JP2000165877A - 画像符号化装置及び画像復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画質劣化を伴なわずに符号打ち切りを行うこ
とができる、可変長符号化方式の画像符号化・復号化方
式を提供する。 【解決手段】 ハフマン符号化の過程では、ブロック内
のハフマン符号量（ブロック符号量）を計数し、ブロッ
ク符号量が予め設定された符号量を越えると、打ち切り
指示をアサートして、ハフマン符号化処理を強制的に打
ち切るとともに、ブロックの符号データの最後にＥＯＢ
ｔを入れる。ハフマン復号化の過程では、データ・スト
リーム中にＥＯＢｔを発見することで、符号打ち切りが
行なわれたことを検知する。符号打ち切りが行なわれた
画素ブロックは高周波成分が失われているので、エッジ
の鈍りを回復するための所定の補償処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データの蓄積
や転送等を行なうために画像データを圧縮する画像符号
化装置及び画像復号化装置に係り、特に、ハフマン符号
化などの可変長方式の符号化・復号化処理を行なうタイ
プの画像符号化装置及び画像復号化装置に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、可変長符号化方
式で符号化されたデータが所定符号量を越えたときには
符号打ち切りを行なう画像符号化装置及び画像復号化装
置に関する。

【０００３】

【従来の技術】情報処理、情報通信技術が高度に発達し
た現在、コンピュータ・データのみならず、画像や音声
などの各種データも電子的に取扱われるようになってき
た。

【０００４】このうち、静止画や動画などの原画像デー
タは、一般に、冗長性が高く且つサイズが膨大であり、
そのまま記憶装置に格納したりネットワーク上で伝送し
たりすると、記憶容量や通信負荷が過大となってしま
う。このため、画像データを蓄積したり伝送する際に
は、画像データを一旦符号化して冗長性を取り除いてか
ら蓄積しあるいは伝送するのが一般的となっている。圧
縮された画像データは、伸長処理を施してから利用に供
される。

【０００５】例えば、複写機において電子ソートを行な
うような場合には、読み取った複数頁分の画像データを
蓄積する必要がある。このため、画像データを符号化圧
縮してからハード・ディスク装置に格納することが行な
われている。

【０００６】カラー静止画符号化方式は、例えば、ＩＳ
Ｏ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉ
ｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ：国際
標準化機構）とＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ
−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏ
ｒ：国際電気通信連合電気通信標準化部門）の共同組織
であるＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉ
ｃ Ｃｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）によ
って標準化作業が進められている。このＪＰＥＧに代表
されるように、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎ
ｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変換）を用いた
画像符号化方式が現在多く利用されている。ＤＣＴが採
用されるのは、ＤＣＴが画像の統計的性質に適ってお
り、データ圧縮効率が高まるということにも依拠する。

【０００７】ＤＣＴを用いた画像符号化方式では、一般
に、画像データを８×８のブロックに分割して、ＤＣ
Ｔ、量子化、ハフマン符号化という処理を経て符号化圧
縮される。ハフマン符号化によれば、出現頻度の大きい
信号に対して少ないビットを与えることにより画像信号
の符号量を効率的に削減することができる。また、圧縮
された画像データを伸長して原画像データに復元するに
は、ハフマン復号化、逆量子化、ＩＤＣＴ（逆離散コサ
イン変換）という処理が行なわれる。

【０００８】ＤＣＴを用いたこの種の画像符号化方式に
よれば、総じて高い圧縮率が期待される。しかしなが
ら、ハフマン符号化は可変長符号化方式であるため、取
扱う画像の種類や性質に応じて符号化データ量は変動す
る。このため、先述した電子ソート式の複写機等におい
ては、ハード・ディスク装置に蓄積可能な最大保存枚数
が不定となってしまう。また、ハード・ディスク装置の
データ入出力速度はメモリのそれよりも遅いため、画像
データを一旦メモリに格納してからプリント・エンジン
部に転送するという構造が一般的であるが、可変長符号
化方式では必要なメモリ容量も定まらない。

【０００９】ＪＰＥＧのような可変長符号化方式では、
「符号打ち切り」という処理が採用されている。符合打
ち切りとは、ＤＣＴ係数のうち未符号化のＡＣ成分が全
て非有意係数すなわちゼロとなる場合には、敢えて全て
のＡＣ成分をハフマン符号に変換することはせず、以後
のＡＣ成分が全てゼロであることを示すＥＯＢ（Ｅｎｄ
ｏｆ Ｂｌｏｃｋ）に置き換えて符号化を打ち切るこ
とにより、データの冗長性を低減するというものであ
る。符号データを復号化するときには、符号データ・ス
トリーム中にＥＯＢ符号を検出することにより、残りの
６３番目までのＡＣ成分が全て非有意係数すなわちゼロ
であると判断することができる。

【００１０】また、１つの画像ブロックについての最大
符号量を予め設定しておくことで、符号量を制御すると
いう従来技術もある。この方式では、ある１つの画素ブ
ロックについての符号化の途中で最大符号量を超えた場
合には、それ以降のＤＣＴ係数についての符号化を強制
的に打ち切り、ＥＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃｋ）を
アサートして残りのＤＣＴ係数を全て非有意係数すなわ
ちゼロにする、という処理が行なわれる。

【００１１】また、例えば特開平３−２１３０５９号公
報にはＫ（任意）成分以降の有意係数を強制的に非有意
係数すなわちゼロにする方法が開示されており、特開平
４−１９６６９５号公報には非有意係数がｎ（任意）以
上連続した場合には残りのＡＣ成分を無条件に非有意係
数とみなす方法が提案されている。

【００１２】これら符号量を制御する方法によれは、各
画素ブロックについての符号量の上限値が定まるので、
ハード・ディスクやメモリ等の符号データを蓄積すべき
装置の記憶容量を設定することが可能となるであろう。

【００１３】ところが、ハフマン符号化は、通常、ＤＣ
Ｔ係数のＡＣ成分を、低周波領域から高周波領域に向か
う順（ジグザグ・スキャン）で実行される。したがっ
て、上述したように強制的な符号打ち切りを行なう方法
によれば、本来は画像データ中に存在する筈の高周波成
分が失われることになる。このため、エッジ等の高周波
成分を多く含むブロックでは、エッジが鈍ってしまい、
画像劣化が著しく目立つこともある。

【００１４】略言すれば、符号打ち切りがなされた符号
化データはエッジ部分の画質が劣化するので、エッジ部
分に対して画質改善のための処置が必要となる訳であ
る。

【００１５】他方、画像データ中の鈍ったエッジの画質
を向上させるための公知の画像処理技術は数多ある。

【００１６】例えば、特開平４−４００７５号は、符号
化による画像劣化を防止する技術に開示している。同公
報に係る発明によれば、原画像データの中からエッジを
検出して、エッジとそれ以外の領域に分割して、夫々を
異なる符号化方式でデータ圧縮することで、画像劣化を
回避するようになっている。

【００１７】また、特開平５−２２７４３１号公報で
は、復号画像に対してエッジ検出を行ない、エッジが発
見された場合には所定の画像処理を施して画質の改善を
図っている。

【００１８】しかしながら、特開平４−４００７５号公
報による場合、少なくとも複数の符号化方式を装備する
必要があり、ハードウェア化すると回路は複雑で且つ大
規模なものとなってしまい、コストが増大する。

【００１９】また、特開平５−２２７４３１号公報によ
る場合、既にエッジ成分が鈍っている復号画像からエッ
ジを抽出するようになっているため、エッジ検出の精度
そのものが悪くなり、画質改善は事実上困難であろう。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ハフ
マン符号化などの可変長方式によって画像データの符号
化・復号化処理を行なうタイプの、優れた画像符号化装
置及び画像復号化装置を提供することにある。

【００２１】本発明の更なる目的は、画質劣化を伴なわ
ずに符号打ち切りを行うことができる、可変長符号化方
式の画像符号化装置及び画像復号化装置を提供すること
にある。

【００２２】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、画像データを所定サイズのブロック単位で直交変換
し、量子化し、可変長符号化する画像符号化装置であっ
て、 符号化された各符号の符号長を検出する検出手段
と、 前記検出手段により検出されたブロック内の符号
長を累積する累積手段と、前記累積手段により累積され
た符号長が所定値を越えたことに応答して符号化打ち切
りを指示する指示手段と、前記指示手段によって符号化
打ち切りが指示されたことに応答して符号化が打ち切ら
れたことを示す所定の符号化打ち切り符号を発生する発
生手段と、を含むことを特徴とするものである。

【００２３】本発明の第１の側面に係る画像符号化装置
によれば、ブロック内の符号長が所定値を越えると符号
化を打ち切るので、各画素ブロックの符号化データを設
定符号量以下のサイズに抑えることができる。この結
果、符号化圧縮画像の最大符号量が定まるので、符号化
データを蓄積すべき装置の記憶容量を設定することが可
能となる。

【００２４】また、符号化打ち切りを行なったときには
所定の符号化打ち切り符号を発生するようにしているの
で、後に符号化圧縮画像を復号化伸長するときには、符
号化打ち切り符号を検知することで符号化打ち切りがな
されたことを判断することができる。

【００２５】また、本発明の第２の側面は、画像データ
を符号化するための画像符号化装置であって、原画像デ
ータをｎ×ｎ画素のブロック毎に離散コサイン変換関数
を適用して、ｎ×ｎ個の離散コサイン変換係数に変換す
る離散コサイン変換部と、前記離散コサイン変換部が出
力する各離散コサイン変換係数を量子化する量子化部
と、前記量子化部によって量子化された各離散コサイン
変換係数をハフマン符号化する符号化部と、前記符号化
部によってハフマン符号化されたブロック内のハフマン
符号量の和（ブロック符号量）を計数する計数部と、前
記計数部によって計数されたブロック符号量が予め設定
された符号量を越えてないか否かをチェックし、ブロッ
ク符号量が設定符号量を越えたことに応答して、前記符
号化部によるハフマン符号化処理の打ち切り指示をアサ
ートする符号化制御部と、前記符号化部によってハフマ
ン符号化された符号化データを出力する出力部を備え、
前記符号化部は、打ち切り指示のアサートに応答して、
直前の符号化データを無効化して、符号化が打ち切られ
たことを示す符号化打ち切りハフマン符号に置き換える
ことを特徴とするものである。

【００２６】本発明の第２の側面に係る画像符号化装置
では、離散コサイン変換部において原画像データをｎ×
ｎ画素のブロック毎に離散コサイン変換関数を適用して
ｎ×ｎ個の離散コサイン変換係数に変換し、量子化部に
おいて各離散コサイン変換係数を量子化し、符号化部に
おいて量子化された各ＤＣＴ係数をハフマン符号化を行
なう。

【００２７】ハフマン符号化の過程では、計数部におい
て、ブロック内のハフマン符号量の和、すなわち「ブロ
ック符号量」を計数するようになっている。そして、こ
のブロック符号量が予め設定された符号量の上限値を越
えると、符号化制御部は打ち切り指示をアサートして、
残りの離散コサイン変換係数についてのハフマン符号化
処理を強制的に打ち切るようになっている。このとき、
打ち切りの直前に符号化されたハフマン符号を無効化し
て、これに代わって、符号化が打ち切られたことを示す
所定の符号化打ち切りハフマン符号が出力される。

【００２８】符号打ち切りを行なうことにより、各画素
ブロックは、各画素ブロックの符号化データを設定符号
量以下のサイズに抑えることができる。この結果、符号
化圧縮画像の最大符号量が定まるので、符号化データを
蓄積すべき装置の記憶容量を設定することが可能とな
る。

【００２９】各離散コサイン変換係数についてのハフマ
ン符号は順次つなぎ合わせられて、データ・ストリーム
として形成される。符号化が打ち切られたｎ×ｎ画素ブ
ロックについての符号化データは、データ・ストリーム
の最後に符号化打ち切りハフマン符号が付けられる。し
たがって、後に符号化圧縮画像を復号化伸長するときに
は、符号化打ち切り符号を検知することで符号化打ち切
りがなされたことを判断することができる。

【００３０】また、本発明の第３の側面は、画像データ
をｎ×ｎ画素のブロック単位で離散コサイン変換、量子
化、及びハフマン符号化された画像データを復元するた
めの画像復号化装置であって、符号化データをハフマン
復号化して量子化された離散コサイン係数に復元するハ
フマン復号化部と、量子化された離散コサイン変換係数
を前記ハフマン復号化部から入力するとともに、これを
逆量子化して離散コサイン変換係数に戻す逆量子化部
と、離散コサイン変換係数を前記ハフマン復号化部から
入力するとともに、これをｎ×ｎ画素ブロックに復元す
る逆離散コサイン変換部と、前記逆離散コサイン変換部
によって復元されたｎ×ｎ画素ブロックに対して所定の
補償処理を施す補償部とを備え、ハフマン符号化が打ち
切られた符号化データ・ブロックに対しては所定の符号
化打ち切りハフマン符号が付けられており、前記ハフマ
ン復号化部は符号化打ち切りハフマン符号を検出したこ
とに応答して打ち切り信号をアサートし、前記補償部は
前記打ち切り信号のアサートに応答して所定の補償処理
を実行することを特徴とするものである。

【００３１】本発明の第３の側面に係る画像復号化装置
は、第２の側面に係る画像符号化装置によって符号化さ
れた符号化データを原画像データに復元するための装置
である。この画像復号化装置によれば、符号化データ
は、ハフマン復号化部によってハフマン復号化されて量
子化された離散コサイン変換係数に復元され、逆量子化
部によって逆量子化され、さらに、逆離散コサイン変換
部によって逆離散コサイン変換処理が施されて、元のｎ
×ｎ画素ブロックに復元される。

【００３２】ハフマン復号化部は、符号化データ・スト
リーム中に符号化打ち切りハフマン符号を検知すると、
打ち切り信号をアサートするようになっている。そし
て、補償部は、打ち切り信号のアサートに応答して、所
定の補償処理を実行するようになっている。一般に、符
号打ち切りが行なわれた画素ブロックは高周波成分が失
われているので（前述）、補償部ではエッジの鈍りを回
復するための所定の補償処理を施す訳である。

【００３３】補償処理の一例は、画素データの丸め込み
である。画素値を離散的にすることにより、急峻なエッ
ジを蘇らせる訳である。

【００３４】また、本発明の第４の側面は、画像データ
を所定サイズのブロック単位で直交変換し、量子化し、
可変長符号化する画像符号化装置であって、符号化され
た各符号の符号長を検出する第１の検出手段と、ブロッ
ク中におけるエッジ情報を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段により検出されたブロック内の符号
長を累積する累積手段と、前記累積手段により累積され
た符号長が所定値を越えたことに応答して符号化打ち切
りを指示する指示手段と、前記指示手段によって符号化
打ち切りが指示されたことに応答して、符号化が打ち切
られたことを示す所定の符号化打ち切り符号を発生する
とともに、前記第２の検出手段によって検出されたエッ
ジ情報に対応するパターン符号を前記符号化打ち切り符
号に付加して出力する発生手段と、を含むことを特徴と
するものである。

【００３５】本発明の第４の側面に係る画像符号化装置
と第１の側面に係る画像符号化装置とは、前者が、ブロ
ック中におけるエッジ情報を検出する第２の検出手段を
備えるとともに、発生手段は第２の検出手段によって検
出されたエッジ情報に対応するパターン符号を前記符号
化打ち切り符号に付加して出力するようになっている点
で相違する。ここで言うエッジ情報とは、好ましくは、
元の画像ブロック中に存在する最もアクティブなエッジ
の方向のことである。第２の検出手段がアクティブなエ
ッジ方向として水平、垂直、又は対角という３種類の方
向を検出する場合、符号化打ち切り符号に付加すべきパ
ターン符号は２ビットで済む。このような場合、第４の
側面に係る画像符号化装置によれば、後に符号化圧縮画
像を復号化伸長するときには、符号化打ち切り符号の存
在によってブロックについて符号化打ち切りがなされた
ことを判断できるだけでなく、打ち切りによって失われ
たであろう原画像中のアクティブなエッジ方向を同定す
ることもできる。

【００３６】また、本発明の第５の側面は、画像データ
を符号化するための画像符号化装置であって、原画像デ
ータをｎ×ｎ画素のブロック毎に離散コサイン変換関数
を適用して、ｎ×ｎ個の離散コサイン変換係数に変換す
る離散コサイン変換部と、ｎ×ｎ画素ブロック中におい
てアクティブなエッジ方向を検出する検出部と、前記離
散コサイン変換部が出力する各離散コサイン変換係数を
量子化する量子化部と、前記量子化部によって量子化さ
れた各離散コサイン変換係数をハフマン符号化する符号
化部と、前記符号化部によってハフマン符号化されたブ
ロック内のハフマン符号量の和（ブロック符号量）を計
数する計数部と、前記計数部によって計数されたブロッ
ク符号量が予め設定された符号量を越えてないか否かを
チェックし、ブロック符号量が設定符号量を越えたこと
に応答して、前記符号化部によるハフマン符号化処理の
打ち切り指示をアサートする符号化制御部と、前記ハフ
マン符号化部によってハフマン符号化された符号化デー
タを出力する出力部を備え、前記符号化部は、打ち切り
指示のアサートに応答して、直前の符号化データを無効
化して符号化が打ち切られたことを示す符号化打ち切り
ハフマン符号に置き換えるとともに、前記検出部にて検
出されたアクティブなエッジ方向に対応するアクティブ
・パターン符号を前記符号化打ち切りハフマン符号に付
加して出力することを特徴とするものである。

【００３７】本発明の第５の側面に係る画像符号化装置
と第２の側面に係る画像符号化装置とは、前者が、ｎ×
ｎ画素ブロック中においてアクティブなエッジ方向を検
出する検出部を備えるとともに、符号化部は、検出部に
て検出されたアクティブなエッジ方向に対応するアクテ
ィブ・パターン符号を符号化打ち切りハフマン符号に付
加して出力する点で相違する。このため、後に符号化圧
縮画像を復号化伸長するときには、符号化打ち切り符号
の存在によってブロックについて符号化打ち切りがなさ
れたことを判断できるだけでなく、打ち切りによって失
われたであろう原画像中のアクティブなエッジ方向を同
定することもできる。

【００３８】また、本発明の第６の側面は、画像データ
をｎ×ｎ画素のブロック単位で離散コサイン変換、量子
化、及びハフマン符号化された画像データを復元するた
めの画像復号化装置であって、符号化データをハフマン
復号化して量子化された離散コサイン変換係数に復元す
るハフマン復号化部と、量子化された離散コサイン変換
係数を前記ハフマン復号化部から入力するとともに、こ
れを逆量子化して離散コサイン変換係数に戻す逆量子化
部と、離散コサイン変換係数を前記逆量子化部から入力
するとともに、これをｎ×ｎ画素ブロックに復元する逆
離散コサイン変換部と、前記逆離散コサイン変換部によ
って復元されたｎ×ｎ画素ブロックに対して所定の補償
処理を施す補償部とを備え、ハフマン符号化が打ち切ら
れた符号化データ・ブロックに対しては所定の符号化打
ち切りハフマン符号と元のｎ×ｎ画素ブロックに含まれ
るアクティブなエッジ方向に対応したアクティブ・パタ
ーン符号が付けられており、前記ハフマン復号化部は、
符号化が打ち切られたことを示す符号化打ち切りハフマ
ン符号を検出したことに応答して打ち切り信号をアサー
トし、前記補償部は、前記打ち切り信号のアサートに応
答して、アクティブ・パターン符号に対応した補償処理
を実行することを特徴とするものである。

【００３９】本発明の第６の側面に係る画像復号化装置
は、第５の側面に係る画像符号化装置によって符号化さ
れた符号化データを原画像データに復元するための装置
であるが、補償部は、打ち切り信号のアサートに応答し
て、アクティブ・パターン符号に対応した補償処理を実
行するという点で、第３の側面に係る画像復号化装置と
は相違する。

【００４０】第３の側面に係る画像復号化装置において
は、補償部は、符号化打ち切りに基因するエッジの鈍り
を回復するために、復元された画素値を離散的な値にす
るなど、元の画像データに存在していたエッジの特徴情
報に依らない一律な補償処理しか行うことができなかっ
た。これに対し、第６の側面に係る画像復号化装置によ
れば、符号化打ち切り符号に付加されたアクティブ・パ
ターン符号を参照することで、原画像データ中のアクテ
ィブなエッジ方向に対応した補償処理を実行することが
できる。アクティブ・パターン符号は、後述するよう
に、僅か２ビット長で充分であり、符号化効率に影響を
及ぼすことはない。

【００４１】かかる補償処理の例は、デジタル・フィル
タ処理である。すなわち、各エッジ・パターンに対応し
た複数のデジタル・フィルタを予め用意しておき、ＥＯ
Ｂｔに付加されているパターン符号に従って最適なデジ
タル・フィルタを選択して、復元画像ブロックに対して
フィルタ処理を施せばよい。

【００４２】要するに、本発明によれば、画像符号化時
に符号打ち切りを行なった場合には、打ち切り発生を示
す符号化打ち切り符号を発生する。画像復号化時には、
符号化打ち切り符号を検出することで、打ち切られた画
素ブロックのみを選択的に画像処理を施すことができ
る。この結果、符号化圧縮画像の最大符号量を設定しな
がら画質の劣化を最小限に抑えることが可能となる訳で
ある。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。

【００４４】図１には、本発明の第１の実施例に係る画
像符号化・復号化装置１００のハードウェア構成を模式
的に示している。但し、画像符号化部分と復号化部分
は、必ずしも同一装置内に収容されている必要はなく、
夫々、画像符号化装置と画像復号化装置として物理的に
独立して存在していてもよい。

【００４５】画像符号化部分は、ＤＣＴ回路１０１と、
量子化回路１０２と、ハフマン符号化回路１０３と、符
号量制御回路１０４と、パッキング回路１０５とで構成
される。

【００４６】ＤＣＴ回路１０１は、８×８画素を１つの
ブロック単位として、２次元ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変
換）処理を行なう。

【００４７】ここで、ＤＣＴとは、画素ブロックに対し
てＤＣＴ関数を適用して、画像に関する情報を周波数成
分に関する情報に変換することであり、直交変換符号方
式の１つである。［数１］にはＤＣＴ関数を示してい
る。

【００４８】

【数１】

【００４９】ＤＣＴを適用することにより、各画素値Ｐ
_xy（ｘ，ｙ＝０，…，７）からなる８×８画素ブロック
の画像情報から６４個のＤＣＴ係数Ｓ_uv（ｕ，ｖ＝０，
…，７）が得られることを理解されたい。なお、ＤＣＴ
関数自体は当業界において周知である。例えば遠藤敏明
著「カラー静止画像の国際標準符号化方式―ＪＰＥＧア
ルゴリズム―」（インターフェース，１９９１年１２月
号、Ｐ．１６０〜Ｐ．１８２）を参照されたい。

【００５０】ＤＣＴ回路１０１から出力される１画素ブ
ロック分のＤＣＴ係数は、８×８マトリクスの２次元的
なＤＣＴ係数表として表される。図２には、ＤＣＴ係数
表を示している。このＤＣＴ係数表は、１個のＤＣ（直
流）成分Ｓ₀₀と、周波数成分の係数に相当する６３個の
ＡＣ（交流）成分Ｓ₀₁，Ｓ₀₂，…，Ｓ₇₇で構成される。
先頭のＤＣ成分は８×８個のＤＣＴ係数の平均値を意味
する。また、各ＡＣ成分は、元の画素ブロック内の周波
数成分に相当する。ＤＣＴ係数表の水平軸は原画素ブロ
ックにおける横方向空間周波数を意味し、また、垂直軸
は縦方向空間周波数を意味する（周知）。

【００５１】なお、ＤＣＴは、例えば、入力される画像
データの動きに従って随時符号化パラメータを変えるＡ
ＤＣＴ（適応ＤＣＴ）であってもよい。

【００５２】量子化回路１０２は、高い符号化効率を得
るために、各ＤＣＴ係数を量子化する。より具体的に
は、量子化回路１０２は、各ＤＣＴ係数の位置に対応す
る量子化閾値を格納した量子化テーブル（図示しない）
を持ち、ＤＣＴ回路１０１から入力されたＤＣＴ係数を
対応する量子化閾値で逐次除算して量子化を行ない、量
子化された各ＤＣＴ係数をハフマン符号化回路１０３に
渡す。

【００５３】ハフマン符号化回路１０３は、ハフマン符
号テーブル（後述）を用いて、量子化されたＤＣＴ係数
の系列に符号割当てを施す。

【００５４】また、本実施例のハフマン符号化回路１０
３は、発生した符号量を符号量制御回路１０４に逐次出
力するようになっている。ハフマン符号化回路１０３に
ついては、後に詳解する。

【００５５】符号量制御回路１０４では、各画素ブロッ
ク毎に発生する符合量の制御を行なう。すなわち、 （１）ＡＣ成分のラン・レングスをチェックし、残りの
ＡＣ成分が全て非有意係数すなわちゼロであると判定す
ると、ブロック終了信号をアサートする。このブロック
終了信号のアサートに応答して、ハフマン符号化回路１
０３は、残りのＡＣ成分が全てゼロであることを示すハ
フマン符号（ＥＯＢ）を出力して、当該画素ブロック内
の符号化処理を終了する。 （２）画素ブロック毎に符号量を計数し、係数値が予め
設定されたブロック符号量を越えたときには、打ち切り
指示信号をアサートする。この打ち切り指示信号のアサ
ートに応答して、ハフマン符号化回路１０３は、以後の
ＤＣＴ係数のハフマン符号化処理を強制的に打ち切ると
ともに、符号化が打ち切られたことを示すハフマン符号
（ＥＯＢｔ）を出力して、当該ブロック内の符号化処理
を終了する。

【００５６】ハフマン符号化回路１０３が出力する各符
号データは、パッキング回路１０５によって一連のデー
タ・ストリームの形式にパッキングされる。この符号化
圧縮されたデータ・ストリームは、例えばハード・ディ
スク装置（ＨＤＤ）１０６のような大容量の外部記憶装
置に一旦格納される。画像データをＨＤＤ１０６から取
り出すときには、電子ソートなどを行なってもよい。ま
た、データ・ストリームは、記憶装置１０６に蓄積され
るのではなく、図示しない伝送媒体を経由して、他の装
置（例えば画像復号化装置）に転送されてもよい。

【００５７】次に、画像符号化・復号化装置１００の復
号化部分について説明する。符号化圧縮されたデータ・
ストリームは、基本的には、符号化とは逆の処理を施す
ことで元の画像データに復元される。この復号化部分
は、ハフマン復号化回路１０７と、逆量子化回路１０８
と、逆ＤＣＴ回路１０９と、タグ同期回路１１０と、丸
め回路１１１とで構成される。

【００５８】ハフマン復号化回路１０７は、ＨＤＤ１０
６から取り出した符号化データを、量子化されたＤＣＴ
係数に戻す。また、ＥＯＢｔに相当する符号を検出した
ならば、タグ同期回路１１０に対してＥＯＢｔ信号をア
サートする。ハフマン復号化回路１０７については、後
に詳解する。

【００５９】逆量子化回路１０８は、量子化されたＤＣ
Ｔ係数の各々を、量子化テーブル中の対応する量子化し
きい値で乗算して、量子化前のＤＣＴ係数に戻す。逆量
子化回路１０８では、量子化回路１０２と同じ量子化テ
ーブルを適用する。

【００６０】逆ＤＣＴ回路１０９は、ＤＣＴ係数に対し
て［数２］に示すＤＣＴ逆変換を適用して、６４個の成
分Ｓ_uvからなるＤＣＴ係数表を、８×８画素ブロックの
画像データＰ_xy（ｘ，ｙ＝０，…，７）に復元する。

【００６１】

【数２】

【００６２】丸め回路１１１は、逆ＤＣＴ回路１０９か
らブロック単位の画像データを受け取るとともに、この
画素ブロックに対応する打ち切り信号をタグ同期回路１
１０経由で同期的に入力する。ＥＯＢｔ信号がアサート
されていたならば、個々の画素レベルは予め設定されて
いるｎ種類のレベル（ｎ＝９では、０，３２，６４，９
２，１２８，１６０，１９２，２２４，２５６の各レベ
ル）のうち最も近いレベルに丸められる。この結果、復
号化された画素ブロック中の各画素は離散的な画素値を
持つことになり、エッジが回復される。

【００６３】図３には、ハフマン符号化回路１０３の内
部構造を詳細に示したブロック図である。以下、これに
ついて説明する。

【００６４】ハフマン符号化回路１０３は、ＤＣハフマ
ン符号テーブル２０７とＡＣハフマン符号テーブル２０
８を個別に持ち、ＤＣＴ係数のＤＣ成分とＡＣ成分とで
異なる符号化処理を施す。

【００６５】ＤＣ成分は、８×８個のＤＣＴ係数の平均
値を意味する。ＤＣ成分の符号化は、１つ前のブロック
の同一色成分についてのＤＣ成分との差分（ΔＤＣ）を
用いて符号化される。ＣＧ（コンピュータ・グラフィッ
クス）画像のように線分で形成される特殊な画像を除い
て、通常の画像データは隣接ブロック間で平均値が大き
く変化することはない。このため、差分ΔＤＣはゼロ近
傍に集中し、高能率な符号化が期待できるという訳であ
る。

【００６６】量子化されたＤＣＴ係数のＤＣ成分は、全
ブロックの値を保持するレジスタ２０２と、差分をとる
ための減算器２０３に入力される。差分値ΔＤＣは、マ
ルチプレクサ２０５を経由して、グループ化回路２０６
に入力される。

【００６７】グループ化回路２０６では、図４に示すよ
うなグループ化テーブルに従ってグループ化を行ない、
差分値ΔＤＣをグループ番号（ＳＳＳＳ）と付加ビット
の形式で表現する。グループ番号とは、グループ化テー
ブル中で差分値ΔＤＣに対応する番号のことであり、付
加ビットとは、同一グループ内で差分値ΔＤＣの小さい
順に与えられる値である。例えば、差分値ΔＤＣが−７
であればグループ＃３であり、また、同グループ内で最
小の値なので付加ビットは０００である。グループ番号
（ＳＳＳＳ）はＤＣハフマン符号テーブル２０７に入力
され、付加ビットは後続のパッキング回路１０５に入力
される。

【００６８】ＤＣハフマン符号テーブル２０７では、入
力したグループ番号（ＳＳＳＳ）を、これに該当するＤ
Ｃハフマン符号語に置き換えて、後続のパッキング回路
１０５に出力する。例えば、ＤＣハフマン符号テーブル
２０７上において、グループ＃３に対してＤＣハフマン
符号”１００”が割り当てられていれば、入力された差
分値ΔＤＣ＝−７に対してＤＣハフマン符号”１００”
が出力される。

【００６９】グループ番号（ＳＳＳＳ）に対して割り当
てられたＤＣハフマン符号の後ろに付加ビットを連結し
たものが、ハフマン符号化回路１０３のパッキング回路
１０５に対する出力符号となる。ハフマン符号＋付加ビ
ットは「シンボル」とも呼ばれる。

【００７０】また、本実施例のＤＣハフマン符号テーブ
ル２０７は、発生符号量を符号量制御回路１０４に逐次
出力する。ここで言う発生符号量とは、差分値ΔＤＣに
対応する符号語の符号長と付加ビット長の和のことであ
る。

【００７１】他方、量子化されたＤＣＴ係数のＡＣ成分
は、８×８マトリックスのＤＣＴ係数表をジグザグ・ス
キャンする形式で１次元的に並べ変えられて、まず、比
較器２０１に入力されて、ＡＣ成分が非有意係数か否か
を判断する。図５には、ＤＣＴ係数表をジグザグ・スキ
ャンする様子を模式的に示している。

【００７２】ＡＣ成分が非有意係数すなわちゼロであれ
ば、ラン・カウンタ２０４にてラン長が１ずつカウント
・アップされる。また、このとき、符号量制御回路１０
４に入力されているラン・イネーブル信号がアサートさ
れる。

【００７３】ＡＣ成分が有効係数すなわちゼロ以外の値
であれば、ラン・カウンタ２０４はそれまでにカウント
していたラン・レングス（ＲＲＲＲ）をＡＣハフマン符
号テーブル２０８に出力する。また、グループ化回路２
０６は、マルチプレクサ２０５を経由してＡＣ成分を入
力しており、ＡＣ成分が有効係数の場合には該当するグ
ループ番号（ＳＳＳＳ）をＡＣハフマン符号テーブル２
０８に出力する。グループ番号は、図６に示すグループ
化テーブルを検索することで得られる。但し、グループ
番号だけではグループしか特定できないので、グループ
内の順番を示す付加ビットも出力する。

【００７４】ＡＣハフマン符号テーブル２０８では、ラ
ン・レングス（ＲＲＲＲ）とグループ番号（ＳＳＳＳ）
との組み合わせに対してハフマン符号を割り当てる。Ａ
Ｃハフマン符号の後ろに付加ビットを連結したものが、
ハフマン符号化回路１０３のパッキング回路１０５に対
する出力符号となる。ハフマン符号＋付加ビットは「シ
ンボル」とも呼ばれる。

【００７５】本実施例のＡＣハフマン符号テーブル２０
８は、前述したように、ブロック終了信号がアサートさ
れたときには、以後のＡＣ成分が全て非有意係数すなわ
ちゼロであることを示すシンボルＥＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ
Ｂｌｏｃｋ）に相当するハフマン符号を出力する。ま
た、打ち切り信号がアサートされたときには、直前に発
生したＡＣハフマン符号を無効化し、符号化打ち切りを
示すシンボルＥＯＢｔ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃｋ ｔ
ｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）に相当するハフマン符号に置き
換えて出力して、処理中の画素ブロックについての残り
のハフマン符号化を強制的に打ち切る。したがって、ブ
ロック終了又は符号打ち切りにより符号化が終了した画
素ブロックについての符号データの最後には、夫々、シ
ンボルＥＯＢ又はＥＯＢｔが付されることになる。

【００７６】また、本実施例のＡＣハフマン符号テーブ
ル２０８は、発生符号量を符号量制御回路１０４に逐次
出力する。ここで言う発生符号量とは、ＡＣハフマン符
号長と付加ビット長の和のことである。

【００７７】既に述べたように、符号量制御回路１０４
は、８×８画素で構成される各画素ブロック毎に発生す
るハフマン符号量を制御するための装置であり、より具
体的には、画素ブロック内の発生符号量が所定値を越え
ると、以後の符号化を強制的に打ち切るような制御動作
を実現する。このため、符号量制御回路１０４は、発生
符号量やラン・レングスなど符号量に関するデータをハ
フマン符号化回路１０３から入力するとともに、符号化
終了や打ち切りを指示する各信号をハフマン符号化回路
１０３に出力している。

【００７８】図７には、符号量制御回路１０４の制御動
作をフローチャートの形式で示している。以下、該フロ
ーチャートの各ステップについて説明する。

【００７９】８×８画素ブロックについての符号化開始
とともに、該フローチャートもスタートする。まず、変
数Ｊをゼロに初期化する。Ｊは、８×８マトリックスを
ジグザグ・スキャンする形式で１次元的に並べ変えられ
たＤＣＴ係数の順番を示す。

【００８０】ステップＳ１１では、Ｊ＝０、すなわちＤ
ＣＴ係数のＤＣ成分を符号化したときの発生符号量を、
変数「ブロック符号量」に代入する。発生符号量は、Ｄ
Ｃハフマン符号長と付加ビット長の和であり、夫々ＤＣ
ハフマン符号テーブル２０７とグループ化回路２０６か
ら送られてくる（前述）。

【００８１】次いで、ステップＳ１２では、Ｊ番目のＤ
ＣＴ係数が非有意係数すなわちゼロか否かを判別する。
ＤＣＴ係数がゼロであれば、Ｊが６３（すなわち最後の
ＡＣ成分）に到達するまでゼロが続くか否かを、ステッ
プＳ１３及びＳ１４で構成される閉ループにより確認す
る。

【００８２】処理中の画素ブロックについての残り全て
のＤＣＴ係数がゼロであれば、ＡＣハフマン符号テーブ
ル２０８に対してブロック終了信号をアサートして（ス
テップＳ１５）、この処理ルーチンを終了する。ＡＣハ
フマン符号テーブル２０８は、ブロック終了信号のアサ
ートに応答して、残り全てのＤＣＴ係数がゼロであるこ
とを示すシンボルＥＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃｋ）
に相当するハフマン符号を出力して、当該画素ブロック
についてのハフマン符号化処理を終了する。なお、ＥＯ
Ｂについては、［従来の技術］の項で説明した通りであ
る。

【００８３】他方、Ｊ番目のＤＣＴ係数がゼロでなけれ
ば、この時点までにＤＣＴ係数をハフマン符号化して発
生した符号量の和、すなわち「ブロック符号量」を求め
る（Ｓ１６）。各ＤＣＴ係数をハフマン符号化したとき
の発生符号量は、ハフマン符号長とその付加ビット長の
和であり、ＤＣハフマン符号テーブル２０７又はＡＣハ
フマン符号テーブル２０８とグループ化回路２０６の各
々から逐次出力される。符号量制御回路１０４では、こ
の発生符号量を計数することでブロック符号量を求める
ことができる。

【００８４】次いで、ブロック符号量が予め設定された
符号量の上限値を越えていないか否かをチェックする
（ステップＳ１７）。

【００８５】ブロック符号量が設定符号量を越えてしま
うと、符号量制御回路１０４は、打ち切り指示信号をア
サートして（ステップＳ１８）、この処理ルーチンを終
了する。他方、ＡＣハフマン符号テーブル２０８では、
この打ち切り指示信号のアサートに応答して、直前に符
号化したハフマン符号を無効化し、シンボルＥＯＢｔ
（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃｋ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏ
ｎ）に相当するハフマン符号に置き換えて出力するとと
もに、残りのＤＣＴ係数（ＡＣ成分）についての符号化
処理を強制的に打ち切る。ＥＯＢｔは、前述したよう
に、丸め回路１１１による画像復号化時のエッジ補完の
ために利用される。

【００８６】また、判断ブロックＳ１７において、ブロ
ック符号量が設定符号量を越えていない場合には、符号
量制御回路１０４は、ブロック終了信号と符号打ち切り
信号の双方をネゲート状態に保つ。これら両信号のネゲ
ートに応答して、ＡＣハフマン符号テーブル２０８は、
Ｊ番目のＤＣＴ係数（ＡＣ成分）についてハフマン符号
を発生する（ステップＳ１９）。

【００８７】次いで、ステップＳ２０では変数Ｊが６３
に到達していないか、すなわち未処理のＤＣＴ係数（Ａ
Ｃ成分）が残っているか否かを判断する。未処理のＤＣ
Ｔ係数が残っていれば、ステップＳ２１でＪを１だけ増
分してからステップＳ１２に復帰し、後続のＤＣＴ係数
について上記と同様の処理を繰り返す。

【００８８】また、Ｊが６３に到達していれば、判断ブ
ロックの分岐Ｙｅｓに進み、当該処理ルーチンを終了す
る。

【００８９】要するに、符号化制御回路１０４は、残り
のＡＣ成分が全て非有意係数すなわちゼロであればブロ
ック終了信号をアサートする。ＡＣハフマン符号テーブ
ル２０８は、これに応答して、シンボルＥＯＢ（Ｅｎｄ
ｏｆ Ｂｌｏｃｋ）に相当するハフマン符号を発生し
て、当該ブロックについての符号化を終了するので、ブ
ロック符号量が節減される。また、ブロック符号量が設
定符号量を超えた場合には、符号化制御回路１０４は、
打ち切り指示信号をアサートする。ＡＣハフマン符号テ
ーブル２０８では、これに応答してシンボルＥＯＢｔ
（Ｅｎｄ ｏｆＢｌｏｃｋ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）
に相当するハフマン符号を発生して、当該ブロックにつ
いての符号化処理を強制的に終了するので、ブロック符
号量は所定値以下に抑えられる。

【００９０】図８には、ハフマン符号化された画素ブロ
ックのデータ構造を模式的に示している。前述したよう
に、各画素ブロックの符号化データはパッキング回路１
０５によってデータ・ストリームの形式にパッキングさ
れている。

【００９１】同図に示すように、各画素ブロックの符号
化データは、ＤＣＴ係数のＤＣ成分とＡＣ成分の各々に
ついてのハフマン符号が連結して構成される。同図にお
いて、Ｃ _x ^yというシンボルは、第ｘ番目の画素ブロッ
クについての第ｙ番目のシンボルを指す。

【００９２】図８において、第Ｊ番目の画素ブロック
は、第ｌ＋１番目以降のＡＣ成分が全て非有意係数すな
わちゼロのため、ブロック終了により符号化が終了した
例である。この場合、符号データはシンボルＥＯＢに相
当するハフマン符号で終了している。

【００９３】また、第Ｊ＋１番目の画素ブロックは、発
生符号量が所定の上限値を越えることなく、全てのＡＣ
成分についての符号化がなされている例である。

【００９４】また、第Ｊ＋２番目の画素ブロックでは、
第ｎ＋１番目のＡＣ成分についてハフマン符号化を行な
ったときに発生符号量が所定の上限値を越えてしまった
例である。この場合、当該ブロック内の符号化処理は強
制的に打ち切られる。また第ｎ＋１番目のＡＣ成分につ
いて発生したハフマン符号は無効化され、シンボルＥＯ
Ｂｔに相当するハフマン符号を以って符号データが終了
する。

【００９５】図９には、ハフマン復号化回路１０７の内
部構造を詳細に示したブロック図である。以下、これに
ついて説明する。

【００９６】ＨＤＤ１０６から取り出された（若しくは
図示しない伝送路を経由して受け取った）データ・スト
リームは、バッファ２５１に一時蓄積される。

【００９７】次いで、アンパック回路２５２では、デー
タ・ストリームから各シンボル毎に符号化データが切り
出される。

【００９８】符号化データは、ＤＣハフマン復号化テー
ブル２５５及びＡＣハフマン復号化テーブル２５６に送
られて、デコードされる。ＤＣハフマン復号化テーブル
２５５とＡＣハフマン復号化テーブル２５６は、ＤＣハ
フマン符号化テーブル２０７及びＡＣハフマン符号化テ
ーブル２０８の各々における符号化処理とはほぼ逆の手
順によりハフマン復号化処理を行う。すなわち、ＤＣハ
フマン復号化テーブル２５５は、ＤＣ成分についてのグ
ループ番号（ＳＳＳＳ）とその付加ビットを出力し、Ａ
Ｃハフマン復号化テーブル２５６は、ＡＣ成分について
のラン・レングス（ＲＲＲＲ）とグループ番号（ＳＳＳ
Ｓ）の組とその付加ビットを出力する。

【００９９】デコードされた符号がＤＣ成分であれば、
マルチプレクサ２５７及び２５８は、夫々、ＤＣハフマ
ン復号化テーブル２５５から出力されたハフマン符号長
と、ラン・レングス（ＲＲＲＲ）及びグループ番号（Ｓ
ＳＳＳ）を、選択的に出力する。また、デコードされた
符号がＡＣ成分であれば、マルチプレクサ２５７及び２
５８は、ＡＣハフマン復号化テーブル２５６からの各出
力を選択する。

【０１００】１つのＤＣＴ係数成分についての符号化デ
ータは、ハフマン符号と付加ビットが連結して構成され
る。そこで、シフト回路２５３では、ハフマン符号長の
分だけ左側シフトして、付加ビットの頭出しを行なう。
さらに、後続のシフト回路２５４では、”１１”からグ
ループ番号（ＳＳＳＳ）を引いた差分だけ右側シフトし
て、符号化データの中から付加ビットのみを取り出す。

【０１０１】取り出されたグループ番号（ＳＳＳＳ）や
ラン・レングス（ＲＲＲＲ）とグループ番号（ＳＳＳ
Ｓ）の組は、逆量子化回路５０４（前述）に送り出され
る。

【０１０２】本実施例のＡＣハフマン復号化テーブル２
０６は、符号化データをデコードしている間にＥＯＢｔ
を検出すると、タグ同期回路１１０（前述）に対してＥ
ＯＢｔ信号をアサートするとともに、残りのＡＣ成分に
係る符号化データに対しての復号化処理を終了する。こ
の終了動作は、通常のＥＯＢ動作に従ってもよい。

【０１０３】他方、加算器２６０では、符号化データに
ついてのハフマン符号長とグループ番号（ＳＳＳＳ）の
和が求められ、アンパック回路２５２に入力される。ア
ンパック回路２５２では、この入力データを基に、符号
化データからデコードしたデータを取り除いて、次の符
号化データの頭出しを行なう。

【０１０４】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図１０には、第２の実施例に係る画像符号化・復
号化装置５００のハードウェア構成を模式的に示してい
る。第１の実施例に係る装置１００と同様に、画像符号
化部分と復号化部分は、必ずしも同一装置内に収容され
ている必要はなく、夫々、画像符号化装置と画像復号化
装置として物理的に独立して存在していてもよい。

【０１０５】第２の実施例と第１の実施例との主な相違
点は、ＤＣＴ回路５０１と量子化回路５０２との間にパ
ターン分類回路５１１を配設した点である。

【０１０６】画像符号化の過程において、このパターン
分類回路５１１は、ＤＣＴ回路５０１から送られてきた
ＤＣＴ係数から、８×８画素ブロック中に垂直、水平、
又は対角のいずれかの方向にエッジが存在するかどうか
を判定する。そして、判定されたエッジ・パターンに対
応するアクティブ・パターン番号が、量子化回路５０２
を介してハフマン符号化回路５０３に送られる。パター
ン分類回路５１１の構成や動作特性については後に詳解
する。

【０１０７】パターン分類回路５１１が８×８画素ブロ
ック中でエッジを検出し、さらに、当該画素ブロックの
符号化処理において符号打ち切りが発生したときには、
図１１に示すように、ＥＯＢｔを示すハフマン符号の後
に、エッジ・パターンの分類を示すアクティビティ・パ
ターン番号が付加される。

【０１０８】アクティビティ・パターンのビット数は、
分類するパターン数によって定まる。本実施例のように
垂直、水平、対角の３種類に仕分けするのであれば２ビ
ットで足りる。本実施例では、垂直、水平、対角の各エ
ッジ・パターンに対して夫々パターン番号”０１”、
”１０”、 ”１１”が割り当てられている。

【０１０９】他方、符号化圧縮されたデータは、第１の
実施例と同様に、符号化とは逆の処理を施すことで元の
画像データに復元される。復号化部分は、ハフマン復号
化回路５０７と、逆量子化回路５０８と、逆ＤＣＴ回路
５０９と、タグ同期回路５１０と、丸め回路５１２とで
構成される。

【０１１０】ハフマン復号化回路５０７は、ＨＤＤ５０
６から取り出した符号化データを、量子化されたＤＣＴ
係数に戻す。また、ハフマン復号化回路５０７は、ＥＯ
Ｂｔに相当するハフマン符号を検出したならば、ＥＯＢ
ｔに付加されているアクティビティ・パターン番号をタ
グとしてタグ同期回路５１０に送る。他方、画素ブロッ
クの符号データの最後にＥＯＢｔを発見しない、すなわ
ち打ち切りが行なわれていないときには、タグとして”
００”をタグ同期回路５１０に出力する。

【０１１１】タグ同期回路５１０は、逆ＤＣＴ回路５０
９が復元した８×８画素ブロックのデータを出力するの
に同期して、入力されたタグをデジタル・フィルタ５１
２に渡す。

【０１１２】デジタル・フィルタ５１２は、各エッジ・
パターン毎のフィルタを備えている。各フィルタは該当
する方向のエッジを精鋭化する性質を持つ。デジタル・
フィルタ５１２は、逆ＤＣＴ回路１０９からブロック単
位の画像データを受け取るとともに、この画素ブロック
に対応するタグをタグ同期回路１１０経由で同期的に入
力する。そして、タグに該当するフィルタを用いて画素
ブロックに対してデジタル・フィルタ処理を施し、指定
された方向のエッジ・パターンを回復せしめる。

【０１１３】図１２には、デジタル・フィルタ５１２が
フィルタリング処理に用いる各フィルタを例示してい
る。符号打ち切りが行なわれたブロックでは、高周波成
分の欠如によってエッジが鈍っている。しかしながら、
本実施例では、タグは処理中の画素ブロックに含まれる
エッジ方向を示しているので、劣化した方向のみを精鋭
化するフィルタを選択的に用いることで、画質を改善す
ることができる。

【０１１４】例えば、アクティビティ・パターンが垂直
エッジを示すの”０１”ときには図１２（ａ）に示すフ
ィルタが用いられる。同様に、アクティビティ・パター
ンが水平エッジ又は対角エッジを示すときには、夫々、
図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すフィルタが用いら
れる。

【０１１５】図１３には、パターン分類回路５１１の内
部構造を詳細に示している。以下、同図を参照しなが
ら、パターン分類回路５１１の構成と動作特性について
説明する。

【０１１６】ＤＣＴ回路５０１から逐次送られてくるＤ
ＣＴ係数は、まず、絶対値変換回路７０１と先入れ先出
し（ＦＩＦＯ）形式のバッファ７１０に入力される。こ
のうち、絶対値変換回路７０１では、ＤＣＴ係数を絶対
値すなわち正数に置き換える。

【０１１７】後続の７０２，７０３，７０４は、夫々、
垂直エッジ、水平エッジ、及び対角エッジを表す係数を
累積するためのレジスタである。また、７０５，７０
６，７０７は、各レジスタの累積値の累積を求めるため
の加算器である。

【０１１８】制御回路７０８は、ブロック同期信号をＤ
ＣＴ回路５０１から入力しており、絶対値変換回路７０
１に対するＤＣＴ係数の入力と同期的にパターン分類動
作を行なう。そして、垂直、水平、対角の各々に相当す
る位置（同図中の’１’が書き込まれた場所に対応す
る）のＤＣＴ係数が送られてきたときに、レジスタ７０
２，７０３，７０４のうち該当するレジスタに対してイ
ネーブル信号をアサートする。各レジスタでは、イネー
ブル信号がアサートされる度に、そのとき入力されたＤ
ＣＴ係数値を累積していく。

【０１１９】垂直、水平、及び対角の各方向のＤＣＴ係
数は２次元ＤＣＴ係数表の所定位置に現れることが知ら
れている。すなわち、垂直エッジ・パターンに係るＤＣ
Ｔ係数は、図１４に示すテーブル中のビット１が書き込
まれた位置に集まる。同様に、水平エッジ・パターン及
び対角エッジ・パターンは、夫々、図１５及び図１６に
示す各テーブル中のビット１が書き込まれた位置に集ま
る。制御回路７０８は、図１３乃至図１５に示すような
各エッジ・パターン・テーブルを参照することで、アサ
ートすべきイネーブル信号を特定することができる。

【０１２０】１つの画素ブロックについて上述のパター
ン分類動作を終えた時点では、画素ブロック中に存在す
る最も強いエッジ方向に該当するレジスタが最大の累積
値を持つことになる。比較器７０９は、各レジスタ７０
２，７０３，７０４の累積値を入力して、最大値を示す
エッジを判定して、対応するパターン番号をアクティビ
ティ・パターン番号として出力する。例えば、垂直エッ
ジ・パターンと判定されたときには、パターン番号”０
１”が出力される。パターン番号は、量子化回路５０２
経由でハフマン符号化回路５０３に渡される。

【０１２１】また、パターン分類動作の終了と同期し
て、ＦＩＦＯバッファ７１０に蓄えておいたＤＣＴ係数
が量子化回路５０３に転送される。

【０１２２】図１７には、第２の実施例に係るハフマン
符号化回路５０３の内部構成を詳細に示している。この
ハフマン符号化回路５０３と第１の実施例におけるハフ
マン符号化回路１０３（図２を参照のこと）との主な相
違点は、パターン分類回路５１１から入力したアクティ
ビティ・パターン番号を一時蓄えるためのレジスタ９１
１と、アクティビティ・パターンを付加ビットとしてＥ
ＯＢｔに付加するためのマルチプレクサ９０１を備えて
いる点である。以下、ハフマン符号化回路５０３の構成
と動作特性について詳解する。

【０１２３】前述のパターン分類回路５１１が発生した
アクティビティ・パターン番号は、レジスタ９１１に一
時蓄えられる。

【０１２４】符号量制御回路５０４が符号化打ち切り指
示信号をアサートし、これに応答してＡＣハフマン符号
テーブル９０８がシンボルＥＯＢｔに相当するハフマン
符号を発生する。また、マルチプレクサ９１０では、打
ち切り指示信号のアサートに応答して、グループ化回路
９０６が出力する付加ビットに代えて、レジスタ９１１
に格納されたアクティビティ・パターン番号を出力す
る。この結果、図１１（前述）に示すように、ＥＯＢｔ
に相当するハフマン符号とアクティビティ・パターン番
号が連結したシンボルがハフマン符号化回路５０３から
出力されることになる。

【０１２５】ＥＯＢｔがアサートされた場合の発生符号
長は、ＥＯＢｔ自体の符号長とアクティビティ・パター
ン長の和となる。

【０１２６】図１８には、本発明の第２の実施例に係る
画像符号化・復号化装置５００におけるハフマン復号化
装置５０７の内部構成を詳細に示している。このハフマ
ン復号化装置５０７が第１の実施例に係るハフマン復号
化装置１０７と相違する主な点は、符号化打ち切りを示
すシンボルＥＯＢｔにアクティビティ・パターン番号が
付加されたデータ（図１１を参照のこと）を入力し、且
つこれを処理する点である。

【０１２７】本実施例のＡＣハフマン復号化テーブル９
５６では、ＥＯＢｔのグループ番号（ＳＳＳＳ）値をア
クティブ・パターン番号のビット数（＝ｎ）と等しく設
定されている。

【０１２８】マスク回路９６２では、ＥＯＢｔ信号がア
サートされると、マルチプレクサ９５７から入力される
グループ番号（ＳＳＳＳ）をマスクして、ゼロに書き換
えるようになっている。

【０１２９】また、シフト回路９５３の出力のうち上位
ｎビットを、アクティビティ・パターン番号としてタグ
同期回路５１０（前述）に出力する。

【０１３０】デジタル・フィルタ５１２（前述）は、Ｅ
ＯＢｔがアサートされたことに応答して、このアクティ
ビティ・パターン番号出力を有効なものとして扱う。す
なわち、アクティビティ・パターン番号に対応するフィ
ルタを選択して、画素ブロックにデジタル・フィルタ処
理を施す。

【０１３１】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示とい
う形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈
されるべきではない。本発明の要旨を判断するために
は、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきで
ある。

【０１３２】

【発明の効果】本発明の第１及び第２の側面に係る画像
符号化装置によれば、ブロック内の符号長が所定値を越
えると符号化を打ち切るので、各画素ブロックの符号化
データを設定符号量以下のサイズに抑えることができ
る。この結果、符号化圧縮画像の最大符号量が定まるの
で、符号化データを蓄積すべき装置の記憶容量を設定す
ることが可能となる。

【０１３３】また、符号化打ち切りを行なったときには
所定の符号化打ち切り符号を発生するようにしているの
で、後に符号化圧縮画像を復号化伸長するときには、符
号化打ち切り符号を検知することで符号化打ち切りがな
されたことを判断することができる。

【０１３４】本発明の第３の側面に係る画像復号化装置
によれば、第２の側面に係る画像符号化装置によって符
号化された符号化データを原画像データに好適に復元す
ることができる。この画像復号化装置では、符号化デー
タは、ハフマン復号化部によってハフマン復号化されて
量子化された離散コサイン変換係数に復元され、逆量子
化部によって逆量子化され、さらに、逆離散コサイン変
換部によって逆離散コサイン変換処理が施されて、元の
ｎ×ｎ画素ブロックに復元される。

【０１３５】ハフマン復号化部は、符号化データ・スト
リーム中に符号化打ち切りハフマン符号を検知すると、
打ち切り信号をアサートするようになっている。そし
て、補償部は、打ち切り信号のアサートに応答して、所
定の補償処理を実行するようになっている。一般に、符
号打ち切りが行なわれた画素ブロックは高周波成分が失
われているが、補償部ではエッジの鈍りを回復するため
の所定の補償処理を施すことができる。

【０１３６】本発明の第４及び第５の側面に係る画像符
号化装置では、ブロック中においてアクティブなエッジ
方向を検出するとともに、検出されたアクティブなエッ
ジ方向に対応するアクティブ・パターン符号を符号化打
ち切り符号に付加して出力するようになっている。この
ため、後に符号化圧縮画像を復号化伸長するときには、
符号化打ち切り符号の存在によってブロックについて符
号化打ち切りがなされたことを判断できるだけでなく、
打ち切りによって失われたであろう原画像中のアクティ
ブなエッジ方向を同定することもできる。

【０１３７】本発明の第６の側面に係る画像復号化装置
によれば、第５の側面に係る画像符号化装置によって符
号化された符号化データを原画像データに好適に復元す
ることができる、この画像復号化装置において、補償部
は、符号化打ち切り符号に付加されたアクティブ・パタ
ーン符号を参照することで、原画像データ中のアクティ
ブなエッジ方向に対応した補償処理を実行することがで
きる。アクティブ・パターン符号は、僅か２ビット長で
充分であり、符号化効率に影響を及ぼすことはない。

【０１３８】要するに、本発明によれば、画像符号化時
に符号打ち切りを行なった場合には、打ち切り発生を示
す符号化打ち切り符号を発生する。画像復号化時にはこ
の符号化打ち切り符号を検出することで、打ち切られた
画素ブロックのみを選択的に画像処理を施すことができ
る。この結果、符号化圧縮画像の最大符号量を設定しな
がら画質の劣化を最小限に抑えることが可能となる訳で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る画像符号化・復
号化回路１００のハードウェア構成を模式的に示した図
である。

【図２】 ２次元ＤＣＴ係数表を模式的に示した図であ
る。

【図３】 ハフマン符号化回路１０３の内部構造を詳細
に示したブロック図である。

【図４】 グループ化回路２０６がＤＣ成分のグループ
番号を求めるのに用いるグループ化テーブルである。

【図５】 ２次元ＤＣＴ係数表をジグザグ・スキャンす
る様子を示した図である。

【図６】 グループ化回路２０６がＡＣ成分を求めるの
に用いるグループ化テーブルである。

【図７】 符号量制御回路１０４が実行する処理ルーチ
ンを示したフローチャートである。

【図８】 ハフマン符号化された画素ブロックのデータ
・ストリームを模式的に示した図である。

【図９】 ハフマン復号化回路１０７の内部構造を詳細
に示したブロック図である。

【図１０】 本発明の第２の実施例に係る画像符号化・
復号化回路２００のハードウェア構成を模式的に示した
図である。

【図１１】 アクティビティ・パターン番号が付加され
たＥＯＢｔを示した図である。

【図１２】 垂直エッジ・パターン、水平エッジ・パタ
ーン、及び対角エッジ・パターンに適用すべき各フィル
タを示した図である。

【図１３】 パターン分類回路５１１の内部構造を詳細
に示した図である。

【図１４】 ２次元ＤＣＴ係数表において垂直エッジ・
パターンが存在する位置を示した図である。

【図１５】 ２次元ＤＣＴ係数表において水平エッジ・
パターンが存在する位置を示した図である。

【図１６】 ２次元ＤＣＴ係数表において対角エッジ・
パターンが存在する位置を示した図である。

【図１７】 本発明の第２の実施例に係る画像符号化・
復号化装置２００のハフマン符号化回路５０３の内部構
成を詳細に示した図である。

【図１８】 本発明の第２の実施例に係る画像符号化・
復号化装置２００のハフマン復号化回路５０７の内部構
成を詳細に示した図である。

【符号の説明】

１００，５００…画像符号化・復号化回路、１０１，５
０１…ＤＣＴ回路、１０２，５０２…量子化回路、１０
３，５０３…ハフマン符号化回路、１０４，５０４…符
号量制御回路、１０５，５０５…パッキング回路、１０
６，５０６…ＨＤＤ、１０７，５０７…ハフマン復号化
回路、１０８，５０８…逆量子化回路、１０９，５０９
…逆ＤＣＴ回路、１１０，５１０…タグ同期回路、１１
１…丸め回路、５１１…パターン分類回路、５１２…デ
ジタル・フィルタ、２０１，９０１…比較器、２０２，
９０２…レジスタ、２０３，９０３…減算器、２０４，
９０４…ラン・カウンタ、２０５，９０５…マルチプレ
クサ、２０６，９０６…グループ化回路、２０７，９０
７…ＤＣハフマン符号テーブル、２０８，９０８…ＡＣ
ハフマン符号テーブル、２０９，９０９…マルチプレク
サ、９１０…マルチプレクサ、９１１…レジスタ、２５
１，９５１…バッファ、２５２，９５２…アンパック回
路、２５３，９５３…シフト回路、２５４，９５４…シ
フト回路、２５５，９５５…ＤＣハフマン復号化回路、
２５６，９５６…ＡＣハフマン復号化回路、２５７，９
５７…マルチプレクサ、２５８，９５８…マルチプレク
サ、２５９，９５９…減算器、２６０，９６０…加算
器、９６２…マスク回路、７０１…絶対値変換回路、７
０２，７０３，７０４…レジスタ、７０５，７０６，７
０７…加算器、７０８…制御回路、７０９…比較器、７
１０…ＦＩＦＯバッファ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データを所定サイズのブロック単位で
   直交変換し、量子化し、可変長符号化する画像符号化装
   置であって、 符号化された各符号の符号長を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出されたブロック内の符号長を累
   積する累積手段と、 前記累積手段により累積された符号長が所定値を越えた
   ことに応答して符号化打ち切りを指示する指示手段と、 前記指示手段によって符号化打ち切りが指示されたこと
   に応答して符号化が打ち切られたことを示す所定の符号
   化打ち切り符号を発生する発生手段と、を含むことを特
   徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】画像データを符号化するための画像符号化
   装置であって、 原画像データをｎ×ｎ画素のブロック毎に離散コサイン
   変換関数を適用して、 ｎ×ｎ個の離散コサイン変換係数に変換する離散コサイ
   ン変換部と、 前記離散コサイン変換部が出力する各離散コサイン変換
   係数を量子化する量子化部と、 前記量子化部によって量子化された各離散コサイン変換
   係数をハフマン符号化する符号化部と、 前記符号化部によってハフマン符号化されたブロック内
   のハフマン符号量の和（ブロック符号量）を計数する計
   数部と、 前記計数部によって計数されたブロック符号量が予め設
   定された符号量を越えてないか否かをチェックし、ブロ
   ック符号量が設定符号量を越えたことに応答して、前記
   符号化部によるハフマン符号化処理の打ち切り指示をア
   サートする符号化制御部と、 前記符号化部によってハフマン符号化された符号化デー
   タを出力する出力部を備え、 前記符号化部は、打ち切り指示のアサートに応答して、
   直前の符号化データを無効化して、符号化が打ち切られ
   たことを示す符号化打ち切りハフマン符号に置き換える
   ことを特徴とする画像符号化装置。
3. 【請求項３】画像データをｎ×ｎ画素のブロック単位で
   離散コサイン変換、量子化、及びハフマン符号化された
   画像データを復元するための画像復号化装置であって、 符号化データをハフマン復号化して量子化された離散コ
   サイン係数に復元するハフマン復号化部と、 量子化された離散コサイン変換係数を前記ハフマン復号
   化部から入力するとともに、これを逆量子化して離散コ
   サイン変換係数に戻す逆量子化部と、 離散コサイン変換係数を前記ハフマン復号化部から入力
   するとともに、これをｎ×ｎ画素ブロックに復元する逆
   離散コサイン変換部と、 前記逆離散コサイン変換部によって復元されたｎ×ｎ画
   素ブロックに対して所定の補償処理を施す補償部とを備
   え、 ハフマン符号化が打ち切られた符号化データ・ブロック
   に対しては所定の符号化打ち切りハフマン符号が付けら
   れており、 前記ハフマン復号化部は符号化打ち切りハフマン符号を
   検出したことに応答して打ち切り信号をアサートし、 前記補償部は前記打ち切り信号のアサートに応答して所
   定の補償処理を実行することを特徴とする画像復号化装
   置。
4. 【請求項４】画像データを所定サイズのブロック単位で
   直交変換し、量子化し、可変長符号化する画像符号化装
   置であって、 符号化された各符号の符号長を検出する第１の検出手段
   と、 ブロック中におけるエッジ情報を検出する第２の検出手
   段と、 前記第１の検出手段により検出されたブロック内の符号
   長を累積する累積手段と、 前記累積手段により累積された符号長が所定値を越えた
   ことに応答して符号化打ち切りを指示する指示手段と、 前記指示手段によって符号化打ち切りが指示されたこと
   に応答して、符号化が打ち切られたことを示す所定の符
   号化打ち切り符号を発生するとともに、前記第２の検出
   手段によって検出されたエッジ情報に対応するパターン
   符号を前記符号化打ち切り符号に付加して出力する発生
   手段と、を含むことを特徴とする画像符号化装置。
5. 【請求項５】画像データを符号化するための画像符号化
   装置であって、 原画像データをｎ×ｎ画素のブロック毎に離散コサイン
   変換関数を適用して、 ｎ×ｎ個の離散コサイン変換係数に変換する離散コサイ
   ン変換部と、 ｎ×ｎ画素ブロック中においてアクティブなエッジ方向
   を検出する検出部と、 前記離散コサイン変換部が出力する各離散コサイン変換
   係数を量子化する量子化部と、 前記量子化部によって量子化された各離散コサイン変換
   係数をハフマン符号化する符号化部と、 前記符号化部によってハフマン符号化されたブロック内
   のハフマン符号量の和（ブロック符号量）を計数する計
   数部と、 前記計数部によって計数されたブロック符号量が予め設
   定された符号量を越えてないか否かをチェックし、ブロ
   ック符号量が設定符号量を越えたことに応答して、前記
   符号化部によるハフマン符号化処理の打ち切り指示をア
   サートする符号化制御部と、 前記ハフマン符号化部によってハフマン符号化された符
   号化データを出力する出力部を備え、 前記符号化部は、打ち切り指示のアサートに応答して、
   直前の符号化データを無効化して符号化が打ち切られた
   ことを示す符号化打ち切りハフマン符号に置き換えると
   ともに、前記検出部にて検出されたアクティブなエッジ
   方向に対応するアクティブ・パターン符号を前記符号化
   打ち切りハフマン符号に付加して出力することを特徴と
   する画像符号化装置。
6. 【請求項６】画像データをｎ×ｎ画素のブロック単位で
   離散コサイン変換、量子化、及びハフマン符号化された
   画像データを復元するための画像復号化装置であって、 符号化データをハフマン復号化して量子化された離散コ
   サイン変換係数に復元するハフマン復号化部と、 量子化された離散コサイン変換係数を前記ハフマン復号
   化部から入力するとともに、これを逆量子化して離散コ
   サイン変換係数に戻す逆量子化部と、 離散コサイン変換係数を前記逆量子化部から入力すると
   ともに、これをｎ×ｎ画素ブロックに復元する逆離散コ
   サイン変換部と、 前記逆離散コサイン変換部によって復元されたｎ×ｎ画
   素ブロックに対して所定の補償処理を施す補償部とを備
   え、 ハフマン符号化が打ち切られた符号化データ・ブロック
   に対しては所定の符号化打ち切りハフマン符号と元のｎ
   ×ｎ画素ブロックに含まれるアクティブなエッジ方向に
   対応したアクティブ・パターン符号が付けられており、 前記ハフマン復号化部は、符号化が打ち切られたことを
   示す符号化打ち切りハフマン符号を検出したことに応答
   して打ち切り信号をアサートし、 前記補償部は、前記打ち切り信号のアサートに応答し
   て、アクティブ・パターン符号に対応した補償処理を実
   行することを特徴とする画像復号化装置。