JP2004064126A

JP2004064126A - 画像符号化装置および画像符号化方法、コンピュータプログラム

Info

Publication number: JP2004064126A
Application number: JP2002215618A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hashimoto; 橋本　真幸; Kenji Matsuo; 松尾　賢治; Atsushi Koike; 小池　淳; Yasuyuki Nakajima; 中島　康之
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: JP3833585B2

Abstract

【課題】タイル化ＷＴ符号化方式により画像を符号化する際、再生画像の品質を向上させるために、効率的にタイル歪を軽減させることができる画像符号化装置を実現する。
【解決手段】入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化装置において、符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する入力画像内の歪補正対象箇所を予測する歪発生境界予測部１１と、該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う量子化精度制御手段（ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６，データ量推定部１２，前タイル符号化パラメータ保存部１３）とを備えたことを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像処理の分野に係り、画像データを高能率に符号化する画像符号化装置および画像符号化方法、並びにその画像符号化装置をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＪＰＥＧ２０００と呼ばれる画像符号化方式がＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）およびＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）の国際標準化機関によって「ＩＳＯ／ＩＥＣ　１５４４４−１，“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　−　ＪＰＥＧ２０００　ｉｍａｇｅ　ｃｏｄｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　−　Ｐａｒｔ　１：　Ｃｏｒｅ　ｃｏｄｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ”，ＩＳＯ／ＩＥＣ　ＪＴＣ　１／ＳＣ　２９　ＷＧ１，Ｊａｎ．２００１．」で規格化されている。このＪＰＥＧ２０００はウェーブレット変換（ＷＴ：Ｗａｖｅｌｅｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いた画像符号化方式（以下、ＷＴ符号化方式と称する）の一つである。このＷＴ符号化方式は、ＤＣＴ符号化方式（例えばＪＰＥＧと呼ばれて知られている方式）よりも高圧縮、高品質な画像圧縮が可能なことから注目されている。
【０００３】
ＷＴ符号化方式では、ウェーブレット関数により画像全体を周波数帯域に分けた水平、垂直方向それぞれの周波数成分を、量子化および符号化して圧縮することが可能であるが、一般にＪＰＥＧ２０００などでは、画像全体を複数の矩形領域（タイル）に分割し、一つのタイルの中で独立にＤＷＴ（離散ウェーブレット変換）と量子化および符号化が行われる。このタイル化ＷＴ符号化方式は、ハードウェアで実現する際のメモリ量を削減することが可能なために、実用上、非常に重要な方式となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のタイル化ＷＴ符号化方式では、符号化ビットレートを低く設定して符号した場合、量子化誤差のため、再生画像においてタイルの境界部分で歪（タイル歪）が発生し、再生画像の品質が低下するという問題が生じている。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、タイル化ＷＴ符号化方式により画像を符号化する際、再生画像の品質を向上させるために、効率的にタイル歪を軽減させることができる画像符号化装置および画像符号化方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明は、その画像符号化装置をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の画像符号化装置は、入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化装置において、前記符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する前記入力画像内の歪補正対象箇所を予測する予測手段と、該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う量子化精度制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の画像符号化装置においては、前記予測手段は、画素値の変化が小さい平坦な画像領域を含むタイル境界部分を前記歪補正対象箇所として検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の画像符号化装置においては、前記予測手段は、前記入力画像内のタイル境界部分の所定範囲の画素値の分散を算出し、この分散値に基づいて当該画像領域が平坦であるか否かを判断することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の画像符号化装置においては、前記量子化精度制御手段は、前記量子化精度の決定要因として使用されたパラメータを記憶するパラメータ保存手段を備え、前記歪補正対象箇所が符号化対象タイルと既に符号化済みの隣接タイルとの境界部分であった場合に、前記パラメータ保存手段に記憶されている該隣接タイルのパラメータに基づいて該符号化対象タイルの量子化精度を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の画像符号化装置においては、前記量子化精度制御手段は、前記タイル毎に発生する符号化情報量を推定する推定手段を備え、前記歪補正対象箇所が符号化対象タイルと未だ符号化されていない隣接タイルとの境界部分であった場合に、前記推定された該符号化対象タイル及び該隣接タイルの符号化情報量に基づいて該符号化対象タイルの量子化精度を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の画像符号化装置においては、前記量子化精度制御手段は、前記タイル内の前記歪補正対象箇所以外の画像領域について、タイル境界に隣接しない箇所の量子化精度を通常より下げる制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の画像符号化方法は、入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化方法であって、前記符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する前記入力画像内の歪補正対象箇所を予測する過程と、該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う過程と、を含むことを特徴としている。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項８に記載のコンピュータプログラムは、入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する前記入力画像内の歪補正対象箇所を予測する処理と、該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う処理と、をコンピュータに実行させることを特徴としている。
これにより、前述の画像符号化装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この図１に示す画像符号化装置は、タイル化ウェーブレット変換符号化方式（タイル化ＷＴ符号化方式）の基本構成部と、本発明の特徴的な構成部とから構成される。
【００１６】
図１において、タイル化ＷＴ符号化方式の基本構成部は、色変換／ＤＣレベルシフト部１とタイル分割部２とＤＷＴ部３と符号ブロック分割部４と量子化部５とビットプレーン符号化／ポスト量子化部６と符号列順序制御部７からなる。この基本構成部は、ＪＰＥＧ２０００方式による従来の画像符号化装置と略同様であるが、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６については改良している。本発明の特徴的な構成部は、歪発生境界予測部１１とデータ量推定部１２と前タイル符号化パラメータ保存部１３からなる。
【００１７】
初めに、図１に示すタイル化ＷＴ符号化方式の基本構成部について説明する。色変換／ＤＣレベルシフト部１には、入力画像の画像データが入力される。色変換／ＤＣレベルシフト部１は、入力された画像データに対して、符号化効率を高めるための色変換及びＤＣレべルシフトを行う。次いで、タイル分割部２は、入力画像全体を複数の矩形領域（タイル）に分割する。このタイル分割の例を図２に示す。図２の例では、入力画像１０１が９個のタイル１〜９＿１１０に分割されている。
以降は各タイル１１０ごとに、タイル１からタイル２，タイル３，タイル４，…，タイル８，タイル９へと右上から左下に向かってラスタ順に処理を実行する。
【００１８】
ＤＷＴ（離散ウェーブレット変換）部３は、タイル１１０をＤＷＴにより図３に示すような複数の周波数領域（サブバンド）のＤＷＴ係数群２０１に変換する。図３において、サブバンド「ＬＬｉ」の領域には水平および垂直方向ともに低周波数領域に属するＤＷＴ係数が位置している。サブバンド「ＨＬｉ」の領域には水平方向で高周波領域且つ垂直方向で低周波数領域に属するＤＷＴ係数が位置している。サブバンド「ＬＨｉ」の領域には水平方向で低周波領域且つ垂直方向で高周波数領域に属するＤＷＴ係数が位置している。サブバンド「ＨＨｉ」の領域には水平および垂直方向ともに高周波数領域に属するＤＷＴ係数が位置している。但し、ｉは２次元ＤＷＴを繰り返し行った回数である。図３の例は、情報量の多い低周波数領域に対して２次元ＤＷＴを繰り返し３回おこなった場合のサブバンド状態となっている。
【００１９】
次いで、符号ブロック分割部４は、ＤＷＴ係数群２０１に対して、全サブバンドを符号化の処理単位である符号化ブロック２１０に分割する。図４に符号化ブロック分割の例を示す。図４の例では、符号化ブロック２１０の大きさは全サブバンドにおいて一定としている。
【００２０】
次いで、量子化部５は、スカラー量子化と呼ばれる一般的な量子化方法によって符号化ブロック２１０内のＤＷＴ係数値を量子化する。このスカラー量子化では、符号化対象係数を量子化ステップで除算し、係数のダイナミックレンジを削減する。
なお、この量子化部５は符号ブロック分割部４の前に設けてもよい。また、量子化部５の処理実行の有無については、適宜可変としてもよい。例えば、非可逆符号化モードの場合に実行有りとし、可逆符号化モードの場合には実行なしとする。
【００２１】
次いで、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６は、ＤＷＴ係数をビットプレーン符号化して生成された符号列の下位ビットブレーンを切り捨てることによって量子化（ポスト量子化）を行う。
先ずビットプレーン符号化では、符号化ブロック２１０内のＤＷＴ係数値あるいはそのスカラー量子化値を、正負を表すビットと絶対値とに分ける。次いで、その絶対値を自然２進数によりビットプレーン表現し、上位のビットプレーンから順にビットブレーン符号化を行う。但し、最初に、必ずどこかにビット１が含まれるビットプレーンから符号化は開始され、ある変換係数において最初にビット１が発生した場合、直ちに正負を表すビットを符号化する。なお、符号化開始のビットプレーンより上位で全ビットが０であるビットプレーンの情報は別途復号側へ送信される。
【００２２】
図５にビットプレーン符号化の概念を示す。図５に示すように、一つの符号化ブロック２１０内のＤＷＴ係数値あるいはそのスカラー量子化値の絶対値について、そのＭＳＢからＬＳＢまでの第１〜第Ｎビットプレーン３０１をビット桁ごとに構成する。これら第１〜第Ｎビットプレーン３０１において、上位ビットプレーンから順にビット値を参照し、０でないビットが初めて出現するビットプレーンを第ｍビットプレーン３０１とすると、第１ビットプレーン３０１から第（ｍ−１）ビットプレーン３０１までは符号化処理を行わない。そして、第ｍビットプレーン３０１から第Ｎビットプレーン３０１まで符号化処理を行う。最初に符号化される第ｍビットプレーン３０１を除く、第（ｍ＋１）ビットプレーン３０１から第Ｎビットプレーン３０１については、それぞれ３つの符号化パス１〜３に分割されて符号化される。これら３つのパス１〜３ヘの分類は、より画像の精練化に対する寄与度の高いビットが優先度の高いパス１に含まれるよう、符号化対象係数と隣接する周辺８係数の値から決定される。
【００２３】
符号化の優先順位はパス１が最優先で次がパス２、最後がパス３である。なお、第ｍビットプレーン３０１はパス３のみである。したがって、符号化の順番は、第ｍビットプレーン３０１のパス３から始まり、順次下位の第（ｍ＋１）〜第（Ｎ−１）ビットプレーン３０１のパス１，パス２，パス３を行い、最後がＬＳＢの第Ｎビットプレーン３０１のパス１，パス２，パス３となる。
【００２４】
次に、ポスト量子化では、上記符号化の順番に従って上位のパスからビットプレーン符号化が行われ、この結果として生成された符号化データの量が所定量に達したところで、それ以降の下位の符号化パスについては符号化を行わず、切り捨てることによって量子化を行う。例えば、第ｍビットプレーン３０１のパス３から順次符号化を実行し、第（ｍ＋２）ビットプレーン３０１のパス１まで符号化が完了したところで所定の符号化データ量となった場合、ここで符号化を中止する。これにより、第（ｍ＋２）ビットプレーン３０１のパス２からＬＳＢの第Ｎビットプレーン３０１までの全パスについては符号化されず、その分の情報量が廃棄されることになる。
【００２５】
なお、符号化を中止するか否かの判定に使用される所定の符号化データ量は、利用者によって任意に設定可能であり、予め指定される。あるいは、全ての符号化ブロック２１０において同程度の量子化誤差が含まれるように決定するようにしてもよい。
このようにして決定された所定の符号化データ量により符号化が中止された位置は、通常の符号化中止位置Ｐ１である。この符号化中止位置Ｐ１により通常の量子化精度が決まる。
上記ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６の動作は従来と同様であり、本実施形態において改良した内容については後述する。
【００２６】
次いで、符号列順序制御部７は、符号系列の並び順を制御して符号化データを出力する。
【００２７】
次に、歪発生境界予測部１１とデータ量推定部１２と前タイル符号化パラメータ保存部１３からなる本発明の特徴的な構成部と、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６の改良内容について説明する。
本実施形態では、これら構成によって、視覚的にタイル歪の影響が大きい箇所を予測し、該箇所の量子化精度を通常より上げることにより、効率的にタイル歪を軽減させて再生画像の品質向上を図る。
【００２８】
一般に、画素値の変化が小さい平坦な画像領域（平坦部）では、歪みに対する人の視覚感度が高いために、画素値の変化が大きい画像領域（変動部）に比べてタイル歪が検知されやすいことが知られている。したがって、平坦部を含むタイル境界部分は、変動部を含むタイル境界部分に比べて視覚的にタイル歪の影響が大きくなるので、再生画像の品質を向上させるためには、平坦部を含むタイル境界部分のタイル歪を軽減させるのがより効果的である。
このような知見に基づき、本実施形態では、視覚的にタイル歪の影響が大きい箇所として平坦部を含むタイル境界部分を検出し、該タイル境界部分の量子化精度を通常よりも上げることによって該当するタイル歪を軽減させる。これにより、再生画像品質向上のために、効率よくタイル歪を軽減させることを実現する。
【００２９】
先ず、歪発生境界予測部１１について説明する。歪発生境界予測部１１は、平坦部に含まれるタイル境界を検出する。ここで検出されたタイル境界は、後段のビットプレーン符号化／ポスト量子化部６の符号化処理において歪補正対象となる。
図６を参照して、歪発生境界予測部１１が平坦部に含まれるタイル境界を検出する動作を説明する。図６は該検出動作の概念図である。図６において、タイル境界４１０は、図２のタイル２＿１１０とタイル５＿１１０の境界である。画素値分散調査領域４０１は、自領域内の画素値の分散を算出する所定の矩形領域である。
【００３０】
歪発生境界予測部１１は、タイル境界４１０のいずれかの端に画素値分散調査領域４０１を設定し、当該調査領域に含まれる画素値の分散を算出する。そして、この分散値が所定値以下であるときに、当該調査領域が平坦部であると判断する。一方、当該調査領域が平坦部でなかった場合には、この画素値分散調査領域４０１をタイル境界４１０に沿ってずらして再度、当該調査領域に含まれる画素値の分散を算出し、この分散値により当該調査領域が平坦部であるか否かを判断する。この処理を繰り返し実行し、該タイル境界４１０の端から端まで全てにおいて平坦部が検出されなかった場合のみ、当該タイル境界４１０は平坦部に含まれるものではないと判断する。言い換えれば、一つでも平坦部であると判断された調査領域があれば、当該タイル領域４１０を平坦部に含まれるタイル境界として検出する。
【００３１】
次に、データ量推定部１２について説明する。データ量推定部１２は、各タイル１１０のＤＷＴ係数の分散値を算出して保持する。これにより、各タイル１１０で生成される符号化データ量を事前にある程度推定することができる。これら推定した符号化データ量は、タイル１１０の符号化時に、複数のタイル１１０間における互いの生成データ量や画質（量子化精度）の制御に用いることが可能であり、該制御によって画像全体としてより高品質な符号化を行うことができる。
【００３２】
なお、各タイル１１０で生成される符号化データ量を事前に推定することなく、複数のタイル１１０の符号化を同時に行いながら互いの生成データ量や画質を制御することも考えられるが、このためには必要なメモリ量が増大する。しかしながら、タイル化ＷＴ符号化方式を適用するような場合には、使用可能なメモリ量に制約があることが多く、実用化には不向きである。このような理由からも、本実施形態のように、各タイル１１０のＤＷＴ係数の分散値を算出して保持しておき、これにより、各タイル１１０で生成される符号化データ量を事前にある程度推定可能とすることは、非常に有用である。
【００３３】
次に、前タイル符号化パラメータ保存部１３について説明する。前タイル符号化パラメータ保存部１３は、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６のポスト量子化の際に符号化を中止した位置を記憶する。すなわち、前タイル符号化パラメータ保存部１３には、ある符号化ブロック２１０について、どの符号化パスまで符号化して、どの符号化パスから切り捨てられたかの情報が保存される。この情報に基づいて当該符号化ブロック２１０の量子化誤差を求めることができる。
【００３４】
次に、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６の改良内容について説明する。ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６は、従来の機能に加えて、タイル歪を軽減するための制御機能を備える。以下、このタイル歪軽減制御機能について説明する。
ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６は、歪発生境界予測部１１によって検出された「平坦部に含まれるタイル境界」、すなわち歪補正対象のタイル境界に隣接するタイルを、歪補正対象のタイルとする。
【００３５】
先ず、歪補正対象のタイルを符号化する際に、該符号化対象タイル内の符号化ブロックの中から、タイル歪補正対象となる符号化ブロック、すなわち高い量子化精度で量子化する符号化ブロックの選択方法を説明する。
図７に示すように、一つのタイル１１０に対応するＤＷＴ係数群２０１の各サブバンドの符号化ブロック２１０を、高い量子化精度で量子化する候補の符号化ブロック５０１と低い量子化精度で量子化する候補の符号化ブロック５０２に分類する。高精度化候補の符号化ブロック５０１は、タイル境界に隣接する符号化ブロック２１０であり、低精度化候補の符号化ブロック５０２はタイル境界に隣接していない符号化ブロック２１０である。
【００３６】
ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６は、符号化対象タイルについての高精度化候補の符号化ブロック５０１のうち、歪補正対象のタイル境界に隣接する符号化ブロック２１０を、高精度化対象の符号化ブロックとして選択する。例えば、図２のタイル５＿１１０を符号化する際、タイル５＿１１０の上側に位置するタイル２＿１１０とのタイル境界が歪補正対象であったとする。この場合、図８に示すように、タイル５＿１１０についての各サブバンドの符号化ブロック２１０のうち、タイル２＿１１０とのタイル境界に隣接する符号化ブロック２１０、すなわち上辺の符号化ブロック２１０全てを高精度化対象の符号化ブロック６０１とする。
【００３７】
また、他の例として、符号化対象であるタイル５＿１１０の左側に位置するタイル４＿１１０とのタイル境界が歪補正対象であった場合には、図９に示すように、タイル５＿１１０についての各サブバンドの符号化ブロック２１０のうち、タイル４＿１１０とのタイル境界に隣接する符号化ブロック２１０、すなわち左辺の符号化ブロック２１０全てを高精度化対象の符号化ブロック６０１とする。
【００３８】
同様に、符号化対象タイルの下側に位置するタイルとのタイル境界が歪補正対象であった場合には、符号化対象タイルについての各サブバンドの下辺の符号化ブロック２１０全てを高精度化対象の符号化ブロック６０１とする。また、符号化対象タイルの右側に位置するタイルとのタイル境界が歪補正対象であった場合には、符号化対象タイルについての各サブバンドの右辺の符号化ブロック２１０全てを高精度化対象の符号化ブロック６０１とする。
【００３９】
次に、高精度化対象の符号化ブロック６０１のポスト量子化方法を説明する。タイルごとの符号化処理は、図２のタイル１＿１１０からタイル９＿１１０へと、すなわち左上から右下ヘとラスタ順に実行されるものとする。
ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６は、歪補正対象のタイルの高精度化対象の符号化ブロック６０１について、量子化精度を上げるために、符号化を中止する位置を以下の（１）、（２）のようにして決定する。
【００４０】
（１）歪補正対象のタイル境界が、符号化対象タイルと既に符号化済みのタイル（符号化対象タイルの上側あるいは左側のタイル）との境界であった場合。
この場合には、前タイル符号化パラメータ保存部１３から該符号化済みタイルについての符号化を中止した位置を読み出す。そして、この位置に基づく符号化済みタイルの量子化誤差と、符号化対象タイルの通常の符号化中止位置Ｐ１に基づく量子化誤差を比較する。この比較の結果、符号化対象タイルの方が符号化済みタイルよりも量子化誤差が大きい場合に、符号化対象タイルの高精度化対象の符号化ブロック６０１の量子化精度を通常よりも上げるようにする。このために、符号化対象タイルの符号化中止位置を通常の符号化中止位置Ｐ１よりも後ろにずらすが、符号化対象タイルの量子化誤差が符号化済みタイルの量子化誤差と同程度になるように、今回の符号化中止位置を決定する。例えば、前タイル符号化パラメータ保存部１３から読み出した符号化済みタイルの符号化中止位置を、当該符号化対象タイルの高精度化対象の符号化ブロック６０１の符号化中止位置とする。
【００４１】
（２）歪補正対象のタイル境界が、符号化対象タイルと未だ符号化されていないタイル（符号化対象タイルの下側あるいは右側のタイル）との境界であった場合。
この場合には、歪補正対象のタイル境界を挟んで符号化対象タイルに隣接するタイルの量子化誤差が不明である。そこで、データ量推定部１２において算出され保持されているＤＷＴ係数の分散値のうち、符号化対象タイルの分散値と該隣接タイルの分散値をデータ量推定部１２から読み出して比較する。この比較の結果、符号化対象タイルの分散値の方が隣接タイルの分散値よりも大きい場合、後から符号化される隣接タイルの量子化精度のほうが高いと予想されるので、符号化対象タイルの高精度化対象の符号化ブロック６０１の量子化精度を通常よりも上げるようにする。このために、符号化対象タイルの符号化中止位置を通常の符号化中止位置Ｐ１よりも後ろにずらすが、どの程度ずらすかは隣接タイルの分散値と符号化対象タイルの分散値の差に応じて決定する。
【００４２】
また、上記（１），（２）どちらの場合においても、後で符号化される隣接タイル（右または下の隣接タイル）の符号化の際に必要となるため、符号化対象タイルの今回の符号化中止位置を前タイル符号化パラメータ保存部１３に記憶しておく。
【００４３】
また、上記（１），（２）により高精度化対象の符号化ブロック６０１について量子化精度を上げると、その分、符号化データ量が増大する。そこで、この増加分を相殺するために、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６は、歪補正対象のタイルの低精度化候補の符号化ブロック５０２（図７参照）について、量子化精度を下げて符号化データ量を減少させる。このために、符号化対象タイルの符号化中止位置を通常の符号化中止位置Ｐ１よりも前にずらすが、どの程度ずらすかは相殺分の符号化データ量に応じて決定する。
【００４４】
なお、本実施形態においては、歪発生境界予測部１１が予測手段に対応する。また、ビットプレーン符号化／ポスト量子化部６とデータ量推定部１２と前タイル符号化パラメータ保存部１３が量子化精度制御手段に対応する。
【００４５】
また、図１に示す画像符号化装置が行う各処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像符号化処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００４６】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、再生画像において視覚的に影響するタイル歪が軽減されるので、再生画像品質を向上させる上で効果的であり、タイル化ＷＴ符号化方式により画像を符号化する際、効率的にタイル歪を軽減させることができる。この結果、原画像に近い再生画像がより効率的に得られるという優れた効果を奏する。
【００４９】
また、タイル化処理の利点であるタイルごとに符号化処理を独立して行い、使用メモリ量を節約するという効果を損なうことなく、各タイル間での符号化状況に応じて符号化処理を制御することが可能となる。
【００５０】
また、本発明の画像符号化装置および方法により生成された符号化データは、従来の復号装置および方法を変更することなく再生することができる。したがって、本発明をＪＰＥＧ２０００方式の画像符号化装置および方法に適用することにより、ＪＰＥＧ２０００方式の画像復号装置および方法を変更することなく、再生画像のタイル歪を軽減して再生画像品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】タイル分割の一例を示す図である。
【図３】ＤＷＴ係数群２０１への変換の一例を示す図である。
【図４】符号化ブロック分割の一例を示す図である。
【図５】ビットプレーン符号化の概念を示す図である。
【図６】歪発生境界予測部１１が行う平坦部に含まれるタイル境界の検出動作の概念を示す図である。
【図７】高精度化候補の符号化ブロック５０１と低精度化候補の符号化ブロック５０２の分類例を示す図である。
【図８】高い量子化精度で量子化する符号化ブロック６０１の選択例を示す第１の図である。
【図９】高い量子化精度で量子化する符号化ブロック６０１の選択例を示す第２の図である。
【符号の説明】
１…色変換／ＤＣレベルシフト部、２…タイル分割部、３…ＤＷＴ部、４…符号ブロック分割部、５…量子化部、６…ビットプレーン符号化／ポスト量子化部、７…符号列順序制御部、１１…歪発生境界予測部、１２…データ量推定部、１３…前タイル符号化パラメータ保存部

Claims

入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化装置において、
前記符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する前記入力画像内の歪補正対象箇所を予測する予測手段と、
該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う量子化精度制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
前記予測手段は、画素値の変化が小さい平坦な画像領域を含むタイル境界部分を前記歪補正対象箇所として検出することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
前記予測手段は、前記入力画像内のタイル境界部分の所定範囲の画素値の分散を算出し、この分散値に基づいて当該画像領域が平坦であるか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載の画像符号化装置。
前記量子化精度制御手段は、
前記量子化精度の決定要因として使用されたパラメータを記憶するパラメータ保存手段を備え、
前記歪補正対象箇所が符号化対象タイルと既に符号化済みの隣接タイルとの境界部分であった場合に、前記パラメータ保存手段に記憶されている該隣接タイルのパラメータに基づいて該符号化対象タイルの量子化精度を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの項に記載の画像符号化装置。
前記量子化精度制御手段は、
前記タイル毎に発生する符号化情報量を推定する推定手段を備え、
前記歪補正対象箇所が符号化対象タイルと未だ符号化されていない隣接タイルとの境界部分であった場合に、前記推定された該符号化対象タイル及び該隣接タイルの符号化情報量に基づいて該符号化対象タイルの量子化精度を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの項に記載の画像符号化装置。
前記量子化精度制御手段は、前記タイル内の前記歪補正対象箇所以外の画像領域について、タイル境界に隣接しない箇所の量子化精度を通常より下げる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかの項に記載の画像符号化装置。
入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化方法であって、
前記符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する前記入力画像内の歪補正対象箇所を予測する過程と、
該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う過程と、
を含むことを特徴とする画像符号化方法。
入力画像を矩形領域のタイルに分割し、該タイル毎にウェーブレット変換符号化方式により符号化して符号化データを出力する画像符号化処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記符号化データにより再生された再生画像において視覚的に影響するタイル歪が発生する前記入力画像内の歪補正対象箇所を予測する処理と、
該歪補正対象箇所の量子化精度を通常より上げる制御を行う処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。