JP3356663B2 - 画像符号化装置、画像符号化方法および画像符号化プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を直交変換、
量子化、符号化する装置、方法およびプログラムを記録
した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像を高効率に圧縮符号化する技
術が盛んに研究され、これらの静止画像の圧縮符号化お
よび復号化の国際標準としては通称ＪＰＥＧが、動画像
の国際標準としては通称ＭＰＥＧ１ Ｖｉｄｅｏが勧告
されている。これら画像の圧縮符号化方式によると、画
像データを複数のブロックに分割し、分割されたブロッ
ク毎に直交変換を行い、直交変換係数を得る。得られた
直交変換係数を量子化し、量子化された量子化直交変換
係数を可変長符号化する。このようにして圧縮符号化さ
れた可変長符号を得、画像が圧縮される。

【０００３】これらの画像圧縮技術を応用した製品とし
てデジタルスチルカメラやデジタルビデオカセットなど
が開発されている。これらの製品では画像の記録枚数又
は記録時間が規定されているが、可変長符号化を利用し
た符号化方式では画像により発生符号量が変化するた
め、一定の画像の記録枚数又は一定の記録時間が保証で
きなくなるという問題点がある。

【０００４】これらの問題点を解決するため、次に示す
方法が知られている。即ち、暫定的に量子化で用いる量
子化幅を決定し、この量子化幅を用いて前記説明した圧
縮符号化方式の量子化以降の処理を行い、得られた画像
の総符号量と、目的とする符号量とを比較して、目的の
符号量に近づけるのに最適な量子化幅を予測する。次に
この予測した量子化幅と前回の量子化幅とが充分に近づ
き、かつ目的の符号量よりも今回発生した総符号量の方
が少ない場合には、可変長符号を出力し、処理を終了す
る。そうでない場合には、新しい量子化幅を用いて量子
化以降の処理を繰り返す。

【０００５】また、特開平４−２０７２６６「画像デー
タの符号化装置および符号化方法」では、カラー画像を
圧縮符号化する際に、色成分毎に異なる量子化テーブル
を用いて、色成分別・各ブロック毎に符号量を割り当て
ることにより、一定の処理時間内で符号化が行える圧縮
符号化方法が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
生符号量と目標符号量の差が一定値以下に収まるまで量
子化幅を更新しながら符号化を繰り返す方法によると、
画像の符号量を目標符号量以下に抑えることができるも
のの、符号化時間が一定せず、また２回以上の符号化を
繰り返す必要があり、符号化に時間がかかるという問題
点がある。

【０００７】また、上記特開平４−２０７２６６に開示
された圧縮符号化方法によると、画像の符号量を目標符
号量以下に抑え、符号化時間を一定させることができる
ものの、２回の符号化を繰り返す必要があり、符号化に
時間がかかるという問題点がある。そこで、本発明は、
上記問題点に鑑み、画像を目標符号量から一定の誤差以
下の符号量で符号化する際に、一定の処理時間で符号化
し、従来と比較してその処理時間を短縮し、かつ良質の
画像を得ることができる画像符号化装置、画像符号化方
法および画像符号化プログラムを記録した記録媒体を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、符号化された画像全体の符号量が目標符
号量を越えないように、前記画像を複数の画素からなる
ブロックに分割し、ブロック毎に直交変換し、基準量子
化テーブルの各要素に量子化幅を乗じて作成された量子
化テーブルを用いて量子化し、可変長符号化する画像符
号化装置であって、基準量子化テーブルを記憶している
基準量子化テーブル記憶手段と、前記画像を読み出し、
読み出された画像を基にして、前記基準量子化テーブル
を用いて、複数の量子化幅と前記量子化幅毎に得られる
画像全体の符号量との関係を予測する符号量予測手段
と、前記予測された量子化幅と画像全体の符号量との関
係を基にして、画像全体の符号量が目標符号量にほぼ一
致する最適量子化幅を決定する最適量子化幅決定手段
と、前記決定された最適量子化幅を基準量子化テーブル
記憶手段に記憶されている基準量子化テーブルの各要素
に乗じて、最適量子化テーブルを作成する最適量子化テ
ーブル作成手段と、前記画像をブロック毎に読み出し、
読み出された画像と前記画像全体の目標符号量とを基に
して、前記作成された最適量子化テーブルを用いて、ブ
ロック毎の割当符号量を決定する割当符号量決定手段
と、前記画像をブロック毎に読み出し、読み出された画
像が符号化された場合に当該読み出された画像の符号量
が前記決定されたブロック毎の割当符号量を越えないよ
うに、前記作成された最適量子化テーブルを用いて、読
み出された画像を符号化する符号化手段とを備えること
を特徴とする。

【０００９】ここで、前記符号量予測手段は、前記画像
をブロック毎に読み出す画像読出手段と、前記読み出さ
れた画像を直交変換して直交変換係数行列を得る直交変
換手段と、少なくとも１つの量子化幅を決定する量子化
幅決定手段と、前記決定された少なくとも１つの量子化
幅を基準量子化テーブル記憶手段に記憶されている基準
量子化テーブルの各要素に乗じて、量子化テーブルを作
成する量子化テーブル作成手段と、前記得られた直交変
換係数行列を、前記量子化テーブル作成手段により作成
された量子化テーブルを用いて量子化し、少なくとも１
つの量子化直交変換係数行列を得る量子化手段と、前記
得られた少なくとも１つの量子化直交変換係数行列か
ら、符号化された場合の符号量を予測し、少なくとも１
つの予測符号量を算出する予測符号量算出手段と、前記
決定された少なくとも１つの量子化幅と前記得られた少
なくとも１つの予測符号量とを基にして、量子化幅と画
像全体の符号量との関係を予測する符号量予測手段とを
含むように構成してもよい。

【００１０】ここで、前記量子化幅決定手段は、符号化
された画像全体の符号量の多い画像と符号化された画像
全体の符号量の少ない画像とを、所定数の量子化幅毎に
符号化して、それぞれ得られる第１の符号量と第２の符
号量とを前記量子化幅と対応づけて記憶している符号量
記憶手段と、目標符号量に最も近い第１の符号量に対応
する量子化幅を前記符号量記憶手段より抽出し、抽出し
た量子化幅を最大量子化幅として決定する最大量子化幅
決定手段と、目標符号量に最も近い第２の符号量に対応
する量子化幅を前記符号量記憶手段より抽出し、抽出し
た量子化幅を最小量子化幅として決定する最小量子化幅
決定手段とを含み、前記量子化手段は、前記決定された
最大量子化幅を前記基準量子化テーブル記憶手段に記憶
されている基準量子化テーブルの各要素に乗じて、最大
量子化テーブルを作成し、作成された最大量子化テーブ
ルを用いて前記得られた直交変換係数行列を量子化し、
最大量子化直交変換係数行列を得る最大量子化手段と、
前記決定された最小量子化幅を前記基準量子化テーブル
記憶手段に記憶されている基準量子化テーブルの各要素
に乗じて、最小量子化テーブルを作成し、作成された最
小量子化テーブルを用いて前記得られた直交変換係数行
列を量子化し、最小量子化直交変換係数行列を得る最小
量子化手段とを含み、前記符号量予測手段は、前記決定
された最大量子化幅と前記決定された最小量子化幅と前
記得られた最大量子化直交変換係数行列と前記得られた
最小量子化直交変換係数行列とを基にして、前記符号量
記憶手段に記憶されている量子化幅と第１の符号量と第
２の符号量とを用いて量子化幅と画像全体の符号量との
関係を予測するように構成してもよい。

【００１１】ここで、前記符号量予測手段により予測さ
れる量子化幅α_q と画像全体の符号量V _q とは、それぞ
れ次式で表される関係にあり、

【００１２】

【数５】

【００１３】ただし、α_e1、α_e2はそれぞれ異なる任意
の量子化幅を表し、Ｖ_p1は、量子化幅α_e1における画像
全体の予測符号量を表し、Ｖ_p2は、量子化幅α_e2におけ
る画像全体の予測符号量を表し、Ｖ_a1は、量子化幅α_e1
における符号化された画像全体の符号量の少ない画像全
体の符号量を表し、Ｖ_b1は、量子化幅α_e1における符号
化された画像全体の符号量の多い画像全体の符号量を表
し、Ｖ_a2は、量子化幅α _e2における符号化された画像全
体の符号量の少ない画像全体の符号量を表し、Ｖ _b2は、
量子化幅α_e2における符号化された画像全体の符号量の
多い画像全体の符号量を表し、Ｖ_a は、符号化された画
像全体の符号量の少ない画像の量子化幅α _q における符
号量を表し、Ｖ_b は、符号化された画像全体の符号量の
多い画像の量子化幅α_q における符号量を表すように構
成してもよい。

【００１４】ここで、前記割当符号量決定手段は、前記
画像をブロック毎に読み出す画像読出手段と、前記読み
出された画像を直交変換して直交変換係数行列を得る直
交変換手段と、前記作成された最適量子化テーブルを用
いて、前記得られた直交変換係数行列を量子化して量子
化直交変換係数行列を得る量子化手段と、前記得られた
量子化直交変換係数行列から、符号化された場合の符号
量を予測し、予測符号量を算出する予測符号量算出手段
と、目標符号量と前記得られた予測符号量とを基にして
ブロック毎の割当符号量を決定する副割当符号量決定手
段とを含むように構成してもよい。

【００１５】ここで、前記画像読出手段は、複数の小ブ
ロックから構成されるブロック毎に一つの小ブロックを
読み出すように構成してもよい。ここで、前記画像読出
手段は、ブロック毎に、画素を一つおきに選んで読み出
すように構成してもよい。ここで、前記符号化手段は、
前記画像をブロック毎に読み出す画像読出手段と、前記
読み出された画像を直交変換して直交変換係数行列を得
る直交変換手段と、前記作成された最適量子化テーブル
を用いて、前記得られた直交変換係数行列を量子化して
量子化直交変換係数行列を得る量子化手段と、前記割当
符号量決定手段により決定されたブロック毎の割当符号
量を越えないように前記得られた量子化直交変換係数行
列を可変長符号化する可変長符号化手段とを含むように
構成してもよい。

【００１６】ここで、前記予測符号量算出手段は、次式
で表されるブロックの予測符号量Ｖ _e を算出し、

【００１７】

【数６】

【００１８】ただし、ｎは、１ブロックに含まれる画素
の数を表し、Ｓｑ₀ は、量子化直交変換係数（直流成
分）を表し、Ｓｑ_i は、量子化直交変換係数（交流成
分、ｉ＝１〜ｎ−１）を表し、α_zn 、α_dc 、α_acは
変換係数を表し、βは、定数を表し、Ｌ（ｘ）は、ｘ＝
０のとき値０，ｘ≠０のときlog₂｜ｘ｜の値を返す関数
を表し、ｄ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０、ｘ≠０のとき
値１を返す関数を表すように構成してもよい。

【００１９】また、本発明は、基準量子化テーブルを記
憶している基準量子化テーブル記憶手段を備える画像符
号化装置で用いられ、符号化された画像全体の符号量が
目標符号量を越えないように、前記画像を複数の画素か
らなるブロックに分割し、ブロック毎に直交変換し、基
準量子化テーブルの各要素に量子化幅を乗じて作成され
た量子化テーブルを用いて量子化し、可変長符号化する
画像符号化方法であって、前記画像を読み出し、読み出
された画像を基にして、前記基準量子化テーブルを用い
て、複数の量子化幅と前記量子化幅毎に得られる画像全
体の符号量との関係を予測する符号量予測ステップと、
前記予測された量子化幅と画像全体の符号量との関係を
基にして、画像全体の符号量が目標符号量にほぼ一致す
る最適量子化幅を決定する最適量子化幅決定ステップ
と、前記決定された最適量子化幅を基準量子化テーブル
記憶手段に記憶されている基準量子化テーブルの各要素
に乗じて、最適量子化テーブルを作成する最適量子化テ
ーブル作成ステップと、前記画像をブロック毎に読み出
し、読み出された画像と前記画像全体の目標符号量とを
基にして、前記作成された最適量子化テーブルを用い
て、ブロック毎の割当符号量を決定する割当符号量決定
ステップと、前記画像をブロック毎に読み出し、読み出
された画像が符号化された場合に当該読み出された画像
の符号量が前記決定されたブロック毎の割当符号量を越
えないように、前記作成された最適量子化テーブルを用
いて、読み出された画像を符号化する符号化ステップと
を含むことを特徴とする。

【００２０】ここで、前記符号量予測ステップは、前記
画像をブロック毎に読み出す画像読出ステップと、前記
読み出された画像を直交変換して直交変換係数行列を得
る直交変換ステップと、少なくとも１つの量子化幅を決
定する量子化幅決定ステップと、前記決定された少なく
とも１つの量子化幅を基準量子化テーブル記憶手段に記
憶されている基準量子化テーブルの各要素に乗じて、量
子化テーブルを作成する量子化テーブル作成ステップ
と、前記得られた直交変換係数行列を、前記量子化テー
ブル作成ステップにより作成された量子化テーブルを用
いて量子化し、少なくとも１つの量子化直交変換係数行
列を得る量子化ステップと、前記得られた少なくとも１
つの量子化直交変換係数行列から、符号化された場合の
符号量を予測し、少なくとも１つの予測符号量を算出す
る予測符号量算出ステップと、前記決定された少なくと
も１つの量子化幅と前記得られた少なくとも１つの予測
符号量とを基にして、量子化幅と画像全体の符号量との
関係を予測する符号量予測ステップとを含むように構成
してもよい。

【００２１】ここで、前記画像符号化装置は、符号化さ
れた画像全体の符号量の多い画像と符号化された画像全
体の符号量の少ない画像とを、所定数の量子化幅毎に符
号化して、それぞれ得られる第１の符号量と第２の符号
量とを前記量子化幅と対応づけて記憶している符号量記
憶手段を備え、前記量子化幅決定ステップは、目標符号
量に最も近い第１の符号量に対応する量子化幅を前記符
号量記憶手段より抽出し、抽出した量子化幅を最大量子
化幅として決定する最大量子化幅決定ステップと、目標
符号量に最も近い第２の符号量に対応する量子化幅を前
記符号量記憶手段より抽出し、抽出した量子化幅を最小
量子化幅として決定する最小量子化幅決定ステップとを
含み、前記量子化ステップは、前記決定された最大量子
化幅を前記基準量子化テーブル記憶手段に記憶されてい
る基準量子化テーブルの各要素に乗じて、最大量子化テ
ーブルを作成し、作成された最大量子化テーブルを用い
て前記得られた直交変換係数行列を量子化し、最大量子
化直交変換係数行列を得る最大量子化ステップと、前記
決定された最小量子化幅を前記基準量子化テーブル記憶
手段に記憶されている基準量子化テーブルの各要素に乗
じて、最小量子化テーブルを作成し、作成された最小量
子化テーブルを用いて前記得られた直交変換係数行列を
量子化し、最小量子化直交変換係数行列を得る最小量子
化ステップとを含み、前記符号量予測ステップは、前記
決定された最大量子化幅と前記決定された最小量子化幅
と前記得られた最大量子化直交変換係数行列と前記得ら
れた最小量子化直交変換係数行列とを基にして、前記符
号量記憶手段に記憶されている量子化幅と第１の符号量
と第２の符号量とを用いて量子化幅と画像全体の符号量
との関係を予測するように構成してもよい。

【００２２】ここで、前記符号量予測ステップにより予
測される量子化幅α_q と画像全体の符号量V _q とは、そ
れぞれ次式で表される関係にあり、

【００２３】

【数７】

【００２４】ただし、α_e1、α_e2はそれぞれ異なる任意
の量子化幅を表し、Ｖ_p1は、量子化幅α_e1における画像
全体の予測符号量を表し、Ｖ_p2は、量子化幅α_e2におけ
る画像全体の予測符号量を表し、Ｖ_a1は、量子化幅α_e1
における符号化された画像全体の符号量の少ない画像全
体の符号量を表し、Ｖ_b1は、量子化幅α_e1における符号
化された画像全体の符号量の多い画像全体の符号量を表
し、Ｖ_a2は、量子化幅α _e2における符号化された画像全
体の符号量の少ない画像全体の符号量を表し、Ｖ _b2は、
量子化幅α_e2における符号化された画像全体の符号量の
多い画像全体の符号量を表し、Ｖ_a は、符号化された画
像全体の符号量の少ない画像の量子化幅α _q における符
号量を表し、Ｖ_b は、符号化された画像全体の符号量の
多い画像の量子化幅α_q における符号量を表すように構
成してもよい。

【００２５】ここで、前記割当符号量決定ステップは、
前記画像をブロック毎に読み出す画像読出ステップと、
前記読み出された画像を直交変換して直交変換係数行列
を得る直交変換ステップと、前記作成された最適量子化
テーブルを用いて、前記得られた直交変換係数行列を量
子化して量子化直交変換係数行列を得る量子化ステップ
と、前記得られた量子化直交変換係数行列から、符号化
された場合の符号量を予測し、予測符号量を算出する予
測符号量算出ステップと、目標符号量と前記得られた予
測符号量とを基にしてブロック毎の割当符号量を決定す
る副割当符号量決定ステップとを含むように構成しても
よい。

【００２６】ここで、前記画像読出ステップは、複数の
小ブロックから構成されるブロック毎に一つの小ブロッ
クを読み出すように構成してもよい。ここで、前記画像
読出ステップは、ブロック毎に、画素を一つおきに選ん
で読み出すように構成してもよい。ここで、前記符号化
ステップは、前記画像をブロック毎に読み出す画像読出
ステップと、前記読み出された画像を直交変換して直交
変換係数行列を得る直交変換ステップと、前記作成され
た最適量子化テーブルを用いて、前記得られた直交変換
係数行列を量子化して量子化直交変換係数行列を得る量
子化ステップと、前記割当符号量決定ステップにより決
定されたブロック毎の割当符号量を越えないように前記
得られた量子化直交変換係数行列を可変長符号化する可
変長符号化ステップとを含むように構成してもよい。

【００２７】ここで、前記予測符号量算出ステップは、
次式で表されるブロックの予測符号量Ｖ_e を算出し、

【００２８】

【数８】

【００２９】ただし、ｎは、１ブロックに含まれる画素
の数を表し、Ｓｑ₀ は、量子化直交変換係数（直流成
分）を表し、Ｓｑ_i は、量子化直交変換係数（交流成
分、ｉ＝１〜ｎ−１）を表し、α_zn 、α_dc 、α_acは
変換係数を表し、βは、定数を表し、Ｌ（ｘ）は、ｘ＝
０のとき値０，ｘ≠０のときlog₂｜ｘ｜の値を返す関数
を表し、ｄ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０、ｘ≠０のとき
値１を返す関数を表すように構成してもよい。

【００３０】また、本発明は、画像符号化方法に係わる
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体であって、上記の何れかに記載の画像符号化方法を
コンピュータに実行させるプログラムを記録しているこ
とを特徴とする。また、本発明は、符号化された画像全
体の符号量の多い画像と符号化された画像全体の符号量
の少ない画像とを所定数の量子化幅毎に符号化し、それ
ぞれ第１の符号量と第２の符号量とを得、前記所定数の
量子化幅毎に、前記得られた第１の符号量と第２の符号
量とを記録していることを特徴とする記憶媒体である。

【００３１】

【発明の実施の形態】

［目次］ Ｉ 実施の形態１ １．デジタルスチルカメラの構成 ２．符号化回路１０８の構成 ２．１ ブロック間引部２０１ ２．２ 画素間引部２０２ ２．３ ブロック読込部２０３ ２．４ データセレクタ２０４ ２．５ 直交変換部２０５ ２．６ 量子化部２０６ ２．７ 符号量予測部２０７ ２．８ 量子化幅算出部２０８ （１）量子化幅 （２）最適な量子化幅算出の原理 （３）量子化幅算出部２０８ ２．９ 量子化テーブル作成部２０９ ２．１０ ブロック割当符号量設定部２１０ ２．１１ エントロピー符号化部２１１ ２．１２ 符号化制御部２１３ ３．デジタルスチルカメラの動作 ３．１ 符号化の処理概要 ３．２ 符号化の概要動作 ３．３ 符号量予測用の量子化テーブル作成の動作 ３．４ 画像全体の符号量予測の動作 ３．５ ブロックグループ毎の予測符号量算出の動作 ３．６ 符号化の動作 ３．７ エントロピー符号化の動作 ４．まとめ II 実施の形態２ １．デジタルスチルカメラの構成 ２．符号化回路の構成 ２．１ データセレクタ２２１ ３．デジタルスチルカメラの動作 ３．１ 符号化の処理概要 ３．２ 符号化の概要動作 ３．３ 符号量予測用の量子化テーブル作成の動作 ３．４ 画像全体の符号量予測の動作 ３．５ ブロックグループ毎の予測符号量算出の動作 ３．６ 符号化の動作 ３．７ エントロピー符号化の動作 ４．まとめ Ｉ 実施の形態１ 本発明の１つの実施の形態としてのデジタルスチルカメ
ラの構成及びその動作について、説明する。 １．デジタルスチルカメラの構成 ここでは、本発明の１つの実施の形態としてのデジタル
スチルカメラの構成を図１に示すブロック図を用いて説
明する。

【００３２】図１に示すデジタルスチルカメラは、マイ
クロコントローラ１０１、マイクロコントローラ１０１
の作業用メモリとして用いられるＲＡＭ１０２、マイク
ロコントローラ１０１を動作させるプログラムを格納し
ているＲＯＭ１０３、ＣＣＤなどからなり画像を電気信
号に変換する撮像部１０４、電気信号に変換された画像
のガンマ補正などを行う信号処理回路１０５、電気信号
に変換された画素をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路１０６、デジタル信号に変換された画像を一時的に
記憶する原画像バッファ１０７、画像の圧縮符号化を行
う符号化回路１０８、圧縮符号化された画像を記録する
ためのメモリカード１０９、メモリカード１０９の読み
書きを制御するメモリカードＩ／Ｆ１１０、圧縮符号化
された画像を復元再生する復号化回路１１１、記録され
た画像を表示するため、あるいは記録される画像を表示
するためのＬＣＤなどによりなる表示部１１２、表示部
１１２に表示される画像を一時的に記憶しておくフレー
ムバッファ１１３から構成される。

【００３３】マイクロコントローラ１０１は、カメラ全
体の制御を行う。また、マイクロコントローラ１０１
は、「画像符号化開始」の指示と目標符号量Ｖ_O とを後
述する符号化制御部２１３に出力し、「画像符号化完
了」の通知を符号化制御部２１３から受け取る。 ２．符号化回路１０８の構成 ここでは、図１に示すデジタルスチルカメラの符号化回
路１０８の構成について、図２のブロック図を用いて説
明する。

【００３４】符号化回路１０８は、ブロック間引部２０
１、画素間引部２０２、ブロック読込部２０３、データ
セレクタ２０４、直交変換部２０５、量子化部２０６、
符号量予測部２０７、量子化幅算出部２０８、量子化テ
ーブル作成部２０９、ブロック割当符号量設定部２１
０、エントロピー符号化部２１１、符号化制御部２１３
から構成される。

【００３５】以下に、これら符号化回路１０８を構成す
る各要素について、説明する。 ２．１ ブロック間引部２０１ 図３に示すように、デジタル信号に変換された画像を構
成する最小単位である画素を縦、横に８個ずつ集めてで
きた合計６４個の画素からなる画像の単位をブロックと
呼ぶ。図３において、ブロック３１３は８×８個の画素
から構成されている。また、ブロックを縦、横２個ずつ
集めてできた画像の単位をブロックグループと呼ぶ。図
３において、ブロックグループ３０２は、４個のブロッ
ク３１１，３１２，３１３，３１４から構成されてい
る。

【００３６】ブロック間引部２０１は、原画像バッファ
１０７に記憶されている画像から、ブロックグループを
順次１つずつ選択する。ブロック間引部２０１は、前記
選択されたブロックグループを代表するブロックとし
て、前記選択されたブロックグループの中から、左上の
ブロックを１つ選択し、選択された１つのブロック分の
画素値を読み出す。例えば、図３に示すように、ブロッ
クグループ３０２が選択されている場合、ブロックグル
ープ３０２を構成する４個のブロック３１１、３１２、
３１３、３１４から、左上のブロックであるブロック３
１１を選択し、選択された左上のブロック３１１から、
ブロック３１１を構成する６４個の画素値を読み出す。
次に、読み出した６４個の画素値をデータセレクタ２０
４へ出力する。

【００３７】図４は、原画像バッファ１０７に記憶され
ている画像とブロックグループと選択されるブロックと
の関係を示している。この図において、画像４０１が原
画像バッファ１０７に記憶されている画像であり、太い
線で囲まれた部分がブロックグループであり、斜線が施
された部分が選択されるブロックであることを示してい
る。 ２．２ 画素間引部２０２ 画素間引部２０２は、原画像バッファ１０７に記憶され
ている画像から、ブロックグループを順次１つずつ選択
する。

【００３８】次に、画素間引部２０２は、前記選択され
たブロックグループ毎に、縦横２個で構成される４個の
画素から１つの画素を選択する。４個の画素から１個の
画素を選択するので、１つのブロックグループからは６
４個の画素が選択されることになる。このように選択さ
れた６４個の画素値を読み出し、読み出した６４個の画
素値をデータセレクタ２０４へ出力する。

【００３９】図５は、原画像バッファ１０７に記憶され
ている画像とブロックグループと選択される画素との関
係を示している。この図において、画像５０１が原画像
バッファ１０７に記憶されている画像であり、太い線で
囲まれた部分がブロックであり、斜線が施された部分が
選択される画素であることを示している。 ２．３ ブロック読込部２０３ ブロック読込部２０３は、原画像バッファ１０７に記憶
されている画像からブロック毎に、６４個の画素値を読
み出し、データセレクタ２０４へ出力する。 ２．４ データセレクタ２０４ データセレクタ２０４は、符号化制御部２１３より、
「全体予測」、「画素間引」、又は「ブロック読込」の
うちいずれか１つの指示を受け取る。

【００４０】データセレクタ２０４は、符号化制御部２
１３より「全体予測」の指示を受け取った場合は、ブロ
ック間引部２０１により出力された６４個の画素値を選
択し、符号化制御部２１３より「画素間引」の指示を受
け取った場合は、画素間引部２０２により出力された６
４個の画素値を選択し、符号化制御部２１３より「ブロ
ック読込」の指示を受けた場合は、ブロック読込部２０
３により出力された６４個の画素値を選択する。次に、
データセレクタ２０４は、選択された６４個の画素値を
直交変換部２０５へ出力する。 ２．５ 直交変換部２０５ 直交変換部２０５は、データセレクタ２０４により出力
された６４個の画素値を直交変換し、６４個の直交変換
係数Ｓ_i （ｉ＝０〜６３）を得、得られた６４個の直交
変換係数Ｓ_i を量子化部２０６に出力する。ここで、Ｓ
_i はｉ番目の直交変換係数である。

【００４１】直交変換については、公知であるので、説
明を省略する。 ２．６ 量子化部２０６ 量子化部２０６は、符号化制御部２１３より、「全体予
測」、「画素間引」、又は「ブロック読込」のうちいず
れか１つの指示を受け取る。量子化部２０６が、符号化
制御部２１３より、「全体予測」の指示を受け取った場
合は、次に示すように、２通りの量子化を行う。

【００４２】第１に、量子化部２０６は、量子化テーブ
ル作成部２０９において作成され保持されている後述す
る最大量子化テーブル２０９ｂから６４個の要素値Ｑma
x _i（ｉ＝０〜６３）を読み出す。直交変換部２０５か
ら出力された６４個の直交変換係数Ｓ_i を、式１に示す
ように前記読み出した最大量子化テーブル２０９ｂの対
応する要素値Ｑmax _i で除算し、さらに丸めにより整数
化して、６４個の最大量子化直交変換係Ｓmax _qi（ｉ＝
０〜６３）を得る。得られた６４個の最大量子化直交変
換係数Ｓmax _qiを符号量予測部２０７に出力する。

【００４３】

【数９】

【００４４】ここで、Ｓmax _qiは最大量子化テーブル２
０９ｂを用いて量子化されたｉ番目の最大量子化直交変
換係数であり、Ｓ_i はｉ番目の直交変換係数であり、Ｑ
max _i は最大量子化テーブル２０９ｂのｉ番目の要素値
であり、ｒｏｕｎｄ（ ）はもっとも近い整数への整数
化を意味する関数である。第２に、量子化部２０６は、
量子化テーブル作成部２０９において作成され保持され
ている後述する最小量子化テーブル２０９ｃから６４個
の要素値Ｑmin _i（ｉ＝０〜６３）を読み出す。直交変
換部２０５から出力された６４個の直交変換係数Ｓ
_i を、式２に示すように前記読み出した最小量子化テー
ブル２０９ｃの対応する要素値Ｑmin _i で除算し、さら
に丸めにより整数化して、６４個の最小量子化直交変換
係Ｓmin _qi（ｉ＝０〜６３）を得る。得られた６４個の
最小量子化直交変換係数Ｓmin _qiを符号量予測部２０７
に出力する。

【００４５】

【数１０】

【００４６】ここで、Ｓmin _qiは最小量子化テーブル２
０９ｃを用いて量子化されたｉ番目の最小量子化直交変
換係数であり、Ｓ_i はｉ番目の直交変換係数であり、Ｑ
min _i は最小量子化テーブル２０９ｃのｉ番目の要素値
であり、ｒｏｕｎｄ（ ）はもっとも近い整数への整数
化を意味する関数である。量子化部２０６が、符号化制
御部２１３より、「画素間引」又は「ブロック読込」の
いずれか１つの指示を受け取った場合は、次に示すよう
に量子化を行う。

【００４７】量子化部２０６は、量子化テーブル作成部
２０９において作成され保持されている後述する最適量
子化テーブル２０９ａから６４個の要素値Ｑ_i （ｉ＝０
〜６３）を読み出す。直交変換部２０５から出力された
６４個の直交変換係数Ｓ_i を、式３に示すように前記読
み出した最適量子化テーブル２０９ａの対応する要素値
Ｑ_i で除算し、さらに丸めにより整数化して、６４個の
量子化直交変換係Ｓ_qi（ｉ＝０〜６３）を得る。量子化
部２０６が、符号化制御部２１３より「画素間引」の指
示を受け取った場合は、得られた６４個の量子化直交変
換係数Ｓ_qiを符号量予測部２０７に出力する。量子化部
２０６が、符号化制御部２１３より「ブロック読込」の
指示を受け取った場合は、得られた６４個の量子化直交
変換係数Ｓ_qiをエントロピー符号化部２１１に出力す
る。

【００４８】

【数１１】

【００４９】ここで、Ｓ_qiは最適量子化テーブル２０９
ａを用いて量子化されたｉ番目の量子化直交変換係数で
あり、Ｓ_i はｉ番目の直交変換係数であり、Ｑ_i は最適
量子化テーブル２０９ａのｉ番目の要素値であり、ｒｏ
ｕｎｄ（ ）はもっとも近い整数への整数化を意味する
関数である。 ２．７ 符号量予測部２０７ 符号量予測部２０７は、量子化部２０６から出力された
６４個の量子化直交変換係数をエントロピー符号化した
場合の符号量を予測する予測符号量Ｖ_e を、式４を用い
て算出する。

【００５０】式４において、第１項は量子化直交変換係
数のうち直流成分をエントロピー符号化した場合に得ら
れる符号量を予測するためのものであり、第２項は量子
化直交変換係数のうち０でない交流成分をエントロピー
符号化した場合に得られる符号量を予測するためのもの
であり、第３項は量子化直交変換係数の交流成分のうち
連続する０の数とその後に続く０でない交流成分をエン
トロピー符号化する場合に、連続する０の数による符号
量の予測値の増分を補正するためのものである。

【００５１】また、式４の第１項及び第２項のlog₂(
ｘ) により、ｘを２進数で表示する場合の桁数が算出さ
れる。

【００５２】

【数１２】

【００５３】ここで、Ｖ_e は、ブロックの予測符号量で
あり、Ｓｑ₀ は、量子化直交変換係数（直流成分）であ
り、Ｓｑ_i は、量子化直交変換係数（交流成分、ｉ＝１
〜６３）であり、α_zn は、変換係数であり、α
_dc は、変換係数であり、α_ac は、変換係数であり、
βは、定数であり、Ｌ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０，ｘ
≠０のときlog₂｜ｘ｜の値を返す関数であり、ｄ（ｘ）
は、ｘ＝０のとき値０、ｘ≠０のとき値１を返す関数で
ある。

【００５４】図６、図７、図８は、ある２０種類の画像
を実際にエントロピー符号化して得られた符号量とこれ
らの画像について式４を用いて算出された予測符号量と
の関係を示すものである。図６、図７、図８ともに、縦
軸に画像をエントロピー符号化して得られた符号量をと
り、横軸に式４の第２項により算出される予測符号量を
とり、前記２０種類の画像について、図９に示すよう
に、画像の色成分９０２として輝度Ｙ、色差Ｃｂ、Ｃｒ
毎に、３段階の量子化幅９０３として７０，２４０，７
８０を設定し、符号Ｙ４、Ｙ８、Ｙ１６、Ｕ４、Ｕ８、
Ｕ１６、Ｖ４、Ｖ８、Ｖ１６で示されるように合計９種
類のパターンにつき、エントロピー符号化して得られた
実際の符号量と式４の第２項により算出された予測符号
量とをプロットした。

【００５５】なお、量子化幅については後述する。図６
は、予測符号量を算出する際に画像全体を用いたもので
あり、図７は予測符号量を算出する際に、「２．１ ブ
ロック間引部２０１」で説明したように１つのブロック
グループから１つのブロックを選択し、選択された１つ
のブロックを用いて予測符号量を算出したものであり、
図８は、予測符号量を算出する際に、「２．２ 画素間
引部２０２」で説明したように、ブロックグループ毎
に、４個の画素から１個の画素を選択して、選択された
画素を用いて予測符号量を算出したものである。

【００５６】図６，図７，図８から分かるように、実際
にエントロピー符号化して得られた符号量と式４を用い
て算出された予測符号量とは、強い相関関係にあるの
で、式４を用いれば精度の高い符号量の予測が行えると
いえる。また、図７と図８とを比較すると、図７の方が
図８よりも相関関係が強いので、画像全体の符号量予測
については、画素単位で間引いた画像で行うよりも、ブ
ロック単位で間引いた画像で行う方が予測の精度がよ
い。しかし、ブロック単位で間引く場合には、ブロック
グループの一部のブロックに画像のエッジ成分が存在す
る場合など、局所的に符号量が多くなるような場合に予
測符号量に反映されないこともあるので、ブロックグル
ープ単位の符号量予測では画素単位で間引いた画像で予
測を行うほうが精度がよい。このために、本実施の形態
においては、画素単位の間引きとブロック単位の間引き
の２種類の間引を用いて、符号量の予測を行う。

【００５７】符号量予測部２０７は、符号化制御部２１
３より、「全体予測」又は「画素間引」のうちいずれか
１つの指示を受け取る。符号量予測部２０７が、符号化
制御部２１３より「全体予測」の指示を受け取ると、符
号量予測部２０７は、量子化部２０６から出力された６
４個の最大量子化直交変換係数Ｓmax _qiから式４を用い
て最大予測符号量Ｖmax _e を算出し、各ブロックグルー
プ毎に前記算出された最大予測符号量Ｖmax _e を画像全
体で累積し、累積最大予測符号量Ｖ_P2を得、得られた累
積最大予測符号量Ｖ_P2を量子化幅算出部２０８に出力す
る。また、符号量予測部２０７は、量子化部２０６から
出力された６４個の最小量子化直交変換係数Ｓmin _qiか
ら式４を用いて最小予測符号量Ｖmin _e を算出し、各ブ
ロックグループ毎に前記算出された最小予測符号量Ｖmi
n _e を画像全体で累積し、累積最小予測符号量Ｖ_P1を
得、得られた累積最小予測符号量Ｖ_P1を量子化幅算出部
２０８に出力する。さらに、画像の最後のブロックを除
くブロックについては、式４を用いた最大予測符号量Ｖ
max _e と最小予測符号量Ｖmin _e との算出が完了する
と、「全体予測完了」の通知を符号化制御部２１３に出
力する。

【００５８】また、符号量予測部２０７が、符号化制御
部２１３より「画素間引」の指示を受け取ると、符号量
予測部２０７は、量子化部２０６から出力された６４個
の量子化直交変換係数Ｓ_qiから式４を用いて予測符号量
Ｖ_e を算出し、各ブロックグループ毎に前記算出された
予測符号量Ｖ_e を画像全体で累積し、累積予測符号量Ｖ
_p を得る。得られた予測符号量Ｖ_e をブロック割当符号
量設定部２１０に出力し、得られた累積予測符号量Ｖ_p
をブロック割当符号量設定部２１０に出力する。 ２．８ 量子化幅算出部２０８ ここでは、量子化幅と、量子化幅算出の原理と、量子化
幅算出部２０８とについて説明する。 （１）量子化幅 量子化幅は、後述する基準量子化テーブル２０９ｄを構
成する６４個の要素値に乗ぜられ、乗ぜられた各要素値
からなる量子化テーブルを用いて直交変換係数を量子化
し、エントロピー符号化することにより、画像の符号化
時の圧縮率を変化させるために用いられる。

【００５９】基準量子化テーブル２０９ｄの各要素をＢ
_i （ｉ＝０〜６３）、量子化幅をαとすると、量子化テ
ーブルの各要素Ｑ_i は、式５のように表せる。

【００６０】

【数１３】

【００６１】従って、式３は、式６のように表せる。

【００６２】

【数１４】

【００６３】以上に説明した量子化幅を用いると、式６
からも分かるように、１つの量子化幅を変化させること
により、６４個の直交変換係数の量子化の幅を変化させ
ることができ、便利である。 （２）最適な量子化幅算出の原理 符号量予測は量子化直交変換係数を用いて行うので、符
号量予測で用いられる量子化幅を、目標符号量に最も近
くなるように符号化できる量子化幅に近づけられれば、
精度の良い符号量予測が可能になる。

【００６４】ここでは、符号化の対象となる対象画像
が、目標符号量に近い符号量で符号化されるように、最
適な量子化幅を算出するための原理について、説明す
る。直交変換とエントロピー符号化とを組み合わせて用
いると、画像の種類や内容に依存して発生符号量が変化
する。４種類の画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いて、量子化幅
を変化させた場合の、発生符号量の変化を実測した。用
いた画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、鳥などの動物や、農場など
の風景からなる画像である。直交変換としてＤＣＴ変換
を用い、基準量子化テーブル２０９ｄとして図１０に示
すテーブルを用い、エントロピー符号化としてＪＰＥＧ
で用いられるハフマン符号化を用いた。各画像のサイズ
は、６４０画素×４８０画素である。上記４種類の各画
像毎に、量子化幅と実測して得られた符号量との関係を
図１１に示す。

【００６５】図１１の横軸には、「量子化幅×１００
０」６０１をとり、縦軸には、エントロピー符号化した
場合の符号量６０２をとる。符号量６０２の単位はビッ
トである。曲線６１１、６１２、６１３、６１４がそれ
ぞれ画像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する。図１１からも分か
るように、量子化幅に関係なく、曲線６１１、６１２、
６１３、６１４の順に、符号量は小さくなっており、異
なる２つの画像の符号量の大小関係は、量子化幅に関係
なく変わらないという傾向があることが分かる（特性
１）。

【００６６】また、画像の種類に関係なく、量子化幅の
増加に伴い符号量は減少し、量子化幅の減少に伴い符号
量は増加しており、符号量は、量子化幅の増加に伴い０
に漸近し、量子化幅の減少に伴い無限大に漸近している
傾向があることが分かる（特性２）。さらに、２つの画
像の符号量の差は、量子化幅の増加に応じて減少し、量
子化幅の減少に応じて増加している傾向があることが分
かる（特性３）。

【００６７】以上に説明した特性を用いると、２種類の
画像の量子化幅毎の発生符号量と、符号量を予測する対
象となる対象画像のある量子化幅における符号量とが分
かれば、対象画像の量子化幅毎の符号量が予測できる。
ここで、前記２種類の画像として、発生符号量の比較的
多い画像と発生符号量の比較的少ない画像とを用いれ
ば、対象画像の量子化幅毎の符号量の予測がより高い精
度で行える。

【００６８】このようにして予測された対象画像の量子
化幅毎の符号量を用いると、目標符号量に近い符号量で
対象画像を符号化できる量子化幅を推測できる。図１２
は、図１１に示す量子化幅毎の符号量を模式的に表現し
たものである。図１２の横軸には、量子化幅をとり、縦
軸には、発生符号量をとる。曲線７１１は、発生符号量
の少ない画像の量子化幅毎の発生符号量を示しており、
曲線７１３は、発生符号量の多い画像の量子化幅毎の発
生符号量を示しており、曲線７１２は、中間的な発生符
号量を持つ対象画像の量子化幅毎の発生符号量を示して
いる。曲線７１１及び曲線７１３で示される量子化幅毎
の発生符号量は、既知であるとする。

【００６９】ここで、曲線７１３により示される発生符
号量の多い画像と曲線７１１により示される発生符号量
の少ない画像との間に存在し、曲線７１２により示され
る中間的な発生符号量を持つ対象画像を符号化した場合
の符号量が、目標符号量Ｖ_oとなる量子化幅をα_e とす
る。また、曲線７１１により示される発生符号量の少な
い画像を符号化した場合の符号量が、目標符号量Ｖ_o と
なる量子化幅をα_e1とし、曲線７１３により示される発
生符号量の多い画像を符号化した場合の符号量が、目標
符号量Ｖ_o となる量子化幅をα_e2とする。

【００７０】このとき、量子化幅α_e は、必ず、量子化
幅α_e1と量子化幅α_e2とで形成される区間内に存在する
と考えられる。上記に説明した特性１によると、発生符
号量の多い画像と発生符号量の少ない画像との間に存在
する中間的な対象画像の発生符号量Ｖ_q は、量子化幅に
かかわらず、常に、発生符号量の多い画像と発生符号量
の少ない画像との中間に存在する傾向にあるので、

【００７１】

【数１５】

【００７２】とすることができる。ここで、Ｖ_a は、発
生符号量の少ない画像の量子化幅α_q における符号量で
あり、Ｖ_b は、発生符号量の多い画像の量子化幅α_q に
おける符号量であり、r _q は、０以上、１以下の数値で
ある。

【００７３】特に、量子化幅α_e1における符号量Ｖ
_q は、

【００７４】

【数１６】

【００７５】とすることができ、 また、量子化幅α_e2に
おける符号量Ｖ_q は、

【００７６】

【数１７】

【００７７】とすることができる。ここで、Ｖ_p1は、量
子化幅α_e1における対象画像の予測符号量であり、Ｖ_p2
は、量子化幅α_e2における対象画像の予測符号量であ
り、Ｖ_a1は、量子化幅α_e1における発生符号量の少ない
画像の発生符号量であり、Ｖ_b1は、量子化幅α_e1におけ
る発生符号量の多い画像の発生符号量であり、Ｖ_a2は、
量子化幅α_e2における発生符号量の少ない画像の発生符
号量であり、Ｖ_b2は、量子化幅α_e2における発生符号量
の多い画像の発生符号量であり、r₁は、０以上、１以下
の数値であり、r₂は、０以上、１以下の数値である。

【００７８】また、特性３によると、２つの画像の符号
量の差は、量子化幅の増加に応じて減少し、量子化幅の
減少に応じて増加する傾向にあるので、

【００７９】

【数１８】

【００８０】とすることができる。以上のことから、任
意の量子化幅α_q における対象画像の予測符号量Ｖ_q は
式１１により求められる。

【００８１】

【数１９】

【００８２】（３）量子化幅算出部２０８ 量子化幅算出部２０８は、図１３から図１６に示すよう
に、発生符号量の少ない画像と発生符号量の多い画像
の、量子化幅毎の発生符号量を示す量子化幅対応テーブ
ル１３００を備えている。量子化幅対応テーブル１３０
０は、量子化幅１３０１、符号量Ａ１３０２、符号量Ｂ
１３０３の項目から構成されている。量子化幅１３０１
は、量子化幅に１０００を乗じた値であり、符号量Ａ１
３０２は、量子化幅１３０１を基準量子化テーブル２０
９ｄの各要素に乗じて得られた最大量子化テーブル２０
９ｂを用いて発生符号量の多い画像を符号化した場合に
得られた符号量であり、符号量Ｂ１３０３は、量子化幅
１３０１を基準量子化テーブル２０９ｄの各要素に乗じ
て得られた最小量子化テーブル２０９ｃを用いて発生符
号量の少ない画像を符号化した場合に得られた符号量で
ある。

【００８３】なお、図１４に示す量子化幅対応テーブル
は、図１３に示す量子化幅対応テーブル１３００の続き
であり、図１５に示す量子化幅対応テーブルは、図１４
に示す量子化幅対応テーブルの続きであり、図１６に示
す量子化幅対応テーブルは、図１５に示す量子化幅対応
テーブルの続きである。量子化幅算出部２０８は、符号
化制御部２１３から出力された目標符号量Ｖ_oを受け取
る。

【００８４】量子化幅算出部２０８が符号化制御部２１
３から出力された目標符号量Ｖ_O を受け取ると、量子化
幅算出部２０８は、目標符号量Ｖ_O と量子化幅対応テー
ブル１３００の符号量Ａ１３０２とを比較し、目標符号
量Ｖ_O に一致する符号量Ａ１３０２に対応する量子化幅
１３０１を量子化幅α_e2として抽出する。目標符号量Ｖ
_O に一致する符号量Ａ１３０２が存在しない場合は、目
標符号量Ｖ_O に最も近い符号量Ａ１３０２に対応する量
子化幅１３０１を量子化幅α_e2として抽出する。

【００８５】同様に、量子化幅算出部２０８は、符号化
制御部２１３より出力された目標符号量Ｖ_O と量子化幅
対応テーブル１３００の符号量Ｂ１３０３とを比較し、
目標符号量Ｖ_O に一致する符号量Ｂ１３０３に対応する
量子化幅１３０１を量子化幅α_e1として抽出する。目標
符号量Ｖ_O に一致する符号量Ｂ１３０３が存在しない場
合は、目標符号量Ｖ_O に最も近い符号量Ｂ１３０３に対
応する量子化幅１３０１を量子化幅α_e1として抽出す
る。

【００８６】次に、量子化幅算出部２０８は、上記抽出
された量子化幅α_e1と量子化幅α_e2と、符号量予測部２
０７より出力された累積最大符号予測量Ｖ_P2と累積最小
符号予測量Ｖ_P1とを基にして、量子化幅α_q を量子化幅
α_e1から量子化幅α_e2まで変化させて、式１１を用いて
対象画像の予測符号量Ｖ_q を算出し、算出された予測符
号量Ｖ_q が目標符号量Ｖ_o に最も近くなる量子化幅α_q
を求め、求められた量子化幅をαとする。

【００８７】上記抽出された量子化幅α_e1とα_e2と上記
算出された量子化幅αを量子化テーブル作成部２０９に
出力する。さらに、上記抽出された量子化幅α_e1とα_e2
と上記算出された量子化幅αを量子化テーブル作成部２
０９に出力すると、量子化幅算出部２０８は、「全体予
測完了」の通知を符号化制御部２１３に出力する。 ２．９ 量子化テーブル作成部２０９ 量子化テーブル作成部２０９は、図１０に示すように、
量子化テーブルを生成する基準となる基準量子化テーブ
ル２０９ｄを記憶している。

【００８８】また、量子化テーブル作成部２０９は、量
子化幅算出部２０８より出力された量子化幅αとα_e1と
α_e2とを受け取る。次に、量子化テーブル作成部２０９
は、式５に示すように、量子化幅算出部２０８より出力
された量子化幅αを、基準量子化テーブル２０９ｄの各
要素Ｂ_i （ｉ＝０〜６３）に乗算し、端数を切上げによ
り丸めて要素Ｑ_i （ｉ＝０〜６３）を得、新たに最適量
子化テーブル２０９ａを作成し、作成された最適量子化
テーブル２０９ａを量子化部２０６に出力する。

【００８９】同様にして、量子化テーブル作成部２０９
は、量子化幅算出部２０８より出力された量子化幅α_e1
とα_e2とを用いて、それぞれ最小量子化テーブル２０９
ｃと最大量子化テーブル２０９ｂとを作成し、作成され
た最小量子化テーブル２０９ｃと最大量子化テーブル２
０９ｂとを量子化部２０６に出力する。 ２．１０ ブロック割当符号量設定部２１０ ブロック割当符号量設定部２１０は、符号量予測部２０
７から出力されたブロックの予測符号量Ｖ_e 及び画像全
体の予測符号量Ｖ_p と、符号化制御部２１３より出力さ
れた目標符号量Ｖ_o とを用いて、ブロック毎の割り当て
符号量Ｖ_b を求め、エントロピー符号化部２１１に出力
する。

【００９０】以下に、ブロック毎の割り当て符号量の算
出の方法について説明する。各ブロックグループの割り
当て符号量の算出は、目標符号量Ｖ_o をそのブロックグ
ループの予測符号量Ｖ_e の画像全体の予測符号量Ｖ_p に
占める割合で比例配分することにより行う。さらに画像
の持つ性質である局所的な類似性から、ブロックグルー
プに含まれるブロックはすべて同じ割合の符号量を発生
すると考えて、ブロックグループ内では各ブロックに均
等に符号量を割り当てる。

【００９１】また、エントロピー符号化されるブロック
によっては割り当て符号量以下で符号化を完了する場合
もある。このような場合に限り、割り当て符号量と発生
符号量の差分を以降のブロックに繰り越す。これによ
り、エントロピー符号化における符号化打ち切りによる
画質の低下を最小限にとどめることができる。以上によ
り、あるブロックの割り当て符号量Ｖ_b は、式１２を用
いて算出できる。

【００９２】

【数２０】

【００９３】ここで、Ｖ_b は、該当ブロックの割り当て
符号量であり、Ｖ_o は、画像全体の目標符号量であり、
Ｖ_e は、該当ブロックの含まれるブロックグループの予
測符号量であり、Ｖ_p は、画像全体の予測符号量であ
り、Ｎ_b は、該当ブロックを含むブロックグループに含
まれるブロックの数であり、Ｅは、以前に符号化したブ
ロックからの繰越し符号量である。 ２．１１ エントロピー符号化部２１１ エントロピー符号化部２１１は、量子化部２０６から出
力された量子化直交変換係数をエントロピー符号化し、
符号化された画像データをメモリカードＩ／Ｆ１１０に
出力する。

【００９４】また、エントロピー符号化部２１１は、量
子化直交変換係数の各要素毎に、発生符号量を計数し、
ブロック割当符号量設定部２１０から出力されるブロッ
クの割り当て符号量と比較し、発生符号量が割当符号量
を超えるようであれば、ブロック毎の割当符号量以下に
収まるように、高周波成分の符号化を打ち切る。さら
に、エントロピー符号化部２１１は、ブロックのエント
ロピー符号化が完了すると、「ブロック読込完了」の通
知を符号化制御部２１３に出力する。 ２．１２ 符号化制御部２１３ 符号化制御部２１３は、マイクロコントローラ１０１か
ら、「画像符号化開始」の指示と目標符号量Ｖ_o とを受
け取る。

【００９５】符号化制御部２１３は、データセレクタ２
０４、量子化部２０６に、「全体予測」、「画素間引」
又は「ブロック読込」のうちいずれか１つの指示を出力
し、符号量予測部２０７に、「全体予測」又は「画素間
引」のうちいずれか１つの指示を出力し、マイクロコン
トローラ１０１から受け取った目標符号量Ｖ_o を、ブロ
ック割当符号量設定部２１０及び量子化幅算出部２０８
に出力する。

【００９６】また、符号化制御部２１３は、符号量予測
部２０７から「全体予測完了」又は「画素間引完了」の
通知を受け取り、量子化テーブル作成部２０９から「全
体予測完了」の通知を受け取り、エントロピー符号化部
２１１から「ブロック読込完了」の通知を受け取る。次
に、「全体予測」、「画素間引」又は「ブロック読込」
の指示と、「全体予測完了」、「画素間引完了」又は
「ブロック読込完了」の通知との関係について、図１７
を用いて説明する。

【００９７】符号化制御部２１３が、マイクロコントロ
ーラ１０１から「符号化開始」の指示を受け取ると、符
号化制御部２１３は、「全体予測」の指示１８０１をデ
ータセレクタ２０４、量子化部２０６、符号量予測部２
０７に出力する。ブロック間引の処理が完了すると、符
号量予測部２０７から「全体予測完了」の通知１８０２
を受け取る。この「全体予測」の指示１８０１の出力と
「全体予測完了」の通知１８０２の受取りの組１８１１
をブロックグループ数分繰り返し、最後の「全体予測完
了」の通知１８０６は、量子化テーブル作成部２０９か
ら出力される。

【００９８】次に、符号化制御部２１３は、「画素間
引」の指示１８２１をデータセレクタ２０４、量子化部
２０６、符号量予測部２０７に出力する。画素間引の処
理が完了すると、符号量予測部２０７から「画素間引完
了」の通知１８２２を受け取る。「画素間引」の指示１
８２１の出力と「画素間引完了」の通知１８２２の受取
りの組１８２５をブロックグループ数分繰り返す。

【００９９】さらに、符号化制御部２１３が最後の「画
素間引完了」の通知１８３２を受け取ると、「ブロック
読込」の指示１８４１をデータセレクタ２０４、量子化
部２０６、エントロピー符号化部２１１に出力する。ブ
ロック読込の処理が完了すると、エントロピー符号化部
２１１から「ブロック読込完了」の通知１８４２を受け
取る。この「ブロック読込」の指示１８４１の出力と
「ブロック読込完了」の通知１８４２の受取りとの組１
８４５をブロックグループ数分繰り返す。

【０１００】符号化制御部２１３が、最後の「ブロック
読込完了」の通知１８４４をエントロピー符号化部２１
１から受け取ると、画像の復号化が完了したとみなし、
「画像符号化完了」の通知をマイクロコントローラ１０
１に出力する。 ３．デジタルスチルカメラの動作 ３．１ 符号化の処理概要 図２に示す符号化回路の動作の概要について、図１８に
示す処理概要図を用いて説明する。

【０１０１】量子化幅算出部２０８は、マイクロコント
ローラ１０１より符号化制御部２１３を経由して出力さ
れた目標符号量Ｖ_O に一致する又は近似する符号量Ａ１
７０７を量子化幅対応テーブル１７０５から検索し（１
７０２）、得られた符号量Ａ１７０７に対応する量子化
幅α_e2１７１０を得る（１７０４）。同様に、目標符号
量Ｖ_O に一致する又は近似する符号量Ｂ１７０８を量子
化幅対応テーブル１７０５から検索し（１７０１）、得
られた符号量Ｂ１７０８に対応する量子化幅α _e1１７０
９を得る（１７０３）。

【０１０２】次に、量子化テーブル作成部２０９は、量
子化テーブル作成部２０９に記憶されている基準量子化
テーブル１７２１を構成する６４個の要素に、前記得ら
れた量子化幅α_e1１７０９を乗じ、最小量子化テーブル
１７２２を得る（１７２４、１７２５）。また、量子化
テーブル作成部２０９は、基準量子化テーブル１７２１
を構成する６４個の要素に、前記得られた量子化幅α_e2
１７１０を乗じ、最大量子化テーブル１７２３を得る
（１７２６、１７２７）。

【０１０３】ブロック間引部２０１は、原画像バッファ
１０７に記憶されている対象画像１７３１から、ブロッ
クグループに含まれる１つのブロックを構成する画素を
読み出すブロック間引を行い、読み出された画素をデー
タセレクタ２０４を経由して、直交変換部２０５に出力
し（１７３２）、直交変換部２０５は、データセレクタ
２０４を経由して出力された画素を直交変換し直交変換
係数を得、得られた直交変換係数を量子化部２０６に出
力する（１７３３）。量子化部２０６は、前記作成され
た最小量子化テーブル１７２２及び最大量子化テーブル
１７２３を用いて、直交変換部２０５から出力された直
交変換係数を量子化し、２種類の量子化直交変換係数を
得る（１７３４、１７３５）。符号量予測部２０７は、
前記得られた２種類の量子化直交変換係数を用いて式４
により、量子化幅α_e1１７０９及びα_e2１７１０を用い
た場合の２種類の予測符号量を算出し、画像全体の予測
符号量Ｖ_P1、Ｖ_P2を得る（１７３６、１７３７）。

【０１０４】量子化幅算出部２０８は、量子化幅をα_e1
１７０９からα_e2１７１０まで変化させた場合の予測符
号量Ｖ_q を式１１を用いて算出し、予測符号量Ｖ_q が目
標符号量Ｖ_O に最も近くなる量子化幅α_e １７４２を得
る（１７４１）。量子化テーブル作成部２０９は、量子
化テーブル作成部２０９に記憶されている基準量子化テ
ーブル１７２１を構成する６４個の要素に、前記得られ
た量子化幅α_e １７４２を乗じ、最適量子化テーブル１
７４３を得る（１７４４、１７４５）。

【０１０５】画素間引部２０２は、原画像バッファ１０
７に記憶されている対象画像１７３１から、ブロックグ
ループ毎に、４個の画素から１個の画素を読み出す画素
間引を行い、読み出された画素をデータセレクタ２０４
を経由して、直交変換部２０５に出力し（１７５１）、
直交変換部２０５は、データセレクタ２０４を経由して
出力された画素を直交変換し直交変換係数を得、得られ
た直交変換係数を量子化部２０６に出力する（１７５
２）。量子化部２０６は、前記作成された最適量子化テ
ーブル１７４３を用いて、直交変換部２０５から出力さ
れた直交変換係数を量子化し、量子化直交変換係数を得
る（１７５３）。符号量予測部２０７は、前記得られた
量子化直交変換係数を用いて式４により、量子化幅α_e
１７４２を用いた場合の予測符号量Ｖ_q を算出する（１
７５４）。ブロック割当符号量設定部２１０は、算出さ
れた予測符号量Ｖ_q を用いて式１２によりブロック毎の
割当符号量Ｖ_b を算出する（１７５５）。

【０１０６】ブロック読込部２０３は、原画像バッファ
１０７に記憶されている対象画像１７３１から、ブロッ
クグループに含まれる画素を読み出し、読み出された画
素をデータセレクタ２０４を経由して、直交変換部２０
５に出力し（１７６１）、直交変換部２０５は、データ
セレクタ２０４を経由して出力された画素を直交変換し
直交変換係数を得、得られた直交変換係数を量子化部２
０６に出力する（１７６２）。量子化部２０６は、前記
作成された最適量子化テーブル１７４３を用いて、直交
変換部２０５から出力された直交変換係数を量子化し、
量子化直交変換係数を得、得られた量子化直交変換係数
をエントロピー符号化部２１１に出力する（１７６
３）。エントロピー符号化部２１１は、符号量がブロッ
ク割当符号量設定部２１０から出力されたブロック毎の
割当符号量Ｖ_b 以下になるように、高周波成分を打ち切
り、量子化部２０６から出力された量子化直交変換係数
をエントロピー符号化し、符号化された画像１７６５を
得る（１７６４）。 ３．２ 符号化の概要動作 図２に示す符号化回路の動作の概要について、図１９に
示すフローチャートを用いて説明する。

【０１０７】量子化幅算出部２０８は、目標符号量Ｖ_O
に対応する量子化幅α_e1及びα_e2を得、量子化テーブル
作成部２０９は、得られた量子化幅α_e1及びα_e2を用い
て、最小量子化テーブル２０９ｃ及び最大量子化テーブ
ル２０９ｂを作成する（ステップＳ３０１）。ブロック
間引部２０１がブロック間引により画像を読み出し、直
交変換部２０５が読み出された画像を直交変換して直交
変換係数を得、量子化部２０６が、前記作成された最小
量子化テーブル２０９ｃ及び最大量子化テーブル２０９
ｂを用いて、直交変換係数を量子化し、２種類の量子化
直交変換係数を得る。符号量予測部２０７は、前記得ら
れた２種類の量子化直交変換係数を用いて式４により、
量子化幅α_e1及びα_e2を用いた場合の２種類の予測符号
量を算出し、画像全体の予測符号量Ｖ_P1、Ｖ_P2を得る
（ステップＳ３０２）。量子化幅算出部２０８が、式１
１を用いて予測符号量Ｖ_q が目標符号量Ｖ_O に最も近く
なる量子化幅α_e を算出し、量子化テーブル作成部２０
９が、基準量子化テーブル２０９ｄと前記得られた量子
化幅α_e を用いて最適量子化テーブル２０９ａを算出す
る（ステップＳ３０３）。画素間引部２０２は画素間引
を行い、直交変換部２０５は読み出した画素を直交変換
して直交変換係数を得、量子化部２０６は、前記作成さ
れた最適量子化テーブル２０９ａを用いて、直交変換係
数を量子化し、量子化直交変換係数を得、符号量予測部
２０７は、前記得られた量子化直交変換係数を用いて式
４により、量子化幅α_e を用いた場合の予測符号量Ｖ_q
を算出する（ステップＳ３０４）。ブロック割当符号量
設定部２１０は、予測符号量Ｖ_qを用いて式１２により
ブロック毎の割当符号量Ｖ_b を算出する。ブロック読込
部２０３は、ブロックに含まれる画素を読み出し、直交
変換部２０５は、読み出された画素を直交変換し直交変
換係数を得、量子化部２０６は、最適量子化テーブル２
０９ａを用いて、直交変換係数を量子化し、量子化直交
変換係数を得、エントロピー符号化部２１１は、得られ
た量子化直交変換係数を符号量がブロック割当符号量設
定部２１０から出力されたブロック毎の割当符号量Ｖ_b
以下になるように、高周波成分を打ち切り、量子化直交
変換係数をエントロピー符号化する（ステップＳ３０
５）。 ３．３ 符号量予測用の量子化テーブル作成の動作 図１９のステップＳ３０１に示す符号量予測用の最大量
子化テーブルと最小量子化テーブルの作成の動作につい
て、図２０に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１０８】量子化幅算出部２０８は、マイクロコント
ローラ１０１より符号化制御部２１３を経由して出力さ
れた目標符号量Ｖ_O に一致する又は近似する符号量Ｂ１
７０８を量子化幅対応テーブル１７０５から検索し、得
られた符号量Ｂ１７０８に対応する量子化幅α_e1を得
（ステップＳ６０１）、量子化テーブル作成部２０９
は、量子化テーブル作成部２０９に記憶されている基準
量子化テーブル２０９ｄを構成する６４個の要素に、前
記得られた量子化幅α_e1を乗じ、端数を切り上げて正数
化し、符号量が少ない画像用の最小量子化テーブル２０
９ｃを得る（ステップＳ６０１）。また、量子化幅算出
部２０８は、目標符号量Ｖ_O に一致する又は近似する符
号量Ａ１７０７を量子化幅対応テーブル１７０５から検
索し、得られた符号量Ａ１７０７に対応する量子化幅α
_e2を得（ステップＳ６０３）、量子化テーブル作成部２
０９は、基準量子化テーブル２０９ｄを構成する６４個
の要素に、前記得られた量子化幅α_e2を乗じ、端数を切
り上げて正数化し、符号量が多い画像用の最大量子化テ
ーブル２０９ｂを得る（ステップＳ６０４）。 ３．４ 画像全体の符号量予測の動作 図１９のステップＳ３０２に示す画像全体の符号量予測
の動作について、図２１に示すフローチャートを用いて
説明する。

【０１０９】符号化制御部２１３は、符号量予測を画像
の大きさ分繰り返すためのループカウンタを初期化する
（ステップＳ８０１）。ブロック間引部２０１は、ルー
プカウンタの値に対応したブロックグループに属するブ
ロックから１つのブロックを選び、ブロック単位での間
引きを行い、１ブロック分の画素値を得る（ステップＳ
８０２）。直交変換部２０５は、得られた１ブロック分
の画素値を直交変換し、１ブロック分の直交変換係数を
得る（ステップＳ８０３）。次に、量子化部２０６は、
得られた直交変換係数を発生符号量の少ない画像用の最
小量子化テーブル２０９ｃの対応する要素値で除算して
量子化し、量子化直交変換係数を得る（ステップＳ８０
４）。符号量予測部２０７は、得られた１ブロック分の
量子化直交変換係数から、ＤＣ係数については直前に符
号量予測したブロックのＤＣ係数との差分値の絶対値の
２を底とする対数値をとる（ステップＳ８０５）。ＡＣ
係数については絶対値の２を底とする対数値の１ブロッ
ク分の累積値と、有効係数の数を計数する（ステップＳ
８０６）。このようにして、画像を発生符号量の少ない
画像用の最小量子化テーブル２０９ｃで符号化した場合
に、該当するブロックグループの発生する符号量を予測
し、ブロックグループの予測符号量を画像全体で累積加
算して画像全体の予測符号量Ｖ_P1を算出する（ステップ
Ｓ８０７）。さらに、量子化部２０６は、得られた直交
変換係数を発生符号量の多い画像用の最大量子化テーブ
ル２０９ｂの対応する要素値で除算して量子化し、量子
化直交変換係数を得る（ステップＳ８０８）。得られた
１ブロック分の量子化直交変換係数から、ＤＣ係数につ
いては直前に符号量予測したブロックのＤＣ係数との差
分値の絶対値の２を底とする対数値をとる（ステップＳ
８０９）。ＡＣ係数については絶対値の２を底とする対
数値の１ブロック分の累積値と、有効係数の数を計数す
る（ステップＳ８１０）。このようにして、画像を発生
符号量の多い画像用の最大量子化テーブル２０９ｂで符
号化した場合に、該当するブロックグループの発生する
符号量を予測し、ブロックグループの予測符号量を画像
全体で累積加算して画像全体の予測符号量Ｖ_P2を算出す
るとする（ステップＳ８１１）。符号化制御部２１３
は、ループカウンタを更新し（ステップＳ８１２）、ル
ープカウンタの値から画像の大きさ分の処理が完了した
か判断し、処理が完了していれば符号量予測を終了し、
処理が完了していなければステップＳ８０２に戻って符
号量予測を続ける（ステップＳ８１３）。 ３．５ ブロックグループ毎の予測符号量算出の動作 図１９のステップＳ３０４に示すブロックグループ毎の
予測符号量の算出の動作について、図２２に示すフロー
チャートを用いて説明する。

【０１１０】符号化制御部２１３は、符号量予測を画像
の大きさ分繰り返すためのループカウンタを初期化する
（ステップＳ１００１）。画素間引部２０２は、ループ
カウンタの値に対応したブロックグループ毎に、４個の
画素から１個の画素を抜き出し、６４個即ち１ブロック
分の画素値を得る（ステップＳ１００２）。直交変換部
２０５は、得られた１ブロック分の画素値を直交変換
し、１ブロック分の直交変換係数を得る（ステップＳ１
００３）。次に、量子化部２０６は、直交変換係数を符
号化用の最適量子化テーブル２０９ａの対応する要素値
で除算して量子化し、量子化直交変換係数を得る（ステ
ップＳ１００４）。符号量予測部２０７は、得られた１
ブロック分の量子化直交変換係数から、ＤＣ係数につい
ては直前に符号量予測したブロックのＤＣ係数との差分
値の絶対値の２を底とする対数値をとる（ステップＳ１
００５）。ＡＣ係数については絶対値の２を底とする対
数値の１ブロック分の累積値と、有効係数の数を計数す
る（ステップＳ１００６）。このようにして、画像を符
号化用の最適量子化テーブル２０９ａを用いて符号化し
た場合に、該当するブロックグループの発生する予測符
号量を算出する（ステップＳ１００７）。次に、符号化
制御部２１３は、ループカウンタを更新し（ステップＳ
１００８）、ループカウンタの値から画像の大きさ分の
処理が完了したか判断し、処理が完了していれば予測符
号量の算出を終了し、処理が完了していなければステッ
プＳ１００２に戻って符号量予測を続ける（ステップＳ
１００９）。 ３．６ 符号化の動作 図１９のステップＳ３０５に示すエントロピー符号化の
動作について、図２３に示すフローチャートを用いて説
明する。

【０１１１】符号化制御部２１３は、画像の大きさ分処
理を繰り返すためのループカウンタを初期化する（ステ
ップＳ１１０１）。次に、ブロック読込部２０３は、ル
ープカウンタの値に対応した１ブロック分６４個の画素
値を読み出す（ステップＳ１１０２）。直交変換部２０
５は、読み出された６４個の画素値を直交変換して直交
変換係数を得（ステップＳ１１０３）、量子化部２０６
は、得られた直交変換係数を量子化して、量子化直交変
換係数を得る（ステップＳ１１０４）。さらに、ブロッ
ク割当符号量設定部２１０は、目標符号量Ｖ_O とこのブ
ロックの属するブロックグループの予測符号量とからこ
のブロックの割当符号量を式１２を用いて算出し（ステ
ップＳ１１０５）、得られた量子化直交変換係数をエン
トロピー符号化する（ステップＳ１１０６）。次に、符
号化制御部２１３は、ループカウンタを更新し（ステッ
プＳ１１０７）、ループカウンタの値から画像の大きさ
分の処理が完了したか判断し、処理が完了していれば符
号化を終了し、処理が完了していなければステップＳ１
１０２に戻って符号化を続ける（ステップＳ１１０
８）。 ３．７ エントロピー符号化の動作 図２３のステップＳ１１０６に示すエントロピー符号化
の詳細な動作について、図２４に示すフローチャートを
用いて説明する。

【０１１２】エントロピー符号化部２１１は、出力符号
量のカウンタを初期化し（ステップＳ１２０１）、ブロ
ック割当符号量設定部２１０から出力された該当ブロッ
クの割当符号量からＥＯＢの符号長を差し引く（ステッ
プＳ１２０２）。ここで、ＥＯＢとは、ブロックの最後
を示す符号である。次に、エントロピー符号化部２１１
は、直前にエントロピー符号化したブロックのＤＣ係数
との差分を取り（ステップＳ１２０３）、ＤＣ係数の差
分値を符号化してメモリカードＩ／Ｆ１１０へ出力し
（ステップＳ１２０４）、出力した符号の符号長をカウ
ントする（ステップＳ１２０５）。続いて、エントロピ
ー符号化部２１１は、ＡＣ係数６３個の処理を繰り返す
ためのループカウンタを値１で初期化し、無効係数ラン
のカウンタを値０で初期化し（ステップＳ１２０６）、
ＡＣ係数をジグザグスキャンするための順番を得（ステ
ップＳ１２０７）、ＡＣ係数の値が０であるか判断し
（ステップＳ１２０８）、ＡＣ係数の値が０である場合
は、無効係数ランのカウンタを１増加させ、ステップＳ
１２１５に実行を移す（ステップＳ１２０９）。ＡＣ係
数の値が０でない場合はＡＣ係数と無効係数ランのカウ
ンタの値を符号化するために必要な符号長を算出し（ス
テップＳ１２１０）、ブロックの割当符号量と、算出し
たＡＣ係数と無効係数ランのカウンタの値を符号化する
ために必要な符号量とを加算した値とを比較し（ステッ
プＳ１２１１）、割当符号量の方が大きい場合は、ＡＣ
係数と無効係数ランのカウンタの値を符号化してメモリ
カードＩ／Ｆ１１０へ出力し（ステップＳ１２１２）、
出力した符号量をカウントし（ステップＳ１２１３）、
無効係数ランのカウンタを０で初期化する（ステップＳ
１２１４）。割当符号量の方が小さい場合は、エントロ
ピー符号化を中止してステップＳ１２１７に実行を移
す。エントロピー符号化部２１１は、ループカウンタを
更新し（ステップＳ１２１５）、ループカウンタの値に
よりＡＣ係数のエントロピー符号化が完了したか判断
し、完了していなければステップＳ１２０７に戻ってＡ
Ｃ係数のエントロピー符号化を続け（ステップＳ１２１
６）、完了していればＥＯＢの符号をメモリカードＩ／
Ｆ１１０へ出力して（ステップＳ１２１７）、エントロ
ピー符号化を終了する。 ４．まとめ 以上に説明したように、ブロック間引により得られた画
像により符号量を予測して、予測符号量に応じた最適量
子化テーブルを作成し、画素間引により得られた画像に
よりブロックグループ毎の発生符号量割合を予測し、ブ
ロックごとにエントロピー符号化し、発生符号量が割当
符号量を越える場合には、高周波成分のエントロピー符
号化を打ち切ることで、目標符号量に近い符号量で画像
を符号化することができる。

【０１１３】なお、本実施の形態では、画像全体の符号
量予測においては、縦横それぞれ２ブロック毎に一つの
ブロックを選ぶブロック間引を用いる場合を示したが、
縦横それぞれ３ブロック毎に一つのブロックを選ぶな
ど、間引の頻度を変更しても同様に符号量の予測ができ
る。また、本実施の形態では、縦横それぞれ２ブロック
毎に左上のブロックを選ぶとしたが、ブロックを選ぶ位
置として左上以外の位置を選んでもよい。

【０１１４】また、本実施の形態では、ブロックグルー
プ毎の符号量予測において、縦横それぞれ２画素毎に一
つの画素を選ぶ画素間引を用いた場合を示したが、縦横
それぞれ３画素毎に一つの画素を選ぶなど、間引きの頻
度を変更しても同様に符号量の予測ができる。また、本
実施の形態では、縦横それぞれ２画素毎に左上の画素を
選ぶとしたが、画素を選ぶ位置として左上以外の位置を
選んでもよい。

【０１１５】また、本実施の形態では、最小量子化幅と
最大量子化幅の２種類の量子化幅を用いて量子化幅毎の
画像全体の符号量の予測を行ったが、量子化幅と画像全
体との関係は、図１１からも一定の傾向があることが明
らかであるので、１種類の量子化幅を用いて、量子化幅
毎の画像全体の符号量の予測を行うこともできるし、３
種類以上の量子化幅を用いて、量子化幅毎の画像全体の
符号量の予測を行うこともできる。用いる量子化幅の種
類の数が多くなるほど、量子化幅毎の画像全体の符号量
の予測はより正確に行える。

【０１１６】また、直交変換にはＪＰＥＧで用いられる
離散コサイン変換の他、離散サイン変換、ＫＬ変換、ス
ラント変換、ウォルシュ−アダマール変換、ウェーブレ
ット変換などを用いることもできる。また、エントロピ
ー符号化には、ＪＰＥＧで用いられるハフマン符号化、
算術符号化の他、ゴローム符号化や、固定長符号化を用
いることもできる。

【０１１７】また、画像が複数の色成分から構成される
場合、符号量予測、割り当て符号量設定とエントロピー
符号化の打ち切り、量子化テーブルの作成は色成分ごと
に行うようにしてもよい。また、量子化幅と発生符号量
の関係のテーブルも色成分ごとに用意してもよい。ま
た、本発明は、画像符号化方法であって、上記説明した
画像符号化装置と同様に作用し、同様の効果を奏する。

【０１１８】また、本発明は、画像符号化方法に係わる
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体であって、上記画像符号化方法をコンピュータに実
行させるプログラムを記録していることを特徴とする。
また、本発明は、符号化された画像全体の符号量の多い
画像と符号化された画像全体の符号量の少ない画像とを
所定数の量子化幅毎に符号化し、それぞれ第１の符号量
と第２の符号量とを得、前記所定数の量子化幅毎に、前
記得られた第１の符号量と第２の符号量とを記録してい
ることを特徴とする記憶媒体である。 II 実施の形態２ 本発明のまた別の１つの実施の形態としてのデジタルス
チルカメラの構成及びその動作について、実施の形態１
で説明したデジタルスチルカメラとの相違点を中心に説
明する。 １．デジタルスチルカメラの構成 本発明のまた別の１つの実施の形態としてのデジタルス
チルカメラの構成を図２５に示すブロック図を用いて説
明する。

【０１１９】図２５に示すデジタルスチルカメラは、マ
イクロコントローラ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０
３、撮像部１０４、信号処理回路１０５、Ａ／Ｄ変換回
路１０６、原画像バッファ１０７、画像の圧縮符号化を
行う符号化回路１２１、メモリカード１０９、メモリカ
ードＩ／Ｆ１１０、復号化回路１１１、表示部１１２、
フレームバッファ１１３から構成される。

【０１２０】図２５に示すブロック図において、図１に
示すブロック図と同じ符号を持つ要素は、同じ機能であ
り、符号化回路１２１のみが図１に示すブロック図の要
素と異なる機能を持つ。そこで、同じ機能を持つ要素の
説明は省略し、機能の異なる符号化回路１２１につい
て、以下に説明する。 ２．符号化回路の構成 ここでは、図２５に示すデジタルスチルカメラの符号化
回路１２１の構成について、図２６のブロックを用いて
説明する。

【０１２１】符号化回路１２１は、画素間引部２０２、
ブロック読込部２０３、データセレクタ２２１、直交変
換部２０５、量子化部２０６、符号量予測部２０７、量
子化幅算出部２０８、量子化テーブル作成部２０９、ブ
ロック割当符号量設定部２１０、エントロピー符号化部
２１１、符号化制御部２１３から構成される。図２６に
示すブロック図において、図２に示すブロック図と同じ
符号を持つ要素は、同じ機能であり、データセレクタ２
２１のみが図２に示すブロック図の要素と異なる機能を
持つ。そこで、同じ機能を持つ要素の説明は省略し、機
能の異なるデータセレクタ２２１について、以下に説明
する。 ２．１ データセレクタ２２１ データセレクタ２２１は、符号化制御部２１３より「全
体予測」の指示を受け取った場合は、画素間引部２０２
により出力された６４個の画素値を選択する。 ３．デジタルスチルカメラの動作 ３．１ 符号化の処理概要 図２６に示す符号化回路の動作の概要について、図２７
に示す処理概要図を用いて説明する。

【０１２２】なお、図２７において、図１８と同じ符号
を持つ要素は同じ機能であり、符号２７３２のみが図１
８の符号１７３２と異なる機能を持つ。そこで、同じ機
能を持つ要素の説明は省略し、機能の異なる符号２７３
２について、以下に説明する。画素間引部２０２は、原
画像バッファ１０７に記憶されている対象画像１７３１
から、ブロックグループ毎に、４個の画素から１個の画
素を読み出す画素間引を行い、読み出された画素をデー
タセレクタ２０４を経由して、直交変換部２０５に出力
する（１７３２）。 ３．２ 符号化の概要動作 図２６に示す符号化回路の動作の概要について、図２８
に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１２３】なお、図２８において、図１９と同じ符号
を持つステップは同じ機能であり、ステップＳ２８０２
のみが図１９のステップＳ３０２と異なる機能を持つ。
そこで、同じ機能を持つステップの説明は省略し、機能
の異なるステップＳ２８０２について、以下に説明す
る。ステップＳ２８０２では、画素間引部２０２が画素
間引により画像を読み出し、直交変換部２０５が読み出
された画像を直交変換して直交変換係数を得、量子化部
２０６が、前記作成された最小量子化テーブル２０９ｃ
及び最大量子化テーブル２０９ｂを用いて、直交変換係
数を量子化し、２種類の量子化直交変換係数を得る。符
号量予測部２０７は、前記得られた２種類の量子化直交
変換係数を用いて式４により、量子化幅α_e1及びα_e2を
用いた場合の２種類の予測符号量を算出し、画像全体の
予測符号量Ｖ_P1、Ｖ_P2を得る（ステップＳ３０２）。 ３．３ 符号量予測用の量子化テーブル作成の動作 符号量予測用の最大量子化テーブルと最小量子化テーブ
ルの作成の動作について、図２０に示すフローチャート
と同じであるので、説明を省略する。 ３．４ 画像全体の符号量予測の動作 図２８のステップＳ２８０２に示す画像全体の符号量予
測の動作について、図２９に示すフローチャートを用い
て説明する。

【０１２４】なお、図２９において、図２１と同じ符号
を持つステップは同じ機能であり、ステップＳ２９０２
のみが図２１のステップＳ８０２と異なる機能を持つ。
そこで、同じ機能を持つステップの説明は省略し、機能
の異なるステップＳ２９０２について、以下に説明す
る。ステップＳ２９０２では、画素間引部２０２は、ル
ープカウンタの値に対応したブロックグループから画素
単位での間引きを行い、１ブロック分の画素値を得る。 ３．５ ブロックグループ毎の予測符号量算出の動作 ブロックグループ毎の予測符号量の算出の動作について
は、図２２に示すフローチャートと同じであるので、説
明を省略する。 ３．６ 符号化の動作 エントロピー符号化の動作については、図２３に示すフ
ローチャートと同じであるので、説明を省略する。 ３．７ エントロピー符号化の動作 エントロピー符号化の詳細な動作について、図２４に示
すフローチャートと同じであるので、説明を省略する。 ４．まとめ 以上に説明したように、画素間引により得られた画像に
よりブロックグループ毎および画像全体の符号量を予測
し、予測符号量に応じた最適量子化テーブルを作成し、
ブロック毎にエントロピー符号化し、発生符号量がブロ
ック毎の割当符号量を越える場合には、高周波成分のエ
ントロピー符号化を打ち切ることで、目標符号量に近い
符号量で画像を符号化することができる。

【０１２５】本実施の形態を実施の形態１と比較する
と、画像全体の符号量の予測に使用する間引方法が異な
るのみである。画像全体の符号量予測も画素を間引いた
画像により行うようにしたので、目標符号量と発生符号
量の誤差が実施の形態１よりも若干大きくなる場合があ
るものの、ブロック単位で間引いた画像から画像全体の
符号量を求める手順が不要となる。

【０１２６】なお、本実施の形態では、ブロックグルー
プ毎の符号量予測において、縦横それぞれ２画素毎に一
つの画素を選ぶ画素間引を用いた場合を示したが、縦横
それぞれ３画素毎に一つの画素を選ぶなど、間引きの頻
度を変更しても同様に符号量の予測ができる。また、本
実施の形態では、縦横それぞれ２画素毎に左上の画素を
選ぶとしたが、画素を選ぶ位置として左上以外の位置を
選んでもよい。

【０１２７】また、要求される処理時間に対して十分な
余裕がある場合は、符号量の予測を間引きをしない画像
により行うこともでき、この場合には、目標符号量と発
生符号量の誤差をさらに小さくし、また復元再生画像の
画質を若干よくすることができる。また、本実施の形態
では、最小量子化幅と最大量子化幅の２種類の量子化幅
を用いて量子化幅毎の画像全体の符号量の予測を行った
が、量子化幅と画像全体との関係は、図１１からも一定
の傾向があることが明らかであるので、１種類の量子化
幅を用いて、量子化幅毎の画像全体の符号量の予測を行
うこともできるし、３種類以上の量子化幅を用いて、量
子化幅毎の画像全体の符号量の予測を行うこともでき
る。用いる量子化幅の種類の数が多くなるほど、量子化
幅毎の画像全体の符号量の予測はより正確に行える。

【０１２８】また、画像が複数の色成分から構成される
場合、符号量予測、ブロック割り当て符号量設定とエン
トロピー符号化の打ち切り、量子化テーブルの作成は色
成分ごとに行うようにしてもよい。また量子化幅と発生
符号量の関係のテーブルも色成分ごとに用意してもよ
い。また、本発明は、画像符号化方法であって、上記説
明した画像符号化装置と同様に作用し、同様の効果を奏
する。

【０１２９】また、本発明は、画像符号化方法に係わる
プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体であって、上記画像符号化方法をコンピュータに実
行させるプログラムを記録していることを特徴とする。

【０１３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、符号化
された画像全体の符号量が目標符号量を越えないよう
に、前記画像を複数の画素からなるブロックに分割し、
ブロック毎に直交変換し、基準量子化テーブルの各要素
に量子化幅を乗じて作成された量子化テーブルを用いて
量子化し、可変長符号化する画像符号化装置であって、
基準量子化テーブルを記憶している基準量子化テーブル
記憶手段と、前記画像を読み出し、読み出された画像を
基にして、前記基準量子化テーブルを用いて、複数の量
子化幅と前記量子化幅毎に得られる画像全体の符号量と
の関係を予測する符号量予測手段と、前記予測された量
子化幅と画像全体の符号量との関係を基にして、画像全
体の符号量が目標符号量にほぼ一致する最適量子化幅を
決定する最適量子化幅決定手段と、前記決定された最適
量子化幅を基準量子化テーブル記憶手段に記憶されてい
る基準量子化テーブルの各要素に乗じて、最適量子化テ
ーブルを作成する最適量子化テーブル作成手段と、前記
画像をブロック毎に読み出し、読み出された画像と前記
画像全体の目標符号量とを基にして、前記作成された最
適量子化テーブルを用いて、ブロック毎の割当符号量を
決定する割当符号量決定手段と、前記画像をブロック毎
に読み出し、読み出された画像が符号化された場合に当
該読み出された画像の符号量が前記決定されたブロック
毎の割当符号量を越えないように、前記作成された最適
量子化テーブルを用いて、読み出された画像を符号化す
る符号化手段とを備える。

【０１３１】この構成によると、符号量の予測と１回の
符号化で、目標符号量から一定以下の符号量誤差で符号
化することができ、画像の発生符号量を調べるために、
少なくとも１回の符号化を行っていた従来技術と比較し
て、圧縮符号化処理の性能を向上させるという効果があ
る。ここで、前記符号量予測手段は、前記画像をブロッ
ク毎に読み出す画像読出手段と、前記読み出された画像
を直交変換して直交変換係数行列を得る直交変換手段
と、少なくとも１つの量子化幅を決定する量子化幅決定
手段と、前記決定された少なくとも１つの量子化幅を基
準量子化テーブル記憶手段に記憶されている基準量子化
テーブルの各要素に乗じて、量子化テーブルを作成する
量子化テーブル作成手段と、前記得られた直交変換係数
行列を、前記量子化テーブル作成手段により作成された
量子化テーブルを用いて量子化し、少なくとも１つの量
子化直交変換係数行列を得る量子化手段と、前記得られ
た少なくとも１つの量子化直交変換係数行列から、符号
化された場合の符号量を予測し、少なくとも１つの予測
符号量を算出する予測符号量算出手段と、前記決定され
た少なくとも１つの量子化幅と前記得られた少なくとも
１つの予測符号量とを基にして、量子化幅と画像全体の
符号量との関係を予測する符号量予測手段とを含むよう
に構成してもよい。

【０１３２】この構成によると、読み出した画像から予
測した量子化ステップと符号量との関係を予測すること
ができ、この関係を用いて、最適量子化幅を推定するこ
とができるという効果がある。ここで、前記量子化幅決
定手段は、符号化された画像全体の符号量の多い画像と
符号化された画像全体の符号量の少ない画像とを、所定
数の量子化幅毎に符号化して、それぞれ得られる第１の
符号量と第２の符号量とを前記量子化幅と対応づけて記
憶している符号量記憶手段と、目標符号量に最も近い第
１の符号量に対応する量子化幅を前記符号量記憶手段よ
り抽出し、抽出した量子化幅を最大量子化幅として決定
する最大量子化幅決定手段と、目標符号量に最も近い第
２の符号量に対応する量子化幅を前記符号量記憶手段よ
り抽出し、抽出した量子化幅を最小量子化幅として決定
する最小量子化幅決定手段とを含み、前記量子化手段
は、前記決定された最大量子化幅を前記基準量子化テー
ブル記憶手段に記憶されている基準量子化テーブルの各
要素に乗じて、最大量子化テーブルを作成し、作成され
た最大量子化テーブルを用いて前記得られた直交変換係
数行列を量子化し、最大量子化直交変換係数行列を得る
最大量子化手段と、前記決定された最小量子化幅を前記
基準量子化テーブル記憶手段に記憶されている基準量子
化テーブルの各要素に乗じて、最小量子化テーブルを作
成し、作成された最小量子化テーブルを用いて前記得ら
れた直交変換係数行列を量子化し、最小量子化直交変換
係数行列を得る最小量子化手段とを含み、前記符号量予
測手段は、前記決定された最大量子化幅と前記決定され
た最小量子化幅と前記得られた最大量子化直交変換係数
行列と前記得られた最小量子化直交変換係数行列とを基
にして、前記符号量記憶手段に記憶されている量子化幅
と第１の符号量と第２の符号量とを用いて量子化幅と画
像全体の符号量との関係を予測するように構成してもよ
い。

【０１３３】この構成によると、符号化された画像全体
の符号量の多い画像と符号化された画像全体の符号量の
少ない画像とを、所定数の量子化幅毎に符号化して、そ
れぞれ得られる第１の符号量と第２の符号量とを前記量
子化幅と読み出した画像とを用いて、量子化ステップと
符号量との関係を予測するので、さらに正確な予測がで
きるという効果がある。

【０１３４】ここで、前記符号量予測手段により予測さ
れる量子化幅α_q と画像全体の符号量V _q とは、それぞ
れ次式で表される関係にあり、

【０１３５】

【数２１】

【０１３６】ただし、α_e1、α_e2はそれぞれ異なる任意
の量子化幅を表し、Ｖ_p1は、量子化幅α_e1における画像
全体の予測符号量を表し、Ｖ_p2は、量子化幅α_e2におけ
る画像全体の予測符号量を表し、Ｖ_a1は、量子化幅α_e1
における符号化された画像全体の符号量の少ない画像全
体の符号量を表し、Ｖ_b1は、量子化幅α_e1における符号
化された画像全体の符号量の多い画像全体の符号量を表
し、Ｖ_a2は、量子化幅α _e2における符号化された画像全
体の符号量の少ない画像全体の符号量を表し、Ｖ _b2は、
量子化幅α_e2における符号化された画像全体の符号量の
多い画像全体の符号量を表し、Ｖ_a は、符号化された画
像全体の符号量の少ない画像の量子化幅α _q における符
号量を表し、Ｖ_b は、符号化された画像全体の符号量の
多い画像の量子化幅α_q における符号量を表すように構
成してもよい。

【０１３７】この構成によると、上記の式を用いて、量
子化幅と画像全体の符号量との関係をさらに正確に予測
できるという効果がある。ここで、前記割当符号量決定
手段は、前記画像をブロック毎に読み出す画像読出手段
と、前記読み出された画像を直交変換して直交変換係数
行列を得る直交変換手段と、前記作成された最適量子化
テーブルを用いて、前記得られた直交変換係数行列を量
子化して量子化直交変換係数行列を得る量子化手段と、
前記得られた量子化直交変換係数行列から、符号化され
た場合の符号量を予測し、予測符号量を算出する予測符
号量算出手段と、目標符号量と前記得られた予測符号量
とを基にしてブロック毎の割当符号量を決定する副割当
符号量決定手段とを含むように構成してもよい。

【０１３８】この構成によると、画像全体の符号量が目
標符号量を越えないように、ブロック毎に割り当てられ
た割当符号量を決定できるので、ブロック毎に前記割当
符号量を越えないように符号化することにより、画像全
体の符号量が目標符号量を越えないようにできるという
効果がある。ここで、前記画像読出手段は、複数の小ブ
ロックから構成されるブロック毎に一つの小ブロックを
読み出すように構成してもよい。

【０１３９】この構成によると、量子化ステップと符号
量との関係を予測する際に、読み出す画像の量を少なく
できるので、処理時間を短縮できるという効果がある。
ここで、前記画像読出手段は、ブロック毎に、画素を一
つおきに選んで読み出すように構成してもよい。この構
成によると、量子化ステップと符号量との関係を予測す
る際に、読み出す画像の量を少なくできるので、処理時
間を短縮できるという効果がある。また、画素を一つお
きに選んで読み出すので、ブロックの中に画像が急に変
化するエッジ成分が存在する場合であっても、量子化ス
テップと符号量との関係をより正確に予測することがで
きるという効果がある。

【０１４０】ここで、前記符号化手段は、前記画像をブ
ロック毎に読み出す画像読出手段と、前記読み出された
画像を直交変換して直交変換係数行列を得る直交変換手
段と、前記作成された最適量子化テーブルを用いて、前
記得られた直交変換係数行列を量子化して量子化直交変
換係数行列を得る量子化手段と、前記割当符号量決定手
段により決定されたブロック毎の割当符号量を越えない
ように前記得られた量子化直交変換係数行列を可変長符
号化する可変長符号化手段とを含むように構成してもよ
い。

【０１４１】この構成によると、符号化を行う際に、ブ
ロック毎に割り当てられた割当符号量を用いて、ブロッ
ク毎に前記割当符号量を越えないように画像を符号化す
ることができ、画像全体の符号量が目標符号量を越えな
いようにできるという効果がある。ここで、前記予測符
号量算出手段は、次式で表されるブロックの予測符号量
Ｖ _e を算出し、

【０１４２】

【数２２】

【０１４３】ただし、ｎは、１ブロックに含まれる画素
の数を表し、Ｓｑ₀ は、量子化直交変換係数（直流成
分）を表し、Ｓｑ_i は、量子化直交変換係数（交流成
分、ｉ＝１〜ｎ−１）を表し、α_zn 、α_dc 、α_acは
変換係数を表し、βは、定数を表し、Ｌ（ｘ）は、ｘ＝
０のとき値０，ｘ≠０のときlog₂｜ｘ｜の値を返す関数
を表し、ｄ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０、ｘ≠０のとき
値１を返す関数を表すように構成してもよい。

【０１４４】この構成によると、可変長符号化を行わな
くても、符号量を予測することができるので、処理時間
を短縮することができるという効果がある。また、本発
明は、基準量子化テーブルを記憶している基準量子化テ
ーブル記憶手段を備える画像符号化装置で用いられ、符
号化された画像全体の符号量が目標符号量を越えないよ
うに、前記画像を複数の画素からなるブロックに分割
し、ブロック毎に直交変換し、基準量子化テーブルの各
要素に量子化幅を乗じて作成された量子化テーブルを用
いて量子化し、可変長符号化する画像符号化方法であっ
て、前記画像を読み出し、読み出された画像を基にし
て、前記基準量子化テーブルを用いて、複数の量子化幅
と前記量子化幅毎に得られる画像全体の符号量との関係
を予測する符号量予測ステップと、前記予測された量子
化幅と画像全体の符号量との関係を基にして、画像全体
の符号量が目標符号量にほぼ一致する最適量子化幅を決
定する最適量子化幅決定ステップと、前記決定された最
適量子化幅を基準量子化テーブル記憶手段に記憶されて
いる基準量子化テーブルの各要素に乗じて、最適量子化
テーブルを作成する最適量子化テーブル作成ステップ
と、前記画像をブロック毎に読み出し、読み出された画
像と前記画像全体の目標符号量とを基にして、前記作成
された最適量子化テーブルを用いて、ブロック毎の割当
符号量を決定する割当符号量決定ステップと、前記画像
をブロック毎に読み出し、読み出された画像が符号化さ
れた場合に当該読み出された画像の符号量が前記決定さ
れたブロック毎の割当符号量を越えないように、前記作
成された最適量子化テーブルを用いて、読み出された画
像を符号化する符号化ステップとを含むことを特徴とす
る。

【０１４５】この方法を用いると、符号量の予測と１回
の符号化で、目標符号量から一定以下の符号量誤差で符
号化することができ、画像の発生符号量を調べるため
に、少なくとも１回の符号化を行っていた従来技術と比
較して、圧縮符号化処理の性能を向上させるという効果
がある。ここで、前記符号量予測ステップは、前記画像
をブロック毎に読み出す画像読出ステップと、前記読み
出された画像を直交変換して直交変換係数行列を得る直
交変換ステップと、少なくとも１つの量子化幅を決定す
る量子化幅決定ステップと、前記決定された少なくとも
１つの量子化幅を基準量子化テーブル記憶手段に記憶さ
れている基準量子化テーブルの各要素に乗じて、量子化
テーブルを作成する量子化テーブル作成ステップと、前
記得られた直交変換係数行列を、前記量子化テーブル作
成ステップにより作成された量子化テーブルを用いて量
子化し、少なくとも１つの量子化直交変換係数行列を得
る量子化ステップと、前記得られた少なくとも１つの量
子化直交変換係数行列から、符号化された場合の符号量
を予測し、少なくとも１つの予測符号量を算出する予測
符号量算出ステップと、前記決定された少なくとも１つ
の量子化幅と前記得られた少なくとも１つの予測符号量
とを基にして、量子化幅と画像全体の符号量との関係を
予測する符号量予測ステップとを含むように構成しても
よい。

【０１４６】この方法を用いると、読み出した画像から
予測した量子化ステップと符号量との関係を予測するこ
とができ、この関係を用いて、最適量子化幅を推定する
ことができるという効果がある。ここで、前記画像符号
化装置は、符号化された画像全体の符号量の多い画像と
符号化された画像全体の符号量の少ない画像とを、所定
数の量子化幅毎に符号化して、それぞれ得られる第１の
符号量と第２の符号量とを前記量子化幅と対応づけて記
憶している符号量記憶手段を備え、前記量子化幅決定ス
テップは、目標符号量に最も近い第１の符号量に対応す
る量子化幅を前記符号量記憶手段より抽出し、抽出した
量子化幅を最大量子化幅として決定する最大量子化幅決
定ステップと、目標符号量に最も近い第２の符号量に対
応する量子化幅を前記符号量記憶手段より抽出し、抽出
した量子化幅を最小量子化幅として決定する最小量子化
幅決定ステップとを含み、前記量子化ステップは、前記
決定された最大量子化幅を前記基準量子化テーブル記憶
手段に記憶されている基準量子化テーブルの各要素に乗
じて、最大量子化テーブルを作成し、作成された最大量
子化テーブルを用いて前記得られた直交変換係数行列を
量子化し、最大量子化直交変換係数行列を得る最大量子
化ステップと、前記決定された最小量子化幅を前記基準
量子化テーブル記憶手段に記憶されている基準量子化テ
ーブルの各要素に乗じて、最小量子化テーブルを作成
し、作成された最小量子化テーブルを用いて前記得られ
た直交変換係数行列を量子化し、最小量子化直交変換係
数行列を得る最小量子化ステップとを含み、前記符号量
予測ステップは、前記決定された最大量子化幅と前記決
定された最小量子化幅と前記得られた最大量子化直交変
換係数行列と前記得られた最小量子化直交変換係数行列
とを基にして、前記符号量記憶手段に記憶されている量
子化幅と第１の符号量と第２の符号量とを用いて量子化
幅と画像全体の符号量との関係を予測するように構成し
てもよい。

【０１４７】この方法を用いると、符号化された画像全
体の符号量の多い画像と符号化された画像全体の符号量
の少ない画像とを、所定数の量子化幅毎に符号化して、
それぞれ得られる第１の符号量と第２の符号量とを前記
量子化幅と読み出した画像とを用いて、量子化ステップ
と符号量との関係を予測するので、さらに正確な予測が
できるという効果がある。

【０１４８】ここで、前記符号量予測ステップにより予
測される量子化幅α_q と画像全体の符号量V _q とは、そ
れぞれ次式で表される関係にあり、

【０１４９】

【数２３】

【０１５０】ただし、α_e1、α_e2はそれぞれ異なる任意
の量子化幅を表し、Ｖ_p1は、量子化幅α_e1における画像
全体の予測符号量を表し、Ｖ_p2は、量子化幅α_e2におけ
る画像全体の予測符号量を表し、Ｖ_a1は、量子化幅α_e1
における符号化された画像全体の符号量の少ない画像全
体の符号量を表し、Ｖ_b1は、量子化幅α_e1における符号
化された画像全体の符号量の多い画像全体の符号量を表
し、Ｖ_a2は、量子化幅α _e2における符号化された画像全
体の符号量の少ない画像全体の符号量を表し、Ｖ _b2は、
量子化幅α_e2における符号化された画像全体の符号量の
多い画像全体の符号量を表し、Ｖ_a は、符号化された画
像全体の符号量の少ない画像の量子化幅α _q における符
号量を表し、Ｖ_b は、符号化された画像全体の符号量の
多い画像の量子化幅α_q における符号量を表すように構
成してもよい。

【０１５１】この方法を用いると、上記の式を用いて、
量子化幅と画像全体の符号量との関係をさらに正確に予
測できるという効果がある。ここで、前記割当符号量決
定ステップは、前記画像をブロック毎に読み出す画像読
出ステップと、前記読み出された画像を直交変換して直
交変換係数行列を得る直交変換ステップと、前記作成さ
れた最適量子化テーブルを用いて、前記得られた直交変
換係数行列を量子化して量子化直交変換係数行列を得る
量子化ステップと、前記得られた量子化直交変換係数行
列から、符号化された場合の符号量を予測し、予測符号
量を算出する予測符号量算出ステップと、目標符号量と
前記得られた予測符号量とを基にしてブロック毎の割当
符号量を決定する副割当符号量決定ステップとを含むよ
うに構成してもよい。

【０１５２】この方法を用いると、画像全体の符号量が
目標符号量を越えないように、ブロック毎に割り当てら
れた割当符号量を決定できるので、ブロック毎に前記割
当符号量を越えないように符号化することにより、画像
全体の符号量が目標符号量を越えないようにできるとい
う効果がある。ここで、前記画像読出ステップは、複数
の小ブロックから構成されるブロック毎に一つの小ブロ
ックを読み出すように構成してもよい。

【０１５３】この方法を用いると、量子化ステップと符
号量との関係を予測する際に、読み出す画像の量を少な
くできるので、処理時間を短縮できるという効果があ
る。ここで、前記画像読出ステップは、ブロック毎に、
画素を一つおきに選んで読み出すように構成してもよ
い。この方法を用いると、量子化ステップと符号量との
関係を予測する際に、読み出す画像の量を少なくできる
ので、処理時間を短縮できるという効果がある。また、
画素を一つおきに選んで読み出すので、ブロックの中に
画像が急に変化するエッジ成分が存在する場合であって
も、量子化ステップと符号量との関係をより正確に予測
することができるという効果がある。

【０１５４】ここで、前記符号化ステップは、前記画像
をブロック毎に読み出す画像読出ステップと、前記読み
出された画像を直交変換して直交変換係数行列を得る直
交変換ステップと、前記作成された最適量子化テーブル
を用いて、前記得られた直交変換係数行列を量子化して
量子化直交変換係数行列を得る量子化ステップと、前記
割当符号量決定ステップにより決定されたブロック毎の
割当符号量を越えないように前記得られた量子化直交変
換係数行列を可変長符号化する可変長符号化ステップと
を含むように構成してもよい。

【０１５５】この方法を用いると、符号化を行う際に、
ブロック毎に割り当てられた割当符号量を用いて、ブロ
ック毎に前記割当符号量を越えないように画像を符号化
することができ、画像全体の符号量が目標符号量を越え
ないようにできるという効果がある。ここで、前記予測
符号量算出ステップは、次式で表されるブロックの予測
符号量Ｖ_e を算出し、

【０１５６】

【数２４】

【０１５７】ただし、ｎは、１ブロックに含まれる画素
の数を表し、Ｓｑ₀ は、量子化直交変換係数（直流成
分）を表し、Ｓｑ_i は、量子化直交変換係数（交流成
分、ｉ＝１〜ｎ−１）を表し、α_zn 、α_dc 、α_acは
変換係数を表し、βは、定数を表し、Ｌ（ｘ）は、ｘ＝
０のとき値０，ｘ≠０のときlog₂｜ｘ｜の値を返す関数
を表し、ｄ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０、ｘ≠０のとき
値１を返す関数を表すように構成してもよい。

【０１５８】この方法を用いると、可変長符号化を行わ
なくても、符号量を予測することができるので、処理時
間を短縮することができるという効果がある。また、本
発明は、以上に説明した画像符号化方法を記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体であるので、上記画像
符号化方法をコンピュータに実行させることにより、上
記画像符号化装置と同様の効果を奏することは明らかで
ある。

【０１５９】また、本発明は、符号化された画像全体の
符号量の多い画像と符号化された画像全体の符号量の少
ない画像とを所定数の量子化幅毎に符号化し、それぞれ
第１の符号量と第２の符号量とを得、前記所定数の量子
化幅毎に、前記得られた第１の符号量と第２の符号量と
を記録した記録媒体であるので、画像符号化装置によ
り、前記記録媒体に記録された前記第１の符号量と前記
第２の符号量とを前記量子化幅を読み出して用いること
により、量子化幅と符号量との関係をさらに正確に予測
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる一つの実施の形態としての画像
符号化装置のブロック図である。

【図２】図１に示す画像符号化装置の符号化回路のブロ
ック図である。

【図３】画像とブロックグループとブロックと画素の関
係を示す図である。

【図４】画像からブロックグループ毎にブロックを選択
して読み出すブロック間引を説明する図である。

【図５】画像からブロックグループ毎に、４個の画素か
ら１個の画素を選択して読み出す画素間引を説明する図
である。

【図６】予測符号量と符号量との関係を示す図である。

【図７】予測符号量と符号量との関係を示す図である。

【図８】予測符号量と符号量との関係を示す図である。

【図９】図６〜図８に示す図の凡例を説明する図であ
る。

【図１０】基準量子化テーブルの一例を示す図である。

【図１１】量子化幅と発生符号量との関係を示す図であ
る。

【図１２】量子化幅と発生符号量との関係を示す図であ
る。

【図１３】量子化幅対応テーブルの一例を示す図であ
る。

【図１４】量子化幅対応テーブルの一例を示す図であ
る。図１３からの続きを示す。

【図１５】量子化幅対応テーブルの一例を示す図であ
る。図１４からの続きを示す。

【図１６】量子化幅対応テーブルの一例を示す図であ
る。図１５からの続きを示す。

【図１７】符号化制御部と他の構成要素と間の指示、通
知の関係を示す図である。

【図１８】図１に示す画像符号化装置の概略動作を示す
図である。

【図１９】図１に示す画像符号化装置の概略動作を示す
フローチャートである。

【図２０】図１に示す画像符号化装置の最大量子化テー
ブルと最小量子化テーブルの作成の動作を示すフローチ
ャートである。

【図２１】図１に示す画像符号化装置の予測符号量
Ｖ_P1、Ｖ_P2の算出の動作を示すフローチャートである。

【図２２】図１に示す画像符号化装置のブロックグルー
プ毎の予測符号量算出の動作を示すフローチャートであ
る。

【図２３】図１に示す画像符号化装置のブロックグルー
プ毎の割当符号量算出の動作を示すフローチャートであ
る。

【図２４】図１に示す画像符号化装置のエントロピー符
号化の動作を示すフローチャートである。

【図２５】本発明に係わるまた別の一つの実施の形態と
しての画像符号化装置のブロック図である。

【図２６】図２５に示す画像符号化装置の符号化回路の
ブロック図である。

【図２７】図２５に示す画像符号化装置の概略動作を示
す図である。

【図２８】図２５に示す画像符号化装置の概略動作を示
すフローチャートである。

【図２９】図２５に示す画像符号化装置の予測符号量Ｖ
_P1、Ｖ_P2の算出の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ マイクロコントローラ １０２ ＲＡＭ １０３ ＲＯＭ １０４ 撮像部 １０５ 信号処理回路 １０６ Ａ／Ｄ変換回路 １０７ 原画像バッファ １０８ 符号化回路 １０９ メモリカード １１０ メモリカードＩ／Ｆ １１１ 復号化回路 １１２ 表示部 １１３ フレームバッファ １２１ 符号化回路 ２０１ ブロック間引部 ２０２ 画素間引部 ２０３ ブロック読込部 ２０４ データセレクタ ２０５ 直交変換部 ２０６ 量子化部 ２０７ 符号量予測部 ２０８ 量子化幅算出部 ２０９ 量子化テーブル作成部 ２０９ａ 最適量子化テーブル ２０９ｂ 最大量子化テーブル ２０９ｃ 最小量子化テーブル ２０９ｄ 基準量子化テーブル ２１０ ブロック割当符号量設定部 ２１１ エントロピー符号化部 ２１３ 符号化制御部 ２２１ データセレクタ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号量が目標符号量を越えないように対
   象画像を符号化する画像符号化装置であって、 符号量が少ない標本画像を所定数の量子化幅毎に符号化
   してそれぞれ得られる第１符号量と前記量子化幅との対
   応を示す第１の関係、及び符号量が多い標本画像を前記
   所定数の前記量子化幅毎に符号化してそれぞれ得られる
   第２符号量と前記量子化幅との対応を示す第２の関係を
   予め記憶している関係記憶手段と、 前記第１の関係から、前記目標符号量に最も近い第１符
   号量に対応する量子化幅を、第１量子化幅として取得
   し、前記第２の関係から、前記目標符号量に最も近い第
   ２符号量に対応する量子化幅を、第２量子化幅として取
   得し、 取得した前記第１及び第２量子化幅をそれぞれ用いて、
   前記対象画像の第１及び第２予測符号量を算出し、 符号量と量子化幅との対応を示し、前記第１及び第２の
   関係と同様の増減傾向を有する第３の関係であって、前
   記第１量子化幅と前記第１予測符号量との対応、及び前
   記第２量子化幅と第２予測符号量との対応を含むものを
   予測し、 前記第１量子化幅と前記第２量子化幅との間に存在する
   量子化幅であって、前記第３の関係を満たし、符号量が
   前記目標符号量にほぼ等しくなるような量子化幅を、最
   適量子化幅として決定する量子化幅決定手段と、 前記対象画像を、決定した前記最適量子化幅に基づい
   て、符号化する符号化手段とを備えることを特徴とする
   画像符号化装置。
2. 【請求項２】 前記量子化幅決定手段は、 前記第１の関係から第１量子化幅αe1を取得し、前記第
   ２の関係から第２量子化幅αe2を取得し、 第１量子化幅αe1及び第２量子化幅αe2をそれぞれ用い
   て、第１及び第２予測符号量Ｖp1、Ｖp2を算出し、 次式により表され、符号量Vqと最適量子化幅αq との対
   応を示す前記第３の関係を予測し、 【数１】 ただし、 Ｖa1は、量子化幅αe1における符号化された画像全体の
   符号量の少ない標本画像全体の符号量を表し、 Ｖb1は、量子化幅αe1における符号化された画像全体の
   符号量の多い標本画像全体の符号量を表し、 Ｖa2は、量子化幅αe2における符号化された画像全体の
   符号量の少ない標本画像全体の符号量を表し、 Ｖb2は、量子化幅αe2における符号化された画像全体の
   符号量の多い標本画像全体の符号量を表し、 Ｖa は、量子化幅αq における符号化された画像全体の
   符号量の少ない標本画像の符号量を表し、 Ｖb は、量子化幅αq における符号化された画像全体の
   符号量の多い標本画像の符号量を表し、 前記第１量子化幅αe1と前記第２量子化幅αe2との間に
   存在する量子化幅であって、上記の式により表される前
   記第３の関係を満たし、符号量Vqが前記目標符号量にほ
   ぼ等しくなるような量子化幅を、最適量子化幅αq とし
   て決定することを特徴とする請求項１記載の画像符号化
   装置。
3. 【請求項３】 前記量子化幅決定手段において、 前記対象画像の予測符号量を算出する際に、次式により
   前記対象画像を構成する各ブロックの予測符号量Ｖe を
   算出し、算出した各ブロックの予測符号量Ｖeを合計し
   て前記対象画像の予測符号量を算出し、 【数２】 ただし、 ｎは、１ブロックに含まれる画素の数を表し、 Ｓｑ0 は、量子化直交変換係数（直流成分）を表し、 Ｓｑi は、量子化直交変換係数（交流成分、ｉ＝１〜ｎ
   −１）を表し、 αzn 、αdc 、αacは変換係数を表し、 βは、定数を表し、 Ｌ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０，ｘ≠０のときlog2|ｘ|
   の値を返す関数を表し、 ｄ（ｘ）は、ｘ＝０のとき値０、ｘ≠０のとき値１を返
   す関数を表すことを特徴とする請求項３に記載の画像符
   号化装置。
4. 【請求項４】 符号量が目標符号量を越えないように対
   象画像を符号化する画像符号化装置で用いられる画像符
   号化方法であって、 前記画像符号化装置は、符号量が少ない標本画像を所定
   数の量子化幅毎に符号化してそれぞれ得られる第１符号
   量と前記量子化幅との対応を示す第１の関係、及び符号
   量が多い標本画像を前記所定数の前記量子化幅毎に符号
   化してそれぞれ得られる第２符号量と前記量子化幅との
   対応を示す第２の関係を予め記憶している関係記憶手段
   を備えており、 前記画像符号化方法は、 前記第１の関係から、前記目標符号量に最も近い第１符
   号量に対応する量子化幅を、第１量子化幅として取得
   し、前記第２の関係から、前記目標符号量に最も近い第
   ２符号量に対応する量子化幅を、第２量子化幅として取
   得するステップと、 取得した前記第１及び第２量子化幅をそれぞれ用いて、
   前記対象画像の第１及び第２予測符号量を算出するステ
   ップと、 符号量と量子化幅との対応を示し、前記第１及び第２の
   関係と同様の増減傾向を有する第３の関係であって、前
   記第１量子化幅と前記第１予測符号量との対応、及び前
   記第２量子化幅と第２予測符号量との対応を含むものを
   予測するステップと、 前記第１量子化幅と前記第２量子化幅との間に存在する
   量子化幅であって、前記第３の関係を満たし、符号量が
   前記目標符号量にほぼ等しくなるような量子化幅を、最
   適量子化幅として決定するステップと、 前記対象画像を、決定した前記最適量子化幅に基づい
   て、符号化するステップとを含むことを特徴とする画像
   符号化装置。
5. 【請求項５】 符号量が目標符号量を越えないように対
   象画像を符号化する画像符号化コンピュータで用いられ
   る画像符号化プログラムを記録しているコンピュータ読
   み取り可能な記録媒体であって、 前記画像符号化コンピュータは、符号量が少ない標本画
   像を所定数の量子化幅毎に符号化してそれぞれ得られる
   第１符号量と前記量子化幅との対応を示す第１の関係、
   及び符号量が多い標本画像を前記所定数の前記量子化幅
   毎に符号化してそれぞれ得られる第２符号量と前記量子
   化幅との対応を示す第２の関係を予め記憶している関係
   記憶手段を備えており、 前記画像符号化プログラムは、 前記第１の関係から、前記目標符号量に最も近い第１符
   号量に対応する量子化幅を、第１量子化幅として取得
   し、前記第２の関係から、前記目標符号量に最も近い第
   ２符号量に対応する量子化幅を、第２量子化幅として取
   得するステップと、 取得した前記第１及び第２量子化幅をそれぞれ用いて、
   前記対象画像の第１及び第２予測符号量を算出するステ
   ップと、 符号量と量子化幅との対応を示し、前記第１及び第２の
   関係と同様の増減傾向を有する第３の関係であって、前
   記第１量子化幅と前記第１予測符号量との対応、及び前
   記第２量子化幅と第２予測符号量との対応を含むものを
   予測するステップと、 前記第１量子化幅と前記第２量子化幅との間に存在する
   量子化幅であって、前記第３の関係を満たし、符号量が
   前記目標符号量にほぼ等しくなるような量子化幅を、最
   適量子化幅として決定するステップと、 前記対象画像を、決定した前記最適量子化幅に基づい
   て、符号化するステップとを含むことを特徴とする記録
   媒体。