JPH05292326A

JPH05292326A - 画像データ符号化装置

Info

Publication number: JPH05292326A
Application number: JP9525292A
Authority: JP
Inventors: Takashi Morihara; 隆森原; Masayoshi Shimizu; 雅芳清水; Tsuguo Noda; 嗣男野田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は画像データ符号化装置に関し、階調
の変化特性が異なる全ての画像を高画質で復元できるよ
うな符号データを生成することを目的とする。【構成】２次元ＤＣＴ変換部１５１から出力される各
ブロックの２次元ＤＣＴ係数を、線形量子化部１５２
は、量子化条件決定部１８０から入力する量子化条件を
用いて量子化する。画質判定部１６０は、この量子化に
より得られた、各ブロックの量子化係数等を用いた評価
関数の演算を行い、その演算により得られた評価関数値
により復元画像の画像劣化度を判定し、画質劣化度が所
定以下となるまで、量子化条件決定部１８０に量子化誤
差がより小さくなるような量子化条件を線形量子化部１
５２に出力させる。そして、画質劣化度が許容値以下に
なると、可変長符号化部１５４に符号化の指示を出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値画像データを高能
率符号化する画像データ符号化装置に係り、より詳しく
は多値画像データを複数のブロックに分割し、その分割
した各ブロック毎に直交変換を行うことにより得られる
各ブロックの直交変換係数を用いて画像復元用の符号デ
ータを生成する画像データ符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ会議／テレビ電話、カラー静止
画、カラー動画等の分野においては、数値データに比べ
て情報量が桁違いに大きい画像データ、特に中間調画像
やカラー画像のデータを蓄積し、さらには、それらの画
像データを高速、高品質で伝送する必要があるため、画
素毎の階調値を高能率に符号化する処理が必要不可欠で
ある。

【０００３】そして、このような画像データの高能率な
圧縮方式として、例えば適応離散コサイン変換符号化方
式が知られている。この適応離散コサイン変換符号化方
式（Adaptive Discrete Cosine Transform方式、以下、
略してＡＤＣＴ方式と称する）は、多値画像を例えば８
×８画素からなる複数のブロックに分割し、その各ブロ
ックの画信号を２次元離散コサイン変換（以下、２次元
ＤＣＴと称する）により空間周波数分布の係数（２次元
ＤＣＴ係数）に変換し、次にその変換により得られた各
ブロック内の２次元ＤＣＴ係数を視覚に適応した閾値に
量子化し、さらにその量子化により求められた量子化係
数を統計的に求めたハフマン・テーブルにより符号化す
るものである。

【０００４】次に、このＡＤＣＴ方式の符号化動作を、
図１３に示す従来の画像データ符号化装置の基本ブロッ
ク図を参照しながらより詳細に説明する。まず、多値画
像データ（原画像信号）を図１４に示すような８×８画
素からなる複数のブロックに分割し、各ブロックの画信
号１５０を順次、２次元ＤＣＴ変換部２４に入力させ
る。図１４に示す値は、１ブロック内の各画素の階調レ
ベル値である。

【０００５】アクティビティ算出部１５６は、ブロック
内の各画素の階調レベル値とブロック内の平均階調レベ
ル値の差の総和を算出し、その総和値をアクティビティ
として量子化条件選択部１５３へ出力する。量子化条件
選択部１５３は、その入力されるアクティビティ値の大
きさに応じて、複数の量子化条件の中から最も適した量
子化条件を選択し、その量子化条件を線形量子化部１５
２に出力する。

【０００６】一方、２次元ＤＣＴ変換部１５１では、入
力される１ブロックの画信号１５０を２次元ＤＣＴによ
り直交変換して、例えば図１４に示すような１ブロック
の画信号を図１５に示すような空間周波数分布の８×８
個の２次元ＤＣＴ係数に変換し、線形量子化部１５２に
出力する。尚、図１５に示す各枡目の値は、２次元ＤＣ
Ｔ係数の値である。

【０００７】線形量子化部１５２は、上述のようにして
入力される各ブロック毎の８×８個の２次元ＤＣＴ係数
を量子化条件選択部１５３から入力される視覚実験によ
り決められた、例えば図１６に示すような閾値で構成す
る量子化マトリクス１５７により線形量子化する。この
線形量子化により得られる結果を図１７に示す。同図に
示すように、閾値より小さい値の２次元ＤＣＴ係数は０
となり、ＤＣ成分（＝５）とわずかのＡＣ成分（＝−
２，−３，１，１，−１）のみが値を持つ８×８個の量
子化係数が生成される。

【０００８】次に、図１７に示すように２次元的に配列
された８×８個の量子化係数は、図１８に示す番号の順
序で量子化係数の走査を行うジグザグスキャンと呼ばれ
る走査により１次元の数値列に変換され、可変長符号化
部１５４に入力される。可変長符号化部１５４は、各ブ
ロック先頭のＤＣ成分と前ブロック先頭のＤＣ成分との
差分を可変長符号化する。また、ＡＣ成分については有
効係数（値が０でない係数）の値（以下、インデックス
と称する）とそこまでの無効係数（値が０の係数）のラ
ンの長さ（以下、零ラン長と称する）とを組み合わせ
て、ブロック毎に可変長符号化する。この可変長符号化
においては、ＤＣ，ＡＣの各成分は、画像ごとの統計量
を基に作成するハフマン・テーブルで構成する符号表１
５５を用いて符号化され、その符号化により得られた符
号データ１５８は、順次、外部に出力される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＡＤＣＴ方式では、１ブロック（８×８個）の２次元
ＤＣＴ係数を量子化する際、ブロック内の全ての２次元
ＤＣＴ係数を１種類の量子化条件（量子化マトリクス１
５７）を用いて量子化している。

【００１０】ところで、人間の視覚特性には、階調が激
しく変化する画像に対しては、画素の階調値に多少の近
似誤差があっても画質の劣化を比較的認識しにくいとい
う傾向がある。

【００１１】上記量子化条件選択部１５３から選択出力
される図１６に示す量子化マトリクス１５７は、この人
間の視覚特性を利用したものである。一方、人間の視覚
特性は階調変化が緩やかに変化する画像に対しては近似
誤差に対する識別力が強く、画質劣化を認識し易いとい
う傾向がある。

【００１２】したがって、階調変化の激しい画像に適す
る量子化マトリクス１５７を用いて量子化を行った場
合、階調変化が緩やかに変化している画像を復元する
と、画像の劣化が目立つようになる。

【００１３】このような画像劣化を防止するためには、
量子化マトリクス１５７の各値を低い値に設定して、量
子化の精度を高めればよい。しかしながら、このように
すると、階調変化が激しい画像においては前記有効係数
の数が増加するため、符号化する際の符号量が増加し効
率的な画像圧縮ができなくなるという新たな問題が発生
する。

【００１４】本発明は、階調変化の度合いにかかわら
ず、全ての画像を高画質が得られるように符号化できる
ようにすることである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１、図２、図３、及び
図４は、それぞれ第１、第２、第３、及び第４の発明の
原理ブロック図である。これらの発明は、原画像の画像
データを複数のブロックに分割し、その分割された複数
の各ブロック毎に、そのブロック内の複数の画素の階調
値に対して直交変換を行い、次に、その直交変換により
得られた各ブロックの複数の直交変換係数を量子化した
後、画像復元用の符号データを生成する画像データ符号
化装置を前提とする。

【００１６】まず、図１に示す第１の発明は、以下の各
手段を備える。量子化条件出力手段１は、前記各ブロッ
ク内の複数の直交変換係数を量子化するために用いる複
数の量子化条件を出力する。

【００１７】量子化手段２は量子化条件出力手段１から
の量子化条件を用いて、前記各ブロック毎にその各ブロ
ック内の複数の直交変換係数を量子化する。符号化手段
３は、量子化手段２により生成された量子化係数を符号
化する。

【００１８】符号化判断手段４は、量子化手段２により
量子化された上記各ブロック内の量子化係数と、量子化
手段２が上記量子化に用いた量子化条件とを用いて復元
される各ブロック内の複数の直交変換係数と量子化前の
直交変換係数を用いて、上記各ブロックの画像の劣化度
を評価する所定の評価関数の演算を行い、その演算によ
り得られた上記評価関数の値により、上記各ブロックの
復元画像の劣化度が許容範囲内にあるか否かを判断し、
その各ブロックの復元画像の劣化度が上記許容範囲を越
えている場合には、量子化条件出力手段１に対し量子化
誤差が前回の量子化よりも小さくなるような量子化条件
の出力を指示し、一方、上記各ブロックの復元画像の劣
化度が許容範囲内にあれば符号化手段３に対し符号化を
指示する。

【００１９】次に、図２に示す第２の発明は、以下の各
手段を備える。量子化条件出力手段１１は、前記各ブロ
ック内の複数の直交変換係数を量子化するために用いる
複数の量子化条件を出力する。

【００２０】量子化手段１２は、量子化条件出力手段１
２からの量子化条件を用いて、前記各ブロック毎にその
各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化する。符号
化手段１３は、量子化手段１２により生成された量子化
係数を符号化する。

【００２１】画質判定手段１４は、量子化手段１２によ
り量子化された上記各ブロック内の量子化係数と、上記
量子化手段１２が上記量子化に用いた量子化条件とを用
いて復元される各ブロック内の複数の直交変換係数と量
子化前の直交変換係数を用いて、上記各ブロックの画像
の劣化度を評価する所定の評価関数の演算を行い、その
演算により得られた上記評価関数の値が予め定めた所定
の条件を満足するか否かを判断する。

【００２２】計数手段１５は、画質判定手段１４の判断
結果に基づき、原画像の画像データにおける上記所定の
条件を満足するブロック数を計数する。符号化判断手段
１６は、計数手段１５により計数されたブロック数が所
定数より少ない場合には、量子化条件出力手段１１に対
し量子化誤差が前回の量子化よりも少なくなるような量
子化条件の出力を指示、一方、上記評価関数の値が上記
所定の条件を満足する場合には符号化手段１３に対し符
号化を指示する。

【００２３】続いて、図３に示す第３の発明は、以下の
各手段を備える。量子化条件出力手段２１は、前記各ブ
ロック内の複数の直交変換係数を量子化するために用い
る複数の量子化条件を出力する。

【００２４】量子化手段２２は、量子化条件出力手段２
１からの量子化条件を用いて、前記各ブロック毎にその
各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化する。符号
化手段２３は、量子化手段２１により生成された量子化
係数を符号化する。

【００２５】評価平均値算出手段２４は、上記量子化手
段２２により量子化された上記各ブロック内の量子化係
数と、量子化手段２２が上記量子化に用いた量子化条件
とを用いて、復元される各ブロック内の複数の直交変換
係数と量子化前の直交変換係数を用いて、上記各ブロッ
クの画像の劣化度を評価する所定の評価関数の演算を行
うことにより全ブロックの評価関数値を求め、それらの
全ブロックの評価関数値から画像全体での１ブロックの
評価関数値の平均値を求める。

【００２６】符号化判断手段２５は、評価平均値算出手
段２４により得られた平均値に基づいて、量子化条件出
力手段２１に対して量子化誤差が前回の量子化よりも小
さくなるような量子化条件の出力指示または前記符号化
手段２３に対する符号化の指示のいずれか一方の指示を
行う。

【００２７】そして、最後に、図４に示す第４の発明
は、以下の各手段を備える。量子化条件出力手段３１
は、前記各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化す
るために用いる複数の量子化条件を出力する。

【００２８】量子化手段３２は、量子化条件出力手段３
１からの量子化条件を用いて、前記各ブロック毎にその
各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化する。符号
化手段３３は、量子化手段３２により生成された量子化
係数を符号化する。

【００２９】評価関数演算手段３４は、量子化手段３２
により量子化された上記各ブロック内の量子化係数と、
量子化手段３２が上記量子化に用いた量子化条件とを用
いて、復元される各ブロック内の複数の直交変換係数と
量子化前の直交変換係数を用いて、上記各ブロックの画
像の劣化度を評価する所定の評価関数の演算を行い、そ
の演算により得られた上記評価関数値の中で量子化誤差
が最も大きいことを示す評価関数値を求める。

【００３０】符号化判断手段３５は、評価関数演算手段
３４により求められた前記評価関数値に基づいて、量子
化条件出力手段３１に対して量子化誤差が前回の量子化
よりも小さくなるような量子化条件の出力指示または符
号化手段（３３）に対する符号化の指示のいずれか一方
の指示を行う。

【００３１】尚、上記量子化条件は、例えば、直交変換
係数ブロック内の各直交変換係数に対して、１対１に対
応して設定された複数の量子化閾値からなるマトリクス
（量子化マトリクス）である。

【００３２】

【作用】上記第１の発明においては、量子化手段２が原
画像の各分割ブロックの複数の直交変換係数を入力する
毎に、量子化条件出力手段１から入力される量子化条件
を用いて、上記各ブロックの複数の直交変換係数に対し
て量子化を行い、各直交変換係数に対応する複数の量子
化係数を生成する。

【００３３】符号化判断手段４は、上記各ブロックの複
数の直交変換係数と、上記量子化条件と、上記量子化に
より得られた上記複数の各直交変換係数に対応する複数
の量子化係数を変数とする前記評価関数の演算を行い、
その演算により得られた評価関数の値に基づいて、上記
各ブロックの復元画像の劣化度を判断し、その劣化度が
許容範囲を越えていれば、量子化条件出力手段１に対し
前回よりも量子化誤差が小さくなるような量子化条件を
量子化手段２に出力するよう指示する。

【００３４】量子化条件出力手段１は、この指示に応じ
て指示された条件を満足する量子化条件を出力し、量子
化手段２はその量子化条件により再び上記量子化を行
う。この量子化処理は、符号化判断手段４が上記各ブロ
ックの復元画像の劣化度が許容範囲内にあると判断する
まで、繰り返される。そして、符号化判断手段４は、上
記各ブロックの復元画像の劣化度が許容範囲内にあると
判断すると、符号化手段３に対し符号化を指示し、符号
化手段３は、その指示を受けて量子化手段２により生成
された量子化係数の符号化を行う。

【００３５】このように、第１の発明においては、原画
像の各分割ブロック毎に、量子化手段２により生成され
た量子化係数を用いた復元画像の劣化度がチェックさ
れ、所定以上の画質で画像を復元可能な量子化条件を用
いて画像復元用の画像データの符号化が行われる。

【００３６】したがって、階調変化の度合いが異なる等
の表示特性が異なる全ての画像について、高画質で復元
表示することが可能な符号データを生成できる。次に、
第２の発明においては、量子化手段１２により、量子化
条件出力手段１１から出力される量子化条件を用いて上
記第１の発明と同様にして、原画像の各分割ブロックの
複数の直交変換係数に対し、量子化係数が生成される。

【００３７】画質判定手段１４は、量子化手段１２によ
り上記量子化が行われる毎に、上記各分割ブロックの複
数の直交変換係数と、上記量子化により得られた上記各
直交変換係数に対応する量子化係数と、上記量子化に用
いられた量子化条件とからそれらを変数とする所定の評
価関数の演算を行い、その演算により得られた評価関数
値から各分割ブロック毎に復元画像の劣化度が許容範囲
内にあるか否かを判断する。

【００３８】計数手段１５は、量子化手段１２により各
分割ブロックの量子化係数が生成される毎に、画質判定
手段１４により復元画像の劣化度が許容範囲を越えると
判断されたブロック数を計数していく。

【００３９】そして、量子化手段１２により原画像の全
分割ブロックについて量子化が終了すると、符号化判断
手段１６は、計数手段１５から復元画像の劣化度が許容
範囲を越えるブロック数が許容範囲内であるかを調べ、
許容範囲を越える数であれば、量子化条件出力手段１１
に対し、より量子化誤差が小さくなるような量子化条件
を量子化手段１２に出力するように指示する。

【００４０】これを受けて、量子化手段１２はその新た
に入力する量子化条件を用いて原画像の全ての分割ブロ
ックに対する量子化を再び開始し、以下、上述と同様な
動作が繰り返される。

【００４１】この量子化の繰り返しは、符号化判断手段
１６が復元画像の劣化度が許容範囲を越える分割ブロッ
ク数が予め決められた許容数以下であると判断するまで
繰り返され、符号化手段１６は上記復元画像の劣化度が
許容範囲を越える分割ブロック数が許容数以下になると
符号化手段１３に符号化を指示する。

【００４２】符号化手段１３は、この指示を受けて量子
化手段１２により生成された原画像の全分割ブロックの
量子化係数の符号化を行う。このように、第２の発明に
おいては、原画像の全分割ブロックについて直交変換係
数の量子化を行い、その量子化により得られる量子化係
数を用いて復元される画像の劣化度が許容範囲を越える
ブロック数が許容数以下になった場合に、原画像の全分
割ブロックの量子化係数の符号化を行う。

【００４３】したがって、第１の発明と同様に、階調変
化が異なる等の表示特性の異なる全ての画像について、
高画質で復元表示することが可能な符号データを生成で
きる。

【００４４】次に、第３の発明においては、量子化手段
２２が、量子化条件出力手段２１から入力される量子化
条件を用いて、原画像の全分割ブロックについて直交変
換係数の量子化を行う。

【００４５】評価平均値算出手段２４は、量子化手段２
２により各分割ブロック単位で量子化が行われる毎に、
量子化の対象となった各分割ブロックの直交変換係数
と、量子化手段１２により生成された上記各分割ブロッ
クの個々の直交変換係数に対応する量子化係数と、上記
量子化のために量子化手段１２が用いた量子化条件を変
数とする所定の評価関数の演算を行い、その演算により
得られた評価値を順次累算していく。そして、量子化手
段２２により原画像の全分割ブロックの量子化が終了す
ると、評価平均算出手段２４は、上記累算により得た上
記原画像の全分割ブロックの評価関数値の合計を分割ブ
ロック数で除算して、１ブロックあたりの評価関数値の
平均を求め、その評価関数の平均値により上記量子化に
より得られた量子化係数を用いて画像を復元した場合の
画像全体の画質の劣化度を判断し、その画質の劣化度が
許容範囲を越えていれば、量子化条件出力手段２１に対
し、量子化誤差がより小さくなるような量子化条件を量
子化手段２２に出力するよう指示する。そして、再び上
述したと同様な動作が新たな量子化条件を用いて行われ
る。

【００４６】この原画像の全分割ブロックの量子化係数
の生成処理は、符号化判断手段２３が、復元画像全体の
劣化度が許容範囲内になる量子化係数が全分割ブロック
について生成されるという条件が満足されるまで繰り返
し行われ、上記条件が満足されると、符号化判断手段２
３は、符号化手段２５に対し符号化を指示する。

【００４７】符号化手段２５は、この指示を受けて、量
子化手段２２により生成された原画像の全分割ブロック
の量子化係数を符号化する。このように、第３の発明に
おいては、上記第２の発明と同様に量子化手段２２が原
画像の全分割ブロックについて量子化が終了する毎に、
生成された量子化係数を用いて復元した画像の劣化度が
許容範囲内にあるか否かが画像全体の平均劣化度を基に
判断され、許容範囲内になった時点で量子化手段２２に
より生成された原画像の全分割ブロックの量子化係数の
符号化が行われる。

【００４８】したがって、上記第１および第２の発明と
同様な効果が得られる。そして、最後に上記第４の発明
においては、上記第２および第３の発明と同様、量子化
手段３２により原画像の全分割ブロックの直交変換係数
の量子化が、量子化条件出力手段３１から出力される量
子化条件を用いて、各分割ブロック毎に所定の順序で連
続して行われる。

【００４９】これらの動作の間、評価関数算出手段３４
は、量子化手段３２が各分割ブロックの量子化を終了す
る毎に、その量子化の対象となった分割ブロック内の直
交変換係数と、上記量子化により得られた上記分割ブロ
ック内の量子化係数と、上記量子化に用いられた量子化
条件を変数と所定の評価関数の演算を行う。そして、評
価関数算出手段３４は、上記評価関数の演算が終了する
毎に新たに得られた評価関数の値と前回得られた評価関
数の値とを比較し、量子化誤差がより大きいことを示す
評価関数値の方を保持する。

【００５０】この結果、量子化手段３２が原画像の全分
割ブロックについて量子化を終了すると、評価関数演算
手段３４は、上記量子化において最も量子化誤差が大き
な量子化がなされた分割ブロックの評価関数値を保持し
ている。

【００５１】符号化判断手段３５は、評価関数算出手段
３４から、その最も量子化誤差が大きな量子化がなされ
た分割ブロックの評価関数値を入力し、その評価関数値
を基に、その分割ブロックの復元画像の劣化度が許容範
囲内にあるか否かを判断し、許容範囲を越えていれば、
量子化条件出力手段３１に対し、量子化誤差がより小さ
くなるような量子化条件を量子化手段３２に出力するよ
う指示する。

【００５２】量子化手段３２は、その新たな量子化条件
を入力すると、再び上述したような量子化処理を行い、
再び上述したと同様な動作が繰り返される。この新たな
量子化に伴う一連の動作は、符号化判断手段３５が最も
量子化誤差の大きい量子化が行われた分割ブロックの復
元画像の劣化度が許容範囲にあると判断するまで繰り返
され、符号化判断手段３５は、最も量子化誤差の大きい
量子化が行われた分割ブロックの復元画像の劣化度が許
容範囲にあると判断すると、符号化手段３３に符号化を
指示する。

【００５３】符号化手段３３は、この指示を受けて、量
子化手段２２により生成された原画像の全分割ブロック
の量子化係数を符号化する。このように第４の発明にお
いては、画像を復元した場合に最も劣化度が大きくなる
分割ブロックの劣化度を基準とし、その劣化度が所定の
許容範囲内にあると判断した時点で原画像の全分割ブロ
ックの量子化係数の符号化を行う。

【００５４】したがって、上記第１、第２、及び第３の
発明と同様な効果が得られる。

【００５５】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図５は、本発明の一実施例の画像データ符号
化装置のシステムブロック図である。同図において、前
述した図１３に示す従来の画像符号化装置内のブロック
と同一のブロックには、同一の名称・符号を付与してい
る。

【００５６】画質判定部１６０は、２次元ＤＣＴ変換部
１５１から入力する原画像の２次元ＤＣＴ係数、線形量
子化部１５２から入力する上記２次元ＤＣＴ係数の量子
化係数、及び量子化条件決定部１８０から入力する量子
化の際に用いられた量子化条件（量子化マトリクス）と
から、各ブロック毎に評価関数値を算出する。そして、
その算出結果に基づいて、線形量子化部１５２により生
成された量子化係数を用いて復元される画像の画質劣化
の度合を判断し、画質劣化の度合が所定基準以下であれ
ば可変長符号化部１５４に対し、上記線形量子化部１５
２により生成された量子化係数を可変長符号化するよう
に指示する。一方、画質判定部１６０は、画質劣化の度
合が所定基準を越えていれば、量子化条件決定部１８０
に対し、さらに精度の高い量子化を行うように指示す
る。

【００５７】量子化条件決定部１８０は、予め定めてあ
る量子化条件（量子化マトリクス）ＶＴＨ０を格納して
おり、線形量子化部１５２に対し、１ブロックの２次元
ＤＣＴ係数を線形量子化するための量子化マトリクスと
して、最初にその量子化条件ＶＴＨ０を出力する。そし
て、以後、画質判定部１６０からの指示に応じて、より
細かい量子化が行われるための量子化条件（量子化マト
リクス）を画質判定部１６０が上記評価関数値の値が所
定の条件を満足するまで出力し続ける。

【００５８】次に、上記構成の実施例の動作を図６のフ
ローチャートを参照しながら説明する。まず、２次元Ｄ
ＣＴ変換部１５１は、原画像の画信号１５０を、複数の
画素からなるブロック（例えば８×８画素）に分割して
得られる各ブロックごとに、ブロック内の前記複数の画
素の階調値（階調レベル値）を２次元離散コサイン変換
して上記複数の画素と同数の２次元ＤＣＴ係数を求め、
その各ブロックの複数の２次元ＤＣＴ係数を線形量子化
部１５２に出力すると共に、画質判定部１６０内のメモ
リに格納する（Ｓ１）。

【００５９】次に量子化条件決定部１８０は、予め定め
られ、自らが格納している量子化条件（量子化マトリク
ス）ＶＴＨ０を線形量子化部１５２に選択・出力する
（Ｓ２）。

【００６０】線形量子化部１５２は、その選択された量
子化条件ＶＴＨ０を用いて、２次元ＤＣＴ変換部１５１
から入力される各ブロックの複数の２次元ＤＣＴ係数を
量子化し、各ブロック内の全ての２次元ＤＣＴ係数の量
子化が終了すると、それらの各ブロック内の全ての２次
元ＤＣＴ係数の量子化係数を画質判定部１６０に出力す
る（Ｓ３）。

【００６１】画質判定部１６０は、各ブロックの量子化
係数が入力される毎に、量子化条件決定部１８０から前
記処理Ｓ３で量子化処理を行うために用いられた量子化
条件（量子化マトリクス）を入力し、上記各ブロックの
量子化係数、上記量子化条件、及び前記処理Ｓ１で自メ
モリ内に格納された上記各ブロックの量子化前の２次元
ＤＣＴ係数を用いて、上記各ブロック毎の評価関数値を
算出する（Ｓ４）。

【００６２】画質判定部１６０は、上記評価関数値を得
るための評価関数として、例えば量子化による誤差を評
価する式を用いる。すなわち、その一例として、ブロッ
クごとのＡＣ成分の量子化誤差（振幅幅に対する率）の
二乗和を算出する評価関数Ｅを用いる。

【００６３】この評価関数の式を下記に示す。

【００６４】

【数１】

【００６５】（但し、Ｘ＝Ｙ＝０、すなわち直流成分Ｆ
₀（０，０）は除く）ここで、Ｇ₁（Ｘ，Ｙ）＝Ｆ₀（Ｘ，Ｙ）・Ｑ（Ｘ，Ｙ）・・・・・・上記式、において、Ｆ₀（Ｘ，Ｙ）は２次元ＤＣＴ
係数、Ｆ₁（Ｘ，Ｙ）は上記２次元ＤＣＴ係数Ｆ
₀（Ｘ，Ｙ）を量子化閾値Ｑ（Ｘ，Ｙ）により量子化す
ることにより得られた量子化係数である。

【００６６】上記式において、その分母、すなわち
〔Ｆ₀（Ｘ，Ｙ）−Ｇ₁（Ｘ，Ｙ）〕は量子化誤差に等
しい。この式に示す評価関数を用いた画質劣化の判断
は、次のようにして行う。大きな画質劣化を生じる場合
には、量子化により大きな誤差が生じているため、上記
評価関数の式の分母が大きくなり、前記評価関数Ｅは小
さな値となる。一方、画質劣化が少ない場合には、量子
化による誤差は小さいため、前記評価関数Ｅは大きな値
となる。したがって、この評価関数の値Ｅにより、量子
化による画質劣化の度合を推定できる。

【００６７】この評価関数Ｅの値の算出後、画質判定部
１６０は、評価関数Ｅの値が許容値以上であるか否かを
判断する（Ｓ５）。そして、画質判定部１６０は、上記
評価関数Ｅの値が、上記許容値以上である場合には、可
変長符号化部１５４に符号表１５５を用いて、前記量子
化係数をそのまま可変長符号化させる（Ｓ７）。

【００６８】一方、画質判定部１６０は、上記判断処理
Ｓ５において、上記評価関数Ｅの値が上記許容値より小
さいと判断すると、量子化条件決定部１８０に対し、さ
らに細かい量子化を行うように指示し、その量子化条件
決定部１８０に量子化条件（量子化マトリクス）を変更
させた後（Ｓ７）、前記線形量子化部１５２にその変更
した量子化条件（量子化マトリクス）を用いて、上記２
次元ＤＣＴ係数Ｆ₀（Ｘ，Ｙ）を再量子化させる（Ｓ
３）。

【００６９】以下、上記判断処理Ｓ５において、画質判
定部１６０が上記評価関数Ｅの値が許容値以上であると
判断するまで、量子化条件を変更して量子化及び評価関
数Ｅの値の算出を繰り返し（Ｓ３〜Ｓ６）、画質判定部
１６０は、上記評価関数Ｅの値が上記許容値以上になっ
たと判断すると（Ｓ５）、可変長符号化部１５４に対し
符号化を指示し、可変長符号化部１５４は線形量子化部
１５２から各ブロックの量子化係数を入力し、それらの
各ブロックの量子化係数を可変長符号化する（Ｓ７）。

【００７０】したがって、この実施例によれば、２次元
ＤＣＴ変換により得られる２次元ＤＣＴ係数とその２次
元ＤＣＴ係数を量子化することにより得られる量子化係
数とその量子化に用いられた量子化条件とを用いて、量
子化条件（量子化マトリクス）を決定することにより、
正確に画質を制御することが可能となる。すなわち、階
調変化の緩やかな部分の多い画像では細かな量子化処理
を行い、階調変化の激しい部分の多い画像では粗い量子
化を行うことが可能となり、階調変化の度合が異なる全
ての画像について、所定レベル以上の画質を確保するこ
とができる。

【００７１】尚、画質の劣化度を評価する評価関数とし
ては、上記式に示したもの以外に、例えば、下記のよ
うな絶対値を用いた式を採用しても良い。

【００７２】

【数２】

【００７３】ここで、Ｇ₁（Ｘ，Ｙ）＝Ｆ₁（Ｘ，Ｙ）・Ｑ（Ｘ，Ｙ）図７は、前記図５に示した実施例内の画質判定部１６０
の一構成例を示す図である。同図において、係数格納部
Ａ１６５は、図５に示す２次元ＤＣＴ変換部１５１の出
力する各ブロック毎の２次元ＤＣＴ係数を格納する。

【００７４】また、係数格納部Ｂ１６６は、線形量子化
部１５２から出力される量子化係数を格納する。アドレ
ス発生部１６４は、上記２つの係数格納部１６５，１６
６からそれぞれ同一ブロック内の対応する２次元ＤＣＴ
係数及びその量子化係数が、同期して読み出されるため
のアドレス信号を、上記２つの係数格納部１６５，１６
６に出力する。

【００７５】関数算出部１６８は，上記係数格納部１６
５，１６６から、同一ブロック内の対応する２次元ＤＣ
Ｔ係数Ｆ₀（Ｘ，Ｙ）及び量子化係数Ｆ₁（Ｘ，Ｙ）を
入力すると共に、それらの係数の入力に同期して量子化
条件決定部１８０から上記係数格納部Ｂに格納されてい
る量子化係数Ｆ₁（Ｘ，Ｙ）を得るために用いられた量
子化閾値Ｑ（Ｘ，Ｙ）を入力する。

【００７６】関数算出部１６８は、前記式の処理によ
り、各ブロックごとのＡＣ成分の評価関数の値Ｅを算出
し、その値Ｅを比較部１７０に出力する。上限値格納部
１６７は、前記評価関数の値Ｅの許容値δ（以下、上限
値δと記述する）を格納する。また、量子化条件格納部
１６９は、線形量子化部１５２が量子化係数を得るため
に用いた量子化条件（量子化マトリクス）を格納する。

【００７７】比較部１７０は、関数算出部１６８から入
力される上記評価関数の値Ｅと上限値格納部１６７内に
格納されている上限値δとを比較し、その評価関数の値
Ｅが上限値δ以上の場合には、許容限ブロック数格納部
１７１内の値をインクリメントする。許容限ブロック数
格納部１７１は、評価関数の値Ｅが前記上限値δ以上と
なっている、すなわち復元画像の画質が目標を上回る精
細度となっているブロック数を格納する。

【００７８】ブロック数閾値格納部１７２は、判定部１
７３が再量子化が必要か否かの判断を行うためのブロッ
ク数の閾値を格納する。判定部１７３は、許容限ブロッ
ク数格納部１７１から出力されるブロック数とブロック
数条件格納部１７２に格納されているブロック数閾値と
を比較し、評価関数の値Ｅが前記上限値δ以上となるブ
ロックが上記ブロック数閾値以上存在する場合には、可
変長符号化部１５４に対し、線形量子化部１５２で得ら
れた量子化係数を可変長符号化するように指示する。可
変長符号化部１５４は、この指示を受けて、前記線形量
子化部１５２の量子化係数をジグザグスキャンしつつ、
符号表１５５を参照して可変長符号化を実行し、作成し
た符号データを出力する。そして、原画像の全ブロック
の全量子化係数の符号化を終了した時点で符号化処理は
終了する。

【００７９】一方、判定部１７３は、評価関数の値Ｅが
前記上限値δ以上のブロックが前記ブロック数閾値より
少ない場合には、量子化条件決定部１８０に対し、より
細かい量子化が行われる量子化条件を出力するように線
形量子化部１５２に指示する。量子化条件決定部１８
０の一構成例を図８に示す。

【００８０】同図において、選択部１８１は、画質判定
部１６０内の判定部１７３からの指示により、３種類の
量子化条件（量子化マトリクス）を線形量子化部１５２
に選択出力する。

【００８１】量子化条件１格納部１８２、量子化条件２
格納部１８３、及び量子化条件３格納部１８３は、それ
ぞれ量子化条件１（量子化マトリクス１）、量子化条件
２（量子化マトリクス２）、及び量子化条件３（量子化
マトリクス３）を格納する。

【００８２】これらの３種類の量子化条件１、量子化条
件２、量子化条件３の復元画像の画質劣化との関係は、
量子化条件１、量子化条件２、量子化条件３の順に復元
画像がより精細となるように量子化される。

【００８３】すなわち、量子化条件１、量子化条件２、
量子化条件３の順に、２次元ＤＣＴ係数のＤＣ成分及び
各ＡＣ成分に対する量子化閾値が小さくなっている。次
に、上記構成の画質判定部１６０及び量子化条件決定部
１８０を有する図５に示す画像データ符号化装置の動作
を、図９のフローチャートを参照しながら説明する。

【００８４】まず、２次元ＤＣＴ変換部１５１は、１フ
レームの多値の原画像の画信号１５０を８×８画素のブ
ロック単位で順次入力し、そのブロックを８×８個の２
次元ＤＣＴ係数から成るブロック（２次元ＤＣＴ係数ブ
ロック）に変換し（ＳＡ１）、その８×８個の２次元Ｄ
ＣＴ係数ブロックを内部のメモリに格納する（ＳＡ
２）。２次元ＤＣＴ変換部１５１は、上記一連の処理Ｓ
Ａ１，ＳＡ２を、上記多値の原画像の全てのブロックに
ついて行う（ＳＡ１〜ＳＡ３）。

【００８５】続いて、２次元ＤＣＴ変換部１５１は、多
値の原画像の最初の２次元ＤＣＴ係数ブロックを、図７
に示す画質判定部１６０内の係数格納部Ａ１６５に格納
すると共に、線形量子化部１５２にも出力する。

【００８６】画質判定部１６０は、上記最初の２次元Ｄ
ＣＴ係数ブロックの入力を受けて、量子化条件決定部１
８０に量子化マトリクスとして量子化条件１を選択する
旨を指示する。量子化条件決定部１８０は、この指示を
受けて選択部１８１により量子化条件１格納部１８２か
ら量子化条件１を読み出して線形量子化部１５２に選択
出力すると共に、画質判定部１６０内の量子化条件格納
部１６９に格納する（ＳＡ４）。

【００８７】線形量子化部１５２は、上記量子化条件１
を入力すると、上記２次元ＤＣＴ変換部１５１から入力
された最初の２次元ＤＣＴ係数ブロック内の各２次元Ｄ
ＣＴ係数をその量子化条件１を用いて線形量子化し、そ
の線形量子化により得られた８×８個の量子化係数から
成るブロックを画質判定部１８０内の係数格納部Ｂ１６
６に格納する（ＳＡ５）。

【００８８】続いて、画質判定部１６０内の関数算出部
１６８は、係数格納部Ａ１６５に格納されている最初の
２次元ＤＣＴ係数ブロック内の63個の２次元ＤＣＴ係数
Ｆ₀（Ｘ，Ｙ）、係数格納部Ｂ１６６内の63個の量子化
係数Ｆ₁（Ｘ，Ｙ）、及び量子化条件格納部１６９に格
納されている量子化条件１の63個の量子化閾値Ｑ（Ｘ，
Ｙ）を用いて、前記式またはで表される評価関数の
値Ｅを算出し、その値Ｅを比較部１７０に出力する（Ｓ
Ａ６）。

【００８９】尚、上記変数（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ＝０〜７，
Ｙ＝０〜７の値をとる。但し、Ｘ＝Ｙ＝０は除く。次
に、比較部１７０は、入力される上記評価関数の値Ｅと
上限値格納部１６７に格納されている上限値δとを比較
し、評価関数の値Ｅがその上限値δ以上であるか、すな
わち評価関数の値Ｅにより示される誤差は許容範囲内で
あるか否かを判別し（ＳＡ７）、許容範囲内であれば許
容限ブロック数格納部１７１の値を“１”増加（インク
リメント）する（ＳＡ８）。尚、許容限ブロック数格納
部１７１は、このフローチャートに示す処理が開始され
る前に“０”に初期設定される。

【００９０】上記一連の処理ＳＡ５〜ＳＡ８は、２次元
ＤＣＴ変換部１５１により変換された１フレームの原画
像の全ての２次元ＤＣＴ係数ブロックについて行われる
（ＳＡ５〜ＳＡ９）。

【００９１】そして、上記２次元ＤＣＴ係数ブロックの
全ブロックについて、上記処理ＳＡ５〜ＳＡ８が終了す
ると（ＳＡ９）、画質判定部１６０内の判定部１７３
は、許容限ブロック数格納部１７１に格納されている有
効ブロック数とブロック数閾値格納部１７２に格納され
ているブロック数閾値とを比較し、有効ブロック数の方
がブロック数閾値よりも大きければ（ＳＡ１０，ＹＥ
Ｓ）、直ちに可変長符号化部１５４に対し線形量子化部
１５２により生成された１フレームの原画像の各ブロッ
クの量子化係数を符号化するように指示する。可変長符
号化部１５４は、この指示を受けて、上記各ブロックの
量子化係数をＡＤＣＴ方式により符号化する（ＳＡ１
２）。

【００９２】一方、判定部１７３は、上記処理ＳＡ１０
で上記有効ブロック数が上記ブロック数閾値以下であれ
ば、量子化条件決定部１８０に対し、上記１フレームの
原画像がもっと精細に復元されるような量子化が行われ
るための量子化条件を線形量子化部１５２に出力するよ
うに指示する。量子化条件決定部１８０は、この指示を
受けて、選択部１８１により量子化条件２格納部１８３
からより精度の高い量子化を行うための量子化条件２
を、線形量子化部１５２に出力すると共に画質判定部１
６０の量子化条件格納部１６９に格納する（ＳＡ１
１）。

【００９３】そして、続いて、量子化条件２を用いて、
再度上記処理ＳＡ５〜ＳＡ１０を行い、全ブロックのＤ
ＣＴ係数に対し、線形量子化部１５２で線形量子化を行
い、関数値比較部１６０内の関数算出部１６８で評価関
数の値Ｅを算出する。

【００９４】そして、上述したようにして、再び画質判
定部１６０内の判定部１７３は、許容限ブロック数格納
部１７１に格納されている有効ブロック数とブロック数
閾値格納部１７２に格納されているブロック数閾値とを
比較し、有効ブロック数の方がブロック数閾値よりも大
きい、すなわちこの線形量子化により得られた量子化係
数で十分な画質に原画像を復元できると判別すると（Ｓ
Ａ１０，ＹＥＳ）、前記処理ＳＡ１２により可変長符号
化部１５４で上記量子化係数を用いて原画像の符号化を
行う。

【００９５】また、一方、量子化条件２を用いて線形量
子化を行っても、十分な画質に原画像を復元できない場
合には、判定部１７３は量子化条件決定部１８０に対
し、さらに精度の高い量子化が行われるための量子化条
件の出力の指示を量子化条件決定部１８０に出力する。
量子化条件決定部１８０は、この指示を受けて選択部１
８１により量子化条件３を量子化条件３格納部１８４か
ら読み出して、線形量子化部１５２に選択出力すると共
に、画質判定部１６０内の量子化条件格納部１６９に格
納した後（ＳＡ１１）再び上記処理ＳＡ５に戻り、量子
化条件３を用いた３回目の量子化を開始する。

【００９６】そして、上記処理ＳＡ５〜ＳＡ９を２次元
ＤＣＴ係数ブロックの全ブロックについて行い、有効ブ
ロック数が上記ブロック数閾値よりも大きい場合には
（ＳＡ１０，ＹＥＳ）、可変長符号化部１５４がその３
回目の量子化により得られた量子化係数を可変長符号化
する（ＳＡ１２）。

【００９７】このように、原画像が所定の精度以上に復
元されるようになるまで、３種類の量子化条件１，２，
３を用いて、原画像の２次元ＤＣＴ係数ブロックを順次
量子化誤差が小さくなるように量子化していく。そし
て、原画像を目標とする画質まで復元できる量子化係数
が得られた時点で、それらの量子化係数を可変長符号化
する。

【００９８】尚、上記実施例とは逆に、十分な画質に原
画像を復元できないブロック数を計数して、そのブロッ
ク数が所定数以上の場合、量子化条件を変更して、量子
化係数ブロックを再量子化するようにしてもよい。

【００９９】次に、量子化条件決定部１８０の他の構成
例を図１０(a) 、(b) 、(c) 、(d)に示す。これらの量
子化条件決定部１８０は、いずれも基本となる１種類の
量子化条件（以後、基本量子化条件と表現する）を格納
する基本条件格納部１９１を有し、その基本条件格納部
１９１に格納されている基本量子化条件を用いて、複数
の量子化条件を生成・出力するものである。

【０１００】まず、同図(a) に示す量子化条件決定部１
８０Ａは、２次元ＤＣＴ係数ブロックを線形量子化する
ための基本となる１種類の基本量子化条件を格納する基
本条件格納部１９１と、その基本量子化条件の各値を除
算することにより、線形量子化部１５２で使用する複数
の量子化条件を生成する除算部１９０、及びその除算部
１９０が上記除算を行う場合に使用する複数の除数を格
納する除数格納部１９２から成る。このような構成の量
子化条件決定部１８０において、除数格納部１９２の初
期値は、例えば“１”であり、前記画質判定部１６０内
の判定部１７３から量子化条件の選択信号が入力される
毎に、“１”づつインクリメントされる。すなわち、２
回目の量子化処理の時には、除数格納部１９２内に格納
される除数は“２”となり、線形量子化部１５２が２回
目の線形量子化に用いる量子化条件の各マトリクスの値
は、１回目の値の１／２となる。以後、同様にして、３
回目以降の２次元ＤＣＴ係数ブロックの線形量子化に用
いられる量子化条件の各マトリクスの値は、順次、１／
３，１／４，・・・となる。したがって、前述した図８
に示す量子化条件決定部１８０と同様な機能を有する。

【０１０１】また、同図(b) に示す量子化条件決定部１
８０ｂは、高次成分の値が低次成分の値より大きくなる
という２次元ＤＣＴ係数の特性を利用したものであり、
除数格納部として、低次の２次元ＤＣＴ係数用の除数を
格納する低次用除数格納部１９２Ａと高次の２次元ＤＣ
Ｔ係数用の除数を格納する高次用除数格納部１９２Ｂの
２つを有するものである。低次用係数格納部１９２Ａ、
高次用係数格納部１９２Ｂには、それぞれ例えば、
“２”，“３”を格納しておき、画質判定部１６０の判
定部１７３から量子化条件の選択信号が入力される毎
に、低次用係数格納部１９２Ａ、高次用係数格納部１９
２Ｂに格納される値を適切に変化させ、低次部用の除数
値と高次部用の除数値とを異なる割合で変化させなが
ら、各２次元ＤＣＴ係数ブロックを最適な量子化条件
（量子化マトリクス）で線形量子化させる。尚、マルチ
プレクサ（ＭＰＸ）１９９は、線形量子化部１５２から
加わる選択信号に応じて低次用の量子化係数生成の際に
は基本条件格納部１９１内に格納されている基本量子化
条件と低次用除数格納部１９２Ａに格納されている除数
を選択出力し、次に続く高次用の量子化係数の生成の際
には、基本条件格納部１９１に格納されている基本量子
化条件と高次用除数格納部１９２Ｂに格納されている除
数を除算部１９２Ａに選択出力する。

【０１０２】次に、同図(c) に示す量子化条件決定部１
８０Ｃは、除算部１００が量子化係数を算出するために
用いる除数値を、前記ジグザグスキャン順に格納してい
る除数マトリクス格納部１９２Ｃを有している。すなわ
ち、この除数マトリクス格納部１９２Ｃ内には、基本条
件格納部１９１に格納されている基本量子化条件の各量
子化閾値に１対１に対応する８×８個の個別の除算値を
ジグザグスキャン順に格納している。そして、除算部１
９０は、基本条件格納部１９１と除数マトリクス格納部
１９２Ｃからジグザグ走査順にそれぞれ量子化閾値と除
算値とを読み出し、その量子化閾値をその除算値で除算
し、その除算により得られた値を量子化条件の量子化閾
値値として線形量子化部１５２へ出力する。

【０１０３】そして、最後に同図(d) に示す量子化条件
決定部１８０Ｄは、上記除算部１９０及び基本条件格納
部１９１以外に、除算部１９０が量子化閾値を生成する
ために用いる除数を発生する関数格納部１９２Ｄを備え
ている。この関数格納部１９２Ｄは、例えばｙ＝ａｘ²＋ｂｘ＋ｃというｘを変数とする関数ｙを演算することにより、そ
の演算結果を除数値として除算部１９０に出力する。

【０１０４】この関数格納部１９２Ｄは、画質判定部１
６０の判定部１７３から量子化条件の選択信号が入力さ
れる毎に変数ｘの値を順次増加して、上記関数ｙの演算
を行い、順次より大きな値の除算値を除算部１９０に出
力する。除算部１９０は、基本条件格納部１９０内に格
納されている基本量子化条件の各量子化閾値をその除算
値で除算することにより、線形量子化部１５２が２次元
ＤＣＴ係数ブロックを量子化する際の量子化条件の各量
子化閾値を、１回目、２回目、３回目・・・の量子化の
順に、順次小さな値に変化させて線形量子化部１５２に
出力する。

【０１０５】尚、上述した高次用除数格納部１９２Ａ及
び低次用除数格納部１９２Ｂに格納される値は、あくま
でも一例であり、それらの格納部に格納される値は、こ
れらの値に限定されるものではない。また、関数格納
部１９２Ｄが除算値算出用に用いる関数も、上記関数ｙ
に限定されるものではなく、その他の各種関数を用いて
もよい。

【０１０６】次に、図１１は画質判定部の他の構成例を
示す図である。尚、同図において前述した図７に示す画
質判定部１６０内のブロックと同一機能を有するブロッ
クには、同一名称・符号を記している。

【０１０７】この画質判定部１６０Ａは、評価関数の値
を、画像全体の平均値として求めるものである。関数算
出部１６８Ａは、係数格納部Ａ１６５，Ｂ１６６にそれ
ぞれ格納されている２次元ＤＣＴ係数及び量子化係数値
と量子化条件格納部１６９に格納されている量子化条件
の量子化閾値とから各ブロック毎の各次数の元の２次元
ＤＣＴ係数に対する量子化係数の誤差を累算してゆく機
能を持つ。そして、関数算出部１６８Ａは、全ブロック
の量子化係数の元の２次元ＤＣＴ係数に対する誤差を累
算後、その累算値を全ブロック数で除算してその除算に
より得られた画像全体の評価関数値の平均を比較部１７
０に出力し、比較部１７０は、その平均値を上限値格納
部１６７に格納されている上限値δと比較する。他の処
理は、図７に示す前記画像判定部１６０と同様である。
この画質判定部１６０ａはブロック毎の条件比較を行わ
ないため、前記画像判定部１６０よりも処理が簡単とな
る利点がある。

【０１０８】図１２は、上記構成の画質判定部１６０Ａ
を用いた図５に示す画像データ符号化装置の動作を説明
するフローチャートである。まず、２次元ＤＣＴ変換部
１５１は、前述した図９のフローチャートに示す処理Ｓ
Ａ１〜ＳＡ３と同様な処理ＳＢ１〜ＳＢ３を行い、原画
像の全ブロックについて２次元ＤＣＴ係数ブロックを生
成する。

【０１０９】続いて、画質判定部１６０は、量子化条件
決定部１８０に指示して、量子化条件決定部１８０から
最初の量子化条件を線形量子化部１５２に出力させると
共に、自らも量子化条件格納部１６９内にその量子化条
件を取り込む（ＳＢ４）。

【０１１０】続いて、線形量子化部１５２は、２次元Ｄ
ＣＴ変換部１５１から２次元ＤＣＴ係数ブロックを順次
入力し、上記入力された量子化条件（量子化マトリク
ス）を用いて、各２次元ＤＣＴ係数ブロックを線形量子
化して量子化係数ブロックに変換する毎に、その線形量
子化により得られた量子化係数ブロックを画質判定部１
６０Ａ内の係数格納部１６９に格納する（ＳＢ５）。

【０１１１】一方、画質判定部１６０Ａの関数算出部１
６８Ａは、２次元ＤＣＴ変換部１５１により係数格納部
Ａ１６５に格納された２次元ＤＣＴ係数ブロックと線形
量子化部１５２により係数格納部Ｂ１６６に格納された
上記２次元ＤＣＴ係数ブロックを線形量子化することに
より得られた量子化係数ブロック、及び量子化条件決定
部１８０により量子化条件格納部１６９に格納された量
子化条件（量子化マトリクス）とから、評価関数の値を
算出する（ＳＢ６）。

【０１１２】上記処理ＳＢ５とＳＢ６は、線形量子化部
１５２により量子化係数ブロックが生成する毎に繰り返
し行われ、関数算出部１６８Ａは、各量子化係数ブロッ
クの評価関数の値を累算（累計）していく。そして、関
数算出部１６８Ａは、全ての量子化係数ブロックの評価
関数値の累算を終了すると、その累算値を全量子化係数
ブロックのブロック数で除算して、評価関数の画像内平
均値を算出する。

【０１１３】続いて、比較部１７０は、上記評価関数の
画像内平均値が上限値格納部１６７に格納されている上
限値δよりも大きいか否かの比較を行い（ＳＢ７）、評
価関数の画像内平均値が上限値δより大きければ（ＳＢ
７，ＹＥＳ）、可変長符号化部１５４に対して符号化を
指示し、これを受けて可変長符号化部１５４は線形量子
化部１５２から全ての量子化係数ブロックを所定の順序
で順次入力し、ＡＤＣＴ方式の符号データを生成・出力
する（ＳＢ８）。

【０１１４】一方、比較部１７０は、上記処理ＳＢ７で
評価関数の画像内平均値が上限値δ以下であれば、量子
化条件決定部１８０に対し、より細かい量子化が行われ
るための量子化条件を線形量子化部１５２に選択・出力
させると共に、量子化条件格納部１６９内にもその量子
化条件を格納させる（ＳＢ８）。

【０１１５】そして、以後、上記処理ＳＢ５〜ＳＢ８
が、上記判別処理ＳＢ７で評価関数の画像内平均値が上
限値δより大きいと判別されるまで、繰り返し行われ
る。ところで、上記図１１に示す関数算出部１６８Ａ
を、各ブロックの評価関数値を算出する毎に、その評価
関数値を前回算出した前ブロックの評価関数値と比較し
て、値が小さい方の評価関数値の方を保持してゆくこと
により、全てのブロックについて評価関数値を求めた段
階で、評価関数値の最小値を得、その最小値が上記上限
値δよりも小さい場合に再量子化を行うようにしてもよ
い。

【０１１６】このような方法を用いることにより、復元
画像の中で最も画質の劣化が目立つブロックを基準とし
て、量子化誤差をより小さくするための再量子化が必要
か否かを判断できる。

【０１１７】尚、評価関数は、上記の例に限定されるも
のではなく、量子化による電力（電力スペクトル密度）
の誤差を用いる関数であってもよい。さらに、上記実施
例では量子化条件の変更を除算により行っているが、除
算以外の各種演算を用いるようにしてもよい。

【０１１８】また、上記実施例では、画像データの直交
変換を、離散コサイン変換（ＤＣＴ）によって行ってい
るが、本発明は、離散サイン変換（ＤＳＴ）、離散ルジ
ャンドル（Legendre) 変換、アダマール変換（Hadamar
d) 、ハール（Harr) 変換、カルーネン・レーベ変換、
スラント変換等の他の直交変換を用いて画像データの符
号化を行う画像データ符号化装置にも適用可能なもので
ある。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、復元
画像の劣化度を予測して、この劣化度が予め定められた
許容範囲内にある場合にのみ可変長符号化を行うように
したので、画像の階調変化特性の違いに係わらず、常に
高い画質の復元が可能な画像データの符号化を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図（その１）である。

【図２】本発明の原理ブロック図（その２）である。

【図３】本発明の原理ブロック図（その３）である。

【図４】本発明の原理ブロック図（その４）である。

【図５】本発明の一実施例の画像データ符号化装置のシ
ステムブロック図である。

【図６】上記一実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図７】画質判定部の一構成例を示す図である。

【図８】量子化条件決定部の一構成例を示す図である。

【図９】図８に示す量子化条件決定部を有する図５に示
す画像データ符号化装置の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１０】演算を用いる量子化条件決定部の４種の構成
例を示す図である。

【図１１】画質判定部の他の構成例を示す図である。

【図１２】図１１に示す画質判定部を有する図５に示す
画像データ符号化装置の動作を説明するフローチャート
である。

【図１３】従来の画像データ符号化装置の基本ブロック
図である。

【図１４】原画像信号の１ブロックの一例を示す図であ
る。

【図１５】２次元ＤＣＴ変換により得られた２次元ＤＣ
Ｔ係数ブロックの一例を示す図である。

【図１６】量子化マトリクスの一構成例を示す図であ
る。

【図１７】量子化係数ブロックの一例を示す図である。

【図１８】量子化係数の走査順序を示す図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１量子化条件出力手段２，１２，２２，３２量子化手段３，１３，２３，３３符号化手段４，１６，２５，３５符号化判断手段１４画質判定手段１５計数手段２４評価平均値算出手段３４評価関数算出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原画像の画像データを複数のブロックに
分割し、その分割された複数の各ブロック毎に、そのブ
ロック内の複数の画素の階調値に対して直交変換を行
い、次に、その直交変換により得られた各ブロックの複
数の直交変換係数を量子化した後、画像復元用の符号デ
ータを生成する画像データ符号化装置において、前記各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化するた
めに用いる複数の量子化条件を出力する量子化条件出力
手段（１）と、該量子化条件出力手段（１）から量子化条件を用いて、
前記各ブロック毎にその各ブロック内の複数の直交変換
係数を量子化する量子化手段（２）と、該量子化手段（２）により生成された量子化係数を符号
化する符号化手段（３）とを有するとともに、前記量子化係数と上記量子化手段（２）が上記量子化に
用いた量子化条件とを用いて、上記各ブロック内の上記
複数の直交変換係数を復元し、該復元された直交変換係
数と前記各ブロック内の複数の直交変換係数とから、上
記各ブロックの画像の劣化度を評価する所定の評価関数
の演算を行い、その演算により得られた上記評価関数の
値により上記各ブロックの復元画像の劣化度が許容範囲
内にあるか否かを判断し、その各ブロックの復元画像の
劣化度が上記許容範囲を越えていれば、前記量子化条件
出力手段（１）に対し量子化誤差が前回の量子化よりも
小さくなるような量子化条件の出力を指示し、一方、上
記各ブロックの復元画像の劣化度が上記許容範囲内にあ
れば、前記符号化手段（３）に対し符号化を指示する符
号化判断手段（４）と、を備えたことを特徴とする画像データ符号化装置。
【請求項２】原画像の画像データを複数のブロックに
分割し、その分割された複数の各ブロック毎に、そのブ
ロック内の複数の画素の階調値に対して直交変換を行
い、次に、その直交変換により得られた各ブロックの複
数の直交変換係数を量子化した後画像復元用の符号デー
タを生成する画像データ符号化装置において、前記各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化するた
めに用いる複数の量子化条件を出力する量子化条件出力
手段（１１）と、該量子化条件出力手段（１１）からの量子化条件を用い
て、前記各ブロック毎にその各ブロック内の複数の直交
変換係数を量子化する量子化手段（１２）と、該量子化手段（１２）により生成された量子化係数を符
号化する符号化手段（１３）とを有するとともに、前記量子化係数と上記量子化手段（１２）が上記量子化
に用いた量子化条件を用いて、上記各ブロック内の上記
複数の直交変換係数を復元し、該復元された直交変換係
数と前記各ブロック内の複数の直交変換係数とから、上
記各ブロックの画像の劣化度を評価する所定の評価関数
の演算を行い、その演算により得られた上記評価関数の
値が予め定めた所定の条件を満足するか否かを判断する
画質判定手段（１４）と、該画質判定手段（１４）の判断結果に基づき、原画像の
画像データにおける上記所定の条件を満足するブロック
数を計数する計数手段（１５）と、該計数手段（１５）により計数されたブロック数が所定
数より少ない場合には、前記量子化条件出力手段（１
１）に対し量子化誤差が前回の量子化よりも少なくなる
ような量子化条件の出力を指示し、一方、上記評価関数
の値が上記所定の条件を満足する場合には符号化手段
（１３）に対し符号化を指示する符号化判断手段（１
６）と、を備えたことを特徴とする画像データ符号化装置。
【請求項３】原画像の画像データを複数のブロックに
分割し、その分割された複数の各ブロック毎に、そのブ
ロック内の複数の画素の階調値に対して直交変換を行
い、次に、その直交変換により得られた各ブロックの複
数の直交変換係数を量子化した後画像復元用の符号デー
タを生成する画像データ符号化装置において、前記各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化するた
めに用いる複数の量子化条件を出力する量子化条件出力
手段（２１）と、該量子化条件出力手段（２１）からの量子化条件を用い
て、前記各ブロック毎にその各ブロック内の複数の直交
変換係数を量子化する量子化手段（２２）と、該量子化手段（２２）により生成された量子化係数を符
号化する符号化手段（２３）とを有するとともに、前記量子化係数と上記量子化手段（２２）が上記量子化
に用いた量子化条件とを用いて、上記各ブロック内の上
記複数の直交変換係数を復元し、該復元された直交変換
係数と前記ブロック内の複数の直交変換係数とから、上
記各ブロックの画像の劣化度を評価する所定の評価関数
の演算を行うことにより、全ブロックの評価関数値を求
め、それらの全ブロックの評価関数値から画像全体での
１ブロックの評価関数値の平均値を求める評価平均値算
出手段（２４）と、該評価平均値算出手段（２４）により得られた平均値に
基づいて、前記量子化条件出力手段（２１）に対して量
子化誤差が前回の量子化よりも小さくなるような量子化
条件の出力指示または前記符号化手段（２３）に対する
符号化の指示のいずれか一方の指示を行う符号化判断手
段（２５）と、を備えたことを特徴とする画像データ符号化装置。
【請求項４】原画像の画像データを複数のブロックに
分割し、その分割された複数の各ブロック毎に、そのブ
ロック内の複数の画素の階調値に対して直交変換を行
い、次に、その直交変換により得られた各ブロックの複
数の直交変換係数を量子化した後画像復元用の符号デー
タを生成する画像データ符号化装置において、前記各ブロック内の複数の直交変換係数を量子化するた
めに用いる複数の量子化条件を出力する量子化条件出力
手段（３１）と、該量子化条件出力手段（３１）からの量子化条件を用い
て、前記各ブロック毎にその各ブロック内の複数の直交
変換係数を量子化する量子化手段（３２）と、該量子化手段（３２）により生成された量子化係数を符
号化する符号化手段（３３）とを有するとともに、上記量子化手段（３２）が上記量子化に用いた量子化条
件とを用いて、上記各ブロック内の上記複数の直交変換
係数を復元し、該復元された直交変換係数と前記各ブロ
ック内の複数の直交変換係数とから、上記各ブロックの
画像の劣化度を評価する所定の評価関数の演算を行い、
その演算により得られた上記評価関数値の中で量子化誤
差が最も大きいことを示す評価関数値を求める評価関数
演算手段（３４）と、該評価関数演算手段（３４）により求められた前記評価
関数値に基づいて、前記量子化条件出力手段（３１）に
対して量子化誤差が前回の量子化よりも小さくなるよう
な量子化条件の出力指示または前記符号化手段（３３）
に対する符号化の指示のいずれか一方の指示を行う符号
化判断手段（３５）と、を備えたことを特徴とする画像データ符号化装置。