JP2000125298A - 画像データの符号化装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 量子化誤差を損なわずに高品位な画質を得る
ことができる画像データの符号化を実現すること。 【解決手段】 符号化対象となる２次元の画像データ
は、入力すると画像メモリ１０内に格納される。そし
て、ブロック化部１１，ＤＣＴ部１２，量子化部１３お
よび可変長符号化部１４が符号化手段として機能するこ
とにより、画像メモリ１０内に格納された画像データＧ
に対して符号化が行われる。誤差補償部２０では、量子
化部１３によって得られた量子化レベル値Ｑj に対して
逆量子化を施した後、ＩＤＣＴ部２２において復号画像
データｇk を生成する。減算器３１で画像データＧk と
復号画像データｇk との差分を求めることにより、量子
化誤差ｅk を導く。誤差分配部２３は量子化誤差ｅk を
未処理ラインの画素に対して分配することにより、量子
化誤差ｅk が未処理ラインに反映される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像データの符
号化装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像を画像データとして取り
扱う際には、画像データを符号化することによって圧縮
し、情報量を減少させて効率的に画像データを取り扱う
ことが行われている。

【０００３】このような従来の画像データの符号化装置
としては、変換符号化、予測符号化、ブロック符号化、
ベクトル量子化による符号化、サブバンド符号化などの
周知の符号化処理を行うことによってデータ圧縮を行っ
ている。これら各符号化処理においては、入力信号に対
して所定の量子化を施すことにより、情報量を減少させ
ている。

【０００４】変換符号化の場合を例にとり、従来の符号
化装置の構成をみると、図１３のような構成になってい
る。図１３は、直交変換のひとつである離散コサイン変
換（以下、「ＤＣＴ」という）を利用して画像データの
符号化を行う従来の符号化装置のブロック図である。符
号化対象となる２次元の画像データを入力すると画像メ
モリ１０内に格納される。そして、画像メモリ１０に格
納された画像データＧはＤＣＴ部１２に送られる。ＤＣ
Ｔ部１２では、画像データＧに対してＤＣＴを施すこと
により、複数の変換係数Ｆを導き、これを量子化部１３
に送る。量子化部１３においては、所定のステップ幅に
て量子化を行い、変換係数Ｆごとに量子化レベル値Ｑを
生成する。そして、可変長符号化部１４にて量子化レベ
ル値Ｑの生起確率などに応じた可変長符号化を行い、こ
れを符号化データＳとして出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の符号
化装置においては、符号化を施すことによって元来画像
データに含まれていた情報が損なわれることになる。換
言すれば、入力信号に対して所定の量子化を施すことに
よって量子化誤差が発生し、この量子化誤差に相当する
画像情報が失われる。

【０００６】従って、従来の符号化装置で生成した符号
化データを復元したとしても符号化の際に欠落した画像
情報は再現されず、復元画像の品質が低下するという問
題が生じる。

【０００７】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであって、量子化誤差を補償して高品位な画質を得る
ことができる画像データの符号化装置および方法を提供
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、請求項１に記載の発明は、画像圧縮を行うために画
像データの符号化を行う装置であって、(a) 符号化対象
となる２次元画像の画素ごとの画像データを格納する画
像メモリと、(b) 前記画像データを所定のライン方向に
沿って順次読み出し、前記ライン方向に沿って連続する
複数の画素についての前記画像データに基づいて１次元
にて所定の符号化を行うことにより、符号化データを生
成する符号化手段と、(c) 前記符号化によって発生した
前記処理ラインについての誤差を未処理ラインの画素の
符号化に反映させることにより、前記誤差の補償を行う
誤差補償手段とを備えている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像データの符号化装置において、前記符号化手段
は、前記画像メモリから読み出した処理対象のラインの
前記画像データと、１ライン前の前記符号化データを復
号した復号画像データとの差分に対して所定の符号化を
行うことを特徴としている。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の画像データの符号化装置において、前記
符号化手段は、前記画像データを所定のライン方向に沿
って順次読み出し、前記ライン方向に沿って連続する所
定数の画素ごとにブロック分割を行い、ブロックごとの
前記画像データに対して所定の直交変換を施した後に、
所定の符号化を行うことを特徴としている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の画像データの符号化装置において、前記符号化手段
は、前記画像データを所定のライン方向に沿って順次読
み出し、前記ライン方向に沿って連続する所定数の画素
ごとにブロック分割を行い、ブロックごとに前記画像デ
ータに対して所定のベクトル量子化を施すことを特徴と
している。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の画像データの符号化装置において、前記符号化手段
は、前記画像データを所定のライン方向に沿って連続的
に順次読み出してサブバンド符号化を施すことを特徴と
している。

【００１３】請求項６に記載の発明は、画像圧縮を行う
ために画像データの符号化を行う方法であって、(a) 符
号化対象となる２次元画像の画素ごとの画像データを所
定のライン方向に沿って順次読み出す工程と、(b) 前記
ライン方向に沿って連続する複数の画素についての前記
画像データに基づいて１次元にて所定の符号化を行うこ
とにより、符号化データを生成する工程と、(c) 前記工
程(b)において発生した既処理ラインについての誤差を
未処理ラインの画素の符号化に反映させることにより、
前記誤差の補償を行う工程とを有している。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の画像データの符号化方法において、前記工程(b)は、
前記画像メモリから読み出した処理対象のラインの前記
画像データと、１ライン前の前記符号化データを復号し
た復号画像データとの差分に対して所定の符号化を行う
ことを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】＜１．第１の実施の形態＞まず、
第１の実施形態について説明する。図１は、この発明の
第１の実施形態を示す画像データの符号化装置１００を
示すブロック図である。この画像データの符号化装置１
００においては、量子化によって発生する量子化誤差を
補償するための誤差補償部２０が設けられている。

【００１６】符号化対象となる２次元の画像データを入
力すると画像メモリ１０内に格納される。そして、ブロ
ック化部１１，ＤＣＴ部１２，量子化部１３および可変
長符号化部１４が符号化手段として機能することによ
り、画像メモリ１０内に格納された画像データに対して
符号化が行われる。

【００１７】画像メモリ１０に格納された画像データＧ
は、図２に示すように主走査方向Ｘに沿って順次画素ご
とに読み出される。主走査方向Ｘに沿った１ライン目の
読み出しが終了すると、次に副走査方向Ｙに１画素分だ
け読み出し対象となるラインが１つ進められ、同様に主
走査方向Ｘに沿って順次画素ごとに読み出される。以
下、同様の読み出しを行うことにより、画素ごとの画像
データＧが主走査方向Ｘに沿ったライン方向に順次読み
出されていく。このようにして読み出された画像データ
Ｇはブロック化部１１に送られる。

【００１８】ブロック化部１１では、１ライン分の画像
データＧを１６個の連続した画素ごとにブロック化を行
う。すなわち、図３に示すように、１ライン分の画像デ
ータを１６個の連続画素ごとに１次元ブロック化し、複
数のブロックＢＣ１，ＢＣ２，…，ＢＣｎ（ｎは任意の
整数）を生成する。そして、各ブロックＢＣ１，ＢＣ
２，…，ＢＣｎ内の１６画素に対応する画像データＧk
（すなわち、Ｇ0 〜Ｇ15）を順次ＤＣＴ部１２に送出す
る。なお、ブロック化部１１では、画像メモリ１０から
画像データＧを１６個入力するごとにそれらを画像デー
タＧ0 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，…，Ｇ15としてＤＣＴ部１２に送
出するものであってもよい。

【００１９】ＤＣＴ部１２では、画像データＧ0 ，Ｇ1
，Ｇ2 ，…，Ｇ15を入力すると、

【００２０】

【数１】

【００２１】に基づく直交変換のひとつであるＤＣＴ演
算を行い、Ｆ0 〜Ｆ15の複数のＤＣＴ係数Ｆj （すなわ
ち、Ｆ0 〜Ｆ15）を導く。一般的に、画素ごとの画像デ
ータＧ0 ，Ｇ1 ，Ｇ2 ，…，Ｇ15は隣接画素との相関が
高い。そこで、画像データＧ０〜Ｇ１５を周波数領域の
データ（ＤＣＴ係数）に変換すれば、低域周波数に対応
するＤＣＴ係数（ｊの値が比較的小さいもの）にデータ
が偏り、高域周波数に対応するＤＣＴ係数（ｊの値が比
較的大きいもの）の分散は小さくなる。そして、上記の
ようにして得られたＤＣＴ係数Ｆj は量子化部１３に送
られる。

【００２２】量子化部１３では、高い符号化効率を実現
するために、ＤＣＴ部１２から入力する１５個のＤＣＴ
係数Ｆj のそれぞれに対して量子化を行い、量子化レベ
ル値Ｑj を生成する。ここで、行われる量子化は、図４
に示すように所定のステップ幅（図４の場合、ステップ
幅は１６）ごとに対応する量子化レベル値Ｑj が設定さ
れており、ＤＣＴ係数Ｆj が入力すると、ＤＣＴ係数Ｆ
j の値に応じて量子化レベル値Ｑj が出力される。な
お、この量子化部１３で適用されるステップ幅は任意の
ものが適用可能であることは言うまでもない。

【００２３】例えば、図４に示すようにステップ幅が１
６の場合は、ＤＣＴ係数Ｆj が「８≦Ｆj ＜２４」の場
合は量子化レベル値Ｑj ＝１となるため、ＤＣＴ係数Ｆ
j が「８」であっても「２３」であってもともに量子化
レベル値Ｑj ＝１となり、ここに量子化誤差が発生す
る。

【００２４】なお、量子化部１３においては、結果的に
低域周波数に対応する量子化レベル値Ｑj （ｊの値が比
較的小さいもの）は「０」以外の値が得られる場合が比
較的多くなるが、高域周波数に対応する量子化レベル値
Ｑj （ｊの値が比較的大きいもの）は「０」の値が比較
的多くなる。

【００２５】そして、量子化部１３で得られた当該ブロ
ックについての量子化レベル値Ｑj（ｊ＝０〜１５）
は、可変長符号化部１４に送られるとともに、量子化誤
差を解消するために設けられた誤差補償部２０にも送ら
れる。

【００２６】可変長符号化部１４においては、量子化部
１３から得られる量子化レベル値Ｑj の生起確率に応じ
た可変長符号化を行い、符号化データＳを生成して出力
する。この結果、符号化効率の高い符号化データＳを生
成することができる。

【００２７】誤差補償部２０は、逆量子化部２１と、離
散コサイン逆変換（以下、「ＩＤＣＴ」という）部２２
と、減算器３１と、誤差分配部２３とを備えており、量
子化部１３から出力される量子化レベル値Ｑj は逆量子
化部２１に入力する。

【００２８】逆量子化部２１では、量子化レベル値Ｑj
に応じて量子化部１３で採用されたステップ幅の中央値
を選択することにより、逆量子化レベル値ｑj を生成す
る。例えば、量子化部１３で図４に示したようなステッ
プ幅１６での量子化が行われた結果、量子化レベル値Ｑ
j ＝０であった場合は逆量子化レベル値ｑj ＝０とな
り、量子化レベル値Ｑj ＝１であった場合は逆量子化レ
ベル値ｑj ＝１６となり、量子化レベル値Ｑj ＝２であ
った場合は逆量子化レベル値ｑj ＝３２となる。このよ
うな量子化レベル値Ｑj と逆量子化レベル値ｑj との対
応関係を予めメモリなどに格納しておき、逆量子化部２
１は量子化レベル値Ｑj の値に対応する逆量子化レベル
値ｑj を読み出してＩＤＣＴ部２２に送る。

【００２９】ＩＤＣＴ部２２では、逆量子化レベル値ｑ
0 ，ｑ1 ，ｑ2 ，…，ｑ15を入力すると、

【００３０】

【数２】

【００３１】によってＩＤＣＴ演算を行い、当該ブロッ
クに含まれる１６個の画素に対応する１６個の復号画像
データｇk （すなわち、ｇ0 〜ｇ15）を導く。従って、
復号画像データｇk は量子化誤差の含まれている画像デ
ータとなる。

【００３２】そして、減算器３１において、ブロック化
部１１から得られる当該ブロックの１６画素に対応する
画像データＧk とＩＤＣＴ部２２において復号された復
号画像データｇk との差分を求め、画像データにおける
量子化誤差ｅk を求める。図５は、この量子化誤差ｅk
の概念図である。すなわち、画像データＧ0 から復号画
像データｇ0 を減算したものを量子化誤差ｅ0 とし、画
像データＧ1 から復号画像データｇ1 を減算したものを
量子化誤差ｅ1 とする。以下、１６個の対応するそれぞ
れの画素について同様の演算を行い、各画素に発生する
量子化誤差ｅk（すなわち、ｅ0 〜ｅ15）を求める。こ
のようにして得られた各画素ごとの量子化誤差ｅk は誤
差分配部２３に導かれる。

【００３３】誤差分配部２３においては、各画素ごとの
量子化誤差ｅk を未処理ラインの近傍画素に分配する。
具体的には、現在の符号化対象ラインの各画素ごとに発
生した量子化誤差ｅk を次に符号化すべきラインにおけ
る近傍画素に分配する。図６は、誤差分配の概念を示す
図である。図６に示すように、現在の符号化対象ライン
がｍライン目であったとし、ブロック内におけるｋ番目
の画素Ｐｘに量子化誤差ｅk が検出されたとすると、こ
の量子化誤差ｅk を（ｍ＋１）番目のラインの画素Ｐｋ
の近傍に位置する（ｋ−１）番目の画素Ｐａと、ｋ番目
の画素Ｐｂと、（ｋ＋１）番目の画素Ｐｃとの３画素に
分配する。

【００３４】この分配においては、（ｋ−１）番目の画
素Ｐａに対して４分の１の量子化誤差ｅk 、すなわち
「ｅk ／４」を分配し、ｋ番目の画素Ｐｂに対して２分
の１の量子化誤差ｅk 、すなわち「ｅk ／２」を分配
し、（ｋ＋１）番目の画素Ｐｃに対して４分の１の量子
化誤差ｅk 、すなわち「ｅk ／４」を分配する。従っ
て、（ｍ＋１）ライン目のｋ番目の画素Ｐｂは、ｍライ
ン目の（ｋ−１）番目の画素と（ｋ＋１）番目の画素と
からそれぞれ４分の１の量子化誤差の分配を受け、ｋ番
目の画素Ｐｘからは２分の１の量子化誤差の分配を受け
ることとなる。このような分配を当該ブロックに含まれ
ている１６個の画素すべてについて同様に行う。

【００３５】そして、未処理ラインの近傍画素に分配さ
れた量子化誤差ｅk は、画像メモリ１０に送られ、分配
された画素の画像データＧに対して累積的に加算してい
く。この結果、画像メモリ１０に格納されている画像デ
ータＧは、１ラインごとの符号化が進むにつれて量子化
誤差ｅk が反映された値に順次更新されていく。

【００３６】この結果、２ライン目以降の画像データＧ
が画像メモリ１０から読み出されて符号化処理が行われ
る際には、前回のラインによって生じた量子化誤差ｅk
が反映された値となっている。換言すれば、前回のライ
ンによって生じた量子化誤差ｅk は今回のラインの符号
化処理を行う際に含まれているため、量子化誤差が解消
されていることとなる。

【００３７】従って、この実施の形態に示した画像デー
タの符号化装置１００によると、誤差補償部２０の減算
器３１によって量子化誤差ｅk のみが抽出され、この量
子化誤差ｅk が未処理ラインの近傍画素に対して分配さ
れるように構成されているため、元来画像データに含ま
れていた情報を損なうことなく符号化を施すことができ
ので、高品位な画質を保持した状態での符号化を行うこ
とができる。

【００３８】なお、この実施の形態においては、１ライ
ンごとに連続する１６画素を１つのブロックに分割する
場合を例示したが１ブロック内の画素数は任意のものを
適用することができる。このことは、以下の実施形態に
おいても同様である。

【００３９】＜２．第２の実施の形態＞次に、第２の実
施形態について説明する。図７は、この発明の第２の実
施形態を示す画像データの符号化装置１００ａを示すブ
ロック図である。なお、図１に示した第１の実施形態と
同様の機能を有するブロックについては同一符号を付し
ている。

【００４０】この画像データの符号化装置１００ａにお
いても、量子化によって発生する量子化誤差を補償する
ための誤差補償部２０が設けられている。そして、符号
化対象となる２次元の画像データを入力すると画像メモ
リ１０内に格納され、上記第１の実施形態と同様に、ブ
ロック化部１１，ＤＣＴ部１２，量子化部１３および可
変長符号化部１４が符号化手段として機能することによ
り、画像メモリ１０内に格納された画像データに対して
符号化が行われる。

【００４１】なお、誤差補償部２０の誤差メモリ２４
は、画像データの符号化に先立って「０」に初期化され
ているものとする。

【００４２】画像メモリ１０に格納された画像データＧ
は、第１の実施形態と同様に主走査方向Ｘに沿った１ラ
インごとに読み出される。読み出された画像データＧは
ブロック化部１１に送られる。ブロック化部１１は、上
述したように、１ライン分の画像データを１６個の連続
画素ごとに１次元ブロック化し、各ブロック内の１６画
素に対応する画像データＧk （すなわち、Ｇ0 〜Ｇ15）
を順次ＤＣＴ部１２に送出する。ＤＣＴ部１２では、画
像データＧk に基づいて数１のＤＣＴ演算を行い、１６
個のＤＣＴ係数Ｆj （すなわち、Ｆ0 〜Ｆ15）を導く。
このＤＣＴ係数Ｆj は加算器３２に送られる。

【００４３】加算器３２においては、ＤＣＴ係数Ｆj と
誤差補償部２０から導かれるそのＤＣＴ係数に加算すべ
き量子化誤差Ｅj との加算が行われ、ＤＣＴ係数の補償
値Ｆ'jが導かれる。そして、このＤＣＴ係数の補償値
Ｆ'jは、量子化部１３に送られる。

【００４４】量子化部１３においては、ＤＣＴ係数の補
償値Ｆ'jのそれぞれに対して量子化を行い、量子化レベ
ル値Ｑj を生成する。ここで行われる量子化も上記第１
の実施形態と同様の形態である。従って、この量子化部
１３において量子化誤差が発生する。そして、可変長符
号化部１４において、量子化レベル値Ｑj に対して可変
長符号化を行い、符号化データＳを出力する。

【００４５】誤差補償部２０においては、逆量子化部２
１と減算器３３と誤差メモリ２４とにより、量子化によ
って発生する量子化誤差が補償される。

【００４６】逆量子化部２１は、量子化レベル値Ｑj に
基づいて逆量子化を行い、逆量子化レベル値ｑj を生成
する。そして、得られた逆量子化レベル値ｑj は、減算
器３３に導かれる。

【００４７】そして、減算器３３において、ＤＣＴ係数
の補償値Ｆ'jと逆量子化レベル値ｑj との差分を求め、
ＤＣＴ係数Ｆj における量子化誤差ｅj を求める。ここ
で得られたＤＣＴ係数Ｆj における量子化誤差ｅj は誤
差メモリ２４に送られる。

【００４８】誤差メモリ２４は、少なくとも主走査方向
Ｘに沿った１ライン分の画像データＧを格納することが
できる格納領域を有しており、量子化誤差Ｅj が格納さ
れていた領域に減算器３３から得られる量子化誤差ｅj
を上書きする。この結果、１ラインごとの符号化が進む
につれて誤差メモリ２４に格納されている量子化誤差ｅ
j が順次更新されていくこととなる。そして、次のライ
ンについての符号化が開始され、量子化誤差ｅj に対応
する位置のＤＣＴ係数Ｆj が得られると、量子化誤差ｅ
j をＥj として加算器３２に送ることとなる。このよう
な分配を当該ブロックから導き出された１６個のＤＣＴ
係数すべてについて同様に行う。

【００４９】画像データＧの１ライン目の符号化処理の
際には、誤差メモリ２４は初期化されているので加算器
３２で得られるＤＣＴ係数の補償値Ｆ'jはＤＣＴ係数Ｆ
j と等しくなる。そして、２ライン目以降の画像データ
Ｇが画像メモリ１０から読み出されて符号化処理が行わ
れる際には、前回のラインによって生じた量子化誤差ｅ
j が誤差メモリ２４に格納されているので、ＤＣＴ係数
の補償値Ｆ'jは前回のラインによって生じた誤差が反映
された値となる。換言すれば、前回のラインによって生
じた量子化誤差ｅj は今回のラインの符号化処理を行う
際にＤＣＴ係数Ｆj に反映させるため、量子化誤差を解
消することができるように構成されている。

【００５０】従って、この実施の形態に示した画像デー
タの符号化装置１００ａによると、誤差補償部２０の減
算器３３によって量子化誤差ｅj のみが抽出され、この
量子化誤差ｅj が未処理ラインの近傍画素に対して分配
されるように構成されているため、元来画像データに含
まれていた情報を損なうことなく符号化を施すことがで
きので、高品位な画質を保持した状態での符号化を行う
ことができる。

【００５１】また、この実施の形態に示した画像データ
の符号化装置１００ａによると、第１の実施形態で示し
たようなＩＤＣＴ部２２を設ける必要がないため、装置
構成を簡単にすることができるとともに、処理効率の向
上を図ることもできる。

【００５２】＜３．第３の実施の形態＞次に、第３の実
施形態について説明する。

【００５３】上述した各実施形態においては、１次元Ｄ
ＣＴを行うことによって画像データの符号化を行うもの
であるため、ライン間の相関（すなわち、副走査方向Ｙ
についての相関）を利用していない。このため、２次元
ＤＣＴによる符号化に比べると符号化効率は低くなる。

【００５４】そこで、この実施の形態では、隣接するラ
インについて画素ごとの差分をとって符号化することに
より、１次元ＤＣＴによる符号化効率を向上させる構成
について説明する。

【００５５】図８は、この発明の第３の実施形態を示す
画像データの符号化装置１００ｂを示すブロック図であ
る。なお、図１に示した第１の実施形態と同様の機能を
有するブロックについては同一符号を付している。

【００５６】この画像データの符号化装置１００ｂにお
いても、量子化によって発生する量子化誤差を補償する
ための誤差補償部２０が設けられている。また、隣接す
るライン間での相関を得るために復号画像メモリ４１が
設けられている。

【００５７】そして、符号化対象となる２次元の画像デ
ータを入力すると画像メモリ１０内に格納され、上記の
各実施形態と同様に、ブロック化部１１，ＤＣＴ部１
２，量子化部１３および可変長符号化部１４が符号化手
段として機能することにより、画像メモリ１０内に格納
された画像データに対して符号化が行われる。

【００５８】なお、復号画像メモリ４１は、画像データ
の符号化に先立って「０」に初期化されているものとす
る。

【００５９】画像メモリ１０に格納された画像データＧ
は、第１の実施形態と同様に主走査方向Ｘに沿った１ラ
インごとに読み出される。読み出された画像データＧは
減算器３４に導かれる。

【００６０】減算器３４においては、画素ごとの画像デ
ータＧと、その画素に対応する前回のラインについての
画素の復号画像データｇとの差分を導き、ライン間の差
分データＤを生成する。そして、この差分データＤはブ
ロック化部１１に送られる。

【００６１】ブロック化部１１は、上述したように、１
ライン分の差分データＤを１６個の連続画素ごとに１次
元ブロック化し、各ブロック内の１６画素に対応する差
分データＤk （すなわち、Ｄ0 〜Ｄ15）を順次ＤＣＴ部
１２に送出する。ＤＣＴ部１２では、差分データＤk に
基づいて数１のＤＣＴ演算を行い、１６個のＤＣＴ係数
Ｆj （すなわち、Ｆ0 〜Ｆ15）を導く。このＤＣＴ係数
Ｆj は量子化部１３に送られる。

【００６２】量子化部１３においては、ＤＣＴ係数Ｆj
のそれぞれに対して量子化を行い、量子化レベル値Ｑj
を生成する。ここで行われる量子化も上記第１の実施形
態と同様の形態である。従って、この量子化部１３にお
いて量子化誤差が発生する。そして、可変長符号化部１
４において、量子化レベル値Ｑj に対して可変長符号化
を行い、符号化データＳを出力する。

【００６３】誤差補償部２０においては、逆量子化部２
１とＩＤＣＴ部２２と減算器３５と誤差分配部２３とに
より、量子化によって発生する量子化誤差が補償され
る。

【００６４】逆量子化部２１は、量子化レベル値Ｑj に
基づいて逆量子化を行い、逆量子化レベル値ｑj を生成
する。そして、得られた逆量子化レベル値ｑj は、ＩＤ
ＣＴ部２２に導かれる。

【００６５】ＩＤＣＴ部２２では、逆量子化レベル値ｑ
j を入力すると、上記数２に基づいてＩＤＣＴ演算を行
い、当該ブロックに含まれる１６個の画素それぞれにつ
いての差分データＤk に対応する１６個の復号差分デー
タｄk （すなわち、ｄ0 〜ｄ15）を導く。復号差分デー
タｄk は量子化誤差の含まれている差分データとなる。

【００６６】そして、減算器３５において、ブロック化
部１１から得られる当該ブロックの１６画素に対応する
差分データＤk とＩＤＣＴ部２２において復号された復
号差分データｄk との差分を求め、量子化誤差ｅk を導
く。すなわち、差分データＤ0 から復号差分データｄ0
を減算したものを量子化誤差ｅ0 とし、差分データＤ1
から復号差分データｄ1 を減算したものを量子化誤差ｅ
1 とする。以下、１６個の対応するそれぞれの画素につ
いて同様の演算を行い、各画素に発生する量子化誤差ｅ
k （すなわち、ｅ0 〜ｅ15）を求める。このようにして
得られた各画素ごとの量子化誤差ｅk は誤差分配部２３
に導かれる。

【００６７】誤差分配部２３においては、第１の実施形
態で示したように、各画素ごとの量子化誤差ｅk を未処
理ラインの近傍画素に分配する。そして、未処理ライン
の近傍画素に分配された量子化誤差ｅk は、画像メモリ
１０に送られ、分配された画素の画像データＧに対して
累積的に加算していく。この結果、画像メモリ１０に格
納されている画像データＧは、１ラインごとの符号化が
進むにつれて量子化誤差ｅk が反映された値に順次更新
されていく。

【００６８】この結果、第１の実施形態と同様に、２ラ
イン目以降の画像データＧが画像メモリ１０から読み出
されて符号化処理が行われる際には、前回のラインによ
って生じた量子化誤差ｅk が反映された値となってい
る。換言すれば、前回のラインによって生じた量子化誤
差ｅk は今回のラインの符号化処理を行う際に含まれて
いるため、量子化誤差が解消されていることとなる。

【００６９】また、この実施の形態においては、ＩＤＣ
Ｔ部２２から得られる復号差分データｄk は加算器３６
に導かれている。そして、加算器３６において、減算器
３４に送られた前回のラインについての復号画像データ
ｇと復号差分データｄk との加算を行い、今回のライン
の各画素に対応する復号画像データｇk を導く。このよ
うにして得られた今回のラインの復号画像データｇk は
復号画像メモリ４１に送られ、前回のラインについての
復号画像データｇが今回のラインの復号画像データｇk
に上書きされる。

【００７０】このようにこの実施の形態では、処理対象
となるラインについての１次元ＤＣＴを行って符号化を
行う際に、復号画像メモリ４１から前回のラインについ
ての復号画像データｇが読み出され、前回のラインと今
回のラインの画像ごとの差分をとることにより、ライン
間の相関（すなわち、副走査方向Ｙについての相関）を
得ることができる。従って、上記第１および第２の実施
の形態に比べて符号化効率を向上させることができる。

【００７１】従って、この実施の形態に示した画像デー
タの符号化装置１００ｂによると、誤差補償部２０の減
算器３５によって量子化誤差ｅk のみが抽出され、この
量子化誤差ｅk が未処理ラインの近傍画素に対して分配
されるように構成されているため、元来画像データに含
まれていた情報を損なうことなく符号化を施すことがで
きので、高品位な画質を保持した状態での符号化を行う
ことができる。また、副走査方向Ｙについての相関を利
用した符号化を行うため、符号化効率も向上させること
ができる。

【００７２】なお、上述した第１〜第３の実施形態にお
いては、量子化部１３と可変長符号化部１４との間にバ
ッファメモリを設けることにより、データ量をさらに削
減することができる。図９は、このような符号化処理を
概要を示す図である。図９においては、一例として、量
子化部１３と可変長符号化部１４との間に設けられたバ
ッファメモリが主走査方向Ｘに８ライン分の量子化レベ
ル値Ｑj を格納する場合を示している。まず、図９に示
すように、８ライン分の同一のブロック位置に対応する
量子化レベル値Ｑ0 〜Ｑ15を抽出する。そして、図９の
矢印に示すように、１ライン目から８ライン目までの量
子化レベル値Ｑ0 を順に可変長符号化部１４に出力し、
次に、１ライン目から８ライン目までの量子化レベル値
Ｑ1 を順に可変長符号化部１４に出する。以下、同様に
１ライン目から８ライン目までの量子化レベル値Ｑj を
可変長符号化部１４に順次出力し、最後に１ライン目か
ら８ライン目までの量子化レベル値Ｑ15を可変長符号化
部１４に出力する。このように８ライン分の量子化レベ
ル値Ｑj を副走査方向Ｙに沿った形態で可変長符号化部
１４に対して順次出力することにより、ｊの値が１５に
近づくにつれて「０」の値が連続して可変長符号化部１
４に送られることが多くなる。従って、可変長符号化部
１４においては、このような「０」の値が連続して分布
する部分に対してはランレングス符号化を適用すること
ができるので、データ量をさらに削減することが可能と
なる。

【００７３】また、上記のようにバッファメモリから量
子化レベル値Ｑj を出力する際に、任意の量子化レベル
値Ｑj の後に出力される値が全て「０」である場合は、
データの終了を意味するＥＯＢ（End Of Block）信号を
出力するようにすれば、さらにデータ量を削減すること
ができる。

【００７４】また、上記第１〜第３の実施形態では直交
変換の１つであるＤＣＴを行う符号化処理について説明
したが、その他の直交変換に対しても適用可能であるこ
とは言うまでもない。

【００７５】＜４．第４の実施の形態＞次に、第４の実
施形態について説明する。図１０は、この発明の第４の
実施形態を示す画像データの符号化装置１００ｃを示す
ブロック図である。この実施の形態においては、周知の
ベクトル量子化を利用して画像データの符号化を行うも
のである。上述した各実施形態と同様の機能を有するブ
ロックについては同一符号を付している。

【００７６】この画像データの符号化装置１００ｃにお
いても、量子化によって発生する量子化誤差を補償する
ための誤差補償部２０が設けられている。そして、符号
化対象となる２次元の画像データを入力すると画像メモ
リ１０内に格納され、ブロック化部１１とベクトル量子
化部１７とが符号化手段として機能することにより、画
像メモリ１０内に格納された画像データに対して符号化
が行われる。

【００７７】なお、誤差補償部２０には、復号化部２５
と減算器３７と誤差分配部２３とが設けられている。

【００７８】画像メモリ１０に格納された画像データＧ
は、第１の実施形態と同様に主走査方向Ｘに沿った１ラ
インごとに読み出される。読み出された画像データＧは
ブロック化部１１に送られる。ブロック化部１１は、上
述したように、１ライン分の画像データを１６個の連続
画素ごとに１次元ブロック化し、各ブロック内の１６画
素に対応する画像データＧk （すなわち、Ｇ0 〜Ｇ15）
を順次ベクトル量子化部１７に送出する。

【００７９】ベクトル量子化部１７においては、予め１
６次元空間が定義されており、この１６次元空間を例え
ば６５５３６個の部分空間に分割し、分割されたそれぞ
れの空間ごとに１つの量子化代表ベクトルを定めてお
く。各量子化代表ベクトルには、０〜６５５３６のイン
デックス値Ｑを個別に設定しておく。そして、ベクトル
量子化部１７内に設けられた図示しないメモリ内には、
各量子化代表ベクトルとそれに対応するインデックス値
Ｑとの対応関係が格納されている。

【００８０】そして、ベクトル量子化部１７は、符号化
対象のブロック内に含まれている１次元の連続する１６
個の画像データＧk を入力すると、画像データＧ0 〜Ｇ
15を１６次元空間における位置ベクトルとし、当該位置
ベクトルが１６次元空間における６５５３６個の部分空
間のうちのどの部分空間に含まれているかを特定する。
そして、特定された１つの部分空間の量子化代表ベクト
ルを求め、メモリを参照することにより特定された量子
化代表ベクトルのインデックス値Ｑを得る。そして、ベ
クトル量子化部１７はインデックス値Ｑを符号化して出
力する。

【００８１】ここで、ベクトル量子化部１７では、画像
データＧ0 〜Ｇ15を１６次元空間における位置ベクトル
とした際に、１つの量子化代表ベクトルに近似されるた
め、量子化誤差が発生することとなる。

【００８２】復号化部２５は、ベクトル量子化部１７の
内部に設けられているメモリと同様に、インデックス値
Ｑとそれに対応する量子化代表ベクトルとの対応関係が
格納されたメモリを備えており、インデックス値Ｑを入
力するとそれに対応する量子化代表ベクトルを特定し、
この量子化代表ベクトルから復号画像データｇ0 〜ｇ15
を得る。このようにして得られた復号画像データｇk
は、減算器３７に送られる。

【００８３】そして、減算器３７において、ブロック化
部１１から得られるブロック内の角画素についての画像
データＧk とそれらの画素に対応する復号画像データｇ
k との差分を求め、各画素ごとに発生した量子化誤差ｅ
k を誤差分配部２３に送る。

【００８４】誤差分配部２３においては、第１の実施形
態と同様に、各画素ごとの量子化誤差ｅk を未処理ライ
ンの近傍画素に分配する。そして、未処理ラインの近傍
画素に分配された量子化誤差ｅk は、画像メモリ１０に
送られ、分配された画素の画像データＧに対して累積的
に加算していく。画像メモリ１０に格納されている画像
データＧは、１ラインごとの符号化が進むにつれて量子
化誤差ｅk が反映された値に順次更新されていく。

【００８５】この結果、２ライン目以降の画像データＧ
が画像メモリ１０から読み出されて符号化処理が行われ
る際には、前回のラインによって生じた量子化誤差ｅk
が反映された値となっている。換言すれば、前回のライ
ンによって生じた量子化誤差ｅk は今回のラインの符号
化処理を行う際に含まれているため、量子化誤差が解消
されていることとなる。

【００８６】従って、この実施の形態に示した画像デー
タの符号化装置１００ｃによると、誤差補償部２０の減
算器３７によって量子化誤差ｅk のみが抽出され、この
量子化誤差ｅk が未処理ラインの近傍画素に対して分配
されるように構成されているため、元来画像データに含
まれていた情報を損なうことなく符号化を施すことがで
きので、高品位な画質を保持した状態での符号化を行う
ことができる。

【００８７】なお、この実施の形態で示した画像データ
の符号化装置１００ｃに対しても、上記第３の実施形態
で示した復号画像メモリ４１を設けることができる。す
なわち、隣接するライン間での相関を利用するために、
画像データＧと復号画像データとの差分をベクトル量子
化するように構成することができ、この場合は、符号化
効率をさらに向上させることできる。

【００８８】＜５．第５の実施の形態＞次に、第５の実
施形態について説明する。図１１は、この発明の第５の
実施形態を示す画像データの符号化装置１００ｄを示す
ブロック図である。この実施の形態においては、周知の
サブバンド符号化を利用して画像データの符号化を行う
ものである。上述した各実施形態と同様の機能を有する
ブロックについては同一符号を付している。

【００８９】この実施の形態の画像データの符号化装置
１００ｄは、符号化対象の２次元の画像データを格納す
る画像メモリ１０と、帯域周波数の異なる１６個のバン
ドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ１５が内設された分析
フィルタバンク１８と、バンドパスフィルタＢＰＦ０〜
ＢＰＦ１５から出力される分析値ｆ0 〜ｆ15のそれぞれ
に対して量子化を行う複数の量子化処理部１９ａ〜１９
ｐが内設された量子化ユニット１９と、各量子化処理部
１９ａ〜１９ｐから得られる量子化レベル値Ｑ0 〜Ｑ15
を順次入力して可変長の符号化を行う可変長符号化部１
４とを備えている。

【００９０】符号化対象となる２次元の画像データを入
力すると画像メモリ１０内に格納され、分析フィルタバ
ンク１８と量子化ユニット１９と可変長符号化部１４と
が符号化手段として機能することにより、画像メモリ１
０内に格納された画像データに対して符号化が行われ
る。

【００９１】なお、この実施の形態では、量子化によっ
て発生する量子化誤差を補償するための誤差補償部は後
述するように各量子化処理部１９ａ〜１９ｐの内部に設
けられている。

【００９２】画像メモリ１０に格納された画像データＧ
は、第１の実施形態と同様に主走査方向Ｘに沿った１ラ
インごとに読み出され、順次に分析フィルタバンク１８
に送られる。

【００９３】分析フィルタバンク１８においては、各バ
ンドパスフィルタＢＰＦ０〜ＢＰＦ１５が画像データＧ
を順次入力することによって各周波数域に対応する画像
データＧの分析値ｆ0 〜ｆ15を生成する。ここで、分析
フィルタバンク１８における各周波数域ごとの分析の際
には、１／１６にダウンサンプリングされるように構成
されているので、１６画素毎に１組の分析値ｆ0 〜ｆ15
が生成される。

【００９４】このようにして得られた１組の分析値ｆ0
〜ｆ15は、量子化ユニット１９に送られ、それぞれに対
して個別に設けられた量子化処理部１９ａ〜１９ｐで量
子化が行われる。

【００９５】図１２は、各量子化処理部１９ａ〜１９ｐ
の内部構成を示すブロック図である。なお、図１２にお
いては、分析値ｆ0 〜ｆ15のうちの任意のものをｆJ と
して示している。また、各量子化処理部１９ａ〜１９ｐ
の内部には、図示のように誤差補償部２０が設けられて
いる。

【００９６】図１２に示すように分析値ｆJ は、量子化
処理部１９ａ〜１９ｐに入力すると加算器３８に送られ
る。加算器３８では、誤差メモリ２４に格納されている
前回のラインについて発生した量子化誤差ＥJ と分析値
ｆJ との加算が行われて分析値の補償値ｆ'Jが生成され
る。この補償値ｆ'Jは量子化部１３に送られる。

【００９７】量子化部１３においては、分析値の補償値
ｆ'Jのそれぞれに対して量子化を行い、量子化レベル値
ＱJ を生成する。ここで行われる量子化も上記第１の実
施形態と同様の形態である。従って、この量子化部１３
において量子化誤差が発生する。このようにして生成さ
れた量子化レベル値ＱJ は、各量子化処理部１９ａ〜１
９ｐの出力となって可変長符号化部１４に送られるとと
もに、誤差補償部２０の逆量子化部２１に送られる。

【００９８】逆量子化部２１は、量子化レベル値ＱJ に
基づいて逆量子化を行い、逆量子化レベル値ｑJ を生成
する。そして、得られた逆量子化レベル値ｑJ は、減算
器３９に導かれる。

【００９９】そして、減算器３９において、分析値の補
償値ｆ'Jと逆量子化レベル値ｑJ との差分を求め、分析
値ｆJ における量子化誤差ｅJ を求める。ここで得られ
た分析値ｆJ における量子化誤差ｅJ は誤差メモリ２４
に送られる。

【０１００】誤差メモリ２４は、第２の実施形態で説明
したように、量子化誤差ＥJ が格納されていた領域に減
算器３９から得られる量子化誤差ｅJ を上書きする。こ
の結果、１ラインごとの符号化が進むにつれて誤差メモ
リ２４に格納されている量子化誤差ｅJ が順次更新され
ていくこととなる。そして、次のラインについての符号
化が開始され、量子化誤差ｅJ に対応する位置の分析値
ｆJ が得られると、誤差メモリ２４に格納されている量
子化誤差ｅJ をＥJ として加算器３８に送ることとな
る。

【０１０１】画像データＧの１ライン目の符号化処理の
際には、誤差メモリ２４は初期化されているので加算器
３８で得られる分析値の補償値ｆ'Jは分析値ｆJ と等し
くなる。そして、２ライン目以降の画像データＧが画像
メモリ１０から順次読み出されて符号化処理が行われる
際には、前回のラインによって生じた量子化誤差ｅJが
誤差メモリ２４に格納されているので、分析値の補償値
ｆ'Jは前回のラインによって生じた誤差が反映された値
となる。換言すれば、前回のラインによって生じた量子
化誤差ｅj を今回のラインの符号化処理を行う際に分析
値ｆJ に反映させるため、量子化誤差を解消することが
できるように構成されている。

【０１０２】なお、可変長符号化部１４においては、量
子化レベル値Ｑ0 〜Ｑ15に対して可変長の符号化を行
い、符号化データＳを出力する。

【０１０３】このように、この実施の形態にに示した画
像データの符号化装置１００ｄによると、誤差補償部２
０の減算器３９によって量子化誤差ｅJ のみが抽出さ
れ、この量子化誤差ｅJ が未処理ラインの近傍画素に対
して分配されるように構成されているため、元来画像デ
ータに含まれていた情報を損なうことなく符号化を施す
ことができので、高品位な画質を保持した状態での符号
化を行うことができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項５に記載の発明によれば、符号化対象となる２次元
画像の画素ごとの画像データを格納する画像メモリと、
画像データを所定のライン方向に沿って順次読み出し、
ライン方向に沿って連続する複数の画素についての画像
データに基づいて１次元にて所定の符号化を行うことに
より、符号化データを生成する符号化手段と、符号化手
段によって発生した既処理ラインについての誤差を未処
理ラインの画素の符号化に反映させることにより、誤差
の補償を行う誤差補償手段とを備えるため、そのような
誤差が補償された高品位な画質を得ることができる。

【０１０５】請求項６および請求項７に記載の発明によ
れば、符号化対象となる２次元画像の画素ごとの画像デ
ータを所定のライン方向に沿って順次読み出す工程と、
ライン方向に沿って連続する複数の画素についての画像
データに基づいて１次元にて所定の符号化を行うことに
より、符号化データを生成する工程と、符号化の際に発
生した既処理ラインについての誤差を未処理ラインの画
素の符号化に反映させることにより、誤差の補償を行う
工程とを有するため、そのような誤差を補償して高品位
な画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態を示す画像データの
符号化装置を示すブロック図である。

【図２】画像メモリからの画像データの読み出し手順を
示す図である。

【図３】ブロック化部における１ライン分の画像データ
のブロック化を示す図である。

【図４】量子化部における入力と出力との対応関係を示
す図である。

【図５】量子化誤差を導出する際の概念図である。

【図６】誤差分配の概念を示す図である。

【図７】この発明の第２の実施形態を示す画像データの
符号化装置を示すブロック図である。

【図８】この発明の第３の実施形態を示す画像データの
符号化装置を示すブロック図である。

【図９】バッファメモリを設ける符号化処理の概要を示
す図である。

【図１０】この発明の第４の実施形態を示す画像データ
の符号化装置を示すブロック図である。

【図１１】この発明の第５の実施形態を示す画像データ
の符号化装置を示すブロック図である。

【図１２】量子化処理部の内部構成を示すブロック図で
ある。

【図１３】従来の画像データの符号化装置を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ 画像メモリ １１ ブロック化部 １２ ＤＣＴ（離散コサイン変換）部 １３ 量子化部 １４ 可変長符号化部 ２０ 誤差補償部（誤差補償手段） ２１ 逆量子化部 ２２ ＩＤＣＴ（離散コサイン逆変換）部 ２３ 誤差分配部 ２４ 誤差メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK00 LB05 MA02 MA04 MA23 MA47 MC11 MD04 ME01 TA41 TA46 TC06 TC08 TC42 UA02 UA05 UA36 UA38 5C078 AA04 BA57 BA62 CA22 DA00 DA01 DB05 9A001 EE04 EE05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像圧縮を行うために画像データの符号
   化を行う装置であって、 (a) 符号化対象となる２次元画像の画素ごとの画像デー
   タを格納する画像メモリと、 (b) 前記画像データを所定のライン方向に沿って順次読
   み出し、前記ライン方向に沿って連続する複数の画素に
   ついての前記画像データに基づいて１次元にて所定の符
   号化を行うことにより、符号化データを生成する符号化
   手段と、 (c) 前記符号化によって発生した記処理ラインについて
   の誤差を未処理ラインの画素の符号化に反映させること
   により、前記誤差の補償を行う誤差補償手段と、を備え
   ることを特徴とする画像データの符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像データの符号化装
   置において、 前記符号化手段は、前記画像メモリから読み出した処理
   対象のラインの前記画像データと、１ライン前の前記符
   号化データを復号した復号画像データとの差分に対して
   所定の符号化を行うことを特徴とする画像データの符号
   化装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の画像デー
   タの符号化装置において、 前記符号化手段は、前記画像データを所定のライン方向
   に沿って順次読み出し、前記ライン方向に沿って連続す
   る所定数の画素ごとにブロック分割を行い、ブロックご
   との前記画像データに対して所定の直交変換を施した後
   に、所定の符号化を行うことを特徴とする画像データの
   符号化装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の画像データの符号化装
   置において、 前記符号化手段は、前記画像データを所定のライン方向
   に沿って順次読み出し、前記ライン方向に沿って連続す
   る所定数の画素ごとにブロック分割を行い、ブロックご
   とに前記画像データに対して所定のベクトル量子化を施
   すことを特徴とする画像データの符号化装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の画像データの符号化装
   置において、 前記符号化手段は、前記画像データを所定のライン方向
   に沿って連続的に順次読み出してサブバンド符号化を施
   すことを特徴とする画像データの符号化装置。
6. 【請求項６】 画像圧縮を行うために画像データの符号
   化を行う方法であって、 (a) 符号化対象となる２次元画像の画素ごとの画像デー
   タを所定のライン方向に沿って順次読み出す工程と、 (b) 前記ライン方向に沿って連続する複数の画素につい
   ての前記画像データに基づいて１次元にて所定の符号化
   を行うことにより、符号化データを生成する工程と、 (c) 前記工程(b)において発生した既処理ラインについ
   ての誤差を未処理ラインの画素の符号化に反映させるこ
   とにより、前記誤差の補償を行う工程と、を有すること
   を特徴とする画像データの符号化方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の画像データの符号化方
   法において、 前記工程(b)は、前記画像メモリから読み出した処理対
   象のラインの前記画像データと、１ライン前の前記符号
   化データを復号した復号画像データとの差分に対して所
   定の符号化を行うことを特徴とする画像データの符号化
   方法。