專利名稱：圖像解碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運(yùn)動(dòng)圖像或靜止圖像的圖像編碼裝置和方法以及圖像解碼裝置和方法。
背景技術(shù)：
作為代表性運(yùn)動(dòng)圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)方式的H. 264是如下的非可逆壓縮方式對(duì)輸入圖像信號(hào)與通過進(jìn)行畫面內(nèi)預(yù)測(cè)或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償生成的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，進(jìn)行離散余弦變換(DCT)等正交變換，在進(jìn)行了這樣的向頻率軸上的變換后，對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行基于量化和編碼的壓縮處理，得到編碼圖像。在生成預(yù)測(cè)圖像信號(hào)時(shí)，在畫面內(nèi)預(yù)測(cè)或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬?nèi)插濾波器中，使多個(gè)像素乘以濾波系數(shù)并相加后，以與輸入圖像的像素比特長(zhǎng)相同的精度進(jìn)行舍入處理。在特開2003-283872號(hào)公報(bào)中示出如下方法將針對(duì)輸入圖像的每一幀擴(kuò)大了各色信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍的圖像作為輸入來進(jìn)行編碼，在解碼后通過復(fù)原到原來的動(dòng)態(tài)范圍，來抑制由于顯示裝置的校正引起的編碼失真的強(qiáng)調(diào)。在H.沈4中，在生成預(yù)測(cè)信號(hào)時(shí)的舍入處理的過程中，產(chǎn)生舍入誤差，因此在畫面內(nèi)預(yù)測(cè)或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬?nèi)插濾波器中無法以足夠的精度進(jìn)行處理，從而導(dǎo)致預(yù)測(cè)誤差信號(hào)的增大，結(jié)果編碼效率降低。對(duì)此，在特開2003483872號(hào)公報(bào)中，通過擴(kuò)大輸入圖像的動(dòng)態(tài)范圍，可以將前述的舍入誤差減少若干。但是，特開2003-283872號(hào)公報(bào)中的動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)大僅在輸入圖像的比特精度的范圍內(nèi)進(jìn)行，并且，在動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)大時(shí)也產(chǎn)生舍入誤差，因此無法充分地提高計(jì)算精度。在特開平4-32667號(hào)公報(bào)中公開了如下方法應(yīng)用于編碼器和解碼器都一體設(shè)置的數(shù)碼相機(jī)，按照編碼器和解碼器共有的DCT運(yùn)算精度，對(duì)輸入圖像的比特長(zhǎng)進(jìn)行比特移位。在該方法中，如果編碼器和解碼器分開設(shè)置并且各自的DCT運(yùn)算精度不同，則按照各自的DCT運(yùn)算精度進(jìn)行比特移位，因此以不同的比特?cái)?shù)進(jìn)行移位，從而產(chǎn)生失配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種通過充分提高畫面內(nèi)預(yù)測(cè)或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木葋硖岣呔幋a效率的圖像編碼裝置、圖像編碼方法以及圖像解碼裝置、圖像解碼方法。本發(fā)明的第1形態(tài)提供一種圖像編碼裝置，具有像素比特長(zhǎng)變換器，通過對(duì)輸入圖像的各像素的比特精度進(jìn)行變換，生成不同比特精度的變換輸入圖像，并且輸出表示通過變換而變更的比特?cái)?shù)的比特變換信息；圖像編碼器，對(duì)上述變換輸入圖像進(jìn)行編碼，輸出圖像編碼信息；和多路復(fù)用器，將上述比特變換信息和上述圖像編碼信息多路復(fù)用。
本發(fā)明的第2形態(tài)提供一種圖像編碼裝置，具有像素比特精度變換器，將由分別具有N比特精度的多個(gè)像素構(gòu)成的輸入圖像的各像素的比特精度變換成大M比特的(N+M) 比特精度；預(yù)測(cè)圖像生成器，根據(jù)(N+M)比特精度的參照?qǐng)D像生成針對(duì)(N+M)比特精度的上述輸入圖像的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像；減法器，求出(N+M)比特精度的上述輸入圖像與 (N+M)比特精度的上述預(yù)測(cè)圖像的差分信號(hào)；編碼器，對(duì)上述差分信號(hào)進(jìn)行編碼，輸出圖像編碼信息；解碼器，根據(jù)上述圖像編碼信息，輸出解碼差分圖像；加法器，將(N+M)比特精度的上述預(yù)測(cè)圖像與上述解碼差分圖像相加，輸出(N+M)比特精度的解碼圖像；和參照?qǐng)D像存儲(chǔ)存儲(chǔ)器，將(N+M)比特精度的上述解碼圖像作為上述參照?qǐng)D像保存。本發(fā)明的第3形態(tài)提供一種圖像解碼裝置，具有逆多路復(fù)用器，輸入比特變換信息和圖像編碼信息被多路復(fù)用的圖像信息，分離成比特變換信息和圖像編碼信息；圖像解碼器，對(duì)上述圖像編碼信息進(jìn)行解碼，輸出解碼圖像；和圖像比特精度變換器，根據(jù)上述比特變換信息，將上述解碼圖像的各像素的值變換成比特精度不同的比特精度。本發(fā)明的第4形態(tài)提供一種圖像解碼裝置，具有解碼器，將輸入編碼圖像信息解碼成(N+M)比特精度的解碼差分圖像；預(yù)測(cè)圖像生成器，使用上述編碼圖像信息，根據(jù) (N+M)比特精度的參照?qǐng)D像生成(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像；加法器，將上述解碼差分圖像和上述預(yù)測(cè)圖像相加，得到(N+M)比特精度的解碼圖像；參照?qǐng)D像存儲(chǔ)存儲(chǔ)器，將(N+M)比特精度的上述解碼圖像作為上述參照?qǐng)D像保存；和像素比特精度變換器，將(N+M)比特精度的上述解碼圖像的各像素變換成N比特精度，輸出N比特精度的解碼圖像。


圖IA是示出本發(fā)明第1實(shí)施方式的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖IB是示出圖IA的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖2是示出像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是示出在同一實(shí)施方式中使用的語法的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖4是示出在同一實(shí)施方式中使用的序列參數(shù)集語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是示出在同一實(shí)施方式中使用的補(bǔ)充語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是示出在同一實(shí)施方式中使用的補(bǔ)充語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖7A是示出同一實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖7B是示出圖7A的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖8是示出圖7的像素比特長(zhǎng)縮小器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9A是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖9B是示出圖9A的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖IOA是示出同一實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖IOB是示出圖IOA的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖IlA是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖IlB是示出圖IlA的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖IlC是示出圖IlA的像素比特長(zhǎng)變換器的動(dòng)作概要的圖。圖IlD是示出圖IlA的像素比特長(zhǎng)變換器的結(jié)構(gòu)的一例的框圖。圖IlE是示出圖IlA的像素比特長(zhǎng)變換器的結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
圖IlF是示出圖IlA的幀存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)的一例的框圖。圖12是示出圖11的像素比特長(zhǎng)變換器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖13是示出在同一實(shí)施方式中使用的序列參數(shù)集語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖14是示出在同一實(shí)施方式中使用的圖片參數(shù)集語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖15是示出在同一實(shí)施方式中使用的片(slice)級(jí)語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖16是示出在同一實(shí)施方式中使用的宏塊級(jí)語法的結(jié)構(gòu)的圖。圖17A是示出同一實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖17B是示出圖17A的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖18A是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖18B是示出圖18A的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖19A是示出同一實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖19B是示出圖19A的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖20A是示出本發(fā)明第5實(shí)施方式的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖20B是示出圖20A的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖21A是示出同一實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖21B是示出圖21A的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖22是編碼器側(cè)的預(yù)測(cè)圖像生成器的框圖。圖23是解碼器側(cè)的預(yù)測(cè)圖像生成器的框圖。圖M是示出幀間預(yù)測(cè)器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖25是示出幀間預(yù)測(cè)器的另一結(jié)構(gòu)的框圖。圖沈是示出幀間預(yù)測(cè)器的又一結(jié)構(gòu)的框圖。圖27是示出編碼器側(cè)的環(huán)路濾波器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖觀是示出解碼側(cè)的環(huán)路濾波器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖四是示出像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器的另一結(jié)構(gòu)的框圖。圖30是濾波處理部的框圖。圖31是濾波處理部的動(dòng)作的流程圖。圖32是像素比特長(zhǎng)縮小器的框圖。圖33A是第6實(shí)施方式的圖像編碼裝置的框圖。圖3 是示出圖33A的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。
圖34A是第6實(shí)施方式的圖像解碼裝置的框圖。圖34B是示出圖34A的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖35A是第7實(shí)施方式的圖像編碼裝置的框圖。圖35B是示出圖35A的圖像編碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖36是示出序列參數(shù)集語法的圖。圖37是示出序列參數(shù)集語法的圖。圖38是示出在圖像編碼裝置的處理中使用的控制標(biāo)志的設(shè)定例的圖。圖39A是示出第7實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖39B是示出圖39A的圖像解碼裝置的動(dòng)作的流程圖。圖40是示出比特變換信息中包含的控制標(biāo)志的設(shè)定的圖。
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圖41是用于說明由于比特精度擴(kuò)展的有無而產(chǎn)生的舍入誤差的差異的圖。圖42是示出半像素精度的預(yù)測(cè)像素值的圖。圖43是示出本發(fā)明實(shí)施方式的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展和像素比特長(zhǎng)縮小中的變換特性的圖。
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。參照?qǐng)DIA說明第1實(shí)施方式的用于運(yùn)動(dòng)圖像編碼的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像編碼裝置被供給輸入圖像信號(hào)100，并且具備擴(kuò)展像素比特長(zhǎng)的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器(即， 變換像素比特精度的像素比特精度變換器)1001 ；與該像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001的輸出連接的圖像編碼器10 ；與該圖像編碼器10的輸出連接的多路復(fù)用部12 ；和與像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001的另一輸出連接、向多路復(fù)用部12供給比特?cái)U(kuò)展信息的比特長(zhǎng)變換控制器1002。參照?qǐng)DIB的流程圖說明圖像編碼裝置的動(dòng)作。向該圖像編碼裝置例如以幀為單位輸入運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)作為輸入圖像信號(hào)IOO(Sll)。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001進(jìn)行將輸入的 N比特精度的圖像信號(hào)100的各像素變換成比N比特大M比特的(N+M)比特精度的處理。 即，在圖2所示的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001中，根據(jù)比特長(zhǎng)擴(kuò)展信息1003，通過開關(guān)EO選擇是否擴(kuò)展所輸入的N比特精度的圖像信號(hào)100的各像素的比特長(zhǎng)(Si》。在進(jìn)行擴(kuò)展的情況下，將開關(guān)EO連接到ON(接通)側(cè)，在不進(jìn)行擴(kuò)展的情況下，連接到OFF(斷開)側(cè)。在使開關(guān)EO為ON的情況下，圖像信號(hào)被輸入到像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展變換器(像素比特精度變換器)E01，進(jìn)行后述的像素比特長(zhǎng)變換(S13)。在開關(guān)EO為OFF的情況下，圖像信號(hào)不進(jìn)行像素比特長(zhǎng)變換，而原樣輸出。例如，在輸入圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，將該像素值K擴(kuò)展了 M比特后的像素值K’如以下的公式(1)那樣計(jì)算。K' = K << M ...(1)另外，例如也可以結(jié)合顯示裝置的特性對(duì)像素進(jìn)行伽馬變換。如果設(shè)要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)為M、伽馬值為Y，則如以下的公式(1-1)所示計(jì)算像素值K’。K，= INT〔〔 {K/((l << N)_l)} γ X ((1 << M)-l)〕+offset〕 …(1-1)另外，如以下的公式(1-2)所示，可以進(jìn)一步求出輸入圖像的像素的最小值Min、 最大值Max，一邊擴(kuò)寬動(dòng)態(tài)范圍，一邊將像素?cái)U(kuò)展到M比特的比特精度。K，= INT〔〔 {(K-Min) / (Max-Min)} γ X ((1 < < M) _1)〕+offset〕... (1-2)INT表示舍入成整數(shù)的處理。公式(1-1)、(1-2)中的offset表示進(jìn)行舍入時(shí)的偏移，為0 1的任意值。進(jìn)而，可以對(duì)進(jìn)行了上述擴(kuò)展的輸入圖像的序列進(jìn)行直方圖平滑化，或者在時(shí)空間中實(shí)施濾波。在輸入圖像例如是由RGB等多種成分構(gòu)成的彩色圖像信號(hào)的情況下，可以在將各成分的各像素的比特長(zhǎng)擴(kuò)展成大M比特的比特精度后，將各成分變換成其它顏色空間的成分信號(hào)。例如，在從RGB變換為YCoCg的情況下，利用以下的公式(1-3)進(jìn)行變換。在該例子中，N比特的輸入圖像的各成分的各像素R、G、B在將各像素的值擴(kuò)展成大M比特的比特精度后，被變換為Y、Co、Cg。
R，= (R<<M)G，= (G<<M)B' = (B << Μ)Y = Round(0. 5*G，+0. 25*(R，+B，))Co = Round(0. 5*G，_0. 25*(R，+B，))+ (1 << (N+M-l))Cg = Round(0. 5*(R，-B，))+ (1 << (N+M-l))... (1-3)這里，Roimd(A)是對(duì)A進(jìn)行四舍五入而舍入為整數(shù)的處理。在利用公式(1_3)的變換例中，如果使要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M為2以上，則可以在舍入處理中不產(chǎn)生舍入誤差地進(jìn)行顏色變換。這里所示的顏色變換是一個(gè)例子，只要是進(jìn)行顏色變換的處理，任何處理都可以。以上的例子是像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001進(jìn)行的變換的一個(gè)例子，將各像素的值擴(kuò)展成大M比特的比特精度的處理不限于上述的例子，只要是擴(kuò)大比特長(zhǎng)的處理，任何處理都可以。如上所述，進(jìn)行了比特?cái)U(kuò)展的比特?cái)U(kuò)展輸入圖像信號(hào)1009被導(dǎo)入圖像編碼器10。 另外，生成要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M、輸入圖像信號(hào)的比特長(zhǎng)N以及其它變換所需的伽馬值、像素最大值、最小值、直方圖等比特變換信息1010 (S14)，作為比特?cái)U(kuò)展信息1003由比特長(zhǎng)變換控制器(比特精度變換控制器1002)導(dǎo)入多路復(fù)用部12。圖像編碼器10將所輸入的比特?cái)U(kuò)展輸入圖像信號(hào)1009編碼，作為圖像編碼數(shù)據(jù) 11輸出到多路復(fù)用部12(S15)。多路復(fù)用部12將圖像編碼數(shù)據(jù)11和比特?cái)U(kuò)展信息1003 多路復(fù)用(S16)，作為編碼數(shù)據(jù)117向未圖示的傳送系統(tǒng)或蓄積系統(tǒng)送出(S17)。然后，說明要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M等變換所需的比特?cái)U(kuò)展信息1003的多路復(fù)用方法。圖3示出在本實(shí)施方式中使用的語法結(jié)構(gòu)的例子。在該語法結(jié)構(gòu)例中，在高級(jí)語法001)中嵌入片(slice)以上的上層的語法信息。 在片級(jí)語法G02)中，記載了每個(gè)片所需的信息，在宏塊級(jí)語法003)中，記載了每個(gè)宏塊所需的量化參數(shù)的變更值或模式信息等。各語法由更詳細(xì)的語法構(gòu)成。在高級(jí)語法001)中，由序列參數(shù)集語法(404)和圖片參數(shù)集語法(40 等序列和圖片級(jí)語法構(gòu)成。在片級(jí)語法(40 中，由片標(biāo)題語法(406)、 片數(shù)據(jù)語法(407)等構(gòu)成。并且，宏塊級(jí)語法003)由宏塊標(biāo)題語法008)、宏塊數(shù)據(jù)語法 (409)等構(gòu)成。上述的語法是解碼時(shí)必要的、不可缺少的構(gòu)成要素，如果缺少這些語法信息，則在解碼時(shí)無法正確地復(fù)原數(shù)據(jù)。另一方面，作為用于將解碼時(shí)不必要的信息多路復(fù)用的輔助語法，存在補(bǔ)充語法G10)。補(bǔ)充語法是為了發(fā)送表示對(duì)可在解碼側(cè)獨(dú)立執(zhí)行的處理的指示的信息而準(zhǔn)備。在本實(shí)施方式中，可以將要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)包含在序列參數(shù)集語法004)中來發(fā)送該語法。以下說明各個(gè)語法。圖4的序列參數(shù)集語法內(nèi)所示的ex_seq_bit_extension_flag是表示是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展的標(biāo)志，該標(biāo)志為TRUE(真)時(shí)，可以以序列為單位切換是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展。該標(biāo)志為FALSE(假)時(shí)，在序列內(nèi)不進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展。當(dāng)ex_seq_bit_extension_flag為TRUE時(shí)，還發(fā)送表示進(jìn)行幾個(gè)比特?cái)U(kuò)展的eX_Seq_Shift_bitS。利用該標(biāo)志的TRUE/FALSE來決定例如圖2所示的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001內(nèi)的開關(guān)EO的0N/0FF。在序列參數(shù)集語法內(nèi)，還可以包含表示進(jìn)行什么樣的變換的eX_bit_tranSform_ type來發(fā)送。ex_bit_transf0rm_type例如存儲(chǔ)有表示公式(1)所示的簡(jiǎn)單的比特?cái)U(kuò)展變換的值BIT_EXT_TRANS、表示進(jìn)行了公式(1_1)所示的Y變換的GAMMA_TRANS、表示進(jìn)行了公式(1-2)所示的動(dòng)態(tài)范圍變換的DR_TRANS等。在ex_bit_transform_type為GAMMA_ TRANS的情況下，進(jìn)而發(fā)送表示以什么樣的伽馬值進(jìn)行了變換的gamma_value。在ex_bit_ transform_type為DR_TRANS的情況下，進(jìn)而發(fā)送分別表示輸入圖像信號(hào)的像素的最大值禾口最小值的 max_value 禾口 min_value。在本實(shí)施方式中，可以利用在補(bǔ)充語法010)中多路復(fù)用的數(shù)據(jù)。圖5中示出使用補(bǔ)充語法發(fā)送解碼側(cè)的輸出圖像信號(hào)的比特精度的例子。補(bǔ)充語法內(nèi)所示的eX_sei_ bit_extension_flag是表示是否變更輸出圖像信號(hào)的比特精度的標(biāo)志，當(dāng)該標(biāo)志為TRUE 時(shí)，表示變更輸出圖像信號(hào)的比特精度。當(dāng)該標(biāo)志為FALSE時(shí)，表示不進(jìn)行輸出圖像信號(hào)的比特精度的變更。當(dāng)該標(biāo)志為TRUE時(shí)，進(jìn)一步發(fā)送bit_cbpth_of_decoded_image。bit_ depth_of_decoded_image是表示輸出圖像信號(hào)的比特精度的值，在后述的解碼側(cè)利用具有進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展或縮小來解碼的能力的解碼器對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行解碼的情況下，可以按照bit_ depth_of_decoded_image的值，擴(kuò)大或縮小解碼圖像的比特精度，輸出以bit_cbpth_of_ decoded_image表示的比特精度的解碼圖像。但是，在利用不具有進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展或縮小來解碼的能力的解碼器對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行解碼的情況下，或者即使具有該能力，也可以不必輸出以bit_cbpth_0f_dec0ded_image表示的比特精度的解碼圖像，而直接以解碼后的比特精度來輸出。另外，圖6示出使用補(bǔ)充語法410來發(fā)送解碼側(cè)的輸出圖像信號(hào)的顏色空間的例子。ex_sei_bit_extension_flag 禾口 bit_depth_of_decoded_image 與前述的圖 4 的例子相同。補(bǔ)充語法內(nèi)所示的eX_C0l0r_tranSf0rm_flag是表示是否變換輸出圖像信號(hào)的顏色空間的標(biāo)志，當(dāng)該標(biāo)志為TRUE時(shí)，表示變更輸出圖像信號(hào)的各成分的顏色空間。而當(dāng)該標(biāo)志為FALSE時(shí)，表示不進(jìn)行輸出圖像信號(hào)的各成分的顏色空間的變更。當(dāng)該標(biāo)志為 TRUE 時(shí)，還發(fā)送 color_space_of—decoded—image。color_space_of—decoded—image 是表不輸出圖像信號(hào)的顏色空間的值，具有在后述的解碼側(cè)進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展或縮小來解碼的能力。 在利用具有變換成由c0l0r_space_0f_dec0ded_image的值指定的顏色空間的能力的解碼器對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行解碼的情況下，在將輸出圖像信號(hào)的各成分變換成由C0l0r_Space_of_ decoded_image的值指定的顏色空間后，可以按照bit_cbpth_of_decoded_image的值，擴(kuò)大或縮小解碼圖像的比特精度，輸出以bit_cbpth_0f_dec0ded_image表示的比特精度的解碼圖像。但是，在利用不具有將輸出圖像信號(hào)的各成分變換成由C0l0r_spaCe_0f_ decoded_image的值指定的顏色空間的能力的解碼器進(jìn)行解碼的情況下，或者即使具有該能力，也不必輸出變換成由c0l0r_Space_0f_dec0ded_image的值指定的顏色空間的解碼圖像?？梢栽谝越獯a后的顏色空間直接輸出解碼圖像后，將成分變換成以bit_cbpth_of_ decodecLimage表示的比特精度。另外，在利用不具有進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展或縮小來進(jìn)行解碼的能力的解碼器對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行解碼的情況下，或者即使具有該能力，也可以不必輸出以bit_ depth_of_decoded_image表示的比特精度的解碼圖像，而直接以解碼后的比特精度來輸
出ο以下參照?qǐng)D7A、圖7B說明本實(shí)施方式的圖像解碼裝置。如圖7A所示，該圖像解碼裝置具備輸入編碼數(shù)據(jù)的逆多路復(fù)用部21 ；與逆多路復(fù)用部21的輸出連接的圖像解碼器 20 ；與圖像解碼器20的輸出連接的像素比特長(zhǎng)縮小器(像素比特精度縮小變換器)2001 ； 從逆多路復(fù)用部21接收比特?cái)U(kuò)展信息并將比特變換信息輸入到像素比特長(zhǎng)縮小器2001的比特長(zhǎng)變換控制器(比特精度變換控制器)2002。如圖7B的流程圖所示，首先，將利用圖IA的圖像編碼裝置編碼后的編碼數(shù)據(jù)117 輸入到逆多路復(fù)用部21 (S21)。在逆多路復(fù)用部21中，編碼數(shù)據(jù)117被分離為比特?cái)U(kuò)展信息2004和圖像編碼數(shù)據(jù)11 (S2W。比特?cái)U(kuò)展信息2004被輸入比特長(zhǎng)變換控制器2002，圖像編碼數(shù)據(jù)11被輸入圖像解碼器20。圖像編碼數(shù)據(jù)11按照與圖像編碼器10進(jìn)行的編碼相反的過程被解碼，成為比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203(S2!3)。比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203被輸入像素比特長(zhǎng)縮小器2001。比特?cái)U(kuò)展信息2004被輸入到比特長(zhǎng)變換控制器2002后，比特長(zhǎng)變換控制器2002輸出表示解碼圖像被擴(kuò)展幾個(gè)比特以及變換所需的信息的比特變換信息2003。如圖8所示，在像素比特長(zhǎng)縮小器2001中，對(duì)于所輸入的N比特精度的圖像信號(hào) 100，由開關(guān)E2根據(jù)比特變換信息2003選擇是否縮小各像素的比特長(zhǎng)(SM)。開關(guān)E2在進(jìn)行縮小的情況下連接到ON側(cè)，不進(jìn)行擴(kuò)展的情況下連接到OFF側(cè)。在使開關(guān)E2為ON的情況下，圖像信號(hào)被輸入到像素比特長(zhǎng)縮小變換器E02，進(jìn)行后述的像素比特長(zhǎng)變換(S25)。在開關(guān)E2為OFF的情況下，圖像信號(hào)不進(jìn)行像素比特長(zhǎng)變換，而直接輸出。例如，在eX_seq_ bit_extension_flag為TRUE、表示各像素的比特長(zhǎng)被擴(kuò)展的情況下，使開關(guān)為ON側(cè)，F(xiàn)ALSE 的情況下，使開關(guān)為OFF側(cè)。比特變換信息 2003 包括 ex_seq_shift_bits 和 ex_bit_transform_type。ex_seq_ shift_bits表示比特長(zhǎng)擴(kuò)展了 M比特、ex_bit_transform_type表示對(duì)應(yīng)于公式(1)所示的變換的BIT_EXT_TRANS的情況下，被輸入到像素比特長(zhǎng)縮小器2001的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203的各像素的值縮小M比特。例如，當(dāng)比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203的某像素的比特長(zhǎng)縮小了 M比特時(shí)，縮小了 M比特后的像素值K’按照下述公式O)計(jì)算。K，= (K+offset) >> Moffset = (1 << (M-I)) — (2)這是利用四舍五入縮小像素值的比特長(zhǎng)的方法的一個(gè)例子。該縮小變換方法只要縮小比特長(zhǎng)從而將offset設(shè)為0 (1 << M)的任意值，就可以是任意的變換方法。比特變換信息 2003 包括 ex_seq_shift_bits 和 ex_bit_transform_type。當(dāng) ex_ seq_shift_bits表示比特長(zhǎng)擴(kuò)展了 M比特時(shí)，ex_bit_transform_type表示對(duì)應(yīng)于公式 (1-1)所示的伽馬變換的GAMMA_TRANS。在gamma_value示出伽馬值為、的情況下，被輸入到像素比特長(zhǎng)縮小器2001的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203的各像素的值縮小M比特。例如，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203的某像素的比特長(zhǎng)為K的情況下，縮小了 M比特后的像素值K’按照下述公式計(jì)算。K，= INT (( {K/((l << Μ)-1)}1/γ X ((1 << N)-l) ) +offset)
— (2-1)比特變換信息 2003 包括 ex_seq_shift_bits、ex_bit_transform_type 禾口 min_ value、max_value。當(dāng) ex_seq_shift_bits 表Tj^比牛寺長(zhǎng)擴(kuò)展了 M 比牛寺、ex—bit—transform— type表示對(duì)應(yīng)于公式(1-1)所示的動(dòng)態(tài)范圍變換的DR_TRANS、min_value表示輸入圖像的像素的最小值為Min、max_value表示輸入圖像的像素的最大值為Max的情況下，被輸入到像素比特長(zhǎng)縮小器2001的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203的各像素的值縮小M比特。例如，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203的某像素的比特長(zhǎng)為K的情況下，縮小了 M比特后的像素值K’按照下述公式(2-2)計(jì)算。K，= INT〔〔 {(K-(Min << Μ))/((Max-Min) <<Μ)}1/γ X ((1 <<Ν)_1) )+offset)…(2-2)INT表示舍入為整數(shù)的處理。公式0-1)、(2-2)中的offset表示進(jìn)行舍入時(shí)的偏移，為0 1的任意值。比特變換信息 2003 包括 ex_seq_shift_bits。ex_seq_shift_bits 表示比特長(zhǎng)擴(kuò)展了 M比特。如果解碼圖像信號(hào)的顏色空間是與例如圖5所示的補(bǔ)充語法內(nèi)指定的color_ Space_0f_dec0ded_image所指定的顏色空間不同的顏色空間，則在將解碼圖像的各成分的各像素變換成c0l0r_Space_0f_dec0ded_image指定的顏色空間后，將比特長(zhǎng)縮小M比特。 例如，在輸入圖像從RGB被變換成YCoCg并編碼，并且在color_space_of_decoded_image 中指定了 RGB的情況下，對(duì)于解碼圖像的各成分的各像素Y、Co、Cg，利用以下的公式(2-3) 進(jìn)行比特縮小和顏色空間變換，各成分的各像素分別被變換成R、G、B。t = (Y-((Cg-(l << (N+M-l))) >> 1))G，= Cliply(t+(Cg-(l << (N+M-l))))B，= Cliply(t-((Co-(l << (N+M-l))) >> 1))R，= Cliply(B，+(Co_(l << (N+M-l))))offset = (1 << (M-I))R = (R' +offset) >> M — (2-3)G = (G' +offset) >> MB = (B，+offset) >> M這里，Cliply(A)表示如下處理在A滿足0 < A < (1 << (N+M))的情況下，直接輸出A，如果A <0，則輸出0，如果A彡(1 << (N+M))，則輸出(1<< (N+M))_l。這是利用四舍五入將像素值縮小為小M比特的比特長(zhǎng)的方法的一個(gè)例子，這里的縮小變換方法只要是例如使offset為0 (1<<M)的任意值等比特減小的方法，則可以是任意的變換方法。這里示出了解碼圖像信號(hào)的顏色空間由補(bǔ)充語法內(nèi)指定的c0l0r_space_0f_ decoded_image指定的例子，但在沒有該指定的情況下，或在高級(jí)語法401中與補(bǔ)充語法中所示的例子同樣地指定解碼圖像信號(hào)的顏色空間的情況下，在輸出解碼圖像的過程中進(jìn)行顏色變換處理的情況下，也可以在進(jìn)行顏色變換處理后，將像素值縮小為小M比特的比特長(zhǎng)。另外，這里所示的顏色變換是一個(gè)例子，只要是進(jìn)行顏色變換的處理，則可以是任何處理。以上所示的縮小變換是一個(gè)例子，只要是減小比特長(zhǎng)的方法，任何變換方法都可以。通過以上，從像素比特長(zhǎng)縮小器2001輸出與輸入到圖像編碼裝置的輸入圖像相同的N比特精度的解碼圖像202 (S25)。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，圖像編碼和圖像解碼可以以比輸入圖像的比特精度大M比特的比特精度進(jìn)行，從而可以提高編碼效率。(第2實(shí)施方式)參照?qǐng)D9A說明第2實(shí)施方式的用于運(yùn)動(dòng)圖像編碼的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)。如圖9 所示，該圖像編碼裝置具備像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器(像素比特精度變換器)1001、比特長(zhǎng)變換控制器(比特精度變換控制器)1002、減法器101、正交變換器104、量化器106、逆量化器109、 逆正交變換器110、加法器111、環(huán)路濾波器113、幀存儲(chǔ)器114、預(yù)測(cè)圖像生成器115和熵編碼器108。接收輸入圖像信號(hào)的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001的輸出經(jīng)由減法器101、正交變換器104、量化器106與熵編碼器108連接。量化器106的輸出經(jīng)由逆量化器109、逆正交變換器110、加法器111、環(huán)路濾波器113、幀存儲(chǔ)器114與預(yù)測(cè)圖像生成器115連接。來自預(yù)測(cè)圖像生成器115的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)被輸入減法器101和加法器111。來自預(yù)測(cè)圖像生成器 115的運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息被輸入熵編碼器108。比特長(zhǎng)變換控制器1002將比特變換信息輸入像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001，將比特?cái)U(kuò)展信息輸入熵編碼器108。參照?qǐng)D9B的流程圖說明上述結(jié)構(gòu)的圖像編碼裝置的動(dòng)作。向圖像編碼裝置例如以幀為單位輸入運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)作為輸入圖像信號(hào)100 (S31)，像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001進(jìn)行將輸入的N比特精度的圖像信號(hào)100的各像素的值擴(kuò)展成比N比特大M比特的(N+M)比特精度的處理(S3》。例如，在輸入圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，擴(kuò)展了 M比特后的像素值K’例如利用公式(1)或公式(1-1)、(1-2)、(1-3)等計(jì)算。要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M等變換信息由比特長(zhǎng)變換控制器1002作為比特?cái)U(kuò)展信息1003 導(dǎo)入熵編碼器108(S33)。作為像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001的結(jié)構(gòu)例，可以采用圖2的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，進(jìn)行利用標(biāo)志來切換并控制是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)的處理。利用減法器101取得將比特長(zhǎng)擴(kuò)展為(N+M)比特精度的輸入圖像信號(hào)100與以 (N+M)比特精度生成的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102的差分，生成(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)誤差信號(hào) 103 (S34)。所生成預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103由正交變換器104進(jìn)行正交變換(例如進(jìn)行離散余弦變換(DCT)) (S35)。在正交變換器104中得到正交變換系數(shù)信息105 (例如DCT系數(shù)信息)。 正交變換系數(shù)信息105由量化器106量化，量化正交變換系數(shù)信息107被輸入熵編碼器108 和逆量化器109。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，即進(jìn)行局部解碼，變換成與預(yù)測(cè)誤差信息同樣的信號(hào)，即局部解碼誤差信號(hào)。該局部解碼誤差信號(hào)利用加法器111與(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102相加，由此生成(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112。艮口， 量化正交變換系數(shù)信息107被局部解碼(S36)。局部解碼圖像信號(hào)112根據(jù)需要由環(huán)路濾波器113進(jìn)行了濾波處理后，存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。預(yù)測(cè)圖像生成器115根據(jù)將比特長(zhǎng)擴(kuò)展成(N+M)比特精度的輸入圖像信號(hào)100以及存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112，生成基于某預(yù)測(cè)模式信息的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。此時(shí)，來自加法器111的(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112被臨時(shí)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。通過針對(duì)幀內(nèi)的每個(gè)塊進(jìn)行(N+M)比特精度的輸入圖像信號(hào)100與蓄積在幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112之間的匹配(例如塊匹配)，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)矢量(S37)。利用以該運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償后的 (N+M)比特精度的局部圖像信號(hào)，生成(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)(S38)。這里生成的 (N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102與所選擇的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116 —起從預(yù)測(cè)圖像生成器115輸出。熵編碼器108對(duì)量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116以及比特?cái)U(kuò)展信息1003進(jìn)行熵編碼(S39)，由此生成的編碼數(shù)據(jù)117向未圖示的傳送系統(tǒng)或蓄積系統(tǒng)送出。另外，要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M的編碼方法與第1實(shí)施方式相同。在本實(shí)施方式中，與第 1實(shí)施方式同樣，可以利用在補(bǔ)充語法中多路復(fù)用的數(shù)據(jù)。以下參照?qǐng)DIOA說明本實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像解碼裝置具備熵解碼器200、逆量化器109、逆正交變換器110、加法器111、環(huán)路濾波器113、幀存儲(chǔ)器114、 預(yù)測(cè)圖像生成器115、像素比特長(zhǎng)縮小器(像素比特精度變換器)2001和比特長(zhǎng)變換控制器(比特精度變換控制器)2002。接收編碼數(shù)據(jù)的熵解碼器200的系數(shù)信息輸出經(jīng)由逆量化器109、逆正交變換器110、加法器111、環(huán)路濾波器113與像素比特長(zhǎng)縮小器2001連接。 環(huán)路濾波器113的輸出經(jīng)由幀存儲(chǔ)器114與預(yù)測(cè)圖像生成器115的一個(gè)輸入連接。預(yù)測(cè)圖像生成器115的另一個(gè)輸入從預(yù)測(cè)圖像生成器115接收運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息。預(yù)測(cè)圖像生成器115的輸出與加法器111連接。熵解碼器200的比特?cái)U(kuò)展信息輸出經(jīng)由比特長(zhǎng)變換控制器2002與像素比特長(zhǎng)縮小器2001連接。參照?qǐng)DIOB說明圖像解碼裝置的動(dòng)作。向圖像解碼裝置輸入利用圖9A的圖像編碼裝置編碼的編碼數(shù)據(jù)117后(S41)，在熵解碼器200中，編碼數(shù)據(jù)117按照與熵編碼相反的過程被解碼(S42)，得到量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116和比特?cái)U(kuò)展信息2004。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成(N+M)比特精度的殘差信號(hào) 201 (S43)。運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116被輸入預(yù)測(cè)圖像生成器115，根據(jù)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器 114中的(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203，生成基于運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息 116的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102 (S44)。(N+M)比特精度的殘差信號(hào)201和(N+M) 比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102由加法器111相加，生成解碼圖像信號(hào)(S45)。該解碼圖像信號(hào)在環(huán)路濾波器113中根據(jù)需要進(jìn)行濾波處理，作為(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203輸出，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。從熵解碼器200輸出的比特?cái)U(kuò)展信息2004被輸入到比特長(zhǎng)變換控制器2002后，從比特長(zhǎng)變換控制器2002輸出表示解碼圖像被擴(kuò)展幾個(gè)比特的比特變換信息2003。輸入到像素比特長(zhǎng)縮小器2001的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203根據(jù)比特變換信息 2003，例如根據(jù)公式(2)或公式(2-1)、(2-2)、(2-3)等接受與第1實(shí)施方式同樣的處理，將各像素的值縮小M比特(S46)。像素比特長(zhǎng)縮小器2001采用圖8所示的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行利用標(biāo)志來切換是否縮小各像素的比特長(zhǎng)的控制。通過以上，從像素比特長(zhǎng)縮小器2001輸出與輸入到圖像編碼裝置的輸入圖像相同的N比特精度的解碼圖像信號(hào)202 (S47)。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)圖像信號(hào)以比輸入圖像信號(hào)大M比特的精度生成，因此可以提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波、環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度，結(jié)果可以減小預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，從而可以提高編碼效率。(第3實(shí)施方式)圖IlA中示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的用于運(yùn)動(dòng)圖像編碼的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)。 該圖像編碼裝置是與第2實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)例(圖9)幾乎同樣的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)在于， 在幀存儲(chǔ)器114的前級(jí)具有像素比特長(zhǎng)變換器1005，在幀存儲(chǔ)器114的后級(jí)具有像素比特長(zhǎng)變換器(像素比特精度變換器)1006。參照?qǐng)DIlB說明該圖像編碼裝置的動(dòng)作。向該圖像編碼裝置例如以幀為單位輸入運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)作為圖像信號(hào)100 (S51)。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器(像素比特精度變換器)1001通過進(jìn)行與第2實(shí)施方式同樣的處理，對(duì)輸入的N比特精度的圖像信號(hào)100的各像素的值，進(jìn)行擴(kuò)展成比N比特大M比特的(N+M)比特精度的處理(S52)。擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M由比特長(zhǎng)變換控制器1002作為比特?cái)U(kuò)展信息1003導(dǎo)入熵編碼器108。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001采用圖 2的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志來切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)從而控制像素比特長(zhǎng)的處理。利用減法器101取得將比特長(zhǎng)擴(kuò)展為(N+M)比特精度的輸入圖像信號(hào)100與以 (N+M)比特精度生成的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102的差分，生成(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)誤差信號(hào) 103 (S53)。所生成的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103由正交變換器104進(jìn)行正交變換(例如離散余弦變換(DCT))。在正交變換器104中得到正交變換系數(shù)信息105(例如DCT系數(shù)信息)。正交變換系數(shù)信息105由量化器106量化。即，預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103被正交變換和量化(SM)。量化正交變換系數(shù)信息107被導(dǎo)入熵編碼器108和逆量化器109。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成局部解碼誤差信號(hào)，利用加法器111 與(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102相加。由此，生成(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112。即，量化正交變換系數(shù)信息107被局部編碼(S55)。(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112根據(jù)需要由環(huán)路濾波器113進(jìn)行了濾波處理后，輸入到像素比特長(zhǎng)變換器1005，將各像素的值縮小變換成小L比特的值，或者將各像素的值擴(kuò)大變換成大L比特的值(S56)。例如，在(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào) 112的某像素的值為K的情況下，縮小了 L比特后的像素值K’如下計(jì)算。K，= (K+offset) >> Loffset = (1 << (L-I)) ...(3)這里，要縮小的比特?cái)?shù)L是滿足0 < L彡M的整數(shù)?？s小了比特長(zhǎng)的結(jié)果，局部解碼圖像信號(hào)112的各像素的比特長(zhǎng)為(N+M-L)比特。這里的縮小變換方法只要是例如將 offset設(shè)為0 (1 << L)的任意值等減小比特長(zhǎng)的方法，則可以是任意的變換方法。說明變換方法的其它做法。圖IlC中示出編碼單位圖像的像素值的直方圖(左側(cè))和比特精度變換后的直方圖(右側(cè))。如圖IlC所示，例如將擴(kuò)展成12比特的局部解碼圖像112縮小為8比特長(zhǎng)的圖像的情況下，對(duì)于擴(kuò)展成12比特長(zhǎng)的局部解碼圖像112，例如針對(duì)宏塊單位等任意的編碼單位中的每一個(gè)，根據(jù)像素值的最大值mbjiiax和最小值mb_ min算出動(dòng)態(tài)范圍D = (mb_max-mb_min)。如果該動(dòng)態(tài)范圍D是以8比特表示的范圍，即0 255，則該塊被變換成8比特，并輸出到幀存儲(chǔ)器114。此時(shí)，利用該塊的像素值的最大值mbjiiax和/或最小值mb_min決定的代表值也被輸出到幀存儲(chǔ)器114。如果動(dòng)態(tài)范圍D 是無法以8比特表現(xiàn)的值，則在對(duì)塊進(jìn)行向右移位2比特的除法處理后，變換成8比特。此時(shí)，塊與移位=2以及代表值一起輸出到幀存儲(chǔ)器114。在動(dòng)態(tài)范圍更大的情況下，如圖IlC所示，8比特變換塊與移位量Q_bit = 4以及代表值一起輸出到幀存儲(chǔ)器114。若要更詳細(xì)地說明上述做法，則如圖IlC所示，例如針對(duì)宏塊單位等任意的編碼單位中的每一個(gè)，求出局部解碼圖像信號(hào)112內(nèi)的像素值的最大值mbjiiax和最小值mb_ min，根據(jù)其動(dòng)態(tài)范圍D = (mb_max-mb_min)，使用(3_1)式變更要縮小的比特?cái)?shù)Q_bit。這種情況下，像素比特長(zhǎng)變換器1005例如采用圖IlD所示的結(jié)構(gòu)，首先，利用動(dòng)態(tài)范圍算出部10051求出局部解碼圖像信號(hào)112內(nèi)的像素值的最大值mbjiiax和最小值mb_ min,并求出其動(dòng)態(tài)范圍D = (mb_max-mb_min)。然后，在移位量/代表值算出部10052中，根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍D，例如使用(3_la)式算出移位量Q_bit。另外，例如將mb_min設(shè)定為代表值。Q_bit = log2(D)-(N+M-L-l) ... (3_la)進(jìn)而，在像素比特精度變換器10053中，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，縮小了 L比特(L > 0)后的像素值K’例如如下計(jì)算，變換后的局部解碼圖像信號(hào)112將代表值mb_min、移位量Q_bit(代表值/移位量10054)輸出到幀存儲(chǔ)器114。Offset = (1 << (Q_bit_l))K，= (K-mb_min+0ffset) >> Q_bit ... (3_lb)此時(shí)，例如如圖IlF所示，用存儲(chǔ)參照?qǐng)D像的存儲(chǔ)器IHa和存儲(chǔ)表示針對(duì)各參照?qǐng)D像的各編碼單位(宏塊單位)中的每一個(gè)如何變換比特精度的信息的子存儲(chǔ)器114b構(gòu)成幀存儲(chǔ)器114，在子存儲(chǔ)器114b中例如保持代表值mb_min和移位量Q_bit。另外，考慮在解碼側(cè)將以N+M比特精度得到的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)變換成N比特精度來得到解碼圖像信號(hào)時(shí)例如使用了(2)式的情況。此時(shí)，將使用(3-1)式變換的 (N+M-L)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中，按照與(3-1)式相反的過程從幀存儲(chǔ)器讀出比特精度被擴(kuò)展為N+M比特的局部解碼圖像信號(hào)后，會(huì)算出與直接利用(2) 式變換了將得到的N+M比特精度的局部解碼圖像信號(hào)變換成N+M-L比特前的局部解碼圖像信號(hào)的情況不同的值?？紤]到這一點(diǎn)的變換式為以下的(3-2)-(3-6)式。首先，在動(dòng)態(tài)范圍算出部10051中，例如針對(duì)宏塊單位等任意編碼單位中的每一個(gè)，求出局部解碼圖像信號(hào)112內(nèi)的像素值的最大值mbjiiax和最小值mb_min，并求出其動(dòng)態(tài)范圍 D = (mb_max-mb_min)。然后，在移位量/代表值算出部10052中，根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍D，使用(3- 式算出要縮小的臨時(shí)比特?cái)?shù)Q_bit和以Q_bit進(jìn)行移位運(yùn)算時(shí)使用的偏移值Offset。mb_min = INT (mb_min >> L)D = mb_max- (mb_min << L)Q_bit = log2 (D) - (N+M-L-1)Offset = (1 << (Q_bit_l)) — (3-2)然后，在Q_bit的值不是0或L的情況下，判定是否滿足以下的條件式(3-3)。D+0ffset > (1 << N+M-L+Q_bit)-I-Offset) — (3-3)
這里，在不滿足(3-3)的不等式的情況下，如(3-4)式所示，使Q_bit加1，重新進(jìn)行偏移值Offset的再計(jì)算。Q_bit = Q_bit+1Offset = (1 << (Q_bit"l)) — (3-4)在Q_bit的值為0或L的情況下，直接使用(3-2)式的Q_bit和Offset。最后，在像素比特精度變換器10053中，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，縮小了 L比特(L > 0)后的像素值K’例如如下計(jì)算，變換后的局部解碼圖像信號(hào)112將代表值mb_min、移位量Q_bit (代表值/移位量10054)輸出到幀存儲(chǔ)器?！?Q_bit為0或L的情況下，K' = (K-(min_mb << L)+Offset) >> Q_bit — (3-5)· Q_bit不是0或L的情況下，K，= (K- (min_mb < < L) +2*0ffset) >> Q_bit — (3-6)此時(shí)，與使用了(3-1)式的情況同樣，幀存儲(chǔ)器114具有存儲(chǔ)表示針對(duì)各幀的各編碼單位中的每一個(gè)如何變換比特精度的信息的子存儲(chǔ)器，在這里例如保持代表值mb_min 和移位如上所述，使用(3-1)或(3- (3-6)式，考慮到宏塊等編碼單位中的每一個(gè)的各像素的動(dòng)態(tài)范圍，將各像素值縮小變換成小L比特的值的情況下，與如(3)式那樣簡(jiǎn)單地縮小變換成小L比特的值的情況相比，可以將由于縮小時(shí)的移位運(yùn)算而產(chǎn)生的舍入誤差抑制得較小，從而可以在保持更高精度的狀態(tài)下在幀存儲(chǔ)器中保存參照?qǐng)D像信號(hào)。在上述實(shí)施方式中，將代表值設(shè)為像素值的最小值mb_min，但也可以是其它值，可以是由像素值的最大值mbjiiax和最小值mb_min決定的值。相反，在將各像素的值擴(kuò)大變換成大(-L)比特的值的情況下，例如，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，擴(kuò)展了(-L)比特后的像素值K’例如如下計(jì)算。K' = K << (-L) — (4)這里，要擴(kuò)大的比特?cái)?shù)L是滿足0 < (-L)的整數(shù)。擴(kuò)大了比特長(zhǎng)的結(jié)果，局部解碼圖像信號(hào)112的各像素的比特長(zhǎng)為(N+M-L)比特。圖12中示出像素比特長(zhǎng)變換器1005 的結(jié)構(gòu)例。對(duì)于所輸入的N比特精度的圖像信號(hào)100，由開關(guān)E3根據(jù)比特長(zhǎng)擴(kuò)展信息1003 選擇是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)。開關(guān)E3在進(jìn)行擴(kuò)展的情況下連接到ON側(cè)，不進(jìn)行擴(kuò)展的情況下連接到OFF側(cè)。在使開關(guān)E3為ON的情況下，輸入到像素比特長(zhǎng)變換器1005的圖像信號(hào)被輸入到像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展/縮小變換器E03，進(jìn)行像素比特長(zhǎng)變換。在開關(guān)E3為OFF的情況下，圖像信號(hào)不進(jìn)行像素比特長(zhǎng)變換，而直接輸出。這樣，縮小或擴(kuò)大了比特長(zhǎng)的局部解碼圖像信號(hào)112被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中(S57)。存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的(N+M-L)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112在輸入到預(yù)測(cè)圖像生成器115之前，被導(dǎo)入像素比特長(zhǎng)變換器1006，在L > 0的情況下，將各像素的比特長(zhǎng)擴(kuò)展變換成大L比特的比特精度(S58)。 例如，在(N+M-L)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112的某像素的值為K的情況下，擴(kuò)展了 L 比特后的像素值K’例如如下計(jì)算。K' = K << L ...(5)另外，作為變換方法的另一做法，如圖IlC所示，例如針對(duì)宏塊等任意編碼單位中的每一個(gè)，求出局部解碼圖像信號(hào)112內(nèi)的像素值的最大值mbjiiax和最小值mb_min，根據(jù)其動(dòng)態(tài)范圍D= (mb_max-mb_min)，使用(3_1)式所示的式子變更了要縮小的比特?cái)?shù)Q_bit 的情況下，像素比特精度變換器1006例如使用圖IlE所示的結(jié)構(gòu)，在移位量/代表值讀出部10061中，從幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的子存儲(chǔ)器114b中讀出該編碼單位的代表值mb_min和移位量Q_bit(代表值/移位量100M)，在像素比特精度變換部10062中，例如使用下式計(jì)算將比特精度擴(kuò)展了 L比特后的像素值K’。K，= (K << Q_bit)+mb_min — (5-1)另外，作為變換方法的又一做法，在使用(3- (3-6)式所示的式子進(jìn)行了變更的情況下，在移位量/代表值讀出部10061中，從幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的子存儲(chǔ)器中讀出該編碼單位的mb_min和Q_bit，在像素比特精度變換部10062中，例如使用下式計(jì)算將比特精度擴(kuò)展了 L比特后的像素值K’。在Q_bit為0或L的情況下，K，= (K << Q_bit) + (mb_min << L)在Q_bit不是0或L的情況下，K，= (K << Q_bit) + (mb_min << L)-(l << (Q_bit_l))... (5-2)另一方面，在L < 0的情況下，將各像素的比特長(zhǎng)縮小變換成小(-L)比特的比特精度。例如，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，縮小了(-L)比特后的像素值K’例如如下計(jì)算。K，= (K+offset) >> (_L)offset = (1 << (-L-1)) ...(6)這里的縮小變換方法只要是例如將offset設(shè)為0 (1 << (-L))的任意值等減小比特長(zhǎng)的方法，則可以是任意的變換方法。像素比特長(zhǎng)變換器1006采用與像素比特長(zhǎng)變換器1005同樣的圖12所示的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行利用標(biāo)志來切換是否變換各像素的比特長(zhǎng)的處理的控制。通過進(jìn)行這樣的變換，輸出到預(yù)測(cè)圖像生成器115的局部解碼圖像信號(hào)112 的比特精度成為(N+M)比特精度。在幀存儲(chǔ)器114的前后縮小/擴(kuò)大的比特長(zhǎng)L是滿足LSM的整數(shù)，并且在幀存儲(chǔ)器114的前后縮小/擴(kuò)大的比特?cái)?shù)可以相等。在L = 0的情況下，不進(jìn)行存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器 114中時(shí)或者從幀存儲(chǔ)器114輸出時(shí)的比特?cái)U(kuò)展/比特縮小。由像素比特長(zhǎng)變換器1005和像素比特長(zhǎng)變換器1006進(jìn)行的變換不限于前述的公式(3) (6)，只要是以指定的比特長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)大/縮小的變換，就可以進(jìn)行任意的變換。該比特?cái)?shù)L也由比特長(zhǎng)變換控制器1002 作為比特?cái)U(kuò)展信息1003導(dǎo)入熵編碼器108。預(yù)測(cè)圖像生成器115根據(jù)將比特長(zhǎng)擴(kuò)展成(N+M)比特精度的輸入圖像信號(hào)100以及(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112，生成基于某預(yù)測(cè)模式信息的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。此時(shí)，針對(duì)幀內(nèi)的每個(gè)塊取得(N+M)比特精度的輸入圖像信號(hào)100與由像素比特長(zhǎng)變換器1005擴(kuò)大為(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112之間的匹配(例如塊匹配)，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)矢量(S59)。利用以該運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償后的(N+M)比特精度的局部圖像信號(hào)，生成(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)(S60)。這里生成的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102與所選擇的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116 —起從預(yù)測(cè)圖像生成器115輸出。
熵編碼器108對(duì)量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116以及比特?cái)U(kuò)展信息1003進(jìn)行熵編碼(S61)，由此生成的編碼數(shù)據(jù)117向未圖示的傳送系統(tǒng)或蓄積系統(tǒng)送出。以下說明要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M和L的編碼方法。本實(shí)施方式中使用的語法結(jié)構(gòu)的例子與在第1實(shí)施方式中使用的圖3相同。在本實(shí)施方式中，可以將要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)包含在序列參數(shù)集語法004)、圖片參數(shù)集語法005)、片級(jí)語法002)以及宏塊級(jí)語法003)中發(fā)送。以下說明各個(gè)語法。圖13的序列參數(shù)集語法內(nèi)所示的ex_seq_bit_extension_flag是表示是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展的標(biāo)志，該標(biāo)志為TRUE時(shí)，可以以序列為單位切換是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展。而該標(biāo)志為FALSE時(shí)，在序列內(nèi)不進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展。當(dāng)ex_seq_bit_extension_flag為TRUE時(shí)，還可以發(fā)送表示進(jìn)行幾個(gè)比特?cái)U(kuò)展的ex_seq_shift_bits。ex_seq_bit_extension_flag為TRUE時(shí)，還可以發(fā)送表示存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器114 中時(shí)的比特精度的ex_framemem_bitdeptho在本實(shí)施方式中，例如將N+M-L存儲(chǔ)在ex_ framemem_b it depth 中發(fā)送。在本實(shí)施方式中，可以以任意的編碼單位切換是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展，或者切換要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)。這種情況下，可以將要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)進(jìn)一步包含在圖片參數(shù)集語法(405)、片級(jí)語法G02)以及宏塊級(jí)語法003)中發(fā)送。圖14的圖片參數(shù)集語法內(nèi)所示的eX_piC_bit_eXtenSi0n_flag是表示是否針對(duì)每個(gè)圖片變更是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展的標(biāo)志。該標(biāo)志為TRUE時(shí)，可以以圖片為單位切換是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展。而該標(biāo)志為FALSE時(shí)，不能針對(duì)每個(gè)圖片變更是否以圖片為單位進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展。當(dāng)ex_pic_bit_extension_flag為TRUE時(shí)，還可以發(fā)送表示進(jìn)行幾個(gè)比特?cái)U(kuò)展的ex_ pic_shift_bits0這里，在由序列參數(shù)集語法內(nèi)的ex_Seq_Shift_bitS指定了在序列級(jí)擴(kuò)展的比特?cái)?shù)的情況下，可以將eX_pic_Shift_bitS作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先，也可以將ex_ seq_shift_bits 作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先，還可以將 ex_seq_shift_bits+ex_pic_shift_ bits作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)。使哪個(gè)優(yōu)先最好預(yù)先決定。在圖片參數(shù)集語法內(nèi)可以存在ex_bit_extension_in_slice_flag、ex_bit_ extension_in_mb_flag這樣的標(biāo)志。這些標(biāo)志分別是表示是否存在變更是否在片級(jí)、宏塊級(jí)進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展的標(biāo)志的標(biāo)志。如圖15 所示，在片級(jí)語法內(nèi)，ex_bit_extension_in_slice_flag 為 TRUE 時(shí)，發(fā)送eX_SliCe_Shift_bitS，可以以片為單位切換要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)來發(fā)送。這里，在已經(jīng)由序列參數(shù)集語法和圖片參數(shù)語法指定了要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)S的情況下，可以將S作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先，也可以將eX_SliCe_Shift_bitS作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先，還可以將S+ex_ slice_shift_bits作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先。使哪個(gè)優(yōu)先最好預(yù)先決定。另一方面，在ex_ bit_extension_in_slice_f lag 為 FALSE 的情況下，不發(fā)送 ex_slice_shift_bits。如圖16所示，在宏塊級(jí)語法內(nèi)，ex_bit_extension_in_mb_flag為TRUE時(shí)，發(fā)送 ex_mb_shift_bits，可以以宏塊為單位切換要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)來發(fā)送。這里，在已經(jīng)由序列參數(shù)集語法、圖片參數(shù)語法和片級(jí)語法指定了要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)S的情況下，可以將S作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先，也可以將ex_mb_shift_bits作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先，還可以將S+ex_ mb_shift_bits作為要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)優(yōu)先。使哪個(gè)優(yōu)先最好預(yù)先決定。另一方面，在ex_bit_extension_in_mb_f lag 為 FALSE 的情況下，不發(fā)送 ex_mb_shift_bits。如上所述，在以任意的編碼單位切換是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展的情況下，或者切換要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)的情況下，將L規(guī)定成使得存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的局部解碼圖像信號(hào)的比特精度成為序列參數(shù)集語法內(nèi)所示的ex_framemem_bitd印th。在本實(shí)施方式中，與第1實(shí)施方式同樣，可以利用在補(bǔ)充語法中多路復(fù)用的數(shù)據(jù)。以下參照?qǐng)D17A說明本實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像解碼裝置是與第 2實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)例(圖10A)基本同樣的結(jié)構(gòu)，不同點(diǎn)在于，在加法器111(以及環(huán)路濾波器11 的后級(jí)具備像素比特長(zhǎng)變換器(像素比特精度變換器)2007來代替像素比特長(zhǎng)縮小器2001，幀存儲(chǔ)器114不是加法器111(以及環(huán)路濾波器11 的后級(jí)，而是與像素比特長(zhǎng)變換器2007的后級(jí)連接，并且，在幀存儲(chǔ)器114的后級(jí)連接有像素比特長(zhǎng)變換器2008。參照?qǐng)D17B的流程圖說明圖像解碼裝置的動(dòng)作。向圖像解碼裝置輸入利用圖IlA 的圖像編碼裝置編碼的編碼數(shù)據(jù)117后(S71)，在熵解碼器200中，編碼數(shù)據(jù)117按照與熵編碼相反的過程被解碼，得到量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116和比特?cái)U(kuò)展信息2004 (S72)。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成(N+M)比特精度的殘差信號(hào) 201(S73)(S74)。從熵解碼器200輸出的比特?cái)U(kuò)展信息2004被輸入到比特長(zhǎng)變換控制器2002后， 從比特長(zhǎng)變換控制器2002輸出表示解碼圖像被擴(kuò)展幾個(gè)比特的比特?cái)?shù)M和表示存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器中時(shí)縮小的比特?cái)?shù)L的比特變換信息2003。像素比特長(zhǎng)變換器2008按照后述的過程，對(duì)于存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的(N+M-L) 比特精度的解碼圖像信號(hào)202，根據(jù)比特變換信息2003，例如在L > 0的情況下，通過實(shí)施與公式( (5-1) (5-2)等同等的處理，進(jìn)行將像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展變換L比特的處理(S75)，在 L<0的情況下，通過實(shí)施與公式(6)等同等的處理，進(jìn)行將像素比特長(zhǎng)縮小變換(-L)比特的處理，輸出(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展參照?qǐng)D像信號(hào)204(S75)。另外，在實(shí)施與(5_1)或 (5-2)同樣的處理的情況下，可以使像素比特長(zhǎng)變換器2008的結(jié)構(gòu)與圖IlD的結(jié)構(gòu)相同。 另外，可以使幀存儲(chǔ)器114例如與圖IlF的結(jié)構(gòu)相同。運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116被輸入預(yù)測(cè)圖像生成器115，根據(jù)上述(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展參照?qǐng)D像信號(hào)204，生成基于運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102 (S77)。(N+M)比特精度的殘差信號(hào)201和(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102由加法器111相加。相加后的信號(hào)在環(huán)路濾波器113中根據(jù)需要進(jìn)行濾波處理， 輸出(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203(S78)。比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203被輸入像素比特長(zhǎng)變換器2007，通過根據(jù)比特變換信息2003對(duì)各像素的值實(shí)施例如與公式(2)等的第1實(shí)施方式的圖像解碼裝置中的像素比特長(zhǎng)縮小器同等的處理，將像素比特長(zhǎng)縮小變換成小M比特的值(S79)，得到與輸入到圖像編碼裝置的輸入圖像相同的N比特精度的解碼圖像202 (S80)。像素比特長(zhǎng)變換器2007采用圖12的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行利用標(biāo)志來切換是否縮小各像素的比特長(zhǎng)的控制。在M = L的情況下，N比特精度的解碼圖像信號(hào)202直接存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。在M興L且L>0的情況下，對(duì)于(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203，通過針對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行例如與公式⑶(3-1) (3-2) (3-6)同樣的處理，生成將比特長(zhǎng)縮小了 L比特的(N+M-L)比特精度的解碼圖像，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。相反，在L <0的情況下， 通過對(duì)各像素進(jìn)行與公式(4)相同的處理，生成將比特長(zhǎng)縮小了(-L)比特的(N+M-L)比特精度的解碼圖像，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。另外，在實(shí)施與(3-1)或(3-2) (3-6)同樣的處理的情況下，可以使像素比特長(zhǎng)變換器2007的結(jié)構(gòu)與圖IlD的結(jié)構(gòu)相同。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)圖像信號(hào)以比輸入圖像信號(hào)大M比特的精度生成，因此可以提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度，結(jié)果可以減小預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，因此可以提高編碼效率。另外，與第1、第2實(shí)施方式不同，在0 < L < M的情況下，能夠以小于擴(kuò)展了比特長(zhǎng)的輸入圖像信號(hào)或預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的比特長(zhǎng)來存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的參照?qǐng)D像信號(hào)，從而可以在保持提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度的效果的情況下，削減幀存儲(chǔ)器的使用量。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，能夠以任意的編碼單位切換是否進(jìn)行比特?cái)U(kuò)展或者切換要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)，可以針對(duì)任意的編碼單位中的每一個(gè)選擇編碼效率最好的擴(kuò)展比特?cái)?shù)來編碼，因此可以進(jìn)一步提高編碼效率。(第4實(shí)施方式)參照?qǐng)D18A說明第4實(shí)施方式的用于運(yùn)動(dòng)圖像編碼的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像編碼裝置與第2實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)例(圖9)相比，不同點(diǎn)在于，不具備對(duì)輸入圖像擴(kuò)大像素比特長(zhǎng)的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器，而是在幀存儲(chǔ)器114(以及環(huán)路濾波器11 的前級(jí)具有像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器(像素比特精度擴(kuò)展變換器)1001，在預(yù)測(cè)圖像生成器115的后級(jí)具有像素比特長(zhǎng)縮小器(像素比特精度縮小變換器)1004。參照?qǐng)D18B的流程圖說明圖像編碼裝置的動(dòng)作。向該圖像編碼裝置例如以幀為單位輸入各像素的精度例如為N比特精度的運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)作為輸入圖像信號(hào)IOO(SSl)。利用減法器101取得輸入圖像信號(hào)100與N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102的差分，生成N比特精度的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103(S8》。關(guān)于N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102的生成方法將后述。對(duì)于所生成的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103，由正交變換器104實(shí)施正交變換(例如離散余弦變換 (DCT))，在正交變換器104中得到正交變換系數(shù)信息105 (例如DCT系數(shù)信息)(S83)。正交變換系數(shù)信息105由量化器106量化，量化正交變換系數(shù)信息107被導(dǎo)入熵編碼器108和逆量化器109。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成局部解碼誤差信號(hào)。該局部解碼誤差信號(hào)利用加法器111與N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102相加，生成N比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112 (S84)。局部解碼圖像信號(hào)112根據(jù)需要由環(huán)路濾波器113進(jìn)行了濾波處理后，輸入到像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001，將各像素的值擴(kuò)展變換成大M比特的值(S85)。例如，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，縮小了 M比特后的像素值K’與第1實(shí)施方式的公式(1)同樣地計(jì)算。比特精度被擴(kuò)大到(N+M)比特的局部解碼圖像信號(hào)112存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中(S86)。存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112被輸入預(yù)測(cè)圖像生成器115。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001采用圖2的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來控制比特長(zhǎng)的處理。預(yù)測(cè)圖像生成器115根據(jù)(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112，生成基于某預(yù)測(cè)模式信息的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。此時(shí)，針對(duì)幀內(nèi)的每個(gè)塊取得將輸入圖像信號(hào)100的各像素?cái)U(kuò)展到(N+M)比特精度的圖像信號(hào)與擴(kuò)大到(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112之間的匹配(例如塊匹配)，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)矢量(S87)。利用以該運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償后的(N+M)比特精度的局部圖像信號(hào)，生成(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)117 (S89)。 這里生成的(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)117與所選擇的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116 —起從預(yù)測(cè)圖像生成器115輸出。(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)117被輸入像素比特長(zhǎng)縮小器1004，變換成各像素的比特長(zhǎng)變小M比特的圖像信號(hào)(S90)。該變換例如通過與第1實(shí)施方式所示的公式O)同樣的處理來進(jìn)行。這里，要縮小的比特?cái)?shù)M和在像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001中要擴(kuò)大的比特?cái)?shù)M都是相同的值，由比特長(zhǎng)變換控制器1002作為比特?cái)U(kuò)展信息1003導(dǎo)入熵編碼器108。像素比特長(zhǎng)縮小器1004采用圖8的結(jié)構(gòu)，可以與第1實(shí)施方式同樣地進(jìn)行通過利用標(biāo)志來切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來控制比特長(zhǎng)的處理。熵編碼器108對(duì)量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116以及比特?cái)U(kuò)展信息1003進(jìn)行熵編碼(S91)，由此生成的編碼數(shù)據(jù)117向未圖示的傳送系統(tǒng)或蓄積系統(tǒng)送出。要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M的編碼方法與第1實(shí)施方式相同。另外，在本實(shí)施方式中，與第 1實(shí)施方式同樣，可以利用在補(bǔ)償語法中多路復(fù)用的數(shù)據(jù)。以下參照?qǐng)D19A說明本實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像解碼裝置與第2 實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)(圖10A)相比，不同點(diǎn)在于，在幀存儲(chǔ)器114(以及環(huán)路濾波器113) 的前級(jí)具有像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器2005，在預(yù)測(cè)圖像生成器115的后級(jí)具有像素比特長(zhǎng)縮小器 (像素比特精度變換器)2006。參照?qǐng)D19B的流程圖說明圖像解碼裝置的動(dòng)作。向圖像解碼裝置輸入利用圖18A 的圖像編碼裝置編碼的編碼數(shù)據(jù)117后(SlOl)，在熵解碼器200中，編碼數(shù)據(jù)117按照與熵編碼相反的過程被解碼，得到量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116和比特?cái)U(kuò)展信息2004 (S102)。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成N比特精度的殘差信號(hào)201 (S103)。從熵解碼器200輸出的比特?cái)U(kuò)展信息2004被輸入到比特長(zhǎng)變換控制器2002后，從比特長(zhǎng)變換控制器2002輸出表示解碼圖像被擴(kuò)展幾個(gè)比特的比特變換信息 2003 (S104)。運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116被輸入預(yù)測(cè)圖像生成器115后，按照后述的過程，根據(jù)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203，生成基于運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息 116的(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)205 (S105)。像素比特長(zhǎng)縮小器2006根據(jù)比特變換信息2003，通過對(duì)(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)205實(shí)施例如與公式(2)等的第1實(shí)施方式的圖像解碼裝置中的像素比特長(zhǎng)縮小變換器同等的處理，進(jìn)行將像素比特長(zhǎng)縮小變換M比特的處理(S106)，輸出N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。像素比特長(zhǎng)縮小器2006采用圖8的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志來切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來控制比特長(zhǎng)的處理。
N比特精度的殘差信號(hào)201和N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102由加法器111相加， 生成縮小解碼圖像信號(hào)(S107)?？s小解碼圖像信號(hào)被輸入到像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器2005后， 像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器2005根據(jù)比特變換信息2003，通過實(shí)施例如與公式(1)等的第1實(shí)施方式的圖像編碼裝置中的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器進(jìn)行的處理同等的處理，進(jìn)行將像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展M比特的處理(S108)。從像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器2005輸出的信號(hào)在環(huán)路濾波器113中根據(jù)需要進(jìn)行濾波處理，輸出(N+M)比特精度的擴(kuò)展解碼圖像信號(hào)203 (S109)，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器2005采用圖2的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來控制比特長(zhǎng)的處理。(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)203被輸入像素比特長(zhǎng)縮小器2001，通過根據(jù)比特變換信息2003對(duì)各像素的值實(shí)施例如與公式(2)等的第1實(shí)施方式的圖像解碼裝置中的像素比特長(zhǎng)縮小變換器同等的處理，得到與輸入到圖像編碼裝置的輸入圖像相同的N比特精度的解碼圖像202 (SllO) (Slll)。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)圖像信號(hào)以比輸入圖像信號(hào)大M比特的精度生成，因此可以提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度。結(jié)果可以減小預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，因此可以提高編碼效率。另外，與第1 3實(shí)施方式不同，能夠以對(duì)應(yīng)于輸入圖像的比特精度的精度來進(jìn)行預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和殘差信號(hào)的變換·量化的處理，從而可以在保持提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度的效果的情況下，削減變換·量化的比特精度，減小運(yùn)算規(guī)模。(第5實(shí)施方式)參照?qǐng)D20A說明第5實(shí)施方式的用于運(yùn)動(dòng)圖像編碼的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像編碼裝置與第2實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)例(圖9)相比，不同點(diǎn)在于，不具備對(duì)輸入圖像擴(kuò)大像素比特長(zhǎng)的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器，而是在預(yù)測(cè)圖像生成器115的前級(jí)具有像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器(像素比特精度擴(kuò)展變換器)1001，在預(yù)測(cè)圖像生成器115的后級(jí)具有像素比特長(zhǎng)縮小器(像素比特精度縮小變換器)1004。參照?qǐng)D20B的流程圖說明圖像編碼裝置的動(dòng)作。向該圖像編碼裝置例如以幀為單位輸入各像素的精度例如為N比特精度的運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)作為輸入圖像信號(hào)100(S121)。利用減法器101取得輸入圖像信號(hào)100與N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102的差分，生成N比特精度的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103(S12》。關(guān)于N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102的生成方法將后述。對(duì)于所生成的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)103，由正交變換器104進(jìn)行正交變換，例如實(shí)施離散余弦變換(DCT)，在正交變換器104中得到正交變換系數(shù)信息105，例如DCT系數(shù)信息(S123)。 正交變換系數(shù)信息105由量化器106量化，量化正交變換系數(shù)信息107被導(dǎo)入熵編碼器108 和逆量化器109。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成局部解碼誤差信號(hào)。該局部解碼誤差信號(hào)利用加法器111與N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102相加，生成N比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112(S124)。N比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112根據(jù)需要由環(huán)路濾波器113進(jìn)行了濾波處理后，存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器114中(S12Q。存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的N比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112被輸入到像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001，將各像素的值擴(kuò)展變換成大M比特的值(S126)。例如，在比特?cái)U(kuò)展解碼圖像信號(hào)的某像素的值為K的情況下，縮小了 M比特后的像素值K’ 與第1實(shí)施方式的公式(1)同樣地計(jì)算。比特精度被擴(kuò)展到(N+M)比特的局部解碼圖像信號(hào)112被輸入預(yù)測(cè)圖像生成器115。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001采用圖2的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來控制比特長(zhǎng)的處理。預(yù)測(cè)圖像生成器115根據(jù)(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112，生成基于某預(yù)測(cè)模式信息的(N+M)比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。此時(shí)，針對(duì)幀內(nèi)的每個(gè)塊取得將輸入圖像信號(hào)100的各像素?cái)U(kuò)展到(N+M)比特精度的圖像信號(hào)與擴(kuò)大到(N+M)比特精度的局部解碼圖像信號(hào)112之間的匹配(例如塊匹配)，檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)矢量(S127)。利用以該運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償后的(N+M)比特精度的局部圖像信號(hào)，生成(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào) 117(S128)0這里生成的(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)117與所選擇的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116 —起從預(yù)測(cè)圖像生成器115輸出。擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)117被輸入像素比特長(zhǎng)縮小器1004，實(shí)施變換使得各像素的比特長(zhǎng)變小M比特(S129)。該變換例如通過實(shí)施與第1實(shí)施方式的圖像解碼器所示的公式 (2)同樣的處理來進(jìn)行。這里，要縮小的比特?cái)?shù)M和在像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器1001中要擴(kuò)大的比特?cái)?shù)M都是相同的值，由比特長(zhǎng)變換控制器1002作為比特?cái)U(kuò)展信息1003導(dǎo)入熵編碼器 108。像素比特長(zhǎng)縮小器1004采用圖8的結(jié)構(gòu)，可以與第1實(shí)施方式同樣地進(jìn)行通過利用標(biāo)志來切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來進(jìn)行控制的處理。熵編碼器108對(duì)量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量信息/預(yù)測(cè)模式信息116以及比特?cái)U(kuò)展信息1003進(jìn)行熵編碼(S130)，由此生成的編碼數(shù)據(jù)117向未圖示的傳送系統(tǒng)或蓄積系統(tǒng)送出。要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M的編碼方法與第1實(shí)施方式相同。另外，在本實(shí)施方式中，與第 1實(shí)施方式同樣，可以利用在補(bǔ)償語法中多路復(fù)用的數(shù)據(jù)。以下參照?qǐng)D21A說明本實(shí)施方式的圖像解碼裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像解碼裝置與第2 實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)例(圖10A)相比，不同點(diǎn)在于，在加法器111(以及環(huán)路濾波器113) 的后級(jí)不具備圖像比特縮小器，而是從加法器111(以及環(huán)路濾波器11 輸出解碼圖像信號(hào)202，并且在預(yù)測(cè)圖像生成器115的前級(jí)具有像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器(像素比特精度擴(kuò)展變換器)2005，在預(yù)測(cè)圖像生成器115的后級(jí)具有像素比特長(zhǎng)縮小器(像素比特精度縮小變換器)2001。參照?qǐng)D21B的流程圖說明圖像解碼裝置的動(dòng)作。向圖像解碼裝置輸入利用圖20A 的圖像編碼裝置編碼的編碼數(shù)據(jù)117后(S141)，在熵解碼器200中，編碼數(shù)據(jù)117按照與熵編碼相反的過程被解碼，得到量化正交變換系數(shù)信息107、運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116和比特?cái)U(kuò)展信息2004 (S142)。量化正交變換系數(shù)信息107通過逆量化器109和逆正交變換器110依次接受與量化器106和正交變換器104的處理相反的處理，變換成N比特精度的殘差信號(hào)201 (S143)。從熵解碼器200輸出的比特?cái)U(kuò)展信息2004被輸入到比特長(zhǎng)變換控制器2002后，從比特長(zhǎng)變換控制器2002輸出表示解碼圖像被擴(kuò)展幾個(gè)比特的比特變換信息 2003 (S144)。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器2005按照后續(xù)的過程，根據(jù)比特變換信息2003，對(duì)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中的N比特精度的解碼圖像信號(hào)202實(shí)施例如與公式(1)等的第1實(shí)施方式的圖像編碼裝置中的像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器進(jìn)行的處理同等的處理，由此進(jìn)行將像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展變換M比特的處理，輸出(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展參照?qǐng)D像信號(hào)204。像素比特長(zhǎng)擴(kuò)展器 2005采用圖2的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志來切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來進(jìn)行控制的處理。運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116被輸入預(yù)測(cè)圖像生成器115，根據(jù)上述(N+M)比特精度的比特?cái)U(kuò)展參照?qǐng)D像信號(hào)204，生成基于運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息116的(N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)205(S14O。像素比特長(zhǎng)縮小器2001根據(jù)比特變換信息2003，對(duì) (N+M)比特精度的擴(kuò)展預(yù)測(cè)圖像信號(hào)205實(shí)施例如與公式(2)等的第1實(shí)施方式的圖像解碼裝置中的像素比特縮小變換器同等的處理，由此進(jìn)行將像素比特長(zhǎng)縮小變換M比特的處理，輸出N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102(S146)。像素比特長(zhǎng)縮小器2001采用圖8的結(jié)構(gòu)， 與第1實(shí)施方式同樣，可以進(jìn)行通過利用標(biāo)志來切換是否擴(kuò)展各像素的比特長(zhǎng)來進(jìn)行控制的處理。N比特精度的殘差信號(hào)201和N比特精度的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102由加法器111相加。 相加后的信號(hào)在環(huán)路濾波器113中根據(jù)需要進(jìn)行濾波處理，輸出N比特精度的解碼圖像信號(hào)202 (S147)，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中。這里得到的解碼圖像信號(hào)202成為與輸入到圖像編碼裝置的輸入圖像相同的N比特精度。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)圖像信號(hào)以比輸入圖像信號(hào)大M比特的精度生成，因此可以提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度。結(jié)果可以減小預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，因此可以提高編碼效率。另外，能夠以小于擴(kuò)展了比特長(zhǎng)的輸入圖像信號(hào)或預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的比特長(zhǎng)來存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的參照?qǐng)D像信號(hào)。因此，可以在保持提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度的效果的情況下，削減幀存儲(chǔ)器的使用量。并且，能夠以對(duì)應(yīng)于輸入圖像的比特精度的精度來進(jìn)行預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和殘差信號(hào)的變換·量化的處理。由此， 可以在保持提高運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波或環(huán)路濾波、畫面內(nèi)預(yù)測(cè)等精度的效果的情況下，削減變換·量化的比特精度，減小運(yùn)算規(guī)模。在第2 第5實(shí)施方式中，可以使預(yù)測(cè)圖像生成器115為圖22所示的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖22所示的編碼器側(cè)的預(yù)測(cè)圖像生成器115，幀內(nèi)預(yù)測(cè)器BlOl根據(jù)在幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的幀內(nèi)已經(jīng)編碼的區(qū)域的局部解碼圖像信號(hào)112，生成基于幀內(nèi)預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。另一方面，幀間預(yù)測(cè)器B103根據(jù)由運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)器B102檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)矢量，對(duì)幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的局部解碼圖像信號(hào)112實(shí)施運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。自適應(yīng)濾波信息生成部B104生成基于使用根據(jù)輸入圖像信號(hào)101、局部解碼圖像信號(hào)112和運(yùn)動(dòng)矢量生成的自適應(yīng)濾波信息的幀間預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。幀內(nèi)預(yù)測(cè)器BlOl具有M個(gè)(M為多個(gè))幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式，幀間預(yù)測(cè)器B103具有N個(gè) (N為多個(gè))幀間預(yù)測(cè)模式。模式判定器B105與幀間預(yù)測(cè)器B103和幀內(nèi)預(yù)測(cè)器BlOl的輸出連接。模式判定器B105輸出基于從N個(gè)幀間預(yù)測(cè)模式中選擇的一個(gè)預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)，或者基于從M個(gè)幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式中選擇的一個(gè)預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。運(yùn)動(dòng)矢量/預(yù)測(cè)模式信息/自適應(yīng)濾波信息116，即從運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)器B102輸出的運(yùn)動(dòng)矢量、表示由模式判定器選擇的預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)模式信息和自適應(yīng)濾波信息116被送到熵編碼器117，包含在編碼數(shù)據(jù)117中被發(fā)送到解碼側(cè)。僅在選擇了幀間預(yù)測(cè)模式的情況下，運(yùn)動(dòng)矢量和自適應(yīng)濾波信息從運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)器B102輸出。參照?qǐng)D23說明解碼器側(cè)的預(yù)測(cè)圖像生成器115。根據(jù)該預(yù)測(cè)圖像生成器115，切換器B201根據(jù)預(yù)測(cè)模式信息116選擇預(yù)測(cè)器。在幀內(nèi)預(yù)測(cè)器B202被選擇的情況下，根據(jù)在幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的幀內(nèi)已經(jīng)編碼的區(qū)域的解碼圖像信號(hào)203生成基于幀內(nèi)預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。而在幀間預(yù)測(cè)器B203被選擇的情況下，根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)幀存儲(chǔ)器114內(nèi)的解碼圖像信號(hào)203實(shí)施運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，生成基于使用自適應(yīng)濾波信息116的幀間預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。圖對(duì)示出幀間預(yù)測(cè)器B103的結(jié)構(gòu)例。幀間預(yù)測(cè)器B103根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量、局部解碼圖像信號(hào)和自適應(yīng)濾波系數(shù)信息，生成幀間預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。整數(shù)像素權(quán)重/偏移校正部 B301進(jìn)行用于進(jìn)行整數(shù)像素值的所謂加權(quán)預(yù)測(cè)的處理。作為具體例，按照以下的公式(7) 生成整數(shù)像素的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。Y= (WXX+(1 << (L—1)) >> L) +0(7)這里，W為權(quán)重系數(shù)，L為移位系數(shù)，0為偏移系數(shù)，包含在自適應(yīng)濾波系數(shù)信息中。 對(duì)像素值X進(jìn)行基于公式(7)的處理，變換成Y的值，由此可以進(jìn)行亮度的校正或顏色的校正。公式(8)是進(jìn)行雙向預(yù)測(cè)的情況下的權(quán)重/偏移處理的例子。Y = (W1XX^ff2XX2+(1 << (L-I)) >> L) + ((O^O2) >>1)(8)這里，對(duì)像素值&的權(quán)重系數(shù)為W1，偏移系數(shù)為O1，對(duì)像素值\的權(quán)重系數(shù)為W2, 偏移系數(shù)為02，L為移位系數(shù)，包含在自適應(yīng)濾波系數(shù)信息中。對(duì)象素值\、\進(jìn)行公式B2 的處理，變換成Y的值，由此可以進(jìn)行亮度的校正或顏色的校正。在不必進(jìn)行權(quán)重/偏移校正處理的情況下，利用自適應(yīng)濾波信息116切換開關(guān) B301，生成小數(shù)點(diǎn)像素自適應(yīng)內(nèi)插圖像。在本發(fā)明中，將編碼/解碼處理的比特長(zhǎng)設(shè)定成比輸入圖像信號(hào)的像素比特長(zhǎng)要長(zhǎng)，因此可以確保權(quán)重/偏移校正處理的計(jì)算精度，可以進(jìn)行精度更高的權(quán)重/偏移校正。在運(yùn)動(dòng)矢量示出了小數(shù)點(diǎn)像素位置的情況下，小數(shù)像素自適應(yīng)內(nèi)插圖像生成部 B303使用自適應(yīng)濾波信息中的內(nèi)插濾波系數(shù)，根據(jù)整數(shù)像素值生成小數(shù)點(diǎn)像素位置的內(nèi)插像素值，生成預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。關(guān)于該處理，在本發(fā)明中也將編碼/解碼處理的比特長(zhǎng)設(shè)定成比輸入圖像信號(hào)的像素比特長(zhǎng)要長(zhǎng)，因此可以確保內(nèi)插濾波處理的計(jì)算精度，可以得到更好的小數(shù)點(diǎn)像素值。圖25示出幀間預(yù)測(cè)器B103的另一結(jié)構(gòu)例。同樣，該幀間預(yù)測(cè)器根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量、局部解碼圖像信號(hào)和自適應(yīng)濾波系數(shù)信息，生成幀間預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。在運(yùn)動(dòng)矢量示出了小數(shù)點(diǎn)像素位置的情況下，小數(shù)像素自適應(yīng)內(nèi)插圖像生成部B401使用自適應(yīng)濾波信息中的內(nèi)插濾波系數(shù)，根據(jù)整數(shù)像素值生成小數(shù)點(diǎn)像素位置的內(nèi)插像素值，生成預(yù)測(cè)圖像信號(hào) 102。在本實(shí)施方式中，將編碼/解碼處理的比特長(zhǎng)設(shè)定成比輸入圖像信號(hào)的像素比特長(zhǎng)要長(zhǎng)，因此可以確保內(nèi)插濾波處理的計(jì)算精度，可以得到更好的小數(shù)點(diǎn)像素值。權(quán)重/偏移校正部B403進(jìn)行用于進(jìn)行預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的像素值的所謂加權(quán)預(yù)測(cè)的處理。作為具體例，按照上述的公式(7)或公式(8)生成預(yù)測(cè)圖像信號(hào)102。在本實(shí)施方式中，將編碼/解碼處理的比特長(zhǎng)設(shè)定成比輸入圖像信號(hào)的像素比特長(zhǎng)要長(zhǎng)，因此可以確保權(quán)重/偏移校正處理的計(jì)算精度，可以進(jìn)行精度更高的權(quán)重/偏移校正。圖沈示出幀間預(yù)測(cè)器的又一結(jié)構(gòu)例。該幀間預(yù)測(cè)器根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量、再生圖像信號(hào)和自適應(yīng)濾波系數(shù)信息，生成幀間預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。由此，在運(yùn)動(dòng)矢量示出了小數(shù)點(diǎn)像素位置的情況下，開關(guān)B501與小數(shù)像素自適應(yīng)內(nèi)插/偏移校正圖像生成部B502連接，再生圖像信號(hào)由小數(shù)像素自適應(yīng)內(nèi)插/偏移校正圖像生成部B502處理。在示出了整數(shù)像素的情況下， 開關(guān)B50I與整數(shù)像素權(quán)重/偏移校正圖像生成部B503連接，再生圖像信號(hào)由整數(shù)像素權(quán)重/偏移校正圖像生成部B503處理。在運(yùn)動(dòng)矢量示出了小數(shù)點(diǎn)像素位置的情況下，小數(shù)像素自適應(yīng)內(nèi)插/偏移校正圖像生成部B502使用自適應(yīng)濾波信息中的內(nèi)插濾波系數(shù)和偏移校正系數(shù)，根據(jù)整數(shù)像素值生成小數(shù)點(diǎn)像素位置的內(nèi)插像素值，生成預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。作為具體例，在下述進(jìn)行單向預(yù)測(cè)的情況下，使用公式(9)，在進(jìn)行雙向預(yù)測(cè)的情況下，使用公式(10)。[式1]
權(quán)利要求
1.一種圖像解碼裝置，具有逆多路復(fù)用器，接收用比特精度變換信息和編碼圖像信息多路復(fù)用的編碼數(shù)據(jù)，并且將該編碼數(shù)據(jù)分離成比特精度變換信息和編碼圖像信息；圖像解碼器，對(duì)上述編碼圖像信息進(jìn)行解碼，輸出(N+M)比特精度的解碼圖像；和像素比特精度變換器，根據(jù)上述比特精度變換信息，將(N+M)比特精度的上述解碼圖像的各像素的值變換成N比特精度。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，上述比特精度變換信息表示上述解碼圖像的像素的比特精度的擴(kuò)展比特?cái)?shù)M。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，上述比特精度變換信息表示輸出解碼圖像時(shí)的比特精度N。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，上述像素比特精度變換器還具有對(duì)上述解碼圖像進(jìn)行濾波處理的濾波器，上述濾波器在對(duì)上述解碼圖像進(jìn)行濾波處理后，將(N+M) 比特精度的上述解碼圖像的各像素變換成N比特精度的像素，并輸出N比特精度的解碼圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，上述比特精度變換信息針對(duì)每個(gè)任意的編碼單位，包含指示解碼圖像的比特精度是否變換M比特的標(biāo)志，上述圖像解碼器包括像素精度變換器，將(N+M)比特精度的上述解碼圖像的每個(gè)像素的值變換成N比特精度，并且當(dāng)上述標(biāo)志為FALSE時(shí)，上述變換器不進(jìn)行變換，當(dāng)上述標(biāo)志為TRUE時(shí)，上述變換器進(jìn)行變換。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，上述比特精度變換信息針對(duì)每個(gè)任意的編碼單位，包含指示解碼圖像的比特精度是否擴(kuò)展M比特的標(biāo)志和表示要擴(kuò)展的比特?cái)?shù)M 的數(shù)據(jù)，并且上述標(biāo)志為FALSE的情況下，上述像素比特精度變換器不進(jìn)行變換，上述標(biāo)志為TRUE的情況下，上述像素比特精度變換器根據(jù)上述表示比特?cái)?shù)M的數(shù)據(jù)縮小上述圖像的各像素的比特精度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像解碼裝置，具有逆多路復(fù)用器，接收用比特精度變換信息和編碼圖像信息多路復(fù)用的編碼數(shù)據(jù)，并且將該編碼數(shù)據(jù)分離成比特精度變換信息和編碼圖像信息；圖像解碼器，對(duì)上述編碼圖像信息進(jìn)行解碼，輸出(N+M)比特精度的解碼圖像；和像素比特精度變換器，根據(jù)上述比特精度變換信息，將(N+M)比特精度的上述解碼圖像的各像素的值變換成N比特精度。
文檔編號(hào)H04N7/36GK102256132SQ20111024363
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者中條健, 野田玲子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝