CN103229508A - 图像编码装置以及图像编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像编码装置，能够以较高的压缩率来进行编码，并且利用较短的处理时间来进行解码，由此还原出高画质的图像。压缩模式决定单元（3）基于从端子（21）所输入的对象像素数据以及利用规定方法计算出的预测数据，来决定压缩模式是DPCM还是PCM。在压缩模式是DPCM的情况下，DPCM压缩单元（5）将对象像素数据与预测数据的差分值压缩成预先确定好的DPCM编码字长的DPCM编码数据。在压缩模式是PCM的情况下，PCM压缩单元（7）压缩成由PCM编码字长决定单元9所决定的PCM编码字长的PCM编码数据。PCM编码字长决定单元9对每个对象像素数据计算PCM编码字长，从而使得在多个像素中的规定的像素组的单位中、编码后的编码字长的合计值在容许值以下。标记/编码输出单元13将表示压缩模式是DPCM还是PCM的标记赋予编码数据并将其输出。

Description

图像编码装置以及图像编码方法

技术领域

本发明涉及一种图像编码装置，尤其涉及一种组装到图像存储器或总线的接口中以减少图像存储器容量或访问接口带宽的图像编码装置、图像编码方法。

背景技术

近年来，随着半导体技术的高速发展、以及图像数据的高精度化，应当由设备或系统进行处理的图像数据量正处在爆发式的增长中。另一方面，在进行图像处理时，大多情况下需要暂时保存处理过程中的中间图像数据。

在图像处理装置中，一般通过存储器接口或总线将图像数据保存到内部缓冲或外部存储器中。然而，例如在对每秒发送60张、且每个像素为30比特的全高清图像进行处理的同时，在存储器中对于每个画面还保存有三个画面的中间图像数据，在此情况下，需要1920(像素)×1080(像素)×60(张)×30(像素)×3(画面)×2（次数（读·写））=大约22.4Ｇbit／秒的数据传送能力、以及1920(像素)×1080(像素)×30(比特)×3(画面)=約186Ｍbits的存储器容量，导致利用已有的电路来实现变得日益困难。因此，减少保存在存储器中的数据量变得非常重要。

作为减少数据量的一个方法，具有对图像数据进行编码处理的方法。作为这样的编码方法，已有PCM（Pulse Code Modulation：脉冲编码调制）以及DPCM（Differential Pulse Code Modulation：差分脉冲编码调制）。

PCM是每隔一定时间对信号进行采样，并将其量化成已规定的比特数的整数值的方法，本来PCM是将模拟信号转换成数字信号的方法，但是也能应用于对数字数据进行的压缩。另外，DPCM是不对采样后的值直接进行编码，而是对与预测图像的信号值的差分进行编码的预测编码方法。另外，利用局部的图像的复杂程度等信息来使量化步骤进行自适应地变化的自适应DPCM（ADPCM,Adaptive DPCM：自适应差分脉冲编码调制）方法是作为DPCM方法的改进方法而被提出的。

另外，还提出了各种图像压缩技术。例如，对于哈夫曼编码等可变字长编码方法，特别作为可逆变换而被应用于各种压缩方法的一部分中，利用以DCT（Discrete Cosine Transform：离散余弦变换）为代表的正交变换等的复杂处理技术被应用于以JPEG或MPEG等以高压缩率为目标的图像压缩算法中。

在面向帧存储器的图像压缩中，需要在视觉上保证图像具有高画质，并且要求以较高的压缩率来实时地进行压缩或解压缩处理。为了满足这些要求，作为每个像素具有固定字长的固定字长压缩方法，本申请人开发出根据与相邻像素的差分值来切换PCM与DPCM来进行编码处理的编码方法（参照下述专利文献1）。

在这种技术中，通过在人眼视觉上灵敏度较低的地方、即与相邻像素的差分较大的地方增大误差，并在视觉上灵敏度较高的地方、即与相邻像素的差分较小的地方减小误差，从而实现高画质的图像压缩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－4514号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

近年来，所处理的图像的尺寸越来越大，使得提高压缩率的需求进一步上升。然而，在上述专利文献1中所记载的每个像素具有固定字长的固定字长压缩中，将压缩率提高到某个程度以上是比较困难的。

从形式上来看，通过利用较短的固定字长来进行编码，能够提高压缩率。然而，在使用特别是像PCM那样对原始数据进行编码的压缩方法时，缩短固定字长意味着减小较多的位数。在该情况下，解码后所得到的图像的精度变差。也就是说，为了将原始图像的画质维持在某种程度上，编码后的固定字长需要保证一定的长度，这是因为不能将压缩率提高到某个程度以上。

坦白地说，为了解决该问题，考虑去除固定字长这一编码限制。然而，在仅使编码长度为可变的情况下，在解码一侧无法事先知晓连续产生的编码与编码之间的断点。即使在编码与编码之间插入表示断点的特殊编码，也要在识别出该特殊编码的基础上来进行解码，因此，由此构成的编码装置在对流式地进行传送的编码序列识别出特殊编码之前，无法开始解码处理。即，无法实时地进行解码，解码处理需要时间。另外，理论上必须逐次地进行解码，因此难以进行并行处理，这也是解码需要时间的原因。

本发明鉴于上述问题点而得以完成，其目的在于提供一种图像编码装置以及图像编码方法，能够以较高的压缩率来进行编码，并且利用较短的处理时间来进行解码以还原出高画质的图像。

解决技术问题所采用的技术方案

用于解决上述问题而完成的本发明的图像编码装置对包含按照扫描顺序进行排列的多个像素的像素数据在内的图像数据进行压缩，从而进行编码处理，其特征在于，包括：

压缩模式决定单元，该压缩模式决定单元基于编码处理的对象像素数据以及利用规定方法计算出的预测数据，来决定上述对象像素数据的压缩模式是DPCM还是PCM；

DPCM压缩单元，该DPCM压缩单元在上述压缩模式决定单元将压缩模式确定为DPCM的情况下，将上述对象像素数据与上述预测数据的差分值压缩成预先确定好的DPCM编码字长的DPCM编码数据；

PCM压缩单元，该PCM压缩单元在上述压缩模式决定单元将压缩模式确定为PCM的情况下，将上述对象像素数据压缩成所指定的PCM编码字长的PCM编码数据；

PCM编码字长决定单元，该PCM编码字长决定单元对每个上述对象像素数据计算上述PCM编码字长并发送至上述PCM压缩单元，从而使得在上述多个像素中的规定的像素组的单位中、编码后的编码字长的合计值在容许值以下；以及

标记/编码输出单元，该标记/编码输出单元根据压缩模式将表示该压缩模式是DPCM还是PCM的标记赋予从上述DPCM压缩单元输出的上述DPCM编码数据、或者从上述PCM压缩单元输出的上述PCM编码数据，从而生成输出用编码数据，然后将其输出。

根据该图像编码装置，在压缩模式使用PCM的情况下，在规定的像素组的单位中，能够在不超过可容许的编码字长的合计值的范围内，对每个对象像素数据确定PCM编码字长。因此，如果采用如下结构：即基于存储器的最大容量计算出的值以作为可容许的编码字长的合计值，并尽可能地指定较大的PCM编码字长，则不会发生无法解码的情况，并且能够在可能的范围内重现高画质的图像。

另外，根据本方法，能够在解码装置一侧根据付在起始位置的标记来识别出压缩处理是通过PCM还是DPCM中的哪个压缩模式来实施的。并且，在DPCM中，预先将编码字长固定，因此，通过预先将与该DPCM编码字长相关的信息提供给解码装置一侧，由此在解码处理的前阶段中就能知道编码字长，从而可以缩短解码处理所需的时间。

另外，在DPCM的编码字长固定的基础上，PCM的编码字长的决定方法也是基于预先确定好的规则所进行的，因此，可以在解码装置一侧可以具有相同的决定机构。如果采用这样的结构，则能够通过预先读取多个像素的标记，来对多个像素并行地执行解码，并且还能缩短解码处理所需的时间。

更具体而言，作为PCM编码字长决定单元决定PCM编码字长时的规则，PCM编码字长决定单元基于初始设定数据以及进展数据，导出在构成上述规定的像素组的像素数之中、处理时刻的未处理像素数及可生成编码字长总数，其中，该初始数据包含与构成上述规定的像素组的像素数以及与上述容许值相关的信息，该进展数据包含在构成上述规定像素组的像素之中、已完成编码处理的像素数据的处理完成像素数据数以及与该处理完成像素经编码后的编码字长的总数即处理完成编码字长总数相关的数据，即使以相同编码字长对上述未处理像素数的各像素数据进行编码，也能利用不超过上述可生成编码字长总数的最大编码字长来决定上述PCM编码字长。

更具体而言，上述初始设定数据包含：与构成上述规定的像素组的像素数相关的信息、与上述容许值相关的数据、以及与每个像素的颜色个数相关的信息，在此情况下，若将上述初始设定数据中所包含的各个数据、即构成规定的像素组的像素数设为A，将上述容许值设为M，将上述颜色个数设为C，将上述标记的编码字长设为T，并且对于上述进展数据中所包含的各个数据，将上述处理完成像素数设为Zr，将上述处理完成编码字长总数设为Zm，则能利用满足下式的最大整数X来决定上述PCM编码字长：

（Ｔ＋Ｘ·Ｃ）·（Ａ－Ｚｒ）≦（Ｍ－Ｚｍ）

此外，在标记为1比特的情况下，当然可利用满足下式的最大整数X来决定上述PCM编码字长：

（1＋Ｘ·Ｃ）·（Ａ－Ｚｒ）≦（Ｍ－Ｚｍ）

此处，将规定的像素组设为构成上述图像数据中的一行的多个像素，并将上述容许值设为行存储器的最大值，由此，在对每一行进行编码时，不会使行存储器溢出，并且还能实现对解码时画质变差程度将会变小的图像进行编码。

同样，将规定的像素组设为构成上述图像数据中的一帧的多个像素，并将上述容许值设为帧存储器的最大值，由此，在对每一帧进行编码时，不会使帧存储器溢出，并且还能实现对解码时画质变差程度将会变小的图像进行编码。

另外，上述PCM编码字长决定单元也可采用能从外部指定上述PCM编码字长的结构。在该情况下，在从该外部指定上述PCM编码字长的情况下，将该指定的PCM编码字长的值输出到上述PCM压缩单元。

利用如上所述的结构，能够进行较为灵活的应对，例如，能够在使用者特别希望高精度地还原图像的区域中，指定较长的编码字长等。更具体而言，将画面分为左右两部分，将从左端到中央部为止的像素序列设为1行，将从中央部到右端为止的像素序列设为另一行，并由此来进行编码，在该情况下，考虑利用较大的值来设定对右半画面的起始像素进行编码时的PCM编码字长。由此，在对还原后的图像数据进行确认时，能够防止在图面的中央部分发生图像混乱的情况。

发明效果

根据本发明的结构，能够实现一种图像编码装置，该图像编码装置能够以较高的压缩率进行编码，并且还能以较短的处理时间来进行解码，由此还原出高画质的图像。

附图说明

图1是本发明的图像编码装置的示意框图。

图2是用于说明如何对各像素数据进行编码的图。

图3是用于说明如何对各像素数据进行编码的图。

图4是用于说明每2个像素输出编码数据的情况的图。

图5是图像编码装置的应用例。

图6是本发明的图像编码装置的其它示意框图。

实施方式

图1是本发明所涉及的图像编码装置的示意框图。图像编码装置1包括：压缩模式决定单元3、DPCM压缩单元5、PCM压缩单元7、PCM编码字长决定单元9、初始设定数据保存部11、标记/编码输出单元13、图像数据输入端子21、初始设定数据输入端子23、以及编码数据输出端子25。

此外，压缩模式决定单元3、DPCM压缩单元5、PCM压缩单元7、PCM编码字长决定单元9、以及标记/编码输出单元13是利用硬件（根据需要也可以是软件）对所输入的数据执行规定的运算处理的功能性单元。另外，初始设定数据保存部11是保存由初始设定数据输入端子23输入的初始设定数据的存储单元。关于初始设定数据的详情将在下面阐述。

图像数据输入端子21对作为编码对象的图像数据进行处理。图像数据由多个像素数据构成，下面，将作为当前的编码对象的像素数据称作“对象像素数据”。图1内的di表示对象像素数据。该对象像素数据di被发送至压缩模式决定单元3。

压缩模式决定单元3是在对对象像素数据di进行压缩时，决定进行DPCM处理还是PCM处理的单元。在本实施方式中，压缩模式决定单元3基于对象像素数据di与预测数据dip的差分值来决定选择DPCM与PCM中的哪个压缩模式，其中，预测数据dip是基于上一个被输入的像素数据计算出的。另外，在对象像素数据di是起始像素的像素数据时，强制性地将压缩模式定为PCM。

另外，在本实施方式中，DPCM处理的编码字长预先被设定，将该编码字长称作为“DPCM编码字长”。对于对象像素数据di与预测数据dip的差分值，若利用该预先设定了的“DPCM编码字长”能够表示时，则压缩模式决定单元3选择DPCM处理，若不利用超过“DPCM编码字长”的编码字长就无法表现时，则压缩模式决定单元3选择PCM处理。

也就是说，在将差分值设为diff、将DPCM编码字长设为Xd时，若如下数学式1所示的条件成立，则压缩模式决定单元3将对象像素数据di的压缩模式设为DPCM，若不成立，则设为PCM。

（数学式）

－2^{（Ｘｄ－1）}≦ｄｉｆｆ＜2^{（Ｘｄ－1）}

此外，对于预测数据dip的生成方法，可以采用各种方法。此处，压缩模式决定单元3具有暂时保存上一个被输入的像素数据dj的缓存，利用从该缓存读取出的像素数据dj来决定预测数据dip。

压缩模式决定单元3在将处理模式确定为DPCM的情况下，对DPCM压缩单元5输出差分值diff，并且对标记/编码输出单元13输出表示压缩模式为DPCM的意思的标记。另外，在将处理模式确定为PCM的情况下，对PCM压缩单元7输出对象像素数据di，并且对标记/编码输出单元13输出表示压缩模式为PCM的意思的标记。

此外，此处利用一个比特来表现表示压缩模式的标记，如果是“0”则表示DPCM，如果是“1”则表示PCM。

若从压缩模式决定单元3输入差分值diff，则DPCM压缩单元5将该差分值diff压缩变换成DPCM编码字长的数据。此时，可以利用带有正负极性标记±的整数来进行表示。

若从压缩模式决定单元3输入对象像素数据di，则PCM压缩单元7压缩变换成由PCM编码字长决定单元9所提供的编码字长的数据。下面，将由PCM编码字长决定单元9所提供的编码字长记作“PCM编码字长”。如果对象像素数据di的比特数比“PCM编码字长”大，则通过忽略低位比特，由此利用PCM编码字长的长度来进行编码。

PCM编码字长决定单元9基于保存在初始设定数据保存部11中的初始设定数据、以及由标记/编码输出单元13所提供的表示编码的进展情况的数据（与后述的“处理完成像素数数据”、“处理完成编码字长总数数据”相对应），来决定对象像素数据di的“PCM编码字长”。

标记/编码输出单元13对由DPCM压缩单元5或PCM压缩单元7输出的经压缩后的数据、赋予表示压缩模式的一比特的标记，由此生成编码数据，并通过编码数据输出端子25将其输出。图1所示的数据dq示出了对对象像素数据di进行编码后的编码数据。

下面，参照包含PCM编码字长决定单元9的PCM编码字长决定方法在内的具体实施例，对本装置1的编码方法进行详细说明。

此处，各像素数据由RGB各10比特、共计30比特来表示，对由水平方向10像素×垂直方向10像素的数据（共计30×10×10＝3000比特）来构成输入图像数据的情况进行说明。另外，在本实施例中，为了在2400比特的存储器区域中保存输入图像数据，对以80%的压缩来进行编码的情况下进行说明。

此外，图2及图3是用于说明在本实施例中如何对各像素数据进行编码的图。图2中，di(1)～di(10)示出了分别配置在同一行上的第1像素至第10像素的对象像素数据。另外，dq(1)～dq(10)示出了对各对象像素数据di(1)～di(10)进行编码后得到的编码数据。各编码数据中带有一比特的标记t1～t10。

图3中，对于编码后得到的数据中除了标记以外的数据，不对R、G、B进行区别，而统一地表示成code(1)～code(10)。

如上所述，本实施方式的DPCM压缩单元5生成固定字长被预先设定好的编码。在实施例中，将经过DPCM压缩单元5进行压缩后的编码的编码字长（DPCM编码字长）设为不超过压缩率乘以每个颜色的比特数后得到的值的最大整数。更具体而言，设为不超过10比特乘上80％后得到的值的最大整数、即7比特。

另外，在本实施例中，将每行的压缩存储器容量设为固定值，以使得帧存储器的地址计算变得容易。也就是说，为了在2400比特的存储器区域中保存10行的压缩数据，将一行压缩存储器容量固定为240比特。

并且，如上所述，将起始像素的压缩模式设为PCM。也就是说，在本实施方式中，将各行的起始像素的压缩模式设为PCM。

并且，在本实施例中，设定为PCM编码字长决定单元9每2个像素来决定编码字长。这意味着：从头数数起第偶数个像素的压缩模式为PCM，在此情况下，如果上一个像素的压缩模式也是PCM，则利用与该上一个像素相同的编码字长来进行编码。

首先，将作为对象的图像数据、以及与作为目标的用于输出的压缩数据相关且为必需的信息设为初始设定数据，并从初始设定数据输入端子23将其输入。具体而言，由初始数据输入端子23输入每行的像素数A、每个像素的颜色个数C、以及与每行的压缩存储器容量相关的信息M，并将这些数据保存到初始设定数据保存部11内。如上所述，在本实施例中，设定Ａ＝10、Ｃ＝3、Ｍ＝240，并将这些值保存在初始设定数据保存部11中。

也就是说，本实施例中的一行与“规定像素组”相对应，每行的像素数与“构成规定像素组的像素数”相对应，每行的压缩存储器容量与“容许值”相对应。

首先，在属于第1行的各数据之中、起始像素所涉及的像素数据di(1)被图像数据输入端子21输入。在压缩模式决定单元3检测出该像素数据是起始数据的情况下，将压缩模式设定为PCM，并对PCM压缩单元7发送该像素数据。此外，压缩模式决定单元3的内部包括缓存，该缓存暂时保存该像素数据的信息，直到下一个像素被输入。

PCM压缩单元7通过PCM编码字长决定单元9读取出与PCM编码字长相关的信息。此处，若编码对象行的剩余像素数为R，压缩存储器的剩余容量为m，则PCM编码字长决定单元9利用满足如下数学式2所示的条件的最大整数X，来决定每个颜色的编码字长。

（数学式2）

（1＋Ｘ·Ｃ）·Ｒ≦ｍ

另外，每个像素的编码数据的比特数Y利用由上述数学式2计算出的X、并通过如下数学式3所示的计算式来求得。

（数学式3）

Ｙ＝1＋Ｘ·Ｃ

此外，在上述数学式2及数学式3中，如上所述，表示压缩模式的标记由1比特的信息来表示。

此处，由于对象像素数据di(1)是起始像素的像素数据，因此，Ｒ＝Ａ＝10，ｍ＝Ｍ＝240，另外，由于Ｃ＝3，因此，通过将其代入数学式2来确定编码字长为7比特。PCM编码字长决定单元9将表示利用7比特来对每个颜色进行编码的意思的信息提供给PCM压缩单元7。PCM压缩单元7分别将对象像素数据di的R、G、B压缩成7比特的编码，并发送至标记/编码输出单元13。

在本实施例中，将由10比特来分别表现R、G、B的数据压缩成7比特。作为该方法的一个示例，可以例如通过忽略低位的3比特，来将其压缩成7比特的数据。

标记/编码输出单元13从压缩模式决定单元3接收到表示压缩模式为PCM的意思的信息，在由PCM压缩单元7所提供的编码数据code1的起始位置插入带有“1”的标记t1，并通过编码数据输出端子25将插入了标记t1的编码数据dq(1)输出。

此外，标记/编码输出单元13的内部包括缓存，暂时保存有与到此为止经过编码的像素数相关的数据（下面，称作“处理完成像素数数据”）Zr、以及与编码字长的合计值相关的数据（下面，称作“处理完成编码字长总数数据”）Zm。该编码字长的合计值可以在每次对象像素数据行发生变化时，进行更新。

接下来，随随后的第2像素数据di(2)被图像数据输入端子21输入。压缩模式决定单元3通过内部缓存读取出上一个像素数据、即第1像素数据di(1)，并计算出其与该数据的差分值。此处，该差分值数据可与各个颜色一起利用DPCM编码字长、即7比特来表示。

在该情况下，压缩模式决定单元3将压缩模式设为DPCM，并对DPCM压缩单元5输出该差分值数据。DPCM压缩单元5基于所提供的差分值数据将其压缩成DPCM编码字长的编码数据，并输出到标记/编码输出单元13。标记/编码输出单元13从压缩模式决定单元3接收表示压缩模式为DPCM的意思的信息，在由DPCM压缩单元5所提供的编码数据code2的起始位置插入带有“0”的标记t2，并通过编码数据输出端子25将插入了标记t2的编码数据dq(2)输出。此外，这时在标记/编码输出单元13内的缓存中，作为处理完成像素数数据保存有“2”，而作为处理完成编码字长总数数据保存有dq(1)与dq(2)的编码字长的合计值、即“44”。

接下来，随后的第3像素数据di(3)被图像数据输入端子21输入。压缩模式决定单元3通过内部的缓存读取出上一个像素数据、即第2像素数据di(2)，并计算出其与该数据的差分值。此处，无法利用7比特来表示该差分值数据，从而将压缩模式决定为PCM。

PCM压缩单元7通过PCM编码字长决定单元9读取出与PCM编码字长相关的信息。此处，PCM编码字长决定单元9通过标记/编码输出单元13读取出处理完成像素数数据Zr以及处理完成编码字长数据Zm，并计算出剩余像素数R、以及压缩存储器的剩余容量m。此处，利用处理完成像素数数据Zr＝2，并根据保存在初始设定数据保存部11中的每行的像素数A=10，来得到剩余像素数Ｒ＝Ａ－Zr＝8。另外，利用处理完成编码字长数据Zm＝44，并根据保存在初始设定数据保存部11中的、与每行的压缩存储器容量所相关的信息M=240，来得到剩余容量ｍ＝Ｍ－Zm＝196。

由此，PCM压缩单元7将该最新的R、m代入到上述数学式2中，并利用满足如下算式的最大整数X，来决定每个颜色的编码字长：

（1＋3Ｘ）·8≦196

由此，决定Ｘ＝7，即PCM编码字长为7。

由此，在对下一个像素数据确定压缩模式是PCM的情况下，也将PCM编码字长决定为7。

PCM编码字长决定单元9将表示利用7比特来对每个颜色进行编码的意思的信息提供给PCM压缩单元7。PCM压缩单元7分别将对象像素数据di(3)的R、G、B压缩成7比特的编码，并发送至标记/编码输出单元13。标记/编码输出单元13从压缩模式决定单元3接收表示压缩模式为PCM的意思的信息，在由PCM压缩单元7所提供的编码数据code3的起始位置插入带有“1”的标记t3，并通过编码数据输出端子25将插入了标记t3的编码数据dq(3)输出。

接下来，随后的第4像素数据di(4)被图像数据输入端子21输入。压缩模式决定单元4通过内部的缓存读取出上一个像素数据、即第3像素数据di(3)，并计算出其与该数据的差分值。此处，无法利用7比特来表示该差分值数据，从而将压缩模式决定为PCM。

PCM压缩单元7通过PCM编码字长决定单元9读取出与PCM编码字长相关的信息。PCM编码字长决定单元9确认上一个第奇数个像素的压缩模式也是PCM，作为与上一个像素相同的PCM编码字长、将“7”提供给PCM压缩单元7。PCM压缩单元7分别将对象像素数据di(4)的R、G、B压缩成7比特的编码，并发送至标记/编码输出单元13。标记/编码输出单元13从压缩模式决定单元3接收表示压缩模式为PCM的意思的信息，在由PCM压缩单元7所提供的编码数据code4的起始位置插入带有“1”的标记t4，并通过编码数据输出端子25将插入了标记t4的编码数据dq(4)输出。

接着，利用相同的步骤对对象像素数据di(5),di(6),……进行编码。

另外，对于一行的最后一个像素数据、即di(10)，若生成了编码数据dq(10)，则将下一行（第2行）的起始像素数据作为对象像素数据，并利用图像数据输入端子21将其输入。由于是起始像素，因此压缩模式决定为PCM，并且在对该像素进行编码并将其输出时，标记/编码输出单元13分别将处理完成像素数数据Zr更新为“1”，将处理完成编码字长数据更新为该起始数据的像素数据的编码数据的编码字长。

此外，在上述实施例中，进行了如下说明：即，在对每一个像素逐个地进行编码后，从编码数据输出端子25对每一个像素输出编码数据，然而也可以以2个像素为单位来进行输出。

图4是用于说明每2个像素从编码数据输出端子25输出编码数据的情况进行说明的图。（a）与图3相同，图示出了将dq(1)～dq(10)的各编码数据纵向排列。另外，（b）表示每2个像素输出编码数据的情况下的输出数据。

在每一个像素输出的编码数据的情况下，即使在解码装置一侧也需要逐次地对每一个像素进行解码。实际上，在压缩模式为DPCM的情况下，在上一个像素数据被解码之前，无法进行解码。然而，在之后的像素数据的压缩模式为PCM的情况下，无需等待上一个像素数据被解码，就能进行解码。

在此基础上，将多个像素所涉及的编码数据统一输出，从而可以并行地执行解码处理，由此能够缩短解码所需的时间。

图4（b）鉴于上述情况，对每2个像素统一地生成编码数据，并从编码数据输出端子25将其输出。更具体而言，在对第奇数个和第偶数个像素的像素数据完成压缩处理以后的时刻，在起始位置赋予它们的标记以作为2比特的数据，之后通过排列第奇数个的像素的像素数据的编码数据以及第偶数个像素的像素数据的编码数据，由此生成用于输出的编码数据，并从编码输入输出端子25将其输出。

此外，在图4（b），带有2比特的填充位、即padding。在一行所需的存储器容量留有冗余的情况下，将该冗余部分设于其中。然而，该padding并非必须添加。

在解码装置一侧，若接收到该编码数据，则基于起始的2比特的标记来识别第奇数个像素的像素数据与第偶数个像素的像素数据各自的压缩模式。即，如果标记为“00”则两者均为PCM，若为“11”则两者均为DPCM，若为“01”则第奇数个为PCM、而第偶数个为DPCM，若为“10”则第奇数个为DPCM、而第偶数个为PCM。

在“11”的情况下，在本实施方式中，DPCM编码字长固定为7比特，因此可知：在发送来的编码数据之中，从第3～第9比特为止是第奇数个像素的像素数据的编码数据，从第10～第16比特为止是第偶数个像素的像素数据的编码数据。另外，在“10”的情况下，从第3～第9比特为止是第奇数个像素的像素数据的编码数据，从第10比特以后的编码是第偶数个像素的像素数据的编码数据。

此外，在“01”的情况下，从末尾数开始数起的7比特的位置是第偶数个像素的像素数据的编码数据，从前一个比特到从起始位置起数第3个比特为止是第奇数个像素的像素数据的编码数据。

另外，在“00”的情况下，第奇数个与第偶数个像素的像素数据的编码数据均为相同的编码字长，因此可知：从第3比特以后的编码字长被一分为二，其中前一半为第奇数个像素的像素数据的编码数据，而后一半为第偶数个像素的像素数据的编码数据。

由此，即使在2个像素的编码数据被连续发送的情况下，也能识别出第奇数个编码数据与第偶数个编码数据，因此，可基于它们各自的数据及压缩模式来进行编码。

此外，与上述方法不同，也可以采用如下方法：即，在解码装置一侧也包括与PCM编码字长决定单元9相同的处理机构，由此计算出压缩模式是PCM的各像素的编码数据的编码字长，并基于此来确定各个像素的编码数据。

根据上述实施方式的结构，尤其是在压缩模式为PCM的情况下，能够根据还未经压缩的像素数据的量和能使用的剩余比特数，来使编码字长可变。由此，在剩余比特数较多时，通过加长编码字长来抑制因进行压缩而造成的画质变差。另一方面，在剩余比特数较少时，通过缩短编码字长，从而能够进行控制以使得存储区域中能保存所有剩余像素数据。

此外，通过将本发明的编码装置组装到图像存储器的接口中，由此能够以较低的成本、并利用数个时钟的延迟来实现因进行压缩而导致的画质劣化较少的编码和解码。由此，通过在向图像存储器写入时进行编码，并在从图像存储器中读出时进行解码，从而能够减少保存在存储器中的数据量或单位时间内访问存储器的数据量，并能够期待实现存储器容量或访问接口带宽的减小。图5示出了将本发明的编码装置1应用于存储器接口40时的示意图。

对于被输入的图像数据，利用存储器接口40内的编码装置1并根据上述实施方式的规则来进行编码，由此，在数据量被压缩的状态下、通过信号线或电通信线路被发送至存储器45。在存储器45中保存有如上所述经压缩后的数据（编码数据）。另一方面，若接收到读取指示，则通过信号线或电通信线路从存储器45中读取出如上所述经压缩后的数据。通过在存储器接口40内的解码装置41中对该数据实施解码处理，从而对其进行还原并作为图像数据输出。

另外，本编码装置并不局限于应用到图像存储器的接口中，通过将其组装到一般的图像处理系统中，能够用于图像数据的压缩。因此，可以应用到作为一般的图像压缩数据所适用的对象的所有应用程序中。

其它实施方式

下面，对其它实施方式进行说明。

〈1〉在上述实施方式中，将行存储器固定，根据存储器的剩余量以及未处理像素数来对每一行决定编码字长。根据与上述完全相同的原理来将帧存储器固定，并根据存储器的剩余量以及未处理像素数来对每一帧决定编码字长。

〈2〉如图6所示，也可采用如下结构：即，包括PCM编码字长设定信息输入端子31，且能够利用该端子从外部强制性地设定PCM编码字长。利用这种结构，对特定位置的像素的编码字长设定较大的值，由此在存在特别不希望画质变差的地方的情况下，较有帮助。

更具体而言，将画面分为左右两侧，将从左端到中央部为止的像素列设为1行，将从中央部到右端为止的像素列设为另一行，并根据上述实施方式的方法来进行编码，在此情况下，在对右半部分的画面中的起始像素的像素数据进行编码时，优选从PCM编码字长设定信息输入端子31将PCM编码字长设定为较大的值。由此，在对还原后的图像数据进行确认时，能够防止画面中央部分产生图像紊乱的情况。

〈3〉在图1及图6中，采用包括多个输入端子的结构，然而如果包括判断所输入信息的机构，则并非必须包括不同的输入端子。即，若采用从公共的输入端子21输入各种信息的结构，则可进行如下动作：如果是与像素数据相关的信息，则输出给压缩模式决定单元3，如果是与初始设定数据相关的信息，则输出给初始设定数据保存部11，如果是与PCM编码字长相关的信息，则输出给PCM编码字长决定单元9。

〈4〉在上述实施方式中，压缩模块决定单元3暂时性地保存所输入的像素数据，在输入下一个像素数据时，将所保存的上一个像素数据其本身用作为预测数据。然而，作为预测数据，并非必须像这样采用上一个像素数据其本身，也可利用其它方法来进行计算。作为一个示例，可采用基于上一个像素所涉及的数据的变化率来计算预测数据的方法。

〈5〉如果标记/编码输出单元13能判断数据的发送源是DPCM压缩单元5还是PCM压缩单元7，则并非必须要从压缩模式决定单元3获得与压缩模式相关的信息。在此情况下，如果从DPCM压缩单元5提供编码数据，则标记/编码输出单元13付上表示DPCM的标记“0”，如果从PCM压缩单元7提供编码数据，则标记/编码输出单元13付上表示PCM的标记“1”。

〈6〉在上述实施方式中，参照图4，说明了每2个像素从编码数据输出端子25输出编码数据的情况。然而，并不局限于2个像素，也可每3个像素以上的多个像素从编码数据输出端子25输出编码数据。

〈7〉在上述实施方式中，对以R、G、B的形式来规定像素数据的情况下进行了说明，然而，即使在采用其它形式（例如，Y、U、V形式等）的情况下，也可利用相同的原理来进行编码。

〈8〉在上述实施方式中，对将处于一连串的像素组的起始位置的起始像素的像素数据的压缩模式设为PCM的情况下进行了说明，然而并非必须遵从该规则。作为另一个示例，可将起始像素的预测值视为预先设定好的值α，并由压缩模式决定单元3通过与起始像素以外的像素数据相同的步骤，来执行决定压缩模式是DPCM还是PCM的处理。此外，在α＝0的情况下，直接根据起始像素的像素数据的值其本身来决定是DPCM还是PCM。

〈9〉更具体而言，在对象像素数据与预测数据的差分值比规定值大的情况下，上述实施方式的编码装置1在无法根据预先设定好的DPCM编码字长来进行编码时，将压缩模式设为PCM，在除此以外的情况下，将压缩模式设为DPCM。由此，在由本申请人提出申请的上述专利文献1中，对像这样一边自动地使PCM处理与DPCM处理变化、一边执行数据的压缩处理的动作进行了详细记载，因此省略重复的内容。

标号说明

1：图像编码装置

3：压缩模式决定单元

5：ＤＰＣＭ压缩单元

7：ＰＣＭ压缩单元

9：ＰＣＭ编码字长决定单元

11：初始设定数据保存部

13：标记/编码输出单元

21：图像数据输入端子

23：初始设定数据输入端子

25：编码数据输出端子

31：ＰＣＭ编码字长设定信息输入端子

40：存储器接口

41：解码装置

45：存储器

ｄｉ：（编码）对象像素数据

ｄｑ：编码数据

Claims (13)

1.一种图像编码装置，该图像编码装置对包含按照扫描顺序进行排列的多个像素的像素数据在内的图像数据进行压缩，从而进行编码处理，其特征在于，包括：压缩模式决定单元，该压缩模式决定单元基于编码处理的对象像素数据以及利用规定方法计算出的预测数据，来决定所述对象像素数据的压缩模式是DPCM还是PCM；

DPCM压缩单元，该DPCM压缩单元在所述压缩模式决定单元将压缩模式确定为DPCM的情况下，将所述对象像素数据与所述预测数据的差分值压缩成预先确定好的DPCM编码字长的DPCM编码数据；

PCM压缩单元，该PCM压缩单元在所述压缩模式决定单元将压缩模式确定为PCM的情况下，将所述对象像素数据压缩成所指定的PCM编码字长的PCM编码数据；

PCM编码字长决定单元，该PCM编码字长决定单元对每个所述对象像素数据计算所述PCM编码字长并发送至所述PCM压缩单元，从而使得在所述多个像素中的规定的像素组的单位中、编码后的编码字长的合计值在容许值以下；以及

标记/编码输出单元，该标记/编码输出单元根据压缩模式将表示该压缩模式是DPCM还是PCM的标记赋予从所述DPCM压缩单元输出的所述DPCM编码数据、或者从所述PCM压缩单元输出的所述PCM编码数据，从而生成输出用编码数据，然后将其输出。

2.如权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于，

所述PCM编码字长决定单元基于初始设定数据以及进展数据，导出在构成所述规定的像素组的像素数之中、处理时刻的未处理像素数及可生成编码字长总数，其中，该初始数据包含与构成所述规定的像素组的像素数以及与所述容许值相关的信息，该进展数据包含在构成所述规定的像素组的像素之中、已完成像素数据的编码处理的处理完成像素数以及与该处理完成像素经编码后的编码字长的总数即处理完成编码字长总数相关的信息，即使以相同编码字长对所述未处理像素数的各像素数据进行编码，也能利用不超过所述可生成编码字长总数的最大编码字长来决定所述PCM编码字长。

3.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，

所述规定的像素组是指构成所述图像数据中的一行的多个像素，

所述容许值是指行存储器的最大值。

4.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，

所述规定的像素组是指构成所述图像数据中的一帧的多个像素，

所述容许值是指帧存储器的最大值。

5.如权利要求1至4中任一项所述的图像编码装置，其特征在于，

所述PCM编码字长决定单元采用能从外部指定所述PCM编码字长的结构，在进行指定之后，将该指定的所述PCM编码字长输出到所述PCM压缩单元。

6.如权利要求1至5中任一项所述的图像编码装置，其特征在于，

每2个像素以上的规定像素数，所述标记/编码输出单元仅将与各像素的像素数据所对应的所述标记移动到起始位置，接着，使其下一位比特与所述各像素的像素数据的所述DPCM编码数据或所述PCM各编码数据接续，由此生成所述输出用编码数据，并将其输出。

7.如权利要求2至6中任一项所述的图像编码装置，其特征在于，

所述初始设定数据包含：与构成所述规定的像素组的像素数相关的信息、与所述容许值相关的数据、以及与每个像素的颜色个数相关的信息,

所述图像编码装置包括对从外部输入的所述初始设定数据进行保存的初始设定数据保存部。

8.如权利要求7所述的图像编码装置，其特征在于，

若所述PCM编码字长决定单元将所述初始设定数据所包含的各个信息、即构成所述规定的像素组的像素数设为A，将所述容许值设为M，将所述颜色个数设为C，并且对于所述进展数据中所包含的各个信息，将所述处理完成像素数设为Zr，将所述处理完成编码字长总数设为Zm，则利用满足下式的最大整数X来决定所述PCM编码字长：

（1＋Ｘ·Ｃ）·（Ａ－Ｚｒ）≦（Ｍ－Ｚｍ）。

9.如权利要求7所述的图像编码装置，其特征在于，

若所述PCM编码字长决定单元将所述初始设定数据所包含的各个信息、即构成所述规定的像素组的像素数设为A，将所述容许值设为M，将所述颜色个数设为C，将所述标记的编码字长设为T，并且对于所述进展数据中所包含的各个信息，将所述处理完成像素数设为Zr，将所述处理完成编码字长总数设为Zm，则利用满足下式的最大整数X来决定所述PCM编码字长：

（Ｔ＋Ｘ·Ｃ）·（Ａ－Ｚｒ）≦（Ｍ－Ｚｍ）。

10.如权利要求2至9中任一项所述的图像编码装置，其特征在于，

所述PCM编码字长决定单元基于与所述进展数据中所包含的所述处理完成像素数相关的信息，判定所述对象像素数据的像素在所述规定的像素组之中、属于从起始像素数起的第偶数个像素，而且上一个像素数据的压缩模式为PCM，在此情况下，将该对象像素数据的所述PCM编码字长决定为与该上一个像素数据的所述PCM编码字长相同的值。

11.如权利要求1至10中任一项所述的图像编码装置，其特征在于，

在所述压缩模式决定单元将所述差分值设为ｄｉｆｆ，将所述DPCM编码字长设为Xd时，此时，如果下式成立，则将压缩模式定为DPCM，如果不成立，则将压缩模式定为PCM：

－2^{（Ｘｄ－1）}≦ｄｉｆｆ＜2^{（Ｘｄ－1）}。

12.一种图像编码方法，该图像编码方法对包含按照扫描顺序进行排列的多个像素的像素数据在内的图像数据进行压缩，从而进行编码处理，其特征在于，具有：

压缩模式决定步骤，该压缩模式决定步骤基于编码处理的对象像素的像素数据、即对象像素数据，以及利用规定方法计算出的预测数据，来决定所述对象像素数据的压缩模式是DPCM还是PCM；

压缩步骤，该压缩步骤根据在所述压缩模式决定步骤中决定好的压缩模式，由此基于DPCM与PCM中的某一个压缩模式来进行压缩处理；以及

带标记编码数据生成步骤，该带标记编码数据生成步骤对在所述压缩步骤中生成的数据赋予表示该压缩模式是DPCM还是PCM的标记，从而生成输出编码数据，然后将其输出。

所述压缩步骤进行如下处理：即，在所述压缩模式决定步骤中，在将压缩模式定为DPCM的情况下，将所述对象像素数据与所述预测数据的差分值压缩成预先确定好的DPCM编码字长的DPCM编码数据；在将压缩模式定为PCM的情况下，压缩成在PCM编码字长决定步骤中决定好的PCM编码字长的PCM编码数据，

所述PCM编码字长决定步骤进行如下处理：即，对每个所述对象像素数据计算所述PCM编码字长，从而使得在所述多个像素中的规定的像素组的单位中、编码后的编码字长的合计值在容许值以下。

13.如权利要求12所述的图像编码装置，其特征在于，

所述PCM编码字长决定步骤基于初始设定数据以及进展数据，导出在构成所述规定的像素组的像素数之中、处理时刻的未处理像素数及可生成编码字长总数，其中，该初始数据包含与构成所述规定的像素组的像素数以及与所述容许值相关的信息，该进展数据包含在构成所述规定的像素组的像素之中、已完成像素数据的编码处理的处理完成像素数以及与该处理完成像素经编码后的编码字长的总数即处理完成编码字长总数相关的信息，即使以相同编码字长对所述未处理像素数的各像素数据进行编码，也能利用不超过所述可生成编码字长总数的最大编码字长来决定所述PCM编码字长。

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