JP2004350034A

JP2004350034A - 画像符号化装置及び方法、並びに画像復号装置及び方法

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Publication number: JP2004350034A
Application number: JP2003144873A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Fukuhara; 隆浩福原; Seishi Kimura; 青司木村; Kazuhisa Hosaka; 和寿保坂
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】復号画像中に存在する斜め線の再現性やテクスチャの鮮鋭度を向上させることで復号画像の主観画質を改善し、入力画像がインタレース画像の場合には動きの再現性を向上させる。
【解決手段】画像符号化装置のサブバンド量子化部では、静止画像又はプログレッシブ画像については最高域のサブバンド内の、インタレース画像については最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンド内のウェーブレット変換係数のうち、デッドゾーン内の係数の一部を隣接量子化区間の値に置き換える。具体的には、パラメータＤ（０＜Ｄ≦１）、定数Ｒ（１≦Ｒ＜２）及び量子化ステップサイズΔを用いて、Ｄ・Δ以上であり且つΔよりも小さいウェーブレット変換係数の値をＲ・Δに、−Ｄ・Δ以下であり且つ−Δよりも大きいウェーブレット変換係数の値を−Ｒ・Δにそれぞれ置き換えて量子化を行う。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＪＰＥＧ２０００方式に従って入力画像を圧縮する画像符号化装置及びその方法、並びにそのような画像符号化装置において生成された符号化コードストリームを復号する画像復号装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の代表的な画像圧縮方式として、ＩＳＯ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄｓＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）によって標準化されたＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）方式がある。これは、離散コサイン変換（ＤｅｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ；ＤＣＴ）を用い、比較的高いビットが割り当てられる場合には、良好な符号化画像及び復号画像を供することが知られている。しかし、ある程度以上に符号化ビット数を少なくすると、ＤＣＴ特有のブロック歪みが顕著になり、主観的に劣化が目立つようになる。
【０００３】
一方、近年では画像をフィルタバンクと呼ばれるハイパス・フィルタとローパス・フィルタとを組み合わせたフィルタによって複数の帯域に分割し、各帯域毎に符号化を行う方式の研究が盛んになっている。その中でも、ウェーブレット変換符号化は、ＤＣＴのように高圧縮でブロック歪みが顕著になるという欠点がないことから、ＤＣＴに代わる新たな技術として有力視されている。
【０００４】
例えば２００１年１月に国際標準化が完了したＪＰＥＧ２０００は、このウェーブレット変換に高能率なエントロピー符号化（ビットプレーン単位のビットモデリングと算術符号化）を組み合わせた方式を採用しており、ＪＰＥＧに比べて符号化効率の大きな改善を実現している（例えば下記特許文献１参照）。
【０００５】
これらの国際規格では復号器側の規格のみが定められており、符号化器側は自由に設計することができる。その反面、目標の圧縮率を実現するためのレート制御の効果的な手段等についての規格が存在しないため、ノウハウの確立が何よりも重要になる。特にＪＰＥＧ方式では、このレート制御が困難であり、目標値を得るまでに複数回の符号化を施す必要も多々あった。しかしながら、これは処理時間の増大に繋がるため、ＪＰＥＧ２０００方式では、１度の符号化で目標の符号量を得ることが望まれている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１６５０９８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＪＰＥＧ２０００符号化器における符号化手法は、ＪＰＥＧ２０００の規格外の技術であるが、一般的に低域重視の符号ビット割り当てを行う符号化手法が用いられる。これは、人間の空間周波数に対する視覚感度が低域成分ほど高くなるという性質を利用したものである。この手法では、低域重視で符号ビットが割り当てられているため、結果的に高域成分の量子化ステップサイズが大きくなり、高域成分の多くが０値として符号化されてしまう。このため、復号画像の鮮鋭度が低下して全体的にぼけた画像となり、特に細い斜め線がギザギザとした線で再現され、主観画質を大きく低下させる要因となっていた。
【０００８】
また、ＪＰＥＧ２０００の動画像規格であるＭｏｔｉｏｎ−ＪＰＥＧ２０００は、ＪＰＥＧ２０００の静止画像の連続であるが、低域重視のビット割り当てを行う符号化手法をインタレース画像にそのまま適用すると、一般的に動きの再現性が低下するという問題がある。この問題は、動きの再現性に最も影響を及ぼすサブバンドに対してビット割り当てを多くすることで改善されるものの、一般的には画像平坦部の画質とのトレードオフの関係があり、その調整が困難であるという問題があった。
【０００９】
さらに、ＪＰＥＧ２０００規格では復号器の動作を規定しているが、一部にパラメータに自由度を持つ部分がある。例えば、逆量子化処理における量子化復号値は、量子化区間内に存在すればよく、一般的には、量子化区間の中央値が使用される。一方で、ウェーブレット変換係数の生起確率分布は、ラプラス分布に近似されることが多く、量子化復号値として量子化区間の中央値を用いた場合には、量子化ステップサイズが大きくなるほど量子化誤差が大きくなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、例えばＪＰＥＧ２０００規格に従って入力画像を符号化し、生成された符号化コードストリームを復号する際に、復号画像中に存在する斜め線の再現性やテクスチャの鮮鋭度を向上させることで復号画像の主観画質を改善し、また入力画像がインタレース画像の場合には動きの再現性を向上させ、さらに量子化誤差を低減させることで画質を改善することを可能とする画像符号化装置及びその方法、並びに画像復号装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明に係る画像符号化装置及びその方法は、入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、この符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、このビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成することにより符号化コードストリームを生成するものであり、上記量子化の際には、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比を可変に設定する。
【００１２】
このような画像符号化装置及びその方法では、例えば最高域のサブバンドにおけるデッドゾーンの幅を狭めるように、或いは入力画像がインタレース画像の場合に、最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンドにおけるデッドゾーンの幅を狭めるように、デッドゾーンの幅と隣接量子化区間の幅との比を設定する。
【００１３】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る画像復号装置及びその方法は、上記のようにして生成された符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元するものであり、上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解し、上記算術符号を復号し、上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを復元し、上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元し、この符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成し、このサブバンド毎の量子化係数を逆量子化し、上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元する。ここで、符号化側における量子化の際には、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が可変に設定されており、上記逆量子化の際には、値が１である量子化係数の量子化復号値を可変に設定する。
【００１４】
このような画像復号装置及びその方法では、例えば符号化側において最高域のサブバンドにおけるデッドゾーンの幅を狭めるようにデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が設定されている場合に、値が１である量子化係数の量子化復号値を隣接量子化区間の中央値よりも小さな値に設定する。
【００１５】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る画像符号化装置及びその方法は、入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、この符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、このビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、上記量子化によって生成された各量子化係数に対して、量子化誤差が最小となる量子化復号値を探索し、該量子化誤差が最小となる量子化復号値を与えるパラメータ情報を決定して符号化し、算術符号化によって生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成し、さらに符号化された上記パラメータ情報を付加することにより符号化コードストリームを生成するものである。
【００１６】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る画像復号装置及びその方法は、上記のようにして生成された符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元するものであり、上記入力符号化コードストリームに含まれる上記パラメータ情報を復号し、上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解し、上記算術符号を復号し、上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに復元し、この最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元し、上記符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成し、上記パラメータ情報に基づいて上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化し、上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元するものである。
【００１７】
このような画像符号化装置及びその方法、並びに画像復号装置及びその方法では、量子化誤差が最小となるように符号化側で量子化復号値を適応的に選択し、この量子化復号値を与える量子化復号パラメータを符号化して符号化コードストリームに含め、復号側においてこの量子化復号パラメータを逆量子化に用いる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（１）第１の実施の形態
（１−１）画像符号化装置の構成及び動作
先ず本実施の形態における画像符号化装置の概略構成を図１に示す。図１に示すように、画像符号化装置１０は、ＤＣレベルシフト部１１と、ウェーブレット変換部１２と、サブバンド量子化部１３と、符号ブロック化部１４と、ビットプレーン符号化パス生成部１５と、算術符号化部１６と、符号化パス切り捨て部１８と、パケットヘッダ生成部１９と、パケット生成部２０と、ヘッダ生成部２１と、符号化コードストリーム生成部２２とから構成されている。ここで、ビットプレーン符号化パス生成１５と算術符号化部１６とにより、ＥＢＣＯＴ（ＥｍｂｅｄｄｅｄＣｏｄｉｎｇｗｉｔｈＯｐｔｉｍｉｚｅｄＴｒｕｎｃａｔｉｏｎ）部１７が構成される。
【００２０】
ＤＣレベルシフト部１１は、後段のウェーブレット変換部１１におけるウェーブレット変換を効率的に行い圧縮率を向上させるために、原画像信号Ｄ１０のレベルシフトを行う。原理的には、ＲＧＢ信号は、正の値（符号なしの整数値）を持つため、原信号のダイナミックレンジを半分にするレベルシフトを行うことで、圧縮効率を向上させることができる。これに対して、ＹＣｂＣｒ信号におけるＣｂやＣｒといった色差信号は、正負両方の整数値を持つため、レベルシフトは行われない。
【００２１】
ウェーブレット変換部１２は、通常、低域フィルタと高域フィルタとから構成されるフィルタバンクによって実現される。なお、デジタルフィルタは、通常複数タップ長のインパルス応答（フィルタ係数）を持っているため、フィルタリングが行えるだけの入力画像を予めバッファリングしておく必要があるが、簡単のため、図１では図示を省略する。
【００２２】
ＤＣレベルシフト部１１は、フィルタリングに必要な最低限の画像信号Ｄ１０を入力し、上述のようにレベルシフトを行う。そして、ウェーブレット変換部１２は、ＤＣレベルシフト後の画像信号Ｄ１１に対して、ウェーブレット変換を行うフィルタリング処理を行い、ウェーブレット変換係数Ｄ１２を生成する。
【００２３】
このウェーブレット変換では、通常図２に示すように低域成分が繰り返し変換されるが、これは画像のエネルギの多くが低域成分に集中しているためである。このことは、図３（Ａ）に示す分割レベル＝１から図３（Ｂ）に示す分割レベル＝３のように、分割レベルを進めていくに従って、同図のようにサブバンドが形成されていくことからも分かる。ここで、図２におけるウェーブレット変換の分割レベルは３であり、この結果計１０個のサブバンドが生成されている。なお、図２においてＬ，Ｈはそれぞれ低域，高域を表し、Ｌ，Ｈの後の数字はウェーブレット変換分割数を表す。すなわち、例えばＬＨ−１は、水平方向が低域で垂直方向が高域であるウェーブレット変換分割数＝１のサブバンドを表す。
【００２４】
サブバンド量子化部１３は、ウェーブレット変換部１２から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２に対して非可逆圧縮を施す。量子化手段としては、ウェーブレット変換係数Ｄ１２を量子化ステップサイズで除算するスカラ量子化を用いるのが一般的である。ここで、ＪＰＥＧ２０００の規格上、上述の非可逆圧縮を行う場合で、非可逆の９×７ウェーブレット変換フィルタを用いる場合には、自動的にスカラ量子化を併用することが決められている。一方、可逆の５×３ウェーブレット変換フィルタを用いる場合にはサブバンド量子化を行わず、後段の符号化パス切り捨て部１８において符号量制御が行われる。したがって、図１のサブバンド量子化部１３が動作するのは、実際には非可逆の９×７ウェーブレット変換フィルタを用いた場合であるが、可逆の５×３ウェーブレット変換フィルタを用いた場合にも量子化ステップサイズが１であるような量子化が行われているものと解釈して、以下の説明を進める。
【００２５】
ここで、画像符号化装置１０における量子化とは、サブバンド量子化部１３におけるスカラ量子化と符号化パス切り捨て部１８における符号化パスの切り捨てとを含む概念であり、その量子化ステップサイズは、後述するスカラ量子化の量子化ステップサイズと符号化パスの切り捨て数との両方で定義される。サブバンド量子化部１３では、この量子化ステップサイズに基づいたデッドゾーン内の係数の置き換え処理が実行され、ウェーブレット変換部１２から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２に対して量子化ステップサイズＤ２３に基づくスカラ量子化を施して量子化係数Ｄ１３を生成し、この量子化係数Ｄ１３を符号ブロック化部１４に供給する。なお、このサブバンド量子化部１３についての詳細は後述する。
【００２６】
符号ブロック化部１４は、サブバンド量子化部１３で生成された量子化係数Ｄ１３を、エントロピー符号化の処理単位である所定の大きさの符号ブロックに分割する。ここで、サブバンド中の符号ブロックの位置関係を図４に示す。通常、例えば６４×６４程度のサイズの符号ブロックが分割後の全てのサブバンド中に生成される。したがって、あるサブバンドの大きさが６４０×３２０であった場合には、６４×６４の符号ブロックは水平方向に１０個、垂直方向に５個、合計５０個存在することになる。符号ブロック化部１４は、符号ブロック毎の量子化係数Ｄ１４をビットプレーン符号化パス生成部１５に供給し、後段の符号化処理は、これらの符号ブロック毎に行われる。
【００２７】
ビットプレーン符号化パス生成部１５は、符号ブロック毎の量子化係数Ｄ１４に対して、以下のようにしてビットモデリングを行う。ここで、本実施の形態では、特にＪＰＥＧ２０００規格で定められたＥＢＣＯＴと呼ばれるエントロピー符号化を例に取りながら説明する。なお、このＥＢＣＯＴについては、例えば、文献「ＩＳ０／ＩＥＣ１５４４４−１，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−ＪＰＥＧ２０００，Ｐａｒｔ１：Ｃｏｒｅｃｏｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ」等に詳細に記載されている。
【００２８】
このＥＢＣＯＴの説明の前に、ビットプレーンの概念について図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、縦４個、横４個の計１６個の係数からなる量子化係数を仮定したものである。この１６個の係数のうち絶対値が最大のものは１３であり、２進数表現では１１０１となる。したがって、係数の絶対値のビットプレーンは、図５（Ｂ）に示すような４つのビットプレーンから構成される。なお、各ビットプレーンの要素は、全て０又は１の数を取る。一方、量子化係数の符号は、−６が唯一負の値であり、それ以外は０又は正の値である。したがって、符号のビットプレーンは、図５（Ｃ）に示すようになる。
【００２９】
ＥＢＣＯＴは、所定の大きさのブロック毎にそのブロック内の係数の統計量を測定しながら符号化する手段であり、符号ブロック単位に量子化係数をエントロピー符号化する。符号ブロックは、最上位ビット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）方向にビットプレーン毎に独立して符号化される。また、符号ブロックの縦横のサイズは、４から２５６までの２の冪乗で、通常は３２×３２、６４×６４、１２８×３２等の大きさが使用される。量子化係数は、ｎビットの符号付き２進数で表されており、ｂｉｔ０からｂｉｔ（ｎ−２）がＬＳＢからＭＳＢまでのそれぞれのビットを表す。なお、残りの１ビットは符号である。符号ブロックの符号化は、ＭＳＢ側のビットプレーンから順番に、以下の（ａ）〜（ｃ）に示す３種類の符号化パスによって行われる。
（ａ）ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ
（ｂ）ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔＰａｓｓ
（ｃ）ＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ
【００３０】
３つの符号化パスの用いられる順序を図６に示す。図６に示すように、先ずビットプレーン（ｎ−２）（ＭＳＢ）がＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ（以下、適宜「ＣＵパス」という。）によって符号化される。続いて、順次ＬＳＢ側に向かい、各ビットプレーンが、ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ（以下、適宜「ＳＰパス」という。）、ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔＰａｓｓ（以下、適宜「ＭＲパス」という。）、ＣＵパスの順序で用いられて符号化される。
【００３１】
但し、実際にはＭＳＢ側から何番目のビットプレーンで初めて１が出てくるかをヘッダに書き、オール０のビットプレーンは符号化しない。この順序で３種類の符号化パスを繰返し用いて符号化し、任意のビットプレーンの任意の符号化パスまでで符号化を打ち切ることにより、符号量と画質とのトレードオフを取る、すなわちレート制御を行うことができる。
【００３２】
ここで、係数の走査（スキャニング）について図７を用いて説明する。符号ブロックは、高さ４個の係数毎にストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）に分けられる。ストライプの幅は、符号ブロックの幅に等しい。スキャン順とは１個の符号ブロック内の全ての係数を辿る順番であり、符号ブロック中では上のストライプから下のストライプへの順序、各ストライプ中では左の列から右の列への順序、各列中では上から下への順序でスキャニングされる。なお、各符号化パスにおいて符号ブロック中の全ての係数がこのスキャン順で処理される。
【００３３】
以下、上述した３つの符号化パスについて説明する。
（ａ）ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ
あるビットプレーンを符号化するＳＰパスでは、８近傍の少なくとも１つの係数が有意（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）であるようなｎｏｎ−ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔな係数が算術符号化される。その符号化した係数の値が１である場合には、符号の正負が続けて算術符号化される。
【００３４】
ここでｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅとは、各係数に対して符号化器が持つ状態である。ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅの初期値は、ｎｏｎ−ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔを表す０であり、その係数で１が符号化されたときにｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔを表す１に変化し、以降常に１であり続ける。したがって、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅとは、有効桁の情報を既に符号化したか否かを示すフラグとも言える。あるビットプレーンでＳＰパスが発生すれば、以降のビットプレーンではＳＰパスは発生しない。
【００３５】
（ｂ）ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔＰａｓｓ
ビットプレーンを符号化するＭＲパスでは、ＳＰパスで符号化していないｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔな係数が算術符号化される。
【００３６】
（ｃ）ＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ
ビットプレーンを符号化するＣＵパスでは、ＳＰパスで符号化していないｎｏｎ−ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔな係数が算術符号化される。その符号化した係数の値が１である場合には、符号の正負が続けて算術符号化される。
【００３７】
なお、以上の３つの符号化パスでの算術符号化では、ケースに応じてＺＣ（ＺｅｒｏＣｏｄｉｎｇ）、ＲＬＣ（Ｒｕｎ−ＬｅｎｇｔｈＣｏｄｉｎｇ）、ＳＣ（ＳｉｇｎＣｏｄｉｎｇ）、ＭＲ（ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）が使い分けられて係数のコンテキストが選択される。そして、ＭＱ符号化と呼ばれる算術符号によって選択されたコンテキストが符号化される。このＭＱ符号化は、ＪＢＩＧ２で規定された学習型の２値算術符号である。ＭＱ符号化については、例えば、文献「ＩＳＯ／ＩＥＣＦＤＩＳ１４４９２， “Ｌｏｓｓｙ／ＬｏｓｓｌｅｓｓＣｏｄｉｎｇｏｆＢｉ−ｌｅｖｅｌＩｍａｇｅｓ”，Ｍａｒｃｈ２０００」等に記載されている。ＪＰＥＧ２０００では、全ての符号化パスで合計１９種類のコンテキストがある。
【００３８】
以上のようにしてビットプレーン符号化パス生成部１５は、符号ブロック毎の量子化係数Ｄ１４をビットプレーンに分解すると共に各ビットプレーンを３つの符号化パスに分解し、符号化パス毎に係数のコンテキストＤ１５を生成する。そして、算術符号化部１６は、このコンテキストＤ１５に対して算術符号化を施す。
【００３９】
符号化パス切り捨て部１８は、少なくとも一部の符号化パスの処理を行った後で、算術符号化部１６から供給された算術符号Ｄ１６の符号量をカウントし、目標符号量に達した時点又は達する直前に、それより後の算術符号Ｄ１６を切り捨てる。このように、目標符号量をオーバーする直前で切り捨てることにより、確実に目標符号量以内に収めることができる。符号化パス切り捨て部１８は、この切り捨て符号化パス数Ｄ１７をサブバンド量子化部１３に供給すると共に、符号量制御完了後の算術符号Ｄ１８をパケットヘッダ生成部１９及びパケット生成部２０に供給する。
【００４０】
パケットヘッダ生成部１９は、符号化パス切り捨て部１８から供給された符号量制御完了後の算術符号Ｄ１８に基づいて、符号ブロック内での付加情報、例えば符号ブロック内の符号化パスの個数や圧縮コードストリームのデータ長等をパケットヘッダＤ１９として生成し、このパケットヘッダＤ１９をパケット生成部２０に供給する。
【００４１】
パケット生成部２０は、符号量制御完了後の算術符号Ｄ１８とパケットヘッダＤ１９とを合わせてパケットＤ２０を生成し、このパケットＤ２０を符号化コードストリーム生成部２２に供給する。この際、パケット生成部２０は、図８に示すように同一のウェーブレット変換分割数であるサブバンドから個々のパケットを生成する。なお、図８から分かるように、最低域であるパケット−１は、ＬＬ成分のみを含み、それ以外のパケット−２乃至パケット−４は、ＬＨ成分，ＨＬ成分及びＨＨ成分を含む。
【００４２】
ヘッダ生成部２１は、量子化ステップサイズＤ２３等の各種パラメータ情報を入力し、ヘッダＤ２１として符号化コードストリーム生成部２２に供給する。そして、符号化コードストリーム生成部２２は、パケットＤ２０とヘッダＤ２１とを合わせて符号化コードストリームＤ２２を生成し、出力する。
【００４３】
（１−１−１）サブバンド量子化部の構成及び動作
以下、上述したサブバンド量子化部１３における処理の詳細について説明する。サブバンド量子化部１３は、図９に示すように、量子化ステップサイズ設定部３０と、デッドゾーン内係数置き換え部３１と、スカラ量子化部３２とから構成されており、符号化パス切り捨て部１８（図１）から供給された切り捨て符号化パス数Ｄ１７とスカラ量子化の量子化ステップサイズＤ２３とに基づいてデッドゾーン内の係数の置き換え処理を行い、ウェーブレット変換部１２から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２に対してスカラ量子化を施して量子化係数Ｄ１３を生成する。
【００４４】
ここで、サブバンド量子化部１３のデッドゾーン内係数置き換え部３１におけるデッドゾーン内の係数の置き換え処理には切り捨て符号化パス数Ｄ１７の情報が必要となる。そこで、画像符号化装置１０では、先ずデッドゾーン内係数置き換え処理を行わずにスカラ量子化部３２においてウェーブレット変換係数Ｄ１２を量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３で除算して量子化する。さらに符号化パス切り捨て部１８までの処理を実際に行って切り捨て符号化パス数Ｄ１７を求める。そして、この切り捨て符号化パス数Ｄ１７をサブバンド量子化部１３に入力し、再度サブバンド量子化部１３以降の処理を行う。この際、サブバンド量子化部１３は、デッドゾーン内係数置き換え部３１の処理を有効にする。
【００４５】
なお、最初のデッドゾーン内係数置き換え部３１における処理をスルーした状態で処理したデータをメモリ（図示せず）にバッファリングしておけば、デッドゾーン内係数置き換え部３１の処理を有効にした後には、バッファリングしたデータと異なるものだけを実際に処理すればよい。この結果、全体の符号化処理量の増加を抑制することができる。
【００４６】
以下では、この切り捨て符号化パス数Ｄ１７を求めた後の処理について説明する。量子化ステップサイズ設定部３０は、符号化パス切り捨て部１８（図１）から供給された切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１７とスカラ量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３とに基づいて、新たな量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ３０を算出し、この量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ３０をデッドゾーン内係数置き換え部３１に供給する。
【００４７】
この量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ３０の算出方法の一例について、図１０を用いて説明する。この図１０は、サブバンド量子化部１３で生成される量子化係数Ｄ１３を最上位ビット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）までのビットプレーンに展開した場合における各ビットプレーンの配置関係を示したものである。各符号ブロックＣＢ_０，ＣＢ_１，ＣＢ_２，ＣＢ_３に対して、最大ビットプレーン数Ｍ_ｂ、ゼロビットプレーン数Ｉ_ｃ、符号化される符号化パス数Ｎ_ｃ、及び切り捨て符号化パス数ＴＣ_ｃが図１０のように定義される。この場合、符号化される符号化パス数Ｎ_ｃは、以下の式（１）によって求められる。但し、この式（１）で算出された符号化パス数Ｎ_ｃが負になる場合は、強制的に０に置き換えられる。
【００４８】
【数１】

【００４９】
ここで、ＪＰＥＧ２０００規格では、１つのビットプレーンを符号化する際に、最上位のビットプレーンのみ１つの符号化パスを用いて符号化し、それ以外のビットプレーンは３つの符号化パスを用いて符号化することが定められているため、切り捨てビットプレーン数ＴＢ_ｃは、切り捨て符号化パス数ＴＣ_ｃを用いて以下の式（２）のように与えられる。
【００５０】
【数２】

【００５１】
量子化ステップサイズ設定部３０は、この切り捨てビットプレーン数ＴＢ_ｃとスカラ量子化の量子化ステップサイズΔ_ｂとを用いて、以下の式（３）に従って量子化ステップサイズΔを算出する。
【００５２】
【数３】

【００５３】
なお、ビットプレーン単位でまとめて符号化パスを切り捨てる場合には切り捨てビットプレーン数ＴＢ_ｃが整数となるが、符号化パス単位で符号化パスを切り捨てる場合には切り捨てビットプレーン数ＴＢ_ｃが整数とならないことがある。このような場合であっても、例えば式（２）をそのまま適用し、ｋ／３の有理数（ｋ：整数）を切り捨てビットプレーン数ＴＢ_ｃとして使用して構わない。
【００５４】
デッドゾーン内係数置き換え部３１は、ウェーブレット変換部１２（図１）から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２のうち、０に量子化する量子化区間であるデッドゾーン内の係数の一部をデッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の値に置き換え、デッドゾーンの幅と隣接量子化区間の幅との比を変更する処理を行う。具体的には、図１１に示すように、Ｄ・Δ以上であり且つΔよりも小さいウェーブレット変換係数の値をＲ・Δに置き換える。同様に、−Ｄ・Δ以下であり且つ−Δよりも大きいウェーブレット変換係数の値を−Ｒ・Δに置き換える。ここで、Ｄは０＜Ｄ≦１を満たすパラメータであり、Ｒは１≦Ｒ＜２を満たす定数である。パラメータＤは、０＜Ｄ≦１の範囲内であれば、ウェーブレット変換分割数毎、サブバンド毎、或いは特定の画像空間領域に属するウェーブレット変換係数毎に、任意に設定することが可能である。また、カラー画像で輝度や色差などコンポーネントが複数ある場合には、コンポーネント毎にパラメータＤを設定することも可能である。
【００５５】
この置き換え処理により、従来から一般的に用いられていた図１２のようなデッドゾーン付き線形量子化において、Ｄ・Δ以上であり且つΔよりも小さいウェーブレット変換係数、或いは−Ｄ・Δ以下であり且つ−Δよりも大きいウェーブレット変換係数を量子化した際の量子化値が０から１に置き換わることになる。
【００５６】
図９に戻って、スカラ量子化部３２は、デッドゾーン内係数置き換え部３１において一部の値が置き換わったウェーブレット変換係数Ｄ３１をスカラ量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３で除算して量子化し、量子化後の量子化係数Ｄ１３を出力する。
【００５７】
ここで、本実施の形態におけるサブバンド量子化部１２は、ＨＬ−１，ＬＨ−１，ＨＨ−１のような最高域のサブバンドに属するウェーブレット変換係数Ｄ１２に対してのみパラメータＤを０＜Ｄ≦１を満たす値とし、その他のサブバンドに対しては、従来の量子化特性になるようにＤ＝１とする。これにより、ＨＬ−１，ＬＨ−１，ＨＨ−１のサブバンド内のウェーブレット変換係数Ｄ１２の多くが非０値に量子化されて一種のハイパスフィルタのような効果が得られ、復号した際に復号画像中に存在する斜め線の再現性やテクスチャの鮮鋭度を向上させることができる。
【００５８】
ところで、ＪＰＥＧ２０００規格は静止画の規格であり、動画像では頻繁に存在するインタレース画像に対する十分な検討がなされていない。したがって、静止画用の技術をそのまま動画像に応用すると、劣化が目立ってしまうという欠点が露呈する。以下、具体的に説明する。
【００５９】
あるインタレースの動画シーンの１フレームを図１３に示す。これをＰＣモニタ等のプログレッシブ方式のモニタで見ると、動きのある部分にインタレースの影響が強く出て、横方向に縞模様が見える。
【００６０】
すなわち、図１４（Ａ）に示すように、丸い物体が画面中を右方向に移動する場合、インタレース画面では問題ないが、プログレッシブ画面では図１４（Ｂ）のように横方向に縞模様が見えてしまう。これはインタレース画面が奇数フィールドと偶数フィールドとで飛び越し走査を用いていることに起因している。
【００６１】
図１３に示した画像を５回ウェーブレット変換した後の各サブバンドの様子を図１５に示す。図１５から分かるように、明らかにＬＨ−１サブバンド、すなわち最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンドにおける係数のエネルギが他のサブバンドに比べて大きくなっている。一方、復号画像を５回ウェーブレット変換した後の各サブバンドの様子を図１６に示す。図１６から分かるように、動きの再現性に最も影響を及ぼすＬＨ−１サブバンドの係数の多くが０に量子化された結果、ＬＨ−１サブバンドの係数のエネルギが低下している。
【００６２】
そこで、本実施の形態におけるサブバンド量子化部１２は、入力画像がインタレース画像の場合、ＬＨ−１サブバンドのみ図１１におけるパラメータＤを０以上１未満の値に設定し、他のサブバンドは従来の量子化特性になるようにＤ＝１とする。このとき、復号画像を５回ウェーブレット変換した後の各サブバンドの様子を図１７に示す。図１７から分かるように、ＬＨ−１サブバンドで０に量子化されていた係数の多くが非０に量子化されている。この結果、復号画像を動画像として表示した場合における動きの再現性が向上する。
【００６３】
なお、上述の例では、符号化パス切り捨て部１８において、算術符号化部１６から供給された算術符号Ｄ１６の符号量をカウントし、目標符号量に達した時点又は達する直前に、それより後の算術符号Ｄ１６を切り捨てることによりレート制御を行うものとして説明したが、これに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、スカラ量子化部３２における量子化ステップサイズΔ_ｂを変更することによってもレート制御を行うことができる。この場合、算術符号化部１６の出力である算術符号Ｄ１６の符号量をカウントし、その合計符号量が目標符号量より多い場合にはスカラ量子化部３２の量子化ステップサイズΔ_ｂを大きくし、逆に目標符号量より少ない場合には量子化ステップサイズΔ_ｂを小さくするという手順を複数回試行することで、全体の符号量を目標符号量に近付けることができる。この際、切り捨て符号化パス数ＴＣｃは固定値０となる。また、この手法を動画像に適用する場合には、複数フレーム間に亘って符号量を制御すればよいため、最初のフレームでは１回だけ試行し、次フレーム以降は過去のフレームで発生した符号量を利用して現在のフレームに対する量子化ステップサイズΔ_ｂを予測して設定することも可能である。
【００６５】
また、スカラ量子化部３２における量子化ステップサイズΔ_ｂの変更と、符号化パス切り捨て部１８における符号化パスの切り捨てとを併用することも可能である。この場合、スカラ量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３は、画像領域又はウェーブレット変換係数領域で目標符号量を超える符号量が最小になるように量子化ステップサイズΔ_ｂを予測するようにしても構わない。これにより、後段のＥＢＣＯＴ部１７で符号化する符号化パス数Ｎ_ｃや切り捨て符号化パス数ＴＣ_ｃを最小限に抑え、全体の符号化処理量を削減することができる。
【００６６】
（１−１−２）変形例
上述の例では、デッドゾーン内係数置き換え部３１（図９）で切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１７を使用するため、予めスカラ量子化部３２から符号化パス切り捨て部１８（図１）までの処理を少なくとも１回実行する必要がある。しかしながら、通常のＪＰＥＧ２０００符号化処理ではＥＢＣＯＴ部１７（図１）における処理の計算負荷が最も重いため、この処理を複数回行うと全体の符号化処理量が増大してしまうという問題が発生する。
【００６７】
そこで、例えば図１８に示すようにサブバンド量子化部１３を構成し、切り捨て符号化パス数予測部３３で切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を予測することで、全体の符号化処理量を軽減することができる。このような構成のサブバンド量子化部１３では、先ずデッドゾーン内係数置き換え処理を行わずにスカラ量子化部３２においてウェーブレット変換係数Ｄ１２を量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３で除算して量子化し、この量子化係数Ｄ３２を用いて切り捨て符号化パス数予測部３３において切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を予測する。そして、量子化ステップサイズ設定部３０では、切り捨て符号化パス数予測部３３から供給された切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ３３を用いて、前述と同様にして量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ３０を設定する。
【００６８】
ここで、切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）の予測方法の一例としては、本件出願人が先に提案した特願２００２−３５０１８５の明細書及び図面に記載された技術を用いることができる。具体的には、ビットプレーン毎の量子化係数に基づいて符号量推定のための特徴量を抽出し、その特徴量に基づいてビットプレーン毎に発生する符号量を推定する。そして、この推定符号量に基づいて切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を予測する。
【００６９】
この切り捨て符号化パス数予測部３３の内部構成の一例を図１９に示す。図１９に示すように、切り捨て符号化パス数予測部３３は、符号ブロック化部４０と、ビットプレーン分解部４１と、特徴量抽出部４２と、符号量推定部４３と、初期レート制御部４４とから構成されている。
【００７０】
符号ブロック化部４０は、スカラ量子化部３２（図１８）で生成された量子化係数Ｄ３２を上述した符号ブロックに分割し、ビットプレーン分解部４１は、符号ブロック毎の量子化係数Ｄ４０をビットプレーンに分解する。
【００７１】
特徴量抽出部４２は、ビットプレーン毎の量子化係数Ｄ４１に基づいて、例えば処理対象となるビットプレーンの符号化で新規にｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔとなる量子化係数の数、すなわち処理対象のビットプレーンでの値が１で、それより上位のビットプレーンでの値が０である量子化係数の数を、全ての符号ブロックの各ビットプレーンについて求め、これを特徴量Ｄ４２として符号量推定部４３に供給する。
【００７２】
符号量推定部４３は、特徴量抽出部４２から供給された特徴量Ｄ４２に基づいて、後述する手法によりビットプレーン毎に発生する符号量を推定し、推定符号量Ｄ４３を初期レート制御部４４に供給する。
【００７３】
初期レート制御部４４は、符号量推定部４３から供給された推定符号量Ｄ４３を符号化パス毎に順次加算し、初期目標符号量に達した時点でそれより後の符号化パスを切り捨てる。そして、初期レート制御部４４は、各符号ブロック毎の切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ３３を上述した量子化ステップサイズ設定部３０（図１８）に供給する。
【００７４】
以下、切り捨て符号化パス数予測部３３の特徴量抽出部４２、符号量推定部４３及び初期レート制御部４４における処理をさらに詳細に説明する。ここで、便宜上、各符号ブロックにＩＤとなる番号を定義し、この番号順に処理を行うものとする。ここでは、低域のサブバンドから高域のサブバンドの順に、同じサブバンド内ではラスタスキャン順に番号を定義する。
【００７５】
なお、同じウェーブレット変換分割数であるＨＬサブバンドとＬＨサブバンドとについては、図２０（Ａ）に示すようにＨＬサブバンドを優先させるようにしてもよく、図２０（Ｂ）に示すようにＬＨサブバンドを優先させるようにしてもよい。
【００７６】
また、カラー画像などでコンポーネントが複数ある場合にも、同様にして全てのコードブロックにＩＤとなる番号を定義する。この際、コンポーネントが輝度と色差とからなる場合には、輝度のコンポーネントを優先させて番号を定義する。
【００７７】
また、各符号ブロックについては、最上位ビット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）方向に処理を行うものとする。ここで、量子化係数を２進数表現した際の桁数は、一般にサブバンド毎に異なる。そこで、以下では、全サブバンドで最大の桁数をＭＡＸ＿ＢＰとしたとき、桁数がＭＡＸ＿ＢＰ未満であるコードブロックは最上位ビット（ＭＳＢ）側に０を埋めて桁数をＭＡＸ＿ＢＰとし、最下位ビット（ＬＳＢ）側からのビット位置を合わせるものとする。
【００７８】
先ず、特徴量抽出部４２における特徴量抽出処理の一例を、図２１のフローチャートに示す。始めにステップＳ１において、ｃｂ＝０とセットする。これは、最初に処理する符号ブロックの符号ブロック番号ｃｂが０であることを示す。
【００７９】
次にステップＳ２において、その符号ブロックの全ての量子化係数ｓについてＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ［ｓ］を「０」に初期化する。ここで、Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ［ｓ］は、量子化係数ｓがｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔであれば「１」、ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔでなければ「０」をとる変数である。どの量子化係数も始めはｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔでないため「０」に初期化する。また、ステップＳ２では、さらにｂｐ＝０とセットする。これは、最初に処理するビットプレーンのビットプレーン番号ｂｐが０であることを示す。ここで、ビットプレーン番号ｂｐは、最上位ビット（ＭＳＢ）側から０，１，２・・・ＭＡＸ＿ＢＰ−１と付けてあるものとする。
【００８０】
続いてステップＳ３において、ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］を０に初期化する。ここで、ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］は、符号ブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンの符号化で新規にｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔとなる量子化係数の数を計数するカウンタである。
【００８１】
ステップＳ４では、符号ブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンにおける未処理の量子化係数ｓを１つ選び、ステップＳ５では、Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ［ｓ］が「０」であり、且つ量子化係数ｓのｂｐ番目の係数が１であるか否かを判別する。ここで、Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ［ｓ］が「０」であり、且つ量子化係数ｓのｂｐ番目の係数が１である場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６においてＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ［ｓ］を１に更新し、ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］に１を加える。一方、そうでない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ７に進む。
【００８２】
ステップＳ７では、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンにおいて未処理の量子化係数ｓがあるか否かを判別し、未処理の量子化係数ｓがある場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４に戻り、そうでない場合（Ｎｏ）にはステップＳ８に進み、ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］の値を出力する。この値が符号ブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンにおける特徴量Ｄ４２であり、特徴量抽出部４２から符号量推定部４３に供給される。
【００８３】
ステップＳ９では、符号ブロック番号ｃｂの符号ブロックにおいて未処理のビットプレーンがあるか否かを判別し、未処理のビットプレーンがある場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０でｂｐに１を加えてステップＳ３に戻り、そうでない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１１に進む。
【００８４】
ステップＳ１１では、未処理の符号ブロックがあるか否かを判別し、未処理の符号ブロックがある場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２でｃｂに１を加えてステップＳ２に戻り、そうでない場合（Ｎｏ）には特徴量抽出処理を終了する。
【００８５】
特徴量抽出部４２は、以上のような処理を行うことで、全ての符号ブロックの各ビットプレーンで新規にｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔとなる量子化係数の数を計数し、この数を特徴量Ｄ４２として符号量推定部４３に供給する。
【００８６】
なお、以上の説明では、符号ブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンにおいて新規にｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔとなる量子化係数の数、すなわちそのビットプレーンにおける値が１で、それより上位のビットプレーンにおける値が０である量子化係数の数をＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］として計数し、これを特徴量Ｄ４２としたが、これに限定されるものではない。
【００８７】
例えば、符号ブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンにおいてｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔである量子化係数の数、すなわちそのビットプレーン以上の少なくとも１つのビットプレーンでの値が１である量子化係数の数をＣｏｕｎｔＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］とすると、このＣｏｕｎｔＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］は、以下の式（４）、（５）を満たす。
【００８８】
【数４】

【００８９】
すなわち、ＣｏｕｎｔＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］とＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］とは、何れか一方を求めれば他方を算出することができるため、上述したＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］の代わりにＣｏｕｎｔＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］を特徴量Ｄ４２として用いることができる。
【００９０】
次に、符号量推定部４３及び初期レート制御部４４における処理の一例を、図２２のフローチャートに示す。始めにステップＳ２０において、処理する符号化パスの符号化パス番号ｃｐを０に、符号量の総和ＴｏｔａｌＢｉｔｓを０に、それぞれ初期化する。ここで、符号化パス番号ｃｐは、ｂｐ＝０のビットプレーンが０であり、ｂｐ＝１以降は各ビットプレーンについてＳＰパス、ＭＲパス、ＣＵパスの順に、１，２，３・・・と付けてあるものとする。
【００９１】
次にステップＳ２１において、処理する符号ブロックの符号ブロック番号ｃｂを０に初期化すると共に、以下の式（６）に従って現在のビットプレーン番号ｂｐを求める。なお、式（６）において、除算結果の小数部は切り捨てるものとする。
【００９２】
【数５】

【００９３】
続いてステップＳ２２において、ビットプレーン番号ｂｐが０であるか否かを判別する。ここで、ビットプレーン番号ｂｐが０である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ２３においてＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］を０とする。このＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］は、コードブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐのビットプレーンにおいて、ＭＲパスで符号化される量子化係数の数を示す。一方、ビットプレーン番号ｂｐが０でなく（Ｎｏ）、符号化パス番号ｃｐを３で除算した余りが１である場合、すなわち各ビットプレーンの最初の符号化パスである場合には、ステップＳ２４において以下の式（７）に従ってＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］を求める。ここで、式（７）においてｃｐ％３はｃｐを３で除算したときの余りを示す。
【００９４】
【数６】

【００９５】
続いてステップＳ２５において、以下の式（８）乃至式（１０）に従って、符号ブロック番号ｃｂ、ビットプレーン番号ｂｐ、符号化パス番号ｃｐの符号化パスの符号化で発生する符号量Ｂｉｔｓを求め、符号量の総和ＴｏｔａｌＢｉｔｓにこの符号量Ｂｉｔｓを加える。
【００９６】
【数７】

【００９７】
すなわち、符号化パス番号ｃｐを３で除算した余りが２である場合、すなわち、ＭＲパスである場合には、式（８）に示すように、ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］に定数ＲａｔｉｏＭＲを乗算した値が推定される符号量Ｂｉｔｓとなる。ＭＲパスは、既にｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔである係数についての符号化である。すなわち、そのビットプレーンよりも上位のビットプレーンで１が現れているため、そのビットプレーンで０と１の何れを取るかの確率に偏りは少ない。１／２の確率で起こることを符号化するのに必要な符号量なので、定数ＲａｔｉｏＭＲの値は、ほぼ１となる。
【００９８】
また、ＳＰパス及びＣＵパスで発生する符号量はＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］×ＲａｔｉｏＮｅｗＳｉｇである。ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］は、まだｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔでない量子化係数で次に符号化するビットプレーンの係数が１である量子化係数の数である。これは起こる確率が少ないため発生符号量は多くなる。そこで、右辺第２項の定数ＲａｔｉｏＭＲとは異なる定数ＲａｔｉｏＮｅｗＳｉｇを掛けて、符号量の推定値とする。
【００９９】
ここで、符号ブロックの量子化係数の数をＣｏｕｎｔＡｌｌとしたとき、ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］／ＣｏｕｎｔＡｌｌが大きいほどＳＰパスで発生する符号量の割合が高くなり、ＣＵパスで発生する符号量の割合が低くなる。これは、ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］／ＣｏｕｎｔＡｌｌが大きいということはｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔな係数の数が多いということであり、８近傍にｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔな係数が少なくとも１つあるというＳＰパスの符号化条件が満たされやすくなるためである。
【０１００】
そこで、符号化パス番号ｃｐを３で除算した余りが１である場合、すなわち、ＳＰパスである場合には、ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］／ＣｏｕｎｔＡｌｌをＳＰパスで発生する符号量の割合に変換する関数ＲａｔｉｏＳＰＦｕｎｋ（ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］／ＣｏｕｎｔＡｌｌ）を用いて、式（９）に示すように、ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］×ＲａｔｉｏＮｅｗＳｉｇにＲａｔｉｏＳＰＦｕｎｋ（ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］／ＣｏｕｎｔＡｌｌ）を乗算した値が推定される符号量Ｂｉｔｓとなる。
【０１０１】
一方、符号化パス番号ｃｐを３で除算した余りが０である場合、すなわち、ＣＵパスである場合には、式（１０）に示すように、ＣｏｕｎｔＮｅｗＳｉｇ［ｃｂ］［ｂｐ］×ＲａｔｉｏＮｅｗＳｉｇに１−ＲａｔｉｏＳＰＦｕｎｋ（ＣｏｕｎｔＭＲ［ｃｂ］［ｂｐ］／ＣｏｕｎｔＡｌｌ）を乗算した値が推定される符号量Ｂｉｔｓとなる。
【０１０２】
ステップＳ２６では、符号量の総和ＴｏｔａｌＢｉｔｓが初期目標符号量以上であるか否かを判別する。ここで、符号量の総和ＴｏｔａｌＢｉｔｓが初期目標符号量以上である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３１に進み、その時点での符号ブロック番号ｃｂと符号化パス番号ｃｐとから符号ブロック毎の切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を求め、この切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を出力して処理を終了する。具体的には、符号ブロック番号ｃｂがｃｂ未満の符号ブロックでは、符号化パス番号ｃｐがｃｐ＋１以上である符号化パスの数を切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）として出力し、符号ブロック番号ｃｂがｃｂ以上の符号ブロックでは、符号化パス番号ｃｐがｃｐ以上である符号化パスの数を切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）として出力する。一方、符号量の総和ＴｏｔａｌＢｉｔｓが初期目標符号量未満である場合（Ｎｏ）にはステップＳ２７に進む。
【０１０３】
ステップＳ２７では、未処理の符号ブロックがあるか否かを判別し、未処理の符号ブロックがある場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ２８でｃｂに１を加えてステップＳ２２に戻り、そうでない場合（Ｎｏ）にはステップＳ２９に進む。
【０１０４】
ステップＳ２９では、符号ブロック番号ｃｂの符号ブロックにおいて未処理の符号化パスがあるか否かを判別し、未処理の符号化パスがある場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３０でｃｐに１を加えてステップＳ２１に戻り、そうでない場合（Ｎｏ）にはステップＳ３１に進み、その時点での符号ブロック番号ｃｂと符号化パス番号ｃｐとから符号ブロック毎の切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を求め、この切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を出力して処理を終了する。
【０１０５】
以上のような処理を行うことで、符号量推定部４３及び初期レート制御部４４は、特徴量抽出部４２から供給された特徴量Ｄ４２に基づいて符号化パス毎の推定符号量を求め、この推定符号量を上述した順序で順次加算し、初期目標符号量に達した時点で加算を停止する。そして、加算を停止した時点のコードブロック番号ｃｂと符号化パス番号ｃｐとから符号ブロック毎の切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を求め、この切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ３３を量子化ステップサイズ設定部３０（図１８）に供給する。これにより、ＥＢＣＯＴ部１７（図１）における処理を行うことなく切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）を求めることができ、全体の符号化処理量を削減することができる。
【０１０６】
（１−２）画像復号装置の構成及び動作
次に第１の実施の形態における画像復号装置の概略構成を図２３に示す。図２３に示すように、第１の実施の形態における画像復号装置５０は、符号化コードストリーム分解部５１と、パケット分解部５２と、ヘッダ解析部５３と、パケットヘッダ解析部５４と、復号ブロック化部５５と、算術復号部５６と、ビットプレーン復号パス生成部５７と、適応逆量子化部５９と、ウェーブレット逆変換部６０と、ＤＣレベル逆シフト部６１とから構成されている。ここで、算術復号部５６とビットプレーン復号パス生成部５７とにより、ＥＢＣＯＴ復号部５８が構成される。
【０１０７】
符号化コードストリーム分解部５１は、入力した符号化コードストリームＤ５０をパケットＤ５１とヘッダＤ５２とに分解し、パケットＤ５１をパケット分解部５２に供給すると共に、ヘッダＤ５２をヘッダ解析部５３に供給する。
【０１０８】
パケット分解部５２は、パケットＤ５１を中身のパケット本体Ｄ５３とパケットヘッダＤ５４とに分解する。なお、パケット本体Ｄ５３には、実際の符号化コードストリームが書き込まれている。パケット分解部５２は、パケット本体Ｄ５３を復号ブロック化部５５に供給すると共に、パケットヘッダＤ５４をパケットヘッダ解析部５４に供給する。
【０１０９】
ヘッダ解析部５３は、ヘッダＤ５２を解析してスカラ逆量子化の量子化ステップサイズＤ５５を適応逆量子化部５９に供給する。
【０１１０】
パケットヘッダ解析部５４は、パケットヘッダＤ５４を解析し、例えば符号ブロック内の符号化パスの個数や符号化パスの発生符号量、ゼロビットプレーン数等の符号化パスの情報Ｄ５６をビットプレーン復号パス生成部５７及び適応逆量子化部５９に供給する。また、パケットヘッダ解析部５４は、符号ブロックの位置情報Ｄ５７を復号ブロック化部５５に供給する。
【０１１１】
復号ブロック化部５５は、符号ブロック毎の符号化コードストリームＤ５８を算術復号部５６に供給する。
【０１１２】
算術復号部５６は、符号ブロック毎の符号化コードストリームＤ５８を算術復号して係数情報Ｄ５９を生成し、ビットデモデリング処理を行うビットプレーン復号パス生成部５７は、係数情報Ｄ５９からビットプレーン単位のバイナリデータを復元する。これは、実際には量子化係数Ｄ６０になっている。ビットプレーン復号パス生成部５７は、この量子化係数Ｄ６０を適応逆量子化部５９に供給する。
【０１１３】
適応逆量子化部５９は、量子化係数Ｄ６０の値が１の場合とそれ以外の場合とで適応的な逆量子化処理を行い、量子化復号値をウェーブレット変換係数Ｄ６１として出力する。なお、この適応逆量子化部５９における処理の詳細は後述する。
【０１１４】
ウェーブレット逆変換部６０は、ウェーブレット変換係数Ｄ６１を逆変換して復号画像Ｄ６２を生成し、この復号画像Ｄ６２をＤＣレベル逆シフト部６１に供給する。
【０１１５】
ＤＣレベル逆シフト部６１は、画像符号化装置１０においてＤＣレベルシフト処理が施されていた場合に復号画像Ｄ６２に対して逆シフト処理を行い、最終的な復号画像Ｄ６３を出力する。
【０１１６】
（１−２−１）適応逆量子化部の構成及び動作
以下、上述した適応逆量子化部５９における処理の詳細について説明する。適応逆量子化部５９は、図２４に示すように、切り捨て符号化パス数算出部７０と、量子化ステップサイズ設定部７１と、量子化復号パラメータ選択部７２と、量子化復号パラメータテーブル７３と、逆量子化部７４とから構成されており、ヘッダ解析部５３から供給されたスカラ逆量子化の量子化ステップサイズＤ５５とパケットヘッダ解析部５４から供給された符号化パスの情報Ｄ５６とに基づいて、ビットプレーン復号パス生成部５７から供給された量子化係数Ｄ６０に対して逆量子化を施してウェーブレット変換係数Ｄ６１を生成する。
【０１１７】
切り捨て符号化パス数算出部７０は、前述と同様に、スカラ逆量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ５５と符号化パスの情報Ｄ５６とに基づいて切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ７０を算出し、この切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ７０を量子化ステップサイズ設定部７１に供給する。また、量子化ステップサイズ設定部７１は、前述と同様に、スカラ逆量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ５５と切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ７０とに基づいて、量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ７１を求め、この量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ７１を量子化復号パラメータ選択部７２及び逆量子化部７４に供給する。
【０１１８】
量子化復号パラメータ選択部７２は、量子化係数Ｄ６０の値が１の場合とそれ以外の場合とで異なる量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ７３を設定し、この量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ７３を逆量子化部７４に供給する。
【０１１９】
ここで、前述した画像符号化装置１０では、図１１のＤ・Δ 以上２・Δ未満の範囲のウェーブレット変換係数は１に量子化される。通常の復号処理では、量子化復号パラメータｒとして量子化区間の中央値である０．５を採用することが多いが、この場合には結果的に値の大きい方に量子化復号値がずれることになる。特に、高域サブバンドのウェーブレット変換係数に対して上記処理を行った場合、量子化係数の生起確率分布がラプラス分布に従うため、通常の復号処理では大きな画質劣化を伴ってしまう。したがって、量子化復号パラメータ選択部７２は、量子化係数Ｄ６０が１である場合の量子化復号パラメータｒを０．５よりも小さい値に設定することで、量子化誤差を削減し、画質劣化を防止する。
【０１２０】
具体的に、量子化復号パラメータ選択部７２は、量子化係数Ｄ６０の値が１である場合、量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ７１の大きさに応じて量子化復号パラメータテーブル７３のインデックスＤ７２を選択する。そして量子化復号パラメータ選択部７２は、このインデックスＤ７２で示される量子化復号パラメータ（ｒ）を量子化復号パラメータテーブル７３から読み出し、逆量子化部７４に供給する。ここで、量子化復号パラメータテーブル７３には、０．５よりも小さい複数の量子化復号パラメータ値ｒとそれに対応するインデックスとが記載されており、量子化復号パラメータ選択部７２は、量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ７１の大きさが小さいほど量子化復号パラメータ値が０．５に近くなるようにインデックスＤ７２を選択する。一方、量子化係数Ｄ６０の値が１以外の場合、量子化復号パラメータ選択部７２は、量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ７３として、デフォルト値である０．５を逆量子化部７４に供給する。
【０１２１】
逆量子化部７４は、量子化係数（Ｑ_ｃ）Ｄ６０と量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ７３と量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ７１とを用いて、以下の式（１１）に従って量子化復号値ＩＱ_ｃを算出し、この量子化復号値ＩＱ_ｃをウェーブレット変換係数Ｄ６１として出力する。
【０１２２】
【数８】

【０１２３】
以上説明したように、第１の実施の形態における画像符号化装置１０によれば、０に量子化していたウェーブレット変換係数が１に量子化されるようにウェーブレット変換係数の置き換えを行うことにより、例えば静止画像やプログレッシブ画像の高域サブバンドに対して適用した場合には、復号画像中に存在する斜め線の再現性やテクスチャの鮮鋭度を向上させることができ、インタレース画像のＬＨ−１サブバンドに適用した場合には、動きの再現性を向上させることができる。特に、低ビットレート時において０近傍の値に量子化される微小な振幅値を持った領域、例えば顔のしわや岩の質感などの再現性を向上させることができる。
【０１２４】
また、第１の実施の形態における画像復号装置５０によれば、量子化係数の値が１の場合には、量子化復号パラメータｒを量子化区間の中央値である０．５よりも小さい値に設定し、この量子化復号パラメータｒを逆量子化に用いることにより、量子化誤差を削減し、画質劣化を防止することができる。
【０１２５】
なお、通常の符号化処理で生成された符号化コードストリームに対してこのような復号処理を適用した場合であっても、量子化係数が１となる量子化区間ではラプラス分布に近い生起確率になっていることが多いため、復号画像上では大きな画質劣化を伴いにくい。つまり、第１の実施の形態における画像復号装置７０は、画像符号化装置１０で符号化された符号化コードストリームと通常の符号化コードストリームとの両者に対して用いることが可能である。
【０１２６】
（２）第２の実施の形態
（２−１）画像符号化装置の構成及び動作
次に第２の実施の形態として図２５に示す画像符号化装置９０は、基本構造を図１に示した画像符号化装置１０と同様とするが、サブバンド量子化部１３がスカラ量子化部９１のみで構成され、量子化復号値設定部９２と量子化復号パラメータ符号化部９３とが追加されている点に特徴を有している。したがって、先に図１に示した画像符号化装置１０と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略し、以下では主としてスカラ量子化部９１、量子化復号値設定部９２及び量子化復号パラメータ符号化部９３について説明する。
【０１２７】
スカラ量子化部９１は、ウェーブレット変換部１２から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２を量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３で除算して量子化し、量子化係数Ｄ９０を符号ブロック化部１４に供給する。
【０１２８】
量子化復号値設定部９２は、ウェーブレット変換部１２から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２と、符号ブロック化部１４から供給された符号ブロック毎の量子化係数Ｄ１４と、符号化パス切り捨て部１８から供給された切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１７と、量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３とに基づいて最小の量子化誤差を与える量子化復号値を探索し、その量子化復号値を与える量子化復号パラメータＤ９１を量子化復号パラメータ符号化部９３に供給する。
【０１２９】
この量子化復号値設定部９２の詳細な構成を図２６に示す。図２６に示すように、量子化復号値設定部９２は、符号ブロック化部１００と、量子化ステップサイズ設定部１０１と、量子化復号値算出部１０２と、量子化復号パラメータテーブル１０３と、量子化誤差算出部１０４と、量子化復号パラメータ設定部１０５とから構成されている。
【０１３０】
符号ブロック化部１００は、ウェーブレット変換部１２から供給されたウェーブレット変換係数Ｄ１２を符号ブロック単位に分割し、符号ブロック変換係数Ｄ１００を量子化誤差算出部１０４に供給する。
【０１３１】
量子化ステップサイズ設定部１０１は、前述と同様に、スカラ逆量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ２３と符号化パス切り捨て部１７から供給された切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１７とに基づいて量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１０１を求め、この量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１０１を量子化復号値算出部１０２及び量子化復号パラメータテーブル１０３に供給する。
【０１３２】
量子化復号値算出部１０２は、量子化復号パラメータテーブル１０３から複数のパラメータ候補値（ｒ_ｎ，０≦ｒ_ｎ＜１）のうちの１つを読み出し、読み出したパラメータ候補値Ｄ１０２と量子化ステップサイズ設定部１０１から供給された量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１０１とに基づいて、以下の式（１２）に従って量子化復号値（ＩＱ_ｃ，ｎ）Ｄ１０３を算出する。量子化復号値算出部１０２は、この量子化復号値Ｄ１０３を量子化誤差算出部１０４に供給する。
【０１３３】
【数９】

【０１３４】
ここで、量子化復号パラメータテーブル１０３は、各量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１０１及び各量子化係数（Ｑ_ｃ）Ｄ１４の大きさに応じて定義され、パラメータ候補値ｒ_ｎは０以上１未満の値である。さらに、そのパラメータ候補値ｒ_ｎの数は、量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１０１の大きさが小さいほど、また各量子化係数（Ｑ_ｃ）Ｄ１４の値が大きいほど少なくする。これは、量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１０１が小さいほど、また量子化係数（Ｑ_ｃ）Ｄ１４の値が大きいほど、量子化区間内の生起確率が一様分布に近づき、パラメータ候補値ｒ_ｎの数を多くする効果が低減するためである。
【０１３５】
量子化誤差算出部１０４は、量子化復号値Ｄ１０３と符号ブロック変換係数Ｄ１００との量子化誤差Ｄ１０４を算出し、この量子化誤差Ｄ１０４を量子化復号パラメータ設定部１０５に供給する。なお、量子化誤差の評価規範は、２乗誤差や絶対値誤差などを用いることができる。
【０１３６】
以上の処理を、量子化復号パラメータテーブル１０３の全てのパラメータ候補値ｒ_ｎについて実行し、量子化復号パラメータ設定部１０５は、最小の量子化誤差を与える量子化復号パラメータＤ１０５を量子化復号パラメータテーブル１０３から読み出して、最終的な量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ９１として出力する。
【０１３７】
この量子化復号パラメータの探索処理について、図２７のフローチャートを用いて説明する。先ずステップＳ４０において、初期設定として最小量子化誤差Ｅ_ｍｉｎを無限大とする。また、パラメータ候補値ｒ_ｎをｒ_０，…，ｒ_Ｍ−１のＭ個とし、さらにパラメータｋをｋ＝０とする。
【０１３８】
次にステップＳ４１において、パラメータ候補値ｒ_ｋのときの量子化誤差Ｅ_ｋを算出し、続くステップＳ４２において、量子化誤差Ｅ_ｋがＥ_ｍｉｎ未満であるか否かが判別される。ここで、量子化誤差Ｅ_ｋがＥ_ｍｉｎ未満である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ４３でＥ_ｍｉｎ＝Ｅ_ｋ、ｒ＝ｒ_ｋと更新し、ステップＳ４４に進む。一方、量子化誤差Ｅ_ｋがＥ_ｍｉｎ以上である場合（Ｎｏ）にはステップＳ４４に進む。
【０１３９】
ステップＳ４４では、ｋが１インクリメントされ、ステップＳ４５では、ｋがＭよりも大きいか否か、すなわち全てのパラメータ候補値ｒ_ｎについて量子化誤差Ｅ_ｎを算出したか否かが判別される。ここで、ｋがＭ以下である場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４１に戻って残りのパラメータ候補値ｒ_ｎについて量子化誤差Ｅ_ｎを算出し、ｋがＭよりも大きい場合（Ｎｏ）には、ｒを量子化復号パラメータと決定して処理を終了する。
【０１４０】
図２５に戻って量子化復号パラメータ符号化部９３は、量子化復号値設定部９２から供給された量子化復号パラメータＤ９１を符号化し、その符号データＤ９２を符号化コードストリーム生成部２２に供給する。ここで、量子化復号パラメータ間に相関がある場合、既に符号化された隣接する量子化復号パラメータとの差分をエントロピー符号化し、符号データを符号化コードストリーム生成部２２に供給する。
【０１４１】
なお、量子化誤差の値は、ある範囲のデータ領域を対象にした量子化誤差の和で定義されるが、その範囲は画像領域上のプリシンクト（Ｐｒｅｃｉｎｃｔ）と呼ばれる矩形領域毎、コンポーネント毎、ウェーブレット変換レベル毎、サブバンド毎、或いは符号ブロック毎の何れも指定可能である。この場合、量子化復号パラメータもそのデータ領域毎に定義されるため、量子化復号パラメータ符号化部は、データ領域がどのように定義されているかを示す付加情報をさらに符号化し、符号データを符号化コードストリーム生成部２２に供給する。
【０１４２】
符号化コードストリーム生成部２２は、ＪＰＥＧ２０００規格のＣＯＭマーカと呼ばれるユーザが使用可能なデータ領域にその符号データを埋め込む。このようにＣＯＭマーカに埋め込むことにより、第２の実施の形態における符号化コードストリームを想定していないＪＰＥＧ２０００規格準拠の画像復号装置でも復号処理が可能となる。
【０１４３】
（２−２）画像復号装置の構成及び動作
次に第２の実施の形態における画像復号装置の概略構成を図２８に示す。図２８に示す画像復号装置１１０は、基本構造を図２３に示した画像復号装置５０と同様とするが、適応逆量子化部１１２における処理内容が変わり、量子化復号パラメータ復号部１１１が追加されている点に特徴を有している。したがって、先に図２３に示した画像復号装置５０と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略し、以下では主として量子化復号パラメータ復号部１１１と適応逆量子化部１１２とについて説明する。
【０１４４】
量子化復号パラメータ復号部１１１は、ＪＰＥＧ２０００規格のＣＯＭマーカ内の量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ１１０を予め規定された方法で復号し、復号した量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ１１１を適応逆量子化部に供給する。
【０１４５】
適応逆量子化部１１２は、ヘッダ解析部５３から供給されたスカラ逆量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ５５とパケットヘッダ解析部５４から供給された符号化パスの情報Ｄ５６と、量子化復号パラメータ復号部１１１から供給された量子化復号パラメータＤ１１１とに基づいて、ビットプレーン復号パス生成部５７から供給された量子化係数Ｄ６０に対して逆量子化を施してウェーブレット変換係数Ｄ１１２を生成する。
【０１４６】
この適応逆量子化部１１２の詳細な構成を図２９に示す。図２９に示すように、適応逆量子化部１１２は、切り捨て符号化パス数算出部１２０と、量子化ステップサイズ設定部１２１と、逆量子化部１２３とから構成されている。
【０１４７】
切り捨て符号化パス数算出部１２０は、前述と同様に、スカラ逆量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ５５と符号化パスの情報Ｄ５６とに基づいて切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１２０を算出し、この切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１２０を量子化ステップサイズ設定部１２１に供給する。また、量子化ステップサイズ設定部１２１は、前述と同様に、スカラ逆量子化の量子化ステップサイズ（Δ_ｂ）Ｄ５５と切り捨て符号化パス数（ＴＣ_ｃ）Ｄ１２０とに基づいて量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１２１を求め、この量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１２１を逆量子化部１２３に供給する。
【０１４８】
逆量子化部１２３は、量子化係数（Ｑ_ｃ）Ｄ６０と量子化復号パラメータ（ｒ）Ｄ１１１と量子化ステップサイズ（Δ）Ｄ１２１とを用いて、前述と同様にして量子化復号値ＩＱ_ｃを算出し、この量子化復号値ＩＱ_ｃをウェーブレット変換係数Ｄ１１２として出力する。
【０１４９】
以上説明したように、第２の実施の形態における画像符号化装置９０及び画像復号装置１１０によれば、量子化誤差が最小となるように符号化側で量子化復号値を適応的に選択し、この量子化復号値を与える量子化復号パラメータを符号化して符号化コードストリームに含め、復号側においてこの量子化復号パラメータを逆量子化に用いるようにすることで、量子化誤差を低減し、画質を大きく改善することができる。
【０１５０】
ここで、通常の量子化復号値の設定方法では、全ての符号ブロックで同一の手法を用いているが、量子化区間内の生起確率分布が一様分布から離れる分布になるほど量子化誤差が大きくなる。特に、低ビットレート符号化時では量子化ステップサイズが大きくなり、結果的に０近傍の値に量子化される割合が大きくなる。このとき、０近傍の量子化区間内の生起確率分布が図３０に示すようなラプラス分布に近付き、量子化誤差が大きくなるが、上述したように量子化誤差が最小となるように量子化復号値を選択することで、量子化誤差が低減され、画質を大きく改善することができる。
【０１５１】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る画像符号化装置及びその方法は、入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、この符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、このビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成することにより符号化コードストリームを生成するものであり、上記量子化の際には、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比を可変に設定する。
【０１５３】
このような画像符号化装置及びその方法によれば、例えば最高域のサブバンドにおけるデッドゾーンの幅を狭めるように、或いは入力画像がインタレース画像の場合に、最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンドにおけるデッドゾーンの幅を狭めるように、デッドゾーンの幅と隣接量子化区間の幅との比を設定することにより、復号画像中に存在する斜め線の再現性やテクスチャの鮮鋭度を向上させたり、インタレース画像の動きの再現性を向上させたりすることができる。
【０１５４】
また、本発明に係る画像復号装置及びその方法は、上記のようにして生成された符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元するものであり、上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解し、上記算術符号を復号し、上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを復元し、上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元し、この符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成し、このサブバンド毎の量子化係数を逆量子化し、上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元する。ここで、符号化側における量子化の際には、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が可変に設定されており、上記逆量子化の際には、値が１である量子化係数の量子化復号値を可変に設定する。
【０１５５】
このような画像復号装置及びその方法によれば、例えば符号化側において最高域のサブバンドにおけるデッドゾーンの幅を狭めるようにデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が設定されている場合に、値が１である量子化係数の量子化復号値を隣接量子化区間の中央値よりも小さな値に設定することにより、量子化誤差を削減し、画質劣化を防止することができる。
【０１５６】
また、本発明に係る画像符号化装置及びその方法は、入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、この符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、このビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、上記量子化によって生成された各量子化係数に対して、量子化誤差が最小となる量子化復号値を探索し、該量子化誤差が最小となる量子化復号値を与えるパラメータ情報を決定して符号化し、算術符号化によって生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成し、さらに符号化された上記パラメータ情報を付加することにより符号化コードストリームを生成するものである。
【０１５７】
また、本発明に係る画像復号装置及びその方法は、上記のようにして生成された符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元するものであり、上記入力符号化コードストリームに含まれる上記パラメータ情報を復号し、上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解し、上記算術符号を復号し、上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに復元し、この最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元し、上記符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成し、上記パラメータ情報に基づいて上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化し、上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元するものである。
【０１５８】
このような画像符号化装置及びその方法、並びに画像復号装置及びその方法によれば、量子化誤差が最小となるように符号化側で量子化復号値を適応的に選択し、この量子化復号値を与える量子化復号パラメータを符号化して符号化コードストリームに含め、復号側においてこの量子化復号パラメータを逆量子化に用いるようにすることで、量子化誤差を低減し、画質を大きく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における画像符号化装置の概略構成を説明する図である。
【図２】３回ウェーブレット変換した場合のサブバンドを説明する図である。
【図３】実際の画像をウェーブレット変換した場合のサブバンドを示す図であり、同図（Ａ）は、１回ウェーブレット変換した例を示し、同図（Ｂ）は、３回ウェーブレット変換した例を示す。
【図４】符号ブロックとサブバンドとの関係を説明する図である。
【図５】ビットプレーンを説明する図であり、同図（Ａ）は、計１６個の係数から成る量子化係数を示し、同図（Ｂ）は、係数の絶対値のビットプレーンを示し、同図（Ｃ）は、符号のビットプレーンを示す。
【図６】符号ブロック内の符号化パスの処理手順を説明する図である。
【図７】符号ブロック内の係数のスキャン順序を説明する図である。
【図８】同画像符号化装置で生成されるパケットを説明する図である。
【図９】同画像符号化装置におけるサブバンド量子化部の内部構成の一例を説明する図である。
【図１０】量子化ステップサイズ（Δ）の算出方法の一例を説明する図である。
【図１１】同サブバンド量子化部における量子化特性を示す図である。
【図１２】従来の量子化特性を示す図である。
【図１３】インタレース画像の一例を説明する図である。
【図１４】インタレース画像における被写体画像の見え方を説明する図であり、同図（Ａ）は、物体が画面中を右方向に移動する場合を示し、同図（Ｂ）は、プログレッシブ画面における当該物体の見え方を示す。
【図１５】図１３のインタレース画像を５回ウェーブレット変換した場合のサブバンドを示す図である。
【図１６】復号画像を５回ウェーブレット変換した場合のサブバンドを示す図である。
【図１７】デッドゾーン内の係数を置き換えた復号画像を５回ウェーブレット変換した場合のサブバンドを示す図である。
【図１８】同サブバンド量子化部の内部構成の他の例を説明する図である。
【図１９】同サブバンド量子化部の切り捨て符号化パス数予測部の内部構成の一例を説明する図である。
【図２０】各符号ブロックのＩＤを説明する図であり、同図（Ａ）は、ＬＨサブバンドよりもＨＬサブバンドを優先させる例を示し、同図（Ｂ）は、ＨＬサブバンドよりもＬＨサブバンドを優先させる例を示す。
【図２１】同切り捨て符号化パス数予測部の特徴量抽出部での特徴量抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図２２】同切り捨て符号化パス数予測部の符号量推定部及び初期レート制御部での処理の一例を説明するフローチャートである。
【図２３】第１の実施の形態における画像復号装置の概略構成を説明する図である。
【図２４】同画像復号装置における適応逆量子化部の内部構成の一例を説明する図である。
【図２５】第２の実施の形態における画像符号化装置の概略構成を説明する図である。
【図２６】同画像符号化装置における量子化復号値設定部の内部構成の一例を説明する図である。
【図２７】同量子化復号値設定部における量子化復号パラメータの探索処理を説明するフローチャートである。
【図２８】第２の実施の形態における画像復号装置の概略構成を説明する図である。
【図２９】同画像復号装置における適応逆量子化部の内部構成の一例を説明する図である。
【図３０】０近傍の量子化区間内の生起確率分布がラプラス分布に近似される例を示す図である。
【符号の説明】
１０画像符号化装置、１１ＤＣレベルシフト部、１２ウェーブレット変換部、１３サブバンド量子化部、１４符号ブロック化部、１５ビットプレーン符号化パス生成部、１６算術符号化部、１７ＥＢＣＯＴ部、１８符号化パス切り捨て部、１９パケットヘッダ生成部、２０パケット生成部、２１ヘッダ生成部、２２符号化コードストリーム生成部、３０量子化ステップサイズ設定部、３１デッドゾーン内係数置き換え部、３２スカラ量子化部、３３切り捨て符号化パス数予測部、４０符号ブロック化部、４１ビットプレーン分解部、４２特徴量抽出部、４３符号量推定部、４４初期レート制御部、５０画像復号装置、５１符号化コードストリーム分解部、５２パケット分解部、５３ヘッダ解析部、５４パケットヘッダ解析部、５５復号ブロック化部、５６算術復号部、５７ビットプレーン復号パス生成部、５８ＥＢＣＯＴ復号部、５９適応逆量子化部、６０ウェーブレット逆変換部、６１ＤＣレベル逆シフト部、７０切り捨て符号化パス数算出部、７１量子化ステップサイズ設定部、７２量子化復号パラメータ選択部、７３量子化復号パラメータテーブル、７４逆量子化部、９０画像符号化装置、９１スカラ量子化部、９２量子化復号値設定部、９３量子化復号パラメータ符号化部、１００符号ブロック化部、１０１量子化ステップサイズ設定部、１０２量子化復号値算出部、１０３量子化復号パラメータテーブル、１０４量子化誤差算出部、１０５量子化復号パラメータ設定部、１１０画像復号装置、１１１量子化復号パラメータ復号部、１１２適応逆量子化部、１２０切り捨て符号化パス数算出部、１２１量子化ステップサイズ設定部、１２３逆量子化部

Claims

入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成するフィルタリング手段と、
上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化する量子化手段と、
上記サブバンドを分割し、所定の大きさの符号ブロックを生成する符号ブロック生成手段と、
上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成するビットプレーン生成手段と、
上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化する符号化手段と、
上記符号化手段によって生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成することにより符号化コードストリームを生成する符号化コードストリーム生成手段とを備え、
上記量子化手段は、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比を可変に設定する
ことを特徴とする画像符号化装置。
上記量子化手段は、上記デッドゾーン内の係数の一部を上記隣接量子化区間内の値に置き換えることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
上記デッドゾーンの幅と上記隣接量子化区間の幅との比は、上記フィルタリングの各階層毎、上記サブバンド毎、コンポーネント毎又は上記係数毎に設定されることを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
上記量子化手段は、最高域のサブバンドにおける上記デッドゾーンの幅を狭めるように、上記デッドゾーンの幅と上記隣接量子化区間の幅との比を設定することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
上記量子化手段は、上記入力画像がインタレース画像の場合に、最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンドにおける上記デッドゾーンの幅を狭めるように、上記デッドゾーンの幅と上記隣接量子化区間の幅との比を設定することを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成するフィルタリング工程と、
上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化する量子化工程と、
上記サブバンドを分割し、所定の大きさの符号ブロックを生成する符号ブロック生成工程と、
上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成するビットプレーン生成工程と、
上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化する符号化工程と、
上記符号化工程にて生成された算術符号からパケットを構成して符号化コードストリームを生成する符号化コードストリーム生成工程とを有し、
上記量子化工程では、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が可変に設定される
ことを特徴とする画像符号化方法。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成することで得られた符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元する画像復号装置であって、
上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解するパケット分解手段と、
上記算術符号を復号する復号手段と、
上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを復元する符号化パス復号手段と、
上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元する符号ブロック復元手段と、
上記符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成するサブバンド生成手段と、
上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化する逆量子化手段と、
上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元するフィルタリング手段とを備え、
上記量子化の際には、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が可変に設定されており、
上記逆量子化手段は、値が１である量子化係数の量子化復号値を可変に設定する
ことを特徴とする画像復号装置。
上記量子化の際には、上記デッドゾーン内の係数の一部が上記隣接量子化区間内の値に置き換えられており、
上記逆量子化手段は、上記値が１である量子化係数の量子化復号値を上記隣接量子化区間の中央値よりも小さな値に設定する
ことを特徴とする請求項７記載の画像復号装置。
上記逆量子化手段は、上記量子化ステップサイズが小さくなるほど上記隣接量子化区間の中央値に近付くように、上記値が１である量子化係数の量子化復号値を設定することを特徴とする請求項８記載の画像復号装置。
上記量子化の際には、最高域のサブバンドにおける上記デッドゾーンの幅を狭めるように、上記デッドゾーンの幅と上記隣接量子化区間の幅との比が設定されており、
上記逆量子化手段は、上記最高域のサブバンドにおいて値が１である量子化係数の量子化復号値を可変に設定する
ことを特徴とする請求項７記載の画像復号装置。
上記量子化の際には、上記入力画像がインタレース画像の場合に、最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンドにおける上記デッドゾーンの幅を狭めるように、上記デッドゾーンの幅と上記隣接量子化区間の幅との比が設定されており、
上記逆量子化手段は、上記最高域のサブバンドで、且つ水平方向が低域で垂直方向が高域のサブバンドにおいて値が１である量子化係数の量子化復号値を可変に設定する
ことを特徴とする請求項７記載の画像復号装置。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成することで得られた符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元する画像復号方法であって、
上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解するパケット分解工程と、
上記算術符号を復号する復号工程と、
上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを復元する符号化パス復号工程と、
上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元する符号ブロック復元工程と、
上記符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成するサブバンド生成工程と、
上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化する逆量子化工程と、
上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元するフィルタリング工程とを有し、
上記量子化の際には、０値に量子化する量子化区間であるデッドゾーンの幅と該デッドゾーンに隣接する隣接量子化区間の幅との比が可変に設定されており、
上記逆量子化工程では、値が１である量子化係数の量子化復号値が可変に設定される
ことを特徴とする画像復号方法。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成するフィルタリング手段と、
上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化する量子化手段と、
上記サブバンドを分割し、所定の大きさの符号ブロックを生成する符号ブロック生成手段と、
上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成するビットプレーン生成手段と、
上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化する符号化手段と、
上記量子化手段によって生成された各量子化係数に対して、量子化誤差が最小となる量子化復号値を探索し、該量子化誤差が最小となる量子化復号値を与えるパラメータ情報を決定するパラメータ設定手段と、
上記パラメータ情報を符号化するパラメータ符号化手段と、
上記符号化手段によって生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成し、さらに上記パラメータ符号化手段によって符号化された上記パラメータ情報を付加することにより符号化コードストリームを生成する符号化コードストリーム生成手段と
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
上記パラメータ設定手段は、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数との所定のデータ領域内における自乗誤差和又は絶対値誤差和が最小となる量子化復号値を探索することを特徴とする請求項１３記載の画像符号化装置。
上記パラメータ設定手段は、予め所定数に制限された複数のパラメータ候補値を記憶する記憶手段を有し、上記複数のパラメータ候補値の各々について量子化復号値を算出し、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数との上記所定のデータ領域内における自乗誤差和又は絶対値誤差和が最小となる量子化復号値を探索することを特徴とする請求項１４記載の画像符号化装置。
上記パラメータ候補値の数は、上記量子化ステップサイズが小さいほど少ないことを特徴とする請求項１５記載の画像符号化装置。
上記パラメータ候補値の数は、上記量子化係数の値が大きいほど少ないことを特徴とする請求項１５記載の画像符号化装置。
上記パラメータ情報は、上記フィルタリングの各階層毎、上記サブバンド毎、コンポーネント毎、所定の矩形領域毎又は上記符号ブロック毎に設定されることを特徴とする請求項１３記載の画像符号化装置。
上記パラメータ符号化手段は、隣接する量子化係数についてのパラメータ情報との差分値をエントロピー符号化することを特徴とする請求項１３記載の画像符号化装置。
上記符号化コードストリーム生成手段は、上記パラメータ情報をヘッダのＣＯＭマーカに埋め込むことを特徴とする請求項１３記載の画像符号化装置。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成するフィルタリング工程と、
上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化する量子化工程と、
上記サブバンドを分割し、所定の大きさの符号ブロックを生成する符号ブロック生成工程と、
上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成するビットプレーン生成工程と、
上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化する符号化工程と、
上記量子化手段によって生成された各量子化係数に対して、量子化誤差が最小となる量子化復号値を探索し、該量子化誤差が最小となる量子化復号値を与えるパラメータ情報を決定するパラメータ設定工程と、
上記パラメータ情報を符号化するパラメータ符号化工程と、
上記符号化工程にて生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成し、さらに上記パラメータ符号化工程にて符号化された上記パラメータ情報を付加することにより符号化コードストリームを生成する符号化コードストリーム生成工程と
を有することを特徴とする画像符号化方法。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、上記量子化によって生成された各量子化係数に対して、量子化誤差が最小となる量子化復号値を探索して該量子化誤差が最小となる量子化復号値を与えるパラメータ情報を符号化し、生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成し、さらに上記パラメータ情報を付加することで得られた符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元する画像復号装置であって、
上記入力符号化コードストリームに含まれる上記パラメータ情報を復号するパラメータ復号手段と、
上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解するパケット分解手段と、
上記算術符号を復号する復号手段と、
上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに復元する符号化パス復号手段と、
上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元する符号ブロック復元手段と、
上記符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成するサブバンド生成手段と、
上記パラメータ情報に基づいて上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化する逆量子化手段と、
上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元するフィルタリング手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。
上記パラメータ情報は、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数との所定のデータ領域内における自乗誤差和又は絶対値誤差和が最小となる量子化復号値を与えるものであることを特徴とする請求項２３記載の画像復号装置。
上記入力符号化コードストリームに上記パラメータ情報が含まれていない場合、上記逆量子化手段は、所定のパラメータ情報に基づいて上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化することを特徴とする請求項２３記載の画像復号装置。
入力画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成し、上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化し、上記サブバンドを分割して所定の大きさの符号ブロックを生成し、上記符号ブロック毎に最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンを生成し、上記ビットプレーン毎に生成された符号化パスを算術符号化し、上記量子化によって生成された各量子化係数に対して、量子化誤差が最小となる量子化復号値を探索して該量子化誤差が最小となる量子化復号値を与えるパラメータ情報を符号化し、生成された算術符号にパケットヘッダを付加してパケットを構成し、さらに上記パラメータ情報を付加することで得られた符号化コードストリームを入力し、該入力符号化コードストリームを復号して上記入力画像を復元する画像復号方法であって、
上記入力符号化コードストリームに含まれる上記パラメータ情報を復号するパラメータ復号工程と、
上記入力符号化コードストリームを上記パケットヘッダと上記算術符号とに分解するパケット分解工程と、
上記算術符号を復号する復号工程と、
上記ビットプレーン毎に符号化パスを復号して上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに復元する符号化パス復号工程と、
上記最上位ビットから最下位ビットに至るビットプレーンに基づいて上記符号ブロックを復元する符号ブロック復元工程と、
上記符号ブロックを集めて上記サブバンドを生成するサブバンド生成工程と、
上記パラメータ情報に基づいて上記サブバンド毎の量子化係数を逆量子化する逆量子化工程と、
上記サブバンドに対して階層的にフィルタリング処理を施して上記入力画像を復元するフィルタリング工程と
を有することを特徴とする画像復号方法。