JP2006074777A - 動画像符号化方法および動画像復号方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 エッジなどの高域情報を再生し、高い圧縮率を実現することができる動画像符号化方法および動画像復号方法を提供する。
【解決手段】 動画像符号化装置１００は、入力画像信号１０１の高周波成分を抑圧し、高域抑圧画像信号１０３と高域抑圧度１０４とを出力する高域抑圧部１０２と、高域抑圧画像信号１０３を圧縮符号化し、符号列１０６を出力する符号化部１０５とを備える。一方、動画像復号装置１５０は、符号列１０６を復号処理し、復号画像信号１０８を出力する復号部１０７と、高域抑圧度１０４に基づいて復号画像信号１０８の高域を復元し、再生画像信号１１０を出力する高域復元部１０９とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動画像を圧縮符号化する動画像符号化方法、および動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法に関するものである。
例えばテレビ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話、あるいはその他の画像信号を表示する装置等において、画像信号を低ビットレートで符号化し伝送することを目的として利用されている技術として、予測符号化という技術が知られている。予測符号化とは、画像フレームを構成する画像ブロックの画像を時間的、空間的に近い領域から予測する符号化方式である。例えば、動画像信号圧縮の国際規格であるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式では、符号化に際して、予測画像を作り、予測画像と符号化対象画像との差分情報を直交変換、量子化を行った情報と、予測画像作成のための情報とを抽出し、エントロピー符号化を用いて圧縮符号化している。また、符号列を復号する際には、予測画像作成のための情報に基づいて既に復号されて得られている画像信号から予測画像を作成し、この予測画像と逆変換することで得られる差分情報を足し合わせ、再生画像を得る。
しかし、圧縮率が高まるにつれ、画質の劣化が顕著になることが知られている。そこで、あらかじめ符号化の前の信号の特定の成分を抑制することで、発生する符号量を減らす取組み（例えば、特許文献１参照）や、再生画像の画質劣化した画像のエッジを強調するために再生画像にフィルタ処理を行う取組み（例えば、特許文献２参照）がなされている。
図２５は、従来の動画像符号化装置および動画像復号装置の構成を示すブロック図である。動画像符号化装置２２００においては、高域抑圧部２２０１で特定の成分が抑圧された動画像を符号化部２２０２が符号化し、符号列を出力する。動画像復号装置２２１０においては、復号部２２１１は符号列を復号し、抑圧されていた特定の成分を高域復元部２２１２で復元している。
特開平１０―２３４０３４号公報 特開２００２―９４８３４号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載のようにあらかじめ高域の情報など、特定の成分を抑圧した場合、発生符号量を下げることは可能であるが、再生画像のエッジなどの抑圧した情報が失われてしまい、復元することができない。これを、図２６（ａ）〜（ｃ）を用いて詳しく説明する。図２６（ａ）は、従来の方式により、高周波成分を抑圧した場合の画像信号の周波数特性の例である。図２６（ｂ）は従来の方式での復元フィルタの例、図２６（ｃ）は、従来の方式での復元信号の周波数特性の例である。従来の方法では、図２６（ａ）に示すように高周波数領域の信号が完全に失われてしまい、再生画像に図２６（ｂ）のような特性のフィルタ処理を行っても、図２６（ｃ）のように高周波数領域の信号を復元することができなかった。
そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、エッジなどの高域情報を再生し、高い圧縮率を実現することができる動画像符号化方法および動画像復号方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る動画像符号化方法は、動画像を圧縮符号化する動画像符号化方法であって、前記動画像の高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく抑圧するように前記高周波成分を抑圧する度合いを示す高域抑圧度を決定する抑圧度決定ステップと、切り替えられた前記高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する高域抑圧ステップと、前記高周波成分が抑圧された動画像を圧縮符号化し、符号列を生成する符号化ステップとを含むことを特徴とする。
これによって、動画像の高周波成分の量に応じて効率的に高周波成分を復元可能に抑圧して発生符号量を削減することができるので、低ビットレートで高画質な符号列（符号化ストリーム）を生成することができる。
ここで、前記動画像符号化方法は、さらに、前記動画像を構成するピクチャを領域に分割する分割ステップを含み、前記抑圧度決定ステップでは、分割された前記領域ごとに前記高域抑圧度を決定してもよい。
これによって、所定の領域ごとに高域抑圧度を切り替えて高周波成分を復元可能に抑圧することができるので、さらに効率的に符号列を生成することができる。
また、前記動画像符号化方法は、さらに、前記高周波成分が抑圧されていない動画像を圧縮符号化する仮符号化ステップと、前記高周波成分が抑圧されていない動画像が圧縮符号化された符号化情報に含まれる高周波成分の量を取得する高域情報取得ステップとを含み、前記抑圧度決定ステップでは、前記高域情報取得ステップにおいて取得された前記高周波成分の量に基づいて前記高域抑圧度を決定してもよい。
また、前記動画像符号化方法は、さらに、仮高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する仮高域抑圧ステップと、前記仮高域抑圧度で前記高周波成分が抑圧された動画像を仮圧縮符号化する仮符号化ステップと、仮圧縮符号化された前記動画像を復号し、復号動画像を求める仮復号ステップと、前記仮高域抑圧度に応じた高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める仮高域復元ステップとを含み、前記抑圧度決定ステップでは、前記動画像および前記復元動画像に基づいて前記高域抑圧度を決定してもよい。
また、前記動画像符号化方法は、さらに、前記動画像から前記高周波成分の量を取得する取得ステップを含み、前記抑圧度決定ステップでは、前記取得ステップにおいて取得された前記高周波成分の量に基づいて前記高域抑圧度を決定してもよい。
これによって、動画像に応じて的確に高域抑圧度を決定することができる。
また、本発明に係る動画像復号方法は、動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法であって、前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、前記復号動画像の高周波成分の量を取得する取得ステップと、前記高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、切り替えられた前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップとを含むことを特徴とする。
これによって、動画像の高周波成分の量に応じて高周波成分を復元することができるので、高画質な復号動画像を生成することができる。
ここで、前記動画像復号方法は、さらに、前記復号動画像を構成するピクチャを領域に分割する分割ステップを含み、前記復元度決定ステップでは、分割された前記領域ごとに前記高域復元度を決定してもよい。
これによって、所定の領域ごとに高域復元度を切り替えて高周波成分を復元することができるので、さらに高画質な復号動画像を生成することができる。
また、本発明に係る動画像復号方法は、動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法であって、前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、前記動画像を構成するピクチャの分割された領域ごとに、高周波成分が抑圧された度合いを示す高域抑圧度が付加情報として付加された前記符号列から前記高域抑圧度を前記領域ごとに取得する付加情報取得ステップと、前記高域抑圧度に基づいて、前記高域抑圧度が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、決定された前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明に係る動画像復号方法は、動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法であって、前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、前記動画像の高周波成分が抑圧された度合いを示す高域抑圧度が変化したときにのみ前記高域抑圧度が付加情報として付加された前記符号列から前記高域抑圧度を取得する付加情報取得ステップと、前記高域抑圧度が取得された場合には取得された前記高域抑圧度に基づいて、前記高域抑圧度が取得されない場合には直前に取得された前記高域抑圧度に基づいて、前記高域抑圧度が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、決定された前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップとを含むことを特徴とする。
なお、本発明は、このような動画像符号化方法および動画像復号方法として実現することができるだけでなく、このような動画像符号化方法および動画像復号方法が備える特徴的なステップを手段とする動画像符号化装置および動画像復号装置として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
本発明に係る動画像符号化方法および動画像復号方法によれば、低ビットレートで高画質な符号化ストリームの生成が可能となり、さらに低ビットレートの符号化ストリームから高画質な復号動画像の生成が可能となり、その実用的価値が高い。
以下、本発明の実施の形態について、図１から図２４を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る動画像符号化装置と動画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、説明を簡潔にするために信号抑圧処理、信号復元処理は２次元画像信号において、画面の水平方向に対する処理として説明する。
この動画像符号化装置１００は、動画像の高周波成分を抑圧した上で圧縮符号化するための装置であり、高域抑圧部１０２と符号化部１０５とを備えている。一方、動画像復号装置１５０は、高周波成分が抑圧されている動画像を復号した後、高周波成分を復元するための装置であり、復号部１０７と高域復元部１０９とを備えている。高域抑圧部１０２は、入力画像信号１０１の高周波成分を抑圧し、高域抑圧画像信号１０３と、高域抑圧度１０４を出力する。符号化部１０５は、高域抑圧画像信号１０３を圧縮符号化し、符号列１０６を出力する。復号部１０７は、符号列１０６を復号処理し、復号画像信号１０８を出力する。高域復元部１０９は高域抑圧度１０４に基づき、復号画像信号１０８の高域を復元し、再生画像信号１１０を出力する。
さらに、本実施の形態の動画像符号化装置１００を構成する高域抑圧部１０２と、本実施の形態の動画像復号装置１５０を構成する高域復元部１０９について、図２（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。なお、図１と図２（ａ）及び（ｂ）とで同じ信号線は同じ符号を用いる。
図２（ａ）は本実施の形態の動画像符号化装置１００を構成する高域抑圧部１０２の構成を示すブロック図である。高域抑圧部１０２は、ローパスフィルタ２０２と信号抑圧部２０６と演算部２０４と演算部２０９とで構成される。ローパスフィルタ２０２は、入力画像信号１０１に対して低域通過型のフィルタ処理を行い、低域画像信号２０３を出力する。演算部２０４は、入力画像信号１０１と低域画像信号２０３との差を算出することにより、高域画像信号２０５を出力する。信号抑圧部２０６は、高域画像信号２０５を抑圧し、高域抑圧高域画像信号２０７と、高域抑圧度１０４とを出力する。演算部２０９は、低域画像信号２０３と高域抑圧高域画像信号２０７とを加算することで、高域抑圧画像信号１０３を出力する。
図２（ｂ）は本実施の形態の動画像復号装置１５０を構成する高域復元部１０９の構成を示すブロック図である。高域復元部１０９はローパスフィルタ２１２と信号復元部２１６と演算部２１４と演算部２１９とで構成される。ローパスフィルタ２１２は、復号画像信号１０８に対して低域通過型のフィルタ処理を行い、低域画像信号２１３を出力する。演算部２１４は、復号画像信号１０８と低域画像信号２１３との差を算出することにより、高域画像信号２１５を出力する。信号復元部２１６は、高域抑圧度１０４に基づき、高域画像信号２１５の高域を復元し、高域復元高域画像信号２１８を出力する。演算部２１９は、低域画像信号２１３と高域復元高域画像信号２１８とを加算することで、再生画像信号１１０を出力する。
次に、上記のように構成された動画像符号化装置１００の動作について、図１、図２（ａ）及び（ｂ）、図３（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。
図３は各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、図３（ａ）は入力画像信号１０１の周波数特性、図３（ｂ）はローパスフィルタ２０２のフィルタ特性、図３（ｃ）は低域画像信号２０３の周波数特性、図３（ｄ）は図３（ａ）と図３（ｃ）の差分である、高域画像信号２０５の周波数特性、図３（ｅ）は信号抑圧部２０６の高域信号抑圧フィルタ特性、図３（ｆ）は高域抑圧高域画像信号２０７の周波数特性、図３（ｇ）は高域抑圧画像信号１０３の周波数特性を示す図である。
例えば図３（ａ）に示すような入力画像信号１０１が、高域抑圧部１０２に入力される。高域抑圧部１０２では、まず入力画像信号１０１をローパスフィルタ２０２で例えば図３（ｂ）に示すようなフィルタ特性の低域通過フィルタリング処理を行うことにより、画像信号の高周波数領域のデータを抑圧し、例えば図３（ｃ）に示すような低域画像信号２０３を出力する。次に、演算部２０４は、入力画像信号１０１と低域画像信号２０３との差分を取ることで、画像信号の高域部分だけの信号である例えば図３（ｄ）に示すような高域画像信号２０５を出力する。この高域画像信号２０５は入力画像信号１０１の高周波数領域の信号である。次に、信号抑圧部２０６は、図３（ｅ）に示すような信号を減衰させるフィルタ特性を有するフィルタによるフィルタリング処理などにより、高域画像信号２０５の信号強度を抑圧し、例えば図３（ｆ）に示すような高域抑圧高域画像信号２０７を出力する。演算部２０９は、この高域抑圧高域画像信号２０７と、入力画像信号の低域部分の信号である低域画像信号２０３とを加えることで、高域部分が信号抑圧部２０６により低減された例えば図３（ｇ）に示すような高域抑圧画像信号１０３を出力する。この高域抑圧画像信号を生成することにより、動画像符号化時の発生符号量を減らし、且つ、高域の抑圧度を用いることで、抑圧した高域部分を復元することを可能とする。符号化部１０５は、この高域抑圧画像信号１０３の動画像符号化処理を行い、符号列１０６として出力する。また、信号抑圧部２０６は、高域抑圧の度合である高域抑圧度１０４を出力する。そして、符号列１０６および高域抑圧度１０４が伝送されることになる。
次に、上記のように構成された動画像復号装置１５０の動作について図１、図２（ａ）及び（ｂ）、図４（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。
図４は各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、図４（ａ）は復号画像信号１０８の周波数特性、図４（ｂ）はローパスフィルタ２１２のフィルタ特性、図４（ｃ）は低域画像信号２１３の周波数特性、図４（ｄ）は図４（ａ）と図４（ｃ）の差分である、高域画像信号２１５の周波数特性、図４（ｅ）は信号復元部２１６の高域信号復元フィルタ特性、図４（ｆ）は高域復元高域画像信号の周波数特性、図４（ｇ）は再生画像信号の周波数特性を示す図である。
符号列１０６が、復号部１０７に入力される。復号部１０７では、動画像符号化された方式で、動画像復号処理を行い、例えば図４（ａ）に示すような復号画像信号１０８を出力する。高域復元部１０９は、復号画像信号１０８をローパスフィルタ２１２で例えば図４（ｂ）に示すようなフィルタ特性の低域通過フィルタリング処理を行うことにより、画像信号の高周波領域のデータを抑圧し、例えば図４（ｃ）に示すような低域画像信号２１３を出力する。次に、演算部２１４は、復号画像信号１０８と低域画像信号２１３との差分を取ることで、高域抑圧部１０２と同様に画像信号の高域部分だけの信号である例えば図４（ｄ）に示すような高域画像信号２１５を出力する。この高域画像信号２１５は、復号画像信号１０８の高周波数領域の信号である。次に、信号復元部２１６は、例えば図４（ｅ）に示すような信号強度を増幅させる特性を有するフィルタなどの処理により、高域画像信号２１５の信号強度を復元し、例えば図４（ｆ）に示すような高域復元高域画像信号２１８を出力する。このとき、信号復元部２１６は、信号強度を増幅させる量を高域抑圧度１０４から判断して決める。信号抑圧部と信号復元部が相補的な関係を有するように、増幅量は、例えば図３（ｅ）に示したように、１／ｇの信号強度に抑圧されている場合には、逆数であるｇ倍になるように、復元すればよい。このようにすることで、抑圧前の信号との誤差を少なく復元することが可能となる。なお、符号化による高域の減衰量を鑑みて、増幅量をα×ｇ倍（αは１以上の実数）にしてもよい。このようにすることで、符号化による高周波成分の減衰分も復元することができる。演算部２１９は、この高域復元高域画像信号２１８と低域画像信号２１３とを加えることにより、例えば図４（ｇ）に示すような再生画像信号１１０を出力する。このような処理を行うことにより、失われた高周波成分の情報を高域の抑圧度合に応じて復元することができ、高帯域までの情報を有する再生画像信号を得ることができる。
なお、図２（ａ）の高域抑圧部１０２、図２（ｂ）の高域復元部１０９において、ローパスフィルタと演算部を用いて低域画像信号と高域画像信号を出力する手段を用いたが、これに限るものではなく、信号の高周波数成分領域と低周波数成分領域を分離する特性をもつ手段であればよい。また、本発明の全ての実施の形態において、上記の手段で高周波成分領域と低周波数成分との分離を説明するが、これに限定するものではない。
以上のように本実施の形態によれば、入力画像信号を信号抑圧することにより、発生符号量を削減することができるが、信号抑圧の情報を伝送することにより、抑圧した信号を復元することができる。
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２に係る動画像符号化装置と動画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１と同様に、説明を簡潔にするために信号抑圧処理、信号復元処理は２次元画像信号において、画面の水平方向に対する処理として説明する。
動画像符号化装置５００は、図５に示すように、図１に示す動画像符号化装置１００の構成に加えて、付加情報符号化部５０１、および符号化情報取得部５０４を備えている。一方、動画像復号装置５５０は、図５に示すように、図１に示す動画像復号装置１５０の構成に加えて、付加情報復号部５５１を備えている。
付加情報符号化部５０１は、入力された高域抑圧度１０４を符号化し、符号化付加情報５０３を出力する。符号化情報取得部５０４は、符号化部５０５から画像符号化情報５０６を取得し、この画像符号化情報５０６に基づいてモード制御信号５０７を出力する。付加情報復号部５５１は、入力された符号化付加情報５０３を復号し、復号高域抑圧度５５２を出力する。
さらに、本実施の形態の動画像符号化装置５００を構成する高域抑圧部５０２について図６を用いて説明する。
図６は本発明の実施の形態２に係る動画像符号化装置５００を構成する高域抑圧部５０２の構成を示すブロック図である。高域抑圧部５０２は、図２（ａ）に示す高域抑圧部１０２の構成に加えて抑圧フィルタ制御部６０２を備えている。抑圧フィルタ制御部６０２は、入力されたモード制御信号５０７に基づいてモード情報６０３を出力する。
上記のように構成された動画像符号化装置５００の動作について、図５、図６を用いて説明する。
実施の形態１と同様に、入力画像信号１０１は、低域画像信号２０３と高域画像信号２０５に分離され、高域画像信号２０５を信号抑圧部２０６によって、高域画像信号の信号強度を抑圧し、高域抑圧高域画像信号２０７を出力し、演算部２０９により、低域画像信号２０３と加えられることにより、高周波数成分が低減された高域抑圧画像信号１０３を出力する。本実施の形態では、信号抑圧部６０４における高域画像信号２０５の信号強度を抑圧するフィルタの種類が、モード情報６０３によって制御される。このモード情報６０３は、抑圧フィルタの種類を表す情報であり、抑圧フィルタ制御部６０２により供給される。抑圧フィルタ制御部６０２は、符号化情報取得部５０４から入力されたモード制御信号５０７によって、フィルタの種類を制御する。このモード制御信号５０７は、符号化情報取得部５０４によって、符号化部５０５から取得した画像符号化情報５０６に基づいて後述するように生成される。上記より得られた高域抑圧画像信号１０３を符号化部５０５により、動画像符号化処理を行い、符号列１０６として伝送する。また、信号抑圧部２０６は、高域抑圧の度合である高域抑圧度１０４を出力し、付加情報符号化部５０１により、エントロピー符号化されて符号化付加情報５０３として伝送される。伝送された符号化付加情報５０３は、付加情報復号部５０６により復号され、復号高域抑圧度５０７として、高域復元部１０９に入力される。復号高域抑圧度５０７は、高域抑圧度１０４と同じ情報を有するため、高域復元部１０９は、実施の形態１で説明した動作を行い、再生画像信号１１０を得ることができる。
高域抑圧度を決定する際の動作について、図７、図８を用いて詳しく説明する。
図７は、高域抑圧度を決定する際の処理の一例を示すフローチャートである。入力画像信号を取得した際（Ｓ７０１）に、抑圧フィルタ制御部６０２は、高域画像信号強度を変化させずに出力し、符号化部５０５は高域抑圧されていない画像信号を仮符号化する（Ｓ７０２）。符号化情報取得部５０４は、そのときの画像符号化情報を取得し、画像符号化情報に含まれる高域画像信号を調べて、高域情報がどれだけ含まれるかを調べ（Ｓ７０３）、高域抑圧フィルタ番号を決定する（Ｓ７０４）。符号化情報取得部５０４は、このフィルタ番号をモード制御信号５０７として、抑圧フィルタ制御部６０２へ出力する。抑圧フィルタ制御部６０２は、モード制御信号５０７に基づいてフィルタの種類を制御し、信号抑圧部２０６が、入力画像信号の高域を抑圧する（Ｓ７０５）。ここで、符号化情報とは、例えば直交変換係数や、その値を量子化した情報を表し、この情報のうち周波数領域で高域部分の成分の情報量を調べることで、高域の信号を調べることができる。
なお、高域抑圧のフィルタ番号とあるが、特に番号に限定するものでなく、これは、フィルタ強度が異なるものであればよい。
図８はこのときの高域抑圧フィルタ番号の決定（Ｓ７０４）の判断基準の一例を示す図である。例えば、図８に示すように、符号化情報の高周波成分が多い場合には、高周波成分を抑圧することにより発生符号量を削減することができ、復号側で高域情報を復元することができるため、信号強度の抑圧度が高い特性をもつフィルタを選択し、符号化情報の高周波成分が少ない場合には、信号強度の抑圧度を高くすると、符号化により高域情報が失われてしまい、復号側で高域情報を復元することができなくなるため、信号強度の抑圧度が低い特性をもつフィルタを選択する。この図８は一例であり、図に示した高周波成分とフィルタの特性の関係を有するものであれば、これに限定するものではない。
以上のように本実施の形態によれば、実施の形態１と同じように、入力画像信号を信号抑圧することにより、発生符号量を削減することができることに加え、符号化による高域画像信号の劣化度合を考慮して、高域信号の抑圧度合いを制御することができるため、さらに発生符号量の削減することができ、信号抑圧の情報により、抑圧した信号を復元することができる動画像符号化装置、および動画像復号装置を提供することができる。
なお、高域抑圧処理の単位は画面内で一つに限定するものではなく、特定の領域毎に行っても良い。特定の領域とは、例えば、符号化部５０５での処理の単位であってもよいし、直交変換処理を行う処理の単位であってもよい。
例えば、処理の単位を細かくした場合、高域抑圧処理を細かく制御することにより、画質を向上させることができる。また、処理の単位を大きくした場合、演算量が少なくなり、また付加情報の符号化量を削減することができる。この高域抑圧処理の単位に関しては、本発明の全ての実施の形態に共通した効果が得られる。
（実施の形態２の変形例１）
実施の形態２は実用上の範囲内で次のような変形をおこなってもよい。
実施の形態２では、符号化情報取得部５０４によって取得された画像符号化情報に基づいて高域信号の抑圧度を制御しているが、本変形例では、高域信号を抑圧した画像信号を符号化し、復号し、復元した場合の結果を取得することで、高域信号の抑圧度を制御するものである。
図９は本発明の実施の形態２の変形例１に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置９００は、図９に示すように、図５に示す動画像符号化装置５００の構成における符号化情報取得部５０４を備えず、仮復号部９０１と仮高域復元部９０３とを加えて備えている。
仮復号部９０１は、入力された画像符号化情報５０６を仮復号し、仮復号画像信号９０２を出力する。仮高域復元部９０３は、入力された仮復号画像信号９０２と高域抑圧度１０４とに基づいて、モード制御信号５０７を出力する。
この変形例の実際の動作の一例を、図９、図１０を用いて詳しく説明する。
図１０は、高域抑圧度を決定する際の処理の一例を示すフローチャートである。入力画像信号を取得した際（Ｓ１００１）に、抑圧フィルタ制御部６０２は、所定のフィルタで高域抑圧フィルタ処理を行う（Ｓ１００２）。次に、符号化部５０５は、所定のフィルタで高域抑圧された高域抑圧画像信号１０３を仮符号化する（Ｓ１００３）。仮復号部９０１は、そのときの画像符号化情報５０６を取得し、仮復号処理を行い、仮復号画像信号９０２を出力する（Ｓ１００４）。仮高域復元部９０３は、仮復号画像信号９０２に対して、高域抑圧する際に用いた高域抑圧フィルタと対応する高域復元フィルタにより、高域復元処理を行う（Ｓ１００５）。仮高域復元部９０３は、その際に復元した画像信号と、入力画像信号１０１との差分信号量Ｄ、高域抑圧度の伝送に要する符号量Ａ及び、画像信号を符号化する際に発生する発生符号量Ｂにより、符号化コストＣを算出する（Ｓ１００６）。例えば、コストＣは式（１）の大きさで表され、Ｃが小さければ、効率の良い符号化ができることを表す。
Ｃ＝Ｄ＋λ（Ａ＋Ｂ）（１）
ここでλは重み係数である。なお、式（１）に示す値Ａ、値Ｂ、値Ｄは、上記に示す値に限定するものではない。値Ａは、高域抑圧度の伝送に要する符号量と同じ関係を有する値、すなわち、符号量が大きければ２、小さければ１、なければ０、といった値でもよい。値Ｂは画像信号の発生符号量と同じ関係を有する値であればよい。例えば、直交変換係数から算出される予測値であってもよい。値Ｄは、復元画像信号と入力画像信号との差分信号量と同じ関係を有する値であればよい。例えば、特定の信号のみの差分値を使ってもよい。これらの代用の値を使うことにより、計算量を減らす効果が期待できる。
また、簡単のために値Ａ、値Ｂ、値Ｄのいくつかを省略してもよい。省略した場合であっても、少なくとも１つの情報を元に制御することができるため、本発明の効果がある。
次に、仮高域復元部９０３は、算出したコストの判定を行う。今まで算出したコストの中で、算出したコストが最小であるかどうかを判断する（Ｓ１００７）。ただし、最初のコストは必ず最小とする。最小である場合（Ｓ１００７でＹＥＳ）、この最小コストの値と用いた抑圧フィルタの番号を保持しておく（Ｓ１００８）。次に、所定の抑圧フィルタを全て試したかどうかを判断する（Ｓ１００９）。まだ、試していない抑圧フィルタがある場合（Ｓ１００９でＮＯ）には、抑圧フィルタを切り替え（Ｓ１０１０）て、Ｓ１００２からＳ１００９の処理を行い、再びコストを算出する。全てのフィルタを試したならば（Ｓ１００９でＹＥＳ）、最小のコストとなった抑圧フィルタ番号を出力する（Ｓ１０１１）。これらのステップを行うことにより、画質の劣化が少なく、且つ、発生符号量を小さくすることができる高域抑圧フィルタを選択することができる。
なお、全てのフィルタを試す必要もなく、コストが所定の閾値を下回った場合に、処理を打ち切ってもよい。打ち切り処理を入れることにより、処理量が少なく、且つ、適当な高域抑圧フィルタを選択することができる。
次に、この変形例の実際の動作のもう一つの例を、図９、図１１を用いて詳しく説明する。
図１１は、高域抑圧度を決定する際の処理の他の例を示すフローチャートである。入力画像信号を取得した際（Ｓ１１０１）に、抑圧フィルタ制御部６０２は、所定のフィルタで高域抑圧フィルタ処理を行う（Ｓ１１０２）。次に、符号化部５０５は、所定のフィルタで高域抑圧された高域抑圧画像信号を仮符号化する（Ｓ１１０３）。仮復号部９０１は、そのときの画像符号化情報５０６を取得し、仮復号処理を行い、仮復号画像信号９０２を出力する（Ｓ１１０４）。仮高域復元部９０３は、仮復号画像信号９０２に対して、高域抑圧する際に用いた高域抑圧フィルタと対応する高域復元フィルタにより、高域復元処理を行う（Ｓ１１０５）。仮高域復元部９０３は、その際に復元した画像信号と、入力画像信号１０１とを比較し、高域情報を復元できるかどうかを判断する（Ｓ１１０６）。このときの判断基準としては、入力画像信号の高周波成分と、復元画像信号の高周波成分の差分をとり、所定の閾値を超えていれば、復元ができないと判断する。なお、この判断基準としては、入力画像信号の高周波成分と復元画像信号の高周波成分の類似性を調べ、類似性が高ければ復元可能であり、類似性が低ければ復元ができないと判断するものであれば、とくに限定するものではない。復元ができないと判断した場合（Ｓ１１０６でＮＯ）、所定の抑圧フィルタを全て試したかどうかを判断する（Ｓ１１０７）。全てのフィルタを試していない場合（Ｓ１１０７でＮＯ）、まだ試していない所定の抑圧フィルタに切り替え（Ｓ１１０８）て、再びＳ１１０２からＳ１１０６までの処理を行う。Ｓ１１０６のステップで、復元が可能であると判断した場合（Ｓ１１０６でＹＥＳ）には、その抑圧フィルタの番号を出力して（Ｓ１１０９）終了する。また、Ｓ１１０７のステップで、全てのフィルタが終了した場合（Ｓ１１０７でＹＥＳ）には、高域を復元できる抑圧フィルタがないと判断して（Ｓ１１１０）、抑圧しないことを表すフィルタ番号を出力する。
これらのステップで処理を行う場合に、所定のフィルタを高域の抑圧度が高いものから順に低いものに変えていくことで、高域を復元でき、且つ、高域抑圧度の高いフィルタを選択することができ、また、処理量を減らすことができる。
なお、図１０及び図１１では、高域抑圧のフィルタ番号として説明したが、特に番号に限定するものでなく、これは、フィルタ強度が異なるものであればよい。
以上のように本実施の形態の変形例を用いることにより、第２の実施の形態の効果に加え、符号化による画像信号の劣化度合と発生符号量を考慮して、高域信号の抑圧度合いを制御することができるため、さらに発生符号量の削減することができ、信号抑圧の情報により、抑圧した信号を復元することができる動画像符号化装置、および動画像復号装置を提供することができる。
（実施の形態２の変形例２）
実施の形態２は実用上の範囲内で次のような変形をおこなってもよい。
高域抑圧度は、付加情報符号化部５０１により、エントロピー符号化されて符号化付加情報５０３として伝送されると説明したが、符号列１０６と組み合わせて伝送してもよい。
図１２（ａ）〜（ｄ）は、伝送方法を説明するための図である。図１２（ａ）は、符号列１２０１と、符号化付加情報１２０２が別の符号列として伝送されている例を示す図である。なお、記録媒体等に記録する場合には、符号化付加情報１２０２を例えば記録媒体の管理情報等を記録する領域に記録すればよい。
この場合、符号列１２０１は、符号化付加情報１２０２と全く無関係に伝送されるため、復号側で、符号化付加情報１２０２に対応していない場合にでも、問題がなく復号画像を得ることができる。また、符号化付加情報１２０２に対応している動画像復号装置であれば、高域情報を復元できるため、復号画質を向上させることができる。また、符号列１２０１と別の情報として伝送されるため、伝送装置により、伝送自体を止めることができ、帯域幅の狭い通信では、必要がないときには、伝送しないことが可能となる。
図１２（ｂ）は、符号列１２０１中のピクチャヘッダ１２０３の中の自由にデータを入れることができる部分に符号化付加情報１２０２を組み込んだ例を示す図である。自由にデータを入れることができる部分とは、標準規格の中でこの部分に入れた情報に対しては、特定の処理を行う、もしくは、処理を行わないという取り決めがされている領域を表し、例えば、ＭＰＥＧ規格のユーザデータと呼ばれる領域である。
ピクチャヘッダとは、１ピクチャの画像に共通する情報などを入れる部分であり、１ピクチャに１つ付加されている情報である。
この場合、復号側で、符号化付加情報１２０２に対応していない場合にでも、問題がなく復号画像を得ることができる。また、符号化付加情報１２０２に対応している動画像復号装置であれば、高域情報を復元できるため、復号画質を向上させることができる。
なお、図１２（ｂ）では、ピクチャヘッダとして説明したが、これに限定するものではなく、動画像の先頭の情報領域であるシーケンスヘッダや、動画像の特定の区間の情報領域であるＧＯＰヘッダなど、自由にデータを入れることができる部分であればよい。
また、連続するピクチャで符号化付加情報１２０２、すなわち高域抑圧度が同じであれば、２つ目以降のピクチャでは符号化付加情報１２０２を送る必要はない。この場合、符号化付加情報１２０２を付加しているか否かを示す情報、例えば付加情報フラグを付加することで、実現することができる。
図１２（ｃ）は、符号列１２０１中のピクチャヘッダ１２０３の中の自由にデータを入れることができる部分に付加情報フラグ１２０６および符号化付加情報１２０２を組み込んだ例を示す図である。この場合、図１２（ｃ）に示すように、各ピクチャヘッダ１２０３には付加情報フラグ１２０６が付加され、符号化付加情報１２０２は必要に応じて付加されることになる。
図１２（ｄ）は、符号列１２０１中のマクロブロックヘッダ１２０４に符号化付加情報１２０２を組み込んだ例を示す図である。マクロブロックヘッダとは、１ピクチャを構成する画像を特定の領域に分割し、その領域毎に１つずつ付加されている情報である。特定の領域とは、例えば１６×１６画素のサイズのブロックである。この領域毎のデータはマクロブロックデータ１２０５に格納される。符号化付加情報１２０２は、必ずしも全ての領域に存在しないため、必要な部分にのみ組み込む。
この場合、必要な部分にのみ組み込むことができるため、伝送する情報量を減らすことができる。
また、電子透かし技術のように画像データそのものに埋め込むことで伝送してもよい。
以上のように本実施の形態の変形例を用いることにより、実施の形態２の効果に加え、さらに伝送する情報量を減らすことができる、または、復号側が対応していない場合など、実用上で有用な伝送が可能となる。
また、本実施の形態の変形例は、特に実施の形態２に限定するものではなく、本発明での符号列の伝送すべてに当てはめることができる。
（実施の形態３）
図１３は本発明の実施の形態３に係る動画像符号化装置と動画像復号装置の構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１、２と同様に、説明を簡潔にするために信号抑圧処理、信号復元処理は２次元画像信号において、画面の水平方向に対する処理として説明する。
動画像符号化装置１３００は、図１３に示すように、図５に示す動画像符号化装置５００の構成における符号化情報取得部５０４を備えず、画像特徴取得部１３０１を加えて備えている。
画像特徴取得部１３０１は、入力された入力画像信号１０１の画像特徴に基づいて、モード制御信号１３０２を出力する。
画像特徴取得部１３０１及び信号抑圧部２０６の動作について図１３、図１４を用いて説明する。
図１４は、画像特徴取得部１３０１及び信号抑圧部２０６の処理について説明するフローチャートである。入力画像信号を取得し（Ｓ１４０１）、画像特徴取得部１３０１は、まず所定の方法でエッジ検出処理を行う（Ｓ１４０２）。エッジ検出処理の単位は、１画素以上の画素で構成される領域毎に行う。次に、高域抑圧を制御する単位毎に、その領域がエッジを含むかどうかを判断する（Ｓ１４０３）。この判断基準としては、例えば高域抑圧の処理単位内に、エッジを含むと判定した画素が所定量以上あれば、エッジ領域とするという方法を用いる。なお、エッジ判定の方法は、この方法に限定したものではなく、エッジの部分であることが判定できればよい。そこで、エッジ領域ではないと判定した場合（Ｓ１４０３でＮＯ）、高域抑圧の処理単位内の分散値を計算する（Ｓ１４０４）。次に分散値が所定の値よりも大きいかどうかを判断する（Ｓ１４０５）。ただし、Ｓ１４０４、Ｓ１４０５のステップは、分散値に限定するものではなく、高周波成分の大きさを判定する基準を有するものであればよい。例えば、直交変換を行い、高周波数領域のデータ量が大きければ、分散が大きい場合と同じ処理を行うという方法でもよい。次に、Ｓ１４０３でエッジを含む画像であると判断した場合（Ｓ１４０３でＹＥＳ）、抑圧用のフィルタとして所定のエッジ領域用のフィルタ番号を設定する（Ｓ１４０６）。このエッジ領域用のフィルタとしては、急峻なエッジを滑らかに変換するようなフィルタであり、エッジの方向ごとに複数有していて、エッジの方向ごとに切替えるものであってもよい。この場合、選択したフィルタの番号も決める。次にＳ１４０５で分散が大きい、すなわち高周波成分が多い画像であると判断した場合（Ｓ１４０５でＹＥＳ）、所定の高域抑圧用のフィルタ番号を設定する（Ｓ１４０７）。この高域抑圧用のフィルタとは、高周波成分を強く抑圧するフィルタである。このフィルタもフィルタ強度に応じて複数有してもよい。この場合も、選択したフィルタの番号も決める。Ｓ１４０５で分散が小さい、すなわち高周波成分が少ない画像であると判断した場合（Ｓ１４０５でＮＯ）には、所定の低域用のフィルタを設定する（Ｓ１４０８）。この低域用のフィルタとは、高域信号をほとんど抑圧しないフィルタや、フィルタをかけないことを示す。このフィルタも複数有してもよいが、選択したフィルタ番号を決める。
上記のように設定したフィルタ番号からモード信号を生成し（Ｓ１４０９）、モード制御信号１３０２として、高域抑圧部５０２に送り、実施の形態２で説明したように、高域抑圧を行って、符号化を行う。
なお、図１４では、画像の特徴を３種類に分割したが、これに限定するものではない。例えば、エッジを含む画像とそれ以外、といった具合に組み合わせることができる。このようにすることで、処理量を削減することができる。また、画像の特徴として、視覚的に目立ちやすい領域という特徴を用いて、視覚的に目立ちやすい領域に対しては、抑圧フィルタをかけないという処理を行うことにより、主観的な画質を向上させることができる。
また、画像の特徴として、分散だけで処理を分類してもよい。このようにすることで、処理量を大きく削減できる。
なお、本実施の形態で説明を省略した他の部分は、実施の形態２と同じ動作を行う。また、図１４に示した特徴毎の復元フィルタとしては、エッジ領域の復元フィルタは、エッジの方向に合わせて、信号を急峻に持ち上げるフィルタを選択し、高周波成分が多い領域の復元フィルタは、高周波数領域を高く持ち上げるフィルタを選択し、高周波成分が少ない領域の復元フィルタは、高周波数領域をあまり変化させないフィルタを選択する。
以上のように本実施の形態を用いることにより、画像の特徴に応じた高域の抑圧度を制御することができ、画質を向上することができる。
（実施の形態３の変形例１）
実施の形態３は実用上の範囲内で次のような変形をおこなってもよい。
実施の形態３では、付加情報符号化部５０１が高域抑圧度を符号化し、付加情報を伝送しているが、本変形例では、付加情報を伝送しないで、復号画像信号から復号画像の特徴を取得して付加情報を予測する。
図１５は本発明の実施の形態３の変形例１に係る動画像符号化装置及び動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
動画像符号化装置１５００は、図１５に示すように、図１３に示す動画像符号化装置１３００の構成における付加情報符号化部５０１を備えていない。一方、動画像復号装置１５５０は、動画像復号装置５５０の構成における付加情報復号部５０６を備えず、復号画像特徴取得部１５０１を加えて備えている。
復号画像特徴取得部１５０１は、入力された復号画像信号１０８に基づいて、予測高域抑圧度１５０２を出力する。
この変形例の実際の動作の一例を、図１５、図１６を用いて詳しく説明する。
図１６は、復号画像特徴取得部１５０１及び高域復元部１０９の処理の一例を示すフローチャートである。復号画像信号を取得し（Ｓ１６０１）、復号画像特徴取得部１５０１は、まず所定の方法でエッジ検出処理を行う（Ｓ１６０２）。エッジ検出処理は、画像特徴取得部１３０１と同様に行う。次に、高域抑圧を制御する単位毎に、その領域がエッジを含むかどうかを判断する（Ｓ１６０３）。この判断基準としては、例えば高域抑圧の処理単位内に、エッジを含むと判定した画素が所定量以上あれば、エッジ領域とするという方法を用いる。なお、エッジ判定の方法は、この方法に限定したものではなく、エッジの部分であることが判定できればよい。また、判断に用いる閾値は復号画像特徴取得部１５０１の方が滑らかなエッジであっても、エッジであると判断しやすく設定する。そこで、エッジ領域ではないと判定した場合（Ｓ１６０３でＮＯ）、高域抑圧の処理単位内の分散値を計算する（Ｓ１６０４）。次に分散値が所定の値よりも大きいかどうかを判断する（Ｓ１６０５）。ただし、Ｓ１６０４、Ｓ１６０５のステップは、図１４の場合と同様に、分散値に限定するものではなく、高周波成分の大きさを判定する基準を有するものであればよい。例えば、直交変換を行い、高周波数領域のデータ量が大きければ、分散が大きい場合と同じ処理を行うという方法でもよい。次に、Ｓ１６０３でエッジを含む画像であると判断した場合（Ｓ１６０３でＹＥＳ）、復元用のフィルタとして所定のエッジ領域用のフィルタ番号を設定する（Ｓ１６０６）。このエッジ領域用のフィルタとしては、滑らかなエッジを急峻に変換するようなフィルタであり、エッジの方向ごとに複数有していて、エッジの方向ごとに切替えるものであってもよい。この場合、選択したフィルタの番号も決める。次にＳ１６０５で分散が大きい、すなわち高周波成分が多い画像であると判断した場合（Ｓ１６０５でＹＥＳ）、所定の高域復元用のフィルタ番号を設定する（Ｓ１６０７）。この高域復元用のフィルタとは、高周波成分を強く復元するフィルタである。このフィルタもフィルタ強度に応じて複数有してもよい。この場合も、選択したフィルタの番号も決める。Ｓ１６０５で分散が小さい、すなわち高周波成分が少ない画像であると判断した場合（Ｓ１６０５でＮＯ）には、所定の低域用のフィルタを設定する（Ｓ１６０８）。この低域用のフィルタとは、高域信号をほとんど復元しないフィルタや、フィルタをかけないことを示す。このフィルタも複数有してもよいが、選択したフィルタ番号を決める。
上記のように設定したフィルタ番号から予測モード信号を生成し（Ｓ１６０９）、予測高域抑圧度１５０２として、高域復元部１０９に送り、実施の形態２で説明したように、高域復元を行って、復号を行う。
なお、図１６では、画像の特徴を３種類に分割したが、図１４の説明と同様に、これに限定するものではない。例えば、エッジを含む画像とそれ以外、といった具合に組み合わせることができる。このようにすることで、処理量を削減することができる。また、復号時の動きベクトルの情報を、画像特徴として用いてもよい。例えば、動きが小さい場合には、高周波数領域が目立ちやすいため、高周波成分が多いときと同様のフィルタを用い、動きが大きいときには、高周波成分の情報が失われているため、高域復元をあまり行わないフィルタを用いるという分割も行うことができる。また、画像の分散だけで特長を分類してもよい。このようにすることで、処理量を大きく削減することができる。なお、本実施の形態の変形例で説明を省略した他の部分は、実施の形態２と同じ動作を行う。
以上のように本実施の形態の変形例を用いることにより、画像の特徴に応じた高域の抑圧度を制御することで画質を向上することができ、且つ、伝送する情報量を削減することができる。
なお、本実施の形態の変形例では、符号化側で画像特徴取得部１３０１によってモード制御を行っていたが、これに限定するものではない。例えば、実施の形態１で説明したように、モードの制御を行わない画像に対して、復号画像の特徴に応じた高域復元処理を行っても良い。この場合、画像の特徴に応じた、高域情報の付加が行われるため、符号化、復号処理による画質の劣化を復元することができ、画質を向上することができる。また、他のモード制御を行った画像に対して、本変形例を用いてもよい。この場合、モード情報を符号化する必要がないため、発生符号量を削減することができ、且つ、モードを予測することで、高域復元することができ、画質を向上することができる。なお、実施の形態１〜３や本変形例も含めて、処理の単位でモードの予測方法を変えてもよい。そのようにすることで、例えば、復号画像特徴取得部１５０１でモードの予測が可能な場合には、モード情報を符号化しない、予測が不可能な場合には、モード情報を符号化することができ、発生符号量を削減でき、且つ、画質を向上させることができる。
（実施の形態４）
図１７（ａ）は本発明の実施の形態４に係る動画像符号化装置を構成する高域抑圧部１７００の構成を示すブロック図である。なお、動画像符号化装置および動画像復号装置は、実施の形態１〜３で説明したいずれの構成であってもよい。また、実施の形態１〜３と同様に、説明を簡潔にするために信号抑圧処理、信号復元処理は２次元画像信号において、画面の水平方向に対する処理として説明する。
高域抑圧部１７００は、図１７（ａ）に示すように、図２（ａ）に示す高域抑圧部１０２の構成に加えて、高域平滑化フィルタ１７０１を備えている。高域平滑化フィルタ１７０１は、入力された高域抑圧高域画像信号２０７を平滑化し、高域抑圧平滑化高域画像信号１７０２を出力する。
高域抑圧部１７００の動作について図１７（ａ）を用いて説明する。
高域抑圧部１７００は、まず入力画像信号１０１をローパスフィルタ２０２で低域通過フィルタリング処理を行うことにより、画像信号の高周波数領域のデータを抑圧し、低域画像信号２０３を出力する。次に、演算部２０４は、入力画像信号１０１と低域画像信号２０３との差分を取ることで、画像信号の高域部分だけの信号である高域画像信号２０５を出力する。この高域画像信号２０５は入力画像信号１０１の高周波数領域の信号である。次に、信号抑圧部２０６は、高域画像信号２０５の信号強度を抑圧し、高域抑圧高域画像信号２０７を出力する。高域平滑化フィルタ１７０１は、この高域抑圧高域画像信号２０７を平滑化し、高域抑圧平滑化高域画像信号１７０２を出力する。演算部２０９は、この高域抑圧平滑化高域画像信号１７０２と、入力画像信号の低域部分の信号である低域画像信号２０３とを加えることで、高域部分が信号抑圧部２０６により低減された高域抑圧画像信号１０３を出力する。この高域抑圧画像信号１０３は、符号化部１０５によって動画像符号化処理され、伝送される。また、信号抑圧部２０６は、高域抑圧の度合である高域抑圧度１０４を出力し、この情報もまた伝送される。
次に、実施の形態１〜３と異なる動作を行う高域平滑化フィルタの動作について図１８（ａ）〜（ｄ）を用いて詳しく説明する。
図１８は各画像信号の周波数特性の一例を示す図であり、図１８（ａ）は高周波数領域に振幅の大きいノイズが含まれている場合の高域抑圧高域画像信号２０７の周波数特性、図１８（ｂ）は高域抑圧平滑化高域画像信号の周波数特性、図１８（ｃ）は図１８（ｂ）の高域抑圧平滑化高域画像信号を実施の形態１〜３の高域復元部１０９により復元した高域復元高域画像信号の周波数特性、図１８（ｄ）は図１８（ａ）の高域抑圧高域画像信号を実施の形態１〜３の高域復元部１０９により復元した高域復元高域画像信号の周波数特性を示す図である。なお、図１８（ａ）〜（ｄ）中に破線で示す信号は、低域の画像信号を表している。
高域平滑化フィルタ１７０１は、図１８（ａ）に示す高域抑圧高域画像信号の高域部分を平滑化し、図１８（ｂ）に示すような高域抑圧平滑化高域画像信号を出力する。そして、この高域抑圧平滑化画像信号に、破線で示した低域画像信号を加えて、符号化された符号列が伝送される。この場合、動画像復号装置は、符号列を復号、復元処理をし、図１８（ｃ）に示すような周波数特性をもつ高域復元高域画像信号を出力する。例えば、本実施の形態の高域平滑化フィルタが無い場合には、動画像復号装置では、図１８（ａ）に示す高域抑圧高域画像信号から図１８（ｄ）で示すような周波数特性をもつ高域復元高域画像信号が得られ、高周波数領域のノイズが強調され、画質が劣化する。
本実施の形態では、図１８（ａ）のように、高周波数領域に振幅の大きいノイズが載っている場合に、特に画質向上の効果が得られる。
なお、本実施の形態の説明では、実施の形態１の高域抑圧部１０２に適用して説明したが、これに限定するものではなく、例えば、図１７（ａ）で説明した本実施の形態のブロック図の構成に、図６で説明した抑圧フィルタ制御部６０２を含んでもよい。実施の形態２、３でも上記と同じ効果が得られる。
また、高域平滑化フィルタは、全ての場合に使わなくても良い。例えば、図１８（ａ）のような高周波数領域に振幅の大きなノイズが存在するかどうかを判断し、存在する場合にだけ、高域平滑化フィルタ処理を行っても良い。この場合、処理量を削減できることと、平滑化が必要ない画像には、平滑化をかけないことで、画質を向上させることができる。
（実施の形態４の変形例１）
実施の形態４は実用上の範囲内で次のような変形をおこなってもよい。
実施の形態４では、図１７（ａ）に示すように高域抑圧部１７００に高域平滑化フィルタを備えているが、本変形例では、高域復元部１０９に復元高域平滑化フィルタを備える。
図１７（ｂ）は本発明の実施の形態４の変形例１に係る動画像復号装置を構成する高域復元部１０９の構成を示すブロック図である。なお、動画像符号化装置および動画像復号装置は、実施の形態１〜３で説明したいずれの構成であってもよい。
高域復元部１７１０は、図１７（ｂ）に示すように、図２（ｂ）に示す高域復元部１０９の構成に加えて、復元高域平滑化フィルタ１７０３を備えている。復元高域平滑化フィルタ１７０３は、入力された高域復元高域画像信号２１８を平滑化し、復元高域平滑化高域画像信号１７０４を出力する。
高域復元部１０９の動作について図１７（ｂ）を用いて説明する。
高域復元部１７１０は、復号画像信号１０８をローパスフィルタ２１２で低域通過フィルタリング処理を行うことにより、画像信号の高周波領域のデータを抑圧し、低域画像信号２１３を出力する。次に、演算部２１４は、復号画像信号１０８と低域画像信号２１３との差分を取ることで、高域抑圧部１０２と同様に画像信号の高域部分だけの信号である高域画像信号２１５を出力する。この高域画像信号２１５は、復号画像信号１０８の高周波数領域の信号である。次に、信号復元部２１６は、高域抑圧度１０４に従って高域画像信号２１５の信号強度を復元し、高域復元高域画像信号２１８を出力する。復元高域平滑化フィルタ１７０３は、この高域復元高域画像信号２１８を平滑化し、復元高域平滑化高域画像信号１７０４を出力する。演算部２１９は、この復元高域平滑化高域画像信号１７０４と復号画像信号の低域部分の信号である低域画像信号２１３とを加えることで、再生画像信号１１０を出力する。
次に、復元高域平滑化フィルタの動作について図１８（ａ）、（ｃ）、（ｄ）を用いて詳しく説明する。
なお、ここでは上記実施の形態４の説明で用いた図１８を用いるが、各周波数特性を示す画像信号が相違し、図１８（ａ）は高周波数領域に振幅の大きいノイズが含まれている場合の復号高域画像信号２１５の周波数特性、図１８（ｄ）は高域復元高域画像信号２１８の周波数特性、図１８（ｃ）は図１８（ｄ）の高域復元高域画像信号を復元高域平滑化フィルタ１７０３により平滑化した、復元高域平滑化高域画像信号１７０４の周波数特性を示す図である。
復元高域平滑化フィルタ１７０３は、図１８（ｄ）に示す高域復元高域画像信号の高域部分を平滑化し、図１８（ｃ）に示すような復元高域平滑化高域画像信号を出力する。そして、この復元高域平滑化高域画像信号に、破線で示した低域画像信号を加えて、再生画像信号として出力される。
よって、本変形例では、図１８（ａ）のように、復号画像信号の高周波数領域に振幅の大きいノイズが載っている場合に、特に画質向上の効果が得られる。
なお、復元高域平滑化フィルタは、全ての場合に使わなくても良い。例えば、図１８（ａ）のような高周波数領域に振幅の大きなノイズが存在するかどうかを判断し、存在する場合にだけ、復元高域平滑化フィルタ処理を行っても良い。この場合、処理量を削減できることと、平滑化が必要ない画像には、平滑化をかけないことで、画質を向上させることができる。
（実施の形態４の変形例２）
実施の形態４は実用上の範囲内で次のような変形をおこなってもよい。
実施の形態４の変形例１では、図１７（ｂ）に示すように高域復元部１０９に高域復元後の画像に対する高域平滑化フィルタを備えているが、本変形例では、図１７（ｃ）に示すように高域復元部１０９に高域復元前の画像に対する高域平滑化フィルタを備える。
図１７（ｃ）は本発明の実施の形態４の変形例２に係る動画像復号装置を構成する高域復元部１０９の構成を示すブロック図である。なお、動画像符号化装置および動画像復号装置は、実施の形態１〜３で説明したいずれの構成であってもよい。
高域復元部１７２０は、図１７（ｃ）に示すように、図２（ｂ）に示す高域復元部１０９の構成に加えて、復号高域平滑化フィルタ１７０５を備えている。復号高域平滑化フィルタ１７０５は、入力された高域画像信号２１５を平滑化し、復号高域平滑化高域画像信号１７０６を出力する。
高域復元部１０９の動作について図１７（ｃ）を用いて説明する。
高域復元部１７２０は、復号画像信号１０８をローパスフィルタ２１２で低域通過フィルタリング処理を行うことにより、画像信号の高周波領域のデータを抑圧し、低域画像信号２１３を出力する。次に、演算部２１４は、復号画像信号１０８と低域画像信号２１３との差分を取ることで、高域抑圧部１０２と同様に画像信号の高域部分だけの信号である高域画像信号２１５を出力する。復元高域平滑化フィルタ１７０５は、この高域画像信号２１５を平滑化し、復号高域平滑化高域画像信号１７０６を出力する。次に、信号復元部２１６は、高域抑圧度１０４に従って復号高域平滑化高域画像信号１７０６の信号強度を復元し、高域復元高域画像信号２１８を出力する。演算部２１９は、この高域復元高域画像信号２１８と復号画像信号の低域部分の信号である低域画像信号２１３とを加えることで、再生画像信号１１０を出力する。
次に、復号高域平滑化フィルタの動作について図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて詳しく説明する。
なお、ここでも上記実施の形態４の説明で用いた図１８を用いるが、各周波数特性を示す画像信号が相違し、図１８（ａ）は高周波数領域に振幅の大きいノイズが含まれている場合の復号高域画像信号２１５の周波数特性、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の復号高域画像信号を復号高域平滑化フィルタにより平滑化した、復号高域平滑化高域画像信号１７０６の周波数特性、図１８（ｃ）は図１８（ｂ）の復号高域平滑化高域画像信号を信号復元部２１６で復元した高域復元高域画像信号２１８の周波数特性を示す図である。
復号高域平滑化フィルタ１７０５は、図１８（ａ）に示す復号高域画像信号の高域部分を平滑化し、図１８（ｂ）に示すような復号高域平滑化高域画像信号を出力する。そして、この復号高域平滑化画像信号を復元し、高域復元高域画像信号を得、図１８（ｃ）に破線で示した低域画像信号を加えて、再生画像信号として出力される。
よって、本変形例では、図１８（ａ）のように、復号画像信号の高周波数領域に振幅の大きいノイズが載っている場合に、特に画質向上の効果が得られる。
なお、復号高域平滑化フィルタは、全ての場合に使わなくても良い。例えば、図１８（ａ）のような、高周波数領域に振幅の大きなノイズが存在するかどうかを判断し、存在する場合にだけ、復号高域平滑化フィルタ処理を行っても良い。この場合、処理量を削減できることと、平滑化が必要ない画像には、平滑化をかけないことで、画質を向上させることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１における、信号抑圧部２０６及び信号復元部２１６の動作が異なる場合について、図１９（ａ）〜（ｆ）を用いて詳しく説明する。なお、実施の形態１と同様に、説明を簡潔にするために信号抑圧処理、信号復元処理は２次元画像信号において、画面の水平方向に対する処理として説明する。
図１９は各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、図１９（ａ）は入力画像信号の高域画像信号の周波数特性、図１９（ｂ）は高域抑圧高域画像信号号の周波数特性、図１９（ｃ）は本実施の形態での信号抑圧部２０６が生成する高域変形高域画像信号の周波数特性、図１９（ｄ）は本実施の形態で伝送された符号化画像信号を復号した復号高域変形高域画像信号の周波数特性、図１９（ｅ）は信号復元部の高域信号復元フィルタ特性、図１９（ｆ）は高域復元高域画像信号の周波数特性を示す図である。
本実施の形態の信号抑圧部２０６は、例えば図１９（ｂ）に示すような高域抑圧高域画像信号を１つの信号強度で表し、例えば図１９（ｃ）に示すような高域変形高域画像信号を出力する。１つの信号強度の算出の方法は、例えば、高域抑圧画像信号の振幅の平均値やメディアンで得られる。なお、算出の方法はこれに限定するものではない。また、本実施の形態の信号抑圧部２０６は、高域抑圧度としては、１つの信号強度で表した代表値を出力する。
本実施の形態の信号復元部２１６は、例えば図１９（ｄ）に示すような復号高域変形高域画像信号に対し、図１９（ｅ）で示すようなフィルタ特性を有するフィルタで復元し、図１９（ｆ）に示すような高域復元高域画像信号を出力する。ここで、フィルタ強度は、高域抑圧度として伝送された値、もしくは、その値よりも小さい値を強度とする。
本実施の形態の高域抑圧部、高域復元部を用いることにより、伝送する信号抑圧度を含む付加情報を少なくすることができ、また、復元における処理量を削減することができる。また、復元時のフィルタ強度を抑圧した強度以下にすることにより、高周波成分が多くなりすぎることを防ぎ、画質を向上させることができる。
なお、本実施の形態は、実施の形態１〜４に適用することができ、どの場合においても、同様な結果が得られる。
（実施の形態６）
さらに、上記各実施の形態で示した動画像符号化装置及び動画像復号装置を実現するためのプログラムを、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録するようにすることにより、上記各実施の形態で示した処理を、独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。
図２０（ａ）〜（ｃ）は、上記各実施の形態の動画像符号化装置及び動画像復号装置を、フレキシブルディスク等の記録媒体に記録されたプログラムを用いて、コンピュータシステムにより実施する場合の説明図である。
図２０（ｂ）は、フレキシブルディスクの正面からみた外観、断面構造、及びフレキシブルディスクを示し、図２０（ａ）は、記録媒体本体であるフレキシブルディスクの物理フォーマットの例を示している。フレキシブルディスクＦＤはケースＦ内に内蔵され、該ディスクの表面には、同心円状に外周からは内周に向かって複数のトラックＴｒが形成され、各トラックは角度方向に１６のセクタＳｅに分割されている。従って、上記プログラムを格納したフレキシブルディスクでは、上記フレキシブルディスクＦＤ上に割り当てられた領域に、上記プログラムが記録されている。
また、図２０（ｃ）は、フレキシブルディスクＦＤに上記プログラムの記録再生を行うための構成を示す。動画像符号化装置及び動画像復号装置を実現する上記プログラムをフレキシブルディスクＦＤに記録する場合は、コンピュータシステムＣｓから上記プログラムをフレキシブルディスクドライブを介して書き込む。また、フレキシブルディスク内のプログラムにより動画像符号化装置及び動画像復号装置を実現する上記動画像符号化装置及び動画像復号装置をコンピュータシステム中に構築する場合は、フレキシブルディスクドライブによりプログラムをフレキシブルディスクから読み出し、コンピュータシステムに転送する。
なお、上記説明では、記録媒体としてフレキシブルディスクを用いて説明を行ったが、光ディスクを用いても同様に行うことができる。また、記録媒体はこれに限らず、ＩＣカード、ＲＯＭカセット等、プログラムを記録できるものであれば同様に実施することができる。
（実施の形態７）
さらにここで、上記実施の形態で示した動画像符号化装置及び動画像復号装置の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
図２１は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示すブロック図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０７〜ex１１０が設置されている。
このコンテンツ供給システムex１００は、例えば、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ｅｘ１０７〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（personal digital assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、カメラ付きの携帯電話ｅｘ１１５などの各機器が接続される。
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２１のような組合せに限定されず、いずれかを組み合わせて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０７〜ex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話は、ＰＤＣ（Personal Digital Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
また、ストリーミングサーバex１０３は、カメラex１１３から基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じて接続されており、カメラex１１３を用いてユーザが送信する符号化処理されたデータに基づいたライブ配信等が可能になる。撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするサーバ等で行ってもよい。また、カメラ１１６で撮影した動画データはコンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信されてもよい。カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画、動画が撮影可能な機器である。この場合、動画データの符号化はカメラex１１６で行ってもコンピュータex１１１で行ってもどちらでもよい。また、符号化処理はコンピュータex１１１やカメラex１１６が有するＬＳＩex１１７において処理することになる。なお、画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な記録媒体である何らかの蓄積メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込んでもよい。さらに、カメラ付きの携帯電話ex１１５で動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１５が有するＬＳＩで符号化処理されたデータである。
このコンテンツ供給システムex１００では、ユーザがカメラex１１３、カメラex１１６等で撮影しているコンテンツ（例えば、音楽ライブを撮影した映像等）を上記実施の形態同様に符号化処理してストリーミングサーバex１０３に送信する一方で、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して上記コンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４等がある。このようにすることでコンテンツ供給システムex１００は、符号化されたデータをクライアントにおいて受信して再生することができ、さらにクライアントにおいてリアルタイムで受信して復号化し、再生することにより、個人放送をも実現可能になるシステムである。
このシステムを構成する各機器の符号化、復号には上記各実施の形態で示した動画像符号化装置あるいは動画像復号装置を用いるようにすればよい。
その一例として携帯電話について説明する。
図２２は、上記実施の形態で説明した動画像符号化装置（ここでは、画像符号化部）及び動画像復号装置（ここでは、画像復号化部）を用いた携帯電話ex１１５を示す図である。携帯電話ex１１５は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex２０１、ＣＣＤカメラ等の映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex２０３、カメラ部ex２０３で撮影した映像、アンテナex２０１で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex２０２、操作キーｅｘ２０４群から構成される本体部、音声出力をするためのスピーカ等の音声出力部ex２０８、音声入力をするためのマイク等の音声入力部ex２０５、撮影した動画もしくは静止画のデータ、受信したメールのデータ、動画のデータもしくは静止画のデータ等、符号化されたデータまたは復号化されたデータを保存するための記録メディアex２０７、携帯電話ex１１５に記録メディアex２０７を装着可能とするためのスロット部ex２０６を有している。記録メディアex２０７はＳＤカード等のプラスチックケース内に電気的に書換えや消去が可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）の一種であるフラッシュメモリ素子を格納したものである。
さらに、携帯電話ex１１５について図２３を用いて説明する。携帯電話ex１１５は表示部ex２０２及び操作キーｅｘ２０４を備えた本体部の各部を統括的に制御するようになされた主制御部ex３１１に対して、電源回路部ex３１０、操作入力制御部ex３０４、画像符号化部ex３１２、カメラインターフェース部ex３０３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３０２、画像復号化部ex３０９、多重分離部ex３０８、記録再生部ex３０７、変復調回路部ex３０６及び音声処理部ex３０５が同期バスex３１３を介して互いに接続されている。
電源回路部ex３１０は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりカメラ付ディジタル携帯電話ex１１５を動作可能な状態に起動する。
携帯電話ex１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等でなる主制御部ex３１１の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex２０５で集音した音声信号を音声処理部ex３０５によってディジタル音声データに変換し、これを変復調回路部ex３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ex３０１でディジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex２０１を介して送信する。また携帯電話機ex１１５は、音声通話モード時にアンテナex２０１で受信した受信信号を増幅して周波数変換処理及びアナログディジタル変換処理を施し、変復調回路部ex３０６でスペクトラム逆拡散処理し、音声処理部ex３０５によってアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ２０８を介して出力する。
さらに、データ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キーｅｘ２０４の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３０４を介して主制御部ex３１１に送出される。主制御部ex３１１は、テキストデータを変復調回路部ex３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ex３０１でディジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex２０１を介して基地局ex１１０へ送信する。
データ通信モード時に画像データを送信する場合、カメラ部ex２０３で撮像された画像データをカメラインターフェース部ex３０３を介して画像符号化部ex３１２に供給する。また、画像データを送信しない場合には、カメラ部ex２０３で撮像した画像データをカメラインターフェース部ex３０３及びＬＣＤ制御部ex３０２を介して表示部ex２０２に直接表示することも可能である。
画像符号化部ex３１２は、本願発明で説明した画像符号化部を備えた構成であり、カメラ部ex２０３から供給された画像データを上記実施の形態で示した画像符号化部に用いた符号化方法によって圧縮符号化することにより符号化画像データに変換し、これを多重分離部ex３０８に送出する。また、このとき同時に携帯電話機ex１１５は、カメラ部ex２０３で撮像中に音声入力部ex２０５で集音した音声を音声処理部ex３０５を介してディジタルの音声データとして多重分離部ex３０８に送出する。
多重分離部ex３０８は、画像符号化部ex３１２から供給された符号化画像データと音声処理部ex３０５から供給された音声データとを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変復調回路部ex３０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ex３０１でディジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex２０１を介して送信する。
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、アンテナex２０１を介して基地局ex１１０から受信した受信信号を変復調回路部ex３０６でスペクトラム逆拡散処理し、その結果得られる多重化データを多重分離部ex３０８に送出する。
また、アンテナex２０１を介して受信された多重化データを復号化するには、多重分離部ex３０８は、多重化データを分離することにより画像データの符号化ビットストリームと音声データの符号化ビットストリームとに分け、同期バスex３１３を介して当該符号化画像データを画像復号化部ex３０９に供給すると共に当該音声データを音声処理部ex３０５に供給する。
次に、画像復号化部ex３０９は、本願発明で説明した画像復号化装置を備えた構成であり、画像データの符号化ビットストリームを上記実施の形態で示した符号化方法に対応した復号化方法で復号することにより再生動画像データを生成し、これをＬＣＤ制御部ex３０２を介して表示部ex２０２に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる動画データが表示される。このとき同時に音声処理部ex３０５は、音声データをアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex２０８に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まる音声データが再生される。
なお、上記システムの例に限られず、最近は衛星、地上波によるディジタル放送が話題となっており、図２４に示すようにディジタル放送用システムにも上記実施の形態の少なくとも画像符号化部または画像復号化装置のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex４０９では映像情報の符号化ビットストリームが電波を介して通信または放送衛星ex４１０に伝送される。これを受けた放送衛星ex４１０は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送受信設備をもつ家庭のアンテナex４０６で受信し、テレビ（受信機）ex４０１またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex４０７などの装置により符号化ビットストリームを復号化してこれを再生する。また、記録媒体であるCDやDVD等の蓄積メディアex４０２に記録した符号化ビットストリームを読み取り、復号化する再生装置ex４０３にも上記実施の形態で示した画像復号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex４０４に表示される。また、ケーブルテレビ用のケーブルex４０５または衛星／地上波放送のアンテナex４０６に接続されたセットトップボックスex４０７内に画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex４０８で再生する構成も考えられる。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号化装置を組み込んでも良い。また、アンテナex４１１を有する車ex４１２で衛星ex４１０からまたは基地局ex１０７等から信号を受信し、車ex４１２が有するカーナビゲーションex４１３等の表示装置に動画を再生することも可能である。
更に、画像信号を上記実施の形態で示した画像符号化部で符号化し、記録媒体に記録することもできる。具体例としては、DVDディスクｅｘ４２１に画像信号を記録するDVDレコーダや、ハードディスクに記録するディスクレコーダなどのレコーダｅx４２０がある。更にSDカードｅｘ４２２に記録することもできる。レコーダｅｘ４２０が上記実施の形態で示した画像復号化装置を備えていれば、DVDディスクｅｘ４２１やSDカードｅｘ４２２に記録した画像信号を再生し、モニタｅｘ４０８で表示することができる。
なお、カーナビゲーションex４１３の構成は例えば図２３に示す構成のうち、カメラ部ex２０３とカメラインターフェース部ex３０３、画像符号化部ｅｘ３１２を除いた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１やテレビ（受信機）ex４０１等でも考えられる。
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型の端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末の３通りの実装形式が考えられる。
このように、上記実施の形態で示した動画像符号化装置及び動画像復号装置を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記実施の形態で説明した効果を得ることができる。
なお、本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
また、図１、図２、図５、図６、図９、図１３、図１５、および図１７に示したブロック図の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。このＬＳＩは１チップ化されても良いし、複数チップ化されても良い。（例えばメモリ以外の機能ブロックが１チップ化されていても良い。）ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
また、各機能ブロックのうち、符号化または復号化の対象となるデータを格納する手段だけ１チップ化せずに別構成としても良い。
本発明に係る動画像符号化方法及び動画像復号方法は、低ビットレートで高画質な符号化と復号ができるという効果を有し、例えば携帯電話、ＤＶＤ装置、およびパーソナルコンピュータ等を用いた蓄積、伝送、通信等における動画像符号化方法及び動画像復号方法として有用である。
本発明の実施の形態１に係る動画像符号化装置と動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）実施の形態１の動画像符号化装置を構成する高域抑圧部の構成を示すブロック図であり、（ｂ）実施の形態１の動画像復号装置を構成する高域復元部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、（ａ）入力画像信号の周波数特性、（ｂ）ローパスフィルタのフィルタ特性、（ｃ）低域画像信号の周波数特性、（ｄ）高域画像信号の周波数特性、（ｅ）信号抑圧部の高域信号抑圧フィルタ特性、（ｆ）高域抑圧高域画像信号の周波数特性、（ｇ）高域抑圧画像信号の周波数特性を示す図である。 実施の形態１における各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、（ａ）復号画像信号の周波数特性、（ｂ）ローパスフィルタのフィルタ特性、（ｃ）低域画像信号の周波数特性、（ｄ）高域画像信号の周波数特性、（ｅ）信号復元部の高域信号復元フィルタ特性、（ｆ）高域復元高域画像信号の周波数特性、（ｇ）再生画像信号の周波数特性を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る動画像符号化装置と動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る動画像符号化装置を構成する高域抑圧部の構成を示すブロック図である。 実施の形態２において高域抑圧度を決定する際の処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２において高域抑圧フィルタ番号の決定の判断基準の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２の変形例１に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２の変形例１において高域抑圧度を決定する際の処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態２の変形例１において高域抑圧度を決定する際の処理の他の例を示すフローチャートである。 伝送方法を説明するための図であり、（ａ）符号列と符号化付加情報が別の符号列として伝送されている例、（ｂ）符号列中のピクチャヘッダに符号化付加情報を組み込んだ例、（ｃ）符号列中のピクチャヘッダに付加情報フラグおよび符号化付加情報を組み込んだ例、（ｄ）符号列中のマクロブロックヘッダに符号化付加情報を組み込んだ例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る動画像符号化装置と動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 画像特徴取得部及び信号抑圧部の処理について説明するフローチャートである。 実施の形態３の変形例１に係る動画像符号化装置及び動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 復号画像特徴取得部及び高域復元部の処理の一例を示すフローチャートである。 （ａ）本発明の実施の形態４に係る動画像符号化装置を構成する高域抑圧部の構成を示すブロック図であり、（ｂ）変形例１における動画像復号装置を構成する高域復元部の構成を示すブロック図であり、（ｃ）変形例２における動画像復号装置を構成する高域復元部の構成を示すブロック図である。 実施の形態４における各画像信号の周波数特性の一例を示す図であり、（ａ）高周波数領域に振幅の大きいノイズが含まれている場合の高域抑圧高域画像信号または復号高域画像信号の周波数特性、（ｂ）高域抑圧平滑化高域画像信号または復号高域平滑化高域画像信号の周波数特性、（ｃ）高域復元高域画像信号、復元高域平滑化高域画像信号、または高域復元高域画像信号の周波数特性、（ｄ）高域復元高域画像信号の周波数特性を示す図である。 実施の形態５における各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、（ａ）入力画像信号の高域画像信号の周波数特性、（ｂ）高域抑圧高域画像信号号の周波数特性、（ｃ）高域変形高域画像信号の周波数特性、（ｄ）復号高域変形高域画像信号の周波数特性、（ｅ）信号復元部の高域信号復元フィルタ特性、（ｆ）高域復元高域画像信号の周波数特性を示す図である。 上記各実施の形態の動画像符号化装置及び動画像復号装置をコンピュータシステムにより実現するためのプログラムを格納するための記録媒体についての説明図（実施の形態６）であり、（ａ）記録媒体本体であるフレキシブルディスクの物理フォーマットの例を示した説明図、（ｂ）フレキシブルディスクの正面からみた外観、断面構造、及びフレキシブルディスクを示した説明図、（ｃ）フレキシブルディスクＦＤに上記プログラムの記録再生を行うための構成を示した説明図である。 コンテンツ供給システムの全体構成を示すブロック図（実施の形態７）である。 動画像符号化装置及び動画像復号装置を用いた携帯電話の例（実施の形態７）を示す図である。 携帯電話の内部構成を示すブロック図（実施の形態７）である。 ディジタル放送用システムの例（実施の形態７）を示す図である。 従来の動画像符号化装置および動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 従来の方式における各画像信号の周波数特性またはフィルタ特性の一例を示す図であり、（ａ）高周波成分を抑圧した場合の画像信号の周波数特性、（ｂ）復元フィルタのフィルタ特性、（ｃ）復元信号の周波数特性を示す図である。
符号の説明
１００、５００、９００、１３００、１５００ 動画像符号化装置
１０２、５０２、１７００ 高域抑圧部
１０５、５０５ 符号化部
１０７ 復号部
１０９、１７１０、１７２０ 高域復元部
１５０、５５０、１５５０ 動画像復号装置
２０２、２１２ ローパスフィルタ
２０４、２０９、２１４、２１９ 演算部
２０６、６０２ 信号抑圧部
２１６ 信号復元部
５０１ 付加情報符号化部
５０４ 符号化情報取得部
５５１ 付加情報復号部
６０２ 抑圧フィルタ制御部
９０１ 仮復号部
９０３ 仮高域復元部
１３０１ 画像特徴取得部
１５０１ 復号画像特徴取得部

Claims (22)

  1. 動画像を圧縮符号化する動画像符号化方法であって、
    前記動画像の高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく抑圧するように前記高周波成分を抑圧する度合いを示す高域抑圧度を決定する抑圧度決定ステップと、
    決定された前記高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する高域抑圧ステップと、
    前記高周波成分が抑圧された動画像を圧縮符号化し、符号列を生成する符号化ステップと
    を含むことを特徴とする動画像符号化方法。
  2. 前記動画像符号化方法は、さらに、
    前記動画像を構成するピクチャを領域に分割する分割ステップを含み、
    前記抑圧度決定ステップでは、分割された前記領域ごとに前記高域抑圧度を決定する
    ことを特徴とする請求項１記載の動画像符号化方法。
  3. 前記動画像符号化方法は、さらに、
    前記領域ごとに前記高域抑圧度を付加情報として前記符号列とともに出力する出力ステップを含む
    ことを特徴とする請求項２記載の動画像符号化方法。
  4. 前記動画像符号化方法は、さらに、
    前記高周波成分が抑圧されていない動画像を圧縮符号化する仮符号化ステップと、
    前記高周波成分が抑圧されていない動画像が圧縮符号化された符号化情報に含まれる高周波成分の量を取得する高域情報取得ステップとを含み、
    前記抑圧度決定ステップでは、前記高域情報取得ステップにおいて取得された前記高周波成分の量に基づいて前記高域抑圧度を決定する
    ことを特徴とする請求項１記載の動画像符号化方法。
  5. 前記動画像符号化方法は、さらに、
    仮高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する仮高域抑圧ステップと、
    前記仮高域抑圧度で前記高周波成分が抑圧された動画像を仮圧縮符号化する仮符号化ステップと、
    仮圧縮符号化された前記動画像を復号し、復号動画像を求める仮復号ステップと、
    前記仮高域抑圧度に応じた高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める仮高域復元ステップとを含み、
    前記抑圧度決定ステップでは、前記動画像および前記復元動画像に基づいて前記高域抑圧度を決定する
    ことを特徴とする請求項１記載の動画像符号化方法。
  6. 前記抑圧度決定ステップでは、複数の仮高域抑圧度ごとに求められた前記復元動画像からそれぞれの符号化コストを算出し、前記符号化コストが最小である仮高域抑圧度を前記高域抑圧度として決定する
    ことを特徴とする請求項５記載の動画像符号化方法。
  7. 前記抑圧度決定ステップでは、前記動画像の高周波成分および前記復元動画像の高周波成分の類似性が所定の閾値以上である仮高域抑圧度を前記高域抑圧度として決定する
    ことを特徴とする請求項５記載の動画像符号化方法。
  8. 前記動画像符号化方法は、さらに、
    前記動画像から前記高周波成分の量を取得する取得ステップを含み、
    前記抑圧度決定ステップでは、前記取得ステップにおいて取得された前記高周波成分の量に基づいて前記高域抑圧度を決定する
    ことを特徴とする請求項１記載の動画像符号化方法。
  9. 前記動画像符号化方法は、さらに、
    前記高域抑圧度を付加情報として前記符号列とともに出力する出力ステップを含む
    ことを特徴とする請求項１記載の動画像符号化方法。
  10. 前記出力ステップでは、前記高域抑圧度が変化したときにのみ、前記高域抑圧度を前記付加情報として前記符号列とともに出力する
    ことを特徴とする請求項９記載の動画像符号化方法。
  11. 動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法であって、
    前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、
    前記復号動画像の高周波成分の量を取得する取得ステップと、
    前記高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、
    決定された前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップと
    を含むことを特徴とする動画像復号方法。
  12. 前記動画像復号方法は、さらに、
    前記復号動画像を構成するピクチャを領域に分割する分割ステップを含み、
    前記復元度決定ステップでは、分割された前記領域ごとに前記高域復元度を決定する
    ことを特徴とする請求項１１記載の動画像復号方法。
  13. 動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法であって、
    前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、
    前記動画像を構成するピクチャの分割された領域ごとに、高周波成分が抑圧された度合いを示す高域抑圧度が付加情報として付加された前記符号列から前記高域抑圧度を前記領域ごとに取得する付加情報取得ステップと、
    前記高域抑圧度に基づいて、前記高域抑圧度が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、
    決定された前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップと
    を含むことを特徴とする動画像復号方法。
  14. 動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号方法であって、
    前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、
    前記動画像の高周波成分が抑圧された度合いを示す高域抑圧度が変化したときにのみ前記高域抑圧度が付加情報として付加された前記符号列から前記高域抑圧度を取得する付加情報取得ステップと、
    前記高域抑圧度が取得された場合には取得された前記高域抑圧度に基づいて、前記高域抑圧度が取得されない場合には直前に取得された前記高域抑圧度に基づいて、前記高域抑圧度が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、
    決定された前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップと
    を含むことを特徴とする動画像復号方法。
  15. 動画像を圧縮符号化する動画像符号化装置であって、
    前記動画像の高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく抑圧するように前記高周波成分を抑圧する度合いを示す高域抑圧度を決定する抑圧度決定手段と、
    切り替えられた前記高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する高域抑圧手段と、
    前記高周波成分が抑圧された動画像を圧縮符号化し、符号列を生成する符号化手段と
    を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
  16. 動画像が圧縮符号化された符号列を復号する動画像復号装置であって、
    前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号手段と、
    前記復号動画像の高周波成分の量を取得する取得手段と、
    前記高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定手段と、
    切り替えられた前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元手段と
    を備えることを特徴とする動画像復号装置。
  17. 動画像を圧縮符号化するための集積回路であって、
    前記動画像の高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく抑圧するように前記高周波成分を抑圧する度合いを示す高域抑圧度を決定する抑圧度決定手段と、
    切り替えられた前記高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する高域抑圧手段と、
    前記高周波成分が抑圧された動画像を圧縮符号化し、符号列を生成する符号化手段と
    を備えることを特徴とする集積回路。
  18. 動画像が圧縮符号化された符号列を復号するための集積回路であって、
    前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号手段と、
    前記復号動画像の高周波成分の量を取得する取得手段と、
    前記高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定手段と、
    切り替えられた前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元手段と
    を備えることを特徴とする集積回路。
  19. 動画像を圧縮符号化するためのプログラムであって、
    前記動画像の高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく抑圧するように前記高周波成分を抑圧する度合いを示す高域抑圧度を決定する抑圧度決定ステップと、
    切り替えられた前記高域抑圧度で前記高周波成分を抑圧する高域抑圧ステップと、
    前記高周波成分が抑圧された動画像を圧縮符号化し、符号列を生成する符号化ステップとをコンピュータに実行させる
    ことを特徴とするプログラム。
  20. 動画像が圧縮符号化された符号列を復号するためのプログラムであって、
    前記符号列を復号し、復号動画像を出力する復号ステップと、
    前記復号動画像の高周波成分の量を取得する取得ステップと、
    前記高周波成分の量に基づいて、前記高周波成分の量が多いほど大きく復元するように高周波成分を復元する度合いを示す高域復元度を決定する復元度決定ステップと、
    切り替えられた前記高域復元度で前記復号動画像の高周波成分を復元し、復元動画像を求める高域復元ステップとをコンピュータに実行させる
    ことを特徴とするプログラム。
  21. 高周波成分が抑圧された動画像が圧縮符号化された符号列であって、
    前記動画像を構成するピクチャが分割された所定の領域のデータごとに、前記高周波成分が抑圧された度合いを示す高域抑圧度を含む
    ことを特徴とする符号列。
  22. 高周波成分が抑圧された動画像が圧縮符号化された符号列であって、
    前記動画像を構成するピクチャのデータごとに、前記高周波成分が抑圧された度合いを示す高域抑圧度を前記ピクチャのデータが有しているか否かを示す情報を含む
    ことを特徴とする符号列。
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