專利名稱：圖像編碼裝置、圖像編碼方法及圖像編碼集成電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對圖像進行壓縮編碼的圖像編碼裝置，特別涉及壓縮編碼處理的 高速化。
背景技術：
在作為圖像的壓縮編碼方式的MPEG4AVC(Motion Pictures ExpertsGroup 4 Advanced Video Coding)規(guī)格中，作為編碼模式，規(guī)定了跳過模式(skip mode)和空間直接 模式(spatial direct mode)。兩種編碼模式在以規(guī)定尺寸、例如16X 16像素的宏塊(macroblock)為單位對均 成為壓縮編碼(以下，也簡稱為“編碼”)的對象的圖像(以下，稱為“編碼對象圖像”)進 行處理時，根據與其編碼對象塊鄰接的多個宏塊(以下，稱為“鄰接塊”)的運動信息，計算 作為現在的處理對象的宏塊(以下，稱為“編碼對象塊”)的運動矢量和用于預測編碼對象 塊的、能夠識別與編碼對象塊尺寸相同的參考圖像的參考圖像編號(以下，將兩者的組合 稱為“運動信息”)。然后，對根據計算出的運動信息預測出的編碼對象塊的預測圖像和編 碼對象塊的原圖像的差分信息進行編碼。即，根據解碼時的鄰接塊的運動信息，能夠計算通過跳過模式或者空間直接模式 (以下，也稱為“跳過模式等”)進行了編碼的宏塊的運動信息，不需要對編碼對象塊的運動 信息進行編碼，即，僅對編碼對象塊的預測圖像和原圖像的差分信息進行編碼即可，通過跳 過模式等來進行編碼，從而能夠減少編碼量。然而，為了實現圖像的編碼處理的高速化，已公知通過流水線(pipeline)對各宏 塊并行進行處理的技術。如上所述，為了通過跳過模式等來對編碼對象塊進行編碼，需要鄰接塊的運動信 肩、ο因此，例如，流水線階段分為第1階段和第2階段，該第1階段針對各宏塊依次計 算在通過跳過模式等進行編碼的情況下的運動信息，該第2階段針對經第1階段處理完的 宏塊，根據在通過跳過模式等進行編碼的情況下的編碼量，判斷是否通過跳過模式等進行 編碼。在該情況下，當開始編碼對象塊的第1階段的處理時，在對編碼對象塊的全部的鄰接 塊的第2階段的處理未結束的情況下，則各鄰接塊的編碼模式沒有確定。S卩，由于各鄰接塊的運動信息未確定，因此在第1階段中，不能夠計算編碼對象塊 的跳過模式等的運動信息。作為解決該問題的技術，例如有專利文獻1的圖像編碼裝置。以下，對專利文獻1 中的圖像編碼裝置進行說明。專利文獻1中的圖像編碼裝置是以宏塊為單位通過流水線對編碼對象圖像并行進行編碼處理的圖像編碼裝置，從編碼對象圖像的左上側的宏塊開始對水平方向的1行宏 塊進行處理，再對下一行進行處理，處理直到右下側的宏塊為止。專利文獻1中的圖像編碼裝置在編碼對象塊的處理開始時，在作為一個鄰接塊的 位于編碼對象塊的左側的宏塊(以下，稱為“前塊”)的運動信息的計算未結束的情況下，取 代前塊而使用運動矢量的計算未結束的位于前塊的左側的塊(以下稱為“附近塊”)的運動 信息，生成編碼對象塊的跳過模式等的運動信息。然后，若前塊的運動信息的計算結束，則確定計算出的前塊的運動信息和附近塊 的運動信息是否一致，在一致的情況下，能夠通過跳過模式等對編碼對象塊進行編碼。這樣，在專利文獻1的圖像編碼裝置中，即使前塊的運動信息的計算未結束，由于 使用附近塊的運動信息進行編碼對象塊的運動矢量的計算，因此不會妨礙流水線并行進行 處理，能夠實現編碼處理的高速化。專利文獻1 日本專利第3879741號公報然而，在專利文獻1的圖像編碼裝置中，由于使用附近塊的運動信息進行編碼對 象塊的運動矢量的計算，因此計算出的前塊的運動信息和附近塊的運動信息不一致，經常 出現不能夠通過跳過模式等進行編碼的情況。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，提供一種通過與以往不同的方法能夠實 現編碼處理的高速化的圖像編碼裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明的圖像編碼裝置以規(guī)定尺寸的塊單位對圖像進行壓縮 編碼，其特征在于，具有第1處理單元，將各塊作為處理對象，逐個地根據在作為處理對象 的塊之前被處理過的前塊的預測圖像候補確定信息，生成用于確定作為處理對象的塊的預 測圖像的候補的預測圖像候補確定信息；以及第2處理單元，在上述第1處理單元對1個 塊進行處理的同時，根據用于確定對該塊的前塊所選擇的1個預測圖像的預測圖像確定信 息，從該塊的預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中，選擇被該第1處理單元 處理完的塊的預測圖像，輸出所選擇的1個預測圖像和原圖像之間的差分信號來作為應該 反映在壓縮編碼結果上的差分信號，生成用于確定所選擇的1個預測圖像的預測圖像確定 信息，上述圖像編碼裝置是對逐個輸入的圖像進行壓縮編碼的裝置，針對各塊，每塊的預測 圖像候補確定信息包含用于確定根據多個鄰接塊的運動矢量生成的預測圖像的候補的確 定信息，該多個鄰接塊包括相對于該塊位于規(guī)定位置上的上述前塊，上述圖像編碼裝置還 具有第3處理單元，該第3處理單元將各塊作為處理對象，逐個地將用于確定根據像素值生 成的預測圖像的候補的確定信息包含到上述預測圖像候補確定信息中，該像素值是相對于 作為處理對象的塊位于規(guī)定位置的像素的像素值，上述第2處理單元從通過上述第3處理 單元的處理而包含上述確定信息的預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中，選 擇由上述第1處理單元處理完的塊的預測圖像。此外，為了解決上述問題，基于本發(fā)明的圖像編碼裝置的圖像編碼方法以規(guī)定尺 寸的塊單位對圖像進行壓縮編碼，其特征在于，包括第1處理步驟，將各塊作為處理對象， 逐個地根據在作為處理對象的塊之前被處理過的前塊的預測圖像候補確定信息，生成用于 確定作為處理對象的塊的預測圖像的候補的預測圖像候補確定信息 ’第2處理步驟，在上述第1處理步驟對1個塊進行處理的同時，根據用于確定對該塊的前塊所選擇的1個預測 圖像的預測圖像確定信息，從該塊的預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中， 選擇被該第1處理步驟處理完的塊的預測圖像，輸出所選擇的1個預測圖像和原圖像之間 的差分信號來作為應該反映在壓縮編碼結果上的差分信號，生成用于確定所選擇的1個預 測圖像的預測圖像確定信息，上述圖像編碼方法是對逐個輸入的圖像進行壓縮編碼的方 法，針對各塊，每塊的預測圖像候補確定信息包含用于確定根據多個鄰接塊的運動矢量生 成的預測圖像的候補的確定信息，該多個鄰接塊包括相對于該塊位于規(guī)定位置上的上述前 塊，上述圖像編碼方法還具有第3處理步驟，該第3處理步驟將各塊作為處理對象，逐個地 將用于確定根據像素值生成的預測圖像的候補的確定信息包含到上述預測圖像候補確定 信息中，該像素值是相對于作為處理對象的塊位于規(guī)定位置的像素的像素值，上述第2處 理步驟從通過上述第3處理步驟的處理而包含上述確定信息的預測圖像候補確定信息所 表示的預測圖像的候補中，選擇由上述第1處理步驟處理完的塊的預測圖像。此外，為了解決上述問題，在本發(fā)明的圖像編碼裝置中使用圖像編碼用集成電路 以規(guī)定尺寸的塊單位對圖像進行壓縮編碼，其特征在于，具有第1處理單元，將各塊作為 處理對象，逐個地根據在作為處理對象的塊之前被處理過的前塊的預測圖像候補確定信 息，生成用于確定作為處理對象的塊的預測圖像的候補預測圖像候補確定信息；第2處理 單元，在上述第1處理單元對1個塊進行處理的同時，根據用于確定對該塊的前塊所選擇的 1個預測圖像的預測圖像確定信息，從該塊的預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的 候補中，選擇被該第1處理單元處理完的塊的預測圖像，輸出所選擇的1個預測圖像和原圖 像之間的差分信號來作為應該反映在壓縮編碼結果上的差分信號，生成用于確定所選擇的 1個預測圖像的預測圖像確定信息，上述圖像編碼用集成電路是對逐個輸入的圖像進行壓 縮編碼的電路，針對各塊，每塊的預測圖像候補確定信息包含用于確定根據多個鄰接塊的 運動矢量生成的預測圖像的候補的確定信息，該多個鄰接塊包括相對于該塊位于規(guī)定位置 上的上述前塊，上述圖像編碼裝置還具有第3處理單元，該第3處理單元將各塊作為處理對 象，逐個地將用于確定根據像素值生成的預測圖像的候補的確定信息包含到上述預測圖像 候補確定信息中，該像素值是相對于作為處理對象的塊位于規(guī)定位置的像素的像素值，上 述第2處理單元從通過上述第3處理單元的處理而包含上述確定信息的預測圖像候補確定 信息所表示的預測圖像的候補中，選擇由上述第1處理單元處理完的塊的預測圖像。在此，規(guī)定尺寸的塊是nXn像素、例如16X 16像素的宏塊，預測圖像是與各塊相 同尺寸的圖像。發(fā)明的效果具備上述結構的本發(fā)明的圖像編碼裝置，在第1處理單元中，針對各塊，根據前塊 的預測圖像候補確定信息生成該塊的預測圖像候補確定信息，在第2處理單元中，在第1處 理單元對1個塊進行處理的同時，針對其前塊，根據用于確定所選擇的1個預測圖像的預 測圖像確定信息，從該塊的預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中，選擇被第1 處理單元處理完的該塊的預測圖像，因此，針對各塊，即使在第1處理單元的處理開始時該 塊的前塊的預測圖像未確定，也能夠開始進行該塊的壓縮編碼處理。即，針對各塊，不需等待確定該塊的前塊的預測圖像就能夠開始編碼處理，因此能 夠實現編碼處理的高速化。
此外，作為預測圖像候補確定信息，例如通過使用運動信息(運動矢量和參考圖 像)的候補，各塊的預測圖像候補確定信息成為根據前塊的運動信息的候補而生成的運動 信息的候補，能夠進行MPEG4AVC的基于跳過模式、空間直接模式的編碼，并能夠減少編碼量。此外，上述圖像編碼裝置也可以是對逐個輸入的圖像進行壓縮編碼的裝置，針對 各塊，每塊的預測圖像候補確定信息包含用于確定根據運動矢量生成的預測圖像的候補的 確定信息，該運動矢量是通過搜索其他圖像而檢測出的。由此，作為通過搜索其他的圖像而檢測出的運動矢量，例如在MPEG4AVC的畫面間 預測(幀間模式)中通過使用規(guī)定的運動矢量，從而在預測圖像候補確定信息中包含用于 確定畫面間預測(幀間模式)的預測圖像的確定信息。因此，從預測圖像確定信息所表示的多個預測畫面的候補中，對每一塊選擇例如 編碼量最小的預測圖像，從而能夠實現抑制編碼量的壓縮編碼。此外，針對各塊，每塊的預測圖像候補確定信息也可以包含用于確定根據多個鄰 接塊的運動矢量生成的預測圖像的候補的確定信息，該多個鄰接塊包括相對于該塊位于規(guī) 定位置上的上述前塊。由此，例如，通過將鄰接塊作為在MPEG4AVC規(guī)格的跳過模式中所使用的規(guī)定的宏 塊，由于在預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中包含有通過跳過模式、空間 直接模式進行了編碼的情況下的預測圖像，因此在選擇了該預測圖像的情況下，能夠抑制
編碼量。此外，上述圖像編碼裝置還可以具有第3處理單元，該第3處理單元將各塊作為 處理對象，逐個地將用于確定根據像素值生成的預測圖像的候補的確定信息包含在上述預 測圖像候補確定信息中，該像素值是相對于作為處理對象的塊位于規(guī)定位置的像素的像素 值，上述第2處理單元從通過上述第3處理單元的處理而包含上述確定信息的預測圖像候 補確定信息所表示的預測圖像的候補中，選擇被上述第1處理單元處理完的塊的預測圖 像。由此，作為位于規(guī)定位置的像素的像素值，例如在MPEG4AVC的畫面內預測(幀內 模式)中通過使用所限定的規(guī)定的像素的像素值，從而在預測圖像候補確定信息中包含用 于確定畫面內預測(幀內模式)的預測圖像的候補的確定信息。因此，針對每塊，通過從預測圖像確定信息所表示的多個預測畫面的候補中選擇 例如編碼量最小的預測圖像，能夠實現減少了編碼量的壓縮編碼。此外，上述預測圖像候補確定信息也可以是根據被上述第2處理單元處理完的塊 的預測圖像確定信息而生成的。由此，例如，將第1處理單元的處理對象的塊設為MBn，將第2處理單元的處理對象 的塊設為MBn-1，將被第2處理單元處理完的塊設為MBnUU MBn的預測圖像候補確定信 息是根據MBn-I的預測圖像候補確定信息而生成的，而所述MBn-I的預測圖像候補確定信 息是根據MBn-2的預測圖像候補確定信息而生成的，但通過根據被第2處理單元處理完的 MBn-2的預測圖像確定信息，生成MBn的預測圖像候補確定信息，從而能夠抑制MBn的預測 圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補的數量的增大。此外，針對各塊，每一塊的預測圖像候補確定信息也可以是根據僅確定該塊的前塊的預測圖像的候補的一部分的信息而生成的。由此，由于編碼對象塊的預測圖像候補確定信息是根據僅確定該快的前塊的預測 圖像候補的一部分的信息而生成的，因此，能夠通過減少預測圖像候補確定信息所表示的 預測圖像的候補的數量，降低圖像編碼裝置的處理負荷。此外，上述圖像編碼裝置也可以通過由第1階段和第2階段這2個流水線階段構 成的流水線來進行處理，上述第1處理單元包括運動檢測部和運動矢量推測計算部，并且 將各塊作為處理對象，逐個地執(zhí)行上述第1階段的處理，所述運動檢測部生成上述預測圖 像候補確定信息，該預測圖像候補確定信息包含用于確定根據作為處理對象的塊的運動矢 量而生成的預測圖像的候補的確定信息，作為處理對象的塊的運動矢量是通過搜索其他的 圖像而檢測出的，所述運動矢量推測計算部使上述預測圖像候補確定信息包含用于確定根 據多個鄰接塊的運動矢量而生成的預測圖像的候補的確定信息，所述多個鄰接塊包括相對 于作為處理對象的塊位于規(guī)定位置上的所述前塊，上述第2處理單元包括運動矢量確定部 和模式判斷部，并且執(zhí)行上述第2階段的處理，所述運動矢量確定部根據上述前塊的預測 圖像確定信息，在上述預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中，選定由上述運 動矢量推測計算部生成的確定信息所表示的預測圖像的候補，所述模式判斷部，從上述運 動矢量確定部所選定的預測圖像的候補、和上述預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像 的候補中的由上述運動檢測部生成的確定信息所表示的預測圖像的候補中，選擇被上述第 1處理單元處理完的塊的預測圖像，輸出所選擇的1個預測圖像和原圖像之間的差分信號， 作為應該反映在壓縮編碼結果上的差分信號，從而生成用于確定所選擇的1個預測圖像的 預測圖像確定信息。由此，針對各塊，在第1處理單元生成的預測圖像候補確定信息中，包含用于確定 該塊的預測圖像的候補的確定信息，所述該塊的預測圖像的候補的確定信息是運動矢量推 測計算部根據前塊的預測圖像候補確定信息而生成的，由于第2處理單元中的運動矢量確 定部根據前塊的預測圖像確定信息，選定由運動矢量推測計算部生成的確定信息所表示的 該塊的預測圖像的候補，因此，針對各塊，即使在第1處理單元的處理開始時該塊的前塊的 預測圖像未確定，也能夠開始進行該塊的壓縮編碼處理。此外，針對各塊，在第1處理單元生成的預測圖像候補確定信息中包含在運動檢 測部生成的確定信息，由于第2處理單元的模式判斷部根據運動矢量確定部所選定的預測 圖像的候補、在預測圖像候補確定信息所表示的預測圖像的候補中的由運動檢測部生成的 確定信息所表示的預測圖像的候補，選擇預測圖像，因此通過針對每塊選擇例如編碼量最 小的預測圖像，能夠實現減少了編碼量的壓縮編碼。


圖1是用于說明本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼裝置100的流水線處理的流程的 圖。圖2是本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼裝置100的功能結構圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼裝置100的動作的流程圖。圖4是本發(fā)明的實施方式2的圖像編碼裝置200的功能結構圖。圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的圖像編碼裝置200的處理的流程圖。
圖6是用于說明編碼對象塊和鄰接像素的關系的圖。圖7是用于說明編碼對象塊和鄰接塊的關系的圖。附圖標記的說明100、200圖像編碼裝置101運動檢測部102、201運動矢量推測計算部103第1運動補償部104、203運動矢量確定部105第2運動補償部106幀內預測部107、204模式判斷部108正交變換部109量化部110反量化部111反正交變換部112加法運算部113 解塊濾波器(deblock filter)部114可變長編碼部IlOTMA 控制器116外部存儲器202確認部
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。<實施方式1>< 概要 >實施方式1的圖像編碼裝置是對下述圖像編碼裝置進行改良而得到的，該被改良 的圖像編碼裝置以MPEG4AVC規(guī)格為基準，以規(guī)定尺寸(例如，16X16像素)的宏塊為單位 通過流水線處理對編碼對象圖像進行編碼。實施方式1的圖像編碼裝置針對每個宏塊，從幀內模式、幀間模式和跳過模式這3 種編碼模式中選擇編碼量最小的編碼模式，并通過所選擇的編碼模式對該宏塊進行編碼。以下，對各編碼模式進行簡單的說明。幀內模式，是指根據與作為編碼對象的宏塊的編碼對象塊鄰接的像素(以下，稱 為“鄰接像素”)的像素值，生成編碼對象塊的預測圖像，并對生成的預測圖像和編碼對象塊 的原圖像的差分信息進行編碼的編碼模式。在此，使用圖6對鄰接像素進行說明。圖6是用于說明編碼對象塊和鄰接像素的關系的圖。鄰接像素，是指該圖所示的位于編碼對象塊的左側的宏塊的16像素(該圖中A的 像素)和上側的宏塊的16像素(該圖中B的像素)。
從多個預測模式(垂直預測，水平預測等)中選擇一個預測模式，再利用與所選擇 的預測模式對應的鄰接像素內的像素值，即每個預測模式都不同的鄰接像素內的像素值， 生成預測圖像。作為預測模式，例如在選擇垂直預測的情況下，編碼對象塊的各列的像素的像素 值設為與同列的該圖B中的各像素的像素值相等，從而生成預測圖像。另外，針對預測模式的選擇方法，由于是以往技術，因此省略其詳細的說明，但例 如能夠使用基于周邊的宏塊的預測模式來選擇的方法等。幀間模式，是指通過搜索與包含編碼對象塊的編碼對象圖像不同的圖像(以下， 稱為“搜索區(qū)域圖像”)，從而檢測用于表示與編碼對象塊相似的塊的相對位置的運動矢量， 根據由所檢測出的運動矢量和表示搜索區(qū)域圖像的參考圖像編號構成的運動信息，生成編 碼對象塊的預測圖像，對生成的預測圖像和編碼對象塊的原圖像之間的差分信息和運動信 息進行編碼的編碼模式。跳過模式，是指使用作為與編碼對象塊鄰接的多個宏塊的鄰接塊的運動信息來計 算編碼對象塊的運動信息，根據所計算出的運動信息來生成編碼對象塊的預測圖像，對生 成的預測圖像和編碼對象塊的原圖像之間的差分信息進行編碼的編碼模式。在這樣的跳過 模式中，由于僅對差分信息進行編碼，不需要對運動信息進行編碼，因此能夠抑制編碼量。在此，使用圖7對鄰接塊進行說明。圖7是用于說明編碼對象塊和鄰接塊之間的關系的圖。在該圖所示的A F的宏 塊中，若將塊E作為跳過模式的編碼對象塊，則鄰接塊是塊B D。但是，在塊C不存在于編碼對象圖像中等的不能夠使用塊C的運動信息的情況下， 取代塊C而將塊A作為塊E的鄰接塊，甚至在塊A C全都不存在于編碼對象圖像內等的不 能夠使用塊A C的所有的運動信息的情況下，僅將塊D作為塊E的鄰接塊。另外，以下， 將編碼對象塊E的左側的塊D稱為“前塊”。在將塊B D作為塊E的鄰接塊的情況下，分別取塊B D的各運動矢量的水平 成分以及垂直成分的中值(median)，求出塊E的運動矢量。另外，在鄰接塊中存在編碼模式 為幀內模式的宏塊的情況下，將該宏塊的運動矢量設為“0”，計算塊E的運動矢量。此外，塊E的跳過模式的參考圖像是在包含塊E的編碼對象圖像的前一個所表示 的圖像，參考圖像編號為“0”。另外，參考圖像編號是表示在表示順序中以包含編碼對象塊的編碼對象圖像為基 準的參考圖像的位置(相對位置)的編號，表示順序越遠離編碼對象圖像，則被分配的參考 圖像編號越大。以下，使用圖1對實施方式1的圖像編碼裝置進行具體說明。圖1是用于說明實施方式1的圖像編碼裝置的流水線處理的流程的圖。實施方式1的圖像編碼裝置是針對編碼對象圖像，對每個宏塊選擇編碼量最小的 編碼模式，通過所選擇的編碼模式對該宏塊進行編碼的裝置，從編碼對象圖像的左上側的 宏塊開始對水平方向的1行宏塊進行處理，再對下一行進行處理，直到右上側的宏塊為止 依次進行處理。如該圖所示，實施方式1的圖像編碼裝置的處理由第1階段至第4階段的4階段 流水線構成，在各時隙(TS1，TS2，TS3，TS4，…)，各流水線階段的處理是并行進行的。
以下，關注編碼對象圖像中的第η個開始處理的宏塊(MBn)，對各流水線階段的處 理的概要進行說明。首先，在第1階段中，針對ΜΒη，并行進行通過幀間模式進行編碼的情況下的運動 信息的檢測和通過跳過模式進行編碼的情況下的運動信息的計算。接著，在第2階段中，針對ΜΒη，并行進行通過各編碼模式進行編碼的情況下的預 測圖像的生成和各預測圖像與原圖像之間的差分信息的計算，確定編碼量最小的編碼模式 作為MBn的編碼模式。接著，在第3階段以及第4階段中，通過在第2階段所確定的MBn的編碼模式對 MBn進行編碼，生成編碼后的編碼流。然而，在第1階段中，為了計算MBn的跳過模式的運動信息，需要作為MBn的前塊 的MBn-I的運動信息，但MBn-I的編碼模式是通過結束第2階段的處理來確定的。因此，在針對MBn的第1階段的處理開始的時刻(TSl的開始時刻)，MBn-I將要開 始第2階段的處理，MBn-I的編碼模式沒有確定。S卩，MBn-I的運動信息沒有確定。因此，實施方式1的圖像編碼裝置在第1階段中，計算在分別假定MBn-I的編碼模 式為上述的各編碼模式(幀內模式、幀間模式和跳過模式)的情況下的MBn的跳過模式的 各運動信息(以下，稱為“運動信息候補”)。即，計算出3個候補作為MBn的跳過模式的運 動信息。此外，在MBn的第2階段中的處理開始的時刻(TS2的開始時刻)，由于MBn-I的第 2階段中的處理已結束，因此MBn-I的編碼模式已確定。因此，在第2階段中，根據在第1階段中計算出的MBn的跳過模式的3個運動信息 候補，選擇與所確定的MBn-I的編碼模式相對應的運動信息，作為MBn的跳過模式的運動信 息，根據選擇的運動信息生成MBn的跳過模式的預測圖像，計算所生成的預測圖像和MBn的 原圖像之間的差分信息。此外，在進行上述處理的同時，在第2階段中分別生成MBn的幀內模式以及幀間模 式的預測圖像，分別計算各預測圖像和MBn的原圖像之間的差分信息。另外，MBn的幀間模 式的預測圖像是根據在第1階段中檢測出的運動信息而生成的。此外，在第2階段中，若計算出MBn的各編碼模式(幀內模式、幀間模式和跳過模 式)中的差分信息，則根據各編碼模式的差分信息，計算各編碼模式的編碼量，確定編碼量 最小的編碼模式來作為MBn的編碼模式。這樣，實施方式1的圖像編碼裝置能夠不需要等待前塊的運動信息的確定，就能 夠開始編碼對象塊的處理，由于在維持流水線的編碼處理的高速化的同時，能夠通過跳過 模式對編碼對象塊進行編碼，因此能夠抑制編碼量?！唇Y構〉首先，使用圖2對實施方式1的圖像編碼裝置100的結構進行說明。圖2是圖像編碼裝置100的功能結構圖。如該圖所示，圖像編碼裝置100包括運動檢測部101、運動矢量推測計算部102、第 1運動補償部103、運動矢量確定部104、第2運動補償部105、幀內預測部106、模式判斷部 107、正交變換部108、量化部109、反量化部110、反正交變換部111、加法運算部112、解塊濾 波器部113、可變長編碼部114、DMA控制器115和外部存儲器116。
此外，雖然未圖示，圖像編碼裝置100還具備CPU (Central ProcessingUnit，即中 央處理器)以及內部存儲器，上述的運動檢測部101、運動矢量推測計算部102、第1運動補 償部103、運動矢量確定部104、第2運動補償部105、幀內預測部106、模式判斷部107、正交 變換部108、量化部109、反量化部110、反正交變換部111、加法運算部112、解塊濾波器部 113和可變長編碼部114的各功能是通過CPU執(zhí)行在內部存儲器中存儲的程序來實現的。此外，在本實施方式所構成的流水線中，運動檢測部101的處理和運動矢量推測 計算部102的處理相當于第1階段，第1運動補償部103的處理、運動矢量確定部104的處 理、第2運動補償部105的處理、幀內預測部106的處理和模式判斷部107的處理相當于第 2階段，正交變換部108的處理、量化部109的處理、反量化部110的處理、反正交變換部111 的處理和加法運算部112的處理相當于第3階段，解塊濾波器部113的處理和可變長編碼 部114的處理相當于第4階段。另外，第1階段的處理相當于本發(fā)明中的第1處理單元，第 2階段的處理相當于本發(fā)明中的第2處理單元和第3處理單元。運動檢測部101具有如下功能檢測編碼對象塊的幀間模式的運動矢量，將運動 信息輸出至運動矢量推測計算部102以及第1運動補償部103，所述運動信息由所檢測出的 運動矢量和表示在運動矢量的檢測中使用的搜索區(qū)域圖像的參考圖像編號構成。具體地講，運動檢測部101將編碼對象塊(例如，16X16像素的宏塊)的原圖像和 作為運動矢量的搜索對象的搜索區(qū)域圖像，從外部存儲器116經由DMA控制器115讀出到 內部存儲器(未圖示)中，讀出的編碼對象塊的原圖像和搜索區(qū)域圖像之間進行塊匹配，在 搜索區(qū)域圖像中，通過找出與編碼對象塊的原圖像類似度最高的宏塊，檢測表示該宏塊的 相對位置的運動矢量。另外，關于運動矢量的檢測，也能夠檢測小數像素精度(1/2像素精度，1/4像素精 度)的運動矢量，但為了說明的方便，以整數像素制度的運動矢量的檢測為例進行說明。此外，搜索區(qū)域圖像是通過后述的解塊濾波器部113存儲在外部存儲器116中的 解塊(deblock)處理后的解碼圖像，以下，例如假設搜索區(qū)域圖像是在表示順序上的包含 編碼對象塊的編碼對象圖像的前一個圖像的解碼圖像，來進行說明。若檢測出運動矢量，則運動檢測部101將所檢測出的運動矢量和表示搜索區(qū)域圖 像的參考圖像編號即運動信息，輸出至運動矢量推測計算部102以及第1運動補償部103。運動矢量推測計算部102具有下述功能針對編碼對象塊計算跳過模式的運動信 息候補，并將計算出的編碼對象塊的運動信息候補輸出至運動矢量確定部104。S卩，運動矢量推測計算部102根據通過后述的模式判斷部107而存儲在內部存儲 器中的、編碼對象塊的前塊以外的鄰接塊的運動信息和未確定編碼模式的前塊所能夠選擇 的全部的編碼模式的各運動信息，計算編碼對象塊的運動信息候補。以下，對運動信息候補的計算進行具體說明。另外，不管前塊的編碼模式是哪一 種，參考圖像編號都是“0”。在假定前塊的編碼模式是幀內模式的情況下，假設前塊的運動矢量是0，根據包含 前塊的鄰接塊的運動矢量計算編碼對象塊的運動矢量。以下，將假定前塊是幀內模式時所 計算出的運動信息稱為“ml”。此外，在假定前塊的編碼模式是幀間模式的情況下，根據從運動檢測部101接收 的前塊的幀間模式的運動矢量和來自其他的鄰接塊的運動矢量，計算編碼對象塊的運動矢量。以下，將假定前塊的編碼模式是幀間模式時所計算出的運動信息稱為“m2”。此外，在假定前塊的編碼模式是跳過模式的情況下，前塊也具有跳過模式的3個 運動信息候補。因此，運動矢量推測計算部102使用從后述的模式判斷部107接收的表示對前塊 的左側的宏塊確定的編碼模式的模式信息，從前塊的跳過模式下的3個運動信息候補，選 擇與對前塊的左側的宏塊確定的編碼模式對應的1個運動矢量，作為前塊的跳過模式下的 運動矢量，并根據所選擇的前塊的跳過模式下的運動信息的運動矢量和來自其他鄰接塊的 運動矢量，計算編碼對象塊的運動矢量。以下，將假定前塊的編碼模式是跳過模式時所計算 出的運動信息稱為“m3”。另外，運動矢量推測計算部102將對編碼對象塊計算出的運動信息候補(ml m3) 存儲至內部存儲器中。在對接下來處理的宏塊計算m3的運動信息時，使用所格納的運動信 息候補(ml m3)。此外，運動矢量推測計算部102將計算出的運動信息候補(ml m3)所表示的各 參考圖像經由DMA控制器115，從外部存儲器116中讀出到內部存儲器中。在第2運動補償 部105的后述的編碼對象塊的跳過模式的預測圖像的生成處理中，使用該參考圖像。第1運動補償部103具有如下功能根據從運動檢測部101接收的編碼對象塊的 幀間模式的運動信息，生成預測圖像，計算預測圖像和在內部存儲器中存儲的編碼對象塊 的原圖像之間的差分信息，將預測圖像、差分信息和運動信息輸出至模式判斷部107。關于預測圖像的生成，具體地講，在從運動檢測部101接收的參考圖像編號所表 示的搜索區(qū)域圖像中，將運動矢量所表示的塊作為預測圖像。運動矢量確定部104具有如下功能在從運動矢量推測計算部102接收的編碼對 象塊的跳過模式的3個運動信息候補(ml m3)中，選擇與模式信息所表示的前塊的編碼 模式相對應的1個運動信息，并向第2運動補償部105輸出所選擇的編碼對象塊的跳過模 式的運動信息，所述模式信息是從后述的模式判斷部107接收的模式信息。例如，在前塊的編碼模式確定為幀間模式的情況下，向第2運動補償部105輸出 m2,作為編碼對象塊的跳過模式的運動信息。第2運動補償部105具有如下功能根據從運動矢量確定部104接收的、編碼對象 塊的跳過模式的運動信息，生成預測圖像，計算預測圖像和存儲在內部存儲器中的編碼對 象塊的原圖像之間的差分信息，將預測圖像、差分信息和從運動矢量確定部104接收的跳 過模式的運動信息輸出至模式判斷部107。對于預測圖像的生成，具體地講，將從運動矢量確定部104接收的運動信息所表 示的參考圖像作為預測圖像。幀內預測部106具有如下功能將編碼對象塊的鄰接像素的圖像經由DMA控制器 115從外部存儲器116讀出至內部存儲器中，根據鄰接像素的像素值，生成編碼對象塊的幀 內模式的預測圖像，并計算預測圖像和存儲在內部存儲器中的編碼對象塊的原圖像之間的 差分信息，將預測圖像、差分信息和在預測圖像的生成中使用的預測模式所表示的預測模 式信息輸出至模式判斷部107。另外，幀內預測部106從外部存儲器116讀出的鄰接像素的圖像，是通過后述的加 法運算部112而存儲至外部存儲器116中的解碼圖像。
模式判斷部107具有如下功能根據從第1運動補償部103接收的幀間模式的差 分信息、從第2運動補償部105接收的跳過模式的差分信息和從幀內預測部106接收的幀 內模式的差分信息，確定編碼量最小的編碼模式作為編碼對象塊的編碼模式。另外，對于通 過幀間模式進行編碼的情況的編碼量，不僅要考慮上述的差分信息，也要考慮運動信息的
編碼量。此外，模式判斷部107將表示確定的編碼模式的模式信息輸出至運動矢量推測計 算部102和運動矢量確定部104，將確定的編碼模式的差分信息輸出至正交變換部108， 將確定的編碼模式的預測圖像輸出至加法運算部112，將模式信息和與確定的編碼模式對 應的信息(確定為幀間模式的情況下的運動信息、確定為幀內模式的情況下的預測模式信 息)輸出至可變長編碼部114。另外，模式判斷部107將與確定的編碼模式對應的運動信息(幀間模式的運動信 息，或者跳過模式的運動信息)存儲至內部存儲器中。正交變換部108具有如下功能對從模式判斷部107接收的差分信息進行離散余 弦變換等的正交變換處理，將作為處理結果的系數信息輸出至量化部109。量化部109具有如下功能對從正交變換部108接收的系數信息進行量化處理，將 量化后的系數信息輸出至反量化部Iio和可變長編碼部114中。反量化部110具有如下功能對從量化部接收的量化后的系數信息進行反量化處 理，將作為處理結果的系數信息輸出至反正交變換部111。反正交變換部111具有如下功能對從反量化部110接收的系數信息進行反正交 變換處理，將作為處理結果的差分信息輸出至加法運算部112。加法運算部112具有如下功能將從模式判斷部107接收的預測圖像和從反正交 變換部111接收的差分信息進行加法運算，生成編碼對象塊的解碼圖像，向解塊濾波器部 113輸出所生成的解碼圖像，并且該所生成的解碼圖像經由DMA塊控制器115存儲到外部存 儲器116中。解塊濾波器部113具有如下功能對從加法運算部112接收的解碼圖像進行由解 塊濾波器進行的區(qū)塊現象(block noise)的除去處理(以下，稱為“解塊處理”)，將解塊處 理后的解碼圖像經由DMA控制器115存儲至外部存儲器116中?？勺冮L編碼部114具有如下功能對從量化部109接收的量化后的系數信息進行 可變長編碼處理、算術編碼處理，將處理后的編碼流經由DMA控制器115存儲至外部存儲器 116中。另外，從模式判斷部107接收的模式信息和與確定的編碼模式對應的信息用于生成 編碼流中的標題(header)。DMA控制器115對來自各部分的對外部存儲器116的訪問請求進行仲裁，作為進行 外部存儲器116與內部存儲器之間的數據傳送的一般的DMA控制器。外部存儲器116是由DRAM等構成的存儲器，所述DRAM等用于存儲各編碼對象塊、 通過加法運算部存儲的解碼圖像、通過解塊濾波器部113存儲的解塊處理后的解碼圖像和 通過可變長編碼部114存儲的編碼流。〈動作〉接著，參照圖3對具有上述結構的圖像編碼裝置100的動作進行說明。圖3是表示圖像編碼裝置100的動作的流程圖。
以下，按照每個流水線階段對圖像編碼裝置100的處理進行說明。另外，第1階段 至第4階段的各流水線階段將不同的宏塊作為處理對象，并行進行處理?！吹?階段的動作〉首先，說明第1階段中的圖像編碼裝置100的動作。在第1階段中，以下說明的 運動檢測部101的處理(步驟SOl S03)和運動矢量推測計算部102的處理(步驟S04、 S05)是并行執(zhí)行的。運動檢測部101將編碼對象塊的原圖像和作為運動矢量的搜索對象的搜索區(qū)域 圖像，經由DMA控制器115從外部存儲器116讀出至內部存儲器中(步驟SOI、S02)。運動檢測部101在搜索區(qū)域圖像中搜索與編碼對象塊的原圖像類似度最高的宏 塊并檢測其運動矢量(步驟S03)，向第1運動補償部103輸出所檢測出的運動矢量和表示 搜索區(qū)域圖像的參考圖像編號，即運動信息。另一方面，運動矢量推測計算部102分別假定編碼對象塊的前塊的編碼模式是 幀內模式、幀間模式、跳過模式，計算在分別假定的情況下的編碼對象塊的運動信息候補 (ml m3)(步驟S04)，并將計算出的運動信息候補(ml m3)輸出至運動矢量確定部104。此外，運動矢量推測計算部102將各運動信息候補(ml m3)所表示的參考圖像， 經由DMA控制器115從外部存儲器116讀出至內部存儲器中(步驟S05)?！吹?階段的動作〉接著，說明第2階段中的圖像編碼裝置100的動作。在第2階段中，以下說明的第1運動補償部103的處理(步驟S06、S07)、運動矢 量確定部104以及第2運動補償部105的處理(步驟S08 S10)和幀內預測部106的處 理(步驟S11、S12)是并行執(zhí)行的。第1運動補償部103根據從運動檢測部101接收的運動信息，生成幀間模式的編 碼對象塊的預測圖像(步驟S06)。第1運動補償部103計算所生成的預測圖像和存儲在內部存儲器中的編碼對象塊 的原圖像的差分信息(步驟S07)，將計算出的差分信息、生成的預測圖像和從運動檢測部 101接收的運動信息輸出至模式判斷部107。此外，運動矢量確定部104在從運動矢量推測計算部102接收的運動信息候補 (ml m3)中，選擇與從模式判斷部107接收的前塊的模式信息所表示的編碼模式相對應的 運動信息，作為編碼對象塊的跳過模式的運動信息(步驟S08)，將選擇的運動信息輸出至 第2運動補償部105。第2運動補償部105根據從運動矢量確定部104接收的運動信息，生成跳過模式 的編碼對象塊的預測圖像(步驟S09)。第2運動補償部105計算所生成的預測圖像和存儲在內部存儲器中的編碼對象塊 的原圖像之間的差分信息(步驟S10)，將計算出的差分信息、生成的預測圖像和從運動矢 量確定部104接收的跳過模式的運動信息輸出至模式判斷部107。此外，幀內預測部106將編碼對象塊的鄰接像素的圖像經由DMA控制器115從外 部存儲器116讀出至內部存儲器中，根據鄰接像素的像素值，生成編碼對象塊的幀內模式 的預測圖像(步驟Sll)。幀內預測部106計算所生成的預測圖像和存儲在內部存儲器中的編碼對象塊的原圖像之間的差分信息(步驟S12)，將計算出的差分信息、生成的預測圖像、預測模式信息 輸出至模式判斷部107。模式判斷部107根據分別從第1運動補償部103、第2運動補償部105和幀內預測 部106接收的差分信息，在各編碼模式(幀間模式、跳過模式、幀內模式)中，確定編碼量最 小的編碼模式，作為編碼對象塊的編碼模式(步驟S13)。模式判斷部107將表示所確定的編碼模式的模式信息輸出至運動矢量推測計算 部102和運動矢量確定部104，將確定的編碼模式的差分信息輸出至正交變換部108，將確 定的編碼模式的預測圖像輸出至加法運算部112，將模式信息和與確定的編碼模式對應的 信息(在確定為幀間模式的情況下的運動信息、確定為幀內模式的情況下的預測模式信 息)輸出至可變長編碼部114?！吹?階段的動作〉接著，說明第3階段中的圖像編碼裝置100的動作。正交變換部108對從模式判斷部107接收的差分信息進行離散余弦變換等的正交 變換處理，將作為處理結果的系數信息輸出至量化部109 (步驟S14)，量化部109對從正交 變換部108接收的系數信息進行量化處理，將量化后的系數信息輸出至反量化部110和可 變長編碼部114(步驟S15)。反量化部110對從量化部接收的量化后的系數信息進行反量化處理，將作為處 理結果的系數信息輸出至反正交變換部111 (步驟S16)，反正交變換部111對從反量化部 110接收的系數信息進行反正交變換處理，將作為處理結果的差分信息輸出至加法運算部 112(步驟 S17)?！吹?階段的動作〉接著，說明第4階段中的圖像編碼裝置100的動作。在第4階段中，以下說明的加法運算部112和解塊濾波器部113的處理(步驟 S18 20)，以及可變長編碼部114的處理(步驟S21，22)是并行執(zhí)行的。加法運算部112對從模式判斷部107接收的預測圖像和從反正交變換部111接收 的差分信息進行加法運算，生成編碼對象塊的解碼圖像(步驟S18)，向解塊濾波器部113輸 出生成的解碼圖像，并且該生成的解碼圖像經由DMA控制器115存儲至外部存儲器116中。解塊濾波器部113對從加法運算部112接收的解碼圖像進行解塊處理(步驟 S19)，將解塊處理后的解碼圖像經由DMA控制器115存儲至外部存儲器116中(步驟S20)?？勺冮L編碼部114對從量化部109接收的量化后的系數信息進行可變長編碼處 理、算術編碼處理(步驟S21)，將處理后的編碼流經由DMA控制器115存儲至外部存儲器 116中(步驟S22)?！丛u述〉以下，通過與專利文獻1中的圖像編碼裝置進行比較，說明本實施方式的圖像編 碼裝置100所產生的效果。在專利文獻1的圖像編碼裝置中，由于使用其他的附近塊的運動信息取代前塊的 運動信息來生成編碼對象塊的跳過模式的運動信息，因此盡管能夠維持流水線的編碼處理 的高速化，但在后面確定的前塊的運動信息和附近塊的運動信息不同的情況下，存在不能 夠通過跳過模式進行編碼的問題。
另一方面，圖像編碼裝置100根據編碼對象塊的前塊所能夠選擇的全部的運動信 息，計算編碼對象塊的跳過模式的運動信息候補，在前塊的運動信息確定后，在計算出的運 動信息效果中，選出與所確定的前塊的運動信息對應的1個運動信息，作為編碼對象塊的 跳過模式的運動信息。因此，由于在維持流水線的編碼處理的高速化的同時，能夠可靠地對各宏塊進行 跳過模式的編碼，因此能夠削減編碼量?！磳嵤┓绞?>〈概要〉實施方式1的運動矢量推測計算部102根據與前塊所能夠選擇的全部的編碼模式 (幀內模式、幀間模式、跳過模式)的每一種相對應的各運動信息，計算編碼對象塊的跳過 模式的全部運動信息候補，并取得各運動信息候補所表示的全部的參考圖像。但是，若計算出編碼對象塊的跳過模式的全部運動信息候補，并取得各運動信息 候補所表示的全部的參考圖像，則運動矢量推測計算部102的處理時間，特別是參考圖像 的傳送處理時間變大，此外，需要用于存儲全部參考圖像的大容量內部存儲器。因此，實施方式2的運動矢量推測計算部根據前塊所能夠選擇的各編碼模式中對 提高像質或編碼效率有效的編碼模式，具體地講僅根據與幀間模式和跳過模式對應的各運 動信息，計算編碼對象塊的跳過模式的運動信息候補，取得各運動信息候補所表示的參考 圖像。由此，能夠減少運動矢量推測計算部的處理時間，特別是參考圖像的傳送處理時 間，此外，能夠削減內部存儲器的容量?！礃嫵伞凳紫龋褂脠D4對實施方式2的圖像編碼裝置200的結構進行說明。圖4是圖像編碼裝置200的功能結構圖。如該圖所示，圖像編碼裝置200包括運動檢測部101、第1運動補償部103、第2運 動補償部105、幀內預測部106、正交變換部108、量化部109、反量化部110、反正交變換部 111、加法運算部112、解塊濾波器部113、可變長編碼部114、DMA控制器115、外部存儲器 116、運動矢量推測計算部201、確認部202、運動矢量確定部203和模式判斷部204。由于除運動矢量推測計算部201、確認部202、運動矢量確定部203和模式判斷部 204以外的部分都與實施方式1的圖像編碼裝置100相同，因此省略其說明。此外，雖然未圖示，圖像編碼裝置200還具備CPU (Central ProcessingUnit)以及 內部存儲器，上述的運動矢量推測計算部201、確認部202、運動矢量確定部203、模式判斷 部204的各功能是通過CPU執(zhí)行在內部存儲器中存儲的程序來實現的。此外，在本實施方式所構成的流水線中，運動矢量推測實行部401的處理相當于 第1階段，確認部202的處理、運動矢量確定部203的處理和模式判斷部204的處理相當于 第2階段。運動矢量推測計算部201基本上具有與圖像編碼裝置100的運動矢量推測計算部 102相同的功能，但在如下方面與運動矢量推測計算部102不同根據運動信息未確定的前 塊所能夠選擇的編碼模式中的模式幀間模式和跳過模式的各運動信息，計算編碼對象塊的 運動信息候補(m2、m3)并輸出至運動矢量確定部203，并且將計算出的運動信息候補(m2、3)所表示的各參考圖像經由DMA控制器115從外部存儲器116讀出至內部存儲器中。確認部202具有如下功能確認從模式判斷部204接收的前塊的模式信息所表示 的編碼模式是否是幀間模式或跳過模式，將表示確認結果的確認結果信息輸出至運動矢量 確定部203以及模式判斷部204。運動矢量確定部203基本上具有與圖像編碼裝置100的運動矢量確定部104相同 的功能，但在如下方面與矢量確定部104不同在從確認部202接收的確認結果信息所表示 的確認結果顯示前塊的編碼模式不是幀間模式或跳過模式的情況下，即前塊的編碼模式是 幀內模式的情況下，不進行編碼對象塊的跳過模式的運動信息的選擇。模式判斷部204基本上具有與圖像編碼裝置100的模式判斷部107相同的功能， 但在如下方面與模式判斷部107不同在從確認部202接收的確認結果信息所表示的確認 結果顯示前塊的編碼模式不是幀間模式或跳過模式的情況下，即前塊的編碼模式是幀內模 式的情況下，確定跳過模式以外的模式作為編碼對象塊的編碼模式。S卩，在前塊的編碼模式是幀內模式的情況下，根據從第1運動補償部103接收的幀 間模式的差分信息和從幀內預測部106接收的幀內模式的差分信息，確定幀間模式和幀內 模式中的編碼量變小的編碼模式，作為編碼對象塊的編碼模式。〈動作〉接著，使用圖5對具備上述結構的圖像編碼裝置200進行說明。圖5是表示圖像編碼裝置200的動作的流程圖。由于該圖所示的步驟SOl S22 的處理與圖3所示的實施方式1的圖像編碼裝置100的相同附圖標記的處理相同，因此省 略其說明，以下，僅對不同點進行說明。在第1階段中，在進行運動檢測部101的處理(步驟SOl 03)的同時，運動矢量 推測計算部201假定編碼對象塊的前塊的編碼模式分別是幀間模式和跳過模式，分別計算 在假定的情況下的編碼對象塊的運動信息候補(m2、m3)(步驟S31)，將計算出的運動信息 候補(m2、m3)輸出至運動矢量確定部203。此外，運動矢量推測計算部201將各運動信息候補(m2、m3)所表示的參考圖像經 由DMA控制器115從外部存儲器116讀出至內部存儲器中(步驟S32)。在第2階段中，第1運動補償部103的處理(步驟S06，07)和幀內預測部106的 處理(步驟S11，12)是并行進行的，確認部202確認從模式判斷部107接收的前塊的模式 信息所表示的編碼模式是否是幀間模式或跳過模式(步驟S33)，將表示確認結果的確認結 果信息輸出至運動矢量確定部203和模式判斷部204。在確認結果信息顯示前塊的編碼模式是幀間模式或跳過模式的情況下(步驟 S33 “是”)，運動矢量確定部203在從運動矢量推測計算部201接收的運動信息候補(m2、 m3)中，選擇與從模式判斷部107接收的前塊的模式信息所表示的編碼模式相對應的運動 信息，作為編碼對象塊的跳過模式的運動信息(步驟S34)，將選擇的運動信息輸出至第2運 動補償部105。第2運動補償部105如實施方式1的說明那樣，生成跳過模式的編碼對象塊的預 測圖像(步驟S09)，并計算編碼對象塊的預測圖像和原圖像之間的差分信息(步驟S10)， 將計算出的差分信息、生成的預測圖像和從運動矢量確定部203接收的跳過模式的運動信 息輸出至模式判斷部204。
在確認結果信息顯示前塊的編碼模式不是幀間模式或跳過模式的情況下，即前塊 的編碼模式是幀內模式的情況下(步驟S33 “否”)，不進行步驟S34、S09、SlO的處理，前 進至后面說明的步驟S35。模式判斷部107根據接收到的差分信息，確定編碼量最小的編碼模式，作為編碼 對象塊的編碼模式(步驟S35)。S卩，在從確認部202接收到的確認結果信息是表示前塊的編碼模式是幀間模式或 跳過模式的情況下，由于分別從第1運動補償部103、第2運動補償部105和幀內預測部106 接收到差分信息，因此根據3個差分信息，確定編碼對象塊的編碼模式。另一方面，在從確認部202接收到的確認結果信息是前塊的編碼模式不是幀間模 式或跳過模式，即，前塊的編碼模式是幀內模式的情況下，由于沒有從第2運動補償部105 接收到差分信息，因此根據從第1運動補償部103和幀內預測部106接收的2個差分信息， 確定編碼對象塊的編碼模式。〈補充〉以上，基于實施方式說明了本發(fā)明的圖像編碼裝置，但也能夠進行以下這樣的變 形，本發(fā)明當然不限于上述的實施方式所示的圖像編碼裝置，這一點是不言而喻的。艮口，(1)對于各實施方式，根據上述說明，運動檢測部101進行運動檢測時所使用的搜 索區(qū)域圖像是包含編碼對象塊的編碼對象圖像的前一個圖像的解碼圖像，但這里并不只限 于前一個圖像的解碼圖像，也可以是幾枚圖像之前的圖像的解碼圖像。此外，根據上述說明，搜索區(qū)域圖像是編碼對象圖像的前一個圖像的解碼圖像的 整幅圖像，但也可以是其一部分。例如，對于編碼對象圖像的前一個圖像的解碼圖像，也可 以是位于與編碼對象塊相同的位置的塊及其周圍15像素的范圍的圖像。(2)對于各實施方式，根據上述說明，是通過4階段流水線來進行處理，但根據CPU 的處理能力，例如，也可以使實施方式1的第3階段和第4階段變?yōu)?個階段，通過3階段 流水線進行處理。(3)根據上述說明，實施方式1中的運動矢量推測計算部102用于計算編碼對象塊 的跳過模式的運動信息候補，但也可以用于計算空間直接模式的運動信息候補。另外，對于跳過模式，根據上述說明，即使前塊的編碼模式是任意的模式，參考圖 像編號都是“0”，但在空間直接模式的情況下，分別對于L0、Ll方向，在鄰接塊的各參考圖 像編號中，將最小的參考圖像編號作為編碼對象塊的參考圖像編號，這一點與跳過模式的 情況是不同的。但是，在鄰接塊的參考圖像編號是“_1”，即鄰接塊的編碼模式是幀內模式等的情 況下，編碼對象塊的空間直接模式的參考圖像編號為“0”。另外，對于實施方式2的運動矢量推測計算部201，也能夠進行相同的變形。(4)對于實施方式2，根據上述說明，運動矢量推測計算部201根據未確定運動信 息的前塊所能夠選擇的編碼模式中的幀間模式和跳過模式的各運動信息，計算編碼對象塊 的運動信息候補(m2、m3)，但并不限于此，例如，也可以根據幀內模式和跳過模式的各運動 信息，計算編碼對象塊的運動信息候補(ml、m3)，也可以僅根據跳過模式的運動信息，計算 編碼對象塊的運動信息候補(m3)。此外，能夠不限制運動矢量推測計算部201所計算出的運動信息候補的個數，由CPU的處理能力等來確定。(5)對于各實施方式，根據上述說明，幀內預測部106的處理包含在第2階段的處 理中，但幀內預測部106的處理包含在第1階段的處理中也是可以的。即，幀內預測部106 的處理只要在模式判斷部107 (或204)確定編碼對象塊的編碼模式之前結束即可。(6)對于實施方式1，根據上述說明，運動檢測部101、運動矢量推測計算部102、第 1運動補償部103、運動矢量確定部104、第2運動補償部105、幀內預測部106、模式判斷部 107、正交變換部108、量化部109、反量化部110、反正交變換部111、加法運算部112、解塊濾 波器部113和可變長編碼部114的各功能是通過CPU執(zhí)行在內部存儲器中存儲的程序來實 現的，但該處理的一部分或者全部也可以通過硬件來實現。此時，各功能典型地是通過作為集成電路的LSI來實現的，但也可以分別將這些 功能制成一個芯片，也可以用一個芯片包含一部分或全部的功能。另外，對于實施方式2中的運動矢量推測計算部201、確認部202、運動矢量確定部 203和模式判斷部204的各功能來說也一樣。(7)在各實施方式中，能夠將用于實現圖像編碼裝置的各功能的由CPU實行的程 序記錄在記錄介質上，或者經由各種通信路徑等而使其流通、發(fā)布。作為這樣的記錄介質， 有IC卡、硬盤、光盤、軟盤，ROM等。流通、發(fā)布的程序存儲在能夠被處理器讀出的存儲器等 中以供使用，通過該處理器執(zhí)行該程序，從而實現如各實施方式所示的圖像編碼裝置的各 種功能。(8)根據上述說明，各實施方式的圖像編碼裝置是以MPEG4AVC規(guī)格為基準的裝 置，但其他的壓縮編碼方式，例如以MPEG4等為基準的編碼方式也是可以的。產業(yè)上的可利用性本發(fā)明的圖像編碼裝置是為了實現編碼處理的高速化而被利用的。
權利要求
1.一種圖像編碼裝置，以規(guī)定尺寸的塊單位對圖像進行壓縮編碼，其特征在于，具有 運動檢測單元，根據編碼對象塊的圖像和搜索區(qū)域的圖像進行運動檢測，從而生成運動信息；運動矢量推測計算單元，根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的運動 矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊能夠選擇的所有編碼模式相 對應的運動矢量，生成運動信息候補；運動矢量確定單元，根據上述鄰接塊的編碼模式信息，從上述運動信息候補中確定一 個運動信息；以及模式判斷單元，從上述編碼對象塊能夠選擇的所有編碼模式中確定該編碼對象塊的編 碼模式，輸出所確定的編碼模式信息。
2.如權利要求1所述的圖像編碼裝置，其特征在于，上述運動矢量推測計算單元根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的 運動矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊的幀內預測模式、第一運 動補償模式和第二運動補償模式相對應的運動矢量，生成上述運動信息候補，所述第一運 動補償模式根據上述運動檢測單元所生成的運動信息來進行運動補償，所述第二運動補償 模式根據上述運動矢量確定單元所確定的運動信息來進行運動補償。
3.如權利要求1所述的圖像編碼裝置，其特征在于，將上述運動檢測單元和上述運動矢量推測計算單元作為第一階段處理單元， 將上述運動矢量確定單元和上述模式判斷單元作為第二階段處理單元， 上述第一階段處理單元和上述第二階段處理單元進行流水線處理。
4.如權利要求1所述的圖像編碼裝置，其特征在于，將上述運動檢測單元和上述運動矢量推測計算單元作為第一處理單元， 將上述運動矢量確定單元和上述模式判斷單元作為第二處理單元， 上述第一處理單元和上述第二處理單元并行進行處理。
5.一種圖像編碼裝置，以規(guī)定尺寸的塊單位對圖像進行壓縮編碼，其特征在于，具有 運動檢測單元，根據編碼對象塊的圖像和搜索區(qū)域的圖像進行運動檢測，從而生成運動信息；運動矢量推測計算單元，根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的運動 矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊能夠選擇的一部分編碼模式 相對應的運動矢量，生成運動信息候補；確認單元，根據上述鄰接塊的編碼模式信息，確認由上述運動矢量推測計算單元生成 的運動信息是否有效，并輸出確認結果；運動矢量確定單元，根據上述鄰接塊的編碼模式信息，從上述運動信息候補和上述確 認結果中確定一個運動信息；以及模式判斷單元，從上述編碼對象塊能夠選擇的所有編碼模式中確定該編碼對象塊的編 碼模式，輸出所確定的編碼模式信息。
6.如權利要求5所述的圖像編碼裝置，其特征在于，上述運動矢量推測計算單元根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的 運動矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊的至少幀內預測模式相對應的運動矢量，生成上述運動信息候補。
7.如權利要求5所述的圖像編碼裝置，其特征在于，上述運動矢量推測計算單元根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的 運動矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊的至少第一運動補償模 式相對應的運動矢量，生成上述運動信息候補，所述第一運動補償模式根據上述運動檢測 單元所生成的運動信息來進行運動補償。
8.如權利要求5所述的圖像編碼裝置，其特征在于，上述運動矢量推測計算單元根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的 運動矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊的至少第二運動補償模 式相對應的運動矢量，生成上述運動信息候補，所述第二運動補償模式根據上述運動矢量 確定單元所確定的運動信息來進行運動補償。
9.如權利要求5所述的圖像編碼裝置，其特征在于，將上述運動檢測單元和上述運動矢量推測計算單元作為第一階段處理單元，將上述運動矢量確定單元和上述模式判斷單元作為第二階段處理單元，上述第一階段處理單元和上述第二階段處理單元進行流水線處理。
10.如權利要求5所述的圖像編碼裝置，其特征在于，將上述運動檢測單元和上述運動矢量推測計算單元作為第一處理單元，將上述運動矢量確定單元和上述模式判斷單元作為第二處理單元，上述第一處理單元和上述第二處理單元并行進行處理。
11.一種圖像編碼方法，以規(guī)定尺寸的塊單位對圖像進行圧縮編碼，其特征在于，包括運動檢測步驟，根據編碼對象塊的圖像和搜索區(qū)域的圖像進行運動檢測，從而生成運 動信息；運動矢量推測計算步驟，根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的運動 矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊能夠選擇的所有編碼模式相 對應的運動矢量，生成運動信息候補；運動矢量確定步驟，根據上述鄰接塊的編碼模式信息，從上述運動信息候補中確定一 個運動信息；以及模式判斷步驟，從上述編碼對象塊能夠選擇的所有編碼模式中確定該編碼對象塊的編 碼模式，輸出所確定的編碼模式信息。
12.—種圖像編碼集成電路，以規(guī)定尺寸的塊單位對圖像進行壓縮編碼，其特征在于， 具有運動檢測單元，根據編碼對象塊的圖像和搜索區(qū)域的圖像進行運動檢測，從而生成運 動信息；運動矢量推測計算單元，根據上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式已確定塊的運動 矢量以及與上述編碼對象塊的鄰接塊中的編碼模式未確定塊能夠選擇的所有編碼模式相 對應的運動矢量，生成運動信息候補；運動矢量確定單元，根據上述鄰接塊的編碼模式信息，從上述運動信息候補中確定一 個運動信息；以及模式判斷單元，從上述編碼對象塊能夠選擇的所有編碼模式中確定該編碼對象塊的編 碼模式，輸出所確定的編碼模式信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像編碼裝置。在通過流水線對每個宏塊并行進行圖像的壓縮編碼處理的情況下，在通過MPEG4AVC的跳過模式等對編碼對象塊進行壓縮編碼時，需要與編碼對象塊鄰接的鄰接塊的運動矢量等。但是，根據流水線階段的結構的不同，有時沒有確定鄰接塊的運動矢量等。在這種情況下，存在不能夠通過跳過模式等對編碼對象塊進行壓縮編碼處理的問題。計算與編碼對象塊的前塊所能夠選擇的所有的運動信息相對應的編碼對象塊的所有的運動信息候補，在確定了前塊的運動信息后，在計算出的運動信息候補中，將與對前塊的確定的運動信息對應的運動信息作為編碼對象塊的跳過模式等的運動信息。
文檔編號H04N7/50GK101998120SQ201010548570
公開日2011年3月30日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權日2006年5月24日
發(fā)明者井口雅保, 前田昌樹, 天野博史, 柴原陽司, 津田賢治郎, 田中健 申請人:松下電器產業(yè)株式會社