JPH114432A - 画像処理装置および画像処理方法、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベクトル量子化した画像の画質の劣化を低減
する。 【解決手段】 ベクトル量子化器１３では、画素値その
ものがベクトル量子化され、演算器１２およびベクトル
量子化器１４では、画素値の予測値との予測誤差がベク
トル量子化される。逆量子化器１５では、画素値そのも
ののベクトル量子化結果が復号され、逆量子化器１６お
よび演算器１８では、予測誤差のベクトル量子化結果が
復号される。そして、演算器１７および１９において、
それらの復号結果の、元の画素値に対する誤差が求めら
れ、選択部２０では、画素値そのもののベクトル量子化
結果または予測誤差のベクトル量子化結果のうち、誤差
の小さな方が符号化データとして選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び画像処理方法、並びに記録媒体に関し、特に、画像を
ベクトル量子化したときの画質の劣化を低減することが
できるようにする画像処理装置および画像処理方法、並
びに記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像を符号化する符号化手法
については、種々の方法が提案されているが、そのうち
の１つに、画像をベクトル量子化するものがある。

【０００３】画像のベクトル量子化は、例えば、画像を
構成する各画素の画素値が、画素値の各成分（例えば、
Ｒ，Ｇ，Ｂや、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒなど）を座標軸とする空
間のどの位置に分布するかによって行われる。

【０００４】即ち、まず、最初に、多くの学習データと
しての画像を用いて、学習が行われることによりコード
ブックが作成される。

【０００５】ここで、コードブックの作成アルゴリズム
としては、例えば、リンデ（Linde）、ブゾー（Buz
o）、グレイ（Gray）によって提案されたＬＢＧアルゴ
リズムなどがある。

【０００６】ＬＢＧアルゴリズムは、いわゆるバッチ型
学習アルゴリズムで、学習データとしての画素値の成分
を要素とするベクトルとコードベクトル（最初は、適当
な初期値が与えられる）との距離に対応して、画素値の
成分を座標軸とする空間（以下、適宜、成分空間とい
う）を最適分割するボロノイス分割と、ボロノイス分割
により得られる、成分空間の各部分領域の重心への、コ
ードベクトルの更新とを繰り返し行うことにより、コー
ドブックのコードベクトルを、局所的に最適な位置に収
束させるようになっている。

【０００７】画像をベクトル量子化する方法としては、
その画素値そのものをベクトル量子化するものと、その
予測値との予測誤差をベクトル量子化するものとがあ
り、画素値そのものをベクトル量子化する場合において
は、多数の画像の画素値そのものを学習データとして、
コードブックを作成し、そのコードブックを用いて、画
素値そのものがベクトル量子化される。また、画素値の
予測値との予測誤差をベクトル量子化する場合において
は、多数の画像の画素値の予測値の予測誤差を学習デー
タとして、コードブックを作成し、そのコードブックを
用いて、画素値の予測値の予測誤差がベクトル量子化さ
れる。ここで、画素値の予測値としては、例えば、その
画素の左隣の画素の画素値などが用いられる。なお、画
像の最も左の画素については、例えば、所定の値が、そ
の予測値として用いられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画素値その
ものをベクトル量子化し、そのベクトル量子化結果を逆
ベクトル量子化して復号すると、それにより得られる復
号画像のエッジ部分はシャープになる。しかしながら、
画素値そのものをベクトル量子化する場合には、復号画
像の表示色が、ベクトル量子化を行うときに用いたコー
ドブックのコードベクトルの数と同一の数に限定される
ため、平坦な部分において、元の画像にはない輪郭線
（以下、適宜、偽輪郭という）が生じることがあった。

【０００９】一方、予測誤差をベクトル量子化し、その
ベクトル量子化結果を逆ベクトル量子化して復号する場
合には、それにより得られる復号画像の平坦部分におい
て、偽輪郭が発生することは抑制することができる。し
かしながら、予測誤差をベクトル量子化する場合には、
復号画像のエッジ部分が、いわゆる鈍ったような状態と
なることがあった。

【００１０】以上のように、画素値そのものをベクトル
量子化する場合、およびその予測誤差をベクトル量子化
する場合のいずれの場合も、復号画像の画質が劣化する
課題があった。

【００１１】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、画像をベクトル量子化する場合に、その
復号画像の画質の劣化を低減することができるようにす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像処
理装置は、画素値そのものをベクトル量子化する第１の
ベクトル量子化手段と、画素値の予測値との予測誤差を
ベクトル量子化する第２のベクトル量子化手段と、第１
または第２のベクトル量子化手段によるベクトル量子化
結果のうちのいずれか一方を適応的に選択する選択手段
とを備えることを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の画像処理方法は、画素値
そのものをベクトル量子化するとともに、その予測値と
の予測誤差をベクトル量子化し、画素値そのもののベク
トル量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル
量子化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択するこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の記録媒体は、画素値その
ものをベクトル量子化するとともに、その予測値との予
測誤差をベクトル量子化し、画素値そのもののベクトル
量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量子
化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択する処理
を、コンピュータに行わせるためのプログラムが記録さ
れていることを特徴とする。

【００１５】請求項５に記載の記録媒体は、画素値その
ものをベクトル量子化するとともに、その予測値との予
測誤差をベクトル量子化し、画素値そのもののベクトル
量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量子
化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択することに
より得られたデータが記録されていることを特徴とす
る。

【００１６】請求項６に記載の画像処理装置は、ベクト
ル量子化結果が、画素値そのものをベクトル量子化した
ものか、またはその予測値との予測誤差をベクトル量子
化したものかを判定する判定手段と、判定手段による判
定結果に基づいて、ベクトル量子化結果を復号する復号
手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】請求項７に記載の画像処理方法は、ベクト
ル量子化結果が、画素値そのものをベクトル量子化した
ものか、またはその予測値との予測誤差をベクトル量子
化したものかを判定し、その判定結果に基づいて、ベク
トル量子化結果を復号することを特徴とする。

【００１８】請求項８に記載の記録媒体は、ベクトル量
子化結果が、画素値そのものをベクトル量子化したもの
か、またはその予測値との予測誤差をベクトル量子化し
たものかを判定し、その判定結果に基づいて、ベクトル
量子化結果を復号する処理を、コンピュータに行わせる
ためのプログラムが記録されていることを特徴とする。

【００１９】請求項１に記載の画像処理装置において
は、第１のベクトル量子化手段は、画素値そのものをベ
クトル量子化し、第２のベクトル量子化手段は、画素値
の予測値との予測誤差をベクトル量子化するようになさ
れている。選択手段は、第１または第２のベクトル量子
化手段によるベクトル量子化結果のうちのいずれか一方
を適応的に選択するようになされている。

【００２０】請求項３に記載の画像処理方法において
は、画素値そのものをベクトル量子化するとともに、そ
の予測値との予測誤差をベクトル量子化し、画素値その
もののベクトル量子化結果、または予測値との予測誤差
のベクトル量子化結果のうちのいずれか一方を適応的に
選択するようになされている。

【００２１】請求項４に記載の記録媒体には、画素値そ
のものをベクトル量子化するとともに、その予測値との
予測誤差をベクトル量子化し、画素値そのもののベクト
ル量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量
子化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択する処理
を、コンピュータに行わせるためのプログラムが記録さ
れている。

【００２２】請求項５に記載の記録媒体には、画素値そ
のものをベクトル量子化するとともに、その予測値との
予測誤差をベクトル量子化し、画素値そのもののベクト
ル量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量
子化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択すること
により得られたデータが記録されている。

【００２３】請求項６に記載の画像処理装置において
は、判定手段は、ベクトル量子化結果が、画素値そのも
のをベクトル量子化したものか、またはその予測値との
予測誤差をベクトル量子化したものかを判定し、復号手
段は、判定手段による判定結果に基づいて、ベクトル量
子化結果を復号するようになされている。

【００２４】請求項７に記載の画像処理方法において
は、ベクトル量子化結果が、画素値そのものをベクトル
量子化したものか、またはその予測値との予測誤差をベ
クトル量子化したものかを判定し、その判定結果に基づ
いて、ベクトル量子化結果を復号するようになされてい
る。

【００２５】請求項８に記載の記録媒体には、ベクトル
量子化結果が、画素値そのものをベクトル量子化したも
のか、またはその予測値との予測誤差をベクトル量子化
したものかを判定し、その判定結果に基づいて、ベクト
ル量子化結果を復号する処理を、コンピュータに行わせ
るためのプログラムが記録されている。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明するが、その前に、特許請求の範囲に記載の発明の各
手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするた
めに、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但
し、一例）を付加して、本発明の特徴を記述すると、次
のようになる。

【００２７】即ち、請求項１に記載の画像処理装置は、
画像を構成する各画素の画素値をベクトル量子化する画
像処理装置であって、画素値そのものをベクトル量子化
する第１のベクトル量子化手段（例えば、図２に示すベ
クトル量子化器１３など）と、画素値の予測値との予測
誤差をベクトル量子化する第２のベクトル量子化手段
（例えば、図２に示すベクトル量子化器１４など）と、
第１または第２のベクトル量子化手段によるベクトル量
子化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択する選択
手段（例えば、図２に示す選択部２０など）とを備える
ことを特徴とする。

【００２８】請求項２に記載の画像処理装置は、第１ま
たは第２のベクトル量子化手段によるベクトル量子化結
果それぞれを復号する第１または第２の復号手段（例え
ば、図２に示す逆量子化器１５、または逆量子化１６、
演算器１８、およびローカルデコーダ２１など）と、第
１または第２の復号手段の復号結果それぞれの、元の画
素値に対する誤差を算出する第１または第２の誤差算出
手段（例えば、図２に示す演算器１７または１９など）
とをさらに備え、選択手段が、第１および第２の誤差算
出手段により算出された誤差に基づいて、第１または第
２のベクトル量子化手段によるベクトル量子化結果のう
ちのいずれか一方を選択することを特徴とする。

【００２９】請求項６に記載の画像処理装置は、画像を
構成する各画素の画素値をベクトル量子化したベクトル
量子化結果を復号する画像処理装置であって、ベクトル
量子化結果が、画素値そのものをベクトル量子化したも
のか、またはその予測値との予測誤差をベクトル量子化
したものかを判定する判定手段（例えば、図５に示す判
定部３２など）と、判定手段による判定結果に基づい
て、ベクトル量子化結果を復号する復号手段（例えば、
図５に示す逆量子化器３３，３４、演算器３５、スイッ
チ３６、および遅延回路３７など）とを備えることを特
徴とする。

【００３０】なお、勿論この記載は、各手段を上記した
ものに限定することを意味するものではない。

【００３１】図１は、本発明を適用した符号化／復号化
システム（システムとは、複数の装置が論理的に集合し
たものをいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否か
は問わない）の一実施の形態の構成を示している。

【００３２】この符号化／復号化システムは、例えば、
コンピュータをベースに構成されており、画像をベクト
ル量子化することにより符号化し、また、そのようにし
て符号化された符号化データを逆ベクトル量子化するこ
とにより復号化するようになされている。

【００３３】即ち、通信部１は、例えば、モデムなどで
なり、所定のネットワークを介しての通信を制御するよ
うになされている。ＲＯＭ（Read Only Memory）２は、
ＩＰＬ（Initial Program Loading）のプログラムなど
を記憶している。ＣＰＵ（Central Processing Unit）
３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）４に展開された
ＯＳ（Operating System）の下、同じくＲＡＭ４に展開
されたアプリケーションプログラムを実行することで、
画像の符号化処理や復号化処理、その他の各種の処理を
行うようになされている。

【００３４】ＲＡＭ４は、ＣＰＵ３が実行すべきＯＳ
（のプログラム）やアプリケーションプログラム、さら
には、ＣＰＵ３の動作上必要なデータなどを記憶するよ
うになされている。外部Ｉ／Ｆ（Interface）５は、例
えば、外付けのハードディスクドライブや、プリンタ、
その他の周辺機器のインターフェイスとして機能するよ
うになされている。入力部６は、例えば、キーボードや
マウスなどでなり、コマンドや必要な情報などを入力す
るときに操作されるようになされている。出力部７は、
ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶ディスプレイ、スピ
ーカなどでなり、情報を表示したり、また音声で出力し
たりするようになされている。補助記憶装置８は、例え
ば、ハードディスクドライブや、光磁気ディスク装置な
どでなり、ＣＰＵ３が実行すべきＯＳや、アプリケーシ
ョンプログラム（例えば、画像の符号化処理や復号化処
理のためのプログラムなど）、その他の必要なデータを
記憶している。さらに、補助記憶装置８は、例えば、Ｃ
ＰＵ３が符号化処理を行うことにより得られる符号化デ
ータなども記憶するようになされている。

【００３５】以上のように構成される符号化／復号化シ
ステムでは、例えば、入力部６が操作されることによ
り、画像を符号化することが指示されると、ＣＰＵ３に
おいて、その画像を構成する各画素の画素値そのものが
ベクトル量子化されるとともに、その予測値との予測誤
差がベクトル量子化され、画素値そのもののベクトル量
子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量子化
結果のうちのいずれか一方が適応的に選択される。そし
て、その選択結果が、画像を符号化した符号化データと
して出力される。

【００３６】この符号化データは、例えば、補助記憶装
置８に供給されて記憶されたり、あるいは、通信部１を
介して送信される。

【００３７】一方、上述のような符号化処理により得ら
れた符号化データが、例えば、補助記憶装置８に記憶さ
れていたり、また、通信部１で受信された場合におい
て、その復号化が、例えば、入力部６が操作されること
により指示されると、ＣＰＵ３において、その符号化デ
ータとしてのベクトル量子化結果が、画素値そのものを
ベクトル量子化したものか、またはその予測値との予測
誤差をベクトル量子化したものかが判定され、その判定
結果に基づいて、符号化データ（ベクトル量子化結果）
が復号される。この結果得られる復号画像は、例えば、
出力部７に供給されて表示される。

【００３８】次に、図２は、図１の符号化／復号化シス
テムのうちの、画像の符号化を行う符号化ブロックの機
能的構成例を示している。なお、本実施の形態では、符
号化ブロックは、例えば、図１のＣＰＵが画像の符号化
を行うアプリケーションプログラムを実行することで実
現されるようになされている。

【００３９】メモリ１１は、符号化対象の画像を構成す
る各画素の画素値を、例えば、１フレーム単位などで、
一時記憶するようになされている。ここで、本実施の形
態では、画素値が、例えば、Ｒ（Red），Ｇ（Green），
Ｂ（Blue）で表現されており、従って、メモリ１１は、
各画素について、そのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の３成分
を記憶するようになされている。

【００４０】メモリ１１に記憶された画素値は、例え
ば、いわゆるラスタスキャン順に順次読み出され、演算
器１２、ベクトル量子化器１３、並びに演算器１７およ
び１９に供給されるようになされている。

【００４１】演算器１２には、メモリ１１からの画素値
の他、ローカルデコーダ２１において復号された画素値
も供給されるようになされている。そして、演算器１２
は、ローカルデコーダ２１より供給された画素値を予測
値として、メモリ１１より供給された画素値から、その
予測値を減算することにより、予測誤差を算出し、ベク
トル量子化器１４に供給するようになされている。

【００４２】ベクトル量子化器１３は、多数の画像の画
素値そのものを学習データとし、例えば、図３（Ａ）に
示すように、その学習データのＲＧＢ空間（成分空間）
における分布状態についてのヒストグラムに基づいて作
成されたコードブックＣｐを記憶している。そして、ベ
クトル量子化器１３は、このコードブックＣｐを用い
て、メモリ１１からの画素値そのものをベクトル量子化
し、そのベクトル量子化結果としてのコードを出力する
ようになされている。

【００４３】即ち、ベクトル量子化器１３では、コード
ブックＣｐが、Ｎｐ個のコードベクトルを有していると
き、そのＮｐ個のコードベクトルのうち、入力された画
素値のＲ，Ｇ，Ｂ成分を要素とするベクトルとの距離を
最も短くするものが検出され、そのコードベクトルに対
応付けられたコードが、ベクトル量子化結果として出力
される。

【００４４】ベクトル量子化器１４は、多数の画像の画
素値の予測値の予測誤差を学習データとし、例えば、図
３（Ｂ）に示すように、その学習データのＲＧＢ空間
（成分空間）における分布状態についてのヒストグラム
に基づいて作成されたコードブックＣｄを記憶してい
る。ここで、図３（Ｂ）において、Ｒｄｉｆ，Ｇｄｉ
ｆ，Ｂｄｉｆ軸は、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の予測誤差を、それ
ぞれ表している。

【００４５】ベクトル量子化器１４は、このコードブッ
クＣｄを用いて、演算器１２からの予測誤差をベクトル
量子化し、そのベクトル量子化結果としてのコードを出
力するようになされている。

【００４６】即ち、ベクトル量子化器１４では、コード
ブックＣｄが、Ｎｄ個のコードベクトルを有していると
き、そのＮｄ個のコードベクトルのうち、入力された予
測誤差のＲ，Ｇ，Ｂ成分を要素とするベクトルとの距離
を最も短くするものが検出され、そのコードベクトルに
対応付けられたコードが、ベクトル量子化結果として出
力される。

【００４７】なお、コードブックＣｐを構成するコード
ベクトルの数Ｎｐと、コードブックＣｄを構成するコー
ドベクトルの数Ｎｄとは一致していても良いし、異なる
値であっても良い。

【００４８】ベクトル量子化器１３または１４における
ベクトル量子化結果としてのコードは、逆量子化器１５
または１６にそれぞれ供給されるとともに、いずれも、
選択部２０に供給されるようになされている。

【００４９】逆量子化器１５は、ベクトル量子化器１３
が有するコードブックＣｐと同一のコードブックを有し
ており、そのコードブックを用いて、ベクトル量子化器
１３からのベクトル量子化結果を逆ベクトル量子化する
ことにより復号するようになされている。即ち、逆量子
化器１５は、ベクトル量子化器１３からのベクトル量子
化結果としてのコードが対応付けられたコードベクトル
を、コードブックＣｐを参照することにより求め、その
コードベクトルを、画素値の復号結果として出力するよ
うになされている。この復号結果は、演算器１７に供給
されるようになされている。

【００５０】逆量子化器１６は、ベクトル量子化器１４
が有するコードブックＣｄと同一のコードブックを有し
ており、そのコードブックを用いて、ベクトル量子化器
１４からのベクトル量子化結果を逆ベクトル量子化する
ことにより復号するようになされている。即ち、逆量子
化器１６は、ベクトル量子化器１４からのベクトル量子
化結果としてのコードが対応付けられたコードベクトル
を、コードブックＣｄを参照することにより求め、その
コードベクトルを、予測誤差の復号結果として出力する
ようになされている。この復号結果は、演算器１８に供
給されるようになされている。

【００５１】演算器１７は、逆量子化器１５より供給さ
れる画素値の復号結果から、メモリ１１より供給される
元の画素値を減算することにより、その元の画素値に対
する誤差、即ち、画素値そのものをベクトル量子化し、
そのベクトル量子化結果を復号した復号結果の、元の画
素値に対する誤差を計算し、選択部２０に供給するよう
になされている。

【００５２】演算器１８には、逆量子化器１６からの予
測誤差の復号結果の他、演算器１２に供給される予測値
と同一のものが、ローカルデコーダ２１から供給される
ようになされている。演算器１８は、逆量子化器１６の
出力と、ローカルデコーダ２１の出力とを加算すること
により、予測誤差をベクトル量子化した画素値を復号
し、その復号結果を、演算器１９に出力するようになさ
れている。

【００５３】演算器１９は、演算器１８より供給される
画素値の復号結果から、メモリ１１より供給される元の
画素値を減算することにより、その元の画素値に対する
誤差、即ち、予測誤差をベクトル量子化し、そのベクト
ル量子化結果を復号した復号結果の、元の画素値に対す
る誤差を計算し、選択部２０に供給するようになされて
いる。

【００５４】選択部２０は、演算器１７および１９から
の誤差に基づき、ベクトル量子化器１３または１４のう
ちのいずれか一方のベクトル量子化結果（コード）を適
応的に選択し、それを、画素値を符号化した符号化デー
タとして出力するようになされている。

【００５５】ローカルデコーダ２１は、判定部２２、逆
量子化器２３および２４、演算器２５、スイッチ２６、
並びに遅延回路２７で構成され、選択部２０が出力する
符号化データを復号（ローカルデコード）するようにな
されている。

【００５６】即ち、判定部２２には、選択部２０が出力
する符号化データが供給されるようになされており、そ
こでは、その符号化データが、画素値そのものをベクト
ル量子化したベクトル量子化結果であるか、またはその
予測誤差をベクトル量子化したベクトル量子化結果であ
るかが判定されるようになされている。さらに、判定部
２２は、その判定結果に基づき、符号化データを、逆量
子化器２３または２４のうちのいずれか一方に供給する
とともに、スイッチ２６を制御するようになされてい
る。

【００５７】逆量子化器２３または２４は、逆量子化器
１５または１６とそれぞれ同様に構成され、判定部２２
からの符号化データを逆ベクトル量子化することによ
り、画素値または予測誤差に復号するようになされてい
る。逆量子化器１５または１６において得られた画素値
または予測誤差の復号結果は、スイッチ２６の端子ａま
たは演算器２５に、それぞれ供給されるようになされて
いる。

【００５８】演算器２５には、逆量子化器２４の出力の
他、遅延回路２７の出力も供給されるようになされてい
る。演算器２５は、逆量子化器２４の出力と、遅延回路
２７の出力とを加算することにより、予測誤差をベクト
ル量子化した画素値を復号し、その復号結果を、スイッ
チ２６の端子ｂに供給するようになされている。

【００５９】スイッチ２６は、判定部２２の制御にした
がって、端子ａまたはｂのうちのいずれか一方を選択
し、その選択された端子に供給されている信号を、ロー
カルデコード結果として出力するようになされている。
即ち、スイッチ２６は、判定部２２において、選択部２
０が出力する符号化データが、画素値そのものをベクト
ル量子化したベクトル量子化結果であると判定された場
合、またはその予測誤差をベクトル量子化したベクトル
量子化結果であると判定された場合、端子ａまたはｂを
選択し、逆量子化器２３または演算器２５が出力する画
素値の復号結果を、ローカルデコード結果として、演算
器１２および１８、並びに遅延回路２７に出力するよう
になされている。

【００６０】遅延回路２７は、スイッチ２６が出力する
画素値のローカルデコード結果を、１画素の符号化に要
する時間だけ遅延し、演算器２５に供給するようになさ
れている。

【００６１】なお、画像の最も左の画素について処理を
行う場合においては、演算器１２，１８、および２５に
は、例えば、その１つ前に処理された画素のローカルデ
コード結果ではなく、所定の値が、画素値の予測値とし
て与えられるようになされている。

【００６２】次に、図４のフローチャートを参照して、
その動作について説明する。

【００６３】符号化ブロックでは、メモリ１１に、例え
ば、１フレーム分の画素値が記憶されると、その画素値
が、例えば、ラスタスキャン順に順次読み出されて符号
化される。

【００６４】即ち、まず最初に、ステップＳ１におい
て、メモリ１１から読み出された画素値がベクトル量子
化される。具体的には、メモリ１１から読み出されたｎ
番目の画素値をＩ（ｎ）と表すとすると、その画素値Ｉ
（ｎ）は、ベクトル量子化器１３に供給され、その画素
値Ｉ（ｎ）そのものがベクトル量子化される。このベク
トル量子化の結果得られるコードＱｐ（ｎ）は、逆量子
化器１５および選択部２０に供給される。

【００６５】さらに、メモリ１１から読み出された画素
値Ｉ（ｎ）は、演算器１２にも供給される。演算器１２
には、メモリ１１から読み出された画素値Ｉ（ｎ）の
他、前回符号化され、ローカルデコーダ２１でローカル
デコードされた画素値Ｉ’（ｎ−１）が、今回の符号化
対象の予測値として供給されており、演算器１２では、
例えば、メモリ１１からの画素値Ｉ（ｎ）から、ローカ
ルデコーダ２１からの予測値としての画素値Ｉ’（ｎ−
１）が減算されることにより、その予測誤差Ｄ（ｎ）が
求められ、ベクトル量子化器１４に供給される。ベクト
ル量子化器１４では、演算器１４からの予測誤差Ｄ
（ｎ）がベクトル量子化され、その結果得られるコード
Ｑｄ（ｎ）が、逆量子化器１６および選択部２０に供給
される。

【００６６】そして、ステップＳ２に進み、画素値その
もののベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）、または予測誤差
のベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）が、それぞれ画素値に
復号される。即ち、逆量子化器１５において、ベクトル
量子化器１３からのコードＱｐ（ｎ）が逆ベクトル量子
化されることにより画素値に復号され、その復号結果Ｉ
ｐ’（ｎ）は、演算器１７に供給される。

【００６７】同時に、逆量子化器１６において、ベクト
ル量子化器１４からのコードＱｄ（ｎ）が逆量子化され
ることにより予測誤差に復号され、その復号結果Ｄ’
（ｎ）は、演算器１８に供給される。演算器１８には、
逆量子化器１６で復号化された予測誤差Ｄ’（ｎ）の
他、前回符号化され、ローカルデコーダ２１でローカル
デコードされた画素値である予測値Ｉ’（ｎ−１）も供
給されており、演算器１８では、それらが加算されるこ
とにより、画素値に復号され、その復号結果Ｉｄ’
（ｎ）は、演算器１９に供給される。

【００６８】画素値そのもののベクトル量子化結果Ｑｐ
（ｎ）、または予測誤差のベクトル量子化結果Ｑｄ
（ｎ）が、それぞれ画素値Ｉｐ’（ｎ）またはＩｄ’
（ｎ）に復号されると、ステップＳ３に進み、その復号
された画素値Ｉｐ’（ｎ）またはＩｄ’（ｎ）の、元の
画素値Ｉ（ｎ）に対する誤差Ｅｐ（ｎ）またはＥｄ
（ｎ）がそれぞれ算出される。即ち、演算器１７におい
て、逆量子化器１５からの復号結果としての画素値Ｉ
ｐ’（ｎ）から、メモリ１１からの元の画素値Ｉ（ｎ）
が減算され、これが、誤差Ｅｐ（ｎ）として、選択部２
０に供給される。また、演算器１９において、演算器１
８からの復号結果としての画素値Ｉｄ’（ｎ）から、や
はり、メモリ１１からの元の画素値Ｉ（ｎ）が減算さ
れ、これが、誤差Ｅｄ（ｎ）として、選択部２０に供給
される。

【００６９】そして、選択部２０では、ステップＳ４に
おいて、演算器１７と１９からの誤差の絶対値｜Ｅｐ
（ｎ）｜と｜Ｅｄ（ｎ）｜の大小関係が判定される。ス
テップＳ４において、演算器１７からの誤差の絶対値｜
Ｅｐ（ｎ）｜が、演算器１９からの誤差の絶対値｜Ｅｄ
（ｎ）｜より小さいと判定された場合、即ち、画素値そ
のもののベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）を符号化データ
とした方が、より元の画素値に近い復号化結果が得られ
る場合、ステップＳ５に進み、選択部２０は、ベクトル
量子化器１３からの画素値そのもののベクトル量子化結
果Ｑｐ（ｎ）、またはベクトル量子化器１４からの予測
誤差のベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）のうち、画素値そ
のもののベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）を選択し、これ
を符号化データとして出力して、ステップＳ７に進む。

【００７０】また、ステップＳ４において、演算器１７
からの誤差の絶対値｜Ｅｐ（ｎ）｜が、演算器１９から
の誤差の絶対値｜Ｅｄ（ｎ）｜より小さくないと判定さ
れた場合、即ち、予測誤差のベクトル量子化結果Ｑｄ
（ｎ）を符号化データとした方が、より元の画素値に近
い復号化結果が得られる場合、ステップＳ６に進み、選
択部２０は、ベクトル量子化器１３からの画素値そのも
ののベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）、またはベクトル量
子化器１４からの予測誤差のベクトル量子化結果Ｑｄ
（ｎ）のうち、予測誤差のベクトル量子化結果Ｑｄ
（ｎ）を選択し、これを符号化データとして出力して、
ステップＳ７に進む。

【００７１】ステップＳ７では、ローカルデコーダ２１
において、選択部２０が出力した符号化データがローカ
ルデコードされる。即ち、符号化データは、判定部２２
に供給され、判定部２２では、その符号化データが、画
素値そのものをベクトル量子化したベクトル量子化結果
Ｑｐ（ｎ）であるか、またはその予測誤差をベクトル量
子化したベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）であるかが判定
される。

【００７２】ここで、選択部２０においては、画素値そ
のものをベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ
（ｎ）、またはその予測誤差をベクトル量子化したベク
トル量子化結果Ｑｄ（ｎ）を、符号化データとして選択
した場合、そのことが分かるように、例えば、符号化デ
ータに、所定のフラグを付加するようになされている。
そして、判定部２２では、このフラグに基づいて、符号
化データが、画素値そのものをベクトル量子化したベク
トル量子化結果Ｑｐ（ｎ）であるか、またはその予測誤
差をベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）
であるかが判定されるようになされている。

【００７３】判定部２２は、符号化データが、画素値そ
のものをベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ
（ｎ）であると判定した場合、その符号化データを、逆
量子化器２３に出力するとともに、スイッチ２６を制御
し、端子ａを選択させる。

【００７４】逆量子化器２３は、画素値そのものをベク
トル量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）である符
号化データを受信すると、その符号化データＱｐ（ｎ）
を、逆量子化器１５における場合と同様に逆ベクトル量
子化することにより画素値に復号し、その復号結果Ｉ
ｐ’（ｎ）を、端子ａを選択しているスイッチ２６を介
して出力する。この復号結果Ｉｐ’（ｎ）は、次の符号
化対象の画素値Ｉ（ｎ＋１）の予測値Ｉ’（ｎ）として
用いられる。

【００７５】一方、判定部２２は、符号化データが、予
測誤差をベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｄ
（ｎ）であると判定した場合、その符号化データを、逆
量子化器２４に出力するとともに、スイッチ２６を制御
し、端子ｂを選択させる。

【００７６】逆量子化器２４は、予測誤差をベクトル量
子化したベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）である符号化デ
ータを受信すると、その符号化データＱｄ（ｎ）を、逆
量子化器１６における場合と同様に逆ベクトル量子化す
ることにより画素値の予測誤差に復号し、その復号結果
Ｄ’（ｎ）を、演算器２５に供給する。

【００７７】演算器２５には、予測誤差の復号結果Ｄ’
（ｎ）の他、前回、スイッチ２６から出力されたローカ
ルデコード結果を、１画素の処理に要する時間だけ遅延
したものＩ’（ｎ−１）が、遅延回路２７から供給され
るようになされており、これらが加算されることで、画
素値に復号される。この復号結果Ｉｄ’（ｎ）は、端子
ｂを選択しているスイッチ２６を介して出力され、次の
符号化対象の画素値Ｉ（ｎ＋１）の予測値Ｉ’（ｎ）と
して用いられる。

【００７８】ローカルデコードの終了後は、ステップＳ
８に進み、メモリ１１に、符号化すべき画素値が、まだ
記憶されているかどうかが判定される。ステップＳ８に
おいて、メモリ１１に、符号化すべき画素値が、まだ記
憶されていると判定された場合、いま符号化された画素
値の次に符号化すべき画素値が、メモリ１１から読み出
され、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１からの処理を
繰り返す。

【００７９】また、ステップＳ８において、メモリ１１
に、符号化すべき画素値が記憶されていないと判定され
た場合、即ち、メモリ１１に記憶された画素値の符号化
がすべて終了した場合、処理を終了する。

【００８０】なお、図４のフローチャートで説明した処
理は、例えば、フレーム単位で行われ、まだ、符号化す
べきフレームがある場合には、そのフレームがメモリ１
１に記憶され、上述の処理が繰り返される。

【００８１】以上のように、画素値そのものをベクトル
量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）、またはその
予測誤差をベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｄ
（ｎ）のうち、元の画像に対する誤差Ｅｐ（ｎ）または
Ｅｄ（ｎ）の絶対値が小さい方を符号化データとして選
択するようにしたので、その符号化データを復号した場
合には、画質の劣化の少ない復号画像を得ることができ
る。即ち、エッジ部分が鈍った状態となったり、平坦部
分において偽輪郭が発生することを低減することができ
る。

【００８２】次に、図５は、図１の符号化／復号化シス
テムのうちの、符号化データの復号化を行う復号化ブロ
ックの機能的構成例を示している。なお、本実施の形態
では、復号化ブロックも、例えば、図１のＣＰＵが符号
化データの復号を行うアプリケーションプログラムを実
行することで実現されるようになされている。

【００８３】メモリ３１は、復号化化対象の符号化デー
タを、例えば、１フレーム単位などで、一時記憶するよ
うになされている。

【００８４】判定部３２、逆量子化器３３，３４、演算
器３５、スイッチ３６、または遅延回路３７は、図２の
ローカルデコーダ２１を構成する判定部２２、逆量子化
器２３，２４、演算器２５、スイッチ２６、または遅延
回路２７とそれぞれ同様に構成されている。

【００８５】次に、図６のフローチャートを参照して、
その動作について説明する。

【００８６】復号化ブロックでは、メモリ３１に、例え
ば、１フレーム分の符号化データが記憶されると、その
符号化データが順次読み出されて復号化される。

【００８７】即ち、メモリ３１から読み出された符号化
データは、判定部３２に供給される。判定部３２では、
ステップＳ１１において、図２の判定部２２における場
合と同様にして、符号化データが、画素値そのものをベ
クトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ（ｎ）である
か、またはその予測誤差をベクトル量子化したベクトル
量子化結果Ｑｄ（ｎ）であるかが判定される。

【００８８】ステップＳ１１において、符号化データ
が、画素値そのものをベクトル量子化したベクトル量子
化結果Ｑｐ（ｎ）であると判定された場合、ステップＳ
１２に進み、その符号化データが、判定部３２から逆量
子化器３３に出力され、ステップＳ１３に進む。ステッ
プＳ１３では、判定部３２において、スイッチ３６が端
子ａを選択するように制御される。

【００８９】これにより、逆量子化器３３では、画素値
そのものをベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ
（ｎ）である符号化データが、図２の逆量子化器２３に
おける場合と同様に逆ベクトル量子化されることにより
画素値に復号される。そして、その復号結果Ｉｐ’
（ｎ）は、端子ａを選択しているスイッチ３６を介して
出力され、ステップＳ１４に進む。

【００９０】一方、ステップＳ１１において、符号化デ
ータが、予測誤差をベクトル量子化したベクトル量子化
結果Ｑｄ（ｎ）であると判定された場合、ステップＳ１
５に進み、その符号化データが、判定部３２から逆量子
化器３４に出力され、ステップＳ１６に進む。

【００９１】これにより、逆量子化器３４では、予測誤
差をベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）
である符号化データが、図２の逆量子化器２４における
場合と同様に逆ベクトル量子化されることにより画素値
の予測誤差に復号され、その復号結果Ｄ’（ｎ）が、演
算器３５に供給される。

【００９２】演算器３５には、予測誤差の復号結果Ｄ’
（ｎ）の他、前回、スイッチ３６から出力されたローカ
ルデコード結果を、１画素の処理に要する時間だけ遅延
したものＩ’（ｎ−１）が、遅延回路３７から供給され
るようになされており、演算器３５では、ステップＳ１
６において、これらが加算されることで、画素値に復号
される。そして、ステップＳ１７に進み、判定部３２に
おいて、スイッチ３６が端子ｂを選択するように制御さ
れる。これにより、演算器３５における画素値の復号結
果Ｉｄ’（ｎ）は、端子ｂを選択しているスイッチ３６
を介して出力され、ステップＳ１４に進む。

【００９３】なお、スイッチ３６を介して出力された画
素値の復号結果は、遅延回路３７にも供給され、画素値
の予測値として用いられるようになされている。

【００９４】ステップＳ１４では、メモリ３１に、復号
化すべき符号化データが、まだ記憶されているかどうか
が判定される。ステップＳ１４において、メモリ３１
に、復号化すべき符号化データが、まだ記憶されている
と判定された場合、いま復号化された符号化データの次
に復号化すべき符号化データが、メモリ３１から読み出
され、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１からの処
理を繰り返す。

【００９５】また、ステップＳ１４において、メモリ３
１に、復号化すべき符号化データが記憶されていないと
判定された場合、即ち、メモリ３１に記憶された符号化
データの復号化がすべて終了した場合、処理を終了す
る。

【００９６】なお、図６のフローチャートで説明した処
理は、例えば、フレーム単位で行われ、まだ、復号化す
べきフレームがある場合には、そのフレームについての
符号化データがメモリ３１に記憶され、上述の処理が繰
り返される。

【００９７】また、画像の最も左の画素の符号化データ
について処理を行う場合においては、演算器３５には、
例えば、図２の演算器１２，１８、および２５における
場合と同様に、所定の値が、画素値の予測値として与え
られるようになされている。

【００９８】以上のように、符号化データが、画素値そ
のものをベクトル量子化したベクトル量子化結果Ｑｐ
（ｎ）であるか、またはその予測誤差をベクトル量子化
したベクトル量子化結果Ｑｄ（ｎ）であるかを判定し、
その判定結果に基づいて、その復号化を行うようにした
ので、画質の劣化の少ない復号画像を得ることができ
る。即ち、復号画像のエッジ部分が鈍った状態となった
り、平坦部分において偽輪郭が発生することを低減する
ことができる。

【００９９】なお、本発明は、動画および静止画のいず
れについても適用可能である。

【０１００】また、本実施の形態では、画素値がＲ，
Ｇ，Ｂの成分を有するものとしたが、本発明は、画素値
が、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の成分であるＹ，Ｃｂ，Ｃｒその他
を有する場合にも適用可能である。さらに、本発明は、
画素値が、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのような複数の成分で構
成される場合の他、１の成分で構成される場合にも適用
可能である。

【０１０１】また、本実施の形態では、画像の符号化ま
たは復号化を行う符号化ブロックまたは復号化ブロック
を、アプリケーションプログラムであるソフトウェアで
実現することとしたが、符号化ブロック、復号化ブロッ
クは、ハードウェアで実現することも可能である。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１に記載の画像処理装置および請
求項３に記載の画像処理方法によれば、画素値そのもの
がベクトル量子化されるとともに、その予測値との予測
誤差がベクトル量子化され、画素値そのもののベクトル
量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量子
化結果のうちのいずれか一方が適応的に選択される。ま
た、請求項４に記載の記録媒体には、画素値そのものを
ベクトル量子化するとともに、その予測値との予測誤差
をベクトル量子化し、画素値そのもののベクトル量子化
結果、または予測値との予測誤差のベクトル量子化結果
のうちのいずれか一方を適応的に選択する処理を、コン
ピュータに行わせるためのプログラムが記録されてい
る。さらに、請求項５に記載の記録媒体には、画素値そ
のものをベクトル量子化するとともに、その予測値との
予測誤差をベクトル量子化し、画素値そのもののベクト
ル量子化結果、または予測値との予測誤差のベクトル量
子化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択すること
により得られたデータが記録されている。従って、選択
されたデータを復号することで、画質の劣化が低減され
た復号画像を得ることが可能となる。

【０１０３】請求項６に記載の画像処理装置および請求
項７に記載の画像処理方法によれば、ベクトル量子化結
果が、画素値そのものをベクトル量子化したものか、ま
たはその予測値との予測誤差をベクトル量子化したもの
かが判定され、その判定結果に基づいて、ベクトル量子
化結果が復号される。また、請求項８に記載の記録媒体
には、ベクトル量子化結果が、画素値そのものをベクト
ル量子化したものか、またはその予測値との予測誤差を
ベクトル量子化したものかを判定し、その判定結果に基
づいて、ベクトル量子化結果を復号する処理を、コンピ
ュータに行わせるためのプログラムが記録されている。
従って、画質の劣化の少ない復号画像を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した符号化／復号化システムの一
実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図２】図１の符号化／復号化システムのうちの、画像
の符号化を行う符号化ブロックの機能的構成例を示すブ
ロック図である。

【図３】ベクトル量子化に用いるコードブックの作成方
法を説明するための図である。

【図４】図２の符号化ブロックの動作を説明するための
フローチャートである。

【図５】図１の符号化／復号化システムのうちの、画像
の復号化を行う復号化ブロックの機能的構成例を示すブ
ロック図である。

【図６】図５の復号化ブロックの動作を説明するための
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 通信部， ２ ＲＯＭ， ３ ＣＰＵ， ４ ＲＡ
Ｍ， ５ 外部Ｉ／Ｆ， ６ 入力部， ７ 出力部，
８ 補助記憶装置， １１ メモリ， １２演算器，
１３，１４ ベクトル量子化器， １５，１６ 逆量
子化器， １７乃至１９ 演算器， ２０ 選択部，
２１ ローカルデコーダ， ２２ 判定部， ２３，２
４ 逆量子化器， ２５ 演算器， ２６ スイッチ，
２７遅延回路， ３１ メモリ， ３２ 判定部，
３３，３４ 逆量子化器，３５ 演算器， ３６ スイ
ッチ， ３７ 遅延回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を構成する各画素の画素値をベクト
   ル量子化する画像処理装置であって、 前記画素値そのものをベクトル量子化する第１のベクト
   ル量子化手段と、 前記画素値の予測値との予測誤差をベクトル量子化する
   第２のベクトル量子化手段と、 前記第１または第２のベクトル量子化手段によるベクト
   ル量子化結果のうちのいずれか一方を適応的に選択する
   選択手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 第１または第２のベクトル量子化手段に
   よるベクトル量子化結果それぞれを復号する第１または
   第２の復号手段と、 前記第１または第２の復号手段の復号結果それぞれの、
   元の前記画素値に対する誤差を算出する第１または第２
   の誤差算出手段とをさらに備え、 前記選択手段は、前記第１および第２の誤差算出手段に
   より算出された前記誤差に基づいて、前記第１または第
   ２のベクトル量子化手段によるベクトル量子化結果のう
   ちのいずれか一方を選択することを特徴とする請求項１
   に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 画像を構成する各画素の画素値をベクト
   ル量子化する画像処理方法であって、 前記画素値そのものをベクトル量子化するとともに、そ
   の予測値との予測誤差をベクトル量子化し、 前記画素値そのもののベクトル量子化結果、または前記
   予測値との予測誤差のベクトル量子化結果のうちのいず
   れか一方を適応的に選択することを特徴とする画像処理
   方法。
4. 【請求項４】 コンピュータに、画像を構成する各画素
   の画素値をベクトル量子化させるためのプログラムが記
   録されている記録媒体であって、 前記画素値そのものをベクトル量子化するとともに、そ
   の予測値との予測誤差をベクトル量子化し、 前記画素値そのもののベクトル量子化結果、または前記
   予測値との予測誤差のベクトル量子化結果のうちのいず
   れか一方を適応的に選択する処理を行わせるためのプロ
   グラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
5. 【請求項５】 画像を構成する各画素の画素値をベクト
   ル量子化したベクトル量子化結果が記録されている記録
   媒体であって、 前記画素値そのものをベクトル量子化するとともに、そ
   の予測値との予測誤差をベクトル量子化し、 前記画素値そのもののベクトル量子化結果、または前記
   予測値との予測誤差のベクトル量子化結果のうちのいず
   れか一方を適応的に選択することにより得られたデータ
   が記録されていることを特徴とする記録媒体。
6. 【請求項６】 画像を構成する各画素の画素値をベクト
   ル量子化したベクトル量子化結果を復号する画像処理装
   置であって、 前記ベクトル量子化結果が、前記画素値そのものをベク
   トル量子化したものか、またはその予測値との予測誤差
   をベクトル量子化したものかを判定する判定手段と、 前記判定手段による判定結果に基づいて、前記ベクトル
   量子化結果を復号する復号手段とを備えることを特徴と
   する画像処理装置。
7. 【請求項７】 画像を構成する各画素の画素値をベクト
   ル量子化したベクトル量子化結果を復号する画像処理方
   法であって、 前記ベクトル量子化結果が、前記画素値そのものをベク
   トル量子化したものか、またはその予測値との予測誤差
   をベクトル量子化したものかを判定し、 その判定結果に基づいて、前記ベクトル量子化結果を復
   号することを特徴とする画像処理方法。
8. 【請求項８】 コンピュータに、画像を構成する各画素
   の画素値をベクトル量子化したベクトル量子化結果を復
   号させるプログラムが記録されている記録媒体であっ
   て、 前記ベクトル量子化結果が、前記画素値そのものをベク
   トル量子化したものか、またはその予測値との予測誤差
   をベクトル量子化したものかを判定し、 その判定結果に基づいて、前記ベクトル量子化結果を復
   号する処理を行わせるためのプログラムが記録されてい
   ることを特徴とする記録媒体。