专利名称：图像编码方法、图像解码方法以及其装置的制作方法
技术领域：
本发明关于图像编码方法及图像解码方法，尤其有关有效记录传输图像信号的数据压缩技术方面的编码技术、解码技术以及关于这些的装置。
背景技术：
近几年迎来了综合涉及语音、图像、其他内容的多媒体时代，也就是说，过去的信息媒体如报纸、杂志、电视、广播、电话等传达给人们信息的工具提升为多媒体对象。一般，多媒体指的不仅是文字，连同图形、语音、尤其是图像同时关联起来表达信息，为了把上述过去的信息媒体作为多媒体对象，首要的必须条件是把这个信息表达成数字形式。
然而，如果把上述各信息媒体所持有的信息量，作为数字信息量进行估算，如果是文字，1个文字相当于信息量1～2比特，语音的情况，1秒钟相当于64kbits(电话质量)，动画则相当于1秒钟需要100Mbits(现行电视接收质量)以上的信息量，上述信息媒体中，把这么大的信息量按照数字形式原原本本处理是很不现实的。例如，可视电话，已经由具有64kbps～1.5Mbps传输速度的综合业务数字网(ISDNIntegrated Services Digital Network)实现，然而把电视和摄影影像原原本本传到ISDN，不是很现实。
于是越来越需要信息压缩技术，例如，可视电话的情况，使用ITU-T(国际电气通信联合会电气通信标准化部门)协议的H.261和H.263标准的动画压缩技术。而且，根据MPEG-1标准的信息压缩技术，通常的音乐用CD(光碟)还可以加上语音信息和图像信息。
这里，MPEG(Moving Picture Experts Group运动图像专家组)指的是动态图像信号的数字压缩国际标准，MPEG-1是，把动态图像信号可以用1.5Mbps的速率传输的标准，也就是说是把可视信号的信息压缩为100分之1的标准。而且，MPEG-1为标准的传输速度，主要限制在1.5Mbps，在这基础上开发的满足更高画质要求的MPEG-2，可以以2～15Mbps的速率，传输动态图像信号，以此完成电视放映品质数据传输。
况且，现在促进MPEG-1、MPEG-2标准化的工作组(ISO/IECJTC1/SC29/WG11)，又推出了压缩率更加高的MPEG-4。在MPEG-4当中，不仅实现了低比特率且很高的有效编码率，还引入了很强的容错技术，即使传输通路发生了误码，主观上可以减小画质恶化。
而在H.263和MPEG-4等过去的图像编码当中，给图像信号进行各种信号变换压缩处理，把图像信号变换成各种种类的数值，根据变换的各种数值语义，选择适当的编码表，并基于编码表进行固定长编码或者可变长编码。一般，编码中，对出现频率高的字符，分配码长较短的码字，对出现频率低的字符，分配码长较长的码字，由此提高压缩率。由信号变换压缩处理变换的数值，根据这个数值代表的语义，其数值发生频率不一样，因此，可以适当选择记录了对应这些数值码字的编码表，由此提高图像编码的压缩率。对应过去图像编码的过去图像解码中，使用和图像编码当中使用的编码表一样的编码表，进行正确的解码。
图1是过去图像编码装置500中有关编码功能的部分功能框图。如图1所示，图像编码装置500具有头帧编码装置501、句法解析装置502、固定长·可变长编码装置503及编码表选择装置504。
头帧编码装置501，输入动态图像信号Vin，由这个动态图像信号Vin，制作图像整体通用的信息头部分信息以及每个帧的图像信号信息。
具体地说，头帧编码装置501，作为头部信息，生成其通用信息的头(ヘツダ)参数(Inf-H，没有图示)和把这个参数变换为数值的头(ヘツダ)码值(InfVal-H)以及表示头码值数值语义的头句法结构信号(Stx-H)，并把这个头句法结构信号(Stx-H)输出给句法解析装置502，把头码值(InfVal-H)输出给固定长·可变长编码装置503。而且，头帧编码装置501，作为每个帧的图像信号信息，生成给各帧图像信号编码而得的数值帧码值(InfVal-F)以及表示帧码值数值语义的帧句法结构信号(Stx-F)，把这个帧句法结构信号(Stx-F)输出给句法解析装置502，把帧码值(InfVal-F)输出给固定长·可变长编码装置503。而且，在图1中，综合头码值(InfVal-H)和帧码值(InfVal-F)，记录为“InfVal-X”，综合头(ヘツダ)句法结构信号(Stx-H)和帧句法结构信号(Stx-F)，记录为“Stx-X”。
句法解析装置502，根据头句法结构信号(Stx-H)或者帧句法结构信号(Stx-F)，生成编码表选择信号(Sel-H或者Sel-F)，输出给编码表选择装置504。也就是说，句法解析装置502，根据头句法结构信号或者帧句法结构信号所表示的值，生成可以从多种编码表选择适当编码表的编码表选择信号(例如Sel-H1～Sel-H3或者Sel-F1～Sel-F3)。又，图1中，综合编码表选择信号(Sel-H或者Sel-F)，记录为(Sel-X)。
固定长·可变长编码装置503，根据上述头码值(InfVal-H)及帧码值(InfVal-F)，构筑图像编码信号(Str)。具体地说，把头码值(InfVal-H)分解成编码的基本单位的单位头码值(Val-H例如，Val-H1～Val-H3)，根据这些单位头码值，在编码表选择装置504中选择编码表，获取头码字(Code-H)，同时组合头码值(InfVal-H)和头码字(Code-H)，组成头(标题)流(Str-H)。而且，固定长·可变长编码装置503，把上述帧码值(InfVal-F)分解成编码的基本单位的单位帧码值(Val-F例如，Val-F1～Val-F3)，根据这些单位帧码值，在编码表选择装置504中选择编码表，获取帧码字(Code-F)，同时组合帧码值(InfVal-F)和帧码字(Code-F)，组成帧流(Str-F)。还有，固定长·可变长编码装置503，多路化头流(Str-H)和帧流(Str-F)，组成图像编码信号(Str)。又，图1中，综合单位头码值(Val-H)及单位帧码值(Val-F)，记录为“Val-H”，综合头码字(Code-H)和帧码字(Code-F)，记录为“Code-X”。
编码表选择装置504，如上所述，根据编码表选择信号Sel-X以及单位头码值或者单位帧码值选择编码表，依据这个选择的编码表，生成头码字或者帧码字，并输出给固定长·可变长编码装置503。
图2是表示过去图像编码信号流结构的图。图像编码信号Str，由帧数据FrmData和各帧通用的信息的序列头SeqHdr组成，其中，帧数据FrmData存储了构成图像的各帧图像信号信息。序列头SeqHdr由，为捕捉收发期间信号同步的同步信号SeqSync、各帧图像尺寸Size及帧率FrmRate的各个信息组成。另外，帧数据FrmData由构成帧的宏块固有数据的宏块MB和各宏块通用的数据帧头FrmHdr组成。帧头FrmHdr由捕捉帧同步的同步信号SeqSync和表示帧显示时刻的帧序号FrmNo组成。又，宏块数据MB由表示该宏块是否被编码的编码标记Cod、表示各宏块编码方法的宏块编码模式Mode、加上移动补偿而编码时，表示这个移动量的移动信息MV及各像素的编码数据像素值数据Coef组成。
图3是表示过去图像解码装置600中，有关解码功能的部分功能框图。该图中，对具有上述图1以往图像编码装置500中功能框图一样功能的组成及相同含义的信号，标以相同的标号，并略去这个说明。
固定长·可变长解码装置601，把图像编码信号Str分离为头流(Str-H)和帧流(Str-F)。而且，固定长·可变长解码装置601，把头流(Str-H)分解成解码的基本单位头码字Code-H(例如Code-H1～Code-H3)，在编码表选择装置602中获得对应头码字Code-H的单位码头值(Val-H)，把这些组合起来组成头码值(InfVal-H)。另外，固定长·可变长解码装置601，与上述头流(Str-H)的情况一样，也对帧流(Str-F)，分解成解码的基本单位的帧码字Code-F(例如Code-F1～Code-F3)，在编码表选择装置602中获得对应帧码字Code-F的单位帧码值(Val-F)，把这些组合起来组成帧码值(InfVal-F)。
头帧解码装置603，对头码值(InfVal-H)进行解码，恢复头部分的信息，输出，表示这个通用信息头参数(Inf-H，没有图示)和后续头码值特征的头句法结构信号(Stx-H)。这里，头句法结构信号(Stx-H)是表示下一个码字语义的信息，这个下一个码字是解码头部下一个码字所必需的码字。而且，头帧解码装置603，和上述头码值(InfVal-H)的情况一样，恢复各帧的帧码值InfVal-F，输出表示这个码值语义的帧句法结构信号Stx-F和解码动态图像信号Vout。
句法解析装置604，为了根据头句法结构信号(Stx-H)对头部的下一个码字解码，输出更换编码表选择装置602输出的编码表选择信号(Sel-H)。也就是说，句法解析装置604，根据头句法结构信号(Stx-H)所显示的值，生成编码表选择信号(Sel-H)，以便从多种编码表转换适当的编码表。而且，句法解析装置604，和上述头句法结构信号(Stx-H)的情况一样，根据帧句法结构信号(Stx-F)，输出编码表选择信号(Sel-F)。
这里，帧句法结构信号Stx-F是表示下一个码字特征×的信息，这个下一个码字是给下一个码字解码所必需的码字。句法解析装置604，为了根据帧句法结构信号(Stx-F)，对下一个码字解码，输出更换编码表选择装置输出的编码表选择信号Sel-F。也就是说，句法解析装置604，根据帧句法结构信号Stx-F所显示的值，生成编码表选择信号Sel-F，以便从多种编码表转换适当的编码表。而且，图3中，也和图1一样，作为头部的信息和有关每个帧图像信号信息的信号通用统称，使用“InfVal-X”、“Stx-X”、“Sel-X”、“Val-X”、“Code-X”。
而且，上述图1及图3的头流Str-H，对应图2以往图像编码信号流结构的序列头SeqHdr，或者对应序列头SeqHdr和帧头FrmHdr的组合物，帧流Str-F，分别对应帧数据FrmData或者宏块数据MB。
况且，这种过去图像编码装置及过去图像解码装置中，为了提高压缩率，需要多种编码表，那么就有这样的课题，即(1)转换编码表的处理变得很复杂。在大容量、高性能的计算机里，进行编码·解码时，这些课题不会特别成为问题，但是在便携式终端等小存储器、低运算能力的情况，实现起来很困难，成了问题。尤其，过去的图像编码装置及过去的图像解码装置中，根据句法结构信号(Stx-X)，在编码表选择装置504、602里，频繁转换编码表，因此，编码表的转换处理恐怕很复杂。
又，可变长编码，有2种编码，一种是使用解码比较容易的编码表进行编码的霍夫曼编码，另一种是编码·解码虽然比较复杂，但压缩率比较高的算术编码。算术编码也是一种可变长编码，算术编码的编码·解码中使用的概率相当于编码表。然而，两者同时复杂地混迹在流中时，在编码·解码过程里，转换霍夫曼编码和算术编码号表的处理，非常复杂，因此，上述便携式终端等中，很难实现。
于是，本发明是鉴于上述课题而成就的，其目的在于，即使对于便携式终端等具有小存储器、低运算能力，也可以提供数据压缩率和过去一样的图像编码方法以及图像解码方法。
发明的内容本发明的图像编码方法，用于编码包含规定单位图像信号的信息，其特征在于，所述编码对象的信息中，包含全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息；所述图像编码方法包括多种编码步骤，利用多种编码方法对所述全体图像信号通用的信息进行编码；通用编码步骤，利用各所述规定单位通用的、单一可变长编码方法，或算数编码方法对所述规定单位图像信号的信息进行编码；多路编码步骤，将已被编码的所述全体图像信号通用的信息和已被编码的所述规定单位图像信号的信息进行多路编码。
而且，本发明的图像解码方法，用于解码包含规定单位图像信号的已被多路化的信息，其特征在于，所述解码对象的信息中包含全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息；所述图像解码方法包括分离解码步骤，从已被多路化的信息中将所述全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息分离出来；多种解码步骤，利用多种解码方法对所述分离出来的全体图像信号通用的信息进行解码；通用解码步骤，利用各所述规定单位通用的、单一可变长解码方法，或算数解码方法对所述分离出来的规定单位图像信号的信息进行解码。
图1是过去图像编码装置500中有关编码功能的部分功能框图；图2是表示过去图像编码信号流结构的图；图3是过去图像解码装置600中有关解码功能的部分功能框图；图4是实施例1图像编码装置中有关编码功能的部分功能框图；图5是图4所示图像编码装置中的功能框图里，被编码的图像编码信号流结构图；图6(a)是普通帧数据的数据结构图；图6(b)是上述片结构帧数据的数据结构图；图7(a)是在图像编码装置中进行可变长编码时所使用编码表的一个例子；图7(b)是在图像编码装置中进行固定长编码时所使用编码表的一个例子；图8是实施例1图像解码装置中有关解码功能的部分功能框图；图9是表示实施例1中图像编码装置的编码处理流程的流程图；图10是表示实施例2的图像编码装置中有关编码功能的部分功能框图；图11是实施例2图像解码装置中有关解码功能的部分功能框图；图12是分开头部的信息和个别图像信号信息，进行各个信息编码的图像编码装置中，有关编码功能的部分功能框图；图13是对应图12图像编码装置的图像解码装置中，有关解码功能的部分功能框图；图14是综合有关实施例1及实施例2编码方法的表的示意图；图15(a)是表示有关实施例3记录媒体软盘物理格式的例图；图15(b)表示的是把软盘从正面看的外观图、剖面结构图以及软盘；图15(c)表示的是在软盘上再生记录程序而所需的系统结构的图；图16表示的是，实施例4中有关进行内容发送服务的内容供应系统整体的框图；图17是便携式电话外观图的一个例子；图18是便携式电话功能结构图的一个例子；图19是数字传播用系统的系统结构图的一个例子。
实施发明的最佳方式下面，参照图4至图19，说明有关本发明的实施例。
实施例1图4是本实施例图像编码装置10中，有关编码功能的部分功能框图。图4中，对于和上述图1所示过去图像编码装置500中信号作相同动作的信号，标以相同的标号，并略去说明。
有关本实施例图像编码装置10，其特征在于，图像信号整体通用的信息头部分上，适用多种编码方式，有关帧单位的图像信息适用单一的编码方式。
这里，本说明书中，用帧进行了说明，但如果是交错图像信号的情况，也可以用字段代替帧。
而且，制作图像信号整体通用的信息头部分信息并进行编码的结构及动作，和上述图1过去图像编码装置500的情况完全相同。
如图4所示，图像编码装置10，和过去图像编码装置500相比，具有新的帧编码装置13及可变长编码装置16。而且，多路化装置17是在上述过去图像编码装置500的固定长·可变长编码装置503的功能中，去掉一部分功能的装置。
帧编码装置13是由动态图像信号Vin制作单个图像信号信息的部分，参照头参数Inf-H，给各帧图像信号信息编码，结果所得到的数值帧码值InfVal-F，输出给可变长编码装置16。
可变长编码装置16，把帧码值InfVal-F分解为编码的基本单位的单位帧码值Val-F，只使用编码表16a，把单位帧码值Val-F转换为帧码字Code-F，把转换的帧码字组合起来组成帧流Str-F。由此，有关帧单位图像信号的信息，象过去一样，不必对应句法转换编码方式，在整个帧中，使用通用且单一的编码方式。
多路化装置17，多路化头流Str-H和帧流Str-F，组成图像编码信号Str。
图5是图4所示图像编码装置10中的功能框图里，被编码的图像编码信号Str的流结构图。如图5所示，本流，由序列头SeqHdr和多种帧数据FrmData组成。这种情况下，序列头SeqHdr是图像信号整体通用的信息，帧数据FrmData是只使用编码表16a进行编码的数据。
而且，序列头SeqHdr和帧数据FrmData，不一定在相同的流里连续发送，也可以控制为，在解码装置方先识别序列头SeqHdr，分别在不同的流里进行发送。
图6是上述图5中帧数据的数据结构图。
图6(a)是普通帧数据FrmData的数据结构图。这种情况是以下情况的例子，即把帧数据FrmData的帧头FrmHdr，作为图像信号整体通用的信息，用多种编码方式(编码表)进行编码，把宏块数据MB用单一编码方式(例如只使用编码表16a)进行编码。这时，因编码·解码占去流大部分的宏块数据MB，由于用单一编码方式(例如只使用编码表16a)进行编码，不再需要过去所需要的频繁转换编码方式(编码表)的处理，可以简化实现和过去具有相同功能的图像编码装置。
而且，帧头FrmHdr和宏块数据MB，不一定在相同的流里连续发送，若控制成在解码装置方能先识别帧头FrmHdr，也可以在相同的流里以不连续的状态发送，也可以分别在不同的流里进行发送。
而且，在图6(a)所示的流结构里，把帧数据FrmData的帧头FrmHdr作为了图像信号整体通用的信息，但是也可以象MPEG-1和MPEG-2的片结构、MPEG-4的视频分组结构，集中多种宏块组成1个帧，而且在这个集合体的头部，配置同步信号等通用信息(头)时，把这个宏块集合体的头作为图像信号整体通用的信息，并把这个头以外的图像数据用单一的编码表16a进行编码也是可以的。这个由宏块集合体组成的帧称为片(Slice)。
图6(b)是上述片结构帧数据的数据结构图。把片头SliceHdr作为图像信号整体通用的信息，用多种编码表进行编码，各片Slice的宏块数据MB用单一的编码表16a进行编码。而且，片头SliceHdr和宏块数据MB，不一定要在同一流内连续进行发送。只要控制为在解码装置方可以先识别片头SliceHdr，则在同一流内可以以不连续的状态进行发送，或者分别在不同的流里进行发送。
图7是本实施例中使用的一个编码表例子。图7(a)是，在图像编码装置10中进行可变长编码时使用的一个编码表例子。如图7(a)所示，对于发生频率高的数据
～[2]，对应码字的码长短，对于发生频率低的[3]～[6]，对应码字的码长较长。
又，图7(b)是，在图像编码装置10中进行固定长编码时使用的一个编码表例子。如图7(b)所示，对应各数据的码字字长是一定的，但是随着图像装置10内的最大帧存储数的增大，码字的码长也随之加长。
图8是本实施例图像解码装置20中有关解码功能的部分功能框图。图像解码装置20，解码由上述图像编码装置10编码的图像编码信号Str，输出解码动态图像信号Vout。图8中，对于作和上述图3过去图像解码装置600中的信号相同动作的信号，标以相同的标号，省略其说明。
而且，给图像信号整体通用的信息头部信息解码的结构及其动作，和上述图3的过去图像解码装置600的情况相同。
分离装置21，输入图像编码信号Str，分离出头流Str-H和帧流Str-F。可变长解码装置23，只使用编码表16a，就把组成帧流Str-F的帧码字Code-F，转换为帧码值Val-F，由单位帧码值Val-F组成编码的信号数值的帧码值InfVal-F。帧解码装置27，参照图像信号整体通用的信息头参数Inf-H，解码帧码值InfVal-F，输出解码后的动态图像信号Vout。
如上述，对于图像信号整体通用的信息头部信息以外的信息，只用单一的编码表16a，就可以解码，因此，不再需要过去所需要的频繁转换解码方式(编码表)的处理，可以简化实现具有同等功能的图像解码装置。
而且，所谓图像信号整体通用的信息头部信息，指的是上述图5图像编码信号流结构中的序列头SeqHdr和图6(a)帧数据FrmData的帧头FrmHdr。和上述图像信号编码装置10的情况一样，也可以用单一的编码表23a解码宏块数据MB。而且，和上述图像信号编码装置10的情况一样，图像编码信号流结构具有片结构时，也可以把片头SliceHdr作为图像信号整体通用的信息，用单一的编码表23a解码片头以外的信息。
下面，说明如上构成的图像编码装置10的动作。
图9是表示图像编码装置10的编码处理流程的流程图。
开始，头部信息制作装置11，如果有动态图像信号Vin(步骤61)输入，则根据头句法结构信号Stx-H，选择给头码值InfoVal-H编码的编码表(步骤63)。头信息制作装置11及固定长·可变长编码装置15，用和过去一样的方法，根据动态图像信号Vin，制作头部信息，根据分解的单位头部码值(Val-H)选择编码表，进行这个编码(步骤64～步骤66)，组成头流(步骤67)。
另一方面，帧编码装置13，一旦获得动态图像信号Vin(步骤61)，根据头部信息以外的信息，只使用编码表16a进行编码(步骤68)，组成帧流(步骤69)。
多路化装置17，多路化头流和帧流，组成图像编码信号(步骤70)。
如上述，依据本实施例的图像编码装置及图像解码装置，用单一的编码表，对占去编码处理和解码处理的大部分的宏块数据编码和解码，因此，不再需要过去所需要的频繁转换编码表的处理，可以简化实现具有过去同等功能的图像编码装置。
实施例2图10是本实施例图像编码装置30中，有关编码功能的功能框图。图10中，对于和上述图4图像编码装置10的功能框图一样的功能组成及作相同动作的信号，标以相同的标号，并省略其说明。
下面，阐述图10的图像编码装置30和上述图4的图像编码装置10之间的差异。上述图像编码装置10中，制作图像信号整体通用信息头部信息的部分，从多种编码表选择适当的编码表进行编码，对于其他单个图像信号信息，使用1个编码表进行编码。另外，本图像编码装置30，对于图像信号整体通用的信息头部信息，以固定长编码或者使用编码表的通常可变长编码(霍夫曼编码)方式进行编码，对于其他单个图像信号信息，只是以算术编码方式进行编码。
算术编码，其编码·解码处理和使用霍夫曼编码等编码表的通常可变长编码比较起来相对复杂，但都知道可以提高压缩率。因此，解码过程中非常重要的且多样化的头信息，由于用通常的可变长编码进行编码，所以可以迅速判断帧数据需要何种解码。算术编码，由于传输误码方面比较差，因此把重要的数据头信息用通常的可变长编码进行编码，在提高容错性能方面有显著效果。
而且，转换算术编码和通常可变长编码时，处理尤为复杂，又，从算术编码转换为通常的可变长编码时，需要冗长的比特数，因此频繁转换算术编码和通常的可变长编码并不是很好的对策。
句法解析装置12，依据头句法结构信号Stx-H，把切换编码选择装置31的输出的编码选择信号SelEnc，输出给编码选择装置31。
编码选择装置31，根据编码选择信号SelEnc选择固定长编码或者可变长编码方式中的一种，根据选择的编码方式，在固定长编码装置32或者可变长编码装置33进行编码，组成头流Str-H，并输出给多路化装置17。
算术编码装置34，参照头参数Inf-H，对帧码值InfVal-F进行算术编码，组成算术编码的帧流Str-F，并输出给多路化装置17。
多路化装置17，多路化头流Str-H和帧流Str-F，组成图像编码信号Str。
如上所述，按照本实施例的图像编码装置30，对于图像信号整体通用的信息头信息，进行应句法转换编码方式的编码，单个图像信号信息的编码，只用算术编码进行编码，因此，不用恶化编码效率就可以简化实现编码方式的转换处理。
图11是本实施例图像解码装置40中有关解码功能的功能框图。又，图11中，对于和上述实施例1的图像解码装置20的功能框图一样的功能组成及作相同动作的信号，标以相同的标号，并省略其说明。
下面，阐述图11的图像解码装置40和上述实施例1的图像解码装置20之间的差异。上述图像解码装置20，解码图像信号整体通用的信息头信息时，从多种编码表选择适当的编码表，进行解码。另外，针对其他单个图像信号信息，使用1个编码表进行解码的情况，本图像解码装置40，解码图像信号整体通用的信息头信息时，作为固定长解码方式或者使用编码表的通常可变长编码(霍夫曼编码)的逆处理进行解码，其他单个图像信号信息只用算术编码进行解码。而且，图11的图像解码装置40，是解码根据上述图10图像编码装置30编码的图像编码信号Str的装置。
句法解析装置26输出，根据头句法结构信号Stx-H，转换解码装置41的输出的解码选择信号SelDec。解码选择装置41，根据解码选择信号SelDec，选择固定长解码或者可变长解码方之中的一种，根据选择的解码方式，把在固定长解码装置42或者可变长解码装置43中进行解码的头码值InfVal-H，输出给头信息解码装置25。
算术解码装置44，参照头参数Inf-H，对帧流Str-F进行算术解码，组成算术解码后的帧码值InfVal-F。帧解码装置27，参照图像信号整体通用的信息头参数Inf-H，解码帧码值InfVal-F，解码动态图像信号Vout。
如上所述，图像信号整体通用的信息头部信息，应句法进行转换效率比较好的编码，单个图像信号信息只用算术编码进行编码，这样不用恶化编码效率就可以实现简化了转换处理的图像解码装置。
而且，在上述图像编码装置10、30和图像解码装置20、40以外，也分离头部信息和单个图像信号信息，也可以使用多种编码表，对各个信息编码·解码。
图12是，如上所述，分开头部信息和单个图像信号信息，对各个信息进行编码的图像编码装置50中，有关编码功能的部分功能框图。
而且，图13是，对应上述图12图像编码装置50的图像解码装置60中，有关解码功能的部分功能框图。
图14表示的是，总结了上述实施例1及实施例2编码方法或者解码方法的表。如图14(a)所示，例如，按照方式1，进行有关头部信息(图中是[头信息])和每个帧图像信号的图像信号信息(图中[帧信息])的编码时，可以考虑使用过去编码表的编码方式(以下称为[编码表编码])和依据算术编码方式的编码(以下称为[算术编码])。而且，头信息、帧信息可以分别用算术编码(方式2)或者编码表编码(方式3)。
又，如图14(b)所示，头信息、帧信息共同使用编码表编码时，可以考虑使用[单一]编码表的情况和使用[多种]编码表的编码方式。具体地讲，对头信息、帧信息双方，也可以适用使用单一(方式3-1)或者多种编码表(方式3-3)的编码表。还有，头信息适用多种编码表、帧信息适用单一编码表(方式3-2)，或者头信息适用单一编码表、帧信息适用多种编码表(方式3-4)，也是可以的。
当然，方式1中也是，头信息适用单一编码表或者多种编码表是不言而喻的。这里，多种编码表，由于有关图像信号整体通用的信息头部信息、帧单位的图像信号信息，各自独立决定编码方法，事先限定了适用的编码表个数，由此，把编码表转换控制在最低限度里。
在实施例1及实施例2的编码方法或者解码方法中，其特征是，对于关于图像整体的信息，和过去一样，具备多种编码·解码方法(编码表)，而对于有关每个帧图像信号的单个信息，使用相同的编码·解码方法。一般情况下，在有关图像整体的信息中，由于组成这个信息的各字符的码字发生频率差异很大，因此如果不准备多种编码·解码方法，压缩率会大大降低。另外，关于单个信息，不至于象有关图像整体的信息那样码字发生频率差异那么大，因此，即使使用相同的编码·解码方法，压缩率也不至于降低那么多。而且，在编码·解码中，整个处理时间不是图像整体相关的信息，而是单个信息处理所必需的，因此，单个信息的编码·解码，最好能用单一的编码方法简单实现，这样，装置的实现上有很大的优点。尤其是，固定长编码比可变长编码容易检测出捕捉同步的同步信号，从高压缩的观点出发，比较多种编码方法转换优点、和编码·解码可以用单一编码方法可以简单实现的单一编码方法优点，后者的优点在很大的利用领域里比较有效，其中，多种编码方法包含适用多种编码方法的固定长编码和可变长编码之间的转换。
而且，算术编码也是可变长编码的一种，算术编码压缩效率高，反过来，尤其如果转换使用固定长编码和一般的可变长编码(霍夫曼编码)，处理起来很复杂，因此，对于单个信息，作为单一编码方法最好只是用算术编码，对于图像整体相关的信息最好使用算术编码以外的编码。
实施例3实现上述实施例1或者实施例2所示的图像编码方法或者图像解码方法的程序，记录在软盘等计算机可读的存储媒体里，上述各实施例中所示的处理，也可以在电脑等计算机系统中实现。
图15是，使用存储了上述实施例1及实施例2中说明的图像编码方法或者图像解码方法的软盘1201，用计算机系统来实施时的说明图。
图15(a)表示的是记录媒体软盘1201的物理格式。图15(b)表示的是从正面看到的软盘的外观图、剖面结构图以及软盘本身，软盘1201装在套子1202内，该盘的表面上形成同心圆的从外向内的多种磁道，各磁道在角度方向分成16个扇区。因此，存储上述程序的软盘1201中，在盘所分配的区域里，记录实现上述图像编码方法或者图像解码方法的程序。
又，图15(c)表示的是，在软盘1201上再生记录上述程序的结构。把上述程序记录在软盘1201里时，由于使用计算机系统1204，可以通过软驱1203写入实现上述图像编码方法或者图像解码方法的程序。而且，由软盘内的程序，在计算机系统1204构筑上述图像编码方法时，通过软驱1203，从软盘1201读出上述程序，并传给计算机系统。
而且，在本实施例中，说明的是作为记录媒体使用软盘的情况，不过使用光盘实现也是可以的。而且，记录媒体不限于这些，IC卡、ROM盒等只要是可以记录其他程序的媒体，都可以实现。
实施例4下面，说明使用上述实施例中所示图像编码装置及图像解码装置的系统应用例子。
图16表示的是，进行内容发送服务的内容供应系统100的整体框图。这个内容供应系统100，例如，由便携式电话的电话网104组成，通过基站107～110连接计算机111、PDA(Personal DigitalAssistants个人数字助理)112、相机116、便携式电话114等。
相机113，例如是数码相机等，可以进行动态图像摄影。便携式电话115，是PDC(Personal Digital Communications个人数字通信)方式、CDMA(Code Division Multiple Access码分多址)方式、W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access宽带码分多址)方式、或者GSM(Global System for Mobile Communication移动蜂窝系统)方式等的携带电话，或者是PHS(Personal HandyphoneSystem个人手机系统)的终端装置。
而且，流服务器103，通过服务器连接专用网络105或者互联网101，连在电话网104上，对相机113摄下的图像，可以进行编码数据的实时传送等。这种情况下，图像编码处理，既可以在相机113中进行，也可以在连在这个相机上的服务器113a中进行。而且，对相机116摄下的图像，也可以通过计算机111，把这个图像的图像数据发给流服务器103。这里，相机116，例如是数码相机，可以进行静止画面的摄影。这时，图像数据的编码，既可以在相机中进行，也可以在计算机111中进行。又，上述编码处理，是在内置于相机116和计算机111中的LSI(芯片)1117中执行。还有，发送用带摄像的便携式电话115摄下的图像数据也可以。这时的图像数据，是由内置于便携式电话的LS1编码的数据。
又，把图像编码·解码用的软件存在计算机111等可读记录媒体(例如，CD-ROM、软盘或者硬盘等存储媒体)中也可以。
图17是表示便携式电话114外观的一个例子。如图17所示，便携式电话114，具有天线201、可以摄入动态画面和静止画面的采用CCD方式的摄像装置203、显示摄像装置203摄下的影像和通过天线201接收的影像的液晶显示屏等显示装置202、具有操作键群的本体装置204、具备输出声音的扬声器等语音输出装置208、具备输入语音的麦克等语音输入装置205、保存摄影/接收的动态画面和静止画面数据或者保存接收的邮件数据等的存储媒体207、装入存储媒体207的槽装置206等。存储媒体207，例如是SD卡，在塑料壳子内可以电可擦写和删除的非易失性存储器EEPROM(ElectricallyErasable and Progrmmable Read Only Memory电可擦可编程只读存储器)的一种存储了闪存的媒体。
在本内容供应系统100中，把用户以相机113、相机116等摄下的内容(例如摄下实时音乐的影像)，和上述实施例一样，进行编码处理，发给流服务器103，另一方面，流服务器103，对有请求的客户机，把上述内容数据进行流发送。作为客户机，有可以解码上述编码处理数据的计算机111、PDA112、相机113、便携式电话114等。
由于是上述这种结构，内容供应系统100，可以使客户机接收再生编码的数据，而且，由于客户机可以实时接收解码再生，因此还可以实现个人播放。
下面，关于便携式电话114，利用图18进行说明。便携式电话114中，统一控制显示装置202及本体装置204的各部分的主控制装置311、电源电路装置310、操作输入装置304、图像编码装置312、摄像控制装置303、LCD(Liquid Crystal Display液晶显示)控制装置302、图像解码装置309、多路分离装置308、记录再生装置307、调制解调电路装置306及语音处理装置305，通过总线313相互连接。电源电路装置310，被用户操作置于通话状态或者电源键处于开状态时，由电池部件对各部供电，把带摄像的便携式电话114启动为处于可动作状态。便携式电话114，根据由CPU、ROM及RAM等组成的主控装置311的控制，把处于语音通话模式下在语音输入装置205中收集的语音信号，在语音处理装置305中转换为数字语音数据，把它在调制解调电路装置306中进行频谱扩散处理，在收发电路装置301中实施数模转换处理及频率转换处理之后，通过天线201进行发送。而且，便携式电话114，放大处于语音通话模式下由天线201接收的信号，并实施频率转换处理及数模转换处理，在调制解调电路装置306中进行频谱逆扩散处理，在语音处理装置305中转换为模拟语音信号后，把它通过语音输出装置208进行输出。又，处于数据通信模式，接收电子邮件时，通过本体装置204的操作输入控制装置304输入的文本数据，发给主控装置311。主控装置311，在调制解调电路装置306中对文本数据进行频谱扩散处理，在收发电路装置301中进行数模转换处理以及频率转换处理之后，通过天线201，发给基站110。
在数据通信模式下，发送图像数据时，主控装置311，把摄像装置203中摄下的图像数据，通过摄像控制装置303供给图像编码装置312。而且，不发送图像数据时，把摄像装置203中摄下的图像数据，通过摄像控制装置303及LCD控制装置302，直接显示在显示装置202也是可以的。
图像编码装置312，把摄像装置203供给的图像数据，按照上述实施例所示的编码方法进行压缩编码，由此转换为编码图像数据，把这个数据发给多路分离装置308。又，与此同时，便携式电话114，在摄像装置203的摄像中，通过语音处理装置305，把语音输入装置205收集的语音作为语音数据发给多路分离装置308。
多路分离装置308，把图像编码装置312供给的编过码的图像数据和语音处理装置305供给的语音数据，以指定的方式进行多路化，把这个多路化结果所得到的多路化数据，在调制解调电路装置306中进行频谱扩散处理，在收发电路装置301中进行数模转换及频率转换处理之后，通过天线201进行发送。
处于数据通信模式下，接收链接在主页等的动态图像文件数据时，通过天线201，从基站110接收的信号，在调制解调电路装置306中进行频谱扩散处理，结果，把得到的多路化数据发给多路分离装置308。
又，解码通过天线201接收的多路化数据时，多路分离装置308，分离多路化数据，分为编码图像数据和语音数据，通过总线313，把该编码图像数据供给图像解码装置309，同时把该语音数据供给语音处理装置305。
然后，图像解码装置309，用上述实施例中所示的编码方法所对应的解码方法，解码编过码的图像数据，由此再生图像数据，通过LCD控制装置302供给显示装置202，由此，例如，显示链接在主页上的动态图像文件所包含的图像数据。与此同时，语音处理装置305，把语音数据转换为模拟语音信号后，把它供给语音输出装置208，由此再生链接在主页上的动态图像文件所包含的语音数据。
而且，不限于上述系统例子，最近，依据卫星波和地波的数字广播成了话题，如图19所示，在数字广播系统上，至少可以任意组合上述实施例中的编码方法或者解码方法。具体地讲，在广播局409中，影像信息的编码比特流通过电波，传给通信或者广播用的卫星410。接收这个信息的卫星410，接收广播用的电波，然后用具有卫星广播接收设备的家庭天线406接收这个电波，以视频接收机401或者机顶盒407等装置解码编过码的比特流，并再生这个信息。而且，读取记录在记录媒体存储媒体402中的编码比特流，也可以在解码再生装置403上装入上述实施中所示的解码方法。这时，再生的影像信号显示在监控器404上。而且，也可以考虑，连在有线电使用的电缆405或者卫星/地波广播用天线406上的机顶盒407内装入解码装置，并在视频监控器408中再生的结构。这时，也可以把编码装置装入电视机内而不是机顶盒内。而且具有天线411的汽车412，从卫星410或者基站107等接收信号，在汽车具有的车导航系统413等显示装置中再生也是可以的。
而且，汽车导航系统413的结构，可以考虑例如在上述图18所示的结构中，除去摄像装置203和摄像控制装置303的结构，同样的情况也可以考虑计算机111和视频接收机401等。又，上述便携式电话114等的终端，可以考虑具备编码·解码器两方的收发型终端，此外，还可以考虑只有编码器的发信终端、只有解码器的接收终端等3种装入形式。
这样，由装入上述编码方法、解码方法，可以在系统中实现上述实施例中所示的任意装置。
产业上的利用可能性如上所述，有关本发明的图像编码方法以及图像解码方法，一边实现具有过去同等数据压缩能力的编码处理和解码处理，一边还可以减轻编码表选择上所需要的处理负荷，因此，作为处理能力和存储容量不是很充分的便携式电话和便携式终端等中适用的图像编码方法或者图像解码方法。
权利要求
1.图像编码方法，用于编码包含规定单位图像信号的信息，其特征在于，所述编码对象的信息中，包含全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息；所述图像编码方法包括多种编码步骤，利用多种编码方法对所述全体图像信号通用的信息进行编码；通用编码步骤，利用各所述规定单位通用的、单一可变长编码方法，或算数编码方法对所述规定单位图像信号的信息进行编码；多路编码步骤，将已被编码的所述全体图像信号通用的信息和已被编码的所述规定单位图像信号的信息进行多路编码。
2.如权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，所述多种编码步骤是利用多种可变长编码表进行编码，所述通用编码步骤是利用单一可变长编码表进行编码。
3.如权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，所述多种编码步骤是利用多种可变长编码表进行编码，所述通用编码步骤是利用算数编码方法进行编码。
4.如权利要求1所述的图像编码方法，其特征在于，所述多种编码步骤是利用多种固定长编码表或多种可变长编码表进行编码，所述通用编码步骤，是利用事先限定了个数的固定长编码表或多种可变长编码表进行编码。
5.如权利要求1至4中任一项所述的图像编码方法，其特征在于，有关所述图像信号全体的特征的信息是头信息，所述规定单位图像信号的信息是帧数据。
6.如权利要求1至4中任一项所述的图像编码方法，其特征在于，所述有关图像信号全体的特征的信息是包含片头信息的头信息，所述规定单位图像信号的信息是各片的宏块数据。
7.图像解码方法，用于解码包含规定单位图像信号的已被多路化的信息，其特征在于，所述解码对象的信息中包含全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息；所述图像解码方法包括分离解码步骤，从已被多路化的信息中将所述全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息分离出来；多种解码步骤，利用多种解码方法对所述分离出来的全体图像信号通用的信息进行解码；通用解码步骤，利用各所述规定单位通用的、单一可变长解码方法，或算数解码方法对所述分离出来的规定单位图像信号的信息进行解码。
8.如权利要求7所述的图像解码方法，其特征在于，所述多种解码步骤是利用多种可变长编码表进行解码，所述通用解码步骤是利用单一的可变长编码表进行解码。
9.如权利要求7所述的图像解码方法，其特征在于，所述多种解码步骤是利用多种可变长编码表进行解码，所述通用解码步骤是利用算数解码方法进行解码。
10.如权利要求7所述的图像解码方法，其特征在于，所述多种解码步骤是利用多种固定长编码表或多种可变长编码表进行解码，所述通用解码步骤是利用事先限定了个数的固定长编码表或多种可变长编码表进行解码。
11.如权利要求7～10中的任一项所述的图像解码方法，其特征在于，有关所述图像信号全体的特征的信息是头信息，所述规定单位图像信号的信息是帧数据。
12.如权利要求7～10中的任一项所述的图像解码方法，其特征在于，有关所述图像信号全体的特征的信息是包含片头信息的头信息，所述规定单位图像信号的信息是各片的宏块数据。
13.图像编码装置，用于编码包含规定单位图像信号的信息，其特征在于，所述编码对象的信息中，包含全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息；所述图像编码装置包括多种编码单元，用于利用多种编码方法对所述全体图像信号通用的信息进行编码；通用编码步骤，用于利用各所述规定单位通用的、单一可变长编码方法，或算数编码方法对所述规定单位图像信号的信息进行编码；多路编码步骤，用于将已被编码的所述全体图像信号通用的信息和已被编码的所述规定单位图像信号的信息进行多路编码。
14.如权利要求13所述的图像编码装置，其特征在于，所述多种编码单元是利用多种可变长编码表进行编码的单元，所述通用编码单元是利用单一的可变长编码表进行编码的单元。
15.如权利要求13所述的图像编码装置，其特征在于，所述多种编码单元是利用多种可变长编码表进行编码的单元，所述通用编码单元，是利用算数编码方法进行编码的单元。
16.图像解码装置，用于解码包含规定单位图像信号的已被多路化的信息，其特征在于，所述解码对象的信息中包含全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息；所述图像解码装置包括分离解码单元，用于从已被多路化的信息中将所述全体图像信号通用的信息和所述规定单位图像信号的信息分离出来；多种解码单元，用于利用多种解码方法对所述分离出来的全体图像信号通用的信息进行解码；通用解码单元，用于利用各所述规定单位通用的、单一可变长解码方法，或算数解码方法对所述分离出来的规定单位图像信号的信息进行解码。
17.如权利要求16所述的图像解码装置，其特征在于，所述多种解码单元是利用多种可变长编码表进行解码的单元，所述通用解码单元是利用单一的可变长编码表进行解码的单元。
18.如权利要求16所述的图像解码装置，其特征在于，所述多种解码单元是利用多种可变长编码表进行解码的单元，所述通用解码单元是利用算数解码方法进行解码的单元。
全文摘要
本发明公开的图像编码方法、图像解码方法以及其装置，其中，帧编码装置(13)，由动态图像信号Vin制作单个图像信号信息，输出给各帧图像信号信息编码结果所得到的数值帧码值InfVal－F。可变长编码装置(16)，把帧码值InfVal－F分解为编码的基本单位的单位帧码值Val－F，只用单一的编码表(16a)，把单位帧码值Val－F转换为帧码字Code－F，把转换的帧码字Code－F组合起来组成帧流。多路化装置17，多路化按过去一样方法组成的头流和上述帧流，组成图像编码信号Str。
文档编号H03M13/07GK1777284SQ200510097710
公开日2006年5月24日 申请日期2002年8月13日 优先权日2001年8月31日
发明者角野真也, 羽饲诚 申请人:松下电器产业株式会社