JP2003230138A - 符号化処理装置、復号処理装置、および方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＤＲＣによる符号化処理と、ランレングス
による符号化処理を組み合わせて実行することでデータ
の効率的な圧縮を可能とした符号化処理装置、復号処理
装置および方法を提供する。 【解決手段】 符号化処理対象となる画像データを領域
分割したブロック単位でのダイナミックレンジに応じた
固定長または可変長ＡＤＲＣ処理による符号化を実行す
るとともに、ＡＤＲＣ符号化処理後のブロック情報に含
まれる最小値、ダイナミックレンジ、量子化コード（Ｑ
コード）の各データを、さらにランレングス符号化す
る。ランレングス符号化する場合に、ブロック情報に含
まれる最小値、ダイナミックレンジ、量子化コード（Ｑ
コード）の各データシーケンスを変更し、最上位ビット
から順次並べたデータに基づいて、ランレングス符号化
を行なう構成としたので、効率的なランレングス符号化
が可能となり、データの圧縮率を高めることが可能とな
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、符号化処理装置、
復号処理装置、および方法、並びにコンピュータ・プロ
グラムに関する。さらに詳細には、ダイナミックレンジ
に応じた符号化処理を実行する構成において、ランレン
グス符号化処理を併せて適用して圧縮率の向上を実現し
た符号化処理装置、復号処理装置、および方法、並びに
コンピュータ・プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号は、例えば記録媒体への記録処
理、データ転送処理等の際に情報量の削減を目的とした
符号化処理が行なわれることが多い。デジタル画像信号
の高能率符号化処理の１つとして、ＡＤＲＣ（Adaptive
Dynamic Range Coding）が知られている。

【０００３】ＡＤＲＣは、例えば特開昭６１−１４４９
８９号に開示されているように、画像領域をブロック分
割し、分割したブロック内に含まれる複数の画素の持つ
画素値としての最大値（ＭＡＸ）および最小値（ＭＩ
Ｎ）の差分によって規定されるダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）を算出し、算出したダイナミックレンジ（ＤＲ）に
適応した符号化処理を行なうものであり、ダイナミック
レンジ適応型の圧縮手法である。

【０００４】ＡＤＲＣによる画像符号化処理について、
図を参照して説明する。図１５は、画像データのＡＤＲ
Ｃによる符号化処理におけるブロック分割およびダイナ
ミックレンジの算出処理を説明する図である。例えば動
画像データの１フレームの画像信号を、複数画素領域の
ブロックに分割し、各ブロックに含まれる画素の信号レ
ベルの最大値と最小値とを検出する。

【０００５】なお、画素の信号レベルとは、例えば画像
信号が白黒であれば輝度信号レベルが適用され、例えば
０〜２５５の２５６階調の輝度レベルデータが適用され
る。また、カラー画像信号でＹＵＶ信号、すなわち輝度
に関する輝度信号Ｙ、色に関する２つの色信号Ｕ，Ｖが
用いられる場合は、Ｙ，Ｕ，Ｖそれぞれについて最大値
と最小値とを検出し、それぞれの信号毎の量子化、すな
わち符号化処理を行う。また、ＲＧＢ等の色信号を適用
する場合は、ＲＧＢそれぞれについて最大値と最小値と
を検出し、それぞれの信号毎の量子化処理を行うことに
なる。

【０００６】小領域に区分けされたブロック内の画素の
信号レベルは、画像の持つ相関性により近い値を持つこ
とが多い。従って、各ブロック内の信号レベルの最大値
と最小値との差を各ブロックにおけるダイナミックレン
ジとして定義することで、信号レベル方向の冗長度、す
なわちブロック内最大信号レベル値より大きいレベル
と、ブロック内最小信号レベル値より小さいレベルを取
り除くことができ、各ブロック内の限定されたダイナミ
ックレンジ内で効率のよい量子化が可能となる。

【０００７】例えば図１５に示すように画像データ８０
１を複数ブロックに分割する。次に、各ブロックに含ま
れる画素の持つ信号レベルを検出し、ブロック内の信号
レベルデータを取得する。例えばブロック８０２に含ま
れる画素の持つ信号レベルは、信号レベルデータ８０３
として取得される。次に、ブロック内に含まれる画素の
信号レベルの最大値（ＭＡＸ）、最小値（ＭＩＮ）を選
択し、その差分をダイナミックレンジ（ＤＲ）とする。

【０００８】このダイナミックレンジ（ＤＲ）に基づい
て、ブロック内の画素の値を量子化する。量子化処理に
ついて図１６を参照して説明する。量子化ビット数をｎ
とした場合、ブロック内の各画素値から最小値（ＭＩ
Ｎ）が減算され、その減算値をＤＲ／２ⁿで除算し、除
算値に対応するコードを量子化コード（Ｑコード）とし
て設定する。

【０００９】図１６の例では、ブロックＡとブロックＢ
の２つのブロックについて、ｎ＝１、すなわち１ビット
量子化した場合の例を示している。各ブロックには８画
素含まれ、各画素の信号レベルが図に示すように分布し
ていたとする。ブロックＡのダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）は、ブロックＡに含まれる画素の最大値と最小値に
よって決定し、ブロックＢのダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）は、ブロックＢに含まれる画素の最大値と最小値に
よって決定する。

【００１０】１ビット量子化する場合は、ダイナミック
レンジを２分割し、例えば上部を［１］、下部を［０］
として各画素の信号レベルに応じて量子化する。この結
果、ブロックＡの量子化コードは、［１１１１１００
１］として構成され、ブロックＢの量子化コード（Ｑコ
ード）は、［００００１１１１］により構成される。例
えば２ビット量子化の場合は、各画素について、［０
０］、［０１］、［１０］、［１１］の４値が設定可能
となり、ダイナミックレンジが２²＝４分割されて、各
画素にいずれかの量子化コード（Ｑコード）が割り当て
られることになる。３ビット量子化の場合は、２³＝８
分割されることになる。

【００１１】図１７は、ＡＤＲＣ符号化処理を行なった
場合の各ブロックのブロック情報の構成を示す図であ
る。ブロック情報には、各ブロックに含まれる画素の信
号レベルの最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）、及び、上述した処理で算出した量子化コード（Ｑ
コード）が含まれる。例えば信号レベルが０〜２５５で
ある場合、最小値（ＭＩＮ）を８ビット、ダイナミック
レンジ（ＤＲ）を８ビット、量子化コード（Ｑコード）
をｋ×ｎビットとして構成することができる。ただし、
ｎは量子化ビット数、ｋはブロック内の画素数である。

【００１２】ＡＤＲＣによる符号化（エンコード）処理
および復号（デコード）処理の手順を図１８に示す。

【００１３】ＡＤＲＣ符号化処理では、ステップＳ８０
１において画像データをブロック分割し、ステップＳ８
０２において、ブロック内の最大値（ＭＡＸ）、最小値
（ＭＩＮ）を検出する。次にステップＳ８０３で、各分
割ブロック内のダイナミックレンジ（ＤＲ）を求め、ス
テップＳ８０４で、各ブロックの画素値−最小値（ＭＩ
Ｎ）を算出し、ステップＳ８０５において、予め定めら
れた量子化ビット数＝ｎに基づいて、各画素値の量子化
を実行し、ステップＳ８０６で、最小値（ＭＩＮ）、ダ
イナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コード（Ｑコード）
からなるブロック情報（図１５参照）を生成する。

【００１４】具体的なＡＤＲＣ処理による量子化コード
（Ｑコード）の生成は、下式に従って実行される。

【００１５】

【数１】 ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１ Δ＝ＤＲ／２ⁿ Ｑ＝（ｘ−ＭＩＮ＋０．５）／Δ （ＤＲ≧２ⁿの場合） ＝（ｘ−ＭＩＮ） （ＤＲ＜２ⁿの場合）

【００１６】上記式において、ＤＲ：ダイナミックレン
ジ、ＭＡＸ：最大値、ＭＩＮ：最小値、Ｑ：量子化コー
ド（Ｑコード）、ｘ：画素値、Δ：量子化ステップ幅、
ｎ：量子化ビット数である。ＤＲ＜２ⁿの場合の量子化
コード：Ｑの算出においては、Δ：量子化ステップ幅に
よる除算を行なうことなく、各ブロックの画素値−最小
値（ｘ−ＭＩＮ）そのものを量子化コードとして適用す
る。（ｘ−ＭＩＮ）の値そのものがｎビット以下のコー
ドとして表現可能となるからである。また、ＤＲ＝ＭＡ
Ｘ−ＭＩＮ＋１における［＋１］は、ＭＡＸ＝ＭＩＮの
場合において、ＤＲ＝１と設定するための処理である。

【００１７】一方、ＡＤＲＣによる符号化（エンコー
ド）によって生成されたブロック情報に基づく復号（デ
コード）処理の手順について図１８を参照して説明す
る。復号処理では、ステップＳ８１１において、最小値
（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コー
ド（Ｑコード）からなるブロック情報を取得する。

【００１８】ステップＳ８１２において、ブロック情報
に基づく復号（デコード）処理を実行する。デコード処
理の具体的処理は復元画素値をｘ’とすると、以下の、
ｘ’算出式として示される。

【００１９】

【数２】 ｘ’＝（Ｑ＋０．５）×Δ＋ＭＩＮ（ＤＲ≧２ⁿの場
合） ｘ’＝（Ｑ＋ＭＩＮ） （ＤＲ＜２ⁿの場合）

【００２０】上記式において、ｘ’：復元画素値、ＭＩ
Ｎ：最小値、Ｑ：量子化コード（Ｑコード）、Δ：量子
化ステップ幅、ｎ：量子化ビット数である。

【００２１】ステップＳ８１３において、上記式におい
て算出された画素値ｘ’に基づいて各画素値を決定して
画像再生を実行する。

【００２２】なお、前述したように、画素値は、例えば
画像信号が白黒であれば、輝度信号レベル値が適用さ
れ、カラーの画像信号では、例えばＹＵＶなどの、輝度
に関する輝度信号Ｙ、並びに色に関する２つの色信号
Ｕ，Ｖが画素値として用いられ、Ｙ，Ｕ，Ｖそれぞれの
値についての符号化処理、復号処理が実行されることに
なる。

【００２３】上述したＡＤＲＣによる量子化（符号化）
処理、復号処理は、各ブロック内の画素値に適用する符
号化ビット数を同一とした例である。例えば量子化ビッ
ト数：ｎ＝１として設定した場合であれば、すべてのブ
ロックにおいて１ビットの量子化処理を行ない、量子化
ビット数：ｎ＝２として設定した場合であれば、すべて
のブロックにおいて２ビットの量子化処理を行なう構成
例である。

【００２４】しかし、量子化ビット数をすべてのブロッ
クにおいて共通化すると、ダイナミックレンジ（ＤＲ）
の大きいブロックにおいても、また、小さいブロックに
おいても、同一のビット数の量子化が行われることにな
り、ダイナミックレンジの大きいブロックにおける量子
化ステップ幅が大きくなり、復号処理の際に元の画素値
と復元画素値との差が大きくなる場合がある。

【００２５】そこで、ダイナミックレンジ（ＤＲ）の大
きいブロックにおける量子化ビット数と、ダイナミック
レンジ（ＤＲ）の小さいブロックにおける量子化ビット
数を異ならせて、符号化処理を行なう可変長ＡＤＲＣが
考案された。

【００２６】可変長ＡＤＲＣの基本的考え方は、ダイナ
ミックレンジ（ＤＲ）の大きいブロックにおける量子化
ビット数を大きくし、ダイナミックレンジ（ＤＲ）の小
さいブロックにおける量子化ビット数を小さくするもの
であり、例えば特開昭６２−１２８６２１号にその基本
構成が示されている。

【００２７】具体的には、例えばダイナミックレンジ
（ＤＲ）の大きいブロックにおける量子化ビット数を３
ビットとして、ダイナミックレンジ（ＤＲ）の小さいブ
ロックにおける量子化ビット数を１ビットとするなどの
処理が行なわれる。このような処理を行なうことで、ダ
イナミックレンジ（ＤＲ）の小さいブロックにおいて
は、ＤＲ／２¹として、ダイナミックレンジを２つに区
分した量子化ステップ幅：Δを設定した量子化がなさ
れ、ダイナミックレンジ（ＤＲ）の大きいブロックで
は、ＤＲ／２³として８つに区分した量子化ステップ
幅：Δ設定による量子化が実行可能となり、ダイナミッ
クレンジ（ＤＲ）の大きいブロックにおいても、より細
かい量子化ステップ幅：Δの設定が可能となるので元の
画素値と復号処理後の画素値との誤差を小さくすること
が可能となる。

【００２８】図１９を参照して、可変長ＡＤＲＣにおけ
るダイナミックレンジ（ＤＲ）と量子化ビット数の設定
処理の具体例について説明する。図１９は、量子化する
画像に設定された分割ブロックにおけるダイナミックレ
ンジ（ＤＲ）が大である場合に量子化ビット数を３ビッ
トに設定し、分割ブロックにおけるダイナミックレンジ
（ＤＲ）が小である場合に量子化ビット数を２ビットに
設定する例を示している。（ａ）に示す３ビット量子化
の場合は、分割ブロックにおける最大値（ＭＡＸ）と最
小値（ＭＩＮ）との差として設定されるダイナミックレ
ンジ（ＤＲ）が０００〜１１１の８領域に分割され、８
つの量子化コードの設定がなされる。また、（ｂ）に示
す２ビット量子化の場合は、分割ブロックにおける最大
値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）との差として設定され
るダイナミックレンジ（ＤＲ）が００〜１１に４分割さ
れ、４つの異なる量子化コードの設定がなされる。

【００２９】図１９に示すように、可変長ＡＤＲＣによ
る処理においては、ダイナミックレンジ（ＤＲ）の大き
な場合でも、より細かい量子化ステップ幅：Δの設定が
可能となるので元の画素値と復号処理後の画素値との誤
差を小さくすることが可能となる。

【００３０】可変長ＡＤＲＣによる符号化（エンコー
ド）処理および復号（デコード）処理の手順を図２０に
示す。

【００３１】可変長ＡＤＲＣ符号化処理では、ステップ
Ｓ８２１において画像データをブロック分割し、ステッ
プＳ８２２において、ブロック内の最大値（ＭＡＸ）、
最小値（ＭＩＮ）を検出する。次にステップＳ８２３
で、各分割ブロック内のダイナミックレンジ（ＤＲ）を
求め、ステップＳ８２４で、求めたダイナミックレンジ
（ＤＲ）に基づいて、量子化ビット数を決定する。

【００３２】量子化ビット数は、例えば、予め定められ
た下記の量子化ビット数設定条件式に基づいて決定され
る。

【００３３】上記条件式において、ＤＲは、各ブロック
のダイナミックレンジであり、ｔｈ１〜ｔｈｎは、予め
定められた閾値である。すなわち、ダイナミックレンジ
（ＤＲ）の大きいブロックほど多くのビット数が量子化
ビット数として割り当てられ、ダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）の大きいブロックにおける量子化ステップ幅：Δが
過大になることを防止している。

【００３４】各ブロックのダイナミックレンジ（ＤＲ）
に基づく量子化ビット数が決定されると、次に、ステッ
プＳ８２５で、各ブロックの画素値−最小値（ＭＩＮ）
を算出し、ステップＳ８２６において、ステップＳ８２
４で決定した量子化ビット数＝０〜ｎに基づいて、各画
素値の量子化を実行し、ステップＳ８２７で、最小値
（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コー
ド（Ｑコード）からなるブロック情報（図１７参照）を
生成する。

【００３５】一方、可変ＡＤＲＣによる符号化（エンコ
ード）によって生成されたブロック情報に基づく復号
（デコード）処理の手順について図２０を参照して説明
する。復号処理では、ステップＳ８３１において、最小
値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コ
ード（Ｑコード）からなるブロック情報を取得する。

【００３６】ステップＳ８３２では、ブロック情報から
取得した各ブロックのダイナミックレンジ（ＤＲ）に基
づいて量子化ビット数を算出する。復号側においても、
上述の量子化ビット数設定条件式を保有、あるいは、符
号化処理装置から取得し、量子化ビット数設定条件式に
基づいて量子化ビット数を算出する。

【００３７】次に、ステップＳ８３３において、ブロッ
ク情報に基づく復号（デコード）処理を実行し、ステッ
プＳ８３４において、デコードにより算出された画素値
ｘ’に基づいて各画素値を決定して画像再生を実行す
る。

【００３８】なお、上述した可変長ＡＤＲＣでは、各ブ
ロックのダイナミックレンジにより量子化ビット数を設
定する構成であるので、この処理の結果、画像データの
圧縮率が異なることになり、符号化データ量が画像によ
って大きく異なってしまう場合がある。このような可変
長ＡＤＲＣによる符号化データ量の変動を制御するた
め、画像のダイナミックレンジの度数分布を作成し、度
数分布に基づいて符号化データ量を制御する構成が例え
ば特開昭６３−１１１７８１号に記載されている。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】上述したＡＤＲＣによ
る符号化処理において、符号化データの送受信を行なう
場合、データ送信側の符号化装置が、画像データの分割
ブロック内の画素値の最大値、最小値とに基づいてダイ
ナミックレンジ（ＤＲ）を規定し、量子化ビット数に応
じて設定される量子化ステップ幅：Δに応じて量子化を
実行して各ブロック毎のブロック情報（図１７参照）を
生成し、例えば通信回線、インターネット等の様々な通
信ネットワークを介してデータ受信側としての復号装置
に送信することになる。

【００４０】通信ネッワークを介したデータ送受信にお
けるデータ圧縮手法としてランレングス符号化手法が従
来から知られている。ランレングス符号化は、例えば白
黒２値のデータの送信に際し、白または黒のデータ連続
数を計数し、この計数値を符号化することで、データ圧
縮を行なう符号化処理として従来から様々な分野で使用
されている。

【００４１】しかし、上述のＡＤＲＣ符号化処理におい
てランレングス符号化処理を適用しようとすると、ＡＤ
ＲＣ符号化処理の処理単位としてのブロック情報毎にラ
ンレングス処理を行なうことになる。このような短いデ
ータ単位でのランレングス符号化処理は非効率的であ
り、符号化処理の効果としての圧縮率の向上も制限され
たものとなってしまうという問題がある。

【００４２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ブロック単位で符号化を行なうＡＤＲＣ符号
化処理において、効率的なランレングス符号化処理を行
い、圧縮率を高めた符号化を実現する符号化処理装置、
復号処理装置、および方法、並びにコンピュータ・プロ
グラムを提供するものである。

【００４３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面は、
画像データの符号化処理を実行する符号化処理装置であ
り、画像を構成する分割領域としてのブロック単位で、
ブロック内の画素値に基づいて決定するダイナミックレ
ンジに基づく量子化処理を実行し、ブロック単位の量子
化情報としてのブロック情報の生成処理を実行する量子
化処理手段と、前記量子化処理手段の生成したブロック
情報に基づいてランレングス符号化処理を実行するラン
レングス符号化手段と、を有することを特徴とする符号
化処理装置にある。

【００４４】さらに、本発明の符号化処理装置の一実施
態様において、前記量子化処理手段の適用する量子化処
理は、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）に
基づく処理であり、前記ブロック内の画素値に基づい
て、最小値（ＭＩＮ）、最大値（ＭＡＸ）、およびダイ
ナミックレンジ（ＤＲ）中の少なくとも２つのデータを
取得し、取得した最小値（ＭＩＮ）、最大値（ＭＡ
Ｘ）、およびダイナミックレンジ（ＤＲ）中の少なくと
も２つのデータを適用して、該ブロックに含まれる画素
値に対応する量子化コード（Ｑコード）を算出する処理
を実行する構成であることを特徴とする。

【００４５】さらに、本発明の符号化処理装置の一実施
態様において、前記ランレングス符号化手段は、前記量
子化処理手段の生成したブロック情報を構成するビット
情報のシーケンスを変更し、シーケンス変更データに基
づいてランレングス符号化処理を実行する構成であるこ
とを特徴とする。

【００４６】さらに、本発明の符号化処理装置の一実施
態様において、前記量子化処理手段の適用する量子化処
理は、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）に
基づく処理であり、前記ブロック内の画素値に基づい
て、最小値（ＭＩＮ）、およびダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）、量子化コード（Ｑコード）からなるブロック情報
を生成する構成であり、前記ランレングス符号化手段
は、前記量子化処理手段の生成したブロック情報を構成
する最小値（ＭＩＮ）、およびダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）、量子化コードを構成するビット情報を最上位ビッ
トから順に並び替えたシーケンスデータに従ってランレ
ングス符号化処理を実行する構成であることを特徴とす
る。

【００４７】さらに、本発明の符号化処理装置の一実施
態様において、前記ランレングス符号化手段は、複数の
異なる区切りビット数設定によってランレングス符号化
処理を実行した結果に基づく圧縮率比較に基づいて選択
する最適区切りビット数を適用してランレングス符号化
処理を実行する構成であることを特徴とする。

【００４８】さらに、本発明の符号化処理装置の一実施
態様において、前記量子化処理手段の適用する量子化処
理は、可変長ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Codin
g）に基づく処理であり、前記ブロック内の画素値に基
づいて、最小値（ＭＩＮ）、最大値（ＭＡＸ）、ダイナ
ミックレンジ（ＤＲ）の少なくとも２つの値を算出し、
さらに、ダイナミックレンジ（ＤＲ）に基づいて設定さ
れる量子化ビット数に応じた量子化コード（Ｑコード）
を生成する処理を実行する構成であることを特徴とす
る。

【００４９】さらに、本発明の第２の側面は、画像符号
化データの復号処理を実行する復号処理装置であり、ラ
ンレングス符号化データの復号処理を実行するランレン
グス復号手段と、前記ランレングス復号手段の復号によ
り生成したビット情報列に基づいて、ＡＤＲＣ（Adapti
ve Dynamic Range Coding）符号化情報としてのブロッ
ク情報を生成するデータ変換手段と、前記データ変換手
段の生成したブロック情報に基づくＡＤＲＣ復号処理を
実行するＡＤＲＣ復号手段と、を有することを特徴とす
る復号処理装置にある。

【００５０】さらに、本発明の復号処理装置の一実施態
様において、前記ＡＤＲＣ復号手段は、ブロック情報に
含まれる最小値（ＭＩＮ）、およびダイナミックレンジ
（ＤＲ）、量子化コード（Ｑコード）に基づいて、画素
値を算出する処理を実行する構成であることを特徴とす
る。

【００５１】さらに、本発明の復号処理装置の一実施態
様において、前記ランレングス復号手段は、ランレング
ス符号化データの付加情報として設定された区切りビッ
ト数情報を取得し、該取得した区切りビット数に基づい
て復号処理を実行して、ビット情報列を生成する構成で
あることを特徴とする。

【００５２】さらに、本発明の復号処理装置の一実施態
様において、前記データ変換手段は、前記ランレングス
復号手段の復号により生成したビット情報列に基づい
て、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）符号
化情報としての最小値（ＭＩＮ）、およびダイナミック
レンジ（ＤＲ）、量子化コード（Ｑコード）からなるブ
ロック情報を構成するブロック情報を生成する構成であ
ることを特徴とする。

【００５３】さらに、本発明の復号処理装置の一実施態
様において、前記ＡＤＲＣ復号手段の適用する復号処理
は、可変長ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Codin
g）に基づく復号処理であり、前記ブロック情報内のダ
イナミックレンジ（ＤＲ）に基づいて設定される量子化
ビット数に応じた量子化コード（Ｑコード）の逆量子化
処理を実行する構成であることを特徴とする。

【００５４】さらに、本発明の第３の側面は、画像デー
タの符号化処理を実行する符号化処理方法であり、画像
を構成する分割領域としてのブロック単位で、ブロック
内の画素値に基づいて決定するダイナミックレンジに基
づく量子化処理を実行し、ブロック単位の量子化情報と
してのブロック情報の生成処理を実行する量子化処理ス
テップと、前記量子化処理ステップにおいて生成したブ
ロック情報に基づいてランレングス符号化処理を実行す
るランレングス符号化処理ステップと、を有することを
特徴とする符号化処理方法にある。

【００５５】さらに、本発明の第４の側面は、画像デー
タの符号化処理の実行プログラムとしてのコンピュータ
・プログラムであって、画像を構成する分割領域として
のブロック単位で、ブロック内の画素値に基づいて決定
するダイナミックレンジに基づく量子化処理を実行し、
ブロック単位の量子化情報としてのブロック情報の生成
処理を実行する量子化処理ステップと、前記量子化処理
ステップにおいて生成したブロック情報に基づいてラン
レングス符号化処理を実行するランレングス符号化処理
ステップと、を具備することを特徴とするコンピュータ
・プログラムにある。

【００５６】さらに、本発明の第５の側面は、画像符号
化データの復号処理の実行プログラムとしてのコンピュ
ータ・プログラムであって、ランレングス符号化データ
の復号処理を実行するランレングス復号処理ステップ
と、前記ランレングス復号処理ステップの復号により生
成したビット情報列に基づいて、ＡＤＲＣ（Adaptive D
ynamic Range Coding）符号化情報としてのブロック情
報を生成するデータ変換ステップと、前記データ変換ス
テップにおいて生成したブロック情報に基づくＡＤＲＣ
復号処理を実行するＡＤＲＣ復号処理ステップと、を具
備することを特徴とするコンピュータ・プログラムにあ
る。

【００５７】さらに、本発明の第６の側面は、画像デー
タの符号化処理をコンピュータ・システム上で実行せし
めるコンピュータ・プログラムを提供するプログラム記
録媒体であって、前記コンピュータ・プログラムは、画
像を構成する分割領域としてのブロック単位で、ブロッ
ク内の画素値に基づいて決定するダイナミックレンジに
基づく量子化処理を実行し、ブロック単位の量子化情報
としてのブロック情報の生成処理を実行する量子化処理
ステップと、前記量子化処理ステップにおいて生成した
ブロック情報に基づいてランレングス符号化処理を実行
するランレングス符号化処理ステップと、を具備するこ
とを特徴とするプログラム記録媒体にある。

【００５８】さらに、本発明の第７の側面は、画像符号
化データの復号処理をコンピュータ・システム上で実行
せしめるコンピュータ・プログラムを提供するプログラ
ム記録媒体であって、前記コンピュータ・プログラム
は、ランレングス符号化データの復号処理を実行するラ
ンレングス復号処理ステップと、前記ランレングス復号
処理ステップの復号により生成したビット情報列に基づ
いて、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）符
号化情報としてのブロック情報を生成するデータ変換ス
テップと、前記データ変換ステップにおいて生成したブ
ロック情報に基づくＡＤＲＣ復号処理を実行するＡＤＲ
Ｃ復号処理ステップと、を具備することを特徴とするプ
ログラム記録媒体にある。

【００５９】

【作用】本発明の構成に係る符号化処理は、画像を構成
する分割領域としてのブロック単位での量子化処理によ
り、ブロック単位の量子化情報としてのブロック情報を
生成した後、生成ブロック情報に基づくランレングス符
号化処理により、圧縮率の向上を実現するものである。
また、本発明の構成に係る復号処理は、ランレングス符
号化データの復号処理により生成したビット情報列に基
づいて、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）
符号化情報としてのブロック情報を生成して、生成ブロ
ック情報に基づいて逆量子化処理（ＡＤＲＣ復号処理）
を実行することで、高圧縮データからの画像復元を実行
するものである。

【００６０】なお、本発明のコンピュータ・プログラム
は、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎
用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読
な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、ＣＤや
ＦＤ、ＭＯなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークな
どの通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログ
ラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読
な形式で提供することにより、コンピュータ・システム
上でプログラムに応じた処理が実現される。

【００６１】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づく、より
詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明
細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構
成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限
らない。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の符号化処理装置、
復号処理装置、および方法について、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

【００６３】図１は、本発明の符号化処理装置の構成を
示すブロック図である。図１に示す符号化処理装置構成
について説明する。符号化処理対象となる画像データ
は、まず、ブロック分割部１０１に入力され、符号化対
象の画像領域を予め定められたｍ×ｎ＝ｋ画素のブロッ
クに分割する。すなわちＡＤＲＣ符号化（量子化）を実
行する単位領域としてのブロックである。

【００６４】ブロック分割部１０１において、処理対象
画像のブロック分割が完了すると、各ブロックにおける
画素値のダイナミックレンジ（ＤＲ）、最小値（ＭＩ
Ｎ）がＤＲ、最小値（ＭＩＮ）検出部１０２において、
検出された後、量子化（符号化）処理部１０３において
量子化処理が実行される。

【００６５】ＤＲ、最小値（ＭＩＮ）検出部１０２にお
いて検出する画素値、また量子化（符号化）処理部１０
３において量子化処理を実行する画素値は、例えば画像
信号が白黒であれば輝度信号レベル、例えば０〜２５５
の２５６階調の輝度レベルデータである。また、カラー
画像信号でＹＵＶ信号、すなわち輝度に関する輝度信号
Ｙ、色に関する２つの色信号Ｕ，Ｖが用いられる場合
は、Ｙ，Ｕ，Ｖそれぞれについての信号レベルである。
ＲＧＢ等の色信号を適用する場合は、ＲＧＢそれぞれに
ついての信号レベルである。量子化処理は、各信号につ
いて実行されることになるが、その処理態様は同様のも
のであるので、以下では、０〜２５５の２５６階調の輝
度レベル信号についての処理を行なうものとして説明す
る。

【００６６】量子化（符号化）処理部１０３は、各ブロ
ック毎にブロック内の画素に対応する量子化コード（Ｑ
コード）を生成する。量子化（符号化）処理部１０３に
おいて実行する量子化コード（Ｑコード）の生成は、下
式に従った処理として実行される。

【００６７】

【数３】 Δ＝ＤＲ／２ⁿ Ｑ＝（ｘ−ＭＩＮ＋０．５）／Δ （ＤＲ≧２ⁿの場合） ＝（ｘ−ＭＩＮ） （ＤＲ＜２ⁿの場合） ……（数式ａ１）

【００６８】上記式において、ｘ：画素値、Δ：量子化
ステップ幅、ｎ：量子化ビット数である。ＤＲは、各ブ
ロックに対応するダイナミックレンジ（ＤＲ）であり、
また、最小値（ＭＩＮ）は、各ブロックに対応する最小
値（ＭＩＮ）である。これらのデータは、ＤＲ、最小値
（ＭＩＮ）検出部１０２が、各ブロックに含まれる画素
値に基づいて取得した情報が適用される。

【００６９】また、可変長ＡＤＲＣの場合は、各ブロッ
クのダイナミックレンジ（ＤＲ）に対応して予め設定さ
れた量子化ビット数に応じた量子化処理により、各画素
の量子化コード（Ｑコード）が設定されることになる。
可変長ＡＤＲＣの場合の量子化ビット数は、例えば、予
め定められた下記の量子化ビット数設定条件式に基づい
て決定される。

【数４】

【００７０】上記条件式（数式ａ２）において、ＤＲ
は、各ブロックのダイナミックレンジであり、本実施例
の場合は、ＤＲ、最小値（ＭＩＮ）検出部１０２におい
て検出する画素値に基づいて算出されるダイナミックレ
ンジ（ＤＲ）である。ｔｈ１〜ｔｈｎは、予め定められ
た閾値である。

【００７１】可変長ＡＤＲＣの場合の各ブロックと、量
子化ビットの構成例について、図２を参照して説明す
る。

【００７２】量子化処理対象となる図２（ａ）に示す画
像データは、ブロック分割部１０１において、ｍ×ｎ＝
ｋ画素のブロックに分割され、各分割ブロック内のダイ
ナミックレンジ（ＤＲ）、最小値（ＭＩＮ）がＤＲ、最
小値（ＭＩＮ）検出部１０２において検出され、量子化
（符号化）処理部１０３が、各ブロックのダイナミック
レンジに応じた量子化ビット数を設定して量子化処理を
行なう。量子化ビット数の設定処理は、上記（数式ａ
２）に示す如く、ブロック内のダイナミックレンジと、
閾値との比較により行われる。

【００７３】図２（ｂ）には、各ブロックの量子化コー
ド（Ｑコード）の例を示しており、本例においては、ブ
ロック１については４ビット量子化、ブロックｐについ
ては３ビット量子化、ブロックｓについては４ビット量
子化処理がなされている。各ブロックの量子化コード数
は、ブロック内画素数：ｍ×ｎ＝ｋ個となり、各ブロッ
クに含まれる量子化コードのビット総数は、ブロック１
は、４×ｋビット、ブロックｐは３×ｋビット、ブロッ
クｓは４×ｋビットとなる。

【００７４】従来の処理に従えば、これらの量子化コー
ドに最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）を
組み合わせて、各ブロック毎のブロック情報（図１５参
照）が生成され、出力されることになる。

【００７５】本発明の符号化処理装置では、図１に示す
ように、量子化（符号化）処理部１０３は、各ブロック
の最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）、お
よび量子化コード（Ｑコード）をバッファ１０４に蓄積
し、出力制御部１０５の出力制御の下にバッファ１０４
から各データがランレングス符号化部１０６に出力さ
れ、ランレングス符号化処理の後、出力されることにな
る。以下、これらの処理の詳細について説明する。

【００７６】量子化（符号化）処理部１０３は、各ブロ
ックの最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）、および量子化コード（Ｑコード）をそれぞれバッ
ファ１０４に出力し、各ブロックの最小値（ＭＩＮ）を
バッファ１９４のＭＩＮ用バッファ、各ブロックのダイ
ナミックレンジ（ＤＲ）をＤＲ用バッファ、さらに、各
ブロックの量子化コード（Ｑコード）をＱコード用バッ
ファに蓄積する。

【００７７】出力制御部１０５は、バッファ１０４に複
数のブロック情報に相当するデータ、例えば１フレーム
の画像データ分のブロック情報が蓄積されると、複数ブ
ロック分の最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）、さらに、量子化コード（Ｑコード）の出力順を設
定したシリアルデータとしてランレングス符号化部１０
６に出力する。

【００７８】図３に出力制御部１０５の生成するシリア
ルデータ構成を示す。図３は、バッファ１０４にブロッ
ク１〜ｎのｎ個のブロック情報に相当する最小値（ＭＩ
Ｎ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）、さらに、量子化コ
ード（Ｑコード）が格納され、これらのデータを出力制
御部１０５がバッファから取り出して生成するシリアル
データの例である。出力制御部は、このシリアルデータ
を生成してランレングス符号化部１０６に出力する。

【００７９】図３に示すシリアルデータ構成は、データ
の先頭にブロック１〜ｎに対応する最小値（ＭＩＮ）デ
ータが連続して並べられ、次に、ブロック１〜ｎに対応
するダイナミックレンジ（ＤＲ）データ、最後に、ブロ
ック１〜ｎに対応する量子化コード（Ｑコード）を連続
して並べた構成を持つ。

【００８０】量子化対象の画素値が例えば信号レベル：
０〜２５５の輝度データである場合、各ブロックの最小
値（ＭＩＮ）は８ビット、ダイナミックレンジ（ＤＲ）
も８ビットとして構成され、最小値（ＭＩＮ）データ列
の総ビット数は、８ビット×ｎ（ブロック数）となり、
ダイナミックレンジ（ＤＲ）データ列の総ビット数も、
８ビット×ｎ（ブロック数）となる。

【００８１】また、量子化コード（Ｑコード）は、固定
長ＡＤＲＣの場合は、予め設定された固定量子化ビット
数×ブロック内画素数×ブロック数となる。ただし、可
変長ＡＤＲＣの場合は、各ブロックの量子化ビット数が
異なることになるため、各ブロックに対応する量子化コ
ード（Ｑコード）のビット数が異なることになる。

【００８２】ランレングス符号化部１０６は、図３に示
すシリアルデータを出力制御部１０５から受領して、ラ
ンレングス符号化データを生成する。

【００８３】ランレングス符号化部１０６の構成を図４
に示す。ランレングス符号化部１０６は、ラン長検出部
２０１と、符号化部２０２を有し、ラン長検出部２０１
は、出力制御部１０５から受領するデータに基づいてラ
ン長検出を実行し、符号化部２０２がラン長検出部２０
１の検出したラン長に基づいてランレングス符号化を実
行する。

【００８４】ラン長検出部２０１の実行するラン長検出
処理について、図５を参照して説明する。図５は、可変
長ＡＤＲＣによって生成した量子化コード（Ｑコード）
列に対するラン長検出処理例を示している。可変長ＡＤ
ＲＣによって生成した量子化コード（Ｑコード）は、ブ
ロックのダイナミックレンジ毎に異なるビット数を持つ
ことになる。図５では、ブロック−１を４ビット量子
化、ブロック−ｋを３ビット量子化、ブロック−ｍを４
ビット量子化した例を示している。

【００８５】ブロック１の第１の画素の４ビット量子化
コードは、［１１０１］であり、以下、［１１００］、
［１０１０］と各画素の量子化コードが１つのブロック
内の画素数分あるものとする。ブロック−ｋについても
３ビット量子化コードがブロック内画素数分あり、ブロ
ック−ｍについても４ビット量子化コードがブロック内
画素数分ある。

【００８６】ランレングス符号化を実行する場合のデー
タ列走査は、図５（ａ）に示すように、データ列を頭か
ら順に実行する。すなわち、先頭ブロックの先頭画素か
ら、順に図５（ａ）に示す矢印に沿ってデータ走査が行
われ、［１］の連続数、［０］の連続数を検出するもの
であった。

【００８７】しかし、本発明の符号化処理装置では、図
５（ｂ）に示すデータ列走査を行なう。すなわち、ま
ず、各ブロックの各画素の量子化ビット（Ｑコード）の
最上位ビットを順に走査し、次に量子化ビット（Ｑコー
ド）の第２ビットを走査、次に第３ビットを走査する。
このように走査処理を行なって、［１］の連続数、
［０］の連続数を検出する。

【００８８】図５に示す例は、可変長ＡＤＲＣによって
生成した量子化コード（Ｑコード）列に対するラン長検
出処理例を示しているが、最小値（ＭＩＮ）データ列、
ダイナミックレンジ（ＤＲ）データ列、あるいは固定長
ＡＤＲＣによって生成した量子化コード（Ｑコード）列
に対する処理についても同様である。図６に最小値（Ｍ
ＩＮ）データ列、ダイナミックレンジ（ＤＲ）データ
列、可変長ＡＤＲＣによって生成した量子化コード（Ｑ
コード）列の全体データ、すなわち、ラン長検出部２０
１が出力制御部１０５から受領するデータに基づいて実
行するラン長検出処理例を示す。

【００８９】出力制御部１０５からの入力データ列は、
図３を用いて説明したように、複数ブロックの最小値
（ＭＩＮ）データ列、ダイナミックレンジ（ＤＲ）デー
タ列、量子化コード（Ｑコード）列を有する。ランレン
グス符号化部のラン長検出部２０１は、これらのデータ
について、まず、各ブロックの最小値（ＭＩＮ）データ
列について、各ブロックの最小値の最上位ビットを順に
走査し、次に第２ビットを走査、次に第３ビットを走査
する。このように走査処理を行なって、［１］の連続
数、［０］の連続数を検出する。次に、各ブロックのダ
イナミックレンジ（ＤＲ）データ列について、各ブロッ
クのＤＲ値の最上位ビットを順に走査し、次に第２ビッ
トを走査、次に第３ビットを走査する。このように走査
処理を行なって、［１］の連続数、［０］の連続数を検
出する。

【００９０】さらに、図５を参照して説明したように、
複数ブロックの複数の量子化コードについて、各量子化
コードの最上位ビットを順に走査し、次に量子化ビット
（Ｑコード）の第２ビットを走査、次に第３ビットを走
査する。このように走査処理を行なって、［１］の連続
数、［０］の連続数を検出する。

【００９１】上記処理によって、出力制御部１０５から
入力するシリアルデータに対するラン長検出が行なわれ
る。

【００９２】なお、上述した処理例では、量子化コード
のラン長検出を実行するための量子化コードの並びにつ
いて特に説明していないが、以下、量子化コードの走査
順の設定例を図７、図８を参照して説明する。

【００９３】図７に示す例は、各ブロック内の画素につ
いて、左上端の画素を始点として横（列）方向にスキャ
ンし、ブロックの壁にぶつかると、縦方向に移動し、次
の画素列の左端からスキャンを実行し、以下、同様にブ
ロック内の画素スキャンを行ない、１ブロックの画素ス
キャンが終了すると、右に隣接するブロックについて、
同様のスキャンを行ない画像データの右端のブロックに
おける画素スキャンの後、次列の左端のブロックに移動
してスキャンする処理を繰り返し実行する例である。

【００９４】ここでは、ラン長検出部２０１が、各画素
の画素値についての量子化コードの上位ビットから順に
画素の設定値の取得を実行し、最上位ビットの次に第２
ビット、第３ビットについて、同様の画素スキャンを実
行して、連続する［１］、［０］のラン長データの取得
を行なうことになる。

【００９５】図８は、さらに他の走査（スキャン）処理
例を示している。（ａ）、（ｂ）とも１ブロックの画素
の走査順を示している。（ａ）は、ジグザグスキャン、
（ｂ）は縦方向優先スキャンの処理例を示したものであ
る。このように、ラン長検出部２０１において実行する
走査処理は、様々な態様において実行可能である。

【００９６】ラン長検出部２０１におけるラン長検出処
理の手順について、図９のフローを参照して説明する。
ラン長検出部は、同一ビット値の数をカウントするカウ
ンタと、カウンタのカウント結果を格納するカウント値
格納バッファとを有する。ステップＳ１０１では、これ
らのカウンタと、カウント値格納バッファとのリセット
処理を行なう。

【００９７】次にステップＳ１０２において、走査順に
ビット値の読込み処理を行なう。これは、先に図５〜図
８を参照して説明したように、複数のブロックの最小値
（ＭＩＮ）データ列、ダイナミックレンジ（ＤＲ）デー
タ列、および各ブロックの複数の量子化コードについ
て、それぞれ最上位ビットを順に走査し、次に第２ビッ
トを走査、次に第３ビットを走査する処理として行な
う。

【００９８】ステップＳ１０３でビット値の比較、すな
わち１つ前のビット値と現ビット値とが等しいか否かを
判定し、等しい場合には、ステップＳ１０４において、
カウンタ値を１増加させる処理を行なう。また、１つ前
のビット値と現ビット値とが等しくない場合には、ステ
ップＳ１０６において、カウンタ値をカウント値格納バ
ッファへ格納する処理を実行する。

【００９９】ステップＳ１０５では、継続するビットデ
ータがあるか否かを判定し、ビットデータがある場合
は、ステップＳ１０２以下の処理を繰り返し実行する。
ステップＳ１０５で、継続するビットデータがないと判
定した場合は、ラン長検出処理を終了する。

【０１００】ラン長検出部２０１でのラン長検出が終了
すると、検出されたラン長に基づいて符号化部２０２が
ランレングス符号化処理を実行する。

【０１０１】一般的なランレングス符号化態様を図１０
を参照して説明する。図１０に示す例は、ビット値
［１］が５個連続し、次に［０］が３個、［１］が２
個、［０］が９個続いたデータ例を示している。この場
合のラン長は、５，３，２，９であり、これを２ビット
データに表記すると、［１０１］、［１１］、［１
０］、［１００１］となる。

【０１０２】ただし、これらの２ビットデータ：［１０
１］、［１１］、［１０］、［１００１］を単に並べた
場合には、データ区切りが判別できず、復号処理に支障
をきたすことになる。従って、符号化部２０２は、適切
な区切りビット数を設定して、ラン長を示すビット数を
一定に設定する処理を行なう。

【０１０３】符号化部２０２の実行する区切りビット数
の設定処理例について、図１１を参照して説明する。図
１１の上段に示すように、ビット値［１］が８個、ビッ
ト値［０］が４個、ビット値［１］が３個、ビット値
［０］が３１個、ビット値［１］が１３個…とラン長が
検出されたビートデータ列についての処理を想定する。

【０１０４】（ａ）は、それぞれのラン長：８，４，
３，３１，１３を２進表現したデータであり、［１００
０］、［１００］、［１１］、［１１１１１］、［１１
０１］と示される。これらのデータにおいて、各ラン長
を示すデータ長が異なるため、このデータを連続して受
信してもどの部分を区切りとして設定してよいか判別で
きない。

【０１０５】これを解決する１つの手法としては、
（ｂ）のように、最も長いラン長データに対応する２ビ
ット情報のビット数に合わせてすべてのラン長を示すよ
うにする方法がある。この図１１に示す例では、ラン
長：３１を２進表現した［１１１１１］の５ビットを用
いてすべてのラン長を示す。例えばラン長：８は、［０
１０００］、ラン長：４は、［００１００］等である。

【０１０６】しかし、このように最大ラン長の表記ビッ
ト数に合わせる処理を行なうと、少ないラン長を表記す
るためにも多くのビット数を用いることになり、全体と
してのデータ圧縮効率が低減してしまうという問題があ
る。

【０１０７】そこで、本発明の構成においては、最長の
ラン長の表記ビット数にすべてのラン長表記ビット数を
一致させる処理は行なわず、最長のラン長の表記ビット
数以下のビット数で、最も圧縮効率の高いビット区切り
数を最適区切りビット数として検出し、原則として、そ
の最適区切りビット数によってすべてのラン長表記をす
るものとする。ただし、最適区切りビット数内で表記で
きないラン長データについては、最適区切りビット数と
同一のビット数からなる［０］のみからなるデータを加
算を示す加算処理識別データとして用いる。基本的にラ
ン長：０のデータはないので、最適区切りビット数と同
一のビット数からなる［０］のみからなるデータ検出に
より、加算処理であることを判別可能となる。最適区切
りビット数と同一のビット数からなる［０］のみからな
るデータを［＋１］＋後続ビットデータとする。

【０１０８】図１１（ｃ）に示す例では、最適区切りビ
ット数が４として算出された場合の例を示し、ラン長：
８は［１０００］、ラン長：４は［０１００］、ラン
長：３は［００１１］、ラン長：１３は［１１０１］、
として表記され、ラン長：３１は、［１１１１００００
１１１１］、すなわち、１５＋１＋１５として表記され
る。さらに、３１より大の数値を表現する場合は、加算
を意味する［００００］を続けて、加算数の表記ビット
を連続して付加することにより、全てのラン長を示す数
値を表記する。

【０１０９】符号化部２０２では、区切りビット数の設
定数をいくつにした場合に、最も圧縮率を高めることが
できるかを、区切りビット数を１から最大ラン長表記ビ
ット数まで、それぞれ上記加算識別データを適用した手
法によるランレングス符号化データの仮生成を実行して
生成データのデータ長を比較することで、決定する。

【０１１０】ランレングス符号化部１０６において実行
するランレングス符号化データの生成処理について、図
１２に示すフローを参照して説明する。

【０１１１】まず、ステップＳ２０１において、区切り
ビット数の初期値として、区切りビット数＝１を設定す
る。次にステップＳ２０２においてデータ読み込みを行
ない、ステップＳ２０３において、読み込みデータに基
づくラン長検出を行なう。ラン長検出は、ラン長検出部
２０１が先に説明した図９のフローに従って実行する。

【０１１２】次に、ステップＳ２０４において、検出し
たラン長に基づき、設定区切りビット数を適用してラン
レングス符号化処理を実行する。ステップＳ２０５で継
続データの有無を判定して、ランレングス符号化処理を
ラン長データの最後まで実行し、ステップＳ２０６にお
いて、生成したランレングス符号化データのデータ長に
基づいて圧縮率を算出する。

【０１１３】ステップＳ２０７では、設定区切りビット
数が最大ラン長表現ビット数に等しい値か否かを判定
し、Ｎｏの場合は、ステップＳ２１１において、区切り
ビット数を１インクリメントして、ステップＳ２０２以
下のランレングス符号化処理を繰り返し実行する。

【０１１４】ステップＳ２０７で、設定区切りビット数
が最大ラン長表現ビット数に等しいと判定すると、ステ
ップＳ２０８に進み、これまでに算出した圧縮率のう
ち、最も高い圧縮率を実現した区切りビット数を最適区
切りビット数として選択する。

【０１１５】ステップＳ２０９において、最適区切りビ
ット数でのランレングス符号化処理を行ない、ステップ
Ｓ２１０で、最適区切りビット数情報を付加したランレ
ングス符号化データを出力する。

【０１１６】復号（デコード）側の装置では、最適区切
りビット数情報に基づいて、区切りビット数を判定し
て、ランレングスデータの復号処理を行なう。

【０１１７】なお、図１２に示す処理フローでは、ステ
ップＳ２０９において、最適区切りビット数でのランレ
ングス符号化処理を実行する構成としてあるが、ステッ
プＳ２０４における各設定区切りビットに基づく符号化
データをバッファ等に蓄積し、蓄積データ中から、最適
区切りビット数でのランレングス符号化データを抽出す
る処理を実行する構成としてもよく、この場合は、ステ
ップＳ２０９の符号化処理は省略可能となる。

【０１１８】図１に示す符号化処理装置は、図１２に示
す処理フローに従って生成したランレングス符号化デー
タを出力する。出力するランレングス符号化データは、
最適区切りビット数によって各ラン長を表記したデータ
となり、付加データとして最適区切りビット数情報が付
加されている。

【０１１９】なお、上述した符号化処理においては、Ａ
ＤＲＣ符号化処理によって生成するブロック情報とし
て、最小値（ＭＩＮ）と、ダイナミックレンジ（Ｄ
Ｒ）、量子化コードの組合わせからなるブロック情報の
構成例について説明したが、ブロック情報は、コレラノ
データの組合わせに限らず、ブロック内画素値の最大値
（ＭＡＸ）と、ダイナミックレンジ（ＤＲ）、および量
子化コードの組合わせからなるブロック情報、あるい
は、最小値（ＭＩＮ）、最大値（ＭＡＸ）、および量子
化コードの組合わせからなるブロック情報を構成するこ
とも可能であり、これら各種のブロック情報を構成した
場合においても、上述したランレングス符号化処理との
組み合わせにより、圧縮データ量の削減が可能となり、
圧縮率向上が実現される。

【０１２０】次に、上述の処理によって生成したランレ
ングスデータを受信して復号処理を行なう復号処理装置
の構成、および処理について説明する。

【０１２１】図１３に復号処理装置の構成ブロック図を
示す。図１３に示すように、本発明の復号処理装置は、
ランレングス復号処理を実行するランレングス復号部５
１０、さらにＡＤＲＣ符号データの復号処理を実行する
ＡＤＲＣ復号部５３０を有する。

【０１２２】ランレングス復号部５１０は区切りビット
数情報取得部５１１、ランレングス復号処理部５１２を
有し、区切りビット数情報取得部５１１は、符号化デー
タ中の付加情報として付与された区切りビット数情報を
取得する。区切りビット数情報は、先のランレングス符
号化処理の説明中で述べたように、ランレングス符号化
データの区切りビット数を示すデータである。

【０１２３】ランレングスデータ復号処理部５１２は、
区切りビット数情報取得部５１１の取得した区切りビッ
ト数情報に基づいて、ランレングスデータの復号を行な
う。例えば区切りビット数が４であれば、４ビット毎に
ランレングスデータの復号を実行することになる。

【０１２４】このランレングスデータは、元々、ＡＤＲ
Ｃ符号化によって生成された最小値［ＭＩＮ］、ダイナ
ミックレンジ［ＤＲ］、量子化コード［Ｑコード］から
なるデータであり、これらの順番を前述の符号化処理に
よって、ビットデータの順番を入れ変えて構成されたラ
ンレングスデータである。

【０１２５】データ変換部５２０は、ランレングスデー
タ復号処理部５１２の生成したビット情報に基づいて、
ＡＤＲＣによる符号化データとしてのブロック情報を再
生する。すなわち符号化処理において実行したビットデ
ータの入れ替え処理（図３〜図８参照）の逆の手順を実
行し、ランレングス復号により取得したビットデータか
ら、各ブロック毎のブロック情報を再生する。なお、こ
のブロック情報再生に必要なデータ変換情報は、予め符
号化処理装置から受領しておくか、あるいは、ランレン
グス符号化データの付加情報として設定し、付加情報か
ら取得する構成とする。

【０１２６】データ変換部５２０の生成するブロック情
報は、最小値［ＭＩＮ］、ダイナミックレンジ［Ｄ
Ｒ］、量子化コード［Ｑコード］からなるデータからな
るブロック毎の情報となる。データ変換部５２０の生成
したブロック情報は、ＡＤＲＣ復号部５３０に出力され
る。

【０１２７】ＡＤＲＣ復号部５３０のブロック情報解析
部５３１は、復号対象となるブロック情報の解析処理を
実行する。入力ブロック情報から、各ブロックに対応し
て設定された最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ
（ＤＲ）、量子化コードの切り分け行ない、それぞれ最
小値取得部５３２、ＤＲ取得部５３３、復号（逆量子
化）処理部５３４に出力する。

【０１２８】最小値取得部５３２は、各ブロック情報に
設定された最小値を取得し、ＤＲ取得部５３３は、各ブ
ロック情報に設定されたダイナミックレンジ（ＤＲ）を
取得する。復号（逆量子化）処理部５３４は、ブロック
情報内の量子化コード（Ｑコード）と、最小値取得部５
３２の取得した最小値（ＭＩＮ）、ＤＲ取得部５３３の
取得したダイナミックレンジ（ＤＲ）とに基づいて、復
号処理を実行する。復号処理は、復元画素値をｘ’とし
て、下式に従ってｘ’を算出する処理として実行する。

【０１２９】

【数５】 ｘ’＝（Ｑ＋０．５）×Δ＋ＭＩＮ（ＤＲ≧２ⁿの場合） ｘ’＝（Ｑ＋ＭＩＮ） （ＤＲ＜２ⁿの場合） ……（数式ａ３）

【０１３０】上記式において、ｘ’：復元画素値、ＭＩ
Ｎ：最小値、Ｑ：量子化コード（Ｑコード）、Δ：量子
化ステップ幅、ｎ：量子化ビット数、ＤＲ：ダイナミッ
クレンジであり、ＤＲ、およびＭＩＮは、各ブロック情
報から取得される値である。

【０１３１】このようにして、ブロック情報から、各画
素の復元画素値ｘ’が求められ、復元画素値に基づいて
画像データが再生される。

【０１３２】次に、図１４を参照して本発明の復号処理
装置が実行する復号処理の手順について説明する。ま
ず、ステップＳ３０１において、ランレングス符号化デ
ータを入力し、ステップＳ３０２において、ランレング
ス符号化データの付加情報として設定された区切りビッ
ト数情報取得処理を実行する。

【０１３３】ステップＳ３０３では、区切りビット数に
基づいてランレングス復号処理を実行する。ステップＳ
３０４では、復号されたデータに基づいてブロック情報
が生成される。ブロック情報は、ブロック毎の最小値
［ＭＩＮ］、ダイナミックレンジ［ＤＲ］、量子化コー
ド［Ｑコード］からなるデータである。

【０１３４】ステップＳ３０５では、ブロック情報から
最小値［ＭＩＮ］、ダイナミックレンジ［ＤＲ］、量子
化コード［Ｑコード］を取得し、ステップＳ３０６で、
ブロック情報から取得した量子化コード（Ｑコード）
と、最小値（ＭＩＮ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）と
に基づいて、復号処理を実行する。復号処理は、先に説
明した（数式ａ３）に従って復元画素値ｘ’を算出する
処理として実行される。

【０１３５】次に、ステップＳ３０７において、復号処
理において復号した画素値の出力を行なう。

【０１３６】上述したように、本発明の符号化処理で
は、画像データを領域分割したブロック単位でのダイナ
ミックレンジに応じたＡＤＲＣ処理による符号化と、ラ
ンレングス符号化を組み合わせて符号化処理を行なう構
成としたので、データの圧縮率が向上し、データ転送ま
たはデータ記憶処理におけるデータ量の削減が実現可能
となる。

【０１３７】また、ランレングス符号化において、デー
タシーケンスを変更し、最上位ビットから順次並べたデ
ータに基づいて、ランレングス符号化を行なう構成とし
たので、画像データの近傍領域の画素値が類似するとい
う特性に基づいて効率的なランレングス符号化が可能と
なり、データの圧縮率を高めることが可能となる。

【０１３８】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。

【０１３９】なお、明細書中において説明した一連の処
理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者
の複合構成によって実行することが可能である。ソフト
ウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを
記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込ま
れたコンピュータ内のメモリにインストールして実行さ
せるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュ
ータにプログラムをインストールして実行させることが
可能である。

【０１４０】例えば、プログラムは記録媒体としてのハ
ードディスクやＲＯＭ（Read OnlyMemory)に予め記録し
ておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシ
ブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only
Memory)，ＭＯ(Magneto optical)ディスク，ＤＶＤ(Dig
ital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリな
どのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に
格納（記録）しておくことができる。このようなリムー
バブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアと
して提供することができる。

【０１４１】なお、プログラムは、上述したようなリム
ーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする
他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送
したり、ＬＡＮ(Local Area Network)、インターネット
といったネットワークを介して、コンピュータに有線で
転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されて
くるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の
記録媒体にインストールすることができる。

【０１４２】なお、明細書に記載された各種の処理は、
記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実
行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあ
るいは個別に実行されてもよい。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の符号
化処理装置、復号処理装置、および方法によれば、符号
化処理対象となる画像データを領域分割したブロック単
位でのダイナミックレンジに応じた固定長または可変長
ＡＤＲＣ処理による符号化を実行するとともに、ＡＤＲ
Ｃ符号化処理後のブロック情報に含まれる最小値、ダイ
ナミックレンジ、量子化コード（Ｑコード）の各データ
を、さらにランレングス符号化することで、符号化デー
タを生成する構成としたので、データの圧縮率が向上
し、データ転送またはデータ記憶処理におけるデータ量
の削減が実現される。

【０１４４】また、本発明の符号化処理装置、復号処理
装置、および方法によれば、ＡＤＲＣ符号化データをラ
ンレングス符号化する場合に、ブロック情報に含まれる
最小値、ダイナミックレンジ、量子化コード（Ｑコー
ド）の各データシーケンスを変更し、最上位ビットから
順次並べたデータに基づいて、ランレングス符号化を行
なう構成としたので、効率的なランレングス符号化が可
能となり、データの圧縮率を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号化処理装置の構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の符号化処理装置において生成する量子
化コードのビット構成とブロックとの対応について説明
する図である。

【図３】本発明の符号化処理装置においてブロック情報
に基づいて生成する変換された符号化データの構成を示
す図である。

【図４】本発明の符号化処理装置におけるランレングス
符号化部の構成を示す図である。

【図５】本発明の符号化処理装置のランレングス符号化
部の処理において実行するビット情報の並べ替え処理を
説明する図である。

【図６】本発明の符号化処理装置のランレングス符号化
部の処理において実行するビット情報の並べ替え処理を
説明する図である。

【図７】本発明の符号化処理装置のランレングス符号化
部の処理において実行するビット情報の並べ替え処理に
おける読み取りシーケンス例を示す図である。

【図８】本発明の符号化処理装置のランレングス符号化
部の処理において実行するビット情報の並べ替え処理に
おける読み取りシーケンス例を示す図である。

【図９】本発明の符号化処理装置のランレングス符号化
部の処理において実行するランレングス符号化処理を説
明するフロー図である。

【図１０】本発明の符号化処理装置のランレングス符号
化部の処理において生成するランレングス符号化データ
の構成を説明する図である。

【図１１】本発明の符号化処理装置のランレングス符号
化部の処理において生成するランレングス符号化データ
の構成を説明する図である。

【図１２】本発明の符号化処理装置の処理を説明するフ
ロー図である。

【図１３】本発明の復号処理装置の構成を示す図であ
る。

【図１４】本発明の復号処理装置の実行する復号処理を
説明するフロー図である。

【図１５】ＡＤＲＣ処理の概要を説明する図である。

【図１６】ＡＤＲＣ処理における量子化処理の概要を説
明する図である。

【図１７】ＡＤＲＣ処理において生成するブロック情報
の構成を説明する図である。

【図１８】固定長ＡＤＲＣ処理の手順を説明するフロー
図である。

【図１９】可変長ＡＤＲＣ処理の概要を説明する図であ
る。

【図２０】可変長ＡＤＲＣ処理の手順を説明するフロー
図である。

【符号の説明】

１０１ ブロック分割部 １０２ ＤＲ，最小値（ＭＩＮ）検出部 １０３ 理容師か（符号化）処理部 １０４ バッファ １０５ 出力制御部 １０６ ランレングス符号化部 ２０１ ラン長検出部 ２０２ 符号化部 ５１０ ランレングス復号部 ５１１ 区切りビット数情報取得部 ５１２ ランレングスデータ復号処理部 ５２０ データ変換部 ５３０ ＡＤＲＣ復号部 ５３１ ブロック情報解析部 ５３２ 最小値（ＭＩＮ）取得部 ５３３ ＤＲ取得部 ５３４ 復号（逆量子化）処理部 ８０１ 画像データ ８０２ ブロック ８０３ 信号レベルデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 崇 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 村上 哲也 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 藤井 建行 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 MA28 MA35 MD02 ME05 RC12 RC40 SS12 SS20 TA53 TB08 TC02 TD02 UA02 UA05 5C078 AA04 BA22 BA44 CA01 DA01 DA05 5J064 AA01 BA08 BB13 BC01 BC02 BC14 BC16 BC29 BD03

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データの符号化処理を実行する符号化
   処理装置であり、 画像を構成する分割領域としてのブロック単位で、ブロ
   ック内の画素値に基づいて決定するダイナミックレンジ
   に基づく量子化処理を実行し、ブロック単位の量子化情
   報としてのブロック情報の生成処理を実行する量子化処
   理手段と、 前記量子化処理手段の生成したブロック情報に基づいて
   ランレングス符号化処理を実行するランレングス符号化
   手段と、 を有することを特徴とする符号化処理装置。
2. 【請求項２】前記量子化処理手段の適用する量子化処理
   は、 ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）に基づく
   処理であり、 前記ブロック内の画素値に基づいて、最小値（ＭＩ
   Ｎ）、最大値（ＭＡＸ）、およびダイナミックレンジ
   （ＤＲ）中の少なくとも２つのデータを取得し、取得し
   た最小値（ＭＩＮ）、最大値（ＭＡＸ）、およびダイナ
   ミックレンジ（ＤＲ）中の少なくとも２つのデータを適
   用して、該ブロックに含まれる画素値に対応する量子化
   コード（Ｑコード）を算出する処理を実行する構成であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の符号化処理装置。
3. 【請求項３】前記ランレングス符号化手段は、 前記量子化処理手段の生成したブロック情報を構成する
   ビット情報のシーケンスを変更し、シーケンス変更デー
   タに基づいてランレングス符号化処理を実行する構成で
   あることを特徴とする請求項１に記載の符号化処理装
   置。
4. 【請求項４】前記量子化処理手段の適用する量子化処理
   は、 ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）に基づく
   処理であり、 前記ブロック内の画素値に基づいて、最小値（ＭＩ
   Ｎ）、およびダイナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コー
   ド（Ｑコード）からなるブロック情報を生成する構成で
   あり、 前記ランレングス符号化手段は、 前記量子化処理手段の生成したブロック情報を構成する
   最小値（ＭＩＮ）、およびダイナミックレンジ（Ｄ
   Ｒ）、量子化コードを構成するビット情報を最上位ビッ
   トから順に並び替えたシーケンスデータに従ってランレ
   ングス符号化処理を実行する構成であることを特徴とす
   る請求項１に記載の符号化処理装置。
5. 【請求項５】前記ランレングス符号化手段は、 複数の異なる区切りビット数設定によってランレングス
   符号化処理を実行した結果に基づく圧縮率比較に基づい
   て選択する最適区切りビット数を適用してランレングス
   符号化処理を実行する構成であることを特徴とする請求
   項１に記載の符号化処理装置。
6. 【請求項６】前記量子化処理手段の適用する量子化処理
   は、 可変長ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）に
   基づく処理であり、 前記ブロック内の画素値に基づいて、最小値（ＭＩ
   Ｎ）、最大値（ＭＡＸ）、ダイナミックレンジ（ＤＲ）
   の少なくとも２つの値を算出し、さらに、ダイナミック
   レンジ（ＤＲ）に基づいて設定される量子化ビット数に
   応じた量子化コード（Ｑコード）を生成する処理を実行
   する構成であることを特徴とする請求項１に記載の符号
   化処理装置。
7. 【請求項７】画像符号化データの復号処理を実行する復
   号処理装置であり、 ランレングス符号化データの復号処理を実行するランレ
   ングス復号手段と、 前記ランレングス復号手段の復号により生成したビット
   情報列に基づいて、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range
   Coding）符号化情報としてのブロック情報を生成する
   データ変換手段と、 前記データ変換手段の生成したブロック情報に基づくＡ
   ＤＲＣ復号処理を実行するＡＤＲＣ復号手段と、 を有することを特徴とする復号処理装置。
8. 【請求項８】前記ＡＤＲＣ復号手段は、 ブロック情報に含まれる最小値（ＭＩＮ）、およびダイ
   ナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コード（Ｑコード）に
   基づいて、画素値を算出する処理を実行する構成である
   ことを特徴とする請求項７に記載の復号処理装置。
9. 【請求項９】前記ランレングス復号手段は、 ランレングス符号化データの付加情報として設定された
   区切りビット数情報を取得し、該取得した区切りビット
   数に基づいて復号処理を実行して、ビット情報列を生成
   する構成であることを特徴とする請求項７に記載の復号
   処理装置。
10. 【請求項１０】前記データ変換手段は、 前記ランレングス復号手段の復号により生成したビット
    情報列に基づいて、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range
    Coding）符号化情報としての最小値（ＭＩＮ）、およ
    びダイナミックレンジ（ＤＲ）、量子化コード（Ｑコー
    ド）からなるブロック情報を構成するブロック情報を生
    成する構成であることを特徴とする請求項７に記載の復
    号処理装置。
11. 【請求項１１】前記ＡＤＲＣ復号手段の適用する復号処
    理は、 可変長ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）に
    基づく復号処理であり、 前記ブロック情報内のダイナミックレンジ（ＤＲ）に基
    づいて設定される量子化ビット数に応じた量子化コード
    （Ｑコード）の逆量子化処理を実行する構成であること
    を特徴とする請求項７に記載の復号処理装置。
12. 【請求項１２】画像データの符号化処理を実行する符号
    化処理方法であり、 画像を構成する分割領域としてのブロック単位で、ブロ
    ック内の画素値に基づいて決定するダイナミックレンジ
    に基づく量子化処理を実行し、ブロック単位の量子化情
    報としてのブロック情報の生成処理を実行する量子化処
    理ステップと、 前記量子化処理ステップにおいて生成したブロック情報
    に基づいてランレングス符号化処理を実行するランレン
    グス符号化処理ステップと、 を有することを特徴とする符号化処理方法。
13. 【請求項１３】画像データの符号化処理の実行プログラ
    ムとしてのコンピュータ・プログラムであって、 画像を構成する分割領域としてのブロック単位で、ブロ
    ック内の画素値に基づいて決定するダイナミックレンジ
    に基づく量子化処理を実行し、ブロック単位の量子化情
    報としてのブロック情報の生成処理を実行する量子化処
    理ステップと、 前記量子化処理ステップにおいて生成したブロック情報
    に基づいてランレングス符号化処理を実行するランレン
    グス符号化処理ステップと、 を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラ
    ム。
14. 【請求項１４】画像符号化データの復号処理の実行プロ
    グラムとしてのコンピュータ・プログラムであって、 ランレングス符号化データの復号処理を実行するランレ
    ングス復号処理ステップと、 前記ランレングス復号処理ステップの復号により生成し
    たビット情報列に基づいて、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynam
    ic Range Coding）符号化情報としてのブロック情報を
    生成するデータ変換ステップと、 前記データ変換ステップにおいて生成したブロック情報
    に基づくＡＤＲＣ復号処理を実行するＡＤＲＣ復号処理
    ステップと、 を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラ
    ム。
15. 【請求項１５】画像データの符号化処理をコンピュータ
    ・システム上で実行せしめるコンピュータ・プログラム
    を提供するプログラム記録媒体であって、前記コンピュ
    ータ・プログラムは、画像を構成する分割領域としての
    ブロック単位で、ブロック内の画素値に基づいて決定す
    るダイナミックレンジに基づく量子化処理を実行し、ブ
    ロック単位の量子化情報としてのブロック情報の生成処
    理を実行する量子化処理ステップと、 前記量子化処理ステップにおいて生成したブロック情報
    に基づいてランレングス符号化処理を実行するランレン
    グス符号化処理ステップと、 を具備することを特徴とするプログラム記録媒体。
16. 【請求項１６】画像符号化データの復号処理をコンピュ
    ータ・システム上で実行せしめるコンピュータ・プログ
    ラムを提供するプログラム記録媒体であって、前記コン
    ピュータ・プログラムは、 ランレングス符号化データの復号処理を実行するランレ
    ングス復号処理ステップと、 前記ランレングス復号処理ステップの復号により生成し
    たビット情報列に基づいて、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynam
    ic Range Coding）符号化情報としてのブロック情報を
    生成するデータ変換ステップと、 前記データ変換ステップにおいて生成したブロック情報
    に基づくＡＤＲＣ復号処理を実行するＡＤＲＣ復号処理
    ステップと、 を具備することを特徴とするプログラム記録媒体。