JPH08256341A - 画像信号符号化方法、画像信号符号化装置、画像信号記録媒体、及び画像信号復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 １０ビットの入力画像データを、動き補償回
路１４において８ビットで動き補償を行い、動き補償さ
れた画像データに基づいて、ブロック内代表値計算回路
５により代表値データを、ブロック量子化幅計算回路６
により量子化幅をそれぞれ求め、演算器４で画像データ
と代表値データとの差分を算出する。この差分をブロッ
ク量子化器７に送り、量子化幅に基づいて、量子化幅の
中央に代表値がくるように８ビットの第１の量子化デー
タを生成し、差分信号符号化器８のＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）回路１１１で変換処理し、量子化器１１２で第
２の量子化データを生成する。ＶＬＣ（可変長符号化）
回路１５では、代表値データ、量子化幅、及び第２の量
子化データを符号化する。 【効果】 １０ビット精度の画像を、８ビット精度の回
路や素子を用いて、その画質をほとんど劣化させること
なく符号化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号符号化方法、
画像信号符号化装置、画像信号記録媒体、及び画像信号
復号化装置に関し、特に、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、これを再
生する場合などに用いて好適な画像信号符号化方法、画
像信号符号化装置、画像信号記録媒体、及び画像信号復
号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、画像信号のライン相関やフレーム（またはフィール
ド）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】即ち、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（Gr
oup Of Picture、以下ＧＯＰと記載する）とし、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、それぞれ処理する。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。

【０００７】Ｉピクチャの画像信号としては、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ピクチャの画像信号として
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ピクチャの画像信号としては、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。

【０００８】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Ｆ
２は、Ｂピクチャとして処理されるため、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。

【０００９】但し、このＢピクチャとしての処理は、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）。

【００１０】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。

【００１１】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（フレームＦ１とＦ２の間の動きベ
クトル）（前方予測の場合）、もしくはｘ２（フレーム
Ｆ３とＦ２の間の動きベクトル）（後方予測の場合）、
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。

【００１２】また、ＰピクチャのフレームＦ３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）。
あるいはまた、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。

【００１３】図２１は、上述した原理に基づいて、動画
像信号を符号化する従来の画像信号符号化装置の一例の
構成を示すブロック図である。まず、例えば８×８画素
や１６×１６画素などのブロックに分割された、８ビッ
ト精度の画像データが、ブロック単位でフィールドメモ
リ群１１５に入力されて記憶される。

【００１４】すると、動き予測回路２は、予め設定され
ている所定のシーケンスに従って、フィールドメモリ群
１１５に記憶された各フレーム（またはフィールド）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（例えば、上述した
ように、フレームＦ１乃至Ｆ１７により構成されるＧＯ
Ｐが、Ｉ，Ｂ，Ｐ，Ｂ，Ｐ，・・・Ｂ，Ｐとして処理さ
れる）。

【００１５】フィールドメモリ群１１５に記憶された各
ピクチャの信号は、そこから読み出され、演算器３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、動き予測回路２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、次のようにして生成する。

【００１６】即ち、画像内予測の予測誤差の絶対値和と
して、参照画像のブロックの信号Ａijの和ΣＡijの絶対
値|ΣＡij|と、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、参照画像のブロックの信号Ａijと、予測
画像のブロックの信号Ｂijの差Ａij−Ｂijの絶対値|Ａi
j−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。

【００１７】そして、動き予測回路２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、画像間予測の予測誤差の絶対値和と
して選択する。さらに、この画像間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
応するモードを動き補償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。画像間予測の予測誤差の
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
かった動き補償モードが設定される。

【００１８】さらに、動き予測回路２は、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、可変長符号化（ＶＬＣ）回路１１７と
動き補償回路１４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。

【００１９】フィールドメモリ群１１５よりＩピクチャ
の画像データが読み出された場合、動き予測回路２は、
動き補償モードとして、画像内予測モード（動き補償を
行わないモード）を設定する。これにより、Ｉピクチャ
の画像データが、演算器３をスルーして（演算器３にお
いて演算処理が行われずに）、差分信号符号化器８に入
力される。

【００２０】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、演算器３をスルーしてフィールドメモリ群１
１５より供給されたＩピクチャの画像データを、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、ＶＬＣ
回路１１７の後段に設けられた送信バッファ（図示せ
ず）のデータ蓄積量（バッファ蓄積量）に対応した量子
化幅Ｓで量子化された後、ＶＬＣ回路１１７に入力され
る。

【００２１】ＶＬＣ回路１１７は、量子化器１１２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、その後段に設けられた送信バッファに出力する。

【００２２】ここで、ＶＬＣ回路１１７の後段に設けら
れた送信バッファは、そのデータ残量が許容上限値まで
増量すると、量子化制御信号によって量子化器１１２の
量子化幅Ｓを大きくすることにより、量子化データのデ
ータ量を低下させる。また、これとは逆に、データ残量
が許容下限値まで減少すると、送信バッファは、量子化
制御信号によって量子化器１１２の量子化幅Ｓを小さく
することにより、量子化データのデータ量を増大させ
る。このようにして、送信バッファのオーバフローまた
はアンダフローが防止される。

【００２３】ＶＬＣ回路１１７にはまた、量子化器１１
２より量子化幅Ｓ、動き予測回路２より動き補償モード
（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）、および動きベ
クトルが入力されており、これらも可変長符号化され
る。

【００２４】そして、ＶＬＣ回路１１７より出力された
データは、その後段の送信バッファに一時蓄積され、所
定のタイミングで読み出されて、伝送路に出力され、例
えば記録媒体などに記録される。

【００２５】一方、量子化器１１２より出力されたＩピ
クチャのデータは、差分信号復号化器９にも入力され
る。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、逆量子化器１１３は、
量子化器１１２における量子化幅Ｓと同一の量子化幅
で、量子化器１１２より出力されたＩピクチャのデータ
を逆量子化する。逆量子化器１１３の出力は、逆ＤＣＴ
回路１１４に入力され、逆ＤＣＴ処理された後、演算器
１２を介してフィールドメモリ群１１６に供給され、記
憶される。

【００２６】動き予測回路２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。

【００２７】そこで動き予測回路２は、Ｉピクチャの処
理の次に、フィールドメモリ群１１５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、ブロック単位でのフレーム間差分
（予測誤差）の絶対値和に対応して、画像内予測、もし
くは前方予測の動き補償モードが設定される。

【００２８】画像内予測モードが設定された場合、演算
器３は、上述したようにフィールドメモリ群１１５から
のデータに演算処理を施さずに出力する。従って、この
データは、Ｉピクチャのデータと同様に、差分信号符号
化器８、ＶＬＣ回路１１７、送信バッファを介して伝送
路に伝送される。また、このデータは、差分信号復号化
器９、演算器１２を介してフィールドメモリ群１１６に
供給され、記憶される。

【００２９】前方予測モードの時、フィールドメモリ群
１１６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、動き補償回路１４により、
動き予測回路２が出力する動きベクトルに対応して動き
補償される。即ち、動き補償回路１４は、動き予測回路
２より前方予測モードの設定が指令されたとき、フィー
ルドメモリ群１１６の読み出しアドレスを、動き予測回
路２がいま出力している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。

【００３０】動き補償回路１４により生成された予測画
像データは、フィールドメモリ群１１６を介して演算器
３に供給される。この場合、演算器３は、フィールドメ
モリ群１１５より供給された参照画像のブロックのデー
タから、動き補償回路１４より供給された、このブロッ
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、差分信号符号化
器８、ＶＬＣ回路１１７、送信バッファを介して伝送路
に伝送される。また、この差分データは、差分信号復号
化器９により局所的に復号され、演算器１２に入力され
る。

【００３１】この演算器１２にはまた、演算器３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。演算器１２は、差分信号復号化器９が出力する差
分データに、動き補償回路１４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、フィールドメモリ群１１６に供給され、記憶され
る。

【００３２】動き予測回路２は、このように、Ｉピクチ
ャとＰピクチャのデータがフィールドメモリ群１１６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。即ち、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、動き補償モードが画像内予測モー
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される。

【００３３】画像内予測モードまたは前方予測モードの
時、上述したような、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。

【００３４】これに対して、後方予測モードの時、フィ
ールドメモリ群１１６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、動き補償
回路１４により、動き予測回路２が出力する動きベクト
ルに対応して動き補償される。即ち、動き補償回路１４
は、動き予測回路２より後方予測モードの設定が指令さ
れたとき、フィールドメモリ群１１６の読み出しアドレ
スを、動き予測回路２がいま出力しているブロックの位
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。

【００３５】動き補償回路１４により生成された予測画
像データは、フィールドメモリ群１１６を介して演算器
３に供給される。演算器３は、フィールドメモリ群１１
５より供給された参照画像のブロックのデータから、動
き補償回路１４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、差分信号
符号化器８、ＶＬＣ回路１１７、送信バッファを介して
伝送路に伝送される。

【００３６】また、両方向予測モードの時、フィールド
メモリ群１１６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、および画像（いまの場合、Ｐ
ピクチャの画像）データが読み出され、動き補償回路１
４により、動き予測回路２が出力する動きベクトルに対
応して動き補償される。即ち、動き補償回路１４は、動
き予測回路２より両方向予測モードの設定が指令された
とき、フィールドメモリ群１１６の読み出しアドレス
を、動き予測回路２がいま出力しているブロックの位置
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。

【００３７】動き補償回路１４により生成された予測画
像データは、フィールドメモリ群１１６を介して演算器
３に供給される。演算器３は、動き予測回路２より供給
された参照画像のブロックのデータから、動き補償回路
１４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、差分信号符号
化器８、ＶＬＣ回路１１７、送信バッファを介して伝送
路に伝送される。

【００３８】なお、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、フィールドメモリ群１
１６には記憶されない。

【００３９】また、以上の処理において、フィールドメ
モリ群１１５および１１６からの画像データの読み出し
のタイミングは、メモリコントローラ１６において入力
画像の同期信号に対応して生成されるタイミング制御信
号に基づいて制御される。

【００４０】次に、図２２は、図２１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画像信号復号化
装置の一例の構成を示すブロック図である。符号化され
た画像データは、伝送路を介して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１２４に供給される。逆ＶＬＣ
回路１２４は、符号化された画像データを可変長復号化
し、動きベクトル、動き補償モードを動き補償回路２７
に、また、量子化幅Ｓ、復号された（可変長復号され
た）画像データを差分信号復号化器２２に、それぞれ出
力する。

【００４１】差分信号復号化器２２は、図２１の差分信
号復号化器９と同様に、逆量子化器１２１および逆ＤＣ
Ｔ回路１２２より構成されており、逆量子化器１２１
は、逆ＶＬＣ回路１２４より供給された画像データを、
同じく逆ＶＬＣ回路１２４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、演算器
２５に供給される。

【００４２】逆ＤＣＴ回路１２２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
演算器２５よりそのまま出力され、演算器２５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、フィールドメモリ群１２
３に供給されて記憶される。さらに、このデータは、復
号された画像データとしてフィールドメモリ群１２３を
介して出力される。

【００４３】逆ＤＣＴ回路１２２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、フィールドメモリ群１２３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、動き補償回路２７で逆ＶＬＣ回
路１２４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、演算器２５において、逆ＤＣＴ
回路１２２より供給された画像データ（差分のデータ）
と加算され、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、演算器２５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、フィールド
メモリ群１２３に供給されて記憶される。

【００４４】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、演
算器２５で特に処理は行わず、そのままフィールドメモ
リ群１２３に記憶される。

【００４５】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、まだフ
ィールドメモリ群１２３より出力されない（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）。

【００４６】逆ＤＣＴ回路１２２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、逆ＶＬＣ回路
１２４より供給された動き補償モードに対応して、フィ
ールドメモリ群１２３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）、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、
動き補償回路２７において、逆ＶＬＣ回路１２４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。

【００４７】このようにして、動き補償回路２７で動き
補償が施されたデータは、演算器２５において、逆ＤＣ
Ｔ回路１２２の出力と加算される。この加算出力は、フ
ィールドメモリ群１２３を介してそのまま出力される。

【００４８】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、フィールドメモリ群１２３には記憶されな
い。

【００４９】Ｂピクチャの画像が出力された後、フィー
ルドメモリ群１２３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て出力される。

【００５０】フィールドメモリ群１２３より出力された
データは、ブロックフォーマットからフレームフォーマ
ットに変換される。そして、Ｄ／Ａ変換回路などでＤ／
Ａ変換された後、例えばＣＲＴなどのディスプレイ（い
ずれも図示せず）に出力され、表示される。

【００５１】なお、以上の処理は、画像がカラー画像で
あれば、画像の輝度信号と色信号（例えば、色差信号）
の両方に対して施される。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ときがある。

【００５２】また、以上の処理においては、逆ＶＬＣ回
路１２４が、１枚（１画面）の画像を可変長復号化する
タイミングでタイミングパルスをメモリコントローラ２
８に出力するようになされており、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１２３に供給され
るようになされている。これにより、フィールドメモリ
群１２３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。

【００５３】以上のようなＤＣＴ処理と動き補償を組み
合わせたハイブリッド方式の画像の符号化方式は、テレ
ビ電話に用いられる動画像の符号化規格であるＣＣＩＴ
Ｔ（国際電信電話諮問委員会）のＨ．２６１や、蓄積メ
ディア用の動画像の符号化規格であるＩＳＯ−ＩＥＣ／
ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１（いわゆるＭＰＥＧ）な
どにおいて採用されている。

【００５４】また、画像信号をディジタル信号として
（ディジタル信号に変換して）処理する場合のフォーマ
ットとして、例えば、ＣＣＩＲ（国際無線通信諮問委員
会）のRecommendation 601（以下、Rec.601と記載す
る）などが知られている。

【００５５】このRec.601においては、ディジタル信号
としての画像信号が、８ビット精度の４：２：２コンポ
ーネント信号（色差信号を、各ラインから１つおきに間
引き、各ラインにおいて、２つの輝度信号に対して１つ
の色差信号を対応させたディジタル画像信号）フォーマ
ットで取り扱われている。

【００５６】例えばＭＰＥＧなどでは、このRec.601フ
ォーマットが入出力画像信号フォーマットとして採用さ
れており、このため上述した画像信号符号化装置や画像
信号復号化装置における、例えば動き予測回路２や、差
分信号符号化器８（ＤＣＴ回路１１１、量子化器１１
２）、差分信号復号化器９（逆量子化回路１２１、逆Ｄ
ＣＴ回路１２２）、２２（逆量子化回路１２１、逆ＤＣ
Ｔ回路１２２）などの装置の中枢となるブロックを構成
するハードウェア（ＩＣやＬＳＩ）などは、装置に８ビ
ット精度のディジタル画像信号が入力または出力される
ことを前提として設計、製作され、市販されている。

【００５７】即ち、例えば差分信号符号化器８の量子化
器１１２などは、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２５
５の９ビットで表すことのできる画像データを量子化す
ることができるように設計、製作され、市販されてい
る。

【００５８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディジタル
信号処理技術の進歩とともに、８ビット精度の画像信号
より高精度な画像信号が要求されるようになってきてい
る。即ち、例えば映画フィルムをＨＤＴＶ（High Defin
ition TV）の信号にテレシネする場合や、医療分野など
で用いられるＣＴなどにおいては、８ビット精度より高
精度な、例えば１０ビット精度などの画像信号が要求さ
れている。

【００５９】しかしながら、上述したように、いま現在
ある画像信号符号化装置や画像信号復号化装置の中枢と
なるブロックを構成するハードウェアが、８ビット精度
の画像信号が装置に入出力されることを前提として設計
されているため、従来からある装置によって、精度が８
ビットを越える画像信号を符号化や復号化することは困
難であった。

【００６０】また、８ビットを越える語長の画像信号は
高画質であることが要求される。

【００６１】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、従来からあるハードウェアを利用して高
精度の画像信号を符号化および復号化することができる
ようにするものである。

【００６２】また、一般にｍビット精度、例えば１０ビ
ット精度の画像信号を、量子化誤差を減少させながらｎ
ビット、例えば８ビット処理を行わせることができるよ
うな画像信号符号化方法、画像信号符号化装置、画像信
号記録媒体、及び画像信号復号化装置の提供を目的とす
る。

【００６３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ｍビット（例
えば１０ビット）の入力画像データの所定のブロックご
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、前記画像データと前記代表値データの差分を算出
し、前記差分を前記量子化幅に基づいてｎビット（例え
ば８ビット）に量子化し、第１の量子化データを生成
し、前記第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、前記変換係数を量子化し、第２の量
子化データを生成し、前記代表値データ、量子化幅、お
よび第２の量子化データを符号化することを基本として
おり、前記第１の量子化の際、単純な切捨てではなく、
量子化誤差が少なくなるように、例えば量子化幅の中央
に代表値がくるようにして量子化を行なうことにより、
上述した課題を解決する。

【００６４】また、前記代表値データや量子化幅の決定
の際などに、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、上
述した課題を解決する。

【００６５】また、ｍビット、例えば１０ビット画像の
符号化の際に、可逆圧縮および非可逆圧縮符号化を適応
的に切替えられるようにすることにより、上述した課題
を解決する。

【００６６】さらに、前記第１の量子化の量子化幅に応
じて前記第２の量子化の量子化幅を決定し量子化を行な
うことにより、上述した課題を解決する。

【００６７】

【作用】ｍビット、例えば１０ビットの入力画像データ
の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。第１の
量子化の際には、量子化誤差が少なくなるように、例え
ば量子化幅の中央に代表値がくるように、量子化を行
う。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ビットで行う。また、ｎビット画
像データの可逆符号化も行えるようにし、符号化の際
に、可逆圧縮符号化と、不可逆圧縮符号化とを適応的に
切り替える。また、第１の量子化の量子化幅に応じて第
２の量子化の量子化幅を決定する。従って、画像を、そ
のビット精度を変換して符号化することができる。

【００６８】

【実施例】本発明に係る画像信号符号化方法の実施例に
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
し、前記差分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し、前記第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、前記変換係数
を量子化し、第２の量子化データを生成し、前記代表値
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。

【００６９】以下、本発明に係る画像信号符号化装置及
び画像信号復号化装置のいくつかの好ましい実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００７０】図１は、本発明に係る画像信号符号化装置
の第１の実施例の構成を示すブロック図である。

【００７１】この第１の実施例においては、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。
一般的に、通常のｎビットの精度より高精度のｍビット
精度の画像データが入力される場合に本発明を適用でき
ることは勿論である。

【００７２】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お
り、例えば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。

【００７３】動き予測回路２は、前記図２１の説明にお
いて述べたようにして、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の量子化幅計算回路
６に供給する。

【００７４】ここで、図１における動き予測回路２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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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演算処理が行われ（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）、１０ビット精度の演算出力が演算器４、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に供給される。

【００７９】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
うにして算出して出力する。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。

【００８０】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、および２２（図４）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。

【００８１】演算器３の演算出力は、演算器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
がとられ、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、演算器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。

【００８２】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、
ＶＬＣ回路１５の後段に設けられた送信バッファ（図示
せず）のデータ蓄積量（バッファ蓄積量）に対応した量
子化幅Ｓで量子化された後、ＶＬＣ回路１５に入力され
る。

【００８３】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。

【００８４】つまり、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。

【００８５】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１
０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。

【００８６】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。

【００８７】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とられ、ブロック量子化器７に
出力される。

【００８８】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。

【００８９】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２（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（＝３００−３０
０）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、また例えば図３（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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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２（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。

【００９４】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。

【００９５】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（２５
６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（２５
５）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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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２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。このときの信号レベ
ルの変化を図５に示す。

【００９９】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。ここで量子化出力をＸとしている。ただし、
このとき少数点以下は切り捨てられる。このときの信号
レベルの変化を図６に示す。

【０１００】（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で以下の式にしたがい量子化出力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。このときの信号レベルの変化を図７に示す。

【０１０１】（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。これを図８に示す。

【０１０２】（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。

【０１０３】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
。

【０１０４】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。

【０１０５】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２
５５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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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２（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３５
５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２
５５（＝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、また例えば図３（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−１０
００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。

【０１０９】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。

【０１１０】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２５
５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。

【０１１１】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２
（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。

【０１１２】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。

【０１１３】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（−２
５５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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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、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、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、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。

【０１１７】以上のように、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、演算器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
ート精度の画像データのブロックに変換される。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】さらに、この場合、例えば差分信号符号化
器８での量子化幅Ｓを小さくする（細かくする）ように
し、画質の劣化を抑制した画像の符号化が可能となる。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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、量子化され、Ｄ
ＣＴ処理されて可変長符号化（ＶＬＣ）回路１５に供給
される。

【０１２５】ＶＬＣ回路１５には、差分信号符号化器８
で量子化され、ＤＣＴ処理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。

【０１２６】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および量子化幅Ｑが付加され
るようになされている。

【０１２７】なお、ブロックの代表値データおよび量子
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。

【０１２８】ＶＬＣ回路１５よりビットストリームが出
力される。

【０１２９】また、差分信号符号化器８で量子化され、
ＤＣＴ処理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１０に供給
される。

【０１３０】差分信号復号化器９は、図２１における場
合と同様に逆量子化器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。

【０１３１】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。

【０１３２】演算器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、演算器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、演算器１２に出力される。

【０１３３】これにより、演算器１２には、演算器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。

【０１３４】演算器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。

【０１３５】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、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。

【０１３６】即ち、予測画像が演算器３および１２に供
給される。

【０１３７】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９などを使用した画像信号符
号化装置によって、１０ビット精度の画像を、その画質
をほとんど劣化させることなく符号化することができ
る。

【０１３８】以上説明した実施例の画像信号符号化方法
あるいは装置により符号化された画像データは、光ディ
スク、磁気ディスク等のディスク状記録媒体や、テープ
状記録媒体などの各種記録媒体に記録される。光ディス
クなどについては、いわゆるカッティングにより原盤を
作成し、スタンパなどを用いた複製作業により大量の媒
体を生産して市販することもできる。

【０１３９】次に、図４は、本発明の第２の実施例とな
る画像信号復号化装置の構成を示すブロック図である。

【０１４０】図中、図２２における場合と対応する部分
については、同一の符号を付してある。この画像信号復
号化装置は、図１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。

【０１４１】この画像信号復号化装置においては、再生
ビットストリームが逆ＶＬＣ回路２１に供給され、逆Ｖ
ＬＣ回路２１は、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を演算器２
４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。

【０１４２】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。

【０１４３】また、逆ＶＬＣ回路２１は、可変長復号化
した画像データのブロックおよび量子化幅Ｓを差分信号
復号化器２２に順次供給する。

【０１４４】差分信号復号化器２２は、図２２における
場合と同様に逆量子化器１２１および逆ＤＣＴ回路１２
２より構成され、そこでは、逆ＶＬＣ回路２１より出力
された、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（量子化されたＤＣＴデータ）
のブロックが、同じく逆ＶＬＣ回路２１より出力された
量子化幅Ｓで逆量子化され、さらに逆ＤＣＴ処理され
る。

【０１４５】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２２
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。

【０１４６】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１）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。

【０１４７】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１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。

【０１４８】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、演算器２４に供給される。演
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、演算器２５に出力される。

【０１４９】これにより、演算器２５には、図１の画像
信号符号化装置の演算器１２における場合と同様に、演
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（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。

【０１５０】即ち、ブロック逆量子化器２３および演算
器２４において、図１の画像信号符号化装置でビット精
度が１０ビット精度から８ビット精度に変換された画像
データのビット精度が、１０ビット精度に変換され、演
算器２５に供給される。

【０１５１】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
画像と演算器２４からの画像データが加算され、元の１
０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１
０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。

【０１５２】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、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。

【０１５３】即ち、予測画像が演算器２５に供給され
る。

【０１５４】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。

【０１５５】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信号
復号化装置により、図１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る。

【０１５６】なお、図１に示す画像信号符号化装置（図
４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（復号化）する
ようにすることができる。

【０１５７】次に、本実施例の画像信号符号化装置より
出力されるビットストリーム（符号化データの伝送順
序）のフォーマットについて、図９乃至図１２を参照し
て説明する。

【０１５８】図９乃至図１２は、標準フォーマット、例
えばCCITT SGXV Working Party XV/1 Experts group on
ATM Video Coding, INTERNATIONAL ORGANISATION FOR
STANDARDISATION ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 CODED REPRE
SENTATION OF PICTURE AND AUDIO IN FORMATION, ISO-I
EC/JTC1/SC29/WG11N0328, 25-Nov-92 Test Model 3,Dra
ft Revision 1に記載されているビットストリームのフ
ォーマットに、下線で示す部分をそれぞれ追加したフォ
ーマットを示している。

【０１５９】まず、図９に示すフォーマットは、シーケ
ンスヘッダを示す。これに図１０で示すような拡張デー
タ（extension_data）が加えられる。また、シーケンス
拡張部（sequence_extension）を図１１に示す。これ
は、符号化された画像が、通常の８ビット精度の画像で
あるか否かを示すためのフォーマットで、標準フォーマ
ットのシーケンスヘッダに、フラグextension_bit_inpu
t（図中Ｌ１で示す部分）が追加されている。

【０１６０】このフラグextension_bit_inputには、符
号化された画像が、通常の８ビット精度の画像である場
合、０および１のうちの、例えば０がセットされ、符号
化された画像が、通常の８ビット精度の画像でない場
合、０および１のうちの、例えば１がセットされる。

【０１６１】次に、図１２に示すフォーマットは、マク
ロブロックヘッダを示し、マクロブロック（１６×１６
画素のブロック）ごとに、そのマクロブロックを構成す
るブロックの代表値データおよび量子化幅Ｑを伝送する
場合のフォーマットで、標準フォーマットのマクロブロ
ックレイヤのヘッダに、図中Ｌ２で示す部分が追加され
ている。

【０１６２】この場合、マクロブロックを構成するブロ
ックの数をｍとすると、コードblock_baseには、Ａビッ
トの代表値データが、ｍ個セットされることになるの
で、マクロブロックレイヤのヘッダにおいて、コードbl
ock_baseは、Ａ×ｍビットのコードとして定義されてい
る。

【０１６３】また、この場合、コードblock_q_scaleに
は、３ビットの量子化幅が、ｍ個セットされることにな
るので、マクロブロックレイヤのヘッダにおいて、コー
ドblock_q_scaleは、３×ｍビットのコードとして定義
されている。

【０１６４】次に本発明に係る第３、第４の実施例につ
いて説明する。

【０１６５】図１３は、本発明の第３の実施例となる画
像信号符号化装置の構成を示すブロック図である。

【０１６６】図中、前記図２１における場合と対応する
部分については、同一の符号を付している。ここでは、
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、
その説明をする。

【０１６７】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お
り、例えば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。

【０１６８】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。

【０１６９】なお、図１における動き予測回路２は、図
２１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。

【０１７０】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。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】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演算処理が行われ（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）、１０ビット精度の演算出力が演算器４、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
５に供給される。

【０１７４】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
うにして算出して出力する。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。

【０１７５】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、および２２（図４）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。

【０１７６】演算器３の演算出力は、演算器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
がとられ、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、演算器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。

【０１７７】差分信号符号化器８は、図２１における場
合と同様にＤＣＴ回路１１１および量子化器１１２より
構成され、そこでは、ブロック量子化器７からの量子化
データが、ＤＣＴ処理され、ＶＬＣ回路１５の後段に設
けられた図示せぬ送信バッファの蓄積量に対応する量子
化幅Ｓで量子化される。

【０１７８】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。

【０１７９】つまり、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。

【０１８０】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１
０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。

【０１８１】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。

【０１８２】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とられ、ブロック量子化器７に
出力される。

【０１８３】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。

【０１８４】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２（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（＝３００−３０
０）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、また例えば図３（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。

【０１８５】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。

【０１８６】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。

【０１８７】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。

【０１８８】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２（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。

【０１８９】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。

【０１９０】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（２５
６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（２５
５）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。

【０１９１】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。

【０１９２】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。

【０１９３】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。このときの信号レベ
ルの変化を図５に示す。

【０１９４】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。このときの信号レベルの変化を図６に示す。

【０１９５】（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。このときの信号レベルの変化を図７に示す。

【０１９６】（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。これを図８に示す。

【０１９７】（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。

【０１９８】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
。

【０１９９】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。

【０２００】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２
５５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。

【０２０１】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。

【０２０２】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。

【０２０３】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２（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３５
５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２
５５（＝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、また例えば図３（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−１０
００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。

【０２０４】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。

【０２０５】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２５
５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。

【０２０６】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２
（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。

【０２０７】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。

【０２０８】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（−２
５５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。

【０２０９】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。

【０２１０】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。

【０２１１】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、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、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、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。

【０２１２】以上のように、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、演算器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
ート精度の画像データのブロックに変換される。

【０２１３】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。

【０２１４】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。

【０２１５】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。

【０２１６】さらに、この場合、例えば差分信号符号化
器８での量子化幅Ｓを小さくする（細かくする）ように
し、画質の劣化を抑制した画像の符号化が可能となる。

【０２１７】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。

【０２１８】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。

【０２１９】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、量子化され、Ｄ
ＣＴ処理されてＶＬＣ回路１５に供給される。

【０２２０】ＶＬＣ回路１５には、差分信号符号化器８
で量子化され、ＤＣＴ処理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。

【０２２１】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および量子化幅Ｑが付加され
るようになされている。

【０２２２】なお、ブロックの代表値データおよび量子
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。

【０２２３】ＶＬＣ回路１５からはビットストリームが
出力される。

【０２２４】また、差分信号符号化器８で量子化され、
ＤＣＴ処理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１０に供給
される。

【０２２５】差分信号復号化器９は、図２１における場
合と同様に逆量子化器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。

【０２２６】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。

【０２２７】演算器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、演算器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、演算器１２に出力される。

【０２２８】これにより、演算器１２には、演算器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。

【０２２９】演算器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、８
ビット化回路５０に入力される。

【０２３０】８ビット化回路５０では、１０ビット精度
の画像信号を８ビット精度の画像信号に変換する。本実
施例では８ビット化回路は例えば、シフタで構成され
る。１０ビット画像信号ｘのＬＳＢ２ビットがビットシ
フトにより除去されＭＳＢ８ビットが８ビット精度の画
像信号Ｘとして出力される。これは、Ｃ言語の書式を用
いると以下の式で表せる。

【０２３１】Ｘ＝（ｘ＞＞２） ８ビット化回路５０によって８ビット精度にされた画像
信号はフィールドメモリ群１３に供給されて記憶され
る。

【０２３２】フィールドメモリ群１３は、８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。

【０２３３】フィールドメモリ群１３に記憶された、既
に復号された８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、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、１０ビット化回
路５１に入力される。

【０２３４】１０ビット化回路５１では、８ビット精度
の画像信号を１０ビット精度の画像信号に変換する。本
実施例では１０ビット化回路は例えばシフタによって構
成される。８ビット信号のＬＳＢ側に２ビット０が付加
される。これはＣ言語の書式を用いれば以下の式で表せ
る。

【０２３５】Ｘ＝（ｘ＜＜２） １０ビット化回路５１によって１０ビット精度にされた
画像信号は、演算器３および１２に供給される。

【０２３６】即ち、予測画像が演算器３および１２に供
給される。

【０２３７】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９などを使用した画像信号符
号化装置によって、１０ビット精度の画像を、その画質
をほとんど劣化させることなく符号化することができ
る。

【０２３８】次に、図１４は、本発明の第４の実施例と
なる画像信号復号化装置の構成を示すブロック図であ
る。

【０２３９】図中、図２２における場合と対応する部分
については、同一の符号を付してある。この画像信号復
号化装置は、図１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。

【０２４０】即ち、この画像信号復号化装置において
は、再生ビットストリームが逆ＶＬＣ回路２１に供給さ
れ、逆ＶＬＣ回路２１は、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
演算器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。

【０２４１】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。

【０２４２】また、逆ＶＬＣ回路２１は、可変長復号化
した画像データのブロックおよび量子化幅Ｓを差分信号
復号化器２２に順次供給する。

【０２４３】差分信号復号化器２２は、図示していない
が、図２２における場合と同様に逆量子化器１２１およ
び逆ＤＣＴ回路１２２より構成され、そこでは、逆ＶＬ
Ｃ回路２１より出力された、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（量子化さ
れたＤＣＴデータ）のブロックが、同じく逆ＶＬＣ回路
２１より出力された量子化幅Ｓで逆量子化され、さらに
逆ＤＣＴ処理される。

【０２４４】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２２
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。

【０２４５】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１）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。

【０２４６】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１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。

【０２４７】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、演算器２４に供給される。演
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、演算器２５に出力される。

【０２４８】これにより、演算器２５には、図１の画像
信号符号化装置の演算器１２における場合と同様に、演
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（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。

【０２４９】即ち、ブロック逆量子化器２３および演算
器２４において、図１の画像信号符号化装置でビット精
度が１０ビット精度から８ビット精度に変換された画像
データのビット精度が、１０ビット精度に変換され、演
算器２５に供給される。

【０２５０】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
画像と演算器２４からの画像データが加算され、元の１
０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１
０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。

【０２５１】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、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、最下位側０化（ＬＳＢ
０化）回路６０を経て、演算器２５に供給される。

【０２５２】最下位側０化回路６０では１０ビット信号
のうち、ＭＳＢ（最上位ビット）側の８ビットを保存
し、ＬＳＢ（最下位ビット）側２ビットを０にする。Ｃ
言語の書式に従えば、以下の式で表せる。

【０２５３】Ｘ＝（（ｘ＞＞２）＜＜２） 最下位側０化回路６０の出力は演算器２５に入力され
る。

【０２５４】即ち、予測画像が演算器２５に供給され
る。

【０２５５】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。

【０２５６】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信号
復号化装置により、図１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る。

【０２５７】なお、図１に示す画像信号符号化装置（図
４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（復号化）する
ようにすることができる。

【０２５８】この第３、第４の実施例におけるビットス
トリームのシンタクスは、前述した第１の実施例と同様
である。

【０２５９】次に、本発明に係る第５の実施例について
説明する。

【０２６０】図１５に第５の実施例となる画像信号符号
化装置を示す。第５の実施例は第１の実施例の変形であ
る。

【０２６１】この第５の実施例では、ＤＣＴ変換を用い
る符号化方法と、ＤＣＴ変換を用いない符号化方法を適
応的に切替えることを可能とする。

【０２６２】ＤＣＴ変換を用いる場合、ＤＣＴ変換の演
算精度がＤＣＴ変換装置によって異なるため、また実数
演算の結果を整数に丸めるため、可逆符号化を実現でき
ないと言う問題がある。１０ビット画像信号のように高
精度な画像に対して本実施例は、可逆符号化を可能とす
る。また不可逆符号化においても劣化が少なくなり、画
質が向上する。

【０２６３】第５の実施例は切替スイッチ５５、５６お
よび非変換符号化回路５７および非変換復号回路５８を
備えるほかは第１の実施例と同様である。

【０２６４】切替スイッチ５５は演算器３の出力を端子
ａまたは端子ｂに切替え出力する。端子ａに出力した場
合、演算器３の出力は演算器４およびブロック内代表値
計算回路５およびブロック量子化幅計算回路６に入力さ
れる。この場合、第５の実施例は第１の実施例と同一の
動作を行なう。

【０２６５】切替スイッチ５５が端子ｂに接続される場
合、演算器３の出力は非変換符号化回路５７に出力され
る。

【０２６６】切替スイッチ５５がどちらに切替えられた
か示すスイッチフラグＳＷ＿ＦＬＧを可変長符号化器１
５および切替スイッチ５６に出力する。

【０２６７】次に非変換符号化回路５７について説明す
る。演算器３の出力は符号も含め、９ビットである。こ
れに対してＤＣＴの出力は１２ビットであるから、可変
長符号化器１５は１２ビットの可変長符号が用意されて
いる。したがって、演算器３の出力をそのまま可変長符
号化器に入力しても可変長符号化器１５において可変長
符号を行なうことが可能である。

【０２６８】非変換符号化回路５７は演算器３の出力を
そのまま可変長符号化器１５および切替スイッチ５６に
出力する。この場合、ＤＣＴ変換を用いないため可逆符
号化を行なうことができる。非変換符号化回路５７の変
形として予測符号化を行なっても良い。この場合、隣接
する画素の差分が非変換符号化回路５７から出力され
る。

【０２６９】切替スイッチ５６は切替スイッチ５５と連
動して動作する。即ち、切替スイッチ５５が端子ａに接
続される場合、切替スイッチ５６は端子ａに接続され
る。また同様に切替スイッチ５５が端子ｂに接続される
場合、切替スイッチ５６は端子ｂに接続される。これは
切替スイッチ５５から送られてくる、フラグＳＷ＿ＦＬ
Ｇにしたがって行なわれる。

【０２７０】切替スイッチ５６が端子ａに接続される場
合、第５の実施例は第１の実施例と同一の動作をする。

【０２７１】切替スイッチ５６が端子ｂに接続される場
合、非変換復号回路５８に出力される。非変換復号回路
５８では切替スイッチ５６からの信号をそのまま演算器
１２に出力する。また非変換復号回路の変形として、非
変換符号化回路で予測符号化を行なった場合、その復号
を行なう。すなわち、すでに復号された隣接画素に差分
値を加算していく。その出力は同様に演算器１２に出力
される。

【０２７２】その他の動作は第１の実施例と同様である
ため、説明を省略する。

【０２７３】次に、本発明の第６の実施例となる画像信
号復号化装置を図１６に示す。

【０２７４】この第６の実施例は切替スイッチ６２およ
び非変換復号回路６３を備える他は第２の実施例の画像
信号復号化装置と同様である。

【０２７５】図１６において、可変長復号器２１は可変
長符号を復号する際に、切替スイッチ６２の状態を示す
フラグＳＷ＿ＦＬＧを復号し、切替スイッチ６２に出力
する。

【０２７６】切替スイッチ６２について説明する。切替
スイッチ６２はＳＷ＿ＦＬＧによって切替えられる。す
なわち、エンコーダーにおける切替スイッチ６２とデコ
ーダにおける切替スイッチ６２が同一の状態になるよう
にする。切替スイッチ６２が端子ａに接続される場合、
第６の実施例における復号化装置は第２の実施例と同様
の動作をする。

【０２７７】切替スイッチ６２が端子ｂに接続される
と、可変長復号された信号は非変換復号回路６３に出力
される。非変換復号回路６３は図１５における非変換復
号回路５８と同様である。

【０２７８】切替スイッチ６２が常に端子ｂに接続され
る場合、可逆符号化が実現できる。

【０２７９】次に第５、第６の実施例におけるビットス
トリームのシンタクスについて説明する。

【０２８０】すなわち、本発明の画像信号符号化装置よ
り出力されるビットストリームのフォーマットについ
て、図９乃至図１１および図１７を参照して説明する。
図９乃至図１１および図１７は、ＣＣＩＴＴ ＳＧ Ｘ
Ｖ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｐａｒｔｙ ＸＶ／１ Ｅｘｐｅ
ｒｔｓ ｇｒｏｕｐ ｏｎＡＴＭ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄ
ｉｎｇ， ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＯＲＧＡＮＩ
ＳＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＳＴＡ ＮＤＡＲＤＩＳＡＴＩ
ＯＮ ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１
ＣＯＤＥＤ ＲＥＰＲＥＳＥＮＴＡＴＩＯＮ ＯＦ
ＰＩＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＡＵＤＩＯ ＩＮ ＦＯＲＭ
ＡＴＩＯＮ，ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１／ＳＣ２９／Ｗ
Ｇ１１ Ｎ０３２８， ２５−Ｎｏｖ−９２ Ｔｅｓｔ
Ｍｏｄｅｌ ３， Ｄｒａｆｔ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ
１に記載されているビットストリー ムのフォーマット
（以下、標準フォーマットと記載する）に、下線で示す
部分をそれぞれ追加したフォーマットを示している。

【０２８１】図１７のマクロブロックヘッダが第１の実
施例と異なる。図１７にマクロブロックヘッダを示す。

【０２８２】次に、図１７に示すフォーマットは、マク
ロブロック（１６×１６画素のブロック）ごとに、その
マクロブロックを構成するブロックの代表値データおよ
び量子化幅Ｑを伝送する場合のフォーマットで、標準フ
ォーマットのマクロブロックレイヤのヘッダに、Ｌ２で
示す部分が追加されている。

【０２８３】ntc_identifierは１ビットのフラグで、非
変換符号化を行なうかどうかを示すフラグである。これ
が０のときはＤＣＴ変換が行なわれ、１の場合はＤＣＴ
変換を行なわない。

【０２８４】この場合、マクロブロックを構成するブロ
ックの数をｍとすると、コードblock_baseには、Ａビッ
トの代表値データが、ｍ個セットされることになるの
で、マクロブロックレイヤのヘッダにおいて、コードbl
ock_baseは、Ａ×ｍビットのコードとして定義されてい
る。

【０２８５】また、この場合、コードblock_q_scaleに
は、３ビットの量子化幅が、ｍ個セットされることにな
るので、マクロブロックレイヤのヘッダにおいて、コー
ドblock_q_scaleは、３×ｍビットのコードとして定義
されている。

【０２８６】次に、本発明に係る第７、第８の実施例に
ついて説明する。

【０２８７】ここで、本発明の第７の実施例となる画像
信号符号化装置は、図１３に示す第３の実施例と同様で
あり、第８の実施例となる画像信号復号化装置のみを図
１８に示す。

【０２８８】図１８は、本発明の画像信号復号化装置の
第８の実施例の構成を示すブロック図である。

【０２８９】図中、図２２における場合と対応する部分
については、同一の符号を付している。この画像信号復
号化装置は、図１３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。

【０２９０】即ち、この画像信号復号化装置において
は、再生ビットストリームが逆ＶＬＣ回路２１に供給さ
れ、逆ＶＬＣ回路２１は、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
演算器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。

【０２９１】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。

【０２９２】また、逆ＶＬＣ回路２１は、可変長復号化
した画像データのブロックおよび量子化幅Ｓを差分信号
復号化器２２に順次供給する。

【０２９３】差分信号復号化器２２は、図２２における
場合と同様に逆量子化器１２１および逆ＤＣＴ回路１２
２より構成され、そこでは、逆ＶＬＣ回路２１より出力
された、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（量子化されたＤＣＴデータ）
のブロックが、同じく逆ＶＬＣ回路２１より出力された
量子化幅Ｓで逆量子化され、さらに逆ＤＣＴ処理され
る。

【０２９４】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２２
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。

【０２９５】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１）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。

【０２９６】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１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。

【０２９７】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、演算器２４に供給される。演
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、演算器２５に出力される。

【０２９８】これにより、演算器２５には、図１の画像
信号符号化装置の演算器１２における場合と同様に、演
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（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。

【０２９９】即ち、ブロック逆量子化器２３および演算
器２４において、図１の画像信号符号化装置でビット精
度が１０ビット精度から８ビット精度に変換された画像
データのビット精度が、１０ビット精度に変換され、演
算器２５に供給される。

【０３００】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
画像と演算器２４からの画像データが加算され、元の１
０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１
０ビット精度の画像データは、出力バッファ５２および
８ビット化回路５０に供給される。

【０３０１】８ビット化回路５０では、１０ビット精度
の画像信号を８ビット精度の画像信号に変換する。本実
施例では８ビット化回路は例えば、シフタで構成され
る。１０ビット画像信号ｘのＬＳＢ２ビットがビットシ
フトにより除去されＭＳＢ８ビットが８ビット精度の画
像信号Ｘとして出力される。これは、Ｃ言語の書式を用
いると以下の式で表せる。

【０３０２】Ｘ＝（ｘ＞＞２） ８ビット化回路５０によって８ビット精度にされた画像
信号はフィールドメモリ群２６に供給されて記憶され
る。

【０３０３】フィールドメモリ群２６は、８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２６に記憶された、既に復号さ
れた８ビットの画像データは、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、動き補
償回路２７において、動きベクトルに対応して動き補償
され、１０ビット化回路５１に入力される。

【０３０４】１０ビット化回路５１では、８ビット精度
の画像信号を１０ビット精度の画像信号に変換する。本
実施例では１０ビット化回路は例えばシフタによって構
成される。８ビット信号のＬＳＢ側に２ビット０が付加
される。これはＣ言語の書式を用いれば以下の式で表せ
る。

【０３０５】Ｘ＝（ｘ＜＜２） １０ビット化回路５１によって１０ビット精度にされた
画像信号は、演算器２５に供給される。

【０３０６】即ち、予測画像が演算器２５に供給され
る。

【０３０７】出力バッファ５２に入力された画像データ
はディスプレイなどに出力するためのフォーマットに変
換して出力端子に出力する。例えばインタレース画像の
場合、フィールド単位のデータに変換され出力される。
またプログレッシブ画像の場合にはフレーム単位の画像
として出力される。

【０３０８】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。

【０３０９】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信号
復号化装置により、図１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る。

【０３１０】なお、図１に示す画像信号符号化装置（図
４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（復号化）する
ようにすることができる。

【０３１１】この実施例におけるビットストリームのシ
ンタクスは第１の実施例と同様である。

【０３１２】また本実施例ではフレーム順の並び換えが
ない場合、即ちＢピクチャがない場合、にデコーダのメ
モリを節約することが出来る。

【０３１３】またフィールドストラクチャまたはプログ
レッシブ画像の場合にデコーダのメモリを節約すること
が出来る。フレームストラクチャの場合、出力バッファ
５２がフィールドストラクチャに比べると多くなるが、
デコーダのメモリを節約することが可能となる。

【０３１４】次に、本発明に係る第９、第１０の実施例
について説明する。

【０３１５】本発明の第９の実施例となる画像信号符号
化装置の一例を図１９に示す。

【０３１６】この第９の実施例における符号化装置は差
分信号符号化器１０８、差分信号復号器１０９およびブ
ロック量子化幅計算回路１０６を除いて、前記図１の第
１の実施例と同様である。

【０３１７】ブロック量子化幅計算回路１０６は、第１
の実施例と同様にブロック量子化器７で量子化する量子
化幅Ｑを決定し、これをブロック量子化器７および差分
信号符号化器１０８、差分信号復号器１０９およびブロ
ック逆量子化器１０に出力する。

【０３１８】ブロック量子化器７およびブロック逆量子
化器１０は第１の実施例と同様の動作をする。

【０３１９】差分信号符号化器１０８について説明す
る。差分信号符号化器８は図２１における場合と同様に
ＤＣＴ回路１１１および量子化器１１２より構成され、
そこでは、ブロック量子化器７からの量子化データがＤ
ＣＴ変換され、ＶＬＣ回路１５の後段に設けられた図示
せぬ送信バッファの蓄積量に対応する量子化幅Ｓで量子
化される。Ｓの決定方法は第１の実施例と同様である。
Ｓが決定された後の量子化方法が第１の実施例と異な
る。

【０３２０】ブロック量子化器７において量子化する際
に量子化幅Ｑが１以外の場合、すでに量子化誤差が発生
している。その程度はＱに比例する。ここで、マクロブ
ロック中の各ブロックに対して一様に量子化幅Ｓで量子
化すると、各ブロックで量子化誤差の程度が異なってし
まう。また、ブロック量子化器７で生じた量子化誤差に
さらに差分信号符号化器１０８での量子化による量子化
誤差が加わることになる。

【０３２１】そこで差分信号符号化器１０８での量子化
は Ｓ／Ｑ を量子化幅として量子化する。なお、Ｑはブ
ロック単位で設定される。これにより、マクロブロック
中の各ブロックの劣化度合が一様になり、またブロック
量子化器７で劣化が生じたブロックに対して差分信号符
号化器１０８でさらに劣化が加わることを防ぐ。

【０３２２】差分信号復号器１０９では同様に、量子化
幅Ｓ／Ｑで逆量子化を行なう。

【０３２３】次に、本発明の第１０の実施例となる画像
信号復号化装置を図２０に示す。

【０３２４】この第１０の実施例における画像信号復号
化装置は、差分信号復号器２２２を除いて前記図４に示
す第２の実施例の画像信号復号化装置と同様である。

【０３２５】差分信号復号器２２２について説明する。
差分信号復号器２２２には逆ＶＬＣ回路２１によって取
り出された量子化幅Ｑが逆ＶＬＣ回路から入力される。

【０３２６】差分信号復号器２２２は図示していない
が、図２２における場合と同様に逆量子化回路１２１お
よび逆ＤＣＴ回路１２２から構成され、そこでは逆ＶＬ
Ｃ回路２１より出力された、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（量子化さ
れたＤＣＴデータ）のブロックが逆量子化され、逆ＤＣ
Ｔ処理される。

【０３２７】この第１０の実施例では、逆量子化方法が
第２の実施例とは異なる。第１０の実施例における逆量
子化は上記符号化装置と同様に、量子化幅Ｓ／Ｑで逆量
子化される。

【０３２８】これにより、マクロブロック中の各ブロッ
クの劣化度合が一様になり、またブロック量子化器７で
劣化が生じたブロックに対して差分信号符号化器８でさ
らに劣化が加わることを防ぐ。

【０３２９】この第９、第１０の実施例におけるビット
ストリームのシンタクスは第１の実施例におけるビット
ストリームのシンタクスと同様である。

【０３３０】なお、本発明は、上述した実施例のみに限
定されるものではなく、例えば、上記実施例において
は、従来より広く供給されている８ビット画像データ用
の符号化、復号化回路や素子などを用いて１０ビット画
像データを取り扱えるようにした例を示しているが、一
般にｎビットの画像データ処理用回路や素子などを用い
てｍビット（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）の画像データを取
り扱えるようにする場合にも容易に本発明を適用できる
ことは勿論である。また、各実施例で得られた符号化画
像データを光ディスクなどの画像信号記録媒体に記録し
て市場に供給することも容易に実現できる。さらに、第
１、第２の量子化などの各信号処理は、上記実施例のみ
に限定されず、各種の符号化技術や量子化技術を用いる
ことができることは勿論である。

【０３３１】

【発明の効果】本発明によれば、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、また復号化することができ
る。

【０３３２】また、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る
ことができる。

【０３３３】また、ｍビット、例えば１０ビットの画像
の動き補償をｎビット、例えば８ビットで行うことによ
り、エンコーダのメモリを減少させることができる。

【０３３４】また、可逆圧縮符号化と不可逆圧縮符号化
とを適応的に切り替えることにより、ｍビット、例えば
１０ビットの高精細な画像を可逆圧縮符号化することが
可能となる。

【０３３５】さらに、第１の量子化における量子化幅に
基づいて第２の量子化を行うことにより、均一な画質の
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例となる画像信号符号化装
置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】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３】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４】本発明の第２の実施例となる画像信号復号化装
置の概略構成を示すブロック図である。

【図５】量子化幅が２のときのブロック量子化器での量
子化による信号レベルの変化を説明するための図であ
る。

【図６】量子化幅が３のときのブロック量子化器での量
子化による信号レベルの変化を説明するための図であ
る。

【図７】量子化幅が４のときのブロック量子化器での量
子化による信号レベルの変化を説明するための図であ
る。

【図８】量子化幅が４のときのブロック量子化器での量
子化の変形例による信号レベルの変化を説明するための
図である。

【図９】本発明の実施例となる画像信号符号化装置から
出力されるビットストリームにおけるシーケンスヘッダ
のフォーマットの一例を示す図である。

【図１０】ビットストリームのシーケンスヘッダに加え
られる拡張データ（extention_data）のフォーマットの
一例を示す図である。

【図１１】ビットストリームのシーケンス拡張部（sequ
ence_extention）のフォーマットの一例を示す図であ
る。

【図１２】本発明の実施例となる画像信号符号化装置か
ら出力されるビットストリームにおけるマクロブロック
ヘッダのフォーマットの一例を示す図である。

【図１３】本発明の第３の実施例となる画像信号符号化
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第４の実施例となる画像信号復号化
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の第５の実施例となる画像信号符号化
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第６の実施例となる画像信号復号化
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１７】本発明の第５、第６の実施例で用いられるビ
ットストリームにおけるマクロブロックヘッダのフォー
マットの一例を示す図である。

【図１８】本発明の第８の実施例となる画像信号復号化
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１９】本発明の第９の実施例となる画像信号符号化
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２０】本発明の第１０の実施例となる画像信号復号
化装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２１】画像信号符号化装置の一例の概略構成を示す
ブロック図である。

【図２２】画像信号復号化装置の一例の概略構成を示す
ブロック図である。 １、１３ フィールドメモリ群 ２ 動き予測回路 ５ ブロック内代表値計算回路 ６ ブロック量子化幅計算回路 ７ ブロック量子化器 ８ 差分信号符号化器 ９ 差分信号復号化器 １０ ブロック逆量子化器 １４ 動き補償回路 １５ ＶＬＣ（可変長符号化）回路 １６ フィールドメモリコントローラ ２１ 逆ＶＬＣ（可変長符号化）回路 ２２ 差分信号復号化器 ２３ ブロック逆量子化器 ２６ フィールドメモリ群 ２７ 動き補償回路 ２８ フィールドメモリコントローラ ５０ ８ビット化回路 ５１ １０ビット化回路 ６０ 最下位側０化回路 ５５、５６、６２ 切替スイッチ ５７ 非変換符号化回路 ５８、６３ 非変換復号回路

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとに、画像データの代表値データおよび量子化幅
   を決定する工程と、 前記画像データと前記代表値データの差分を算出する工
   程と、 前記差分を前記量子化幅に基づいて量子化誤差が少なく
   なるようにｎビット（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）に量子化
   し、第１の量子化データを生成する工程と、 前記第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換
   係数を生成する工程と、 前記変換係数を量子化し、第２の量子化データを生成す
   る工程と、 前記代表値データ、量子化幅、および第２の量子化デー
   タを符号化する工程とを有することを特徴とする画像信
   号符号化方法。
2. 【請求項２】 上記第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を行うことを特徴と
   する請求項１記載の画像信号符号化方法。
3. 【請求項３】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとに、画像データの代表値データおよび量子化幅
   を決定する手段と、 前記画像データと前記代表値データの差分を算出する手
   段と、 前記差分を前記量子化幅に基づいて、量子化幅の中央に
   代表値がくるようにｎビット（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）
   に量子化し、第１の量子化データを生成する手段と、 前記第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換
   係数を生成する手段と、 前記変換係数を量子化し、第２の量子化データを生成す
   る手段と、 前記代表値データ、量子化幅、および第２の量子化デー
   タを符号化する手段とを有することを特徴とする画像信
   号符号化装置。
4. 【請求項４】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとに画像データの代表値データおよび量子化幅が
   決定され、前記画像データと前記代表値データの差分が
   算出され、前記差分が前記量子化幅に基づいて量子化幅
   の中央に代表値がくるようにｎビット（ｍ、ｎは整数、
   ｍ＞ｎ）に量子化されて第１の量子化データが生成さ
   れ、前記第１の量子化データに所定の変換処理が施され
   て変換係数が生成され、前記変換係数が量子化されて第
   ２の量子化データが生成され、前記代表値データ、量子
   化幅、および第２の量子化データが符号化された信号が
   記録されて成ることを特徴とする画像信号記録媒体。
5. 【請求項５】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとにｎビット（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）の動き補
   償を行う工程と、 動き補償された画像データに基づいて代表値データおよ
   び量子化幅を決定する工程と、 前記画像データと前記代表値データの差分を算出する工
   程と、 前記差分を前記量子化幅に基づいてｎビットに量子化
   し、第１の量子化データを生成する工程と、 前記第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換
   係数を生成する工程と、 前記変換係数を量子化し、第２の量子化データを生成す
   る工程と、 前記代表値データ、量子化幅、および第２の量子化デー
   タを符号化する工程とを有することを特徴とする画像信
   号符号化方法。
6. 【請求項６】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとにｎビット（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）の動き補
   償がされて得られた画像データに基づいて代表値データ
   および量子化幅が決定され、前記画像データと前記代表
   値データの差分が算出され、前記差分が前記量子化幅に
   基づいてｎビット（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）に量子化さ
   れて第１の量子化データが生成され、前記第１の量子化
   データに所定の変換処理が施されて変換係数が生成さ
   れ、前記変換係数が量子化されて第２の量子化データが
   生成され、前記代表値データ、量子化幅、および第２の
   量子化データが符号化された信号が供給され、復号化処
   理を行なう画像信号復号化装置であって、 復号化の際のｍビット画像の動き補償をｎビットで行な
   うことを特徴とする画像信号復号化装置。
7. 【請求項７】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとに、画像データの代表値データおよび量子化幅
   を決定する工程と、 前記画像データと前記代表値データの差分を算出する工
   程と、 前記差分を前記量子化幅に基づいてｎビット（ｍ、ｎは
   整数、ｍ＞ｎ）に量子化し、第１の量子化データを生成
   する工程と、 前記第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換
   係数を生成する工程と、 前記変換係数を量子化し、第２の量子化データを生成す
   る工程と、 前記代表値データ、量子化幅、および第２の量子化デー
   タを符号化する工程と、 これらの工程による不可逆圧縮符号化と前記入力画像デ
   ータの可逆圧縮符号化とを適応的に切り替える工程とを
   有することを特徴とする画像信号符号化方法。
8. 【請求項８】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとに画像データの代表値データおよび量子化幅が
   決定され、前記画像データと前記代表値データの差分が
   算出され、前記差分が前記量子化幅に基づいてｎビット
   （ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）に量子化されて第１の量子化
   データが生成され、前記第１の量子化データに所定の変
   換処理が施されて変換係数が生成され、前記変換係数が
   量子化されて第２の量子化データが生成され、前記代表
   値データ、量子化幅、および第２の量子化データが符号
   化された不可逆圧縮符号化信号と、前記入力画像データ
   が可逆圧縮符号化された信号とが適応的に切り替えられ
   た信号が供給され、復号化処理を行なう画像信号復号化
   装置であって、符号化時の不可逆圧縮符号化、可逆圧縮
   符号化にそれぞれ対応した復号化処理を行なうことを特
   徴とする画像信号復号化装置。
9. 【請求項９】 ｍビットの入力画像データの所定のブロ
   ックごとに、画像データの代表値データおよび量子化幅
   を決定する工程と、 前記画像データと前記代表値データの差分を算出する工
   程と、 前記差分を前記量子化幅に基づいてｎビット（ｍ、ｎは
   整数、ｍ＞ｎ）に量子化し、第１の量子化データを生成
   する工程と、 前記第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換
   係数を生成する工程と、 前記変換係数を、前記第１の量子化の量子化幅に応じて
   決定された第２の量子化幅に基づいて量子化し、第２の
   量子化データを生成する工程と、 前記代表値データ、量子化幅、および第２の量子化デー
   タを符号化する工程とを有することを特徴とする画像信
   号符号化方法。
10. 【請求項１０】 ｍビットの入力画像データの所定のブ
    ロックごとに、画像データの代表値データおよび量子化
    幅を決定する手段と、 前記画像データと前記代表値データの差分を算出する手
    段と、 前記差分を前記量子化幅に基づいてｎビット（ｍ、ｎは
    整数、ｍ＞ｎ）に量子化し、第１の量子化データを生成
    する手段と、 前記第１の量子化データに所定の変換処理を施し、変換
    係数を生成する手段と、 前記変換係数を、前記第１の量子化の量子化幅に応じて
    決定された第２の量子化幅に基づいて量子化し、第２の
    量子化データを生成する手段と、 前記代表値データ、量子化幅、および第２の量子化デー
    タを符号化する手段とを有することを特徴とする画像信
    号符号化装置。
11. 【請求項１１】 ｍビットの入力画像データの所定のブ
    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
    が決定され、前記画像データと前記代表値データの差分
    が算出され、前記差分が前記量子化幅に基づいてｎビッ
    ト（ｍ、ｎは整数、ｍ＞ｎ）に量子化されて第１の量子
    化データが生成され、前記第１の量子化データに所定の
    変換処理が施されて変換係数が生成され、前記変換係数
    が前記第１の量子化の量子化幅に応じて決定された第２
    の量子化幅に基づいて量子化されて第２の量子化データ
    が生成され、前記代表値データ、量子化幅、および第２
    の量子化データが符号化された信号が記録されて成るこ
    とを特徴とする画像信号記録媒体。