(57)【要約】【課題】  ＤＣＴ（離散余弦変換）処理等の実数演算による誤差をなくして、可逆符号化を可能とする。【解決手段】  入力画像信号を、演算部５３により予測符号化し、ＤＣＴ回路５６にてＤＣＴ処理を施し、量子化回路５７で量子化し、可変長符号化回路５８で可変長符号化して、出力ビットストリームを取り出す。また、量子化回路５７からの出力を、逆量子化回路６０で逆量子化し、ＩＤＣＴ回路６１で逆ＤＣＴ処理して得られた信号Ｓ２を、ＤＣＴ処理前の信号Ｓ１から減算し、得られた差分出力を可変長符号化回路７１で可変長符号化して差分ビットストリームとして取り出す。復号の際には、出力ビットストリームを復号処理した信号に、差分ビットストリームを復号処理した信号を加算することで、高精度の元の画像信号が得られ、可逆符号化を実現できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化方法において、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、
上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する工程と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する工程とを有すること
を特徴とする画像信号符号化方法。
【請求項２】
上記実数演算は、離散余弦変換処理であること
を特徴とする請求項１記載の画像信号符号化方法。
【請求項３】
上記局所復号データは、上記実数演算処理の直後のデータとすること
を特徴とする請求項１記載の画像信号符号化方法。
【請求項４】
上記符号化処理は、予測符号化した後に実数演算を施す処理であり、
上記局所復号データは、上記予測符号化の予測信号が加算された後の復号後のデータとすること
を特徴とする請求項１記載の画像信号符号化方法。
【請求項５】
上記符号化処理は、入力画像データの所定ブロック毎に決定された代表値データと、元の入力画像データとの差分に対して、実数演算を施す処理であること
を特徴とする請求項１記載の画像信号符号化方法。
【請求項６】
画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化装置において、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する手段と、
上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する手段と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する手段とを有すること
を特徴とする画像信号符号化装置。
【請求項７】
上記実数演算は、離散余弦変換処理であること
を特徴とする請求項６記載の画像信号符号化装置。
【請求項８】
上記局所復号データは、上記実数演算処理の直後のデータとすること
を特徴とする請求項６記載の画像信号符号化装置。
【請求項９】
上記符号化処理は、予測符号化した後に実数演算を施す処理であり、
上記局所復号データは、上記予測符号化の予測信号が加算された後の復号後のデータとすること
を特徴とする請求項６記載の画像信号符号化装置。
【請求項１０】
上記符号化処理は、入力画像データの所定ブロック毎に決定された代表値データと、元の入力画像データとの差分に対して、実数演算を施す処理であること
を特徴とする請求項６記載の画像信号符号化装置。
【請求項１１】
画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を伝送する画像信号伝送方法において、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、
上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する工程と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算し、差分データを伝送する工程とを有すること
を特徴とする画像信号伝送方法。
【請求項１２】
上記実数演算は、離散余弦変換処理であること
を特徴とする請求項１１記載の画像信号伝送方法。
【請求項１３】
上記局所復号データは、上記実数演算処理の直後のデータとすること
を特徴とする請求項１１記載の画像信号伝送方法。
【請求項１４】
上記符号化処理は、予測符号化した後に実数演算を施す処理であり、
上記局所復号データは、上記予測符号化の予測信号が加算された後の復号後のデータとすること
を特徴とする請求項１１記載の画像信号伝送方法。
【請求項１５】
上記符号化処理は、入力画像データの所定ブロック毎に決定された代表値データと、元の入力画像データとの差分に対して、実数演算を施す処理であること
を特徴とする請求項１１記載の画像信号伝送方法。
【請求項１６】
復号装置によって復号可能な記録媒体において、
上記記録媒体は上記復号装置によって復号可能な記録信号が記録され、該記録信号は、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い符号化データを生成する工程と、
上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する工程と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前のデータとを比較してその差分を演算して差分データを生成する工程と
により得られた符号化データと差分データとを含んで成ること
を特徴とする画像信号記録媒体。
【請求項１７】
画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データ信号とが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号方法において、
上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、復号データを生成する工程と、
上記差分データと上記復号データを加算する工程とを有すること
を特徴とする画像信号復号方法。
【請求項１８】
上記復号処理は、少なくとも逆離散余弦変換処理を含んでいること
を特徴とする請求項１７記載の画像信号復号方法。
【請求項１９】
画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データ信号とが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号装置において、
上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、復号データを生成する手段と、
上記差分データと上記復号データを加算する手段とを有すること
を特徴とする画像信号復号装置。
【請求項２０】
上記復号処理は、少なくとも逆離散余弦変換処理を含んでいること
を特徴とする請求項１９記載の画像信号復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号符号化方法及び装置、画像信号伝送方法、画像信号復号方法及び装置並びに記録媒体に関し、特に、動画像信号を、例えば光磁気ディスクや磁気テープなどの記録媒体に記録し、若しくはこの動画像信号を伝送路を介して伝送し、この動画像信号を再生する場合などに用いて好適な画像信号符号化方法及び装置、画像信号伝送方法、画像信号復号方法及び装置並びに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、テレビ会議システム、テレビ電話システムなどのように、動画像信号を遠隔地に伝送するシステムにおいては、伝送路を効率良く利用するため、映像信号のライン相関やフレーム間相関を利用して、画像信号を圧縮符号化するようになされている。
【０００３】
ライン相関（２次元相関性）を利用すると、画像信号を、例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）処理するなどして、特定の周波数成分に信号電力を集中させることができ、これにより圧縮することができる。
【０００４】
また、フレーム（またはフィールド）間相関を利用すると、画像信号をさらに圧縮して符号化することが可能となる。即ち、通常、時間的に隣接するフレームの画像は、それ程大きな変化を有していないため、両者の差を演算すると、その差分信号は小さな値のものとなる。そこで、この差分信号を符号化すれば、符号量を圧縮することができる。
【０００５】
しかしながら、差分信号のみを伝送したのでは、元の画像を復元することができない。そこで、各フレームの画像を、Ｉピクチャ、ＰピクチャまたはＢピクチャの３種類のピクチャのいずれかのピクチャとし、画像信号を圧縮符号化するようにしている。
【０００６】
このような圧縮技術は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Image Coding Experts Group ）の符号化規格として使用されている。ＭＰＥＧとは、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２／ＷＧ１１にて議論され、標準案として提案されたものであり、動き補償予測符号化と離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）符号化とを組み合わせたハイブリッド方式である。例えば、本出願人による米国出願USP5,155,593（DATE OF PATENT ： October 13, 1992）の明細書及び図面において提案されている。
【０００７】
例えば、フレームＦ１乃至Ｆ１７までの１７フレームの画像信号をグループオブピクチャ（Group Of Picture、以下ＧＯＰと記載する）とし、これを処理の１単位とする。そして、その先頭のフレームＦ１の画像信号はＩピクチャとして符号化し、第２番目のフレームＦ２はＢピクチャとして、また第３番目のフレームＦ３はＰピクチャとして、それぞれ符号化する。以下、第４番目以降のフレームＦ４乃至Ｆ１７は、ＢピクチャまたはＰピクチャとして交互に処理する。
【０００８】
Ｉピクチャとして符号化された画像信号としては、その１フレーム（またはフィールド）分の画像信号をそのまま伝送する。これに対して、Ｐピクチャとして符号化された画像信号は、基本的には、それより時間的に先行するＩピクチャまたはＰピクチャの画像信号からの差分を伝送する。さらに、Ｂピクチャとして符号化された画像信号は、基本的には、時間的に先行するフレームまたは後行するフレームの両方の平均値からの差分を求め、その差分を符号化する。
【０００９】
以上のようにして、動画像信号を符号化する場合、最初のフレームＦ１はＩピクチャとして処理されるため、そのまま伝送データとして伝送路に伝送される（画像内符号化）。これに対して、第２のフレームＦ２は、Ｂピクチャとして処理されるため、基本的には、時間的に先行するフレームＦ１と、時間的に後行するフレームＦ３の平均値との差分が演算され、その差分が伝送データとして伝送される。
【００１０】
但し、このＢピクチャとしての符号化処理は、さらに細かく説明すると、４種類存在する。その第１の処理は、元のフレームＦ２のデータをそのまま伝送データとして伝送するものであり（イントラ符号化、画像内予測符号化）、Ｉピクチャにおける場合と同様の処理となる。第２の処理は、時間的に後のフレームＦ３からの差分を演算し、その差分を伝送するものである（後方予測符号化）。第３の処理は、時間的に先行するフレームＦ１との差分を伝送するものである（前方予測符号化）。さらに第４の処理は、時間的に先行するフレームＦ１と後行するフレームＦ３の平均値との差分を生成し、これを伝送データとして伝送するものである（両方向予測符号化）。
【００１１】
この４つの方法のうち、伝送データが最も少なくなる方法が採用される。
【００１２】
なお、差分データを伝送するとき、差分を演算する対象となるフレームの画像（予測画像）との間の動きベクトルｘ１（前方予測の場合、フレームＦ１とＦ２の間の動きベクトル）、もしくはｘ２（後方予測の場合、フレームＦ３とＦ２の間の動きベクトル）、またはｘ１とｘ２の両方（両方向予測の場合）が、差分データとともに伝送される。
【００１３】
また、ＰピクチャのフレームＦ３は、基本的には時間的に先行するフレームＦ１を予測画像として、このフレームとの差分信号と、動きベクトルｘ３が演算され、これが伝送データとして伝送される（前方予測符号化）。
【００１４】
但し、このＰピクチャとしての符号化処理は、さらに細かく説明すると、２種類存在する。第１の処理は、上述したような、時間的に先行するフレームＦ１との差分を伝送するものである（前方予測符号化）。第２の処理は、元のフレームＦ３のデータがそのまま伝送データとして伝送される（イントラ符号化、画像内予測符号化）。いずれの方法により伝送されるかは、Ｂピクチャにおける場合と同様に、伝送データがより少なくなる方が選択される。
【００１５】
【特許文献１】特開昭６３−０４５６８４号公報
【特許文献２】特開平０１−３０５６６６号公報
【特許文献３】特開平０６−３４３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、従来の画像信号符号化および復号の方法及び装置によれば、ＤＣＴ（離散余弦変換）などの変換を符号化時に用いる変換符号化を行なっている。このＤＣＴ処理は実数の演算であるが、現実のＤＣＴ回路を用いる場合には、演算を有限語長で打ち切ることになる。したがって、ＤＣＴ回路及びＩＤＣＴ（逆離散余弦変換）回路において、ＤＣＴ処理後、ＩＤＣＴ処理を行なった場合、原信号の情報が一部失われることになる。
【００１７】
したがって、ＤＣＴなどの実数演算を符号化／復号装置に用いた場合、可逆符号化を実現することができない。可逆符号化は高精度な画像信号を要求される際に、必要となる技術である。
【００１８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、ＤＣＴなどの実数演算を用いる画像信号符号化／復号においても可逆符号化を実現することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、上述した課題を解決するために、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を量子化し、量子化された信号を出力する画像信号符号化方法において、符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前のデータとを比較し、その差分を取り出すことを特徴としている。
【００２０】
すなわち、本発明に係る画像信号符号化方法は、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化方法において、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する工程と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する工程とを有することを特徴としている。
【００２１】
また、本発明に係る画像信号符号化装置は、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化装置において、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する手段と、上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する手段と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する手段とを有することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明に係る画像信号伝送方法は、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を伝送する画像信号伝送方法において、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する工程と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算し、差分データを伝送する工程とを有することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る記録媒体は、復号装置によって復号可能な記録媒体において、上記記録媒体は上記復号装置によって復号可能な記録信号が記録され、該記録信号は、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い符号化データを生成する工程と、上記符号化データを局所復号し局所復号でデータを生成する工程と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前のデータとを比較してその差分を演算して差分データを生成する工程とにより得られた符号化データと差分データとを含んで成ることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係る画像信号復号方法は、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データ信号とが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号方法において、上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、復号データを生成する工程と上記差分データと上記復号データを加算する工程とを有することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明に係る画像信号復号装置は、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データ信号とが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号装置において、上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、復号データを生成する手段と、上記差分データと上記復号データを加算する手段とを有することを特徴としている。
【００２６】
すなわち、離散余弦変換（ＤＣＴ）処理などの実数演算を行なう画像信号符号化において、局所復号時に、局所復号データと実数演算を行なう前の所定のデータを比較し差分を求め、伝送し、画像信号復号装置において上記伝送された差分信号を復号データに加算し、信号を補正することにより可逆符号化を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を量子化し、量子化された信号を出力する画像信号符号化方法において、符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前のデータとを比較し、その差分を取り出しているため、この差分信号を復号データに加算し、信号を補正することにより、可逆符号化を実現することが可能となる。この可逆符号化が可能となることにより、高精度の画像信号の符号化／復号が実現できる。
【００２８】
また、所定のブロックごとに、画像データの代表値データおよび量子化幅を決定し、画像データと代表値データの差分を算出して、差分を量子化幅に基づいて量子化し、第１の量子化データを生成する。そして、第１の量子化データに所定の変換処理を施し、その変換係数を量子化して、第２の量子化データを生成し、代表値データ、量子化幅、および第２の量子化データを符号化する。従って、画像を、そのビット精度を変換して符号化し、また復号することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る画像信号符号化方法及び装置、画像信号伝送方法、画像信号復号化方法及び装置並びに画像信号復号装置又は方法によって復号可能な記録信号が記録された記録媒体の好ましいいくつかの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態としての画像信号符号化装置の構成を示している。
【００３１】
この図１の実施の形態においては、ＤＣＴ（離散余弦変換）回路５６に供給するＤＣＴ処理前の信号Ｓ１を加算器７０に送る。また、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７及び逆量子化回路６０で処理され、ＩＤＣＴ（逆離散余弦変換）回路６１によりＩＤＣＴ処理されて得られた信号Ｓ２を減算器７０に送る。そして、このＩＤＣＴ処理された信号Ｓ２を上記ＤＣＴ処理前の信号Ｓ１から減算して差分信号Ｓ３を求め、この差分信号Ｓ３を可変長符号化回路７１で可変長符号化処理し、送信バッファ７３を介して差分ビットストリームとして出力している。
【００３２】
この図１に示す画像信号符号化装置において、符号化されるべき画像データは、マクロブロック単位で動きベクトル検出回路５０に入力される。動きベクトル検出回路５０は、予め設定されている所定のシーケンスに従って、各フレームの画像データを、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、またはＢピクチャとして処理する。シーケンシャルに入力される各フレームの画像を、Ｉ，Ｐ，Ｂのいずれのピクチャとして処理するかは、予め定められている。
【００３３】
ここで、上記マクロブロックは、画面上の縦横１６×１６ドットの輝度信号により構成され、８×８ドットを単位とする４つのブロックＹ［１］〜Ｙ［４］に区分されている。この１６×１６ドットの輝度信号には、８×８ドットのＣｂ信号と、８×８ドットのＣｒ信号とが対応する。
【００３４】
Ｉピクチャとして処理されるフレームの画像データは、動きベクトル検出回路５０からフレームメモリ５１の前方原画像部５１ａに転送されて記憶される。Ｂピクチャとして処理されるフレームの画像データは、原画像部５１ｂに転送されて記憶される。Ｐピクチャとして処理されるフレームの画像データは、後方原画像部５１ｃに転送されて記憶される。
【００３５】
また、次のタイミングにおいて、さらにＢピクチャまたはＰピクチャとして処理すべきフレームの画像が入力されたとき、それまで後方原画像部５１ｃに記憶されていた最初のＰピクチャの画像データが、前方原画像部５１ａに転送される。そして、次のＢピクチャの画像データが、原画像部５１ｂに記憶（上書き）され、次のＰピクチャの画像データが、後方原画像部５１ｃに記憶（上書き）される。このような動作が順次繰り返される。
【００３６】
フレームメモリ５１に記憶された各ピクチャの信号は、そこから読み出され、動きベクトル検出回路５０に供給され、また、フレーム／フィールド予測モード切り換え回路５２にも供給される。予測モード切り換え回路５２において、フレーム予測モード処理、またはフィールド予測モード処理が行なわれる。さらに、予測判定回路５４の制御の下に、演算部５３において、画像内予測、前方予測、後方予測、または両方向予測の演算が行なわれる。これらの処理のうち、いずれの処理を行なうかは、予測誤差信号（処理の対象とされている参照画像と、これに対する予測画像との差分）に対応して決定される。このため、動きベクトル検出回路５０は、この判定に用いられる予測誤差信号の絶対値和（自乗和でもよい）を生成する。
【００３７】
ここで、予測モード切り換え回路５２におけるフレーム予測モードとフィールド予測モードについて説明する。
【００３８】
予測モード切り換え回路５２において、フレーム予測モードが設定された場合においては、予測モード切り換え回路５２は、動きベクトル検出回路５０より供給される４個の輝度ブロックＹ［１］乃至Ｙ［４］を、そのまま後段の演算部５３に出力する。これに対して、フィールド予測モードが設定された場合においては、予測モード切り換え回路５２は、４個の輝度ブロックのうち、輝度ブロックＹ［１］とＹ［２］を、例えば奇数フィールドのラインのドットによりのみ構成させ、他の２個の輝度ブロックＹ［３］とＹ［４］を、偶数フィールドのラインのデータにより構成させて、演算部５３に出力する。この場合においては、２個の輝度ブロックＹ［１］とＹ［２］に対して、１個の動きベクトルが対応され、他の２個の輝度ブロックＹ［３］とＹ［４］に対して、他の１個の動きベクトルが対応される。
【００３９】
動きベクトル検出回路５０は、フレーム予測モードにおける予測誤差の絶対値和と、フィールド予測モードにおける予測誤差の絶対値和を、予測モード切り換え回路５２に出力する。予測モード切り換え回路５２は、フレーム予測モードとフィールド予測モードにおける予測誤差の絶対値和を比較し、その値が小さい予測モードに対応する処理を施して、データを演算部５３に出力する。
【００４０】
但し、このような処理は、動きベクトル検出回路５０で行うようにしてもよい。即ち、動きベクトル検出回路５０は、フレーム予測モードとフィールド予測モードにおける予測誤差の絶対値和を比較し、その値が小さいモードに対応する構成の信号を予測モード切り換え回路５２に出力し、予測モード切り換え回路５２は、その信号を、そのまま後段の演算部５３に出力する。実際には、この処理は、後者、つまり動きベクトル検出回路５０で行われる。
【００４１】
尚、色差信号は、フレーム予測モードの場合、奇数フィールドのラインのデータと偶数フィールドのラインのデータとが混在する状態で、演算部５３に供給される。また、フィールド予測モードの場合、各色差ブロックＣｂ，Ｃｒの上半分（４ライン）が、輝度ブロックＹ［１］，Ｙ［２］に対応する奇数フィールドの色差信号とされ、下半分（４ライン）が、輝度ブロックＹ［３］，Ｙ［４］に対応する偶数フィールドの色差信号とされる。
【００４２】
また、動きベクトル検出回路５０は、次のようにして、予測判定回路５４において、画像内予測、前方予測、後方予測、または両方向予測のいずれの予測を行なうかを決定するための予測誤差の絶対値和を生成する。
【００４３】
即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和として、参照画像のマクロブロックの信号Ａijの和ΣＡijの絶対値｜ΣＡij｜と、マクロブロックの信号Ａijの絶対値｜Ａij｜の和Σ｜Ａij｜の差を求める。また、前方予測の予測誤差の絶対値和として、参照画像のマクロブロックの信号Ａijと、予測画像のマクロブロックの信号Ｂijの差Ａij−Ｂijの絶対値｜Ａij−Ｂij｜の和Σ｜Ａij−Ｂij｜を求める。また、後方予測と両方向予測の予測誤差の絶対値和も、前方予測における場合と同様に（その予測画像を前方予測における場合と異なる予測画像に変更して）求める。
【００４４】
これらの絶対値和は、予測判定回路５４に供給される。予測判定回路５４は、前方予測、後方予測および両方向予測の予測誤差の絶対値和のうち、最も小さいものを、インター予測の予測誤差の絶対値和として選択する。さらに、このインター予測の予測誤差の絶対値和と、画像内予測の予測誤差の絶対値和とを比較し、その小さい方を選択し、この選択した絶対値和に対応するモードを予測モードとして選択する。即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和の方が小さければ、画像内予測モードが設定される。インター予測の予測誤差の絶対値和の方が小さければ、前方予測、後方予測または両方向予測モードのうち、対応する絶対値和が最も小さかったモードが設定される。
【００４５】
また、動きベクトル検出回路５０は、上述した予測判定回路５４と同様に動作を実行し、４つの予測モードのうち、各モードの予測誤差の絶対値和が最も小さかったモードを選択し、その選択されたモードに対応する動きベクトルを出力する。
【００４６】
このように、動きベクトル検出回路５０は、参照画像のマクロブロックの信号を、フレームまたはフィールド予測モードのうち、予測モード切り換え回路５２により選択されたモードに対応する構成で、予測モード切り換え回路５２を介して演算部５３に供給するとともに、４つの予測モードのうち、予測判定回路５４により選択された予測モードに対応する予測画像と参照画像の間の動きベクトルを検出し、可変長符号化回路５８と動き補償回路６４に出力する。上述したように、この動きベクトルとしては、対応する予測誤差の絶対値和が最小となるものが選択される。
【００４７】
予測判定回路５４は、動きベクトル検出回路５０が前方原画像部５１ａよりＩピクチャの画像データを読み出しているとき、予測モードとして、フレーム（画像）内予測モード（動き補償を行わないモード）を設定し、演算部５３のスイッチ５３ｄを接点ａ側に切り換える。これにより、Ｉピクチャの画像データがＤＣＴモード切り換え回路５５に入力される。
【００４８】
このＤＣＴモード切り換え回路５５は、４個の輝度ブロックのデータを、奇数フィールドのラインと偶数フィールドのラインが混在する状態（フレームＤＣＴモード）、または、分離された状態（フィールドＤＣＴモード）、のいずれかの状態にして、ＤＣＴ回路５６に出力する。
【００４９】
即ち、ＤＣＴモード切り換え回路５５は、奇数フィールドと偶数フィールドのデータを混在してＤＣＴ処理した場合における符号化効率と、分離した状態においてＤＣＴ処理した場合の符号化効率とを比較し、符号化効率の良好なモードを選択する。
【００５０】
例えば、入力された信号を、奇数フィールドと偶数フィールドのラインが混在する構成とし、上下に隣接する奇数フィールドのラインの信号と偶数フィールドのラインの信号の差を演算し、さらにその絶対値の和（または自乗和）を求める。また、入力された信号を、奇数フィールドと偶数フィールドのラインが分離した構成とし、上下に隣接する奇数フィールドのライン同士の信号の差と、偶数フィールドのライン同士の信号の差を演算し、それぞれの絶対値の和（または自乗和）を求める。さらに、両者（絶対値和）を比較し、小さい値に対応するＤＣＴモードを設定する。即ち、前者の方が小さければ、フレームＤＣＴモードを設定し、後者の方が小さければ、フィールドＤＣＴモードを設定する。
【００５１】
そして、選択したＤＣＴモードに対応する構成のデータをＤＣＴ回路５６に出力するとともに、選択したＤＣＴモードを示すＤＣＴフラグを、可変長符号化回路５８と動き補償回路６４に出力する。また、ＤＣＴモード切り換え回路５５からのデータ（信号Ｓ１）を、上記差分取り出し用の加算器７０に送っている。
【００５２】
予測モード切り換え回路５２における予測モードと、このＤＣＴモード切り換え回路５５におけるＤＣＴモードを比較して明らかなように、輝度ブロックに関しては、両者の各モードにおけるデータ構造は実質的に同一である。
【００５３】
また、予測モード切り換え回路５２において、フレーム予測モード（奇数ラインと偶数ラインが混在するモード）が選択された場合、ＤＣＴモード切り換え回路５５においても、フレームＤＣＴモード（奇数ラインと偶数ラインが混在するモード）が選択される可能性が高く、また、予測モード切り換え回路５２において、フィールド予測モード（奇数フィールドと偶数フィールドのデータが分離されたモード）が選択された場合、ＤＣＴモード切り換え回路５５において、フィールドＤＣＴモード（奇数フィールドと偶数フィールドのデータが分離されたモード）が選択される可能性が高い。
【００５４】
しかしながら、必ずしも常にそのようになされるわけではなく、予測モード切り換え回路５２においては、予測誤差の絶対値和が小さくなるようにモードが決定され、ＤＣＴモード切り換え回路５５においては、符号化効率が良好となるようにモードが決定される。
【００５５】
ＤＣＴモード切り換え回路５５より出力されたＩピクチャの画像データは、ＤＣＴ回路５６に入力され、ＤＣＴ（離散コサイン変換）処理され、ＤＣＴ係数に変換される。このＤＣＴ係数は、量子化回路５７に入力され、所定の量子化ステップ（量子化スケール）で量子化された後、可変長符号化回路５８に入力される。本実施の形態の場合、後述するように、入力データは、量子化スケール１で量子化される。
【００５６】
可変長符号化回路５８は、量子化回路５７より供給される量子化ステップ（スケール）に対応して、量子化回路５７より供給される画像データ（いまの場合、Ｉピクチャのデータ）を、例えばハフマン符号などの可変長符号に変換し、送信バッファ５９に出力する。
【００５７】
可変長符号化回路５８には、また、量子化回路５７より量子化ステップ（スケール）、予測判定回路５４より予測モード（画像内予測、前方予測、後方予測、または両方向予測のいずれが設定されたかを示すモード）、動きベクトル検出回路５０より動きベクトル、予測モード切り換え回路５２より予測フラグ（フレーム予測モードまたはフィールド予測モードのいずれが設定されたかを示すフラグ）、およびＤＣＴモード切り換え回路５５が出力するＤＣＴフラグ（フレームＤＣＴモードまたはフィールドＤＣＴモードのいずれが設定されたかを示すフラグ）が入力されており、これらも可変長符号化される。
【００５８】
送信バッファ５９は、入力されたデータを一時蓄積し、送信バッファ５９に蓄積されたデータは、所定のタイミングで読み出され、伝送データとして出力される。伝送データは、その後、例えば伝送路７４に供給され、伝送路７４を介して受信側に伝送されるか、もしくは記録伝送系を介して記録媒体７５に記録される。
【００５９】
一方、量子化回路５７より出力されたＩピクチャのデータは、逆量子化回路６０に入力され、量子化回路５７より供給される量子化ステップに対応して逆量子化される。逆量子化回路６０の出力は、ＩＤＣＴ（逆ＤＣＴ）回路６１に入力され、逆ＤＣＴ処理された後、加算器７２、ＤＣＴブロック並び替え回路６６を介し、加算器６２に供給される。この加算器６２の出力は、フレームメモリ６３に供給され、前方予測画像部６３ａに記憶される。また、ＩＤＣＴ回路６１からの出力（信号Ｓ２）は、減算器７０に送られ、そのＩＤＣＴ回路６１からの出力（信号Ｓ２）と上記ＤＣＴモード切り換え回路５５からの出力（信号Ｓ１）との差分が演算され、差分データが可変長符号化回路７１に供給される。また、この差分データは、加算器７２に供給されるが、この詳細については後述する。
【００６０】
動きベクトル検出回路５０は、シーケンシャルに入力される各フレームの画像データを、たとえば、Ｉ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，Ｂ・・・のピクチャとしてそれぞれ処理する場合、最初に入力されたフレームの画像データをＩピクチャとして処理した後、次に入力されたフレームの画像をＢピクチャとして処理する前に、さらにその次に入力されたフレームの画像データをＰピクチャとして処理する。Ｂピクチャは、後方予測を伴うため、後方予測画像としてのＰピクチャが先に用意されていないと、復号することができないからである。
【００６１】
そこで動きベクトル検出回路５０は、Ｉピクチャの処理の次に、後方原画像部５１ｃに記憶されているＰピクチャの画像データの処理を開始する。そして、上述した場合と同様に、マクロブロック単位でのフレーム間差分（予測誤差）の絶対値和が、動きベクトル検出回路５０から予測モード切り換え回路５２と予測判定回路５４に供給される。予測モード切り換え回路５２は、このＰピクチャのマクロブロックの予測誤差の絶対値和に対応して、フレーム／フィールド予測モードを設定する。また、予測判定回路５４は、このＰピクチャのマクロブロックの予測誤差の絶対値和に対応して、画像内予測、前方予測、後方予測、もしくは両方向予測の予測モードを設定する。
【００６２】
演算部５３は画像内予測モードが設定されたとき、スイッチ５３ｄを上述したように接点ａ側に切り換える。従って、このデータは、Ｉピクチャのデータと同様に、ＤＣＴモード切り換え回路５５、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回路５８、送信バッファ５９を介して出力される。また、このデータは、逆量子化回路６０、ＩＤＣＴ回路６１、加算器７２、ＤＣＴブロック並び替え回路６６、加算器６２を介して、フレームメモリ６３に供給され、後方予測画像部６３ｂに記憶される。
【００６３】
また、前方予測モードが設定された時、スイッチ５３ｄが接点ｂに切り換えられるとともに、フレームメモリ６３の前方予測画像部６３ａに記憶されている画像（いまの場合Ｉピクチャの画像）データが読み出される。この読み出された画像データは、動き補償回路６４により、動きベクトル検出回路５０が出力する動きベクトルに対応して動き補償される。すなわち、動き補償回路６４は、予測判定回路５４より前方予測モードの設定が指令されたとき、前方予測画像部６３ａの読み出しアドレスを、動きベクトル検出回路５０がいま出力しているマクロブロックの位置に対応する位置から動きベクトルに対応する分だけずらしてデータを読み出し、予測画像データを生成する。
【００６４】
動き補償回路６４より出力された予測画像データは、減算器５３ａに供給される。減算器５３ａは、予測モード切り換え回路５２より供給された参照画像のマクロブロックのデータから、動き補償回路６４より供給された、このマクロブロックに対応する予測画像データを減算し、その差分（予測誤差）を出力する。この差分データは、ＤＣＴモード切り換え回路５５、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回路５８、送信バッファ５９を介して出力される。また、この差分データは、逆量子化回路６０、ＩＤＣＴ回路６１により局所的に復号され、加算器７２、ＤＣＴブロック並び替え回路６６を介して加算器６２に入力される。
【００６５】
この加算器６２にはまた、上記減算器５３ａに供給されている予測画像データと同一のデータが供給されている。加算器６２は、ＩＤＣＴ回路６１が出力する差分データに、動き補償回路６４が出力する予測画像データを加算する。これにより、元の（復号した）Ｐピクチャの画像データが得られる。このＰピクチャの画像データは、フレームメモリ６３の後方予測画像部６３ｂに供給され、記憶される。
【００６６】
動きベクトル検出回路５０は、このように、ＩピクチャとＰピクチャのデータが前方予測画像部６３ａと後方予測画像部６３ｂにそれぞれ記憶された後、次にＢピクチャの処理を実行する。予測モード切り換え回路５２は、マクロブロック単位でのフレーム間差分の絶対値和の大きさに対応して、フレーム／フィールドモードを設定し、また、予測判定回路５４は、予測モードを画像内予測モード、前方予測モード、後方予測モード、または両方向予測モードのいずれかに設定する。
【００６７】
上述したように、画像内予測モードまたは前方予測モードの時、スイッチ５３ｄは、それぞれ接点ａまたはｂに切り換えられる。このとき、Ｐピクチャにおける場合と同様の処理が行われ、データが伝送される。
【００６８】
これに対して、後方予測モードまたは両方向予測モードが設定された時、スイッチ５３ｄは、接点ｃまたはｄにそれぞれ切り換えられる。
【００６９】
スイッチ５３ｄが接点ｃに切り換えられている後方予測モードの時、後方予測画像部６３ｂに記憶されている画像（いまの場合、Ｐピクチャの画像）データが読み出される。この読み出された画像データは、動き補償回路６４により、動きベクトル検出回路５０が出力する動きベクトルに対応して動き補償される。すなわち、動き補償回路６４は、予測判定回路５４より後方予測モードの設定が指令されたとき、後方予測画像部６３ｂの読み出しアドレスを、動きベクトル検出回路５０がいま出力しているマクロブロックの位置に対応する位置から動きベクトルに対応する分だけずらしてデータを読み出し、予測画像データを生成する。
【００７０】
動き補償回路６４より出力された予測画像データは、減算器５３ｂに供給される。減算器５３ｂは、予測モード切り換え回路５２より供給された参照画像のマクロブロックのデータから、動き補償回路６４より供給された予測画像データを減算し、その差分を出力する。この差分データは、ＤＣＴモード切り換え回路５５、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回路５８、送信バッファ５９を介して出力される。
【００７１】
スイッチ５３ｄが接点ｄに切り換えられている両方向予測モードの時、前方予測画像部６３ａに記憶されている画像（いまの場合、Ｉピクチャの画像）データと、後方予測画像部６３ｂに記憶されている画像（いまの場合、Ｐピクチャの画像）データが読み出される。そして、これらの画像データが、動き補償回路６４により、動きベクトル検出回路５０が出力する動きベクトルに対応して動き補償される。すなわち、動き補償回路６４は、予測判定回路５４より両方向予測モードの設定が指令されたとき、前方予測画像部６３ａと後方予測画像部６３ｂの読み出しアドレスを、動きベクトル検出回路５０がいま出力しているマクロブロックの位置に対応する位置から動きベクトル（この場合の動きベクトルは、前方予測画像用と後方予測画像用の２つとなる）に対応する分だけずらしてデータを読み出し、予測画像データを生成する。
【００７２】
動き補償回路６４より出力された予測画像データは、減算器５３ｃに供給される。減算器５３ｃは、動きベクトル検出回路５０より供給された参照画像のマクロブロックのデータから、動き補償回路６４より供給された予測画像データの平均値を減算し、その差分を出力する。この差分データは、ＤＣＴモード切り換え回路５５、ＤＣＴ回路５６、量子化回路５７、可変長符号化回路５８、送信バッファ５９を介して出力される。
【００７３】
Ｂピクチャの画像は、他の画像の予測画像とされることがないため、フレームメモリ６３には記憶されない。
【００７４】
尚、フレームメモリ６３において、前方予測画像部６３ａと後方予測画像部６３ｂは、必要に応じてバンク切り替えが行われ、所定の参照画像に対して、一方または他方に記憶されているものを、前方予測画像あるいは後方予測画像として切り換えて出力することができる。
【００７５】
以上においては、輝度ブロックを中心として説明をしたが、色差ブロックについても同様に、マクロブロックを単位として処理され、伝送される。尚、色差ブロックを処理する場合の動きベクトルは、対応する輝度ブロックの動きベクトルを垂直方向と水平方向に、それぞれ１／２にしたものが用いられる。
【００７６】
次に、本発明の実施の形態の要部となるＤＣＴ処理時の誤差分の取り出しに関する構成及び動作について詳細に説明する。
【００７７】
このための構成として、上述した減算器７０、加算器７２、可変長符号化回路７１、及び送信バッファ７３が設けられている。
【００７８】
Frame/Field ＤＣＴモード切り換え回路５５から出力される画像信号（Ｉピクチャの場合）および差分信号（Ｂ、Ｐピクチャの場合）は、ＤＣＴ回路５６および加算器７０に出力される。ＤＣＴ回路５６に入力された信号は従来と同様にＤＣＴ処理される。
【００７９】
ＤＣＴ回路５６で、ＤＣＴ処理された信号は量子化回路５７に入力される。量子化回路５７においては量子化スケールが１で量子化される。すなわち、量子化回路５７は何の処理も加えず入力信号をそのまま出力する。そして、この出力信号が、可変長符号化回路５８及び逆量子化回路６０に供給される。逆量子化回路６０は、同様に量子化スケール１で逆量子化を行なう。
【００８０】
ＩＤＣＴ回路６１から出力される信号Ｓ２は、減算器７０および加算器７２に出力される。減算器７０では、Frame/Field ＤＣＴモード切り換え回路５５からの信号Ｓ１およびＩＤＣＴ回路６１からの信号Ｓ２の差分Ｓ３を演算する。即ち、以下の演算
Ｓ３＝Ｓ１−Ｓ２
を行ない可変長符号化回路７１および加算器７２に出力する。
【００８１】
可変長符号化回路７１は加算器７０からの差分信号Ｓ３を可変長符号化し、その出力ビットストリーム（差分ビットストリーム）を、送信バッファ７３を介して出力する。送信バッファ７３から出力されたデータは、伝送データとして、その後、例えば伝送路７４に供給され、伝送路７４を介して受信側に伝送されるか、もしくは記録伝送系を介して記録媒体７５に記録される。
【００８２】
加算器７２は、ＩＤＣＴ回路６１からの信号Ｓ２および加算器７０からの信号Ｓ３を加算して、信号Ｓ４として加算器６２に出力する。
【００８３】
ここで、この画像信号符号化装置で、可逆符号化を実現する原理を説明する。信号Ｓ１は、ＤＣＴ処理や量子化処理を行なっていない原信号である。即ち、原画像の情報を全て保存する信号である。この信号に対してＤＣＴ処理を行なう場合、量子化処理を行なわない場合（量子化スケールを１で量子化）においても原信号の一部の情報が失われる。これは、ＤＣＴ処理が実数演算であるのに対して、ＤＣＴ回路およびＩＤＣＴ回路は、演算を有限語長に打ち切るためである。
【００８４】
そこで、可逆符号化を実現するためには、このＤＣＴ処理によって失われた情報を別途伝送する必要がある。
【００８５】
ＩＤＣＴ回路６１の出力信号Ｓ２は、ＤＣＴおよびＩＤＣＴ処理によって一部の情報が失われている。減算器７０は信号Ｓ１およびＳ２の差分を演算し、ＤＣＴ処理によって失われた情報を抽出する。これが信号Ｓ３である。加算器７２において、信号Ｓ２に信号Ｓ３を加算することにより、原信号Ｓ１を復元することが可能となる。
【００８６】
次に、上述したような図１に示す画像信号符号化装置から得られた信号を復号するための画像信号復号装置について、図２を参照しながら説明する。
【００８７】
図２は、本発明の第１の実施の形態の画像信号符号化装置に対応する画像信号復号装置の構成を示すブロック図である。
【００８８】
この図２において、上記図１に示す符号化装置から出力され、伝送路７４を介して伝送されたか、もしくは記録媒体７５に記録されている符号化された画像データは、図示せぬ受信回路で受信されたり、再生装置で再生され、受信バッファ８１に一時記憶された後、復号回路９０の可変長復号化回路８２に供給される。可変長復号化回路８２は、受信バッファ８１より供給されたデータを可変長復号化し、動きベクトル、予測モード、予測フラグおよびＤＣＴフラグを動き補償回路８７に、また、量子化ステップを逆量子化回路８３に、それぞれ出力するとともに、復号された画像データを逆量子化回路８３に出力する。
【００８９】
逆量子化回路８３は、可変長復号化回路８２より供給された画像データを、同じく可変長復号化回路８２より供給された量子化ステップ（この場合、量子化ステップ（量子化スケール）は１である）に従って逆量子化し、ＩＤＣＴ回路８４に出力する。逆量子化回路８３より出力されたデータ（ＤＣＴ係数）は、ＩＤＣＴ回路８４で逆ＤＣＴ処理され、加算器９３、ＤＣＴブロック並び替え回路８９を介して、加算器８５に供給される。加算器９３は、上述したＤＣＴ処理時の演算語長制限による誤差分を加算するためのものであり、その詳細は後述する。
【００９０】
ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像データが、Ｉピクチャのデータである場合、そのデータは加算器８５より出力され、演算器８５に後に入力される画像データ（ＰまたはＢピクチャのデータ）の予測画像データ生成のために、フレームメモリ８６に供給され、前方予測画像部８６ａに記憶される。また、この加算器からの出力データは、出力再生画像として取り出され、後段の例えばフォーマット変換回路（図示せず）等に出力される。
【００９１】
ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像データが、その１フレーム前の画像データを予測画像データとするＰピクチャのデータであって、前方予測モードのデータである場合、フレームメモリ８６の前方予測画像部８６ａに記憶されている、１フレーム前の画像データ（Ｉピクチャのデータ）が読み出される。そして、この読み出された画像データが、動き補償回路８７で可変長復号化回路８２より出力された動きベクトルに対応する動き補償が施される。そして、加算器８５において、この動き補償後の画像データとＩＤＣＴ回路８４より供給された画像データ（差分のデータ）とが加算されて、加算されたデータが出力再生画像として出力される。この加算されたデータ、即ち、復号されたＰピクチャのデータは、加算器８５に後に入力される画像データ（ＢピクチャまたはＰピクチャのデータ）の予測画像データ生成のために、フレームメモリ８６に供給され、後方予測画像部８６ｂに記憶される。
【００９２】
Ｐピクチャのデータであっても、画像内予測モードのデータは、Ｉピクチャのデータと同様に、加算器８５で特に処理は行わず、そのまま後方予測画像部８６ｂに記憶される。
【００９３】
このＰピクチャは、次のＢピクチャの次に表示されるべき画像であるため、この時点では、まだ図示せぬフォーマット変換回路へ出力されない（上述したように、Ｂピクチャの後に入力されたＰピクチャが、Ｂピクチャより先に処理され、伝送されている）。
【００９４】
ＩＤＣＴ回路８４より供給された画像データが、Ｂピクチャのデータである場合、可変長復号化回路８２より供給された予測モードに対応して、フレームメモリ８６の前方予測画像部８６ａに記憶されているＩピクチャの画像データ（前方予測モードの場合）、後方予測画像部８６ｂに記憶されているＰピクチャの画像データ（後方予測モードの場合）、または、その両方の画像データ（両方向予測モードの場合）が読み出される。この読み出された画像データは、動き補償回路８７において、可変長復号化回路８２より出力された動きベクトルに対応する動き補償が施されて、予測画像が生成される。但し、動き補償を必要としない場合（画像内予測モードの場合）、予測画像は生成されない。
【００９５】
このようにして、動き補償回路８７で動き補償が施されたデータは、加算器８５において、ＩＤＣＴ回路８４の出力と加算される。この加算出力は、その後、図示せぬフォーマット変換回路に出力される。
【００９６】
ただし、この加算出力は、Ｂピクチャのデータであり、他の画像の予測画像生成のために利用されることがないため、フレームメモリ８６には記憶されない。
【００９７】
Ｂピクチャの画像が出力された後、後方予測画像部８６ｂに記憶されているＰピクチャの画像データが読み出され、動き補償回路８７を介して加算器８５に供給される。ただし、このとき、動き補償は行われない。
【００９８】
なお、このデコーダ３１には、図１のエンコーダにおける予測モード切り替え回路５２とＤＣＴモード切り替え回路５５に対応する回路が図示されていないが、これらの回路に対応する処理、即ち、奇数フィールドと偶数フィールドのラインの信号が分離された構成を、元の混在する構成に必要に応じて戻す処理は、動き補償回路８７が実行する。
【００９９】
また、以上においては、輝度信号の処理について説明したが、色差信号の処理も同様に行われる。但し、この場合、動きベクトルは、輝度信号用のものを、垂直方向および水平方向に１／２にしたものが用いられる。
【０１００】
次に、上述した図１の画像信号符号化装置の可変長符号化回路７１において可変長符号化された差分ビットストリームの復号処理について説明する。
【０１０１】
図１の可変長符号化回路７１で可変長符号化されて送信バッファ７３を介して取り出された差分ビットストリームは、伝送路７４から伝送されるかもしくは記録媒体７５から再生されて、図２の受信バッファ９１に入力される。可変長復号回路９２は受信バッファから補正ビットストリームを読みだし、そのビットストリームを可変長符号を復号する。可変長復号回路９２は上記画像信号符号化装置における可変長符号化回路７１と対をなし、その逆の操作を行なうものである。
可変長復号回路９２の出力信号Ｓ３’は、上記符号化装置における信号Ｓ３と一致する。ＩＤＣＴ回路８４の出力信号Ｓ２’は、上記符号化装置における信号Ｓ２と一致する。
【０１０２】
加算器９３は可変長復号回路９２の出力Ｓ３’およびＩＤＣＴ回路８４の出力信号Ｓ２’を加算し、信号Ｓ１’を出力する。これは上記符号化装置における信号Ｓ１に相当する。
【０１０３】
以上により、ＤＣＴ処理を用いた画像信号符号化／復号化装置において可逆符号化を実現することが可能となる。
【０１０４】
次に、本発明の第２の実施の形態の画像信号符号化装置の形態について図３を参照しながら、また第２の実施の形態の画像符号化装置に対応する画像信号復号装置の形態について図４を参照しながら説明する。
【０１０５】
図３は、本発明の第２の実施の形態の画像信号符号化装置を示すものである。
【０１０６】
この図３に示す画像信号符号化装置は、減算器７０、加算器７２および可変長符号化
回路７１の動作を除き、上記図１の例における画像信号符号化装置と同様であるため、同様の部分については説明を省略する。
【０１０７】
図３の動きベクトル検出回路５０は、その出力Ｓ１を Frame/Field予測モード切替回路５２および加算器７０に出力する。Frame/Field 予測モード切替回路５２に入力された信号は上記図１の例と同様の処理が行なわれる。
【０１０８】
量子化回路５７においては量子化スケールが１で量子化される。すなわち、量子化回路５７は何の処理も加えず入力信号をそのまま出力する。そして、この出力信号は、可変長符号化回路５８及び逆量子化回路６０に供給される。逆量子化回路６０は同様に量子化スケール１で逆量子化を行なう。
【０１０９】
加算器６２から出力される信号Ｓ２は、減算器７０および加算器７２に出力される。減算器７０では動きベクトル検出回路５０からの信号Ｓ１および加算器６２からの信号Ｓ２の差分Ｓ３を計算する。即ち、以下の演算
Ｓ３＝Ｓ１−Ｓ２
を行ない可変長符号化回路７１および加算器７２に出力する。
【０１１０】
可変長符号化回路７１は減算器７０からの差分信号Ｓ３を可変長符号化し、その出力ビットストリーム（補正ビットストリーム）を送信バッファ７３を介してに出力する。
【０１１１】
加算器７２は、加算器６２からの信号Ｓ２および減算器７０からの信号Ｓ３を加算して出力する。
【０１１２】
ここで、この画像信号符号化装置で、可逆符号化を実現する原理を説明する。信号Ｓ１はＤＣＴ処理や量子化処理を行なっていない原信号である。即ち、原画像の情報を全て保存する信号である。この信号に対してＤＣＴ処理を行なう場合、量子化処理を行なわない場合（量子化スケールを１で量子化）においても原信号の一部の情報が失われる。これはＤＣＴ処理が実数演算であるのに対して、ＤＣＴ回路およびＩＤＣＴ回路は演算を有限語長に打ち切るためである。
【０１１３】
そこで、可逆符号化を実現するためには、このＤＣＴ処理によって失われた情報を別途伝送する必要がある。
【０１１４】
加算器６２の出力信号Ｓ２は、ＤＣＴおよびＩＤＣＴ処理によって一部の情報が失われている。減算器７０はＳ１およびＳ２の差分を演算し、ＤＣＴ処理によって失われた情報を抽出する。これが信号Ｓ３である。
【０１１５】
加算器７２において、信号Ｓ２に信号Ｓ３を加算し、原信号Ｓ１を復元することが可能となる。
【０１１６】
画像信号符号化装置におけるその他の動作は上記図１の例における画像信号符号化装置と同様である。
【０１１７】
図４に、第２の実施の形態の画像符号化装置に対応する画像信号復号化装置を示す。
【０１１８】
この図４においては、受信バッファ９１、可変長復号回路９２および加算器９３を除き、上記図２に示した画像信号復号化装置と同様であるため、同様の部分については説明を省略する。
【０１１９】
画像信号符号化装置の可変長符号化回路７１において可変長符号された補正ビットストリームは、伝送路から伝送されるかもしくは記録媒体から再生されて、受信バッファ９１に入力される。可変長復号回路９２は受信バッファから補正ビットストリームを読みだし、そのビットストリームを可変長符号を復号する。可変長復号回路９２は画像信号符号化装置における可変長符号化回路７１と対をなし、その逆の操作を行なうものである。
【０１２０】
可変長復号回路９２の出力信号Ｓ３’は画像信号符号化装置におけるＳ３と一致する。加算器８５の出力信号Ｓ２’は符号化装置におけるＳ２と一致する。加算器９３は可変長復号回路９２の出力Ｓ３’および加算器８５の出力信号Ｓ’２を加算して、出力信号Ｓ１’として出力する。これは画像信号符号化装置におけるＳ１に相当する。
【０１２１】
以上のような図３、図４の構成により、ＤＣＴ処理を用いた画像信号符号化／復号化装置において可逆符号化を実現することが可能となる。
【０１２２】
次に、本発明の第３の実施の形態の画像信号符号化装置の形態について、図５〜図７を参照しながら説明する。
【０１２３】
この第３の実施の形態の形態においては、所定のブロック毎に、ｍビット、例えば１０ビットの画像データの代表値データおよび量子化幅を決定し、前記画像データと前記代表値データの差分を算出する。そして、その差分データを前記量子化幅に基づいて量子化し、第１の量子化データを生成する。さらに、その第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換係数を生成し、その変換係数を量子化し、第２の量子化データを生成する。そして、代表値データ、量子化幅、および第２の量子化データを符号化するものであって、第１の量子化の際に量子化幅の中央に代表値がくるようにして量子化誤差を減少させている。また、ｍビット、例えば１０ビット画像の動き補償をｎビット、例えば８ビットで行なうことによりメモリを減少させることができる。これは、動き予測のあたらない下位ビットはイントラで送ることに相当する。また、ｍビット、例えば１０ビット画像の符号化の際に、可逆圧縮符号化と非可逆圧縮符号化とを適応的に切り換えることにより、高精細な画像を可逆圧縮することを可能にする。さらに、第１の量子化における量子化幅に基づいて第２の量子化を行ない、均一な画質の画像を得ることを可能にする。
【０１２４】
図５は、本発明の第３の実施の形態の形態としての画像信号符号化装置を示すブロック図である。
【０１２５】
この図５に示す画像信号符号化装置においては、ビット精度が８ビット精度より高精度な、例えば１０ビット精度の画像データが装置に入力されるものとして説明をする。本例では１０ビット画像信号についての具体例を示すが、これは１０ビット以上のビット精度の画像信号にも同様に適用できる。
【０１２６】
フィールドメモリ群１は、１０ビット精度の画像データを記憶することができるようになされている。例えば、フィールドメモリ群１は、１６×１６画素などのブロックに分割されたディジタル画像データ（画像の画素データ）を一時記憶し、フィールドメモリコントローラ１６により入力画像の同期信号に対応して生成されたタイミング制御信号に基づいて、演算器３に１０ビット精度の画像データのブロックを出力する。
【０１２７】
動き予測回路２は、前述したようにして、フィールドメモリ群１に記憶された参照画像としての画像データのブロックに対する動き補償モード（画像内予測モード、または前方予測、後方予測もしくは両方向予測モードのいずれか）を設定し、設定した動き補償モードに対応する予測画像と参照画像の間の動きベクトルを検出して、動き補償回路１４とＶＬＣ回路１５に出力する。さらに、動き予測回路２は、動き補償モードを動き補償回路１４およびＶＬＣ回路（可変長符号化回路）１５の他、動き補償回路１４を介してブロック内代表値計算回路５およびブロック量子化幅計算回路６に供給する。
【０１２８】
なお、図５における動き予測回路２は、図１における場合と同様に構成されているものであり、従って、動き予測回路２には８ビット精度の画像データを入力することができるように構成されているので、フィールドメモリ群１からの接続線をすべて接続することができない。
【０１２９】
そこで、動き予測回路２には、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データに対応する接続線のうち、下位２ビットの接続線を除く接続線が接続されている。
【０１３０】
即ち、動き予測回路２には、１０ビット精度の画像データの、下位２ビットを切り捨てた８ビット精度の画像データが入力されるようになされている。
【０１３１】
フィールドメモリ群１に記憶された参照画像としての１０ビット精度の画像データのブロックが、そこから読み出され、演算器３に供給されると、さらに演算器３に、動き予測回路２で設定された動き補償モードに対応する予測画像が、フィールドメモリ群１３を介して動き補償回路１４より供給される。
【０１３２】
演算器３において、前述したようにして、動き補償モードに対応する減算処理が行われ（動き補償モードが画像内予測モードである場合には、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックがそのまま出力され、動き補償モードが画像間予測モード（前方予測、後方予測もしくは両方向予測モードのいずれか）である場合には、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックと、動き補償回路１４からの予測画像との差分（予測誤差）が算出される）、１０ビット精度の演算出力が信号Ｓ１として、演算器４、ブロック内代表値計算回路５、ブロック量子化幅計算回路５、および減算器７０に供給される。
【０１３３】
ブロック内代表値計算回路（以下、代表値計算回路と記載する）５は、動き補償回路４を介して動き予測回路２より供給された動き補償モードに対応して、演算器３の演算出力の代表値データを、後述するようにして算出し、減算器４に出力する。ブロック量子化幅計算回路（以下、量子化幅計算回路と記載する）６は、動き補償回路４を介して動き予測回路２より供給された動き補償モードに対応して、演算器３の演算出力を、ブロック量子化器７で量子化する量子化幅Ｑを、後述するようにして算出し、ブロック量子化器７およびブロック逆量子化器１０に出力する。
【０１３４】
ここで、本明細書中においては、量子化幅計算回路６により決定される量子化幅と、差分信号符号化器８、差分信号復号化器９及び図８における差分信号復号化器２２における量子化幅をそれぞれを量子化幅Ｑ，Ｓと記載して区別する。
【０１３５】
演算器３の演算出力は、減算器４において代表値計算回路５より出力された代表値データとの差分が演算され、差分データがブロック量子化器７に出力される。ブロック量子化器７において、減算器４の演算出力が量子化幅Ｑで量子化され、即ち量子化幅Ｑで除算され、差分信号符号化器８に出力される。
【０１３６】
差分信号符号化器８は、ＤＣＴ回路１１１および量子化器１１２より構成されている。ＤＣＴ回路１１１は、ブロック量子化器７からの量子化データを、ＤＣＴ（離散コサイン変換）処理し、ＤＣＴ係数に変換する。このＤＣＴ係数は、量子化器１１２に入力され、所定の量子化幅Ｓで量子化された後、ＶＬＣ回路１５に入力される。なお本実施の形態においては、量子化幅Ｓは１に設定される。
【０１３７】
ここで、前述したように、差分信号符号化器８のＤＣＴ回路１１１には、８ビット精度の画像データ、即ち動き補償モードが画像内予測モードの場合、０乃至２５５の８ビットで表すことのできる画像データを、動き補償モードが画像間予測モード（前方予測、後方予測もしくは両方向予測モードのいずれか）の場合、８ビットに符号ビットを加えた−２５５乃至２５５の９ビットで表すことのできる画像データを入力する必要がある。
【０１３８】
つまり、画像信号符号化装置に入力された画像データのブロックのビット精度を１０ビット精度から８ビット精度に変換して、差分信号符号化器８に入力する必要がある。
【０１３９】
そこで、動き補償モードが画像内予測モードである場合、代表値計算回路５においては、演算器３の演算出力（この場合、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロック）の最大値および最小値が検出され、そのうちの、例えば最小値が、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックの代表値データとされて演算器４および１１に出力される。
【０１４０】
なお、この場合、ブロックの代表値データは、ブロックの最小値でなくとも良い。但し、動き補償モードが画像内予測モードである場合においては、画像データを０乃至２５５の８ビットで表す必要があるので、ブロックの代表値データを、ブロックの最小値としたときが、後述するブロックのダイナミックレンジを最も大きくとれるようになる。
【０１４１】
そして、演算器４において、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロック（ブロックにおける画素データそれぞれ）と、代表値計算回路５から出力されたブロックの代表値データ、即ちブロックの最小値との差分が演算され、ブロック量子化器７に出力される。
【０１４２】
従って、この場合、ブロック量子化器７には、０を最小値とする画像データのブロックがブロック量子化器７に出力されることになる。
【０１４３】
即ち、動き補償モードが画像内予測モードである場合、例えば図６（ａ）に示すように、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックの最大値または最小値が、それぞれ５００または３００であれば、その画像データのブロックから代表値データとしての最小値３００を減算した０（＝３００−３００）乃至２００（＝５００−３００）の範囲の値を有する画像データのブロックが演算器４からブロック量子化器７に出力される。また、例えば図７（ａ）に示すように、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックの最大値または最小値が、それぞれ１０００または３００であれば、その画像データのブロックから代表値データとしての最小値３００減算した０（＝３００−３００）乃至７００（＝１０００−３００）の範囲の値を有する画像データのブロックが
演算器４からブロック量子化器７に出力されることになる。
【０１４４】
同時に、この場合、量子化幅計算回路６において、演算器３の演算出力（この場合、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロック）の最大値および最小値が検出され、その差としてのダイナミックレンジが算出される。
【０１４５】
ここで、本明細書中においては、信号のダイナミックレンジとは、その信号の最大値と最小値の差を意味するものとする。
【０１４６】
そして、量子化幅計算回路６において、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、０乃至２５５の範囲で表すことのできる８ビット以内であるか否かが判定され、そのダイナミックレンジが８ビット以内であると判定された場合、量子化幅Ｑが１に決定され、ブロック量子化器７に出力される。
【０１４７】
従って、動き補償モードが画像内予測モードである場合、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが８ビット以内であれば（例えば、図６（ａ）、ブロック量子化器７からは、演算器４からの画像データがそのまま差分信号符号化器８に出力されることになる。
【０１４８】
つまり、動き補償モードが画像内予測モードである場合、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが８ビット以内であるとき、演算器３から出力された画像データのブロックのビット精度は実質的に８ビットであり、この８ビット精度の画像データのブロックが差分信号符号化器８に出力されることになる。
【０１４９】
さらに、動き補償モードが画像内予測モードである場合、量子化幅計算回路６において、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、８ビットを越える（２５６以上である）と判定されたとき、ブロック量子化器７の量子化出力のダイナミックレンジが８ビット（２５５）以内になるように量子化幅Ｑが決定され、ブロック量子化器７に出力される。
【０１５０】
即ち、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、例えば２５６以上５１２未満である場合、量子化幅Ｑは２に決定される。さらに、そのダイナミックレンジが、例えば５１２以上７６８未満である場合、量子化幅Ｑは３に決定され、またダイナミックレンジが、例えば７６８以上１０２４未満である場合、量子化幅Ｑは４に決定される。
【０１５１】
次にブロック量子化器７における量子化方法について説明する。量子化幅Ｑが１の場合、ブロック量子化器７は何も処理を行なわず、演算器４からの画像データがそのまま差分信号符号化器８に出力される。
【０１５２】
量子化幅Ｑが２であるとき、演算器４からの画像データは量子化幅４で除算される。ただし、このとき少数点以下は切り捨てられる。
【０１５３】
量子化幅Ｑが３であるとき、演算器４からの画像データｘは量子化幅３で以下の式にしたがい量子化される（Ｘ）。ただし、このとき少数点以下は切り捨てられる。  
（ｘ≧０ のとき）  Ｘ＝（ｘ＋１）／３
（ｘ＜０ のとき）  Ｘ＝（ｘ−１）／３
量子化幅Ｑが４であるとき、演算器４からの画像データｘは量子化幅４で以下の式に従い量子化出力Ｘに量子化される。ただし、このとき少数点以下は切り捨てられる。  
（ｘ≧０ のとき）  Ｘ＝（ｘ＋１）／４
（ｘ＜０ のとき）  Ｘ＝（ｘ−１）／４
また量子化幅Ｑが４の時、この変形として、以下のように量子化することもできる。  
（ｘ≧０ のとき）  Ｘ＝（ｘ＋２）／４
（ｘ＜０ のとき）  Ｘ＝（ｘ−２）／４
ただし、これらを混在させて使用することは出来ない。
【０１５４】
以上のようにして、動き補償モードが画像内予測モードである場合、演算器４からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、８ビットを越える（２５６以上である）とき、ブロック量子化器７において、演算器４からの１０ビット精度の画像データのブロックが、８ビット精度の画像データのブロックに変換され、差分信号符号化器８に出力される。
【０１５５】
一方、動き補償モードが画像間予測モード（前方予測、後方予測もしくは両方向予測モードのいずれか）である場合、代表値計算回路５においては、演算器３の演算出力（この場合、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックと予測画像との差分データ）の最大値および最小値が検出され、その、例えば平均値（＝（最大値＋最小値）／２、但し小数点以下切り捨て）が、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックの代表値データとされて演算器４および１１に出力される。
【０１５６】
なお、この場合、ブロックの代表値データは、ブロック（ブロック内の画素）の最大値と最小値の平均値（以下、ブロックの平均値と記載する）ではなく、例えばブロックの最小値や０にすることができる。但し、動き補償モードが画像間予測モードである場合においては、画像データを上述したように−２５５乃至２５５の範囲の９ビットで表す必要があるので、ブロックの代表値データを、ブロックの平均値としたときが、ブロックのダイナミックレンジを最も大きくとれるようになる。
【０１５７】
そして、減算器４において、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロック（ブロックにおける画素データそれぞれ）と、代表値計算回路５から出力されたブロックの代表値データ、即ちブロックの平均値との差分がとられ、ブロック量子化器７に出力される。
【０１５８】
従って、この場合、ブロック量子化器７には、最大値と最小値の絶対値が等しい画像データのブロックがブロック量子化器７に出力されることになる。
【０１５９】
即ち、動き補償モードが画像間予測モードである場合、例えば図６（ｂ）に示すように、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックの最大値または最小値が、それぞれ−１５５または３５５であれば、その画像データブロックから、代表値データとしての平均値１００（＝（−１５５＋３５５）／２）を減算した−２５５（＝−１５５−１００）乃至２５５（＝３５５−１００）の範囲の値を有する画像データのブロックが演算器４からブロック量子化器７に出力される。また、例えば図７（ｂ）に示すように、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックの最大値または最小値が、それぞれ１０００または−１０００であれば、平均値０（＝（−１０００＋１０００）／２）、−１０００（＝−１０００−０）乃至１０００（＝１０００−０）の範囲の値を有する画像データのブロックがブロック量子化器７に出力されることになる。
【０１６０】
同時に、この場合、量子化幅計算回路６において、演算器３の演算出力（この場合、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックと、予測画像との差分データ）の最大値および最小値が検出され、その差としてのダイナミックレンジが算出される。
【０１６１】
そして、量子化幅計算回路６において、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、−２５５乃至２５５の範囲で表すことのできる符号ビット１ビットを含む９ビット以内であるか否かが判定され、そのダイナミックレンジが９ビット以内であると判定された場合、量子化幅Ｑが１に決定され、ブロック量子化器７に出力される。
【０１６２】
従って、動き補償モードが画像間予測モードである場合、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データ（差分データ）のブロックのダイナミックレンジが９ビット以内であれば（例えば、図６（ａ））、ブロック量子化器７からは、演算器４からの画像データがそのまま差分信号符号化器８に出力されることになる。
【０１６３】
つまり、動き補償モードが画像間予測モードである場合、演算器３から出力された１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが９ビット以内であるとき、演算器３から出力された画像データのブロックのビット精度は実質的に８ビットであり、この８ビット精度の画像データのブロックが差分信号符号化器８に出力されることになる。
【０１６４】
さらに、動き補償モードが画像間予測モードである場合、量子化幅計算回路６において、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、９ビットを越える（−２５５乃至２５５の範囲外である）と判定されたとき、ブロック量子化器７の量子化出力のダイナミックレンジが９ビット以下（５１１未満）（−２５５乃至２５５の範囲内）になるように量子化幅Ｑが決定され、ブロック量子化器７に出力される。
【０１６５】
即ち、フィールドメモリ群１からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、例えば５１２以上１０２４未満である場合、量子化幅Ｑは２に決定される。さらに、そのダイナミックレンジが、例えば１０２４以上１５３６未満である場合、量子化幅Ｑは３に決定され、またダイナミックレンジが、例えば１５３６以上２０４８未満である場合、量子化幅Ｑは４に決定される。
【０１６６】
動き補償モードが画像間予測モードの場合においても、ブロック量子化器７は同一の動作をする。量子化方法は同一である。
【０１６７】
以上のようにして、動き補償モードが画像間予測モードである場合、減算器４からの１０ビット精度の画像データのブロックのダイナミックレンジが、９ビットを越える（５１２以上である）とき、ブロック量子化器７において、減算器４からの１０ビット精度の画像データのブロックが、８ビット精度の画像データのブロックに変換され、差分信号符号化器８に出力される。
【０１６８】
以上のように、画像信号符号化装置に１０ビット精度の画像データのブロックが入力された場合には、差分信号符号化器８に、８ビット精度の画像データのブロックが入力されるように、減算器４およびブロック量子化器８において、１０ビット精度の画像データのブロック、８ビット精度の画像データのブロックに変換される。
【０１６９】
ところで、ビット精度が８ビット精度より高精度な、例えば１０ビット精度の画像を、例えば８×８画素や１６×１６画素などの小ブロックに分割した場合、各ブロックにおけるダイナミックレンジは、一般的に大きくないこと（動き補償モードが画像内予測モードの場合、ブロックのダイナミックレンジが８ビット以内になり、動き補償モードが画像間予測モードの場合、ブロックのダイナミックレンジが９ビット以内になること）が多い。さらに、動き補償モードが画像間予測モードの場合、画像データのブロックは、演算器３で予測画像との差分がとられるので、その差分のブロックのダイナミックレンジが９ビットを越えることはほとんどない。
【０１７０】
従って、演算器４での画像データのブロックからの代表値データの減算処理により、ほとんどの場合、情報を損なうことなく、１０ビット精度の画像データを８ビット精度の画像データに変換することができる。
【０１７１】
つまり、量子化幅計算回路６およびブロック量子化器７を設けずに装置を構成するようにしても、画像を損なうことなく、１０ビット精度の画像データを８ビット精度の画像データに変換することができる。
【０１７２】
また、画像データのブロックのダイナミックレンジが大きいとき（動き補償モードが画像内予測モードの場合、ブロックのダイナミックレンジが８ビットを越え、動き補償モードが画像間予測モードの場合、ブロックのダイナミックレンジが９ビットを越えるとき）、上述したように、ブロック量子化器７で画像データが量子化され、それが復号されたときの解像度が、多少劣化することになる。
【０１７３】
しかしながら、例えば画像の輪郭部分などのダイナミックレンジが大きい部分では、人間の目の輝度弁別度が低いので、上述の量子化によるレベル方向の解像度の低下（劣化）が、視聴者に与える影響はほとんどないと考えられる。
【０１７４】
１０ビット精度から８ビット精度に変換された画像データは、差分信号符号化器８に供給される。そして、差分信号符号化器８において、ＤＣＴ処理され、さらに量子化されてＶＬＣ回路１５に供給される。
【０１７５】
ＶＬＣ回路１５には、差分信号符号化器８でＤＣＴ処理され、さらに量子化された画像データのブロックの他、そのブロックの代表値データまたは量子化幅Ｑが代表値計算回路５または量子化幅計算回路６よりそれぞれ供給されるとともに、動きベクトルおよび動き補償モードが動き予測における回路により供給される。さらに、ＶＬＣ回路１５には、差分信号符号化器８での量子化幅Ｓが供給される。そして、ＶＬＣ回路１５は、ビット精度が１０ビット精度から８ビット精度に変換された画像データのブロック、そのブロックの代表値データ、量子化幅Ｑ，Ｓ、動きベクトル、および動き補償モードを可変長符号化し、図示せぬ送信バッファを介して出力する。
【０１７６】
ここで、この場合、ＶＬＣ回路１５では、符号化された画像データのブロックごとのヘッダに、そのブロックの代表値データまたは量子化幅Ｑが付加されるようになされている。
【０１７７】
なお、ブロックの代表値データまたは量子化幅Ｑを、上述したようにそのブロックのヘッダに付加するのではなく、ブロックより上位のレイヤとしての、例えばマクロブロックレイヤやピクチャレイヤのヘッダに、そのマクロブロックやピクチャレイヤに属する他のブロックの代表値データおよび量子化幅Ｑとともに付加するようにすることができる。
【０１７８】
ＶＬＣ回路１５よりエンコーダ出力信号としてのビットストリームが出力される。
【０１７９】
また、差分信号符号化器８でＤＣＴ処理され、さらに量子化された画像データは、それがＩまたはＰピクチャのデータである場合、差分信号復号化器９に供給される。
【０１８０】
差分信号復号化器９は、逆量子化器１１３および逆ＤＣＴ回路１１４より構成され、そこでは、差分信号符号化器８からのデータ（量子化されたＤＣＴデータ）が、差分信号符号化器８における量子化幅Ｓと同一の量子化幅で逆量子化され、さらに逆ＤＣＴ処理される。
【０１８１】
差分信号復号化器９より出力された画像データは、ブロック逆量子化器１０に入力され、そこで、量子化幅計算回路６より出力された、ブロック量子化器７における量子化幅Ｑと同一の量子化幅で逆量子化される。即ち、ブロック逆量子化器１０において、差分信号復号化器９より出力された画像データに、ブロック量子化器７における量子化幅Ｑと同一の量子化幅が乗算され、演算器１１に出力される。
【０１８２】
加算器１１においては、ブロック逆量子化器１０より出力された画像データに、代表値計算回路５より出力された、減算器４において演算器３の演算出力から減算された代表値データと同一の代表値データが加算され、この加算データが加算器７０および加算器７２に供給される。
【０１８３】
これにより、減算器７０、加算器７２には、減算器４およびブロック量子化器７によって８ビット精度の画像データのブロックに変換される前の１０ビット精度の画像データのブロックと同一（正確には、量子化誤差が含まれるので、ほぼ同一）の画像データのブロックが供給されることになる。
【０１８４】
加算器１１から出力される信号Ｓ２は減算器７０および加算器７２に出力される。減算器７０では、演算器３からの信号Ｓ１および加算器１１からの信号Ｓ２の差分Ｓ３を以下のような演算
Ｓ３＝Ｓ１−Ｓ２
を行うことにより演算し、この差分信号Ｓ３を可変長符号化回路７１および加算器７２に出力する。
【０１８５】
可変長符号化回路７１は減算器７０からの差分信号Ｓ３を可変長符号化し、その出力ビットストリーム（補正ビットストリーム）を送信バッファ７３を介して伝送データとして出力し、この伝送データが伝送路７４を介して受信側に伝送されるか、もしくは記録媒体７５に記録される。
【０１８６】
加算器７２は、演算器１１からの信号Ｓ２および減算器７０からの信号Ｓ３を加算して、この加算信号を加算器１２に出力する。
【０１８７】
上記の処理により、ＤＣＴ処理、および１０ビット画像信号を８ビット画像信号に変換する処理によって失われた情報を補正し、原信号Ｓ１と一致する信号が演算器１２に入力される。
【０１８８】
加算器１２には、また、既に復号され、動き補償回路１４で動き補償された予測画像が供給され、そこでは、この予測画像と演算器１１からの画像データが加算され、元の１０ビット精度の画像データ（符号化される前の１０ビット精度の画像データ）に復号される。この復号された１０ビット精度の画像データは、フィールドメモリ群１３に供給されて記憶される。
【０１８９】
フィールドメモリ群１３は、１０ビット精度の画像データを記憶することができるようになされている。フィールドメモリ群１３に記憶された、既に復号された１０ビットの画像データは、フィールドメモリコントローラ１６により入力画像の同期信号に対応して生成されたタイミング制御信号に基づいて読み出される。そして、この読み出された画像信号は、動き補償回路１４において、動き予測回路２からの動きベクトルに対応して動き補償され、演算器３および１２に供給される。即ち、予測画像が演算器３および加算器１２に供給される。
【０１９０】
以上のように、１０ビット精度の画像データを８ビット精度の画像データに変換するようにしたので、８ビット精度の画像データ用の動き予測回路２、差分信号符号化器８、および差分信号復号化器９などを使用した画像符号化装置によって、１０ビット精度の画像を、その画質を劣化させることなく可逆符号化することができる。
【０１９１】
次に、図８は、本発明の第３の実施の形態の画像信号符号化装置に対応する画像信号復号装置の一例の構成を示すブロック図である。
【０１９２】
この図８に示す画像信号復号化装置は、図５に示す画像信号符号化装置で符号化された画像を復号することができるようになされている。
【０１９３】
図５の画像信号符号化装置により符号化され、伝送路７４を介して伝送されたか、もしくは記録媒体７５に記録されている符号化された画像データは、図示せぬ受信回路で受信されたり、再生装置で記録媒体より再生され、可変長復号化（逆ＶＬＣ）回路２１に供給される。逆ＶＬＣ回路２１は、符号化された画像データのビットストリームを可変長復号化し、画像データの、例えばブロックごとのヘッダに付加されたブロックの代表値データまたは量子化幅Ｑを加算器２４またはブロック逆量子化器２３に供給するとともに、動きベクトルおよび動き補償モードを動き補償回路２７に供給する。また、逆ＶＬＣ回路２１は、復号された（可変長復号された）画像データのブロック及び量子化幅Ｓを差分信号復号化器２２に供給する。
【０１９４】
さらに、逆ＶＬＣ回路２１は、１枚（１画面）の画像に対応するデータの可変長復号化を終了するたびにタイミングパルスをメモリコントローラ２８に出力する。メモリコントローラ２８においては、このタイミングパルスに対応してタイミング制御信号がフィールドメモリ群２６に供給されるようになされており、これにより、フィールドメモリ群２６からの画像データの読み出しのタイミングが制御されるようになされている。
【０１９５】
差分信号復号化器２２は、図５の差分信号復号化器９と同様に、逆量子化器１２１および逆ＤＣＴ回路１２２より構成されている。逆量子化器１２１は、逆ＶＬＣ回路２１より供給された画像データを、同じく逆ＶＬＣ回路２１より供給された量子化幅Ｓに従って逆量子化し、逆ＤＣＴ回路１２２に出力する。逆量子化器１２１より出力されたデータ（ＤＣＴ係数）は、逆ＤＣＴ回路１２２で、逆ＤＣＴ処理される。
【０１９６】
ここで、差分信号復号化器２２に入出力する画像データは、ビット精度が８ビット精度に変換されたものであるので、差分信号復号化器２２では、図５における場合と同様にして、８ビット精度の画像データを逆量子化し、さらに逆ＤＣＴ処理することができる。
【０１９７】
差分信号復号化器２２より出力された画像データのブロックは、ブロック逆量子化器２３に入力され、そこで、逆ＶＬＣ回路２１より出力された、ブロック量子化器７（図５）で量子化されたときの量子化幅Ｑと同一の量子化幅で逆量子化される。即ち、ブロック逆量子化器２３において、差分信号復号化器２２より出力された画像データに、ブロック量子化器７で量子化されたときの量子化幅Ｑと同一の量子化幅が乗算される。
【０１９８】
これにより、画像データのブロックのダイナミックレンジが、図５の画像信号符号化装置で符号化される前と同一（ほぼ同一）の値に変換される。
【０１９９】
ブロック逆量子化器２３で逆量子化された画像データのブロックは、加算器２４に供給される。加算器２４では、逆ＶＬＣ回路２１からの代表値データと、ブロック逆量子化器２３からの画像データのブロック（ブロックにおける画素データそれぞれ）とが加算され、この加算データは加算器９３を介して、演算器２５に出力される。
【０２００】
図５の画像信号符号化装置の可変長符号化回路７１において可変長符号され、伝送路７４から供給されたもしくは記録媒体７５に記録された差分ビットストリームは、受信バッファ９１に入力される。可変長復号回路９２は受信バッファ９１から差分ビットストリームを読み出し、そのビットストリームを可変長符号を復号する。可変長復号回路９２は、図５の画像信号符号化装置における可変長符号化回路７１と対をなし、その逆の操作を行なうものである。
【０２０１】
可変長復号回路９２の出力信号Ｓ３’は画像信号符号化装置におけるＳ３と一致する。加算器２４からの出力信号Ｓ２’は画像信号符号化装置におけるＳ２と一致する。加算器９３は、可変長復号回路９２からの出力Ｓ３’および加算器２４からの出力信号Ｓ２’を加算し、信号Ｓ１’として出力する。これは図１の画像信号符号化装置におけるＳ１に一致する。
【０２０２】
加算器２５には、また、既に復号されたＩまたはＰピクチャの画像データが動き補償回路２７で動き補償された予測画像が供給され、そこでは、この予測画像と加算器２４からの画像データが加算され、元の１０ビット精度の画像データ（符号化される前の１０ビット精度の画像データ）に復号される。この復号された１０ビット精度の画像データは、フィールドメモリ群２６に供給されて記憶される。
【０２０３】
フィールドメモリ群２６は、１０ビット精度の画像データを記憶することができるようになされており、演算器２５からの復号された１０ビット精度の画像データを記憶する。フィールドメモリ群２６に記憶された、既に復号された１０ビットの画像データのうちＩまたはＰピクチャの画像データは、フィールドメモリコントローラ２８により入力画像の同期信号に対応して生成されたタイミング制御信号に基づいて読み出される。そして、この読み出された画像データは、動き補償回路１４において、動き予測回路２からの動きベクトルに対応して動き補償され、演算器２５に供給される。即ち、予測画像が演算器２５に供給される。
【０２０４】
また、フィールドメモリ群２６に記憶された画像データは、フィールドメモリコントローラ２８からのタイミング制御信号に基づいて出力端子に出力される。そして、出力端子に出力された画像データは、例えばＤ／Ａ変換処理などの所定の処理が施され、図示せぬディスプレイなどに供給されて表示される。
【０２０５】
以上のようにして、８ビット精度の画像データ用の差分信号復号化器２２などを使用した画像復号化装置により、図５の画像符号化装置で符号化された、８ビット精度より高精度な１０ビット精度の画像を復号することができ、その画像は原画像と完全に一致する。
【０２０６】
なお、図５に示す画像信号符号化装置及び図８に示す画像信号復号装置においては、ビット精度が１０ビット精度の画像だけでなく、例えば９ビット精度や１１ビット精度などの画像を符号化（復号化）するようにすることができる。
【０２０７】
次に、本発明の第４の実施の形態について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【０２０８】
図９は、本発明の第４の実施の形態としての画像信号符号化装置を示すものである。
【０２０９】
この図９に示す画像信号符号化装置においては、ビット精度が８ビット精度より高精度な、例えば１０ビット精度の画像データが装置に入力されるものとして説明をする。本例では１０ビット画像信号についての具体例を示すが、これは１０ビット以上のビット精度の画像信号にも同様に適用できる。
【０２１０】
この図９に示す画像信号符号化装置は、前述した図５の画像信号符号化装置とほぼ同様な構成を有しており、図８の構成と異なる部分について説明し、他の部分の説明を省略する。
【０２１１】
図９のフィールドメモリ群１から読み出された１０ビットの画像データは演算器３と共に、信号Ｓ１として減算器７０に出力される。加算器７０には、加算器１２からの出力信号Ｓ２が供給されている。
【０２１２】
ここで加算器１２には、演算器１１からの出力信号Ｓ２が、前記図５のような加算器７２を介すことなく直接供給されており、減算器４およびブロック量子化器７によって８ビット精度の画像データのブロックに変換される前の１０ビット精度の画像データのブロックと同一（正確には、量子化誤差が含まれるので、ほぼ同一）の画像データのブロックが供給されることになる。また、加算器１２には、既に復号され、動き補償回路１４で動き補償された予測画像が供給され、そこでは、この予測画像と演算器１１からの画像データが加算され、元の１０ビット精度の画像データ（符号化される前の１０ビット精度の画像データ）に復号される。
【０２１３】
この復号された１０ビット精度の画像データは、図９の例においては、減算器７０および加算器７２に供給される。
【０２１４】
減算器７０では、演算器３に入力された信号Ｓ１および加算器１２からの信号Ｓ２の差分Ｓ３を、下記の演算を行うことにより計算する。  
Ｓ３＝Ｓ１−Ｓ２
そして、その差分データＳ３は、可変長符号化回路７１および加算器７２に出力される。
【０２１５】
可変長符号化回路７１は加算器７０からの差分信号Ｓ３を可変長符号化し、その出力ビットストリーム（補正ビットストリーム）を送信バッファ７３を介して出力する。
【０２１６】
加算器７２は、加算器１２からの信号Ｓ２および減算器７０からの信号Ｓ３を加算して加算器１２に出力する。
【０２１７】
上記の処理により、ＤＣＴ処理、および１０ビット画像信号を８ビット画像信号に変換する処理によって失われた情報を補正することができ、その原信号と一致する信号Ｓ１が、フィールドメモリ群１３に供給されて記憶される。
【０２１８】
フィールドメモリ群１３は、１０ビット精度の画像データを記憶することができるようになされている。フィールドメモリ群１３に記憶された、既に復号された１０ビットの画像データは、フィールドメモリコントローラ１６により入力画像の同期信号に対応して生成されたタイミング制御信号に基づいて読み出される。そして、この読み出された画像データは、動き補償回路１４において、動き予測回路２からの動きベクトルに対応して動き補償され、演算器３および１２に供給される。即ち、予測画像が演算器３および１２に供給される。
【０２１９】
以上のように、１０ビット精度の画像データを８ビット精度の画像データに変換するようにしたので、８ビット精度の画像データ用の動き予測回路２、差分信号符号化器８、および差分信号復号化器９などを使用した画像符号化装置によって、１０ビット精度の画像を、その画質を劣化させることなく可逆符号化することができる。
【０２２０】
次に、図１０は、本発明の第４の実施例の画像信号符号化装置に対応する画像信号復号装置の一例の構成を示すブロック図である。
【０２２１】
この図１０中で、前記図８における各部と対応する部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。この図１０に示す画像信号復号装置は、図９に示す画像信号符号化装置で符号化された画像を復号することができるようになされている。
【０２２２】
この図１０に示す画像信号復号装置において、図８の構成と異なる点は、加算器９３の挿入位置であり、加算器２４からの出力が直接演算器２５に送られ、この演算器２５からの出力信号Ｓ２’が加算器９３に送られてる。そして、加算器９３は、逆ＶＬＣ回路９２からの差分信号Ｓ３’と演算器２５からの出力信号Ｓ２‘を加算する。そして、この加算器９３からの出力信号Ｓ１’は、フィールドメモリ群２６に送られている。
【０２２３】
すなわち、ブロック逆量子化器２３で逆量子化された画像データのブロックは、加算器２４に供給される。加算器２４は、逆ＶＬＣ回路２１からの代表値データと、ブロック逆量子化器２３からの画像データのブロック（ブロックにおける画素データそれぞれ）とが加算し、加算データを演算器２５に出力する。
【０２２４】
演算器２５には、また、既に復号されたＩまたはＰピクチャの画像データが動き補償回路２７で動き補償された予測画像が供給され、そこでは、この予測画像と加算器２４からの画像データが加算され、元の１０ビット精度の画像データ（符号化される前の１０ビット精度の画像データ）に復号される。この復号された１０ビット精度の画像データは、加算器９３に入力される。
【０２２５】
上記図９の画像信号符号化装置の可変長符号化回路７１において可変長符号され、伝走路７４から供給されたもしくは記録媒体７５に記録されている差分ビットストリームは、図１０の受信バッファ９１に入力される。可変長復号回路９２は受信バッファ９１から差分ビットストリームを読み出し、このビットストリームを可変長符号を復号する。可変長復号回路９２は画像信号符号化装置における可変長符号化回路７１と対をなし、その逆の操作を行なうものである。
【０２２６】
ここで、可変長復号回路９２の出力信号Ｓ３’は、図９の符号化装置における信号Ｓ３と一致する。演算器２４からの出力信号Ｓ２’は、図９の符号化装置における信号Ｓ２と一致する。加算器９３は、可変長復号回路９２の出力Ｓ３’および演算器２４の出力信号Ｓ２’を加算し、信号Ｓ１’として出力する。これは、図９の符号化装置における信号Ｓ１に一致する。
【０２２７】
加算器９３の出力信号は、フィールドメモリ群２６に供給されて記憶される。フィールドメモリ群２６は、１０ビット精度の画像データを記憶することができるようになされており、演算器２５からの復号された１０ビット精度の画像データを記憶する。フィールドメモリ群２６に記憶された、既に復号された１０ビットの画像データのうちＩまたはＰピクチャの画像データは、フィールドメモリコントローラ２８により入力画像の同期信号に対応して生成されたタイミング制御信号に基づいて読み出される。そしてこの読み出されてた画像データは、動き補償回路１４において、動き予測回路２からの動きベクトルに対応して動き補償され、演算器２５に供給される。即ち、予測画像が演算器２５に供給される。
【０２２８】
また、フィールドメモリ群２６に記憶された画像データは、フィールドメモリコントローラ２８からのタイミング制御信号に基づいて出力端子に出力される。そして、出力端子に出力された画像データは、例えばＤ／Ａ変換処理などの所定の処理が施され、図示せぬディスプレイなどに供給されて表示される。
【０２２９】
以上のようにして、８ビット精度の画像データ用の差分信号復号器２２などを使用した画像信号復号装置により、図９の画像信号符号化装置で符号化された、８ビット精度より高精度な１０ビット精度の画像を復号することができ、その画像は原画像と完全に一致する。
【０２３０】
なお、図９に示す画像信号符号化装置及び図１０に示す画像信号復号化装置においては、ビット精度が１０ビット精度の画像だけでなく、例えば９ビット精度や１１ビット精度などの画像を符号化及び復号化するようにすることができる。
【０２３１】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、上記各実施の形態においては、ＤＣＴ処理によって失われた情報を補正する信号を伝送することにより、可逆符号化を実現する画像信号符号化／復号化装置についての例を示しているが、ＤＣＴ処理以外の劣化要素にも適用できる。また、例えば、実施の形態では量子化スケールは１にしているが、量子化スケールが１以外の場合にも同様に適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論である。
【０２３２】
本発明の上述したような実施の形態によれば、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を量子化し、量子化された信号を出力する画像信号符号化方法において、符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前のデータとを比較し、その差分を取り出しているため、この差分信号を復号データに加算し、信号を補正することにより、可逆符号化を実現することが可能となる。この可逆符号化が可能となることにより、高精度の画像信号の符号化／復号が実現できる。
【０２３３】
また、所定のブロックごとに、画像データの代表値データおよび量子化幅を決定し、画像データと代表値データの差分を算出して、差分を量子化幅に基づいて量子化し、第１の量子化データを生成する。そして、第１の量子化データに所定の変換処理を施し、その変換係数を量子化して、第２の量子化データを生成し、代表値データ、量子化幅、および第２の量子化データを符号化する。従って、画像を、そのビット精度を変換して符号化し、また復号することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の画像信号符号化装置に対応する画像信号復号装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態としての画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の画像信号符号化装置に対応する画像信号復号装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態としての画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図６】画像データのブロックのダイナミックレンジの一例を示す図である。
【図７】画像データのブロックのダイナミックレンジの他の例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態としての画像信号復号装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態としての画像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の画像信号符号化装置に対応する画像信号復号装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２３５】
５０  動きベクトル検出回路、  ５２  予測モード切り換え回路、  ５３  演算部、  ５５  ＤＣＴモード切り換え回路、  ５６  ＤＣＴ回路、  ５７  量子化回路、  ５８，７１  可変長符号化回路、  ６０，８３  逆量子化回路、  ６１，８４  ＩＤＣＴ回路、  ７０，７２，９３  加算器、  ８２，９２  可変長復号回路
【図１】
2005117680.tif 000003
【図２】
2005117680.tif 000004
【図３】
2005117680.tif 000005
【図４】
2005117680.tif 000006
【図５】
2005117680.tif 000007
【図６】
2005117680.tif 000008
【図７】
2005117680.tif 000009
【図８】
2005117680.tif 000010
【図９】
2005117680.tif 000011
【図１０】
2005117680.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化方法において、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、
上記符号化データを局所復号し局所復号データを生成する工程と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する工程とを有し、
上記符号化処理は、上記入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、上記入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うこと
を特徴とする画像信号符号化方法。
【請求項２】
入力された画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化装置において、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する手段と、
上記符号化データを局所復号し局所復号データを生成する手段と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する手段とを有し、
上記符号化処理は、上記入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、上記入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うこと
を特徴とする画像信号符号化装置。
【請求項３】
入力された画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を伝送する画像信号伝送方法において、
入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、
上記符号化データを局所復号し局所復号データを生成する工程と、
上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算し、差分データを伝送する工程とを有し、
上記符号化処理は、上記入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、上記入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うこと
を特徴とする画像信号伝送方法。
【請求項４】
入力された画像信号と該入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データとの差分に対して実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データとが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号方法であって、
上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、上記代表値データを加算して復号データを生成する工程と、
上記差分データと上記復号データを加算する工程とを有すること
を特徴とする画像信号復号方法。
【請求項５】
入力された画像信号と該入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データとの差分に対して実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データとが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号装置であって、
上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、上記代表値データを加算して復号データを生成する手段と、
上記差分データと上記復号データを加算する手段とを有すること
を特徴とする画像信号復号装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、画像信号符号化方法及び装置、画像信号伝送方法、並びに画像信号復号方法及び装置に関し、特に、動画像信号を、例えば光磁気ディスクや磁気テープなどの記録媒体に記録し、若しくはこの動画像信号を伝送路を介して伝送し、この動画像信号を再生する場合などに用いて好適な画像信号符号化方法及び装置、画像信号伝送方法、並びに画像信号復号方法及び装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明によれば、上述した課題を解決するために、画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を量子化し、量子化された信号を出力する画像信号符号化方法において、符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前のデータとを比較し、その差分を取り出すようにし、上記符号化処理は、入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うことを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
すなわち、本発明に係る画像信号符号化方法は、入力された画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化方法において、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、上記符号化データを局所復号し局所復号データを生成する工程と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する工程とを有し、上記符号化処理は、上記入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、上記入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うことを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明に係る画像信号符号化方法は、入力された画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を出力する画像信号符号化装置において、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する手段と、上記符号化データを局所復号し局所復号データを生成する手段と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算する手段とを有し、上記符号化処理は、上記入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、上記入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うことを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明に係る画像信号伝送方法は、入力された画像信号に実数演算を伴う符号化処理を施して得られた信号を伝送する画像信号伝送方法において、入力画像信号に対して実数演算を伴う符号化処理を行い、符号化データを生成する工程と、上記符号化データを局所復号し局所復号データを生成する工程と、上記局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとを比較し、その差分を演算し、差分データを伝送する工程とを有し、上記符号化処理は、上記入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データと、上記入力画像信号との差分に対して、実数演算処理を行うことを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明に係る画像信号復号方法は、入力された画像信号と該入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データとの差分に対して実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データとが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号方法であって、
上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、上記代表値データを加算して復号データを生成する工程と、上記差分データと上記復号データを加算する工程とを有することを特徴としている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、本発明に係る画像信号復号装置は、入力された画像信号と該入力画像信号の所定ブロック毎に決定された代表値データとの差分に対して実数演算を伴う符号化処理を施して得られた符号化データと、上記符号化データの局所復号データと上記実数演算を行なう前の画像データとの差分演算によって得られた差分データとが供給され、上記符号化データと上記差分データとから元の画像データを復号する画像信号復号装置であって、
上記符号化データを上記符号化処理に対応する復号処理に従って復号し、上記代表値データを加算して復号データを生成する手段と、上記差分データと上記復号データを加算する手段とを有することを特徴としている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以下、本発明に係る画像信号符号化方法及び装置、画像信号伝送方法、画像信号復号化方法及び装置並びに画像信号復号装置又は方法によって復号可能な記録信号が記録された記録媒体の好ましいいくつかの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。