JP2003204439A - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 文字領域や写真領域等の必要な解像度レベル
が異なる領域を含む混在画像を、高画質の画像が復元可
能な状態で効率よく符号化することができる画像符号化
装置及びその制御方法を提供する。 【解決手段】 画像入力部１０１から入力された画像
は、タイル分割部１０３で複数のタイルに分割される。
画像縮小部１０４は、そのタイルから縮小画像を生成す
る。そして、各タイルについて、領域情報が領域情報入
力部１０２から入力され、領域判定部１０５で領域情報
が判定され、タイルまたは縮小タイルのどちらが、セレ
クタ１０６で選択される。さらに、離散ウェーブレット
変換部１０７で、選択されたタイルの離散ウェーブレッ
ト変換が行われ、所定数のサブバンドに分解される。サ
ブバンドの係数は、変換係数量子化部１０８で量子化さ
れ、ビットプレーン符号化部１０９で符号化され、符号
列形成部１１０でビット列となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字と写真が混在
する画像データを符号化する画像符号化装置及びその制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタルカメラやスキャナとい
った画像入力装置に関する技術の向上に伴って、画像入
力装置によって取り込まれる画像の解像度は、増加の一
途を辿っている。従来の画像入力装置を用いて取り込ま
れる画像は、低解像度であって画像のデータ量が少なか
ったので、画像データの伝送や蓄積等の各種画像処理に
おいて、大きな問題を起こすことはなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像入
力装置で取り込まれる画像の解像度が高解像度になるに
つれ、画像のデータ量も膨大なものになってきている。
そのため、画像を伝送する際に多くの時間がかかった
り、画像の蓄積に多くの記憶容量が必要とされるという
問題が生じてきている。

【０００４】この問題を解決するために、通常、画像の
伝送や蓄積に際しては、高能率の符号化を用いることに
よって、画像の冗長性を除いたり、視覚的に許容できる
範囲で画像を加工してデータ量を削減することが行われ
ている。尚、符号化された画像データの復号によって元
の画像を完全に再現することができる符号化方式を可逆
符号化と呼び、視覚的に近い画像を得るものの完全には
元の画像を再現することができない符号化方式を非可逆
符号化と呼ぶ。

【０００５】非可逆符号化においては、視覚的に劣化が
目立たない部分を変化させて符号量の削減を図ることが
重要であるが、これは画像の特性に大きく依存してい
る。画像にも様々な種類があって、人物・風景等を銀塩
写真で撮影した画像をスキャナで読み取って生成した画
像、あるいはディジタルカメラで人物・風景等を直接撮
影して生成される自然画像、紙等の媒体上の文字・線情
報をラスタ走査して入力することにより生成する文字・
線画像、コンピュータグラフィック（ＣＧ）によって描
画された画像や構築した３次元モデルをレンダリングす
ることによって生成されるＣＧ画像等がその一例として
挙げられる。

【０００６】上述した様々な種類の画像データにおい
て、良好な画質を得るために必要な解像度や階調数は通
常異なっている。一般に、文字・線画像については、自
然画像に比べて高い解像度が必要である。

【０００７】そこで、高能率な符号化の一手法として、
従来からウェーブレット変換を利用する方法が用いられ
ている。この方式では、まず、離散ウェーブレット変換
を用いて符号化対象画像を複数の周波数帯域（サブバン
ド）に分割する。次に、各サブバンドの変換係数をさま
ざまな方法で量子化、エントロピー符号化して、符号列
を生成する。図７を用いて、ウェーブレット変換の処理
過程の一例について示す。ウェーブレット変換の方法と
しては、図７（ａ）に示される原画像に対して、図７
（ｂ）に示されるように、１次元の変換処理が垂直方向
に適用され、次いで、図７（ｃ）に示されるように水平
方向に適用されて、４つのサブバンドに分割する方法が
用いられる。さらに、図７（ｃ）に示される低周波サブ
バンドＬＬのみに対して、４つのサブバンドへの分割を
繰り返す方法が一般的である。

【０００８】図８は、２次元のウェーブレット変換を２
回繰り返して行った場合の、サブバンドの分割例を示す
図である。ウェーブレット変換を用いた画像符号化の利
点の一つとして、空間解像度の段階的復号の実現が容易
であるということが挙げられる。図８に示されるように
２次元のウェーブレット変換を２回施して７つのサブバ
ンドに分解し、低周波サブバンドＬＬから高周波サブバ
ンドＨＨ２へと、順に各サブバンドの係数を符号化して
伝送した場合、復号側では低周波サブバンドＬＬの変換
係数を受信した段階で水平・垂直１／４の解像度の復元
画像を復号することができる。また、サブバンドＬＬ、
ＬＨ１、ＨＬ１、ＨＨ１を受信した段階で、水平・垂直
１／２の解像度の復元画像を復号することができる。さ
らに、サブバンドＬＨ２、ＨＬ２、ＨＨ２までを受信し
た場合には、元の解像度の復元画像を復号することがで
きる。このように、復号するための解像度を選択して復
号画像を生成することができる。

【０００９】また、文字・写真の混在画像に見られるよ
うに、画像中に必要とする解像度の異なる部分が混在す
る場合の一符号化方式として、画像をタイルと呼ばれる
独立に符号化される矩形領域に分割し、各タイル毎に必
要解像度を考慮して、高解像度を必要としないタイルに
ついては高周波サブバンドに相当する符号化データを破
棄する、あるいは高周波サブバンドの係数を符号化しな
いことにより、タイル毎に解像度を変えるという方法が
ある。例えば、各タイルを図８に示されるように７つの
サブバンドに分割する場合、文字・線画像領域に属する
タイルについては、高解像度が必要とされるため、Ｌ
Ｌ、ＬＨ１、ＨＬ１、ＨＨ１、ＬＨ２、ＨＬ２、ＨＨ２
の７つのサブバンドを符号化し、自然画像領域に属する
タイルについては、低解像度で十分なため、ＬＬ、ＬＨ
１、ＨＬ１、ＨＨ１の４つのサブバンドのみを符号化す
る。

【００１０】しかしながら、上述した従来の高能率な符
号化方法では、自然画像、文字・線画像の混在画像等に
おいて、必要とする解像度の異なる領域が含まれる画像
データを符号化する場合、高解像度を必要としない領
域、例えば自然画像領域などについては復号側で得られ
る復元画像は、ウェーブレット変換により得られた低周
波成分であるため、エッジの鈍りや細線の消滅などが発
生し、必ずしも良い再生画像にはならなかった。

【００１１】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、文字領域や写真領域等の必要な解像度
レベルが異なる領域を含む混在画像を、高画質の画像が
復元可能な状態で効率よく符号化することができる画像
符号化装置及びその制御方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、画像を所定の領域に分割して小画像を生
成する分割手段と、分割された各領域についての領域情
報を入力する入力手段と、分割された各領域について、
所定縮小率によって縮小画像を生成する生成手段と、分
割された各領域の領域情報に基づいて、各領域ごとに小
画像または縮小画像を周波数変換し、所定数のサブバン
ドに分解する分解手段と、分解された各サブバンドの変
換係数を符号化する符号化手段とを備えることを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。本実施形態では、符号化さ
れる画像として、文字領域及び写真領域が混在する白黒
原稿をスキャナ等で読み取って８ビットの輝度値で表現
した画像データを用いる。尚、写真領域とは、濃淡階調
で表現された文字領域以外の全領域を含んでもよい。ま
た、本発明において符号化可能な画像データは８ビット
の画像だけに限らず、４ビット、１０ビット、１２ビッ
ト等のビット数で輝度値を表現する画像データであって
も適用可能である。また、各画素をＲＧＢ、ＣＭＹＫ等
の複数の色成分、あるいはＹＣｂＣｒ等の輝度と色度／
色差成分で表現されるカラー画像データに対しても適用
可能である。このようなカラー画像データの場合、カラ
ー画像データ中の各成分データの一つ一つを白黒の画像
データであるとみなせばよい。

【００１４】＜第１の実施形態＞図１は、本発明の第１
の実施形態による画像を符号化するための画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。図１において、画像
入力部１０１は、本実施形態による画像符号化装置によ
って符号化される画像データを入力するための装置であ
る。

【００１５】ここで、本実施形態において入力される画
像データは高解像度画像であって、水平方向の画像サイ
ズがＸ画素であり、垂直方向の画像サイズがＹ画素であ
るとする。そして、入力された画像データの水平方向の
ｘ番目、垂直方向のｙ番目の画素データをＰ（ｘ，ｙ）
と表す。ここで、０≦ｘ＜Ｘ、０≦ｙ＜Ｙである。例え
ば、この画像入力部１０１を実現する装置として、スキ
ャナ、デジタルカメラ等の撮像部分がある。そして、こ
の撮像部分は、ＣＣＤ等の撮像デバイス及びガンマ補
正、シェーディング補正等の各種画像調整回路を含むも
のとなる。

【００１６】次に、タイル分割部１０３は、画像入力部
１０１に接続され、画像入力部１０１から入力される画
像データを、適宜、不図示のバッファに格納し、入力さ
れた画像データを所定の幅ＴＷと高さＴＨのタイルに分
割する。ここで、画像データの水平方向及び垂直方向の
画像サイズのＸ、Ｙは、タイルの水平方向及び垂直方向
の画像サイズＴＷ、ＴＨの所定倍数であるとする。

【００１７】図２は、複数のタイルに分割される画像デ
ータを説明するための図である。図２に示すように、画
像データの原点となる左上隅の画素を含むタイルをタイ
ルＴ０とし、タイルＴ０に隣接するタイルに対して、ラ
スタ走査順にＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎという番号を与え
る。ここで、各タイル内の水平方向のｘ番目、垂直方向
のｙ番目の画素値を、Ｔｉ（ｘ，ｙ）と表す。但し、ｉ
＝０，・・・，ｎ、０≦ｘ＜ＴＷ、０≦ｙ＜ＴＨである。
また、Ｔｉ（０，０）は、タイルＴｉの左上隅の画素値
を表す。

【００１８】タイル分割部１０３は、さらに画像縮小部
１０４とセレクタ１０６に接続しており、分割された各
タイルの画像データをそれぞれの装置に対して、タイル
Ｔ０からＴｎのラスタ走査順に出力する。

【００１９】一方、領域情報入力部１０２は、画像入力
部１０１から入力される画像データについて、高解像度
が必要とされる領域の範囲を示す高解像度符号化領域情
報が入力される。図３は、本実施形態による符号化対象
の画像データと高解像度符号化領域を説明するための概
要図である。図３に示すように、本実施形態において高
解像度を必要とする領域は、文字領域であるとする。そ
して、画像データ中の文字領域を包含する矩形領域の、
高解像度での画像サイズを基準としたときの左上隅の画
素位置（ＵＬ_x，ＵＬ_y）と、右下隅の画素位置（Ｌ
Ｒ_x，ＬＲ_y）の２つの座標情報が高解像度符号化領域情
報として領域情報入力部１０２から入力される。

【００２０】領域判定部１０５は、領域情報入力部１０
２に接続され、領域情報入力部１０１から入力される画
像データにおける高解像度符号化領域の左上隅の画素位
置（ＵＬ_x，ＵＬ_y）と右下隅の画素位置（ＬＲ_x，Ｌ
Ｒ_y）とを用いて、タイル分割部１０３で生成される各
タイルＴｉが高解像度符号化領域を含むタイルである
か、高解像度符号化領域を含まないタイルであるかを判
定し、タイル毎に判定結果を出力する。この出力とし
て、タイルＴｉに対する判定結果をＦ（Ｔｉ）とし、タ
イルＴｉが高解像度符号化領域を含む場合にはＦ（Ｔ
ｉ）＝１、含まない場合にはＦ（Ｔｉ）＝０とする。図
４は、上述した方法によって画像データのタイルに対し
て２つの判定結果を出力する場合の一例を示す図であ
る。

【００２１】画像縮小部１０４は、タイル分割部１０３
及びセレクタ１０６とに接続されており、タイル分割部
１０３から出力される各タイルについて、水平方向・垂
直方向共１／２の大きさに縮小された縮小タイルＳＴｉ
を生成する。

【００２２】この画像縮小部１０４における画像の縮小
処理は、縮小画像の画質を重視した縮小処理である。後
述する離散ウェーブレット変換部１０７におけるＬＬサ
ブバンドよりも高画質な縮小画像が得られる方法であれ
ばどのような方法を用いても良く、この具体的な方法と
しては、公知であり、これまでにも多くの方法が提案さ
れているのでここでは説明を省略する。尚、縮小タイル
ＳＴｉ内の水平方向のｘ番目、垂直方向のｙ番目の画素
値を、ＳＴｉ（ｘ，ｙ）と表す。但し、ｉ＝０，・・・，
ｎ、０≦ｘ＜ＴＷ／２、０≦ｙ＜ＴＨ／２であって、Ｓ
Ｔｉ（０，０）は、縮小タイルＳＴｉの左上隅の画素値
を表す。

【００２３】セレクタ１０６は、さらに領域判定部１０
５に接続している。セレクタ１０６では、着目するタイ
ルＴｉについて、領域判定部１０５からの領域判定情報
Ｆ（Ｔｉ）に基づいて、画像縮小部１０４から出力され
る縮小タイルＳＴｉの画像データ、またはタイル分割部
１０３から出力されるタイルＴｉの画像データのいずれ
かが選択されて出力される。例えば、タイルＴｉに関す
る領域判定情報Ｆ（Ｔｉ）が０である場合、すなわちタ
イルＴｉが文字領域である高解像度符号化領域を含まな
い写真領域である場合、縮小タイルＳＴｉの画像データ
が選択されて出力される。一方、タイルＴｉに関する領
域判定情報Ｆ（Ｔｉ）が１である場合、すなわちタイル
Ｔｉが文字領域である高解像度符号化領域を含む場合、
高解像度のタイルＴｉの画像データが選択されて出力さ
れる。

【００２４】また、図１において離散ウェーブレット変
換部１０７は、セレクタ１０６と領域判定部１０５に接
続されている。そして、離散ウェーブレット変換部１０
７は、セレクタ１０６から入力されるタイルＴｉまたは
縮小タイルＳＴｉの画像データを、不図示の内部バッフ
ァに適宜格納しながら２次元の離散ウェーブレット変換
を施し、当該画像を複数のサブバンドに分解して各サブ
バンドの係数を出力する。

【００２５】また、離散ウェーブレット変換部１０７で
行われる２次元離散ウェーブレット変換の適用回数は、
領域判定部１０５から入力される領域判定情報Ｆ（Ｔ
ｉ）によって異なるようにする。すなわち、Ｆ（Ｔｉ）
が０である場合には、１回の２次元離散ウェーブレット
変換をタイルＳＴｉに行う。図５は、タイルＳＴｉを４
つのサブバンドに分解する場合を説明するための概要図
である。図５に示すように、タイルＳＴｉは、ＬＬ、Ｈ
Ｌ１、ＬＨ１、ＨＨ１の４つのサブバンドに分解され
る。また、図６は、タイルＴｉを７つのサブバンドに分
解する場合を説明するための概要図である。図６に示す
ように、Ｆ（Ｔｉ）が１である場合には、２回の２次元
離散ウェーブレット変換により、ＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ
１、ＨＨ１、ＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２の７つのサブバン
ドに分解される。

【００２６】以降、各サブバンドの係数をＣ（Ｓ，ｘ，
ｙ）と表す。但し、Ｓはサブバンドを表し、ＬＬ、ＨＬ
１、ＬＨ１、ＨＨ１、ＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２のいずれ
かである。また、（ｘ，ｙ）は、各サブバンド内の左上
隅の係数位置を（０，０）としたときの、水平方向およ
び垂直方向の係数位置を表す。

【００２７】ここで、本実施形態で使用する２次元離散
ウェーブレット変換について説明する。２次元離散ウェ
ーブレット変換は、１次元の変換（フィルタ処理）を水
平・垂直方向それぞれに適用することによって実現する
ものである。図７は、符号化対象画像に対して２次元の
離散ウェーブレット変換の適用例を説明するための概要
図である。図７（ａ）は符号化対象画像を示しており、
この画像に対して垂直方向に１次元の離散ウェーブレッ
ト変換を適用し、図７（ｂ）に示すように低周波サブバ
ンドＬと高周波サブバンドＨに分解する。次に、それぞ
れのサブバンドに対して水平方向に１次元離散ウェーブ
レット変換を適用することにより、図７（ｃ）に示すよ
うにＬＬ、ＨＬ，ＬＨ，ＨＨの４つのサブバンドに分解
する。

【００２８】本実施形態による画像符号化装置では、Ｎ
個の１次元信号ｘ（ｎ），(ｎ＝０，・・・，Ｎ−１）に対
する１次元離散ウェーブレット変換は、次式を用いて行
われるものとする。

【００２９】 h(n)=x(2n+1)-(x(2n)+x(2n+2))/2 （１） l(n)=x(2n)+(h(n-1)+h(n))/4 （２） ここで、ｈ（ｎ）は高周波サブバンドの変換係数、ｌ
（ｎ）は低周波サブバンドの変換係数を表す。尚、上式
の計算において必要となる１次元信号ｘ（ｎ）の両端ｘ
（ｎ），（ｎ＜０及びｎ≧Ｎ）は、公知の手法を用いて
１次元信号ｘ（ｎ），（０≦ｎ＜Ｎ）の値から求める。

【００３０】一方、サブバンドＴｉについては、上述し
た２次元離散ウェーブレット変換によって得られたサブ
バンドＬＬに対して、さらに繰り返して２次元離散ウェ
ーブレット変換を適用することにより、図８に示すよう
にＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１、ＨＬ２、ＬＨ２、Ｈ
Ｈ２の７つのサブバンドに分解する。図８は、サブバン
ドＴｉに対する２次元離散ウェーブレット変換を説明す
るための図である。尚、図８におけるサブバンドＬＬ
は、図７（ｃ）のサブバンドＬＬを再分解したものであ
り、両者は同一のものではない。

【００３１】変換係数量子化部１０８は、離散ウェーブ
レット変換部１０７に接続され、生成された各サブバン
ドの係数Ｃ（Ｓ，ｘ，ｙ）を、各サブバンド毎に定めた
量子化ステップｄｅｌｔａ（Ｓ）を用いて量子化する。
量子化された係数値をＱ（Ｓ，ｘ，ｙ）と表すと、変換
係数量子化部１０８で行われる量子化処理は、次式によ
って表すことができる。

【００３２】 Q(S,x,y)=sign{C(S,x,y)}×floor{|C(S,x,y)|/delta(S)} （３） ここで、ｓｉｇｎ｛Ｉ｝は、整数Ｉの正負符号を表す関
数であって、Ｉが正の場合は１、負の場合は−１を返
す。また、ｆｌｏｏｒ｛Ｒ｝は、実数Ｒを超えない最大
の整数値を表すものとする。

【００３３】一方、ビットプレーン符号化部１０９は、
変換係数量子化部１０８に接続されており、離散ウェー
ブレット変換部１０７と変換係数量子化部１０８を経て
生成されたタイルＳＴｉについてのＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ
１、ＨＨ１の４つのサブバンド、またはタイルＴｉにつ
いてのＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１、ＨＬ２、ＬＨ
２、ＨＨ２の７つのサブバンドの量子化された係数値Ｑ
（Ｓ，ｘ，ｙ）を符号化して符号列を生成する装置であ
る。

【００３４】ビットプレーン符号化部１０９における符
号化方法としては、各サブバンドの係数をブロック分割
し、別々に符号化することによりランダムアクセス性を
向上させる方法等が知られているが、本実施形態では説
明を簡単にするためにサブバンド単位に符号化する。す
なわち、各サブバンドの量子化された係数値Ｑ（Ｓ，
ｘ，ｙ）の符号化は、サブバンド内の量子化された係数
値Ｑ（Ｓ，ｘ，ｙ）の絶対値を自然２進数で表現し、上
位の桁から下位の桁へとビットプレーン方向を優先して
２値算術符号化することによって行われる。本実施形態
では、各サブバンドの量子化された係数値Ｑ（Ｓ，ｘ，
ｙ）を自然２進表記した場合の下からｎ桁目のビット
を、Ｃｎ（Ｓ，ｘ，ｙ）と表記して説明する。また、２
進数の桁を表す変数ｎをビットプレーン番号と呼び、ビ
ットプレーン番号ｎはＬＳＢ（最下位ビット）を０桁目
とする。

【００３５】図９は、サブバンドＳを符号化するビット
プレーン符号化部１０９の動作手順を説明するためのフ
ローチャートである。まず、符号化対象となるサブバン
ドＳ内の係数の絶対値を調べ、その最大値Ｍａｂｓ
（Ｓ）が求められる（ステップＳ９０１）。次に、最大
値Ｍａｂｓ（Ｓ）を２進数で表現するために必要となる
桁数Ｎ_BP（Ｓ）を次式に基づいて求める（ステップＳ９
０２）。

【００３６】N_BP(S)=ceil{log₂(Mabs(S))} （４） ここで、ｃｅｉｌ｛Ｒ｝は、実数Ｒに等しいか、あるい
はそれ以上の最小の整数値を表す。

【００３７】そして、ビットプレーン番号ｎに有効桁数
Ｎ_BP（Ｓ）を代入する（ステップＳ９０３）。さらに、
ビットプレーン番号ｎから１を引く（ステップＳ９０
４）。そして、ビットプレーンｎを２値算術符号を用い
て符号化する（ステップＳ９０５）。本実施形態におい
ては、算術符号としてＱＭ−Ｃｏｄｅｒを用いる。尚、
ＱＭ−Ｃｏｄｅｒを用いて、ある状態（コンテクスト）
で発生した２値シンボルを符号化する手順、あるいは、
算術符号化処理のための初期化手順や終端手順について
は、静止画像の国際標準ITU-T Recommendation T.81 |
ISO/IEC10918-1勧告等に詳細に説明されているのでこ
こでは説明を省略する。

【００３８】また、本実施形態では、説明を簡単にする
ため、単一のコンテクストで各ビットを算術符号化する
ものとする。そして、各ビットプレーンの符号化の開始
時に算術符号化器を初期化し、終了時に算術符号化器の
終端処理を行う。

【００３９】さらに、個々の係数について、最初に符号
化される”１”の直後に、その係数の正負符号を０また
は１で表して算術符号化する。本実施形態では、係数の
符号が正の場合は０、負の場合は１とする。例えば、係
数が−５であって、この係数の属するサブバンドＳの有
効桁数Ｎ_BP（Ｓ）が６の場合、係数の絶対値は２進数０
００１０１で表され、各ビットプレーンの符号化により
上位桁から下位桁へと符号化される。そして、２番目の
ビットプレーンの符号化時（上から４桁目）に最初の”
１”が符号化され、この直後に負の場合の正負符号”
１”を算術符号化するようにする。

【００４０】また、ビットプレーン番号ｎを０と比較し
て、ｎが０であるか否かが判断される（ステップＳ９０
６）。その結果、ｎが０の場合（Ｙｅｓ）、すなわち、
ステップＳ９０５でＬＳＢプレーンの符号化が行われた
場合、サブバンドの符号化処理を終了する。一方、ｎが
０でない場合（Ｎｏ），ステップＳ９０４の処理が行わ
れる。

【００４１】上述した手順の処理によって、サブバンド
Ｓの全係数を符号化して、各ビットプレーンｎに対応す
る符号列ＣＳ（Ｓ，ｎ）が生成される。符号列形成部１
１０は、ビットプレーン符号化部１０９に接続してお
り、生成された符号列は符号列形成部１１０に送られ、
符号列形成部１１０内の不図示のバッファに一時的に格
納される。符号列形成部１１０は、さらに、符号出力部
１１１に接続している。そして、符号列形成部１１０
は、ビットプレーン符号化部１０９から出力されたすべ
てのタイル（Ｔ０〜Ｔｎ）についてのタイルＴｉまたは
縮小タイルＳＴｉの全サブバンドの係数の全符号列が内
部バッファに格納された後、所定の順序で内部バッファ
に格納される符号列を読み出す。そして、読み出した符
号列に必要な付加情報を挿入して、本符号化装置の出力
となる最終的な符号列を形成して、符号出力部１１１に
出力する。

【００４２】図１０は、符号列形成部１１０において生
成される符号列の構造を示す図である。符号列形成部１
１０で生成される最終的な符号列は、タイルのヘッダと
タイルＴ０〜Ｔｎの各タイルの符号化データとから構成
される。また、各タイルの符号化データには、画像デー
タにおけるどのタイルかを識別するための識別情報やそ
れぞれのタイルに適用された離散ウェーブレット変換の
回数などの付加情報を格納したタイルヘッダと、レベル
０とレベル１の２つ、あるいは、レベル０とレベル１と
レベル２の３つに階層化された符号化データとから構成
される。

【００４３】図１１は、Ｆ（Ｔｉ）＝０の場合のタイル
ＳＴｉの符号化データの構成を示す概要図である。ま
た、図１２は、Ｆ（Ｔｉ）＝１の場合のタイルＴｉの符
号化データの構成を示す概要図である。図１１及び図１
２に示すように、レベル０の符号化データは、ＬＬサブ
バンドの係数を符号化して得られるＣＳ（ＬＬ，Ｎ
_BP（ＬＬ）−１）からＣＳ（ＬＬ，０）までの符号列か
ら構成される。

【００４４】また、レベル１は、ＬＨ１、ＨＬ１、ＨＨ
１の各サブバンドの係数を符号化して得られる符号列Ｃ
Ｓ（ＬＨ１，Ｎ_BP（ＬＨ１）−１）からＣＳ（ＬＨ１，
０）と、ＣＳ（ＨＬ１，Ｎ_BP（ＨＬ１）−１）からＣＳ
（ＨＬ１，０）と、ＣＳ（ＨＨ１，Ｎ_BP（ＨＨ１）−
１）からＣＳ（ＨＨ１，０）とから構成される。さら
に、レベル２は、ＬＨ２、ＨＬ２、ＨＨ２の各サブバン
ドの係数を符号化して得られる符号列ＣＳ（ＬＨ２，Ｎ
_BP（ＬＨ２）−１）からＣＳ（ＬＨ２，０）と、ＣＳ
（ＨＬ２，Ｎ_BP（ＨＬ２）−１）からＣＳ（ＨＬ２，
０）と、ＣＳ（ＨＨ２，Ｎ_BP（ＨＨ２）−１）からＣＳ
（ＨＨ２，０）とから構成される。

【００４５】また、符号出力部１１１は、符号列形成部
１１０に接続され、符号列形成部１１０で生成された符
号列を装置外部へと出力するための装置である。符号出
力部１１１の一例として、ハードディスクやメモリとい
った記憶装置、ネットワーク回線のインタフェース等が
ある。

【００４６】図１３は、上述した実施形態による画像符
号化装置の動作手順を説明するためのフローチャートで
ある。まず、画像入力部１０１から高解像度のＸ画素×
Ｙ画素の画像データが入力される（ステップＳ１３
１）。入力された画像データは、タイル分割部１０３に
おいて、ＴＷ×ＴＨの大きさのタイルに分割される（ス
テップＳ１３２）。そして、分割された各タイルについ
て、縦横とも１／２の縮小率によって縮小画像が生成さ
れる（ステップＳ１３３）。

【００４７】一方、分割された各領域についての領域情
報が領域情報入力部１０２から入力され、分割された各
領域の領域情報に基づいて、各領域ごとにタイルまたは
縮小タイルのどちらを選択するかが、領域判定部１０５
において判定される（ステップＳ１３４）。そして、セ
レクタ１０６は判定された方のタイルを選択する（ステ
ップＳ１３５）。さらに、離散ウェーブレット変換部１
０７において、選択されたタイルの画像データの離散ウ
ェーブレット変換が行われ、所定数のサブバンドに分解
される（ステップＳ１３６）。

【００４８】また、分解された各サブバンドの変換係数
が、変換係数量子化部１０８において量子化される（ス
テップＳ１３７）。量子化された変換係数は、ビットプ
レーン符号化部１０９において符号化され（ステップＳ
１３８）、符号列形成部１１０においてビット列が形成
される（ステップＳ１３９）。そして、生成された符号
化データは、符号出力部１１１から装置外部に出力され
る（ステップＳ１４０）。

【００４９】すなわち、本発明による画像符号化装置
は、画像を所定の領域に分割して小画像を生成する分割
手段（タイル分割部１０３）と、分割された各領域につ
いての領域情報を入力する入力手段（領域情報入力部１
０２、領域判定部１０５）と、分割された各領域につい
て、所定縮小率によって縮小画像を生成する生成手段
（画像縮小部１０４）と、分割された各領域の領域情報
に基づいて、各領域ごとに小画像または縮小画像を周波
数変換し、所定数のサブバンドに分解する分解手段（セ
レクタ１０６、離散ウェーブレット変換部１０７）と、
分解された各サブバンドの変換係数を符号化する符号化
手段（ビットプレーン符号化部１０９）とを備えること
を特徴とする。

【００５０】また、本発明による画像符号化装置は、画
像を周波数変換して所定数のサブバンドへ分解する手段
（離散ウェーブレット変換部１０７）が、離散ウェーブ
レット変換を用いることを特徴とする。さらに、本発明
による画像符号化装置は、分割された所定領域について
の分解されたサブバンドの変換係数のうち、所定の係数
を量子化する量子化手段（変換係数量子化部１０８）を
さらに備えることを特徴とする。さらにまた、本発明に
よる画像符号化装置は、符号化されたビット列に対し
て、所定のヘッダ情報を付与する付与手段（符号列形成
部１１０）をさらに備えることを特徴とする。

【００５１】以上に述べたように、本実施形態では、入
力された画像データを複数のタイルＴｉに分割し、タイ
ル単位で高解像度符号化領域か否かを判定して、高解像
度符号化領域に属するタイルについてはそのタイルＴｉ
を、高解像度符号化領域に属さないタイルについては適
切な縮小タイルＳＴｉを離散ウェーブレット変換して符
号化した。これによって、高解像度の画像が必要な部分
については高解像度再現のための情報を含んだ符号化デ
ータとして、また、高解像度を必要とない部分について
は好適な低解像度復元画像を得ることが可能な符号化デ
ータとして符号化データを生成することが可能になる。

【００５２】＜第２の実施形態＞図１４は、本発明の第
２の実施形態による画像符号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。図１４において、図１に示される第１の実
施形態による画像符号化装置で用いられた構成要素と同
じ動作・機能の装置については、同じ符号で示してお
り、それらの説明を省略する。

【００５３】本実施形態における画像符号化装置も、第
１の実施形態と同様に各画素の輝度値を８ビットで表現
した白黒画像データを符号化する。また、本実施形態で
は、画像データは８ビットだけに限らず、４ビット、１
０ビット、１２ビット等のビット数で輝度値を表現する
画像データを符号化する場合にも適用可能である。さら
に、各画素をＲＧＢ、ＣＭＹＫ等の複数の色成分、ある
いはＹＣｂＣｒ等の輝度と色度／色差成分で表現するカ
ラー画像データを符号化する場合にも適用可能である。
この場合には、カラー画像データ中の各成分が白黒画像
データであるとみなせばよい。また、入力される画像デ
ータの大きさを第１の実施形態と同様にＸ画素×Ｙ画素
とし、所定の大きさ（ＴＷ×ＴＨ）で画像データを分割
して生成したタイルの縦横の大きさをさらに半分にした
ものを縮小画像とする。尚、本実施形態において、Ｘ、
Ｙは、共に４の倍数とする。

【００５４】以下、図１４に示されるブロック図を用い
て、本実施形態に係る画像符号化装置の各部について説
明する。画像入力部１０１は、符号化される画像データ
を入力するための装置であり、入力された画像データを
所定の大きさのタイルに分割するタイル分割部１０３に
接続されている。タイル分割部１０３は、分割されたタ
イルから所定の縮小画像を生成する画像縮小部１０４
と、タイルが文字領域または写真領域であるか等の領域
情報を判定する領域判定部と、各タイルについて必要な
解像度を判定するセレクタ１０６に接続している。

【００５５】また、セレクタ１０６は、さらに画像縮小
部１０４と判定されたタイルの画像データを離散ウェー
ブレット変換する離散ウェーブレット変換部１４０４に
接続している。離散ウェーブレット変換部１４０４は、
さらにビットプレーン符号化部１０９に接続されてお
り、変換された画像データを符号化するために出力す
る。ビットプレーン符号化部１０９は、符号出力部１１
１に接続した符号列形成部１４０３に接続されて、最下
位ＢＰ決定部１４０２で決定された最下位ビットに基づ
いて符号列を形成する。

【００５６】図１５は、図１４に示される第２の実施形
態による画像符号化装置の動作手順を説明するためのフ
ローチャートである。まず、第１の実施形態と同様に、
本実施形態による画像符号化装置の符号化対象となる画
像データは、画像入力部１０１からラスタ走査順に入力
される（ステップＳ１５１）。入力された画像データ
は、タイル分割部１０３において、所定の幅ＴＷと高さ
ＴＨを有する複数のタイルに分割される（ステップＳ１
５２）。生成されたタイルＴ０〜Ｔｎは、ラスタ走査順
に、タイル分割部１０３に接続された領域判定部１４０
１、セレクタ１０６、画像縮小部１０４に出力される。

【００５７】領域判定部１４０１では、タイル分割部１
０３で生成されたタイルＴｉを不図示の内部バッファに
格納し、タイル内の画素値を調べる。そして、当該タイ
ルが高解像度符号化領域を含むタイルであるか、高解像
度符号化領域を含まないタイルかであるかを判定し、そ
の判定結果Ｆ（Ｔｉ）をタイルごとに出力する。

【００５８】タイルＴｉの判定は、タイルＴｉの各画素
値Ｔｉ（ｘ，ｙ）についてエッジ判定処理が行われ、各
画素がエッジ部であるか否かを示したエッジ判定情報Ｅ
（Ｔｉ（ｘ，ｙ））が生成される。そして、生成された
エッジ判定情報Ｅ（Ｔｉ（ｘｘ，ｙ））の値は、画素Ｔ
ｉ（ｘ，ｙ）がエッジ部と判定された場合に１が付与さ
れ、エッジ部ではないと判定された場合に０が付与され
る。そして、タイルＴｉ内のすべての画素について前述
したエッジ判定が行われる（ステップＳ１５３ａ）。そ
の後、タイルＴｉ内のエッジの数、すなわちＥ（Ｔｉ
（ｘ，ｙ））の総和が求められ（ステップＳ１５３
ｂ）、その値を所定のしきい値Ｔｈと比較して、エッジ
数の総和がしきい値Ｔｈ以上の値の場合、タイルＴｉを
高解像度符号化領域を含む領域であると判断する。そし
て、判定結果Ｆ（Ｔｉ）として１を出力する。一方、総
和の値がしきい値Ｔｈに等しい、またはそれ以下である
場合、タイルＴｉを高解像度符号化領域を含まないと判
断して、判定結果Ｆ（Ｔｉ）として０を出力する（ステ
ップＳ１５３ｃ）。

【００５９】一方、画像縮小部１０４では、上述した領
域判定と同時、あるいはその前後において、分割された
タイルから幅及び高さが半分の縮小画像が生成される
（ステップＳ１５４）。また、セレクタ１０６では、第
１の実施形態と同様にして、領域判定部１４０１の判定
結果Ｆ（Ｔｉ）に基づいて、着目するタイルＴｉ、また
は着目するタイルＴｉについて画像縮小部１０４で縮小
して生成されたＳＴｉを選択して、離散ウェーブレット
変換部１４０４に出力する（ステップＳ１５５）。

【００６０】離散ウェーブレット変換部１４０４は、セ
レクタ１０６において選択されたタイルＴｉまたは縮小
タイルＳＴｉを離散ウェーブレット変換した変換係数を
ビットプレーン符号化部１０９に出力する（ステップＳ
１５６）。離散ウェーブレット変換部１４０４における
処理は、変換に使用するフィルタを除いて、第１の実施
形態における離散ウェーブレット変換部１０７と同じで
ある。離散ウェーブレット変換部１４０４では、Ｎ個の
１次元信号ｘ（ｎ），（ｎ＝０，・・・，Ｎ−１に対する
１次元離散ウェーブレット変換は、次式によって行われ
るものとする。

【００６１】 h(n) = x(2n+1) - floor{( x(2n)+x(2n+2) ) / 2 } （５） l(n) = x(2n) + floor{( h(n-1) + h(n) + 2 ) / 4} （６） ここで、ｆｌｏｏｒ｛Ｒ｝は、Ｒを超えない最大の整数
値を得る関数であり、ｈ（ｎ）は高周波サブバンドの係
数、ｌ（ｎ）は低周波サブバンドの係数を表す。尚、上
式の計算において必要となる１次元信号ｘ（ｎ）の両端
ｘ（ｎ），（ｎ＜０及びｎ≧Ｎ）は公知の手法により１
次元信号ｘ（ｎ），（０≦ｎ＜Ｎ）の値から求める。

【００６２】ビットプレーン符号化部１０９は、さらに
符号列形成部１４０３に接続されており、離散ウェーブ
レット変換された変換係数がビットプレーン符号化部１
０９において生成された各タイルごとの符号化データを
符号列形成部１４０３に出力する（ステップＳ１５
７）。

【００６３】また、最下位ＢＰ決定部１４０２は、領域
判定部１４０１の判定結果Ｆ（Ｔｉ）に基づいて、各サ
ブバンドＳのビットプレーン符号化データのうち最終的
に生成する符号列に含める最下位ビットプレーンＬＢＰ
（Ｓ）を決定する（ステップＳ１５８）。すなわち、最
下位ＢＰ決定部１４０３で決定される最下位ビットプレ
ーン以下の符号化データは破棄され、装置外部に出力さ
れる符号化データには含まれない。尚、この決定は、タ
イルごとの離散ウェーブレット変換の変換係数の符号化
と同時、あるいはその前後でもよい。

【００６４】例えば、あるサブバンドＳについて最下位
ビットプレーンＬＢＰ（Ｓ）を２とした場合、そのサブ
バンドＳについてはビットプレーン番号１とビットプレ
ーン番号０の２つのビットプレーンの符号化データは伝
送されない。このように、Ｎ枚のビットプレーン符号化
データを破棄することは、そのサブバンドの係数値を２
のＮ乗で量子化することと同様の効果がある。図１６
は、Ｆ（Ｔｉ）＝０の場合に選択される最下位ビットプ
レーンＬＢＰ（Ｓ）の一例を示す図である。また、図１
７は、Ｆ（Ｔｉ）＝１の場合に選択される最下位ビット
プレーンＬＢＰ（Ｓ）の一例を示す図である。以降、図
１６及び図１７の最下位ビットプレーンＬＢＰ（Ｓ）を
使用する場合について説明する。

【００６５】そして、符号列形成部１４０３は、ビット
プレーン符号化部１０９で生成されたタイルＴｉについ
ての符号化データを不図示の内部バッファに格納する。
但し、各タイル毎に最下位ＢＰ決定部１４０２において
決定されるサブバンドＳの最下位ビットプレーンＬＢＰ
（Ｓ）以下の符号化データについては、バッファに格納
しないものとする。

【００６６】符号列形成部１４０３では、入力された画
像データのすべてのタイルＴ０〜Ｔｎについての符号列
が内部バッファに格納された後、所定の順序で内部バッ
ファに格納される符号列が読み出され、必要な付加情報
が挿入されて、本画像符号化装置の出力となる最終的な
符号列が形成されて、符号出力部１１１に出力される
（ステップＳ１５９）。

【００６７】符号列形成部１４０３で生成される最終的
な符号列は、ヘッダと、タイルＴ０〜Ｔｎの各タイルの
符号化データにより構成される。また、各タイルの符号
化データは、画像データにおけるタイルの位置を識別す
るための識別情報やそれぞれのタイルに適用された離散
ウェーブレット変換の回数などの付加情報を格納したタ
イルヘッダと、レベル０とレベル１の２つ、あるいは、
レベル０とレベル１とレベル２の３つに階層化された符
号化データとから構成される。

【００６８】図１８は、符号列形成部１４０３において
生成されるＦ（Ｔｉ）＝０の場合のタイルＳＴｉの符号
化データの構成を示す概要図である。また、図１９は、
符号列形成部１４０３において生成されるＦ（Ｔｉ）＝
１の場合のタイルＴｉの符号化データの構成を示す概要
図である。図１８及び図１９に示すように、レベル０の
符号化データは、ＬＬサブバンドの係数を符号化して得
られるＣＳ（ＬＬ，Ｎ _BP（ＬＬ）−１）からＣＳ（Ｌ
Ｌ，０）までの符号列から構成される。

【００６９】また、レベル１は、ＬＨ１、ＨＬ１、ＨＨ
１の各サブバンドの係数を符号化して得られる符号列Ｃ
Ｓ（ＬＨ１，Ｎ_BP（ＬＨ１）−１）からＣＳ（ＬＨ１，
０）と、ＣＳ（ＨＬ１，Ｎ_BP（ＨＬ１）−１）からＣＳ
（ＨＬ１，０）と、ＣＳ（ＨＨ１，Ｎ_BP（ＨＨ１）−
１）からＣＳ（ＨＨ１，０）とから構成される。さら
に、レベル２は、ＬＨ２、ＨＬ２、ＨＨ２の各サブバン
ドの係数を符号化して得られる符号列ＣＳ（ＬＨ２，Ｎ
_BP（ＬＨ２）−１）からＣＳ（ＬＨ２，０）と、ＣＳ
（ＨＬ２，Ｎ_BP（ＨＬ２）−１）からＣＳ（ＨＬ２，
０）と、ＣＳ（ＨＨ２，Ｎ_BP（ＨＨ２）−１）からＣＳ
（ＨＨ２，０）とから構成される。

【００７０】そして、符号出力部１１１は、符号列形成
部１４０３で生成された符号列を装置外部へと出力する
（ステップＳ１６０）。この符号出力部１１１は、第１
の実施形態と同様に、ハードディスクやメモリといった
記憶装置、ネットワーク回線のインタフェース等で実現
される。

【００７１】すなわち、本発明による画像符号化装置
は、入力手段（領域判定部１４０１）が、分割された領
域内の各画素について、エッジ画素か否かを判定する判
定部と、当該領域内のエッジ画素と判定された画素数の
総和を算出する算出部と、算出されたエッジ画素数と所
定のしきい値とを比較して、当該領域の領域情報を生成
する生成部とを備え、生成された領域情報を入力するこ
とを特徴とする。

【００７２】また、本発明による画像符号化装置は、入
力された領域情報に基づいて、各領域における符号化さ
れたサブバンドの変換係数の最下位ビットを決定する決
定手段（最下位ＢＰ決定部１４０２）をさらに備え、付
与手段（符号列形成部１４０３）が、各領域のサブバン
ドの係数のビット列から、決定された最下位ビット以上
のビット列を用いて符号化データとすることを特徴とす
る。

【００７３】以上述べたように、第２の実施形態では、
画像データを所定の大きさの複数のタイルに分割し、タ
イル単位で高解像度符号化領域か否かを判定した。そし
て、高解像度符号化領域に属するタイルについてはその
タイルを、高解像度符号化領域に属さないタイルについ
ては所定の縮小率で縮小した縮小タイルを離散ウェーブ
レット変換して符号化した。これによって、高解像度の
必要な部分のみを高解像度再現のための情報を含み、か
つ、高解像度を必要とない部分については好適な低解像
度復元画像を得ることができる符号化データの生成が可
能となる。

【００７４】＜第３の実施形態＞図２０は、本発明の第
３の実施形態による画像符号化装置の構成を示すブロッ
ク図である。図２０においても、第１及び第２の実施形
態で用いた各部と共通する部分については同じ符号で示
し、それらの説明は省略する。図２０において、タイル
分割部１０３は、離散ウェーブレット変換部２００１
と、画像縮小部１０４とに接続されている。また、画像
縮小部１０４はさらに離散ウェーブレット変換部２００
２に接続され、離散ウェーブレット変換部２００２は変
換係数量子化部１０８に接続している。

【００７５】さらに、セレクタ２００３は、領域判定部
１０５と離散ウェーブレット変換部２００１と変換係数
量子化部１０８に接続されており、領域情報に基づい
て、タイルＴｉに関する変換係数、またはタイルＳＴｉ
に関する量子化された変換係数をビットプレーン符号化
部１０９に出力する。

【００７６】本実施形態においても第１及び第２の実施
形態と同様に、各画素の輝度値を８ビットで表現した白
黒画像データを符号化するものとして説明する。しかし
ながら、本発明はこれに限らず、４ビット、１０ビッ
ト、１２ビット等の８ビット以外のビット数で輝度値を
表現する画像データを符号化する場合にも適用可能であ
る。また、各画素をＲＧＢ、ＣＭＹＫ等の複数の色成
分、あるいはＹＣｂＣｒ等の輝度と色度／色差成分で表
現するカラー画像データを符号化する場合にも適用可能
である。この場合、カラー画像データ中の各成分が白黒
画像データであるとみなせばよい。

【００７７】また、本実施形態では、第１及び第２の実
施形態と同様に、符号化される画像データを、分割した
タイルごとに２つの解像度のいずれかで符号化する。以
降、符号化対象画像データの解像度を高解像度、水平・
垂直方向ともにこれを半分にした解像度を低解像度と呼
ぶ。尚、符号化される画像データの大きさは固定である
ものとし、入力される画像の大きさをＸ画素×Ｙ画素と
する。また、Ｘ、Ｙともに４の倍数とする。

【００７８】図２１は、図２０に示される構成の画像符
号化装置の動作手順を説明するためのフローチャートで
ある。まず、第１の実施形態と同様に、本実施形態によ
る画像符号化装置において符号化される画像データが、
画像入力部１０１からラスタ走査順に入力される（ステ
ップＳ２１１）。入力された画像データは、タイル分割
部１０３において、上述した実施形態と同様にして、所
定の幅ＴＷと高さＴＨのタイルに分割される（ステップ
Ｓ２１２）。そして、分割されたＴ０からＴｎまでのタ
イルは、ラスタ走査順に離散ウェーブレット変換部２０
０１と画像縮小部１０４に出力される。

【００７９】離散ウェーブレット変換部２００１は、タ
イル分割部１０３から入力されたタイルＴｉの画像デー
タを、不図示の内部バッファに適宜格納しながら、２次
元の離散ウェーブレット変換を２回施し、図６で示した
ように、ＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１、ＨＬ２、ＬＨ
２、ＨＨ２の７つのサブバンドに分解する（ステップＳ
２１３）。以降、各サブバンドの係数をＣ（Ｓ，ｘ，
ｙ）と表す。ここで、Ｓはサブバンドを表し、ＬＬ、Ｈ
Ｌ１、ＬＨ１、ＨＨ１、ＨＬ２、ＬＨ２、ＨＨ２のいず
れか１つである。また、（ｘ，ｙ）は、各サブバンドＳ
内の左上隅の係数位置を（０，０）としたときの水平方
向および垂直方向の係数位置を表す。

【００８０】本実施形態における画像符号化装置では、
Ｎ個の１次元信号ｘ（ｎ），（ｎ＝０，・・・，Ｎ−１）
に対する１次元離散ウェーブレット変換は、第１の実施
形態における離散ウェーブレット変換部１０７と同様に
（１）、（２）式によって行われるものとする。

【００８１】一方、画像縮小部１０４では、タイル分割
部１０３から出力されるタイルＴｉについて、水平方向
・垂直方向ともに１／２の大きさの縮小タイルＳＴｉを
生成する（ステップＳ２１４）。画像縮小部１０４にお
ける画像縮小処理は、第１の実施形態と同様である。ま
た、縮小タイルＳＴｉ内の水平方向のｘ番目、垂直方向
のｙ番目の画素値を、ＳＴｉ（ｘ，ｙ），（ｉ＝０，・・
・，Ｎ，０≦ｘ＜ＴＷ／２，０≦ｙ＜ＴＨ／２）と表
す。尚、ＳＴｉ（０，０）は、縮小タイルＳＴｉの左上
隅の画素値である。

【００８２】そして、離散ウェーブレット変換部２００
２は画像縮小部１０４から入力される縮小タイルＳＴｉ
を不図示の内部バッファに適宜格納しながら２次元の離
散ウェーブレット変換を１回施し、図５で示したよう
に、ＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１の４つのサブバンド
に分解する（ステップＳ２１５）。以降、各サブバンド
の係数をＣ（Ｓ，ｘ，ｙ）と表す。ここで、Ｓはサブバ
ンドを表し、ＬＬ、ＨＬ１、ＬＨ１、ＨＨ１のいずれか
１つである。また、（ｘ，ｙ）は、各サブバンドＳ内の
左上隅の係数位置を（０，０）としたときの、水平方向
及び垂直方向の係数位置を表す。

【００８３】本画像符号化装置では、Ｎ個の１次元信号
ｘ（ｎ），（ｎ＝０，・・・，Ｎ−１）に対する１次元離
散ウェーブレット変換は、第２の実施形態における離散
ウェーブレット変換部１４０４と同様に、（５）、
（６）式によって行われるものとする。そして、離散ウ
ェーブレット変換部２００２で生成されたＬＬ、ＨＬ
１、ＬＨ１、ＨＨ１の各サブバンドの係数は、第１の実
施形態と同様に、変換係数量子化部１０８によって量子
化される（ステップＳ２１６）。尚、ステップＳ２１４
の縮小画像の生成からステップＳ２１６の量子化までの
処理は、ステップＳ２１３の離散ウェーブレット変換と
同時、あるいはその前後であってもよい。

【００８４】次に、第１の実施形態と同様に、領域情報
入力部１０２から入力された高解像度符号化領域を指定
する高解像度符号化領域情報から、領域判定部１０５に
おいて着目タイルＴｉについての判定結果Ｆ（Ｔｉ）が
生成される（ステップＳ２１７）。尚、領域情報入力部
１０２からの高解像度符号化領域情報の入力は、画像デ
ータの入力と同時、あるいはその前後であってもよい。
また、領域の判定結果Ｆ（Ｔｉ）の生成は、画像データ
からタイルの分割後であれば各領域の離散ウェーブレッ
ト変換と同時、あるいはその前後であってもよい。

【００８５】次に、セレクタ２００３は、着目するタイ
ルＴｉについて、領域判定情報Ｆ（Ｔｉ）に基づいて、
離散ウェーブレット変換部２００１で生成される変換係
数値、または変換係数量子化部１０８で生成される量子
化された係数値を選択して出力する（ステップＳ２１
８）。すなわち、タイルＴｉの領域判定情報Ｆ（Ｔｉ）
が０の場合は、タイルＴｉが文字領域等の高解像度符号
化領域を含まないとして量子化された係数値を選択し、
Ｆ（Ｔｉ）が１の場合は、タイルＴｉが高解像度符号化
領域を含むとして変換係数値を出力する。

【００８６】セレクタ２００３で選択して出力された変
換係数値または量子化された係数値は、第１の実施形態
と同様に、ビットプレーン符号化部１０９、符号列形成
部１１０、符号出力部１１１において符号化されて外部
に出力される（ステップＳ２１９）。

【００８７】すなわち、本発明による画像符号化装置
は、画像を所定の領域に分割して小画像を生成する分割
手段（タイル分割部１０３）と、分割された小画像を周
波数変換し、所定数のサブバンドに分解する第１の分解
手段（離散ウェーブレット変換部２００１）と、分割さ
れた各領域についての領域情報を入力する入力手段（領
域情報入力部１０２、領域判定部１０５）と、分割され
た各領域について、所定縮小率によって縮小画像を生成
する生成手段（画像縮小部１０４）と、分割された各領
域の領域情報に基づいて、各領域の縮小画像を周波数変
換し、所定数のサブバンドに分解する第２の分解手段
（離散ウェーブレット変換部２００２）と、分解された
各サブバンドの変換係数を符号化する符号化手段（ビッ
トプレーン符号化部１０９）とを備えることを特徴とす
る。

【００８８】また、本発明による画像符号化装置は、分
割された所定領域についての分解されたサブバンドの変
換係数のうち、所定の係数を量子化する量子化手段（変
換係数量子化部１０８）をさらに備えることを特徴とす
る。

【００８９】本実施形態の場合、領域判定結果に応じて
離散ウェーブレット変換や量子化によって得られるデー
タの選択方法を変えており、文字領域については可逆の
符号化を可能とするものである。

【００９０】＜その他の実施形態＞尚、本発明は、上述
した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述
した第１〜第３の実施形態においては、（１）、（２）
式、または（３）、（４）式による離散ウェーブレット
変換を用いた符号化の例について示したが、離散ウェー
ブレット変換については、本実施形態で使用したものに
限定されるものではない。例えば、フィルタの種類や適
応方法を変えてもよい。例えば、９／７フィルタ等よ
り、タップ数の長いフィルタに変えてもよく、低周波サ
ブバンド以外にも２次元離散ウェーブレット変換を繰り
返し適用してもよい。

【００９１】また、係数の符号化方式としてＱＭ−Ｃｏ
ｄｅｒを用いたビットプレーン符号化方式を示したが、
上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、
ＭＱ−Ｃｏｄｅｒ等のＱＭ−Ｃｏｄｅｒ以外の算術符号
化方法を適用してもよく、ＭＥＬＣＯＤＥ等のその他の
２値符号化方式を適用してもよい。さらに、ビットプレ
ーンを着目係数の近傍係数の状態に応じて、複数のサブ
ビットプレーンに分類し、複数回のパスで符号化しても
よい。さらにまた、Ｇｏｌｏｍｂ符号等を適用して、係
数を２値に分解することなく、多値のままエントロピー
符号化してもよい。

【００９２】さらにまた、説明を簡単にするために、上
述した実施形態では、サブバンド単位のビットプレーン
符号化について説明したが、ランダムアクセス性を高め
るために、各サブバンドを更に小ブロックに分割して、
この小ブロック単位にビットプレーン符号化を適用して
もよい。さらにまた、符号列の形成にあたっては、受信
側で徐々に解像度を上げて画像を復元できるように並べ
たが、これに限らず、徐々に画質が向上するように値の
大きな係数から順に並べて符号列を形成しても構わな
い。

【００９３】尚、上述した実施形態では、文字・写真領
域が画像中に混在する画像データを入力することによっ
て、文字領域を高解像度が必要な領域とし、写真領域を
その他の領域としたが、この領域区分については文字や
写真の他の区分を用いて任意に設定してもよい。

【００９４】尚、本発明は、複数の機器（例えば、ホス
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タ等）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
等）に適用してもよい。

【００９５】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００９６】さらに、記録媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００９７】本発明を上記記録媒体に適用する場合、そ
の記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
文字領域や写真領域等の必要な解像度レベルが異なる領
域を含む混在画像を、高画質の画像が復元可能な状態で
効率よく符号化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による画像を符号化す
るための画像符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】複数のタイルに分割される画像データを説明を
するための図である。

【図３】本実施形態による符号化対象の画像データと高
解像度符号化領域を説明するための概要図である。

【図４】上述した方法によって画像データのタイルに対
して２つの判定結果を出力する場合の一例を示す図であ
る。

【図５】タイルＳＴｉを４つのサブバンドに分解する場
合を説明するための概要図である。

【図６】タイルＴｉを７つのサブバンドに分解する場合
を説明するための概要図である。

【図７】符号化対象画像に対して２次元の離散ウェーブ
レット変換の適用例を説明するための概要図である。

【図８】２次元のウェーブレット変換を２回繰り返して
行った場合の、サブバンドの分割例を示す図である。

【図９】サブバンドＳを符号化するビットプレーン符号
化部１０９の動作手順を説明するためのフローチャート
である。

【図１０】符号列形成部１１０において生成される符号
列の構造を示す図である。

【図１１】Ｆ（Ｔｉ）＝０の場合のタイルＳＴｉの符号
化データの構成を示す概要図である。

【図１２】Ｆ（Ｔｉ）＝１の場合のタイルＴｉの符号化
データの構成を示す概要図である。

【図１３】第１の実施形態による画像符号化装置の動作
手順を説明するためのフローチャートである。

【図１４】本発明の第２の実施形態による画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図１５】図１４に示される第２の実施形態による画像
符号化装置の動作手順を説明するためのフローチャート
である。

【図１６】Ｆ（Ｔｉ）＝０の場合に選択される最下位ビ
ットプレーンＬＢＰ（Ｓ）の一例を示す図である。

【図１７】Ｆ（Ｔｉ）＝１の場合に選択される最下位ビ
ットプレーンＬＢＰ（Ｓ）の一例を示す図である。

【図１８】符号列形成部１４０３において生成されるＦ
（Ｔｉ）＝０の場合のタイルＳＴｉの符号化データの構
成を示す概要図である。

【図１９】符号列形成部１４０３において生成されるＦ
（Ｔｉ）＝１の場合のタイルＴｉの符号化データの構成
を示す概要図である。

【図２０】本発明の第３の実施形態による画像符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図２１】図２０に示される構成の画像符号化装置の動
作手順を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ 画像入力部 １０２ 領域情報入力部 １０３ タイル分割部 １０４ 画像縮小部 １０５、１４０１ 領域判定部 １０６、２００３ セレクタ １０７、１４０４、２００１、２００２ 離散ウェーブ
レット変換部 １０８ 変換係数量子化部 １０９ ビットプレーン符号化部 １１０、１４０３ 符号列形成部 １４０２ 最下位ＢＰ決定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 MA24 MC11 MC38 PP01 PP20 PP24 PP28 RB02 RB09 SS06 SS11 TA80 TC34 TD06 TD11 UA02 UA15 5C076 AA22 CA02 5C078 AA04 BA53 CA01 DA01 5J064 AA02 BA16 BB13 BC14 BC16 BC22 BC25 5L096 FA06 FA54 GA51

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を所定の領域に分割して小画像を生
   成する分割手段と、 分割された各領域についての領域情報を入力する入力手
   段と、 分割された各領域について、所定縮小率によって縮小画
   像を生成する生成手段と、 分割された各領域の領域情報に基づいて、各領域ごとに
   小画像または縮小画像を周波数変換し、所定数のサブバ
   ンドに分解する分解手段と、 分解された各サブバンドの変換係数を符号化する符号化
   手段とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 画像を所定の領域に分割して小画像を生
   成する分割手段と、 分割された小画像を周波数変換し、所定数のサブバンド
   に分解する第１の分解手段と、 分割された各領域についての領域情報を入力する入力手
   段と、 分割された各領域について、所定縮小率によって縮小画
   像を生成する生成手段と、 分割された各領域の領域情報に基づいて、各領域の縮小
   画像を周波数変換し、所定数のサブバンドに分解する第
   ２の分解手段と、 分解された各サブバンドの変換係数を符号化する符号化
   手段とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記入力手段が、 分割された領域内の各画素について、エッジ画素か否か
   を判定する判定部と、 該領域内のエッジ画素と判定された画素数の総和を算出
   する算出部と、 算出されたエッジ画素数と所定のしきい値とを比較し
   て、該領域の領域情報を生成する生成部とを備え、 生成された領域情報を入力することを特徴とする請求項
   １または２に記載の画像符号化装置。
4. 【請求項４】 画像を周波数変換して所定数のサブバン
   ドへ分解する手段が、離散ウェーブレット変換を用いる
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に
   記載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 分割された所定領域についての分解され
   たサブバンドの変換係数のうち、所定の係数を量子化す
   る量子化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
   から４までのいずれか１項に記載の画像符号化装置。
6. 【請求項６】 符号化されたビット列に対して、所定の
   ヘッダ情報を付与する付与手段をさらに備えることを特
   徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の画
   像符号化装置。
7. 【請求項７】 入力された領域情報に基づいて、各領域
   における符号化されたサブバンドの変換係数の最下位ビ
   ットを決定する決定手段をさらに備え、 前記付与手段が、各領域のサブバンドの係数のビット列
   から、決定された最下位ビット以上のビット列を用いて
   符号化データとすることを特徴とする請求項６記載の画
   像符号化装置。
8. 【請求項８】 画像を所定の領域に分割して小画像を生
   成する分割工程と、 分割された各領域について、所定縮小率によって縮小画
   像を生成する生成工程と、 分割された各領域についての領域情報を取得する取得工
   程と、 分割された各領域の領域情報に基づいて、各領域ごとに
   小画像または縮小画像を周波数変換し、所定数のサブバ
   ンドに分解する分解工程と、 分解された各サブバンドの変換係数を符号化する符号化
   工程とを有することを特徴とする画像符号化方法。
9. 【請求項９】 画像を所定の領域に分割して小画像を生
   成する分割工程と、 分割された各領域についての領域情報を取得する取得工
   程と、 分割された各領域の領域情報に基づいて、各領域の小画
   像を周波数変換し、所定数のサブバンドに分解する第１
   の分解工程と、 分割された各領域について、所定縮小率によって縮小画
   像を生成する生成工程と、 分割された各領域の領域情報に基づいて、各領域の縮小
   画像を周波数変換し、所定数のサブバンドに分解する第
   ２の分解工程と、 分解された各サブバンドの変換係数を符号化する符号化
   工程とを有することを特徴とする画像符号化方法。
10. 【請求項１０】 前記取得工程が、 分割された領域内の各画素について、エッジ画素か否か
    を判定する判定工程と、 該領域内のエッジ画素と判定された画素数の総和を算出
    する算出工程と、 算出されたエッジ画素数と所定のしきい値とを比較し
    て、該領域の領域情報を生成する領域生成工程とを有す
    ることを特徴とする請求項８または９に記載の画像符号
    化方法。
11. 【請求項１１】 画像を周波数変換して所定数のサブバ
    ンドへ分解する工程が、離散ウェーブレット変換を用い
    て行われることを特徴とする請求項８から１０までのい
    ずれか１項に記載の画像符号化方法。
12. 【請求項１２】 分割された所定領域についての分解さ
    れたサブバンドの変換係数のうち、所定の係数を量子化
    する量子化工程をさらに有することを特徴とする請求項
    ８から１１までのいずれか１項に記載の画像符号化方
    法。
13. 【請求項１３】 符号化されたビット列に対して、所定
    のヘッダ情報を付与する付与工程をさらに有することを
    特徴とする請求項８から１２までのいずれか１項に記載
    の画像符号化方法。
14. 【請求項１４】 取得された領域情報に基づいて、各領
    域における符号化されたサブバンドの変換係数の最下位
    ビットを決定する決定工程をさらに有し、 前記付与工程が、各領域のサブバンドの係数のビット列
    から、決定された最下位ビット以上のビット列を用いて
    符号化データとすることを特徴とする請求項１３記載の
    画像符号化方法。
15. 【請求項１５】 画像を符号化する画像符号化装置を制
    御するためのコンピュータプログラムであって、 画像を所定の領域に分割して小画像を生成する分割工程
    のプログラムコードと、 分割された各領域について、所定縮小率によって縮小画
    像を生成する生成工程のプログラムコードと、 分割された各領域についての領域情報を取得する取得工
    程のプログラムコードと、 分割された各領域の領域情報に基づいて、各領域ごとに
    小画像または縮小画像を周波数変換し、所定数のサブバ
    ンドに分解する分解工程のプログラムコードと、 分解された各サブバンドの変換係数を符号化する符号化
    工程のプログラムコードとを有することを特徴とするコ
    ンピュータプログラム。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のコンピュータプログ
    ラムを格納することを特徴とする記録媒体。