JP2011066704A - 画像復号装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粒状性を失うことなく、ブロックノイズを低減することのできる画像復号装置を提供する。
【解決手段】画像を複数に分割して得た各ブロックを、そのブロックに属する画素の階調値を代表する１または複数の代表値とそのブロックに属する各画素が前記代表値のいずれに対応する画素であるかを示すラベル情報とで表わした符号化画像データを復号する画像復号装置において、着目ブロックの各画素を代表値に基づいて復号化する際に、着目ブロックの代表値の分布範囲の大きさが隣接ブロックの代表値の分布範囲の大きさの所定倍以上ある場合は、着目ブロックの代表値の中で隣接ブロックの代表値の中間値との差が所定値以下の代表値を補正代表値とし、該補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値に、ばらつきを与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を複数に分割してブロック毎に符号化された画像データを復号する画像復号装置に関する。

画像情報を符号化する方法として、符号化対象の画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎に符号化するＢＴＣ（Block Truncation Coding）がある。一般に、ＢＴＣでは、画像情報をｎ×ｍ画素（たとえば、４×４画素）の矩形のブロックに分割し、各ブロックを、そのブロックに属する画素の階調値を代表する１または複数の代表値とそのブロックに属する各画素がいずれの代表値に対応する画素であるかを示すラベル情報とで表わすように符号化される。ＢＴＣは、各画素の取り得る階調範囲が、たとえば、２５６階調の元画像であっても、１つのブロック内では階調値の分布範囲が比較的狭いことに着目した符号化方法である。

図１１は、ＢＴＣによる画像データの符号化例を示し、図１２は、その符号化画像データの伸張例を示している。この例では、各画素を８ビット２５６階調（０〜２５５）で表した４画素×４画素の１ブロック分の元画像データ８０を、１画素あたり２ビット（４階調）のラベル情報で符号化している。

図１１では、符号化時にはブロック８０内の階調値の最大値１７８と最小値４を検出し、これらを両端とする分布範囲を４等分し、階調値Ｄが、最大値１７８≧Ｄ＞１３５の画素は２ビットのラベル情報「１１」に、１３５≧Ｄ＞９１の画素はラベル情報「１０」に、９１≧Ｄ＞４８の画素はラベル情報「０１」に、４８≧Ｄ≧最小値４の画素はラベル情報「００」にそれぞれ符号化している。このブロック８０の符号化画像データ８１は、これら１６画素分のラベル情報（３２ビット）と、ラベル情報に対応する４つの代表値あるいはこれら４つの代表値を算出可能な情報、たとえば、最大値と最小値との差分(最大最小差)および中間値、あるいは、最大値１７８と最小値４など、で構成される。図１１、図１２は、最大最小差と中間値とを使用する例を示している。

図１２に示すように、復号時には、各ラベル情報を、そのラベル情報に対応する代表値を復号値（階調値）とする画素に変換することが行われる。図１２の例では、まず、最大最小差と中間値とから４つの代表値を算出する。ここでは、ラベル情報「００」に対応する第１代表値を中間値−（最大最小差／２）、「０１」に対応する第２代表値を第１代表値＋最大最小差／３、「１０」に対応する第３代表値を第１代表値＋２×（最大最小差／３）、「１１」に対応する第４代表値を第１代表値＋最大最小差として求め、各ラベル情報を対応する代表値に変換することで１ブロック分の復号画像データ８２に変換している。

このような方法で符号化・復号化する場合、画像のエッジ（輪郭）部分などでブロックノイズと呼ばれるノイズが発生して画質の劣化を招くことがある。たとえば、上記ＢＴＣでは、文字の輪郭（エッジ部分）とその地色部分とを含むようなブロックでは、ブロック内の画素が持つ階調値の分布範囲（最大最小差：ダイナミックレンジ）が広くなるので、１つの代表値で代表される階調範囲が広くなり、細かい階調差を再現できなくなる。一方、エッジ等がなくダイナミックレンジの狭いブロック（たとえば、地色のみのブロック）では、細かい階調差が再現される。このため、隣接ブロック間でダイナミックレンジが著しく異なると、ダイナミックレンジの狭いブロックで再現されていた粒状性（細かい階調差）がダイナミックの広いブロックで失われ、この粒状性の差からブロックノイズが発生していた。

たとえば、図１３の例は、地色の部分である第１ブロック（ダイナミックレンジ：６０）とこの地色とエッジとを含む第２ブロック（ダイナミックレンジ：１７４）とが隣接している場合の符号化画像データ５１Ａ、５２Ａと、これらを復号した復号画像データ５１Ｂ、５２Ｂを示している。第２ブロックの符号化画像データ５２Ａにおいてラベル情報が「１１」の部分は、隣接する第１ブロック５１Ａから続く地色の部分である。第１ブロックの復号画像データ５１Ｂでは地色の細かい階調差（粒状性）が再現されているが、隣接する第２ブロックの復号画像データ５２Ｂでは地色の部分はすべて同一の階調値（１７８）に復号されており、粒状性が失われている。このため、これらのブロック境界が目立ち、ブロックノイズとなっていた。

復号時に発生するブロック歪みを除去する装置としては、たとえば、復号化した画像内のブロック境界付近の画素に低域通過フイルタをかける画像信号復号装置がある（たとえば、特許文献１参照。）。この装置では、ブロック境界付近の画素にかける低域通過フイルタの通過帯域特性を、検出したそのブロックのダイナミックレンジに応じて変化させ、復号時に発生するブロック歪みを、エッジやディテール部分をなまらせることなく除去するようにしている。

特開２００５−１６０１１７号公報

上記の先行技術文献に開示された装置では、ブロック境界付近の画素に低域通過フイルタをかけるので、細かい粒状性が失われやすいという欠点があった。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、粒状性を失うことなく、ブロックノイズを低減することのできる画像復号装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］画像を複数に分割して得た各ブロックを、そのブロックに属する画素の階調値を代表する１または複数の代表値とそのブロックに属する各画素が前記代表値のいずれに対応する画素であるかを示すラベル情報とで表わした符号化画像データを復号する画像復号装置において、
着目ブロックの各画素を代表値に基づいて復号化する際に、前記着目ブロックの代表値の分布範囲の大きさが隣接ブロックの代表値の分布範囲の大きさの所定倍以上ある場合は、前記着目ブロックの代表値の中で前記隣接ブロックの代表値の分布範囲と所定の近似関係にある代表値を補正代表値とし、該補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値に、ばらつきを与える
ことを特徴とする画像復号装置。

上記発明では、着目ブロックの代表値の分布範囲の大きさ（ダイナミックレンジ）が隣接ブロックの代表値の分布範囲の大きさの所定倍以上ある場合に、着目ブロックの代表値の中で隣接ブロックの代表値の分布範囲と所定の近似関係にある代表値の適用画素の復号値に、ばらつきを与える。着目ブロックのダイナミックレンジが隣接ブロックのダイナミックレンジに比べて著しく広い場合は、その隣接ブロックでは再現される細かい階調差（粒状性）が着目ブロックの１つの代表値に量子化されて失われていると想定される。そこで、着目ブロックの該当する代表値の適用画素の復号値にばらつきを与えて、失われた粒状性を再現する。これにより、隣接ブロックとの粒状性の違いによって生じるブロックノイズが軽減される。

［２］前記補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値の分散が、前記隣接ブロックの代表値の分散に近づくように、前記ばらつきを与える
ことを特徴とする［１］に記載の画像復号装置。

上記発明では、隣接ブロックにおける代表値のばらつき具合（分散）と同一または類似するばらつきを与える。これにより、ブロックノイズがより効果的に低減される。

［３］前記ばらつきは、前記補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値が、前記隣接ブロックにおける復号値の配列パターンに対応したパターンでばらつくように与える
ことを特徴とする［２］に記載の画像復号装置。

上記発明では、隣接ブロック内での代表値の配列パターンに対応したパターンとなるように、ばらつきが与えられる。たとえば、網点画像ではそのパターンが維持されて、ブロックの繋がりが自然になる。

［４］前記着目ブロックの代表値の中で前記隣接ブロックの代表値の中間値または平均値との差が閾値以下の代表値を、前記所定の近似関係にある代表値とする
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか一項に記載の画像復号装置。

上記発明では、隣接ブロックの中間値あるいは平均値と着目ブロック内の代表値とが著しく異なる場合は、元画像において隣接ブロックの領域と補正対象の代表値が適用される領域とは、連続する地色の部分であるなどの関係性を有しない別々の画素値であると推定される。そこで、着目ブロックの代表値の中で隣接ブロックの代表値の中間値または平均値との差が閾値以下であることを、補正代表値とする１つの条件（近似関係）としている。

［５］前記補正代表値となる条件の１つに、前記着目ブロックの中でその代表値に対応するラベル情報を有する画素が第２の閾値以上あることを含む
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか一項に記載の画像復号装置。

上記発明では、着目ブロックの中で第２の閾値以上の適用画素数を有する代表値であることを、補正代表値となる条件の１つとする。すなわち、代表値が着目ブロック内で占める領域が広い場合にブロックノイズが発生するため、そのような条件を満たす代表値のみを補正代表値とする。

［６］前記補正代表値となる条件の１つに、前記着目ブロックの中でその代表値に対応するラベル情報を有しかつ前記隣接ブロックとの境界の位置する画素が第３の閾値以上あることを含む
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか一項に記載の画像復号装置。

上記発明では、着目ブロックの中で補正代表値が適用される画素と隣接ブロックとの隣接画素数が少ない場合はブロックノイズとして視認できないので、該隣接画素数が第３の閾値以上であることを、補正代表値となる条件の１つとしている。

本発明に係る画像復号装置によれば、粒状性を失うことなく、ブロックノイズを低減させて画像を復号することができる。また、復号処理のみでブロックノイズを低減できるので、符号化は通常通り行うことができる。

本発明の実施の形態に係る画像復号装置の概略構成を示すブロック図である。 元画像をブロックに分割する様子を模擬的に示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像復号装置が着目ブロックを復号する際の処理を示す流れ図である。 本発明の実施の形態に係る画像復号装置が行うブロックノイズ軽減処理全体の流れを示している。 参照ブロック抽出処理（図４のステップＳ２０５）の詳細を示す流れ図である。 ばらつき付与処理（図４のステップＳ２０７）の詳細を示す流れ図である。 ブロックノイズ軽減処理の効果を示す参考図である。 参照ブロックが複数存在する場合を例示した説明図である。 図８の４つの隣接ブロックに関する各種値と参照ブロックとしての適合判定結果を例示した一覧表を示す説明図である。 参照ブロックにおける各代表値の配列パターンに従って着目ブロック内にばらつきを与えた場合の一例を示す説明図である。 ＢＴＣによる画像データの符号化例を示した説明図である。 ＢＴＣによる符号化画像データの復号例（第１段階の復号処理）を示す説明図である。 着目ブロックと隣接ブロックとのダイナミックレンジが著しく相違する２つのブロックをＢＴＣ符号化し復号化した復号画像における粒状性の差を示す説明図である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像復号装置１０の概略構成を示している。画像復号装置１０は、復号対象の画像データである符号化画像データを入力する入力部１１と、入力部１１によって入力した符号化画像データに対して第１段階の復号処理を行うＢＴＣ復号部１２と、ＢＴＣ復号部１２で復号化された画像データに対してブロックノイズを軽減する第２段階の復号処理を行うブロックノイズ軽減処理部１３とを備えて構成される。これらはマイクロプログラムを内蔵したシーケンサや論理回路などのハードウェア回路で構成されてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えた情報処理装置において所定のプログラムを実行することで同様の機能を実現する構成などでもかまわない。

画像復号装置１０が復号対象とする符号化画像データは、図１１に示したように、ＢＴＣ方式で符号化されたものである。すなわち、画像を複数に分割して得た各ブロックを、そのブロックに属する画素の階調値を代表する１または複数の代表値とそのブロックに属する各画素が先の代表値のいずれに対応する画素であるかを示すラベル情報とで表わしたものである。たとえば、復号対象の符号化画像データは、図２に示すように、Ａ４サイズで解像度６００ｄｐｉ等の１枚の元画像Ｍを、その左上を基点として、４画素×４画素の複数のブロックＢＬに分割し、各ブロックＢＬを順次、符号化して生成される。たとえば、画像の左上端から右方向へ１ブロックずつ順に符号化し、右端に到達すると１ブロック分下方に移動して、再び左端から右端へ順次符号化することを繰り返し行って、１枚の元画像Ｍ全体が符号化される。

図３は、画像復号装置１０が、着目ブロックを復号する際の処理の流れを示している。画像復号装置１０は、第１段階の復号処理として、ＢＴＣ復号部１２により、着目ブロックおよびその隣接ブロックを復号化し（ステップＳ１０１）、その後、第２段階の復号処理として、その着目ブロックについてブロックノイズ軽減処理をブロックノイズ軽減処理部１３で施す（ステップＳ１０２）。

第１段階の復号処理は、図１１に示すような、通常のＢＴＣ復号処理である。すなわち、画素毎のラベル情報を、そのラベル情報に対応する代表値を復号値（階調値）とする画素に変換する処理が行われる。

第２段階のブロックノイズ軽減処理では、着目ブロックのダイナミックレンジ（代表値の分布範囲の大きさ）が隣接ブロックのダイナミックレンジのＲ倍（たとえば、２倍）以上ある等の判定基準を満たす場合は、ダイナミックレンジの狭い隣接ブロックの粒状性がダイナミックレンジの広い着目ブロックで失われていると判定し、その隣接ブロックにおける復号値のばらつき具合を、着目ブロックに反映させるようになっている。以下、ブロックノイズ軽減処理について詳細に説明する。

図４は、ブロックノイズ軽減処理全体の流れを示している。着目ブロックの各代表値について、補正候補代表値（隣接ブロックのばらつきを与える候補の代表値）となるか否かを評価し、補正候補代表値となる条件を満たす場合は、その補正候補代表値に対して適合する（ばらつきの付与元となる条件を満たす）隣接ブロックを参照ブロックとして抽出する。参照ブロックが存在する場合は、該補正候補代表値を補正対象の代表値（補正代表値）とし、着目ブロックの中で該補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値に対して、該参照ブロックにおける復号値のばらつきが反映されるように、ばらつきを与える。

ここでは、１つのブロックに対して４つの代表値が設定されており、それのラベル情報として０〜３（２進数では、００、０１、１０，１１）が与えられているものとする。本処理では、まず、変数ｉを０に初期化し(ステップＳ２０１)、ラベル情報がｉの代表値ｄｔ（ｉ）に着目し(ステップＳ２０２)、代表値ｄｔ（ｉ）の適用画素（ｉをラベル情報に持つ画素）の数が予め定めた閾値Ｍｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ２０３）。

Ｍｔｈ以上の場合は(ステップＳ２０３；Ｙｅｓ)、代表値ｄｔ（ｉ）を補正候補代表値ｄｔに採用する（ステップＳ２０４）。すなわち、代表値ｄｔ（ｉ）が着目ブロック内で占める領域が広い場合にブロックノイズが発生するため、そのような条件を満たす代表値を補正候補代表値とする。次に、その補正候補代表値ｄｔに対して適合する参照ブロックを抽出する参照ブロック抽出処理を行う（ステップＳ２０５）。参照ブロック抽出処理において参照ブロックが抽出された場合は(ステップＳ２０６；Ｙｅｓ)、補正候補代表値ｄｔ（代表値ｄｔ（ｉ））を補正代表値ｄｔとし、該補正代表値ｄｔに対応するラベル情報を有する画素（ｉをラベル情報とする画素）の復号値に対してばらつきを与えるばらつき付与処理を行う(ステップＳ２０７)。

その後、もしくはステップＳ２０３の判定でＭｔｈ以上でない場合(ステップＳ２０３；Ｎｏ)は、変数ｉを＋１し（ステップＳ２０８）、ｉ＜４の場合、すなわち未チェックの代表値が存在する場合は（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に戻って処理を継続し、ｉ＜４でない場合は（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、本処理を終了する。

図５は、参照ブロック抽出処理（図４のステップＳ２０５）の詳細を示している。この処理では着目ブロックの上下左右に隣接する４つのブロックについて、それぞれ補正候補代表値ｄｔに適合する参照ブロックとなるか否かを評価する。まず、変数ｊを０に初期化し(ステップＳ３０１)、隣接ブロックｊに着目し(ステップＳ３０２)、この隣接ブロックｊのダイナミックレンジ（ＬＤ）が着目ブロックのダイナミックレンジの１／Ｒｔｈ以下か否かを判定する(ステップＳ３０３)。すなわち、着目ブロックと隣接ブロックとの間のダイナミックレンジの差が大きい場合のみブロックノイズが発生するので、これを、隣接ブロックｊが参照ブロックとなる１つの条件として判定している。

隣接ブロックｊのダイナミックレンジ（ＬＤ）が着目ブロックのダイナミックレンジの１／Ｒｔｈ以下の場合は(ステップＳ３０３；Ｙｅｓ)、隣接ブロックｊの代表値の中間値ＭＤと補正候補代表値ｄｔとの差分が予め定めた閾値Ｄｔｈ以下か否かを判定する(ステップＳ３０４)。すなわち、隣接ブロックｊの中間値ＭＤと補正候補代表値ｄｔが著しく異なる場合は、元画像において隣接ブロックｊの領域と、符号化時に着目ブロック中の補正候補代表値ｄｔが割り当てられた領域とは、連続する地色の部分であるなどの関係性を有しない別々の画素値であると推定される。そこで、着目ブロックｊの中間値ＭＤと補正候補代表値ｄｔとの差分が閾値Ｄｔｈ以下であることを、隣接ブロックｊが補正候補代表値ｄｔに適合する参照ブロックとなる１つの条件として判定している。

着目ブロックｊの中間値ＭＤと補正候補代表値ｄｔとの差分が閾値Ｄｔｈ以下である場合は(ステップＳ３０４；Ｙｅｓ)、補正候補代表値ｄｔの適用画素と隣接する画素の数が閾値Ｎｔｈ以上あるか否かを判定する。すなわち、補正候補代表値ｄｔと隣接する画素の数が少ない（または「ない」）場合は、ブロックノイズとして視認できないので、補正候補代表値ｄｔの適用画素と隣接する画素の数が閾値Ｎｔｈ以上あることを、隣接ブロックｊが参照ブロックとなる１つの条件として判定している。

補正候補代表値ｄｔの適用画素との隣接画素数が閾値Ｎｔｈ以上ある場合は（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、当該隣接ブロックｊを参照ブロックとして抽出して、ステップＳ３０８へ移行する。

隣接ブロックｊのダイナミックレンジ（ＬＤ）が着目ブロックのダイナミックレンジの１／Ｒｔｈ以下でない場合(ステップＳ３０３；Ｎｏ)、着目ブロックｊの中間値ＭＤと補正候補代表値ｄｔとの差分が閾値Ｄｔｈ以下でない場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、補正候補代表値ｄｔの適用画素との隣接画素数が閾値Ｎｔｈ以上ない場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）はいずれも、当該隣接ブロックｊは参照ブロックでないと認定して（ステップＳ３０７）ステップＳ３０８へ移行する。

ステップＳ３０８では、変数ｊを＋１し、ｊ＜４の場合、すなわち未チェックの隣接ブロックが存在する場合は（ステップＳ３０９；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に戻って処理を継続し、ｉ＜４でない場合は（ステップＳ３０９；Ｎｏ）、本処理を終了する。

図６は、ばらつき付与処理（図４のステップＳ２０７）の詳細を示している。この処理では、着目ブロック内の補正代表値ｄｔが適用される画素の復号値に対して、参照ブロック抽出処理で抽出された隣接ブロック（参照ブロック）内の復号値（代表値）のばらつきに応じた、ばらつきを与える。

まず、参照ブロックの中間値ｄｍｎを算出する（ステップＳ４０１）。次に、参照ブロックの各代表値（ｄｔｎ０〜ｄｔｎ３）の発生確率（Ｐ０〜Ｐ３）を算出する（ステップＳ４０２）。

次に、補正代表値ｄｔと、参照ブロックの中間値ｄｍｎと、参照ブロックの各代表値（ｄｔｎ０〜ｄｔｎ３）とから、補正代表値に対してばらつきを与えた復号値である補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）を算出する（ステップＳ４０３）。ここでは、補正代表値ｄｔと参照ブロックの中間値ｄｍｎとの差分を、参照ブロックの代表値（ｄｔｎ０〜ｄｔｎ３）にそれぞれ与えたものを補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）とする。すなわち、参照ブロックの中間値ｄｍｎに対する参照ブロックの代表値（ｄｔｎ０〜ｄｔｎ３）の差分と、補正代表値ｄｔに対する補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）の差分とが等しくなるよう補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）を決定する。

次に、発生確率Ｐ０〜Ｐ３にしたがって、補正代表値ｄｔの適用画素の復号値を、補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）に置き換えて（ステップＳ４０４）本処理を終了する。すなわち、補正代表値ｄｔの適用される領域(補正代表値ｄｔに対応するラベル情報を有する画素の領域)における補正復号値ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３の発生確率が、参照ブロックの代表値（ｄｔｎ０〜ｄｔｎ３）の発生確率（Ｐ０〜Ｐ３）と等しくなるように、各補正復号値ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３の割り当て画素数を決定し、この割り当てに従って、補正代表値ｄｔの適用画素の復号値を補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）に置換する。ここでは、これら補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）の配置はランダムにする。

図７は、ブロックノイズ軽減処理の効果を示す参考図である。同図（ａ）は着目ブロックの符号化画像データ５２Ａと隣接ブロックの符号化画像データ５１Ａを示している。同図（ｂ）は着目ブロックの符号化画像データ５２Ａに第１段階の復号処理を施した復号データである第１段階復号データ５２Ｂと、隣接ブロックの符号化画像データ５１Ａに第１段階の復号処理を施した復号データである第１段階復号データ５１Ｂを示している。同図（ｃ）は着目ブロックの第１段階復号データ５２Ｂに第２段階の復号処理を施した復号データである第２段階復号データ５２Ｃと、隣接ブロックの符号化画像データ５１Ｂに第２段階の復号処理を施した復号データである第２段階復号データ５１Ｃを示している。なお、同図（ａ）、（ｂ）は、図１２と同一である。

図７において、第２段階の復号処理(ブロックノイズ軽減処理)で使用される各閾値は、Ｍｔｈ＝８、Ｒｔｈ＝２、Ｄｔｈ＝４０、Ｎｔｈ＝３に設定されているものとする。図７の例では、この条件において、ラベル情報「１１」に対応する代表値「１７８」は１１画素であり、Ｍｔｈ以上の条件を満たし、補正候補代表値となる。さらに、隣接ブロックのダイナミックレンジ「６０」と着目ブロックのダイナミックレンジは「１７４」との比率は６０／１７４であり、１／Ｒｔｈ以下の条件を満たす。さらに、隣接ブロックの中間値「２１５」と代表値「１７８」との差分は「３７」であり、Ｄｔｈ未満の条件を満たす。また、代表値１７８の画素は隣接ブロックとの境界に４画素あり、Ｎｔｈ以上の条件も満たす。したがって、隣接ブロックは着目ブロック内の補正代表値「１７８」に適合する参照ブロックとなっており、着目ブロックにブロックノイズ軽減処理を施すと、着目ブロック内の補正代表値「１７８」が適用される画素の復号値に対して、隣接ブロックに応じたばらつき（分散）が与えられる。

図７の隣接ブロックにおける各代表値の発生確率は以下のようになっている。
ラベル情報「００」の発生確率Ｐ０＝３／１６
ラベル情報「０１」の発生確率Ｐ１＝５／１６
ラベル情報「１０」の発生確率Ｐ２＝６／１６
ラベル情報「１１」の発生確率Ｐ３＝２／１６

また、補正代表値「１７８」と参照ブロックの中間値「２１５」との差分は「３７」である。

補正復号値ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３は、参照ブロックのラベル情報「００」に対応する代表値ｄｔｎ０：１８５、ラベル情報「０１」に対応する代表値ｄｔｎ１：２０５、ラベル情報「１０」に対応する代表値ｄｔｎ２：２２５、ラベル情報「１１」に対応する代表値ｄｔｎ３：２４５、からそれぞれ上記差分「３７」を減算して、以下の値となる。
補正復号値ｄｔｄ０：１４８
補正復号値ｄｔｄ１：１６８
補正復号値ｄｔｄ０：１８８
補正復号値ｄｔｄ０：２０８

各補正復号値ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３の配置画素数は、補正代表値「１７８」の画素数「１１」にそれぞれＰ０〜Ｐ３を乗じて、以下のようになる。
補正復号値ｄｔｄ０の配置画素数＝２：（１１×３／１６）
補正復号値ｄｔｄ１の配置画素数＝４：（１１×５／１６）
補正復号値ｄｔｄ２の配置画素数＝４：（１１×６／１６）
補正復号値ｄｔｄ３の配置画素数＝１：（１１×２／１６）

これらを着目ブロックの中の代表値「１７８」が適用されていた画素の領域にランダムに配置すると、たとえば、図７（ｃ）の第２段階復号画像データ５２Ｃのようになる。

このように、第２段階の復号処理（ブロックノイズ軽減処理）を施すことにより、着目ブロック内で、補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の領域における復号値の分散が、参照ブロックにおける復号値の分散に近づく（ほぼ等しくなる）ので、ブロックノイズが低減される。また、着目ブロック内で、補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の配置される領域における復号値の平均値は、ブロックノイズ低減処理を施す前後で変化しないので、その領域全体としての濃度を維持しつつ参照ブロックに類似した粒状性を与えることができる。

なお、各補正復号値ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３について、補正復号値にその補正代表値の適用される画素数と発生確率を乗じた値を配置画素数で除した結果を、補正復号値とするようにしてもよい。たとえば、上記の例の補正復号値ｄｔｄ０（１４８）の場合、１４８×１１×３／１６÷２＝１５２．６２５、となり、補正復号値ｄｔｄ０を１５３に修正すればよい。これにより、より正確に分散を一致させることができる。

次に、１つの補正代表値に適合する隣接ブロック（参照ブロック）が複数存在する場合について説明する。

図５の処理を行った結果、１つの補正候補代表値に対して参照ブロックが複数抽出される場合がある。この場合、該補正候補代表値は適合する参照ブロックがあるので補正代表値とされる。そして、これら複数の参照ブロックに対して、該補正代表値の適用画素との隣接画素数に応じた重み付けを行って、複数の参照ブロックを代表する中間値、各ラベル情報に対応する代表値、発生確率をそれぞれ求め、これらを使用して図６のばらつき付与処理を行う。

たとえば、図８に示す例の場合、着目ブロック３０の中の代表値「１７８」が補正代表値となり、この補正代表値に対する参照ブロックは隣接するブロックＡ〜ＤのうちブロックＢとブロックＣになる。図９は、図８の４つの隣接ブロックＡ〜Ｄのダイナミックレンジ、中間値、代表値毎の発生確率、着目ブロックの補正代表値「１７８」に対する適合判定結果等を例示している。なお、ブロックＡは、隣接画素数が２画素のみであり閾値Ｎｔｈ(３画素)より少ないため適合しない。またブロックＤは、ダイナミックレンジが１８０であり、着目ブロックのダイナミックレンジ１７４であるので、これらの比が１８０＞１７４×（１／Ｒｔｈ）となり、図５のステップＳ３０３の条件を満たさず、参照ブロックとして適合しない。

ここでは、複数の参照ブロックを代表する中間値および各ラベル情報に対応する代表値、発生確率の算出方法を、４つの隣接ブロックのうち補正代表値に適合する参照ブロックがブロックＢとブロックＣのみの場合（上記図８、図９に示す場合）を例に説明する。

（１）複数の参照ブロックを代表する中間値ｄｍｎの算出方法
ブロックＢの中間値ｄｍｎ＿Ｂと、ブロックＣの中間値ｄｍｎ＿Ｃとを、ブロックＢの隣接画素数Ｎ＿ＢとブロックＣの隣接画素数Ｎ＿Ｃで重み付けして算出する。演算式は以下のようになる。
ｄｍｎ＝［Ｎ＿Ｂｘｄｍｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃｘｄｍｎ＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）

（２）複数の参照ブロックを代表する発生確率（Ｐ１〜Ｐ４）の算出方法
ブロックＢにおける第１代表値の発生確率Ｐ１＿Ｂと、ブロックＣにおける第１代表値の発生確率Ｐ１＿Ｃとを、ブロックＢの隣接画素数Ｎ＿ＢとブロックＣの隣接画素数Ｎ＿Ｃで重み付けしたものを、参照ブロック全体としての第１代表値の発生確率Ｐ１とする。第２〜第４代表値についても同様である。演算式は以下のようになる。

Ｐ１＝［Ｎ＿ＢｘＰ１＿Ｂ＋Ｎ＿ＣｘＰ１＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
Ｐ２＝［Ｎ＿ＢｘＰ２＿Ｂ＋Ｎ＿ＣｘＰ２＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
Ｐ３＝［Ｎ＿Ｂｘ ３＿Ｂ＋Ｎ＿ＣｘＰ３＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
Ｐ４＝［Ｎ＿ＢｘＰ４＿Ｂ＋Ｎ＿ＣｘＰ４＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
なお、
Ｐ２は、参照ブロック全体としての第２代表値の発生確率、
Ｐ３は、参照ブロック全体としての第３代表値の発生確率、
Ｐ４は、参照ブロック全体としての第４代表値の発生確率、
Ｐ２＿Ｂは、ブロックＢにおける第２代表値の発生確率、
Ｐ２＿Ｃは、ブロックＣにおける第２代表値の発生確率、
Ｐ３＿Ｂは、ブロックＢにおける第３代表値の発生確率、
Ｐ３＿Ｃは、ブロックＣにおける第３代表値の発生確率、
Ｐ４＿Ｂは、ブロックＢにおける第４代表値の発生確率、
Ｐ４＿Ｃは、ブロックＣにおける第４代表値の発生確率、
である。

（３）参照ブロック全体としての第１〜第４代表値（ｄｔｎ１〜ｄｔｎ４）の算出方法
ブロックＢにおける第１代表値ｄｔｎ１＿Ｂと、ブロックＣにおける第１代表値ｄｔｎ１＿Ｃとを、ブロックＢの隣接画素数Ｎ＿ＢとブロックＣの隣接画素数Ｎ＿Ｃで重み付けしたものを、参照ブロック全体としての第１代表値ｄｔｎ１とする。第２〜第４代表値についても同様である。演算式は以下のようになる。

ｄｔｎ１＝［Ｎ＿Ｂｘｄｔｎ１＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃｘｄｔｎ１＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
ｄｔｎ２＝［Ｎ＿Ｂｘｄｔｎ２＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃｘｄｔｎ２＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
ｄｔｎ３＝［Ｎ＿Ｂｘｄｔｎ３＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃｘｄｔｎ３＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
ｄｔｎ４＝［Ｎ＿Ｂｘｄｔｎ４＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃｘｄｔｎ４＿Ｃ］／（Ｎ＿Ｂ＋Ｎ＿Ｃ）
なお、
ｄｔｎ２は、参照ブロック全体としての第２代表値
ｄｔｎ３は、参照ブロック全体としての第３代表値
ｄｔｎ４は、参照ブロック全体としての第４代表値
ｄｔｎ２＿Ｂは、ブロックＢにおける第２代表値、
ｄｔｎ２＿Ｃは、ブロックＣにおける第２代表値、
ｄｔｎ３＿Ｂは、ブロックＢにおける第３代表値、
ｄｔｎ３＿Ｃは、ブロックＣにおける第３代表値、
ｄｔｎ４＿Ｂは、ブロックＢにおける第４代表値、
ｄｔｎ４＿Ｃは、ブロックＣにおける第４代表値、
である。

図８、図９に示す例に基づいて上記演算を行うと以下のようになる。
中間値ｄｍｎ＝（４ｘ２１０＋３ｘ２０５）／（４＋３）＝２０７．９
発生確率Ｐ１＝（４ｘ５／１６＋３ｘ１０／１６）／（４＋３）＝０．４４６
発生確率Ｐ２＝（４ｘ３／１６＋３ｘ４／１６）／（４＋３）＝０．２１４
発生確率Ｐ３＝（４ｘ４／１６＋３ｘ１／１６）／（４＋３）＝０．１７０
発生確率Ｐ４＝（４ｘ４／１６＋３ｘ１／１６）／（４＋３）＝０．１７０

３以上の参照ブロックが存在する場合も同様に、それら３つの重み付けによって各値を決定すればよい。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態では、補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３を、第１段階の復号処理で補正代表値ｄｔが適用される画素の領域にランダムに配置するようにしたが、第２の実施の形態では、参照ブロックにおける各代表値の配列パターンに従って、補正復号値ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３を配列する。すなわち、第１段階の復号処理で補正代表値ｄｔが適用される画素の領域において、参照ブロック内で第１代表値ｄｔｎ０が適用される画素と同一位置の画素の復号値として第１補正代表値ｄｔｄ０を適用し、参照ブロック内で第２代表値ｄｔｎ１が適用される画素と同一位置の画素の復号値として第２補正代表値ｄｔｄ１を適用し、参照ブロック内で第３代表値ｄｔｎ２が適用される画素と同一位置の画素の復号値として第３補正代表値ｄｔｄ２を適用し、参照ブロック内で第４代表値ｄｔｎ３が適用される画素と同一位置の画素の復号値として第４補正代表値ｄｔｄ３を適用する。

図１０は、参照ブロックにおける各代表値の配列パターンに従って、着目ブロック内の補正代表値「１７８」の適用画素の領域に、補正復号値（ｄｔｄ０〜ｄｔｄ３）を配列した場合の一例を示している。符号化画像データ（同図（ａ））および第１段階の復号画像データ（同図（ｂ））については、図７と同一である。図１０（ｃ）は、配列パターンを維持するようにブロックノイズ軽減処理（第２段階の復号処理）を施した結果を示している。

この例では、参照ブロック内の第１代表値ｄｔｎ０は１８５でこれに対応する第１補正代表値ｄｔｄ０は１４８、参照ブロック内の第２代表値ｄｔｎ１は２０５でこれに対応する第２補正代表値ｄｔｄ１は１６８、参照ブロック内の第３代表値ｄｔｎ２は２２５でこれに対応する第３補正代表値ｄｔｄ２は１８８、参照ブロック内の第４代表値ｄｔｎ０は２４５でこれに対応する第４補正代表値ｄｔｄ３は２０８となっている。

このように参照ブロック内での代表値の配列パターンを維持するように、着目ブロック内の該当領域にばらつきを与えるので、自然な繋がりになり、ブロックノイズが軽減される。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したもの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における変更や追加があっても本発明に含まれる。

着目ブロックの中の補正代表値の適用画素に対するばらつきの与え方は、第１、第２の実施の形態に例示したものに限定されるものではない。第１の実施の形態では参照ブロック内での代表値の分散と、ばらつきを与えた領域の分散とが近づくように（あるいは等しくなるように）したが、別の基準でばらつきを与えるようにしてもよい。たとえば、ランダムにばらつきを与える方法、参照ブロックとばらつきの分布範囲が等しくなる条件でランダムに与える方法、第１の実施の形態における補正復号値をランダムな画素数比率で（すなわち、発生確率を無視して）ランダムに配置する、などでもかまわない。第２の実施の形態のように配列パターンが維持されるようにばらつきを与える方法も、分散を基準としないばらつきの与え方の１つである。

実施の形態では、参照ブロックの代表値の中間値と補正候補代表値との差分が閾値Ｄｔｈ以下であることを参照ブロックの適合条件の１つ（補正候補代表値が隣接ブロックの代表値の分布範囲と近似関係にある条件）としたが、中間値に代えて平均値を使用してもかまわない。また、参照ブロックの代表値の中間値と補正候補代表値との差分が閾値Ｄｔｈ以下であることに代えて、あるいはさらに加えて、補正候補代表値が隣接ブロックの代表値の分布範囲内もしくは分布範囲＋その前後所定値の範囲内にあることなどを適合の条件（近似関係の条件）としてもよい。

また、実施の形態で示した、各閾値Ｒｔｈ、Ｄｔｈ、Ｎｔｈ、Ｍｔｈの値は一例であり、それらに限定されるものではない。たとえば、閾値Ｍｔｈは、１ブロックを構成する画素数に基づいて定めるとよく、１ブロックの全画素数の２分の１や５分の２、５分の３などの値に適宜設定すればよい。

復号対象の画像はモノトーンの画像に限定されず、カラー画像であってもかまわない。

１０…画像復号装置
１１…入力部
１２…ＢＴＣ復号部
１３…ブロックノイズ軽減処理部
３０…着目ブロック
５１Ａ…隣接ブロックの符号化画像データ
５１Ｂ…隣接ブロックの第１段階復号データ
５１Ｃ…隣接ブロックの第２段階復号データ
５２Ａ…着目ブロックの符号化画像データ
５２Ｂ…着目ブロックの第１段階復号データ
５２Ｃ…着目ブロックの第２段階復号データ
ＢＬ…ブロック
Ｍ…元画像

Claims (6)

1. 画像を複数に分割して得た各ブロックを、そのブロックに属する画素の階調値を代表する１または複数の代表値とそのブロックに属する各画素が前記代表値のいずれに対応する画素であるかを示すラベル情報とで表わした符号化画像データを復号する画像復号装置において、
   着目ブロックの各画素を代表値に基づいて復号化する際に、前記着目ブロックの代表値の分布範囲の大きさが隣接ブロックの代表値の分布範囲の大きさの所定倍以上ある場合は、前記着目ブロックの代表値の中で前記隣接ブロックの代表値の分布範囲と所定の近似関係にある代表値を補正代表値とし、該補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値に、ばらつきを与える
   ことを特徴とする画像復号装置。
2. 前記補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値の分散が、前記隣接ブロックの代表値の分散に近づくように、前記ばらつきを与える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
3. 前記ばらつきは、前記補正代表値に対応するラベル情報を有する画素の復号値が、前記隣接ブロックにおける復号値の配列パターンに対応したパターンでばらつくように与える
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
4. 前記着目ブロックの代表値の中で前記隣接ブロックの代表値の中間値または平均値との差が閾値以下の代表値を、前記所定の近似関係にある代表値とする
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像復号装置。
5. 前記補正代表値となる条件の１つに、前記着目ブロックの中でその代表値に対応するラベル情報を有する画素が第２の閾値以上あることを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像復号装置。
6. 前記補正代表値となる条件の１つに、前記着目ブロックの中でその代表値に対応するラベル情報を有しかつ前記隣接ブロックとの境界の位置する画素が第３の閾値以上あることを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像復号装置。