JPH07115545A

JPH07115545A - 画像符号化装置

Info

Publication number: JPH07115545A
Application number: JP5262327A
Authority: JP
Inventors: Taro Yokose; 太郎横瀬; Kazuhiro Suzuki; 一弘鈴木; Toshiaki Yoshinari; 敏明吉成; Takeshi Umezawa; 健梅澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】処理時間の増加や装置の複雑化を抑えた上
で、最適な量子化パラメータに準じたパラメータを用い
て符号化を行う画像符号化装置を提供すること。【構成】画像を入力する画像入力部１０と、画像入力
部１０からの画像データを符号化する符号化部５０と、
符号化部５０における符号化処理のパラメータを最適化
するパラメータ最適化部３０と、パラメータ最適化部３
０で最適化されたパラメータを保持し符号化部５０に送
出するパラメータ保持部４０と、パラメータ最適化を行
うか或いは符号化処理を行うかによって画像入力部１０
からの画像データをパラメータ最適化部３０或いは符号
化部５０へ選択的に供給する切り換えスイッチ２０とを
備えており、符号化処理と独立してパラメータ最適化を
行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、画像デ
ータベース等に装備される画像符号化装置に関するもの
であり、特に符号化処理に関するパラメータを最適化す
る画像符号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】符号化処理における各パラメータに対し
て、実際に符号化を行う画像の特性に応じた最適化処理
を行い、符号化効率の向上および画質劣化の低減を図る
手法は公知の技術である。

【０００３】たとえば、伊東晋，「画像情報処理の基
礎」，東京理科大学出版会発行には、変換符号化に関す
る最適化の記載がある。具体的には、各変換係数の分散
に応じて量子化に用いるビット数を配分し、最適な量子
化パラメータを作成する。この結果として、圧縮率の向
上および画像劣化の改善を図ることができる。

【０００４】以下、二つの従来例について説明する。

【０００５】〔従来例１〕図１８は、従来の一般的な画
像符号化装置の概略構成図である。図中、１０は画像入
力部、４０はパラメータ保持部、５０は符号化部、６０
は入力画像データ、３１０はＤＣＴ（離散コサイン変
換）変換部、３７０は量子化部、３８０は可変長符号化
部、４１０は変換係数データ、４６０は量子化変換係数
データ、８１０は量子化パラメータデータである。

【０００６】次に、図１８の各部について説明する。画
像入力部１０は画像の入力を行い、入力画像データ６０
をＤＣＴ変換部３１０に送出する。ＤＣＴ変換部３１０
は入力画像データ６０に対してＤＣＴ変換処理を行い、
変換係数データ４１０を量子化部３７０へ送出する。パ
ラメータ保持部４０は量子化パラメータを保持し、量子
化パラメータデータ８１０として符号化部５０中の量子
化部３７０へ送出する。

【０００７】符号化部５０は、以下の構成よりなる。量
子化部３７０は、量子化パラメータデータ８１０に従っ
て変換係数データ４１０に量子化処理を行い、量子化変
換係数データ４６０として可変長符号化部３８０へ送出
する。可変長符号化部３８０は量子化変換係数データ４
６０に対して可変長符号化処理を行う。

【０００８】以上の構成に基づいた動作について説明す
る。図１９は、図１８の画像符号化装置の動作を説明す
るフローチャートである。これに基づいて以下に動作の
説明を行う。まず、Ｓ２１０では、画像入力部１０にお
いて処理対象となる画像の入力を行い、入力画像データ
６０としてＤＣＴ変換部３１０に送出する。Ｓ５１０で
は、ＤＣＴ変換部３１０において入力画像データ６０に
対してＤＣＴ変換処理を行い、変換係数データ４１０と
して量子化部３７０へ送出する。Ｓ５２０では、量子化
部３７０においてパラメータ保持部４０が提示する量子
化パラメータ８１０に従って変換係数データ４１０に量
子化処理を行い、量子化変換係数データ４６０として可
変長符号化部３８０へ送出する。Ｓ５３０では可変長符
号化部３８０において量子化変換係数データ４６０に可
変長符号化を行う。

【０００９】これ以降、上述のような画像符号化装置を
従来例１と呼ぶ。一般的に、従来例１における量子化パ
ラメータの設定は、符号化処理に前もって次のような手
順で行われる。

【００１０】手順１）：一般によく使用されると想定さ
れる画像を１枚以上選択する。

【００１１】手順２）：手順１）で選択された画像の各
々に対して、量子化パラメータの最適化を行う。

【００１２】手順３）：手順２）で求められた各パラメ
ータに対して、重み付きの平均化を行う。

【００１３】手順４）：手順３）で得られた値に量子化
パラメータを固定する。

【００１４】上述した量子化パラメータの設定におい
て、手順２）では上記のような量子化パラメータの最適
化手法が用いられる。

【００１５】また、手順３）の重み付き平均化処理は、
手順１）で選択した画像毎に出現確率を想定し、高出現
率の画像の重みを多くする、或いは、画質劣化を考慮
し、重要度の高い画像の重みを多くする等の方法で行わ
れる。

【００１６】上記した従来例１では、パラメータ保持部
４０で保持する量子化パラメータは固定となっており変
更ができない。したがって、手順１）で想定された画像
とは異なる特性を持つ画像、すなわち変換係数の分散が
異なるような画像を符号化する際も、同一の量子化パラ
メータで処理を行うことになる。このため符号化する画
像によっては、符号化効率が落ちる、量子化誤差等のた
めに画質の劣化が激しくなる等の問題が生じる。これは
言いかえれば、使用する符号化手法の効果を十分に引き
出せていないことになる。

【００１７】この符号化処理の効果低下を改善するため
に、実際に符号化する個々の画像に前記の最適化手法を
用いて、個別に最適な量子化パラメータを設計する手法
が提案されている。

【００１８】（従来例２）図２０は、個々の画像に最適
な量子化パラメータを設計する画像符号化装置の概略構
成図である。図中、図１８と同様の部分には同じ符号を
付して説明を省略する。３０はパラメータ最適化部、２
１０は変換係数バッファ部、２２０は制御信号、２３０
は変換係数データ、３２０は平均電力測定部、３３０は
ビット割り当て部、３４０はパラメータ作成部、４２０
は平均電力データ、４３０はビット割り当てデータ、８
２０は量子化パラメータデータである。

【００１９】次に、図２０の各部について説明する。画
像入力部１０は画像の入力を行い、入力画像データ６０
をＤＣＴ変換部３１０に送出する。ＤＣＴ変換部３１０
は入力画像データ６０にＤＣＴ変換を施し、変換係数デ
ータ４１０としてパラメータ最適化部３０中の平均電力
測定部３２０と、変換係数バッファ部２１０へ送出す
る。

【００２０】パラメータ最適化部３０は以下の構成より
なる。平均電力測定部３２０は変換係数データ４１０の
平均電力を計算し、平均電力データ４２０をビット割り
当て部３３０へ送出する。ビット割り当て部３３０は平
均電力データ４２０に基づいて量子化ビットの割り当て
を行い、ビット割り当てデータ４３０としてパラメータ
作成部３４０へ送出する。パラメータ作成部３４０はビ
ット割り当てデータ４３０に基づいて量子化パラメータ
を作成し、量子化パラメータデータ８２０としてパラメ
ータ保持部４０へ送出する。

【００２１】パラメータ保持部４０は量子化パラメータ
データ８１０を量子化部３７０へ送出し、また制御信号
２２０を変換係数バッファ部２１０へ送出する。変換係
数バッファ部２１０は制御信号２２０を受け取るまで、
ＤＣＴ変換部３１０から送出される変換係数データ４１
０を保持する。そして制御信号２２０を受け取ると、符
号化部５０中の量子化部３７０へ変換係数データ２３０
を送出する。

【００２２】符号化部５０は以下の構成よりなる。量子
化部３７０は量子化パラメータ８１０に従って変換係数
データ２３０に量子化を行い、量子化変換係数データ４
６０として可変長符号化部３８０へ送出する。可変長符
号化部３８０は量子化変換係数データ４６０に対して可
変長符号化を行う。

【００２３】以上の構成に基づいた動作について説明す
る。図２１、図４は図２０の画像符号化装置の動作を説
明するフローチャートである。これに基づいて以下に動
作の説明を行う。

【００２４】まず、Ｓ２１０では、画像入力部１０にお
いて処理対象となる画像の入力を行い、入力画像データ
６０としてＤＣＴ変換部３１０へ送出する。Ｓ３１０で
は、ＤＣＴ変換部３１０において入力画像データ６０に
ＤＣＴ変換処理を行い、変換係数データ４１０として平
均電力測定部３２０および変換係数バッファ部２１０へ
送出する。Ｓ３２０では、変換係数バッファ部２１０に
おいて変換係数データ４１０を一時的に蓄積する。Ｓ３
３０では、平均電力測定部３２０において、変換係数デ
ータ４１０の各変換係数について平均電力を測定し、平
均電力データ４２０としてビット割り当て部３３０へ送
出する。Ｓ３４０では、ビット割り当て部３３０におい
て平均電力データ４２０に応じたビット割り当てを行
い、ビット割り当てデータ４３０をパラメータ作成部３
４０へ送出する。Ｓ３５０では、パラメータ作成部３４
０においてビット割り当てデータ４３０に応じて量子化
ステップを決定し、量子化パラメータを作成する。Ｓ３
６０では、パラメータ保持部４０に量子化パラメータデ
ータ８２０の登録を行う。Ｓ３７０では、パラメータ保
持部４０において符号化開始指示として、制御信号２２
０を変換係数バッファ部２１０へ送出する。これにより
変換係数バッファ部２１０は量子化部３７０に対して変
換係数データ２３０の送出を開始する。Ｓ３８０では、
量子化部３７０において変換係数データ２３０に対し、
量子化パラメータデータ８１０に従った量子化処理を行
い、量子化変換係数データ４６０として可変長符号化部
３８０へ送出する。Ｓ３９０では、可変長符号化部３８
０において量子化変換係数データ４６０に対して可変長
符号化を行う。

【００２５】これ以降、上述のような画像符号化装置を
従来例２と呼ぶ。従来例２によれば、各画像に対して最
適な量子化パラメータを使用することができるため、ど
の画像に対しても使用する符号化手法が持つ最大の効果
をもたらすことが可能となる。

【００２６】しかし、上記した従来例２には、以下に示
すように二つの問題点がある。

【００２７】問題点ａ）：最適化にかかる処理時間の
分、符号化処理全体の処理時間が増加する。

【００２８】問題点ｂ）：最適化処理用の装置を画像符
号化装置に付加せねばならず、装置全体が複雑化および
高コスト化する。

【００２９】上記問題点ａ）は、最適化処理が終了しな
いと量子化パラメータが決定されないため、それまで符
号化処理が開始できないことに起因する。問題点ｂ）
は、最適化処理を行うこと自体に起因し、具体的には図
２０におけるパラメータ最適化部３０、変換係数バッフ
ァ部２１０等の付加を指す。

【００３０】以上述べたように、従来例１のように量子
化パラメータの最適化を行わない画像符号化装置では、
それぞれの画像の持つ変換係数の分散の違いによる圧縮
率、画像劣化等、符号化処理の効果の違いが顕著である
という問題がある。

【００３１】また、従来例２のように画像ごとに量子化
パラメータの最適化を行う画像符号化装置では、最適化
を行わない場合に較べ、処理時間が増加し、装置構成が
複雑になるという問題がある。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みてなされたもので、処理時間の増加や装置の複雑
化を抑えた上で、最適な量子化パラメータに準じたパラ
メータを用いて符号化を行う画像符号化装置を提供する
ことを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像符号化装置
は、画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段
からの画像データを符号化する符号化手段と、前記符号
化手段における符号化処理のパラメータを最適化するパ
ラメータ最適化手段と、前記パラメータ最適化手段で最
適化されたパラメータを保持し前記符号化手段に送出す
るパラメータ保持手段と、パラメータ最適化を行うか或
いは符号化処理を行うかによって前記画像入力手段から
の画像データを前記パラメータ最適化手段或いは前記符
号化手段へ選択的に供給する切り換え手段とを備えてい
ることを特徴とする。

【００３４】

【作用】本発明の作用を、図１を参照しながら具体的に
例を挙げて説明する。

【００３５】本発明は、画像を入力する画像入力部１０
と、量子化パラメータ最適化処理と符号化処理の切り換
えに応じて入力画像を平均電力測定部３２０と量子化部
３７０に送出する切り換えスイッチ２０と、入力画像の
平均電力を測定する平均電力測定部３２０と、平均電力
に応じて量子化ビットを割り当てるビット割り当て部３
３０と、ビット割り当てに従って量子化パラメータを作
成するパラメータ作成部３４０と、量子化パラメータを
一時的に保持するパラメータバッファ部３５０と、複数
の量子化パラメータに対して重み付き平均化処理を施す
平均化処理部３６０と、最適量子化パラメータを保持す
るパラメータ保持部４０と、パラメータ保持部４０から
提示される量子化パラメータに従って入力画像に量子化
を行う量子化部３７０と、可変長符号化を行う可変長符
号化部３８０とを有し、一連の符号化処理の前に量子化
パラメータの最適化処理を行うことを特徴としている。

【００３６】図１は、本発明のブロック図である。図
中、図２０と同様の部分には同じ符号を付して説明を省
略する。２０は切り換えスイッチ、３５０はパラメータ
バッファ部、３６０は平均化処理部、４４０、４５０は
量子化パラメータデータである。

【００３７】次に、図１の各部について説明する。画像
入力部１０は画像の入力を行い、入力画像データ６０を
ＤＣＴ変換部３１０に送出する。ＤＣＴ変換部３１０は
入力画像データ６０にＤＣＴ変換を施し、変換係数デー
タ４１０として切り換えスイッチ２０へ送出する。切り
換えスイッチ２０は量子化パラメータ最適化処理時と符
号化処理時に応じて、変換係数データ４１０をパラメー
タ最適化部３０中の平均電力測定部３２０と、符号化部
５０中の量子化部３７０へ送出する。

【００３８】パラメータ最適化部３０は以下の構成より
なる。平均電力測定部３２０は変換係数データ４１０の
平均電力を計算し、平均電力データ４２０をビット割り
当て部３３０へ送出する。ビット割り当て部３３０は平
均電力データ４２０に基づいて量子化ビットの割り当て
を行い、ビット割り当てデータ４３０としてパラメータ
作成部３４０へ送出する。パラメータ作成部３４０はビ
ット割り当てデータ４３０に基づいて量子化パラメータ
を作成し、量子化パラメータデータ４４０をパラメータ
バッファ部３５０へ送出する。パラメータバッファ部３
５０は量子化パラメータデータ４４０を一時的に記憶す
る。平均化処理部３６０はパラメータバッファ部に蓄積
された量子化パラメータデータ４５０に対し、あらかじ
め設定された重み付き平均化処理を行い、量子化パラメ
ータを決定する。そして、量子化パラメータデータ８２
０としてパラメータ保持部４０へ送出する。

【００３９】パラメータ保持部４０は量子化パラメータ
最適化処理時には量子化パラメータデータ８２０を受け
取り保持する。そして符号化時には、量子化パラメータ
データ８１０として符号化部５０中の量子化部３７０へ
送出する。

【００４０】符号化部５０は以下の構成よりなる。量子
化部３７０は量子化パラメータデータ８１０に従って変
換係数データ４１０に量子化処理を行い、量子化変換係
数データ４６０として可変長符号化部３８０へ送出す
る。可変長符号化部３８０は量子化変換係数データ４６
０に可変長符号化処理を行う。

【００４１】図２、図３、図４は本発明の動作を説明す
るフローチャートである。これらに基づいて以下に動作
の説明を行う。

【００４２】図２は、本発明における全体の大まかな処
理の流れを示している。本発明における動作は、量子化
パラメータ最適化処理と符号化処理の２つの処理に分け
られる。Ｓ１０ではその両処理のいずれを行うかを判断
する。量子化パラメータの最適化を行う際は、Ｓ２０で
図１の切り換えスイッチをＡ側に設定する。そして、Ｓ
６０で量子化パラメータ最適化処理を実行する。Ｓ１０
で符号化処理を行う際には、Ｓ４０で切り換えスイッチ
をＢ側に設定する。続いて、Ｓ５０で符号化処理を行
う。上記切り換えスイッチの切り換えは、使用者または
管理者によって行われる。

【００４３】図３（ａ）および図４（ａ）は、図２の量
子化パラメータ最適化処理Ｓ６０における動作を、図３
（ｂ）および図４（ｂ）は図２の符号化処理Ｓ５０にお
ける動作をそれぞれ説明するフローチャートである。図
中、使用者または管理者によって行われる作業を点線で
示す。以下の各フローチャートでも同様に表記する。以
下に、量子化パラメータ最適化処理と符号化処理に分け
て動作の説明を行う。

【００４４】まず、図３（ａ）、図４（ａ）に基づい
て、量子化パラメータ最適化処理の動作について説明す
る。量子化パラメータ最適化処理を行う際は、図１の切
り換えスイッチはＡ側に設定される。

【００４５】Ｓ１１０では使用者または管理者が、この
画像符号化装置において使用される画像で代表的と推定
されるものを１枚以上選定する。以下、ここで選定され
た画像を代表画像群と呼ぶ。

【００４６】Ｓ１２０では、画像入力部１０において代
表画像群中から選択した画像の入力を行い、ＤＣＴ変換
部３１０へ入力画像データ６０を送出する。

【００４７】Ｓ１３０では量子化パラメータ最適化処理
として、パラメータ最適化部３０の一部およびＤＣＴ変
換部３１０において、Ｓ４１０からＳ４４０という処理
が行われる。Ｓ４１０では、ＤＣＴ変換部３１０におい
て、入力画像データ６０に対しＤＣＴ変換を施し変換係
数データ４１０として、Ａ側に設定された切り換えスイ
ッチ２０を経て、パラメータ最適化部３０中の平均電力
測定部３２０へ送出する。Ｓ４２０では、平均電力測定
部３２０において、変換係数データ４１０の各変換係数
に対して平均電力を測定する。Ｓ４３０では、ビット割
り当て部３３０において、各変換係数に平均電力に応じ
てデータ表現に使用するビット数を割り当てる。Ｓ４４
０では、パラメータ作成部３４０において、ビット割り
当てデータに基づいて量子化ステップを決定し、量子化
パラメータデータ４４０としてパラメータバッファ部３
５０へ送出する。

【００４８】Ｓ１４０では、パラメータバッファ部３５
０において、Ｓ１３０で得られた量子化パラメータを一
時的に記憶する。

【００４９】Ｓ１５０では、代表画像群の全画像を処理
し終わったかどうかを判断する。全画像を処理したので
あればＳ１６０へ進み、そうでなければＳ１２０へ進
む。

【００５０】Ｓ１６０では平均化処理部３６０におい
て、Ｓ１４０で一時的に記憶された全ての量子化パラメ
ータに重み付き平均化処理を行って、量子化パラメータ
を作成する。重み付き平均化処理の際には、各画像の推
定出現確率や重要度等に応じてあらかじめ設定された重
み付けを行う。

【００５１】Ｓ１７０では、量子化パラメータデータ８
２０を平均化処理部３６０からパラメータ保持部４０へ
送出し、パラメータ保持部４０において量子化パラメー
タの登録を行う。この量子化パラメータは次回の量子化
パラメータ最適化処理まで保持される。

【００５２】次に図３（ｂ）、図４（ｂ）に基づいて、
符号化処理の動作について説明する。符号化処理を行う
際は、図１の切り換えスイッチはＢ側に設定される。

【００５３】Ｓ２１０では、画像入力部１０において符
号化対象の画像の入力を行い、入力画像データ６０とし
てＤＣＴ変換部３１０へ送出する。

【００５４】Ｓ２２０では、符号化部５０を構成する各
部およびＤＣＴ変換部３１０において、Ｓ５１０からＳ
５３０の手順で符号化処理を行う。Ｓ５１０では、ＤＣ
Ｔ変換部３１０において、入力画像データ６０に対しＤ
ＣＴ変換を施す。そしてその結果を変換係数データ４１
０として切り換えスイッチ２０を経て、符号化部５０中
の量子化部３７０へ送出する。Ｓ５２０では量子化部３
７０において、変換係数データ４１０に対し量子化パラ
メータデータ８１０に従った量子化を行い、量子化変換
係数データ４６０として可変長符号化部３８０へ送出す
る。Ｓ５３０では、可変長符号化部３８０において、量
子化変換係数データ４６０に対して可変長符号化を行
う。

【００５５】以上説明した動作の中の量子化パラメータ
最適化処理において、Ｓ４３０でビット割り当て部３３
０によって行われるビット割り当ては、以下のように行
われる。ここで、各変換係数に番号をふり、記号ｙと番
号を示す添字ｉでｙ_iと表すことにする。また、変換係
数ｙ_iの個数をｎ、変換係数ｙ_iの平均電力をσ_yi ²、
割り当てるビットの総数をＭとする。このとき、変換係
数ｙ_iに割り当てるべきビット数ｍ_iは、

【数１】なる式で求められる。従って総ビット数Ｍさえ設定して
おけば、あとは各変換係数の電力σ_yi ²から最適なビッ
ト割り当てを算出することができる。なお、符号化パラ
メータの最適化処理に関する詳しいアルゴリズムの導出
については、前出の文献「画像情報処理の基礎」に説明
されているので省略する。

【００５６】以上のようにビット割り当て処理の際に
は、量子化に用いる総ビット数が設定されている必要が
ある。この総ビット数は、要求される画質や符号化効率
によって決定する。

【００５７】このとき、総ビット数を何通りか用意して
最適化を行っておき、使用者が量子化パラメータを適宜
切り換えるようにしてもよい。すなわち、通常は、図５
（ａ）に示されるように一組の量子化パラメータしか使
用しないが、同図（ｂ）に示されるように予め用意され
た複数組の量子化パラメータを適宜切り換えるようにし
てもよい。同様の効果は、総ビット数を変数Ｘで定義し
ておき、変数入りの量子化パラメータを作成しても実現
できる。同図（ｃ）はこのような例である。このように
変数Ｘを導入しておけば、符号化処理時に、使用者の意
図に応じてこの変数へ代入を行い、高画質対応にも高圧
縮率対応にも自由にパラメータの変更を行うことができ
る。

【００５８】ところで、上記した量子化パラメータ最適
化処理において、Ｓ１１０における代表画像群の選定
は、その変換係数の平均電力が、特定の画像符号化装置
において使用頻度の高い画像が持つ変換係数の平均電力
と、類似するように選ばれる。例えば、文書をよく使用
するような画像符号化装置であれば、文字を主体とした
画像を代表画像群に選定すれば良い。

【００５９】このように、当該画像符号化装置で使用さ
れる可能性の高い画像の種類に合わせて量子化パラメー
タ最適化処理を行っておくことにより、効率が高い符号
化を行うことができる。

【００６０】次に、量子化パラメータ最適化処理Ｓ３０
について、以上の例では代表画像群の全ての画像に対し
て最適化を行ってから平均を求めるのであるが、各画像
の最適化終了後に逐次平均を計算していくようなアルゴ
リズムでも良い。こうすればパラメータ用のメモリを節
約することができる。

【００６１】また、各画像の変換係数の平均電力を平均
した、いわば平均画像に対して１度だけ最適化を行うア
ルゴリズムでもよい。これを数式的に表すと、以下の様
になる。いま、代表画像群をＡ、代表画像群中の各画像
とその変換係数の平均電力をＳ_AおよびＣ_A、最適量子
化パラメータをＰ_Aとし、ＤＣＴ変換後の各変換係数に
対する平均電力測定処理をｇ（）、（１）式を用いた
量子化パラメータ最適化処理をｆ（）、Ａにおける重
み付き平均化処理を〈〉_Aとする。これより、Ｃ_A＝ｇ（Ｓ_A）・・・（２）である。上記の動作説明では、最適化処理結果を平均化
するＰ_A＝〈ｆ（Ｃ_A）〉_A ・・・（３）なるアルゴリズムを提示したが、平均化した変換係数の
平均電力に最適化処理をするＰ_A＝ｆ（〈Ｃ_A〉_A）・・・（４）というアルゴリズムでも良い。ｆ（）が非線形関数の
場合、（３）式と（４）式で得られる結果は一致しない
が、ｆ（）による量子化パラメータの改善効果はどち
らの式からも得ることができる。また、厳密にいえば、Ｅ＝〈ρ（ｆ（Ｃ_A），Ｐ_A）〉_A ・・・（５）なる式で表されるパラメータ最適化誤差Ｅを、最小にす
るようにＰ_Aを選ぶというアルゴリズムでも良い。ここ
で、ρ（ｘ，ｙ）はｘとｙの距離を表す。ここでいう距
離とは、両パラメータの各要素について適当に重み付け
をして測った距離でもよい。

【００６２】図６は、従来例１、２と本発明の比較であ
る。これに沿って、以下に本発明による効果を述べる。

【００６３】本発明によれば、量子化パラメータ最適化
処理を行うため、従来例１に比して符号化効率、画質等
の符号化処理の性能を向上することができる。このこと
は以下のように説明できる。

【００６４】従来例１では、装置を構成する際に一般的
と推定される画像全体の集団Ｂを仮定し、量子化パラメ
ータを各画像毎に最適化する。そして得られた各パラメ
ータに重み付き平均化処理を行い、量子化パラメータＰ
_Bを決定する。画像集団Ｂ中の各画像をＳ_B、その変換
係数の平均電力をＣ_Bとし、上述の記号を用いて表せ
ば、この場合使用される量子化パラメータＰ_Bは、Ｃ_B＝ｇ（Ｓ_B）・・・（６）Ｐ_B＝〈ｆ（Ｃ_B）〉_B ・・・（７）で求められる。

【００６５】一方、本発明で使用される量子化パラメー
タＰ_Aは、（３）式で求められる。実際に符号化対象と
なる画像をｘとすると、ｘの最適量子化パラメータＰ_x
は、Ｃ_X＝ｇ（ｘ）・・・（８）Ｐ_x＝ｆ（Ｃ_X）・・・（９）と表せる。ここで、代表画像集団Ａおよび全体画像集団
Ｂの定義を考慮すれば、Ｐｒｏｂ｛ρ（〈Ｃ_A〉_A，Ｃ_X）＜ρ（〈Ｃ_B〉_B，Ｃ_X）｝＞Ｐｒｏｂ｛ρ（〈Ｃ_A〉_A，Ｃ_X）＞ρ（〈Ｃ_B〉_B，Ｃ_X）｝・・・（１０）となる。ここで、Ｐｒｏｂ｛｝は｛｝内の事象の生
起確率を表す。関数ｆ（）は単調という仮定をすれば、
Ｐ_AおよびＰ_Bの定義を考慮して、Ｐｒｏｂ｛ρ（Ｐ_A，Ｐ_x）＜ρ（Ｐ_B，Ｐ_x）｝＞Ｐｒｏｂ｛ρ（Ｐ_A，Ｐ_x）＞ρ（Ｐ_B，Ｐ_x）｝・・・（１１）とかける。この（１１）式は一般にはＰ_BよりもＰ_Aの
ほうがＰ_xに近いことを示す。ここで、式（１）に従っ
て画素値の発生確率に応じた符号語を割り当てるという
関数ｆ（）の内容からいって、関数ｆ（）が単調と
いう仮定は成立するといえる。従って、Ｐ_Aによる符号
化の方がＰ_Bによるものよりも優れていると結論でき
る。

【００６６】また、本発明によれば、量子化パラメータ
最適化処理と符号化処理が独立しているため、図４に示
すように符号化処理時にこれと並行して最適化を行う必
要がない。従って、従来例２に比して符号化の処理時間
が少なくてすむ。同時に、符号化処理時にはパラメータ
最適化部３０は必要ないので、パラメータ最適化部３０
を画像符号化装置の本体１００から取り外しが可能な構
成にできる。すなわち、平均電力測定部３２０と切り換
えスイッチ２０との間の配線と、平均化処理部３６０と
パラメータ保持部４０との間の配線にそれぞれ接続コネ
クタ１１０，１２０を設け、符号化処理時にはパラメー
タ最適化部３０を取り外しておくことができる。

【００６７】このように、パラメータ最適化部３０を画
像符号化装置の本体１００に対して着脱自在としておく
ことにより、本発明の画像符号化装置は、高速にしかも
高い効率で符号の圧縮を実現するにもかかわらず、符号
化処理時には接続用のコネクタ１１０，１２０等の僅か
な部品が付加されるだけであり、従来例１とほぼ同じ構
成で実現することができる。これにより装置の簡単化、
低コスト化が図れる。

【００６８】本発明の効果を整理すると次のようにな
る。

【００６９】（１）量子化パラメータの最適化を行わな
い場合に比較して、画質の劣化が少なく高圧縮率の符号
化が行える。

【００７０】（２）量子化パラメータの最適化を行うに
も拘わらず、符号化に要する処理時間は、量子化パラメ
ータの最適化を行わない画像符号化装置に比べて長くな
ることがない。

【００７１】（３）符号化処理時は、量子化パラメータ
の最適化を行わない画像符号化装置と同じ簡単な構成で
実現できる。

【００７２】

【実施例】以下、本発明において、〔１〕適応的符号化に適用した場合〔２〕代表画像群の選定を自動化により簡略化した場
合〔３〕本発明を一般化した場合〔４〕〔１〕の実施例を一般化した場合〔５〕〔２〕の実施例を一般化した場合の５つの実施例について述べる。

【００７３】〔第１の実施例〕ここでは、第１の実施例
として適応的符号化に本発明を適用した場合について示
す。ここでいう適応的符号化とは、画像を小領域に分
け、各領域をその画像特性によってカテゴリに分類し、
各カテゴリに適した量子化パラメータを用いて符号化を
行う公知の技術である。カテゴリの例としては文字部と
イメージ部の２つのカテゴリを使用するもの等があり、
例えば、特開平４−８７４６０号公報に記載されている
技術がこれに該当する。ＤＣＴにおいては周波数空間で
量子化を行うため、周波数特性の違うカテゴリでそれぞ
れ固有の量子化パラメータを使用することは、符号化効
率の向上に大きく寄与する。

【００７４】以下、カテゴリという言葉はこの意味で使
用する。また、複数のカテゴリが存在する場合には量子
化パラメータも複数必要となるが、この量子化パラメー
タ群をパラメータセットと呼ぶことにする。

【００７５】図７は、本発明の第１の実施例を示す構成
図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。５１０は領域分割部、５２０はカテ
ゴリ判別部、６１０、６３０は領域画像データ、６２０
はカテゴリ判別データ、６４０は領域変換係数データ、
６５０が領域量子化変換係数データである。

【００７６】次に、図７の各部について説明する。画像
入力部１０は画像の入力を行い、入力画像データ６０を
領域分割部５１０へ送出する。領域分割部５１０は入力
画像データ６０をあらかじめ設定された方法で小領域に
切り分け、領域画像データ６１０、６３０としてそれぞ
れカテゴリ判別部５２０、ＤＣＴ変換部３１０へ送出す
る。カテゴリ判別部５２０は領域画像データ６１０をあ
らかじめ定められたカテゴリのいずれかへ分類する。そ
して、分類した結果はカテゴリ判別データ６２０として
切り換えスイッチ２０へ送出する。ＤＣＴ変換部３１０
は領域画像データ６３０にＤＣＴ変換を施し、領域変換
係数データ６４０として切り換えスイッチ２０へ送出す
る。

【００７７】切り換えスイッチ２０は量子化パラメータ
最適化処理時と符号化処理時に応じて、領域変換係数デ
ータ６４０をパラメータ最適化部３０中の平均電力測定
部３２０と符号化部５０中の量子化部３７０へ送出す
る。それと同時に、やはり最適化処理と符号化処理の切
り換えに応じて、カテゴリ判別データ６２０をパラメー
タ最適化部３０とパラメータ保持部４０へ送出する。切
り換えスイッチ２０中には２つのスイッチが含まれてい
るが、この両者は連動している。従ってどちらかがＡで
もう一方がＢに接続されるといったことは起こらない。

【００７８】パラメータ最適化部３０は以下の構成より
なる。平均電力測定部３２０は領域変換係数データ６２
０の平均電力を計算し、平均電力データ４２０をビット
割り当て部３３０へ送出する。ビット割り当て部３３０
は平均電力データ４２０に基づいて量子化ビットの割り
当てを行い、ビット割り当てデータ４３０としてパラメ
ータ作成部３４０へ送出する。パラメータ作成部３４０
はビット割り当てデータ４３０に基づいて量子化パラメ
ータを作成し、量子化パラメータデータ４４０をパラメ
ータバッファ部３５０へ送出する。パラメータバッファ
部３５０は量子化パラメータデータ４４０を一時的に記
憶し、量子化パラメータデータ４５０として平均化処理
部３６０へ送出する。平均化処理部３６０は量子化パラ
メータデータ４５０に対して、カテゴリ別に重み付き平
均化処理を行う。そして量子化パラメータデータ８２０
としてパラメータ保持部４０へ送出する。

【００７９】パラメータ保持部４０は量子化パラメータ
最適化処理時にはカテゴリ毎の量子化パラメータデータ
８２０を受け取り、パラメータセットとして全てを保持
する。符号化処理時には保持しているパラメータセット
から、カテゴリ判別データ６２０の結果に該当するパラ
メータを選択し、量子化パラメータデータ８１０として
符号化部５０へ送出する。

【００８０】符号化部５０は以下の構成よりなる。量子
化部３７０は量子化パラメータデータ８１０に従って領
域変換係数データ６４０に量子化処理を行い、領域量子
化変換係数データ６５０として可変長符号化部３８０へ
送出する。可変長符号化部３８０は領域量子化変換係数
データ６５０に可変長符号化を行う。

【００８１】図２、図４（ａ）、図４（ｂ）、図８、図
９は、本実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。これらに基づいて以下に動作の説明を行う。

【００８２】図２に示す動作については、作用の項の図
２の説明と同様なので省略する。

【００８３】図４（ａ）と図８、図４（ｂ）と図９は、
それぞれ、図２の量子化パラメータ最適化処理Ｓ６０、
符号化処理Ｓ５０における動作を説明するフローチャー
トである。以下、量子化パラメータ最適化処理と符号化
処理に分けて動作の説明を行う。

【００８４】まず図４（ａ）と図８に基づき、量子化パ
ラメータ最適化処理の際の動作について説明する。Ｓ１
１０では、作用の項で述べたのと同様な手順で、代表画
像群を選定する。Ｓ１２０では、画像入力部１０におい
て代表画像群中から選択した画像の入力を行い、領域分
割部５１０へ入力画像データ６０を送出する。Ｓ６０５
では、領域分割部５１０において入力画像データ６０を
あらかじめ設定された方法で領域に分割する。Ｓ６１０
では、領域分割部５１０においてまだ最適化処理に用い
ていない領域を１つ選択し、領域画像データ６１０、６
３０としてそれぞれカテゴリ判別部５２０、ＤＣＴ変換
部３１０へ送出する。Ｓ６２０ではカテゴリ判別部５２
０において、領域画像データ６１０に対してカテゴリ判
別処理を行う。そして判別結果をカテゴリ判別データ６
２０として切り換えスイッチ２０を経て、パラメータ最
適化部３０中の平均電力測定部３２０へ送出する。

【００８５】Ｓ１３０では、量子化パラメータ最適化処
理として、パラメータ最適化部３０およびＤＣＴ変換部
３１０において、図４（ａ）のＳ４１０からＳ４４０と
いう処理が行われる。これらについての説明は作用の項
と同じため省略する。ただし作用の項の説明との差異と
して、この中で受け渡される各データには必ずカテゴリ
判別データが含まれているものとする。

【００８６】Ｓ６３０では、入力画像データ６０の全領
域を処理し終わったかどうかを判断する。全領域を処理
したのであればＳ１４０へ進み、そうでなければＳ６１
０へ戻る。Ｓ１４０では、パラメータバッファ部３５０
において、Ｓ１３０で得られた量子化パラメータデータ
４４０をカテゴリ別に分け、一時的に記憶する。Ｓ１５
０では、代表画像群の全画像を処理し終わったかどうか
を判断する。全画像を処理したのであればＳ６４０へ進
み、そうでなければＳ１２０へ戻る。Ｓ６４０では平均
化処理部３６０において、Ｓ１４０で一時的に記憶され
た全ての量子化パラメータについて、カテゴリ毎に重み
付き平均処理を行う。そして作成された量子化パラメー
タを量子化パラメータデータ８２０として、パラメータ
保持部４０へ送出する。Ｓ１７０では作用の項で述べた
ように、パラメータ保持部４０において量子化パラメー
タの登録を行う。

【００８７】次に、図４（ｂ）と図９に基づき、符号化
処理の動作について説明する。Ｓ２１０では、画像入力
部１０において符号化対象の画像の入力を行い、入力画
像データ６０として領域分割部５１０へ送出する。Ｓ６
０５では、領域分割部５１０において入力画像データ６
０をあらかじめ設定された方法で領域に分割する。Ｓ６
１０では、領域分割部５１０においてまだ最適化処理に
用いていない領域を１つ選択し、領域画像データ６１
０、６３０としてそれぞれカテゴリ判別部５２０、ＤＣ
Ｔ変換部３１０へ送出する。Ｓ６２０ではカテゴリ判別
部５２０において、領域画像データ６１０に対してカテ
ゴリ判別処理を行い、判別結果をカテゴリ判別データ６
２０としてパラメータ保持部４０へ送出する。

【００８８】Ｓ２２０では、符号化処理として、符号化
部５０およびＤＣＴ変換部において、図４（ｂ）のＳ５
１０からＳ５３０という処理が行われる。これらについ
ての説明は作用の項と同じため省略する。ただし作用の
項の説明との差異として、量子化パラメータデータ８１
０は、パラメータ保持部４０においてカテゴリ判別デー
タ６２０の示すカテゴリ用のパラメータに決定されるこ
ととする。

【００８９】Ｓ６３０では、入力画像データ６０の全領
域を処理し終わったかどうかを判断する。全領域を処理
したのであれば処理を終了し、そうでなければＳ６１０
へ戻る。

【００９０】このように、符号化処理時の処理の流れ
は、通常の一般的な適応的符号化と全く同一である。従
って、本発明における量子化パラメータ最適化処理によ
る符号化処理時の処理時間増加は皆無である。

【００９１】以上の動作の中で、量子化パラメータ最適
化処理におけるＳ１３０の最適量子化パラメータ作成時
に、カテゴリ判別データ６２０が必要なのは、量子化パ
ラメータの最適化をカテゴリ別に行うためである。この
カテゴリ別の最適化によって、各カテゴリに最適な量子
化パラメータを作成することが可能になる。

【００９２】このとき、平均電力データ４２０、ビット
割り当てデータ４３０、量子化パラメータデータ４４
０、４５０および８２０に、どのカテゴリに含まれる画
像に対して得られたパラメータであるかを示す情報を付
加する必要がある。このため、ヘッダ情報を付加する等
の方法をとる。例えば図１０（ａ）のようなデータ形式
が考えられる。量子化パラメータ４４０にカテゴリ情報
を付加することにより、パラメータバッファ部３５０の
記憶部を図１０（ｂ）のように整理することができる。
また、量子化パラメータ４５０にカテゴリ情報を付加す
れば、平均化処理部３６０においてカテゴリ別の重み付
き平均化処理を実現することができる。そして、量子化
パラメータ８２０にカテゴリ情報を付加すれば、パラメ
ータ保持部４０において図１０（ｃ）のように、カテゴ
リ別の最適量子化パラメータを保持することが可能とな
る。

【００９３】これらのカテゴリデータを用いずにカテゴ
リ別の処理を実現する方法として、カテゴリ判別データ
６２０を直接平均化処理部３６０へ入力してしまっても
よい。このような構成の際はカテゴリデータ受渡しのタ
イミングに注意する必要がある。

【００９４】なお、Ｓ６２０におけるカテゴリ判別の手
法は、例えば前出の特開平４−８７４６０号公報に記載
されているような公知の技術で実現することができる。

【００９５】この第１の実施例によれば、次のような効
果を得ることができる。

【００９６】（１）適応的符号化処理において量子化パ
ラメータの最適化を行わない場合に比較して、圧縮率を
高くでき、また同一符号量では画質の劣化が少ない。

【００９７】（２）符号化に要する処理時間は、適応的
符号化処理において量子化パラメータの最適化を行わな
い符号化の処理時間と変わらない。

【００９８】（３）符号化処理時は、量子化パラメータ
の最適化を行わない画像符号化装置と同じ構成で実現で
きる。

【００９９】〔第２の実施例〕ここでは、第２の実施例
として、本発明の量子化パラメータ最適化処理における
代表画像群の選択を簡略化する場合について示す。

【０１００】本発明の作用で述べた方法および第１の実
施例においては、代表画像群の選択は使用者または管理
者によって行われる。本実施例ではこの作業の負荷を軽
減するために自動化を図る。代表画像群を選択する際の
基準は、使用頻度と重要度が一般的である。つまり、基準ａ）良く使われる画像から代表画像群を選択する基準ｂ）重要度の高い画像から代表画像群を選択するの２通りの基準がある。本実施例では基準ａ）の場合に
ついて自動化を行う。

【０１０１】基準ａ）を実現するためには、特定の画像
符号化装置において使用される原稿の統計をとればよ
い。つまり、量子化パラメータ最適化処理の際、それま
でにその画像符号化装置で使用された原稿を代表画像群
とみなすのである。この実行方法の詳細については後述
する。この方針により、以下のアルゴリズムを用いる。

【０１０２】１）：符号化処理の際、符号化とは独立し
て量子化パラメータの最適化を行う２）：その結果、得られた量子化パラメータを保存する３）：１），２）を繰りかえす４）：最適量子化パラメータとして２）の平均を求める以上の処理によって代表画像群と推定されている画像群
は基準ｂ）を考慮しない等の理由で適切でない可能性が
ある。これを修正するためには上記処理により推定され
た代表画像群と、望ましい代表画像群との差分の画像群
を、画像符号化装置に入力する必要がある。以下、推定
による代表画像群を推定代表画像群、修正用の画像群を
追加画像群と呼ぶ。

【０１０３】図１１は、本発明の第２の実施例を示す構
成図である。図中、図１と同様の部分に同じ符号を付し
て説明を省略する。

【０１０４】次に、図１１の各部について説明する。画
像入力部１０は画像の入力を行い、入力画像データ６０
をＤＣＴ変換部３１０に送出する。ＤＣＴ変換部３１０
は入力画像データにＤＣＴ変換処理を行い、変換係数デ
ータ４１０として切り換えスイッチ２０およびパラメー
タ最適化部３０へ送出する。切り換えスイッチ２０は符
号化処理時のみ、入力画像データ６０を符号化部５０中
の量子化部３７０へ送出する。

【０１０５】パラメータ最適化部３０、パラメータ保持
部４０、符号化部５０については課題を解決する手段の
項に同じため、省略する。

【０１０６】図２、図１２、図１３は、本実施例の動作
を説明するフローチャートである。これらに基づいて以
下に動作の説明を行う。

【０１０７】図２に示す動作については、作用の項の図
２の説明と同様なので省略する。

【０１０８】図１２、図１３はそれぞれ、図２の量子化
パラメータ最適化処理Ｓ６０、符号化処理Ｓ５０におけ
る動作を説明するフローチャートである。以下、量子化
パラメータ最適化処理と符号化処理に分けて動作の説明
を行う。

【０１０９】先に、図１３に基づいて、符号化処理の動
作について説明する。Ｓ２１０では、画像入力部１０に
おいて符号化対象の画像の入力を行い、入力画像データ
６０としてＤＣＴ変換部３１０へ送出する。これ以下の
Ｓ２２０とＳ１３０は並行して処理される。

【０１１０】Ｓ２２０では、符号化部５０およびＤＣＴ
変換部３１０において図４（ａ）に示すＳ４１０からＳ
４４０の処理が行われる。また、Ｓ１３０では、パラメ
ータ最適化部３０およびＤＣＴ変換部３１０において、
図４（ｂ）に示すＳ５１０からＳ５３０の処理が行われ
る。これらの説明については作用の項に同様のため、省
略する。なお、Ｓ４１０とＳ５１０はどちらもＤＣＴ変
換処理であるが、本実施例の場合この処理は共通で一度
だけの実行でも構わない。

【０１１１】Ｓ１４０では、Ｓ１３０で作成された量子
化パラメータデータ４４０を、パラメータバッファ部３
５０において一時的に記憶する。

【０１１２】次に、図１２に基づき、量子化パラメータ
最適化処理の動作について説明する。Ｓ７１０では追加
画像群の必要性を判断する。必要なければＳ１６０へ進
み、必要であれば、Ｓ７２０へ進む。Ｓ７２０では、追
加画像群の選定を行う。例えば、できるだけ劣化を避け
たい画像の選定等により、推定代表画像群の修正を図
る。Ｓ７３０では追加画像群中の画像から１つを選択
し、画像入力部１０において入力する。

【０１１３】Ｓ１３０では、パラメータ最適化部３０お
よびＤＣＴ変換部３１０において、図４（ｂ）に示すＳ
５１０からＳ５３０の処理が行われる。この説明につい
ては作用の項に同様のため、省略する。

【０１１４】Ｓ１４０では、Ｓ１３０で作成された量子
化パラメータデータ４４０を、パラメータバッファ部３
５０において一時的に記憶する。Ｓ１５０では、追加画
像群中の未処理画像の有無を判断し、未処理画像があれ
ばＳ７３０へ、無ければＳ１６０へ進む。Ｓ１６０で
は、平均化処理部３６０において、パラメータバッファ
部３５０に蓄積された量子化パラメータデータ４５０に
平均化処理を行う。符号化処理の際に得られた量子化パ
ラメータに対しては通常の平均化を、追加画像群に対し
ては指定があれば重み付き平均化を行う。Ｓ１７０で
は、パラメータ保持部４０において量子化パラメータデ
ータ８２０を登録する。このデータは次の最適化処理が
行われるまで保持する。

【０１１５】以上の動作の中で、入力画像に対する符号
化処理と量子化パラメータ最適化処理は独立に行われる
ため、符号化処理にかかる時間が増大することはない。

【０１１６】以上で用いられる推定代表画像群の妥当性
は以下のように説明される。

【０１１７】上記の基準ａ）によって作成されるべき代
表画像群は、理想的にはその画像符号装置でこれから次
の最適化処理までに符号化される画像全ての集団Ａ_xで
ある。Ａ_xを求めることは理論的に不可能であるから、
推定代表画像群でこのＡ_xを近似することになる。そこ
で、前回の最適化処理から現在までにその画像符号化装
置で使用された原稿の集団Ａ_yをＡ_xの近似として使用
する。つまり、このＡ_yが推定代表画像群となる。画像
集団から画像の平均的特性を求める関数をｇ（）とおい
たとき、ｇ（Ａ_x）＝ｇ（Ａ_y）・・・（１２）であれば、この近似が正当であるといえる。つまり、前
回の最適化処理から現在までと、現在から次回の最適化
処理までを比較したとき、この画像符号化装置で使用さ
れる画像群の持つ平均的特性にあまり変動がなければ、
この近似が良好に働くことになる。

【０１１８】このとき、最適化処理を行う間隔は自由で
ある。もちろん等間隔または連続である必要はない。こ
の間隔が短いと量子化パラメータが敏感に変化し、間隔
が長いと変化が安定的になる。また、Ａ_yは過去に符号
化した画像全てを含んでもよい。あるいは前回使用した
推定代表画像群をＡ_y1、今回求められた推定代表画像群
をＡ_y2としたとき、Ａ_y＝α・Ａ_y1＋β・Ａ_y2（α，β＞０）・・・（１３）というようにＡ_yを決定してもよい。こうすると、量子
化パラメータの変化が安定的になる。以上のような条件
はＡ_yがＡ_xの良い近似となるように設定されることが
望ましい。

【０１１９】また、パラメータ最適化部３０は第１の実
施例同様取り外せるようにしても構わない。ただし、こ
の場合パラメータ最適化部３０を外している間は符号化
される画像の特性を記録することはできなくなる。

【０１２０】この第２の実施例によれば、次のような効
果を得ることができる。

【０１２１】（１）量子化パラメータの最適化を行わ
ない場合に比較して、画質の劣化が少なく高圧縮率の符
号化が行える。

【０１２２】（２）符号化に要する処理時間は、量子
化パラメータの最適化を行わない画像符号化装置と変わ
らない。

【０１２３】（３）本発明における代表画像群の選択
処理にかかる負荷を、自動化によって削減することがで
きる。

【０１２４】（４）符号化処理時は、推定代表画像群
作成用の最適化処理を行わなければ、最適化を行わない
画像符号化装置と同じ構成で実現できる。

【０１２５】〔第３の実施例〕本発明は、ＤＣＴを用い
た変換符号化以外にも適用することができる。例えば、
吹抜敬彦，『ＦＡＸ、ＯＡのための画像の信号処理』，
日刊工業新聞社発行には、ハフマン符号化などのエント
ロピー符号化における符号語の割り当てについての記載
がある。これによれば符号語の割り当ては圧縮率に影響
するが、最適な割り当ては符号化の対象の特性に依存す
る。具体的には、発生確率がＰなる事象に対して、長さ
ｌｏｇ₂（１／Ｐ）の符号語を与えたとき、全体の平均
符号語長が最短となる。これを画像についていえば、画
素値の発生確率に応じて、符号語長を決定することにな
る。

【０１２６】このように符号化処理においては、符号化
の性能に影響するパラメータが存在する。これらのうち
で画像の特性に応じた最適化処理が可能なものを、符号
化パラメータと呼ぶことにする。上記で述べたＤＣＴ符
号化の例では、変換係数の平均電力という画像の特性に
対して、量子化パラメータという符号化パラメータの最
適化を行ったことに相当する。また、上記のエントロピ
ー符号化の符号語割り当ての場合は、各画素値の発生確
率が画像の特性であり、符号語長が符号化パラメータに
相当する。

【０１２７】これらの符号化パラメータのうちで、画像
特性と最適化処理の関係が単調な関数となる場合に、本
発明を適用することができる。作用の項で述べた関数ｆ
（）が単調でない場合、以上の議論は必ずしも成立しな
い。

【０１２８】図１４は、本発明を一般化した概略構成図
である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して
説明を省略する。７０、８０は符号化パラメータデータ
である。また、図１５は、本発明を一般化した場合の動
作を説明するフローチャートである。それぞれの詳細に
ついては、図１の本発明についての説明に類似するの
で、省略する。このように本発明を一般化した場合に
は、次のような効果がある。

【０１２９】（１）固定的な符号化パラメータを使用
する画像符号化装置に比較して、符号化効率の高い符号
化が行える。

【０１３０】（２）非可逆符号化手法を用いた場合、
固定的な符号化パラメータを使用する画像符号化装置に
比較して、同一符号量なら画質の良い符号化が行える。

【０１３１】（３）符号化パラメータの最適化処理に
より符号化時の処理時間を増大することがない。

【０１３２】（４）符号化処理時には符号化パラメー
タ最適化処理のための構成が必要なく、構成が簡単化で
きる。

【０１３３】〔第４の実施例〕第３の実施例にならっ
て、第１の実施例を一般化することを考える。図１６は
その概略構成図である。動作、効果については第１の実
施例に類似するため、省略する。

【０１３４】〔第５の実施例〕第３の実施例にならっ
て、第２の実施例を一般化することを考える。図１７は
その概略構成図である。動作、効果については第１の実
施例に類似するため、省略する。

【０１３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば画像符号化装置においてＤＣＴ変換符号化にお
ける量子化パラメータの最適化を行うため、従来の最適
化を行わない装置に比して高圧縮率／高画質の符号化処
理を行うことができる。また、従来の量子化パラメータ
最適化処理を行う画像符号化装置に比して、処理時間や
装置構成等、符号化処理時の負荷が少なくてすむ。さら
に、他の符号化手法に本発明を応用して同様の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を示す構成図である。

【図２】本発明の画像符号化装置における全体の大ま
かな処理の流れ動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図３】図２のフローチャートにおける量子化パラメ
ータ最適化処理と符号化処理をそれぞれ説明するフロー
チャートである。

【図４】図３のフローチャートにおける量子化パラメ
ータの最適化と符号化をそれぞれ説明するフローチャー
トである。

【図５】本発明における量子化パラメータ表現の応用
例を示す説明図である。

【図６】本発明と従来例との比較を示す説明図であ
る。

【図７】本発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図８】第１の実施例における動作を説明するための
フローチャートである。

【図９】第１の実施例における動作を説明するための
フローチャートである。

【図１０】第１の実施例における符号化パラメータの
データ形式例を示す説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施例を示す構成図であ
る。

【図１２】第２の実施例における量子化パラメータ最
適化処理の動作について説明するためのフローチャート
である。

【図１３】第２の実施例における量子化パラメータ最
適化と符号化の動作について説明するためのフローチャ
ートである。

【図１４】本発明の第３の実施例を示す構成図であ
る。

【図１５】第３の実施例における動作を説明するため
のフローチャートである。

【図１６】本発明の第４の実施例を示す構成図であ
る。

【図１７】本発明の第５の実施例を示す構成図であ
る。

【図１８】第１の従来例の概略構成図である。

【図１９】第１の従来例における動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図２０】第２の従来例の概略構成図である。

【図２１】第２の従来例における動作を説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０…画像入力部、２０…切り換えスイッチ、３０…パ
ラメータ最適化部、４０…パラメータ保持部、５０…符
号化部、６０…入力画像データ、７０、８０…符号化パ
ラメータデータ、１００…画像符号化装置本体、１１
０，１２０…接続コネクタ、２１０…変換係数バッファ
部、２２０…制御信号、２３０…変換係数データ、３１
０…ＤＣＴ変換部、３２０…平均電力測定部、３３０…
ビット割り当て部、３４０…パラメータ作成部、３５０
…パラメータバッファ部、３６０…平均化処理部、３７
０…量子化部、３８０…可変長符号化部、４１０…変換
係数データ、４２０…平均電力データ、４３０…ビット
割り当てデータ、４４０，４５０，８１０，８２０…量
子化パラメータデータ、４６０…量子化変換係数デー
タ、５１０…領域分割部、５２０…カテゴリ判別部、６
１０…領域画像データ、６２０…カテゴリ判別データ、
６３０…領域画像データ、６４０…領域変換係数デー
タ、６５０…領域量子化変換係数データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅澤健埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段からの画像データを符号化する符号化
手段と、前記符号化手段における符号化処理のパラメータを最適
化するパラメータ最適化手段と、前記パラメータ最適化手段で最適化されたパラメータを
保持し前記符号化手段に送出するパラメータ保持手段
と、パラメータ最適化を行うか或いは符号化処理を行うかに
よって前記画像入力手段からの画像データを前記パラメ
ータ最適化手段或いは前記符号化手段へ選択的に供給す
る切り換え手段とを備えていることを特徴とする画像符
号化装置。
【請求項２】前記符号化手段は、符号化する画像や用
途に応じて符号化に用いるパラメータを切り換えること
ができるものであり、前記パラメータ最適化手段は、前
記符号化手段で切り換えられるパラメータの全てについ
て最適化を行うものであることを特徴とする請求項１記
載の画像符号化装置。
【請求項３】前記符号化手段は、符号化に用いるパラ
メータを変数で表現したものであり、前記パラメータ最
適化手段は、変数を含んだパラメータについて最適化を
行うものであることを特徴とする請求項１記載の画像符
号化装置。
【請求項４】前記符号化手段は、同一画像中で符号化
に用いるパラメータを適応的に切り換えることができる
ものであり、前記パラメータ最適化手段は、前記符号化
手段で同一画像中において適応的に切り換えられるパラ
メータの全てについて最適化を行うものであることを特
徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項５】前記パラメータ最適化手段は、最適化処
理で用いられる代表的画像を当該画像符号化装置でその
時点までに符号化された画像群で近似するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載の画像符号化装置。
【請求項６】前記パラメータ最適化手段は、画像符号
化装置の本体に対して着脱可能であることを特徴とする
請求項１記載の画像符号化装置。