JP2002290743A

JP2002290743A - 画像情報符号化方法、符号化装置、ディジタル複写機、ディジタルファクシミリ装置、及び、ディジタルファイリング装置

Info

Publication number: JP2002290743A
Application number: JP2001085653A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nomizu; 泰之野水
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】符号化後の符号量を一定の符号量とすること
ができ、高画質な符号化を行うことができる画像情報の
符号化方法及び装置を得る。【解決手段】符号化側は、入力された画像データを予
測情報作成回路４０１により、符号化する画素と周囲の
画素との状況により情報源のマルコフ分離を行った予測
情報を作成し、算術符号化回路４０２が、前述の予測情
報をもとに予測情報を動的に評価しながら符号化を行
う。この符号化は、多値画像情報に対して２次元のウェ
ーブレット変換を行い、得られた変換係数をある任意の
ブロック単位にブロック分けし、ブロック化した係数情
報の符号化を行い、係数情報の符号化時の係数情報の量
を、ブロック単位で作成した符号量の統計に基づいて制
御して符号量を制御して行う。復号化側は、符号化時と
同じ予測情報作成回路４０４によりすでに復号された画
素で復号しようとする画素の周囲の画素との状況により
マルコフ分離を行って復号データの予測情報を作成し、
算術復号回路４０３が、この予測情報をもとに予測情報
を動的に評価しながら復号化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報符号化方
法、符号化装置、ディジタル複写機、ディジタルファク
シミリ装置、及び、ディジタルファイリング装置に係
り、特に、ディジタル複写機、ファクシミリ装置、ファ
イリング装置等に使用して好適な画像情報符号化方法、
符号化装置、及び、前記画像情報符号化装置を備えて構
成されるディジタル複写機、ディジタルファクシミリ装
置、及び、ディジタルファイリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多値画像（特にカラー画像）情報を可逆
に符号化する符号化に関する技術として、ITU-T とISO
とにより標準化されているJPEG方式［ISO 10918-1、Com
pression and Coding of Continuous-tone Still Image
s (JPEG)］が知られている。

【０００３】また、多値画像情報の符号化を行う際に用
いられる符号化方式として、サブバンド符号化あるいは
ウェーブレット符号化と呼ばれている符号化方式が知ら
れている。サブバンド符号化方式は、入力信号を複数の
周波数帯域に分割し、帯域毎の情報量の偏りを利用して
符号化効率を向上させるようにしたものである。また、
ウェーブレット符号化方式は、サブバンド符号化におい
て、低域側の帯域を再帰的に２分割し、階層化されたサ
ブバンド符号化を行い、サブバンド符号化と同様に帯域
毎の情報量の偏りを利用して符号化効率を向上させるよ
うにしたものである。そして、ウェーブレット符号化方
式は、多階層にわたる縮小画像が復号時に自然に生成さ
れるため画像データがピラミッド構造となり、この結
果、プログレッシブ（段階的に画質が向上していく）な
再生表示が可能であるという特徴を有している。

【０００４】図６は従来技術によるウェーブレット符号
化方式を説明する図である。この図６に示す例は、入力
画像情報の水平方向にlow passフィルタ及びhigh pass
フィルタを適用し、低域側の帯域について、垂直方向に
low passフィルタ及びhigh pass フィルタを適用して、
再帰的に２分割していく処理を行って符号化を行うとい
うものである。

【０００５】なお、ウェーブレット符号化方式に関する
従来技術として、例えば、特開平６−２４５０７７号公
報、特開平７−５０８３６号公報、特開平６−３１９１
２８号公報、特開平４−３４３５７７号公報、特開平６
−１１３２９２号公報等に記載された技術が知られてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】画像情報を扱う近年の
ディジタル機器は、高画質化のために解像度を高くした
り、階調数を多くする等の手段が用いられている。この
ような手段を持つディジタル機器は、画像がが持つ情報
量を多くすることにより画質の向上を図ることができる
反面、画像が持つ多くの情報を処理しなければならず機
器構成が大きくなってしまうという問題を生じてしま
う。例えば、階調数を多くする例の場合、従来２階調
（白または黒）値であった画像情報を、白黒２５６階調
の画像にすると、情報量が８倍になってしまう。情報量
が８倍になると言うことは、その画像情報を記憶するた
めに必要とされる記憶容量も単純に計算すると８倍にな
ってしまい、機器コストが増大するという問題になる。
そこで、通常、記憶容量削減のために画像情報を符号化
する方法が適用される。

【０００７】データ量の多さを解決する方法の１つに多
階調画像を効率良く符号化する方法が考えられる。多階
調画像（カラー画像も含む）の符号化方式の代表的なも
のとして、ISO とITU-T とにより標準勧告されているJP
EG方式が知られている。JPEG方式には、基本である DCT
方式とオプションのDPCMを用いた方式とがある。前者の
DCT方式は、人間の視覚特性を利用して画質を損なわな
い程度に原画の情報量の一部を削減して符号化を行う符
号化方式（非可逆符号化方式と呼ばれる）であり、離散
コサイン変換を使用して画像情報を周波数情報に変換し
た後に情報の符号化を行うという方式である。また、後
者のDPCMを用いた方式は、原画の情報量を損なうこと無
く符号化を行う符号化方式（可逆符号化方式と呼ばれ
る）であり、注目画素のレベルを周囲画素のレベルから
予測し、その予測誤差を符号化する方式である。

【０００８】画質重視により符号化を行う場合、効率の
良いDCT 方式を用いるのが良いが、情報の保存性という
点で、DCT 方式は、非可逆であるために、可逆であるDP
CM方式を用いるのがよい。理想としては、可逆で、か
つ、高能率のものがよいが、現状のDPCMによる可逆方式
は、それほど大きな効率を得ることができないという問
題があり、パソコン等で使用される比較的階調数の多い
多値画像の圧縮にはJPEG-DCT方式を使うことが主流にな
っている。しかし、DCT 方式は、圧縮率を高くすると特
有のブロック歪みや輪郭部でモスキートノイズが発生
し、画質が極端に劣化し、特に、文字画像においてはそ
の傾向が顕著であるために画質的に大きな問題となって
いる。

【０００９】画像の符号化は、符号化後の符号語長から
可変長と固定長とに大きく分けられる。可変長符号化の
特徴は、固定長符号化に比べて符号化効率が高い点と可
逆も可能であるという点にあり、固定長符号化の特徴
は、符号状態で符号化前の画像の位置が判るために任意
の部分の画像のみを再生することが可能であるという点
にある。これらの特徴から可変長符号化は、ファクシミ
リのような機器に適しており、固定長符号化は、複写機
等の画像加工を伴う機器に適している。

【００１０】ここで、複写機等に適している固定長符号
化方式について考えると、最も簡単な方法は、１画素に
割り当てる符号語長を固定してしまう方法である。例え
ば、１画素８ビットである画素に対して１画素２ビット
の符号語を対応させるという方法である。しかし、この
方法では、画像の持つ部分的な特徴を符号に反映させる
ことができない、言い換えれば視覚的に重要である画像
領域とそうでない画像領域とを区別できないため、画質
的には劣ったものになってしまう。画質を向上させよう
とすると、１画素に割り当てるビット数を多くしなけれ
ばならず、符号化効率が悪くなると言う問題が発生す
る。

【００１１】多階調の画像を効率よく符号化する方法の
１つとして、前述したように、DCTを用いたJPEG方式が
知られているが、この方式は、前述で説明したように、
圧縮率を高くするとブロック歪みや輪郭部でのモスキー
トノイズが発生する可能性があり、画質的に問題があ
る。これを解決する方法の１つにDCT ではなく、ウェー
ブレット変換を用いる方法がある。ウェーブレット変換
を用いた符号化は、サブバンド符号化とも呼ばれ、入力
信号を複数の周波数帯域に分割し、帯域毎の偏りを利用
して圧縮率を向上させるものである。ウェーブレット変
換の最も大きな特徴は、DCT と比べて高画質である点で
ある。

【００１２】また、画像情報を固定長に符号化する場
合、画素毎に平均して情報量を割り当てるよりも、一定
の大きさの領域毎に画像を分割し、分割した領域単位で
固定長にして、領域内の画素に重み付けをして情報量を
割り当てた方が画素毎の持つ重要度を反映できることに
なり、画質を向上させることできる。さらに、これら一
定の領域をまとめて、その中で情報量の配分を行うこと
ができれば、さらに画質を向上させることが可能にな
る。

【００１３】本発明の第１の目的は、前述したウェーブ
レットの特徴を生かすため、ウェーブレット変換後の係
数値を一定の領域に分割して、分割した領域単位で符号
化を行い、符号化後の符号量を一定の符号量になるよう
に、符号化する係数の量を動的に制御して、これにより
符号量が一定になるようにし、かつ、高画質な符号化を
可能とした画像情報符号化方法、画像情報符号化装置を
提供し、また、このような画像情報符号化装置を使用し
たディジタル複写機、ディジタルファクシミリ装置、及
び、ディジタルファイリング装置を提供することにあ
る。

【００１４】一方、ウェーブレット変換において、水平
方向、垂直方向共にlow passフィルタを適用すると、画
像全体の濃度成分を反映した係数(LL係数)が作成され
る。また、水平方向にlow passフィルタ、垂直方向にhi
gh pass フィルタを適用すると、画像の水平方向の濃度
成分を反映した係数(LH係数)が作成され、逆に、垂直方
向にlow passフィルタ、水平方向にhigh pass フィルタ
を適用すると、垂直方向の濃度成分を反映した係数（HL
係数）が作成される。さらに、水平方向にhigh pass フ
ィルタ、垂直方向にも high passフィルタを適用する
と、前述の２つの場合に抽出されない斜め方向の濃度成
分を反映した係数(HH係数)が作成される。これらの作成
された係数のうち、最も重要と考えられるのは、画像全
体の濃度成分を反映したLL係数でであり、続いて、LHあ
るいはHL係数であり、最後がHH係数となり、この順で重
要である。

【００１５】ウェーブレット変換係数は、係数自体が階
層構造となるため、各階層での係数の重要性も異なって
いる。一般的に、下位の階層にいくにつれ、情報が集約
されてくるため上位より重要性が増している。

【００１６】本発明の第２の目的は、前述したウェーブ
レット変換の利点を利用することにより、符号量制御手
段を、サブバンド及び階層を考慮しした符号量の制御を
動的に行うように構成し、これにより、符号量が一定に
なるという利点を持ち、かつ、高画質な符号化が可能な
画像情報符号化方法、画像情報符号化装置を提供し、ま
た、このような画像情報符号化装置を使用したディジタ
ル複写機、ディジタルファクシミリ装置、及び、ディジ
タルファイリング装置を提供することにある。

【００１７】また、多値画像を符号化する方法の１つ
に、多値画像を２値画像のビットプレーン情報として扱
い、ビットプレーン毎に符号化を行う方法がある。この
方法のメリットは、ファクシミリの符号化で使われてい
るような２値画像の符号化方式（MH，MR，MMR)を使用す
ることができること、ビットプレーン単位で符号量の制
御を容易に行うことができること、最上位ビットから符
号化を行っているのでより下位のビットプレーンを符号
化することにより、符号化する係数の精度を向上させる
ことができることが挙げられる。特に、画質を制御する
上では、最後のメリットが大きいと言える。

【００１８】本発明の第３の目的は、前述のビットプレ
ーン毎に符号化を行う方法の利点を利用することによ
り、符号化手段がビットプレーン符号化を使用して係数
を最上位ビットから符号化し、符号量制御手段が符号化
するビットプレーン数を動的に制御するように構成し、
これにより、符号量が一定になるという利点を持ち、か
つ、高画質な符号化が可能な画像情報符号化方法、画像
情報符号化装置を提供し、また、このような画像情報符
号化装置を使用したディジタル複写機、ディジタルファ
クシミリ装置、及び、ディジタルファイリング装置を提
供することにある。

【００１９】さらに、符号化を動的に制御して符号量を
制御する方法とは逆に、ユーザが自分で符号量を制御し
たい場合がある。

【００２０】本発明の第４の目的は、前述の要求を満た
すため、符号量制御手段を、外部から指定された符号量
制御情報を元にブロック符号化手段での符号化を制御す
るように構成し、これにより、ユーザが自分で符号量の
制御を行うことを可能にした画像情報符号化方法、画像
情報符号化装置を提供し、また、このような画像情報符
号化装置を使用したディジタル複写機、ディジタルファ
クシミリ装置、及び、ディジタルファイリング装置を提
供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記第１
の目的は、画像情報の符号化を行う画像情報符号化方法
において、入力される多値画像情報に対して２次元のウ
ェーブレット変換を行い、該ウェーブレット変換により
得られた変換係数をある任意のブロック単位にブロック
分けを行い、ブロック化された係数情報の符号化を行
い、係数情報の符号化時の係数情報の量を、ブロック単
位で作成した符号量の統計に基づいて制御して符号量を
制御することにより達成される。

【００２２】また、前記第１の目的は、画像情報の符号
化を行う画像情報符号化装置において、入力される多値
画像情報に対して２次元のウェーブレット変換を行う２
次元ウェーブレット変換手段と、該ウェーブレット変換
手段により得られた変換係数をある任意のブロック単位
にブロック分けを行う係数ブロック化手段と、ブロック
化された係数情報に対して符号化を行うブロック符号化
手段と、該ブロック符号化手段による係数情報の符号化
時の係数情報の量を制御し、符号量を制御する符号量制
御手段とを備え、前記符号量制御手段が、ブロック単位
で作成した符号量の統計を行い、係数情報の符号化時の
係数情報の量を、前記符号量の統計に基づいて符号量を
制御することにより、また、このような画像情報符号化
装置を使用して、ディジタル複写機、ディジタルファク
シミリ装置、及び、ディジタルファイリング装置を構成
することにより達成される。

【００２３】また、前記第２の目的は、前述の画像情報
符号化方法において、前記符号量の制御を、サブバンド
及び階層を考慮して行うことにより、また、前述の画像
情報符号化装置において、前記符号量制御手段が、サブ
バンド及び階層を考慮して符号量の制御を行うものであ
ることにより、さらに、このような画像情報符号化装置
を使用して、ディジタル複写機、ディジタルファクシミ
リ装置、及び、ディジタルファイリング装置を構成する
ことにより達成される。

【００２４】また、前記第３の目的は、前述の画像情報
符号化方法において、前記ブロック化された係数情報の
符号化が、係数を最上位ビットから符号化するビットプ
レーン符号化であり、かつ、前記符号量の制御が、符号
化するビットプレーン数を制御することにより行われる
ことにより、また、前述の画像情報符号化装置におい
て、前記ブロック符号化手段が、係数を最上位ビットか
ら符号化するビットプレーン符号化を行うものであり、
かつ、前記符号量制御手段が、符号化するビットプレー
ン数を制御するものあであることにより、さらに、この
ような画像情報符号化装置を使用して、ディジタル複写
機、ディジタルファクシミリ装置、及び、ディジタルフ
ァイリング装置を構成することにより達成される。

【００２５】さらに、前記第４の目的は、前述の画像情
報符号化方法において、前記符号量の制御を、予め外部
から指定された符号量制御情報に基づいて行うことによ
り、また、前述の画像情報符号化装置において、前記符
号量制御手段が、予め外部から指定された符号量制御情
報に基づいて符号量の制御を行うものであることによ
り、さらに、このような画像情報符号化装置を使用し
て、ディジタル複写機、ディジタルファクシミリ装置、
及び、ディジタルファイリング装置を構成することによ
り達成される。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による画像情報符号
化装置、画像処理装置及び複合装置の実施形態を図面に
より詳細に説明する。

【００２７】図１は本発明の実施形態による画像情報符
号化装置を適用したファクシミリの構成を示すブロック
図であり、まず、本発明における符号化装置を具体的に
実施したときについてファクシミリを例に説明する。図
１において、１０１は画像読み取り部、１０２、１０５
は画像処理部、１０３は符号化部、１０４は復号化部、
１０６は画像出力部である。

【００２８】図１において、まず、送信側は、画像読み
取り部１０１においてCCD イメージセンサ等を用いて原
稿を読み取り、続く画像処理部１０２で送信データを適
切なデータにするための処理を行い、最後に、符号化部
１０３において符号化を行って作成された符号を伝送路
へ送出する。一方、受信側は、画像を再生するため、受
信した符号化データを復号部１０４により復号し、画像
処理部１０５で出力装置に適した画像処理を行い、プロ
ッタ等の画像出力部１０６から出力することによりハー
ドコピーを作成する。なお、画像処理部１０２、１０５
で行われる処理の例としては、２値画像の場合、解像度
変換、サイズ変換等の処理があり、カラーを含めた多値
画像の場合、色(色成分)変換、解像度変換、サイズ変換
等の処理が挙げられる。

【００２９】前述の符号化部１０３、復号部１０４で使
用される符号化方式の例として、２値画像を対象とする
ものの場合、従来のファクシミリで使われているMH、M
R、MMR 方式やJBIG方式があり、多値画像を対象とする
ものの場合、JPEG方式がある。

【００３０】次に、すでに標準化されており、多階調画
像を可逆に符号化することができるJPEG／Spatial 方式
について簡単に説明する。なお、JPEGの基本は、DCT（D
iscrete Cosine Transform）を用いたDCT 方式である
が、DCT 方式が非可逆符号化方式であるために可逆符号
化を実現する方法として２次元空間でDPCM（Differenti
al PCM）を行うJPEG／Spatial 方式が設けられている。

【００３１】図２はJPEG／Spatial 方式の基本構成を示
すブロック図、図３は図２の予測器における予測演算式
と現在符号化しようとしている注目画素(ｙ)と予測に用
いる周囲３画素(ａ，ｂ，ｃ)の位置関係とを説明する図
であり、以下、これらについて説明する。図２におい
て、２０１は予測器、２０２はエントロピー符号器であ
る。

【００３２】図２に示す予測器２０１への入力画像情報
のビット精度としては、２ビットから１６ビットの任意
のビット数をとることができる。図２において、予測器
２０１で求められた予測誤差信号がエントロピー符号器
２０２によりエントロピー符号化されて圧縮データが出
力される。予測器２０１で使用する予測演算式は、現在
符号化しようとしている注目画素(ｙ)のレベルを予測に
用いる周囲３画素（ａ，ｂ，ｃ）のレベルから予測する
演算式であり、図３に１〜７として示す複数の演算式が
使用可能である。これらの予測演算式は選択可能とされ
ている。そして、予測器２０１は、注目画素(ｙ)の実レ
ベルから予測値を引くによって予測誤差値を求める。

【００３３】予測誤差のエントロピー符号化には、ハフ
マン符号化または算術符号化を使用することができる。

【００３４】ハフマン符号化は、予測誤差をまず表１に
従ってグループ化し、このグループ化によりグループ番
号SSSSとグループ内での予測誤差値を示す付加ビット
（ビット数はSSSSで示された値と同じ）に分けられる。
そして、SSSSは、１次元のハフマン符号テーブルを用い
て符号化され、各ハフマン符号の後に付加ビットを付け
るというものである。

【００３５】

【表１】

【００３６】一方、算術符号化は、予測誤差を２値化し
た後に統計モデルを用いて算術符号化を行うものであ
る。２値化の手順は、次のように行われる。 (１)ゼロの判定予測誤差がゼロのとき“０”を、ゼロでないとき“１”
を出力する。 (２)サイン(正負符号)の判定予測誤差が正のとき“０”を、正でないとき“１”を出
力する。 (３)グループ番号予測誤差の絶対値から１を減じたものとしてSzを定義す
る。Szがグループｎ（ｎ＝０〜１５）に属しているか否
かの判定を行う。この判定は、グループ番号の小さい方
から順に行い、Szが属するグループが見つかるまで行
う。その際、Szがグループｎに属していない場合“１”
を出力し、グループｎに属する場合“０”を出力する
(表２参照)。 (４)付加ビットグループ内の係数識別に用いる付加ビットをそのまま出
力する。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記手段で予測誤差を２値化した後に表３
に示すように状態分けして符号化を行う。表３の中に、
５×５とあるのは、直上画素と直左画素との予測誤差を
その大きさと正負によりそれぞれ５通りに分割している
ためである。

【００３９】

【表３】

【００４０】図４は算術符号化方式の回路構成を示すブ
ロック図である。図４において、４０１は予測情報作成
回路、４０２は算術符号化回路、４０３は算術復号化回
路、４０４は予測情報作成回路であり、次に、図４を参
照して、算術符号化回路について説明する。

【００４１】図４に示す算術符号化方式の回路におい
て、符号化側は、入力された画像データを予測情報作成
回路（テンプレートと呼ぶこともある）４０１により、
符号化する画素と周囲の画素との状況により情報源のマ
ルコフ分離を行った予測情報を作成し、算術符号化回路
４０２が、前述の予測情報をもとに予測情報を動的に評
価しながら符号化を行っている。一方、復号化側は、入
力された符号データを符号化時と同じ予測情報作成回路
４０４によりすでに復号された画素で復号しようとする
画素の周囲の画素との状況により情報源のマルコフ分離
を行って復号しようとするデータの予測情報を作成し、
算術復号回路４０３が、この予測情報をもとに予測情報
を動的に評価しながら復号化を行っている。

【００４２】算術符号化方式は、従来のランレングス符
号化方式(MH，MR)よりは一般的に符号化効率が良いもの
である。その符号化方法は、(０，１)の数直線上の対応
区間（２進小数で、[0.0・・・・0，0.1・・・・1]）を
各シンボルの生起確率に応じて不等長に分割していき、
対象シンボル系列を対応する部分区間に割り当て、再帰
的に分割を繰り返していくことにより得られた区間内に
含まれる点の座標を、少なくとも他の区間と区別できる
２進小数で表現して、その結果をそのまま符号とする方
法である。

【００４３】図５は算術符号化の概念を説明する図であ
り、次に、シンボル系列“0100”を例として算術符号化
の概念を説明する。

【００４４】まず、第１シンボルの符号化時には、全区
間を“０”と“１”とのシンボルの生起確率比に従っ
て、区間Ａ(０)とＡ(１)とに分割し、“０”の発生によ
り区間Ａ(０)を選択する。次に、第２シンボルの符号化
の際には、その状態における両シンボルの生起確率比に
よってＡ(０)をさらに分割し、発生シンボル系列に対応
する区間としてＡ(０１)を選択する。算術符号化は、こ
のような分割と選択との処理の繰り返しにより符号化が
進んでいくものである。一方、復号時には、符号化と全
く逆の処理が行われ、符号が示す２進小数をもとにシン
ボルを再生するものである。ここで重要なことは、シン
ボルの符号化を行う際の数直線の幅であり、この数直線
の幅が符号化開始時と復号開始時とで一致しないとシン
ボルを正確に再現できなくなってしまうということであ
る。一般的には、この数直線の幅を符号化側と復号側と
で１としている。

【００４５】なお、前述で説明したJPEG／Spatial 方式
は、主に多値画像に、算術符号化方式は、主に２値画像
に適用される。

【００４６】図７は本発明の一実施形態による画像情報
の符号化装置の構成を示すブロック図、図８はウェーブ
レット変換の例を説明する図、図９は符号量制御手段の
構成を示すブロック図であり、以下、図７〜図９を参照
して、本発明の実施形態により符号化装置を説明する。
図７、図９において、７０１は２次元ウェーブレット変
換手段、７０２は係数ブロック化手段、７０３はブロッ
ク符号化手段、７０４は符号量制御手段、９０１はサブ
バンド制御部、９０２は階層制御部である。

【００４７】本発明の一実施形態による画像情報の符号
化装置は、入力される多値画像情報に対して２次元のウ
ェーブレット変換を行う２次元ウェーブレット変換手段
７０１と、該ウェーブレット変換手段７０１で得られた
変換係数をある任意のブロック単位にブロック分けを行
う係数ブロック化手段７０２と、ブロック化された係数
情報に対して符号化を行うブロック符号化手段７０３
と、該符号化手段７０３で符号化する係数の量を制御し
て符号量を動的に制御する符号量制御手段７０４とから
構成される。

【００４８】動作について簡単に説明すると、まず、符
号化するために入力された画像情報は、２次元ウェーブ
レット変換手段７０１に入力され、２次元のウェーブレ
ット変換処理が施され、画像情報から係数への変換が行
われる。２次元ウェーブレット変換の方法としてはいろ
いろあるが、一例として、図８に示すようなウェーブレ
ット変換を施すことにより、２次元の係数を作成するも
のを挙げることができる。なお、１次元のウェーブレッ
ト変換を水平方向及び垂直方向に対して施すことにより
２次元係数を作成するものが一般的であり、図８に示す
例も基本的にはそのようになっている。前述の変換は、
図６により説明した低域側の帯域（LL成分）に対して再
帰的に変換を施すことにより、係数の階層構造化を図っ
ていく変換である。ウェーブレット変換手段７０１で作
成された係数は、係数ブロック化手段７０２に入力さ
れ、符号化処理単位となる係数ブロックが構成される。
ブロック化もウェーブレット変換と同様にいろいろ考え
られるが、扱いやすい矩形のブロックとするのが一般的
である。係数ブロック化手段７０２でブロック化された
係数は、ブロック符号化手段７０３に入力され、係数に
対して符号化が行われる。ここで行う符号化には、例え
ば、先に挙げたJPEG／Spatial 方式のような予測符号
化、算術符号化方式等を使用することができる。ブロッ
ク符号化手段７０３は後段の符号量制御手段により回帰
的な制御を受ける。ブロック符号化手段７０３で作成さ
れた符号は、即時に符号量制御手段７０４に入力され、
符号量の制御が行われる。符号量の制御方法としては、
ブロック符号化手段７０３で作成されたブロック単位の
符号量の統計を行い、所望の符号量より多くなっている
場合、符号器で符号化する係数の量を少なくする、反対
に、所望の符号量より少なくなっている場合、符号器で
符号化する係数の量を多くするといった動的にブロック
符号化手段７０３での符号化を制御する方法を使用する
ことができる。

【００４９】前述で説明した本発明の実施形態は、符号
化後の符号量が一定の符号量になるように、符号化する
係数の量を動的に制御しながら符号化を行う点に特徴が
あり、これにより、符号量が一定になるという利点を持
ちつつ、かつ、高画質な符号化を行うことが可能にな
る。

【００５０】前述の符号量制御手段７０４は、図９に示
すように、周波数サブバンド制御部９０１と階層制御部
９０２とを含んで構成されており、周波数サブバンド及
び階層を考慮して符号量の制御を行っている。すなわ
ち、符号量制御手段７０４は、変換係数の重要度が一般
的に、 LL係数＞LHあるいはHL係数＞HH係数である点を利用すると共に、下位の階層が上位の階層よ
り情報が集約されてくるため重要性が増している点を利
用して符号量の制御を行う。前述した本発明の実施形態
は、前述したような符号量制御手段を備えることによ
り、符号量を一定にすることができるという利点を持つ
と共に、高画質な符号化を行うことが可能となる。

【００５１】前述した本発明の実施形態において、ブロ
ック符号化手段７０３は、係数の最上位ビットから符号
化を行っていくビットプレーン符号化の方法を使用して
構成することができ、また、符号量制御手段７０４は、
符号化するビットプレーン数を制御するように構成こと
ができる。ビットプレーン符号化の例としては、先に説
明した算術符号化方式があり、高効率な符号化を行うこ
とが可能である。このビットプレーンを利用するメリッ
トは、最上位ビットほど情報的に重要であるので、最上
位ビットから符号化を行うことにより、途中で符号化を
中断しても、情報的に重要な部分がより先に符号化され
ているので、係数の精度をあまり落とすことがないとい
う点である。従って、ブロック符号化手段７０３と符号
量制御手段とを前述のように構成した場合にも、符号量
を一定にすることができるという利点をえることができ
ると共に、高画質な符号化を行うことが可能となる。

【００５２】図１０は本発明の実施形態による画像情報
の符号化装置の他の構成例を示すブロック図であり、図
の符号は図７の場合と同一である。

【００５３】図１０に示す符号化装置は、図７により説
明した符号化装置における符号量制御手段７０４が、外
部から入力される符号量を制御する情報に基づいて、ブ
ロック符号化手段７０３を制御するようにしたものであ
る。符号量を制御する情報としては、例えば、符号化が
ビットプレーン符号化の場合、予め外部から指定された
ビットプレーン数の情報であってよい。符号量制御手段
７０４は、この外部から指定されたビットプレーン数に
より、符号化するビットプレーン数を制御する。前述し
たような符号化装置によれば、符号化を動的に制御して
符号量を制御する方法とは逆に、ユーザが自分で自由に
符号量を制御することができる。

【００５４】

【発明の効果】請求項１、５に記載の発明によれば、画
像情報の符号化を行う画像情報符号化方法、符号化装置
において、入力される多値画像情報に対して２次元のウ
ェーブレット変換を行い、該ウェーブレット変換により
得られた変換係数をある任意のブロック単位にブロック
分けを行い、ブロック化された係数情報の符号化を行
い、係数情報の符号化時の係数情報の量を、ブロック単
位で作成した符号量の統計に基づいて制御して符号量を
制御しているので、符号化後の符号量を一定の符号量と
することができるという効果を得ることができ、かつ、
高画質な符号化を行うことができるという効果を得るこ
とができる。

【００５５】また、請求項２、６に記載の発明によれ
ば、請求項１、５に記載の画像情報符号化方法、符号化
装置において、符号量の制御を、サブバンド及び階層を
考慮して行っているので、請求項１、５に記載の発明の
場合と同様に、符号化後の符号量を一定の符号量とする
ことができるという効果を得ることができ、かつ、高画
質な符号化を行うことができるという効果を得ることが
できる。

【００５６】また、請求項３、７に記載の発明によれ
ば、請求項１、２に記載の画像情報符号化方法、請求項
５、６に記載の符号化装置において、ブロック化された
係数情報の符号化が、係数を最上位ビットから符号化す
るビットプレーン符号化であり、かつ、前記符号量の制
御が、符号化するビットプレーン数を制御することによ
り行われているので、請求項１、５に記載の発明の場合
と同様に、符号化後の符号量を一定の符号量とすること
ができるという効果を得ることができ、かつ、高画質な
符号化を行うことができるという効果を得ることができ
る。

【００５７】さらに、請求項４、８に記載の発明によれ
ば、請求項１〜３に記載の画像情報符号化方法、請求項
５〜７に記載の符号化装置において、符号量の制御を、
予め外部から指定された符号量制御情報に基づいて行っ
ているので、ユーザが自分で符号量を制御したい場合
に、ユーザが自分で符号量の制御を行うことが可能にな
るという効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による画像情報符号化装置を
適用したファクシミリの構成を示すブロック図である。

【図２】JPEG／Spatial 方式の基本構成を示すブロック
図である。

【図３】図２に示す予測器における予測演算式と現在符
号化しようとしている注目画素(ｙ)と予測に用いる周囲
３画素(ａ，ｂ，ｃ)の位置関係とを説明する図である。

【図４】算術符号化方式の回路構成を示すブロック図で
ある。

【図５】算術符号化の概念を説明する図である。

【図６】従来技術によるウェーブレット符号化方式を説
明する図である。

【図７】本発明の一実施形態による画像情報の符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図８】ウェーブレット変換の例を説明する図である。

【図９】符号量制御手段の構成を示すブロック図であ
る。

【図１０】本発明の実施形態による画像情報の符号化装
置の他の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１画像読み取り部１０２、１０５画像処理部１０３符号化部１０４復号化部１０６画像出力部２０１予測器２０２エントロピー符号器４０１予測情報作成回路４０２算術符号化回路４０３算術復号化回路４０４予測情報作成回路７０１２次元ウェーブレット変換手段７０２係数ブロック化手段７０３ブロック符号化手段７０４符号量制御手段９０１サブバンド制御部９０２階層制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C059 KK22 MA00 MA24 MA35 MA41 MA45 MC38 ME02 ME11 PP01 PP14 RE07 TA60 TA74 TB17 TC18 TC36 TD06 UA02 UA05 5C078 AA04 BA44 BA53 BA64 CA01 DA01 DB04 DB19 5J064 AA01 BA04 BA10 BA16 BB03 BD06 BD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報の符号化を行う画像情報符号化
方法において、入力される多値画像情報に対して２次元
のウェーブレット変換を行い、該ウェーブレット変換に
より得られた変換係数をある任意のブロック単位にブロ
ック分けを行い、ブロック化された係数情報の符号化を
行い、係数情報の符号化時の係数情報の量を、ブロック
単位で作成した符号量の統計に基づいて制御して符号量
を制御することを特徴とする画像情報符号化方法。
【請求項２】前記符号量の制御は、サブバンド及び階
層を考慮して行われることを特徴とする請求項１記載の
画像情報符号化方法。
【請求項３】前記ブロック化された係数情報の符号化
は、係数を最上位ビットから符号化するビットプレーン
符号化であり、かつ、前記符号量の制御は、符号化する
ビットプレーン数を制御することにより行われることを
特徴とする請求項１または２記載の画像情報符号化方
法。
【請求項４】前記符号量の制御は、予め外部から指定
された符号量制御情報に基づいて行われることを特徴と
する請求項１、２または３記載の画像情報符号化方法。
【請求項５】画像情報の符号化を行う画像情報符号化
装置において、入力される多値画像情報に対して２次元
のウェーブレット変換を行う２次元ウェーブレット変換
手段と、該ウェーブレット変換手段により得られた変換
係数をある任意のブロック単位にブロック分けを行う係
数ブロック化手段と、ブロック化された係数情報に対し
て符号化を行うブロック符号化手段と、該ブロック符号
化手段による係数情報の符号化時の係数情報の量を制御
し、符号量を制御する符号量制御手段とを備え、前記符号量制御手段は、ブロック単位で作成した符号量
の統計を行い、係数情報の符号化時の係数情報の量を、
前記符号量の統計に基づいて符号量を制御することを特
徴とする画像情報符号化装置。
【請求項６】前記符号量制御手段は、サブバンド及び
階層を考慮して符号量の制御を行うものであることを特
徴とする請求項５記載の画像情報符号化装置。
【請求項７】前記ブロック符号化手段は、係数を最上
位ビットから符号化するビットプレーン符号化を行うも
のであり、かつ、前記符号量制御手段は、符号化するビ
ットプレーン数を制御するものあであることを特徴とす
る請求項５または６記載の画像情報符号化装置。
【請求項８】前記符号量制御手段は、予め外部から指
定された符号量制御情報に基づいて符号量の制御を行う
ものであることを特徴とする請求項５、６または７記載
の画像情報符号化装置。
【請求項９】画像情報の符号化を行う画像情報符号化
装置を備えて構成されるディジタル複写機において、前
記画像情報符号化装置は、入力される多値画像情報に対
して２次元のウェーブレット変換を行う２次元ウェーブ
レット変換手段と、該ウェーブレット変換手段により得
られた変換係数をある任意のブロック単位にブロック分
けを行う係数ブロック化手段と、ブロック化された係数
情報に対して符号化を行うブロック符号化手段と、該ブ
ロック符号化手段による係数情報の符号化時の係数情報
の量を制御し、符号量を制御する符号量制御手段とを備
えて構成され、前記符号量制御手段は、ブロック単位で
作成した符号量の統計を行い、係数情報の符号化時の係
数情報の量を、前記符号量の統計に基づいて符号量を制
御することを特徴とするディジタル複写機。
【請求項１０】前記符号量制御手段は、サブバンド及
び階層を考慮して符号量の制御を行うものであることを
特徴とする請求項９記載のディジタル複写機。
【請求項１１】前記ブロック符号化手段は、係数を最
上位ビットから符号化するビットプレーン符号化を行う
ものであり、かつ、前記符号量制御手段は、符号化する
ビットプレーン数を制御するものあであることを特徴と
する請求項９または１０記載のディジタル複写機。
【請求項１２】前記符号量制御手段は、予め外部から
指定された符号量制御情報に基づいて符号量の制御を行
うものであることを特徴とする請求項９、１０または１
１記載のディジタル複写機。
【請求項１３】画像情報の符号化を行う画像情報符号
化装置を備えて構成されるディジタルファクシミリ装置
において、前記画像情報符号化装置は、入力される多値
画像情報に対して２次元のウェーブレット変換を行う２
次元ウェーブレット変換手段と、該ウェーブレット変換
手段により得られた変換係数をある任意のブロック単位
にブロック分けを行う係数ブロック化手段と、ブロック
化された係数情報に対して符号化を行うブロック符号化
手段と、該ブロック符号化手段による係数情報の符号化
時の係数情報の量を制御し、符号量を制御する符号量制
御手段とを備えて構成され、前記符号量制御手段は、ブ
ロック単位で作成した符号量の統計を行い、係数情報の
符号化時の係数情報の量を、前記符号量の統計に基づい
て符号量を制御することを特徴とするディジタルファク
シミリ装置。
【請求項１４】前記符号量制御手段は、サブバンド及
び階層を考慮して符号量の制御を行うものであることを
特徴とする請求項１３記載のディジタルファクシミリ装
置。
【請求項１５】前記ブロック符号化手段は、係数を最
上位ビットから符号化するビットプレーン符号化を行う
ものであり、かつ、前記符号量制御手段は、符号化する
ビットプレーン数を制御するものあであることを特徴と
する請求項１３または１４記載のディジタルファクシミ
リ装置。
【請求項１６】前記符号量制御手段は、予め外部から
指定された符号量制御情報に基づいて符号量の制御を行
うものであることを特徴とする請求項１３、１４または
１５記載のディジタルファクシミリ装置。
【請求項１７】画像情報の符号化を行う画像情報符号
化装置を備えて構成されるディジタルファイリング装置
において、前記画像情報符号化装置は、入力される多値
画像情報に対して２次元のウェーブレット変換を行う２
次元ウェーブレット変換手段と、該ウェーブレット変換
手段により得られた変換係数をある任意のブロック単位
にブロック分けを行う係数ブロック化手段と、ブロック
化された係数情報に対して符号化を行うブロック符号化
手段と、該ブロック符号化手段による係数情報の符号化
時の係数情報の量を制御し、符号量を制御する符号量制
御手段とを備えて構成され、前記符号量制御手段は、ブ
ロック単位で作成した符号量の統計を行い、係数情報の
符号化時の係数情報の量を、前記符号量の統計に基づい
て符号量を制御することを特徴とするディジタルファイ
リング装置。
【請求項１８】前記符号量制御手段は、サブバンド及
び階層を考慮して符号量の制御を行うものであることを
特徴とする請求項１７記載のディジタルファイリング装
置。
【請求項１９】前記ブロック符号化手段は、係数を最
上位ビットから符号化するビットプレーン符号化を行う
ものであり、かつ、前記符号量制御手段は、符号化する
ビットプレーン数を制御するものあであることを特徴と
する請求項１７または１８記載のディジタルファイリン
グ装置。
【請求項２０】前記符号量制御手段は、予め外部から
指定された符号量制御情報に基づいて符号量の制御を行
うものであることを特徴とする請求項１７、１８または
１９記載のディジタルファイリング装置。