[发明专利]图像编码装置、图像编码方法、图像编解码系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像编码装置，特别是涉及一种适于安装在图像存储器、总线接口上来削减图像存储器容量、存取带宽的图像编码装置、图像编码方法。另外，本发明涉及一种图像编解码系统，其具备使用这种编码方法来进行编码的图像编码装置和用于对被编码的数据进行解码的图像解码装置。 

背景技术

伴随着近年来半导体技术的飞速发展、图像数据的高精细化，导致设备、系统应该处理的图像数据量一直爆发式增加。另一方面，当进行图像信息处理时，在多数情况下都需要临时保持处理过程中的中间图像数据。 

在图像信息处理装置中，通常是通过存储器接口、总线将图像数据保持在内部缓冲器、外部存储器中。但是，例如在将每秒发送60张的30比特的全高清晰(Full Hi-Vision)图像以1个画面相当于3个画面的中间图像数据保持在存储器中并进行处理的情况下，需要1920(像素)×1080(像素)×60(张)×30(比特)×3(画面)×2(次数(读/写))＝约22.4G比特/秒的数据传输能力和1920(像素)×1080(像素)×30(比特)×3(画面)＝约186M比特的存储器容量，越来越难以用现实的电路实现。因此，削减保持在存储器中的数据量变得非常重要。 

作为削减数据量的方法之一，有对图像数据进行编码处理的方法。作为这种编码方法，以往有PCM(Pulse Code Modulation：脉冲编码调制)和DPCM(Differential Pulse Code Modulation：差分脉冲编码调制)。 

PCM是每隔固定时间对信号进行采样并量化为确定的比特数的整数值的方法，其原本是将模拟信号转换为数字信号的方法，但是也能够应用于压缩数字数据。另外，DPCM不直接对采样的值进 行编码，而是对其与预测图像的信号值之间的差分进行编码的预测编码方法。另外，作为DPCM方法的改良，提出了使用局部图像的复杂度等信息来自适应地改变量化阶的自适应DPCM(ADPCM，Adaptive DPCM)方法。 

除此之外，还提出了各种图像压缩技术。例如特别将霍夫曼(Huffman)编码等可变长度编码方法作为可逆变换而引入到各种压缩方法的一部分，将使用了以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引入到JPEG、MPEG等以高压缩率为目标的图像压缩算法中。 

然而，以图像存储器接口为对象的图像压缩希望以较小的编码延迟，在相对于像素数据代码长度固定的限制的基础上尽可能减小由压缩引起的画质劣化。这是由于当编码延迟较大时，在后级处理中为了使保存在存储器中的中间图像数据成为可用状态所需的时间会延长，由此会导致处理时间增加。另外，还由于当对各像素数据进行压缩后的编码数据的代码长度未被固定时，需要管理并在每次存取时再计算对各像素数据的编码数据保存在哪个地址中。 

在DPCM方法、ADPCM方法等的预测编码方法中，编码延迟较小，能够按每个像素以固定长度对图像数据进行编码。但是，当为了以固定长度进行编码而用与差分较小的位置中的编码所需的比特数相同的比特数对如图像边缘那样差分较大的位置进行编码时，存在容易产生画质劣化的问题。相反，当为了防止画质劣化而用与差分较大的位置中的编码所需的比特数相同的比特数进行编码时，在差分较小的位置中要用大于所需比特数的比特数进行编码，会导致在整体上编码后的比特数增加。 

另外，在PCM方法中直接对灰度值进行量化，因此邻近像素之间的像素数据差分缺乏再现性，缺少图像的细微差别(Nuance)，从而将产生画质劣化。 

在这种背景下，下述专利文献1中公开了如下装置：在对输入采样值进行编码的单元(PCM处理)和对输入采样值进行差分编码的单元(DPCM处理)中选择信号劣化较少的编码单元，由此减轻 或消除画质劣化。 

图21是表示下述专利文献1所述的编码装置的概要结构的框图。