JP2003235042A - 画像符号化装置及びその符号化方法 - Google Patents
画像符号化装置及びその符号化方法Info
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、Motion-JPEG2000に準拠した動画
像符号化処理におけるフリッカノイズを低減するための
画像符号化装置及びその方法を提供する。 【構成】 画像符号化装置は、入力画像をウェーブレッ
ト変換し、ウェーブレット係数を量子化し、さらに、前
後のフレーム間に所定の判定条件に従って量子化係数を
置換する。最終的に出力された量子化係数を、MSBからL
SBに至るビットプレーンに展開し、ビットプレーン毎に
符号化パスを生成し、符号化パス内で算術符号化を行
い、生成された算術符号から目標の符号量になるように
符号量を制御しながら、さらに算術符号にヘッダを加え
て画像データからなるパケットを生成する。量子化係数
の置換は、前後のフレームの同じサブバンドにおける量
子化係数の絶対値誤差に基づき行われ、さらにウェーブ
レット係数を加えることで、置換処理の誤検出を低減で
き、フリッカノイズを効果的に抑制できる。
像符号化処理におけるフリッカノイズを低減するための
画像符号化装置及びその方法を提供する。 【構成】 画像符号化装置は、入力画像をウェーブレッ
ト変換し、ウェーブレット係数を量子化し、さらに、前
後のフレーム間に所定の判定条件に従って量子化係数を
置換する。最終的に出力された量子化係数を、MSBからL
SBに至るビットプレーンに展開し、ビットプレーン毎に
符号化パスを生成し、符号化パス内で算術符号化を行
い、生成された算術符号から目標の符号量になるように
符号量を制御しながら、さらに算術符号にヘッダを加え
て画像データからなるパケットを生成する。量子化係数
の置換は、前後のフレームの同じサブバンドにおける量
子化係数の絶対値誤差に基づき行われ、さらにウェーブ
レット係数を加えることで、置換処理の誤検出を低減で
き、フリッカノイズを効果的に抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静止画符号化規格
ＪＰＥＧ−２０００の動画版であるＭｏｔｉｏｎＪＰＥ
Ｇ−２０００に準じた動画像符号化装置及びその符号化
方法に関するものである。
ＪＰＥＧ−２０００の動画版であるＭｏｔｉｏｎＪＰＥ
Ｇ−２０００に準じた動画像符号化装置及びその符号化
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＳＯ／ＩＥＣ（International Orgini
zation for Standardization/International Electrote
chnical Commission）によって２００１年１月に規格化
作業が完了した次世代静止画符号化規格のＪＰＥＧ−２
０００は、その優れた圧縮性能のほかに、スケーラビリ
ティ、プログロッシブ、エラー耐性、可逆圧縮機能など
豊富な機能を有している。次世代のデジタルスチルカメ
ラ、プリンター、スキャナー等に幅広く普及が期待され
ている。一方、ＪＰＥＧ−２０００の動画版であるＭｏ
ｔｉｏｎＪＰＥＧ−２０００は、ＪＰＥＧ−２０００が
持つ優れた特徴をそのまま継承しており、将来カムコー
ダ、監視カメラ、インターネット動画配信、遠隔医療配
信、テレビ会議等に利用される見込みである。
zation for Standardization/International Electrote
chnical Commission）によって２００１年１月に規格化
作業が完了した次世代静止画符号化規格のＪＰＥＧ−２
０００は、その優れた圧縮性能のほかに、スケーラビリ
ティ、プログロッシブ、エラー耐性、可逆圧縮機能など
豊富な機能を有している。次世代のデジタルスチルカメ
ラ、プリンター、スキャナー等に幅広く普及が期待され
ている。一方、ＪＰＥＧ−２０００の動画版であるＭｏ
ｔｉｏｎＪＰＥＧ−２０００は、ＪＰＥＧ−２０００が
持つ優れた特徴をそのまま継承しており、将来カムコー
ダ、監視カメラ、インターネット動画配信、遠隔医療配
信、テレビ会議等に利用される見込みである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＪＰＥＧ−
２０００の動画規格であるＭｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ−２
０００は、ＪＰＥＧ−２０００の静止画画像の連続であ
る。静止画では画面が動かないので問題にならないこと
が多いが、動画では画質劣化が目立ってしまう問題があ
る。これらの画質劣化の中でも特に問題視されているの
が、ノイズが連続するフレームのランダムな位置で発生
することによるフリッカノイズである。フリッカノイズ
発生の原因として、原画中の微小なノイズ成分の影響
で、静止領域での量子化係数が変化することが挙げられ
る。これらのうち、本来は静止領域で量子化係数が変化
しないはずであるのに、何らかの理由、例えば、カメラ
で撮影した際のノイズなどで画像にノイズが乗り、画像
信号に含まれている微小なノイズ成分によって量子化係
数が変化し、フリッカノイズとして検知されることがあ
る。
２０００の動画規格であるＭｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ−２
０００は、ＪＰＥＧ−２０００の静止画画像の連続であ
る。静止画では画面が動かないので問題にならないこと
が多いが、動画では画質劣化が目立ってしまう問題があ
る。これらの画質劣化の中でも特に問題視されているの
が、ノイズが連続するフレームのランダムな位置で発生
することによるフリッカノイズである。フリッカノイズ
発生の原因として、原画中の微小なノイズ成分の影響
で、静止領域での量子化係数が変化することが挙げられ
る。これらのうち、本来は静止領域で量子化係数が変化
しないはずであるのに、何らかの理由、例えば、カメラ
で撮影した際のノイズなどで画像にノイズが乗り、画像
信号に含まれている微小なノイズ成分によって量子化係
数が変化し、フリッカノイズとして検知されることがあ
る。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ−２０
００の規格に従って動画像を圧縮符号化する場合、符号
化画像のフリッカノイズを低減できる画像符号化装置及
びその符号化方法を提供することにある。
のであり、その目的は、Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ−２０
００の規格に従って動画像を圧縮符号化する場合、符号
化画像のフリッカノイズを低減できる画像符号化装置及
びその符号化方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点の画像符号化装置は、入力画像
に対し、低域フィルタと高域フィルタ処理を垂直・水平
方向のいずれかまたは両方に施すウェーブレット変換手
段と、上記ウェーブレット変換手段によって生成された
変換係数を量子化し、量子化係数を生成する量子化手段
と、上記量子化係数を記憶する記憶手段と、記憶された
上記量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係数と
を比較して、当該比較の結果に応じて、記憶保持された
量子化係数によって現在の符号化対象画像の量子化係数
を置換する置換手段と、上記置換手段から出力された量
子化係数を、ＭＳＢからＬＳＢまでビットプレーンに展
開する展開手段と、上記ビットプレーンごとに符号化パ
スを生成する符号化パス生成手段と、上記符号化パス内
で算術符号化を行う符号化手段とを有する。
め、本発明の第１の観点の画像符号化装置は、入力画像
に対し、低域フィルタと高域フィルタ処理を垂直・水平
方向のいずれかまたは両方に施すウェーブレット変換手
段と、上記ウェーブレット変換手段によって生成された
変換係数を量子化し、量子化係数を生成する量子化手段
と、上記量子化係数を記憶する記憶手段と、記憶された
上記量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係数と
を比較して、当該比較の結果に応じて、記憶保持された
量子化係数によって現在の符号化対象画像の量子化係数
を置換する置換手段と、上記置換手段から出力された量
子化係数を、ＭＳＢからＬＳＢまでビットプレーンに展
開する展開手段と、上記ビットプレーンごとに符号化パ
スを生成する符号化パス生成手段と、上記符号化パス内
で算術符号化を行う符号化手段とを有する。
【０００６】また、本発明では、好適には、上記置換手
段は、上記記憶手段に記憶保持された量子化係数と現在
の符号化対象画像の量子化係数との間で、絶対値誤差を
算出して、当該絶対値誤差が所定のしきい値よりも小さ
いとき、量子化係数の置換を行う手段を有する。
段は、上記記憶手段に記憶保持された量子化係数と現在
の符号化対象画像の量子化係数との間で、絶対値誤差を
算出して、当該絶対値誤差が所定のしきい値よりも小さ
いとき、量子化係数の置換を行う手段を有する。
【０００７】また、本発明では、好適には、上記置換手
段は、ウェーブレット変換によって生成されたサブバン
ドの同じ空間的位置におけるもの同士の量子化係数の絶
対値誤差を算出する誤差演算手段を有する。
段は、ウェーブレット変換によって生成されたサブバン
ドの同じ空間的位置におけるもの同士の量子化係数の絶
対値誤差を算出する誤差演算手段を有する。
【０００８】また、本発明では、好適には、上記置換手
段は、上記誤差演算手段によって算出された絶対値誤差
が所定のしきい値よりも小さい量子化係数の個数が量子
化係数全体の数に占める割合が所定のしきい値よりも大
きい場合、量子化係数の置換を行う。
段は、上記誤差演算手段によって算出された絶対値誤差
が所定のしきい値よりも小さい量子化係数の個数が量子
化係数全体の数に占める割合が所定のしきい値よりも大
きい場合、量子化係数の置換を行う。
【０００９】また、本発明の第２の観点の画像符号化装
置は、入力画像に対し、低域フィルタと高域フィルタ処
理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施し、ウェ
ーブレット変換係数を出力するウェーブレット変換手段
と、上記ウェーブレット変換手段によって生成された変
換係数を量子化し、量子化係数を出力する量子化手段
と、上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保
持する記憶手段と、記憶保持された量子化係数と現在の
符号化対象画像の量子化係数とを比較し、さらに記憶保
持されたウェーブレット変換係数と現在の符号化対象画
像のウェーブレット変換係数とを比較して、当該比較の
結果に応じて記憶保持された量子化係数によって現在の
符号化対象画像の量子化係数を置換する置換手段と、上
記置換手段によって出力された量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開する展開手段と、上
記ビットプレーンごとに符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段と、上記符号化パス内で算術符号化を行う符
号化手段とを有する。
置は、入力画像に対し、低域フィルタと高域フィルタ処
理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施し、ウェ
ーブレット変換係数を出力するウェーブレット変換手段
と、上記ウェーブレット変換手段によって生成された変
換係数を量子化し、量子化係数を出力する量子化手段
と、上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保
持する記憶手段と、記憶保持された量子化係数と現在の
符号化対象画像の量子化係数とを比較し、さらに記憶保
持されたウェーブレット変換係数と現在の符号化対象画
像のウェーブレット変換係数とを比較して、当該比較の
結果に応じて記憶保持された量子化係数によって現在の
符号化対象画像の量子化係数を置換する置換手段と、上
記置換手段によって出力された量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開する展開手段と、上
記ビットプレーンごとに符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段と、上記符号化パス内で算術符号化を行う符
号化手段とを有する。
【００１０】また、本発明では、好適には、上記置換手
段は、上記ウェーブレット変換によって生成されたサブ
バンドの同じ空間的位置において、記憶保持されたウェ
ーブレット変換係数と、現在の符号化対象画像のウェー
ブレット変換係数とを比較して、上記両方のウェーブレ
ット変換係数値がある所定の大きさの範囲内にあった場
合、上記記憶保持された量子化係数によって、現在の符
号化対象画像の量子化係数を置換する。
段は、上記ウェーブレット変換によって生成されたサブ
バンドの同じ空間的位置において、記憶保持されたウェ
ーブレット変換係数と、現在の符号化対象画像のウェー
ブレット変換係数とを比較して、上記両方のウェーブレ
ット変換係数値がある所定の大きさの範囲内にあった場
合、上記記憶保持された量子化係数によって、現在の符
号化対象画像の量子化係数を置換する。
【００１１】また、本発明では、好適には、上記ウェー
ブレット変換手段は、所定の画像領域の画像データを蓄
積する手段と、上記蓄積した画像データに対して、水平
または垂直方向のウェーブレット変換フィルタをかける
フィルタ演算手段とを有する。
ブレット変換手段は、所定の画像領域の画像データを蓄
積する手段と、上記蓄積した画像データに対して、水平
または垂直方向のウェーブレット変換フィルタをかける
フィルタ演算手段とを有する。
【００１２】また、本発明では、好適には、上記量子化
手段は、上記ウェーブレット変換係数をスカラ値の量子
化ステップサイズで除算して上記量子化係数を算出す
る。
手段は、上記ウェーブレット変換係数をスカラ値の量子
化ステップサイズで除算して上記量子化係数を算出す
る。
【００１３】また、本発明では、好適には、上記符号化
手段によって生成された算術符号に基づき、目標の符号
量になるように符号量を制御する符号量制御手段をさら
に有する。
手段によって生成された算術符号に基づき、目標の符号
量になるように符号量を制御する符号量制御手段をさら
に有する。
【００１４】また、本発明では、好適には、上記符号化
パス生成手段は、所定の大きさの符号化ブロックごとに
符号化パスを生成する。
パス生成手段は、所定の大きさの符号化ブロックごとに
符号化パスを生成する。
【００１５】また、本発明では、好適には、目標の符号
量に応じて、上記符号化ブロックごとに、上記符号化パ
スの一部または全部を切り捨てる符号量制御手段を有す
る。
量に応じて、上記符号化ブロックごとに、上記符号化パ
スの一部または全部を切り捨てる符号量制御手段を有す
る。
【００１６】さらに、本発明では、好適には、上記算術
符号にヘッダを加えてパケットを生成するパケット生成
手段とを有する。
符号にヘッダを加えてパケットを生成するパケット生成
手段とを有する。
【００１７】また、本発明の第１の観点の画像符号化方
法は、入力画像に対し、低域フィルタと高域フィルタ処
理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施し、ウェ
ーブレット変換係数を生成するステップと、上記ウェー
ブレット変換によって生成された変換係数を量子化し、
量子化係数を生成するステップと、上記量子化係数を記
憶するステップと、記憶された上記量子化係数と現在の
符号化対象画像の量子化係数とを比較して、当該比較の
結果に応じて、記憶保持された量子化係数によって現在
の符号化対象画像の量子化係数を置換するステップと、
上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、上
記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステップ
と、上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを
有する。
法は、入力画像に対し、低域フィルタと高域フィルタ処
理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施し、ウェ
ーブレット変換係数を生成するステップと、上記ウェー
ブレット変換によって生成された変換係数を量子化し、
量子化係数を生成するステップと、上記量子化係数を記
憶するステップと、記憶された上記量子化係数と現在の
符号化対象画像の量子化係数とを比較して、当該比較の
結果に応じて、記憶保持された量子化係数によって現在
の符号化対象画像の量子化係数を置換するステップと、
上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、上
記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステップ
と、上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを
有する。
【００１８】さらに、本発明の第２の観点の画像符号化
方法は、入力画像に対し、低域フィルタと高域フィルタ
処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施し、ウ
ェーブレット変換係数を生成するステップと、上記ウェ
ーブレット変換係数を量子化し、量子化係数を出力する
ステップと、上記ウェーブレット変換係数と量子化係数
を記憶保持するステップと、記憶保持された量子化係数
と現在の符号化対象画像の量子化係数とを比較し、さら
に記憶保持されたウェーブレット変換係数と現在の符号
化対象画像のウェーブレット変換係数とを比較して、当
該比較の結果に応じて記憶保持された量子化係数によっ
て現在の符号化対象画像の量子化係数を置換するステッ
プと、上記置換処理によって得られた量子化係数を、Ｍ
ＳＢからＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップ
と、上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するス
テップと、上記符号化パス内で算術符号化を行うステッ
プとを有する。
方法は、入力画像に対し、低域フィルタと高域フィルタ
処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施し、ウ
ェーブレット変換係数を生成するステップと、上記ウェ
ーブレット変換係数を量子化し、量子化係数を出力する
ステップと、上記ウェーブレット変換係数と量子化係数
を記憶保持するステップと、記憶保持された量子化係数
と現在の符号化対象画像の量子化係数とを比較し、さら
に記憶保持されたウェーブレット変換係数と現在の符号
化対象画像のウェーブレット変換係数とを比較して、当
該比較の結果に応じて記憶保持された量子化係数によっ
て現在の符号化対象画像の量子化係数を置換するステッ
プと、上記置換処理によって得られた量子化係数を、Ｍ
ＳＢからＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップ
と、上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するス
テップと、上記符号化パス内で算術符号化を行うステッ
プとを有する。
【００１９】本発明によれば、画像符号化装置の構成要
素であるウェーブレット変換手段は、入力画像を低域フ
ィルタと高域フィルタから構成されるフィルタバンクに
よってフィルタリングを行い、ウェーブレット変換係数
を算出する。ウェーブレット変換では、特に低域のサブ
バンドを複数のレベルまで再帰的に変換することが可能
である。量子化手段は、通常よく用いられるスカラ量子
化、即ち変換係数値を所定のステップサイズで除算す
る。量子化係数の置換手段は、記憶保持された量子化係
数と現在の符号化対象画像の量子化係数とを比較して、
当該比較の結果に応じて記憶保持された量子化係数によ
って現在の符号化対象画像の量子化係数を置換する。
素であるウェーブレット変換手段は、入力画像を低域フ
ィルタと高域フィルタから構成されるフィルタバンクに
よってフィルタリングを行い、ウェーブレット変換係数
を算出する。ウェーブレット変換では、特に低域のサブ
バンドを複数のレベルまで再帰的に変換することが可能
である。量子化手段は、通常よく用いられるスカラ量子
化、即ち変換係数値を所定のステップサイズで除算す
る。量子化係数の置換手段は、記憶保持された量子化係
数と現在の符号化対象画像の量子化係数とを比較して、
当該比較の結果に応じて記憶保持された量子化係数によ
って現在の符号化対象画像の量子化係数を置換する。
【００２０】さらに、本発明の符号化装置及びその符号
化方法によれば、ビットプレーン符号化パス生成手段
は、所定の符号化ブロック単位内の量子化係数から、Ｍ
ＳＢからＬＳＢに至るビットプレーンを構成して、当該
符号化パスの処理を行う。算術符号化手段は、符号化パ
ス内から起動し、統計量の測定と学習を行いながら、所
定の算術符号化を行う作用を有する。また、符号量制御
手段は、目標の符号量に近づけるように、上記符号化パ
スの一部を切り捨てる作用を有し、さらに、パケット化
手段は算術符号のデータ列に、データの属性情報などを
含むヘッダを付加してパケットを生成する作用を有す
る。
化方法によれば、ビットプレーン符号化パス生成手段
は、所定の符号化ブロック単位内の量子化係数から、Ｍ
ＳＢからＬＳＢに至るビットプレーンを構成して、当該
符号化パスの処理を行う。算術符号化手段は、符号化パ
ス内から起動し、統計量の測定と学習を行いながら、所
定の算術符号化を行う作用を有する。また、符号量制御
手段は、目標の符号量に近づけるように、上記符号化パ
スの一部を切り捨てる作用を有し、さらに、パケット化
手段は算術符号のデータ列に、データの属性情報などを
含むヘッダを付加してパケットを生成する作用を有す
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】第１実施形態
図１は本発明に係る画像符号化装置の第１の実施形態を
示すブロック図である。図示のように、本実施形態の画
像符号化装置は、ウェーブレット変換部１、量子化部
２、係数記憶部３、量子化係数置換部４、ビットプレー
ン符号化パス生成部５、算術符号化部６、符号量制御部
７、ヘッダ生成部８、算術符号抽出部９、及びパケット
生成部１０から構成される。
示すブロック図である。図示のように、本実施形態の画
像符号化装置は、ウェーブレット変換部１、量子化部
２、係数記憶部３、量子化係数置換部４、ビットプレー
ン符号化パス生成部５、算術符号化部６、符号量制御部
７、ヘッダ生成部８、算術符号抽出部９、及びパケット
生成部１０から構成される。
【００２２】次に、本実施形態の画像符号化装置の各構
成部分について説明する。ウェーブレット変換部１は、
入力された画像信号１００に対して、ウェーブレット変
換を行う。ウェーブレット変換は、通常低域フィルタと
高域フィルタから構成されるフィルタバンクによって実
現される。従って、ウェーブレット変換を行うためのデ
ジタルフィルタは通常複数のタップ長のインパルス応答
（フィルタ係数）を持っているので、フィルタリングが
行えるだけの入力画像を予めバッファリングしておく必
要がある。なお、図１では、入力画像を一時記憶保持す
るためのバッファメモリを省略している。
成部分について説明する。ウェーブレット変換部１は、
入力された画像信号１００に対して、ウェーブレット変
換を行う。ウェーブレット変換は、通常低域フィルタと
高域フィルタから構成されるフィルタバンクによって実
現される。従って、ウェーブレット変換を行うためのデ
ジタルフィルタは通常複数のタップ長のインパルス応答
（フィルタ係数）を持っているので、フィルタリングが
行えるだけの入力画像を予めバッファリングしておく必
要がある。なお、図１では、入力画像を一時記憶保持す
るためのバッファメモリを省略している。
【００２３】バッファメモリからフィリタリングに必要
な最低限の画像信号１００を入力したウェーブレット変
換部１では、ウェーブレット変換を行うフィルタリング
を行い、ウェーブレット変換の結果、ウェーブレット変
換係数１０１が生成される。ウェーブレット変換係数１
０１は、量子化部２に出力される。なお、ウェーブレッ
ト変換は、通常図２に示すように、低域成分（ＬＬ）を
繰り返し変換する方法を取る。これは画像のエネルギー
の多くが低域成分に集中しているからである。また、図
２の場合には、ウェーブレット変換のレベル数は２であ
り、この結果計７つのサブバンドＬＬ２，ＬＨ２，ＨＬ
２，ＨＨ２，ＬＨ１，ＨＬ１及びＨＨ１が生成される。
このうち、サブバンドＬＬ２，ＬＨ２，ＨＬ２及びＨＨ
２は、図示しない低域サブバンドＬＬ１に対して、ウェ
ーブレット変換を行った結果である。
な最低限の画像信号１００を入力したウェーブレット変
換部１では、ウェーブレット変換を行うフィルタリング
を行い、ウェーブレット変換の結果、ウェーブレット変
換係数１０１が生成される。ウェーブレット変換係数１
０１は、量子化部２に出力される。なお、ウェーブレッ
ト変換は、通常図２に示すように、低域成分（ＬＬ）を
繰り返し変換する方法を取る。これは画像のエネルギー
の多くが低域成分に集中しているからである。また、図
２の場合には、ウェーブレット変換のレベル数は２であ
り、この結果計７つのサブバンドＬＬ２，ＬＨ２，ＨＬ
２，ＨＨ２，ＬＨ１，ＨＬ１及びＨＨ１が生成される。
このうち、サブバンドＬＬ２，ＬＨ２，ＨＬ２及びＨＨ
２は、図示しない低域サブバンドＬＬ１に対して、ウェ
ーブレット変換を行った結果である。
【００２４】量子化部２は、ウェーブレット変換係数１
０１に対して量子処理を行い、量子化係数１０２を出力
する。図示のように、量子化係数１０２は、係数記憶部
３及び量子化係数置換部４にそれぞれ供給される。量子
化手段としては、通常ウェーブレット変換係数１０１を
量子化ステップサイズで除算するスカラ量子化が一般的
である。
０１に対して量子処理を行い、量子化係数１０２を出力
する。図示のように、量子化係数１０２は、係数記憶部
３及び量子化係数置換部４にそれぞれ供給される。量子
化手段としては、通常ウェーブレット変換係数１０１を
量子化ステップサイズで除算するスカラ量子化が一般的
である。
【００２５】係数記憶部３は、量子化部２によって得ら
れた量子化係数１０２を記憶保持する。なお、係数記憶
部３における量子化係数の記憶保持の時間は、動画像の
次の符号化対象フレームが入力され、次のフレームの量
子化係数１０２が、係数記憶部３に入力するまでの時間
である。即ち、通常の動画像処理では、係数記憶部３の
記憶保持時間は、入力される動画像のフレーム周期にほ
ぼ一致する。
れた量子化係数１０２を記憶保持する。なお、係数記憶
部３における量子化係数の記憶保持の時間は、動画像の
次の符号化対象フレームが入力され、次のフレームの量
子化係数１０２が、係数記憶部３に入力するまでの時間
である。即ち、通常の動画像処理では、係数記憶部３の
記憶保持時間は、入力される動画像のフレーム周期にほ
ぼ一致する。
【００２６】量子化係数置換部４は、後述の処理によっ
て現在の処理対象フレームとその前のフレームにおける
量子化係数の置換処理を行う。図示のように、係数記憶
部３に記憶保持されている１フレーム前の量子化係数１
０４は、量子化係数置換部４に入力される。量子化係数
置換部４にはこのほかに、現在の符号化対象フレームの
画像データから得られた量子化係数１０２も入力され
る。量子化係数置換部４は、後述の処理によって量子化
係数の置換処理を実施する。量子化係数置換部４から出
力された量子化係数１０５は、ビットプレーン符号化パ
ス生成部５に入力される。
て現在の処理対象フレームとその前のフレームにおける
量子化係数の置換処理を行う。図示のように、係数記憶
部３に記憶保持されている１フレーム前の量子化係数１
０４は、量子化係数置換部４に入力される。量子化係数
置換部４にはこのほかに、現在の符号化対象フレームの
画像データから得られた量子化係数１０２も入力され
る。量子化係数置換部４は、後述の処理によって量子化
係数の置換処理を実施する。量子化係数置換部４から出
力された量子化係数１０５は、ビットプレーン符号化パ
ス生成部５に入力される。
【００２７】ビットプレーン符号化パス生成部５は、エ
ントロピー符号化処理を行う。本実施例では、特にＪＰ
ＥＧ−２０００規格で定められたＥＢＣＯＴ(Embedded
Coding with Optimized Truncation) と呼ばれるエント
ロピー符号化を例に取りながら説明する（参考文献：IS
I/IEC FDIS 15444-1,JPEG-2000 Part-1 FDIS, 18 Augus
t 2000）。
ントロピー符号化処理を行う。本実施例では、特にＪＰ
ＥＧ−２０００規格で定められたＥＢＣＯＴ(Embedded
Coding with Optimized Truncation) と呼ばれるエント
ロピー符号化を例に取りながら説明する（参考文献：IS
I/IEC FDIS 15444-1,JPEG-2000 Part-1 FDIS, 18 Augus
t 2000）。
【００２８】図３は、ビットプレーンの概念を説明する
ための図である。図３の左図は縦４個、横４個の計１６
個の係数から成る量子化係数を仮定している。この１６
個の係数の内、絶対値が最大のものは１３で、２進表現
にすると1101になる。従って、同図右の絶対値のビット
プレーンは４つのプレーンから構成される。各ビットプ
レーンの要素はすべて０か１の数を取ることは自明であ
る。他方、１６個の係数のうち、係数−６が唯一負の係
数で、それ以外は０または正の係数である。従って、符
号のビットプレーンは同図右のようになる。
ための図である。図３の左図は縦４個、横４個の計１６
個の係数から成る量子化係数を仮定している。この１６
個の係数の内、絶対値が最大のものは１３で、２進表現
にすると1101になる。従って、同図右の絶対値のビット
プレーンは４つのプレーンから構成される。各ビットプ
レーンの要素はすべて０か１の数を取ることは自明であ
る。他方、１６個の係数のうち、係数−６が唯一負の係
数で、それ以外は０または正の係数である。従って、符
号のビットプレーンは同図右のようになる。
【００２９】ＥＢＣＯＴは、所定の大きさのブロック毎
にそのブロック内の係数の統計量を測定しながら符号化
を行う手段である。量子化係数をコードブロック（code
-block）と呼ばれる所定のサイズのブロック単位に、エ
ントロピー符号化する。コードブロックは、ＭＳＢから
ＬＳＢ方向にビットプレーン毎に独立して符号化され
る。コードブロックの縦横のサイズは４から２５６まで
の２のべき乗で、通常使用される大きさは、３２×３
２、６４×６４、１２８×１２８等がある。ウェーブレ
ット領域の係数値がｎビットの符号付き２進数で表され
ていて、ビット０からビットｎ−２がＬＳＢからＭＳＢ
までのそれぞれのビットを表すとする。残りの１ビット
は符号を表す。コードブロックの符号化は、ＭＳＢ側の
ビットプレーンから順番に、次の３種類の符号化パスに
よって行われる。 （１） Significance Pass （２） Refinement Pass （３） Cleanup Pass
にそのブロック内の係数の統計量を測定しながら符号化
を行う手段である。量子化係数をコードブロック（code
-block）と呼ばれる所定のサイズのブロック単位に、エ
ントロピー符号化する。コードブロックは、ＭＳＢから
ＬＳＢ方向にビットプレーン毎に独立して符号化され
る。コードブロックの縦横のサイズは４から２５６まで
の２のべき乗で、通常使用される大きさは、３２×３
２、６４×６４、１２８×１２８等がある。ウェーブレ
ット領域の係数値がｎビットの符号付き２進数で表され
ていて、ビット０からビットｎ−２がＬＳＢからＭＳＢ
までのそれぞれのビットを表すとする。残りの１ビット
は符号を表す。コードブロックの符号化は、ＭＳＢ側の
ビットプレーンから順番に、次の３種類の符号化パスに
よって行われる。 （１） Significance Pass （２） Refinement Pass （３） Cleanup Pass
【００３０】図４は、この３つの符号化パスの用いられ
る順序を説明するための図である。図４に示すように、
最初にビットプレーンｎ−２（ＭＳＢ）がCleanup Pass
によって符号化される。続いて順次ＬＳＢ側に向かい、
各ビットプレーンの符号化が、３つの符号化パスをSign
ificance Pass、Refinement Pass、Cleanup Passの順序
で用いて行われる。ただし、実際にはＭＳＢ側から何番
目のビットプレーンで初めて１が出てくるかをヘッダに
書き、はじめのオール０のビットプレーンは符号化しな
い。この順序で３種類の符号化パスを繰返し用いて符号
化して行き、任意のビットプレーンの任意の符号化パス
までで符号化処理を打ち切ることにより、符号量と画質
のトレードオフを取る即ち、レート制御を行うことが可
能である。
る順序を説明するための図である。図４に示すように、
最初にビットプレーンｎ−２（ＭＳＢ）がCleanup Pass
によって符号化される。続いて順次ＬＳＢ側に向かい、
各ビットプレーンの符号化が、３つの符号化パスをSign
ificance Pass、Refinement Pass、Cleanup Passの順序
で用いて行われる。ただし、実際にはＭＳＢ側から何番
目のビットプレーンで初めて１が出てくるかをヘッダに
書き、はじめのオール０のビットプレーンは符号化しな
い。この順序で３種類の符号化パスを繰返し用いて符号
化して行き、任意のビットプレーンの任意の符号化パス
までで符号化処理を打ち切ることにより、符号量と画質
のトレードオフを取る即ち、レート制御を行うことが可
能である。
【００３１】図５は、係数の走査（スキャニング）を示
す図である。以下、図５を参照しながら、スキャニング
について説明する。コードブロックは高さ４個の係数毎
にストライプ（stripe）に分けられる。ストライプ幅は
コードブロックの幅に等しい。スキャン順とは、１個の
コードブロック内のすべての係数をたどる順番で、コー
ドブロックの中では上のストライプから下のストライプ
への順序、ストライプの中では、左の列から右の列へ向
かっての順序、列の中では上から下へという順序であ
る。各符号化パスにおいてコードブロックのすべての係
数が、このスキャン順で処理される。
す図である。以下、図５を参照しながら、スキャニング
について説明する。コードブロックは高さ４個の係数毎
にストライプ（stripe）に分けられる。ストライプ幅は
コードブロックの幅に等しい。スキャン順とは、１個の
コードブロック内のすべての係数をたどる順番で、コー
ドブロックの中では上のストライプから下のストライプ
への順序、ストライプの中では、左の列から右の列へ向
かっての順序、列の中では上から下へという順序であ
る。各符号化パスにおいてコードブロックのすべての係
数が、このスキャン順で処理される。
【００３２】以下、３つの符号化パスについてそれぞれ
述べる。 （１）Significance Pass あるビットプレーンを符号化するSignificance Passで
は、８近傍の少なくとも１つの係数がsignificantであ
るようなnon-significant係数のビットプレーンの値を
算術符号化する。その符号化したビットプレーンの値が
１である場合は、符号が＋であるか、−であるかを続け
て算術符号化する。
述べる。 （１）Significance Pass あるビットプレーンを符号化するSignificance Passで
は、８近傍の少なくとも１つの係数がsignificantであ
るようなnon-significant係数のビットプレーンの値を
算術符号化する。その符号化したビットプレーンの値が
１である場合は、符号が＋であるか、−であるかを続け
て算術符号化する。
【００３３】(2) Refinement Pass
ビットプレーンを符号化するRefinement Passでは、ビ
ットプレーンを符号化する Significance Passで符号化
していないsignificantな係数のビットプレーンの値を
算術符号化する。
ットプレーンを符号化する Significance Passで符号化
していないsignificantな係数のビットプレーンの値を
算術符号化する。
【００３４】(3) Cleanup Pass
ビットプレーンを符号化するCleanup Passでは、ビット
プレーンを符号化するSignificance Passで符号化して
いないnon-significantな係数のビットプレーンの値を
算術符号化する。その符号化したビットプレーンの値が
１である場合は符号が＋であるか−であるかを続けて算
術符号化する。
プレーンを符号化するSignificance Passで符号化して
いないnon-significantな係数のビットプレーンの値を
算術符号化する。その符号化したビットプレーンの値が
１である場合は符号が＋であるか−であるかを続けて算
術符号化する。
【００３５】なお、以上の３つの符号化パスでの算術符
号化では、ケースに応じてＺＣ(Zero Coding)、ＲＬＣ
(Run-Length Coding)、ＳＣ (Sign Coding)、またはＭ
Ｒ (Magnitude Refinement)が使い分けられる。ここで
ＭＱ符号化と呼ばれる算術符号が用いられる。ＭＱ符号
化は、ＪＢＩＧ２（参考文献：ISO/IEC FDIS 14492,“L
ossy/Lossless Coding of Bi-level Images”, March 2
000）で規定された学習型の２値算術符号である。ＪＰ
ＥＧ−２０００では、すべての符号化パスで合計19種類
のコンテキストがある。
号化では、ケースに応じてＺＣ(Zero Coding)、ＲＬＣ
(Run-Length Coding)、ＳＣ (Sign Coding)、またはＭ
Ｒ (Magnitude Refinement)が使い分けられる。ここで
ＭＱ符号化と呼ばれる算術符号が用いられる。ＭＱ符号
化は、ＪＢＩＧ２（参考文献：ISO/IEC FDIS 14492,“L
ossy/Lossless Coding of Bi-level Images”, March 2
000）で規定された学習型の２値算術符号である。ＪＰ
ＥＧ−２０００では、すべての符号化パスで合計19種類
のコンテキストがある。
【００３６】以上が、図１に示す画像符号化装置におけ
るビットプレーン符号化パス生成部５及び算術符号化部
６のＪＰＥＧ−２０００規格に準拠した符号化処理を実
例に基づき説明した。なお、本実施形態のように、ビッ
トプレーン符号化パス生成部５において、ブロック毎に
独立して符号化を行い、且つ算術符号化の統計量測定を
当該符号化ブロック（上述した例では、コードブロッ
ク）内に閉じて処理が行われる。
るビットプレーン符号化パス生成部５及び算術符号化部
６のＪＰＥＧ−２０００規格に準拠した符号化処理を実
例に基づき説明した。なお、本実施形態のように、ビッ
トプレーン符号化パス生成部５において、ブロック毎に
独立して符号化を行い、且つ算術符号化の統計量測定を
当該符号化ブロック（上述した例では、コードブロッ
ク）内に閉じて処理が行われる。
【００３７】続いて図１に示す画像符号化装置の後段の
処理について説明する。量子化係数置換部４から出力さ
れる量子化係数１０５はビットプレーン符号化パス生成
部５に入力され、そこで量子化係数がビットプレーンに
展開される。ビットプレーン符号化パスの情報１０６が
算術符号化部６に送られる。算術符号化部６では確率計
算に基づいて、算術符号１０７が生成される。更に、符
号量制御部７では、算術符号化部６の出力である算術符
号１０７の符号量をカウントしながら、目標のビットレ
ートまたは圧縮率に近づけるように、符号量制御が行わ
れる。具体的には、符号量の制御は、コードブロック毎
の符号化パスの一部またはすべてを切り捨てる（Trunca
teする）ことで実現出来る。符号量制御完了後の算術符
号１０８がヘッダ生成部８及び算術符号抽出部９に供給
される。
処理について説明する。量子化係数置換部４から出力さ
れる量子化係数１０５はビットプレーン符号化パス生成
部５に入力され、そこで量子化係数がビットプレーンに
展開される。ビットプレーン符号化パスの情報１０６が
算術符号化部６に送られる。算術符号化部６では確率計
算に基づいて、算術符号１０７が生成される。更に、符
号量制御部７では、算術符号化部６の出力である算術符
号１０７の符号量をカウントしながら、目標のビットレ
ートまたは圧縮率に近づけるように、符号量制御が行わ
れる。具体的には、符号量の制御は、コードブロック毎
の符号化パスの一部またはすべてを切り捨てる（Trunca
teする）ことで実現出来る。符号量制御完了後の算術符
号１０８がヘッダ生成部８及び算術符号抽出部９に供給
される。
【００３８】符号量制御完了後の算術符号１０８を入力
したヘッダ生成部８では、例えば算術符号１０８のコー
ドブロック内での付加情報をヘッダ１０９として生成す
る。付加情報としては、例えばこのコードブロック内の
符号化パスの個数や圧縮コードストリームのデータ長な
どがある。また、これはＪＰＥＧ−２０００規格で定義
されているパケットヘッダ（packet header）をそのま
ま用いることも可能である。
したヘッダ生成部８では、例えば算術符号１０８のコー
ドブロック内での付加情報をヘッダ１０９として生成す
る。付加情報としては、例えばこのコードブロック内の
符号化パスの個数や圧縮コードストリームのデータ長な
どがある。また、これはＪＰＥＧ−２０００規格で定義
されているパケットヘッダ（packet header）をそのま
ま用いることも可能である。
【００３９】他方、算術符号抽出部９では、符号量制御
完了後の算術符号１０８を符号化パスから抽出する。抽
出された算術符号１１０は、パケット生成部１０に入力
する。パケット生成部１０では、ヘッダ生成部８より出
力されたヘッダ１０９に、算術符号抽出部９によって抽
出された算術符号１１０を付加したパケット１１１が出
力される。
完了後の算術符号１０８を符号化パスから抽出する。抽
出された算術符号１１０は、パケット生成部１０に入力
する。パケット生成部１０では、ヘッダ生成部８より出
力されたヘッダ１０９に、算術符号抽出部９によって抽
出された算術符号１１０を付加したパケット１１１が出
力される。
【００４０】次に、量子化係数置換部４によって行われ
る置換処理について、以下その詳細動作を説明する。既
に述べたように、係数記憶部３には、入力される動画像
信号の１フレーム前の量子化係数が記憶保持されてい
る。
る置換処理について、以下その詳細動作を説明する。既
に述べたように、係数記憶部３には、入力される動画像
信号の１フレーム前の量子化係数が記憶保持されてい
る。
【００４１】図６は３回ウェーブレット変換を施して１
０個のサブバンドが生成された例を示している。この中
でLH-1、LH-2、及びLL-3の３つのサブバンド中の量子化
係数に注目する。例えば、図６左の、１フレーム前の量
子化係数の図では、LL-3の量子化係数“１”に対応する
量子化係数は、LH-2では“２”、“３”、“４”、
“５”であり、LH-1では“６”、“７”、…“２０”、
“２１”である。同様に図６右の、現在の量子化係数の
図では、LL-3の量子化係数“２２”に対応する量子化係
数は、LH-2では“２３”、“２４”、“２５”、“２
６”であり、LH-1では“２７”、“２８”、…“４
１”、“４２”である。
０個のサブバンドが生成された例を示している。この中
でLH-1、LH-2、及びLL-3の３つのサブバンド中の量子化
係数に注目する。例えば、図６左の、１フレーム前の量
子化係数の図では、LL-3の量子化係数“１”に対応する
量子化係数は、LH-2では“２”、“３”、“４”、
“５”であり、LH-1では“６”、“７”、…“２０”、
“２１”である。同様に図６右の、現在の量子化係数の
図では、LL-3の量子化係数“２２”に対応する量子化係
数は、LH-2では“２３”、“２４”、“２５”、“２
６”であり、LH-1では“２７”、“２８”、…“４
１”、“４２”である。
【００４２】図７は、量子化係数置換部４における量子
化係数の置換処理を示すフローチャートである。以下、
図７を参照しつつ、量子化係数置換部の置換処理につい
て説明する。まず、カウンタが０にリセットされ、さら
に、量子化係数サンプル番号Ｘも０にリセットされる
（ステップＳ１，Ｓ２）。次いで、係数記憶部３に記憶
保持された前フレームの量子化係数、例えば、図６に示
す量子化係数１〜２１と２２〜４２のそれぞれに対し
て、同じ位置にある現在のフレームの量子化係数で絶対
値の差分ΔＱを求める。この絶対値差分値ΔＱが、予め
設定された閾値ＴＨと比較する（ステップＳ３）。当該
比較の結果、絶対値差分値ΔＱが閾値ＴＨよりも小さい
場合には、その量子化係数を置換候補に含めるためにカ
ウンタ値を１増やす（ステップＳ４）。この判断処理
は、次に示す式に基づき行われる。
化係数の置換処理を示すフローチャートである。以下、
図７を参照しつつ、量子化係数置換部の置換処理につい
て説明する。まず、カウンタが０にリセットされ、さら
に、量子化係数サンプル番号Ｘも０にリセットされる
（ステップＳ１，Ｓ２）。次いで、係数記憶部３に記憶
保持された前フレームの量子化係数、例えば、図６に示
す量子化係数１〜２１と２２〜４２のそれぞれに対し
て、同じ位置にある現在のフレームの量子化係数で絶対
値の差分ΔＱを求める。この絶対値差分値ΔＱが、予め
設定された閾値ＴＨと比較する（ステップＳ３）。当該
比較の結果、絶対値差分値ΔＱが閾値ＴＨよりも小さい
場合には、その量子化係数を置換候補に含めるためにカ
ウンタ値を１増やす（ステップＳ４）。この判断処理
は、次に示す式に基づき行われる。
【００４３】
【数１】
｜Q(N-1,X)−Q(N,X)｜＜TH …（１）
【００４４】式（１）において、Ｎはフレーム番号を表
す。従って、Q(N-1,X)は前フレームにおけるサンプルＸ
の量子化係数、Q(N,X)は現フレームにおけるサンプルＸ
の量子化係数を意味している。この処理は、すべての量
子化係数Ｘに対して行われる。即ち、量子化係数の総数
がＮＵＭとすれば、Ｘ＝ＮＵＭまで処理が繰り返して行
われる。なお、図６に示す例ではＮＵＭの値は２１であ
る。
す。従って、Q(N-1,X)は前フレームにおけるサンプルＸ
の量子化係数、Q(N,X)は現フレームにおけるサンプルＸ
の量子化係数を意味している。この処理は、すべての量
子化係数Ｘに対して行われる。即ち、量子化係数の総数
がＮＵＭとすれば、Ｘ＝ＮＵＭまで処理が繰り返して行
われる。なお、図６に示す例ではＮＵＭの値は２１であ
る。
【００４５】図７に示す処理によって最終的に２１個の
サンプルの内、カウンタの値だけ閾値処理の条件、即
ち、式（１）を満たした量子化係数が存在することにな
る。そこで、このカウンタの値をＭとすると、次式に示
すように判断が行われる。
サンプルの内、カウンタの値だけ閾値処理の条件、即
ち、式（１）を満たした量子化係数が存在することにな
る。そこで、このカウンタの値をＭとすると、次式に示
すように判断が行われる。
【００４６】
【数２】
M/NUM > Y [%] …（２）
【００４７】即ち、式（２）の左辺は、ＮＵＭ個の量子
化係数のうち、式（１）に示す条件を満たした量子化係
数Ｍが占める割合を表している。この割合が予め設定さ
れた所定の数値Ｙよりも高かった場合に、現フレームの
量子化係数１０２を前フレームの量子化係数１０４で置
換する。具体的には図６の例では、現フレームの量子化
係数“２２”が“１”に、“２３”、“２４”、“２
５”、及び“２６”が“２”、“３”、“４”、“５”
に、“２７”、“２８”、…“４１”の係数が“６”、
“７”、…“２０”、“２１”にそれぞれ置き換えられ
る。上記処理をサブバンドLL-3のすべての量子化係数に
対して行い、条件を満たした量子化係数に対しては量子
化係数の置換を行う。
化係数のうち、式（１）に示す条件を満たした量子化係
数Ｍが占める割合を表している。この割合が予め設定さ
れた所定の数値Ｙよりも高かった場合に、現フレームの
量子化係数１０２を前フレームの量子化係数１０４で置
換する。具体的には図６の例では、現フレームの量子化
係数“２２”が“１”に、“２３”、“２４”、“２
５”、及び“２６”が“２”、“３”、“４”、“５”
に、“２７”、“２８”、…“４１”の係数が“６”、
“７”、…“２０”、“２１”にそれぞれ置き換えられ
る。上記処理をサブバンドLL-3のすべての量子化係数に
対して行い、条件を満たした量子化係数に対しては量子
化係数の置換を行う。
【００４８】図８は実際にテスト画像について上述した
処理を用いた例である。なお、図８（ａ）と（ｂ）は、
動画像信号において連続した二つのフレームの画像を示
し、図８（ａ）は、１フレーム前の画像を示し、同図
（ｂ）は、現在のフレームの画像を示している。また、
同図（ｃ）は、量子化係数置換判定の結果を示してい
る。ここで、黒い部分が上述した処理の結果、量子化係
数の置換処理が行われる部分を示している。
処理を用いた例である。なお、図８（ａ）と（ｂ）は、
動画像信号において連続した二つのフレームの画像を示
し、図８（ａ）は、１フレーム前の画像を示し、同図
（ｂ）は、現在のフレームの画像を示している。また、
同図（ｃ）は、量子化係数置換判定の結果を示してい
る。ここで、黒い部分が上述した処理の結果、量子化係
数の置換処理が行われる部分を示している。
【００４９】図８に示すように、歩行者の動きはランダ
ムで早いが、カメラは固定してあり、背景部は全く動い
ていない。しかしノイズの出方がフレームによって微妙
に異なるために、静止領域であるにも関わらず、量子化
係数値が前後のフレームによって異なっている。
ムで早いが、カメラは固定してあり、背景部は全く動い
ていない。しかしノイズの出方がフレームによって微妙
に異なるために、静止領域であるにも関わらず、量子化
係数値が前後のフレームによって異なっている。
【００５０】以上説明したように、本実施形態の画像符
号化装置及びその符号化方法によれば、動画像信号にお
いて、隣接するフレーム間において、量子化係数の差が
所定の条件を満たすか否かに基づき、量子化係数の置換
処理が行われる。これによって、動画像の背景部など動
きの少ない画像部分において量子化係数の変動が抑制さ
れる。例えば、図８に示す画像例では、背景部分が量子
化係数置換対象領域（図８（ｃ）における黒い部分）と
して選択されていることがわかる。この量子化係数の置
換処理によって、動きの少ない背景部分の画像において
前フレームと現フレームの量子化係数の変動が抑えら
れ、フリッカノイズを低減することができる。
号化装置及びその符号化方法によれば、動画像信号にお
いて、隣接するフレーム間において、量子化係数の差が
所定の条件を満たすか否かに基づき、量子化係数の置換
処理が行われる。これによって、動画像の背景部など動
きの少ない画像部分において量子化係数の変動が抑制さ
れる。例えば、図８に示す画像例では、背景部分が量子
化係数置換対象領域（図８（ｃ）における黒い部分）と
して選択されていることがわかる。この量子化係数の置
換処理によって、動きの少ない背景部分の画像において
前フレームと現フレームの量子化係数の変動が抑えら
れ、フリッカノイズを低減することができる。
【００５１】第２実施形態
図９は本発明に係る画像符号化装置の第２の実施形態を
示すブロック図である。図示のように、本実施形態の画
像符号化装置は、図１に示す本発明の第１の実施形態の
画像符号化装置とほぼ同じ構成を有する。ただし、図１
に示す第１の実施形態の画像符号化装置において、係数
記憶部３は、量子化部２によって出力される量子化係数
１０２のみを記憶するが、本実施形態の画像符号化装置
では、係数記憶部３Ａは、量子化部２によって出力され
る量子化係数１０２のほかに、ウェーブレット変換部１
によって出力されるウェーブレット変換係数１０１をも
記憶保持する。
示すブロック図である。図示のように、本実施形態の画
像符号化装置は、図１に示す本発明の第１の実施形態の
画像符号化装置とほぼ同じ構成を有する。ただし、図１
に示す第１の実施形態の画像符号化装置において、係数
記憶部３は、量子化部２によって出力される量子化係数
１０２のみを記憶するが、本実施形態の画像符号化装置
では、係数記憶部３Ａは、量子化部２によって出力され
る量子化係数１０２のほかに、ウェーブレット変換部１
によって出力されるウェーブレット変換係数１０１をも
記憶保持する。
【００５２】図９に示すように、ウェーブレット変換部
１によって生成されたウェーブレット変換係数１０１
は、量子化部２、係数記憶部３Ａ及び量子化係数置換部
４Ａにそれぞれ供給される。量子化部２は、上述した本
発明の第１の実施形態の量子化部２と同様に、ウェーブ
レット変換係数１０１に対して量子化処理を行い、量子
化係数１０２を出力する。係数記憶部３Ａは、ウェーブ
レット変換部１からのウェーブレット変換係数１０１と
量子化部２からの量子化係数１０２をそれぞれ記憶保持
する。そして、量子化係数置換部４Ａは、係数記憶部３
Ａに記憶されている１フレーム前のウェーブレット変換
係数１０３、量子化係数１０４、及び現在のフレームの
ウェーブレット変換係数１０１、量子化係数１０２に応
じて、量子化係数の置換処理を行う。
１によって生成されたウェーブレット変換係数１０１
は、量子化部２、係数記憶部３Ａ及び量子化係数置換部
４Ａにそれぞれ供給される。量子化部２は、上述した本
発明の第１の実施形態の量子化部２と同様に、ウェーブ
レット変換係数１０１に対して量子化処理を行い、量子
化係数１０２を出力する。係数記憶部３Ａは、ウェーブ
レット変換部１からのウェーブレット変換係数１０１と
量子化部２からの量子化係数１０２をそれぞれ記憶保持
する。そして、量子化係数置換部４Ａは、係数記憶部３
Ａに記憶されている１フレーム前のウェーブレット変換
係数１０３、量子化係数１０４、及び現在のフレームの
ウェーブレット変換係数１０１、量子化係数１０２に応
じて、量子化係数の置換処理を行う。
【００５３】上述したように、本実施形態の画像符号化
装置において、係数記憶部３Ａは、ウェーブレット変換
係数１０１とともに、量子化係数１０２を記憶保持する
点において、上述した第１の実施形態の画像符号化装置
と異なるほか、量子化係数置換部４Ａにおける量子化係
数の置換処理も、上述した第１の実施形態の量子化係数
の置換処理と異なる。本実施形態において、量子化係数
置換部４Ａでは、前フレームと現フレームの量子化係数
のほかに、前フレームのウェーブレット変換係数と現フ
レームのウェーブレット変換係数をも参照して、量子化
係数の置換処理を行う。以下、本実施形態の画像符号化
装置の量子化係数置換部４Ａにおける量子化係数置換処
理について説明する。
装置において、係数記憶部３Ａは、ウェーブレット変換
係数１０１とともに、量子化係数１０２を記憶保持する
点において、上述した第１の実施形態の画像符号化装置
と異なるほか、量子化係数置換部４Ａにおける量子化係
数の置換処理も、上述した第１の実施形態の量子化係数
の置換処理と異なる。本実施形態において、量子化係数
置換部４Ａでは、前フレームと現フレームの量子化係数
のほかに、前フレームのウェーブレット変換係数と現フ
レームのウェーブレット変換係数をも参照して、量子化
係数の置換処理を行う。以下、本実施形態の画像符号化
装置の量子化係数置換部４Ａにおける量子化係数置換処
理について説明する。
【００５４】ここで、まず、図１０を参照しつつ、本実
施形態の画像符号化装置におけるウェーブレット変換係
数と量子化係数との関係を説明する。図１０は、本実施
形態の画像符号化装置における量子化代表値に対応した
ウェーブレット変換係数値を示す図である。図示のよう
に、ここで、W1(N-1) 、W2(N-1)を前フレームのウェー
ブレット変換係数で、W1(N) 、W2(N)を現フレームのウ
ェーブレット変換係数であるとする。
施形態の画像符号化装置におけるウェーブレット変換係
数と量子化係数との関係を説明する。図１０は、本実施
形態の画像符号化装置における量子化代表値に対応した
ウェーブレット変換係数値を示す図である。図示のよう
に、ここで、W1(N-1) 、W2(N-1)を前フレームのウェー
ブレット変換係数で、W1(N) 、W2(N)を現フレームのウ
ェーブレット変換係数であるとする。
【００５５】図１０に示すように、例えば、ウェーブレ
ット変換係数W1(N-1) を量子化した場合の量子化値は、
△（５０）となり、W1(N) を量子化した場合の量子化値
は、△（１５０）となる。従ってこの場合には量子化係
数の置換候補とはならない。一方、W2(N-1)を量子化し
た場合の量子化値は△（５０）で、W2(N)を量子化した
場合の量子化値は△（１５０）となり、上記の場合と同
様であるが、量子化閾値（１００の場所）を中心に左右
ｚの閾値を設け、この閾値内（幅は２ｚ）にW2(N-1)とW
2(N)の両者が入っていた場合には、W2(N)をW2(N-1)で置
換する候補と定める。ここで閾値ｚの値は最初に設定し
ておけば良い。
ット変換係数W1(N-1) を量子化した場合の量子化値は、
△（５０）となり、W1(N) を量子化した場合の量子化値
は、△（１５０）となる。従ってこの場合には量子化係
数の置換候補とはならない。一方、W2(N-1)を量子化し
た場合の量子化値は△（５０）で、W2(N)を量子化した
場合の量子化値は△（１５０）となり、上記の場合と同
様であるが、量子化閾値（１００の場所）を中心に左右
ｚの閾値を設け、この閾値内（幅は２ｚ）にW2(N-1)とW
2(N)の両者が入っていた場合には、W2(N)をW2(N-1)で置
換する候補と定める。ここで閾値ｚの値は最初に設定し
ておけば良い。
【００５６】ここで、本発明の第１の実施形態で述べ
た、前フレームの量子化係数と現フレームの量子化係数
の置換手段において置換候補として選択された量子化係
数の中で、本実施形態のウェーブレット変換係数を用い
た量子化置換手段でも置換候補として選択されたもの
を、最終的な量子化置換係数として決定することもでき
る。
た、前フレームの量子化係数と現フレームの量子化係数
の置換手段において置換候補として選択された量子化係
数の中で、本実施形態のウェーブレット変換係数を用い
た量子化置換手段でも置換候補として選択されたもの
を、最終的な量子化置換係数として決定することもでき
る。
【００５７】図１１は、本実施形態の画像符号化装置に
おける量子化係数置換部４Ａの動作を示すフローチャー
トである。以下、図１１を参照しつつ、量子化係数置換
部４Ａの動作を説明する。
おける量子化係数置換部４Ａの動作を示すフローチャー
トである。以下、図１１を参照しつつ、量子化係数置換
部４Ａの動作を説明する。
【００５８】まず、ステップＳ１０において、上述した
実施形態１で説明した量子化係数同士の置換判定を行
い、判定結果がYES（置換する）になった場合には、次
のステップに進み、ウェーブレット変換係数を用いた量
子化係数置換処理の判定（ステップＳ２０）を行う。ウ
ェーブレット変換係数を用いた判定結果がYES（置換す
る）になった場合に、最終的に、量子化係数の置換処理
を行う（ステップＳ４０）。
実施形態１で説明した量子化係数同士の置換判定を行
い、判定結果がYES（置換する）になった場合には、次
のステップに進み、ウェーブレット変換係数を用いた量
子化係数置換処理の判定（ステップＳ２０）を行う。ウ
ェーブレット変換係数を用いた判定結果がYES（置換す
る）になった場合に、最終的に、量子化係数の置換処理
を行う（ステップＳ４０）。
【００５９】しかし、閾値判定処理を上記のような２段
階にせずに、前段部のステップＳ１０において置換する
との判断結果が得られた時点で、直ちに量子化係数の置
換処理を行うこともできる（ステップＳ３０）。これは
前述した第１の実施の形態の処理に相当する。
階にせずに、前段部のステップＳ１０において置換する
との判断結果が得られた時点で、直ちに量子化係数の置
換処理を行うこともできる（ステップＳ３０）。これは
前述した第１の実施の形態の処理に相当する。
【００６０】量子化係数置換部４Ａにおいて、上述した
置換処理によって、前フレームのウェーブレット変換係
数、量子化係数と現在のフレームのウェーブレット変換
係数及び量子化係数に基づき、量子化係数の置換処理を
実現できる。これによって、前後のフレーム間の量子化
係数の大きな変動を抑制することができ、フリッカノイ
ズの低減を実現できる。また、ウェーブレット変換係数
を用いた比較によって、置換処理の判断の精度を向上す
ることができ、量子化係数の置換処理の誤判断率を低減
できる。
置換処理によって、前フレームのウェーブレット変換係
数、量子化係数と現在のフレームのウェーブレット変換
係数及び量子化係数に基づき、量子化係数の置換処理を
実現できる。これによって、前後のフレーム間の量子化
係数の大きな変動を抑制することができ、フリッカノイ
ズの低減を実現できる。また、ウェーブレット変換係数
を用いた比較によって、置換処理の判断の精度を向上す
ることができ、量子化係数の置換処理の誤判断率を低減
できる。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化装置及びその符号化方法によれば、ＭｏｔｉｏｎＪＰ
ＥＧ−２０００に準じた動画像の符号化処理において、
視覚上問題とされていたフリッカノイズを大幅に低減す
ることが可能である。特に実際はカメラは静止している
にもかかわらず、カメラやその他の要因で混入したノイ
ズの影響で、量子化係数が前後のフレームで微妙に変化
する場合、本発明によれば、フリッカノイズを安定して
低減する効果がある。さらに、本発明によれば、前後の
フレームの空間的同位置にある量子化係数同士の比較だ
けでなく、前後のフレームにおけるウェーブレット変換
係数を用いた比較によって、置換処理の判断の精度を向
上させることで誤検出を低減するという利点がある。
化装置及びその符号化方法によれば、ＭｏｔｉｏｎＪＰ
ＥＧ−２０００に準じた動画像の符号化処理において、
視覚上問題とされていたフリッカノイズを大幅に低減す
ることが可能である。特に実際はカメラは静止している
にもかかわらず、カメラやその他の要因で混入したノイ
ズの影響で、量子化係数が前後のフレームで微妙に変化
する場合、本発明によれば、フリッカノイズを安定して
低減する効果がある。さらに、本発明によれば、前後の
フレームの空間的同位置にある量子化係数同士の比較だ
けでなく、前後のフレームにおけるウェーブレット変換
係数を用いた比較によって、置換処理の判断の精度を向
上させることで誤検出を低減するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像符号化装置の第１の実施形態
を示す図であり、ＪＰＥＧ−２０００を用いた動画像符
号化装置の構成を示すブロック図である。
を示す図であり、ＪＰＥＧ−２０００を用いた動画像符
号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】２分割されたウェーブレット変換とサブバンド
を示す図である。
を示す図である。
【図３】ＪＰＥＧ−２０００規格に準拠した画像符号化
処理のビットプレーンの説明図である。
処理のビットプレーンの説明図である。
【図４】ＥＢＣＯＴの３つの符号化パスの処理順を示す
図である。
図である。
【図５】コードブロックのサンプルの走査順を示す図で
ある。
ある。
【図６】前後のフレームにおける量子化係数の置換処理
を示す図である。
を示す図である。
【図７】量子化係数の比較による置換処理のフローチャ
ートである。
ートである。
【図８】本実施形態の置換処理を行った結果を示す画像
例である。
例である。
【図９】本発明に係る画像符号化装置の第２の実施形態
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図１０】ウェーブレット変換係数の比較を行って置換
判定を行う場合の説明図である。
判定を行う場合の説明図である。
【図１１】量子化係数の比較とウェーブレット変換係数
の比較の両方を組み合わせた量子化係数置換手段を示し
たフローチャートである。
の比較の両方を組み合わせた量子化係数置換手段を示し
たフローチャートである。
１…ウェーブレット変換部、２…量子化部、３，３Ａ…
係数記憶部、４，４Ａ…量子化係数置換部、５…ビット
プレーン符号化パス生成部、６…算術符号化部７…符号
量制御部、８…ヘッダ生成部、９…算術符号抽出部、１
０…パケット生成部。
係数記憶部、４，４Ａ…量子化係数置換部、５…ビット
プレーン符号化パス生成部、６…算術符号化部７…符号
量制御部、８…ヘッダ生成部、９…算術符号抽出部、１
０…パケット生成部。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１５年３月１７日（２００３．３．１
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項５】入力画像に対し、低域フィルタと高域フィ
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を出力するウェーブレット
変換手段と、 上記ウェーブレット変換手段によって生成された変換係
数を量子化し、量子化係数を出力する量子化手段と、 上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保持す
る記憶手段と、 記憶保持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較し、さらに記憶保持されたウェーブレ
ット変換係数と現在の符号化対象画像のウェーブレット
変換係数とを比較して、当該比較の結果に応じて記憶保
持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換する置換手段と、 上記置換手段によって出力された量子化係数を、ＭＳＢ
からＬＳＢまでビットプレーンに展開する展開手段と、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成する符号化
パス生成手段と、 上記符号化パス内で算術符号化を行う符号化手段とを有
する画像符号化装置。
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を出力するウェーブレット
変換手段と、 上記ウェーブレット変換手段によって生成された変換係
数を量子化し、量子化係数を出力する量子化手段と、 上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保持す
る記憶手段と、 記憶保持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較し、さらに記憶保持されたウェーブレ
ット変換係数と現在の符号化対象画像のウェーブレット
変換係数とを比較して、当該比較の結果に応じて記憶保
持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換する置換手段と、 上記置換手段によって出力された量子化係数を、ＭＳＢ
からＬＳＢまでビットプレーンに展開する展開手段と、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成する符号化
パス生成手段と、 上記符号化パス内で算術符号化を行う符号化手段とを有
する画像符号化装置。
【請求項６】上記置換手段は、上記ウェーブレット変換
によって生成されたサブバンドの同じ空間的位置におい
て、記憶保持されたウェーブレット変換係数と、現在の
符号化対象画像のウェーブレット変換係数とを比較し
て、上記両方のウェーブレット変換係数値がある所定の
大きさの範囲内にあった場合、上記記憶保持された量子
化係数によって、現在の符号化対象画像の量子化係数を
置換する請求項５記載の画像符号化装置。
によって生成されたサブバンドの同じ空間的位置におい
て、記憶保持されたウェーブレット変換係数と、現在の
符号化対象画像のウェーブレット変換係数とを比較し
て、上記両方のウェーブレット変換係数値がある所定の
大きさの範囲内にあった場合、上記記憶保持された量子
化係数によって、現在の符号化対象画像の量子化係数を
置換する請求項５記載の画像符号化装置。
【請求項７】上記置換手段は、上記記憶手段に記憶保持
された量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係数
との間で、絶対値誤差を算出して、当該絶対値誤差が所
定のしきい値よりも小さいとき、量子化係数の置換を行
う手段を有する請求項５記載の画像符号化装置。
された量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係数
との間で、絶対値誤差を算出して、当該絶対値誤差が所
定のしきい値よりも小さいとき、量子化係数の置換を行
う手段を有する請求項５記載の画像符号化装置。
【請求項８】入力画像に対し、低域フィルタと高域フィ
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を生成するステップと、 上記ウェーブレット変換によって生成された変換係数を
量子化し、量子化係数を生成するステップと、 上記量子化係数を記憶するステップと、 記憶された上記量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較して、当該比較の結果に応じて、記憶
保持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の
量子化係数を置換するステップと、 上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステッ
プと、 上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを有す
る画像符号化方法。
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を生成するステップと、 上記ウェーブレット変換によって生成された変換係数を
量子化し、量子化係数を生成するステップと、 上記量子化係数を記憶するステップと、 記憶された上記量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較して、当該比較の結果に応じて、記憶
保持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の
量子化係数を置換するステップと、 上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステッ
プと、 上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを有す
る画像符号化方法。
【請求項９】入力画像に対し、低域フィルタと高域フィ
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を生成するステップと、 上記ウェーブレット変換係数を量子化し、量子化係数を
出力するステップと、 上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保持す
るステップと、 記憶保持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較し、さらに記憶保持されたウェーブレ
ット変換係数と現在の符号化対象画像のウェーブレット
変換係数とを比較して、当該比較の結果に応じて記憶保
持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換するステップと、 上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステッ
プと、 上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを有す
る画像符号化方法。
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を生成するステップと、 上記ウェーブレット変換係数を量子化し、量子化係数を
出力するステップと、 上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保持す
るステップと、 記憶保持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較し、さらに記憶保持されたウェーブレ
ット変換係数と現在の符号化対象画像のウェーブレット
変換係数とを比較して、当該比較の結果に応じて記憶保
持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換するステップと、 上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステッ
プと、 上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを有す
る画像符号化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】ＩＳＯ／ＩＥＣ（International Orgini
zation for Standardization/International Electrote
chnical Commission）によって２００１年１月に規格化
作業が完了した次世代静止画符号化規格のＪＰＥＧ−２
０００は、その優れた圧縮性能のほかに、スケーラビリ
ティ、プログレッシブ、エラー耐性、可逆圧縮機能など
豊富な機能を有している。次世代のデジタルスチルカメ
ラ、プリンター、スキャナー等に幅広く普及が期待され
ている。一方、ＪＰＥＧ−２０００の動画版であるＭｏ
ｔｉｏｎＪＰＥＧ−２０００は、ＪＰＥＧ−２０００が
持つ優れた特徴をそのまま継承しており、将来カムコー
ダ、監視カメラ、インターネット動画配信、遠隔医療配
信、テレビ会議等に利用される見込みである。
zation for Standardization/International Electrote
chnical Commission）によって２００１年１月に規格化
作業が完了した次世代静止画符号化規格のＪＰＥＧ−２
０００は、その優れた圧縮性能のほかに、スケーラビリ
ティ、プログレッシブ、エラー耐性、可逆圧縮機能など
豊富な機能を有している。次世代のデジタルスチルカメ
ラ、プリンター、スキャナー等に幅広く普及が期待され
ている。一方、ＪＰＥＧ−２０００の動画版であるＭｏ
ｔｉｏｎＪＰＥＧ−２０００は、ＪＰＥＧ−２０００が
持つ優れた特徴をそのまま継承しており、将来カムコー
ダ、監視カメラ、インターネット動画配信、遠隔医療配
信、テレビ会議等に利用される見込みである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】また、本発明では、好適には、上記置換手
段は、上記記憶手段に記憶保持された量子化係数と現在
の符号化対象画像の量子化係数との間で、絶対値誤差を
算出して、当該絶対値誤差が所定のしきい値よりも小さ
いとき、量子化係数の置換を行う手段を有する。
段は、上記記憶手段に記憶保持された量子化係数と現在
の符号化対象画像の量子化係数との間で、絶対値誤差を
算出して、当該絶対値誤差が所定のしきい値よりも小さ
いとき、量子化係数の置換を行う手段を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】図４は、この３つの符号化パスの用いられ
る順序を説明するための図である。図４に示すように、
最初にビットプレーンｎ−２（ＭＳＢ）がCleanup Pass
によって符号化される。続いて順次ＬＳＢ側に向かい、
各ビットプレーンの符号化が、３つの符号化パスをSign
ificance Pass、Refinement Pass、Cleanup Passの順序
で行われる。ただし、実際にはＭＳＢ側から何番目のビ
ットプレーンで初めて１が出てくるかをヘッダに書き、
はじめのオール０のビットプレーンは符号化しない。こ
の順序で３種類の符号化パスを繰返し用いて符号化して
行き、任意のビットプレーンの任意の符号化パスまでで
符号化処理を打ち切ることにより、符号量と画質のトレ
ードオフを取る即ち、ビットレート制御を行うことが可
能である。
る順序を説明するための図である。図４に示すように、
最初にビットプレーンｎ−２（ＭＳＢ）がCleanup Pass
によって符号化される。続いて順次ＬＳＢ側に向かい、
各ビットプレーンの符号化が、３つの符号化パスをSign
ificance Pass、Refinement Pass、Cleanup Passの順序
で行われる。ただし、実際にはＭＳＢ側から何番目のビ
ットプレーンで初めて１が出てくるかをヘッダに書き、
はじめのオール０のビットプレーンは符号化しない。こ
の順序で３種類の符号化パスを繰返し用いて符号化して
行き、任意のビットプレーンの任意の符号化パスまでで
符号化処理を打ち切ることにより、符号量と画質のトレ
ードオフを取る即ち、ビットレート制御を行うことが可
能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】ここで、まず、図１０を参照しつつ、本実
施形態の画像符号化装置におけるウェーブレット変換係
数と量子化係数との関係を説明する。図１０は、本実施
形態の画像符号化装置における量子化代表値に対応した
ウェーブレット変換係数値を示す図である。図示のよう
に、ここで、W1(N-1) 、W2(N-1)が前フレームのウェー
ブレット変換係数で、W1(N) 、W2(N)が現フレームのウ
ェーブレット変換係数であるとする。
施形態の画像符号化装置におけるウェーブレット変換係
数と量子化係数との関係を説明する。図１０は、本実施
形態の画像符号化装置における量子化代表値に対応した
ウェーブレット変換係数値を示す図である。図示のよう
に、ここで、W1(N-1) 、W2(N-1)が前フレームのウェー
ブレット変換係数で、W1(N) 、W2(N)が現フレームのウ
ェーブレット変換係数であるとする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像符号
化装置及びその符号化方法によれば、ＭｏｔｉｏｎＪＰ
ＥＧ−２０００に準じた動画像の符号化処理において、
視覚上問題とされていたフリッカノイズを大幅に低減す
ることが可能である。特に実際にカメラが静止している
にもかかわらず、カメラやその他の要因で混入したノイ
ズの影響で、量子化係数が前後のフレームで微妙に変化
する場合、本発明によれば、フリッカノイズを安定して
低減する効果がある。さらに、本発明によれば、前後の
フレームの空間的同位置にある量子化係数同士の比較だ
けでなく、前後のフレームにおけるウェーブレット変換
係数を用いた比較によって、置換処理の判断の精度を向
上させることで誤検出を低減するという利点がある。
化装置及びその符号化方法によれば、ＭｏｔｉｏｎＪＰ
ＥＧ−２０００に準じた動画像の符号化処理において、
視覚上問題とされていたフリッカノイズを大幅に低減す
ることが可能である。特に実際にカメラが静止している
にもかかわらず、カメラやその他の要因で混入したノイ
ズの影響で、量子化係数が前後のフレームで微妙に変化
する場合、本発明によれば、フリッカノイズを安定して
低減する効果がある。さらに、本発明によれば、前後の
フレームの空間的同位置にある量子化係数同士の比較だ
けでなく、前後のフレームにおけるウェーブレット変換
係数を用いた比較によって、置換処理の判断の精度を向
上させることで誤検出を低減するという利点がある。
フロントページの続き
(72)発明者 荒木 淳哉
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 KK01 MA00 MA24 MC11 MC38
ME11 PP04 SS07 SS08 SS14
TA41 TB13 TC08 TD12 UA02
UA05 UA12 UA14 UA38
5J064 AA01 BA10 BA16 BB06 BB07
BC01 BC08 BC09 BC14 BC16
BD01
Claims (25)
- 【請求項１】入力画像に対し、低域フィルタと高域フィ
ルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施す
ウェーブレット変換手段と、 上記ウェーブレット変換手段によって生成された変換係
数を量子化し、量子化係数を生成する量子化手段と、 上記量子化係数を記憶する記憶手段と、 記憶された上記量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較して、当該比較の結果に応じて、記憶
保持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の
量子化係数を置換する置換手段と、 上記置換手段から出力された量子化係数を、ＭＳＢから
ＬＳＢまでビットプレーンに展開する展開手段と、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成する符号化
パス生成手段と、 上記符号化パス内で算術符号化を行う符号化手段とを有
する画像符号化装置。 - 【請求項２】上記置換手段は、上記記憶手段に記憶保持
された量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係数
との間で、絶対値誤差を算出して、当該絶対値誤差が所
定のしきい値よりも小さいとき、量子化係数の置換を行
う手段を有する請求項１記載の画像符号化装置。 - 【請求項３】上記置換手段は、ウェーブレット変換によ
って生成されたサブバンドの同じ空間的位置におけるも
の同士の量子化係数の絶対値誤差を算出する誤差演算手
段を有する請求項１記載の画像符号化装置。 - 【請求項４】上記置換手段は、上記誤差演算手段によっ
て算出された絶対値誤差が所定のしきい値よりも小さい
量子化係数の個数が量子化係数全体の数に占める割合が
所定のしきい値よりも大きい場合、量子化係数の置換を
行う請求項３記載の画像符号化装置。 - 【請求項５】上記ウェーブレット変換手段は、所定の画
像領域の画像データを蓄積する手段と、 上記蓄積した画像データに対して、水平または垂直方向
のウェーブレット変換フィルタをかけるフィルタ演算手
段とを有する請求項１記載の画像符号化装置。 - 【請求項６】上記量子化手段は、上記ウェーブレット変
換係数をスカラ値の量子化ステップサイズで除算して上
記量子化係数を算出する請求項１記載の画像符号化装
置。 - 【請求項７】上記符号化手段によって生成された算術符
号に基づき、目標の符号量になるように符号量を制御す
る符号量制御手段をさらに有する請求項１記載の画像符
号化装置。 - 【請求項８】上記符号化パス生成手段は、所定の大きさ
の符号化ブロックごとに符号化パスを生成する請求項１
記載の画像符号化装置。 - 【請求項９】目標の符号量に応じて、上記符号化ブロッ
クごとに、上記符号化パスの一部または全部を切り捨て
る符号量制御手段を有する請求項８記載の画像符号化装
置。 - 【請求項１０】上記符号化手段によって生成された算術
符号にヘッダを加えてパケットを生成するパケット生成
手段とをさらに有する請求項１記載の画像符号化装置。 - 【請求項１１】入力画像に対し、低域フィルタと高域フ
ィルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を出力するウェーブレット
変換手段と、 上記ウェーブレット変換手段によって生成された変換係
数を量子化し、量子化係数を出力する量子化手段と、 上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保持す
る記憶手段と、 記憶保持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較し、さらに記憶保持されたウェーブレ
ット変換係数と現在の符号化対象画像のウェーブレット
変換係数とを比較して、当該比較の結果に応じて記憶保
持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換する置換手段と、 上記置換手段によって出力された量子化係数を、ＭＳＢ
からＬＳＢまでビットプレーンに展開する展開手段と、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成する符号化
パス生成手段と、 上記符号化パス内で算術符号化を行う符号化手段とを有
する画像符号化装置。 - 【請求項１２】上記置換手段は、上記ウェーブレット変
換によって生成されたサブバンドの同じ空間的位置にお
いて、記憶保持されたウェーブレット変換係数と、現在
の符号化対象画像のウェーブレット変換係数とを比較し
て、上記両方のウェーブレット変換係数値がある所定の
大きさの範囲内にあった場合、上記記憶保持された量子
化係数によって、現在の符号化対象画像の量子化係数を
置換する請求項１１記載の画像符号化装置。 - 【請求項１３】上記置換手段は、上記記憶手段に記憶保
持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係
数との間で、絶対値誤差を算出して、当該絶対値誤差が
所定のしきい値よりも小さいとき、量子化係数の置換を
行う手段を有する請求項１１記載の画像符号化装置。 - 【請求項１４】上記置換手段は、ウェーブレット変換に
よって生成されたサブバンドの同じ空間的位置における
もの同士の量子化係数の絶対値誤差を算出する誤差演算
手段を有する請求項１１記載の画像符号化装置。 - 【請求項１５】上記置換手段は、上記誤差演算手段によ
って算出された絶対値誤差が所定のしきい値よりも小さ
い量子化係数の個数が量子化係数全体の数に占める割合
が所定のしきい値よりも大きい場合、量子化係数の置換
を行う請求項１４記載の画像符号化装置。 - 【請求項１６】上記ウェーブレット変換手段は、所定の
画像領域の画像データを蓄積する手段と、 上記蓄積した画像データに対して、水平または垂直方向
のウェーブレット変換フィルタをかけるフィルタ演算手
段とを有する請求項１１記載の画像符号化装置。 - 【請求項１７】上記量子化手段は、上記ウェーブレット
変換係数をスカラ値の量子化ステップサイズで除算して
上記量子化係数を算出する請求項１１記載の画像符号化
装置。 - 【請求項１８】上記符号化手段によって生成された算術
符号に基づき、目標の符号量になるように符号量を制御
する符号量制御手段をさらに有する請求項１１記載の画
像符号化装置。 - 【請求項１９】上記符号化パス生成手段は、所定の大き
さの符号化ブロックごとに符号化パスを生成する請求項
１１記載の画像符号化装置。 - 【請求項２０】目標の符号量に応じて、上記符号化ブロ
ックごとに、上記符号化パスの一部または全部を切り捨
てる符号量制御手段を有する請求項１９記載の画像符号
化装置。 - 【請求項２１】上記算術符号にヘッダを加えてパケット
を生成するパケット生成手段とをさらに有する請求項１
１記載の画像符号化装置。 - 【請求項２２】入力画像に対し、低域フィルタと高域フ
ィルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を生成するステップと、 上記ウェーブレット変換によって生成された変換係数を
量子化し、量子化係数を生成するステップと、 上記量子化係数を記憶するステップと、 記憶された上記量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較して、当該比較の結果に応じて、記憶
保持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の
量子化係数を置換するステップと、 上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステッ
プと、 上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを有す
る画像符号化方法。 - 【請求項２３】上記置換ステップにおいて、上記記憶保
持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量子化係
数との間で、絶対値誤差を算出して、当該絶対値誤差と
所定のしきい値との比較の結果に従って、量子化係数の
置換を行う請求項２２記載の画像符号化方法。 - 【請求項２４】入力画像に対し、低域フィルタと高域フ
ィルタ処理を垂直・水平方向のいずれかまたは両方に施
し、ウェーブレット変換係数を生成するステップと、 上記ウェーブレット変換係数を量子化し、量子化係数を
出力するステップと、 上記ウェーブレット変換係数と量子化係数を記憶保持す
るステップと、 記憶保持された量子化係数と現在の符号化対象画像の量
子化係数とを比較し、さらに記憶保持されたウェーブレ
ット変換係数と現在の符号化対象画像のウェーブレット
変換係数とを比較して、当該比較の結果に応じて記憶保
持された量子化係数によって現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換するステップと、 上記置換処理によって得られた量子化係数を、ＭＳＢか
らＬＳＢまでビットプレーンに展開するステップと、 上記ビットプレーンごとに符号化パスを生成するステッ
プと、 上記符号化パス内で算術符号化を行うステップとを有す
る画像符号化方法。 - 【請求項２５】上記置換ステップにおいて、上記ウェー
ブレット変換によって生成されたサブバンドの同じ空間
的位置において、記憶保持されたウェーブレット変換係
数と、現在の符号化対象画像のウェーブレット変換係数
とを比較して、上記両方のウェーブレット変換係数値が
ある所定の大きさの範囲内にあった場合、上記記憶保持
された量子化係数によって、現在の符号化対象画像の量
子化係数を置換する請求項２４記載の画像符号化方法。
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