JP2001094990A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 視覚的に一定以上の画質で最高の圧縮率を得
ることができる画像符号化装置および復号化装置を提出
すること。 【解決手段】 本発明は、入力画像を小領域単位で処理
可能な不可逆圧縮方式に基づいて画像符号化処理し、作
成された符号化データを復号処理し、復号後に得られる
復号画像と入力画像を用いて特徴画素抽出処理を行う特
徴画素抽出処理部０３０９と、特徴画素を用いて入力画
像に対する復号画像の特徴的な歪みを演算する特徴歪み
演算処理部０３１１と、特徴的な歪みの大きさにより、
データ圧縮の度合を決定するパラメータ値を制御する符
号化パラメータ制御部０３１２とを有する。よって視覚
的に一定以上の画質が得られる領域は、全てその圧縮効
率の高い画像圧縮形式を用いて圧縮し、最高の圧縮率を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画質劣化を抑えつ
つ、容量を削減することができる画像符号化装置及びそ
の画像復号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インターネットやデジタルカメラ等で、
広く用いられている画質圧縮方式のほとんどが、画像の
データ容量を効率的に削減する不可逆圧縮方式である。
不可逆圧縮方式により、ネットワークを介した画像デー
タのやり取りや、画像データの蓄積等が容易になった。
また、前記の不可逆画像圧縮方式には、たとえばＪＰＥ
Ｇ圧縮方式のように圧縮率を圧縮パラメータ設定によっ
て、柔軟に調節することが可能な方式があり、画質を劣
化させることによって圧縮率を高めたり、逆に圧縮率を
下げることによって画質の劣化を抑えることが可能であ
るものがある。
【０００３】また、圧縮パラメータを最適値に自動設定
する画像圧縮装置として、たとえば特許第２８０７２２
２号公報で開示されているものが挙げられる。ここで開
示されている画像圧縮装置は入力画像である原画像と復
元画像との間で減算して残差画像を作成し、この残差画
像のデータより平均２乗誤差を計算し、これを画質評価
値として圧縮パラメータを最適化するものであった。ま
た、従来、表示端末等の特性を考慮せずに全画素領域を
同じように圧縮するか、特開平８−２４２３７６号公報
で開示されている画像処理装置のように表示端末等の特
性を考慮に入れガンマ曲線を用いて表示端末等で詳細の
わかりにくい画素領域のダイナミックレンジを拡大する
補正をし、復号後の画質を向上させる技術があった。
【０００４】また、画像を領域別に異なった画像圧縮方
式を用いて符号化する画像符号化装置の例として、特開
平６−２２５１６０号公報で開示されている画像データ
圧縮装置が挙げられる。ここで開示されている画像デー
タ圧縮装置は、入力画像データの所定領域内に含まれる
色数の多さにより、画像圧縮方式を変えるものであり、
所定領域内の色数が多ければその領域を可逆圧縮方式で
圧縮すると圧縮データ容量が大きくなるため、その領域
は、不可逆圧縮方式で圧縮し、逆に色数が少なければ可
逆圧縮方式で圧縮するという技術を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記不
可逆画像圧縮方式は、画質と圧縮率を圧縮パラメータに
より非常に柔軟に調節可能であるが、前記圧縮方式性能
を十分活用しきれていなかった。その主な原因に圧縮パ
ラメータが同じ値であっても、原画像によって圧縮後の
画質、圧縮率が大きく異なるため、圧縮パラメータから
圧縮後の画質を推測することが困難であったことが挙げ
られる。また、従来、圧縮パラメータを自動設定する装
置もあったが、平均２乗誤差や、ＳＮ比を評価値として
用いているので、人間の視覚特性を十分考慮したもので
はなかった。したがって、ユーザが許容しうる画質の範
囲内で最高の圧縮率を必要とする場合は圧縮パラメータ
は手動で設定しなければならず、また圧縮後の画質を肉
眼で確認しながら圧縮パラメータを調節しなければなら
なかった。
【０００６】本発明は、視覚上劣化していると感じる画
素領域を抽出して、その歪みの度合いのみを画質評価に
用いるか又は、ブロックを性質により分類しそれぞれ別
の評価基準を置くことで、人間の視覚特性を反映した圧
縮パラメータの自動設定を可能とすることを目的とす
る。特にブロック単位で画像圧縮を行うＪＰＥＧ圧縮方
式等のＤＣＴ変換技術を用いた画像圧縮方式では、基本
的にはブロック毎に独立して圧縮が行われており、ブロ
ック間で圧縮後の画質に影響があることがない。
【０００７】そこで、本発明では、圧縮時に用いられる
ブロック単位で歪みを計算することにより、ブロック単
位で画質の優劣を判定する評価法を示しており、局所的
な画質劣化を的確に検出する。また、ＤＣＴ変換技術を
用いた画像圧縮方式で圧縮した画質を、従来用いられて
いた平均２乗誤差やＳＮ比を用いると、画素値のアクテ
ィビティが小さい画像に対して評価値が小さく、アクテ
ィビティが大きい画像に対しては、評価値が大きくなる
傾向があった。
【０００８】ＤＣＴ変換を用いた画像圧縮特有の歪みと
して、ブロックノイズ（ブロックの周辺が不連続になる
ノイズ）とモスキートノイズ（急峻なエッジ部周辺に発
生するノイズ）がよく知られているが、ブロックノイズ
は、画素値のアクティビティが小さい画像に生じるが、
前述のとおり、平均２乗誤差やＳＮ比では評価値が小さ
くなり、ブロックノイズを正確に検出することが難し
い。また、ブロックノイズは、平坦化された（ＡＣ成分
が０になっている）時に視覚的に目立つ傾向がある。
【０００９】Ｘ方向Ｙ方向のＡＣ成分が全て０になって
いるブロックは、ブロック内の全画素値が一致する。ま
た、Ｘ方向の全てのＡＣ成分が０になっているブロック
は、ブロック内の全ての行内で画素値が一致し、Ｙ方向
の全てのＡＣ成分が０になっているブロックは、ブロッ
ク内の全ての列内で画素値が一致する。そこで、本発明
の画像符号化装置では、圧縮後の画像のブロックのブロ
ック内の画素値の性質によりブロックを分類し、分類し
たブロック毎のブロックノイズの生じ易さを考慮にいれ
て評価基準をそれぞれ設定することでブロックノイズが
生じるブロックを検出することが出来る。
【００１０】また、モスキートノイズが発生するブロッ
クは、従来の最小２乗誤差やＳＮ比の評価値も大きくな
るが、アクティビティが大きいブロックは、モスキート
ノイズが発生しなくてもこれらの評価値は大きくなる場
合があり、正しくモスキートノイズを検出することが出
来ない。モスキートノイズは、ブロック内の一部の急峻
なエッジの影響が、周辺に現れる現象であり、モスキー
トノイズが発生したブロックは、ブロック内の各画素の
歪みにバラツキが大きくなる。
【００１１】本発明は、原画と圧縮画像との画素値の差
のバラツキを計算することにより、モスキートノイズを
正しく検出することを可能にしている。また、従来、特
開平８−２４２３７６号公報で開示されている画像処理
装置のように表示端末等の特性を考慮に入れガンマ曲線
を用いて表示端末等で詳細のわかりにくい画素領域のダ
イナミックレンジを拡大する補正をし、復号後の画質を
向上させる技術はあったが、表示端末等の特性により劣
化が目立ちにくい低画素領域のダイナミックレンジを削
減することにより画素値全域のダイナミックレンジを削
減した後、符号化処理をし、画像復号化装置で、復号画
素値全域のダイナミックレンジを戻す画像符号化装置お
よび画像復号化装置はなかった。
【００１２】本発明の画像符号化装置は、たとえば。図
８（ａ）のように、画素値が低い領域のダイナミックレ
ンジを削減することにより、画素値全域のダイナミック
レンジを削減する変換をした後、符号化処理を施すこと
により、圧縮率を大幅にあげることを目的とする。ま
た、本発明の画像復号化装置は、復号化処理後、復号画
像の画素値全域のダイナミックレンジを符号化前の画像
の画素値全域のダイナミックレンジと等しくなるように
ダイナミックレンジを拡大するものであり、この画像復
号化装置と組み合わせて使うことにより、視覚上の画質
を落とさずに圧縮率を大幅に高めることを目的とする。
【００１３】本発明の画像符号化装置は、複数の画像圧
縮方式を組み合わせる方式であり、圧縮性能が高い画像
圧縮方式に重点を置き、前述の視覚的に劣化が目立つモ
スキートノイズ、ブロックノイズを正確に検出できる評
価手法を用いて、圧縮性能の高い画像圧縮方式で視覚的
に設定した一定以上の画質が確保できる領域は、全て圧
縮性能の高い画像圧縮方式で圧縮し、他の領域中で次に
圧縮性能の高い画像圧縮方式で同様に画質が保つことの
出来る領域を検出し、その画像圧縮方式で圧縮すると圧
縮効率の高い方式から順に圧縮する領域を決定してい
き、視覚的に一定以上の画質を保ち、最高の圧縮率を得
ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、入力画像を小領域単位で処理可能な不可逆圧縮方式
に基づいて画像符号化処理する画像符号化処理手段と、
前記画像符号化処理手段により作成された符号化データ
を復号処理する画像復号化処理手段と、前記画像復号化
処理手段により得られる復号画像と前記入力画像とを用
いて特徴画素を抽出処理する特徴画素抽出処理手段と、
前記特徴画素を用いて前記入力画像に対する前記復号画
像の特徴的な歪みを演算処理する特徴歪み演算処理手段
と、前記特徴的な歪みの大きさにより前記画像符号化処
理手段におけるデータ圧縮の度合を決定するパラメータ
値を制御するパラメータ値制御手段と、を有するもので
ある。
【００１５】また、前記特徴歪み演算処理手段は、前記
入力画像と前記復号画像の前記特徴画素の対応する各画
素値間の差の分散を各小領域ごとに演算し、その最大値
を前記特徴的な歪みの大きさとすることで、位相のずれ
の影響を大きく受けるので、モスキートノイズを正確に
反映した量子化パラメータを設定することができる。さ
らに、前記特徴歪み演算処理手段は、前記入力画像と前
記復号画像の前記特徴画素の対応する各画素値間の差
と、その差の平均との差の和を各小領域ごとに演算し、
その最大値を前記特徴的な歪みの大きさとすることで、
簡易な計算でモスキートノイズを反映した量子化パラメ
ータを設定することができる。
【００１６】また、前記小領域がブロックであり、前記
特徴画素抽出処理手段は、ブロック単位で前記復号画像
と前記入力画像を用いて特徴ブロックを抽出処理する特
徴ブロック抽出処理手段であって、前記特徴ブロック中
の画素を抽出処理することで、ブロックノイズを正確に
反映した量子化パラメータを設定することができる。ま
た、前記特徴ブロック抽出処理手段は、前記入力画像が
ブロック内の全ての列内または、全ての行内で画素値が
一致してはいないブロックを抽出し、抽出したブロック
に対応する前記復号画像のブロックの内、全ての列内ま
たは、全ての行内で画素値が一致しているブロックを抽
出することで、簡易な計算でブロックノイズを反映した
量子化パラメータを設定することができる。
【００１７】また、前記特徴ブロック抽出処理手段は、
前記入力画像がブロック内の全ての画素値が一致しては
いないブロックを抽出し、抽出したブロックに対応する
前記復号画像のブロックの内、全ての画素値が一致して
いるブロックを抽出することで、簡易な計算でブロック
ノイズを反映した量子化パラメータを設定することがで
きる。また、前記特徴画素抽出手段は、特徴ブロックを
分類して抽出する特徴ブロック分類抽出手段であって、
前記特徴ブロック内の画素を抽出することで、簡易な計
算でブロックノイズを反映した量子化パラメータを設定
することができる。
【００１８】また、前記特徴ブロック分類抽出手段は、
前記復号画像のブロックが、全ての画素値が一致してい
る完全平坦ブロックと、完全平坦ブロック以外で全ての
列内または、全ての行内で画素値が一致しているブロッ
クと、その他のブロックに分類して抽出することで、ブ
ロックノイズを正確に反映した量子化パラメータを設定
することができる。また、前記特徴歪み演算処理手段
は、前記入力画像と前記復号画像の前記特徴画素に対応
する各画素値間の差の分散を各ブロックごとに演算し、
特徴ブロック分類抽出手段で分類された各分類毎で最大
値を各分類毎の特徴的な歪みの大きさとすることで、位
相のずれの影響を大きく受けるので、モスキートノイズ
を正確に反映した量子化パラメータを設定することがで
きる。
【００１９】また、本発明の画像符号化装置は、は入力
画像信号の視覚上劣化を感知しにくい画素値域のダイナ
ミックレンジを画素値変換テーブルを用いて削減する画
素値変換処理を行う画素値変換処理手段と、前記画素値
変換処理手段からの出力画像を画像符号化処理する画像
符号化処理手段と、を有するものである。これにより、
画素値全域のダイナミックレンジを削減する変換をした
後、符号化処理を施すことになり、圧縮率を大幅にあげ
ることができる。
【００２０】また、本発明の画像符号化装置は、入力画
像を不可逆圧縮方式に基づいて画像符号化処理する画像
符号化処理手段と、前記画像符号化処理手段により作成
された符号化データを復号化処理する画像復号化処理手
段と、復号画像と前記入力画像を小領域単位で比較し、
特徴的な歪みを演算処理する特徴歪み演算処理手段と、
前記特徴的な歪みの大きさにより前記小領域単位で領域
分割処理して領域分割情報を持った領域分割画像を作成
する領域分割処理手段と、前記入力画像と前記領域分割
画像を用いて各領域画像を作成処理する領域画像作成処
理手段と、領域分割画像を可逆圧縮方式に基づいて符号
化処理し領域分割画像符号化データを作成する領域分割
画像符号化処理手段と、前記領域分割処理手段により分
割された所定の領域を前記不可逆圧縮方式に基づいて画
像符号化する第１領域画像符号化手段と、他の領域を要
求する画質で画像符号化する第２領域画像符号化手段
と、前記領域分割画像符号化データと各領域の符号化デ
ータを一つの符号化データにまとめる符号化データ接合
処理手段と、を有するものである。
【００２１】また、前記画素値変換テーブルはガンマ曲
線を利用することで、表示端末等の特性を考慮し視覚上
の画質を落とさず圧縮データの容量を削減することがで
きる。また、本発明の画像復号化装置は前記画像符号化
装置で符号化された符号化データを復号するものであっ
て、入力符号化データを復号化処理する画像復号化処理
手段と、前記画像復号化処理手段により復号化された復
号画像の画素値を画素値逆変換テーブルを用いて画素値
逆変換処理する画素値逆変換処理手段と、を有するもの
である。これにより、復号化処理後、復号画像の画素値
全域のダイナミックレンジを符号化前の画像の画素値全
域のダイナミックレンジと等しくなるようにダイナミッ
クレンジを拡大することができて、視覚上の画質を落と
さずに圧縮率を大幅に高めることができる。
【００２２】また、前記画素値逆変換処理手段は、前記
画素値変換処理手段と入出力関係が逆であることで、簡
単な構成とすることができる。また、前記特徴歪み演算
処理手段は、前記入力画像と前記復号画像から抽出した
前記抽出小領域の対応する各画素値間の差の分散を演算
し、前記特徴的な歪みの大きさとすることで、位相のず
れの影響を大きく受けるので、モスキートノイズを正確
に反映した量子化パラメータを設定することができる。
また、前記特徴歪み演算処理手段は、前記入力画像と前
記復号画像から抽出された前記抽出小領域の対応する各
画素間の差と、その差の平均との差の和を演算し、前記
特徴的な歪みの大きさとすることで、簡易な計算でモス
キートノイズを反映した量子化パラメータを設定するこ
とができる。
【００２３】また、前記領域分割処理手段は、前記特徴
的な歪みの大きさと閾値との大小関係により分割するこ
とで、簡易な計算で領域分割画像を作成するすることが
できる。また、前記小領域単位がブロック単位であり、
前記領域分割処理手段は、前記抽出小領域の性質を分類
する抽出小領域性質分類処理手段であって、分類別に前
記閾値を別々に設定することで、簡易な計算で領域分割
画像を作成するすることができる。また、前記抽出小領
域性質分類処理手段は、前記復号画像の前記抽出小領域
が、全ての画素値が一致している完全平坦ブロックと、
完全平坦ブロック以外で全ての列内または、全ての行内
で画素値が一致しているブロックと、その他のブロック
とに分類することで、ブロックノイズを正確に反映した
量子化パラメータを設定することができる。
【００２４】また、本発明の画像復号化装置は、前記画
像符号化装置により生成された符号化データを領域分割
画像符号化データと各領域の符号化データに分離処理す
る符号化データ分離処理手段と、前記領域分割画像符号
化データを復合化して領域分割画像を作成する領域分割
画像復号化装置と、前記各領域の符号化データを復号化
して、各領域画像を作成処理する各領域復号化処理手段
と、前記領域分割画像にしたがって、前記各領域画像を
組み合わせて一つの復号画像を作成する復号画像データ
接合処理手段と、を有するものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
を用いて、以下で用いる画像のブロックと画素の表記法
について説明する。画像０１０１はブロックに分割さ
れ、ブロックには左上から右下にかけて番号が付けられ
ている。各ブロックは、ｍ画素×ｎ画素（ｍ，ｎは任意
の自然数）であり、ブロック内の画素はブロック０１０
２のように座標で表される。
【００２６】また、図２を用いて、以下で用いる平坦ブ
ロックを定義する。平坦ブロックとは、ブロック内で画
素値の変化が小さく高周波成分が所定の閾値よりも少な
いブロックのことであるとする。平坦ブロックは、ブロ
ック内のたとえば画素値のアクティビティの大きさや、
分散の大きさ等を用いて決定することができる。具体的
には、数式１に示すようなブロック内の画素値のアクテ
ィビティａや、ブロック内の画素値の分散σ等を計算
し、その値の大きさにより平坦ブロックかどうかを判定
することができる。
【００２７】
【数１】
【００２８】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれブ
ロックを表している。ブロックの小さな区切りは画素を
表している。したがってブロックは８画素×８画素のブ
ロックであることになるが、ｎ画素×ｍ画素のブロック
であれば良い。（ｎ，ｍは自然数）また、ブロック内の
各画素に付けられた模様は画素値を表している。
【００２９】ブロック（ａ）は、横方向に隣り合う全て
の画素値が一致している。ブロック（ｂ）は、縦方向に
隣り合う全ての画素値が一致している。このように、縦
方向、横方向の少なくとも一方向の隣り合う画素値が一
致しているブロックを以下の説明で言う平坦ブロックの
定義とする。また、平坦ブロックの中でもブロック
（ｃ）のように、ブロック内の全画素値が一致している
ブロックを特に完全平坦ブロックと呼ぶことにする。ま
た、平坦ブロック、完全平坦ブロック以外のブロックを
一般ブロックと呼ぶことにする。
【００３０】（第一の実施の形態）図３は、本発明の第
一の実施の形態の画像符号化装置の構成を示す図であ
る。画像符号化装置０３０２は、入力画像バッファ０３
０４、画像符号化処理部０３０５、符号化データバッフ
ァ０３０６、画像復号化処理部０３０７、復号画像バッ
ファ０３０８、特徴画素抽出処理部０３０９、特徴画素
データバッファ０３１０、特徴歪み演算処理部０３１
１、符号化パラメータ制御部０３１２から構成されてい
る。また、画像符号化装置０３０２は画像入力装置０３
０１から画像データを受け取り、データ出力装置０３０
３に符号化データを出力する。
【００３１】入力画像バッファ０３０４は、画像入力装
置０３０１から入力された入力画像データを格納する。
画像符号化処理部０３０５は、入力画像バッファ０３０
４から入力画像データを読み込み符号化データを出力す
る。符号化データバッファ０３０６は、画像符号化処理
部０３０５から出力された符号化データを格納する。画
像復号化処理部０３０７は、符号化データバッファ０３
０６から符号化データを読み込み復号画像データを出力
する。復号画像バッファ０３０８は、画像復号化処理部
０３０７から出力された復号画像データを格納する。
【００３２】特徴画素抽出処理部０３０９は、入力画像
バッファ０３０４と復号画像バッファ０３０８からそれ
ぞれ入力画像データと復号画像データを読み込み、特徴
画素を抽出し、抽出した特徴画素データを出力する。特
徴画素とは、歪みの計算に用いる画素のことである。特
徴ブロックは、ブロック内の全画素が特徴画素であるブ
ロックのことをいう。特徴画素データバッファ０３１０
は、特徴画素抽出処理部０３０９から出力された特徴画
素データを格納する。特徴歪み演算処理部０３１１は、
特徴画素データバッファ０３１０から、特徴画素データ
を読み込み、特徴歪み演算を行い、特徴歪みをデータを
出力する。
【００３３】符号化パラメータ制御部０３１２は、特徴
歪み演算処理部０３１１から出力された特徴歪みデータ
を受け取り、データ圧縮の度合いを決定するパラメータ
値を決定する。入力画像バッファ０３０４、符号化デー
タバッファ０３０６、復号画像バッファ０３０８、特徴
画素データバッファ０３１０は、フラッシュメモリ、ハ
ードディスク等のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に
よって、画像符号化処理部０３０５、画像復号化処理部
０３０７、特徴画素抽出処理部０３０９、特徴歪み演算
処理部０３１１および符号化パラメータ制御部０３１２
は、たとえばそれぞれ独立した回路によって実現され
る。また、たとえばコンピュータ等の演算処理回路によ
って実現される仮想回路とされてもよい。画像符号化処
理部０３０５と画像復号化処理部０３０７は、任意の小
領域単位で処理を行い、かつデータ圧縮の度合いをパラ
メータで調節できる不可逆圧縮方式であればどのような
ものでも良い。
【００３４】以下、前記不可逆圧縮方式の一例であるＪ
ＰＥＧ圧縮方式を用いて説明を行う。画像符号化装置０
３０２の処理の流れを図４に示した。ＪＰＥＧ圧縮方式
の量子化パラメータＱとその最大値Ｑmaxと最小値Ｑmin
の初期値と特徴歪みの度合いＳＮの閾値ＳＮthをステッ
プＳ０４０２で設定する。ステップＳ０４０３で入力画
像データをメモリに格納し、必要に応じて参照できるよ
うにする。画像符号化処理部０３０５において、ステッ
プＳ０４０４で、量子化パラメータＱを用いて入力画像
データのＪＰＥＧ符号化を行い、ステップＳ０４０５で
符号化データを復号化して得られる復号画像をステップ
Ｓ０４０６でメモリに格納し、必要に応じて参照できる
ようにする。
【００３５】特徴画素抽出処理部０３０９において、ス
テップＳ０４０７で、入力画像で平坦ブロックになって
いない一般ブロックを検索し、対応する復号画像が平坦
ブロックになっていれば、そのブロック内の入力画像と
復号画像の画素を特徴画素として抽出する。すなわち、
圧縮により、一般ブロックから平坦ブロックに変化した
ブロックの画素を特徴画素として抽出している。特徴歪
み演算処理部０３１１において、ステップＳ０４０８
で、数式２で示すように抽出された特徴画素に対して、
入力画像と復号画像との画素値の差の分散をブロック単
位でそれぞれ計算しその最大値をそのブロックの特徴歪
みの度合いＳＮとする。なお、数式２のＳＮiの代わり
に数式３のＳＮiを用いても良い。
【００３６】
【数２】
【００３７】
【数３】
【００３８】符号化パラメータ制御部０３１２におい
て、ステップＳ０４０９でＳＮが設定した閾値ＳＮthよ
り大きいかどうかを判定し、大きければステップＳ０４
１０でＱmaxに量子化パラメータＱの値を、それ以外の
場合はステップＳ０４１１でＱminにＱの値を代入し、
Ｑの範囲を絞っていく。ステップＳ０４１２では、量子
化パラメータＱの範囲が絞られたことによって収束した
かどうか判定する。ＱmaxとＱminの差が２より小さいか
どうかを判定し、小さくなければ収束していないとみな
されステップＳ０４１３で量子化パラメータＱがＱmin
とＱmaxとの平均値に設定されステップＳ０４０４から
ステップＳ０４１２までの処理が再び行われ、小さけれ
ば量子化パラメータＱが収束したとみなされステップＳ
０４１４でＱに最適値としてＱminが代入されステップ
Ｓ０４１５でＪＰＥＧ符号化が行われ出力符号化データ
がデータ出力装置０３０３に出力される。なお、量子化
パラメータＱの最適値をサーチするのに、ステップＳ０
４１２、ステップＳ０４１３、ステップＳ０４１４で、
バイナリサーチを構成しているが、これは他のどのよう
なサーチ手法と置き換えても良い。
【００３９】（第二の実施の形態）第二の実施の形態の
画像符号化装置の構成は、第一の実施の形態の画像符号
化装置と同様に図３で表されるため、構成図の説明は省
略する。画像符号化装置０３０２の処理の流れを図５に
示した。ＪＰＥＧ圧縮方式の量子化パラメータＱとその
最大値Ｑmaxと最小値Ｑminの初期値と完全平坦ブロッ
ク、完全平坦ブロック以外の平坦ブロック、一般ブロッ
クの特徴歪みの度合いをそれぞれＳＮ１、ＳＮ２、ＳＮ
３とし、それぞれの閾値をＳＮ１th、ＳＮ２th、ＳＮ３
thとして、ステップＳ０５０２で設定する。
【００４０】ステップＳ０５０３で入力画像データをメ
モリに格納し、必要に応じて参照できるようにする。画
像符号化処理部０３０５において、入力画像データをス
テップＳ０５０４で量子化パラメータＱを用いてＪＰＥ
Ｇ符号化を行い符号化データをステップＳ０５０５で復
号化して得られる復号化画像をステップＳ０５０６でメ
モリに格納し、必要に応じて参照できるようにする。特
徴画素抽出処理部０３０９において、ステップＳ０５０
７で、復号画像の各ブロックを完全平坦ブロック、完全
平坦ブロック以外の平坦ブロック、一般ブロックに分類
し、ブロック内の入力画像と復号画像の画素を特徴画素
として分類して抽出する。
【００４１】特徴歪み演算処理部０３１１において、ス
テップＳ０５０８で、数式４で示すように完全平坦ブロ
ックに分類されて抽出された特徴画素に対して、入力画
像と復号画像との画素値の差の分散をブロック単位でそ
れぞれ計算しその最大値を完全平坦ブロックの特徴歪み
の度合いＳＮ１とする。同様にして、完全平坦ブロック
以外の平坦ブロックの特徴歪みの度合いＳＮ２と一般ブ
ロックの特徴歪みの度合いＳＮ３を計算する。なお、数
式４のＳＮ１iの代わりに数式５のＳＮ１iを用いても良
い。
【００４２】
【数４】
【００４３】
【数５】
【００４４】符号化パラメータ制御部０３１２におい
て、ステップＳ０５０９、ステップＳ０５１０、ステッ
プＳ０５１１で、それぞれＳＮ１、ＳＮ２、ＳＮ３が設
定した閾値ＳＮ１th、ＳＮ２th、ＳＮ３thより大きいか
判定し、すべて小さければ、ステップＳ０５１２でＱmi
nにＱの値を、それ以外の場合はステップＳ０５１３で
ＱmaxにＱの値を代入し、Ｑの範囲をしぼっていく。ス
テップＳ０５１４では、量子化パラメータＱの範囲が絞
られたことによって収束したかどうか判定をおこなって
おり、ＱmaxとＱminの差が２より小さいかどうかを判定
し、小さくなければ収束していないとみなされ、ステッ
プＳ０５１５で量子化パラメータＱがＱminとＱmaxとの
平均値に設定されてステップＳ０５０４からステップＳ
０５１４までの処理が再び行われ、小さければ量子化パ
ラメータＱが収束したとみなされステップＳ０５１６で
Ｑに最適値としてＱminが代入されステップＳ０５１７
でＪＰＥＧ符号化が行われ出力符号化データがデータ出
力装置０３０３に出力される。なお、量子化パラメータ
Ｑの最適値をサーチするのに、ステップＳ０５１４、ス
テップＳ０５１５、ステップＳ０５１６で、バイナリサ
ーチを構成しているが、これは他のどのようなサーチ手
法と置き換えても良い。
【００４５】（第三の実施の形態）図６、図７はそれぞ
れ本発明による画像符号化装置と画像復号化装置の構成
を示す図である。画像符号化装置０６０２は、入力画像
バッファ０６０４、画素値変換テーブル作成部０６０
５、画素値変換テーブルバッファ０６０６、画素値変換
処理部０６０７、画素値変換画像バッファ０６０８、画
像符号化処理部０６０９、符号化データバッファ０６１
０から構成されており、画像入力装置０６０１から画像
データを受け取り、データ出力装置０６０３に符号化デ
ータを出力する。また、画像復号化装置０７０２は入力
データバッファ０７０４、画像復号化処理部０７０５、
復号画像バッファ０７０６、画素値逆変換テーブル作成
部０７０７、画素値逆変換テーブルバッファ０７０８、
画素値逆変換処理部０７０９、画素値逆変換画像バッフ
ァ０７１０から構成されており、データ入力装置０７０
１から符号化データを受け取り、画像出力装置０７０３
に復元画像を出力する。
【００４６】ここで、画像符号化装置０６０２内の各部
の説明を行う。入力画像バッファ０６０４は、画像入力
装置０６０１から入力された入力画像データを格納す
る。画素値変換テーブル作成部０６０５は、画素値変換
テーブルデータ（図８及び図９で後述する）を作成し出
力する。画素値変換テーブルバッファ０６０６は、画素
値変換テーブル作成部０６０５から出力された画素値変
換テーブルデータを格納する。
【００４７】画素値変換処理部０６０７は、入力画像バ
ッファ０６０４と画素値変換テーブルバッファ０６０６
からそれぞれ入力画像データと画素値変換テーブルデー
タを読み込み入力画像の画素値変換を行い画素値変換画
像データを出力する。画素値変換画像バッファ０６０８
は、画素値変換処理部０６０７から出力された画素値変
換画像データを格納する。画像符号化処理部０６０９
は、画素値変換画像バッファ０６０８から画素値変換画
像データを読み込み、符号化を行い符号化データを出力
する。符号化データバッファ０６１０は画像符号化処理
部０６０９から出力された符号化データを格納する。
【００４８】ここで、画像復号化装置０７０２の各部に
ついて説明する。入力データバッファ０７０４は、デー
タ入力装置０７０１から入力された入力符号化データを
格納する。画像復号化処理部０７０５は、入力データバ
ッファ０７０４から入力符号化データを読み込み復号し
復号画像データを出力する。復号画像バッファ０７０６
は、画像復号化処理部０７０５から出力された復号画像
データを格納する。
【００４９】画素値逆変換テーブル作成部０７０７は、
画素値逆変換テーブルデータを作成し出力する。画素値
逆変換テーブルバッファ０７０８は、画素値逆変換テー
ブル作成部０７０７から出力された画素値逆変換テーブ
ルデータを格納する。画素値逆変換処理部０７０９は、
復号画像バッファ０７０６と画素値逆変換テーブルバッ
ファ０７０８からそれぞれ復号画像データと画素値逆変
換テーブルデータを入力し画素値逆変換を行い画素値逆
変換画像を出力する。画素値逆変換画像バッファ０７１
０は、画素値逆変換処理部０７０９から出力された画素
値逆変換画像データを格納する。
【００５０】入力画像バッファ０６０４、画素値変換テ
ーブルバッファ０６０６、画素値変換画像バッファ０６
０８、符号化データバッファ０６１０、入力データバッ
ファ０７０４、復号画像バッファ０７０６、画素値逆変
換テーブルバッファ０７０８、画素値逆変換画像バッフ
ァ０７１０は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）によって、画素値変
換テーブル作成部０６０５、画素値変換処理部０６０
７、画像符号化処理部０６０９、画像復号化処理部０７
０５、画素値逆変換テーブル作成部０７０７、画素値逆
変換処理部０７０９は、たとえばそれぞれ独立した回路
によって実現される。また、たとえばコンピュータ等の
演算処理回路によって実現される仮想回路とされてもよ
い。
【００５１】以下で用いられる画素値変換テーブルと画
素値逆変換テーブルは、それぞれ画素値変換関数と画素
値逆変換関数から作成される。画素値変換関数は、線形
または非線形な関数であり、画素値逆変換関数は、基本
的には画素値変換関数の逆関数（ｙ＝ｘに対して対象）
である。画素値変換関数と画素値逆変換関数の組み合わ
せの一例を図８に示す。（ａ）は画素値変換関数、
（ｂ）は画素値逆変換関数である。画素値変換関数
（ａ）は、ガンマ曲線の傾きが１以下の領域（γ＜１）
と傾き１の直線を組み合わせもので、表示端末等の特性
を利用し低画素域のダイナミックレンジを効率的に減少
させている。画素値逆変換関数（ｂ）は、画素値変換関
数（ａ）の逆関数である。画素値変換関数（ａ）から図
９の画素値変換テーブルが得られる。
【００５２】画素値変換テーブルより全体の画素値域が
０〜２５５から０〜１９１に削減されたのがわかる。画
素値逆関数テーブルは、画素値変換テーブルの入力と出
力を入れ替えたものになる。なお、画素値変換関数は任
意の関数であり、対応する画素値逆変換関数は画素値変
換関数の基本的には逆関数であるが、明るさ改善、ノイ
ズ除去等の目的により逆関数にしなくても良い。画像符
号化装置０６０２、画像復号化装置０７０２の処理の流
れを図１０に示した。
【００５３】まず、画像符号化装置０６０２の処理の流
れを説明する。ステップＳ１００２で入力画像データを
メモリに格納し、必要に応じて参照できるようにする。
画素値変換テーブル作成部０６０５において、ステップ
Ｓ１００３で画素値変換テーブルを画素値変換関数から
作成し、ステップＳ１００４で画素値変換テーブルデー
タをメモリに格納し、必要に応じて参照できるようにす
る。
【００５４】次に画素値変換処理部０６０７において、
入力画像データの画素を画素値変換テーブルデータによ
りステップＳ１００５で画素値変換を行い、画素値変換
後の画素値変換画像をステップＳ１００６でメモリに格
納する。画像符号化処理部０６０９において、ステップ
Ｓ１００７でメモリ内の画素値変換画像を読み込み、Ｊ
ＰＥＧ符号化し出力符号化データをデータ出力装置０６
０３に出力する。
【００５５】次に、画像復号化装置０７０２の処理の流
れを説明する。データ入力装置０７０１からステップＳ
１０１０で入力符号化データをメモリに格納する。画素
値逆変換テーブル作成部０７０７において、ステップＳ
１０１１で、画素値逆変換テーブルを作成し、ステップ
Ｓ１０１２で画素値逆変換テーブルメモリに格納する。
画像復号化処理部０７０５においてステップＳ１０１３
でＪＰＥＧ復号化を行い、ステップＳ１０１４で復号画
像をメモリに格納する。次に、画素値逆変換処理部０７
０９においてステップＳ１０１５で、メモリ内から復号
画像と画素値逆変換テーブルを読み込み、画素値逆変換
画像を復元画像として画像出力装置０７０３に出力す
る。
【００５６】（第四の実施の形態）図１１、図１２は、
本発明による画像符号化装置の構成を示す図である。入
力画像バッファ１１０４は、入力画像バッファ１２０１
と、領域分割画像符号化装置１１０６は、領域分割画像
符号化装置１２０５と、領域１画像符号化装置１１０８
は、領域１画像符号化装置１２０３と、領域２画像符号
化装置１１１０は、領域２画像符号化装置１２０４と、
それぞれ同一のバッファまたは装置を表している。
【００５７】画像符号化装置１１０２は、画像入力装置
１１０１から入力画像を受け取り、データ出力装置１１
０３に接合符号化データを出力する。画像符号化装置１
１０２は、入力画像バッファ１１０４（１２０１）、領
域分割部１１０５、領域分割画像符号化装置１１０６
（１２０５）、領域分割符号化データバッファ１１０
７、領域１画像符号化装置１１０８（１２０３）、領域
１符号化データバッファ１１０９、領域２画像符号化装
置１１１０（１２０４）、領域２符号化データバッファ
１１１１、符号化データ接合処理部１１１２、接合符号
化データバッファ１１１３、から構成されている。
【００５８】図１２は、領域分割部１１０５の構成を示
している。図１１の領域分割部１１０５は、図１２で
は、領域分割部１２０２に相当する。領域分割部１１０
５（１２０２）は、画像符号化処理部１２０６、符号化
データバッファ１２０７、画像復号化処理部１２０８、
復号画像バッファ１２０９、ブロック抽出処理部１２１
０、抽出ブロックデータバッファ１２１１、特徴歪み演
算処理部１２１２、領域分割処理部１２１３、領域分割
画像バッファ１２１４、領域画像作成処理部１２１５、
領域１画像バッファ１２１６、領域２画像バッファ１２
１７から構成されている。
【００５９】入力画像バッファ１１０４は、画像入力装
置１１０１から入力された入力画像データを格納する。
画像符号化処理部１２０６は、入力画像バッファ１１０
４（１２０１）から入力画像データを受け取り、画像符
号化を行い、符号化データを符号化データバッファ１２
０７に書き込む。画像復号化処理部１２０８は、符号化
データバッファ１２０７から復号画像データを読み込
み、復号を行い復号化画像を復号画像バッファ１２０９
に書き込む。
【００６０】ブロック抽出処理部１２１０は、入力画像
バッファ１１０４（１２０１）から、入力画像データを
復号画像バッファから復号画像データを読み込み、ブロ
ック内画素を抽出し、抽出画素を抽出ブロックデータバ
ッファ１２１１に書き込む。特徴歪み演算処理部１２１
２は、抽出ブロックデータバッファ１２１１から抽出ブ
ロックデータを読み込み、特徴歪み演算を行い、特徴歪
みデータを出力する。領域分割処理部１２１３は、特徴
歪みデータの大きさにより、領域分割を行い、領域分割
画像データを領域分割画像バッファ１２１４に書き込
む。領域画像作成処理部１２１５は、領域分割画像バッ
ファ１２１４、入力画像バッファ１２０１からそれぞれ
領域分割画像データと入力画像データを読み込み領域分
割画像データにしたがって、領域１画像データ、領域２
画像データを作成し、それぞれ領域１画像バッファ１２
１６、領域２画像バッファ１２１７に書き込む。
【００６１】領域分割画像符号化装置１１０６（１２０
５）は、領域分割画像データを領域分割画像バッファ１
２１４から読み込み符号化を行い、符号化データを領域
分割画像符号化データとして領域分割符号化データバッ
ファ１１０７に書き込む。領域１画像符号化装置１１０
８（１２０３）は、領域１画像データを領域１画像バッ
ファ１２１６から読み込み、符号化を行い、符号化デー
タを領域１符号化データとして、領域１符号化データバ
ッファ１１０９に書き込む。領域２画像符号化装置１１
１０（１２０４）は、領域２画像データを領域２画像バ
ッファ１２１７から読み込み、符号化を行い、符号化デ
ータを領域２符号化データとして、領域２符号化データ
バッファ１１１１に書き込む。
【００６２】符号化データ接合処理部１１１２は、領域
分割画像符号化データ、領域１符号化データ、領域２符
号化データをそれぞれ、領域分割画像符号化データを領
域分割符号化データバッファ１１０７、領域１符号化デ
ータバッファ１１０９、領域２符号化データバッファ１
１１１から読み込み、これら３つの符号化データを１つ
に接合し、接合符号化データを作り、接合符号化データ
バッファ１１１３に書き込み、データ出力装置１１０３
に出力する。
【００６３】図１３は、本発明による画像復号化装置の
構成を示す図である。画像復号化装置１３０２は、入力
データバッファ１３０４、符号化データ分離処理部１３
０５、領域分割画像復号化装置１３０６、領域１画像復
号化装置１３０８、領域２画像復号化装置１３１０、領
域分割復号画像バッファ１３０７、領域１復号画像バッ
ファ１３０９、領域２復号画像バッファ１３１１、復号
画像データ接合処理部１３１２、接合復号画像バッファ
１３１３から構成されており、データ入力装置１３０１
から、符号化データを受け取り接合復号画像データを画
像出力装置１３０３に出力する。
【００６４】入力データバッファ１３０４は、データ入
力装置１３０１から入力された入力データを格納する。
符号化データ分離処理部１３０５は、入力データバッフ
ァ１３０４から、入力データを読み込み、入力データ
を、領域分割画像符号化データ、領域１画像符号化デー
タ、領域２画像符号化データに分離し、それぞれ領域分
割画像復号化装置１３０６、領域１画像復号化装置１３
０８、領域２画像復号化装置１３１０に出力する。
【００６５】領域分割画像復号化装置１３０６は、符号
化データ分離処理部１３０５から、領域分割画像符号化
データを受け取り、復号して得られた復号画像を領域分
割復号画像として、領域分割復号画像バッファ１３０７
に書き込む。領域１画像復号化装置１３０８は、符号化
データ分離処理部１３０５から、領域１画像符号化デー
タを受け取り、復号して得られた復号画像を領域１復号
画像として、領域１復号画像バッファ１３０９に書き込
む。領域２画像復号化装置１３１０は、符号化データ分
離処理部１３０５から、領域２画像符号化データを受け
取り、復号して得られた復号画像を領域２復号画像とし
て、領域２復号画像バッファ１３１１に書き込む。
【００６６】復号画像データ接合処理部１３１２は、領
域分割復号画像バッファ１３０７、領域１復号画像バッ
ファ１３０９、領域２復号画像バッファ１３１１から、
それぞれ領域分割復号画像データ、領域１復号画像デー
タ、領域２復号画像データを読み込み、それらを接合し
て接合復号画像データとして、接合復号画像バッファ１
３１３に書き込み、画像出力装置１３０３に出力する。
【００６７】入力画像バッファ１１０４（１２０１）、
領域分割符号化データバッファ１１０７、領域１符号化
データバッファ１１０９、領域２符号化データバッファ
１１１１、接合符号化データバッファ１１１３、符号化
データバッファ１２０７、復号画像バッファ１２０９、
抽出ブロックデータバッファ１２１１、領域分割画像バ
ッファ１２１４、領域１画像バッファ１２１６、領域２
画像バッファ１２１７、入力データバッファ１３０４、
領域分割復号画像バッファ１３０７、領域１復号画像バ
ッファ１３０９、領域２復号画像バッファ１３１１、接
合復号画像バッファ１３１３は、フラッシュメモリ、ハ
ードディスク等のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に
よって、領域分割画像符号化装置１１０６（１２０
５）、領域１画像符号化装置１１０８（１２０３）、領
域２画像符号化装置１１１０（１２０４）、符号化デー
タ接合処理部１１１２、画像符号化処理部１２０６、画
像復号化処理部１２０８、ブロック抽出処理部１２１
０、特徴歪み演算処理部１２１２、領域分割処理部１２
１３、領域画像作成処理部１２１５、符号化データ分離
処理部１３０５、領域分割画像復号化装置１３０６、領
域１画像復号化装置１３０８、領域２画像復号化装置１
３１０、復号画像データ接合処理部１３１２は、たとえ
ばそれぞれ独立した回路によって実現される。また、た
とえばコンピュータ等の演算処理回路によって実現され
る仮想回路とされてもよい。
【００６８】領域画像作成処理部１２１５で行われる処
理は、たとえば図１８に示すように入力画像１８０２の
各ブロックを領域分割画像によりどの領域になるのか判
断し、ブロックの番号順にブロックをコピーし領域１画
像１８０１、領域２画像１８０３を作成する。復号画像
データ接合処理部１３１２では、領域分割復号画像にし
たがって、逆の作業を行えば良い。このように、領域分
割画像は各領域画像の各ブロックが、入力画像のどのブ
ロックに対応するのかわかる形式であれば画像以外も含
めてどのようなものでもよい。
【００６９】領域の分割数は、２となっているが制限は
ない。領域分割画像復号化装置１３０６、領域１画像復
号化装置１３０８、領域２画像復号化装置１３１０は、
それぞれ領域分割画像符号化データ、領域１符号化デー
タ、領域２符号化データを復号できなければならない。
領域１画像符号化装置１１０８と、画像符号化処理部１
２０６の同一の画像符号化方式でなければならず、その
画像符号化方式は、たとえば、ＪＰＥＧ圧縮方式のよう
に小領域単位で処理を行うことが可能な不可逆圧縮方式
であればどのようなものでも良い。
【００７０】また、領域分割画像符号化装置１１０６
は、可逆符号化方式であれば何を用いても良い。領域１
以外の領域の画像符号化は、目的に合った画質を確保で
きるどのような符号化方式を用いても良い。符号化デー
タ接合処理部１１１２で作成される接合符号化データ
は、分割符号化データ、各領域符号化データを１つにま
とめたもので、接合符号化データは、元の分割符号化デ
ータ、各領域符号化データに分離できるだけの情報を含
んでいればどのよな形式でもよい、たとえば、図１７に
示すように、ヘッダ部に元の各符号化データの容量、入
力画像の縦横サイズの情報を持たせ、本体部は元の各符
号化データを並べたもので良い。
【００７１】領域１画像符号化装置１１０８、領域２画
像符号化装置１１１０は、単に符号化に必要なパラメー
タをある値にして符号化を行うものでも良い。また、第
一の実施の形態、第二の実施の形態で説明した画像符号
化装置のように符号化に必要なパラメータを最適化して
符号化を行うもの、第三の実施の形態で説明した画像符
号化装置のように符号化前に画像処理を施すものなど、
符号化以外にどのような特徴を持ったものでもよい。
【００７２】以下、領域分割画像符号化装置１１０６、
領域２画像符号化装置１１１０、領域分割画像復号化装
置１３０６、領域２画像復号化装置１３１０は、ハフマ
ン符号化方式を用い、領域１画像符号化装置１１０８
は、第二の実施の形態で挙げたＪＰＥＧ圧縮方式を用い
た画像符号化装置０３０２を用い、領域１画像復号化処
理装置１３０８は、ＪＰＥＧ圧縮方式を用いた例で説明
する。
【００７３】画像符号化装置１１０２の処理の流れを図
１４に示した。ＪＰＥＧ圧縮方式の量子化パラメータＱ
と完全平坦ブロック、平坦ブロック、一般ブロックの特
徴歪みＳＮの閾値ＳＮ１th、ＳＮ２th、ＳＮ３thをステ
ップＳ１４０２で設定する。画像入力装置１１０１から
入力された画像をステップＳ１４０３で入力画像バッフ
ァ１１０４（１２０１）に格納する。
【００７４】画像符号化処理部１２０６において、ステ
ップＳ１４０４で量子化パラメータＱでＪＰＥＧを行
い、画像復号化処理部１２０８において、ステップＳ１
４０５でステップＳ１４０４で符号化したデータを復号
化する。復号化された復号画像データは、ステップＳ１
４０６で復号画像バッファ１２０９に格納される。ステ
ップＳ１４０７で入力画像をブロック（８×８画素）に
分けたときの縦横のブロック数すべてに対応する縦横の
画素数のための領域分割画像用のメモリ領域を確保す
る。
【００７５】ステップＳ１４０８の領域分割を行うが、
その詳細な処理の流れを図１５に示した。ステップＳ１
５０２で、ブロックの番号を示すｎに０を代入する。ブ
ロック抽出処理部１２１０で、ステップＳ１５０３を行
い、入力画像データと復号画像データのｎ番目のブロッ
クを抽出して、抽出ブロックデータバッファ１２１１に
ブロックの画素値を格納する。特徴歪み演算処理部１２
１２で、ステップＳ１５０４を行い、ｎ番目のブロック
の数式６で表される特徴歪みＳＮを計算する。
【００７６】
【数６】
【００７７】領域分割処理部１２１３では、まずステッ
プＳ１５０５、Ｓ１５０７により、復号画像のｎ番目の
ブロックが完全平坦ブロック、完全平坦ブロック以外の
平坦ブロック、一般ブロックにより分岐させ、Ｓ１５０
６、Ｓ１５０８、Ｓ１５０９のいずれかで、ブロックの
種類に応じた特徴歪みの閾値により評価され、閾値より
小さければ、ＪＰＥＧ方式で符号化する領域１となり、
ステップＳ１５１０により領域分割画像のｎ番目の画素
値を０にする。閾値以上であれば、ハフマン符号化方式
で符号化する領域２となり、ステップＳ１５１１により
領域分割画像のｎ番目の画素値を１にして領域分割画像
バッファ１２１４に書き込む。
【００７８】ステップＳ１５１２は、ｎをインクリメン
トし次のブロックの番号に更新している。ステップＳ１
５１３は、ブロックの番号ｎが全ブロック数Ｎとの大小
を比較し、全てのブロックの評価が終わったかどうか判
定している。ステップＳ１５０３からステップＳ１５１
３までを繰り返し、全ブロックに対して領域分割が終了
すると、領域画像作成処理部１２１５で、ステップＳ１
４０９を行い、領域分割画像を用いて、図１８に示すよ
うに、領域１の入力画像のブロックを横一列に並べた領
域１画像データと、領域２の入力画像のブロックを横一
列に並べた領域２画像データを作成する。
【００７９】領域１画像符号化装置１１０８において、
ステップＳ１４１０で領域１画像データをＪＰＥＧ量子
化パラメータを最適化して符号化し、符号化データを領
域１符号化データとして、Ｓ１４１１で領域１符号化デ
ータバッファ１１０９に格納する。なお、領域１画像符
号化装置１１０８は、第二の実施の形態で挙げた画像符
号化装置０３０２なので、その処理であるステップＳ１
４１０の細かい処理の流れは省略した。
【００８０】次に、領域分割画像符号化装置１１０６と
領域２画像符号化装置１１１０において、ステップＳ１
４１２で、領域分割画像データおよび領域２画像データ
をハフマン符号化し、Ｓ１４１３で領域分割画像符号化
データを領域分割符号化データバッファ１１０７に、領
域２符号化データを領域２符号化データバッファ１１１
１に格納する。符号化データ接合処理部１１１２におい
て、ステップＳ１４１４で領域分割画像符号化データ、
領域１符号化データ、領域２符号化データを図１７に示
すような１つの接合符号化データに接合し、接合符号化
データをデータ出力装置１１０３に出力する。
【００８１】次に、画像復号化装置１３０２の処理の流
れを図１６に示した。データ入力装置１３０１から入力
された入力データをステップＳ１６０２で入力データバ
ッファ１３０４に格納する。符号化データ分離処理部１
３０５において、ステップＳ１６０３により、領域分割
画像符号化データ、領域１画像符号化データ、領域２画
像符号化データに分離する。領域分割画像復号化装置１
３０６と領域２画像復号化装置１３１０において、ステ
ップＳ１６０４のハフマン復号化を行いステップＳ１６
０５で領域分割復号画像データを領域分割復号画像バッ
ファ１３０７に、領域２復号画像データを領域２復号画
像バッファ１３１１に格納する。
【００８２】領域１画像復号化装置１３０８において、
ステップＳ１６０６で領域１符号化データを復号し、復
号された領域２復号画像をステップＳ１６０７で領域２
復号画像データバッファに格納する。復号画像データ接
合処理部１３１２において、ステップＳ１６０８で領域
分割復号画像の画素値により、対応するブロックに領域
１復号画像のブロックと領域２復号画像のブロックをコ
ピーしていき、復号画像である接合復号画像データが作
成し、画像出力装置１３０３に出力する。ステップＳ１
６０９で終了する。なお、本発明は上記実施の形態に限
定されるものではない。第三の実施の形態は他の実施の
形態と組合せてもよい。
【００８３】
【発明の効果】本発明の画像符号化装置は、不可逆画像
圧縮方式の復号画像の画質評価指標として、復号画像で
人間が劣化を感じやすい部分を抽出し解析することによ
り、復号画像の画質を的確に評価でき、視覚的に一定以
上の画質で最高の圧縮率を得ることができる。さらに、
ユーザは求める復号画像の画質の度合いを設定すれば、
符号化パラメータを最適値に自動設定して求める画質内
で最適な圧縮率を得ることができる。また、本発明の画
像復号化装置は、前記画像符号化装置と組み合わせて使
うことにより、視覚上の画質を落とさずに圧縮率を大幅
に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像のブロックと画素の表記法を説明する図で
ある。
【図２】平坦ブロックを説明する図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態の画像符号化装置の
構成を示す図である。
【図４】第一の実施の形態の画像符号化装置の処理の流
れを示すフロー図である。
【図５】第二の実施の形態の画像符号化装置の処理の流
れを示すフロー図である。
【図６】第三の実施の形態の画像符号化装置の構成を示
す図である。
【図７】第三の実施の形態の画像復号化装置の構成を示
す図である。
【図８】第三の実施の形態の画素値変換関数及び画素値
逆変換関数を示す図である。
【図９】第三の実施の形態の画素値変換テーブルを示す
図である。
【図１０】（ａ）は第三の実施の形態の画像符号化装置
の処理の流れを示すフロー図である。（ｂ）は第三の実
施の形態の画像復号化装置の処理の流れを示すフロー図
である。
【図１１】第四の実施の形態の画像符号化装置の構成を
示す図である。
【図１２】第四の実施の形態の領域分割部の詳細な構成
を示す図である。
【図１３】第四の実施の形態の画像復号化装置の構成を
示す図である。
【図１４】第四の実施の形態の画像符号化装置の処理の
流れを示すフロー図である。
【図１５】第四の実施の形態の領域分割の詳細な処理の
流れを示すフロー図である。
【図１６】第四の実施の形態の画像復号化装置の処理の
流れを示すフロー図である。
【図１７】第四の実施の形態の接合符号化データの構成
を示す図である。
【図１８】第四の実施の形態の領域画像作成処理部で行
われる処理を説明する図である。
【符号の説明】
０３０２ 画像符号化装置 ０３０４ 入力画像バッファ ０３０５ 画像符号化処理部 ０３０６ 符号化データバッファ ０３０７ 画像復号化処理部 ０３０８ 復号画像バッファ ０３０９ 特徴画素抽出処理部 ０３１０ 特徴画素データバッファ ０３１１ 特徴歪み演算処理部 ０３１２ 符号化パラメータ制御部 ０６０２ 画像符号化装置 ０６０４ 入力画像バッファ ０６０７ 画素値変換処理部 ０６０８ 画素値変換画像バッファ ０６０９ 画像符号化処理部 ０６１０ 符号化データバッファ ０７０４ 入力データバッファ ０７０５ 画像復号化処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 圭介 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK02 MA00 MC11 TA45 TA49 TB08 TC02 TC10 TD02 TD03 TD04 TD12 UA02 UA05 5C078 BA21 BA57 CA02 CA21 CA27 DA00 DA01 DA02 9A001 BB02 BB03 EE02 EE03 FF05 GG03 GG05 HH27 JJ25 KK16 KK56

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力画像を小領域単位で処理可能な不可
    逆圧縮方式に基づいて画像符号化処理する画像符号化処
    理手段と、前記画像符号化処理手段により作成された符
    号化データを復号処理する画像復号化処理手段と、前記
    画像復号化処理手段により得られる復号画像と前記入力
    画像とを用いて特徴画素を抽出処理する特徴画素抽出処
    理手段と、前記特徴画素を用いて前記入力画像に対する
    前記復号画像の特徴的な歪みを演算処理する特徴歪み演
    算処理手段と、前記特徴的な歪みの大きさにより前記画
    像符号化処理手段におけるデータ圧縮の度合を決定する
    パラメータ値を制御するパラメータ値制御手段と、を有
    することを特徴とする画像符号化装置。
  2. 【請求項２】 前記特徴歪み演算処理手段は、前記入力
    画像と前記復号画像の前記特徴画素の対応する各画素値
    間の差の分散を各小領域ごとに演算し、その最大値を前
    記特徴的な歪みの大きさとすることを特徴とする請求項
    １記載の画像符号化装置。
  3. 【請求項３】 前記特徴歪み演算処理手段は、前記入力
    画像と前記復号画像の前記特徴画素の対応する各画素値
    間の差と、その差の平均との差の和を各小領域ごとに演
    算し、その最大値を前記特徴的な歪みの大きさとするこ
    とを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
  4. 【請求項４】 前記小領域がブロックであり、前記特徴
    画素抽出処理手段は、ブロック単位で前記復号画像と前
    記入力画像を用いて特徴ブロックを抽出処理する特徴ブ
    ロック抽出処理手段であって、前記特徴ブロック中の画
    素を抽出処理することを特徴とする請求項１、２又は３
    記載の画像符号化装置。
  5. 【請求項５】 前記特徴ブロック抽出処理手段は、前記
    入力画像がブロック内の全ての列内または、全ての行内
    で画素値が一致してはいないブロックを抽出し、抽出し
    たブロックに対応する前記復号画像のブロックの内、全
    ての列内または、全ての行内で画素値が一致しているブ
    ロックを抽出することを特徴とする請求項４記載の画像
    符号化装置。
  6. 【請求項６】 前記特徴ブロック抽出処理手段は、前記
    入力画像がブロック内の全ての画素値が一致してはいな
    いブロックを抽出し、抽出したブロックに対応する前記
    復号画像のブロックの内、全ての画素値が一致している
    ブロックを抽出することを特徴とする請求項４記載の画
    像符号化装置。
  7. 【請求項７】 前記特徴画素抽出手段は、特徴ブロック
    を分類して抽出する特徴ブロック分類抽出手段であっ
    て、前記特徴ブロック内の画素を抽出することを特徴と
    する請求項４記載の画像符号化装置。
  8. 【請求項８】 前記特徴ブロック分類抽出手段は、前記
    復号画像のブロックが、全ての画素値が一致している完
    全平坦ブロックと、完全平坦ブロック以外で全ての列内
    または、全ての行内で画素値が一致しているブロック
    と、その他のブロックに分類して抽出することを特徴と
    する請求項７記載の画像符号化装置。
  9. 【請求項９】 前記特徴歪み演算処理手段は、前記入力
    画像と前記復号画像の前記特徴画素に対応する各画素値
    間の差の分散を各ブロックごとに演算し、前記特徴ブロ
    ック分類抽出手段で分類された各分類毎で最大値を各分
    類毎の特徴的な歪みの大きさとし、前記パラメータ値制
    御手段は、前記各分類毎の特徴的な歪みの大きさを各分
    類毎に閾値を設定して、データ圧縮の度合を決定するこ
    とを特徴とする請求項７記載の画像符号化装置。
  10. 【請求項１０】 入力画像信号の視覚上劣化を感知しに
    くい画素値域のダイナミックレンジを画素値変換テーブ
    ルを用いて削減する画素値変換処理を行う画素値変換処
    理手段と、前記画素値変換処理手段からの出力画像を画
    像符号化処理する画像符号化処理手段と、を有すること
    を特徴とする画像符号化装置。
  11. 【請求項１１】 入力画像を不可逆圧縮方式に基づいて
    画像符号化処理する画像符号化処理手段と、前記画像符
    号化処理手段により作成された符号化データを復号化処
    理する画像復号化処理手段と、復号画像と前記入力画像
    を小領域単位で比較し、特徴的な歪みを演算処理する特
    徴歪み演算処理手段と、前記特徴的な歪みの大きさによ
    り前記小領域単位で領域分割処理して領域分割情報を持
    った領域分割画像を作成する領域分割処理手段と、前記
    入力画像と前記領域分割画像を用いて各領域画像を作成
    処理する領域画像作成処理手段と、領域分割画像を可逆
    圧縮方式に基づいて符号化処理し領域分割画像符号化デ
    ータを作成する領域分割画像符号化処理手段と、前記領
    域分割処理手段により分割された所定の領域を前記不可
    逆圧縮方式に基づいて画像符号化する第１領域画像符号
    化手段と、他の領域を要求する画質で画像符号化する第
    ２領域画像符号化手段と、前記領域分割画像符号化デー
    タと各領域の符号化データを一つの符号化データにまと
    める符号化データ接合処理手段と、を有することを特徴
    とする画像符号化装置。
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