JPH10108177A - 符号化装置及び符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、符号化装置及び符号化方法におい
て、ブロツク歪みを低減させる。 【解決手段】符号化した第２の空間上の第１のブロツク
群が第１の条件を満たす場合に第１の空間上で第１のブ
ロツク群と連続又は隣接する第２のブロツク群が第２の
条件を満たすか否かを検出する検出手段と、第２のブロ
ツク群が第２の条件を満たす場合、第２の空間上の第２
のブロツク群に基づく重み付けにより第２の空間上のデ
ータ群を平均化して新たな第２の空間上のデータ群を生
成するデータ平均化手段と、新たな第２の空間上のデー
タ群を符号化する第２の符号化手段とを設ける。第２の
ブロツク群に基づく重み付けによつて新たな第２の空間
上のデータ群を生成することにより、第１のブロツク群
の値を第２のブロツク群の値に近づけて平均化でき、復
元画像データの境界部分の差分値を小さくし得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図１２〜図２０） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態（図１〜図１１） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は符号化装置及び符号
化方法に関し、例えば画像データ等のデイジタルデータ
を圧縮符号化処理する符号化装置及び符号化方法に適用
して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、画像データ等は、そのデータサイ
ズが非常に大きなものであるため、そのままの状態では
記録及び伝送する上で適さないものであつた。そのた
め、このような画像データ等は圧縮符号化処理を施して
全体のデータサイズを縮小したデイジタルデータに変換
した上で記録又は伝送するようになされている。現在、
このような画像圧縮方式として代表的なものにＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）１方式及びＭＰＥＧ
２方式がある。ＭＰＥＧ１方式及びＭＰＥＧ２方式はＩ
ＳＯ（International Organization for Standardizati
on、国際標準化機構）により提案された画像圧縮方式で
あり、詳細はＩＳＯ／ＩＥＣ11172-2 、ＩＳＯ／ＩＥＣ
13818-2 に述べられている。

【０００４】ここで図１２を用いて上述した画像圧縮方
式について説明する。図１２において、１及び２はそれ
ぞれ符号化装置、復号化装置を示す。符号化装置１は入
力されるデイジタルデータでなる入力画像データＳ１を
離散コサイン変換部３に供給する。離散コサイン変換部
３は入力画像データＳ１を１フレーム単位毎に処理し、
まず当該１フレームを８画素×８画素のブロツクに分割
する。離散コサイン変換部３は当該各ブロツク毎に

【数１】 に示す離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform
）のための演算処理を施すことで、８画素×８画素の
ブロツク内の各画素値を周波数空間上のデータに変換す
る。離散コサイン変換部３は、こうした処理により入力
画像データＳ１からＤＣＴデータＳ２を生成する。

【０００５】離散コサイン変換部３はＤＣＴデータＳ２
を量子化部４に供給する。量子化部４はＤＣＴデータＳ
２に量子化処理を施して圧縮符号化データＳ３を生成す
る。具体的にＤＣＴデータＳ２はｉ行ｊ列（ｉ、ｊは０
〜７）の行列式で表すことができ、各ｉ行ｊ列目のデー
タをＤｉｊで表現することができる。量子化部４はこの
ような各Ｄｉｊでなる成分毎に対応する重み係数ＱＳｉ
ｊで各成分を割り算する。また量子化部４は、このよう
に量子化処理により得られる値に整数化処理（いわゆる
丸め処理）を施す。すなわち量子化により得られる値は
小数部分を含む値となつているため、量子化部４はこれ
らの値でなる各成分を例えば四捨五入することで整数化
処理（丸め処理）を行い、圧縮符号化データＳ３を生成
する。符号化装置１は、こうして得られた圧縮符号化デ
ータＳ３に可変長符号化処理等を施して（図示せず）、
復号化装置２に対して送出する。

【０００６】復号化装置２は符号化装置１から与えられ
る圧縮符号化データＳ３を入力して、まず可変長復号化
処理を行う（図示せず）。復号化装置２は、可変長復号
化がなされた圧縮符号化データＳ３を逆量子化部５に与
える。逆量子化部５は圧縮符号化データＳ３に逆量子化
処理を施す。具体的に逆量子化部５は、圧縮符号化デー
タＳ３の各成分毎に上述した重み係数ＱＳｉｊを掛け算
する。逆量子化部５は、こうして得られた逆量子化デー
タＳ４を逆離散コサイン変換部６に供給する。逆離散コ
サイン変換部６は逆量子化データＳ４に

【数２】 に示す逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）のための演算処
理を施すことで、上述した８画素×８画素でなる各ブロ
ツクを復元する。逆離散コサイン変換部６は、こうして
得られる出力画像データＳ５を出力する。

【０００７】このように符号化装置１は離散コサイン変
換、量子化処理及び整数化処理を施すことにより入力画
像データＳ１を圧縮符号化した圧縮符号化データＳ３を
得ることができ、また復号化装置２は逆量子化処理及び
逆離散コサイン変換を施すことにより、圧縮符号化デー
タＳ３を復号処理して出力画像データＳ５を得ることが
できる。なお、一般的には、量子化処理及び整数化処理
の２つの処理を合わせて量子化処理と呼ぶことが多い。

【０００８】ここでこうした符号化処理により圧縮符号
化され、復号化によつて復元される画像データにはブロ
ツク歪みが生じる場合がある。以下にブロツク歪みにつ
いて説明する。符号化装置１及び復号化装置２では、量
子化部３で重み係数ＱＳｉｊを用いてＤＣＴデータＳ２
の各成分を除算して得られる値に丸め処理を施し、これ
により生成される圧縮符号化データＳ３に重み係数ＱＳ
ｉｊを乗算して逆量子化している。このため逆量子化に
より得られる逆量子化データＳ４には誤差が含まれてい
ることになる。

【０００９】すなわち量子化部４では、量子化処理の際
に小数部分が含まれた値でなる各成分を四捨五入して整
数化（すなわち丸め処理）しており、この小数部分を切
り上げるか切り捨てるかに応じて正の誤差又は負の誤差
が生じることになる。例えば画素値が0.4 でなる画素部
分の場合、整数化によつて画像データが０となる。従つ
て、こうして整数化された画像データを復元した場合、
このような値である画素部分は元々画素値が０であつた
場合と同様のものとなる。このため、こうした整数化が
なされた圧縮符号化データＳ４を復元して得られる画像
には誤差が含まれることになり、上述した画素部分は0.
4 でなる画素値を有していたにも係わらず、復元されな
いことになる。

【００１０】図１３（Ａ）に示すように、１次元上に示
す画像データを画像圧縮処理した場合、離散コサイン変
換により当該画像データは８個単位でなる第１及び第２
のブロツクに分割される。こうした画像データに整数化
処理を行つた場合、第１のブロツクに負の誤差が生じ、
また第２のブロツクに正の誤差が生じたとする。図１３
（Ｂ）に示すように、こうした誤差が各々生じた第１及
び第２のブロツクを復元した場合、第１のブロツクの画
像データは元の（すなわち原画像の）データに比して小
さい値となり、また第２のブロツクの画像データは元の
データに比して大きな値となる。このため、第１及び第
２のブロツクの境界部分には段差状の歪みが生じる。こ
うした歪みは２次元でなる画像データの場合にも言え、
一般にブロツク歪みと呼ばれる。

【００１１】図１４は２次元上に示す比較的単調な画像
データを形成する８画素×８画素のブロツクＡ及びＢを
示しており、上下方向が各画素データの値の大きさを示
している。ここではブロツクＡ及びＢは図中に示す水平
方向に隣接しており、奥側のブロツクＡが符号化処理対
象となつているブロツクを、また手前側のブロツクＢが
ブロツクＡの一つ左側に隣接したブロツクを各々示して
いる。また図１４との対応部分に同一符号を付して示す
図１５は、上述したブロツクＡ及びＢを離散コサイン変
換したことで得られる、周波数空間上でのデータであ
る。図１４に示すように、ブロツクＡ及びＢは水平方向
に対してほぼ一定の値となつており、比較的滑らかな画
像を形成している。このようなブロツクＡ及びＢを離散
コサイン変換して得られる周波数空間上のデータは横方
向の周波数成分、すなわちｉ行ｊ列でなるブロツク内で
各成分をＤｉｊで表した場合のｉが０〜７かつｊが１〜
７でなる部分、がほぼ０となる（図１５）。

【００１２】図１６は１行０列の成分を示し、また図１
７は２行０列でなる成分を示している。ブロツクＢ（図
１４）は直流（ＤＣ）成分、１行０列の成分及び２行０
列でなる成分でほぼ表すことができ、ｉが３〜７かつｊ
が０でなるようなその他の成分はほぼ０となる。ブロツ
クＢでは１行０列の成分に比して２行０列の成分が多く
含まれているため、２行０列の成分である「１５」の方
が１行０列の成分である「８」に比して値が大きくなつ
ている（図１５）。ちなみに直流成分は「ＤＣ１」で示
している。

【００１３】一方、ブロツクＡ（図１４）も直流（Ｄ
Ｃ）成分、１行０列の成分及び２行０列でなる成分でほ
ぼ表すことができ、ｉが３〜７かつｊが０でなるような
その他の成分はほぼ０となる。ブロツクＡでは２行０列
の成分に比して１行０列の成分が多く含まれているた
め、１行０列の成分である「１３」の方が２行０列の成
分である「９」に比して値が大きくなつている。ちなみ
に直流成分は「ＤＣ２」で示している。

【００１４】図１８に示すように、こうした離散コサイ
ン変換により得られた周波数空間上のデータに対して重
み係数を２０として量子化を行つた場合、直流成分を除
く各成分は２０で割られた後、四捨五入されるので、ブ
ロツクＢでは１行０列の成分である「８」が「０」とな
り、２行０列の成分である「１５」が「１」となる。ま
たブロツクＡでは１行０列の成分である「１３」が
「１」となり、２行０列の成分である「９」が「０」に
なる。ブロツクＡ及びＢの直流成分であるＤＣ１及びＤ
Ｃ２は重み係数を１として量子化がなされるため、その
ままの値となる。またｉが３〜７かつｊが０でなるよう
な成分、及び、ｉが０〜７かつｊが１〜７でなるような
成分については、ほぼ０である値であるために量子化処
理によつて各成分が「０」となる。

【００１５】また図１９に示すように、このような量子
化がなされたブロツクＡ及びＢを逆量子化した場合、す
なわち各成分に対して上述した重み係数を乗算した場
合、ブロツクＢでは１行０列の成分である「０」が
「０」となり、２行０列の成分である「１」が「２０」
となる。またブロツクＡでは１行０列の成分である
「１」が「２０」となり、２行０列の成分である「０」
が「０」になる。ブロツクＡ及びＢの直流成分であるＤ
Ｃ１及びＤＣ２は、そのままの値となる。またｉが３〜
７かつｊが０でなるような成分、及び、ｉが０〜７かつ
ｊが１〜７でなるような成分は「０」となる。

【００１６】図２０に示すように、こうして逆量子化が
なされたデータに対して逆離散コサイン変換を施して画
像データを復元した場合、ブロツクＢは図中に示す垂直
方向の中央部分が凹んだ画素値の状態となり、またブロ
ツクＡは図中に示す垂直方向の一方にいくほど画素値が
低くなる状態となる。したがつて符号化前のようにブロ
ツク間が比較的滑らかである状態（図１４）に比して、
ブロツク間の境界部分の画素値に段差状の差分（すなわ
ちブロツク歪み）が生じる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところでかかる構成の
符号化装置１及び復号化装置２においては、上述したよ
うに量子化の際の丸め処理により生じる誤差によつて、
復元した画像データの８画素×８画素でなるブロツクと
隣接する他のブロツクとの境界部分でブロツク歪みが生
じる場合がある。このため圧縮符号化がなされた画像デ
ータを復号化して得られる復元画像では、ブロツク歪み
を含んでいるために見にくい画像となつているという問
題がある。

【００１８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、ブロツク歪みを低減し得る符号化装置及び符号化方
法を提案しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第１の空間上のデータ群を所定の
ブロツク単位で演算処理して第２の空間上のデータ群に
変換する演算処理手段と、第２の空間上のデータ群をブ
ロツク単位で符号化する第１の符号化手段と、符号化さ
れた第２の空間上の第１のブロツク群が所定の第１の条
件を満たす場合、第１の空間上において第１のブロツク
群と連続又は隣接する第２のブロツク群が所定の第２の
条件を満たすか否かを検出する検出手段と、第２の条件
を満たす第２のブロツク群が検出された場合、第２の空
間上の第２のブロツク群に基づく重み付けにより第２の
空間上のデータ群を平均化して新たな第２の空間上のデ
ータ群を生成するデータ平均化手段と、新たな第２の空
間上のデータ群をブロツク単位で符号化する第２の符号
化手段とを設ける。

【００２０】第２の空間上の第２のブロツク群に基づく
重み付けによつて新たな第２の空間上のデータ群を生成
することにより、第１のブロツク群の値を平均化して第
２のブロツク群の値に近づけることができ、第１及び第
２のブロツク群から復元するデータの境界部分の差分値
を小さくすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００２２】図１２との対応部分に同一符号を付して示
す図１において、１０は全体として符号化装置を示し、
入力ポート１１を介して入力画像データＳ１を入力す
る。ここで符号化装置１０は入力ポート１１、制御回路
１２、メモリ１３、演算器１４、出力ポート１５及びバ
ス１６からなり、制御回路１２から制御信号Ｓ６を送出
して入力ポート１１を制御することにより入力画像デー
タＳ１をバス１６を介してメモリ１３に１フレーム単位
毎に格納する。因みに符号化装置１０はＣＰＵ装置でな
り、各機能部がＩＣチツプ内に一体で収められた構成で
なる。

【００２３】制御回路１２はメモリ１３に制御信号Ｓ７
を送出して、メモリ１３に格納した入力画像データＳ１
をバス１６を介して、８画素×８画素のブロツク単位毎
に演算器１４に供給する。こうして入力画像データＳ１
を供給された演算器１４は、制御回路１２から与えられ
る制御信号Ｓ８に応じて、入力画像データＳ１に例えば
離散コサイン変換及び量子化処理等の所望の演算処理を
施して圧縮符号化データＳ３を生成する。ここで演算器
１４は離散コサイン変換及び量子化処理した際の演算結
果をメモリ１３に格納しておき、後述する重み付き平均
をとる際に読み出すようになされている。符号化装置１
０は、こうして生成した圧縮符号化データＳ３をバス１
６、及び制御回路１２から制御信号Ｓ９を送出して制御
する出力ポート１５を介して出力する。

【００２４】符号化装置１０は上述した演算器１４によ
る所望の演算処理を、図２〜図６に示して説明する処理
手順にしたがつて行うようになされている。図２に示す
ように、符号化装置１０はステツプＳＰ１で手順を開始
する。次に符号化装置１０は、ステツプＳＰ２で、メモ
リ１３（図１）に格納されている入力画像データＳ１か
ら、符号化処理対象である８画素×８画素のブロツクを
取り出して演算器１４（図１）に供給する。符号化装置
１０は演算器１４によつて、ステツプＳＰ３で、取り出
したブロツクに離散コサイン変換（以下、これをＤＣＴ
と呼ぶ）のための演算処理を施す。また符号化装置１０
は、こうしてＤＣＴ処理により周波数空間上のデータに
変換された８行８列でなる各成分をＤｉｊとする。な
お、ここでｉ及びｊは各々０〜７でなる変数である。

【００２５】続いて符号化装置１０は演算器１４によつ
て、ステツプＳＰ４で、８×８でなるブロツク内の各成
分Ｄｉｊに対して量子化処理を行う。具体的には、まず
演算器１４は各成分Ｄｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊに
よつてＤｉｊを除算する。演算器１４はこうして得られ
る値を四捨五入することによつて丸め処理（整数化処
理）する。この結果をＱｉｊとする。

【００２６】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ５で、ｊが０以外の場合でなるＱｉｊ、すな
わち変数ｉが０〜７であると共に変数ｊが１〜７である
場合のＱｉｊの値が０であるか否かを判別する。ｊが０
以外のときのＱｉｊの値に１つでも０以外の値がある場
合、符号化装置１０はステツプＳＰ６に処理をすすめ
る。また符号化装置１０は演算器１４によつて、ステツ
プＳＰ６で、ｉが０以外の場合でなるＱｉｊ、すなわち
変数ｉが１〜７であると共に変数ｊが０〜７である場合
のＱｉｊの値が０であるか否かを判別する。ｉが０以外
の場合のＱｉｊの値に１つでも０以外の値がある場合、
符号化装置１０はステツプＳＰ７に処理をすすめる。

【００２７】符号化装置１０はｉが０以外の場合のＱｉ
ｊの値に１つでも０以外の値があり、かつｊが０以外の
場合のＱｉｊの値に１つでも０以外の値がある場合、ス
テツプＳＰ７で、Ｑｉｊを量子化処理により得られた圧
縮符号化データＳ３として出力し、ステツプＳＰ８で手
順を完了する。なお、符号化装置１０は処理すべき次の
ブロツクが存在する場合、ステツプＳＰ１に戻つて処理
手順を繰り返す。

【００２８】一方、ステツプＳＰ５で、ｊが０以外のと
きのＱｉｊが全て０であることを判別した場合、符号化
装置１０はステツプＳＰ５１にジヤンプして処理を行
う。図３に示すように、符号化装置１０は演算器１４に
よつて、ステツプＳＰ５１で、符号化処理対象となつて
いるブロツクの隣接ブロツクが所定条件を満たしている
か否かを判別する。具体的に符号化装置１０は、まず符
号化処理対象となつているブロツクの１つ左及び１つ右
にブロツクが存在するか否かを検出する。左右にブロツ
クが存在する場合、符号化装置１０は次にこれらのブロ
ツクが符号化済であるか否かを検出する。符号化済であ
つた場合、符号化装置１０は続いてこれらのブロツクの
Ｑｉｊが、ｊが０以外のときに全て０であるか否かを検
出する。さらに符号化装置１０はｊが０以外のときにＱ
ｉｊが全て０である場合、左右のブロツクとの境界が滑
らかであるか否かを判別する。なお、「滑らかである」
という意味は後述する。符号化装置１０はこれらの条件
を全て満たす場合にステツプＳＰ５２に処理を進める。

【００２９】符号化装置１０は上述の条件が全て満たさ
れている場合に演算器１４によつて、ステツプＳＰ５２
で、これら左右のブロツクのＤｉｊの値を加味して符号
化処理対象となつているブロツクのＤｉｊを変更する。
具体的には処理対象となるブロツクのＤｉｊに0.8 を乗
算した値に、左のブロツクのＤｉｊに0.1 を乗算した値
及び右のブロツクのＤｉｊに0.1 を乗算した値を加算し
て新たなＤｉｊの値を算出する。但し、ここでＤｉｊの
変数ｉは１〜７であり、またｊは０である。すなわちｊ
が０以外の成分部分は、このステツプに処理がすすんだ
時点で全て０であることがわかつているため、これらの
値は敢えて算出しない。またｉ及びｊが０の成分部分に
ついては当該ブロツクの直流成分であるため、もとの値
のままとする。符号化装置１０は、このように左右のブ
ロツクとの重み付き平均を用いて新たなＤｉｊの値を算
出する。

【００３０】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ５３で、新たに得られたＤｉｊに対して量子
化処理を行う。具体的には、まず演算器１４は各成分Ｄ
ｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊによつてＤｉｊを除算す
る。なお、ここでＤｉｊは変数ｉ及びｊが０〜７の全て
の成分である。演算器１４はこうして得られる値を四捨
五入することによつて丸め処理（整数化処理）する。こ
の結果をＱｉｊとする。符号化装置１０は、こうしてＱ
ｉｊが得られたらステツプＳＰ７にジヤンプしてＱｉｊ
を出力して手順を終了する。

【００３１】またステツプＳＰ５１で所定の条件を１つ
でも満たさない場合、符号化装置１０はステツプＳＰ５
４にジヤンプする。図４に示すように、符号化装置１０
は演算器１４によつて、ステツプＳＰ５４で、符号化処
理対象となつているブロツクの１つ左にブロツクが存在
するか否か、またブロツクが存在する場合にそのブロツ
クが符号化済であるか否か、さらに符号化済である場合
にそのブロツクのＱｉｊがｊが０以外のときに全て０で
あるか否か、またｊが０以外のときにＱｉｊが全て０で
ある場合に左のブロツクと処理対象のブロツクとの境界
が滑らかであるか否かを判別する。これらの条件を全て
満たすことを判別した場合、符号化装置１０はステツプ
ＳＰ５５に手順を進める。

【００３２】符号化装置１０は上述の条件が全て満たさ
れている場合に演算器１４によつて、ステツプＳＰ５５
で、左側のブロツクのＤｉｊの値を加味して符号化処理
対象となつているブロツクのＤｉｊを変更する。具体的
には処理対象となるブロツクのＤｉｊに0.8 を乗算した
値に、左のブロツクのＤｉｊに0.2 を乗算した値を加算
して新たなＤｉｊの値を算出する。但し、ここでＤｉｊ
の変数ｉは１〜７であり、またｊは０である。すなわち
ｊが０以外の成分部分は、このステツプに処理がすすん
だ時点で全て０であることがわかつているため、これら
の値は敢えて算出しない。またｉ及びｊが０の成分部分
については当該ブロツクの直流成分であるため、もとの
値のままとする。符号化装置１０は、このように左のブ
ロツクとの重み付き平均を用いて新たなＤｉｊを算出す
る。

【００３３】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ５６で、新たに得られたＤｉｊに対して量子
化処理を行う。具体的には、まず演算器１４は各成分Ｄ
ｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊによつてＤｉｊを除算す
る。なお、ここでＤｉｊは変数ｉ及びｊが０〜７の全て
の成分である。演算器１４はこうして得られる値を四捨
五入することによつて丸め処理（整数化処理）する。こ
の結果をＱｉｊとする。符号化装置１０は、こうしてＱ
ｉｊが得られたらステツプＳＰ７にジヤンプしてＱｉｊ
を出力して手順を終了する。

【００３４】またステツプＳＰ５４で所定の条件を１つ
でも満たさない場合、符号化装置１０はステツプＳＰ５
７にジヤンプする。符号化装置１０は演算器１４によつ
て、ステツプＳＰ５７で、符号化処理対象となつている
ブロツクの１つ右にブロツクが存在するか否か、またブ
ロツクが存在する場合にそのブロツクが符号化済である
か否か、さらに符号化済である場合にそのブロツクのＱ
ｉｊがｊが０以外のときに全て０であるか否か、またｊ
が０以外のときにＱｉｊが全て０である場合に右のブロ
ツクと処理対象のブロツクとの境界が滑らかであるか否
かを判別する。これらの条件を全て満たすことを判別し
た場合、符号化装置１０はステツプＳＰ５８に手順を進
める。また上述の条件を１つでも満たさない場合、符号
化装置１０はステツプＳＰ６にジヤンプする。

【００３５】符号化装置１０は上述の条件が全て満たさ
れている場合に演算器１４によつて、ステツプＳＰ５８
で、右側のブロツクのＤｉｊの値を加味して符号化処理
対象となつているブロツクのＤｉｊを変更する。具体的
には処理対象となるブロツクのＤｉｊに0.8 を乗算した
値に、右のブロツクのＤｉｊに0.2 を乗算した値を加算
して新たなＤｉｊの値を算出する。但し、ここでＤｉｊ
の変数ｉは１〜７であり、またｊは０である。すなわち
ｊが０以外の成分部分は、このステツプに処理がすすん
だ時点で全て０であることがわかつているため、これら
の値は敢えて算出しない。またｉ及びｊが０の成分部分
については当該ブロツクの直流成分であるため、もとの
値のままとする。符号化装置１０は、このように右のブ
ロツクとの重み付き平均を用いて新たなＤｉｊを算出す
る。

【００３６】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ５９で、新たに得られたＤｉｊに対して量子
化処理を行う。具体的には、まず演算器１４は各成分Ｄ
ｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊによつてＤｉｊを除算す
る。なお、ここでＤｉｊは変数ｉ及びｊが０〜７の全て
の成分である。演算器１４はこうして得られる値を四捨
五入することによつて丸め処理（整数化処理）する。こ
の結果をＱｉｊとする。符号化装置１０は、こうしてＱ
ｉｊが得られたらステツプＳＰ７にジヤンプしてＱｉｊ
を出力して手順を終了する。

【００３７】また一方、ステツプＳＰ６で、ｉが０以外
のときのＱｉｊが全て０であることを判別した場合、符
号化装置１０はステツプＳＰ６１にジヤンプして処理を
行う。図５に示すように、符号化装置１０は演算器１４
によつて、ステツプＳＰ６１で、符号化処理対象となつ
ているブロツクの隣接ブロツクが所定条件を満たしてい
るか否かを判別する。具体的に符号化装置１０は、まず
符号化処理対象となつているブロツクの１つ上及び１つ
下にブロツクが存在するか否かを検出する。上下にブロ
ツクが存在する場合、符号化装置１０は次にこれらのブ
ロツクが符号化済であるか否かを検出する。符号化済で
あつた場合、符号化装置１０は続いてこれらのブロツク
のＱｉｊが、ｉが０以外のときに全て０であるか否かを
検出する。さらに符号化装置１０はｉが０以外のときに
Ｑｉｊが全て０である場合、上下のブロツクとの境界が
滑らかであるか否かを判別する。符号化装置１０はこれ
らの条件を全て満たす場合にステツプＳＰ６２に処理を
進める。

【００３８】符号化装置１０は上述の条件が全て満たさ
れている場合に演算器１４によつて、ステツプＳＰ６２
で、これら上下のブロツクのＤｉｊの値を加味して符号
化処理対象となつているブロツクのＤｉｊを変更する。
具体的には処理対象となるブロツクのＤｉｊに0.8 を乗
算した値に、上のブロツクのＤｉｊに0.1 を乗算した値
及び下のブロツクのＤｉｊに0.1 を乗算した値を加算し
て新たなＤｉｊの値を算出する。但し、ここでＤｉｊの
変数ｊは１〜７であり、またｉは０である。すなわちｉ
が０以外の成分部分は、このステツプに処理がすすんだ
時点で全て０であることがわかつているため、これらの
値は敢えて算出しない。またｉ及びｊが０の成分部分に
ついては当該ブロツクの直流成分であるため、もとの値
のままとする。符号化装置１０は、このように上下のブ
ロツクとの重み付き平均を用いて新たなＤｉｊを算出す
る。

【００３９】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ６３で、新たに得られたＤｉｊに対して量子
化処理を行う。具体的には、まず演算器１４は各成分Ｄ
ｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊによつてＤｉｊを除算す
る。なお、ここでＤｉｊは変数ｉ及びｊが０〜７の全て
の成分である。演算器１４はこうして得られる値を四捨
五入することによつて丸め処理（整数化処理）する。こ
の結果をＱｉｊとする。符号化装置１０は、こうしてＱ
ｉｊが得られたらステツプＳＰ７にジヤンプしてＱｉｊ
を出力して手順を終了する。

【００４０】またステツプＳＰ６１で所定の条件を１つ
でも満たさない場合、符号化装置１０はステツプＳＰ６
４にジヤンプする。図６に示すように、符号化装置１０
は演算器１４によつて、ステツプＳＰ６４で、符号化処
理対象となつているブロツクの１つ上にブロツクが存在
するか否か、またブロツクが存在する場合にそのブロツ
クが符号化済であるか否か、さらに符号化済である場合
にそのブロツクのＱｉｊがｉが０以外のときに全て０で
あるか否か、またｉが０以外のときにＱｉｊが全て０で
ある場合に上のブロツクと処理対象のブロツクとの境界
が滑らかであるか否かを判別する。これらの条件を全て
満たすことを判別した場合、符号化装置１０はステツプ
ＳＰ６５に手順を進める。

【００４１】符号化装置１０は上述の条件が全て満たさ
れている場合に演算器１４によつて、ステツプＳＰ６５
で、上側のブロツクのＤｉｊの値を加味して符号化処理
対象となつているブロツクのＤｉｊを変更する。具体的
には処理対象となるブロツクのＤｉｊに0.8 を乗算した
値に、上のブロツクのＤｉｊに0.2 を乗算した値を加算
して新たなＤｉｊの値を算出する。但し、ここでＤｉｊ
の変数ｊは１〜７であり、またｉは０である。すなわち
ｉが０以外の成分部分は、このステツプに処理がすすん
だ時点で全て０であることがわかつているため、これら
の値は敢えて算出しない。またｉ及びｊが０の成分部分
については当該ブロツクの直流成分であるため、もとの
値のままとする。符号化装置１０は、このように上のブ
ロツクとの重み付き平均を用いて新たなＤｉｊを算出す
る。

【００４２】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ６６で、新たに得られたＤｉｊに対して量子
化処理を行う。具体的には、まず演算器１４は各成分Ｄ
ｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊによつてＤｉｊを除算す
る。なお、ここでＤｉｊは変数ｉ及びｊが０〜７の全て
の成分である。演算器１４はこうして得られる値を四捨
五入することによつて丸め処理（整数化処理）する。こ
の結果をＱｉｊとする。符号化装置１０は、こうしてＱ
ｉｊが得られたらステツプＳＰ７にジヤンプしてＱｉｊ
を出力して手順を終了する。

【００４３】またステツプＳＰ６４で所定の条件を１つ
でも満たさない場合、符号化装置１０はステツプＳＰ６
７にジヤンプする。符号化装置１０は演算器１４によつ
て、ステツプＳＰ６７で、符号化処理対象となつている
ブロツクの１つ下にブロツクが存在するか否か、またブ
ロツクが存在する場合にそのブロツクが符号化済である
か否か、さらに符号化済である場合にそのブロツクのＱ
ｉｊがｉが０以外のときに全て０であるか否か、またｉ
が０以外のときにＱｉｊが全て０である場合に下のブロ
ツクと処理対象のブロツクとの境界が滑らかであるか否
かを判別する。これらの条件を全て満たすことを判別し
た場合、符号化装置１０はステツプＳＰ６８に手順を進
める。また上述の条件を１つでも満たさない場合、符号
化装置１０はステツプＳＰ７にジヤンプする。

【００４４】符号化装置１０は上述の条件が全て満たさ
れている場合に演算器１４によつて、ステツプＳＰ６８
で、下側のブロツクのＤｉｊの値を加味して符号化処理
対象となつているブロツクのＤｉｊを変更する。具体的
には処理対象となるブロツクのＤｉｊに0.8 を乗算した
値に、下のブロツクのＤｉｊに0.2 を乗算した値を加算
して新たなＤｉｊの値を算出する。但し、ここでＤｉｊ
の変数ｊは１〜７であり、またｉは０である。すなわち
ｉが０以外の成分部分は、このステツプに処理がすすん
だ時点で全て０であることがわかつているため、これら
の値は敢えて算出しない。またｉ及びｊが０の成分部分
については当該ブロツクの直流成分であるため、もとの
値のままとする。符号化装置１０は、このように下のブ
ロツクとの重み付き平均を用いて新たなＤｉｊを算出す
る。

【００４５】符号化装置１０は演算器１４によつて、ス
テツプＳＰ６９で、新たに得られたＤｉｊに対して量子
化処理を行う。具体的には、まず演算器１４は各成分Ｄ
ｉｊに応じた重み係数ＱＳｉｊによつてＤｉｊを除算す
る。なお、ここでＤｉｊは変数ｉ及びｊが０〜７の全て
の成分である。演算器１４はこうして得られる値を四捨
五入することによつて丸め処理（整数化処理）する。こ
の結果をＱｉｊとする。符号化装置１０は、こうしてＱ
ｉｊが得られたらステツプＳＰ７にジヤンプしてＱｉｊ
を出力して手順を終了する。

【００４６】なお、上述したブロツク間の境界部分が
「滑らか」であるという意味を、ここで説明する。すな
わち図７に示すように、隣接するブロツクと接している
各々８個の画素同士の値の差が小さい場合、これらのブ
ロツクの境界部分は「滑らか」であるとしている。した
がつて符号化装置１０は滑らかであるか否かを判別する
場合、演算器１４によつてＡｋの画素値からＢｋの画素
値を減算した値（但し、ｋは０〜７）を求め、これら８
個の画素値の差分の絶対値の和が予め設定される所定の
しきい値未満であれば「滑らか」であるとし、しきい値
以上であれば「滑らか」でないと判別するようになされ
ている。

【００４７】ブロツク歪みはブロツク間の境界部分が
「滑らか」である比較的単調な画像の場合に特に目立
つ。複雑な画像にブロツク歪みが生じた場合は、人間の
視覚上の特性からブロツク歪みを判別し難い。このた
め、符号化装置１０はブロツク間が「滑らか」である原
画像を符号化する場合に隣接ブロツクとの重み付き平均
をとつたＤｉｊを新たに求め、元々ブロツク間に段差状
の画素値の差分を有する「滑らか」でない原画像を符号
化する場合にはＤＣＴ処理により得られたＤｉｊをその
まま量子化して出力する。

【００４８】以上の構成において、入力画像データＳ１
は上述した符号化処理手順に基づき演算器１４によつて
ＤＣＴ処理及び量子化処理がなされる。これにより圧縮
符号化データＳ３が得られて出力される。入力画像デー
タＳ１は上述した符号化処理手順により、まず符号化処
理対象となる８画素×８画素でなるブロツク毎にＤＣＴ
処理がなされてＤｉｊが得られ、またＤｉｊに量子化処
理を行つてＱｉｊが得られる（図２、ＳＰ２〜ＳＰ
４）。

【００４９】次に量子化処理により得られたＱｉｊの値
に基づいて、処理対象ブロツクの原画像が比較的単調な
画像であるか否かの判別がなされる（ＳＰ５及び６）。
すなわちｉ行ｊ列（ｉ及びｊは０〜７でなる変数）のブ
ロツク内でｉが０以外の場合にＱｉｊが全て０であると
いうことは、原画像が垂直方向に対して一定の値を持つ
比較的単調な画像であることを示している。またｊが０
以外の場合にＱｉｊが全て０であるということは、原画
像が水平方向に対して一定の値を持つ比較的単調な画像
であることを示している。この場合は符号化した画像デ
ータを復号処理して得られる復元画像に生じるブロツク
歪みが上述したように目立つものであるため、Ｄｉｊの
値は隣接するブロツクとの重み付き平均に基づいて新た
に求められる。一方、原画像が比較的単調な画像でな
い、複雑な画像であることが判別された場合は、復元画
像にブロツク歪みが生じても判別し難いものであるた
め、そのまま得られているＱｉｊが圧縮符号化データＳ
３として出力される（ＳＰ７）。

【００５０】処理対象であるブロツクの原画像が比較的
単調な画像であることが判別された場合、処理対象ブロ
ツクに対して、符号化処理がなされている共にｉ又はｊ
が０以外の場合のＱｉｊの値が全て０であり、かつ処理
対象ブロツクとの境界が滑らかである隣接ブロツクが存
在するか否かが検出される（図３のＳＰ５１、図４のＳ
Ｐ５４及びＳＰ５７、図５のＳＰ６１、図６のＳＰ６４
及びＳＰ６７）。

【００５１】こうした条件を全て満たす隣接ブロツクの
原画像は処理対象ブロツクの原画像と滑らかにつながる
比較的単調な画像であるため、こうした隣接ブロツク間
の境界部分にブロツク歪みが生じた場合、目立つものと
なる。このため、このような隣接ブロツクの存在が検出
された場合、処理対象ブロツクのＤｉｊの値は隣接ブロ
ツクとの重み付き平均を用いて求められる新たな値に更
新される（図３のＳＰ５２、図４のＳＰ５５及びＳＰ５
８、図５のＳＰ６２、図６のＳＰ６５及びＳＰ６８）。
なお上述の条件を一つでも満たさない場合、ブロツク歪
みが生じたとしても目立つものとなり得ないため、その
ままＱｉｊが出力される。

【００５２】例えば処理対象ブロツクＡの１行０列の成
分が１３でなると共に２行０列の成分が９であり、また
処理対象ブロツクの左側に隣接するブロツクＢの１行０
列の成分が８でなると共に２行０列の成分が１５である
場合（図１５）、図８に示すように、上述の符号化処理
手順によつて、

【数３】

【数４】 の演算がなされ、処理対象ブロツクＡの１行０列の成分
は１２に、２行０列の成分は10.2に変更される。ここで
ｉ及びｊが０である直流成分はＤＣ２のままである。た
だし、ブロツクＢは、既に符号化処理がなされていると
する。

【００５３】図９に示すように、こうして成分値の変更
がなされた処理対象ブロツクＡ及び隣接ブロツクＢを重
み係数を２０として量子化処理した場合（但し、直流成
分に対する重み係数は１）、処理対象ブロツクＡの１行
０列の成分は１、２行０列の成分は１として出力され
る。つまり、図８に示す値を２０で割つて四捨五入す
る。図１０に示すように、こうして符号化処理された圧
縮符号化データＳ３を重み係数を２０として逆量子化し
た場合、処理対象ブロツクＡの１行０列の成分は２０、
２行０列の成分は２０として得られる。

【００５４】図１１に示すように、こうして逆量子化が
なされた成分値をＩＤＣＴ処理して画像データを復元し
た場合、従来の符号化処理により画像を復元した場合
（図２０）に比して、隣接ブロツクとの境界部分に生じ
る画素値の段差（すなわちブロツク歪み）を軽減した復
元画像を得ることができる。すなわち処理対象ブロツク
をＤＣＴ処理して得られるＤｉｊに対して隣接ブロツク
のＤｉｊとの重み付き平均をとつて、処理対象ブロツク
のＤｉｊの値を隣接ブロツクのＤｉｊの値に近づけたこ
とにより、こうして得られた新たなＤｉｊを量子化した
後に復号処理して復元される画像と隣接ブロツクの復元
画像との境界部分を滑らかにすることができ、これによ
りブロツク歪みを低減することができる。

【００５５】以上の構成によれば、処理対象ブロツクの
原画像が比較的単調な画像であり、この処理対象ブロツ
クとの境界部分が滑らかにつながつている符号化済の隣
接ブロツクが存在する場合に、処理対象ブロツクをＤＣ
Ｔ処理して得られる成分値Ｄｉｊを隣接ブロツクの成分
値Ｄｉｊとの重み付き平均を用いて算出される新たな成
分値Ｄｉｊに変更して量子化処理することにより、処理
対象ブロツクの成分値Ｄｉｊと隣接ブロツクの成分値Ｄ
ｉｊとの差分値を減少させて、境界部分の画素値の差分
を低減させた復元画像を得ることができ、かくするにつ
き、ブロツク間の境界部分に生じるブロツク歪みを低減
することができる。

【００５６】なお上述の実施例においては、ＤＣＴ処理
によりフレーム内のみで符号化を行う符号化装置１０の
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
Ｂピクチヤ、Ｐピクチヤ等のフレーム間予測符号化を行
う符号化装置に用いるようにしてもよい。

【００５７】また上述の実施例においては、ＭＰＥＧ１
及びＭＰＥＧ２方式でなる画像圧縮方式を用いた符号化
装置１０の場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えばＪＰＥＧ等の静止画像の圧縮符号化を行う符
号化装置に用いてもよい。すなわち、動画像又は静止画
像に係わらず、画像圧縮を行う際に丸め処理を実行する
符号化装置であれば、どのような符号化装置に適用して
もよい。

【００５８】また上述の実施例においては、演算処理手
段、第１及び第２の符号化手段、検出手段及びデータ平
均化手段を一体化したＣＰＵ装置でなる符号化装置１０
の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例え
ば各機能ブロツク毎に分割した構成としてもよい。

【００５９】さらに上述の実施例においては、処理対象
ブロツクの重み付けの割合を0.8 とすると共に隣接する
ブロツクの重み付けを0.1 又は0.2 とし、左右に隣接ブ
ロツクが存在する場合に処理対象ブロツクのＤｉｊの値
に0.8 を乗算した値と、左右のブロツクのＤｉｊの値に
各々0.1 又は0.2 を乗算した値とを加算して得られる値
を処理対象ブロツクの新たなＤｉｊの値とする場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば処理対象
ブロツクの重み付けの割合を0.6 とすると共に隣接する
ブロツクの重み付けを0.2 又は0.4 とするようにしても
よい。重み付き平均は量子化処理の際の重み係数に応じ
て適応的に設定してもよい。

【００６０】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、第１の空
間上のデータ群を所定のブロツク単位で演算処理して第
２の空間上のデータ群に変換する演算処理手段と、第２
の空間上のデータ群をブロツク単位で符号化する第１の
符号化手段と、符号化された第２の空間上の第１のブロ
ツク群が所定の第１の条件を満たす場合、第１の空間上
において第１のブロツク群と連続又は隣接する第２のブ
ロツク群が所定の第２の条件を満たすか否かを検出する
検出手段と、第２の条件を満たす第２のブロツク群が検
出された場合、第２の空間上の第２のブロツク群に基づ
く重み付けにより第２の空間上のデータ群を平均化して
新たな第２の空間上のデータ群を生成するデータ平均化
手段と、新たな第２の空間上のデータ群をブロツク単位
で符号化する第２の符号化手段とを設けて、第２の空間
上の第２のブロツク群に基づく重み付けにより新たな第
２の空間上のデータ群を生成することにより、第１のブ
ロツク群の値を平均化して第２のブロツク群の値に近づ
けることができ、第１及び第２のブロツク群から復元す
る画像データの境界部分の差分値を小さくし得、かくす
るにつき、復元画像に生じるブロツク歪みを低減し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による符号化装置の構成を示す
ブロツク図である。

【図２】実施例による符号化方法の処理手順を示すフロ
ーチヤートである。

【図３】実施例による符号化方法の処理手順を示すフロ
ーチヤートである。

【図４】実施例による符号化方法の処理手順を示すフロ
ーチヤートである。

【図５】実施例による符号化方法の処理手順を示すフロ
ーチヤートである。

【図６】実施例による符号化方法の処理手順を示すフロ
ーチヤートである。

【図７】隣接するブロツク間での「滑らかさ」の説明に
供する略線図である。

【図８】実施例による重み付き平均を用いた量子化の説
明に供する略線図である。

【図９】量子化後の各成分値を示す略線図である。

【図１０】逆量子化後の各成分値を示す略線図である。

【図１１】実施例によるブロツク歪みの軽減の説明に供
する斜視図である。

【図１２】従来の符号化装置及び復号化装置の構成を示
すブロツク図である。

【図１３】ブロツク歪みの１次元的な説明に供する略線
図である。

【図１４】隣接したブロツクの符号化前の状態の説明に
供する斜視図である。

【図１５】ＤＣＴがなされたブロツク内の成分状態の説
明に供する略線図である。

【図１６】１行０列の成分を示す略線図である。

【図１７】２行０列の成分を示す略線図である。

【図１８】量子化がなされたブロツク内の説明に供する
略線図である。

【図１９】逆量子化がなされたブロツク内の説明に供す
る略線図である。

【図２０】復元した画像データに生じたブロツク歪みの
説明に供する斜視図である。

【符号の説明】

１、１０……符号化装置、２……復号化装置、３……離
散コサイン変換部、４……量子化部、５……逆量子化
部、６……逆離散コサイン変換部、１１……入力ポー
ト、１２……制御回路、１３……メモリ、１４……演算
器、１５……出力ポート、１６……バス。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の空間上のデータ群に所定のブロツク
   単位で所定の演算処理を行うことにより上記第１の空間
   上のデータ群を第２の空間上のデータ群に変換する演算
   処理手段と、 上記第２の空間上のデータ群を上記ブロツク単位で符号
   化する第１の符号化手段と、 上記符号化手段により符号化された上記第２の空間上の
   第１のブロツク群が所定の第１の条件を満たす場合、上
   記第１の空間上において上記第１のブロツク群と連続又
   は隣接する第２のブロツク群が所定の第２の条件を満た
   すか否かを検出する検出手段と、 上記第２の条件を満たす上記第２のブロツク群が検出さ
   れた場合、上記第２の空間上の上記第２のブロツク群に
   基づく重み付けにより上記第２の空間上のデータ群を平
   均化して新たな第２の空間上のデータ群を生成するデー
   タ平均化手段と、 新たな上記第２の空間上のデータ群を上記ブロツク単位
   で符号化する第２の符号化手段とを具えることを特徴と
   する符号化装置。
2. 【請求項２】上記第１の空間上のデータ群は画像データ
   でなり、 上記検出手段では、 上記画像データが画像空間内の水平方向又は垂直方向に
   一定の値を有する場合に上記第１の条件を満たすと判別
   することを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
3. 【請求項３】上記検出手段では、 符号化された上記第２のブロツク群の所定位置の成分値
   が全て０であり、かつ上記第１の空間上において上記第
   ２のブロツク群と上記第１のブロツク群との隣接する位
   置関係でなる各データの差分値が所定のしきい値未満で
   ある場合に、上記第２の条件を満たすと判別することを
   特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
4. 【請求項４】第１の空間上のデータ群に所定のブロツク
   単位で所定の演算処理を行うことにより上記第１の空間
   上のデータ群を第２の空間上のデータ群に変換する演算
   処理ステツプと、 上記第２の空間上のデータ群を上記ブロツク単位で符号
   化する第１の符号化ステツプと、 上記符号化ステツプで符号化された上記第２の空間上の
   第１のブロツク群が所定の第１の条件を満たす場合、上
   記第１の空間上において上記第１のブロツク群と連続又
   は隣接する第２のブロツク群が所定の第２の条件を満た
   すか否かを検出する検出ステツプと、 上記第２の条件を満たす上記第２のブロツク群が検出さ
   れた場合、上記第２の空間上の上記第２のブロツク群に
   基づく重み付けにより上記第２の空間上のデータ群を平
   均化して新たな第２の空間上のデータ群を生成するデー
   タ平均化ステツプと、 新たな上記第２の空間上のデータ群を上記ブロツク単位
   で符号化する第２の符号化ステツプとを具えることを特
   徴とする符号化方法。
5. 【請求項５】上記第１の空間上のデータ群は画像データ
   でなり、 上記検出ステツプでは、 上記画像データが画像空間内の水平方向又は垂直方向に
   一定の値を有する場合に上記第１の条件を満たすと判別
   することを特徴とする請求項４に記載の符号化方法。
6. 【請求項６】上記検出ステツプでは、 符号化された上記第２のブロツク群の所定位置の成分値
   が全て０であり、かつ上記第１の空間上において上記第
   ２のブロツク群と上記第１のブロツク群との隣接する位
   置関係でなる各データの差分値が所定のしきい値未満で
   ある場合に、上記第２の条件を満たすと判別することを
   特徴とする請求項４に記載の符号化方法。