JPH07123269A

JPH07123269A - 画像信号の符号化装置

Info

Publication number: JPH07123269A
Application number: JP26515493A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Suzuki; 一弘鈴木; Taro Yokose; 太郎横瀬; Toshiaki Yoshinari; 敏明吉成; Yutaka Koshi; 裕越; Isao Uesawa; 功上澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-05-12
Also published as: US5570203A

Abstract

(57)【要約】【目的】回路規模を増加させることなく、符号化動作
を高速化する画像信号の符号化装置を提供すること。【構成】画像信号を画素ブロックに分割し画素ブロッ
クに対して２次元直交変換を施して変換係数を得るＤＣ
Ｔ変換部１００と、変換係数を所定の量子化特性で線形
量子化して量子化係数を得る線形量子化部１０１と、量
子化係数を可変長符号化して符号データを得る可変長符
号化部１０３を備えた画像信号の符号化装置において、
量子化部１０１によって線形量子化される変換係数の範
囲と、可変長符号化部１０３によって可変長符号化され
る量子化係数の範囲とを領域情報として保持する有効領
域保持部１１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、階調を有する画像信号
の符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置等において、階調画像画像
を取り扱う際には、画像情報をそのままデジタル化する
と情報量が非常に多くなるので、画像情報を符号化する
ことにより情報量を圧縮することが一般的である。

【０００３】画像信号を符号化する手法としては種々あ
るが、階調画像の代表的な符号化手法として、変換符号
化方式がある。

【０００４】一般に、風景画や人物像などの自然画像と
呼ばれる画像の場合には、隣接する画素どうしが近い画
素値をとる傾向があり、相関性の高いことが知られてい
る。このような相関性の高い信号を周波数軸上で見る
と、低い周波数成分に信号電力が集中的に分布している
ことを意味する。この信号電力が集中して分布する成分
のみを符号化すれば、全体としての情報量削減が可能と
なる。

【０００５】変換符号化方式は、この性質を利用したも
ので、電力の集中する低周波成分には多くのビットを割
り当て、逆に電力の集中しない高周波成分は少ないビッ
ト数で符号化することによって全体の情報量を削減する
方式である。

【０００６】たとえば、Ｇ．Ｋ．Ｗａｌｌａｃｅ：“Ｔ
ｈｅＪＰＥＧＳｔｉｌｌＰｉｃｔｕｒｅＣｏｍ
ｐｒｅｓｓｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ”，Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＡＣＭ（Ａｐｒｉ
ｌ，１９９１）に開示される静止画像符号化の国際標準
方式であるＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐ
ｈｉｃＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ）方式には、変換符
号化方式の一つである離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅ
ｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ：以下ＤＣＴ
と記す）に基づくアルゴリズムが採用されている。

【０００７】図９に示す基本ブロック図に従って、変換
符号化方式の構成を説明する。

【０００８】図において、１００は画像を矩形の画素領
域に分割して得られる画素ブロックごとにＤＣＴ変換を
行い、空間周波数成分の変換係数として出力するＤＣＴ
変換部、１０１は変換係数を量子化マトリクス１０２に
設定された量子化閾値を用いて変換係数を線形量子化し
量子化係数を出力する線形量子化部、１０３は量子化係
数をハフマン符号表１０４を用いて符号化して符号デー
タを出力する可変長符号化部である。

【０００９】次に、図９に基づいて符号化動作について
説明する。

【００１０】ＤＣＴ変換部１００には、入力される８×
８画素の矩形領域の画素ブロックに対してＤＣＴ変換が
施される。８次の２次元ＤＣＴの変換は、（１）式で与
えられ、逆変換は（２）式となる。

【００１１】

【数１】である。

【００１２】また、ｆ（ｊ，ｋ）は、画素ブロックの各
要素を表し、ｊ，ｋは要素の位置を表す。Ｆ（ｕ，ｖ）
は、変換係数の各要素を表し、ｕ，ｖは要素の位置を表
す。

【００１３】図１０（ａ）は、入力される８×８画素の
画素ブロックの一例である。図１０（ｂ）は、この画素
ブロックに（１）式で示される８次の２次元ＤＣＴ変換
を行って得られる変換係数である。図１１に示すように
変換係数のマトリクスの最も左上に位置する要素は、画
素ブロックの平均輝度に相当することから直流係数と呼
ばれる。直流係数以外の要素は、交流係数と呼ばれる。

【００１４】また、交流係数は、図１１に示すように右
側の列ほど水平方向の高い周波数成分に対応し、また、
下の行ほど垂直方向の高い周波数成分に対応する。マト
リクスの最も右下の要素が水平、垂直方向とも最高の周
波数成分に対応している。

【００１５】ＤＣＴ変換部１００から出力された変換係
数は、線形量子化部１０１において量子化され、量子化
係数として出力される。量子化は、変換係数の各要素
を、量子化マトリクスの対応する要素で除して商を求め
る処理であり、次式で定義される。

【００１６】Ｆ^Q(u,v)=(F(u,v)+(Q(u,v))/2))/Q(u,v) (F(u,v)≧0) ・・・ (4) Ｆ^Q(u,v)=(F(u,v)-(Q(u,v))/2))/Q(u,v) (F(u,v)＜0) ・・・ (5) ここで、Ｆ（ｕ，ｖ），Ｑ（ｕ，ｖ）及びＦ^Q（ｕ，
ｖ）は、それぞれ変換係数、量子化マトリクス及び量子
化係数の各要素を表す。ｕ，ｖは要素の位置を表す。

【００１７】図１０（ｃ）は、各周波数成分の視覚特性
を考慮して決定された量子化マトリクスの１例である。
自然画像の場合は、信号電力は低域の係数に集中するた
め、図１０（ｃ）に示す量子化マトリクスのように、低
周波成分に対応する係数の量子化には小さな値を設定し
て精度の良い量子化を行い、高周波成分に対応する係数
は大きな値で粗く量子化するのが一般的である。

【００１８】図１２（ａ）は、図１０（ｂ）に示す変換
係数を図１０（ｃ）の量子化マトリクスで線形量子化し
て得られた量子化係数である。

【００１９】可変長符号化部１０３では、量子化係数が
ハフマン符号化される。符号化は、直流成分と交流成分
のそれぞれにハフマン符号表１０４が用意され、個別に
行われる。

【００２０】以下、直流係数の符号化について説明す
る。直流係数の場合は、ひとつ前のブロックの直流係数
との差分を求め、図１３に従ってグループ番号を決定す
る。この時のグループ番号がハフマン符号化される。ま
た、差分がグループ内のどの数値に対応するかを示すた
めにグループ番号と同じビット数の付加ビットが追加さ
れる。

【００２１】例えば、図１２（ａ）の量子化係数におい
て、一つ前のブロックの直流成分が１４であったとする
と、前ブロックとの直流成分の差分は、１６−１４＝＋
２となる。図１３よりこの場合のグループ番号は２であ
ることがわかり、図１４に示す直流成分の符号表から、
グループ番号２に対応する２進符号’０１１’が符号と
なる。さらにグループ番号２に属する−３，−２，２，
３の４つの値を識別するために２ビットの情報が付加さ
れる。２の場合には’１０’が付加されることになる。

【００２２】続いて交流係数の符号化について説明す
る。

【００２３】交流係数は、図２に示すマトリクスの１〜
６３の数字の順にジグザグに走査して一次元化される。
この順番で値が０でない係数（有効係数）が出現するま
でのゼロ係数（無効係数）の連続する長さ（ゼロラン）
をカウントする。有効係数が出現すると、図１５に示す
ように、係数の値に応じてグループ番号が決定される。
また、交流係数がグループ内のどの値をとるかを示す付
加ビットも決定される。

【００２４】交流係数の符号表では、以上に述べた無効
係数のゼロランと、それに続く有効係数のグループ番号
の組合せに対してハフマン符号が割当てられる。図１６
は、無効係数のゼロランと有効係数のグループ番号によ
る（０，０）〜（１５，１５）の２５６通りの組合せを
示す図である。それぞれの組合せに対して図１７，図１
８に示すような２進符号が与えられる。

【００２５】以上のように、交流係数は、無効係数のゼ
ロランと、それに続く有効係数のグループ番号の組合
せ、さらに有効係数がグループ内のどの数値に対応する
かを示す付加ビットで符号化される。ブロック内の全有
効係数を処理するまで、以上の動作を継続する。また、
ブロック内の残りの交流係数がすべて零であることがわ
かれば、その時点でＥＯＢ（ブロック終端符号）を符号
化して１ブロックの処理を完結することができる。

【００２６】図１９は、以上の手順にしたがって、図１
２（ａ）の量子化係数を符号化した例を示すものであ
る。また、図２０は符号として出力されるビット列を示
すものである。画素あたり８ビット、ブロックあたり８
×８画素の全５１２ビットの情報が、６３ビットに圧縮
されている。

【００２７】復号の際には、上述したのと逆の手順でハ
フマン復号を行い、図１２（ａ）の量子化係数を再現す
る。続いて、各量子化係数に図１０（ｃ）の量子化マト
リクスの対応する要素を乗ずることによって、図１２
（ｂ）の逆量子化係数を得る。さらに、逆量子化係数に
（２）式の逆ＤＣＴ変換を施すことによって、図１２
（ｃ）の復号画素ブロックを得ることができる。

【００２８】以上の処理により、画像情報を変換符号化
方式により符号化、復号することができる。

【００２９】しかし、変換符号化においては、変換係数
を量子化する際には、全ての画素の変換係数を量子化閾
値で除算していたため、量子化演算に時間がかかり、高
速化できない問題があった。

【００３０】この量子化演算を高速化するための手法
が、特開平３−２６２３８１号公報に開示されている。
同公報に記載の画像データ符号化方法及び装置において
は、ＤＣＴ変換後の係数で０となるものを量子化前に検
出し、これらの係数の除算を省略することで演算量の軽
減を図っている。

【００３１】図２１に基づいて上記公報に開示される方
式の構成について説明する図２１において、３１０は変
換係数を一時的に保持する変換係数保持手段、３２０は
変換係数保持手段３１０に保持された変換係数のブロッ
クを走査して有効アドレスを検出する有効アドレス検出
手段、３３０は変換係数保持手段３１０に保持された変
換係数を量子化して量子化係数を算出する量子化手段、
３４０は零を発生する零発生手段、３５０は量子化手段
３３０に対する変換係数の読み出しアドレスと有効アド
レス検出手段３２０で検出した有効アドレスとを比較
し、有効アドレスまでは前記量子化手段３２０の算出結
果を選択し、有効アドレス以降は零発生手段３４０の零
出力を選択する選択手段である。

【００３２】以下、図２１，図２２に基づいて動作を説
明する。

【００３３】上記公報に記載の方式においては、ＤＣＴ
変換後の変換係数は低次にかたまって集中し、また、零
は量子化する必要がないという事実に基づき、変換係数
を予め走査して量子化有効範囲を求めておき、有効範囲
ないの変換係数に対してのみ量子化演算を行うことによ
り、演算量を低減して量子化処理の高速化を図ることが
できる。

【００３４】例えば、量子化に先立ち、ジグザグスキャ
ンと呼ばれている従来の走査順序と逆の走査順序で変換
係数を走査して、最初に非零係数を検出するまでの走査
数を最高次数として有効アドレスを設定し、有効次数ア
ドレス以降の変換係数の量子化については演算を行わず
に零を設定することにより量子化処理を高速に行うこと
ができる。

【００３５】例えば、図２２の変換係数の場合、逆ジグ
ザグスキャンにより最初に非零係数となるのは、図２の
順番で３９項目となる。従って、量子化時には４０項以
降のＤＣＴ係数につき量子化演算を行わずに零を設定す
ればよい。この零領域は全体の３７．５％であり、その
結果、処理時間を２／３に短縮することができるとされ
ている。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】従来方式においては、
自然画像をＤＣＴ変換して得られる変換係数は、大部分
の信号電力が低域の変換係数に集中するため、高域の係
数に集中する信号電力は非常に小さいという事実に基づ
いている。高域の係数の零となっている領域を量子化処
理から除外することで高速化を実現するものである。

【００３７】しかし、スキャナ等で入力された画像の場
合にはノイズの影響により、高域係数は完全に零とはな
らず、小さいながらも零以外の値を持つ係数が存在する
（図１０ｂ参照）。

【００３８】このため、上記公報に記載されているよう
なＤＣＴ変換後の変換係数に対して零／非零を判定し、
量子化処理の有効範囲を決定する手法では、十分な有効
範囲の削減効果が得られないことになる。したがって、
高速化の効果も十分であるとは言えなかった。また、ブ
ロック単位に零係数の存在範囲を決定するために、零検
出のための回路が新たに必要になっていた。

【００３９】本発明では、このような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、回路規模を増加させることなく、
符号化動作を高速化する画像信号の符号化装置を提供す
ることを目的とする。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像信号をＮ
×Ｍ画素（Ｍ，Ｎは正整数）の矩形領域である画素ブロ
ックに分割して前記画素ブロックに対して２次元直交変
換を施して変換係数を得る直交変換手段と、前記変換係
数を所定の量子化特性で線形量子化して量子化係数を得
る量子化手段と、前記量子化係数を可変長符号化して符
号データを得る可変長符号化手段を備えた画像信号の符
号化装置において、前記量子化手段によって線形量子化
される変換係数の範囲と、前記可変長符号化手段によっ
て可変長符号化される量子化係数の範囲とを領域情報と
して保持する領域保持手段を備えたことを特徴とする。

【００４１】

【作用】本発明の作用を図面を参照しながら具体的に例
を挙げて説明する。

【００４２】図１は、本発明の原理を示すものである。
以下、図１に基づいて本発明の概略の構成を説明する。
なお、図９の構成と対応する部には、同一符号を付して
いる。

【００４３】図において、１００は画像をＮ×Ｍ画素
（Ｍ，Ｎは正整数）矩形の画素領域に分割して得られる
画素ブロックごとにＤＣＴ変換を行い空間周波数成分の
変換係数として出力するＤＣＴ変換部、１０１は変換係
数を量子化マトリクス１０２に設定された量子化閾値を
用いて変換係数を線形量子化し、量子化係数を出力する
線形量子化部、１０３は量子化係数をハフマン符号表１
０４を用いて符号化して符号データを出力する可変長符
号化部、１１０は線形量子化部１０１において量子化す
る変換係数と可変長符号化部１０３で符号化される量子
化係数の有効領域を保持する有効領域保持部である。

【００４４】本発明に係る画像信号の符号化装置におい
ては、上述した構成を備えることにより、以下のように
作用する。

【００４５】本発明においては、従来の変換符号化方式
の動作に加え、線形量子化部１０１において量子化する
変換係数と、可変長符号化部１０３で符号化される量子
化係数の個数を、有効領域保持部１１０に保持された有
効領域情報に基づいて決定するようにしたので、量子化
処理のみの省略を目的とする従来方式に比べて、量子
化、可変長符号化の両方の処理を省略できる。

【００４６】変換符号化においては、通常図２に示す順
序で量子化、可変長符号化が行われることから、例え
ば、有効領域情報として「４９」と設定されている場合
には、５０〜６３番目の要素の量子化、可変長符号化処
理が省略されることになる。なお、ここでいう有効領域
情報は、逆ジグザグスキャンで変換係数を走査して、最
初に非零係数を検出するまでの走査数を意味する。

【００４７】有効領域は、以下の事実に基づいて決定す
ることができる。

【００４８】ＤＣＴ変換後の信号電力の大部分は低域の
係数に集中し、高域係数にはほとんど電力が集中しない
こと。また、量子化マトリクスとしては高域抑圧特性を
持つものが用いられるため、量子化の結果、高域の量子
化係数はほとんど零となる。

【００４９】このため、量子化後に零となることが予想
される変換係数については、量子化処理を省略できる。
また、可変長符号化部１０３において交流成分を符号化
する際に、ブロック内の残りの量子化係数がすべて零で
あることが予想される場合には、ＥＯＢ（ブロック終端
符号）を挿入することによって以降の符号化処理を省略
できる。すなわち、符号化対象となる画像の統計的性
質、符号化に用いられる量子化マトリクスの高域抑圧特
性に応じて、量子化係数が非零である範囲を予備実験等
で求め、有効領域を決定することができる。

【００５０】以下、有効領域を決定するための手順を、
具体的なデータに基づいて説明する。

【００５１】図３，図４は、実際の画像を８×８画素の
ブロックに分割して、それぞれに対してＤＣＴ変換を施
し、図５（ａ）〜（ｄ）の異なる特性を持つ量子化マト
リクスで量子化した後に、値が零とならない量子化係数
の数を全ブロックにわたって計数したものである。

【００５２】画像は、人物像の写真をスキャナを用いて
約１６［ｄｏｔ／ｍｍ］の解像度で入力した１０２４画
素×１０２４ラインの大きさを持つものを用いている。

【００５３】図５（ｂ）〜（ｄ）の量子化マトリクス
は、図５（ａ）に示す量子化マトリクスの各量子化閾値
に対して一定値を乗ずることで生成した。このような処
理を量子化マトリクスのスケーリングと呼ぶこととし、
量子化閾値に乗ずる一定値をスケーリングファクタと呼
ぶことにする。図５（ｂ）に示す量子化マトリクスは、
図５（ａ）の量子化マトリクスをスケーリングファクタ
１／２でスケーリングして生成した。同様に同図（ｃ）
に示す量子化マトリクスはスケーリングファクタを２と
して、また、同図（ｄ）に示す量子化マトリクスはスケ
ーリングファクタを４としてスケーリングを行った。

【００５４】量子化マトリクスのスケーリングは、簡易
に圧縮率を制御する手法として知られている。図５の例
では、同図（ｂ），（ａ），（ｃ），（ｄ）の順で高域
抑圧特性が強くなり、同じ順で圧縮率も高くなる。

【００５５】図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）
から、量子化マトリクスの高域抑圧特性が強くなるに従
い、量子化係数の高域側では有意な係数は殆ど発生して
いないことがわかる。また、有意係数が発生しても、そ
の頻度が非常に少なければ、画質に与える影響も軽微で
あることから、有効領域から除外することも可能であ
る。

【００５６】

【実施例】以下、図に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

【００５７】図６は、本発明の実施例の構成を示す。

【００５８】図において、１００は画素ブロックにＤＣ
Ｔ変換を行い変換係数として出力するＤＣＴ変換部、１
０１は変換係数を線形量子化して量子化係数を出力する
線形量子化部、１０３は量子化係数を符号化して符号デ
ータを出力する可変長符号化部、１１０は、線形量子化
部１０１において量子化する変換係数と、可変長符号化
部１０３で符号化される量子化係数の有効領域を保持す
る有効領域保持部である。

【００５９】線形量子化部１０１は、ＤＣＴ変換部１０
０の出力する変換係数を保持する変換係数保持部１０
と、量子化マトリクスの量子化閾値を保持する量子化閾
値保持部１１と、前記変換係数保持部１０に保持された
変換係数と前記量子化閾値保持部に保持された量子化閾
値の対応するものどうしを一つずつ読み出し、変換係数
を量子化閾値で除算して量子化係数を出力する除算器１
２と、量子化される要素及び対応する量子化閾値の位置
を指示するアドレス情報を出力する量子化タイミング制
御部１３と、ブロック内の有効領域を示す有効アドレス
と前記量子化タイミング制御部１３の出力するアドレス
信号とを比較して、一致する場合に一致を示すＥＱＵ信
号を出力する比較器１４から構成される。なお、有効ア
ドレスと有効次数は同義であり同じ値を有している。

【００６０】可変長符号化部１０３は、量子化係数のア
ドレスに応じて量子化係数の出力先を切り替えるセレク
タ３０と、量子化係数が直流の場合にはこれを符号化す
る直流係数符号化部３１と、量子化係数が交流の場合に
これを符号化し、後述する符号化体制御部３４からＥＮ
Ｄ信号が入力された時点でブロック終端符号（ＥＯＢ）
を符号化して１ブロックの符号化を完了する交流係数符
号化部３２と、前記直流係数符号化部３１と前記交流係
数符号化部３２の出力する可変長符号を結合して符号デ
ータを出力する符号パッキング部３３と、可変長符号化
される要素の位置を指示するアドレス情報と符号化動作
の終了を指示するＥＮＤ信号を出力する符号化タイミン
グ制御部３４と、ブロック内の有効領域を示す有効アド
レスと前記符号化タイミング制御部３４の出力するアド
レス信号とを比較して一致する場合に一致を示すＥＱＵ
信号を出力する比較器３５から構成される。

【００６１】また、有効領域保持部１１０は、原稿種別
の指示と圧縮率指示に基づいて有効次数を決定する有効
次数決定部２０と、決定された有効次数を保持する有効
次数保持部２１から構成される。

【００６２】以下、本発明の実施例の動作について説明
する。

【００６３】はじめに、有効領域保持部１１０の有効次
数決定部２１では、入力される原稿種別と圧縮率の指示
に基づいて、有効領域の次数を決定する。ここで、原稿
種別とは、文字原稿、写真原稿などの違いを意味し、圧
縮率の指示は、量子化マトリクスのスケーリングファク
タを指すものとする。また、有効領域の次数とは、図２
に示すジグザグスキャン順での、量子化、可変長符号化
処理を終了する位置を表すものとする。なお、圧縮率の
指示としては、あらかじめ複数の量子化特性をもつ量子
化マトリクスを用意しておき、これらを区別する識別子
を用いることも考えられる。

【００６４】図３，図４の例では、写真原稿に図５
（ａ）に示す量子化マトリクスを適用した場合には、有
効次数を「５３」と決定できる。また、図５（ｂ），
（ｃ），（ｄ）の量子化マトリクスに対しても、有効次
数をそれぞれ、「６１」、「３９」、「２５」と決定で
きる。

【００６５】この有効次数の決定に際しては、複数枚の
原稿と圧縮率の設定に対して、量子化係数の出現頻度を
係数する予備実験を行うことにより、原稿種別と圧縮率
に対応する有効次数を決定することができる。

【００６６】有効次数保持部２０には、有効次数決定部
２１によって決定された有効次数が、原稿の符号化中保
持される。

【００６７】線形量子化部１０１の変換係数保持部１０
には、ＤＣＴ変換部１００から出力される１画素ブロッ
クの変換係数が保持される。この変換係数は、量子化タ
イミング制御部１３が出力するジグザグスキャン順のア
ドレスにしたがって読み出され、除算器１２に入力され
る。量子化閾値保持部１１に蓄積された図５（ａ）の量
子化閾値は、同様に量子化タイミング制御部１３が出力
するジグザグスキャン順のアドレスにしたがって読み出
され、除算器１２に入力される。除算器１２では、入力
された変換係数を対応する量子化閾値で除して線形量子
化し、量子化係数を出力する。

【００６８】量子化タイミング制御部１３の出力するア
ドレス信号は、比較器１４にも入力され、ここで有効次
数保持部２０に保持される有効次数と比較される。アド
レス信号と有効次数が一致した場合には、比較器１４か
らＥＱＵ信号が量子化タイミング制御部１３に出力され
る。

【００６９】量子化タイミング制御部１３は、変換係数
保持部１０、量子化閾値保持部１１からの読み出し動作
を停止するとともに、アドレス情報をリセットする。

【００７０】可変長符号化部１０３のセレクタ３０で
は、符号化タイミング制御部３４の出力するアドレス信
号に従い、入力されるブロックごとの量子化係数の最初
の一つを直流係数符号化部３１に出力し、残りを交流係
数符号化部３２に切り替えて出力する。

【００７１】直流係数符号化部３１では、前ブロックと
の直流係数の差分がハフマン符号化され、符号パッキン
グ部３３に出力される。交流係数符号化部３２では、符
号化タイミング制御部３４の出力するアドレス信号に従
い、無効係数のゼロランを計数し、これに続く有効係数
のグループ番号と組み合せてハフマン符号化され、付加
ビットとともに符号パッキング部３３に出力される。符
号パッキング部３３では、入力される可変長符号を連続
的に詰め合わせて符号データとして出力する。

【００７２】符号化タイミング制御部３４から出力され
るアドレス信号は、比較器３５にも入力され、有効次数
保持部２０に保持された有効次数との比較が行われる。
両者が一致した場合は、比較器３５は、ＥＱＵ信号を符
号化タイミング制御部３４に対して出力する。

【００７３】符号化タイミング制御部３４は、ＥＱＵ信
号を受けると、ＥＮＤ信号を交流係数符号化部３２に出
力して、アドレス情報をリセットする。交流係数符号化
部３２ではＥＮＤ信号が入力されることにより、ブロッ
ク終端符号（ＥＯＢ）を符号化して１ブロックの符号化
を完了する。

【００７４】以下、各ブロックごとに同様の処理を繰り
返して画像全体の画像データを符号化する。

【００７５】上述した説明においては、逆ジグザグスキ
ャンで変換係数を走査して、最初に非零係数を検出した
走査数を有効次数としたが、発生頻度の低い量子化係数
を予め除外して、逆ジグザグスキャンを行って有効次数
を求めることにより、さらに低い有効次数を設定するこ
とも可能である。

【００７６】たとえば、図５に示した４通りの量子化マ
トリクスの特性に対し、発生頻度の少ない高域の係数を
係数を符号化対象から除外するために、有効領域を示す
次数として「４２」、「５３」、「３５」、「２７」を
設定する場合について考える。

【００７７】図７，図８は、上記設定から得られる有効
領域を示す。図において、斜線を付した部分が、量子化
及び可変長符号化されない領域を示している。図７
（ａ），（ｂ）、図８（ａ），（ｂ）では、それぞれ２
１個、１０個、２８個、３６個の係数に対して量子化処
理及び可変長符号化処理が省略される。この場合、全係
数を処理する場合に比べて、それぞれ、３２．８％、１
５．６％、４３．８％、５６．３％の処理時間が短縮さ
れることになる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明において
は、符号化対象となる画像と、量子化マトリクスの特性
に応じて、量子化処理、及び可変長符号化処理される量
子化係数の範囲を決定し、範囲外の量子化係数の処理を
省略するようにしたので、従来処理に比べて処理の一層
の高速化が可能となった。

【００７９】また、従来方式のように、ブロックごとに
零係数を探索して有効範囲を決定する必要もないので、
装置規模の増大もない。

【００８０】とくに、本発明は、自然画像のような低域
への電力集中傾向の高い画像や、高域抑圧特性の強い量
子化マトリクスを用いた符号化の場合に高速化の効果が
顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略の構成図である。

【図２】ジグザグスキャンによる１次元化を示す図で
ある。

【図３】基本となる量子化マトリクスと１／２のスケ
ーリングを行った量子化マトリクスを使用した場合の有
意な量子化係数の出現頻度を示す図である。

【図４】２倍のスケーリングを行った量子化マトリク
スと４倍のスケーリングを行った量子化マトリクスを使
用した場合の有意な量子化係数の出現頻度を示す図であ
る。

【図５】基本となる量子化マトリクスとスケーリング
を行った量子化マトリクスを示す図である。

【図６】本発明の実施例を示す図である。

【図７】基本となる量子化マトリクスと１／２のスケ
ーリングを行った量子化マトリクスを使用し、発生頻度
の低い量子化係数を予め除外した場合の有効領域を示す
説明図である。

【図８】２倍のスケーリングを行った量子化マトリク
スと４倍のスケーリングを行った量子化マトリクスを使
用し、発生頻度の低い量子化係数を予め除外した場合の
有効領域を示す説明図である。

【図９】変換符号化方式の構成図である。

【図１０】ＤＣＴ変換と量子化を行う際の画素ブロッ
ク、変換係数及び量子化マトリクスの例を示す図であ
る。

【図１１】変換係数の周波数分布を示す図である。

【図１２】ＤＣＴ変換と量子化を行う際の量子化係
数、逆量子化係数及び復号画素ブロックの例を示す図で
ある。

【図１３】直流係数のグループ化を示す図である。

【図１４】直流係数のハフマン符号表を示す図であ
る。

【図１５】交流係数のグループ化を示す図である。

【図１６】交流係数の２次元ハフマン符号化を示す図
である。

【図１７】交流係数のハフマン符号表を示す図の第１
の部分である。

【図１８】交流係数のハフマン符号表を示す図の第２
の部分である。

【図１９】図１２（ａ）の量子化係数の符号化例を示
す図である。

【図２０】出力されるビット列を示す図である。

【図２１】従来例の構成を示す説明図である。

【図２２】従来例の原理説明図である。

【符号の説明】

１０…変換係数保持部、１１…量子化閾値保持部、１２
…除算器、１３…量子化タイミング制御部、１４…比較
器、２０…有効次数保持部、２１…有効次数決定部、３
０…セレクタ、３１…直流係数符号化部、３２…交流係
数符号化部、３３…マルチプレクサ、３４…符号化タイ
ミング制御部、３５…比較器、１００…ＤＣＴ変換部、
１０１…線形量子化部、１０２…量子化マトリクス、１
０３…可変長符号化部、１０４…ハフマン符号表、１１
０…有効領域保持手段、３１０…変換係数保持手段、３
２０…有効アドレス検出手段、３３０…量子化手段、３
４０…零発生手段、３５０…選択手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者越裕神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社所内 (72)発明者上澤功神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号をＮ×Ｍ画素（Ｍ，Ｎは正整
数）の矩形領域である画素ブロックに分割して前記画素
ブロックに対して２次元直交変換を施して変換係数を得
る直交変換手段と、前記変換係数を所定の量子化特性で
線形量子化して量子化係数を得る量子化手段と、前記量
子化係数を可変長符号化して符号データを得る可変長符
号化手段を備えた画像信号の符号化装置において、前記量子化手段によって線形量子化される変換係数の範
囲と、前記可変長符号化手段によって可変長符号化され
る量子化係数の範囲とを領域情報として保持する領域保
持手段を備えたことを特徴とする画像信号の符号化装
置。
【請求項２】前記領域情報は、前記量子化特性と符号
化される原稿内容の少なくとも一方に対応して決定され
ることを特徴とする請求項１に記載の画像信号の符号化
装置。
【請求項３】前記領域情報は、前記変換係数、また
は、前記量子化係数のマトリクス内を低次から高次にジ
グザグに走査する順番に対応して設定されることを特徴
とする請求項１に記載の画像信号の符号化装置。
【請求項４】前記量子化特性は、あらかじめ設定され
た量子化マトリクスに対するスケーリングファクタであ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像信号
の符号化装置。
【請求項５】前記量子化特性は、あらかじめ用意され
た複数の量子化マトリクスに対する識別子であることを
特徴とする請求項１または２に記載の画像信号の符号化
装置。