专利名称：图像解码方法、图像编码方法、图像解码装置、图像编码装置、程序、以及集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及，以更好的编码效率将图像及影像数据压缩编码的图像编码方法、将压缩编码后的图像及影像数据解码的图像解码方法、对应的图像编码装置、图像解码装置、程序、以及集成电路。
背景技术：
用于经由互联网的视频会议、数字视频广播、以及包含影像内容的流媒体的、例如视频点播型的服务的应用的数量越来越多，这些应用依存于影像信息的发送。影像数据被发送或被记录时，许多量的数据，通过带宽有限的以往的传输路被发送，或者，被存储到数据容量有限的以往的存储介质。为了向以往的传输通道及存储介质发送及存储影像信息，压缩或削减数字数据的量是不可缺少的。于是，为了影像数据的压缩，开发了多个影像编码标准。这样的影像编码标准是，例如，H. 26x所示的ITU — T标准，以及MPEG — x所示的ISO / IEC标准。目前，最新且最先进的影像编码标准是，H. 264 / MPEG 一 4AVC所示的标准(參照非专利文献I)。
成为这样的标准的大部分的基础的编码方法，基于包含以下的(a)至(d)所示的主要阶段的预测编码。(a)为了以块级对影像帧各自进行数据压缩，将影像帧划分为像素的块。(b)通过根据预先编码的影像数据预测各个块，从而确定时间上以及空间上的冗余性。(c)通过从影像数据中减去预测数据，从而除去确定的冗余性。
(d)根据傅立叶转换、量化、以及熵编码，压缩剰余的数据。根据现在的影像编码标准，用于各个宏块的预测的预测模式，按每个块不同。大部分的影像编码标准，为了根据以前编码及解码的帧预测影像数据，而利用运动检测及运动补偿(帧间预测)。或者，也可以根据相同的帧的相邻的块预测块数据(帧内预测)。H.264 / AVC标准，对例如用于预测的參考像素，或者，对像素被外插的方向，定义几个不同的帧内预测模式。
图1A是示出基于以往的H. 264 / AVC标准的帧内预测估计被适用的对象块与參考像素的关系的一个例子的图。并且，图1B是示出基于以往的H. 264 / AVC标准的帧内预测模式集所包含的预测方向的图。如图1A示出，外插位于被预测的对象块10的上和左的13个參考像素20，从而预测4X4像素的对象块10。通过该预测，生成与对象块10对应的预测块。此时，为了执行外插，从图1B所示的可取的8个外插方向(帧内预测方向)中选择I个。也就是说，从8个外插方向各自示出的8个方向预测模式中选择I个方向预测模式。或者，可以选择DC(直流)预测模式。在DC预测模式中，为了预测对象块10，利用參考像素20的平均值。如此，按每个宏块选择，利用多个预测模式中的哪个预测模式来进行预测，编码后的对象块与关于被选择的预测模式的信息一起，通过熵编码而被压缩、并被传输。在现在的影像编码标准中，作为关于被选择的预测模式的信息，按照由标准预先決定的规则预测估计值。例如，在示出由H. 264 / AVC标准决定的帧内预测模式的信息的情况下，帧内预测模式的估计值，被决定为已经编码的周围的块的帧内预测模式中的、表示预测的方法的号码的小的号码。而且，在被预测的估计值和编码对象的信息相同的情况下，仅传输示出相同的情况的标志。另ー方面，在估计值和编码对象的信息不同的情况下，传输编码对象的信息。例如，在帧内预测模式的估计值、和编码时实际被选择的预测模式相同的情况下，仅传输标志。另一方面，在不同的情况下，传输用于恢复被选择的预测模式的信息。图2是示出基于以往的H. 264 / AVC标准的图像编码装置的结构中的、估计预测模式、设定预测模式的编码值的设定部510的详细结构的ー个例子的图。并且，图3是示出基于以往的H. 264 / AVC标准的图像解码装置的结构中的、恢复预测模式的恢复部620的详细结构的ー个例子的图。如图2示出，在设定部510，输入示出编码模式(帧内预测模式或帧间预测模式)的编码模式信息SMD。例如，在帧内预测编码被选择为编码模式的情况下，编码模式信息SMD是，示出帧内预测模式的信息IPM。另ー方面，在帧间预测编码被选择为编码模式的情况下，编码模式信息SMD是，位置信息(运动矢量)MV。预测模式存储器511是，存储输入的编码模式信息SMD的存储器。预测模式估计部512，从由预测模式存储器511输入的、已经编码的编码模式信息中，以预先決定的手段获得预测模式估计值候选。利用图1A说明，针对4X4像素的块尺寸的基于H. 264 / AVC标准的预测模式估计部512、624中的预测模式估计值MPM的估计方法，以作为ー个例子。预测模式估计部512、624，在编码及解码步骤中，针对4X4像素的对象块10，获得已经编码(或解码)完毕的周围块30的帧内预测模式IPM_A、以及周围块40的帧内预测模式IPM_B。而且，如下述的式1，将IPM_A和IPM_B的值小的一方的模式设定为预测模式估计值MPM。MPM = Min (PredModeA, PredModeB) (式 1)在此,式I的PredModeA及PredModeB各自示出，表示相邻块所利用的预测模式的索引的号码，MinO是，输出小的任一方的索引的函数。预测模式估计部512，从预测模式估计值候选中决定预测模式估计值MPM，输出决定的预测模式估计值MPM。模式信息生成部515，对编码的对象块的编码模式IPM与预测模式估计值MPM进行比较。而且，在两者相同的情况下，将示出与预测模式估计值MPM相同的情况的标志设定为编码预测模式关联信号SSMD。另ー方面，在两者不同的情况下，将符合的号码以外的模式信号的索引作为编码预测模式关联信号SSMD来输出。式2示出，模式信息生成部515的设定方法。算式1
权利要求
1.一种图像解码方法，对编码图像数据进行解码，该编码图像数据是，依据基于预测模式的预测，按每个块对图像数据进行编码而生成的数据，所述图像解码方法包括 恢复步骤，根据示出编码时所执行的预测模式的估计结果的模式信息，恢复选择预测模式，该选择预测模式是，编码时用于预测的预测模式；以及 解码步骤，依据基于所述选择预测模式的预测，对所述编码图像数据的对象块进行解码，从而生成解码块， 所述恢复步骤包括 第一预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 预测模式恢复步骤，根据所述模式信息和所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式，恢复所述选择预测模式。
2.如权利要求1所述的图像解码方法， 所述模式信息至少包含，示出所述选择预测模式与所述第一估计预测模式以及所述第二估计预测模式的比较结果的标志信息， 在所述预测模式恢复步骤中， 在所述标志信息示出所述选择预测模式与所述第一估计预测模式一致的情况下，将所述第一估计预测模式决定为所述选择预测模式， 在所述标志信息示出所述选择预测模式与所述第二估计预测模式一致的情况下，将所述第二估计预测模式决定为所述选择预测模式， 在所述标志信息示出所述选择预测模式与所述第一估计预测模式以及所述第二估计预测模式不一致的情况下，根据所述模式信息中还包含的确定所述选择预测模式的信息，恢复所述选择预测模式。
3.如权利要求1或2所述的图像解码方法， 所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式的任一方是，示出DC及边缘预测的模式。
4.如权利要求1至3的任一项所述的图像解码方法， 在所述第一预测模式估计步骤中，将与所述对象块相邻、且已经解码的多个块的选择预测模式中的、索引号码最小的预测模式决定为所述第一预测模式。
5.如权利要求1至4的任一项所述的图像解码方法， 在所述第二预测模式估计步骤中， 在所述第一估计预测模式为平面模式的情况下，将所述第二估计预测模式决定为DC预测模式， 在所述第一估计预测模式不是平面模式的情况下，将所述第二估计预测模式决定为平面模式。
6.一种图像编码方法，按每个块对图像数据进行编码，所述图像编码方法包括 编码步骤，依据基于从预先决定的多个预测模式候选中选择出的选择预测模式的预测，对所述图像数据的对象块进行编码；解码步骤，对被编码的对象块进行解码，从而生成解码块； 第一预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 输出步骤，将用于所述选择预测模式的恢复的模式信息，与所述被编码的对象块一起输出， 所述输出步骤包括模式信息生成步骤，在所述模式信息生成步骤中，根据所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式和所述选择预测模式，生成所述模式信息。
7.如权利要求6所述的图像编码方法， 在所述模式信息生成步骤中， 在所述选择预测模式与所述第一估计预测模式以及所述第二估计预测模式的任一方一致的情况下，生成示出与哪一方一致的标志信息，以作为所述模式信息， 在所述选择预测模式与所述第一估计预测模式以及所述第二估计预测模式的双方都不一致的情况下，生成示出与双方都不一致的标志信息、以及确定所述选择预测模式的信息，以作为所述模式信息。
8.如权利要求6或7所述的图像编码方法， 所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式的任一方是，示出DC及边缘预测的模式。
9.如权利要求6至8的任一项所述的图像编码方法， 在所述第一预测模式估计步骤中，将与所述对象块相邻、且已经编码的多个块的选择预测模式中的、索引号码最小的预测模式决定为所述第一预测模式。
10.如权利要求6至9的任一项所述的图像编码方法， 在所述第二预测模式估计步骤中， 在所述第一估计预测模式为平面模式的情况下，将所述第二估计预测模式决定为DC预测模式， 在所述第一估计预测模式不是平面模式的情况下，将所述第二估计预测模式决定为平面模式。
11.一种图像解码装置，对编码图像数据进行解码，该编码图像数据是，依据基于预测模式的预测，按每个块对图像数据进行编码而生成的数据，所述图像解码装置具备 恢复部，根据示出编码时所执行的预测模式的估计结果的模式信息，恢复选择预测模式，该选择预测模式是，编码时用于预测的预测模式；以及 解码部，依据基于所述选择预测模式的预测，对所述编码图像数据的对象块进行解码，从而生成解码块， 所述恢复部具备 第一预测模式估计部，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计部，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及预测模式恢复部，根据所述模式信息和所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式，恢复所述选择预测模式。
12.—种图像编码装置，按每个块对图像数据进行编码，所述图像编码装置具备 编码部，依据基于从预先决定的多个预测模式候选中选择出的选择预测模式的预测，对所述图像数据的对象块进行编码； 解码部，对被编码的对象块进行解码，从而生成解码块； 第一预测模式估计部，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计部，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 输出部，将用于所述选择预测模式的恢复的模式信息，与所述被编码的对象块一起输出， 所述输出部具备模式信息生成部，所述模式信息生成部，根据所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式和所述选择预测模式，生成所述模式信息。
13.一种程序，使计算机对编码图像数据进行解码，该编码图像数据是，依据基于预测模式的预测，按每个块对图像数据进行编码而生成的数据，所述程序使计算机执行以下的步骤 恢复步骤，根据示出编码时所执行的预测模式的估计结果的模式信息，恢复选择预测模式，该选择预测模式是，编码时用于预测的预测模式；以及 解码步骤，依据基于所述选择预测模式的预测，对所述编码图像数据的对象块进行解码，从而生成解码块， 所述恢复步骤包括 第一预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 预测模式恢复步骤，根据所述模式信息和所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式，恢复所述选择预测模式。
14.一种程序，使计算机按每个块对图像数据进行编码，所述程序使计算机执行以下的步骤 编码步骤，依据基于从预先决定的多个预测模式候选中选择出的选择预测模式的预测，对所述图像数据的对象块进行编码； 解码步骤，对被编码的对象块进行解码，从而生成解码块； 第一预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计步骤，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 输出步骤，将用于所述选择预测模式的恢复的模式信息，与所述被编码的对象块一起输出，所述输出步骤包括模式信息生成步骤，在所述模式信息生成步骤中，根据所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式和所述选择预测模式，生成所述模式信息。
15.一种集成电路，对编码图像数据进行解码，该编码图像数据是，依据基于预测模式的预测，按每个块对图像数据进行编码而生成的数据，所述集成电路具备 恢复部，根据示出编码时所执行的预测模式的估计结果的模式信息，恢复选择预测模式，该选择预测模式是，编码时用于预测的预测模式；以及 解码部，依据基于所述选择预测模式的预测，对所述编码图像数据的对象块进行解码，从而生成解码块， 所述恢复部具备 第一预测模式估计部，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计部，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 预测模式恢复部，根据所述模式信息和所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式，恢复所述选择预测模式。
16.一种集成电路，按每个块对图像数据进行编码，所述集成电路具备 编码部，依据基于从预先决定的多个预测模式候选中选择出的选择预测模式的预测，对所述图像数据的对象块进行编码； 解码部，对被编码的对象块进行解码，从而生成解码块； 第一预测模式估计部，从多个预测模式中，将一个预测模式决定为第一估计预测模式； 第二预测模式估计部，从多个预测模式中，将与所述第一估计预测模式不同的一个预测模式决定为第二估计预测模式；以及 输出部，将用于所述选择预测模式的恢复的模式信息，与所述被编码的对象块一起输出， 所述输出部具备模式信息生成部，所述模式信息生成部，根据所述第一估计预测模式和所述第二估计预测模式和所述选择预测模式，生成所述模式信息。
全文摘要
图像解码方法包括恢复步骤，恢复作为编码时用于预测的预测模式的选择预测模式；以及解码步骤，依据基于选择预测模式的预测，对编码图像数据的对象块进行解码，从而生成解码块，恢复步骤包括第一预测模式估计步骤，决定第一估计预测模式；第二预测模式估计步骤，决定与第一估计预测模式不同的第二估计预测模式；以及预测模式恢复步骤，根据模式信息和第一估计预测模式和第二估计预测模式，恢复选择预测模式。
文档编号H04N7/32GK103053162SQ20118003765
公开日2013年4月17日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月30日
发明者笹井寿郎, 西孝启, 柴原阳司, 杉尾敏康, V·德吕容 申请人:松下电器产业株式会社