’的距離相同距離之其他的分割圖像Pk”存在之情況，在該分割圖像Pk’、Pk”之編碼時的量化間距是否不同。若判定結果為“是”，則進入到步驟S144，若判定結果為“否”，則前進到步驟S145。
在步驟S144，在參考圖像列中，將量化間距較小之已編碼分割圖像配置在參考圖像列的前面，然後才配置量化間距較大之已編碼分割圖像。此係因為一般而言量子化精度越高越適合作為參考圖像的緣故。
在步驟S145，與前述之步驟S135一樣，就分割圖像Pk與已編碼分割圖像之相同位置的像素而言從在原圖像上之該像素的距離較短者之順序起，選擇已編碼分割圖像來作成參考圖像列。
〔參考圖像列產生處理之流程圖3〕
第12圖係顯示按照規則4來產生參考圖像列之處理的例子之流程圖。首先，在步驟S151判定：就編碼對象之分割圖像Pk與已編碼分割圖像之相同位置的像素而言在原圖像上之該像素的距離相等之已編碼分割圖像是否存在有兩個以上。若判定結果為“是”，則前進到步驟S153，若判定結果為“否”，則進入到步驟S152，從距離較短者開始依序分配由小而大之參考圖像指標，再按照參考圖像指標之順序來作成參考圖像列，然後結束參考圖像列之產生處理。
在步驟S153判定：在距離相等的已編碼分割圖像之中是否有量化間距不同者。若判定結果為“否”，則前進到步驟S155，若判定結果為“是”，則進入到步驟S154，從量化間距較小者開始依序分配由小而大之參考圖像指標，然後前進到步驟S155。
在步驟S155判定：在距離相等的已編碼分割圖像之 中是否有分割圖像內編碼之畫面類型(picture type)也有分割圖像間預測編碼之畫面類型的情形。若判定結果為“否”，則前進到步驟S157，若判定結果為“是”，則進入到步驟S156，分配相較於經過分割圖像間預測編碼的分割圖像而言較小的參考圖像指標給經過分割圖像內編碼的分割圖像，然後進入到步驟S157。
在步驟S157判定：在以分割圖像間預測編碼方式編碼過的分割圖像之中是否有所參考的參考個數不同者。若判定結果為“否”，則前進到步驟S159，若判定結果為“是”，則進入到步驟S158，分配較小的參考圖像指標給參考個數較多之經過分割圖像間預測編碼的分割圖像，再按照參考圖像指標之順序來作成參考圖像列，然後結束處理。
在步驟S159，針對對應像素的距離相等之已編碼分割圖像，依編碼順序較新的順序分配較小的參考圖像指標，再按照參考圖像指標之順序來作成參考圖像列，然後結束處理。
在第12圖所示的流程圖中，亦可改變量化間距及畫面類型等之判定的順序，另外，亦可使用在判定方法方面只用了幾個方法來決定參考圖像指標之規則。
〔圖像解碼裝置〕
第13圖係顯示圖像解碼裝置的構成例之圖。圖像解碼裝置20係具備有：資訊源解碼部21、分割圖像內解碼部22、參考圖像選擇部23、分割圖像間預測解碼部24、 及解碼圖像構成部25。分割圖像間預測解碼部24具備有：預測誤差解碼部241、預測圖像產生部242、及解碼圖像算出部243。
圖像解碼裝置20係透過資訊源解碼部21而將經第1圖所示的圖像編碼裝置10加以壓縮編碼過之圖像的編碼資料予以輸入。資訊源解碼部21係對於輸入的編碼資料進行熵解碼。
分割圖像內解碼部22係藉由分割圖像內預測而將至少一個以上的經過分割圖像內編碼的分割圖像的編碼資料予以解碼。參考圖像選擇部23係選擇用來將經過分割圖像間預測編碼的分割圖像予以解碼所需之參考圖像。
參考圖像之選擇方法，有使用參考圖像列之情形及不使用參考圖像列之情形。參考圖像只有一個之情況，就不需要使用參考圖像列。重要的是，在參考圖像方面，解碼側也要使用與編碼側以分割圖像間預測編碼方式進行編碼時所用的參考圖像相同之分割圖像來作為參考圖像。
例如，參考圖像只有一個之情況，在編碼側若以像素之距離、畫面類型(分割圖像內編碼、分割圖像間預測編碼)、量子化精度、編碼先後之順序等來選擇參考圖像，則在解碼側也要以同樣的順序來從已解碼的分割圖像之中選擇參考圖像。只要將此參考圖像的選擇方法予以編碼，就可在事前將該編碼資料予以解碼，來使得解碼側也使用與編碼側相同之選擇方法。
在參考圖像選擇方法已預先決定之情況，可使編碼側 與解碼側共有固定的參考圖像選擇方法，在此情況就不需要選擇方法之解碼。
又，若參考圖像有複數個，且使用參考圖像列，則在解碼側也要使用與編碼側相同之參考圖像列。產生參考圖像列之方法，可採用預先決定的固定的參考圖像列產生規則，然後在編碼側及解碼側利用共通的參考圖像列產生規則來產生相同的參考圖像列之方法。
又，若參考圖像列產生規則經過編碼，則藉由在事前將該編碼資料予以解碼，就可在解碼側也使用與編碼側相同之參考圖像列產生規則來產生參考圖像列。另外，若表示是否使用合成圖像來作為參考圖像之旗標經過編碼，則將該編碼資料予以解碼，就可判斷是否將合成圖像加入到參考圖像列中。
又，在將表示參考圖像之參考圖像指標予以編碼之情況，係將該參考圖像指標予以解碼，然後將參考圖像指標所表示之參考圖像列中的圖像選擇作為參考圖像。
分割圖像間預測解碼部24，係針對以分割圖像內解碼方式加以解碼之分割圖像以外的分割圖像進行分割圖像間預測解碼。因此，分割圖像間預測解碼部24的預測誤差解碼部241係視需要而進行逆量子化、逆正交變換等，將預測誤差解碼出來。預測圖像產生部242係從參考圖像選擇部23所選擇的一個或複數個參考圖像，藉由對於已解碼分割圖像施用依解碼對象分割圖像與已解碼分割圖像(參考圖像)之在原圖像上的相對位置而決定之預定的濾波器，來 產生預測圖像。此處，若為使用合成圖像之情況，則以複數個預測圖像的平均圖像等作為預測圖像。
解碼圖像算出部243係將預測誤差解碼部241的輸出加上預測圖像產生部242所產生的預測圖像的像素值，來算出解碼圖像的像素值。
解碼圖像構成部25係將經分割圖像內解碼部22及分割圖像間預測解碼部24予以解碼出來的分割圖像的各子區塊配置到原圖像上的原來的位置，來產生解碼圖像。
〔圖像解碼處理的例1之流程〕
第14圖係圖像解碼處理之例1之流程。此處，說明對於在編碼側以如第2A至2D圖所示的方式分割輸入圖像然後加以編碼所產生的資料進行解碼之情況的例子。在編碼側，係如前所述，將輸入圖像分割為同樣尺寸的區塊M0至MJ，然後將各區塊之內的相對位置相同的像素(子區塊)集結起來，而產生分割圖像P0至PK，然後針對分割圖像P0至PM(0≦M<K)以分割圖像內編碼方式加以編碼，對於分割圖像Pk(k=(M+1)至K)則進行以分割圖像為單位之分割圖像間預測編碼來加以編碼。
在圖像解碼裝置20中，若有編碼資料輸入至資訊源解碼部21，資訊源解碼部21就對編碼資料進行熵解碼(步驟S201)。接著，分割圖像內解碼部22採用傳統的畫面內預測解碼方法等之方法，對於分割圖像P0至PM之編碼資料進行分割圖像內解碼(步驟S202)。
然後，參考圖像選擇部23選擇用來將經過分割圖像 間預測編碼之分割圖像Pk(k=(M+1)至K)予以解碼之參考圖像。此處，係就解碼對象之分割圖像Pk與已解碼的分割圖像之相同位置的像素而言選擇在原圖像上之該像素的距離最短之已解碼分割圖像來作為參考圖像(步驟S203)。
接著，分割圖像間預測解碼部24，對於參考圖像施用依在原圖像上的相對位置而定之預定的插值濾波器來產生預測圖像，然後將預測誤差解碼部241所解碼出的預測誤差加上預測圖像的像素值，以此方式針對分割圖像Pk進行分割圖像間解碼(步驟S204)。
重複以上之按步驟S203、S204而進行之分割圖像Pk的解碼，直到最後的分割圖像PK，若到最後的分割圖像PK之所有的分割圖像都已完成解碼，就由解碼圖像構成部25從解碼出來的分割圖像P0至PK來產生整個解碼圖像，然後結束一圖框(frame)份的解碼處理(步驟S205)。
〔圖像解碼處理的例2之流程〕
接著，參照第15圖來說明使用參考圖像列進行解碼之情況的解碼處理的例子。第15圖中之步驟S211、S212之處理，係與利用第14圖說明過之步驟S201、S202之處理一樣。
在步驟S213判定：圖像解碼裝置20是否預先保持有參考圖像列產生規則。若判定結果為“是”，則進入到步驟S214，若判定結果為“否”，則前進到步驟S215。
在步驟S214，參考圖像選擇部23針對經過分割圖像間預測編碼之分割圖像Pk(k=(M+1)至K)與已解碼的分割 圖像之相同位置的像素，根據預先保持的參考圖像列產生規則，選擇已解碼分割圖像來作成參考圖像列。然後，前進至步驟S216。
另一方面，在步驟S215，參考圖像選擇部23針對經過分割圖像間預測編碼之分割圖像Pk(k=(M+1)至K)與已解碼的分割圖像之相同位置的像素，根據以編碼資料形態傳來的參考圖像列產生規則，選擇已解碼分割圖像來作成參考圖像列。然後，前進至步驟S216。
在步驟S216，分割圖像間預測解碼部24利用預測圖像產生部242對於參考圖像列中之參考圖像指標所指定之參考圖像施用預定的插值濾波器來產生預測圖像，然後對預測誤差解碼部241所解碼出的預測誤差加上預測圖像的像素值，以此方式針對分割圖像Pk進行分割圖像間預測解碼。此處，若編碼側係使用將從複數個參考圖像產生的複數個預測圖像加以合成而成的預測圖像來進行分割圖像間預測編碼時，則在解碼側也同樣要使用根據複數個參考圖像而產生的合成預測圖像來進行分割圖像間預測解碼。
重複以上之按步驟S213至S216而進行之分割圖像Pk的解碼，直到最後的分割圖像PK，若到最後的分割圖像PK之所有的分割圖像都已完成解碼，就由解碼圖像構成部25從解碼出來的分割圖像P0至PK來產生整個解碼圖像，然後結束一圖框(frame)份的解碼處理(步驟S217)。
〔利用電腦來實施之構成例〕
第16圖顯示利用電腦及軟體程式來構成第1圖之圖 像編碼裝置10之情況的硬體構成例。本系統係形成為透過匯流排(bus)而將：執行程式之CPU(Central Processing Unit)30；用來儲存供CPU 30存取的程式及資料之RAM(Random Access Memory)等記憶體31；將來自攝影機(camera)等之作為編碼對象之圖像訊號予以輸入之圖像訊號輸入部32(亦可為利用光碟裝置等來記憶圖像訊號之記憶部)；儲存有用來使CPU 30執行按照本方法來對輸入圖像進行編碼的處理之軟體程式(亦即圖像編碼程式34)之程式記憶裝置33；以及將CPU 30執行載入到記憶體31中之圖像編碼程式34而產生之編碼資料，透過例如網路(network)而輸出去之編碼資料輸出部35(亦可為利用碟片裝置等來記憶編碼資料之記憶部)連接起來之構成。
另外，儲存於程式記憶裝置33之圖像編碼程式，除了按照本方法來對輸入圖像進行編碼之程式之外，亦可包含例如傳統之以圖框(frame)單位來進行畫面間預測之圖像編碼程式等。
第17圖顯示利用電腦及軟體程式來構成第13圖之圖像解碼裝置20之情況的硬體構成例。本系統係形成為透過匯流排而將：執行程式之CPU 40；用來儲存供CPU 40存取的程式及資料之RAM等的記憶體41；將第1圖之圖像編碼裝置10按照本方法而編碼產生的編碼資料予以輸入並記憶起來之編碼資料記憶部42(亦可為透過網路等之記憶部)；儲存有用來使CPU 40執行按照本方法來將編碼資料予以解碼的處理之軟體程式(亦即圖像解碼程式44)之程 式記憶裝置43；以及將CPU 40執行載入到記憶體41中之圖像解碼程式44而將編碼資料解碼後得到的解碼圖像輸出至再生裝置等之解碼圖像輸出部45連接起來之構成。
另外，儲存於程式記憶裝置43之圖像解碼程式，除了按照本方法來將編碼資料予以解碼之程式之外，亦可包含例如傳統之以圖框單位來進行畫面間預測之圖像解碼程式等。
以上，參照圖式而對本發明之實施形態進行了說明，惟很顯然的，上述實施形態只不過是本發明之例示，本發明並不限定於上述實施形態。因而，可在未脫離本發明的精神及技術的範圍之範圍內進行構成要素的追加、省略、置換等變更。
〔產業上的利用可能性〕
本發明可利用於圖像之編碼及解碼。依據本發明，相對於傳統的畫面內預測編碼，可抑制編碼效率之降低，同時削減編碼演算量及解碼演算量。
10‧‧‧圖像編碼裝置
11‧‧‧分割圖像產生部
12‧‧‧分割圖像內編碼部
13‧‧‧參考圖像選擇部
14‧‧‧分割圖像間預測編碼部
15‧‧‧資訊源編碼部
20‧‧‧圖像解碼裝置
21‧‧‧資訊源解碼部
22‧‧‧分割圖像內解碼部
23‧‧‧參考圖像選擇部
24‧‧‧分割圖像間預測解碼部
25‧‧‧解碼圖像構成部
30,40‧‧‧CPU
31,41‧‧‧記憶體
32‧‧‧圖像訊號輸入部
33,43‧‧‧程式記憶裝置
34‧‧‧圖像編碼程式
35‧‧‧編碼資料輸出部
42‧‧‧編碼資料記憶部
44‧‧‧圖像解碼程式
45‧‧‧解碼圖像輸出部
141‧‧‧預測圖像產生部
142‧‧‧預測誤差算出部
143‧‧‧預測誤差編碼部
144‧‧‧圖像解碼部
241‧‧‧預測誤差解碼部
242‧‧‧預測圖像產生部
243‧‧‧解碼圖像算出部
第1圖係顯示圖像編碼裝置的構成例之圖。
第2A圖係顯示分割圖像產生部所進行的分割圖像的產生例之圖。
第2B圖係顯示分割圖像產生部所進行的分割圖像的產生例之圖。
第2C圖係顯示分割圖像產生部所進行的分割圖像的產生例之圖。
第2D圖係顯示分割圖像產生部所進行的分割圖像的產生例之圖。
第3圖係顯示預測圖像產生部所進行的預測圖像的產生例之圖。
第4圖係顯示編碼對象圖像的分割例之圖。
第5圖係圖像編碼處理之流程圖。
第6圖係分割圖像產生處理之流程圖。
第7圖係顯示插值濾波器的施用例之圖。
第8圖係使用參考圖像列之情況的圖像編碼處理之流程圖。
第9A圖係顯示預測圖像的合成的一例之圖。
第9B圖係顯示預測圖像的合成的一例之圖。
第10圖係顯示產生參考圖像列之處理的例1之流程圖。
第11圖係顯示產生參考圖像列之處理的例2之流程圖。
第12圖係顯示產生參考圖像列之處理的例3之流程圖。
第13圖係顯示圖像解碼裝置的構成例之圖。
第14圖係圖像解碼處理之流程圖。
第15圖係使用參考圖像列之情況的圖像解碼處理之流程圖。
第16圖係顯示使用軟體程式來實現圖像編碼裝置之情況的硬體構成例之圖。
第17圖係顯示使用軟體程式來實現圖像解碼裝置之情況的硬體構成例之圖。
第18圖係顯示按照傳統技術而進行之畫面內預測編碼處理的例子之流程圖。
10‧‧‧圖像編碼裝置
11‧‧‧分割圖像產生部
12‧‧‧分割圖像內編碼部
13‧‧‧參考圖像選擇部
14‧‧‧分割圖像間預測編碼部
15‧‧‧資訊源編碼部
141‧‧‧預測圖像產生部
142‧‧‧預測誤差算出部
143‧‧‧預測誤差編碼部
144‧‧‧圖像解碼部

Claims (17)

  1. 一種圖像編碼方法，係將輸入圖像予以壓縮編碼之圖像編碼方法，具有：在將前述輸入圖像分割為n×m像素之J+1個之區塊M0至MJ，並將分割出的各區塊Mj(j=0,1,...,J)分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之K+1個之子區塊Bjk(k=0,1,...,K)之際，產生K+1個分割圖像P0至PK，各分割圖像Pk(k=0,1,...,K)係設定為由前述區塊M0至MJ內的相對位置相同之J+1個子區塊Bjk(k=0,1,...,K)的全像素所構成，且分別為相同尺寸的分割圖像之分割圖像產生程序；對於前述分割圖像的至少一個以上進行分割圖像內編碼之分割圖像內編碼程序；在對於前述進行過分割圖像內編碼之分割圖像以外的分割圖像進行編碼之際，針對編碼對象分割圖像中之像素、與和前述編碼對象分割圖像中之前述像素位於相同位置之已編碼分割圖像中之像素，依前述編碼對象分割圖像中之前述像素所對應之原圖像上之像素和前述已編碼分割圖像中之前述像素所對應之前述原圖像上之像素之間的距離較短的順序，將已編碼分割圖像選擇作為對編碼對象分割圖像進行分割圖像間預測編碼所要用到的參考圖像之參考圖像選擇程序；對於選出的參考圖像，藉由施用依前述編碼對象分割圖像之在前述原圖像上的相對位置而決定之濾波 器來產生預測圖像，並算出前述編碼對象分割圖像與前述預測圖像之誤差，以進行將前述誤差編碼之分割圖像間預測編碼之分割圖像間預測編碼程序；以及對於至少前述分割圖像內編碼程序及前述分割圖像間預測編碼程序所產生的編碼結果進行資訊源編碼之資訊源編碼程序；於前述參考圖像選擇程序中，當存在有在前述原圖像上之距離為相同之已編碼分割圖像時，則選擇其中任一者或兩者之已編碼分割圖像作為前述參考圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圖像編碼方法，其中，前述參考圖像選擇程序係指定將經過選擇的複數個參考圖像予以排列而成的參考圖像列，而選擇該參考圖像列中的參考圖像來作為參考圖像，前述分割圖像間預測編碼程序，係使用記入前述參考圖像列之複數個參考圖像之中的一個或複數個參考圖像來產生針對前述編碼對象分割圖像之預測圖像。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之圖像編碼方法，其中，在前述參考圖像選擇程序中，在有複數個在前述原圖像上之距離相同的已編碼分割圖像存在之情況，係相較於已進行過分割圖像間預測編碼的分割圖像而言優先選擇已進行過分割圖像內編碼的分割圖像，來 作為參考圖像。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之圖像編碼方法，其中，在前述參考圖像選擇程序中，在有複數個在前述原圖像上之距離相同的已編碼分割圖像存在之情況，係相較於量子化精度較低的已編碼分割圖像而言優先選擇量子化精度較高的已編碼分割圖像，來作為參考圖像。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之圖像編碼方法，其中，在前述參考圖像選擇程序中，係根據表示應從可用作為參考圖像之複數個已編碼分割圖像之中優先選擇哪個已編碼分割圖像之參考圖像選擇規則來選擇參考圖像，在前述資訊源編碼程序中，係將前述參考圖像選擇規則的指定資訊予以編碼。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之圖像編碼方法，其中，前述參考圖像選擇規則包含：在有複數個在前述原圖像上之距離相同的已編碼分割圖像存在之情況，指定相較於已進行過分割圖像間預測編碼的分割圖像而言優先選擇已進行過分割圖像內編碼的分割圖像來作為參考圖像之規則；或者，在有複數個在前述原圖像上之距離相同的已編碼分割圖像存在之情況，指定相較於量子化精度較低的已編碼分割圖像而言優先選 擇量子化精度較高的已編碼分割圖像來作為參考圖像之規則。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之圖像編碼方法，其中，在前述分割圖像間預測編碼程序中，係使用合成的預測圖像來進行分割圖像間預測編碼，該合成的預測圖像係將從前述參考圖像選擇程序所選出的複數個參考圖像產生之複數個預測圖像予以合成而成者。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之圖像編碼方法，其中，在前述資訊源編碼程序中，係將指定前述分割圖像間預測編碼程序中用到的參考圖像之參考圖像指定資訊予以編碼。
  9. 一種圖像解碼方法，係將經過壓縮編碼之圖像的編碼資料予以解碼之圖像解碼方法，具有：將編碼資料輸進來，並進行解碼之資訊源解碼程序，該編碼資料係圖像編碼裝置在將輸入圖像分割為n×m像素之J+1個之區塊M0至MJ，並將分割出的各區塊Mj(j=0,1,...,J)分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之K+1個子區塊Bjk(k=0,1,...,K)之際，產生K+1個分割圖像P0至PK，各分割圖像Pk(k=0,1,...,K)係設定為由前述區塊M0至MJ內的相對位置相同之J+1個子區塊Bjk(k=0,1,...,K)的全像素所構成，且分別為相同尺寸的分割圖像，然後逐一將 各分割圖像予以編碼而產生者；從在前述資訊源解碼程序中解碼出的資料，對前述分割圖像的至少一個以上進行分割圖像內解碼之分割圖像內解碼程序；在對於前述經分割圖像內解碼之分割圖像以外的分割圖像進行解碼之際，就解碼對象分割圖像中之像素、與和前述解碼對象分割圖像中之前述像素位於相同位置之已解碼分割圖像中之像素而言，依前述解碼對象分割圖像中之前述像素所對應之原圖像上之像素和前述已解碼分割圖像中之前述像素所對應之前述原圖像上之像素之間的距離較短的順序，將已解碼分割圖像選擇作為對解碼對象分割圖像進行分割圖像間預測解碼時所要用到的參考圖像之參考圖像選擇程序；解碼預測誤差，並對選出的參考圖像藉由施用依前述解碼對象分割圖像之在前述原圖像上的相對位置而決定之濾波器來產生之預測圖像，並將前述預測圖像加算至前述預測誤差，以進行分割圖像間預測解碼之分割圖像間預測解碼程序；以及從經前述分割圖像內解碼程序及前述分割圖像間預測解碼程序而解碼出的分割圖像來構成解碼圖像之解碼圖像構成程序；於前述參考圖像選擇程序中，當存在有在前述原圖像上之距離為相同之已解碼分割圖像時，則選擇其中任一者或兩者之已解碼分割圖像作為前述參考圖 像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之圖像解碼方法，其中，在前述資訊源解碼程序中，係將指定參考圖像選擇規則之編碼資訊予以解碼，該參考圖像選擇規則係表示應從可用作為參考圖像之複數個已解碼分割圖像之中優先選擇哪個已解碼分割圖像之規則，在前述參考圖像選擇程序中，係根據解碼出的參考圖像選擇規則來選擇參考圖像。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之圖像解碼方法，其中，前述參考圖像選擇規則包含：在有複數個在前述原圖像上之距離相同的已解碼分割圖像存在之情況，指定相較於已進行過分割圖像間預測解碼的分割圖像而言優先選擇已進行過分割圖像內解碼的分割圖像來作為參考圖像之規則；或者，在有複數個在前述原圖像上之距離相同的已解碼分割圖像存在之情況，指定相較於量子化精度較低的已解碼分割圖像而言優先選擇量子化精度較高的已解碼分割圖像來作為參考圖像之規則。
  12. 如申請專利範圍第9、第10或第11項所述之圖像解碼方法，其中，在前述分割圖像間預測解碼程序中，係使用合成的預測圖像來進行分割圖像間預測解碼，該合成的預測圖像係將從前述參考圖像選擇程序所選出的複數個參考圖像產生之複數個預測圖像予以合成而成者。
  13. 如申請專利範圍第9、10或11項所述之圖像解碼方法，其中，在前述資訊源解碼程序中，係將指定參考圖像之參考圖像指定資訊予以解碼，在前述參考圖像選擇程序中，係選擇解碼出來的參考圖像指定資訊所表示的參考圖像。
  14. 一種圖像編碼裝置，係將輸入圖像予以壓縮編碼之圖像編碼裝置，具備有：在將前述輸入圖像分割為n×m像素之J+1個之區塊M0至MJ，並將分割出的各區塊Mj(j=0,1,...,J)分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之K+1個之子區塊Bjk(k=0,1,...,K)之際，產生K+1個分割圖像P0至PK，各分割圖像Pk(k=0,1,...,K)係設定為由前述區塊M0至MJ內的相對位置相同之J+1個子區塊Bjk(k=0,1,...,K)的全像素所構成，且分別為相同尺寸的分割圖像之分割圖像產生部；對於前述分割圖像的至少一個以上進行分割圖像內編碼之分割圖像內編碼部；在對於前述進行過分割圖像內編碼之分割圖像以外的分割圖像進行編碼之際，就編碼對象分割圖像中之像素、及和前述編碼對象分割圖像中之前述像素位於相同位置之已編碼分割圖像中之像素而言，依前述編碼對象分割圖像中之前述像素所對應之原圖像上之像素和前述已編碼分割圖像中之前述像素所對應之前 述原圖像上之像素之間的距離較短的順序，將已編碼分割圖像選擇作為對編碼對象分割圖像進行分割圖像間預測編碼所要用到的參考圖像之參考圖像選擇部；對於選出的參考圖像，藉由施用依前述編碼對象分割圖像之在前述原圖像上的相對位置而決定之濾波器來產生預測圖像，並算出前述編碼對象分割圖像與前述預測圖像之誤差，以進行將前述誤差編碼之分割圖像間預測編碼之分割圖像間預測編碼部；以及對於至少前述分割圖像內編碼部及前述分割圖像間預測編碼部的編碼結果進行資訊源編碼之資訊源編碼部；前述參考圖像選擇部係於存在有在前述原圖像上之距離為相同之已編碼分割圖像時，則選擇其中任一者或兩者之已編碼分割圖像作為前述參考圖像。
  15. 一種圖像解碼裝置，係將經過壓縮編碼之圖像的編碼資料予以解碼之圖像解碼裝置，具備有：將編碼資料輸進來，並進行解碼之資訊源解碼部，該編碼資料係圖像編碼裝置在將輸入圖像分割為n×m像素之J+1個之區塊M0至MJ，並將分割出的各區塊Mj(j=0,1,...,J)分割為n1×m1像素(其中，1≦n1<n，1≦m1<m)之K+1個子區塊Bjk(k=0,1,...,K)之際，產生K+1個分割圖像P0至PK，各分割圖像Pk(k=0,1,...,K)係設定由前述區塊M0至MJ內的相對位置相同之J+1個子區塊Bjk(k=0,1,...,K)的全像素所 構成，且分別為相同尺寸的分割圖像，然後逐一將各分割圖像予以編碼而產生者；從前述資訊源解碼部所解碼出的資料，對前述分割圖像的至少一個以上進行分割圖像內解碼之分割圖像內解碼部；在對於前述已進行過分割圖像內解碼之分割圖像以外的分割圖像進行解碼之際，就解碼對象分割圖像中之像素、及和前述解碼對象分割圖像中之前述像素位於相同位置之已解碼分割圖像中之像素而言，依前述解碼對象分割圖像中之前述像素所對應之原圖像上之像素和前述已解碼分割圖像中之前述像素所對應之前述原圖像上之像素之間的距離較短的順序，將已解碼分割圖像選擇作為對解碼對象分割圖像進行分割圖像間預測解碼時所要用到的參考圖像之參考圖像選擇部；解碼預測誤差，並對選出的參考圖像藉由施用依對前述解碼對象分割圖像之在前述原圖像上的相對位置而決定之濾波器來產生之預測圖像，並將前述預測圖像加算至前述預測誤差，以進行分割圖像間預測解碼之分割圖像間預測解碼部；以及從前述分割圖像內解碼部及前述分割圖像間預測解碼部所解碼出的分割圖像來構成解碼圖像之解碼圖像構成部；前述參考圖像選擇部係於存在有在前述原圖像上 之距離為相同之已解碼分割圖像時，則選擇其中任一者或兩者之已解碼分割圖像作為前述參考圖像。
  16. 一種圖像編碼程式，係用來使電腦執行申請專利範圍第1至8項中任一項記載的圖像編碼方法之程式。
  17. 一種圖像解碼程式，係用來使電腦執行申請專利範圍第9至13項中任一項記載的圖像解碼方法之程式。
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