JPH03238564A - 画像データ符号化及び復元方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要コ 多値画像を複数の画素からなるブロックに分割した後に
直交変換して符号化し、また符号化されたデータから元
の画像を復元する画像データ符号化及び復元方法並びに
装置に関し、 階調変化の如何に関わらず高画質の画像を符号化及び復
元することを目的とし、 粗い量子化と細い量子化を行う少なくとも２種類の量子
化閾値を準備し、符号化時にはまず粗い量子化用の閾値
を使用して量子化し、この量子化による最高次数の非零
係数の位置が予め定めた高次部にあれば、粗い量子化用
の閾値の選択により量子化した量子化係数を符号化デー
タとして出力し、一方、低次部にある時には、細かい量
子化用の閾値により量子化した量子化係数を符号化デー
タとして出力する。一方、画像の復元は、符号化データ
から復号された量子化係数の内、最高次数の非零係数の
位置が予め定めた高次領域にある時には粗い量子化用の
閾値を選択して逆量子化し、一方、低次領域にある時に
は細かい量子化用の閾値を選択して逆量子化することで
原画像を復元する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、多値画像の符号化及び復号化を行う画像デー
タ処理方法及び装置に関し、特に、多値画像を複数の画
素からなるブロックに分割して、ブロック内の画素を直
交変換した後に符号化し、また符号化されたデータから
元の画像を復号化する画像データ処理方法及び装置に関
する。

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がある。

適応離散コサイン変換符号化方式（＾ｄａｐｔｉｖｅＤ
ｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ以
下、略してｒＡＤＣＴＪと称する）について次に説明す
る。

ＡＤＣＴは、画像を８×８画素からなるブロックに分割
し、各ブロックの画信号を２次元離散コサイン変換（以
下ｒＤｃＴＪと称する）により空間周波数分布の係数に
変換し、視覚に適応した閾値で量子化し、求めた量子化
係数を統計的に求めたハフマン・テーブルにより符号化
するものである。

第９図に示すＡＤＣＴの基本ブロック図、及び第１０図
に２次元ＤＣＴ変換部のブロック図に従って符号化動作
を詳細に説明する。

まず画像を第１３図に示すｎＸｎ＝８Ｘ８画素からなる
ブロックに分割し、第９図の端子１ｏからＤＣＴ変換部
１２に入力する。ＤＣＴ変換部１２では、入力された画
信号をＤＣＴにより直交変換し、第１４図に示す空間周
波数分布のＤＣＴ係数を求めて線形量子化部１４に出力
する。線形量子化部１４では、入力されたＤＣＴ係数を
、視覚実験により決められた第１５図に示す閾値で構成
する量子化マトリクス８４の値により、線形量子化する
。

第１４図のＤＣＴ係数を第１５図の閾値で量子化した結
果を第１６図に示す。この第１６図に示すように、閾値
以下のＤＣＴ係数は０となり、左上隅のＤＣ成分とわず
かのＡＣ成分のみが値を持つ量子化係数が生成される。

第１６図のように２次元的に配列された量子化係数は、
第１７図に示すジグザグスキャンにより、１次元に変換
され、可変長符号化部１８に入力される。可変長符号化
部１８は、各ブロック先頭のＤＣ成分と前ブロックのＤ
Ｃ成分との差分を可変長符号化する。ＡＣ成分について
は、値がゼロでない有効係数の値（以下「インデックス
」と称する）と、有効係数までの値がゼロとなる無効係
数のランの長さ（以下「ラン」と称する）を、ブロック
ごとに可変長符号化する。ＤＣ，ＡＣ各成分は、画素ご
との統計量をもとに作成するハフマン・テーブルで構成
する符号表２０を用いて符号化され、得られた符号デー
タは端子２２より順次出力される。

第１０図に取出して示す２次元ＤＣＴ変換部１２は、１
次元ＤＣＴ変換部８６、転置部８８．１次元ＤＣＴ変換
部９０及び転置部９２で構成される。

次に、符号データの復元動作を説明する。

第１１図はＡＤＣＴの復元回路のブロック図を示し、ま
た第１２図に２次元逆ＤＣＴ変換部のブロック図を示す
。

第１１図の端子５０から人力された符号データは、可変
長復号部５２に人力される。可変長復号部５２では、符
号表２０のハフマン・テーブルと逆のテーブルで構成す
る復号表５４により、入力された符号データをインデッ
クスとランの固定長データに復号し、逆量子化部５６に
出力する。逆量子化部５６は、量子化マトリクス９６の
各々に、量子化制御パラメータで乗算して量子化閾値を
求め、この量子化閾値を量子化係数に乗算することによ
り、入力された量子化係数を逆量子化してＤＣＴ係数を
復元し、２次元逆ＤＣＴ変換部６０に出力する。２次元
逆ＤＣＴ変換部６０は、入力されたＤＣＴ係数を逆ＤＣ
Ｔ係数により直交変換し、空間周波数分布の係数を画信
号に変換する。

具体的には第１２図に示すように、端子９８より入力さ
れたＤＣＴ係数は１次元逆ＤＣＴ変換部１００で１次元
逆ＤＣＴ変換され、転置部１０２に出力される。転置部
１０２は、１ブロツク内の係数の行と列を入れ換えて１
次元逆ＤＣＴ変換部１０４に出力する。１次元逆ＤＣＴ
変換部１０４は、人力された転置後の係数を再び１次元
逆ＤＣＴ変換し、転置部１０６に出力する。転置部１０
６は、転置部１０６と同様に再度１ブロツク内の係数の
行と列を入れ変えることにより得られる信号を、端子１
０８から出力することにより、画像が復元される。

［従来の技術］ 従来のＡＤＣＴ方式において、量子化係数はＤＣＴ係数
と量子化閾値によって求まる。第１８図に従来の線形量
子化回路の構成図を示す。

第１８図において、まず符号化に先立ち、量子化閾値保
持部１１４には量子化マトリクス（ＶＴＨ）が量子化閾
値として保持されている。

端子１１０より人力されるＤＣＴ係数は、ＤＣＴ係数入
力部１１２に保持される。ＤＣＴ係数人力部１１２は、
タイミング制御部１１６からのデータ続出信号（ＲＥ　
Ｄ）に従って、入力されたＤＣＴ係数を■個づつ順次除
算器１１８に出力する。

また、量子化閾値保持部１１４は同様に、タイミング制
御部１１６からのデータ読出信号（ＲＥ　Ｄ）に従って
、保持している各ＤＣＴ係数に対応した量子化閾値を順
次除算器１１８に出力する。除算器１１８は、人力され
た各画素のＤＣＴ係数を量子化閾値で除算し、結果（商
）を量子化係数（ＱＵＤ）として端子１２０に出力する
。１個分のＤＣＴ係数の量子化が終了したら、タイミン
グ制御部１１６は、ＤＣＴ係数人カ部１１２と量子化閾
値保持部１１４に次のＤＣＴ係数と量子化閾値の読出し
を指示し、次の係数の量子化を行う。このように、ＤＣ
Ｔ係数人カ部１１２に保持されているＤＣＴ係数を１個
単位で読出し、量子化閾値保持部１１４に保持されてい
る量子化閾値で除算して、その結果を対象画素の量子化
係数として出力する処理をブロック単位に１画面分繰り
返すことにより、１画面分のＤＣＴ係数が量子化される
。

一方、符号データからインデックスとランの固定長デー
タに変換された量子化係数は、第１９図に示す線形逆量
子化回路で画像に復元される。

第１９図において、端子１２２より入力される量子化係
数は、量子化係数入力部１２４に保持される。量子化係
数入力部１２４は、タイミング制御部１２８からのデー
タ読出信号（ＲＥ　Ｄ）に従って、入力された量子化係
数を１個づつ、順次乗算器１３０に出力する。また、量
子化閾値保持部１２６は同様に保持している各ＤＣＴ係
数に対応した量子化閾値を順次乗算器１３０に出力する
。

乗算器１３０は、入力された各画素の量子化係数を量子
化閾値で乗算し、結果（積）をＤＣＴ係数（ＩＮＤＥＸ
）として端子１３２に出力する。１個分の量子化係数の
逆量子化が終了したら、タイミング制御部１２８は、量
子化係数入力部１２４と量子化閾値保持部１２６に次の
量子化係数と量子化閾値の読出しを指示し、次の係数の
逆量子化を行う。このように、量子化係数入力部１２４
に保持されている量子化係数を１個単位で読出し、量子
化閾値保持部１２６に保持されている量子化閾値で乗算
し、出力する処理をブロック単位に１画面分繰り返すこ
とにより、１画面分の量子化係数が逆量子化される。

１５図に示した１種類の量子化閾値では階調が緩やかに
変化している場合の画像の劣化が目立つという問題があ
った。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、階調変化の如何に関わらず常に高画質の画像の符
号化及び復元ができる画像データ符号化及び復元方法並
び装置を提供することを目的とする。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、このような従来のＡＤＣＴ方式にあっては、
ＤＣＴ係数を量子化する際、すべてのＤＣＴ係数を１種
類の量子化閾値で量子化している。

一般に人間の視覚は、階調が激しく変化する部分では、
近似誤差が多少あっても比較的画像劣化の認識は行われ
にくい。第１５図の量子化閾値は、この視感度特性を利
用したものである。

しかしながら、人間の視覚は、逆に階調が緩やかに変化
している部分では、近似誤差が多少でもあると画像の劣
化が目につきやすい。従って、第［問題点を解決するた
めの手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

まず本発明は、原画像をそれぞれが複数の画素からなる
複数のブロック（例えば８×８画像のブロッサク）に分
割して得られる各ブロックごとに、ブロック内の前記複
数の画素の階調値を２次元離散コサイン変換してＤＣＴ
係数を求め、更に予め定めた閾値（ＶＴＨ）により量子
化して符号化データとして出力し、何時法、符号化デー
タから復号された量子化係数を前記閾値（ＶＴ）ｌ）に
よる逆量子化後に逆２次離散コサイン変換して原画像を
復元する画像データ符号化および復元方法並びに装置を
対象とする。

このような画像データ符号化及び復元方法並びに装置に
つき本発明にあっては、ＤＣＴ係数を荒く量子化する第
１閾値（ＶＴ）ｌ□）と、ＤＣＴ係数を細かく量子化す
る第２閾値（ＶＴＨＬ　）との少なくとも２種類の閾値
を準備し、まず符号化時には第１図（ａ）示すように、
■のＤＣＴ係数を■の第１閾値（ＶＴＨＨ）を用いて粗
く量子化した■の量子化係数を求め、■の量子化係数の
内の最高次数の非零係数の位置が少なくと２分割された
領域の高次部にあるときには、■のように、第１閾値（
ｖＴ）Ｉイ）の選択によりＤＣＴ係数を粗く量子化した
量子化係数を符号化データとして出力する（ＯＵＴＩ）
。

一方、■の量子化係数の内の最高次数の非零係数の位置
が低次部にあるときには、■のように、高次側に対応す
るＤＣＴ係数の全てを零とした後に第２の閾値（ＶＴＨ
Ｌ　）の選択により間かく量子化した量子化係数を符号
化データとして出力する（ｏｎ＋２）。

次に復元処理は、第１図（ｂ）に示すように、符号化デ
ータから復号された量子化係数の内の最高次数の非零係
数の位置が２分割された高次部と低次部のどちらにある
かを検出し、高次部にあるときに■■のように第１閾値
（ＶＴＨＨ）を用いた逆量子化によりＤＣＴ係数を求め
、更に逆ＤＣＴ変換により原画像を復元する。また低次
側にあるときには■■のように第２閾値（ＶＴＨＬ）を
用いた逆量子化によりＤＣＴ係数を求め、更に逆ＤＣＴ
変換して原画像を復元する。

ここで符号化及び復元における量子化係数の最高次数の
非零係数の位置を検出するための走査としては、量子化
係数を高次から低次に逆にジグザク走査する逆ジグザグ
走査を行う。

［作用］ 第２図を参照して本発明の詳細な説明する。

まず第２図（ａ）の符号化処理を説明する。

本発明の符号化では、第２図のステップＳ１（以下「ス
テップ」は省略）におけるＤＣＴ変換で得られたＤＣＴ
係数を粗く量子化する第１の量子化閾値ＶＴＨ，と、細
かく量子化する第２量子化閾値ＶＴＨ，との少なくとも
２種類の８２．　　Ｓ３を用意する。即ち、ＶＴＲ，で
量子化した場合、画像は荒くなり、ＶＴＲ，で量子化し
た場合、画像は細かくなる。閾値ＶＴＨ，，ＶＴＨ，は
、基準閾値を有し、この基準閾値に乗算する量子化制御
パタラメータＳＦ□　（−〇〜１００）の値を選択する
ことで求める。

更に、例えばｎＸｎ＝８Ｘ８画素の量子化係数について
、少なくとも２分割して高次部と低次部の境界位置を予
め設定しておく。例えば第３次係数までを低次部、４次
以降を高次部とする。

符号化時の量子化処理においては、８×８画素の原画像
信号をＳｌでＤＣＴ変換してＳ４でＤＣＴ係数を求め、
Ｓ５でまず第１の量子化閾値ＶＴＨ，を用いて量子化す
る。次に、Ｓ６で量子化係数の高次部を走査する。この
とき、高次部の量子化係数に非零係数（値が０でない係
数）が存在することを３７で判別した場合には、このブ
ロックの階調が激しく変化しているとみなすことができ
るため、Ｓ５で得られた量子化係数（ＶＴＨＨで量子化
された量子化係数）を符号化データとして出力する。

Ｓ７で高次部に量子化係数の非零係数が存在せず、低次
部に存在していた場合には、このブロックの階調は緩や
かに変化しているとみなすことができる。そこで、Ｓ８
に進んで再びＤＣＴ係数を読み込み、ＤＣＴ係数の高次
部を強制的に零にした後、Ｓ９で第２の量子化閾値■Ｔ
ＨＬにより量子化する。

このような符号化処理を行うことにより、階調の変化が
激しい場合、ＤＣＴ係数が荒く量子化され、階調の変化
が緩やかな場合、ＤＣＴ係数は低次部のみ細かく量子化
され、高次部はすべて零となる。

次に復元処理は第２図（ｂ）に示すように、まずＳＬ、
Ｓ２で量子化制御バタラメータＳＦ、の設定により第１
の量子化閾値ＶＴＲ，と第２の量子化閾値Ｖ　Ｔ　Ｈｔ
を求める。次に符号化時のＳ６と同様にして高次部を走
査し、Ｓ３で非零係数が高次部に存在することを判別し
た場合には、Ｓ５で量子化閾値としてＶ　Ｔ　ＨＲを選
択してＳ６で逆量子化を行う。また、非零係数が存在し
ない場合はＳ３から８４に進んでＶＴＨ，を選択し、Ｓ
６で逆量子化を行う。

従って、本発明によれば、符号化及び復号のいずれにお
いても量子化係数の高次部の非零係数の有無を検出し、
量子化閾値を切り換えることで、階調の緩やかな部分の
量子化処理は細かく、変化の激しい部分の量子化処理を
粗く行い、画質の向上を図ることができる。しかも、量
子化閾値の選択用情報を符号化する必要がないため、符
号量が増加することもない。

［実施例］ 第２図は本発明の画像データ符号化装置の一実施例を示
した実施例構成図である。

第２図において、端子１０からは例えば第１３図に示し
た８×８画素からなるブロックに分割した画像信号が入
力する。２次元変換部１２は端子ＩＯから入力された画
像信号を直交変換（ＤＣＴ変換）して第１４図に示した
空間周波数分布をもつＤＣＴ係数を線形量子化部工４に
出力する。

線形量子化部１４は量子化閾値決定部１６からの量子化
閾値によりＤＣＴ係数を線形量子化して量子化係数を求
める。例えば第１６図に示すような量子化係数が求めら
れる。

線形量子化部１４で求められた量子化係数は、第１７図
に示すジグザグスキャンによりＩ次元に変換され、可変
長符号化部１８に入力される。

可変長符号化部１８は、各ブロック先頭のＤＣ成分と前
ブロックのＤＣ成分との差分を可変長符号化する。また
ＡＣＣ野分ついては、有効係数（非零係数）としてのイ
ンデックスとインデックスまでの無効係数（零係数）の
ランの長さとしてのランを、ブロック毎に可変長符号化
する。更にＤＣ及びＡＣの各成分は、画像毎の統計量を
もとに作成するハフマン・テーブルで構成する符号表２
０を用いて圧縮符号化され、得られた符号化デ−タは端
子２０より順次出力される。

第３図は第２図の画像データ符号化装置における量子化
閾値決定部１６の一実施例を示した構成図である。

第３図の量子化閾値決定部１６にあっては、ＤＣＴ係数
を粗く量子化する第１の量子化マトリクスＶＴＨＲを第
１の量子化閾値保持部４６に保持すると同時に、ＤＣＴ
係数を細かく量子化する第２の量子化閾値ＶＴＨＬを第
２の量子化閾値保持部４８に予め保持している。具体的
には量子化基準値に乗算する量子化制御パラメータＳＦ
、、ＳＦＬを決めることで２種類の量子化閾値ＶＴＨ，
。

Ｖ　Ｔ　Ｈｔ、を求めることができる。

端子２４からはＤＣＴ係数が人力し、ＤＣＴ係数保持部
２６に保持される。まず量子化閾値保持部４６に保持さ
れている量子化閾値ＶＴＨ，とＤＣＴ係数保持部２６に
保持されているＤＣＴ係数が除算部２８に送られて量子
化され、その結果を量子化係数保持部３０に保持する。

次に逆ジグザグアドレス発生部３２から発生されたアド
レスに従って量子化係数保持部３０から読出された量子
化係数と、耳発生部３６で発生した“０”を比較部３４
に送り出し、比較部３４て高次部の非零係数の検出を行
う。この実施例にあっては、例えば第７図に示すように
、８×８画素からなるブロックをＮ＝２分割し、砂地で
示す第３次（逆ジグザグスキャンの１−５４番目）まで
を高次部とし、それ以降を低次部としている。

比較部３４でｉ番目の量子化係数Ｄ　（ｉ）で、Ｄ　（
ｉ）≠０ となって非零係数が最初に検出されると（最高次の非零
係数の検出）、これをラッチ部３８に送り、スキャン番
号＝ｉを比較部４０に出力する。比較部４０はラッチ部
３８からのスキャン番号−１と閾値アドレス発生部４２
からの閾値１＋ｈｓ例えば第７図の場合には閾値ｘ＋ｈ
＝５４とを比較し、ｉ　≦５４ であればＤ　（ｉ）≠Ｏとなる非零係数は高次部に存在
し、一方、 ｉ〉５４ てあればＤ（ｉ）≠０となる非零係数は低次部に存在す
るものと判断する。

比較部４０の判断結果はマルチプレクサ４４に送られ、
非零係数が高次部に存在した場合は、量子化閾値保持部
４６からのＶＴＨ，を量子化閾値として決定して線形量
子化部１４に出力する。

一方、比較部４０の判断結果から非零係数が低次部に存
在していた場合は、量子化閾値保持部４８からの■ＴＨ
Ｌをマルチプレクサ４４で選択して線形量子化部１４に
出力する。

更に比較部４０において最初の非零係数が低次部に存在
してマルチプレクサ４４により量子化閾値ｖＴＨＬを選
択した場合には、第３図の線形量子化部１４に２次元Ｄ
ＣＴ変換部１２で変換されたＤＣＴ係数を入力して保持
する際に、高次部のＤＣＴ係数を強制的に零とし、選択
された量子化閾値ＶＴＨＬによる量子化は低次部のＤＣ
Ｔ係数に対してのみ行う。これにより線形量子化の処理
量を低減できる。

第５図は本発明の画像データ復元装置の実施例構成図で
ある。

第５図において、端子５０から入力された符号化データ
は、可変長復号部５２で、第２図の復号表２０のハフマ
ン・テーブルと逆のテーブルで構成する復号表５４によ
り、インデックスとランで成る固定長の量子化係数に復
号され、逆量子化部５６に出力される。逆量子化部５６
は量子化閾値検出部５８で検出された第１の量子化閾値
ＶＴＨ３または第２の量子化閾値Ｖ　Ｔ　ＨＬを量子化
係数に乗算することにより、入力した量子化係数を逆量
子化してＤＣＴ係数を復元する。逆量子化部５６で復元
されたＤＣＴ係数は２次元逆ＤＣＴ変換部６０で逆ＤＣ
Ｔ変換により直交変換され、空間周波数分布でなるＤＣ
Ｔ係数を画像信号に変換し、端子６２より出力する。

第６図は第５図の画像データ復号装置における量子化閾
値検出部５８の一実施例を示した構成図である。

第６図において、量子化閾値検出部５８には、ＤＣＴ係
数を粗く量子化する第１の量子化閾値■ＴＨ，を保持し
た第１の量子化閾値保持部８０と、ＤＣＴ係数を細かく
量子化する第２の量子化閾値ＶＴＨ，、を保持した第２
の量子化閾値保持部８２が設けられる。

端子６５からは第５図の可変長復号部５２て復号された
量子化係数が入力し、量子化係数保持部６４に保持され
る。量子化係数保持部６４に保持された量子化係数は、
逆ジグザグアドレス発生部６６から発生されたアドレス
に従って比較部６８に読出され、比較部６８で零発生部
７０から発生した“０”と比較し、高次部に非零係数が
存在するか否か検出する。

いま１番目の量子化係数Ｄ　（ｉ）が Ｄ　（ｉ）≠０ となって非零係数であることが検出されると、これらを
ラッチ部７２に送り、比較部７４に対し逆ジグザクスキ
ャン番号ｉを出力する。比較部７４はラッチ部からの非
零係数検出に対応したスキャン番号ｉと閾値アドレス発
生部７６からの高次部の境界を示す閾値１＋ｈｓ例えば
第７図では１１ｈ−５４とを比較し、非零係数が高次部
が否かを決定する。

即ち、 ｉ≦ｉｔｈ；高次部 ｉ＞ｉｔｈ；低次部 と決定する。比較部７４による高次部か否かの決定結果
はマルチプレクサ７２にに送られ、非零係数が高次部の
係数であった場合は量子化閾値保持部８０から量子化閾
値ＶＴＨＩＩを選択して逆量子化部５６に出力する。一
方、非零係数が低次部の係数であった場合は、量子化閾
値保持部８２から量子化閾値ＶＴＨＬを選択して逆量子
化部５６に出力する。

第８図は本発明でにおける８×８画素領域を低次部と高
次部に分割する他の実施例を示したもので、第７図のＮ
＝２分割に対し、この実施例ではＮ＝３分割とし、低次
部１．低次部２及び高次部に分けている。

このＮ＝３分割の場合の符号化処理は、まず低次部１．
低次部２及び高次部の順にＤＣＴ係数を量子化する度合
が粗くなるように量子化閾値ＶＴＨＬｌ、　　Ｖ　Ｔ　
ＨＬ、２．　　Ｖ　Ｔ　Ｈ□を決めておく。

まずＤＣＴ変換により得られたＤＣＴ係数を最も粗い量
子化のための量子化閾値ＶＴＲ，で量子化し、最高次数
の非零係数が低次部１．低次部２゜高次部のいずれに存
在するか検出する。

非零係数が高次部に存在すれば、ＶＴＨＨを選択してＤ
ＣＴ係数を量子化する。非零係数が高次部に存在せずに
低次部２に存在していれば、高次部のＤＣＴ係数を強制
的に零とし、Ｖ　Ｔ　ＨＬ　２を選択してＤＣＴ係数を
量子化する。更に、非零係数が高次部及び低次部２に存
在せずに低次部Ｉに存在していれば、高次部及び低次部
２のＤＣＴ係数を強制的に零とし、ＶＴＨＬ、を選択し
てＤＣＴ係数を量子化する。

一方、Ｎ＝３分割とした第８図の場合の復元処理は、符
号化データから復号された量子化係数の最高次数の非零
係数が高次部に存在すればＶＴＨＨを選択し、低次部２
に存在すればＶ　Ｔ　ＨＬ　２を選択し、更に低次部１
に存在すればＶ　Ｔ　ＨＬ　Ｉを選択し、量子化係数に
選択した量子化閾値を乗算する逆量子化を行えばよい。

従って、８×８画素領域の分割数Ｎは必要に応じて適宜
に定めることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、少なくとも２種類
の量子化閾値をあらかじめ用意しておき、量子化係数の
高次部に非零係数が存在するか否かにより量子化閾値を
切り換えて量子化及び逆量子化処理を行うことで、符号
量を増加させることなく、且つ階調変化の如何に関わら
ず常に高画質な符号化と復元を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図； 第２図は本発明の作用説明図； 第３図は本発明の画像データ符号化装置の実施例構成図
； 第４図は第３図の量子化閾値決定部の実施例構成図； 第５図は本発明の画像データ復元装置の実施例構成図； 第６図は第５図の量子化閾値検出部の実施例構成図 第７図は本発明の低次部と高次部の設定図；第８図は本
発明の他の低次部と高次部の設定図；第９図はＡＤＣＴ
方式の符号化回路図；第１０図は第９図の２次元ＤＣＴ
変換部の回路図；第１１図はＡＤＣＴ方式の復元回路図
；第１２図は第１１図の２次元逆ＤＣＴ変換部の回路図
： 第１３図は１ブロツクの原画像信号説明図；第１４図は
第１３図の画像信号をＤＣＴ変換したときのＤＣＴ係数
説明図： 第１５図は視覚に適応した量子化閾値説明図；第１６図
は第１５図の閾値を用いて第１４図のＤＣＴ係数を量子
化したときの量子化係数説明図；第１７図は量子化係数
をジグザグにスキャンするための走査順序説明図； 第１８図は従来の線形量子化回路図； 第１９図は従来の線形逆量子化回路図である。 図中、 １０゜ １２： １４： １６゜ ８ ２０： ６ ２８： ３０゜ ３２゜ ３４゜ ３６゜ ３８゜ ４２゜ ４４゜ ４６゜ ２２．２４，５０，６５：端子 ２次元ＤＣＴ変換部 線形量子化部 量子化閾値決定部 可変長符号化部 符号表 ＤＣＴ係数保持部 除算器 ６４：量子化係数保持部 ６６：逆ジグザグアドレス発生部 ４０．６８，７４：比較部 ７０・零発生部 ７２：ラッチ部 ７６二閾値アドレス発生部 ７８：マルチプレクサ（ＭＰＸ） ８０：第１の量子化閾値保持部 ４８゜ ５２　： ５４　＝ ５６　： ５８　： ６０　： ８２：第２の量子化閾値保持部 可変長復号部 復号表 逆量子化部 量子化閾値検出部 ２次元逆ＤＣＴ＆変換部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画像をそれぞれが複数の画素からなる複数のブ
   ロックに分割して得られる各ブロックごとに、該ブロッ
   ク内の前記複数の画素の階調値を２次元離散コサイン変
   換してＤＣＴ係数を求め、更に予め定めた閾値により量
   子化して符号化データとして出力し、一方、前記符号化
   データから復号された量子化係数を前記閾値による逆量
   子化後に逆２次元離散コサイン変換して前記原画像を復
   元する画像データ符号化及び復元方法に於いて、前記閾
   値として前記ＤＴＣ係数を粗く量子化する第１閾値（Ｖ
   ＴＨ＿Ｈ）と、細かく量子化する第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ
   ）との少なくとも２種類を有し、符号化時には、前記第
   １閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を用いた量子化で得られた量子化
   係数につき、非零係数の最高次数の位置が少なくとも２
   分割された高次部にある時には、前記第１閾値（ＶＴＨ
   ＿Ｈ）により前記ＤＣＴ係数を量子化した量子化係数を
   符号化データとして出力し、低次部にある時には、前記
   第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）の選択により量子化した量子化
   係数を符号化データとして出力し、 復元時には、前記符号化データから復号された量子化係
   数のうちの非零係数の最高次数の位置を検出し、前記高
   次部にある時には前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を選択し
   て逆量子化し、前記低次部にある時には前記第２閾値（
   ＶＴＨ＿Ｌ）を選択して逆量子化することを特徴とする
   画像データ符号化及び復元方法。
2. （２）請求項１記載の画像データ符号化及び復元方法に
   於いて、 前記符号化時に量子化係数の内の非零係数の最高次数の
   位置が低次部にある時には、前記ＤＣＴ係数の高次部を
   強制的に零とした後に前記第２の閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）に
   より低次部のＤＣＴ係数のみを量子化することを特徴と
   する画像データ符号化及び復元方法。
3. （３）原画像をそれぞれが複数の画素からなる複数のブ
   ロックに分割して得られる各ブロックごとに、該ブロッ
   ク内の前記複数の画素の階調値を２次元離散コサイン変
   換して得られたＤＣＴ係数を量子化し、得られた量子化
   係数を符号化する画像データ符号化方法に於いて、 前記２次元離散コサイン変換後のＤＣＴ係数を一時的に
   保持する第１過程と； 前記ＤＣＴ係数を粗く量子化するための第１閾値（ＶＴ
   Ｈ＿Ｈ）を保持する第２過程と；前記ＤＣＴ係数を細か
   く量子化するための第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）を保持する
   第３過程と；前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）と前記第２閾
   値（ＶＴＨ＿Ｌ）から量子化に用いる閾値を選択する第
   ４過程と；前記第４過程で選択された閾値で前記ＤＣＴ
   係数を量子化する第５過程と； 前記第５過程で量子化された量子化係数を一時的に保持
   する第６過程と； 前記第６過程で保持された量子化係数を走査する第７過
   程と； 前記第７過程で走査した量子化係数のうちの非零係数を
   検出する第８過程と； 前記第８過程で検出した非零係数の位置情報を保持する
   第９過程と； 予め定められた位置より高次側のＤＣＴ係数を強制的に
   零にする第１０過程と； を有し、符号化に先立ち前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を
   用いて前記第５過程から第９過程までを実行し、第９過
   程で保持した最高次の非零係数の位置が予め定めた位置
   より高次側にあるときは前記第４過程では前記第１の量
   子化閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を選択し、一方、第９過程で保
   持した最高次の非零係数の位置が予め定めた位置より低
   次側にあるときは、前記第１０過程で予め定めた位置よ
   り高次側のＤＣＴ係数を零にすると共に、前記第４過程
   では前記第２の量子化閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）を選択するこ
   とを特徴とした画像データ符号化方法。
4. （４）請求項３記載の画像データ符号化方法に於いて、 前記第４過程で量子化された量子化係数を走査する第７
   過程の走査として、量子化係数を高次から低次に逆ジグ
   ザグ走査することを特徴とする画像データ符号化方法。
5. （５）原画像をそれぞれが複数の画素からなる複数のブ
   ロックに分割して得られる各ブロックごとに、該ブロッ
   ク内の前記複数の画素の階調値を２次元離散コサイン変
   換して得られたＤＣＴ係数を求め、更に予め定めた閾値
   により量子化して符号化データとして出力し、一方、前
   記符号化データから復号された量子化係数を前記閾値に
   よる逆量子化後に逆２次離散コサイン変換して前記原画
   像を復元する画像データ復元方法に於いて、 符号化データから復号された量子化係数を一時的に保持
   する第１過程と； 量子化係数を粗く逆量子化するための第１閾値（ＶＴＨ
   ＿Ｈ）を保持する第２過程と； 量子化係数を細かく逆量子化するための第２閾値（ＶＴ
   Ｈ＿Ｌ）を保持する第３過程と；前記第１閾値（ＶＴＨ
   ＿Ｈ）と前記第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）から逆量子化に用
   いる閾値を選択する第４過程と；前記第１過程で保持さ
   れた量子化係数を走査する第５過程と； 前記第５過程で走査した量子化係数の非零係数を検出す
   る第６過程と； 前記第６過程で検出した非零係数の位置情報を保持する
   第７過程と； を有し、前記第７過程で保持した最高次の非零係数の位
   置が予め定めた位置より高次側にある時には、前記第４
   過程では前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を選択し、一方、
   前記第７過程で保持した最高次の非零係数の位置が予め
   定めた位置より低次側にある時には、前記第４過程では
   前記第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）を選択することを特徴とす
   る画像データ復元方法。
6. （６）請求項５記載の画像データ復元方法に於いて、 前記第１過程で保持された量子化係数を走査する第７過
   程の走査として、量子化係数を高次から低次に逆ジグザ
   グ走査することを特徴とする画像データ復元方法。
7. （７）原画像をそれぞれが複数の画素からなる複数のブ
   ロックに分割して得られる各ブロックごとに、該ブロッ
   ク内の前記複数の画素の階調値を２次元離散コサイン変
   換して得られたＤＣＴ係数を量子化し、該量子化係数を
   符号化データとして出力する画像データ符号化装置に於
   いて、 ＤＣＴ変換後のＤＣＴ係数を一時的に保持するＤＣＴ係
   数保持手段と； ＤＣＴ係数を粗く量子化するための第１閾値（ＶＴＨ＿
   Ｈ）を保持する第１の閾値保持手段と；ＤＣＴ係数を細
   かく量子化するための第２の量子化閾値（ＶＴＨ＿Ｌ）
   を保持する第２の量子化閾値保持手段II（３）と； 前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）と前記第２閾値（ＶＴＨ＿
   Ｌ）から量子化に用いる閾値を選択する量子化閾値選択
   手段と； 前記量子化閾値選択手段で選択された閾値で前記ＤＣＴ
   係数を量子化する量子化手段と；前記量子化手段で量子
   化された量子化係数を一時的に保持する量子化係数保持
   手段と； 前記量子化係数保持手段に保持された量子化係数を高次
   から低次に逆ジグザグ走査する逆ジグザグ走査手段と； 前記逆ジグザグ走査手段で走査した量子化係数の内の非
   零係数を検出する非零係数検出手段と；前記非零係数検
   出手段で検出した非零係数の位置情報を保持する非零係
   数保持手段と； 予め定められた位置より高次のＤＣＴ係数を強制的に零
   にするマスク手段と； を有し、符号化に先立ち前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を
   用いて前記量子化係数保持手段、逆ジグザグ走査手段、
   非零係数検出手段及び非零係数保持手段の処理を実行し
   、前記非零係数保持手段に保持した最高次の非零係数の
   位置が予め定めた位置より高次側にある時には、前記量
   子化閾値選択手段は前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）を選択
   し、一方、前記非零係数保持手段に保持した最高次の非
   零係数の位置が予め定めた位置より低次側にある時には
   、前記マスク手段でＤＣＴ係数の高次部分を零にすると
   共に、前記量子化係数選択手段では前記第２閾値（ＶＴ
   Ｈ＿Ｌ）を選択して符号化することを特徴とする画像デ
   ータ符号化装置。
8. （８）原画像をそれぞれが複数の画素からなる複数のブ
   ロックに分割して得られる各ブロックごとに、該ブロッ
   ク内の前記複数の画素の階調値を２次元離散コサイン変
   換して得られたＤＣＴ係数を求め、更に予め定めた閾値
   により量子化して符号化データとして出力し、一方、前
   記符号化データから復号された量子化係数を前記閾値に
   よる逆量子化後に逆２次元離散コサイン変換して前記原
   画像を復元する画像データ復元装置に於いて、前記符号
   化データから復号された量子化係数を一時的に保持する
   量子化係数保持手段と； 量子化係数を粗く逆量子化するための第１閾値（ＶＴＨ
   ＿Ｈ）を保持する第１の量子化閾値保持手段と；量子化
   係数を細かく逆量子化するための第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ
   ）を保持する第２の量子化閾値保持手段と； 前記量子化係数手段に保持された量子化係数を高次から
   低次に逆ジグザグ走査する逆ジグザグ走査手段と； 前記逆ジグザグ走査手段で走査した量子化係数の非零係
   数を検出する非零係数検出手段と；前記非零係数検出手
   段で検出した非零係数の位置情報を保持する非零係数保
   持手段と；前記非零係数保持手段に保持された情報をも
   とに、前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）と前記第２閾値（Ｖ
   ＴＨ＿Ｌ）から逆量子化に用いる閾値を選択する量子化
   閾値選択手段と； を有し、前記非零係数保持手段に保持した最高次の非零
   係数の位置が予め定めた位置より高次側にある時には前
   記量子化閾値選択記手段は前記第１閾値（ＶＴＨ＿Ｈ）
   を選択し、前記非零係数保持手段に保持した最高次の非
   零係数の位置が予め定めた位置より低次側にある時には
   、前記量子化係数選択手段は前記第２閾値（ＶＴＨ＿Ｌ
   ）を選択することを特徴とする画像データ復元装置。