CN1076933C - 图像编码装置及方法 - Google Patents

Abstract

在分层编码图像数据时能提高压缩效率又能减少图像质量劣化的图像编码装置及方法中，在各层数据的每一给定块中，以由分辨率低的上一层数据决定的量化步长为基准，决定分辨率高于上一层数据的下一层数据的量化步长，由此，能够省略表示量化器特性的附加代码，能够获得在提高这种分层编码时的压缩效率的同时减少图象质量劣化的图像编码装置。

Description

图像编码装置及方法

技术领域

本发明涉及图像编码装置及方法，例如，本发明为应用于把给定的图像数据分割为不同分辨率的多个图像数据并进行编码的图像编码装置。

背景技术

在先有技术中，作为这种图像编码装置，有使用锥形编码等分层编码技术，把输入图像数据分层编码的产品。在这种图像编码装置中，把高分辨率的输入图像数据作为第1层数据，顺序递归地形成分辨率低于第1层数据的第2层数据，再形成分辨率低于第2层数据的第3层数据……，通过由通信电路和记录再生通路构成的传输线路传输这些分层数据。

还有，在把该多层数据解码的图像解码装置中，既可以把多层数据全部进行解码，也可以根据对应于各个电视监视器的分辨率，选择多层数据中所需的1层进行解码。由此，通过仅对已分层的多层数据中所需层的数据进行解码，就能够以必要的最小限度的数据传输量得到所需的图像数据。

这里，如图1所示，在实现该分层编码例如4层编码的图像编码装置1中，具有各为3级的提取滤波器2、3、4和内插滤波器5、6、7，对于输入图像数据D1，用各级提取滤波器2、3、4顺序形成分辨率低的缩小了的图像数据D2、D3、D4，同时，用内插滤波器5、6、7把缩小了的图像数据恢复到缩小前的分辨率。

各提取滤波器2～4的输出D2～D4以及各内插滤波器5～7的输出D5～D7分别输入到差分电路8、9、10，由此生成差分数据D8、D9、D10。其结果，在图像编码装置1中，在减少分层数据的数据量的同时降低了信号功率。这里，该差分数据D8～D10及缩小了的图像数据D4的面积分别为1、1/4、1/16、1/64。

各差分电路8～10得出的差分数据D8～D10以及从提取滤波器4得到的缩小了的图像数据D 4由各编码器11、12、13、14进行编码及压缩处理，其结果，从各编码器11、12、13、14按给定顺序把分辨率不同的第1、第2、第3及第4层数据D11、D12、D13及D14输出到传输线路上。

这样，传输的第1～第4层数据D11～D14由示于图2的图像解码装置20解码。即第1～第4层数据D11～D14分别由解码器21、22、23、24解码，其结果，从解码器24输出第4层数据D24。

另外，解码器23的输出在加法电路29中与从内插滤波器26得到的第4层数据D24的内插数据相加，由此恢复第3层数据D23。同样，解码器22的输出在加法电路30中与从内插滤波器27得到的第3层数据D23的内插数据相加，由此恢复第2层数据D22。进而，解码器21的输出在加法电路31中与从内插滤波器28得到的第2层数据D22的内插数据相加，由此恢复第1层数据D21。

然而，在实现这样的分层编码方法的图像编码装置中，由于把输入图像数据分割为多个分层数据进行编码，故使分层分量的数据量必然增加，与不用这种分层编码的高效编码方式相比，存在着压缩效率降低的问题。另外，在要提高压缩效率时，存在着在各层数据间应用的量化器所产生图像质量劣化的问题。

发明的公开

本发明是考虑了以上缺欠而形成的，是要提出在把图像数据分层编码时能提高压缩效率又能减少图像质量劣化的图像编码装置。

为解决这样的课题，本发明中，第1，在为递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D55而把输入图像数据D31编码的图像编码装置40中，为分别量化各层数据D44，D43，D42，D41，设置根据分辨率低的上一层数据的占空比决定分辨率高于上一层数据的下一层数据量化特性的决定电路53C、55C，……，53D、55D，……；以及根据所决定的量化特性量化各层数据的量化电路53A、55A……。

第2，本发明中，在为顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D55而把输入图像数据D31编码的图像编码装置40中，设置决定电路53C、55C、……，53D、55D……，和量化电路53A、55A、……，其中，决定电路为分别量化各层数据D44、D43、D42、D41，在各层间相互对应的每一块中，以由分辨率低于量化对象块内各层数据D44、D43、D42或D41的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2或E3为基准，决定对象块内分层数据的量化值，根据所决定量化值的分布状态，决定分辨率高于对象块内分层数据的下一层数据的量化步长E0、E1、E2或E3；量化电路根据所决定的量化步长E0、E1、E2或E3量化各层数据。

第3，本发明中，在为顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D55而把输入图像数据D31编码的图像编码装置60中，设置决定电路53C、55C、……，53D、55D……，61和量化电路53A、55A、……，其中，决定电路为分别量化各层数据D44、D43、D42、D41，在各层间相互对应的每一块中，以由分辨率低于量化对象块内各层数据D44、D43、D42或D41的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2或E3为基准，决定对象块内分层数据的量化值，虽然下一层数据的分辨率高于对象块内分层数据的分辨率，但是根据上一层数据量化值分布状态的历史，决定分辨率高于上一层数据的下一层数据的量化步长E0、E1、E2或E3；量化电路根据所决定的量化步长量化各层数据。

第4，本发明中，在为顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D55而把输入图像数据D31编码的图像编码装置70中，设置决定电路53E、55E、……和量化电路53A、55A、……，其中，决定电路为分别量化各层数据D44、D43、D42、D41，在各层间相互对应的每一块中，以由分辨率低于量化块内分层数据的上一层数据的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2或E3为基准，决定分辨率高于对象块内分层数据的下一层数据的量化位数；量化电路根据所决定的量化位数量化各层数据。

第5，本发明中，在为顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D55而把输入图像数据D31编码的图像编码装置80中，设置决定电路49、51、53、55、57及81和量化电路53A、55A、……，其中，决定电路为分别量化各层数据D44、D43、D42、D41，在各层间数据的每一给定块中，根据由分辨率低的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2或E3，决定分辨率高于上一层数据的下一层数据的量化步长，而且，把分辨率最低的最上层数据D35决定为固定的量化步长幅度P_A；量化电路根据各量化步长P_A、E0、E1、E2、E3量化各层数据。

如果根据本发明，则在从图像数据D31顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D54的图像编码装置40中，通过在各层数据D44、D43、D42、D41的每一给定块中，以由分辨率低的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2或E3为基准，决定分辨率高于上一层数据的下一层数据的量化步长E0、E1、E2或E3，能够省略表示量化器特性的附加代码，能够实现在该层编码时提高压缩效率的同时，减少图像质量劣化的图像编码装置40。

如果根据本发明，在决定下一层数据量化步长E1、E2、E3时，通过根据该下一层数据的上一层数据中增益选择结果的历史，决定在与该下一层数据相邻的上一层数据的量化步长E0、E1、E2上乘的增益，对于各层数据能够得到适当的量化阶跃幅度，能够实现减少了图像质量劣化的图像编码装置60。

如果根据本发明，在从输入图像数据D31顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D54的图像编码装置70中，在各层数据D44、D43、D42、D41的每一给定块中，通过以由分辨率低的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2、E3为基准，决定分辨率高于上一层数据的下一层数据的量化位数，则利用相邻层数据间的关系能够自适应地决定量化位数，由此能够在避免图像质量劣化的状态下有效地减少传送位数，能够实现提高了压缩效率的图像编码装置70。

如果根据本发明，在从输入图像数据D31顺序递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据D51～D54的图像编码装置80中，编码多层数据时，通过在各层数据D44、D43、D42、D41的每一给定块中，以由分辨率低的上一层数据决定的量化步长E0、E1、E2、E3为基准，决定分辨率高于上一层数据的下一层数据的量化步长E1、E2、E3，并且通过在最上层数据的量化对象块中包含的量化对象像素的像素值和量化对象像素近旁的近旁像素的像素值的运算生成量化分辨率量低的最上层数据D35时的量化步长P_A，就能够把各层数据中的量化步长决定为自适应于各层数据的值，这样，就能够实现可以减少量化时图像质量劣化的图像编码装置80。

附图的简单说明

图1是表示现有技术图像编码装置的框图；

图2是表示现有技术图像解码装置的框图；

图3是供说明由根据本发明图像编码装置生成的分层数据的简图；

图4是表示HD标准图像中自适应分割结果的图表；

图5是表示HD标准图像中各层信号等级标准偏差的图表；

图6示出根据本发明图像编码装置一实施例的电路结构图；

图7是供说明分层数据生成动作的简图；

图8是供说明分层数据的分层结构的简图；

图9是表示根据实施例解码器结构的框图；

图10是表示根据实施例量化器特性的简图；

图11是表示图6编码器结构的框图；

图12是供说明根据第1实施例分层编码动作的流程图；

图13是表示根据其它实施例线性加权特性的特性曲线图；

图14是表示根据其它实施例非线性加权特性的特性曲线图；

图15是表示根据本发明图像编码装置第2实施例的框图；

图16是表示图15编码器的框图；

图17是供说明根据第2实施例分层编码动作的流程图；

图18是表示根据本发明图像编码装置第3实施例的框图；

图19是表示图18编码器的框图；

图20是表示根据第3实施例量化位数加权值决定函数特性的特性曲线图；

图21是供说明第3实施例动作的流程图；

图22是表示根据其它实施例量化位数加权值决定函数特性的特性曲线图；

图23是表示根据其它实施例编码器的框图；

图24是表示根据其它实施例编码器的框图；

图25是表示根据本发明图像编码装置第4实施例的框图；

图26是供说明根据实施例量化步长初始化的简图；

图27是供说明根据第4实施例分层编码动作的流程图；

图28是供说明根据其它实施例量化初始化的简图；

图29是供说明根据其它实施例量化阶跃初始化的简图；

图30是供说明根据其它实施例量化初始化的简图。

实施发明的最佳形态

<1>第1实施例

以下就附图，详细叙述本发明的一实施例。

(1).分层编码的原理

图3总体上示出了基于本发明的分层编码的原理，例如分层编码并压缩高清晰度电视信号等静止图像的原理。该分层编码中用下一层数据的简单算术平均构成上一层数据，实现使应传送的下一层数据减少且不伴随信息量增加的分层结构。另外，对于从上一层到下一层的解码，根据每块的占空比自适应地控制分割，减少平坦部分的信息量。进而，在为下一层而进行的差分信号的编码中，根据上一层的占空比，不添加附加码，而是通过在每块中切换其量化特性，来实现高效率。

即在该分层编码的分层结构中，首先把输入的高清晰度电视信号作为下一层，对于该下一层的2行×2个像素小块中的4个像素X1～X4，取用下式；

      m＝(X1＋X2＋X3＋X4)/4         ……(1)表示的算术平均，把该值m作为上一层的值。在该下一层中，如下式

      ΔXi＝Xi－m(式中，i＝1－3)    ……(2)所示，通过仅考虑3个像素与上一层的差分值，即以和原来4个像素相同的信息量构成了分层结构。

另一方面，在解码下一层时，3个像素X1-X3如下式：

E[Xi]＝ΔXi＋m    (式中，i＝1－3)   ……(3)所示，把各个差分值ΔXi加在上一层的平均值m上求解码值E[Xi]，其余的1个像素如下式：

E[X4]＝m×4－E[X1]－E[X2]－E[X3]    ……(4)所示，通过从上一层的平均值m减去下一层的3个解码值决定解码值E[X₄]。E[]意味着解码值。

这里，在该分层编码中，从上一层到下一层每个分层分辨率为4倍。通过在平坦部分禁止这种分割，减小了冗余度。还有，以块为单位，准备了用于指示该分割有无的标志，1位。下一层中分割必要性的判断作为局部的占空比，利用例如差分数据的最大值进行判断。

这里，作为分层编码的例子，使用ITE的HD标准图像(Y信号)把5层编码时自适应分割的结果示于图4。虽然示出的是改变对最大差分数据的阈值时，各层像素数对原来像素数的比例，但是，可以看出，根据空间相关性使冗余度减小情况。虽然减小的效率随图像而改变，但是，如果使对最大差分数据的阈值变化为1～6，则平均减小的效率为28～69％。

实际上，假定以上一层分辨率的4倍构成下一层，这时，在下一层中，通过把来自上一层数据的差分数据编码，能够有效地减小信号电平幅度。把基于有关图4中上述分层编码的5层的情况示于图5，在此，从下层计数，把各层命名为第1～5层。

与原图像的8位PCM数据相比，可以看出信号电平幅度的减小。特别是，由于像素数多的第1～4层是差分信号，所以能达到大幅度减小，在以后的量化中效率提高。如从图5的图表所见到的，减小的效率对画样的依赖性小，这对全部图像都有效。

另外，通过用下一层的平均值构成上一层，把误差传送抑制在块内，同时，通过把下一层变换为来自上一层平均值的差分，能够同时带来良好的效率。实际上，在分层编码中，在同一空间位置上，各层间的占空比具有相关性，通过从上一层的量化结果决定下一层的量化特性，能够实现没有必要传送用于接收侧逆量化的量化信息(但初始值除外)的自适应量化器。

实际上，根据上述5层的分层结构分层编码图像并以多分辨率表示出来，通过进行利用了分层结构的自适应分割和自适应量化，能够把各种HD标准图像(8位的Y/PB/PR)压缩为约1/8。另外，为自适应分割而准备的每块中的附加码，为提高压缩效率而在各层中进行游程长度编码。这样，在各层中能得到图像质量足够好的图像，最终的最下层也能够获得没有视觉劣化的良好图像。

(2).第1实施例的图像编码装置

图6中40示出了基于本发明的图像编码装置，输入图像数据D31输入到差分电路41及平均电路42。平均电路42如图7所示，从作为最下层的第一层数据构成的输入图象数据D31中的4个像素X1(1)～X4(1)生成第2层数据D32的像素X1(2)。与该第2层数据D32的像素X1(2)相邻的像素X2(2)～X4(2)也同样地用第1层数据D31的4个像素的平均而生成。第2层数据D32输入到差分电路43及平均电路44。平均电路44通过平均第2层数据D32的4个像素生成第3层数据D33。例如，在图7所示的情况下，从第2层数据D32的像素X1(2)～X4(2)生成第3层数据D33的像素X1(3)的同时，还同样地通过平均第2层数据D32的4个像素生成与像素X1(3)相邻的像素X2(3)～X4(3)。

第3层数据D33输入到差分电路45及平均电路46。如同上述，平均电路46通过平均第3层数据D33的4个像素，如图7所示，生成由像素X1(4)～X4(4)构成的第4层数据D34。该第4层数据D34输入到差分电路47及平均电路48。平均电路48通过平均第4层数据D34的4个像素生成最上层即第5层数据D35。如图7所示，通过平均第4层数据D34的4个像素X1(4)～X4(4)生成第5层数据D35的像素X1(5)。

这里，第1～第5层数据D31～D35的块尺寸假定最下层即第1层数据D31的块尺寸为1×1，则第2层数据D32为1/2×1/2，第3层数据D33为1/4×1/4，第4层数据D34为1/8×1/8，最上层即第5层数据D35为1/16×1/16。

例如，在通过平均在空间上对应的下一层数据的4个像素生成上一层数据时，若用M表示上一层数据，用a、b、c、d表示下一层像素值，则传送像素成为可以是上一层数据M、下一层数据a、b、c的4个像素。

即，用M、a、b、c、d，通过由下式：

d＝4×M－(a＋b＋c)    ……(5)所表示的算术式，在解码那一边就能够容易地恢复非传送像素d。

对于4层例的这种层间关系模式图，示于图8。这里，各层数据由平均下一层的4个像素生成，即使不传送图中斜线部分的数据，用(5)式所示的算术式也能够恢复全部数据。其结果，在图像编码装置40中，能减少接着的编码器的编码对象像素数，由此，在分解为多层图像的基础上进行编码时，也能够回避压缩效率的降低。

这里，在图像编码装置40中，通过用编码器49压缩、编码第5层数据D35，生成第5层压缩编码数据D55。

还有，在图像编码装置40中，对于以上5层数据D31～D35进行相邻层间的差分运算，生成层间差分数据D44、D43、D42、D41。

即，在图像编码装置40中，首先，在把第4层数据D34输入到差分电路47的同时，还输入用解码器50恢复第5层压缩编码数据D55而形成的恢复数据D36。由此，差分电路47产生第4层数据D34和第5层数据D35的层间差分数据D44，并输出到编码器51。编码器51通过压缩编码层间差分数据D44生成第4层压缩编码数据D54。

其次，在图像编码装置40中，在把第3层数据D33输入到差分电路45的同时，还输入用解码器52恢复第4层压缩编码数据D54而形成的、与第4层数据D34相同的恢复数据D37。由此，差分电路45产生第3层数据D33和恢复数据D37(即第4层数据D34)的层间差分数据D43并输出到编码器53。编码器53通过压缩编码层间差分数据D43生成第3层压缩编码数据D53。

同样，在图像编码装置40中，在把第2层数据D32输入到差分电路43的同时，还输入用解码器54恢复第3层压缩编码数据D53而形成的、与第3层数据D33相同的恢复数据D38。由此，差分电路43产生第2层数据D32和恢复数据D38(即第3层数据D33)的层间差分数据D42并输出到编码器55。编码器55通过压缩编码层间差分数据D42，生成第2层压缩编码数据D52。

最后，在图像编码装置40中，在把第1层数据D31输入到差分电路41中的同时，还输入用解码器56恢复第2层压缩编码数据D52而形成的、与第2层数据D32相同的恢复数据D39。由此，差分电路41产生第1层数据D31和恢复数据D39(即第2层数据D32)的层间差分数据D41并输出到编码器57。编码器57通过压缩编码层间差分数据D41，生成第1层压缩编码数据D51。

这样，在图象编码装置40中，以这样的顺序顺序生成第5层压缩编码数据D55、第4层压缩编码数据D54、第3层压缩编码数据D53、第2层压缩编码数据D52、第1层压缩编码数据D51。

这里，各解码器52、54、56通过接受来自分别对应的编码器51、53或55的解码对象即压缩编码数据D54、D53或D52的同时，还接受在对应的编码器51、53或55中使用的量化信息E0、E1或E2，解码压缩编码数据D54、D53或D52。另外，各解码器52、54、56通过接受来自下一层解码器50、52或54的恢复数据D36、D37或D38，形成差分前的各层数据D34、D33或D32。

实际的各解码器52、54、56如图9所示构成。这里，为简单起见，对解码器52进行说明。解码器52在解码电路52A中接受第4层压缩编码数据D54以及在生成该第4层压缩编码数据D54时使用的量化信息E0而解码第4层压缩编码数据D54。其结果，从解码电路52A中，得到例如图7所示的X1(4)-X1(5)、X2(4)-X1(5)、X3(4)-X1(5)的输出值。该输出值在接着的加法电路52B中通过和恢复数据D36相加而得到X1(4)、X2(4)、X3(4)的输出值。差分值生成电路52C用X1(4)、X2(4)、X3(4)及X1(5)，根据(5)式进行运算，由此而生成非传送像素X4(4)。从而，从接着的合成电路52D生成差分前的第4层数据X1(4)、X2(4)、X3(4)、X4(4)，把这些值传送到差分电路45。

编码器51、53、55、57分别接受从其相邻的上一层的编码器49、51、53、55输出的量化信息E0、E1、E2或E3，在根据该量化信息E0、E1、E2、E3进行编码的同时，决定下一层的量化特性。

(3).量化步长的选定

这里，编码器49、51、53、57分别具有量化器。

图像编码装置40中，若把对应于上一层数据的下一层数据区域定义为“块”，则用该块内层间差分数据D41～D44的占空比能够掌握块内数据变化的特性，根据该数据特性能够决定量化器的特性。

在本实施例的情况下，使用2位量化器。图10示出了在该量化器中，对差分值在+128～-128范围内的层间差分数据进行2位量化时的量化特性。这样，差分值就被量化为0～3。还有，本实施例的情况下，各层数据用2×2共4个像素平均生成上一层数据，故各块的下一层中存在着4个像素。

这里，作为各量化器量化特性的决定技巧，首先用在上一层中决定过的量化步长对层间差分数据进行2位量化。这时，生成图10所示的0～3中的一个量化值。

这里，由于块内4个像素量化值的分布表示了块内的占空比，所以根据该4个像素量化值的分布，决定下层的量化步长。这样，通过根据块内量化值分布选定量化步长，就不需要表示量化器种类的附加码了。

其结果，在图像编码装置40中，能够在提高基于编码器51、53、55、57的压缩效率的同时，还能够回避压缩编码处理时图像质量的劣化。

在实际上，编码器51、53、55、57如图11所示那样地构成。图11中，为简单起见示出了关于编码器53及55的结构。

即，传送到编码器53的层间差分数据D43，输入到量化器53A。该量化器53A根据从上一层的编码器51接受的量化信息E1，量化层间差分数据D43。这里，量化信息E1是量化步长。

其结果，所得到的量化值由接着的码字分配电路53B分配使信息量减少的最佳码字，并作为压缩编码数据D53输出。

另外，量化值送到分布状态判定电路53D，分布状态判定电路53D判定量化值的分布，把由此得到的判定结果送到量化幅度选定电路53C。量化幅度选定电路53C接受分布判定结果和量化信息E1，根据分布判定结果选定新的量化步长，将其作为量化信息E2传送到相邻的下一层的编码器55。

编码器55也同样地在量化器55A中接受在编码器53中生成的量化信息(量化步长)E2，由该量化器55A用上一层中生成的量化步长量化层间差分数据D42，根据由此得到的量化值，通过接着的码字分配电路55B，得到压缩编码数据D52，同时，用分布状态判定电路55D判定量化值的分布状态。量化幅度选定电路55C接受分布判定结果和量化信息E2，根据分布判定结果选定新的量化步长，将其作为量化信息E3传送到相邻的下一层的编码器57。

其次，说明基于分布状态判定电路53D、55D、……和量化幅度选定电路53C、55C、……的量化步长的决定规则。如图10所示，分布状态判定电路53D、55D把各量化值0～3分类为区间A及区间B。即，量化值是1或2时，把它们作为区间A。量化值是0或3时，把它们作为区间B。

这里，作为效率良好地形成图像质量高的图像时的量化器特性，考虑到有必要在占空比高的块中，使用量化步长粗大的量化器，与此相反，在占空比低的块中，使用量化步长狭小的量化器而设定以下的规则。

即，假定上一层的量化步长为P₀，下一层的量化步长为P₁，则量化幅度选定电路53C、55C根据如下规则；

规则1).4个像素的量化值全部属于区间B时，P₁＝2×P₀；

规则2).4个像素的量化值属于区间A和B区间时，P₁＝P₀；

规则3).4个像素的量化值全部属于区间A时，P₁＝P₀/2；决定下一层的量化步长P₁。

这里，规则1)对应于块内占空比大的情况，在这种情况下加大接着的下一层的量化步长，起到抑制量化失真的作用。

还有，规则2)作为块内占空比的状态考虑了多数的情况，由于空间相关性，一般可认为区间B的数据的绝对值不大，故起到保持上一层的量化步长的作用。

进而，规则3)对应于块内占空比小的情况，在这种情况下，减小接着的下一层的量化步长，起到抑制平坦部分上图像质量劣化的作用。

这样，在图像编码装置40中，根据上一层的块内占空比，能够决定下一层的量化步长。

(4).第1实施例的动作

在以上的结构中，图像编码装置40按照图12所示的处理程序顺序生成第1～第n层压缩编码数据(实施例的情况，n＝5)。

即，图像编码装置40从步骤SP1开始，在步骤SP2中，假设为n层，把n-1输入到层计数器I中。

图像编码装置40在接着的步骤SP3中，用平均电路42、44、46、48生成n层的层数据D31～D35，进入到步骤SP4。这里，图像编码装置40设定构成最上层属性的量化步长的初始值。

图像编码装置40在接着的步骤SP5中，实现最上层数据D35的编码及解码处理。附带说明，这时，图像编码装置40不一定用在步骤SP4中初始化的量化步长的初始值去量化最上层数据D35，量化步长的初始值是作为用于决定下一层中量化步长的初始值而设定的。

接着，图像编码装置40进入到步骤SP6，首先，用差分电路47、45、43或41进行层间差分运算，对于这时生成的层间差分数据D44、D43、D42或D41实现基于在上一层中决定过的量化步长的量化。

然后，图像编码装置40在步骤SP7中，根据块内量化值的分布，按上述的规则1)～规则3)进行判定，在接着的步骤SP8中，根据该判定结果决定下一层的量化步长并传送到下一层。

图像编码装置40在接着的步骤SP9中，用在步骤SP8中决定了的量化步长实现层间差分数据D44、D43、D42或D41的编码和解码。

图像编码装置40在步骤SP10中，把层计数器I减1，在接着的步骤SP11中，判断层计数器I是否为0。

这里，若得到肯定的结果，则意味着全部各层的处理结束，这时，图像编码装置40转向步骤SP12，结束该处理程序。反之，若在步骤SP11中得到否定的结果，则图像编码装置40返回到步骤SP5，对下一层重复进行上述步骤SP5～步骤SP10的处理。

(5).第1实施例的效果

如果根据以上的结构，通过根据用上一层的量化步长量化时的量化值分布决定下一层的量化步长P₁，就能够省略表示量化器特性的附加代码，能够实现压缩效率提高且图像质量劣化小的图像编码装置40。

(6).对于第1实施例的其它实施例

另外，在上述实施例中，叙述了根据规则1)～规则3)分别对上一层的量化步长P₀乘以2、1或1/2而决定下一层的量化步长P₁的情况，然而本发明不局限于这种形式，也可以根据量化值，在上一层的量化步长P₀上乘以图13所示的线性加权值W₁，在对于上一层的量化步长的加权方面，能够应用种种形式。

例如，也可以通过对上一层量化步长P₀乘以菲线性权值，决定下一层的量化步长P₁。这时，作为对量化值非线性加权的规则，假定上一层的量化步长为P₀、下一层的量化步长为P₁、非线性权值为W₂(P₀)及W₃(P₀)，则可以应用诸如以下的规则；

规则1).4个像素的量化值全部属于图10的区间B时，P₁＝W₂(P₀)×P₀；

规则2).4个像素的量化值属于图10的区间A和B时，P₁＝P₀；

规则3).4个像素的量化值全部属于图10的区间A时，P₁＝W₃(P₀)×P₀；

这里，非线性权值W₂(P₀)及W₃(P₀)的特性如图14所示，成为随上一层量化步长P₀值的增大，权值收敛为1的特性，由此，能够稳定涉及多层处理中的量化特性。

另外，如果在上一层的量化步长上乘以线性权值时，使该线性权值的特性和上述非线性权值时一样，成为随上一层量化步长P₀值的增大，权值W₁(P₀)收敛为1，也能够稳定涉及多层处理中的量化特性。

这样通过在上一层的量化步长上乘以给定的权值，求下一层步长的技巧，可以表达如下。

即，若用ptn作为表示上述块内4个像素的量化值分布的参数

(这里，参数ptn例如是4个像素量化值中属于区间B的像素数等)、

用W(·)表示在量化步长上乘的加权函数，则根据下式，用上一层

的量化步长P₀决定下一层的量化步长P₁

P₁＝W(p0，ptn)×p₀    ……(6)

换言之，图象编码装置40能够根据上一层的量化步长P₀和块内量化值分布参数ptn，决定在上一层的量化步长P₀上乘的权值。

作为根据上一层的量化步长求下一层的量化步长的方法，除了乘权值之外，还可以利用上一层的量化步长P₀的函数f的输出，直接生成下一层的量化步长P₁。这时，下一层的量化步长P₁能够表为P₁＝f(P₀，4个像素的量化值)。

[2].第2实施例

(1).图象编码装置

图15示出第2实施例，其中与图6对应的部分标注相同的符号，图像编码装置60把从各编码器49、51、53、55分别送向相邻的下一层的量化信息E0、E1、E2、E3，也送到量化幅度控制电路61。量化幅度控制电路61根据量化信息E0～E3，把表示至此为止的上一层中量化步长选定历史的历史信号S1、S2、S3、S4送到各编码器51、53、55、57。

本实施例的编码器51、53、55、57如图16所示的结构。图16中，为了简单起见，只对编码器53及55进行说明。

即，传送到编码器53的层间差分数据D43输入到量化器53A，该量化器53A根据从上一层的编码器51接受的量化信息(量化步长)E1量化层间差分数据D43。其结果，所得到的量化值传送给码字分配电路53B和分布状态判定电路53D，由分布状态判定电路53D判定该分布状态，并把该判定结果送到量化幅度选定电路53C。

量化幅度选定电路53C通过把基于来自分布状态判定电路53D的判定结果及历史信号S2的增益乘量化信息(量化步长)E1，生成新的量化步长，并将其作为量化信息E2送到相邻的下一层的编码器55及量化幅度控制电路61。

编码器55也同样地根据从编码器53接受的量化信息(量化步长)E2量化层间差分数据D42，由分布状态判定电路55D判定所得到的量化值的分布状态，并把该判定结果送到量化幅度选定电路55C。量化幅度选定电路55C通过把基于来自分布状态判定电路55D的判定结果及历史信号S3的增益乘量化信息(量化步长)E2，生成新的量化步长，并将其作为量化信息E3送到相邻的下一层的编码器57及量化幅度控制电路61。

其结果，在图像编码装置60中，能够进一步提高基于编码器51、53、55、57的压缩效率，同时还能进一步降低压缩编码处理时图像质量的劣化。

下面，说明第2实施例中量化步长的决定规则。首先，如图10所示那样把各量化值0～3分类为区间A和区间B。即，量化值是1或2时，把它们作为区间A。量化值是0或3时，把它们作为区间B。

这里，作为效率良好地形成图像质量高的图像时的量化器特性，考虑到有必要在占空比高的块中，使用量化步长粗大的量化器，与此相反，在占空比低的块中使用量化步长狭小的量化器，而设定以下的规则。

即，在量化器中，假定上一层的量化步长为P₀，下一层的量化步长为P₁时，

规则1).4个像素的量化值全部属于区间B时，P₁＝2×P₀；

规则2).4个像素的量化值属于区间A和区间B时，P₁＝P₀；

规则3).4个像素的量化值全部属于区间A时，P₁＝P₀/2；根据上述规则，决定下一层的量化步长P₁。

这里，规则1对应于块内占空比大的情况，在这种情况下，加大接着的下一层的量化步长，起到抑制量化失真的作用。

另外，规则2作为块内占空比的状态考虑了多数的情况，由于空间相关性，一般可认为区间B的数据的绝对值不大，故起到保持上一层的量化步长的作用。

进而，规则3对应于块内占空比小的情况，在这种情况下，减小接着的下一层的量化步长幅度，起到抑制平坦部分上图像质量劣化的作用。

这样，根据上一层的块内占空比，能够决定下一层的量化步长。

(2).基于历史的量化步长的选定

另外，在图像编码装置60中，如上述那样，根据规则1～规则3决定用于下一层的量化，而且，这时还把决定对象的上一层中量化步长的决定结果的记录，即上一层中量化步长的选择历史反映到现在的量化决定对象的层中。

上述的规则1～规则3是使用增益G，并表为P1＝G×P0，从而根据4个像素的量化值的组合决定增益G的。

这里，实施例的图像编码装置60中，在量化幅度选定电路53C、55C、……内，根据决定对象层的上一层的决定历史(即历史信号S1～S4)和规则1～规则3，决定更适应于占空比的增益G，并通过把该增益G和当前层中使用的量化步长相乘决定新的量化步长幅度。

还有，所谓上一层中量化步长的决定历史，换言之，可以称为增益G的选择结果的历史。

为说明起见，把块内量化值结构分类如下。

结构1)4个像素的量化值全部属于区间B的情况。

结构2)4个像素的量化值属区区间A和区间B的情况。

结构3)4个像素的量化值全部属于区间A的情况。

进而，把量化值决定对象层的上一层决定历史中各结构的频数定义如下：

N1).上一层决定历史中结构1的频数。

N2).上一层决定历史中结构2的频数。

N3).上一层决定历史中结构3的频数。

量化幅度选定电路53C、55C、……中，用该结构1～结构3和N1～N3，把上述的规则1详细分类为以下的规则1-1～规则1-4，根据用该规则1-1～规则1-4得到的增益G决定量化步长幅度。

规则1-1).结构1且N3＝0时，G＝2

规则1-2).结构1且N1＝0时，G＝1.5

规则1-3).结构1且N1＞TH0并且N3＞TH1时，G＝1.0。这里，TH0及TH1是结构产生频数的阈值，该阈值TH0及TH1根据层编号(第1层～第5层)决定。

规则1-4).结构1而上一层决定历史是上述以外情况时，G＝2.0。

像上述这样把规则1进一步详细地分类为规则1-1～规则1-4的理由是，由于规则1对上一层中量化步长给出了较大增益(G＝2)，故在涉及多层的决定中，存在因增益G振荡而使量化步长振荡的危险。

即，如规则1～规则3那样，假定仅根据作为量化步长决定对象层紧前面的上一层的占空比决定当前的量化，则增益G＝2和增益G＝1/2交替出现，这时，增益G振荡，不能选定适当的量化步长。

为此，实施例图像编码装置60中，通过根据规则1-1～规则1-4考虑上一层中增益G的选择历史，根据分层图像的特性使增益G收敛，由此防患于未然地回避由于增益G振荡而引起的图像质量的劣化。

即，规则1-1意味着，在选择历史中也认定块的占空比高时，给该分层的量化器送入大增益(G＝2)，决定量化步长。

规则1-2意味着，在选择历史中不能说块的占空比高时，量化器逐渐降低增益。

规则1-3意味着，在选择历史中大增益G和小增益G都出现时，由于量化器增益G存在振荡的危险，故使增益G保持为以前的值。

规则1-4意味着，进行结构1的一般处理。

在这样的实施例图像编码装置60中，通过根据规则1-1～规则1-4、规则2及规则3决定量化步长的增益G，把该决定的增益G乘相邻的当前层的量化步长决定下一层的量化步长，就能够防患于未然地回避由于增益G而引起的量化步长的振荡，由此能够进一步减少量化时图像的劣化。

(3).第2实施例的动作

在以上的结构中，图像编码装置60按照图17所示的处理程序顺序生成第1～第n层压缩编码数据(本实施例的情况，n＝5)。

即，图像编码装置60从步骤SP1开始，在步骤SP2中，假设为n层，把n-1输入到层计数器I中。

图像编码装置60在接着的步骤SP3中，用平均电路42、44、46、48生成n分层的分层数据D31～D35，进入到步骤SP4。这里，图像编码装置60设定构成最上层属性的量化步长的初始值。

图像编码装置60在接着的步骤SP5中，实现最上层数据D35的编码及解码处理。附带说明，这时，图像编码装置60不一定用在步骤SP4中初始化的量化步长的初始值去量化最上层数据D35，量化步长的初始值是作为用于决定下一层中量化步长的初始值而设定的。

接着，图像编码装置60进入到步骤SP6，首先，用差分电路47、45、43或41进行层间差分运算，对于这时生成的层间差分数据D44、D43、D42或D41实现基于在上一层中决定过的量化步长的量化。

然后，图像编码装置60在步骤SP7中，判定块内量化值的分布，在步骤SP8中，进行根据上述规则1-1～规则1-4、规则2及规则3的判定，根据该判定结果决定量化步长并传送到下一层。

图像编码装置60在接着的步骤SP9中，用在步骤SP8中决定了的量化步长实现层间差分数据D44、D43、D42或D41的编码和解码。

图像编码装置60在步骤SP10中，把层计数器I减1，在接着的步骤SP11中，判断层计数器I是否为0。

这里，若得到肯定的结果，则意味着全部各层的处理结束，这时，图像编码装置60转向步骤SP12，结束该处理程序。反之，若在步骤SP11中得到否定的结果，则图像编码装置60返回到步骤SP5，对下一层重复进行上述步骤SP5～步骤SP10的处理。

(4).第2实施例的效果

如果根据以上的结构，则通过参考上一层中增益G的选择历史，决定在确定下一层量化步长P1时的增益G，就能够对于各层数据得到更适当的量化步长，能够实现进一步减少了图像质量劣化的图像编码装置60。

(5).对于第2实施例的其它实施例

另外，在上述实施例中，叙述了根据规则1-1～规则1-4、规则2及规则3决定关于全部各层的量化器量化步长的增益G的情况，然而本发明不局限于这种情况，也没有必要一定涉及全部各层根据规则1-1～规则1-4、规则2及规则3去决定量化步长，也可以变更为应用于每层的增益决定规则。

即，在分层编码中，由于各层间图像大小不同，若考虑到图像质量劣化的状态和编码效率在各层间的不同，则认为没有必要一定在涉及全部各层上应用同一个增益决定规则，故而例如在下一层中，应用上述规则1-1～规则1-4、规则2及规则3决定量化步长，与此相对，在上一层中，可以应用规则1～规则3。如果这样做，就能决定适应图像质量状态的量化步长，能够得到编码效率良好的图像编码装置。

还有，在上述实施例中，作为使上一层中量化步长的决定历史反映到下一层量化步长中的增益决定规则，叙述了使用规则1～规则3及规则1-1～规则1-4的情况，然而本发明不局限于这些规则，作为增益决定规则能够应用种种形式，主要是，如果能够使上一层中量化步长的决定历史反映到下一层的量化步长中就行。

这时，用于把上一层中量化步长的决定历史反映到下一层的量化步长中的增益G能表为Wi(H，P0)的函数形式，其结果，若用P0表示相邻上一层的量化步长，则下一层的量化步长P1能够表为P1＝Wi(H，P0)×P0。

[3].第3实施例

(1).图像编码装置

图18示出第3实施例，其中与图6对应的部分标注相同的符号，如图19所示，该实施例的编码器51、53、55及57具有位数选定电路53E、55E、……。

另外，为简单起见，图19中仅示出了编码器53及55的结构，编码器51及57也同样构成。

编码器53从相邻上一层接受量化步长信息E1A及量化位数信息E1B作为量化信息E1，并将其输入到位数选定电路53E。位数选定电路53E根据量化步长信息E1A决定在该层中使用的量化位数，把决定结果送入量化器53A及下一层的位数选定电路55E。量化器53A用从位数选定电路53E给出的量化位数量化层间差分数据D43，把由此得到的量化值的分布用分布状态判定电路53D进行判定，由此得到的判定结果送到量化值幅度选定电路53C。通过量化幅度选定电路53C进行和第1实施例中所述相同的处理，得到新的量化步长信息E2A，并将其传送到下层的编码器55。

编码器55还同样地从相邻上一层的编码器53接受量化步长信息E2A及量化位数信息E2B作为量化信息E2，用位数选定电路55E生成适应于量化步长信息E2A的量化位数信息E3B，用该量化位数信息E3B通过量化器55A进行量化。

(2).量化位数的选定

实际上在位数选定电路53E、55E、……中，假定上一层中使用的量化位数为bit0，上一层的量化步长为p0，下一层的量化位数权值决定函数为f0(·)，则用下式求下一层的量化位数bit1。

bit1＝f0(p0)×bit0                 ……(7)这里，作为量化位数权值决定函数f0(·)，可以考虑图20那样特性的函数。

其结果，图像编码装置70中，上一层的量化步长p0大时，在下一层中也维持或增加上一层的量化位数。反之，上一层的量化步长小时，在下一层中，为了减少量化失真，也减少其量化位数，可以从上一层的量化位数减少。

由此，在图像编码装置70中，通过利用相邻层间的关系自适应地决定量化位数，就能够在不产生图像质量劣化的情况下减少传送位数，能够这样有效地提高压缩效率。还有，上述那样决定的量化位数，在解码方面能够从传送数据的组合来决定，从而没有必要另外传送表示量化位数的附加代码，不构成效率压缩的附加量。

(3).第3实施例的动作

在以上的结构中，图像编码装置70按照图21所示的处理程序顺序生成第1～第n层压缩编码数据(本实施例的情况，n＝5)。

即，图像编码装置70从步骤SP1开始，在步骤SP2中，假设为n层，把n-1输入到层计数器I中。

图像编码装置70在接着的步骤SP3中，用平均电路42、44、46、48生成n层的分层数据D31～D35，进入到步骤SP4。这里，图像编码装置70设定构成最上层属性的量化步长和用于以下各层判定的量化位数的初始值。图像编码装置70在接着的步骤SP5中，实现最上层数据D35的编码及解码处理。

随后，图像编码装置70进入到编码循环，顺序编码各层数据。即，图像编码装置70在步骤SP6中，首先，用差分电路47、45、43或41进行层间差分运算，对于这时生成的层间差分数据D44、D43、D42或D41实现基于上一层的量化步长的量化，同时判定此时块内量化值的分布。

图像编码装置70在接着的步骤SP7中，用上一层的量化步长根据(7)式决定量化位数，同时，在接着的步骤SP8中用块内量化值的分布根据第1实施例中所述的规则1～规则3决定量化步长。

接着，图像编码装置70在步骤SP9中，用这样求出的量化位数和量化步长实现层间差分数据D44、D43、D42或D41的编码及解码。

图像编码装置70在步骤SP10中，把层计数器I减1，在接着的步骤SP11中判断层计数器I是否为0。

这里，若得到肯定的结果，则意味着全部各层的处理结束，这时，图像编码装置70转向步骤SP12，结束该处理程序。反之，若在步骤SP11中得到否定的结果，则图像编码装置70返回到步骤SP6，对下一层重复进行上述步骤SP6～步骤SP10的处理。

(4).第3实施例的效果

如果根据以上的结构，通过根据上一层的量化步长决定各层中的量化位数，就能回避图像质量的劣化并有效地减少传送位数，就能够实现这样压缩效率提高了的图像编码装置70。

(5).对于第3实施例的其它实施例

(5-1).还有，在上述实施例中，叙述了根据上一层的量化步长决定各层中的量化位数的情况，然而本发明不局限于这种情况，也可以根据基于上一层量化步长的块内量化值的分布决定各分层中的量化位数。

这时，假定上一层的量化位数为bit0，下一层的量化位数为bit1，块内量化值的分布参数为ptn，下一层的量化位数权值决定函数为f1(·)，则量化位数的决定处理能够表为下式：

bit1＝f1(ptn)×bit0    ……(8)

这里，作为块内量化值的分布参数ptn，使用包含在图10的区间B中的象素数那样地表现块内数据等级分布的占空比的值。另外，作为量化位数权值决定函数f1(·)，可以考虑图22那样特性的函数。

即，块内数据等级分布的占空比大时，在下一层中也维持或增加上一层的量化位数。与此相时，块内数据等级分布的占空比小时，在下一层中，为了减少量化失真，也减少其量化位数，可以从上一层的量化位数减少。

由此，和上述实施例的情况相同，能够实现不使图像质量劣化又有效地减少了传送数据量。

作为实现这种情况的具体电路结构，有图23所示的形式。即，在与图19的对应部分标注相同符号的图23中，分布状态判定电路53D及55D根据量化值的分布状态，生成分布参数信息E2P、E3P。位数选定电路53E及55E用这样求出的参数信息E1P、E2P及量化位数信息E1B、E2B，通过实现(8)式，决定用于当前层量化的量化位数。

(5-2).进而，也可以通过组合上述2种量化位数决定技巧，决定各层的量化位数。即，根据上一层的量化步长和基于此步长的块内量化值的分布参数，决定各层中量化位数的技巧。

这时，假定上一层的量化位数为bit0，下一层的量化位数为bit1，上一层的量化步长为p0，块内量化值的分布参数为ptn，下一层的量化位数权值决定函数为f2(·)，则量化位数的决定处理能够表为下式：

bit1＝f2(p0，ptn)×bit0    ……(9)

这里，作为块内量化值的分布参数ptn，可以考虑表现包含在图10的区间B中的像素等块内数据等级分布的占空比的值。另外，在量化位数权值决定函数f2(·)中，继续保持上述量化位数权值决定函数f0(·)及f1(·)(图20及图22)的基本特性，并通过组合上一层的量化步长p0和块内量化值的分布参数ptn，能够进一步增加下一层量化位数权值决定特性的自由度。

具体来讲，对于由上一层的量化步长p0所决定的量化位数权值，通过考虑块内量化值的分布参数ptn，就可以考虑变更量化位数权值的大小。

由此，能够避免选择极端的量化位数，能够使量化位数选择控制稳定。当然，通过增加权值决定函数的参数，能够进行更细小的量化位数处理。

作为实现这种情况的具体电路结构，有图24所示的形式。即，在与图19对应的部分标注相同符号的图24中，分布状态判定电路53D及55根据量化值的分布状态，生成如规则1～规则3所表示的判定结果和分布参数信息E2P、E3P。位数选定电路53E、55E用从上一层的编码器给出的量化步长信息E1A、E2A，参数信息E1P、E2P及量化位数信息E1B、E2B，通过实现(9)式，决定用于当前层量化的量化位数。

[4].第4实施例

(1).图像编码装置

图25示出第4实施例，其中与图15对应的部分标注了相同的符号，图像编码装置80具有设定最上层的编码器49中量化步长P_A的初始值设定电路81。

(2).量化步长初始值的选定

这里，在图像编码装置80中，有必要设定第5层数据D35(即最上层数据)中量化步长P_A(以下将该值称为量化步长的初始值)。作为该量化步长的初始值P_A，可以依据所设定的量化位数，而在2位量化时，可以考虑使用例如32这样的固定值。

实施例的情况下，在图像编码装置80中，通过用初始值设定电路81按以下那样设定自适应于图像的量化步长的初始值P_A，能够进一步减少量化时图像质量的劣化。

即，在图像编码装置80中，如图26所示，根据设定量化步长初始值P_A的最上层内的关注数据m和该关注数据m的近旁数据X0～X7的关系决定初始值P_A。

具体来讲，假定关注数据值为m，近旁8个数据值为Xi(i＝0-7)，则根据下式求量化步长的初始值P_A：     $P_A=\frac{1}{4}\&times;\frac{\underset{i=0}{\overset{i=7}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Xi}-m|}{8}---\left(10\right)$ 这里，(10)式中的系数1/4对应于2位的4个代码。(10)式是把最上层中关注数据m和近旁数据Xi(i＝0-7)的平均差分值推断为量化对象区间的考虑方法。

(3).实施例的动作

在以上的结构中，图像编码装置80按照图27所示的处理程序顺序生成第1～第n层压缩编码数据(实施例的情况，n＝5)。

即，图像编码装置80从步骤SP1开始，在步骤SP2中，假设为n层，把n-1输入到层计数器I中。

图像编码装置80在接着的步骤SP3中用平均电路42、44、46、48生成n层的分层数据D31～D35，进入步骤SP4。

这里，图像编码装置80根据上述的技巧设定构成最上层属性的量化步长幅度的初始值P_A。

图像编码装置80在接着的步骤SP5中实现最上层数据D35的编码及解码处理。

随后，图像编码装置80进入步骤SP6，首先，用差分电路47、45、43或41进行层间差分运算，对于这时生成的层间差分数据D44、D43、D42或D41实现基于上一层的量化步长的量化。

接着，图像编码装置80在步骤SP7中，判定块内量化值的分布，在步骤SP8中，按照第2实施例中所述的规则1-1～规则1-4、规则2及规则3进行判定，根据该判定结果决定量化步长，传送到下一层。

图像编码装置80在接着的步骤SP9中，用在步骤SP8中决定的量化步长实现层间差分数据D44、D43、D42或D41的编码和解码。

图像编码装置80在步骤SP10中，把层计数器I减1，在接着的步骤SP11中判断层计数器I是否为0。

这里，若得到肯定的结果，则意味着全部各层的处理结束，这时，图像编码装置80转向步骤SP12，结束该处理程序。反之，若在步骤SP11中得到否定的结果，则图像编码装置80返回到步骤SP5，对下一层重复进行上述步骤SP5～步骤SP10的处理。

(4).实施例的效果

如果根据以上的结构，通过根据关注数据m和与该关注数据m相邻的近旁数据Xi(i＝0-7)的平均差分值选定量化步长P的初始值P_A，就能够实现可以进一步减少量化时的图像质量劣化的图像编码装置80。

(5).其它的实施例

(5-1).还有，在上述实施例中，叙述了根据最上层中关注数据m和与该关注数据相邻的8个近旁数据X0～X7选定量化步长的初始值P_A的情况，然而本发明不局限于这种情况，也可以例如像图28所示那样，使用最上层中的关注数据m和对于该关注数据m在水平方向和垂直方向相邻的4个近旁数据X1、X3及X0、X2。

这时，假定关注数据为m，近旁4个数据值为Xi(i＝0-3)，则用下式能够求量化步长的初始值P_A； $P_A=\frac{1}{4}\&times;\frac{\underset{i=0}{\overset{i=3}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Xi}-m|}{4}---\left(11\right)$ 这里，(11)式中的系数1/4对应于2位的4个代码。基本的考虑方法和使用相邻的8个数据时相同，由于使用近旁的4个数据，故除法的分母为4。

(5-2).另外，在上述实施例中，叙述了在使用2位的量化器的同时，使用与关注数据m相邻的8个近旁数据Xi(i＝0-7)求量化步长初始值P_A的情况，然而本发明不局限于这种情况，通过按照量化位数把(10)式中系数变换为量化代码数的倒数，同时在除法的分母中使用必要的近旁数据数，能够通用性地设定初始值P_A。

即，假定量化器的量化位数为k，关注数据值为m，近旁n个数据值为Xi(i＝0-n-1)，则用下式能够求出量化步长的初始值P_A： $P_A=\frac{1}{2^k}\frac{\underset{i=0}{\overset{i=n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Xi}-m|}{n}---\left(12\right)$

(5-3).另外，在上述实施例中，叙述了用与关注数据m相邻的近旁数据求初始值P_A的情况，然而本发明不局限于这种情况，也可以像图29所示，根据和关注数据具有给定距离的图像数据X0～X5求初始值P_A。

这时，假定量化器的量化位数为k、关注数据值为m、参考图像数据数为n、参考图像数据值为Xi(i＝0-4)，从关注图像数据m到各参考图像数据Xi的空间距离权值为Wi(i＝0-4)，则量化步长的初始值P_A能够用下式求出： $P_A=\frac{1}{2^k}\&times;\frac{\underset{i=0}{\overset{i=n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Wi}|\mathrm{Xi}-m|}{n}---\left(13\right)$

(5-4).进而，在本发明中，对于被设定量化步长的初始值P_A的最上层数据生成虚设的上一层数据，通过该虚设上一层数据和与该虚设上一层数据对应的最上层数据内多个像素之间的运算，也可以生成量化步长的初始值P_A。

这时虚设的上一层数据和最上层数据的配置例，示于图30。该例中，通过和其它层数据生成技巧相同的4个像素的平均处理，从最上层数据(图30(B))生成虚设的上一层数据M(图30(A))。

这里，作为量化器使用2位量化器，同时，假定虚设的上一层数据值为M，最上层数据值为Xi(i＝0-3)，则量化步长的初始值P_A能够用下式求出： $P_A=\frac{1}{4}\&times;\frac{\underset{i=0}{\overset{i=3}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Xi}-M|}{4}\&times;2---\left(14\right)$ (14)式中的系数1/4对应于2位的4个代码，同时由于使用最上层的4个数据，故除法的分母为4。

作为这种情况的基本考虑方法是，把最上层数据的变动幅度作为量化区间。由于是用某量化位数量化该量化区间，所以如果增加量化位数，量化步长就将变窄。

如果一般地考虑该技巧，则通过根据量化位数把系数变更为量化代码的倒数，同时把除法的分母换成与生成虚设的上一层数据有关的最上层数据数，就能够通用地设定初始值P_A。即，假定量化位数为k、虚设的上一层数据值为M，关连最上层数据值为Xi(i＝0-n-1)，则量化步长的初始值P_A能够用下式求出： $P_A=\frac{1}{2^k}\&times;\frac{\underset{i=0}{\overset{i=n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}|\mathrm{Xi}-M|}{n}\&times;2---\left(15\right)$

产业上利用的可能性。

本发明的图像编码装置及方法，能够在诸如电视会议系统和视频点播系统那样的系统中，作为在接收端有不同分辨率的监视器系统中的发射机使用。

Claims (10)

1.图像编码装置，特征在于；

在为递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据而把输入图像数据编码的图像编码装置中，具有：

为分别量化上述各层数据，根据分辨率低的上一层数据的占空比决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据量化特性的决定电路；

根据上述所决定的量化特性量化各层数据的量化电路。

2.权利要求1中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为分别量化上述各层数据，在上述各层数据的每一给定块中，根据分辨率低的上一层数据决定的量化步长决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据的量化步长。

3.权利要求1中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为分别量化上述各层数据，在上述各层数据的每一给定块中，根据分辨率低的上一层数据决定的量化步长，决定上述给定块内的分层数据的量化值，并根据所决定的量化值分布状态决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据的量化步长。

4.权利要求3中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为决定上述下一层数据的量化步长，把上述上一层数据的量化步长与线性权值进行乘法运算。

5.权利要求3中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为决定上述下一层数据的量化步长，把上述上一层数据的量化步长与非线性权值进行乘法运算。

6.权利要求3中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为分别量化上述各层数据，在上述各层数据的每一给定块中，根据分辨率低的上一层数据决定的量化步长，求上述给定块内的分层数据的量化值；为决定上述下一层数据的量化步长，把表示上述决定的量化值分布状态的增益值与上述上一层数据的量化步长相乘；为决定表示上述量化值分布状态的增益值，参照上述下一层数据的上一层数据的增益值历史信息。

7.权利要求1中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为分别量化上述各层数据，在上述各层数据的每一给定块中，根据分辨率低的上一层数据决定的量化步长，决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据的量化位数。

8.权利要求1中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为分别量化上述各层数据，在上述各层数据的每一给定块中，根据分辨率低的上一层数据决定的量化步长，决定上述给块内的分层数据的量化值，并根据所决定的量化值分布状态决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据的量化位数。

9.权利要求1中所述的图像编码装置，特征在于：

上述决定电路为分别量化上述各层数据，在上述各层数据的每一给定块中，根据分辨率低的上一层数据决定的量化步长，决定上述给定块内的分层数据的量化值，并根据上述上一层的量化步长和上述所决定的量化值分布状态，决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据的量化位数。

10.图像编码方法，特征在于：

在为递归地产生由不同的多个分辨率构成的多层数据而把输入图像数据编码的图像编码方法中，为分别量化上述各层数据，根据分辨率低的上一层数据的占空比决定分辨率高于上述上一层数据的下一层数据的量化特性；传送根据上述所决定的量化特性量化了的各层数据。

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