(57)【要約】【課題】  圧縮率の低下を最小限に留めるとともに色跳びに伴うノイズを抑制することが可能な画像符号化装置、画像符号化方法、画像復号化装置、画像復号化方法及び画像符復号化システムを提供する。【解決手段】  画像符号化装置１は、符号化処理を行う対象となる符号化対象データとして対象画素データｄｉと差分値データｄｉｄと予測値データｄｉｙとのいずれかのデータを採用する符号化対象決定手段１３を備える。符号化対象決定手段１３は、符号化モードがＰＣＭ処理モードであり、差分値データｄｉｄの成分の絶対値が第２閾値以下となる場合、符号化対象データｄｉｙの当該成分として予測値データｄｉｐの当該成分を採用する。一方、符号化対象決定手段１３は、差分値データｄｉｄの成分の絶対値が第２閾値を上回る場合、符号化対象データｄｉｙの当該成分として対象画素データｄｉの当該成分を採用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成分から成る、走査順に整列した画素の画素データを、固定長符号に圧縮して符号化する画像符号化装置であって、
符号化処理の対象画素の前記画素データである対象画素データを予測して予測値データを生成する予測値生成手段と、
前記対象画素データ及び前記予測値データの差分値を算出して差分値データを生成する減算器と、
符号化方法を示す情報である符号化モードを決定する符号化モード決定手段と、
前記符号化処理を行う対象となる符号化対象データとして、前記対象画素データと、前記差分値データと、前記予測値データと、のいずれかのデータを採用する符号化対象決定手段と、
前記符号化対象データに対して量子化処理を行い、量子化データを生成する量子化手段と、
前記量子化データに前記符号化モードを付加して固定長符号を生成する固定長符号生成手段と、を備えてなり、
前記符号化モード決定手段が、
前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値と第１閾値とを比較し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値以下のときは前記符号化対象データとして前記差分値データを採用する旨の第１情報を示し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値を上回るときは前記符号化対象データとして前記対象画素データまたは前記予測値データを採用する旨の第２情報を示す前記符号化モードを、固定長のデータで生成し、
前記符号化対象決定手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記差分値データの前記成分の絶対値が第２閾値以下となる場合、前記符号化対象データの当該成分として前記予測値データの当該成分を採用し、前記差分値データの前記成分の絶対値が前記第２閾値を上回る場合、前記符号化対象データの当該成分として前記対象画素データの当該成分を採用することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記符号化対象決定手段が、
前記符号化モードが前記第１情報であるとき、前記差分値データの前記成分の絶対値にかかわらず、前記符号化対象データとして前記差分値データを採用することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記第２閾値は、前記画素データに基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記第２閾値は、外部から入力される信号に基づいて強制的に決定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
前記符号化対象決定手段が、前記符号化対象データの前記成分として採用したデータの種類を示す成分判定情報を生成し、
前記量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記符号化対象データの前記成分のそれぞれに対して行う前記量子化処理が、前記成分判定情報に応じて異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記成分判定情報が前記符号化対象データの前記成分として前記予測値データが採用されたことを示すものである場合、前記符号化対象データの前記成分について、第１所定数の下位ビットを削除することで前記量子化処理を行い、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記成分判定情報が前記符号化対象データの前記成分として前記対象画素データが採用されたことを示すものである場合、前記符号化対象データの前記成分について、前記第１所定数の下位ビットが第３閾値以上であれば切り上げ、前記第３閾値よりも小さければ切り捨てて、その後に前記第１所定数の下位ビットを削除することで前記量子化処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記予測値生成手段が、
前記予測値データを一時的に保持する第１バッファと、
前記対象画素に係る前記量子化データに対して第１逆量子化処理を行うことで、前記対象画素の次の前記画素に係る前記予測値データを生成する第１逆量子化手段と、を備えてなり、
前記第１逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分のそれぞれに対して行う前記第１逆量子化処理が、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分から前記第１所定数の下位ビットを除いた第２所定数の上位ビットと、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、の一致の有無に応じて異なることを特徴とする請求項６に記載の画像符号化装置。
【請求項８】
前記第１逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致する場合、前記対象画素の次の前記画素に係る前記予測値データの前記成分として、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分を採用し、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致しない場合、前記対象画素の次の前記画素に係る前記予測値データの前記成分として、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分の下位に前記第１所定数の所定値のビットを付加したデータを採用することを特徴とする請求項７に記載の画像符号化装置。
【請求項９】
前記符号化対象決定手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記符号化対象データとして、前記対象画素データと、前記予測値データと、のいずれかのデータを前記成分毎に選択して採用する成分毎決定処理と、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記符号化対象データとして、前記対象画素データを採用することを決定する一括決定処理と、
から選択された一方の処理を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
前記符号化対象決定手段が、前記成分毎決定処理及び前記一括決定処理のいずれの処理を行うかが、前記画素データに基づいて決定されることを特徴とする請求項９に記載の画像符号化装置。
【請求項１１】
前記符号化対象決定手段が、前記成分毎決定処理及び前記一括決定処理のいずれの処理を行うかが、外部から入力される信号に基づいて強制的に決定されることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
前記符号化モードを一時的に保持する第２バッファを、さらに備え、
前記第１閾値が、前記対象画素より１画素以上前の１以上の画素に係る前記符号化モードによって複数の中から一意に決定されるものであり、
前記量子化手段が、
前記符号化モードが前記第１情報であるとき、前記第１閾値に応じて量子化ステップを決定し、前記符号化対象データに対して当該量子化ステップで前記量子化処理を行って、固定長の前記量子化データを生成することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像符号化装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像符号化装置によって前記符号化処理が行なわれた前記固定長符号から復元データを生成する画像復号化装置であって、
復号化対象の前記固定長符号である対象固定長符号から前記符号化モードと前記量子化データとを取得する復号化手段と、
前記量子化データに対して第２逆量子化処理を行うことで前記復元データを生成する第２逆量子化手段と、を備えてなり、
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報を示す場合には、前記第２情報を示す前記符号化モードに関連付けられている量子化ステップに基づいて、前記量子化データの前記成分のそれぞれに対して前記第２逆量子化処理を行い、前記復元データを生成することを特徴とする画像復号化装置。
【請求項１４】
前記第２逆量子化手段によって生成された前記復元データを一時的に保持する第３バッファを、さらに備え、
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるとき、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分に対して行う前記第２逆量子化処理が、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データから前記第１所定数の下位ビットを除いた第２所定数の上位ビットと、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、の一致の有無に応じて異なることを特徴とする請求項１３に記載の画像復号化装置。
【請求項１５】
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致する場合、前記対象固定長符号に係る前記復元データの前記成分として、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データの前記成分を採用し、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致しない場合、前記対象固定長符号に係る前記復元データの前記成分として、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分の下位に前記第１所定数の所定値のビットを付加したデータを採用することを特徴とする請求項１４に記載の画像復号化装置。
【請求項１６】
前記第２逆量子化手段によって生成された前記復元データを一時的に保持する第３バッファと、
前記対象固定長符号に係る前記符号化モードを一時的に保持する第４バッファと、をさらに備え、
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第１情報を示す場合には、前記対象固定長符号より１以上前の１以上の前記固定長符号に係る前記符号化モードの値と、前記対象固定長符号に係る前記符号化モードの値と、に関連付けられている量子化ステップに基づいて、前記量子化データに対して前記第２逆量子化処理を行って得られたビットに、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データのビットを加算することで前記復元データを生成することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の画像復号化装置。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像符号化装置と、
請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の画像復号化装置と、
情報を格納する記録手段と、を備えてなり、
一以上の画素データを含む画像データの書き込み時には、前記画像符号化装置によって前記画素データのそれぞれが前記固定長符号に変換されて前記記録手段に格納され、
前記画像データの読み出し時には、前記復号化装置によって、前記記録手段から読み出された前記固定長符号から変換された前記復元データが読み出されることを特徴とする画像符復号化システム。
【請求項１８】
複数の成分から成る、走査順に整列した画素の画素データを、固定長符号に圧縮して符号化する画像符号化方法であって、
符号化処理の対象画素の前記画素データである対象画素データを予測して予測値データを生成する予測値データ生成ステップと、
前記対象画素データと前記予測値データの差分値を算出して差分値データを生成する差分値データ生成ステップと、
符号化方法を示す情報である符号化モードを決定する符号化モード決定ステップと、
前記符号化処理を行う対象となる符号化対象データとして、前記対象画素データと、前記差分値データと、前記予測値データと、のいずれかのデータを採用する符号化対象データ決定ステップと、
前記符号化対象データに対して量子化処理を行い、量子化データを生成する量子化データ生成ステップと、
前記量子化データに前記符号化モードを付加して固定長符号を生成する固定長符号生成ステップと、を備えてなり、
前記符号化モード決定ステップで、
前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値と第１閾値とを比較し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値以下のときは前記符号化対象データとして前記差分値データを採用する旨の第１情報を示し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値を上回るときは前記符号化対象データとして前記対象画素データまたは前記予測値データを採用する旨の第２情報を示す前記符号化モードを、固定長のデータで生成し、
前記符号化対象データ決定ステップで、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記差分値データの前記成分の絶対値が第２閾値以下となる場合、前記符号化対象データの当該成分として前記予測値データの当該成分を採用し、前記差分値データの前記成分の絶対値が前記第２閾値を上回る場合、前記符号化対象データの当該成分として前記対象画素データの当該成分を採用することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像符号化方法によって前記符号化処理が行なわれた前記固定長符号から復元データを生成する画像復号化方法であって、
復号化対象の前記固定長符号である対象固定長符号から前記符号化モードと前記量子化データとを取得する復号化ステップと、
前記量子化データに対して逆量子化処理を行うことで前記復元データを生成する逆量子化ステップと、を備えてなり、
前記逆量子化ステップで、
前記符号化モードが前記第２情報を示す場合には、前記第２情報を示す前記符号化モードに関連付けられている量子化ステップに基づいて、前記量子化データの前記成分のそれぞれに対して前記逆量子化処理を行い、前記復元データを生成することを特徴とする画像復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化装置に関し、特に、画像メモリやバスインタフェースに組み込んで画像メモリ容量やアクセスバンド幅を削減するために適した画像符号化装置、画像符号化方法に関する。また、本発明は、このような画像符号化装置、画像符号化方法によって符号化されたデータを復号化するための画像復号化装置、画像復号化方法に関する。さらに、本発明は、このような画像符号化装置と画像復号化装置とを備える画像符復号化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高解像度画像を記録可能なメディアや、高解像度画像を伝送可能な地上波デジタル放送の普及が進み、これらの高解像度画像を表示することができる画像表示装置（例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ）が注目されている。このような画像表示装置は、画像を表示する際に所定の処理を行う必要があるため、処理途中の中間画像データを一時的に格納可能なフレームメモリ等の記録手段を備える。具体的に例えば、画像表示装置は、メモリインタフェースやバスを介して、内部バッファや外部メモリ等に、中間画像データを一時的に格納する。
【０００３】
ただし、例えば高精細度テレビジョン放送に採用されている１０８０ｐ（画像サイズ：横１９２０画素×縦１０８０画素、フレームレート：６０、色深度：８ビット×３色）では、１フレームだけで、１９２０×１０８０×２４＝約５０メガビットものデータ量となる。また、時間方向の３つのフレームを使用するフィルタ処理を用いてノイズ除去等を行う場合は、その３倍の約１５０メガビットものデータ量となる。さらに、１フレームが１０８０ｐの約４倍（縦約２倍、横約２倍）の画素数を有する４ｋ２ｋや、３Ｄ（３次元）画像の規格なども存在する。
【０００４】
このように、膨大な容量を有するフレームメモリが必要とされているが、現実的な回路での実現は困難になりつつある。そこで、画像データを、フレームメモリに格納する前に圧縮符号化し、フレームメモリから読み出して画像処理を行う前に復号化することで、フレームメモリに格納するデータ量の削減を図り、必要なフレームメモリの容量を小さくする方法が各種提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。これらの方法を、画像表示装置の画像メモリやバスインタフェースに利用することで、画像メモリ容量やアクセスバンド幅の削減を図ることができる。
【０００５】
圧縮符号化方法として、例えば、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation：パルス符号変調）やＤＰＣＭ（Differential Pulse Code Modulation：差分パルス符号変調）などがある。ＰＣＭは、信号を一定時間ごとに標本化し、定められたビット数の整数値に量子化する手法であり、本来はアナログ信号をデジタル信号に変換する方法であるが、デジタルデータを圧縮するためにも適用できる。また、ＤＰＣＭは標本化された値をそのまま符号化するのではなく、予測画像の信号値との差分値を符号化する予測符号化手法である。また、局所的な画像の複雑度などの情報を用いて量子化ステップを適応的に変化させる適応ＤＰＣＭ（ADPCM, Adaptive DPCM）手法がＤＰＣＭ手法の改良として提案されている。
【０００６】
その他にも、さまざまな画像圧縮技術が提案されている。例えば、ハフマン符号化などの可変長符号化方法は特に可逆変換としてさまざまな圧縮手法の一部に取り入れられており、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変換）に代表される直交変換などを用いた複雑な処理技術はＪＰＥＧやＭＰＥＧなど高圧縮率を目標とした画像圧縮アルゴリズム中に取り入れられている。
【０００７】
ところで、画像メモリやバスインタフェースを対象とした画像圧縮は、小さい符号化遅延で、画素データに対して固定長符号であるという制約のもとで、圧縮による画質劣化をできるだけ小さくすることが望ましい。これは、符号化遅延が大きいと、後段の処理において画像メモリに格納した中間画像データを利用可能な状態にするために必要な時間が伸び、これによって処理時間が増大してしまうからである。また、各画素データに対する圧縮後の符号化データの符号長が固定化されていないと、最低圧縮率の保証が困難になるとともに、各画素データに対する符号化データがどのアドレスに格納されているかを管理したり、アクセスごとに再計算したりする必要が生じるからである。
【０００８】
ＤＰＣＭ手法やＡＤＰＣＭ手法などの予測符号化手法は、符号化遅延が小さく、画像データを画素毎に固定長で符号化することができる。しかし、固定長で符号化すべく、差分値の小さい箇所での符号化に必要なビット数と同数のビット数で画像エッジのように差分値が大きい箇所を符号化すると、画質劣化が生じ易くなるという問題がある。逆に、画質劣化を防止すべく、差分値が大きい箇所での符号化に必要なビット数と同数のビット数で符号化を行うと、差分値の小さい箇所では必要以上に大きなビット数で符号化がされることとなり、全体として符号化後のビット数が増加してしまう。
【０００９】
また、ＰＣＭ手法では階調値をそのまま量子化するため、隣接画素間の画素データの差分値の再現性が乏しく、画像のニュアンスが欠如して画質劣化が生じてしまう。
【００１０】
そこで、特許文献１では、入力標本値を符号化（ＰＣＭ処理）する手段と、入力標本値を差分符号化（ＤＰＣＭ処理）する手段のうち、信号劣化の少ない符号化手段を選択することにより、画質劣化を軽減除去する画像符号化装置が提案されている。この画像符号化装置によれば、通常時はＤＰＣＭ処理によって量子化を行い、隣接画素間の画素データの差分値の大きい画像エッジの近傍ではＰＣＭ処理によって量子化を行うことができる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１で提案される画像符号化装置では、ＰＣＭ処理とＤＰＣＭ処理を切り換える際に、切り換えを示す制御コードを新たに符号化データとして送出する必要があるため、結果として元の画素データと符号化されたデータとが一対一に対応せず、画像データ全体に対する符号長が完全な固定長にはならないという問題がある。さらに、この問題の解決のために、各画素が有する各成分に対して、ＰＣＭ処理とＤＰＣＭ処理のどちらを選択したかを表す１ビットのフラグを付加することが考えられるが、この場合は必要なビット数が増加するため、圧縮率が低下してしまう。
【００１２】
そこで、特許文献２では、隣接画素間の画素データの差分値（対象画素データ及び予測値データの差分値）に応じて、画素データ毎にＰＣＭ処理を適用するかＤＰＣＭ処理を適用するかを一律に決定する画像符号化装置が提案されている。この画像符号化装置によれば、それぞれの画素に対して、ＰＣＭ処理とＤＰＣＭ処理のどちらを選択したかを表す１ビットのフラグを付加するだけであるため、圧縮率の低下を抑制するとともに、完全な固定長の符号化データを生成することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平２−２８５７２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−４５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献２で提案される画像符号化装置において、ある画素データのある成分（仮に、Ｒ成分とする）についてはＰＣＭ処理を適用すると好ましい（即ち、隣接画素間でＲ成分の差分値が大きい）が、当該ある画素データの他の成分（仮に、Ｇ成分及びＢ成分とする）についてはＤＰＣＭ処理を適用すると好ましい（即ち、隣接画素間でＧ成分及びＢ成分のそれぞれの差分値が小さい）という状態が生じ得る。この状態の場合、当該画像符号化装置では、画質の劣化を効果的に抑制する観点から、画素データの全ての成分に対して、ＤＰＣＭ処理ではなくＰＣＭ処理を行う。
【００１５】
しかしながら、画素データのＧ成分及びＢ成分に対してＰＣＭ処理を行うと、場合によっては、ＰＣＭ処理に伴い発生する誤差によって、隣接画素間でＧ成分やＢ成分の差分値が大きくなり（色跳びが発生し）、縦スジなどのノイズとして視認されることがあるため、問題となる。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、圧縮率の低下を最小限に留めるとともに色跳びに伴うノイズを抑制することが可能な画像符号化装置、画像符号化方法、画像復号化装置、画像復号化方法及び画像符復号化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明に係る画像符号化装置は、複数の成分からなる、走査順に整列した画素の画素データを、固定長符号に圧縮して符号化する画像符号化装置であって、
符号化処理の対象画素の前記画素データである対象画素データを予測して予測値データを生成する予測値生成手段と、
前記対象画素データ及び前記予測値データの差分値を算出して差分値データを生成する減算器と、
符号化方法を示す情報である符号化モードを決定する符号化モード決定手段と、
前記符号化処理を行う対象となる符号化対象データとして、前記対象画素データと、前記差分値データと、前記予測値データと、のいずれかのデータを採用する符号化対象決定手段と、
前記符号化対象データに対して量子化処理を行い、量子化データを生成する量子化手段と、
前記量子化データに前記符号化モードを付加して固定長符号を生成する固定長符号生成手段と、を備えてなり、
前記符号化モード決定手段が、
前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値と第１閾値とを比較し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値以下のときは前記符号化対象データとして前記差分値データを採用する旨の第１情報を示し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値を上回るときは前記符号化対象データとして前記対象画素データまたは前記予測値データを採用する旨の第２情報を示す前記符号化モードを、固定長のデータで生成し、
前記符号化対象決定手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記差分値データの前記成分の絶対値が第２閾値以下となる場合、前記符号化対象データの当該成分として前記対象画素データの当該成分を採用し、前記差分値データの前記成分の絶対値が前記第２閾値を上回る場合、前記符号化対象データの当該成分として前記予測値データの当該成分を採用することを特徴とする。
【００１８】
この画像符号化装置によれば、対象画素データと予測値データとの差分値を示す差分値データの絶対値に応じて、対象画素データまたは予測値データそのものを量子化するＰＣＭ処理と、差分値データを量子化するＤＰＣＭ処理と、を自動的に選択して量子化することができる。具体的には、差分値データの絶対値が大きい（隣接画素間の画素データの差分値の絶対値が大きい）場合にはＰＣＭ処理によって量子化を行い、差分値データが小さい（隣接画素間の画素データの差分値の絶対値が小さい）場合にはＤＰＣＭ処理によって量子化を行う。これにより、差分値データが小さい場合には、ＤＰＣＭ処理によって画質の劣化を招来することなく差分値データを符号化することができ、細かい輝度や色彩のニュアンスの復元が可能になる。また、差分値データが大きい場合には、ＰＣＭ処理によって画素の輝度や色成分の視覚的に目立たない微妙な階調の変化よりも変化のダイナミックレンジに重点を置いて符号化し、ダイナミックな変化を忠実に復元可能にすることができる。これにより、人間の視覚特性に合わせて微妙なニュアンスとダイナミックな変化の両方をうまく符号化でき、符号化による視覚的な画質劣化を抑えることが可能になる。
【００１９】
そして、ＰＣＭ処理を行う場合において、差分値が大きい成分については、対象画素データの当該成分に対して量子化処理を行うが、差分値が小さい成分については、予測値データの当該成分に対して量子化処理を行う。これにより、ＰＣＭ処理に伴い発生する誤差によって色跳びが発生することを、抑制することが可能になる。
【００２０】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記符号化対象決定手段が、
前記符号化モードが前記第１情報であるとき、前記差分値データの前記成分の絶対値にかかわらず、前記符号化対象データとして前記差分値データを採用すると、好ましい。
【００２１】
この画像符号化装置によれば、ＤＰＣＭ処理を行う際に、差分値データのそれぞれの成分に対して一律にＤＰＣＭ処理を行う。そのため、当該処理を簡略化することが可能になる。
【００２２】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記第２閾値は、前記画素データに基づいて決定されてもよい。
【００２３】
この画像符号化装置によれば、ＰＣＭ処理を行う際における、対象画素データの成分を量子化するか予測値データの成分を量子化するかを決定するための第２閾値を、画像データの状態等に応じて適応的に決定することが可能となる。そのため、符号化に伴う画像データの劣化を抑制して、画質を高めることが可能になる。
【００２４】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記第２閾値は、外部から入力される信号に基づいて強制的に決定されてもよい。
【００２５】
この画像符号化装置によれば、対象画素データの成分を量子化するか予測値データの成分を量子化するかを決定するための第２閾値を、任意の値に決定することが可能になる。そのため、例えば前画素が存在しない先頭の画素が対象画素となる場合にも、符号化処理を行うことが可能になる。
【００２６】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記符号化対象決定手段が、前記符号化対象データの前記成分として採用したデータの種類を示す成分判定情報を生成し、
前記量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記符号化対象データの前記成分のそれぞれに対して行う前記量子化処理が、前記成分判定情報に応じて異なると、好ましい。
【００２７】
この画像符号化装置によれば、ＰＣＭ処理を行う際に、量子化処理を行う対象である成分が、対象画素データの成分であるか予測値データの成分であるかに応じて、適切な量子化を行うことが可能になる。
【００２８】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記成分判定情報が前記符号化対象データの前記成分として前記予測値データが採用されたことを示すものである場合、前記符号化対象データの前記成分について、第１所定数の下位ビットを削除することで前記量子化処理を行い、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記成分判定情報が前記符号化対象データの前記成分として前記対象画素データが採用されたことを示すものである場合、前記符号化対象データの前記成分について、前記第１所定数の下位ビットが第３閾値以上であれば切り上げ、前記第３閾値よりも小さければ切り捨てて、その後に前記第１所定数の下位ビットを削除することで前記量子化処理を行うと、好ましい。
【００２９】
この画像符号化装置によれば、ＰＣＭ処理を行う際に、予測値データの成分を量子化する場合は、単に下位ビットを削除するだけである。そのため、得られる量子化データの成分を、当該予測値データの成分の上位ビットに一致させることが可能になる。一方、ＰＣＭ処理を行う際に、対象画素データの成分を量子化する場合は、量子化する前に下位ビットの端数処理を行う。そのため、得られる量子化データの成分を逆量子化した際に、当該対象画素データの成分に近づけることが可能になる。
【００３０】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記予測値生成手段が、
前記予測値データを一時的に保持する第１バッファと、
前記対象画素に係る前記量子化データに対して第１逆量子化処理を行うことで、前記対象画素の次の前記画素に係る前記予測値データを生成する第１逆量子化手段と、を備えてなり、
前記第１逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分のそれぞれに対して行う前記第１逆量子化処理が、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分から前記第１所定数の下位ビットを除いた第２所定数の上位ビットと、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、の一致の有無に応じて異なると、好ましい。
【００３１】
この画像符号化装置によれば、ＰＣＭ処理が行われた際に、第１逆量子化手段が、量子化データの成分と予測値データの成分の上位ビットとの一致の有無を確認するだけで、対象画素データの成分及び予測値データの成分のいずれに対して量子化処理が行なわれたのかを認識し、適切な逆量子化処理を行うことが可能になる。
【００３２】
さらに、この画像符号化装置では、第１逆量子化手段が、特別なデータを別途必要とすることなく、対象画素データの成分及び予測値データの成分のいずれに対して量子化処理が行なわれたのかを、認識することができる。そのため、固定長符号が無用に冗長化することを抑制し、圧縮率の低下を最小限に留めることが可能になる。
【００３３】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記第１逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致する場合、前記対象画素の次の前記画素に係る前記予測値データの前記成分として、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分を採用し、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象画素に係る前記予測値データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致しない場合、前記対象画素の次の前記画素に係る前記予測値データの前記成分として、前記対象画素に係る前記量子化データの前記成分の下位に前記第１所定数の所定値のビットを付加したデータを採用すると、好ましい。
【００３４】
この画像符号化装置によれば、ＰＣＭ処理を行う際に、対象画素に係る量子化データの成分と、対象画素に係る予測値データの成分の上位ビットと、が一致する場合（対象画素に係る量子化データの成分が対象画素に係る予測値データの成分を量子化して得られたものである場合）に、当該量子化データの成分を逆量子化した結果（対象画素の次の画素に係る予測値データの成分）として、予測値データの成分を採用する。一方、ＰＣＭ処理を行う際に、対象画素に係る量子化データの成分と、対象画素に係る予測値データの成分の上位ビットと、が一致しない場合（対象画素に係る量子化データの成分が対象画素データの成分を量子化して得られたものである場合）に、当該量子化データの成分を逆量子化した結果（対象画素の次の画素に係る予測値データの成分）として、対象画素に係る量子化データの成分に所定のビットを付加したデータを採用する。したがって、逆量子化処理を精度良く行うことが可能になる。
【００３５】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記符号化対象決定手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記符号化対象データとして、前記対象画素データと、前記予測値データと、のいずれかのデータを前記成分毎に選択して採用する成分毎決定処理と、
前記符号化モードが前記第２情報であるときに、前記符号化対象データとして、前記対象画素データを採用することを決定する一括決定処理と、
から選択された一方の処理を行うと、好ましい。
【００３６】
この画像符号化装置によれば、ＰＣＭ処理を行う際に、符号化対象データを成分毎に選択して採用する成分毎決定処理に代えて、符号化対象データを画素毎に選択して採用する一括決定処理を行うことが可能になる。
【００３７】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記符号化対象決定手段が、前記成分毎決定処理及び前記一括決定処理のいずれの処理を行うかが、前記画素データに基づいて決定されてもよい。また、前記符号化対象決定手段が、前記成分毎決定処理及び前記一括決定処理のいずれの処理を行うかが、外部から入力される信号に基づいて強制的に決定されてもよい。
【００３８】
この画像符号化装置によれば、成分毎決定処理及び一括決定処理のいずれの処理を行うかを、画像データの状態等に応じて適応的に決定したり、任意に決定したりすることが可能になる。
【００３９】
さらに、上記特徴の画像符号化装置において、前記符号化モードを一時的に保持する第２バッファを、さらに備え、
前記第１閾値が、前記対象画素より１画素以上前の１以上の画素に係る前記符号化モードによって複数の中から一意に決定されるものであり、
前記量子化手段が、
前記符号化モードが前記第１情報であるとき、前記第１閾値に応じて量子化ステップを決定し、前記符号化対象データに対して当該量子化ステップで前記量子化処理を行って、固定長の前記量子化データを生成すると、好ましい。
【００４０】
この画像符号化装置によれば、ＤＰＣＭ処理を行う際に、対象画素よりも前の画素の符号化モード（即ち、差分値データの大きさの変動）に基づいて決定される第１閾値に応じて、量子化ステップが決定される。そのため、圧縮符号化及び復号化に伴う誤差を小さくすることが可能になる。
【００４１】
さらに、この画像符号化装置によれば、符号化モード決定手段、符号化対象決定手段、量子化手段及び固定長符号生成手段が、対象画素の１画素前または数画素前に係る符号化モードと、対象画素の予測値データと、対象画素データと、当該予測値データ及び当該対象画素データの差分値データと、を処理し、予測値生成手段は、対象画素に係る量子化データと、対象画素の１つ前の画素に係る予測値データと、対象画素の１画素前または数画素前に係る符号化モードとを処理する。そのため、対象画素データの符号化を行う以前に必要なデータがすべて揃っており、処理遅延なしに対象画素データを簡単な演算で符号化可能である。同時に、これらのデータは、直前の数画素分の処理で計算・生成されたものであるため、本発明に係る画像符号化装置を、数画素分のデータを格納する領域だけの小さいハードウエアコストで実現することができる。
【００４２】
また、本発明の画像復号化装置は、上記の画像符号化装置によって前記符号化処理が行なわれた前記固定長符号から復元データを生成する画像復号化装置であって、
復号化対象の前記固定長符号である対象固定長符号から前記符号化モードと前記量子化データとを取得する復号化手段と、
前記量子化データに対して第２逆量子化処理を行うことで前記復元データを生成する第２逆量子化手段と、を備えてなり、
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報を示す場合には、前記第２情報を示す前記符号化モードに関連付けられている量子化ステップに基づいて、前記量子化データの前記成分のそれぞれに対して前記第２逆量子化処理を行い、前記復元データを生成することを特徴とする。
【００４３】
この画像復号化装置によれば、成分毎に異なるデータが量子化されている可能性がある量子化データを、成分毎に逆量子化することで復元データを生成するため、復元データを精度良く生成することが可能になる。
【００４４】
さらに、上記特徴の画像復号化装置において、前記第２逆量子化手段によって生成された前記復元データを一時的に保持する第３バッファを、さらに備え、
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であるとき、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分に対して行う前記第２逆量子化処理が、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データから前記第１所定数の下位ビットを除いた第２所定数の上位ビットと、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、の一致の有無に応じて異なると、好ましい。
【００４５】
この画像復号化装置によれば、ＰＣＭ処理が行われた量子化データの成分に対して逆量子化処理を行う際に、第２逆量子化手段が、量子化データの成分と復元データの成分の上位ビットとの一致の有無を確認するだけで、対象画素データの成分及び予測値データの成分のいずれに対して量子化処理が行なわれたのかを認識し、適切な逆量子化処理を行うことが可能になる。
【００４６】
さらに、この画像復号化装置では、第２逆量子化手段が、特別なデータを別途必要とすることなく、対象画素データの成分及び予測値データの成分のいずれに対して量子化処理が行なわれたのかを、認識することができる。そのため、固定長符号が無用に冗長化することを抑制し、圧縮率の低下を最小限に留めることが可能になる。
【００４７】
さらに、上記特徴の画像復号化装置において、前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致する場合、前記対象固定長符号に係る前記復元データの前記成分として、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データの前記成分を採用し、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データの前記成分の前記第２所定数の上位ビットと、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分である前記第２所定数のビットと、が一致しない場合、前記対象固定長符号に係る前記復元データの前記成分として、前記対象固定長符号に係る前記量子化データの前記成分の下位に前記第１所定数の所定値のビットを付加したデータを採用すると、好ましい。
【００４８】
この画像復号化装置によれば、対象固定長符号に係る量子化データの成分と、対象固定長符号の前の固定長符号に係る復元データの成分の上位ビットと、が一致する場合（対象固定長符号に係る量子化データの成分が予測値データの成分を量子化して得られたものである場合）に、当該量子化データの成分を逆量子化した結果（対象固定長符号に係る復元データの成分）として、対象固定長符号の前の固定長符号に係る復元データの成分を採用する。一方、対象固定長符号に係る量子化データの成分と、対象固定長符号の前の固定長符号に係る復元データの成分の上位ビットと、が一致しない場合（量子化データの成分が対象画素データの成分を量子化して得られたものである場合）に、当該量子化データの成分を逆量子化した結果（対象固定長符号に係る復元データの成分）として、量子化データの成分に所定のビットを付加したデータを採用する。したがって、逆量子化を精度良く行うことが可能になる。
【００４９】
さらに、上記特徴の画像復号化装置において、前記第２逆量子化手段によって生成された前記復元データを一時的に保持する第３バッファと、
前記対象固定長符号に係る前記符号化モードを一時的に保持する第４バッファと、をさらに備え、
前記第２逆量子化手段が、
前記符号化モードが前記第１情報を示す場合には、前記対象固定長符号より１以上前の１以上の前記固定長符号に係る前記符号化モードの値と、前記対象固定長符号に係る前記符号化モードの値と、に関連付けられている量子化ステップに基づいて、前記量子化データに対して前記第２逆量子化処理を行って得られたビットに、前記対象固定長符号の前の前記固定長符号に係る前記復元データのビットを加算することで前記復元データを生成すると、好ましい。
【００５０】
この画像復号化装置によれば、対象固定長符号に係る量子化データが、ＤＰＣＭ処理が行われたものである場合に、対象固定長符号よりも前の固定長符号に係る符号化モード（即ち、差分値データの大きさの変動）に応じて量子化ステップが決定される。そのため、圧縮符号化及び復号化に伴う誤差を小さくすることが可能になる。
【００５１】
さらに、この画像復号化装置によれば、逆量子化手段及び復号化手段が、対象固定長符号の１つ前または複数前の固定長符号に係る符号化モードと、対象固定長符号に係る量子化データと、対象固定長符号の１つ前の固定長符号に係る復元データと、を処理するものである。そのため、対象固定長符号の復号化を行う以前に必要なデータがすべて揃っており、処理遅延なしに対象固定長符号を簡単な演算で復号化可能である。同時に、これらのデータは、直前の数固定長符号分の処理で計算・生成されたものであるため、本発明に係る画像復号化装置を、数固定長符号分のデータを格納する領域だけの小さいハードウエアコストで実現することができる。
【００５２】
また、本発明の画像符復号化システムは、上記の画像符号化装置と、
上記の画像復号化装置と、
情報を格納する記録手段と、を備えてなり、
一以上の画素データを含む画像データの書き込み時には、前記画像符号化装置によって前記画素データのそれぞれが前記固定長符号に変換されて前記記録手段に格納され、
前記画像データの読み出し時には、前記復号化装置によって、前記記録手段から読み出された前記固定長符号から変換された前記復元データが読み出されることを特徴とする。
【００５３】
この画像符復号化システムによれば、画像データの圧縮符号化及び復号化に伴う劣化を抑制しつつ、高い圧縮率で圧縮された画像データを記録手段に格納することができる。すなわち、かかる画像符復号化システムを画像メモリのインタフェースに組み込むことによって、メモリ容量及びアクセスのバンド幅を削減することができる。また、バスのデータ転送量を減少させることによってバスクロックを低減できるので、それによる低消費電力化効果も期待できる。また、本発明の画素ごとの固定長符号化という特徴はメモリアクセスのための特別なアドレス管理なしにランダムアクセスを可能にするため、画像符号化装置の有無を意識しないメモリインタフェースの実現が可能になる。
【００５４】
また、本発明の画像符号化方法は、複数の成分から成る、走査順に整列した画素の画素データを、固定長符号に圧縮して符号化する画像符号化方法であって、
符号化処理の対象画素の前記画素データである対象画素データを予測して予測値データを生成する予測値データ生成ステップと、
前記対象画素データと前記予測値データの差分値を算出して差分値データを生成する差分値データ生成ステップと、
符号化方法を示す情報である符号化モードを決定する符号化モード決定ステップと、
前記符号化処理を行う対象となる符号化対象データとして、前記対象画素データと、前記差分値データと、前記予測値データと、のいずれかのデータを採用する符号化対象データ決定ステップと、
前記符号化対象データに対して量子化処理を行い、量子化データを生成する量子化データ生成ステップと、
前記量子化データに前記符号化モードを付加して固定長符号を生成する固定長符号生成ステップと、を備えてなり、
前記符号化モード決定ステップで、
前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値と第１閾値とを比較し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値以下のときは前記符号化対象データとして前記差分値データを採用する旨の第１情報を示し、前記差分値データの前記成分毎の絶対値の最大値が前記第１閾値を上回るときは前記符号化対象データとして前記対象画素データまたは前記予測値データを採用する旨の第２情報を示す前記符号化モードを、固定長のデータで生成し、
前記符号化対象データ決定ステップで、
前記符号化モードが前記第２情報であり、前記差分値データの前記成分の絶対値が第２閾値以下となる場合、前記符号化対象データの当該成分として前記予測値データの当該成分を採用し、前記差分値データの前記成分の絶対値が前記第２閾値を上回る場合、前記符号化対象データの当該成分として前記対象画素データの当該成分を採用することを特徴とする。
【００５５】
この画像符号化方法によれば、上述の画像符号化装置と同様に、ＰＣＭ処理に伴い発生する誤差によって色跳びが発生することを、抑制することが可能になる。
【００５６】
また、本発明の画像復号化方法は、上記の画像符号化方法によって前記符号化処理が行なわれた前記固定長符号から復元データを生成する画像復号化方法であって、
復号化対象の前記固定長符号である対象固定長符号から前記符号化モードと前記量子化データとを取得する復号化ステップと、
前記量子化データに対して逆量子化処理を行うことで前記復元データを生成する逆量子化ステップと、を備えてなり、
前記逆量子化ステップで、
前記符号化モードが前記第２情報を示す場合には、前記第２情報を示す前記符号化モードに関連付けられている量子化ステップに基づいて、前記量子化データの前記成分のそれぞれに対して前記逆量子化処理を行い、前記復元データを生成することを特徴とする画像復号化方法。
ことを特徴とする。
【００５７】
この画像復号化方法によれば、上述の画像復号化装置と同様に、成分毎に異なるデータが量子化されている可能性がある量子化データを、成分毎に逆量子化することで復元データを生成するため、復元データを精度良く生成することが可能になる。
【発明の効果】
【００５８】
本発明の構成によれば、対象画素に係る量子化データに符号化モードを付加するだけで固定長符号が生成されるため、圧縮率の低下を最小限に留めることができる。さらに、色跳びによって縦スジなどのノイズが発生することを、抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】画像符号化装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】一般的な画像データの構成を示すブロック図。
【図３】走査方式の具体例。
【図４】符号化対象決定手段の概略構成を示すブロック図。
【図５】一括決定処理において、符号化対象決定手段によって行われる符号化データの決定処理と、量子化手段によって行われる量子化処理と、の例を示す概念図。
【図６】成分毎決定処理において、符号化対象決定手段によって行われる符号化データの決定処理の例を示す概念図。
【図７】成分毎決定処理において、量子化手段によって行われる量子化処理の例を示す概念図。
【図８】画素データと固定長符号化データの例。
【図９】予測値生成手段の一構成例を示すブロック図。
【図１０】予測値生成手段によって行われる予測値データ生成処理の例を示す概念図。
【図１１】画像復号化装置の概略構成を示すブロック図。
【図１２】画像符号化装置及び画像復号化装置を備える画像符復号化システムをメモリシステムに応用した場合の実施例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
＜＜画像符号化装置及び画像符号化方法＞＞
本発明に係る画像符号化装置（以下、単に「画像符号化装置」と称する）、及び画像符号化方法（以下、単に「画像符号化方法」と称する）の実施形態について図１〜図１０の各図を参照して説明する。また、以下では、画像符号化装置の符号化処理の対象となる画像データを構成するそれぞれの画素データが、複数の成分（Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分）を有するものとして説明する。
【００６１】
＜概略構成＞
図１は、画像符号化装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示されるように、画像符号化装置１は、入力端子ｉｔ１、外部入力端子ｉｃ１、減算器１１、符号化モード決定手段１２、符号化対象決定手段１３、量子化手段１４、固定長符号生成手段１５、予測値生成手段１６、バッファ１７（第２バッファ）、出力端子ｏｔ１を備える。
【００６２】
入力端子ｉｔ１は、符号化処理の対象画素の画素データである対象画素データｄｉの入力を受け付ける端子である。入力端子ｉｔ１より入力された対象画素データｄｉは、減算器１１並びに符号化対象決定手段１３に送出される。
【００６３】
外部入力端子ｉｃ１は、成分毎決定処理（詳細は後述）の要否を示す選択データｓｅｌの入力を受け付ける端子である。外部入力端子ｉｃ１より入力された選択データｓｅｌは、符号化対象決定手段１３及び量子化手段１４に送出される。
【００６４】
減算器１１は、対象画素データｄｉと、後述の予測値生成手段１６から出力された予測値データｄｉｐとの差分値データｄｉｄを算出し、その結果を符号化モード決定手段１２及び符号化対象決定手段１３に出力する。
【００６５】
符号化モード決定手段１２は、減算器１１から入力された差分値データｄｉｄに基づいて、符号化モードＭを決定し、バッファ１７に出力し、一時的に保持する。この符号化モードＭは、後述するように２値で表される値であるため、１ビット符号で表現可能である。
【００６６】
符号化対象決定手段１３は、バッファ１７に保持された符号化モードＭ及び選択データｓｅｌに基づき、実際に符号化を行う対象となるデータ（符号化対象データｄｉｙ）として、対象画素データｄｉと、差分値データｄｉｄと、予測値データｄｉｐと、のいずれかのデータを採用し、量子化手段１４に出力する。さらに、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データｄｉｙとして採用したデータの種類を示す成分判定情報ｃｍを生成して、量子化手段１４に出力する。
【００６７】
量子化手段１４は、バッファ１７に保持された符号化モードＭ、選択データｓｅｌ及び成分判定情報ｃｍに応じた方法により、符号化対象データｄｉｙに対して２ｍ階調で（ｍは自然数）量子化処理（再量子化処理）を行い、符号長ｍビットの量子化データｄｉｚを固定長符号生成手段１５、及び予測値生成手段１６に出力する。
【００６８】
固定長符号生成手段１５は、バッファ１７に保持された符号化モードＭ、及び量子化データｄｉｚに基づいて、固定長符号ｄｑを生成し、出力端子ｏｔ１より出力する。
【００６９】
予測値生成手段１６は、量子化データｄｉｚに対して逆量子化等の復号化処理を行うことで得られる予測値データｄｉｐを、減算器１１及び符号化対象決定手段１３に出力する。即ち、予測値データｄｉｐは、対象画素の直前の画素に係る画素データと、実質的に同一のデータとなる。
【００７０】
このように構成される画像符号化装置１における具体的な符号化処理の内容につき、数値例を用いて詳細に説明する。
【００７１】
図２は、一般的な画像データの構成を示すブロック図の一例である。図２には、縦１０８０画素×横１９２０画素で構成される画像データが示されている。このように、画像データは、一般的にマトリクス上に配列された複数の画素によって構成され、各画素は２次元の位置情報によって特定される。
【００７２】
このように複数の画素が２次元に配列された画像データに対して符号化処理を行うに際し、予め、例えば図３（ａ）〜（ｄ）に示されるような走査方法を用いて各画素が１次元の走査線上に配列されてなる構成に変換した上で符号化処理を行う。例えば、図２の画像データを、図３（ａ）に示される方法（ラスタスキャン）によって変換する場合には、当該画像データは１９２０個の有効画素データを持つ１０８０本の走査線に変換されることとなる。なお、図３（ａ）〜（ｄ）のいずれの方法を用いた場合であっても、また、その他の走査方法を用いた場合であっても、画像データにおける隣接画素が走査線上の隣接した位置に変換されることとなる。
【００７３】
図４は、符号化対象決定手段１３の概略構成を示すブロック図である。図４に示されるように、符号化対象決定手段１３は、一括決定手段１３１、成分毎決定手段１３２を備える。
【００７４】
一括決定手段１３１は、符号化モードＭに基づいて、対象画素データｄｉ及び差分値データｄｉｄのいずれかを採用し、符号化対象データｄｉｙとして出力する。一方、成分毎決定手段１３２は、符号化モードＭ及び差分値データｄｉｄに基づいて、対象画素データｄｉ、差分値データｄｉｄ及び予測値データｄｉｐのいずれかを採用し、符号化対象データｄｉｙとして出力する。また、成分毎決定手段１３２は、符号化対象データｄｉｙとして採用したデータの種類を示す成分判定情報ｃｍを生成し、量子化手段１４に出力する。
【００７５】
この符号化対象決定手段１３では、一括決定手段１３１及び成分毎決定手段１３２のそれぞれが、符号化対象データｄｉｙを生成することになるが、選択データｓｅｌに応じて決定されるいずれか一方の符号化対象データｄｉｙが、量子化手段１４に出力される。さらに、この選択データｓｅｌに応じて、量子化手段１４が行う量子化処理も異なる。
【００７６】
このように、画像符号化装置１は、一括決定手段１３１が生成する符号化対象データｄｉｙを有効とする処理（一括決定処理）と、成分毎決定手段１３２が生成する符号化対象データｄｉｙを有効とする処理（成分毎決定処理）と、を選択的に実行することができる。なお、一括決定処理及び成分毎決定処理の詳細については、後述する。
【００７７】
ここで、図１において入力端子ｉｔ１に入力される対象画素データｄｉが、画像データを図３（ａ）〜（ｄ）のいずれか一に示されるような方法によって変換された走査線上の先頭画素からｎ番目（ｎ＞０）の画素の画素データであるとする。また、以下では、走査線上のｎ番目の画素の画素データの値をＸ（ｎ）と記載し、これらを構成するＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の値をそれぞれＸｒ（ｎ）、Ｘｇ（ｎ）、Ｘｂ（ｎ）と記載する。このとき、対象画素データｄｉは、連接を示す演算子「・」を用いて、ｄｉ＝Ｘ（ｎ）＝Ｘｒ（ｎ）・Ｘｇ（ｎ）・Ｘｂ（ｎ）と表現される。以下では、対象画素データｄｉを適宜「Ｘ（ｎ）」と記載する。
【００７８】
対象画素データＸ（ｎ）を構成する各成分であるＸｒ（ｎ）、Ｘｇ（ｎ）、Ｘｂ（ｎ）がそれぞれ１０ビットの値であるとすると、それぞれ０≦Ｘｒ（ｎ），Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）≦１０２３を満たす。また、これにより対象画素データＸ（ｎ）は３０ビットの画素データとなる。なお、以下において、下付数字「２」のない絶対値が３以上の数は１０進数表記であり、下付数字「２」を付した数は２進数表記であるとする。
【００７９】
実際には、減算器１１によって減算する対象となる予測値データｄｉｐは、符号化対象となる対象画素データＸ（ｎ）の一画素前の画素データＸ（ｎ−１）に基づいて予測されたデータが利用される。以下では、画素データＸ（ｎ−１）に基づいて予測された予測値データをＸ’（ｎ）と記載し、対象画素データＸ（ｎ）に基づいて予測された予測値データを、その次の画素データＸ（ｎ＋１）を符号化する際に用いられるデータであることを鑑みてＸ’（ｎ＋１）と記載する。このとき、予測値生成手段１６で生成された予測値データｄｉｐをｄｉｐ＝Ｘ’（ｎ）＝Ｘ’ｒ（ｎ）・Ｘ’ｇ（ｎ）・Ｘ’ｂ（ｎ）と表現すれば、減算器１１から出力される差分値ｄｉｄは、ｄｉｄ＝（Ｘｒ（ｎ）−Ｘ'ｒ（ｎ））・（Ｘｇ（ｎ）−Ｘ'ｇ（ｎ））・（Ｘｂ（ｎ）−Ｘ'ｂ（ｎ））と表現できる。なお、以下では、ｄｉｄ＝Ｄ（ｎ）＝Ｄｒ（ｎ）・Ｄｇ（ｎ）・Ｄｂ（ｎ）と記載する。すなわち、Ｄｒ（ｎ）＝Ｘｒ（ｎ）−Ｘ'ｒ（ｎ）、Ｄｇ（ｎ）＝Ｘｇ（ｎ）−Ｘ'ｇ（ｎ）、Ｄｂ（ｎ）＝Ｘｂ（ｎ）−Ｘ'ｂ（ｎ）である。
【００８０】
例えば、図２の画素Ａ：Ｘ（ｎ）＝（２６０，５１０，７６２）の予測値Ｘ’（ｎ）が（２５６，５１２，７６８）であった場合、差分値データＤ（ｎ）はＤ（ｎ）＝（２６０，５１０，７６２）−（２５６，５１２，７６８）＝（４，−２，−６）と算出される。
【００８１】
＜符号化モードの決定処理＞
符号化モード決定手段１２は、差分値データＤ（ｎ）に基づき対象画素データＸ（ｎ）の符号化モードＭ（ｎ）を決定し、バッファ１７にその値を保持する。ここで、ｎ＝０、すなわち画素データが走査線の先頭画素であるとき（図２における画素Ｂに相当）は、Ｍ（ｎ）＝１とする。
【００８２】
また、ｎ≧１、すなわち対象画素データが先頭画素以外の画素であるときは、対象画素データの値と、直前のｋ画素の符号化モードＭによって決定する閾値との関係によって、以下の（数１）及び（数２）に基づいて符号化モードＭ（ｎ）を決定する。なお、（数１）及び（数２）において、Th1(M(n−k),…,M(n−1))は、直前のｋ画素の符号化モードM(n−k),…,M(n−1)によって一意に定まる定数を示す。
【００８３】
（数１）
max(|Dr(n)|, |Dg(n)|, |Db(n)|) ≦ Th1(M(n−k),…,M(n−1)) →  M(n) = 0
（数２）
max(|Dr(n)|, |Dg(n)|, |Db(n)|) ＞ Th1 (M(n−k),…,M(n−1)) →  M(n) = 1
【００８４】
上記（数１）及び（数２）により、各符号化モードＭは、０と１の２値で構成される。ここで、例えば、符号化モードＭが直前の１画素の符号化モードによって定められる第１閾値に基づいて決定されるとすると（すなわち、ｋ＝１）、符号化モードＭ（ｎ）は、差分値データＤ（ｎ）の各成分中の最大値と、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−１））との大小関係によって決定される。
【００８５】
ここで、Ｔｈ１（０）＝１５＝（１１１１）２、Ｔｈ１（１）＝６３＝（１１１１１１）２とする。図２の画素ＡではＤ（ｎ）＝（４，−２，−６）となるため、max(|Dr(n)|, |Dg(n)|, |Db(n)|) = 6 である。従って、画素Ａの一画素前の符号化モードＭ（ｎ−１）が０か１に拘らず、上記（数１）に基づいてＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）となる。
【００８６】
一方、図２の画素Ｃ：Ｘ（ｎ）＝（３００，５２０，７６４）の予測値が（２５６，５１２，７６８）であった場合には、差分値Ｄ（ｎ）は、同様にＤ（ｎ）＝（３００，５２０，７６４）−（２５６，５１２，７６８）＝（４４，８，−４）と算出される。このとき、max(|Dr(n)|, |Dg(n)|, |Db(n)|) = 44となり、画素Ｃの一画素前の画素の符号化モードＭ（ｎ−１）の値によって画素Ｃの符号化モードＭ（ｎ）が変化する。すなわち、Ｍ（ｎ−１）＝０であればＴｈ１（ｎ−１）＝１５であるため（数１）によりＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）と決定し、逆に、Ｍ（ｎ−１）＝１であればＴｈ１（ｎ−１）＝６３であるため（数２）によりＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）と決定する。
【００８７】
また、図２の画素Ｂのように対象画素が走査線の先頭画素である場合には、上述したようにＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）となる。
【００８８】
＜符号化対象データの決定処理及び量子化処理＞
上述のように、符号化対象決定手段１３及び量子化手段１４は、一括決定処理及び成分毎決定処理のいずれの処理を行うかによって、符号化対象データｄｉｙの決定処理や量子化処理が異なる（図４参照）。以下、一括決定処理及び成分毎決定処理のそれぞれにおける、符号化対象決定手段１３及び量子化手段１４の動作について説明する。
【００８９】
（一括決定処理）
一括決定処理を行う旨を示す選択データｓｅｌが、画像符号化装置１に入力される場合、符号化対象決定手段１３（一括決定手段１３１）は、バッファ１７から符号化モードＭ（ｎ）を読み出すとともに、Ｍ（ｎ）の値に応じて以下のように符号化対象データｄｉｙ（以下、Ｙ（ｎ）と記載）となるデータを採用して量子化手段１４に出力する。また、量子化手段１４は、バッファ１７から符号化モードＭ（ｎ）を読み出すとともに、Ｍ（ｎ）の値に応じて以下のように符号化対象データｄｉｙに対して量子化処理を行う。
【００９０】
具体的には、符号化対象決定手段１３は、符号化モードＭ（ｎ）がＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）であれば、符号化対象データＹ（ｎ）をＹ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）とする。一方、符号化モードＭ（ｎ）がＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）であれば、符号化対象データＹ（ｎ）をＹ（ｎ）＝Ｄ（ｎ）とする。
【００９１】
すなわち、符号化モードＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）、言い換えれば、隣接画素との差分値が第１閾値より大きい場合（数２参照）には、差分値Ｄ（ｎ）ではなく対象画素データＸ（ｎ）を符号化対象データＹ（ｎ）とする。一方、符号化モードＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）、言い換えれば、隣接画素との差分値が第１閾値以下である場合（数１参照）には、差分値Ｄ（ｎ）を符号化対象データＹ（ｎ）とする。
【００９２】
例えば、符号化対象決定手段１３は、図２の画素Ａでは符号化対象データＹ（ｎ）をＹ（ｎ）＝Ｄ（ｎ）＝（４，−２，−６）とする（ＤＰＣＭ処理モード）。また、図２の画素Ｃでは符号化対象データＹ（ｎ）をＹ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）＝（３００，５２０，７６４）とする（ＰＣＭ処理モード）。上記の通り、対象画素データＸ（ｎ）と予測値データＸ’（ｎ）との各成分の差分値の絶対値の最大値が、対象画素の直前の画素に係る符号化モードによって決定される第１閾値よりも大きい場合に、対象画素の符号化モードがＰＣＭ処理モードになる（Ｍ（ｎ）＝１）。
【００９３】
量子化手段１４は、ｎ番目の符号化対象データＹ（ｎ）の処理時において、バッファ１７から直前のｋ画素（ｋ≧０）の画素データ処理時に得られた符号化モードＭ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１）、及びＭ（ｎ）を読み出すとともに、これらの各符号化モードに基づいて量子化ステップ２ｑを決定し、符号化対象データＹ（ｎ）を前記量子化ステップ２ｑで量子化して量子化データｄｉｚ（以下、「Ｚ（ｎ）」と記載）を生成する。前記のとおり、符号化モードＭは１ビットで表現されるため、直前のｋ画素に係る符号化モードＭの集合は、連接すればｋビットの値として表現できる。すなわち、バッファ１７において保持すべき符号化モードＭの情報量は、当該符号化対象画素に係る符号化モードＭの情報を含めても高々（ｋ＋１）ビットである。
【００９４】
例えば、対象画素データＸ（ｎ）を構成する各成分がそれぞれ１０ビットの値で構成されている場合であって、１ビットの符号化モードと１５ビットの量子化データからなる１６ビットの固定長符号に符号化する場合には、各成分の量子化データＺ（ｎ）のビット幅ｍをｍ＝５とする。なお、これは後述する成分毎決定処理でも同様である。
【００９５】
ＰＣＭ処理モードである場合（Ｍ（ｎ）＝１）、量子化手段１４は各１０ビットの信号を２（１０−５）で除して上位５ビットの信号として表現する（量子化ステップ２５で量子化）。例えば、図２の画素Ｃでは、符号化対象データＹ（ｎ）＝（３００，５２０，７６４）＝（０１００１０１１００，１０００００１０００，１０１１１１１１００）２であるため、５ビットシフトされることで量子化データＺ（ｎ）＝（０１００１，１００００，１０１１１）２に量子化される。
【００９６】
一方、対象画素の符号化モードがＤＰＣＭ処理モードである場合（Ｍ（ｎ）＝０）、符号化対象データＹ（ｎ）を構成する差分値Ｄ（ｎ）＝（Ｄｒ（ｎ），Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ））は、（数１）により各成分の絶対値がいずれも第１閾値Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））以下である。
【００９７】
このとき、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））＜２４（＝１６）である場合には、差分値Ｄ（ｎ）＜２４であるため、量子化ステップ２０（＝１）で量子化しても絶対値は符号長４ビットで表せるので、差分値Ｄ（ｎ）を量子化せず、そのまま差分値Ｄ（ｎ）（＝符号化対象データＹ（ｎ））を５ビットの±の符号付整数の値で表現する。
【００９８】
また、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））≧２４である場合には、量子化処理とオーバーフロー処理（アンダーフロー処理）を組み合わせることで差分値Ｄ（ｎ）を５ビットの符号付整数で表現する。例えば、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））＝６３≧１６の場合、量子化ステップ１で量子化すれば、量子化された符号化対象データの各成分は−３２＜Ｄｒ（ｎ）／２，Ｄｇ（ｎ）／２，Ｄｂ（ｎ）／２＜３２となる。そして、これらの値が１６（＝２４）以上か−１６（＝−２４）以下の場合にはオーバーフロー（アンダーフロー）処理として１５（−１５）にクリッピングする。これらの処理によって、Ｙ（ｎ）を構成する差分値Ｄ（ｎ）を５ビットの符号付整数で表現できるようにする。
【００９９】
図５は、一括決定処理において、符号化対象決定手段１３によって行われる符号化データの決定処理と、量子化手段１４によって行われる量子化処理と、の例を示す概念図である。なお、図５では、符号化対象データＹ（ｎ）のＲ成分についてのみ採り上げて図示している。以下、符号化対象データのＲ成分をＹｒ（ｎ）と記載し、この符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）に対して量子化処理を行うことで得られる量子化データのＲ成分をＺｒ（ｎ）と記載する。このとき、例えば、各画素を１６ビットの固定長符号に符号化する場合には、成分毎に画素データをビット幅ｍ＝５となるように量子化処理を行う。すなわち、Ｚｒ（ｎ）のビット数ｍ＝５となる。
【０１００】
なお、以下では、説明の簡単のために、対象画素及び当該対象画素の直前画素に係る符号化モードの値に基づいて量子化手段１４が量子化ステップを決定するものとして説明を行うが、上述したように、対象画素の直前一画素のみならず、直前の数画素に係る符号化モードの値も考慮して量子化ステップを決定する構成としても良い。
【０１０１】
図５（ａ）には、符号化モードＭ（ｎ）＝０、Ｍ（ｎ−１）＝０、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）＝（００００００００１０１）２の場合が示されている。上述したように、符号化モードＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）であると、Ｙｒ（ｎ）として差分値データのＲ成分Ｄｒ（ｎ）が採用される。なお、Ｙｒ（ｎ）の最も左側のビット列は、±の符号を表している。また、符号化対象データの他の成分Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）についても同様に、差分値データの他の成分Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ）がそれぞれ採用される。
【０１０２】
そして、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−１））＝Ｔｈ１（０）＝１５＜２４であるため、量子化手段１４は、Ｙｒ（ｎ）を量子化せず（ｑ＝０）、そのままＹｒ（ｎ）の値（前記の通り、これはＤｒ（ｎ）の値である）を５ビットの符号付整数（００１０１）２で表現することで量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）を得る。
【０１０３】
また、図５（ｂ）には、符号化モードＭ（ｎ）＝１、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）＝（０１１１００１００１）２の場合が示されている。上述したように、一括決定処理において符号化モードＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）であると、Ｙｒ（ｎ）として対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）が採用される。なお、一括決定処理では、符号化対象データの他の成分Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）についても同様に、対象画素データの他の成分Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）がそれぞれ採用される。
【０１０４】
この場合は、上述したように、量子化手段１４は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）を２（１０−５）で除し、下位ｑ（本例では５）ビットを削除する。これにより、得られた上位ｍ（本例では５）ビットの符号付整数（０１１１０）２を生成し、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）を得る。
【０１０５】
さらに図５（ｃ）には、符号化モードＭ（ｎ）＝０、Ｍ（ｎ−１）＝１、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）＝（０００００１０１１０１）２（＝４５）の場合が示されている。上述したように、符号化モードＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）であると、Ｙｒ（ｎ）として差分値データのＲ成分Ｄｒ（ｎ）が採用される。なお、図５（ａ）と同様、最も左側のビット列は符号を表している。また、符号化対象データの他の成分Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）についても同様に、差分値データの他の成分Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ）がそれぞれ採用される。
【０１０６】
そして、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−１））＝Ｔｈ１（１）＝６３≧２４であるため、まずｑ＝１でＹｒ（ｎ）を量子化すると、（０００００１０１１０）２（＝２２）であり、これは１６以上である。従って、オーバーフロー処理を行って１５にクリッピングする。すなわち、最小ビット「０」を欠落させて５ビットの符号付整数の最大値（０１１１１）２で表される量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）を得る（ｑ＝２）。
【０１０７】
以下、Ｇ成分、Ｂ成分についても、前記のＲ成分と同様の手順により、それぞれ量子化データＺｇ（ｎ）、Ｚｂ（ｎ）を生成し、これによって符号化対象データＹ（ｎ）に対する量子化データＺ（ｎ）を得る。
【０１０８】
このように、ＤＰＣＭ処理を行う際に、対象画素よりも前の画素の符号化モード（即ち、差分値データの大きさの変動）に基づいて決定される第１閾値に応じて、量子化ステップを決定すると、圧縮符号化及び復号化に伴う誤差を小さくすることが可能になる。
【０１０９】
なお、図５（ｃ）の例においては、クリッピングを行わずに、量子化ステップ２ｑのビット幅ｑを調整することで所定のビット幅の量子化データを生成することも可能である。
【０１１０】
例えば、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））≧２４である場合には、ビット幅ｑを調整して差分値Ｄ（ｎ）を５ビットの符号付整数で表現する。今、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））＝６３≧１６の場合を考える。このとき、６３は７ビットの数である。ここで、５ビットの符号付整数によって差分値Ｄ（ｎ）を表現するための量子化処理を実行すべく、差分値Ｄ（ｎ）を、２（７−５＋１）＝２３で除算する。かかる処理を行うことで、Ｙ（ｎ）を構成する差分値Ｄ（ｎ）を５ビットの符号付整数で表現できるようにする。
【０１１１】
ここで、第１閾値Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））は、符号化モードＭ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１）に応じて設定することが好ましい。すなわち、量子化データＺ（ｎ）のビット幅をｍ、対象画素データＸ（ｎ）のビット幅をｎとすると（ｍは２以上の自然数、ｎはｍ以上の自然数）、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１））＝２ｓ−１（ただしｓ＝ｍ−１，ｍ，…，ｎ−１）となるように、各符号化モードＭ（ｎ−ｋ），…，Ｍ（ｎ−１）の値に応じて予め設定しておく。そして、実際に符号化モードによって決定された第１閾値が２ｍ−１以上の場合には、差分値データＤ（ｎ）を２（ｓ−ｍ＋１）で除算して、ｍビット幅の符号付整数で表される量子化データＺ（ｎ）を生成することができる。このとき、ビット幅ｑはｑ＝ｓ−ｍ−１で決定される。逆に、第１閾値が２ｍ−１より小さい場合には、前記の通り、量子化処理を行うことなく（ｑ＝０）、ｍビット幅の量子化データＺ（ｎ）を生成することができる。
【０１１２】
図５（ｃ）の場合においては、Ｔｈ１（Ｍ（ｎ−１））＝Ｔｈ１（１）＝６３＝２７−１≧２４であり、上記ｓ＝７である。そして、５ビット幅の量子化データＺ（ｎ）を生成しようとしているため、上記ｍ＝５である。従って、差分値データＤ（ｎ）＝（０００００１０１１０１）２を２Ｓ−ｍ＋１＝２３で除算することで、５ビットの符号付整数（００１０１）２で表される量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）を得る（ｑ＝３）。なお、最も左側のビット列「０」は符号を表している。
【０１１３】
（成分毎決定処理）
成分毎決定処理を行う旨を示す選択データｓｅｌが、画像符号化装置１に入力される場合、符号化対象決定手段１３（成分毎決定手段１３２）は、バッファ１７から符号化モードＭ（ｎ）を読み出すとともに、符号化モードＭ（ｎ）の値と差分値データＤ（ｎ）の各成分の値とに応じて以下のように符号化対象データＹ（ｎ）となるデータを採用して量子化手段１４に出力する。さらに、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データＹ（ｎ）として採用したデータの種類を示す成分判定情報ｃｍを生成し、量子化手段１４に出力する。量子化手段１４は、バッファ１７から符号化モードＭ（ｎ）を読み出すとともに、符号化モードＭ（ｎ）の値と成分判定情報ｃｍとに応じて、以下のように符号化対象データＹ（ｎ）の量子化処理を行うことで、量子化データＺ（ｎ）を生成する。
【０１１４】
具体的に、符号化対象決定手段１３は、符号化モードＭ（ｎ）がＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）であれば、上述した一括決定処理における動作と同様に、符号化対象データＹ（ｎ）をＹ（ｎ）＝Ｄ（ｎ）とする。さらにこのとき、量子化手段１４も、上述した一括決定処理における動作と同様に、符号化対象データＹ（ｎ）に対して量子化処理を行う（例えば、図５（ａ）及び図５（ｃ）参照）。そのため、成分毎決定処理かつ符号化モードＭ（ｎ）＝０（ＤＰＣＭ処理モード）の場合における、符号化対象決定手段１３及び量子化手段１４の動作については、上述の一括決定処理における説明を参酌するものとし、ここでは説明を省略する。
【０１１５】
一方、符号化モードＭ（ｎ）がＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）であるとき、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データＹ（ｎ）として、対象画素データＸ（ｎ）または予測値データＸ’（ｎ）を採用する。具体的には、下記の（数３）に示すように、成分毎の差分値データＤｒ（ｎ），Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ）の絶対値と、第２閾値Ｔｈ２と、をそれぞれ比較する。そして、差分値データＤｒ（ｎ），Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ）の絶対値が第２閾値Ｔｈ２以下となった成分については、符号化対象データの成分Ｙｒ（ｎ），Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として、予測値データの成分Ｘ’ｒ（ｎ），Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）を採用する。一方、差分値データの各成分Ｄｒ（ｎ），Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ）の絶対値が第２閾値Ｔｈ２を上回った成分については、符号化対象データの成分Ｙｒ（ｎ），Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として、対象画素データの成分Ｘｒ（ｎ），Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）を採用する。
【０１１６】
（数３）
|Dr(n)| ≦ Th2 →  Yr(n) = X'r (n), |Dr(n)| ＞ Th2 →  Yr(n) = Xr(n)
|Dg(n)| ≦ Th2 →  Yg(n) = X'g (n), |Dg(n)| ＞ Th2 →  Yg(n) = Xg(n)
|Db(n)| ≦ Th2 →  Yb(n) = X'b (n), |Db(n)| ＞ Th2 →  Yb(n) = Xb(n)
【０１１７】
上記の数（３）に示すように、成分毎定処理では、上述した一括決定処理とは異なり、符号化モードＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）であるときに、符号化対象データの各成分Ｙｒ（ｎ），Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として、予測値データの成分Ｘ’ｒ（ｎ），Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）が採用されるか、対象画素データの成分Ｘｒ（ｎ），Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）が採用されるか、がそれぞれの成分について個々的に決定される。
【０１１８】
図６は、成分毎決定処理において、符号化対象決定手段１３によって行われる符号化データの決定処理の例を示す概念図である。なお、図６では、予測値データのＲ成分Ｘ’（ｎ）及び対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）についてのみ採り上げて図示している。また、図６では、第２閾値Ｔｈ２＝１６である場合を例示している。
【０１１９】
図６（ａ）には、符号化モードＭ（ｎ）＝１、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）＝（０１１１０１１０１１）２、対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）＝（０１１１００１１０１）２、差分値データのＲ成分の絶対値｜Ｄｒ（ｎ）｜＝１４の場合が示されている。
【０１２０】
この例の場合、｜Ｄｒ（ｎ）｜≦Ｔｈ２であるため、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）を採用する。即ち、Ｙｒ（ｎ）＝Ｘ’ｒ（ｎ）となる。また、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）を採用した旨を示す成分判定情報ｃｍを生成し、量子化手段１４に出力する。なお、成分毎決定処理では、符号化対象データの他の成分Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として、必ずしもＲ成分と同様に予測値データの成分Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）が採用されるとは限られず、上述のようにそれぞれの成分について個々的に決定される。
【０１２１】
図６（ｂ）には、符号化モードＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）＝（０１１１１０００１１）２、対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）＝（０１１１００１１０１）２、差分値データのＲ成分の絶対値｜Ｄｒ（ｎ）｜＝２２の場合が示されている。
【０１２２】
この例の場合、｜Ｄｒ（ｎ）｜＞Ｔｈ２であるため、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）を採用する。即ち、Ｙｒ（ｎ）＝Ｘｒ（ｎ）となる。また、符号化対象決定手段１３は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）を採用した旨を示す成分判定情報ｃｍを生成し、量子化手段１４に出力する。なお、成分毎決定処理では、符号化対象データの他の成分Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として、必ずしもＲ成分と同様に対象画素データの成分Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）が採用されるとは限られず、上述のようにそれぞれの成分について個々的に決定される。
【０１２３】
図７は、成分毎決定処理において、量子化手段１４によって行われる量子化処理の例を示す概念図である。なお、図７では、図６と同様に、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）についてのみ採り上げて図示している。
【０１２４】
図７（ａ）には、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）＝（０１１１０１１０１１）２であり、当該符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）が採用されている場合が示されている。なお、量子化手段１４は、入力される成分判定情報ｃｍに基づいて、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として採用されたデータが、対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）であるか、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）であるかを確認することができる。
【０１２５】
この例の場合、量子化手段１４は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）を、２（１０−５）で除し、下位ｑ（第１所定数、本例では５）ビットを削除する。これにより、得られた上位ｍ（第２所定数、本例では５）ビットの符号付整数（０１１１０）２を生成し、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）を得る。そのため、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）は、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）中の量子化処理によって削除されない上位ビットと一致する。
【０１２６】
一方、図７（ｂ）には、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）＝（０１１１０１１０１１）２であり、当該符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として、対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）が採用されている場合が示されている。
【０１２７】
この例の場合、量子化手段１４は、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）の、量子化処理によって削除する予定の下位ｑ（第１所定数、本例では５）ビットに対して、端数処理（丸め）を行う。例えば、この下位ｑビットが、第３閾値（１００００）２以上である（最上位のビットが１である）ならば、図７（ｂ）に示すように当該下位ｑビットを切り上げる。これに対して、この下位ｑビットが、第３閾値（１００００）２よりも小さい（最上位のビットが０である）ならば、当該下位ｑビットを切り捨てる。
【０１２８】
そして、端数処理後の符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）’を、２（１０−５）で除し、下位ｑビットを削除する。これにより、得られた上位ｍビットの符号付整数（０１１１１）２を生成し、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）を得る。
【０１２９】
このように、量子化手段１４は、成分判定情報ｃｍに応じて異なる量子化処理を行う。そのため、量子化処理を行う対象である成分が、対象画素データの成分であるか予測値データの成分であるかに応じて、適切な量子化を行うことが可能になる。
【０１３０】
具体的に、量子化手段１４は、予測値データの成分を量子化する場合に、単に下位ビットを削除するだけである。そのため、得られる量子化データの成分を、当該予測値データの成分の上位ビットに一致させることが可能になる。一方、量子化手段１４は、対象画素データの成分を量子化する場合に、量子化する前に下位ビットの端数処理を行う。そのため、得られる量子化データの成分を逆量子化した場合に、対象画素データの成分に近づけることが可能になる。
【０１３１】
ところで、成分毎決定処理を行う場合に、符号化モードＭ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）であると、量子化データの各成分Ｚｒ（ｎ），Ｚｇ（ｎ），Ｚｂ（ｎ）について、適用され得る符号化対象データの決定処理及び量子化処理の組み合わせが、２種類存在する。しかしながら、量子化データの各成分Ｚｒ（ｎ），Ｚｇ（ｎ），Ｚｂ（ｎ）と、予測値データの各成分Ｘ’ｒ（ｎ），Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）中の量子化処理によって削除されない上位ビットと、の一致の有無を確認すれば、いずれの処理が適用されているかを認識することができるため、これらの処理を識別するためのデータを量子化データＺ（ｎ）に付加する必要はない。
【０１３２】
以上のように、一括決定処理及び成分毎決定処理では、差分値データＤ（ｎ）に応じて、対象画素データＸ（ｎ）または予測値データＸ’（ｎ）そのものを量子化するＰＣＭ処理と、差分値データＤ（ｎ）を量子化するＤＰＣＭ処理と、を自動的に選択して量子化することができる。具体的には、差分値データＤ（ｎ）が大きい（隣接画素間の画素データの差分値の絶対値が大きい）場合にはＰＣＭ処理によって量子化を行い、差分値データＤ（ｎ）が小さい（隣接画素間の画素データの差分値の絶対値が小さい）場合にはＤＰＣＭ処理によって量子化を行う。これにより、差分値データＤ（ｎ）が小さい場合には、ＤＰＣＭ処理によって画質の劣化を招来することなく差分値データＤ（ｎ）を符号化することができ、細かい輝度や色彩のニュアンスの復元が可能になる。また、差分値データＤ（ｎ）が大きい場合には、ＰＣＭ処理によって画素の輝度や色成分の視覚的に目立たない微妙な階調の変化よりも変化のダイナミックレンジに重点を置いて符号化し、ダイナミックな変化を忠実に復元可能にすることができる。これにより、人間の視覚特性に合わせて微妙なニュアンスとダイナミックな変化の両方をうまく符号化でき、符号化による視覚的な画質劣化を抑えることが可能になる。
【０１３３】
そして、成分毎決定処理では、ＰＣＭ処理を行う場合において、差分値が大きい成分については、対象画素データの当該成分に対して量子化処理を行うが、差分値が小さい成分については、予測値データの当該成分に対して量子化処理を行う。これにより、ＰＣＭ処理に伴い発生する誤差によって色跳びが発生することを、抑制することが可能になる。
【０１３４】
具体的に、成分毎決定処理において、上述の例（図２）のように画素Ｃにおける差分値データＤ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）−Ｘ’（ｎ）＝（３００，５２０，７６４）−（２５６，５１２，７６８）＝（４４，８，−４）となり、Ｍ（ｎ）＝１（ＰＣＭ処理モード）となった場合を想定する。
【０１３５】
この場合、第２閾値Ｔｈ２＝１６であれば、符号化対象画素データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）が採用され、符号化対象画素データのＧ成分及びＢ成分として予測値データのＧ成分及びＢ成分Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）がそれぞれ採用される。その結果、符号化対象データＹ（ｎ）=（３００，５１２，７６８）となる。なお、一括決定処理では、符号化対象データの各成分Ｙｒ（ｎ），Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として対象画素データの各成分Ｘｒ（ｎ），Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）が採用されるため、符号化対象データＹ（ｎ）=（３００，５２０，７６４）となる。
【０１３６】
上述のように、予測値データＸ’（ｎ）は、対象画素の直前の画素の画素データＸ（ｎ−１）と実質的に同一のデータである。そのため、上記例の成分毎決定処理において、符号化対象画素データのＧ成分及びＢ成分として予測値データのＧ成分及びＢ成分Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）のそれぞれを採用すると、対象画素データのＧ成分及びＢ成分Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）を採用する場合よりも、好適に色跳びを抑制することが可能になる。
【０１３７】
また、成分毎決定処理では、ＤＰＣＭ処理を行う際に、差分値データのそれぞれの成分Ｄｒ（ｎ），Ｄｇ（ｎ），Ｄｂ（ｎ）に対して一律にＤＰＣＭ処理を行う。そのため、当該処理を簡略化することが可能になる。
【０１３８】
なお、第２閾値Ｔｈ２は、どのように決定してもよい。例えば、第２閾値Ｔｈ２が、画像データを構成する画素データに基づいて決定されるようにしてもよい。この場合、画像データの状態等に応じて、第２閾値Ｔｈ２を適応的に決定することが可能になる。そのため、符号化に伴う画像データの劣化を抑制して、画質を高めることが可能になる。また例えば、第２閾値Ｔｈ２が、外部から入力される信号に基づいて強制的に決定されるようにしてもよい。この場合、第２閾値Ｔｈ２を、任意の値に決定することが可能になる。そのため、例えば前画素が存在しない先頭の画素Ｂが対象画素となる場合にも、符号化処理を行うことが可能になる。
【０１３９】
また、外部から入力される選択データｓｅｌに基づいて、一括決定処理と成分毎決定処理とのいずれを行うかが強制的に決定される画像符号化装置１について例示したが（図１及び図４参照）、一括決定処理及び成分毎決定処理のいずれの処理を行うかを決定する決定方法は、この例の限りではない。例えば、画像データを構成する画素データに基づいて、一括決定処理と成分毎決定処理とのいずれの処理を行うかが決定されるようにしてもよい。前者の場合（図１及び図４参照）、一括決定処理と成分毎決定処理とのいずれの処理を行うかを、任意に決定することが可能になる。後者の場合、一括決定処理と成分毎決定処理とのいずれの処理を行うかを、画像データの状態等に応じて適応的に決定することが可能になる。
【０１４０】
＜固定長符号の生成＞
固定長符号生成手段１５は、量子化手段１４で生成された量子化データＺ（ｎ）（＝Ｚｒ（ｎ）・Ｚｇ（ｎ）・Ｚｂ（ｎ））と、バッファ１７に保持された符号化モードＭ（ｎ）に基づいて固定長符号ｄｑを生成する。以下では、量子化データＺ（ｎ）と符号化モードＭ（ｎ）に基づいて生成される固定長符号をＱ（ｎ）と記載する。
【０１４１】
図８は、画像符号化装置１によって、入力される対象画素データＸ（ｎ）から固定長符号Ｑ（ｎ）が生成されたときの状態を模式的に示す図である。画像符号化装置１によって、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分のそれぞれ１０ビットずつの計３０ビットからなる対象画素データＸ（ｎ）から、各成分Ｚｒ（ｎ），Ｚｇ（ｎ），Ｚｂ（ｎ）がそれぞれ５ビットずつである計１５ビットの量子化データＺ（ｎ）と、１ビットの符号化モードＭ（ｎ）で構成される固定長符号Ｑ（ｎ）が生成される。これにより、全体のビット数は３０ビットから１６ビットに縮小され、また、入力される画素データに拘らず、１６ビットの固定長符号が生成される。なお、ここでは画像データＸ（ｎ）を、アナログデータから１０ビット階調で量子化した量子化データであるとしている。
【０１４２】
詳細については後述するが、画像符号化装置１は、このように画素毎に１ビットの符号化モードＭ（ｎ）を付して固定長符号Ｑ（ｎ）を生成すればよく、画素の成分毎に特別な符号（例えば、符号化対象データの成分として対象画素データの成分を採用したか予測値データの成分を採用したかを示す符号）を付加する必要はない。したがって、図５及び図８に示す例のように、各成分について１０ビットで構成された計３０ビットの画素データから、各成分について５ビットで構成された計１５ビットの量子化データＺ（ｎ）に１ビットの符号化モードＭ（ｎ）を付して成る１６ビットの固定長符号Ｑ（ｎ）に圧縮することが可能である。即ち、画像符号化装置１は、高い圧縮率を維持しながら符号化処理を実現することができる。
【０１４３】
＜予測値データの生成＞
予測値生成手段１６は、量子化手段１４から送出された量子化データＺ（ｎ）を復号化することで、元の画素データを得る。なお、上述したように、量子化データＺ（ｎ）に基づいて復号化された画素データを予測値データｄｉｐとして利用するのは、既に量子化処理をした対象画素データＸ（ｎ）の次の画素データＸ（ｎ＋１）に対して符号化処理を行う場合である。従って、上述したように、前のＺ（ｎ−１）に基づいて予測値生成手段１６で生成される予測値データｄｉｐは、Ｘ’（ｎ）と記載され、Ｚ（ｎ）に基づいて予測値生成手段１６で生成される次の予測値データｄｉｐは、Ｘ’（ｎ＋１）と記載される。以下では、量子化データＺ（ｎ）に基づいて次の予測値データＸ’（ｎ＋１）を生成する過程につき説明する。
【０１４４】
図９は、予測値生成手段１６の一構成例を示すブロック図である。図９では、予測値生成手段１６の構成に加えて、画像符号化装置１のその他の構成要素についても一部図示している。図９に示される予測値生成手段１６は、逆量子化手段１６１（第１逆量子化手段）、バッファ１６２（第１バッファ）を備えて構成される。
【０１４５】
逆量子化手段１６１は、バッファ１７から符号化モードＭ（ｎ）、Ｍ（ｎ−１）を読み出す。そして、上述した例によれば、Ｍ（ｎ）＝１の場合には、入力された量子化データの各成分Ｚｒ（ｎ），Ｚｇ（ｎ），Ｚｂ（ｎ）はビット幅ｑ＝５で量子化された値であること、即ち、量子化データの各成分Ｚｒ（ｎ），Ｚｇ（ｎ），Ｚｂ（ｎ）が符号化対象データの各成分Ｙｒ（ｎ），Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）の上位５ビットであり（ｍ＝５）、且つ、符号化対象データの各成分Ｙｒ（ｎ），Ｙｇ（ｎ），Ｙｂ（ｎ）として、画素データの成分Ｘｒ（ｎ），Ｘｇ（ｎ），Ｘｂ（ｎ）または予測値データの成分Ｘ’ｒ（ｎ），Ｘ’ｇ（ｎ），Ｘ’ｂ（ｎ）が採用されていることを認識する。
【０１４６】
さらに、逆量子化手段１６１は、バッファ１６２から予測値データＸ’（ｎ）を読み出し、量子化データＺ（ｎ）と予測値データＸ’（ｎ）とを比較した上で、次の予測値データＸ’（ｎ＋１）を生成する。この逆量子化手段１６１による予測値データの生成処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、予測値生成手段１６によって行われる予測値データ生成処理の例を示す概念図である。なお、図１０では、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ），Ｘ’ｒ（ｎ＋１）及び量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）についてのみ採り上げて図示している。
【０１４７】
図１０（ａ），図１０（ｂ）に示すように、逆量子化手段１６１は、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）の上位５ビットが、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）と一致するか否かを確認する。
【０１４８】
図１０（ａ）に示すように、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）の上位５ビットと量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）とが一致する場合、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）が採用されていることが予想される。そのため、逆量子化手段１６１は、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）に対して逆量子化処理を行うことで得られる次の予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ＋１）を、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）とする（Ｘ’ｒ（ｎ＋１）＝Ｘ’ｒ（ｎ））。
【０１４９】
一方、図１０（ｂ）に示すように、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ）の上位５ビットと量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）とが一致しない場合、符号化対象データのＲ成分Ｙｒ（ｎ）として、対象画素データのＲ成分Ｘｒ（ｎ）が採用されていることが予想される。そのため、逆量子化手段１６１は、量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）の下位５ビットに所定の値（例えば「０００００」）を付して１０ビットからなる逆量子化データのＲ成分Ｚ’ｒ（ｎ＋１）を生成し、予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ＋１）として減算器１１に出力するとともに、バッファ１６２にも送出して一時的にその値を保持する。具体的に例えば、図１０（ｂ）に示すように量子化データのＲ成分Ｚｒ（ｎ）＝（０１１１０）２の場合には、逆量子化手段１６１によって予測値データのＲ成分Ｘ’ｒ（ｎ＋１）＝（０１１１００００００）２が生成される。
【０１５０】
このように、逆量子化手段１６１は、ＰＣＭ処理が行われた際に、量子化データの成分と予測値データの成分の上位ビットとの一致の有無を確認するだけで、対象画素データの成分及び予測値データの成分のいずれに対して量子化処理が行なわれたのかを認識し、適切な逆量子化処理を行うことが可能である。したがって、逆量子化処理を精度良く行うことが可能である。
【０１５１】
さらに、逆量子化手段１６１は、特別なデータを別途必要とすることなく、対象画素データの成分及び予測値データの成分のいずれに対して量子化処理が行なわれたのかを、認識することができる。そのため、固定長符号が無用に冗長化することを抑制し、圧縮率の低下を最小限に留めることが可能になる。
【０１５２】
また、逆量子化手段１６１は、Ｍ（ｎ）＝０、Ｍ（ｎ−１）＝０の場合には、量子化データＺ（ｎ）は対象画素データＸ（ｎ）と予測値データＸ’（ｎ−１）の差分値データＤ（ｎ）であることを認識する。そして、バッファ１６２に保持されている一画素前に相当する予測値データＸ’（ｎ）を読み出し、量子化データＺ（ｎ）に加算することで、予測値データＸ’（ｎ＋１）を生成する。例えば、Ｍ（ｎ）＝０、Ｍ（ｎ−１）＝０、Ｚｒ（ｎ）＝（００１０１）２、Ｘ’ｒ（ｎ）＝（００００１００００１）２である場合には、逆量子化手段１６１によって、Ｘ’ｒ（ｎ＋１）＝（００００１００１１０）２が生成される。
【０１５３】
また、逆量子化手段１６１は、Ｍ（ｎ）＝０、Ｍ（ｎ−１）＝１の場合には、量子化データＺ（ｎ）は対象画素データＸ（ｎ）と予測値データＸ’（ｎ）の差分値データＤ（ｎ）をビット数が所定のビット幅ｍになるように所定の量子化ステップ２ｑで量子化された後クリッピング処理が行なわれた値であることを認識する。図５（ｃ）の場合と同様、Ｔｈ（Ｍ（ｎ−１））＝Ｔｈ（１）＝６３、Ｚｒ（ｎ）＝（０１１１１）２、であるとすれば、量子化ステップ２で量子化された後、オーバーフロー処理が行なわれたことを認識する。従って、さらにこのとき、Ｘ’ｒ（ｎ）＝（０００００００１０１）２である場合には、逆量子化手段１６１によって、Ｘ’ｒ（ｎ＋１）＝（０００１０００００１）２が生成される。
【０１５４】
なお、クリッピング処理を行わない方法による場合には、Ｔｈ（Ｍ（ｎ−１））＝Ｔｈ（１）＝６３とすれば、この閾値の値から量子化ステップのビット幅ｑ＝３が導出される。従って、例えば、Ｍ（ｎ）＝０、Ｍ（ｎ−１）＝１、Ｚｒ（ｎ）＝（０１０１１）２、Ｘ’ｒ（ｎ）＝（０００００００１０１）２である場合には、逆量子化手段１６１によって、Ｘ’ｒ（ｎ＋１）＝（０００１０１１１０１）２が生成される。
【０１５５】
このように、予測値生成手段１６によって、量子化手段１４によって生成された量子化データＺ（ｎ）に対して、バッファ１７に保持されている符号化モードＭ（ｎ）及びＭ（ｎ−１）と、バッファ１６２に保持されている一画素前に相当する予測値データＸ’（ｎ）とを用いて復号化することで、元の対象画素データＸ（ｎ）に近いデータを得ることができ、この値を次の画素データＸ（ｎ＋１）の符号化処理の際に予測値データＸ’（ｎ＋１）として利用することができる。
【０１５６】
＜＜画像復号化装置及び画像復号化方法＞＞
図８に示したように、画像符号化装置１によって最終的に生成される固定長符号Ｑ（ｎ）には、量子化データＺ（ｎ）と符号化モードＭ（ｎ）とを含む構成である。このため、この固定長符号Ｑ（ｎ）を復号化して画素データＸ（ｎ）を得るに際しては、上述した予測値生成手段１６の予測値生成方法と同様の方法を用いることができる（図９及び図１０参照）。
【０１５７】
図１１は、画像符号化装置１によって生成された固定長符号Ｑ（ｎ）を復号化して元の画素データＸ（ｎ）を得るための画像復号化装置の概略構成を示すブロック図である。
【０１５８】
図１１に示される画像復号化装置３０は、逆量子化手段３１（第２逆量子化手段）、復号化手段３２、バッファ３３（第３バッファ）、及びバッファ３４（第４バッファ）を備える。なお、逆量子化手段３１は、図９の予測値生成手段１６における逆量子化手段１６１に対応し、バッファ３３はバッファ１６２に対応する。
【０１５９】
画像復号化装置３０に対して固定長符号Ｑ（ｎ）が入力されると、まず、復号化手段３２が、固定長符号Ｑ（ｎ）から符号化モードＭ（ｎ）と量子化データＺ（ｎ）を取得する。そして、符号化モードＭ（ｎ）をバッファ３４に送出して保持する。バッファ３４は、一時的に符号化モードの値を保持する構成であり、少なくとも復号化対象となる固定長符号Ｑ（ｎ）の前の固定長符号Ｑ（ｎ−１）に係る符号化モードＭ（ｎ−１）を保持している。
【０１６０】
次に、逆量子化手段３１は、バッファ３４から符号化モードＭ（ｎ−１）を読み出すとともに、Ｍ（ｎ）とＭ（ｎ−１）並びに量子化データＺ（ｎ）を用いて、予測値生成手段１６が予測値データを生成するのと同様に復元データを生成する。なお、予測値生成手段１６は、あくまで符号化対象となっている画素データＸ（ｎ）の次の画素データＸ（ｎ＋１）の符号化処理の際に利用する目的で作成されているため、上記においては、符号化対象の画素データと画素番号を合わせるために、生成される予測値データをＸ’（ｎ＋１）と符号を付して説明を行った。しかし、復号化装置３０は、単に固定長符号Ｑ（ｎ）を復号化して元の画素データを得ることを目的としているため、元の画素データと復号化後の画素データの画素番号を合わせることが望ましいという観点から、以下では、逆量子化手段３１によって固定長符号Ｑ（ｎ）から生成された復元データをＸ’’（ｎ）と記載する。このとき、上述したように、Ｘ’’（ｎ）とＸ’（ｎ＋１）は実質的には同一のデータとなる。
【０１６１】
逆量子化手段３１は、逆量子化手段１６１が予測値データＸ’（ｎ＋１）を生成するのと同様の方法により、復元データＸ’’（ｎ）を生成する。これにより、予測値生成手段１６と同様、量子化手段１４によって生成された量子化データＺ（ｎ）に対して、符号化モードＭ（ｎ）及びＭ（ｎ−１）、固定長符号Ｑ（ｎ−１）に係る復元データＸ’’（ｎ−１）（＝予測値データＸ’（ｎ））を用いて復号化を行い、元の画素データＸ（ｎ）に近い復元データＸ’’（ｎ）を得ることができる。
【０１６２】
＜＜画像符復号化システム＞＞
上述した画像符号化装置１及び画像復号化装置３０は、画像データを符号化することでデータ量を削減する用途に利用することができ、応用範囲は広い。例えば、メモリインタフェースに利用することで、メモリ書き込み時に画像符号化装置１を用いて符号化処理を行い、読み出し時に画像復号化装置３０を用いて復号化処理を行うことで、メモリ容量とアクセスのバンド幅を削減することができるとともに、消費電力の削減も図ることができる。
【０１６３】
図１２は、画像符号化装置及び画像復号化装置を備える画像符復号化システムをメモリシステムに応用した場合の実施例を示すブロック図である。図１２に示されるメモリシステム４０は、メモリインタフェース４１と記録手段４２を備え、メモリインタフェース４１は、上述した本発明に係る符号化装置１及び復号化装置３０を備える。
【０１６４】
このように構成されるとき、メモリシステム４０に対して所定のデータＤｉの書き込み指示が行われると、符号化装置１によって固定長符号Ｄｑに変換された後に記録手段４２に格納される。一方、読み出し指示が行われると、記録手段４２から固定長符号Ｄｑを読み出し、復号化装置３０によって復号化され、元のデータＤｉから比べて誤差の少ない復元データＤｉ’’が出力される。
【０１６５】
このメモリシステム４０では、書き込み時には固定長符号Ｄｑに符号化して記録手段４２に格納することができるので、メモリ容量及びアクセスのバンド幅を削減することができるとともに、消費電力の抑制も図られる。また、バスのデータ転送量を減少させることによってバスクロックを低減できるので、それによる低消費電力化効果も期待できる。また、本発明の画素ごとの固定長符号化という特徴はメモリアクセスのための特別なアドレス管理なしにランダムアクセスを可能にするため、画像符号化装置の有無を意識しないメモリインタフェースの実現が可能になる。
【０１６６】
なお、本発明の画像符復号化システムの一部または全部は、上記のようなメモリシステム４０に限られず、画像データの圧縮符号化及び復号化が必要な画像処理システムの全般に対して適用可能である。特に、本発明の画像符号化システムと同様の機能が要求されるアプリケーションに対しては、本発明の画像符号化システムによる効果と同様の効果が得られることが期待される。
【０１６７】
以上の通り、本発明に係る画像符号化装置１及び画像符号化方法、画像復号化装置３０及び画像復号化方法、画像符復号化システム（メモリシステム４０）によれば、対象画素に係る量子化データに符号化モードを付加するだけで固定長符号が生成されるため、圧縮率の低下を最小限に留めることができる。さらに、色跳びによって縦スジなどのノイズが発生することを、抑制することが可能になる。
【０１６８】
また、本発明の画像符号化装置１では、符号化モード決定手段１２、符号化対象決定手段１３、量子化手段１４及び固定長符号生成手段１５が、対象画素の１画素前または数画素前に係る符号化モードと、対象画素の予測値データと、対象画素データと、当該予測値データ及び当該対象画素データの差分値データと、を処理し、予測値生成手段１６が、対象画素に係る量子化データと、対象画素の１つ前の画素に係る予測値データと、対象画素の１画素前または数画素前に係る符号化モードとを処理する。そのため、対象画素データの符号化を行う以前に必要なデータがすべて揃っており、処理遅延なしに対象画素を簡単な演算で符号化可能である。同時に、これらのデータは、直前の数画素分の処理で計算・生成されたものであるため、本発明に係る画像符号化装置を、数画素分のデータを格納する領域だけの小さいハードウエアコストで実現することができる。
【０１６９】
同様に、本発明の画像復号化装置３０では、逆量子化手段３１及び復号化手段３２が、対象固定長符号の１つ前または複数前の固定長符号に係る符号化モードと、対象固定長符号に係る量子化データと、対象固定長符号の１つ前の固定長符号に係る復元データと、を処理するものである。そのため、対象固定長符号の復号化を行う以前に必要なデータがすべて揃っており、処理遅延なしに対象固定長符号を簡単な演算で復号化可能である。同時に、これらのデータは、直前の数固定長符号分の処理で計算・生成されたものであるため、本発明に係る画像復号化装置を、数固定長符号分のデータを格納する領域だけの小さいハードウエアコストで実現することができる。
【０１７０】
＜＜変形等＞＞
〈１〉  画素データが、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分から成る場合について例示したが、画素データは、他の形式の成分（例えば、輝度を示すＹ成分、色差を示すＵ成分及びＶ成分）から成るものであってもよい。また、１つの画素データを構成する成分は３つに限られず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【０１７１】
〈２〉  上述の実施形態では、対象画素及び当該対象画素の直前画素に係る符号化モードの値に基づいて量子化手段１４が量子化ステップを決定する構成としたが、対象画素の直前一画素のみならず、直前の数画素に係る符号化モードの値も考慮して量子化ステップを決定する構成としても構わない。
【０１７２】
〈３〉  上述の実施形態において示したブロック図（図１，図４，図９，図１１，図１２）におけるそれぞれのブロックは、ソフトウエアによって実現してもよいし、ハードウエアによって実現してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明は、高解像度画像の画像データ等を圧縮符号化する画像符号化装置や画像符号化方法に利用可能である。また、本発明は、このような画像符号化装置、画像符号化方法によって符号化されたデータを復号化するための画像復号化装置、画像復号化方法に利用可能である。さらに、本発明は、このような画像符号化装置と画像復号化装置とを備える画像符復号化システムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１７４】
１：    本発明に係る画像符号化装置
１１：    減算器
１２：    符号化モード決定手段
１３：    符号化対象決定手段
１３１：    一括決定手段
１３２：    成分毎決定手段
１４：    量子化手段
１５：    固定長符号生成手段
１６：    予測値生成手段
１６１：    逆量子化手段
１６２：    バッファ（第１バッファ）
１７：    バッファ（第２バッファ）
３０：    画像復号化装置
３１：    逆量子化手段
３２：    復号化手段
３３：    バッファ（第３バッファ）
３４：    バッファ（第４バッファ）
４０：    メモリシステム（画像符復号化システム）
４１：    メモリインタフェース
４２：    記録手段
ｄｉ、Ｘ（ｎ）：    対象画素データ
Ｘ’’（ｎ）：    復元データ
ｄｉｄ、Ｄ（ｎ）：    差分値データ
ｄｉｅｉ：    誤差付対象画素データ
ｄｉｐ、Ｘ’（ｎ）：    予測値データ
ｄｉｙ、Ｙ（ｎ）：    符号化対象データ
ｄｉｚ、Ｚ（ｎ）：    量子化データ
ｄｑ、Ｑ（ｎ）：    固定長符号
ｉｃ１：    外部入力端子
ｉｔ１：    入力端子
Ｍ、Ｍ（ｎ）：    符号化モード
ｍ：    量子化データ幅
ｏｔ１：    出力端子
ｑ：    量子化ステップのビット幅
【図１】
2013126139.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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