JP3256298B2 - 画像データ符号化方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データを符号化す
る符号化方法及び装置に係わり、特に、多値画像を複数
の画素からなるブロックに分割し、各ブロック内の画素
を直交変換して符号化する多値画像の直交変換符号化方
式による画像データ符号化方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、統合サービスディジタル網（ＩＳ
ＤＮ：integrated services digitalnetwork ）による
通信回線の高速化を背景に、カラー画像伝送サービスへ
の要求が高まってきている。数値データに比べて情報量
が桁違いに大きい画像データ、特に中間調画像やカラー
画像のデータを蓄積したり、あるいは、高速、高品質で
伝送するためには、画素毎の階調値を高能率に符号化す
る必要がある。

【０００３】画像データの高能率な圧縮方式として、例
えば適応離散コサイン変換符号化方式（ＡＤＣＴ：Adap
tive Discrete Cosine Transform）がある。これは、２
次元離散コサイン変換（以下、２次元ＤＣＴと称する）
を基本にした高能率符号化方式である。このＡＤＣＴ
は、カラー静止画の高能率符号化の国際標準化を進めて
いるＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問委員会）とＩＳＯ
（国際標準化機関）の合同機関であるＪＰＥＧ（Joint
Phtographic Experts Groug ）により勧告案として発表
された。

【０００４】このＡＤＣＴは、入力多値画像を８×８画
素から成るブロックに分割し、各ブロックの８×８画素
の画信号（多値データ）を直交変換によって空間周波数
である２次元ＤＣＴ係数に変換し、それら８×８個の２
次元ＤＣＴ係数を、視覚に適応した量子化閾値を用いて
線形量子化する。これにより、量子化閾値より小さい値
の２次元ＤＣＴ係数が「０」となりＤＣ成分（直流係
数）とわずかのＡＣ成分（交流係数）のみが「０」以外
の値となる量子化係数が生成される。このようにＡＤＣ
Ｔによる多値画像の符号化においては、量子化係数は２
次元ＤＣＴ係数の値と量子化閾値によって決定される。
そして、以上のような処理を、ブロック単位に１画面の
全ブロックについて施すことにより１画面分の２次元Ｄ
ＣＴ係数が量子化される。そして、このようにして得ら
れた各ブロックの量子化係数の列がハフマン・テーブル
により可変長符号化される。この場合、ＤＣ成分につい
ては、各ブロック先頭のＤＣ成分と前ブロックのＤＣ成
分との差分値が可変長符号化される。また、ＡＣ成分に
ついては、値が「０」でない有効係数の値（インデック
ス）と、その有効係数までの、値が「０」である無効係
数のランの長さ（ランレングス）との組み合わせが可変
長符号化される（″マルチメディア符号化の国際標
準″、丸善、安田浩著、１９９１年版を参照）。

【０００５】ところで、画像は、上述のようなデータ圧
縮を行ってもその符号量が多いために、電話回線等のよ
うな狭帯域伝送路で伝送しようとすると１枚当たり数秒
あるいはそれ以上の時間がかかってしまう。このため画
像の速やかな検索や認識等のために、画像符号化方式と
して上述のＡＤＣＴ方式を用いた階層符号化方式が提案
されている。

【０００６】この階層符号化方式は、画像が解像度及び
階調性の低い粗い画像から、順次、解像度及び階調性の
高い精細な画像へと段階的に復元し、最後には最も高精
細な画像を復元するために用いられる画像符号化の一手
法である。このような階層的に符号化された符号を用い
て、粗い画像からより精細な画像へと画像を復元してい
く方式は、一般に階層復元方式と呼ばれている。この階
層復元方式では、復元の早い段階で画像の認識が行える
ため、伝送レートに制約がある場合や画像データベース
の検索等において効果的である。

【０００７】ここで、図１９に、階層符号化・復元方式
のブロック図を示し、その概略を説明する。まず、符号
化側においては、複数に分割された原画像データの各ブ
ロックが、２次元ＤＣＴ変換部１４１でブロック単位で
２次元ＤＣＴ変換され、この２次元ＤＣＴ変換により得
られた各ブロックの２次元ＤＣＴ係数が量子化部１４２
で量子化され、量子化係数に変換される。この量子化部
１４２から出力される量子化係数は、アドレス制御部１
４４から出力されるアドレス（有効な量子化係数の開始
アドレス及び終了アドレス）にしたがって、分割部１４
３により複数の階層に分割される。そして、この階層分
割された量子化係数は、各階層グループ別に可変長符号
化部１４５により可変長符号化される。

【０００８】一方、復元側では、可変長復元部１４６に
より可変長符号が量子化係数に復元され、つぎに逆量子
化部１４７により２次元ＤＣＴ係数に復元され、さらに
逆ＤＣＴ変換部１４８で逆２次元ＤＣＴ変換が行われ画
像データに復元される。ここで各階層毎に復元される画
像データは、第１階層は、画像データであるが、第２階
層以降の画像データは、直前の階層の画像データとの差
分画像データである。加算部１４９は、第１階層の復元
画像に、第２階層以降の差分画像データを順次累積加算
しながら、画像を粗い画像からより精細な画像へと階層
的に復元していく。

【０００９】この階層符号化・復元方式の一方式とし
て、スペクトラル・セレクション方式（Spectral Selec
tion方式，以下、ＳＳ方式と表現する）がある。この方
式は、図２０に示すように、各ブロックの８×８個の２
次元ＤＣＴ係数を縦と横の次数の等しい位置で０次〜１
４次までの１４階層に分割し、同じ次数の２次元ＤＣＴ
係数の集合毎に量子化して可変長符号化を行い、復元側
では、０次、１次、・・・、１４次の順に可変長符号を
受け取り、上記のような方法で画像を階層復元するもの
である。

【００１０】画像データに対して２次元ＤＣＴ変換を行
うと得られる２次元ＤＣＴ係数は、通常、同図左上方に
示されるＤＣ成分（直流成分：０次の係数）を含む低次
部分に有効係数が集中し、それ以外の高次の成分は、ほ
とんど「０」となる。したがって、ＳＳ方式では、これ
ら低次部の２次元ＤＣＴ係数を細かく分割し、高次部の
２次元ＤＣＴ係数は粗く分割する。

【００１１】同図に示す例では、第１階層を０次のＤＣ
成分のみ、第２階層を１次のＡＣ成分（交流成分）２
個、第３階層を２次のＡＣ成分３個、第４階層を３次の
ＡＣ成分４個、第５階層を４次のＡＣ成分５個、第６階
層を５次のＡＣ成分６個、第７階層を６次のＡＣ成分７
個、そして、第８階層を残りの７次以上のＡＣ成分３６
個に分割している。

【００１２】ＳＳ方式の階層符号化においては、図２１
に示すように、２次元ＤＣＴ係数を変換することにより
得られる各ブロックの量子化係数を、上記のように階層
分割し、第１階層、第２階層、第３階層・・・の順に、
低次階層から高次階層へと階層毎に量子化係数を順次符
号化していく。

【００１３】このＳＳ方式における符号化を、図２２に
示す量子化後のブロックを、一具体例として取り上げな
がら説明する。まず、同図に示すブロックをジグザグス
キャン順次にしたがって、図２３(a)に示すように、
「９４５４０２２１２０１１０・・・０」の１次元量子
化係数列を得る。次に、この量子化係列を、ＤＣ成分と
ＡＣ成分（ラン長とインデックス）とに分けて可変長符
号化して、同図(b) 示すように、「Ｄ９Ｒ０Ｉ４Ｒ０Ｉ
５Ｒ０Ｉ４Ｒ１Ｉ２Ｒ０Ｉ２Ｒ０Ｉ１Ｒ０Ｉ２Ｒ１Ｉ１
Ｒ０Ｉ１ＥＯＢ」の可変長符号を得る。

【００１４】尚、同図(b) に示す符号は、Ｄ９が値が
「９」のＤＣ成分の符号、Ｉ４がＡＣ成分が「４」の非
零係数（インデックス）の符号を示し、Ｒ０は零ラン長
が「０」であることを示す符号である。各インデックス
の間には零ラン長が「ｍ」であることを表すＲｍを挿入
する。また、ＥＯＢは残りのＡＣ成分が全て「０」であ
ることを示す符号である。

【００１５】このように、値が「ｎ」のＤＣ成分をＤ
ｎ、値が「ｘ」の非零係数のＡＣ成分をＩｘ、有効係数
から次ぎの有効係数までの間にある無効係数の数（零ラ
ン長）「ｍ」をＲｍ、後続する有効係数が無いことをＥ
ＯＢとする符号化を行う。

【００１６】次ぎに、図２４(a),(b) を参照して、上記
図２３(a) に示す一次元の量子化係数列を、ＳＳ方式に
より、階層符号化する方法を説明する。まず、図２４
(a) に示すように、図２３(a) に示す一次元の量子化係
数列「９４５４０２２１２０１１０・・・０」を、上記
図２０に示す方法で、次数にしたがって「９」、「４
５」、「４０２」、「２１２０」、「１１０００」、・
・・、「０・・・０」の８階層（８ステージ）に分割す
る。続いて、同図(b) に示すように第１階層から第８階
層までの各階層に属する量子化係数を、階層順に、「Ｄ
９」（第１階層）、「Ｒ０Ｉ４Ｒ０Ｉ５」（第２階
層）、「Ｒ０Ｉ４Ｒ１Ｉ２」（第３階層）、「Ｒ０Ｉ２
Ｒ０Ｉ１Ｒ０Ｉ２ＥＯＢ」（第４階層）、「Ｒ１Ｉ１Ｒ
０Ｉ１ＥＯＢ」（第５階層）、「ＥＯＢ」（第６階
層）、「ＥＯＢ」（第７階層）、及び「ＥＯＢ」（第８
階層）と階層符号化する。

【００１７】ところで、階層符号化の他の方式として、
画像データの一部の領域（特に画像の中心領域）を、階
層復元の初期の段階から部分的に高精細に復元するすり
鉢型標本化法を上記ＳＳ方式とは異なるハイアラーキカ
ル方式と呼ばれる階層符号化に適用する方式（すり鉢符
号化）がある（″画像の階層的符号化・伝送のためのす
り鉢型標本化法″、画像電子学会誌第１９巻第２号、１
９９０年、中村康弘著を参照）。

【００１８】この方式も、復元の早い段階で画像の認識
が行え、特に被写体が画像中心に位置する人物の顔写真
や製品の目録等の階層復元に適している。ハイアラーキ
カル方式の階層符号化は、図２５(a) に示すピラミッド
構造により表現できる。同図(a) において、原画像は上
記ピラミッドの最下層に対応しており、以後の説明にお
いて、この最下層の原画像は縦横方向に２_n ×２_n 画素
からなるマトリクス構成となっているものと仮定し、こ
れを第Ｌ₁ 階層とする。

【００１９】ハイアラーキカル方式の階層符号化におい
ては、一般的にサブサンプリングとフィルタリングとい
う２つの手法により、第Ｌ_i 階層から第Ｌ_i+1 階層を求
める。

【００２０】すなわち、まず、第Ｌ_i 階層の画像を縦横
方向に２_ni×２_ni画素のブロックに分割し、各ブロック
から第Ｌ_i+1 階層の対応する画素を標本化するサンプリ
ングを行う。

【００２１】そして、第Ｌ_i 階層の画像に対してローパ
スフィルタリングを行うことにより、画像毎ごとの濃度
値のばらつきによる高周波のノイズ除去すると共に第Ｌ
_i+1階層の各画素が第Ｌ_i 階層の近傍領域の画素の濃度
値を反映するようにする。これらの手法において、原画
素平面内の各画素は全て同一の重み付けにより上位の階
層に影響する。

【００２２】ここで、n1＝０としてn2＝１のとき、第Ｌ
₂ 階層に属する各画素は、直下階層である第Ｌ₁ 階層
（原画像）内近傍４画素への４分木構造を構成する。す
なわち、第Ｌ₂ 階層上の画素をＬ₂ （ｘ_n ，ｙ_m ）とす
れば、各画素は原画像の近傍４画素をサンプリングし
て、 Ｌ₂ （ｘ_n ，ｙ_m ）＝（１／４）×［Ｌ₁ （２ｘ_n-1 ，２ｙ_m-1 ）＋ Ｌ₁ （２ｘ_n ，２ｙ_m-1 ）＋ Ｌ₁ （２ｘ_n-1 ，２ｙ_m ）＋ Ｌ₁ （２ｘ_n ，２ｙ_m ）］ で得られる。

【００２３】すり鉢型標本化法は、上記の過程を踏まえ
てなされる。すなわち、同図(b) のピラミッド構造の側
面図に示す如く、ピラミッド構造における各階層がすり
鉢型をなす階層曲面Ｍk を設定する。そして、各階層曲
面Ｍk においては、画像の中心近傍ほど同図(a) の階層
平面Ｌ_i より緻密な標本化がなされ、一方、画像の周囲
部分は階層平面Ｌ_i より粗い標本化がなされる。そし
て、このような標本化による各階層局面Ｍk に属する画
素の階調値を例えばＡＤＣＴを用いて符号化する。

【００２４】このようにして階層符号化された符号を階
層復元するとによって、階層復元時においては、画像の
中心部ほど早く高精細に復元される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、人物を被写体
にした画像は、通常、人物（画像の重要部分）が中央付
近にあり、それ以外には背景（風景）が写る。人物と背
景では、画像の性質はかなり異なり、画像の符号化を行
った場合、人物そのものの画像は通常階調変化が少ない
ため符号量が少なくなり、これに対し風景は階調変化が
複雑な場合が多く、このため符号量が多くなる。このよ
うな画像を一定レートで符号化する場合、符号量は背景
に重みがおかれてしまい、肝心な人物の符号量が少なく
なり画質が劣化するという問題が発生する。

【００２６】これを解決する方法として、複数の量子化
閾値（量子化マトリクス）を用意し、画像のフレーム内
の位置によって量子化閾値を切り換える方法も考えられ
るが、ＪＰＥＧでは、符号化の際の画質を制御するパラ
メータである量子化マトリクスブロック内の各画素に対
応する複数の量子化閾値からなるテーブルは、一種類の
み使用すると規定されている。したがって、ＡＤＣＴ方
式に準拠して画像の符号化を行う場合、量子化マトリク
スは１つしか使用できない。

【００２７】このため、全体の符号量を少なくするため
に量子化マトリクス内の量子化閾値の値を相対的に大き
くした場合、画質の劣化はフレーム全体に拡がる。ま
た、ＪＰＥＧ方式は、本来、自然画像データを符号化す
ることを主眼に開発された符号化であるため、鋭い輪郭
のある部分は、復元された際、崩れたりぼやけたりする
弱点がある、このため、圧縮率を高くして符号量を少な
くすると文字の画像劣化が激しくなり、文字を読み取れ
なくなるという問題も発生する。

【００２８】さらに、階層復元において、このような問
題を解決する方法として、前述した画像の中心部分ほ
ど、早く高精細に復元するすり鉢符号化が考えられる
が、このすり鉢符号化はハイアラーキカル方式を前提と
しておりアルゴリズムが複雑で回路規模が大きくなるの
に加え、処理速度が遅くなるという欠点を有している。

【００２９】本発明は、上記の実情に鑑みてなされたも
のであり、ＪＰＥＧ方式に準拠して、画像の重要部分を
選択的に高精細に復元できるような高能率符号化を実現
することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の画
像データ符号化方法は（図１参照）、画像データを符号
化する画像データ符号化方法を前提とし、複数の画素か
ら成る複数のブロックに分割された原画像データの各ブ
ロック毎に、ブロック内の複数の画素の多値データを直
交変換する直交変換過程１と、該直交変換過程１によっ
て得られた直交変換係数を量子化する量子化過程２と、
上記複数のブロックの各ブロックの量子化係数を、各ブ
ロックが予め指定されたフレーム内の領域にあるか否か
に応じて所定次以上の量子化係数を「０」に置き換える
量子化係数置換過程３と、該量子化係数置換過程３によ
って出力される量子化係数を、各ブロック毎に符号化す
る符号化過程４とで構成される。

【００３１】上記量子化係数置換過程３は、例えば請求
項２記載のように、ブロックの位置がフレームの中心か
ら離れるに応じて「０」に置き換える量子化係数を低次
成分に近づける。

【００３２】請求項３記載の発明の画像データ符号化装
置は（図２参照）、画像データを符号化する画像データ
符号化装置を前提とし、複数の画素から成る複数のブロ
ックに分割された原画像データの各ブロック毎に、ブロ
ック内の複数の画素の多値データを直交変換する直交変
換手段１１と、該直交変換手段１１によって得られた直
交変換係数を量子化する量子化手段１２と、“０”の量
子化係数を出力する“０”係数出力手段１３と、上記量
子化手段１２から出力された量子化係数と“０”係数出
力手段１３から出力された“０”とを切り換え出力する
スイッチ手段１４と、量子化手段１２から出力される量
子化係数が属するブロックがフレーム内の指定された領
域内にあるか否に応じて、スイッチ手段１４に量子化手
段１２から出力される量子化係数または“０”係数出力
手段１３から出力される“０”の値のいずれか一方を選
択出力させる選択指示手段１５と、上記スイッチ手段１
４から出力される量子化係数を各ブロック毎に符号化す
る符号化手段１６とで構成される。

【００３３】請求項４記載の発明の画像データ符号化方
法は（図３参照）、画像データを階層的に符号化する画
像データ符号化方法を前提とし、複数の画素から成る複
数のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に直交変換する直交変換過程２１と、該直交変換過程２
１によって得られた直交変換係数をブロック内の複数の
画素の多値データを複数の階層に分けて量子化する量子
化過程２２と、階層符号化の高次の階層において、上記
量子化過程２２によって直行変換係数の量子化が行われ
たブロックの量子化係数の一部または全部を、そのブロ
ックが予め指定されたフレーム内の領域にあるか否かに
応じて、“０”の量子化係数に置き換える量子化係数置
換過程２３と、量子化係数置換過程２３により出力され
る量子化係数を各ブロック毎に階層符号化する符号過程
２４とで構成される。

【００３４】請求項５記載の発明の画像データ符号化方
法は（図４参照）、画像データを階層的に符号化する画
像データ符号化方法を前提とし、複数の画素から成る複
数のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換す
る直交変換過程３１と、上記原画像の領域の一部を指定
する領域指定過程３２と、直交変換過程３１によって得
られた各ブロック内の直交変換係数を階層符号化の次数
に対応させて複数に分割する直行変換係数分割過程３３
と、該直交変換係数分割過程３３により分割出力される
直交変換係数を順次量子化する量子化過程３４と、該量
子化過程３４によって出力される量子化係数が領域指定
過程３２により指定された領域外のブロックの量子化係
数であるとき“０”の量子化係数を出力する“０”係数
出力過程３５と、領域指定過程３２で指定された領域情
報と現在の階層符号化の次数に応じて、量子化過程３４
により量子化された量子化係数と、“０”係数出力過程
３５により出力される“０”の量子化係数とを切り換え
出力する切換過程３６と、該切換過程３６により出力さ
れる量子化係数の各ブロック毎に階層符号化する符号化
過程３７とで構成される。

【００３５】請求項６記載の発明の画像データ符号化装
置は（図５参照）は、画像データを階層的に符号化する
画像データ符号化装置を前提とし、複数の画素から成る
複数のブロックに分割された原画像データの各ブロック
毎に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換
する直交変換手段４１と、該直交変換手段４１によって
得られた直交変換係数を複数の階層に分割する分割手段
４２と、該分割手段４２により分割された直交変換係数
を、順次、量子化する量子化手段４３と、“０”の量子
化係数を出力する“０”係数出力手段４４と、量子化手
段４３から出力される量子化係数と“０”係数出力手段
４４から出力される“０”の量子化係数とを切り換え出
力する切換手段４５と、量子化手段４３から切換手段４
５に出力されている量子化係数が属するブロックが予め
指定された所定領域内にあるか否と、その量子化係数が
属する階層符号化の次数とに応じて、切換手段４５に量
子化手段４３から出力される量子化係数または“０”係
数出力手段４４から出力される“０”の量子化係数のい
ずれか一方を選択出力させる切換指示手段４６と、上記
切換手段４５から出力される直交変換係数を、各ブロッ
ク毎に階層符号化する符号化手段４７とで構成される。

【００３６】請求項７記載の発明の画像データ符号化装
置は（図６参照）、画像データを階層的に符号化する画
像データ符号化装置を前提とし、複数の画素から成る複
数のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換す
る直交変換手段５１と、該直交変換手段５１によって得
られた直交変換係数を複数の階層に分割する分割手段５
２と、該分割手段５２により分割された直交変換係数を
順次量子化する量子化手段５３と、該量子化手段５３に
より得られた量子化係数の所定ビット数の下位ビット
を、その量子化係数が属するブロックがフレーム内の予
め指定された領域内に在るか否かと、その量子化係数が
属する階層符号化の次数とが所定の条件を満たすときの
み“０”に置き換える量子化係数設定手段５４と、該量
子化係数設定手段５４から出力される直交変換係数を、
各ブロック毎に階層符号化する符号化手段５５とで構成
される。

【００３７】請求項８記載の画像データ符号化方法は
（図７参照）、請求項１又は２記載の直交変換過程１、
量子化過程２、及び量子化係数置換過程３の各過程に、
さらに、フレーム内の任意の領域を外部入力により前記
量子化係数置換過程３に指定する領域指定過程５を加え
て構成される。

【００３８】請求項９記載の画像データ符号化方法は
（図８参照）、請求項４記載の直交変換過程２１、量子
化過程２２、量子化係数置換過程２３、及び符号化過程
２４の各過程に、さらに、フレーム内の任意の領域を外
部入力により前記量子化係数置換過程２３に指定する領
域指定過程２５を加えて構成される。

【００３９】請求項１０記載の画像データ符号化装置は
（図９参照）、請求項３記載の直交変換手段１１、量子
化手段１２、“０”係数出力手段１３、スイッチ手段１
４、選択指示手段１５、及び符号化手段１６の各手段
に、さらに、フレーム内の任意の領域を外部入力により
前記選択指示手段１５に指定する領域指定手段１７を加
えて構成される。

【００４０】請求項１１記載の画像データ符号化装置は
（図１０参照）、請求項６記載の直交変換手段４１、分
割手段４２、量子化手段４３、“０”係数出力手段４
４、切換手段４５、切換指示手段４６、及び符号化手段
４７の各手段に、さらに、フレーム内の任意の領域を外
部入力により前記切換指示手段４６に指定する領域指定
手段４８を加えて構成される。

【００４１】請求項１２記載の画像データ符号化装置は
（図１１参照）、請求項７記載の直交変換手段５１、分
割手段５２、量子化手段５３、量子化係数設定手段５
４、及び符号化手段５５の各手段に、さらに、フレーム
内の任意の領域を外部入力により前記量子化係数設定手
段５４に指定する領域指定手段５６を加えて構成され
る。

【００４２】

【作用】請求項１記載の発明の画像データ符号化方法で
は、直交変換過程１は、複数の画素から成る複数のブロ
ックに分割された原画像データの各ブロック毎に、ブロ
ック内の複数の画素の多値データを直交変換する。量子
化過程２は、直交変換過程１によって得られた直交変換
係数を量子化する。量子化係数置換過程３は、上記複数
のブロックの各ブロックの量子化係数を、各ブロックが
予め指定されたフレーム内の領域にあるか否かに応じて
所定次以上の量子化係数を「０」に置き換える。そし
て、例えば請求項２記載のように、ブロックの位置がフ
レームの中心から離れるに応じて「０」に置き換える量
子化係数を低次成分に近づける。符号化過程４は、量子
化係数置換過程３によって出力される量子化係数を、各
ブロック毎に符号化する。

【００４３】請求項３記載の発明の画像データ符号化装
置では、直交変換手段１１は、複数の画素から成る複数
のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換す
る。量子化手段１２は、直交変換手段１１によって得ら
れた直交変換係数を量子化する。“０”係数出力手段１
３は、“０”の量子化係数を出力する。スイッチ手段１
４は、量子化手段１２から出力された量子化係数と
“０”係数出力手段１３から出力された“０”とを切り
換え出力する。選択指示手段１５は、量子化手段１２か
ら出力される量子化係数が属するブロックがフレーム内
の指定された領域内にあるか否に応じて、スイッチ手段
１４に量子化手段１２から出力される量子化係数または
“０”係数出力手段１３から出力される“０”の値のい
ずれか一方を選択出力させる。符号化手段１６は、スイ
ッチ手段１４から出力される量子化係数を各ブロック毎
に符号化する。

【００４４】請求項４記載の発明の画像データ符号化方
法では、直交変換過程２１は、複数の画素から成る複数
のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎に
ブロック内の複数の画素の多値データを複数の階層に分
けて直交変換する。量子化過程２２は、直交変換過程２
１によって得られた直交変換係数を量子化する。

【００４５】量子化係数置換過程２３は、階層符号化の
高次の階層において、量子化過程２２によって直行変換
係数の量子化が行われたブロックの量子化係数の一部ま
たは全部を、そのブロックが予め指定されたフレーム内
の領域にあるか否かに応じて、“０”の量子化係数に置
き換える。符号過程２４は、量子化係数置換過程２３に
より出力される量子化係数を各ブロック毎に階層符号化
する。

【００４６】請求項５記載の発明の画像データ符号化方
法では、直交変換過程３１は、複数の画素から成る複数
のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換す
る。領域指定過程３２は、上記原画像の領域の一部を指
定する。直行変換係数分割過程３３は、直交変換過程３
１によって得られた各ブロック内の直交変換係数を階層
符号化の次数に対応させて複数に分割する。量子化過程
３４は、直交変換係数分割過程３３により分割出力され
る直交変換係数を順次量子化する。

【００４７】“０”係数出力過程３５は、量子化過程３
４によって出力される量子化係数が領域指定過程３２に
より指定された領域外のブロックの量子化係数であると
き“０”の量子化係数を出力する。切換過程３６は、領
域指定過程３２で指定された領域情報と現在の階層符号
化の次数に応じて、量子化過程３４により量子化された
量子化係数と、“０”係数出力過程３５により出力され
る“０”の量子化係数とを切り換え出力する。符号化過
程３７は、切換過程３６により出力される量子化係数の
各ブロック毎に階層符号化する。

【００４８】請求項６記載の発明の画像データ符号化装
置では、直交変換手段４１は、複数の画素から成る複数
のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換す
る。分割手段４２は、直交変換手段４１によって得られ
た直交変換係数を複数の階層に分割する。量子化手段４
３は、分割手段４２により分割された直交変換係数を、
順次、量子化する。

【００４９】“０”係数出力手段（４４）は、“０”の
量子化係数を出力する。切換手段４５は、量子化手段４
３から出力される量子化係数と“０”係数出力手段４４
から出力される“０”の量子化係数とを切り換え出力す
る。切換指示手段４６は、量子化手段４３から切換手段
４５に出力されている量子化係数が属するブロックが予
め指定された所定領域内にあるか否と、その量子化係数
が属する階層符号化の次数とに応じて、切換手段４５に
量子化手段４３から出力される量子化係数または“０”
係数出力手段４４から出力される“０”の量子化係数の
いずれか一方を選択出力させる。符号化手段４７は、切
換手段４５から出力される直交変換係数を、各ブロック
毎に階層符号化する。

【００５０】請求項７記載の発明の画像データ符号化装
置では、直交変換手段５１は、複数の画素から成る複数
のブロックに分割された原画像データの各ブロック毎
に、ブロック内の複数の画素の多値データを直交変換す
る。分割手段５２は、直交変換手段５１によって得られ
た直交変換係数を複数の階層に分割する。量子化手段５
３は、分割手段５２により分割された直交変換係数を順
次量子化する。

【００５１】量子化係数設定手段５４は、量子化手段５
３により得られた量子化係数の所定ビット数の下位ビッ
トを、その量子化係数が属するブロックがフレーム内の
予め指定された領域内に在るか否かと、その量子化係数
が属する階層符号化の次数とが所定の条件を満たすとき
のみ“０”に置き換える。符号化手段５５は、量子化係
数設定手段５４から出力される直交変換係数を、各ブロ
ック毎に階層符号化する。

【００５２】請求項８記載の画像データ符号化方法で
は、請求項１記載の画像データ符号化方法の各作用に加
えて、領域指定過程５は、フレーム内の任意の領域を外
部入力により量子化係数置換過程３に指定する。

【００５３】請求項９記載の画像データ符号化方法で
は、請求項４記載の画像データ符号化方法の各作用に加
えて、領域指定過程２５は、フレーム内の任意の領域を
外部入力により量子化係数置換過程２３に指定する。

【００５４】請求項１０記載の画像データ符号化装置で
は、請求項３記載の画像データ符号化装置の各作用に加
えて、領域指定手段１７は、フレーム内の任意の領域を
外部入力により前記選択指示手段１５に指定する。

【００５５】請求項１１記載の画像データ符号化装置で
は、請求項６記載の画像データ符号化装置の各作用に加
えて、領域指定手段４８は、フレーム内の任意の領域を
外部入力により前記切換指示手段（４６）に指定する。

【００５６】請求項１２記載の画像データ符号化装置で
は、請求項７記載の画像データ符号化装置の各作用に加
えて領域指定手段５６は、フレーム内の任意の領域を外
部入力により量子化係数設定手段５４に指定する。

【００５７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１２は、第１実施例である画像デー
タ符号化方法の本発明に係わる要部の動作を説明するフ
ローチャートである。

【００５８】この画像データ符号化方法では、まずフレ
ームをブロック単位に直交変換する（Ｓ１）。これによ
り、ブロック単位に分割されて入力される画像データ
が、２次元ＤＣＴ変換装置等により、ブロック毎に直交
変換され、この直交変換された２次元ＤＣＴ変換係数を
例えばＤＣＴバッファ等に保持する。

【００５９】次に、上記処理Ｓ１で直交変換が行われた
ブロック内の直交変換係数を量子化する（Ｓ２）。続い
て、該ブロックのフレーム内の位置が画像の重要領域に
属しているか否かを判別する（Ｓ３）。

【００６０】この判別で該ブロックが画像の重要領域に
属していなければ（Ｓ３、ＮＯ）、該ブロック内の直交
変換係数の一部または全部を“０”に置き換える（Ｓ
４）。これにより、画像の重要な領域に属していないブ
ロックの係数の一部または全部が“０”に置き換えられ
るため、これらのブロックの符号量は少なくなると共
に、画像の復元に際しては、粗く復元されることにな
る。

【００６１】一方、上記処理Ｓ３で、該ブロックが重要
領域に属していると判別すると（Ｓ３、ＹＥＳ）、この
該ブロックに対しては上記Ｓ４の処理を行わない。これ
により、画像の重要な領域に属しているブロックは、全
ての量子化係数がそのまま可変長符号化される。したが
って、これらのブロックは符号量か多くなるものの、画
像復元の際には高精細に復元される。

【００６２】最後に、フレームの全ブロックについて上
記処理Ｓ１〜Ｓ４による量子化処理が終了した否かを判
別し（Ｓ５）、終了していなけば（Ｓ５、ＮＯ）、再び
Ｓ１に戻って、次のブロックに対して上記Ｓ１〜Ｓ４の
処理を行う。そして、フレームの全ブロックについて上
記量子化処理が終了したと判別すると（Ｓ５、ＹＥ
Ｓ）、以上の処理により得られた各ブロックの量子化係
数を、可変長符号化する処理に移る。

【００６３】このように、この第１実施例では１フレー
ムを複数のブロックに分割し、重要な領域に属するブロ
ックは、量子化により得られた量子化係数をそのまま符
号化し、他方、重要領域に属さないブロックについては
一部又は全部の量子化係数を強制的に「０」にして符号
化することにより、符号の増加を抑制する。このような
符号化を行うことにより、符号量を押さえながら、画像
の復元の際には重要な領域を高精細に復元することがで
きる。

【００６４】ところで、上記重要領域の設定は、例えば
図１３に示すように、フレームの中心点Ａを基準とし
て、最も精細な画像復元が必要な画像（フレーム）の最
重要領域をブロックａを含むフレームの中心部分に設定
し、中心点Ａから離れるにしたがって重要度を低く設定
する。したがって、この場合、ブロックｂの方がブロッ
クｃよりも重要度が低くなる。尚、この場合、予め、画
像の中心を重要領域（例えば、被写体の、ある領域）と
して設定しておくようにすれば、使用者が外部から重要
領域の指定を行わなくとも、自動的にこのような処理を
行うことができる。

【００６５】次に、前記図１２のフローチャートに示す
一部の量子化係数を“０”に置き換える処理Ｓ４を、上
記図１３に示すブロックａ、ｂ、ｃに適用した一例を図
１４に示す。

【００６６】同図(a) に示すように、余り重要度の高く
ない領域に属するブロックｃについては３次以上の量子
化係数を全て“０”に置き換えた後、符号化を行う。ま
た、重要度がブロックｃより高い領域に属するブロック
ｂについては、同図ｂに示すように５次以上の量子化係
数を“０”に置き換えた後、符号化を行う。そして、最
重要領域に属するブロックａについては、同図(c) に示
すように全ての量子化係数を“０”に置き換えることな
く符号化を行う。

【００６７】このような符号化により、画像の中心付近
ほど高精細に復元される。したがって、人物を被写体に
した画像のように、人物が画像の中心に位置している画
像の場合、画像の重要部分である人物は高精細に復元
し、背景は粗く復元することが符号量を抑制しながら実
現できる。

【００６８】尚、被写体が画像の中心から離れた位置に
ある場合のように、重要領域が必ずしも画像の中心にな
い画像に対処するために、使用者が外部入力により画像
の任意の領域を重要領域に設定するようにしてもよい。
このようにすることにより、使用者は各画像毎に、個別
に自分が関心の高い領域を高精細な画像でみることも可
能になる。

【００６９】ところで、上述した第１実施例は、１フレ
ームの全ブロックの全ての量子化係数を、所定のブロッ
ク順に符号化して、復元側では、そのフレームの各ブロ
ックを符号データの受信順にシーケンシャルに復元す
る、いわゆる、シーケンシャル・ビルトアップ方式の復
元に対応するシーケンシャル符号化の例であるが、この
ような符号化は、符号量が少ない場合には有効である
が、符号量が多いと画像全体が表示されるまでに時間が
かかりすぎ利用者をイライラさせてしまう。

【００７０】次に述べる第２の実施例は、このような問
題を解決するために粗い画像からより精細な画像へと段
階的に復元する、いわゆるプログレッシブ・ビルトアッ
プ方式の復元のための符号化である前記ＳＳ方式のよう
な階層符号化（プログレッシブ符号化）に対応するもの
である。

【００７１】この第２の実施例を、図１５に示すフロー
チャートを用いて説明する。図１５のフローチャートに
おいて、まず、フレームの全ブロックを直交変換する
（Ｓ１０）。この処理は、例えば、ブロック単位に分割
されて入力されるある１フレームの画像データを、２次
元ＤＣＴ変換により、ブロック単位で全ブロックについ
て直交変換する処理に相当し、この直交変換により得ら
れたフレームの全ブロックの直交変換係数は、例えば所
定のバッファ等に保持される。

【００７２】次に、上記フレームの全ブロックについ
て、ブロック内の直交変換換係数を上記ＳＳ方式により
複数の階層段階に階層順に順次分割する（Ｓ１１）。こ
の処理は、例えば上記図１４または図２０に示すよう
に、各ブロックの２次元ＤＣＴ係数を複数の階層段階
（ステージ）に分割して階層符号化を行うための前処理
である。

【００７３】続いて、上記処理Ｓ１１の分割により得ら
れた当該ブロックの階層段階（当該階層段階）が“０”
マスクすべき階層段階であるか否か判別する（Ｓ１
２）。この処理は、当該階層段階が“０”マスクすべき
高次の直交変換係数からなる階層段階であるか否かを判
別する処理である。

【００７４】この判別処理Ｓ１２で、“０”マスクすべ
き階層段階であると判別すれば、続いて当該ブロックが
階層符号化を行うべき選択領域内に位置するブロックで
あるか否か判別する（Ｓ１３）。

【００７５】この処理Ｓ１３で、ＮＯ、すなわち、当該
ブロックが選択領域外にあるブロックであれば、この当
該ブロックの当該階層段階の全ての直交変換係数を
“０”に置き換えるマスク処理を行う（Ｓ１４）。この
処理は、あるフレームの選択領域外のブロックの高次の
直交変換係数からなる階層段階の全ての直交変換係数を
“０”に置き換える処理であり、この場合、量子化処理
は行わない。

【００７６】一方、上記処理Ｓ１３で、当該ブロックが
選択領域内のブロックであると判別すると、この当該ブ
ロック内の当該階層段階の直交変換係数に対して量子化
処理を行う（Ｓ１５）。

【００７７】上記処理Ｓ１２、Ｓ１３、及びＳ１５によ
り、上記選択領域内に含まれるブロック内の直交変換係
数については、全階層段階について線形量子化が行われ
る。また、上記処理Ｓ１２で、当該ブロックの当該階層
段階が量子化処置が必要な階層段階である場合にも（Ｓ
１２、ＹＥＳ）、上記処理Ｓ１５で、上記当該階層段階
の全ての直交変換係数に対して量子化処理を行う。この
処理により、フレーム内の全ブロックについて、所定の
次数以下の直交変換係数から成る階層段階についていは
全て量子化が行われる。

【００７８】上記処理Ｓ１１〜Ｓ１５は、フレーム内の
全ブロックの直交変換係数について各階層段階毎に、階
層段階順に行われ、ある階層段階においてフレーム内の
全ブロックについて上記マスク処理Ｓ１４または量子化
処理Ｓ１５が終了すると（Ｓ１６、ＹＥＳ）、フレーム
の全ブロックの上記階層段階に属する直交変換係数を可
変長符号化する（Ｓ１７）。そして、この可変長符号化
処理Ｓ１７が、フレームの全ブロックの全階層段階につ
いて階層段階順に行われる（Ｓ１８、ＹＥＳ）。

【００７９】以上の処理により、画像の重要部分である
選択領域（重要領域）内のブロックについては、全階層
段階で量子化・可変長符号化が行われるが、画像として
余り重要でない選択領域外の他のブロックについては、
所定次数以上の直交変換係数が“０”に置き換えられた
後、可変長符号化が行われる。この結果、上記選択領域
外のブロックについては連続する零ブロック（該階層内
の１ブロックの全ての量子化係数が“０”のブロック）
が、多数生成される。ＳＳ方式では、連続する零ブロッ
クは、全てまとめられて１つの係数（ＥＯＢｓ）に符号
化されるので、以上の処理により高いデータ圧縮率が得
られる。また、上記選択領域外のブロックについては、
高次の直交変換係数からなる階層段階の量子化処理を行
わないので、可変長符号化処理が高速に行われる。

【００８０】次に、上記第２実施例の画像データ符号化
方法を実現する画像データ符号化装置である第３実施例
のシステム構成を示すブロック図を図１６に示す。同図
に示す画像データ符号化装置において、入力端子１００
には、８×８画素の複数のブロックに分割された多値画
像データが入力され、この画像データは２次元ＤＣＴ変
換部１０１に入力される。２次元ＤＣＴ変換部１０１
は、この入力端子１００から入力される８×８画素の各
ブロックの画信号を２次元ＤＣＴ変換により直交変換
し、空間周波数分布の８×８個の２次元ＤＣＴ係数に変
換してＤＣＴ係数バッファ１０２に出力する。

【００８１】ＤＣＴ係数バッファ１０２は、この入力さ
れる各ブロックの８×８個の２次元ＤＣＴ係数を格納・
保持する。次数アドレス発信部１０４は、現在の符号化
対象の階層に対応するブロック内の各２次元ＤＣＴ係数
の格納アドレス情報（ブロック内の開始アドレスと終了
アドレス）をＤＣＴ係数バッファ１０２及び量子化部１
０３に出力する。

【００８２】２次元ＤＣＴ係数バッファ１０２は、この
次数アドレス発信部１０４から入力されるブロック内の
開始アドレスと終了アドレスとの間に格納されている全
ての２次元ＤＣＴ係数を、上記量子化部１０３出力す
る。

【００８３】量子化部１０３は、ＤＣＴ係数バッファ１
０２から入力される各２次元ＤＣＴ係数を、上記次数ア
ドレス発信部１０４から入力される格納アドレス情報に
基づいて不図示の量子化マトリクス内の対応する量子化
閾値を用いて線形量子化する。これにより、量子化閾値
より小さい値の２次元ＤＣＴ係数が「０」となり、ＤＣ
成分（直流係数）とわずかのＡＣ成分（交流係数）のみ
が「０」以外の値（有効係数）となる量子化係数が生成
され、これらの量子化係数はスイッチ１０５に出力され
る。

【００８４】スイッチ１０５は、零発信部１０６から
「０」の値を入力すると共に、選択領域アドレス発信部
１０７から、現在、量子化部１０３から入力される量子
化係数がフレーム内の選択領域に含まれるブロックの量
子化係数であるか否かを示す選択信号を入力する。スイ
ッチ１０５は、選択領域アドレス発信部１０７から入力
されるこの選択信号に応じて、量子化部１０３から入力
される量子化係数が上記選択領域内のブロックの量子化
係数であれば、この量子化係数を、一方、上記量子化係
数が上記選択領域外のブロックの量子化係数であれば、
零発信部１０６から入力される「０」の値を、量子化係
数として可変長符号化部１０８に出力する。

【００８５】零発信部１０６は、スイッチ１０５に対
し、常時、「０」の値を出力する。選択領域アドレス発
信部１０７は、予め設定されているフレーム内の選択領
域を指定する情報により、スイッチ１０５に対して上記
選択信号を出力する。

【００８６】可変長符号化部１０８は、ＤＣ成分、ＡＣ
成分毎に別々に設けられた不図示のハフマン・テーブル
で構成されたハフマン符号表を参照して、入力される量
子化係数の列を可変長符号化する。すなわち、ＤＣ成分
については、１次元のハフマン・テーブルを参照して各
ブロック先頭のＤＣ成分と前ブロックのＤＣ成分との差
分値を可変長符号化する。また、ＡＣ成分については、
値が「０」でない有効係数の値（インデックス）と、そ
の有効係数までの値が「０」である無効係数のランの長
さ（ランレングス）との組み合わせを２次元のハフマン
・テーブルを参照して可変長符号化する。可変長符号化
部１０８は、このような符号化により得られた符号デー
タを端子２００を介して外部に出力する。

【００８７】上記選択領域を指定る情報（選択領域指定
情報）は、例えば図１３に示したブロックａを含む中心
点Ａ近傍の最も重要度の高い選択領域、ブロックｂを含
む中心点Ａからやや離れた領域が次に重要度の高い選択
領域、ブロックｃを含むフレーム外周領域が最も重要度
の低い領域であることを指定する情報から成る。

【００８８】上記スイッチ１０５は、選択領域アドレス
発信部１０７から入力する選択信号に応じて、最も重要
度の低い領域に属するブロックｃ等のブロックについて
は、例えば図１４(a) に示したように、３次以上の量子
化係数が全て“０”となるように、量子化部１０３から
入力される量子化係数については、２次の量子化係数ま
でをそのまま可変長符号化部１０８に出力し、それ以降
の３次以上の量子化係数が入力されたときは零発信部１
０６から出力される“０”の値の方を選択出力する。同
様にして、スイッチ１０５は、重要度が中位の領域に属
するブロックｂ等のブロックについては、同図(b) に示
すように５次以上の量子化係数が全て“０”になるよう
に、量子化部１０３から入力される量子化係数と零発信
部１０６から入力される「０」とを選択して、可変長符
号化部１０８に出力する。そして、最も重要度の高い領
域に属するブロックａ等のブロックについては、同図
(c)に示すように全ての量子化係数が全く“０”マスク
されないように、量子化部１０３から入力されるブロッ
ク内の全量子化係数をそのまま可変長符号化部１０８に
出力する。

【００８９】このような符号化を行うことにより、画像
の重要度の高い領域ほど量子化により得られた量子化係
数がより忠実に符号化されるため符号量はより多くな
り、復元の際には高精細に表示され、重要度の低い領域
ほど「０」に置き換えられる量子化係数が多くなるた
め、符号量は少なくなり、復元の際の画像もより粗くな
る。また、重要度の高い領域の符号量は増加するもの
の、重要度の低い領域の符号量は少ないので、全体とし
て符号量は抑制される。

【００９０】このため、画像の重要領域は初期の段階か
ら高精細に表示されるので、その他の重要度の低い領域
は初期の段階で粗く表示されるものの、画像全体の画質
は向上する。また、入力インタフェースが国際標準のＪ
ＰＥＧ方式の規格に沿っているため汎用性があり、上記
すり鉢符号化のような複雑な画素の標本化は不用なの
で、符号化処理も高速に行え、装置の小型化も容易に可
能である。

【００９１】尚、上記第３実施例においては、上記のよ
うな各領域の重要度を指定する選択領域情報を、予め固
定的に設定する構成となっているが、画像によっては重
要領域の位置は変化し、また、利用者によって関心に高
い領域も異なるので、入力装置を介して、使用者が外部
から上記選択領域情報を自由に設定できるできるように
すれば、より便利である。

【００９２】図１７は、このような、仕様を実現する本
発明の第４実施例である画像データ符号化装置のシステ
ム構成を示す回路ブロック図である。同図において、上
述した図１６に示す第３実施例の画像データ符号化装置
と同一のブロックについては同一の番号を付与し、その
機能の説明は省略する。図１７に示すように、この第４
実施例の画像データ符号化装置は、第３実施例の画像デ
ータ符号化装置に、さらに領域選択部１０９を付加した
構成となっている。

【００９３】領域選択部１０９は、例えばキーボード等
の入力装置を備えた端末装置からなり、利用者がキー入
力等により例えば表示装置の画面上に表示されている画
像を見ながら上記のような選択領域情報を設定する操作
を行うと、その設定された選択領域情報を選択領域アド
レス発信部１０７に通知する。選択領域アドレス発信部
１０７は、この選択領域情報に基づき、上記第３実施例
と同様な動作を行う。

【００９４】これにより、利用者は、被写体や文字等の
画像の重要部分が、画像の中心ではなく、例えば図１３
に示すブロックｃを含む領域にある場合には、この領域
を最も重要度の高い領域として指定することができる。
この場合には、図１３(a) に示す場合とは異なり、ブロ
ックｃの全ての量子化係数が“０”に置き換えられるこ
となくスイッチ１０５から可変長符号化部１０８に出力
されて符号化されることになる。このような符号化によ
り、ブロックｃを含むその近傍領域が、早い段階から精
細に復元・表示される。

【００９５】ところで、２次元ＤＣＴ変換の場合、高次
のＡＣ成分には一般に有効係数が少ないとはいえ、その
ＡＣ成分の値（電力値）が大きい場合、復元画像に対す
る影響は大きなものとなる。したがって、重要な領域以
外のブロックであるからといって、それらの全てのブロ
ックについて高次のＡＣ成分の一部又は全部を一律に
“０”に置換するのは適切でない場合もある。

【００９６】このような考察に基づけば、ブロックのフ
レーム内の位置のみならず、階層符号化の段階にしたが
って高次の量子化係数のうち大きな値を持つ有効係数の
みを選択的に符号化し、値の小さな有効係数のみを
“０”に置き換えることにより、重要領域以外のブロッ
クの画像復元に際しても、より高画質の復元画像が得ら
れるような符号化が可能である。このような符号化を行
う第５実施例の画像データ符号化装置を、以下に説明す
る。

【００９７】図１８は、この第５実施例の画像データ符
号化装置のシステム構成を示す回路ブロック図である。
同図において、図１６に示す第３実施例の画像データ符
号化装置と同一のブロックについては同一の符号を付与
している。

【００９８】この第５実施例の画像データ符号化装置
は、第３実施例の画像データ符号化装置の構成から、ス
イッチ１０５及び零発信部１０６を削除し、代りにビッ
トマスク処理部１１０を加えた構成となっている。

【００９９】ビットマスク処理部１１０は、次数アドレ
ス発信部１０４の指示にしたがって、量子化部１０３で
量子化される２次元ＤＣＴ係数の次数毎に予め設定され
ている数の下位ビットを“０”に置き換える、すなわ
ち、例えば高次の２次元ＤＣＴ係数の量子化係数の場合
には、この量子化係数の下位３ビットを“０”に置き換
える。この処理によって下位３ビットより上位のビット
が全て「０」である量子化係数を「０」に置換し、４ビ
ット以上のビットの少なくとも１つのビットが「１」と
なっている大きな値の量子化係数のみが可変長符号化さ
れる。ビットマスク処理部１１０では、重要度の高い領
域内のブロックにおける「０」に置き換える下位ビット
のビット数よりも、より重要度の低い領域内のブロック
のおける「０」に置き換える下位ビットのビット数のほ
うが多くなるようにして、「０」マスク処理を行うこと
によって、値の小さな量子化係数（例えば、「１」、
「２」の値の量子化係数は、全て「０」に置き換えられ
るので、全体の符号量を低減できる。また重要度の高い
領域のブロックほど、「０」に置き換えられる有効係数
の数が少なくなるので、上記第３及び第４実施例と同様
に、重要度の高い領域は、初期の段階から精細に復元・
表示されると共に、重要度の低い領域でも上記第３及び
第４実施例よりは、より精細に復元・表示される。

【０１００】このように、上述したいずれの実施例にお
いても、一つの量子化マトリクスのみを用いて、シーケ
ンシャル・ビルトアップ表示またはプログレッシブ・ビ
ルトアップ表示において、重要度の高い領域の方が重要
度のより低い領域よりも、より精細に復元・表示される
符号化を、符号量を抑えながら実現している。また、復
元側では、通常のＪＰＥＧ方式により画像復元を行える
ので、ＪＰＥＧ方式に準拠した全ての復元装置によりシ
ーケンシャル・ビルトアップまたはプログレッシブ・ビ
ルトアップ方式の画像復元が可能である。また、本発明
の、直交変換が２次元ＤＣＴに限定されるものではな
く、カルーネン・レーベ変換等の他の直交変換を基本と
した符号化に適用できるものである。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像デー
タ符号化方法及び装置によれば、一種類の量子化マトリ
クスを用い、画像（フレーム）の重要領域内にあるブロ
ックのみを小さな量子化閾値で、高次成分まで量子化し
て符号化を行い、重要領域以外の領域のブロックについ
ては、高次成分の量子化係数を“０”に置き換えて符号
化するので、符号量を抑えながら画像の重要領域を、従
来よりも早い段階で（階層符号化の場合）、高画質に復
元・表示できる。また、上記重要領域を利用者が任意に
指定することができるので、利用者がそれぞれの目的や
用途に応じて自分が関心のある領域を、従来よりも早い
段階で高画質の画像で確認したり鑑賞することができ
る。

【０１０２】さらに、本発明の画像符号化のインタフェ
ースは、ＪＰＥＧ方式に準拠しているので、ＪＰＥＧ方
式に準拠している全ての復元装置で画像の復元が可能で
あり汎用性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像データ符号化方法の原理図（その
１）である。

【図２】本発明の画像データ符号化装置のブロック図
（その１）である。

【図３】本発明の画像データ符号化方法の原理図（その
２）である。

【図４】本発明の画像データ符号化方法の原理図（その
３）である。

【図５】本発明の画像データ符号化装置のブロック図
（その２）である。

【図６】本発明の画像データ符号化装置のブロック図
（その３）である。

【図７】本発明の画像データ符号化方法の原理図（その
４）である。

【図８】本発明の画像データ符号化方法の原理図（その
５）である。

【図９】本発明の画像データ符号化装置のブロック図
（その４）である。

【図１０】本発明の画像データ符号化装置のブロック図
（その５）である。

【図１１】本発明の画像データ符号化装置のブロック図
（その６）である。

【図１２】第１実施例の画像データ符号化方法の本発明
に係わる要部の動作を説明するフローチャートである。

【図１３】重要領域とブロック位置の関係を説明する図
である。

【図１４】(a),(b),(c) はブロックの属する領域毎に異
なるマスクパターンを説明する図である。

【図１５】第２実施例の段階的な画像データ符号化方法
の要部の動作を説明するフローチャートである。

【図１６】第３実施例の画像データ符号化装置のシステ
ム構成を示す回路ブロック図である。

【図１７】第４実施例の画像データ符号化装置のシステ
ム構成を示す回路ブロック図である。

【図１８】第５実施例の画像データ符号化装置のシステ
ム構成を示す回路ブロック図である。

【図１９】従来の階層的符号化復元方式のブロック図で
ある。

【図２０】スペクトラルセレクションの分割例を示す図
である。

【図２１】階層符号化の例を説明する図である。

【図２２】２次元展開の量子化係数の例を説明する図で
ある。

【図２３】(a) は１次元に並び変えた線形量子化係数の
例を示す図、(b) はその可変長符号化の例を示す図であ
る。

【図２４】(a) は階層に分割された線形量子化係数の例
を示す図、(b) はその階層毎に可変長符号化された符号
列の例を示す図である。

【図２５】(a) はピラミッド型階層符号化の例を説明す
る図、(b) はそのピラミッド型階層符号化に応用される
すり鉢型標本化を説明する図である。

【符号の説明】

１、２１、３１ 直交変換過程 ２、２２、３４ 量子化過程 ３、２３ 量子化係数置換過程 ４、２４、３７ 符号化過程 １１、４１、５１ 直交変換手段 １２、４３、５３ 量子化手段 １３、４４ “０”係数出力手段 １４ スイッチ手段 １５ 選択指示手段 １６、４７、５５ 符号化手段 ３２ 領域指定過程 ３３ 係数分割過程 ３５ “０”係数出力過程 ３６ 切換過程 ４２、５２ 分割手段 ４５ 切換手段 ５４ 量子化係数設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−22273（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56186（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−290088（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−247789（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−266285（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−102988（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38185（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−89779（ＪＰ，Ａ) 中村康弘、松井甲子雄，「画像の階層 的符号化・伝送のためのすり鉢型標本化 法」，画像電子学会誌，日本，画像電子 学会，1990年４月25日，1990 ＶＯＬ. 19 Ｎｏ．２，ｐｐ．43−51 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを階層的に符号化する画像デ
   ータ符号化方法であって、 複数の画素から成る複数のブロックに分割された原画像
   データの各ブロック毎にブロック内の複数の画素の多値
   データを複数の階層に分けて直交変換する直交変換過程
   （２１）と、 該直交変換過程（２１）によって得られた直交変換係数
   を量子化する量子化過程（２２）と、 階層符号化の高次の階層において、上記量子化過程（２
   ２）によって直行変換係数の量子化が行われたブロック
   の量子化係数の一部または全部を、そのブロックが予め
   指定されたフレーム内の領域にあるか否かに応じて、
   “０”の量子化係数に置き換える量子化係数置換過程
   （２３）と、量 子化係数置換過程（２３）により出力される量子化係
   数を各ブロック毎に階層符号化する符号化過程（２４）
   と、 を有することを特徴とする画像データ符号化方法。
2. 【請求項２】 画像データを階層的に符号化する画像デ
   ータ符号化方法であって、 複数の画素から成る複数のブロックに分割された原画像
   データの各ブロック毎に、ブロック内の複数の画素の多
   値データを直交変換する直交変換過程（３１）と、 前記原画像の領域の一部を指定する領域指定過程（３
   ２）と、 前記直交変換過程（３１）によって得られた各ブロック
   内の直交変換係数を階層符号化の次数に対応させて複数
   に分割する直行変換係数分割過程（３３）と、 該直交変換係数分割過程（３３）により分割出力される
   直交変換係数を、順次量子化する量子化過程（３４）
   と、 該量子化過程（３４）によって出力される量子化係数が
   前記領域指定過程（３２）により指定された領域外のブ
   ロックの量子化係数であるとき“０”の量子化係数を出
   力する“０”係数出力過程（３５）と、 前記領域指定過程（３２）で指定された領域情報と現在
   の階層符号化の次数に応じて、前記量子化過程（３４）
   により量子化された量子化係数と、前記“０”係数出力
   過程（３５）により出力される“０”の量子化係数とを
   切り換え出力する切換過程（３６）と、 該切換過程（３６）により出力される量子化係数の各ブ
   ロック毎に階層符号化する符号化過程（３７）と、 を有することを特徴とする画像データ符号化方法。
3. 【請求項３】 画像データを階層的に符号化する画像デ
   ータ符号化装置であって、 複数の画素から成る複数のブロックに分割された原画像
   データの各ブロック毎に、ブロック内の複数の画素の多
   値データを直交変換する直交変換手段（４１）と、 該直交変換手段（４１）によって得られた直交変換係数
   を複数の階層に分割する分割手段（４２）と、 該分割手段（４２）により分割された直交変換係数を、
   順次、量子化する量子化手段（４３）と、 “０”の量子化係数を出力する“０”係数出力手段（４
   ４）と、 前記量子化手段（４３）から出力される量子化係数と前
   記“０”係数出力手段（４４）から出力される“０”の
   量子化係数とを切り換え出力する切換手段（４５）と、 前記量子化手段（４３）から前記切換手段（４５）に出
   力されている量子化係数が属するブロックが予め指定さ
   れた所定領域内にあるか否かと、その量子化係数が属す
   る階層符号化の次数とに応じて、前記切換手段（４５）
   に前記量子化手段（４３）から出力される量子化係数ま
   たは前記“０”係数出力手段（４４）から出力される
   “０”の量子化係数のいずれか一方を選択出力させる切
   換指示手段（４６）と、 前記切換手段（４５）から出力される直交変換係数を、
   各ブロック毎に階層符号化する符号化手段（４７）と、 を有することを特徴とする画像データ符号化装置。
4. 【請求項４】 画像データを階層的に符号化する画像デ
   ータ符号化装置であって、 複数の画素から成る複数のブロックに分割された原画像
   データの各ブロック毎に、ブロック内の複数の画素の多
   値データを直交変換する直交変換手段（５１）と、 該直交変換手段（５１）によって得られた直交変換係数
   を複数の階層に分割する分割手段（５２）と、 該分割手段（５２）により分割された直交変換係数を順
   次量子化する量子化手段（５３）と、 該量子化手段（５３）により得られた量子化係数の所定
   ビット数の下位ビットを、その量子化係数が属するブロ
   ックがフレーム内の予め指定された領域内に在るか否か
   と、その量子化係数が属する階層符号化の次数とが所定
   の条件を満たすときのみ“０”に置き換える量子化係数
   設定手段（５４）と、 該量子化係数設定手段（５４）から出力される直交変換
   係数を、各ブロック毎に階層符号化する符号化手段（５
   ５）と、 を有することを特徴とする画像データ符号化装置。
5. 【請求項５】 フレーム内の任意の領域を外部入力によ
   り前記量子化係数置換過程（２３）に指定する領域指定
   過程（２５）を、 さらに有することを特徴とする請求項１記載の画像デー
   タ符号化方法。
6. 【請求項６】 フレーム内の任意の領域を外部入力により
   前記切換指示手段（４６）に指定する領域指定手段（４
   ８）を、 さらに有することを特徴とする請求項３記載の画像デー
   タ符号化装置。
7. 【請求項７】 フレーム内の任意の領域を外部入力により
   前記量子化係数設定手段（５４）に指定する領域指定手
   段（５６）を、 さらに有することを特徴とする請求項４記載の画像デー
   タ符号化装置。