JPH05207287A - 画像符号化装置及び画像復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静止画像のデジタルデータから抽出された複
数の画素データからなるサブブロックに対して画質を維
持しながらデータの高圧縮符号化を図る。 【構成】 符号化選択部４８において、サブブロックに
おける各画素データに付いての勾配が計算され、所定の
閾値Ｋ１以上の値をもつものが計数される。その計数値
は、判定回路５６にて、所定の判定値α１，β１と比較
され、２つの判定値の間に計数値が入っている場合に
は、判定回路５６は、サブブロックがエッジを含むと判
定し、差分符号化を行う第１符号化部４０を選択する。
エッジが含まれないと判定される場合には、直交変換で
ある離散コサイン変換を行う第２符号化部４２が選択さ
れる。勾配計算の代りにＤＣＴ変換も行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静止画像のデジタルデ
ータをサブブロック単位で圧縮符号化する画像符号化装
置、及びその圧縮符号化された符号化データを伸長して
画像を再生する画像復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静止画テレビ電話やデジタルスティルビ
デオカメラなどが実用化されており、それらにおいて
は、画像符号化装置及び画像復号化装置が用いられてい
る。

【０００３】図１３には、従来の画像符号化装置１０及
び画像復号化装置１２が示されている。

【０００４】静止画のデジタルデータから抽出されたｎ
×ｎ（ｎは自然数で例えば８が適当な値である）の画素
データからなるサブブロックは、画像符号化装置１０に
順次入力され、まず、ＤＣＴ回路１４（離散コサイン変
換回路１４）にて、離散コサイン変換が行われる。この
離散コサイン変換は、周知のように、直交変換の一種で
あって、符号化処理における圧縮率と画質保持とが優れ
ていることが知られている。

【０００５】すなわち、この離散コサイン変換は、様々
なパターンを示す画像であっても、前記サブブロックを
周波数領域上の係数列（係数行列）に変換することによ
り、絶対値の大きな係数が特定の周波数領域に集中し易
いという画像の性質を利用し、これによって画像の高圧
縮を図るものである。

【０００６】そして、ＤＣＴ回路１４にて直交変換が行
われた後の係数列は、量子化回路１６に入力され、ここ
で量子化が行われる。具体的には、前記係数列の各係数
を所定の定数で除算することにより、その量子化が行わ
れている。なお、その場合に、一般的に、人間の視覚特
性に合わせるため、低い空間周波数に対応する係数に対
しては前記定数が小さく設定され、他方、高い空間周波
数に対応する係数に対しては前記定数が大きく設定され
ている。

【０００７】そして、量子化回路１６から出力される量
子化された係数列は、その交流成分（ＡＣ係数）がラン
レングス符号化回路１８に入力されている。一方、直流
成分（ＤＣ係数）はランレングス符号化回路１８と並列
的に設けられた差分符号化回路２０に入力されている。

【０００８】ランレングス符号化回路１８は、前記係数
列を予め定められた順序でスキャンし、連続する０に対
して周知のランレングス符号化を行うものである。ま
た、差分符号化回路２０は、順次送られてくるＤＣ係数
の差分の符号化を行うものである。

【０００９】そして、ランレングス符号化回路１８及び
差分符号化回路２０から出力されたそれぞれの符号化デ
ータは、ハフマン符号化回路２２及び２４に送られ、こ
こで、可変長符号化であるハフマン符号化が行われる。
そして、ハフマン符号化が行われた符号化データは、図
示されていないマルチプレクサを介し順次外部へ出力さ
れる。

【００１０】従って、以上のような画像符号化装置によ
れば、比較的良い画質を維持しながら大幅なデータ圧縮
が実現できる。

【００１１】さて、画像符号化装置１０から出力される
符号化データ（符号化されたサブブロックのデータ）
は、伝送路２６を介して、画像復号化装置１２に送られ
る。

【００１２】このように送られてきた符号化データは、
交流成分と直流成分とに分けられ、それぞれハフマン復
号化回路２８及び３０に入力され、復号化が行われる。
そして、ハフマン復号化回路２８にて復号化されたデー
タは、ランレングス復号化回路３０にてゼロのランレン
グス復号化が行われている。一方、ハフマン復号化回路
３０にて復号化されたＤＣ係数のデータ、差分復号化回
路３２に入力されて、差分復号化が行われている。

【００１３】そして、ランレングス復号化回路３０及び
差分復号化回路３２から出力された復号化データは、逆
量子化回路３４に送られ、ここで前記量子化回路１６と
同じ特性により逆量子化が行われ、その後、逆直交変換
回路３６に送られて逆変換が行われ、再生されたサブブ
ロックが外部へ出力されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、符号化
及び復号化の対象となる画像が、平坦な背景の上にエッ
ジあるいは文字などを含む場合には、上述した離散コサ
イン変換後の係数は、空間周波数の低い領域から高い領
域まで幅広く分布することになる。

【００１５】このため、元の画像が非常に単純であるに
もかかわらず、符号化に必要なデータ量は非常に大き
く、これに対し無理に圧縮を行うと、復号化された再生
画像においてエッジ等の回りにもやもやとしたノイズが
生じてしまうという問題があった。

【００１６】この現象は、平坦な背景の上の人物像を撮
影した場合や、あるいはグラフや文章などの人工的な画
像において顕著に見られるものであり、再生される画像
の画質に大きな悪影響を与えていた。

【００１７】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、サブブロック毎に符号化を行
うに際して、そのサブブロックに含まれるエッジや文字
などの成分を判断して、適切な符号化方法を選択し、こ
れによって高画質を維持しながら画像データの高圧縮を
実現することのできる画像符号化装置を提供することに
ある。

【００１８】また、本発明は、上記の符号化装置で符号
化されたデータを適切に再生する画像復号化装置を提供
することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の原理 本発明は、上記の課題を解決するため、次のような原理
を用いている。

【００２０】すなわち、本発明は、画像が周期関数を主
に含む場合には、その画像に対して変換による電力集中
度の高い離散コサイン変換などを適用し、一方、画像が
定数関数やステップ関数を主に含む場合には、高画質を
保存しつつ符号化を行うことのできる差分符号化を適用
するものである。

【００２１】これを具体的に説明する。いわゆる自然画
像は、そのデータが正弦波状に徐々に変化していくた
め、離散コサイン変換を行うと特定の空間周波数に絶対
値の大きい係数が集中し易い。これに対し、平坦な背景
の上にあるエッジや文書中の人工的な線や文字などは、
データとしては定数関数とステップ関数との適当な線形
和であり、これに離散コサイン変換を適用すると、広い
空間周波数に係数が分布する。

【００２２】ここで、上記の正弦関数とステップ関数の
違いは、微分演算によって得られる値によって区別する
ことが可能である。

【００２３】すなわち、自然画像で見られる正弦関数
は、微分演算に対してはある意味で不変に保たれる特殊
な関数であり、微分演算と同じである差分符号化を行っ
てもそれほど符号化効率は高くない。しかし、その正弦
関数に対して離散コサイン変換を行えば、特定の周波数
成分のみに係数が現れ、その他の係数は０となり、理想
的な符号化が行えることが理解される。

【００２４】一方、画像中にエッジ等を含む場合に見ら
れるステップ関数は、直交変換を行うと非常に多くの次
数まで展開しなければ元の関数に逆変換できないという
性質がある。しかし、そのようなステップ関数は、微分
演算を行うとデルタ関数となるため、差分符号化を行う
と高い効率で符号化が行えることが理解される。つま
り、階調の少ない画像においては差分符号化の方が適し
ているのである。

【００２５】以上のことから、本発明においては、対象
となるサブブロックが直交変換による符号化に向いてい
るか、それとも差分符号化に向いているかを判定するた
め、後述するように、サブブロックについての勾配計
算、あるいは直交変換（ＤＣＴ変換）を行っている。

【００２６】課題解決のための手段 以上の原理に基づき、請求項１記載に係る発明は、複数
の画素データからなるサブブロックに対して差分符号化
を行う差分符号化回路を有する第１符号化部と、前記第
１符号化部と並列的に設けられ、前記サブブロックに対
して直交変換を行う直交変換回路を有する第２符号化部
と、前記第１符号化部または前記第２符号化部を選択す
る符号化選択部と、を含み、前記選択された符号化部に
よって、入力される前記サブブロックの符号化を行う画
像符号化装置であって、前記符号化選択部は、前記サブ
ブロックを受け入れて、そのサブブロックの各画素デー
タ位置における勾配を計算する判定用勾配計算回路と、
前記計算された勾配のうち、所定の閾値以上の値をもつ
勾配の個数に基づき、各サブブロック毎にそれに適する
符号化部を判定する判定回路と、を含むことを特徴とす
る。

【００２７】また、請求項２記載の発明は、複数の画素
データからなるサブブロックに対して差分符号化を行う
差分符号化回路を有する第１符号化部と、前記第１符号
化部と並列的に設けられ、前記サブブロックに対して直
交変換を行う直交変換回路を有する第２符号化部と、前
記第１符号化部または前記第２符号化部を選択する符号
化選択部と、を含み、前記選択された符号化部によっ
て、入力される前記サブブロックの符号化を行う画像符
号化装置であって、前記符号化選択部は、前記サブブロ
ックを受け入れて、そのサブブロックを直交変換によっ
て周波数領域上の係数列に変換する判定用直交変換回路
と、前記変換された係数列のうち、所定の閾値以上の値
を有する係数の個数に基づいて、各サブブロック毎にそ
れに適する符号化部を判定する判定回路と、を含むこと
を特徴とする。

【００２８】そして、請求項３記載の発明は、前記判定
回路が、判定した符号化部を示す符号化情報を出力し、
この符号化情報が、前記いずれかの符号化部から出力さ
れる符号化された符号化データに付加されることを特徴
とする。

【００２９】そして、請求項４記載の発明は、請求項３
記載の画像符号化装置から出力される前記符号化データ
を復号化する画像復号化装置であって、差分復号化を行
う差分復号化回路を有する第１復号化部と、前記第１復
号化部と並列的に設けられ、前記直交変換の逆変換を行
う逆直交変換回路を有する第２復号化部と、前記符号化
ブロックに付加されてきた符号化情報に応じて、符号化
データを前記いずれかの復号化部に振り分ける復号化切
換部と、を含むことを特徴とする。

【００３０】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、符号化選択
部が設けられ、これによって差分符号化回路を有する第
１符号化部と、直交変換回路を有する第２符号化部と、
を選択できるので、以下に述べるように、各サブブロッ
ク毎にそれに適する符号化方法を選択できる。

【００３１】符号化選択部に設けられた判定用勾配計算
回路は、サブブロックにおける各画素データ位置の勾配
を計算する。この勾配は、上述したように、各画素デー
タ位置にエッジ等が存在するか否かを判断するための判
断材料となるものである。

【００３２】そして、判定回路は、エッジ等の判定の基
準となる所定の閾値以上の値を持つ勾配の数に基づき、
最適な符号化方法の判定を行う。つまり、エッジ等と判
断される画素データ位置がどれくらいあるかに応じて、
符号化部の選択を行うものである。例えば、エッジ等が
多数ある、換言すればエッジ性が高いと判定されれば、
ステップ関数または定数関数に対して高いデータ圧縮を
行うことのできる第１符号化部が選択され、他方、エッ
ジ性が低いと判断されれば、正弦関数に対して高いデー
タ圧縮を図ることのできる第２符号化部が選択される。

【００３３】また、請求項２記載の発明においては、請
求項１記載の発明で勾配によってエッジ等を判断したの
に代えて、直交変換後の係数によってエッジ等の判断が
行われている。つまり、直交変換によって得られる周波
数領域上の各係数に着目し、符号化方法の選択を行うも
のである。

【００３４】この直交変換後の係数列を用いても、上述
同様に、各サブブロックについてどの程度のエッジ性が
あるかを判定できる。なお、判定用直交変換回路は、第
２符号化部における直交変換回路と同じ回路が用いら
れ、一方を省略することも可能である。

【００３５】請求項３記載の発明は、判定回路が符号化
情報を出力するものであり、符号化情報を受け入れる画
像復号化装置において符号化方法を明確に認識させるた
めの必要な情報を画像符号化装置から出力することが可
能となる。

【００３６】そして、請求項４記載の画像復号化装置
は、上記の請求項３記載の画像符号化装置に接続される
装置であって、上述した符号化情報に従って、復号化切
換部が第１符号化部または第２復号化部を選択するもの
である。従って、画像符号化装置において第１符号化部
によって符号化が行われた符号化データは、この画像復
号化装置における第１復号化部において復号化が行わ
れ、これと同様に、第２符号化部によって符号化が行わ
れたものは第２復号化部によってその復号化が行われ
る。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００３８】第１実施例（符号化装置） 図１には、第１実施例の符号化装置が示され、また、図
２には、第１実施例の復号化装置が示されている。ま
ず、図１に示す符号化装置について説明する。

【００３９】この装置は、デジタル化された画像データ
から順次抽出される８×８の画素データからなるサブブ
ロックに対して符号化を行うものである。そして、その
符号化方法としては、サブブロックの内容に応じて適切
な符号化方法を実行させるために、２つの符号化部、す
なわち第１符号化部４０と第２符号化部４２とが設けら
れている。

【００４０】後に述べるように、符号化部４０は、差分
符号化回路４４を有するものであり、第２符号化部４２
は、離散コサイン変換を行うＤＣＴ回路４６を有してお
り、２つの符号化部は互いに並列的に配置されている。

【００４１】これらの２つの符号化部を各サブブロック
の内容に応じて択一的に符号化処理を実行させるため
に、符号化選択部４８が設けられている。

【００４２】まず、この符号化選択部４８について詳述
する。

【００４３】図示されていないサブブロック抽出回路に
よって、デジタル化された画像データから抽出されたサ
ブブロックは、勾配計算回路５０に入力されている。こ
の勾配計算回路５０は、８×８の画素データからなるサ
ブブロック（ｘ）から８×８個の勾配（ｇｒａｄ）を求
めるものである。換言すれば、サブブロックにおける各
画素位置の勾配を計算する回路である。以下に、勾配を
求める式を具体的に説明する。

【００４４】図３には、図１に示した勾配計算回路５０
に入力されるサブブロック（８×８の画素データ）が示
されている。この図３に示される領域２０１（ｉ≠０，
７ｊ≠０，７）の勾配は、対象となる画素を中心として
上下左右の画素から、次の第１式により計算される。

【００４５】 grad[i][j]=sqrt(sqr(x[i+1][j]-x[i-1][j])+sqr(x[i][j+1]-x[i][j-1])) … （第１式） また、図３に示される領域２０４（ｉ＝０，ｊ＝１〜
６）内の勾配は、対象となる画素を中心とした上下左右
のうちの３つの画素から、次の第２式により計算され
る。

【００４６】 grad[0][j]=sqrt(sqr(x[0][j+1]-x[0][j-1])+sqr(2*(x[1][j]-x[0][j]))) … （第２式） これと同様に、領域２０５，２０２，２０３内の勾配
は、それぞれ次の第３式，第４式，及び第５式によって
計算される。

【００４７】 grad[7][j]=sqrt(sqr(x[7][j+1]-x[7][j-1])+sqr(2*(x[7][j]-x[6][j]))) … （第３式） grad[i][0]=sqrt(sqr(x[i+1][0]-x[i-1][0])+sqr(2*(x[i][1]-x[i][0]))) … （第４式） grad[i][7]=sqrt(sqr(x[i+1][7]-x[i-1][7])+sqr(2*(x[i][7]-x[i][6]))) … （第５式） そして、図３に示される画素データ位置２０６，２０
７，２０８，２０９の勾配は、隣接する２つの画素か
ら、それぞれ次の第６式，第７式，第８式，及び第９式
によって計算される。

【００４８】 grad[0][0]=2*sqrt(sqr(x[0][1]-x[0][0])+sqr(x[1][0]-x[0][0])) … （第６式） grad[0][7]=2*sqrt(sqr(x[0][6]-x[0][7])+sqr*(x[1][7]-x[0][7])) … （第７式） grad[7][0]=2*sqrt(sqr(x[7][1]-x[7][0])+sqr(x[6][0]-x[7][0])) … （第８式） grad[7][7]=2*sqrt(sqr(x[7][6]-x[7][7])+sqr(x[6][7]-x[7][7])) … （第９式） 従って、以上の第１式〜第９式までの計算式を用いるこ
とにより、勾配計算回路５０にて、１つのサブブロック
内の全ての画素データ位置における勾配が計算されるこ
とになる。

【００４９】そして、計算された各勾配は、閾値処理回
路５２に送られここで所定の閾値Ｋ１と比較され、その
閾値Ｋ１を越える値をもつ勾配の数が、カウンタ５４に
よってカウントされる。

【００５０】すなわち、勾配はその大きさがエッジ等の
含有度合を示すものであるため、エッジ等の判断基準と
して所定の閾値Ｋ１を設けることにより、１つのサブブ
ロックの中にどれくらいのエッジ成分が含まれるかを検
出することができる。

【００５１】本実施例においては、具体的には、勾配計
算回路５０から出力された勾配データは、閾値処理回路
５２にて、まず整数化が行われ、それと閾値Ｋ１とが比
較され、その閾値Ｋ１以下の勾配データは０に置換され
ている。そして、本実施例においては、その閾値は、例
えば１２に設定されている。

【００５２】従って、判定回路５６は、前記カウンタ５
４の計数値により、入力されたサブブロックがどれだけ
のエッジ等の成分を含むものであるかを確認することが
できる。具体的には、この判定回路５６は、第１の判定
値α１と第２の判定値β１との間にカウンタ５４の計数
値が入る場合には、そのサブブロックのエッジ性が高い
と判定し、差分符号化回路４４を含む第１符号化部４０
を選択する。一方、前記α１とβ１との間以外に計数値
がある場合には、ＤＣＴ回路４６を有する第２符号化部
４２を選択する。

【００５３】本実施例において、α１として例えば３０
が設定されており、β１として例えば６０が設定されて
いる。なお、計数値の最大は当然６４である。本実施例
においては、このように第２の判定値β１を設けたこと
により、ノイズを多く含む複雑な画像データに対して
は、エッジ性が極めて高いにもかかわらず、あえて直交
変換を含む第２符号化部４２を選択することができる。
すなわち、そのようなノイズを多く含む画像において
は、画質の維持がそれほど重要でなく、ＤＣＴ変換を用
いて画像データの高圧縮を図るためである。

【００５４】図４には、判定回路５６でエッジと判定す
る場合の例が示されている。ここにおいて、（Ａ）は、
サブブロックの各ブロックにおける各画素データの輝度
値（最大２５５）を表しており、（Ｂ）は閾値処理回路
５２から出力された処理済みのデータ列を示している。

【００５５】また、図５には、判定回路５６で計数値が
α１以下となりエッジでないと判定する場合の第１例が
示され、図６には、計数値がβ１より大きくエッジでな
いと判定する場合の第２例が示されている。

【００５６】図１に戻って、判定回路５６から切換器５
８へは判定信号が出力されている。そして、切換器５８
は、前記判定信号に従って、入力されるサブブロックを
第１符号化部４０または第２符号化部４２へ選択的に出
力する。

【００５７】一方、判定回路５６は、マルチプレクサ６
０へ符号化切換情報２００を出力しており、マルチプレ
クサ６０から符号化された符号データが出力される際
に、そのデータに符号化切換情報２００が付加されてい
る。

【００５８】従って、エッジやあるいは線、文字の一部
を含むサブブロックに対しては、符号化選択部４８によ
って、第１符号化部４０が選択される。一方、自然画像
のサブブロックである場合には、第２符号化部４２が選
択されることになる。

【００５９】第１符号化部４０は、上述した差分符号化
回路４４と、ハフマン符号化回路６２と、を含むもので
ある。

【００６０】図７には、図１に示した差分符号化回路４
４での処理手順が示されている。図７（ａ）に示される
第１段階では、サブブロックに対して、行方向（ｊ方
向）にスキャンが行われ、順次１つ前の画像データとの
差分が求められる。そして、図７（ｂ）に示す第２段階
では、列方向（ｉ方向）にスキャンが行われ、やはり前
記同様に、順次１つ前のデータとの差分が求められる。
従って、以上のような２つの段階により、左上隅の基準
データを除いて、全ての画像データは、差分データとな
る。

【００６１】図１に戻って、以上のように差分化が行わ
れた各データに対しては、ハフマン符号化回路６２で周
知のハフマン符号化が行われ、その符号化が行われたデ
ータがマルチプレクサ６０に出力されている。

【００６２】一方、第２符号化部４２においては、切換
器５８から選択的に入力されたサブブロックは、まず、
ＤＣＴ回路４６で離散コサイン変換が実行される。ここ
で、このＤＣＴ回路４６、及び量子化回路６２、ランレ
ングス符号化回路６４、差分符号化回路６６、ハフマン
符号化回路６８及び７０は、図１３に示した従来例で説
明した構成と同一の構成であるため、その説明を省略す
る。

【００６３】従って、マルチプレクサ６０には、第１符
号化部４０から差分符号化などが行われた符号データが
入力され、第２符号化部４２から直交変換等が行われた
符号データが入力されることになり、マルチプレクサ６
０は、それらを衝突がないように順次外部の伝送路７２
に出力している。なお、この場合に、符号化切換情報２
００が符号データの先頭に付加される。

【００６４】第１実施例（復号化装置） 図２には、第１実施例の復号化装置が示されている。こ
の復号化装置は、図１に示した符号化装置から送出され
る符号データの復号化を行うものである。

【００６５】この復号化装置においては、第１復号化部
７６と、第２復号化部７８と、が設けられており、これ
らは並列的にマルチプレクサ７４に接続されている。

【００６６】このマルチプレクサ７４には、図１に示し
た符号化装置から符号データが送られてきており、マル
チプレクサ７４は、その符号データに付加された符号化
切換情報２００に従い、各符号データをいずれかの符号
化部に出力する。

【００６７】第１復号化部７６は、ハフマン復号化回路
８０と、差分復号化回路８２と、で構成されている。一
方、第２復号化部７８は、ＡＣ成分の復号化を行うハフ
マン復号化回路８４及びランレングス復号化回路８６
と、ＤＣ成分の復号化を行うハフマン復号化回路８８及
び差分復号化回路９０と、復号化されたデータの逆量子
化を行う逆量子化回路９２と、前記離散コサイン変換の
逆変換を行う逆変換回路９４と、で構成されている。な
お、ランレングス復号化回路は、ゼロのランレングス復
号化を行うものであり、この回路を含む各回路は、図１
３の従来例で示した回路と同等であるため、それらの詳
細な説明は省略する。

【００６８】従って、以上のような復号化装置によれ
ば、図１に示した符号化装置において第１符号化部４０
によって符号化が行われた場合には、マルチプレクサ７
４によって、第１復号化部７６を動作させ、一方、図１
に示した符号化装置において第２符号化部４２で符号化
が行われた場合には、マルチプレクサ７４によって、符
号データに対して第２復号化部７８で復号化を行うこと
ができる。従って、符号化方法に合わせた適切な復号化
方法を選択することができる。

【００６９】第２実施例（符号化装置） 図８には、第２実施例の符号化装置の構成が示されてい
る。この装置は、第１符号化部９６と、第２符号化部９
８と、符号化選択部１００と、マルチプレクサ１０２
と、で構成されるものである。

【００７０】第１符号化部９６は、サブブロックに対し
て差分符号化を行う差分符号化回路１０４と、さらにハ
フマン符号化を行うハフマン符号化回路１０６と、で構
成され、図１に示した第１符号化回路４０と同じ構成で
ある。

【００７１】一方、第２符号化部９８は、サブブロック
に対して離散コサイン変換を行った後、符号化を行うも
のであり、基本的に、図１に示した第１実施例の第１符
号化部４２と同じ構成を有するものである。しかし、本
実施例においては、符号化選択部１００で、後述するよ
うに離散コサイン変換を行っているため、符号化選択部
１００に設けられたＤＣＴ回路１０８が、この第２符号
化部９８におけるＤＣＴ回路として兼用されている。換
言すれば、第２符号化部９８において、ＤＣＴ回路１０
８が省略されている。このことについては後に詳述す
る。

【００７２】第２符号化部９８は、上述したＤＣＴ回路
１０８の他に、量子化を行う量子化回路１１０と、係数
列のうち交流成分の係数の符号化を行うランレングス符
号化回路１１２及びハフマン符号化回路１１４と、直流
成分（ＤＣ係数）の符号化を行う差分符号化回路１１６
及びハフマン符号化回路１１８と、を有している。

【００７３】そして、第１符号化部９６及び第２符号化
部９８のそれぞれの出力、すなわち符号データは、マル
チプレクサ１０２に送られている。

【００７４】次に、符号化選択部１００について説明す
る。

【００７５】上述したように、自然画はそれを空間周波
数に展開すると主として周期関数を多く含むものであ
る。一方、平坦な背景の上にあるエッジや文書中の人工
的な線や文字等は、定数関数とステップ関数との適当な
線形和である。従って、このような前提の下、ある画像
に対して離散コサイン変換を適用させれば、その結果か
ら、画像がどのような性質を有するものであるかを認識
することができる。すなわち、ある画像に対して離散コ
サイン変換を行った後の係数列において、係数が特定の
空間周波数に集中すれば、そのある画像を自然画と判断
でき、一方、各係数が空間周波数上で広がればそのある
画像をエッジ等を多く含む画像と判断できる。

【００７６】この第２実施例においては、以上の原理に
基づき、符号化選択部１００に上述したＤＣＴ回路１０
８を設けている。

【００７７】すなわち、サブブロックは、ＤＣＴ回路１
００において、まず離散コサイン変換が行われ、空間周
波数領域上の係数列に変換されている。その係数列は、
選択器１０９を介して上述した量子化回路１１０に送ら
れる一方、閾値処理回路１２０に送られている。

【００７８】この閾値処理回路１２０は、各係数をまず
整数化し、その整数化された係数に対して所定の閾値Ｋ
２以下の係数を０に置換している。ここで、その閾値Ｋ
２としては、例えば１２が用いられる。そして、整数化
及び０置換が行われた係数列は、カウンタ回路１２２に
入力され、ここで前記閾値Ｋ２以上の係数、すなわち０
以外の係数がカウントされる。ここで、このカウント値
があるサブブロックにおけるエッジ性の度合を示すもの
である。

【００７９】カウンタ回路１２２から計数値が判定回路
１２４に送られており、判定回路１２４は、その計数値
が所定の２つの判定値α２、β２の間にあるか否かを判
定する。本実施例において、α２としては例えば６が設
定され、β２としては例えば４５が設定されている。そ
して、判定回路１２４は、その２つの判定値の間に計数
値が入った場合、エッジと判定する。すなわち、上述し
たように、画像中にエッジが含まれると広い空間周波数
上に係数が散在し、計数値が増大するためである。な
お、β２が設定されているのは、ノイズを多く含むサブ
ブロックに対して、圧縮率の高い第２符号化部９８で符
号化を行わせるためである。

【００８０】図１０には、判定回路１２４において、エ
ッジと判定される場合の例が示されており、ここにおい
て（Ａ）はサブブロックの各画素データが示されてお
り、（Ｂ）には閾値処理回路１２０から出力されたデー
タが示されている。

【００８１】また、図１１には、上記カウンタ１２２の
計数値がα２より小さく、判定回路１２４でエッジでな
いと判定する場合の第１例が示されている。さらに、図
１２には、カウンタ１２２の計数値がβ２より大きく、
エッジでないと判定する場合の第２例が示されている。

【００８２】図８に戻って、選択器１０９には、判定回
路１２４から判定信号が出力されており、エッジである
と判定された場合には、選択器１０９は画質保持のため
にサブブロックを第１符号化部９６に送出する。一方、
エッジでないと判定された場合には、選択器１０９は、
ＤＣＴ回路１０８から出力された係数列を第２符号化部
９８に設けられた量子化回路１１０に送出する。

【００８３】また、判定回路１２４は、符号化切換情報
２０２をマルチプレクサ１０２に送出しており、マルチ
プレクサ１０２からは符号化データの先頭に符号化切換
情報２０２が付加されて伝送路１２６に送り出されてい
る。

【００８４】この第２実施例においては、上述したよう
に、符号化選択部１００及び第２符号化部９８におい
て、ＤＣＴ回路１０８が兼用されている。しかし、当然
これには限られず、符号化選択部１００及び第２符号化
部９８それぞれに独立してＤＣＴ回路を設けることも可
能である。しかしながら、この図８に示した構成によれ
ば、回路を簡易化できるという利点がある。なお、ＤＣ
Ｔ回路１０８と選択器１０９との間に、時間的な調整を
行うため、データの一時的な格納を行うバッファなどを
設けても好適である。

【００８５】第２実施例（復合化装置） 図９には、第２実施例の復号化装置が示されており、こ
の装置は、第１実施例に示した符号化装置から送られて
きた符号データの復号化を行うものである。

【００８６】図９において、この復号化装置は、第１復
号化部１２８と、第２復号化部１３０と、マルチプレク
サ１３２と、で構成されるものである。

【００８７】ここにおいて、マルチプレクサ１３２は、
各符号データ毎に、符号データに付加された符号化切換
情報２０２を入力して、その情報に基づいて前記第１復
号化部１２８または第２復号化部１３０を選択してい
る。なお、第１復号化部１２８及び第２復号化部１３０
は、第１実施例の復号化装置と同一の構成のためその説
明を省略する。

【００８８】従って、以上のような復号化装置によれ
ば、第１実施例の復号化装置と同様に、符号化装置にお
ける符号化方法に応じて、適切な復号化処理を行うこと
ができる。

【００８９】以上説明したように、本発明に係る各実施
例によれば、勾配の計算結果または離散コサイン変換後
の各係数に基づいて、適切な符号化方法を選択できるの
で、良好な画質を維持しつつ、画像データの高圧縮を図
ることが可能である。

【００９０】すなわち、画像が空間周波数に展開して周
期関数を主に含む場合には電力集中度の高い離散コサイ
ン変換を適用させ、画像が空間周波数上で定数関数とス
テップ関数を主に含む場合には画質の維持を図れる差分
符号化を適用させることができる。

【００９１】従って、種々の画像に対して符号化効率を
向上させ、同時に良好な画質の画像を再生できる画像符
号化装置及び画像復号化装置を提供できる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、サブブロックに対して勾配計算を行い、こ
れにより得られた勾配から、そのサブブロックに適切な
符号化方法を判定できるので、種々の画像に対して、画
質を維持しながら画像データの高圧縮を図ることが可能
である。また、請求項２記載の発明によれば、上記請求
項１記載の発明と同様に、画質の維持及び画像データの
高圧縮を図ることができる。

【００９３】請求項３記載の発明によれば、符号化され
た符号化ブロックに実際に符号化を行った符号化部の情
報を付加できるので、復号化を行う画像復号化装置に対
して有益な情報を提供できる。

【００９４】また、請求項４記載の発明によれば、前記
符号化情報に従って、符号化に対応する適切な復号化を
選択し、画像の再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の符号化装置の構成を示すブロック
図である。

【図２】第１実施例の復号化装置の構成を示すブロック
図である。

【図３】サブブロックにおける勾配計算のための領域分
けを示す説明図である。

【図４】符号化回路においてエッジと判定される場合の
データ内容を示す説明図である。

【図５】判定回路においてエッジでないと判定される場
合（１）のデータ内容を示す説明図である。

【図６】判定回路においてエッジでないと判定される場
合（２）のデータ内容を示す説明図である。

【図７】差分符号化における第１段階及び第２段階を示
す説明図である。

【図８】第２実施例の符号化装置の構成を示すブロック
図である。

【図９】第２実施例の復号化装置の構成を示すブロック
図である。

【図１０】判定回路においてエッジと判定される場合の
データ内容を示す説明図である。

【図１１】判定回路においてエッジでないと判定される
場合（１）のデータ内容を示す説明図である。

【図１２】判定回路においてエッジでないと判定される
場合（２）のデータ内容を示す説明図である。

【図１３】従来の画像符号化装置及び画像復号化装置の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

４０ 第１符号化部 ４２ 第２符号化部 ４８ 符号化選択部 ５０ 勾配計算回路 ７６ 第１復号化部 ７８ 第２復号化部 ９６ 第１符号化部 ９８ 第２符号化部 １００ 符号化選択部 １０８ ＤＣＴ回路 １２８ 第１復号化部 １３０ 第２復号化部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画素データからなるサブブロックに
   対して差分符号化を行う差分符号化回路を有する第１符
   号化部と、 前記第１符号化部と並列的に設けられ、前記サブブロッ
   クに対して直交変換を行う直交変換回路を有する第２符
   号化部と、 前記第１符号化部または前記第２符号化部を選択する符
   号化選択部と、 を含み、前記選択された符号化部によって、入力される
   前記サブブロックの符号化を行う画像符号化装置であっ
   て、 前記符号化選択部は、 前記サブブロックを受け入れて、そのサブブロックの各
   画素データ位置における勾配を計算する判定用勾配計算
   回路と、 前記計算された勾配のうち、所定の閾値以上の値をもつ
   勾配の個数に基づき、各サブブロック毎にそれに適する
   符号化部を判定する判定回路と、 を含むことを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】複数の画素データからなるサブブロックに
   対して差分符号化を行う差分符号化回路を有する第１符
   号化部と、 前記第１符号化部と並列的に設けられ、前記サブブロッ
   クに対して直交変換を行う直交変換回路を有する第２符
   号化部と、 前記第１符号化部または前記第２符号化部を選択する符
   号化選択部と、 を含み、前記選択された符号化部によって、入力される
   前記サブブロックの符号化を行う画像符号化装置であっ
   て、 前記符号化選択部は、 前記サブブロックを受け入れて、そのサブブロックを直
   交変換によって周波数領域上の係数列に変換する判定用
   直交変換回路と、 前記変換された係数列のうち、所定の閾値以上の値を有
   する係数の個数に基づいて、各サブブロック毎にそれに
   適する符号化部を判定する判定回路と、 を含むことを特徴とする画像符号化装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載の画像符号化
   装置において、 前記判定回路は、判定した符号化部を示す符号化情報を
   出力し、この符号化情報は、前記いずれかの符号化部か
   ら出力される符号化された符号化データに付加されるこ
   とを特徴とする画像符号化装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の画像符号化装置から出力さ
   れる前記符号化データを復号化する画像復号化装置であ
   って、 差分復号化を行う差分復号化回路を有する第１復号化部
   と、 前記第１復号化部と並列的に設けられ、前記直交変換の
   逆変換を行う逆直交変換回路を有する第２復号化部と、 前記符号化データに付加されてきた符号化情報に応じ
   て、その符号化データを前記いずれかの復号化部に振り
   分ける復号化切換部と、 を含むことを特徴とする画像復号化装置。