JP2000270334A - 符号化装置、復号化装置、画像処理装置、符号化方法、復号化方法及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データを短時間で符号化できる符号化装
置を提供する。 【解決手段】 符号化装置２は、画像入力部１０、符号
化対象ブロック抽出部１２、参照ブロック抽出部１４、
変換部１６、特徴量抽出部１８、パタン分類部２０、パ
タン選択部２２、変換情報符号化部２４及び符号出力部
２６を備えて構成される。特徴量抽出部１８は、符号化
対象ブロック抽出部１２によって抽出された符号化対象
パタン、及び、参照ブロック抽出部１４によって抽出さ
れ変換部１６によって変換されて生成された参照パタン
の特徴量を抽出する。パタン分類部２０は、特徴量抽出
部１８によって抽出された特徴量に基づいて符号化対象
パタンと参照パタンとを所定のカテゴリに分類する。パ
タン選択部２２は、符号化対象パタンが分類されたカテ
ゴリと同一のカテゴリに属する参照パタンの中から、符
号化対象パタンに近似する参照パタンを選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化装置、復号
化装置、画像処理装置、符号化方法、復号化方法及び画
像処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のマルチメディアの発達に伴い、画
像データの圧縮符号化方法が種々提案されている。なか
でも、いくつかの参照パタンを用意しておき、原画像デ
ータから切り出した符号化対象パタンと近似する参照パ
タンのインデックスを符号として出力する画像ベクトル
量子化方法、あるいは、特開平６−９８３１０号公報に
記載されているように、原画像データから切り出した参
照パタンにアフィン変換を施して符号化対象パタンと近
似するパタンを形成し、上記変換に用いたパラメタを符
号として出力するフラクタル画像符号化方法などは、圧
縮効率が極めて高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
にかかる画像データの符号化方法においては、以下に示
すような問題点があった。すなわち、上記従来の画像ベ
クトル量子化方法あるいはフラクタル画像符号化方法に
おいて、復号化される画像の精度を高めようとすると、
参照パタン数を増加させる必要が生ずる。かかる参照パ
タンの増加は、符号化対象パタンと近似する参照パタン
の選択に要する時間を増加させ、ひいては画像符号化に
要する時間を増加させる。

【０００４】そこで本発明は、画像データを短時間で符
号化することができる符号化方法及び符号化装置、並び
に、これを復号化する復号化方法及び復号化装置、並び
に、これらを備えた画像処理方法及び画像処理装置を提
供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の符号化装置は、画像データを入力する画像
入力手段と、上記画像データから、符号化対象ブロック
を抽出する符号化対象ブロック抽出手段と、上記画像デ
ータ若しくは他の画像データから参照ブロックを抽出す
る参照ブロック抽出手段と、上記参照ブロックに含まれ
る画像データに所定の変換を施して参照パタンを生成す
る変換手段と、上記符号化対象ブロックに含まれる符号
化対象パタン及び上記参照パタンの特徴量を抽出する特
徴量抽出手段と、上記特徴量に基づいて上記符号化対象
パタンと上記参照パタンを所定のカテゴリに分類するパ
タン分類手段と、上記符号化対象パタンが分類された上
記カテゴリと同一の上記カテゴリに属する上記参照パタ
ンの中から、上記符号化対象パタンに近似する上記参照
パタンを選択するパタン選択手段と、選択された上記参
照パタンの上記変換に関する変換情報を符号化する変換
情報符号化手段と、符号化された上記変換情報を出力す
る符号出力手段とを備えたことを特徴としている。

【０００６】符号化対象パタンと参照パタンの特徴量を
抽出し、この特徴量に基づいて符号化対象パタンと参照
パタンを分類し、同一のカテゴリの中から符号化対象パ
タンに近似する参照パタンを選択することで、符号化対
象パタンと近似する参照パタンの選択に要する時間を短
縮することができる。

【０００７】また、本発明の符号化装置においては、上
記カテゴリに関するカテゴリ情報を符号化するカテゴリ
情報符号化手段をさらに備え、上記符号出力手段は、符
号化された上記カテゴリ情報を出力することを特徴とし
てもよい。

【０００８】カテゴリ情報を出力することで、同一の変
換情報の出力が不要となり、出力される符号の情報量を
圧縮することが可能となる。

【０００９】また、本発明の符号化装置においては、上
記カテゴリ情報符号化手段は、上記カテゴリそれぞれに
属する上記参照パタンの数に基づいて、上記カテゴリ情
報を可変長符号化することを特徴としてもよい。

【００１０】カテゴリ情報を可変長符号化することで、
出力される符号の情報量をさらに圧縮することが可能と
なる。

【００１１】また、本発明の符号化装置においては、上
記変換は、アフィン変換であることを特徴としてもよ
い。

【００１２】参照パタンにアフィン変換を施すことで、
符号化対象パタンに近似する参照パタンを容易に生成す
ることができる。

【００１３】また、本発明の符号化装置においては、上
記特徴量は、サブバンド符号化方式によって符号化され
た周波数成分値であることを特徴としてもよい。

【００１４】サブバンド符号化方式によって符号化され
た周波数成分値を特徴量とすることで、符号化対象パタ
ン及び参照パタンを効率よく分類することができる。

【００１５】また、本発明の符号化装置においては、上
記特徴量は、サブバンド符号化方式によって符号化され
た低周波成分値であることを特徴としてもよい。

【００１６】サブバンド符号化方式によって符号化され
た低周波成分値を特徴量とすることで、符号化対象パタ
ン及び参照パタンをさらに効率よく分類することができ
る。

【００１７】また、本発明の符号化装置においては、上
記特徴量は、ウェーブレット符号化方式によって符号化
された周波数成分値であることを特徴としてもよい。

【００１８】ウェーブレット符号化方式によって符号化
された周波数成分値を特徴量とすることで、符号化対象
パタン及び参照パタンを効率よく分類することができ
る。

【００１９】また、本発明の符号化装置においては、上
記特徴量は、ウェーブレット符号化方式によって符号化
された低周波成分値であることを特徴としてもよい。

【００２０】ウェーブレット符号化方式によって符号化
された低周波成分値を特徴量とすることで、符号化対象
パタン及び参照パタンをさらに効率よく分類することが
できる。

【００２１】また、本発明の復号化装置は、上記符号化
装置から出力される符号に基づいて画像データを復号化
する復号化装置であって、符号化された上記変換情報及
び上記カテゴリ情報を入力する符号入力手段と、上記変
換情報を復号化する変換情報復号化手段と、上記カテゴ
リ情報を復号化するカテゴリ情報復号化手段と、復号化
された上記変換情報及び上記カテゴリ情報に基づいて、
上記符号化対象パタンを復号化し、復号パタンを生成す
る復号パタン生成手段と、復号化すべき全画像データ範
囲から、上記復号パタンを挿入すべき挿入ブロックを抽
出する挿入ブロック抽出手段と、上記復号パタンを上記
挿入ブロックに挿入する復号パタン挿入手段と、上記復
号パタンによって形成される画像データを出力する画像
出力手段とを備えたことを特徴としている。

【００２２】変換情報及びカテゴリ情報に基づいて、復
号パタンを生成することで、少ない情報から効率よく復
号パタンを生成することができる。

【００２３】また、本発明の画像処理装置は、上記符号
化装置と、上記符号化装置から出力される符号に基づい
て画像データを復号化する復号化装置とを備えたことを
特徴としている。

【００２４】上記符号化装置を用いることで、符号化対
象パタンと近似する参照パタンの選択に要する時間を短
縮することができる。

【００２５】また、本発明の画像処理装置は、上記いず
れかの符号化装置と、上記復号化装置とを備えたことを
特徴としてもよい。

【００２６】上記符号化装置を用いることで、符号化対
象パタンと近似する参照パタンの選択に要する時間を短
縮することができ、また、上記復号化装置を用いること
で、少ない情報から効率よく復号パタンを生成すること
ができる。

【００２７】上記課題を解決するために、本発明の符号
化方法は、画像データを入力する画像入力工程と、上記
画像データから、符号化対象ブロックを抽出する符号化
対象ブロック抽出工程と、上記画像データ若しくは他の
画像データから参照ブロックを抽出する参照ブロック抽
出工程と、上記参照ブロックに含まれる画像データに所
定の変換を施して参照パタンを生成する変換工程と、上
記符号化対象ブロックに含まれる符号化対象パタン及び
上記参照パタンの特徴量を抽出する特徴量抽出工程と、
上記特徴量に基づいて上記符号化対象パタンと上記参照
パタンを所定のカテゴリに分類するパタン分類工程と、
上記符号化対象パタンが分類された上記カテゴリと同一
の上記カテゴリに属する上記参照パタンの中から、上記
符号化対象パタンに近似する上記参照パタンを選択する
パタン選択工程と、選択された上記参照パタンの上記変
換に関する変換情報を符号化する変換情報符号化工程
と、符号化された上記変換情報を出力する符号出力工程
とを備えたことを特徴としている。

【００２８】符号化対象パタンと参照パタンの特徴量を
抽出し、この特徴量に基づいて符号化対象パタンと参照
パタンを分類し、同一のカテゴリの中から符号化対象パ
タンに近似する参照パタンを選択することで、符号化対
象パタンと近似する参照パタンの選択に要する時間を短
縮することができる。

【００２９】また、本発明の符号化方法においては、上
記カテゴリに関するカテゴリ情報を符号化するカテゴリ
情報符号化工程をさらに備え、上記符号出力工程は、符
号化された上記カテゴリ情報を出力することを特徴とし
てもよい。

【００３０】カテゴリ情報を出力することで、同一の変
換情報の出力が不要となり、出力される符号の情報量を
圧縮することが可能となる。

【００３１】また、本発明の符号化方法においては、上
記カテゴリ情報符号化工程は、上記カテゴリそれぞれに
属する上記参照パタンの数に基づいて、上記カテゴリ情
報を可変長符号化することを特徴としてもよい。

【００３２】カテゴリ情報を可変長符号化することで、
出力される符号の情報量をさらに圧縮することが可能と
なる。

【００３３】また、本発明の符号化方法においては、上
記変換は、アフィン変換であることを特徴としてもよ
い。

【００３４】参照パタンにアフィン変換を施すことで、
符号化対象パタンに近似する参照パタンを容易に生成す
ることができる。

【００３５】また、本発明の符号化方法においては、上
記特徴量は、サブバンド符号化方式によって符号化され
た周波数成分値であることを特徴としてもよい。

【００３６】サブバンド符号化方式によって符号化され
た周波数成分値を特徴量とすることで、符号化対象パタ
ン及び参照パタンを効率よく分類することができる。

【００３７】また、本発明の符号化方法においては、上
記特徴量は、サブバンド符号化方式によって符号化され
た低周波成分値であることを特徴としてもよい。

【００３８】サブバンド符号化方式によって符号化され
た低周波成分値を特徴量とすることで、符号化対象パタ
ン及び参照パタンをさらに効率よく分類することができ
る。

【００３９】また、本発明の符号化方法においては、上
記特徴量は、ウェーブレット符号化方式によって符号化
された周波数成分値であることを特徴としてもよい。

【００４０】ウェーブレット符号化方式によって符号化
された周波数成分値を特徴量とすることで、符号化対象
パタン及び参照パタンを効率よく分類することができ
る。

【００４１】また、本発明の符号化方法においては、上
記特徴量は、ウェーブレット符号化方式によって符号化
された低周波成分値であることを特徴としてもよい。

【００４２】ウェーブレット符号化方式によって符号化
された低周波成分値を特徴量とすることで、符号化対象
パタン及び参照パタンをさらに効率よく分類することが
できる。

【００４３】また、本発明の復号化方法は、上記符号化
方法によって出力される符号に基づいて画像データを復
号化する復号化方法であって、符号化された上記変換情
報及び上記カテゴリ情報を入力する符号入力工程と、上
記変換情報を復号化する変換情報復号化工程と、上記カ
テゴリ情報を復号化するカテゴリ情報復号化工程と、復
号化された上記変換情報及び上記カテゴリ情報に基づい
て、上記符号化対象パタンを復号化し、復号パタンを生
成する復号パタン生成工程と、復号化すべき全画像デー
タ範囲から、上記復号パタンを挿入すべき挿入ブロック
を抽出する挿入ブロック抽出工程と、上記復号パタンを
上記挿入ブロックに挿入する復号パタン挿入工程と、上
記復号パタンによって形成される画像データを出力する
画像出力工程とを備えたことを特徴としている。

【００４４】変換情報及びカテゴリ情報に基づいて、復
号パタンを生成することで、少ない情報から効率よく復
号パタンを生成することができる。

【００４５】また、本発明の画像処理方法は、上記符号
化方法と、上記符号化方法によって出力される符号に基
づいて画像データを復号化する復号化方法とを備えたこ
とを特徴としている。

【００４６】上記符号化方法を用いることで、符号化対
象パタンと近似する参照パタンの選択に要する時間を短
縮することができる。

【００４７】また、本発明の画像処理方法においては、
上記の符号化方法と、上記の復号化方法とを備えたこと
を特徴としてもよい。

【００４８】上記符号化方法を用いることで、符号化対
象パタンと近似する参照パタンの選択に要する時間を短
縮することができ、また、上記復号化方法を用いること
で、少ない情報から効率よく復号パタンを生成すること
ができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態に係る画
像処理装置について、図面を参照して説明する。まず、
本実施形態に係る画像処理装置の構成について説明す
る。本実施形態にかかる画像処理装置は、符号化装置２
及び復号化装置４を備えて構成される。図１は符号化装
置２の構成図であり、図２は復号化装置４の構成図であ
る。

【００５０】符号化装置２は、図１に示すように、画像
入力部１０、符号化対象ブロック抽出部１２、参照ブロ
ック抽出部１４、変換部１６、特徴量抽出部１８、パタ
ン分類部２０、パタン選択部２２、変換情報符号化部２
４及び符号出力部２６を備えて構成される。以下、各構
成要素について詳細に説明する。

【００５１】画像入力部１０は、画像データの入力を行
い、当該画像データをバッファに格納する。この際、入
力された画像データの縦横の画素数が後述の符号化対象
ブロックの縦横の画素数で割り切れない場合は、入力さ
れた画像データの縦横の画素数が符号化対象ブロックの
縦横の画素数で割り切れるように、所定の画素を付加す
る。この場合、上記付加された画素の画素値は、例え
ば、任意の値あるいは近傍画素の画素値を複写したもの
とする。

【００５２】符号化対象ブロック抽出部１２は、画像入
力部１０によって入力された画像データから、符号化対
象ブロックを抽出する。より具体的には、上記バッファ
に格納された画像データから、所定の大きさ（例えば８
画素×８画素）の符号化対象ブロックを順次抽出する。
かかる符号化対象ブロックを単位として画像データの符
号化が行われる。

【００５３】参照ブロック抽出部１４は、画像入力部１
０によって入力された画像データから、参照ブロックを
抽出する。より具体的には、上記バッファに格納された
画像データから、上記符号化対象ブロックよりも大きい
（例えば１６画素×１６画素）参照ブロックを順次抽出
する。かかる参照ブロックは符号化対象ブロックと比較
するために用いられる。

【００５４】変換部１６は、参照ブロック抽出部１４に
よって抽出された参照ブロックに含まれる画像データに
アフィン変換を施して参照パタンを生成する。具体的に
は、参照ブロックに含まれる画像データに空間領域、輝
度領域双方において平行移動、拡大・縮小、回転、折り
返し、反転等の種々の変換を施し、符号化対象ブロック
に含まれる符号化パタンと比較すべき参照パタンを生成
する。符号化対象ブロックの大きさを８画素×８画素、
参照ブロックの大きさを１６画素×１６画素として上記
変換について考えると、符号化対象ブロックに対する参
照ブロックの相対位置が決まることから平行移動量は一
意に決まり、符号化対象ブロックと参照ブロックの大き
さがそれぞれ一定であることから、縮小率も一意に決ま
る。また、符号化対象ブロックと参照ブロックの形状が
ともに正方形（縦横の画素数が等しい）であることを考
慮すると、空間領域においては、４種の回転変換及び４
種の折り返し変換の計８種の変換が考えられる。空間領
域の変換によって得られたパタンに対する輝度領域の変
換としては、各画素値の移動、コントラストの縮小及び
反転が考えられる。これらの変換の係数には、符号化対
象パタンの画素値と輝度領域の変換によって得られる参
照パタンの画素値との差の二乗の合計が最小となるもの
を用いる。尚、符号化対象ブロック、参照ブロックの大
きさは、それぞれ８画素×８画素、１６画素×１６画素
に限定されるものではない。また、参照ブロックの大き
さは一定でなくてもよい。

【００５５】特徴量抽出部１８は、符号化対象ブロック
抽出部１２によって抽出された符号化対象パタン及び変
換部１６によって生成された参照パタンの特徴量を抽出
する。より具体的には、例えば、符号化対象パタンある
いは参照パタンに直交変換であるウェーブレット変換を
施し、低域の４×４の係数（低周波成分値）をそれぞれ
４ビットに量子化し、特徴量として抽出する。尚、特徴
量抽出部１８は、抽出した特徴量をバッファに格納する
ため、同一の参照パタンについて特徴量を再計算する必
要はない。

【００５６】パタン分類部２０は、特徴量抽出部１８に
よって抽出された特徴量に基づいて符号化対象パタンと
参照パタンとを所定のカテゴリに分類する。

【００５７】パタン選択部２２は、符号化対象パタンが
分類されたカテゴリと同一のカテゴリ（以下該当カテゴ
リという）に属する参照パタンの中から、符号化対象パ
タンに近似する参照パタンを選択する。具体的には、各
画素における符号化対象パタンの画素値と参照パタンの
画素値との差の二乗の合計を誤差として、該当カテゴリ
の中から、当該誤差が所定値以下となる参照パタンを選
択する。該当カテゴリの中に、当該誤差が所定値以下と
なる参照パタンが複数有る場合は、最初に条件を満たし
た参照パタンを選択し、後の計算は省略する。一方、該
当カテゴリの中に、当該誤差が所定値以下となる参照パ
タンが無いときは、当該誤差が最小となる参照パタンを
選択する。

【００５８】変換情報符号化部２４は、パタン選択部２
２によって選択された参照パタンの上記アフィン変換に
関する変換情報を符号化する。変換情報符号化部２４
は、具体的に、以下に示すものを符号化する。すなわ
ち、空間領域における平行移動の情報として参照ブロッ
クの絶対座標（例えば、入力画像データが２５６画素×
２５６画素の場合は最大１６ビット。間引いた場合はよ
り少なくなる。）、若しくは、符号化対象ブロックに対
する参照ブロックの相対座標（例えば、ブロックライン
が２５６画素×２５６画素の場合は最大１８ビット。間
引いたり、可変長符号化した場合はより少なくなる。）
を符号化する。また、空間領域における回転、折り返し
変換の種類（計８種であるため３ビット）を符号化す
る。さらに、輝度領域における移動の情報（１画素８ビ
ットの場合で最大９ビット。量子化した場合はより少な
くなる。）、輝度領域における縮小、反転の情報（１画
素８ビットの場合で最大９ビット。量子化した場合はよ
り少なくなる。）を符号化する。変換情報符号化部２４
は、符号化した変換情報をバッファに格納する。

【００５９】符号出力部２６は、変換情報符号化部２４
によって符号化された変換情報を復号化装置４に対して
出力する。

【００６０】復号化装置４は、図２に示すように、符号
入力部２８、変換情報復号化部３０、復号パタン生成部
３２、挿入ブロック抽出部３４、復号パタン挿入部３６
及び画像出力部３８を備えて構成される。以下、各構成
要素について詳細に説明する。

【００６１】符号入力部２８は、符号化装置２から出力
された、符号化された変換情報を入力する。また、符号
入力部２８は、上記変換情報をバッファに格納する。

【００６２】変換情報復号化部３０は、符号入力部２８
によって入力した変換情報を復号化する。

【００６３】復号パタン生成部３２は、変換情報復号化
部３０によって復号化された変換情報に基づいて、符号
化対象パタンを順次復号化し、復号パタンを生成する。
より具体的には、復号化すべき全画像データ範囲から、
変換情報に基づいて参照ブロックを取り出し、かかる参
照ブロックに含まれる画像データを、変換情報に基づい
て変換することで、復号パタンを得る。尚、精度の高い
復号パタンを得るための処理については後述する。

【００６４】挿入ブロック抽出部３４は、復号化すべき
全画像データ範囲から、復号パタン生成部３２によって
生成された復号パタンを挿入すべき挿入ブロックを順次
抽出する。また、復号パタン挿入部３６は、復号パタン
生成部３２によって生成された復号パタンを、挿入ブロ
ック抽出手段３４によって抽出された挿入ブロックに順
次挿入する。

【００６５】画像出力部３８は、復号パタン挿入部３６
によって挿入された復号パタンによって形成される出力
画像を外部に出力する。

【００６６】続いて、本実施形態に係る画像処理装置の
動作について説明し、併せて本発明の実施形態にかかる
画像処理方法（符号化方法、復号化方法を含む）につい
て説明する。図３は符号化装置２における符号化の手順
を示すフローチャートであり、図４は復号化装置４にお
ける復号化の手順を示すフローチャートである。

【００６７】符号化装置２における符号化は、図３に示
すような手順で行われる。すなわち、画像入力部１０に
よって画像データが入力される（Ｓ２）と、当該画像デ
ータがバッファに格納される。この際、入力された画像
データの縦横の画素数が後述の符号化対象ブロックの縦
横の画素数で割り切れない場合は、入力された画像デー
タの縦横の画素数が符号化対象ブロックの縦横の画素数
で割り切れるように、所定の画素が付加される。この場
合、上記付加された画素の画素値は、例えば、任意の値
あるいは近傍画素の画素値を複写したものとなる。

【００６８】その後、符号化対象ブロック抽出部１２に
よって、当該画像データの中から、所定の大きさの符号
化対象ブロックが抽出され（Ｓ４）、特徴量抽出部１８
によって、当該符号化対象ブロックに含まれる符号化対
象パタンの特徴量が抽出される（Ｓ６）。より具体的に
は、例えば、符号化対象パタンに直交変換であるウェー
ブレット変換が施され、低域の４×４の係数（低周波成
分値）をそれぞれ４ビットに量子化したものが特徴量と
して抽出される。続いて、パタン分類部２０により、当
該特徴量に基づいて、符号化対象パタンが所定のカテゴ
リに分類される（Ｓ８）。

【００６９】続いて、参照ブロック抽出部１４によっ
て、上記画像データの中から参照ブロックが抽出される
（Ｓ１０）。より具体的には、上記符号化対象ブロック
よりも大きい参照ブロックが一つ抽出される。抽出され
た参照ブロックに含まれる画像データは、変換部１６に
よってアフィン変換され、参照パタンが生成される（Ｓ
１２）。具体的には、上述の如く、空間領域、輝度領域
双方における平行移動、拡大・縮小、回転、折り返し、
反転等の種々の変換が考えられる中で、参照ブロックに
含まれる画像データに一通りのアフィン変換が施され、
一つの参照パタンが生成される。

【００７０】続いて、特徴量抽出部１８によって、上記
生成された参照パタンの特徴量が抽出される（Ｓ１
４）。かかる特徴量は、符号化対象パタンについて求め
た特徴量と同じものであり、例えば、ウェーブレット変
換によって求めた低域の４×４の係数である。その後、
パタン分類部２０により、当該特徴量に基づいて、参照
パタンが所定のカテゴリに分類される（Ｓ１６）。

【００７１】ここで、当該参照パタンが上記符号化対象
パタンと同一のカテゴリに属する場合は、符号化対象パ
タンに近似する参照パタンを選択すべく、参照パタンと
符号化対象パタンとの誤差計算を行う（Ｓ１８）。具体
的には、各画素における符号化対象パタンの画素値と参
照パタンの画素値との差分を積算した誤差を計算する。
ここで、当該誤差が所定値以下となる場合は、当該参照
パタンが符号化対象パタンに近似する参照パタンとして
選択される（Ｓ２０）。一方、参照パタンが符号化対象
パタンと同一のカテゴリに属しない場合、あるいは、誤
差が所定値以下でない場合は、変換部１６によって他の
変換が施され、他の参照パタンが生成され、当該他の参
照パタンについて上記処理が繰り返される。また、一つ
の参照ブロックに含まれる画像データについてあらゆる
変換が終了した場合は、参照ブロック抽出部１４により
他の参照ブロックが選択され、当該他の参照ブロックに
ついて上記処理が繰り返される。ここで、すべての参照
ブロックについて上記処理が終了してもなお、誤差が所
定値以下となる参照パタンを得ることができないとき
は、誤差が最小となる参照パタンが、符号化対象パタン
に近似する参照パタンとして選択される。

【００７２】パタン選択部２２によって参照パタンが選
択されると、変換情報符号化部２４により、当該参照パ
タンのアフィン変換に関する変換情報が符号化される
（Ｓ２２）。符号化される情報としては、空間領域にお
ける平行移動の情報として参照ブロックの絶対座標若し
くは符号化対象ブロックに対する参照ブロックの相対座
標、回転、折り返し変換の種類、輝度領域における移
動、縮小、反転の情報などである。符号化された変換情
報はバッファに格納される。

【００７３】上記一連の処理がすべての符号化対象ブロ
ックについて終了すると、符号出力部２６により、符号
化された変換情報が復号化装置４に対して出力される
（Ｓ２４）。

【００７４】復号化装置２における復号化は、図４に示
すような手順で行われる。すなわち、まず、符号化装置
２から出力された、符号化された変換情報が、符号入力
部２８によって入力され（Ｓ２６）、バッファに格納さ
れる。

【００７５】その後、挿入ブロック抽出部３４により、
復号化すべき全画像データ範囲から、復号対象となるブ
ロック、すなわち、復号パタンを挿入すべき挿入ブロッ
クが抽出される（Ｓ２８）。

【００７６】続いて、変換情報復号化部３０により、符
号入力部２８によって入力された変換情報が復号化され
（Ｓ３０）、復号パタン生成部３２により、上記変換情
報に基づいて、符号化対象パタンが復号化され、復号パ
タンが生成される（Ｓ３２）。より具体的には、復号化
すべき全画像データ範囲から、変換情報に基づいて参照
ブロックが取り出され、かかる参照ブロックに含まれる
画像データが変換情報に基づいて変換されることによっ
て復号パタンが生成される。生成された復号パタンは、
挿入ブロック抽出部３４によって抽出された挿入ブロッ
クに挿入される（Ｓ３４）。

【００７７】上記一連の処理は、すべての符号化対象パ
タンから復号パタンが生成されるまで繰り返されるが、
復号化すべき全画像データ範囲には、当初、任意の画像
データが挿入されていたため、上記一連の処理を１回行
っただけでは、一般に、入力画像を精度よく復元するこ
とはできない。そこで、上記処理を再帰的に繰り返すこ
とで、入力画像の復元精度を高め、所定の収束条件を満
たしたところで、画像の復号化を終了する。復号化され
た画像データは、画像出力部３８により、外部に対して
出力される（Ｓ３６）。

【００７８】続いて、本実施形態にかかる画像処理装置
の作用及び効果について説明する。本実施形態にかかる
画像処理装置は、符号化装置２において、符号化対象パ
タンと参照パタンの特徴量を抽出し、この特徴量に基づ
いて符号化対象パタンと参照パタンを分類し、同一のカ
テゴリの中から符号化対象パタンに近似する参照パタン
を選択している。従って、符号化対象パタンと近似する
参照パタンの選択に要する時間を短縮することができ
る。その結果、画像データを短時間で符号化することが
できる。

【００７９】また、本実施形態にかかる画像処理装置
は、符号化装置２において、アフィン変換によって参照
パタンを生成している。従って、符号化対象パタンに近
似する参照パタンを容易に生成することができる。

【００８０】また、本実施形態にかかる画像処理装置
は、符号化装置２において、ウェーブレット符号化方式
によって符号化された低周波成分値を特徴量として符号
化対象パタン及び参照パタンの分類を行っている。従っ
て、符号化対象パタン及び参照パタンを効率よく分類す
ることができる。

【００８１】続いて、本発明の第２の実施形態に係る画
像処理装置について、図面を参照して説明する。以下、
上記第１の実施形態に係る画像処理装置と異なる点につ
いてのみ説明し、重複する説明は省略する。

【００８２】本実施形態にかかる画像処理装置は、符号
化装置６及び復号化装置８を備えて構成される。図５は
符号化装置６の構成図、図６は復号化装置８の構成図、
図７は符号化装置６を用いた符号化の手順を示すフロー
チャート、図８は復号化装置８を用いた復号化の手順を
示すフローチャートである。

【００８３】本実施形態にかかる符号化装置６が上記第
１の実施形態にかかる符号化装置２と構成上異なる点
は、図５に示すように、カテゴリ情報符号化部４０を備
えている点である。

【００８４】カテゴリ情報符号化部４０は、パタン分類
部２０から出力されるカテゴリに関するカテゴリ情報を
符号化する。より具体的には、カテゴリ情報符号化部４
０は、カテゴリそれぞれにインデックスを付与し当該イ
ンデックスを符号化するとともに、当該カテゴリに属す
る参照パタンそれぞれについてもインデックスを付与
し、当該インデックスを符号化する。その際、カテゴリ
情報符号化部４０は、上記双方のインデックスをそれぞ
れ、出現確率に応じた可変長符号として符号化する。ま
た、符号出力部は２６は、カテゴリ情報符号化部４０に
よって符号化されたカテゴリ情報を、復号化装置８に対
して出力する。

【００８５】符号化装置６における符号化は、図７に示
すような手順で行われる。すなわち符号化装置２におけ
る符号化（図３参照）においては、パタン選択（Ｓ２
０）の後、変換情報を符号化し（Ｓ２２）、符号出力
（Ｓ２４）を行っていたが、符号化装置６における符号
化では、パタン選択（Ｓ２４）の後、まず、カテゴリ情
報符号化部４０によってカテゴリ情報が符号化される
（Ｓ３８）。より具体的には、カテゴリにインデックス
が付与され、当該インデックスが符号化される。また、
参照パタンについてもインデックスが付与され、当該イ
ンデックスが符号化される。その際、上記双方のインデ
ックスはそれぞれ、出現確率に応じた可変長符号として
符号化される。

【００８６】その後、上記当該カテゴリ及び参照パタン
のインデックスが過去に符号化済である場合は、対応す
る参照パタンの変換情報がすでに符号化されているた
め、その後の処理に進む。一方、当該カテゴリ及び参照
パタンのインデックスが過去に符号化済でない場合は、
対応する参照パタンの変換情報がまだ符号化されていな
いため、変換情報の符号化を行う（Ｓ２２）。すべての
符号化対象ブロックについて処理が終了したら、符号出
力部２６によって、符号化された変換情報及びカテゴリ
情報が復号化装置８に対して出力される。

【００８７】本実施形態にかかる復号化装置８が上記第
１の実施形態にかかる復号化装置８と構成上異なる点
は、図６に示すように、カテゴリ情報復号化部４２を備
えている点である。

【００８８】カテゴリ情報復号化部４２は、符号化装置
６から出力され、符号入力部２８によって入力されたカ
テゴリ情報を復号化する。より具体的には、符号化装置
６のカテゴリ情報符号化部４０において符号化されたカ
テゴリのインデックス及び参照パタンのインデックスを
復号化する。

【００８９】復号化装置８における復号化は、図８に示
すような手順で行われる。すなわち復号化装置４におけ
る復号化（図４参照）においては、挿入ブロック抽出
（Ｓ２８）後、変換情報を復号化し（Ｓ３０）、復号パ
タンを生成していた（Ｓ３２）が、復号化装置８におけ
る復号化では、挿入ブロック抽出（Ｓ２８）後、まず、
符号入力部２８によって入力されたカテゴリ情報が、カ
テゴリ情報復号化部４２によって復号化される（Ｓ４
０）。より具体的には、符号化装置６のカテゴリ情報符
号化部４０において符号化されたカテゴリのインデック
ス及び参照パタンのインデックスが復号化される。

【００９０】その後、上記当該カテゴリ及び参照パタン
のインデックスが過去に復号化済である場合は、対応す
る参照パタンの変換情報がすでに復号化されているた
め、当該変換情報を用いて復号パタンが生成される（Ｓ
３２）。一方、当該カテゴリ及び参照パタンのインデッ
クスが過去に復号化済でない場合は、対応する参照パタ
ンの変換情報がまだ復号化されていないため、変換情報
の復号化を行ってから（Ｓ３０）、復号パタンの生成を
行う（Ｓ３２）。

【００９１】本実施形態にかかる画像処理装置は、符号
化装置６によりカテゴリ情報を符号化して出力すること
で、同一の変換情報の出力が不要となり、出力される符
号の情報量を圧縮することが可能となる。特に、カテゴ
リ情報を可変長符号化することで、出力される符号の情
報量をさらに圧縮することが可能となる。また、復号化
装置８がカテゴリ情報復号化部４２を備えることで、上
記カテゴリ情報を用いて効率よく復号パタンの生成を行
うことができる。

【００９２】上記各実施形態にかかる画像処理装置にお
いて、符号化対象パタン及び参照パタンを分類するため
の特徴量として、ウェーブレット符号化方式によって符
号化された低周波成分値を用いていたが、これは、サブ
バンド符号化方式によって符号化された低周波成分値、
画素の予測誤差に基づいて抽出したエッジ情報、ＤＣＴ
を施した場合の低周波成分値、フィルタバンクによる帯
域分割を行った場合の低周波成分値などを用いてもよ
い。

【００９３】

【発明の効果】本発明の符号化装置または符号化方法
は、符号化対象パタンと参照パタンの特徴量を抽出し、
この特徴量に基づいて符号化対象パタンと参照パタンを
分類し、同一のカテゴリの中から符号化対象パタンに近
似する参照パタンを選択することで、符号化対象パタン
と近似する参照パタンの選択に要する時間を短縮するこ
とができる。その結果、画像データを短時間で符号化す
ることができる。

【００９４】また、本発明の符号化装置または符号化方
法においては、カテゴリ情報を出力することで、同一の
変換情報の出力が不要となり、出力される符号の情報量
を圧縮することが可能となる。

【００９５】また、本発明の符号化装置または符号化方
法においては、カテゴリ情報を可変長符号化すること
で、出力される符号の情報量をさらに圧縮することが可
能となる。

【００９６】また、本発明の符号化装置または符号化方
法においては、参照パタンにアフィン変換を施すこと
で、符号化対象パタンに近似する参照パタンを容易に形
成することができる。

【００９７】また、本発明の符号化装置または符号化方
法においては、サブバンド符号化方式によって符号化さ
れた低周波成分値、ウェーブレット符号化方式によって
符号化された低周波成分値等を特徴量とすることで、符
号化対象パタン及び参照パタンを効率よく分類すること
ができる。

【００９８】また、本発明の復号化装置または復号化方
法は、変換情報及びカテゴリ情報に基づいて、復号パタ
ンを生成することで、少ない情報から効率よく復号パタ
ンを生成することができる。

【００９９】また、本発明の画像処理装置または画像処
理方法は、上記符号化装置または符号化方法を用いるこ
とで、符号化対象パタンと近似する参照パタンの選択に
要する時間を短縮することができる。その結果、画像デ
ータを短時間で符号化することができる。

【０１００】また、本発明の画像処理装置または画像処
理方法は、上記符号化装置または符号化方法を用いるこ
とで、符号化対象パタンと近似する参照パタンの選択に
要する時間を短縮することができ、また、上記復号化装
置または復号化方法を用いることで、少ない情報から効
率よく復号パタンを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】符号化装置の構成図である。

【図２】復号化装置の構成図である。

【図３】符号化の手順を示すフローチャートである。

【図４】復号化の手順を示すフローチャートである。

【図５】符号化装置の構成図である。

【図６】復号化装置の構成図である。

【図７】符号化の手順を示すフローチャートである。

【図８】復号化の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】 ２，６…符号化装置、４，８…復号化装置、１０…画像
入力部、１２…符号化対象ブロック抽出部、１４…参照
ブロック抽出部、１６…変換部、１８…特徴量抽出部、
２０…パタン分類部、２２…パタン選択部、２４…変換
情報符号化部、２６…符号出力部、２８…符号入力部、
３０…変換情報復号化部、３２…復号パタン生成部、３
４…挿入ブロック抽出部、３６…復号パタン挿入部、３
８…画像出力部、４０…カテゴリ情報符号化部、４２…
カテゴリ情報復号化部

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを入力する画像入力手段と、 前記画像データから、符号化対象ブロックを抽出する符
   号化対象ブロック抽出手段と、 前記画像データ若しくは他の画像データから参照ブロッ
   クを抽出する参照ブロック抽出手段と、 前記参照ブロックに含まれる画像データに所定の変換を
   施して参照パタンを生成する変換手段と、 前記符号化対象ブロックに含まれる符号化対象パタン及
   び前記参照パタンの特徴量を抽出する特徴量抽出手段
   と、 前記特徴量に基づいて前記符号化対象パタンと前記参照
   パタンを所定のカテゴリに分類するパタン分類手段と、 前記符号化対象パタンが分類された前記カテゴリと同一
   の前記カテゴリに属する前記参照パタンの中から、前記
   符号化対象パタンに近似する前記参照パタンを選択する
   パタン選択手段と、 選択された前記参照パタンの前記変換に関する変換情報
   を符号化する変換情報符号化手段と、 符号化された前記変換情報を出力する符号出力手段とを
   備えたことを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 前記カテゴリに関するカテゴリ情報を符
   号化するカテゴリ情報符号化手段をさらに備え、 前記符号出力手段は、符号化された前記カテゴリ情報を
   出力することを特徴とする請求項１に記載の符号化装
   置。
3. 【請求項３】 前記カテゴリ情報符号化手段は、 前記カテゴリそれぞれに属する前記参照パタンの数に基
   づいて、前記カテゴリ情報を可変長符号化することを特
   徴とする請求項２に記載の符号化装置。
4. 【請求項４】 前記変換は、アフィン変換であることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の符号化
   装置。
5. 【請求項５】 前記特徴量は、 サブバンド符号化方式によって符号化された周波数成分
   値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
   に記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記特徴量は、 サブバンド符号化方式によって符号化された低周波成分
   値であることを特徴とする請求項５に記載の符号化装
   置。
7. 【請求項７】 前記特徴量は、 ウェーブレット符号化方式によって符号化された周波数
   成分値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の符号化装置。
8. 【請求項８】 前記特徴量は、 ウェーブレット符号化方式によって符号化された低周波
   成分値であることを特徴とする請求項７に記載の符号化
   装置。
9. 【請求項９】 請求項２〜８のいずれか１項に記載の符
   号化装置から出力される符号に基づいて画像データを復
   号化する復号化装置において、 符号化された前記変換情報及び前記カテゴリ情報を入力
   する符号入力手段と、前記変換情報を復号化する変換情
   報復号化手段と、 前記カテゴリ情報を復号化するカテゴリ情報復号化手段
   と、 復号化された前記変換情報及び前記カテゴリ情報に基づ
   いて、前記符号化対象パタンを復号化し、復号パタンを
   生成する復号パタン生成手段と、 復号化すべき全画像データ範囲から、前記復号パタンを
   挿入すべき挿入ブロックを抽出する挿入ブロック抽出手
   段と、 前記復号パタンを前記挿入ブロックに挿入する復号パタ
   ン挿入手段と、 前記復号パタンによって形成される画像データを出力す
   る画像出力手段とを備えたことを特徴とする復号化装
   置。
10. 【請求項１０】請求項１に記載の符号化装置と、 前記符号化装置から出力される符号に基づいて画像デー
    タを復号化する復号化装置とを備えたことを特徴とする
    画像処理装置。
11. 【請求項１１】請求項２〜８のいずれか１項に記載の符
    号化装置と、 請求項９に記載の復号化装置とを備えたことを特徴とす
    る画像処理装置。
12. 【請求項１２】 画像データを入力する画像入力工程
    と、 前記画像データから、符号化対象ブロックを抽出する符
    号化対象ブロック抽出工程と、 前記画像データ若しくは他の画像データから参照ブロッ
    クを抽出する参照ブロック抽出工程と、 前記参照ブロックに含まれる画像データに所定の変換を
    施して参照パタンを生成する変換工程と、 前記符号化対象ブロックに含まれる符号化対象パタン及
    び前記参照パタンの特徴量を抽出する特徴量抽出工程
    と、 前記特徴量に基づいて前記符号化対象パタンと前記参照
    パタンを所定のカテゴリに分類するパタン分類工程と、 前記符号化対象パタンが分類された前記カテゴリと同一
    の前記カテゴリに属する前記参照パタンの中から、前記
    符号化対象パタンに近似する前記参照パタンを選択する
    パタン選択工程と、 選択された前記参照パタンの前記変換に関する変換情報
    を符号化する変換情報符号化工程と、 符号化された前記変換情報を出力する符号出力工程とを
    備えたことを特徴とする符号化方法。
13. 【請求項１３】 前記カテゴリに関するカテゴリ情報を
    符号化するカテゴリ情報符号化工程をさらに備え、 前記符号出力工程は、符号化された前記カテゴリ情報を
    出力することを特徴とする請求項１２に記載の符号化方
    法。
14. 【請求項１４】 前記カテゴリ情報符号化工程は、 前記カテゴリそれぞれに属する前記参照パタンの数に基
    づいて、前記カテゴリ情報を可変長符号化することを特
    徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
15. 【請求項１５】 前記変換は、アフィン変換であること
    を特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の
    符号化方法。
16. 【請求項１６】 前記特徴量は、 サブバンド符号化方式によって符号化された周波数成分
    値であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか
    １項に記載の符号化方法。
17. 【請求項１７】 前記特徴量は、 サブバンド符号化方式によって符号化された低周波成分
    値であることを特徴とする請求項１６に記載の符号化方
    法。
18. 【請求項１８】 前記特徴量は、 ウェーブレット符号化方式によって符号化された周波数
    成分値であることを特徴とする請求項１２〜１５のいず
    れか１項に記載の符号化方法。
19. 【請求項１９】 前記特徴量は、 ウェーブレット符号化方式によって符号化された低周波
    成分値であることを特徴とする請求項１８に記載の符号
    化方法。
20. 【請求項２０】 請求項１３〜１９のいずれか１項に記
    載の符号化方法によって出力される符号に基づいて画像
    データを復号化する復号化方法において、 符号化された前記変換情報及び前記カテゴリ情報を入力
    する符号入力工程と、 前記変換情報を復号化する変換情報復号化工程と、 前記カテゴリ情報を復号化するカテゴリ情報復号化工程
    と、 復号化された前記変換情報及び前記カテゴリ情報に基づ
    いて、前記符号化対象パタンを復号化し、復号パタンを
    生成する復号パタン生成工程と、 復号化すべき全画像データ範囲から、前記復号パタンを
    挿入すべき挿入ブロックを抽出する挿入ブロック抽出工
    程と、 前記復号パタンを前記挿入ブロックに挿入する復号パタ
    ン挿入工程と、 前記復号パタンによって形成される画像データを出力す
    る画像出力工程とを備えたことを特徴とする復号化方
    法。
21. 【請求項２１】請求項１２に記載の符号化方法と、 前記符号化方法によって出力される符号に基づいて画像
    データを復号化する復号化方法とを備えたことを特徴と
    する画像処理方法。
22. 【請求項２２】請求項１３〜１９のいずれか１項に記載
    の符号化方法と、 請求項２０に記載の復号化方法とを備えたことを特徴と
    する画像処理方法。