JPH0951504A - 画像符号化装置及び画像復号化装置 - Google Patents

画像符号化装置及び画像復号化装置

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JPH0951504A
JPH0951504A JP7219751A JP21975195A JPH0951504A JP H0951504 A JPH0951504 A JP H0951504A JP 7219751 A JP7219751 A JP 7219751A JP 21975195 A JP21975195 A JP 21975195A JP H0951504 A JPH0951504 A JP H0951504A
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Shinya Sumino
眞也 角野
Kenjiro Tsuda
賢治郎 津田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 領域毎に画素値を符号化するとき、画質を劣
化させずに画素値符号化に必要なビット数を削減するこ
と。 【構成】 有効画素検出手段３により、ブロック化され
た画素信号の有効画素範囲を検出する。次に２次元直交
変換手段８により全ての有効画素を含む最小単位で２次
元直交変換を行う。またＤＣ正規化係数計算手段１０で
は、有効画素から当該ブロックが取り得るＤＣ成分の分
布を計算し、異なる画素数のブロック間でＤＣ成分の分
布が同一となるようにＤＣ成分を正規化する。直交変換
された信号を量子化手段１５に与え、重み付け係数と量
子化パラメータに基づいて量子化を行う。こうするとブ
ロック間でＤＣ成分とＡＣ成分のエネルギーの分布の偏
りがなくなるので、一様な画質が実現でき、更にブロッ
ク間差分符号化の効率も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号を記録ま
たは伝送する際に、記録に必要な容量や伝送に必要な伝
送レートを削減することを目的として、画像信号のデー
タ量を削減して符号化する画像符号化装置と、それを正
しく復号化する画像復号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自然画像に対する画像符号化装置として
は、JPEGやMPEGが符号化効率が高い手法であることはよ
く知られている。いずれの手法も入力画像信号を複数の
画素からなる矩形形状のブロックに分割し、直交変換手
段でブロック単位の直交変換（離散コサイン変換）を行
い、量子化手段で所定の量子化ステップにより量子化し
た後、可変長符号化手段で可変長符号化を行って、符号
化信号を出力するようにしている。
【０００３】一方、画像信号には、通常の１枚の画面で
構成される画像信号以外に、人工的に複数の画像を合成
して生成された合成画像がある。このような合成画像で
は、画像符号化装置で合成前の各画面を符号化すれば、
画像復号化装置で合成前の画像と合成後の画像を任意に
選択して復号化し、再生画像を得ることができ、画像デ
ータベース等に利用できる。合成画像では輝度・色差の
カラー信号以外に画像の合成の割合を表す透過度情報
（形状情報）と呼ばれる信号が必要である。この透過度
情報が100%の場合はその画像信号は透明であることを意
味し、符号化する必要がない。
【０００４】そこで、この透過度情報が100%でない不透
明の画素のみ画素値を符号化すれば、効率の良い符号化
を行うことができる。この不透明な画素の集合は一般に
矩形形状ではないので、JPEGやMPEGで使用されている離
散コサイン変換をそのまま使用することが不可能であ
る。そこで、矩形以外の形状でも効率よく符号化できる
形状適応的な直交変換の実現手法について、"Coding of
Arbitrarily Shaped Image Segments Based on a gene
ralized Orthogonal Transform",Gilge et.al,Signal P
rocessing:Image Communication vol.1 1989等で検討結
果が報告されている。
【０００５】また、特願平６−271542号の「画像信号符
号化の方法」では、形状適応的な直交変換よりも容易な
手法で、矩形以外の形状でも画素値挿入により効率よく
符号化できる手法を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
画像符号化装置では、同じサイズの矩形ブロック単位以
外の直交変換後の量子化手段等の最適化については検討
されておらず、符号化効率向上の観点からまだ改善の余
地があった。
【０００７】また、Gilge らの手法は直交変換の基底関
数の導出に複雑な計算を必要であり、実現が困難であっ
た。しかし計算が簡単な画素値挿入による符号化手法
で、挿入方法を改善することにより更に画質向上が実現
できる余地がある。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、異なるサイズのブロックを直
交変換した後の量子化手段を、ビットレートの観点から
最適化した画像符号化装置及び画像復号化装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部
分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、ブロック
単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符
号化装置であって、前記有効画素指示信号によって前記
入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生
成手段と、前記直交変換基底生成手段で生成された直交
変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手
段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変
換出力信号のＤＣ成分を正規化するためのＤＣ正規化係
数を導出するＤＣ正規化係数計算手段と、前記直交変換
手段から与えられた直交変換信号のうちＤＣ成分に対し
ては、その量子化ステップを前記ＤＣ正規化係数計算手
段で得られたＤＣ正規化係数で乗算し、前記直交変換手
段から与えられた直交変換信号のうち非ＤＣ成分に対し
ては、標準の量子化ステップで前記直交変換信号を量子
化する量子化手段と、前記量子化手段の量子化出力を可
変長符号化して出力する符号化手段と、を具備すること
を特徴とするものである。
【００１０】本願の請求項２の発明は、請求項１記載の
画像符号化装置の符号化すべき部分画像を示す有効画素
指示信号と前記画像符号化装置の符号化信号とが入力さ
れ、前記画像符号化装置で符号化された符号化信号を復
号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復
号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記有効
画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号
のうちＤＣ成分を正規化するためのＤＣ正規化係数を導
出するＤＣ正規化係数計算手段と、前記復号化手段で得
られた復号化信号のうちＤＣ成分に対しては、その量子
化ステップを前記ＤＣ正規化係数計算手段で得られたＤ
Ｃ正規化係数で乗算して逆量子化し、前記復号化手段で
得られた復号化信号のうち非ＤＣ成分に対しては、標準
量子化ステップで前記復号化信号を逆量子化する逆量子
化手段と、前記有効画素指示信号によって前記逆量子化
手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底
生成手段と、前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出
力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変
換手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１１】本願の請求項３の発明は、入力画像信号と
前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画
素指示信号と参照ブロックのＤＣ成分とが入力され、ブ
ロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化し、
且つＤＣ成分をブロック単位で差分符号化する画像符号
化装置であって、前記有効画素指示信号によって前記入
力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成
手段と、前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変
換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記
直交変換手段の変換出力信号のＤＣ成分を正規化するた
めのＤＣ正規化係数を導出するＤＣ正規化係数計算手段
と、前記参照ブロックのＤＣ成分に前記ＤＣ正規化係数
計算手段で計算されたＤＣ正規化係数を乗算し、得られ
たＤＣ成分と前記参照ブロックのＤＣ成分の差であるＤ
Ｃ差分成分を出力するＤＣ予測符号化手段と、前記ＤＣ
予測符号化手段出力のＤＣ差分成分と前記直交変換手段
の出力信号のＡＣ成分を量子化する量子化手段と、前記
量子化手段の量子化出力を可変長符号化して出力する符
号化手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１２】本願の請求項４の発明は、請求項３記載の
画像符号化装置の符号化すべき部分画像を示す有効画素
指示信号と前記画像符号化装置の符号化信号と参照ブロ
ックのＤＣ成分とが入力され、前記画像符号化装置で符
号化された符号化信号を復号化する画像復号化装置であ
って、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力す
る復号化手段と、前記復号化手段の復号化信号を逆量子
化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によって
前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する
直交変換基底生成手段と、前記有効画素指示信号から前
記復号化手段の出力する復号化信号のうちＤＣ成分を正
規化するためのＤＣ正規化係数を導出するＤＣ正規化係
数計算手段と、前記参照ブロックのＤＣ成分に前記ＤＣ
正規化係数を乗算して前記逆量子化手段出力のＤＣ差分
成分と加算してその和をＤＣ成分とするＤＣ復号化手段
と、前記直交変換基底で前記ＤＣ復号化手段から出力さ
れるＤＣ成分と前記逆量子化手段から出力されるＡＣ成
分とを直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換
手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】本願の請求項５の発明では、前記ＤＣ正規
化係数計算手段は、ブロックの全画素数に対する符号化
すべき部分画像の画素数の割合の平方根をＤＣ正規化係
数とすることを特徴とするものである。
【００１４】本願の請求項６の発明では、前記ＤＣ正規
化係数計算手段は、ブロックの全画素数に対する符号化
すべき部分画像の画素数の割合の平方根をＤＣ正規化係
数とすることを特徴とするものである。
【００１５】本願の請求項７の発明は、入力画像信号と
前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画
素指示信号とが入力され、ブロック単位でデジタル画像
信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、
前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交
変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交
変換基底生成手段で生成された直交変換基底で前記入力
画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素
指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号のＡＣ成
分を正規化するためのＡＣ正規化係数を導出するＡＣ正
規化係数計算手段と、量子化ステップを前記ＡＣ正規化
係数倍して前記直交変換手段の出力信号を量子化する量
子化手段と、前記量子化手段の量子化出力を可変長符号
化して出力する符号化手段と、を具備することを特徴と
するものである。
【００１６】本願の請求項８の発明では、前記ＡＣ正規
化係数計算手段は、符号化すべき部分画像の画素数の逆
数をＡＣ正規化係数とすることを特徴とするものであ
る。
【００１７】本願の請求項９の発明は、請求項７記載の
画像符号化装置の入力画像信号の符号化すべき部分画像
を示す有効画素指示信号と前記画像符号化装置の符号化
信号とが入力され、前記画像符号化装置で符号化された
符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記
符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手
段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力
する復号化信号のうちＡＣ成分を正規化するためのＡＣ
正規化係数を導出するＡＣ正規化係数計算手段と、前記
復号化手段で得られた復号化信号のうちＡＣ成分の量子
化ステップをＡＣ正規化係数計算手段で導出されたＡＣ
正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化する逆
量子化手段と、前記有効画素指示信号によって前記逆量
子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換
基底生成手段と、前記直交変換基底で前記逆量子化手段
の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直
交変換手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。
【００１８】本願の請求項１０の発明では、前記ＡＣ正
規化係数計算手段は、符号化すべき部分画像の画素数の
逆数をＡＣ正規化係数とすることを特徴とするものであ
る。
【００１９】本願の請求項１１の発明は、入力画像信号
と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効
画素指示信号とが入力され、ブロック単位でデジタル画
像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であっ
て、前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の
符号化が不要な部分画像の画素値に少なくとも２通りの
所定の規則で生成した画素値を代入したものを出力する
複数の画素値生成手段と、前記画素値生成手段の各出力
信号を直交変換する複数の直交変換手段と、前記直交変
換手段の各出力を比較して符号量の少ない方を選択する
選択手段と、前記選択手段の出力信号を量子化する量子
化手段と、前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化
して出力する符号化手段と、を具備することを特徴とす
るものである。
【００２０】本願の請求項１２の発明では、前記選択手
段は、直交変換後の高周波数成分が少ない方の出力信号
を選択することを特徴とするものである。
【００２１】本願の請求項１３の発明では、前記選択手
段は、直交変換後の成分の絶対値の和が少ない方の出力
信号を選択することを特徴とするものである。
【００２２】本願の請求項１４の発明は、入力画像信号
と前記入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成
比を表す透過度信号とが入力され、ブロック単位でデジ
タル画像信号を符号化する画像符号化装置であって、前
記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記透
過度信号から前記直交変換手段の変換出力信号を正規化
する正規化係数を導出する正規化係数計算手段と、量子
化ステップを前記正規化係数で乗算して前記直交変換手
段の出力信号を量子化する量子化手段と、前記量子化手
段の量子化出力を可変長符号化して出力する符号化手段
と、を具備することを特徴とするものである。
【００２３】本願の請求項１５の発明では、正規化係数
計算手段は、透過度が大きく、画像を合成する際に使用
される比率の小さい画素を多く含むブロックに対して、
正規化係数を大きくすることを特徴とするものである。
【００２４】本願の請求項１６の発明は、請求項１４記
載の画像符号化装置の入力画像信号と透過度信号とが入
力され、前記画像符号化装置で符号化された符号化信号
を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号
を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記
透過度信号から前記復号化信号の各成分を正規化する正
規化係数を導出する正規化係数計算手段と、前記復号化
信号の量子化ステップを前記正規化係数計算手段で導出
された正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化
する逆量子化手段と、前記逆量子化手段の出力信号を直
交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、
を具備することを特徴とするものである。
【００２５】本願の請求項１７の発明では、前記正規化
係数計算手段は、透過度が大きく、画像を合成する際に
使用される比率の小さい画素を多く含むブロックに対し
て、正規化係数を大きくすることを特徴とするものであ
る。
【００２６】請求項１と請求項３記載の画像符号化装置
は、ＤＣ正規化係数計算手段で直交変換後のＤＣ成分の
ダイナミックレンジを計算して、異なる直交変換基底に
よるＤＣ成分の変動をなくすものである。ｋ画素の画素
値をブロック単位で符号化することを考えるとき、ｋ画
素のブロックの内部の有効画素領域ｗのＮ画素を直交変
換すると、領域ｗのＤＣ成分とブロック全体のＤＣ成分
は互いに異なる。即ち領域ｗの画素のみを直交変換する
と、ブロック全体を直交変換する場合と比較してＤＣ成
分が（Ｎ／ｋ）1/2 倍になる。
【００２７】一般に画像信号を直交変換して符号化する
際には、ＤＣ成分は隣接するブロックのＤＣ成分との差
分を符号化する手法が使用される。画像信号において、
隣接するブロックのＤＣ成分は相関が強いので、その差
分が０となることを利用し、圧縮効率の向上が図る。し
かしながら、ブロック毎に符号化される画素数が異なる
手法を使用すると、ＤＣ成分が変動するので、このまま
ではＤＣ差分値が０近傍に集中しない。
【００２８】そこで、画像符号化装置は直交変換する画
素数がＮの場合には、量子化ステップを（Ｎ／ｋ）1/2
倍することにより、ブロック間のＤＣ成分の変動をなく
すことができる。この場合、可変長符号化手段の符号化
効率が向上する。なおこの可変長符号化手段ではＤＣ成
分の差分符号化も含むものとする。
【００２９】また、請求項３記載の画像符号化装置は隣
接ブロックのＤＣ成分をＮ1/2 倍し、異なる直交変換基
底によるＤＣ成分の変動をなくす。こうするとＤＣ予測
符号化手段の符号化効率が高くなる。
【００３０】請求項２記載の画像復号化装置と請求項４
記載の画像復号化装置は、それぞれ請求項１記載の画像
符号化装置と請求項３記載の画像符号化装置で符号化さ
れた信号を、有効画素指示信号を利用してＤＣ正規化係
数を導出し、符号化信号を正しく復号化する。
【００３１】請求項７記載の画像符号化装置は、ＡＣ正
規化係数計算手段で直交変換後のＡＣ成分のダイナミッ
クレンジを計算し、異なる直交変換基底によるＡＣ成分
の変動をなくすものである。画素値挿入等を行って直交
変換を行った場合には、挿入した画素値が他の画素値と
相関があるため、量子化誤差にも偏りが生じる。このた
めその量子化画素の偏りを除去すれば、他のブロックよ
りも平均量子化誤差のエネルギーを低減させることが可
能である。画素値挿入を伴わないブロック（画素数Ｎ）
の平均量子化誤差をδとすると、符号化すべき画素数が
Ｎ個の成分しかない（Ｍ−Ｎ個の画素値挿入を行う）場
合のブロック単位の誤差は、量子化誤差を白色ガウス雑
音と仮定すると、（Ｎ2 ／Ｍ）・δに近い値になる。
【００３２】従って、画素当たりの量子化誤差は（Ｎ2
／Ｍ2 ）・δであるから、量子化ステップをＭ／Ｎ倍に
することにより、他のブロックと同じ量子化誤差とな
る。Ｍ／Ｎは１以上の実数であるから、画像符号化装置
ではＡＣ正規化係数計算手段で計算したＡＣ正規化係数
で乗算し量子化ステップで量子化することにより、符号
化ビット数を削減することができる。
【００３３】請求項９記載の画像復号化装置は請求項７
記載の画像符号化装置で符号化された信号を、有効画素
指示信号を利用してＡＣ正規化係数を導出し、符号化信
号を正しく復号化する。
【００３４】請求項１１記載の画像符号化装置は、有効
画素指示信号の利用により、挿入した画素値の値が画像
復号化装置の復号化の手順と無関係であることを利用
し、複数の画素値生成手段で挿入画素値を生成する。そ
して直交変換後に符号化ビット数が少ない方の画素値生
成手段で挿入した画素値を選択し、可変長符号化するこ
とによって符号化ビット数を削減することができる。画
素値生成手段としては、画素値の平均値を挿入する手法
や、ＬＰＦで画素値を生成する手法が可能である。
【００３５】請求項１４記載の画像符号化装置は、透過
度が大きく画像合成される際に影響が少ない画素を含む
ブロックに対しては、量子化ステップを粗くしても視覚
的に劣化が目立たないことを利用するものである。透過
度が大きいブロックは正規化係数を大きくし、その結
果、適応的に量子化ステップを粗くすることによって符
号化ビット数を削減できる。
【００３６】請求項１６記載の画像復号化装置は、請求
項１４記載の画像符号化装置で符号化された信号を、透
過度信号を利用して正規化係数を導出し、符号化信号を
正しく復号化する。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施例の画像符号化
装置について図面を参照しつつ説明する。図１は第１実
施例である画像符号化装置の基本構成を示すブロック図
である。同図において、画像符号化装置に画素信号に対
応する有効画素指示信号１及びブロック化された画像信
号２が入力される。有効画素検出手段３は符号化すべき
画素である有効画素を有効画素指示信号１により検出す
る手段である。有効画素検出手段３の出力する有効画素
情報４は直交変換基底生成手段６に与えられ、画素数信
号５は当該ブロックの有効画素数を示す信号としてＤＣ
正規化係数計算手段１０に与えられる。
【００３８】直交変換基底生成手段６は直交変換基底７
を生成して２次元直交変換手段８に与える手段である。
２次元直交変換手段８は画像信号２を直交変換基底７で
直交変換して直交変換信号９を出力する手段である。Ｄ
Ｃ正規化係数計算手段１０は画素数信号５からＤＣ正規
化係数１１を計算する手段であり、その係数は重みづけ
計算手段１２に与えられる。重みづけ計算手段１２は量
子化の際の重みづけ係数１３を計算して出力する手段で
あり、その値は量子化パラメータ１４と共に量子化手段
１５に与えられる。
【００３９】量子化手段１５は量子化パラメータ１４と
重みづけ係数１３から量子化ステップを計算して量子化
値１６を出力する手段である。可変長符号化手段１７は
量子化値１６を可変長符号化をし、符号化信号１８を出
力する回路である。
【００４０】以上のように構成された第１実施例の画像
符号化装置の動作を説明する。ブロック化された画像信
号の中で、符号化すべき有効画素位置が有効画素指示信
号１で示される。直交変換基底生成手段６は、当該ブロ
ック内の有効画素位置から所定の直交変換基底７を生成
する。２次元直交変換手段８は画像信号２を直交変換基
底７を用いて直交変換し、直交変換信号９を出力する。
【００４１】一方、ＤＣ正規化係数計算手段１０は画素
数信号５からＤＣ正規化係数１１を計算する。例えばこ
のＤＣ正規化係数１１は、ブロックの有効画素数や有効
画素数の関数である。重みづけ計算手段１２はＤＣ正規
化係数１１の値に対応してＤＣ成分の重みづけ係数１３
を計算する。量子化手段１５は重みづけ係数１３と量子
化パラメータ１４から量子化ステップを計算し、量子化
値１６を出力する。この量子化ステップは有効画素数に
依存する変動成分を除去する効果があるので、可変長符
号化手段１７の可変長符号化として汎用的なものを効率
よく使用できる。
【００４２】量子化ステップの例としては、量子化パラ
メータ１４と重みづけ係数１３の積が考えられる。量子
化手段１５で生成された量子化値１６は可変長符号化手
段１７で可変長符号化され、符号化信号１８として出力
される。なお、可変長符号化手段１７では、ブロック単
位で符号化するのみでなく、遅延バッファ等を内蔵して
過去に入力されたブロックとの差分符号化をすることも
可能である。
【００４３】以上の信号処理について数式を用いて説明
する。図１のＤＣ正規化係数計算手段１０は、直交変換
後のＤＣ成分のダイナミックレンジを計算して、異なる
直交変換基底によるＤＣ成分の変動をなくすために設け
たものである。あるブロックＢの画素数をｋ画素とす
る。そして各画素値｛ｘi ；ｉ＝１，２・・・ｋ｝をブ
ロック単位で符号化することを考える。ｋ画素のブロッ
クＢの内部の有効画素領域をｗとすると、有効画素領域
ｗに存在するＮ画素を直交変換すると、有効画素領域ｗ
のＤＣ成分ＤＣｗは（１）式のようになる。
【数１】
【００４４】またブロックＢ全体で直交変換すると、そ
のＤＣ成分ＤＣBLOCK は（２）式のようになる。
【数２】 ここで、画素値ｘi の平均値をｘAVとすると、各ＤＣ成
分は（３）式のようになる。
【数３】
【００４５】従って、有効画素領域ｗの画素のみを直交
変換すると、ブロックＢ全体を直交変換する場合と比較
して、ＤＣ成分が（４）で示す値で与えられる割合だけ
増加する。
【数４】
【００４６】一般に画像信号を直交変換して符号化する
際には、ＤＣ成分は隣接するブロックのＤＣ成分との差
分を符号化する手法が使用される。画像信号において、
隣接するブロックのＤＣ成分は相関が強いので、その差
分が０となることを利用し、圧縮効率の向上を図る。し
かしながら以上のように、ブロック毎に符号化される画
素数が異なる手法を使用すると、ＤＣ成分のＤＣ差分値
が０にならない。
【００４７】そこで、第１実施例の画像符号化装置で
は、直交変換する画素数がＮの場合には量子化ステップ
を次に示す（５）で示す値だけ増加（乗算）させること
により、ブロック間のＤＣ成分の変動をなくす訳であ
る。
【数５】 こうすると可変長符号化手段１７での符号化効率が向上
する。なお、この可変長符号化手段１７ではＤＣ成分の
差分符号化も含むものとする。
【００４８】以上の様に本実施例によれば、有効画素指
示信号１から当該ブロックに適切なＤＣ成分の重み付け
が行われ、量子化手段１５で最適な量子化が行われるこ
とにより、符号化ビット数が少なく、有効画素数に依存
しない効率的な画像符号化装置が実現できる。
【００４９】次に本発明の第２実施例である画像復号化
装置について図２を用いて説明する。図２は第２実施例
における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図で
あり、第１実施例と同一信号及び同一の機能を有するブ
ロックは同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本
実施例の画像復号化装置は、図１の画像符号化装置で符
号化された符号化信号１８を、有効画素指示信号を利用
してＤＣ正規化係数を導出し、正しく復号化するもので
ある。
【００５０】図２において、有効画素指示信号１は画素
信号に対応する有効画素を指示する信号である。符号化
信号１８は画像符号化装置で符号化された信号である。
有効画素検出手段３は有効画素指示信号１から符号化す
べき画素である有効画素を検出する手段であり、有効画
素情報４と当該ブロックの有効画素数を示す画素数信号
５とを出力する。直交変換基底生成手段６は直交変換基
底７を生成する手段である。
【００５１】ＤＣ正規化係数計算手段１０は画素数信号
５からＤＣ正規化係数１１を計算して重みづけ計算手段
１２に与える手段である。重みづけ計算手段１２は量子
化の際の重みづけ係数１３を計算する手段である。可変
長復号化手段２０は符号化信号１８を復号化して復号化
信号２１を出力する手段である。逆量子化手段２２は量
子化パラメータ１４と重みづけ係数１３とから量子化ス
テップを計算して逆量子化値２３を出力する手段であ
る。２次元直交変換手段２４は逆量子化値２３を直交変
換基底７で直交変換して復号化信号２５を出力する手段
である。
【００５２】このように構成された第２実施例の画像復
号化装置について、その動作を説明する。なお、図２の
１〜６で示すブロックと信号、及び１０〜１４で示すブ
ロックの動作と各信号の意味は第１実施例の場合と同一
であるので説明を省略する。さて符号化信号１８は可変
長復号化手段２０において、図１の可変長符号化手段１
７の符号化と逆の復号化が行われ、復号化信号２１に変
換される。逆量子化手段２２は復号化信号２１に対し
て、重みづけ係数１３と量子化パラメータ１４とから量
子化ステップを計算し、逆量子化して逆量子化値２３を
出力する。なお、この量子化ステップは第１実施例の量
子化手段１５での量子化ステップと同じである。
【００５３】２次元直交変換手段２４は逆量子化値２３
を直交変換して復号化信号２５にする。ここで行われる
直交変換は第１実施例の２次元直交変換手段８での変換
と逆変換である。
【００５４】このように本実施例によれば、有効画素指
示信号１から当該ブロックに適切なＤＣ成分の重み付け
が行われ、逆量子化手段２２で画像符号化装置と同じ量
子化ステップで逆量子化が行われる。このため、第１実
施例で生成された符号化信号１８を正しく復号化でき
る。
【００５５】次に本発明の第３実施例の画像符号化装置
について図面を参照しつつ説明する。図３は第３実施例
の画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。
同図において、1 〜１８の各ブロックと各信号は第１の
実施例のものと同じであるため、それらの構成の説明は
省略する。本実施例の画像符号化装置は隣接ブロックの
ＤＣ成分を（５）で示す値だけ乗算して、異なる直交変
換基底によるＤＣ成分の変動をなくすことにより、ＤＣ
予測符号化手段の符号化効率を高めるものである。
【００５６】乗算手段３１は重みづけ係数１３と参照ブ
ロックのＤＣ成分３０とを乗算し、積信号３２を出力す
る手段である。ＤＣ予測符号化手段３３は、積信号３２
と２次元直交変換手段８の出力する直交変換信号９とを
入力し、ＤＣ差分信号３４を計算して出力する手段であ
る。合成手段３５は直交変換信号９のＤＣ成分をＤＣ差
分信号３４で置換し、直交変換信号３６を出力する手段
である。
【００５７】このように構成された第３実施例である画
像符号化装置の動作について、第１実施例の画像符号化
装置と異なる部分のみを説明する。乗算手段３１は重み
づけ係数１３に対して参照ブロックのＤＣ成分３０を乗
算する。重みづけ係数１３は当該ブロックのＤＣ成分の
有効画素数に起因する変動成分を表すものであるから、
積信号３２は有効画素数に起因する変動成分が正規化さ
れた信号であり、ＤＣ予測符号化手段３３の予測効率が
有効画素数に関わらず高くなる。
【００５８】合成手段３５は直交変換信号９のＤＣ成分
のみを、有効画素数で正規化されたＤＣ成分に相当する
予測符号化手段３３の出力で置換する。そして可変長符
号化手段１７は有効画素数に依存しない汎用的な可変長
符号化をすることにより、符号化効率を高くできる。
【００５９】このように本実施例によれば、乗算手段３
１で参照ブロックのＤＣ成分３０を重みづけ係数１３で
正規化してＤＣ予測符号化を行うことにより、第１実施
例と同様に有効画素数に依存しない効率的な画像符号化
装置を実現することができる。
【００６０】次に本発明の第４実施例である画像復号化
装置について図４を用いて説明する。図４は第４実施例
における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図で
あり、第３実施例と同一信号及び同一の機能を有するブ
ロックは同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本
実施例の画像復号化装置は図３の画像符号化装置で符号
化した符号化信号１８を復号化する装置である。
【００６１】図４において、1 〜２１で示すブロック及
び信号名、２４〜２５のブロック及び信号名は第２実施
例のものと同じである。ＤＣ予測復号化手段４０は乗算
手段３１の積信号３２を入力し、逆量子化値２３のＤＣ
成分を復号化してＤＣ復号化信号４１を出力する手段で
ある。合成手段４２はＤＣ成分とＡＣ成分を合成した合
成信号４３を出力する手段である。
【００６２】このように構成された第４実施例の画像復
号化装置の動作について説明する。有効画素指示信号１
から積信号３２と直交変換基底７を出力するまでの処理
は、第２実施例の画像復号化装置の場合と同じである。
符号化信号１８は可変長復号化手段２０において図３の
可変長符号化手段１７の符号化と逆の復号化を行い、復
号化信号２１を出力する。
【００６３】逆量子化手段２２は復号化信号２１に対し
て量子化パラメータ１４を用いて量子化ステップを計算
し、逆量子化して逆量子化値２３を出力する。逆量子化
値２３のＤＣ成分は予測符号化されているので、ＤＣ予
測復号化手段４０は参照ブロックのＤＣ成分に積信号３
２を乗算したものを逆量子化値２３のＤＣ成分に加算し
てＤＣ復号化信号４１を生成する。
【００６４】なお、参照ブロックのＤＣ成分は、動作説
明を簡単にするためＤＣ予測復号化手段４０の内部に記
憶されているものとし、当該ブロックのＤＣ成分はまた
後続ブロックのＤＣ成分復号化に使用されるものとす
る。合成手段４２は逆量子化値２３のＤＣ成分をＤＣ復
号化信号４１で置換して合成信号４３として出力する。
２次元直交変換手段２４は合成信号４３を直交変換して
復号化信号２５を出力する。
【００６５】このように本実施例によれば、乗算手段３
１で参照ブロックのＤＣ成分３０を重みづけ係数１３で
正規化し、ＤＣ予測符号化を行った符号化信号１８を正
しく復号することができる。
【００６６】次に本発明の第５実施例の画像符号化装置
について図面を参照しつつ説明する。図５は第５実施例
の画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。
同図において、1 〜１８の各ブロックと各信号は第１実
施例のものと同じであるため、それらの説明は省略す
る。
【００６７】ＡＣ正規化係数計算手段５０は有効画素検
出手段３の出力する画素数信号５からＡＣ正規化係数５
１を計算する手段である。重みづけ計算手段５２は量子
化の際の重みづけ係数５３を計算する手段である。
【００６８】本実施例の画像符号化装置は、ＡＣ正規化
係数計算手段５０で、直交変換後のＡＣ成分のダイナミ
ックレンジを計算し、異なる直交変換基底によるＡＣ成
分の変動をなくすものである。画素値の挿入等を行って
直交変換を行った場合には、挿入した画素値が他の画素
値と相関があるため、量子化誤差にも偏りが生じる。こ
のため、その量子化画素の偏りを除去すれば、他のブロ
ックよりも平均量子化誤差のエネルギーを低減させるこ
とが可能である。
【００６９】画素値の挿入を伴わないブロック（画素数
Ｎ）の量子化誤差の偏差をδとすると、符号化すべき画
素数がＮ個の成分しかない、即ちＭ−Ｎ個の画素値挿入
を行う場合のブロック単位の誤差は、量子化誤差を白色
ガウス雑音と仮定すると（６）で示す値に近くなる。
【数６】
【００７０】従って、画素当たりの量子化誤差は（７）
で示す値となる。
【数７】
【００７１】量子化ステップを次に示す（８）で示す値
【数８】 だけ乗算することにより、量子化誤差は他のブロックと
同じになる。
【００７２】（８）式の値は１以上の実数であるから、
ＡＣ正規化係数計算手段５０で計算したＡＣ正規化係数
の値だけ乗算した量子化ステップで量子化することによ
り、符号化ビット数を削減することができる。
【００７３】このようにしてＡＣ正規化係数計算手段５
０は画素数信号５から直交変換されたＡＣ正規化係数５
１を計算する。なお、このＡＣ正規化係数５１にＤＣ成
分を含んでいても以下の動作は同様に実現できる。例え
ばこのＡＣ正規化係数５１はブロックの有効画素数の逆
数が考えられる。重みづけ計算手段５２はＡＣ正規化係
数５１の値に対応して各係数成分の重みづけ係数５３を
計算する。
【００７４】量子化手段１５は重みづけ係数５３と量子
化パラメータ１４から量子化ステップを計算し、量子化
値１６を出力する。この量子化ステップは、有効画素数
に依存する量子化誤差の偏りを平均化する効果があるの
で、ビット数を適切に分配することにより符号化効率を
向上することができる。量子化ステップの例としては、
量子化パラメータ１４と重みづけ係数５３の積が考えら
れる。
【００７５】このように本実施例によれば、有効画素指
示信号１から当該ブロックに適切なＡＣ成分の重み付け
が行われ、量子化手段１５で最適な量子化が行われるこ
とにより、符号化ビット数が少なく有効画素数に依存し
ない効率的な画像符号化装置が実現できる。
【００７６】次に本発明の第６実施例である画像復号化
装置について図６を用いて説明する。図６は第６実施例
における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図で
あり、第２実施例と同一信号及び同一の機能を有するブ
ロックは同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本
実施例の画像復号化装置は図５の画像符号化装置で符号
化した符号化信号１８を復号化する装置である。
【００７７】このように構成された第６実施例の画像復
号化装置の動作について、第２実施例の画像符号化装置
と異なる部分のみについて説明する。逆量子化手段２２
は復号化信号２１を入力し、重みづけ係数５３と量子化
パラメータ１４から量子化ステップを計算し、逆量子化
して逆量子化値２３を出力する。重みづけ係数５３は第
５の実施例の重みづけ係数５３と同じである。従ってこ
の量子化ステップは第５実施例の量子化手段１５の量子
化ステップと同じである。第２実施例の画像復号化装置
はＤＣ成分に対して重みづけを行なったが、本実施例で
は符号化された全ての直交変換成分に重みづけを行う点
が異なっている。
【００７８】このように本実施例によれば、有効画素指
示信号１から当該ブロックに適切なＡＣ成分の重み付け
が行われ、逆量子化手段２２で画像符号化装置と同じ量
子化ステップで逆量子化が行われることにより、第５実
施例の符号化信号１８を正しく復号化できる。
【００７９】次に本発明の第７実施例の画像符号化装置
について図面を参照しつつ説明する。図７は第７実施例
の画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。
同図において、画像符号化装置に画素信号に対応する有
効画素指示信号１及びブロック化された画像信号２が入
力される。画素値生成手段６０ａ、６０ｂは、有効画素
指示信号１により、有効画素以外の画素値に所定値を挿
入した画像信号６１ａ、６１ｂを生成し、それらを出力
する手段である。
【００８０】２次元直交変換手段８ａは画像信号６１ａ
を直交変換して直交変換信号９ａを出力する手段であ
る。同様にして２次元直交変換手段８ｂは画像信号６１
ｂを直交変換して直交変換信号９ｂを出力する手段であ
る。選択手段６２は直交変換信号９ａ、９ｂから一方を
選択して直交変換信号６３を出力する手段である。量子
化手段１５は量子化パラメータ１４を用いて量子化ステ
ップを計算し、量子化値１６を出力する手段である。可
変長符号化手段１７は量子化値１６を可変長の符号化信
号１８に変換する手段である。
【００８１】このように構成された第７実施例の画像符
号化装置の動作を説明する。ブロック化された画素位置
の中で、符号化すべき有効画素位置が有効画素指示信号
１で示される。画素値生成手段６０ａ、６０ｂは当該ブ
ロック内の有効画素以外の画素値に、画像信号２から各
々所定規則（例えば、高周波数成分が小さくなるように
画素値を生成する手法やブロック内平均値等）で画素値
を生成し、画像信号６１ａ，６１ｂをそれぞれ出力す
る。各画像信号６１ａ、６１ｂは２次元直交変換手段８
ａ，８ｂで直交変換され、直交変換信号９ａ、９ｂとな
る。
【００８２】選択手段６２は直交変換信号９ａ，９ｂを
比較し、所定の規則、例えば符号化ビット数の小さい方
を選択することにより一方を選択し、直交変換信号６３
を出力する。その結果、各ブロック毎に有効画素位置以
外の画素値が挿入されたブロックを適切に選択すること
ができ、符号化効率を高めることができる。
【００８３】なお、ブロックの全ての画素が有効画素の
場合には、直交変換信号９ａ，９ｂは同じ値であるか
ら、２次元直交変換手段８ａ，８ｂの一方の計算を省略
しても構わない。量子化手段１５は量子化パラメータ１
４から量子化ステップを計算し、量子化値１６を出力す
る。量子化値１６は可変長符号化手段１７で可変長符号
化され、符号化信号１８として出力される。
【００８４】このように本実施例によれば、有効画素指
示信号の利用により、挿入した画素値の値が画像復号化
装置の復号化の手順と無関係であることを利用し、複数
の画素値生成手段６０ａ、６０ｂで挿入画素値を生成
し、直交変換後に符号化ビット数が少ない方の画素値生
成手段で挿入した画素値を選択して可変長符号化するこ
とによって、符号化ビット数を削減することができる。
画素値生成手段６０ａ、６０ｂとしては、例えば画素値
の平均値を挿入する手法や、ＬＰＦで画素値を生成する
手法が可能である。
【００８５】次に本発明の第８実施例の画像符号化装置
について図面を参照しつつ説明する。図８は第８実施例
の画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。
同図において、画像符号化装置に画素信号に対応する透
過度信号７０及びブロック化された画像信号２が入力さ
れる。透過度計算手段７１はブロック毎の透過度７２を
計算する手段である。正規化係数計算手段７３は透過度
７２から当該ブロックの正規化係数７４を計算する手段
である。
【００８６】重みづけ計算手段７５は量子化の際の重み
づけ係数７６を計算する手段である。２次元直交変換手
段８は画像信号２を直交変換して直交変換信号９を出力
する手段である。量子化手段１５は量子化パラメータ１
４と重みづけ係数７６から量子化ステップを計算し、量
子化値１６を出力する手段である。可変長符号化手段１
７は量子化値１６を可変長符号化し、符号化信号１８を
出力する手段である。
【００８７】このように構成された第８実施例の画像符
号化装置の動作を説明する。ブロック化された画像信号
に対応する各画素の透過度情報が透過度信号７０で示さ
れる。２次元直交変換手段８は画像信号２を直交変換し
て直交変換信号９にする。一方、透過度計算手段７１は
透過度信号７０から当該ブロックの透過度（例えば、当
該ブロックの平均透過度や最小透過度等）を計算し、透
過度７２として出力する。
【００８８】透過度７２の値が大きい場合は、当該画素
が透明なために視覚的に影響を与えにくいことを意味す
る。この場合、正規化係数計算手段７３は量子化ステッ
プが粗くなる正規化係数７４を出力する。量子化手段１
５は重みづけ係数７６と量子化パラメータ１４から量子
化ステップを計算し、量子化値１６を出力する。この量
子化ステップは透過度に依存する視覚的影響を除去する
効果があるので、大きな画質劣化を防ぎながら、符号化
効率を高めることができる。
【００８９】量子化値１６は可変長符号化手段１７で可
変長符号化され、符号化信号１８として出力される。な
お、可変長符号化手段１７はブロック単位で符号化する
のみでなく、遅延バッファ等を内蔵し、過去に入力され
たブロックとの差分符号化をすることも可能である。
【００９０】このように本実施例によれば、透過度信号
７０から当該ブロックに適切な直交変換係数の重み付け
が行われ、量子化手段１５で最適な量子化が行われるこ
とにより、符号化ビット数が少なく、透過度に依存し、
画質劣化をなくした効率的な画像符号化装置を実現でき
る。
【００９１】次に本発明の第９実施例の画像復号化装置
について図９を用いて説明する。図９は第９実施例にお
ける画像復号化装置の基本構成を示すブロック図であ
り、図８の画像符号化装置で符号化した符号化信号１８
を復号化するものである。
【００９２】図８において、７０〜７６で示す各ブロッ
ク及び信号名は図８の第８実施例のものと同じであり、
それらの説明は省略する。可変長復号化手段２０は符号
化信号１８を復号化して復号化信号２１を出力する手段
である。逆量子化手段２２は量子化パラメータ１４と重
みづけ係数７６から量子化ステップを計算し、逆量子化
値２３を出力する手段である。２次元直交変換手段２４
は直交変換基底７で逆量子化値２３を直交変換し、復号
化信号２５を出力する手段である。
【００９３】このように構成された第９実施例の画像復
号化装置の動作を説明する。なお、７０〜７６で示すブ
ロックの動作と各信号の意味は、第８実施例のものと同
じなので動作説明を省略する。可変長復号化手段２０に
おいて、符号化信号１８は第８実施例の可変長符号化手
段１７の符号化と逆の復号化が行なわれ、復号化信号２
１に変換される。
【００９４】逆量子化手段２２は復号化信号２１を重み
づけ係数７６と量子化パラメータ１４とを用いて量子化
ステップを計算し、逆量子化して逆量子化値２３を出力
する。なお、この量子化ステップは第８実施例の量子化
手段１５における量子化ステップと同じである。逆量子
化値２３は２次元直交変換手段２４で直交変換され、復
号化信号２５となる。この２次元直交変換手段２４で行
われる直交変換は、第１実施例の直交変換手段８の逆変
換と同じである。
【００９５】このように本実施例によれば、透過度信号
７０から当該ブロックの直交変換係数に適切な重み付け
が行われ、逆量子化手段２２で画像符号化装置と同じ量
子化ステップで逆量子化が行われることになる。このた
め第８実施例の符号化信号１８を正しく復号化できる。
【００９６】なお、以上の実施例においてその構成要素
が殆ど同じであるから、組み合わせて使用してもよい。
また透過度信号において透過度100%以外の場合は、有効
画素を表すことになるので、透過度信号から有効画素指
示信号を生成してもよい。
【００９７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば異なるサイズのブロックを直交変換した後の量子化
をする量子化手段において、ビットレートの観点から最
適化した画像符号化装置と画像復号化装置が実現でき
る。
【００９８】また本発明では画素値挿入の効率的な方法
も採り入れ、より符号化効率が高い画像符号化装置と画
像復号化装置を提供することができる。
【００９９】更に、本発明では透過度情報を用いて量子
化手段を最適化し、より効率の良い画像符号化装置と画
像復号化装置を実現できる。
【０１００】いずれの発明によっても、１フレームのデ
ジタル画像に半透明の部分デジタル画像を挿入する際、
被挿入画像と挿入画像のＤＣ係数及びＡＣ係数のエネル
ギー分布が均一となり、量子化後の符号化効率が向上す
る。また復号装置側で被挿入画像と挿入画像を容易に分
離して復号できるので、画像の編集がし易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における画像符号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例における画像復号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施例における画像符号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４実施例における画像復号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第５実施例における画像符号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第６実施例における画像復号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第７実施例における画像符号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第８実施例における画像符号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第９実施例における画像復号化装置の
基本構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３ 有効画素検出手段 ６ 直交変換基底生成手段 ８，８ａ，８ｂ，２４ ２次元直交変換手段 １０ ＤＣ正規化係数計算手段 １２，５２，７５ 重み付け計算手段 １５ 量子化手段 １７ 可変長符号化手段 ２０ 可変長復号化手段 ２２ 逆量子化手段 ３１ 乗算手段 ３３ ＤＣ予測符号化手段 ３５，４２ 合成手段 ４０ ＤＣ予測復号化手段 ５０ ＡＣ正規化係数計算手段 ６０ａ，６０ｂ 画素値生成手段 ６２ 選択手段 ７１ 透過度計算手段 ７３ 正規化係数計算手段

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力画像信号と前記入力画像信号の符号
    化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力さ
    れ、ブロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号
    化する画像符号化装置であって、 前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交
    変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、 前記直交変換基底生成手段で生成された直交変換基底で
    前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、 前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力
    信号のＤＣ成分を正規化するためのＤＣ正規化係数を導
    出するＤＣ正規化係数計算手段と、 前記直交変換手段から与えられた直交変換信号のうちＤ
    Ｃ成分に対しては、その量子化ステップを前記ＤＣ正規
    化係数計算手段で得られたＤＣ正規化係数で乗算し、前
    記直交変換手段から与えられた直交変換信号のうち非Ｄ
    Ｃ成分に対しては、標準の量子化ステップで前記直交変
    換信号を量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化して出力す
    る符号化手段と、を具備することを特徴とする画像符号
    化装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の画像符号化装置の符号化
    すべき部分画像を示す有効画素指示信号と前記画像符号
    化装置の符号化信号とが入力され、前記画像符号化装置
    で符号化された符号化信号を復号化する画像復号化装置
    であって、 前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号
    化手段と、 前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復
    号化信号のうちＤＣ成分を正規化するためのＤＣ正規化
    係数を導出するＤＣ正規化係数計算手段と、 前記復号化手段で得られた復号化信号のうちＤＣ成分に
    対しては、その量子化ステップを前記ＤＣ正規化係数計
    算手段で得られたＤＣ正規化係数で乗算して逆量子化
    し、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち非ＤＣ
    成分に対しては、標準量子化ステップで前記復号化信号
    を逆量子化する逆量子化手段と、 前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力
    信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段
    と、 前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出力信号を直交
    変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を
    具備することを特徴とする画像復号化装置。
  3. 【請求項３】 入力画像信号と前記入力画像信号の符号
    化すべき部分画像を示す有効画素指示信号と参照ブロッ
    クのＤＣ成分とが入力され、ブロック単位でデジタル画
    像信号の部分画像を符号化し、且つＤＣ成分をブロック
    単位で差分符号化する画像符号化装置であって、 前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交
    変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、 前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直
    交変換手段と、 前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力
    信号のＤＣ成分を正規化するためのＤＣ正規化係数を導
    出するＤＣ正規化係数計算手段と、 前記参照ブロックのＤＣ成分に前記ＤＣ正規化係数計算
    手段で計算されたＤＣ正規化係数を乗算し、得られたＤ
    Ｃ成分と前記参照ブロックのＤＣ成分の差であるＤＣ差
    分成分を出力するＤＣ予測符号化手段と、 前記ＤＣ予測符号化手段出力のＤＣ差分成分と前記直交
    変換手段の出力信号のＡＣ成分を量子化する量子化手段
    と、 前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化して出力す
    る符号化手段と、を具備することを特徴とする画像符号
    化装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の画像符号化装置の符号化
    すべき部分画像を示す有効画素指示信号と前記画像符号
    化装置の符号化信号と参照ブロックのＤＣ成分とが入力
    され、前記画像符号化装置で符号化された符号化信号を
    復号化する画像復号化装置であって、 前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号
    化手段と、 前記復号化手段の復号化信号を逆量子化する逆量子化手
    段と、 前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力
    信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段
    と、 前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復
    号化信号のうちＤＣ成分を正規化するためのＤＣ正規化
    係数を導出するＤＣ正規化係数計算手段と、 前記参照ブロックのＤＣ成分に前記ＤＣ正規化係数を乗
    算して前記逆量子化手段出力のＤＣ差分成分と加算して
    その和をＤＣ成分とするＤＣ復号化手段と、 前記直交変換基底で前記ＤＣ復号化手段から出力される
    ＤＣ成分と前記逆量子化手段から出力されるＡＣ成分と
    を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段
    と、を具備することを特徴とする画像復号化装置。
  5. 【請求項５】 前記ＤＣ正規化係数計算手段は、 ブロックの全画素数に対する符号化すべき部分画像の画
    素数の割合の平方根をＤＣ正規化係数とするものである
    ことを特徴とする請求項１又は３のいずれか１項記載の
    画像符号化装置。
  6. 【請求項６】 前記ＤＣ正規化係数計算手段は、 ブロックの全画素数に対する符号化すべき部分画像の画
    素数の割合の平方根をＤＣ正規化係数とするものである
    ことを特徴とする請求項２又は４のいずれか１項記載の
    画像復号化装置。
  7. 【請求項７】 入力画像信号と前記入力画像信号の符号
    化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力さ
    れ、ブロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号
    化する画像符号化装置であって、 前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交
    変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、 前記直交変換基底生成手段で生成された直交変換基底で
    前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、 前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力
    信号のＡＣ成分を正規化するためのＡＣ正規化係数を導
    出するＡＣ正規化係数計算手段と、 量子化ステップを前記ＡＣ正規化係数倍して前記直交変
    換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化して出力す
    る符号化手段と、を具備することを特徴とする画像符号
    化装置。
  8. 【請求項８】 前記ＡＣ正規化係数計算手段は、符号化
    すべき部分画像の画素数の逆数をＡＣ正規化係数とする
    ものであることを特徴とする請求項７記載の画像符号化
    装置。
  9. 【請求項９】 請求項７記載の画像符号化装置の入力画
    像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号
    と前記画像符号化装置の符号化信号とが入力され、前記
    画像符号化装置で符号化された符号化信号を復号化する
    画像復号化装置であって、 前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号
    化手段と、 前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復
    号化信号のうちＡＣ成分を正規化するためのＡＣ正規化
    係数を導出するＡＣ正規化係数計算手段と、 前記復号化手段で得られた復号化信号のうちＡＣ成分の
    量子化ステップをＡＣ正規化係数計算手段で導出された
    ＡＣ正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化す
    る逆量子化手段と、 前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力
    信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段
    と、 前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出力信号を直交
    変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を
    具備することを特徴とする画像復号化装置。
  10. 【請求項１０】 前記ＡＣ正規化係数計算手段は、 符号化すべき部分画像の画素数の逆数をＡＣ正規化係数
    とするものであることを特徴とする請求項９記載の画像
    復号化装置。
  11. 【請求項１１】 入力画像信号と前記入力画像信号の符
    号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力さ
    れ、ブロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号
    化する画像符号化装置であって、 前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の符号
    化が不要な部分画像の画素値に少なくとも２通りの所定
    の規則で生成した画素値を代入したものを出力する複数
    の画素値生成手段と、 前記画素値生成手段の各出力信号を直交変換する複数の
    直交変換手段と、 前記直交変換手段の各出力を比較して符号量の少ない方
    を選択する選択手段と、 前記選択手段の出力信号を量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化して出力す
    る符号化手段と、を具備することを特徴とする画像符号
    化装置。
  12. 【請求項１２】 前記選択手段は、 直交変換後の高周波数成分が少ない方の出力信号を選択
    するものであることを特徴とする請求項１１記載の画像
    符号化装置。
  13. 【請求項１３】 前記選択手段は、 直交変換後の成分の絶対値の和が少ない方の出力信号を
    選択するものであることを特徴とする請求項１１記載の
    画像符号化装置。
  14. 【請求項１４】 入力画像信号と前記入力画像信号を他
    の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号とが
    入力され、ブロック単位でデジタル画像信号を符号化す
    る画像符号化装置であって、 前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、 前記透過度信号から前記直交変換手段の変換出力信号を
    正規化する正規化係数を導出する正規化係数計算手段
    と、 量子化ステップを前記正規化係数で乗算して前記直交変
    換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、 前記量子化手段の量子化出力を可変長符号化して出力す
    る符号化手段と、を具備することを特徴とする画像符号
    化装置。
  15. 【請求項１５】 正規化係数計算手段は、 透過度が大きく、画像を合成する際に使用される比率の
    小さい画素を多く含むブロックに対して、正規化係数を
    大きくするものであることを特徴とする請求項１４記載
    の画像符号化装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１４記載の画像符号化装置の入
    力画像信号と透過度信号とが入力され、前記画像符号化
    装置で符号化された符号化信号を復号化する画像復号化
    装置であって、 前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号
    化手段と、 前記透過度信号から前記復号化信号の各成分を正規化す
    る正規化係数を導出する正規化係数計算手段と、 前記復号化信号の量子化ステップを前記正規化係数計算
    手段で導出された正規化係数で乗算して前記復号化信号
    を逆量子化する逆量子化手段と、 前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化
    信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴
    とする画像復号化装置。
  17. 【請求項１７】 前記正規化係数計算手段は、 透過度が大きく、画像を合成する際に使用される比率の
    小さい画素を多く含むブロックに対して、正規化係数を
    大きくするものであることを特徴とする請求項１６記載
    の画像復号化装置。
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