JP2003244443A - 画像符号化装置及び画像復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は多階調画像を復号時に解像度のプログ
レッシブ表示可能な符号に高画質で符号化・復号する画
像符号化装置及び画像復号装置を提供する。 【解決手段】ファクシミリ装置１は、画像ブロック化部
３１で、入力多値画像に対して符号化の処理単位となる
任意形状のブロックに画像を分割し、ブロック化画像に
対して２次元ウェーブレット変換部３２で２次元のウェ
ーブレット変換を行って、得られた変換係数に対して、
係数順序制御部３３で解像度の小さい下位の階層の係数
を先に符号化するための係数順序を決定し、係数ブロッ
ク化部３４で、当該係数順序で符号化処理用に任意の大
きさに係数をブロック分割し、係数符号化部３５でブロ
ック化された係数毎に係数の符号化を行って、符号量を
符号量制御部３５で制御している。したがって、符号量
を一定にしつつ、画像復号時に解像度のプログレッシブ
表示が可能な符号を容易に作成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像符号化装置及
び画像復号装置に関し、詳細には、多階調画像を復号時
に解像度のプログレッシブ表示可能な符号に高速に高画
質で符号化する画像符号化装置及び当該符号列を復号順
序を制御しながら階層表示可能に復号する画像復号装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル機器においては、高画質化の
ために、解像度を高くすることや階調数を多くする等が
行われているが、画像の持つ情報量が多くなることで画
質は向上する反面、画像の情報量が多くなるという問題
がある。例えば、従来、２階調（白または黒）であった
画像を白黒２５６階調の画像にすると、情報量は８倍に
なってしまう。情報量が８倍になると、その画像を記憶
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倍になり、機器のコストが増大するという問題が
発生する。

【０００３】そこで、通常から記憶容量を削減するため
に、画像を符号化する方法が適用されており、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
符号化する方法が用いられている。

【０００４】多階調画像（カラー画像も含む）の符号化
方式としては、ＩＳＯ（国際標準化機構）とＩＴＵ−Ｔ
（旧ＣＣＩＴＴ）とで標準勧告されているＪＰＥＧ方式
が代表的である。ＪＰＥＧ方式は、基本であるＤＣＴ
（離散コサイン変換）方式とオプションのＤＰＣＭを用
いた方式がある。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を一部
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って画像情報
を周波数情報に変換した後に情報の符号化を行う方式で
ある。後者のＤＰＣＭ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、注目画素レベルを周囲画素より予測を行
って、その予測誤差を符号化する方式である。

【０００５】ＤＣＴ方式とＤＰＣＭ方式を比較した場
合、画質重視により符号化を行うのであれば、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
点では、ＤＣＴ方式は、非可逆であるために、可逆であ
るＤＰＣＭ方式が用いられる。理想としては、可逆で高
能率な方式が良いのであるが、現状のＤＰＣＭ方式によ
る可逆方式ではそれほど大きな効率を得られないという
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、ＤＣＴ方式が主に用いられてい
る。

【０００６】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、画質が極端に劣化する。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。

【０００７】このＪＰＥＧ方式の有している欠点を解決
するために、ＪＰＥＧ２０００と称される符号化方式
が、近年、注目されている。ＪＰＥＧ２０００は、西暦
２０００年に勧告化された新しい符号化方式であり、Ｊ
ＰＥＧの欠点である低ビットレートでの画質劣化を少な
くしたことに加え、実用的な新機能を多数備えている。
特に、ＪＰＥＧ２０００は、階層的表示を容易に実現で
きる点で、ＪＰＥＧに対して大きなメリットとなってい
る。ＪＰＥＧ２０００は、ウェーブレット変換を用いた
変換符号化方式であり、今後、カラー画像をはじめとす
る静止画像の分野において、ＪＰＥＧに置き換わってい
くものと予測されている。

【０００８】しかしながら、このＪＰＥＧ２０００も万
能というわけではなく、規模の大きさや処理速度の点か
ら、ＪＰＥＧ方式と比較して劣っている点もあるのが実
状である。

【０００９】このように、多階調の画像を効率よく符号
化する方法の１つにＤＣＴを用いたＪＰＥＧ方式がある
が、ＪＰＥＧ方式は、上述のように、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。

【００１０】この問題を解決する方法の１として、ＤＣ
Ｔ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
比べて高画質な点である。

【００１１】すなわち、多値画像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るものが知られており、
サブバンド符号化は、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っ
て、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。

【００１２】特に、ウェーブレット符号化は、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をしており、プログレッシブ
（段階的に画質が向上していく）再生表示が可能であ
る。

【００１３】このウェーブレット変換を用いた符号化に
関しては、従来、入力された画像信号に対して２次元の
ウェーブレット変換を施し、その変換出力から同一の空
間領域を表現する変換係数を取り出して２次元的に配置
し、前記配置された変換係数に対して量子化を施し、低
周波の周波数帯域に含まれる変換係数から高周波の周波
数帯域に含まれる変換係数に向かって走査して１次元の
信号系列を生成し、最後の変換係数までゼロが連なる場
合には、走査打ち切りを示す符号によって一つの信号系
列の符号化を終了する画像信号のウェーブレット変換符
号化方式において、周波数帯域毎に周波数帯域内の前記
変換係数の相関関係に従って走査方法を決定するウェー
ブレット変換符号化方式が提案されている（特開平６−
２４５０７７号公報参照）。

【００１４】また、ウェーブレット変換係数の効率的な
エントロピー符号化を実現するために、空間的に隣接す
るウェーブレット変換係数が、その有意係数の発生箇所
に、同一の周波数帯域内、ならびに異なる周波数帯域間
において、ある程度の法則性が認められることを利用し
て、ウェーブレット変換係数の分布を考慮した走査方式
を適用することにより、効率的なエントロピー符号化を
行うウェーブレット変換符号化方法が提案されている
（特許第２９３３４５７号公報参照）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
符号技術及び復号技術にあっては、復号時に解像度のプ
ログレッシブ表示が可能な符号を容易に、かつ高品質に
行う上で改良の必要があった。

【００１６】また、従来のＪＰＥＧ方式に代表される階
層的表示が可能になっている符号列は、符号化時に画像
をブロック化して処理していないため、この符号列に対
して復号動作を行いながら画像を表示した場合に、画像
全面が階層的表示される。この現象は、画像全体が階層
的表示されるという点では良いのであるが、一部分のみ
先に解像度を向上させるということはできない。

【００１７】一方、画像をブロック化して処理している
場合には、復号時にブロック単位で階層的表示が可能に
なるため、前者の方式で問題となっている一部分のみ解
像度を向上させる等の階層的表示は可能になる。しか
し、逆に画像全面での階層的表示をする場合には処理時
間や余分なメモリが必要になる等の問題がある。

【００１８】そこで、請求項１記載の発明は、入力多値
画像に対して符号化の処理単位となる任意形状のブロッ
クに画像を分割し、当該ブロック化された画像に対して
２次元ウェーブレット変換手段で、２次元のウェーブレ
ット変換を行って、当該ウェーブレット変換で得られた
変換係数に対して、係数順序制御手段で、解像度の小さ
い下位の階層の係数を先に符号化するための係数順序を
決定し、係数ブロック化手段で、当該決定された係数順
序で符号化処理用に任意の大きさに係数をブロック分割
し、係数符号化手段で、当該ブロック化された係数毎に
係数の符号化を行って、当該符号化された符号量を符号
量制御手段で制御することにより、プログレッシブ機能
を有した状態で符号量を一定にしつつ、画像復号時に解
像度のプログレッシブ表示が可能な符号を容易に作成
し、高画質でプログレッシブ表示可能な符号化を簡単に
行うことのできる画像符号化装置を提供することを目的
としている。

【００１９】請求項２記載の発明は、入力される符号列
に対して復号する順序を復号順序制御手段で決定して、
係数復号手段で、当該決定された順序で入力される符号
列に対して復号処理を行って係数群を再生し、当該再生
された係数に対して、２次元逆ウェーブレット変換手段
で、当該符号列の符号化とは逆の２次元ウェーブレット
変換を施して画像の再生を行って、画像再生手段で、当
該再生された画像から全体の画像を作成し、符号列に対
して復号順序を制御しながら階層表示方法を制御するこ
とにより、階層的構造を有した符号列に対して、復号順
序を制御しながら階層表示する方法を制御し、簡単な方
法で様々な階層的表示を行うことのできる画像復号装置
を提供することを目的としている。

【００２０】請求項３記載の発明は、復号再生された画
像が予め定められた解像度に達すると、復号動作を中断
して、次のブロックの復号動作を行うことにより、メモ
リ容量を削減しつつ、簡単な方法で速やかに様々な画像
全面に対する階層的表示を行うことのできる画像復号装
置を提供することを目的としている。

【００２１】請求項４記載の発明は、ユーザーの指定し
た領域に対応するブロック部分に対して、他ブロック部
分に比較して解像度を向上させる復号動作を行うことに
より、メモリ容量を削減しつつ、簡単な方法で速やかに
ユーザーが好む階層的表示を行うことのできる画像復号
装置を提供することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の画
像符号化装置は、入力多値画像に対して符号化の処理単
位となる任意形状のブロックに画像を分割する画像ブロ
ック化手段と、当該ブロック化された画像に対して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、当該ウェーブレット変換で得られた変換係数
に対して解像度の小さい下位の階層の係数を先に符号化
するための係数順序を決定する係数順序制御手段と、当
該決定された係数順序で符号化処理用に任意の大きさに
係数をブロック分割する係数ブロック化手段と、当該ブ
ロック化された係数毎に係数の符号化を行う係数符号化
手段と、当該符号化された符号量を制御する符号量制御
手段とを備えていることにより、上記目的を達成してい
る。

【００２３】上記構成によれば、画像ブロック化手段
で、入力多値画像に対して符号化の処理単位となる任意
形状のブロックに画像を分割し、当該ブロック化された
画像に対して２次元ウェーブレット変換手段で、２次元
のウェーブレット変換を行って、当該ウェーブレット変
換で得られた変換係数に対して、係数順序制御手段で、
解像度の小さい下位の階層の係数を先に符号化するため
の係数順序を決定し、係数ブロック化手段で、当該決定
された係数順序で符号化処理用に任意の大きさに係数を
ブロック分割し、係数符号化手段で、当該ブロック化さ
れた係数毎に係数の符号化を行って、当該符号化された
符号量を符号量制御手段で制御しているので、プログレ
ッシブ機能を有した状態で符号量を一定にしつつ、画像
復号時に解像度のプログレッシブ表示が可能な符号を容
易に作成することができ、高画質でプログレッシブ表示
可能な符号化を簡単に行うことができる。

【００２４】請求項２記載の発明の画像復号装置は、入
力される符号列に対して復号する順序を決定する復号順
序制御手段と、当該決定された順序で、入力される符号
列に対して復号処理を行って係数群を再生する係数復号
手段と、当該再生された係数に対して前記符号列の符号
化とは逆の２次元ウェーブレット変換を施して画像の再
生を行う２次元逆ウェーブレット変換手段と、当該再生
された画像から全体の画像を作成する画像再生手段とを
備え、前記符号列に対して復号順序を制御しながら階層
表示方法を制御することにより、上記目的を達成してい
る。

【００２５】上記構成によれば、入力される符号列に対
して復号する順序を復号順序制御手段で決定して、係数
復号手段で、当該決定された順序で入力される符号列に
対して復号処理を行って係数群を再生し、当該再生され
た係数に対して、２次元逆ウェーブレット変換手段で、
当該符号列の符号化とは逆の２次元ウェーブレット変換
を施して画像の再生を行って、画像再生手段で、当該再
生された画像から全体の画像を作成し、符号列に対して
復号順序を制御しながら階層表示方法を制御するので、
階層的構造を有した符号列に対して、復号順序を制御し
ながら階層表示する方法を制御することができ、簡単な
方法で様々な階層的表示を行うことができる。

【００２６】この場合、例えば、請求項３に記載するよ
うに、前画像復号装置は、前記復号再生された画像が予
め定められた解像度に達すると、復号動作を中断して、
次のブロックの復号動作を行うものであってもよい。

【００２７】上記構成によれば、復号再生された画像が
予め定められた解像度に達すると、復号動作を中断し
て、次のブロックの復号動作を行っているので、メモリ
容量を削減することができるとともに、簡単な方法で速
やかに様々な画像全面に対する階層的表示を行うことが
できる。

【００２８】また、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記画像復号装置は、ユーザーの指定した領域に対
応するブロック部分に対して、他ブロック部分に比較し
て解像度を向上させる復号動作を行うものであってもよ
い。

【００２９】上記構成によれば、ユーザーの指定した領
域に対応するブロック部分に対して、他ブロック部分に
比較して解像度を向上させる復号動作を行うので、メモ
リ容量を削減することができるとともに、簡単な方法で
速やかにユーザーが好む階層的表示を行うことができ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００３１】図１〜図７は、本発明の多階調画像の画像
符号化装置及び画像復号装置の第１の実施の形態を示す
図であり、本実施の形態は、請求項１に対応するもので
ある。

【００３２】本実施の形態は、ファクシミリ装置に適用
したものであり、図１は、本発明の画像符号化装置及び
画像復号装置の第１の実施の形態を適用したファクシミ
リ装置１の要部ブロック図である。

【００３３】図１において、ファクシミリ装置１は、そ
の送信側に、画像読取部２、画像処理部３及び符号化部
４を備え、その受信側に、復号部５、画像処理部６及び
画像出力部７を備えている。そして、ファクシミリ装置
１は、その通信制御部に伝送路（回線）８が接続され
て、通信制御部により伝送路８を介して画像データの送
受信を行う。

【００３４】ファクシミリ装置１の送信側の画像読取部
２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を利
用したイメージスキャナ等が利用されており、白黒２値
の画像の原稿だけでなく、白黒多階調画像やカラーの多
階調画像の原稿を走査して、原稿の画像を所定の解像度
で読み取る。画像読取部２は、読み取った原稿の画像デ
ータを画像処理部３に出力する。

【００３５】画像処理部３は、例えば、２値画像におい
ては、解像度変換及びサイズ変換等を行い、カラー画像
を含めた多階調画像においては、色（色成分）変換、解
像度変換及びサイズ変換等を行う。

【００３６】符号化部（画像符号化装置）４は、画像処
理部３から入力される画像データを圧縮符号化して、通
信制御部により伝送路９を介して相手ファクシミリ装置
や受信側に送信する。符号化部４で行う符号化方式とし
ては、２値画像に対しては、従来のファクシミリ装置で
使われているＭＨ（Modified Huffman）、ＭＲＭＲ（Mo
dufied Relative element address designate ）、ＭＭ
Ｒ（Modified ＭＲ ）やＪＢＩＧ（ジョイントバイナリ
イメージ群）方式があり、多値画像を対象とするもので
は、ＪＰＥＧ方式がある。

【００３７】ファクシミリ装置１の受信側の復号部（復
号装置）５は、上記相手ファクシミリ装置や送信側の符
号化部４で符号化された符号列を、当該相手ファクシミ
リ装置や符号化部４の符号化方式と同じ符号化方式によ
り復号して画像処理部６に出力する。

【００３８】画像処理部６は、復号部５で復号された画
像に必要な画像処理を施して、画像出力部７に出力し、
画像出力部７は、画像処理部６で画像処理された画像デ
ータに基づいて、画像を記録紙に記録出力する。

【００３９】画像出力部７は、例えば、電子写真式記録
装置が用いられ、２値画像を記録紙に記録出力するとと
もに、白黒多階調画像やカラーの多階調画像を所定の解
像度で記録紙に記録出力する。

【００４０】画像処理部６は、上記画像処理部３と同様
に、例えば、２値画像においては、解像度変換及びサイ
ズ変換等を行い、カラー画像を含めた多階調画像におい
ては、色（色成分）変換、解像度変換及びサイズ変換等
を行う。

【００４１】そして、上述のように、符号化部４、復号
部５で使われる符号化方式としては、２値画像を対象と
するものでは従来のファクシミリで使われているＭＨ、
ＭＲ、ＭＭＲ方式やＪＢＩＧ方式があり、多値画像を対
象とするものではＪＰＥＧ方式がある。

【００４２】そして、このＪＰＥＧ方式の一例としての
ＪＰＥＧ２０００符号化方式は、その機能ブロックを、
図２のように示すことができ、ＪＰＥＧ２０００は、変
換符号化と呼ばれる方式であって、データは、変換（Ｄ
ＷＴ）１１→量子化１２→エントロピ符号化１３という
処理ステップの流れで処理されて、符号形成１４され
る。変換（ＤＷＴ）１１は、離散ウェーブレット変換
（ＤＷＴ： Discrete Wavelet Transform)が用いられ、
ＪＰＥＧの特徴が、ＤＣＴといわれるように、ＪＰＥＧ
２０００の特徴は、このＤＷＴといっても過言ではな
い。量子化１２は、変換係数に対してスカラー量子化を
行い、エントロピ符号化１３は、ＤＷＴの特性を利用し
た、ＥＢＣＯＴ（Embedded Block Coding with Optimiz
ed Truncation)といわれる方式で符号化する。ＥＢＣＯ
Ｔの処理は、図３に示すように、大きく分けて、ブロッ
ク分割２１→係数モデリング２２→算術符号化２３の処
理ステップで行われる。ＥＢＣＯＴの特徴は、各サブバ
ンドを同一サイズにブロック分割して符号化する点と、
ポスト処理による符号量制御が可能な点である。そし
て、ＪＰＥＧ２０００で作成された符号は、符号生成と
称する機能ブロックで画質と符号量が制御され、以上の
ような処理によってＪＰＥＧ２０００の符号化が実行さ
れる。

【００４３】上記ＥＢＣＯＴで用いられている算術符号
化方式は、従来のランレングス符号化方式（ＭＨ，Ｍ
Ｒ）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まま符号とするものである。

【００４４】シンボル系列［０１００］を例に算術符号
化の概念を、図４に基づいて説明すると、まず、第１シ
ンボルの符号化時には、全区間が「０」と「１」のシン
ボルの生起確率比に従って、Ａ（０）とＡ（１）に分割
され、「０」の発生により区間Ａ（０）が選択される。
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）がさらに
分割され、発生シンボル系列に対応する区間として、Ａ
（０１）が選択される。算術符号化は、このような分割
と選択の処理の繰り返しにより符号化を行っていく。

【００４５】一方、復号では、符号化と全く逆の処理を
行い、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。ここで重要な点は、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。普通は、この
数直線の幅を符号化側と復号側で「１」としている。

【００４６】そして、図１の符号化部４は、図５に示す
ように、画像ブロック化部３１、２次元ウェーブレット
変換部３２、係数順序制御部３３、係数ブロック化部３
４、係数符号化部３５及び符号量制御部３６等を備えて
いる。

【００４７】画像ブロック化部（画像ブロック化手段）
３１には、画像処理部３で画像処理された多値画像が入
力され、画像ブロック化部３１は、入力多値画像に対し
て符号化の処理単位となる任意形状のブロックに画像を
分割して２次元ウェーブレット変換部３２に出力する。

【００４８】２次元ウェーブレット変換部（２次元ウェ
ーブレット変換手段）３２は、画像ブロック化部３１で
ブロック化された画像に対して２次元のウェーブレット
変換を行って、係数順序制御部（係数順序制御手段）３
３に出力し、係数順序制御部３３は、ウェーブレット変
換で得られた変換係数に対して解像度の小さい下位の階
層における係数を先に符号化できるように係数順序を決
定して係数ブロック化部３４に出力する。

【００４９】係数ブロック化部（係数ブロック化手段）
３４は、係数順序制御部３３で決定された係数順序で符
号化処理用に任意の大きさに係数をブロック分割して、
係数符号化部３５に出力し、係数符号化部（係数符号化
手段）３５は、係数ブロック化部３４でブロック化され
た係数毎に係数の符号化を行う。

【００５０】符号量制御部（符号量制御手段）３６は、
係数符号化部３５で符号化された符号量を制御して、最
終的な符号化データとして出力する。

【００５１】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態のファクシミリ装置１は、入力される多値画
像（多階調画像）を任意の大きさのブロック単位で符号
化するに際して、２次元ウェーブレット変換を用いて画
像から係数へ変換し、変換後の係数に対して解像度の小
さい下位の階層における係数を先に符号化できるように
係数順序を決定して、当該決定した順序でブロック化を
行った後に符号化を行い、符号化した符号量の制御を行
うところに特徴がある。

【００５２】すなわち、ファクシミリ装置１は、画像読
取部２で読み取った原稿の画像を、画像処理部３で、例
えば、２値画像においては、解像度変換及びサイズ変換
等を行い、カラー画像を含めた多階調画像においては、
色（色成分）変換、解像度変換及びサイズ変換等を行
い、画像処理部３の画像処理した画像を符号化部４で圧
縮符号化して、通信制御部により伝送路９を介して相手
ファクシミリ装置や受信側に送信する。

【００５３】そして、この符号化部４は、図５に示した
ように、まず画像処理部３から入力される画像を、画像
ブロック化部３１で、任意の大きさであるブロック単位
の画像に分割する。分割の方法としては、様々な方法が
あるが、回転等の画像処理に適した水平方向の大きさと
垂直方向の大きさが同じとなる矩形ブロックにすること
が適している。画像ブロック化部３１でブロックに分割
された画像は、符号化処理単位となり、画像ブロック化
部３１は、ブロック化した画像を２次元ウェーブレット
変換部３２に出力する。

【００５４】２次元ウェーブレット変換部３２は、入力
される画像に対して、２次元のウェーブレット変換処理
を施して、画像から係数への変換を行い、作成した係数
を係数順序制御部３３に出力する。２次元ウェーブレッ
ト変換の方法としては、種々の方法を用いることができ
るが、例えば、図６に示すようなウェーブレット変換を
施して２次元係数を作成する方法を用いることができ、
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
般的であるが、図６に示す例も、基本的には、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
している。そして、２次元ウェーブレット変換は、図７
に示すように、低域側の帯域（ＬＬ成分）に対して、再
帰的に変換を施すことで、係数の階層構造化を図ってい
く。なお、図７において、ＨＬは、horizontal low pas
s filter、ＨＨは、horizontal high pass filter 、Ｖ
Ｌは、vertical low pass filter、ＶＨは、vertical h
igh pass filter である。

【００５５】係数順序制御部３３は、２次元ウェーブレ
ット変換部３２から入力される係数の符号化順序を決定
して、係数ブロック化部３４に出力する。係数順序制御
部３３は、符号化順序の決定方法として、例えば、図７
に示した階層構造を利用して、低解像度の画像成分に対
する係数を先に、高解像度の画像成分に対する係数を後
にする方法を用いる。具体的には、図７に示すように、
第２階層の係数（２ＬＬ，２ＬＨ，２ＨＬ，２ＨＨ）を
先に符号化し、続いて、第１階層（１ＬＨ，１ＨＬ，１
ＨＨ）を符号化するような順序する。

【００５６】符号化順序制御部３３は、決定した順序に
基づいて係数を係数ブロック化部３４に出力し、係数ブ
ロック化部３４は、符号器である係数符号化部３５で符
号化する単位にブロック分割して、係数符号化部３５に
出力する。このように係数をブロック分割して係数符号
化部３５に入力するのは、ブロック内で符号ビットの配
分を適応的に変化させることで圧縮効率を向上させるこ
と及びフォトインタラブタ数符号化部３５で必要とする
作業領域を少なくすること等が主な理由である。

【００５７】係数符号化部３５は、ブロック分割された
係数を、例えば、上記算術符号化方式等を用いて符号化
し、符号量制御部３６に出力する。

【００５８】符号量制御部３６は、符号量の制御を行
う。この符号量の制御方法としては、例えば、係数符号
化部３５でブロック化された画像に対する符号量を監視
しながら、所望の符号量を越えないように、所定の符号
量に達する直前に符号の打ち切り処理を行う方法を用い
る。

【００５９】このように、本実施の形態のファクシミリ
装置１は、画像ブロック化部３１で、入力多値画像に対
して符号化の処理単位となる任意形状のブロックに画像
を分割し、当該ブロック化された画像に対して２次元ウ
ェーブレット変換部３２で、２次元のウェーブレット変
換を行って、当該ウェーブレット変換で得られた変換係
数に対して、係数順序制御部３３で、解像度の小さい下
位の階層の係数を先に符号化するための係数順序を決定
し、係数ブロック化部３４で、当該決定された係数順序
で符号化処理用に任意の大きさに係数をブロック分割
し、係数符号化部３５で、当該ブロック化された係数毎
に係数の符号化を行って、当該符号化された符号量を符
号量制御部３５で制御している。

【００６０】したがって、プログレッシブ機能を有した
状態で符号量を一定にしつつ、画像復号時に解像度のプ
ログレッシブ表示が可能な符号を容易に作成することが
でき、高画質でプログレッシブ表示可能な符号化を簡単
に行うことができる。

【００６１】図８は、本発明の多階調画像の画像符号化
装置及び画像復号装置の第２の実施の形態を適用したフ
ァクシミリ装置の復号部５を示す図であり、本実施の形
態は、請求項２〜請求項４に対応するものである。

【００６２】本実施の形態は、上記第１の実施の形態と
同様のファクシミリ装置に適用したものであり、本実施
の形態の説明においては、必要に応じて、上記第１の実
施の形態で用いた符号をそのまま用いて説明する。

【００６３】図８において、復号部（復号装置）５は、
復号順序制御部５１、係数復号部５２、２次元逆ウェー
ブレット変換部５３及び画像再生部５４等を備えてお
り、図１に示したファクシミリ装置１の復号部５であ
る。

【００６４】復号順序制御部（復号順序制御手段）５１
には、相手ファクシミリ装置から伝送路９を介して送ら
れてきた符号列や送信側の符号化部４で符号化された符
号列が入力され、この符号列は、上記第１の実施の形態
の符号化部４の方式で符号化された符号列である。復号
順次制御部５１は、入力される符号列に対して復号する
順序を決定して係数符号部５２に出力する。

【００６５】係数復号部（係数復号手段）５２は、復号
順序制御部５１で決定された順序で入力される符号列に
対して、復号処理を行って係数群を再生して、２次元逆
ウェーブレット変換部５３に出力する。

【００６６】２次元逆ウェーブレット変換部（２次元ウ
ェーブレット変換手段）５３は、係数復号部５２で再生
された係数に対して、符号化時に行われた変換と逆の２
次元ウェーブレット変換を施して画像の再生を行い、画
像再生部５４に出力する。

【００６７】画像再生部（画像再生手段）５４は、２次
元逆ウェーブレット変換部５３で再生された画像から全
体の画像を作成し、図１に示した画像処理部６に出力す
る。

【００６８】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態のファクシミリ装置１は、階層的構造を持っ
た符号列に対して、復号順序を制御しながら階層表示す
るところにその特徴がある。

【００６９】すなわち、本実施の形態のファクシミリ装
置１は、相手ファクシミリ装置から伝送路９を介して送
られてきた符号列や送信側の符号化部４で符号化された
符号列が復号部５の復号順序制御部５１に入力され、こ
の符号列は、上述のように、階層的構造を持った符号列
である。

【００７０】復号順序制御部５１は、この入力される階
層的構造を有した符号列に対して、復号する順序を決定
する。この入力される符号化がブロック単位で行われて
いるため、対応する画像ブロック単位で符号列の識別が
可能になっており、かつ、階層的構造を持っている。そ
こで、復号順序制御部５１は、この符号列の性質を利用
して、例えば、各ブロックに対する任意の解像度まで表
示できる符号列を抽出して、先に復号されるように並べ
換える。このようにすると、画像全体に対する階層的表
示を容易に、かつ、高速に行うことができる。

【００７１】係数復号部５２は、復号順序制御部５１か
ら入力される符号列から係数の復元を行って、２次元逆
ウェーブレット変換部５３に出力する。

【００７２】２次元逆ウェーブレット変換部５３は、符
号化時と逆の変換処理を行って画像の再生を行い、ブロ
ック単位の画像として、画像再生部５４に出力する。

【００７３】画像再生部５４は、２次元逆ウェーブレッ
ト変換部５３から入力されるブロック単位の画像を合成
して全体画像の再生を行う。

【００７４】このように、本実施の形態のファクシミリ
装置１の復号部５は、入力される符号列に対して復号す
る順序を復号順序制御部５１で決定して、係数復号部５
２で、当該決定された順序で入力される符号列に対して
復号処理を行って係数群を再生し、当該再生された係数
に対して、２次元逆ウェーブレット変換部５３で、当該
符号列の符号化とは逆の２次元ウェーブレット変換を施
して画像の再生を行って、画像再生部５４で、当該再生
された画像から全体の画像を作成し、符号列に対して復
号順序を制御しながら階層表示方法を制御している。

【００７５】したがって、階層的構造を有した符号列に
対して、復号順序を制御しながら階層表示する方法を制
御することができ、簡単な方法で様々な階層的表示を行
うことができる。

【００７６】また、本実施の形態のファクシミリ装置１
は、復号再生された画像が予め定められた解像度に達す
ると、復号動作を中断して、次のブロックの復号動作を
行っている。

【００７７】したがって、メモリ容量を削減することが
できるとともに、簡単な方法で速やかに様々な画像全面
に対する階層的表示を行うことができる。

【００７８】なお、上記復号部５は、復号順序制御部５
１で、入力される符号列に対して、各ブロックに対する
任意の解像度まで表示できる符号列を抽出して、先に復
号されるように並べ換えているが、これに限るものでは
なく、例えば、ユーザーが指定した領域に該当するブロ
ック部分に対して、他に比べて解像度を向上させるよう
な復号動作を行うような順序としてもよい。

【００７９】これは、符号列がブロック単位であり、か
つ、ブロック単位で階層的構造となっている符号列の特
徴を利用したものであり、このようにすることで、ユー
ザーの興味ある部分のみを、他の部分に比較して解像度
を向上させることができ、メモリ容量を削減することが
できるとともに、簡単な方法で速やかにユーザーが好む
階層的表示を行うことができる。

【００８０】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００８１】

【発明の効果】請求項１記載の発明の画像符号化装置に
よれば、画像ブロック化手段で、入力多値画像に対して
符号化の処理単位となる任意形状のブロックに画像を分
割し、当該ブロック化された画像に対して２次元ウェー
ブレット変換手段で、２次元のウェーブレット変換を行
って、当該ウェーブレット変換で得られた変換係数に対
して、係数順序制御手段で、解像度の小さい下位の階層
の係数を先に符号化するための係数順序を決定し、係数
ブロック化手段で、当該決定された係数順序で符号化処
理用に任意の大きさに係数をブロック分割し、係数符号
化手段で、当該ブロック化された係数毎に係数の符号化
を行って、当該符号化された符号量を符号量制御手段で
制御しているので、プログレッシブ機能を有した状態で
符号量を一定にしつつ、画像復号時に解像度のプログレ
ッシブ表示が可能な符号を容易に作成することができ、
高画質でプログレッシブ表示可能な符号化を簡単に行う
ことができる。

【００８２】請求項２記載の発明の画像復号装置によれ
ば、入力される符号列に対して復号する順序を復号順序
制御手段で決定して、係数復号手段で、当該決定された
順序で入力される符号列に対して復号処理を行って係数
群を再生し、当該再生された係数に対して、２次元逆ウ
ェーブレット変換手段で、当該符号列の符号化とは逆の
２次元ウェーブレット変換を施して画像の再生を行っ
て、画像再生手段で、当該再生された画像から全体の画
像を作成し、符号列に対して復号順序を制御しながら階
層表示方法を制御するので、階層的構造を有した符号列
に対して、復号順序を制御しながら階層表示する方法を
制御することができ、簡単な方法で様々な階層的表示を
行うことができる。

【００８３】請求項３記載の発明の画像復号装置によれ
ば、復号再生された画像が予め定められた解像度に達す
ると、復号動作を中断して、次のブロックの復号動作を
行っているので、メモリ容量を削減することができると
ともに、簡単な方法で速やかに様々な画像全面に対する
階層的表示を行うことができる。

【００８４】請求項４記載の発明の画像復号装置によれ
ば、ユーザーの指定した領域に対応するブロック部分に
対して、他ブロック部分に比較して解像度を向上させる
復号動作を行うので、メモリ容量を削減することができ
るとともに、簡単な方法で速やかにユーザーが好む階層
的表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像符号化装置及び画像復号装置の第
１の実施の形態を適用したファクシミリ装置の要部ブロ
ック構成図。

【図２】図１の符号化部、復号化部で使用される符号化
方式としてのＪＰＥＧ方式の一例としてのＪＰＥＧ２０
００符号化方式の機能ブロック図。

【図３】図２のエントロピ符号化でのＤＷＴの特徴を利
用したＥＢＣＯ処理の機能ブロック図。

【図４】図３のＥＢＣＯ処理でのシンボル系列「０１０
０」を例とする算術符号化の説明図。

【図５】図１の符号化部の詳細なブロック構成図。

【図６】図５の２次元ウェーブレット変換部でのウェー
ブレット変換の説明図。

【図７】図５の２次元ウェーブレット変換部での２次元
ウェーブレット変換の詳細な説明図。

【図８】本発明の画像符号化装置及び画像復号装置の第
１の実施の形態を適用したファクシミリ装置の復号化部
のブロック構成図。

【符号の説明】

１ ファクシミリ装置 ２ 画像読取部 ３ 画像処理部 ４ 符号化部 ５ 復号部 ６ 画像処理部 ７ 画像出力部 ８ 伝送路 １１ 変換（ＤＷＴ） １２ 量子化 １３ エントロピ符号化 １４ 符号形成 ２１ ブロック分割 ２２ 係数モデリング ２３ 算術符号化 ３１ 画像ブロック化部 ３２ ２次元ウェーブレット変換部 ３３ 係数順序制御部 ３４ 係数ブロック化部 ３５ 係数符号化部 ３６ 符号量制御部 ５１ 復号順序制御部 ５２ 係数復号部 ５３ ２次元逆ウェーブレット変換部 ５４ 画像再生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK01 LC03 MA00 MA24 MC11 MC38 ME11 PP01 PP14 SS28 TA49 TB08 TC18 TC34 TC36 TD11 UA02 UA05 5C078 AA04 BA53 BA64 CA34 DA01 DA02 5J064 AA01 BA09 BA16 BB13 BC01 BC08 BC16 BC18 BD06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力多値画像に対して符号化の処理単位と
   なる任意形状のブロックに画像を分割する画像ブロック
   化手段と、当該ブロック化された画像に対して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、当該ウェーブレット変換で得られた変換係数に対
   して解像度の小さい下位の階層の係数を先に符号化する
   ための係数順序を決定する係数順序制御手段と、当該決
   定された係数順序で符号化処理用に任意の大きさに係数
   をブロック分割する係数ブロック化手段と、当該ブロッ
   ク化された係数毎に係数の符号化を行う係数符号化手段
   と、当該符号化された符号量を制御する符号量制御手段
   とを備えていることを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】入力される符号列に対して復号する順序を
   決定する復号順序制御手段と、当該決定された順序で、
   入力される符号列に対して復号処理を行って係数群を再
   生する係数復号手段と、当該再生された係数に対して前
   記符号列の符号化とは逆の２次元ウェーブレット変換を
   施して画像の再生を行う２次元逆ウェーブレット変換手
   段と、当該再生された画像から全体の画像を作成する画
   像再生手段とを備え、前記符号列に対して復号順序を制
   御しながら階層表示方法を制御することを特徴とする画
   像復号装置。
3. 【請求項３】前画像復号装置は、前記復号再生された画
   像が予め定められた解像度に達すると、復号動作を中断
   して、次のブロックの復号動作を行うことを特徴とする
   請求項２記載の画像復号装置。
4. 【請求項４】前記画像復号装置は、ユーザーの指定した
   領域に対応するブロック部分に対して、他ブロック部分
   に比較して解像度を向上させる復号動作を行うことを特
   徴とする請求項２記載の画像復号装置。