JPH10285601A - 符号化装置及び方法及び方法を記憶した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予測値と符号化対象画素値との予測誤差をエ
ントロピー符号化する様な場合において、符号化効率を
更に向上する為の構成を提供することを目的とする。 【解決手段】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて予
測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予測
誤差をエントロピー符号化する予測符号化モードと、予
測誤差を得ることなく画素値をランレングス符号化する
ランレングス符号化モードを有する符号化装置であっ
て、前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符
号の解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転さ
せる符号反転処理手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データの符号化
を行う符号化装置及び方法及び方法を記憶した記憶媒体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像符号化装置で使用される画像
符号化方式の一つとして予測符号化方式がある。

【０００３】予測符号化方式は、符号化対象画素の画素
値を周囲の画素から予測し、予測誤差をエントロピ−符
号化するものである。これは予測方式を幾つか用意し、
周囲の画素に応じて予測方式を適応的に選択してエント
ロピ−符号化するなど、予測符号化方式をベ−スとした
種々の改良方式が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、予測値
と符号化対象画素値との予測誤差をエントロピー符号化
する場合において、予測誤差Diffが同じ絶対値を有する
にもかかわらず符号長が異なる様なエントロピ−符号化
に対して、符号化効率を良くする為に依然改善の余地が
あった。

【０００５】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
であり、予測値と符号化対象画素値との予測誤差をエン
トロピー符号化する様な場合において、符号化効率を更
に向上する為の構成を提供することを目的とする。

【０００６】具体的には、予測値と符号化対象画素値と
の予測誤差をエントロピー符号化する様な予測符号化モ
ードを含む複数の符号化モードを切り換えて使用するも
のにおいて、効率良く符号化を行うことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明の符号化装置によれば、符号化対象画素の周
辺画素に基づいて予測値を発生し、予測値と符号化対象
画素の画素値の予測誤差をエントロピー符号化する予測
符号化モードと、予測誤差を得ることなく画素値をラン
レングス符号化するランレングス符号化モードを有する
符号化装置であって、前記予測符号化モードにおける予
測誤差の正負の符号の解釈を、符号化後の符号量が減少
されるべく反転させる符号反転処理手段を有することを
特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）次に、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】図１に本発明に係る第１の実施の形態の構
成図を示す。同図において１００は信号を入力するため
の入力部、１０１は信号線、１０２は予測変換回路、１
０４はGolomb−Rice符号化回路、１０５は予測変換回
路、１０６は符号予測変換回路、１０７はGolomb−Rice
符号化回路、１０８はランレングスカウンタ、１０９は
Melcode符号化回路、１１０は状態判別回路、１１１は
モ−ドセレクタ、１１２はスイッチ、１１３はスイッ
チ、１１４は信号線、１１５は２ライン分の画像デ−タ
を格納するバッファである。

【００１０】本実施の形態では３つのモ−ドを切り換え
て符号化処理を行なう。具体的には、１つ目のモ−ドと
して予測変換回路１０２及びGolomb−Rice（ゴロ−ムラ
イス）符号化回路１０４で符号化処理を行なうノ−マル
モ−ド、２つ目のモ−ドとしてランレングスカウンタ１
０８及びMelcode（メルコ−ド）符号化回路１０９によ
り符号化処理するランレングスモ−ド、３つ目のモ−ド
として予測変換回路１０５及び符号予測変換回路１０６
及びGolomb−Rice符号化回路１０７により符号化処理を
行なうラン終端モ−ドである。

【００１１】次に、１画素８ビット（０から２５５の
値）のモノクロ画像信号を符号化する場合を例に、本実
施の形態での各部の動作を順に説明する。しかしなが
ら、本発明はこれに限らずRGBの各８ビットの色成分、
又はLabの各８ビットの輝度色度成分からなる多値カラ
−画像を符号化する場合にも適用でき、各成分を上記モ
ノクロ画像信号と同様に符号化すればよい。

【００１２】また各成分の符号化切換単位は、画面毎に
行うこともでき、これによれば画像全体の様子を復号化
側で早めに確認することが可能となる。また各成分の符
号化切換単位は、画素毎、１ライン毎、複数ラインから
成るバンド毎に行うこともでき、これによれば部分的で
はあるが完全なカラー画像を早めに見ることができる。

【００１３】なお、バッファ１１５の内部の値は初期値
をすべて０に設定しておくものとする。

【００１４】まず、入力部１００から符号化対象となる
画素（符号化対象画素）がラスタ−スキャン順に入力さ
れ、信号線１０１を通じてスイッチ１１２、バッファ１
１５へ入力される。

【００１５】バッファ１１５は信号線１０１から順次入
力される画像デ−タを２ライン分格納する。この２ライ
ンは符号化対象画素のラインとその１つ前のラインであ
る。状態判別回路１１０は、符号化対象画素の周辺画素
の状態を表す状態番号Sとその位相を表す位相フラグRを
生成するものであり、以下の処理を行う。まず、符号化
対象画素の周辺画素a，b，c，dに対応する画素デ−タを
バッファ１１５から読み出す。

【００１６】図２に符号化対象画素xに対する周辺画素
a，b，c，dの位置関係を示す。図２において周辺画素
a，b，c，dは、符号化対象画素xに対する既に符号化済
みの画素である。次に読み出した画像デ−タa，b，c，d
を用いてd−b，b−c，c−aを求め、各々図３に示す対応
に従って−４、−３、−２、−１、０、１、２、３、４
の９レベルの値に量子化し、量子化値q（d−b），q（b
−c），q（c−a）を求める。

【００１７】次に、q（d−b）×８１＋q（b−c）×９＋
q（c−a）の計算式により周辺画素の状態を表す状態番
号Sを生成する。次に状態番号Sの符号の正負を調べ、正
である場合には位相フラグを０に設定し、負である場合
には位相フラグを１に設定すると共に状態番号Sの正負
を反転（正の値に反転）する。以上の処理により、０か
ら３６５までの値をとる状態番号Sと、０または１の値
をとる位相フラグRが生成され、出力される。

【００１８】モ−ドセレクタ１１１は状態判別回路１１
０の生成された状態番号Sとランレングスカウンタ１０
８の生成するラン長RL、符号化制御信号Ｑに基づいて、
符号化モ−ドを選択し、スイッチ１１２およびスイッチ
１１３の切換制御を行う。ランレングスカウンタ１０８
からのラン長RLの初期値は０とする。

【００１９】図８に符号化対象画素の１画素に対するモ
−ドセレクタ１１１による全体的な符号化モ−ド制御の
流れを示す。なお、以下の各ステップの詳細な動作は後
述する。

【００２０】まずSTEP８０１においてモ−ドセレクタ１
１１は、最初に符号化対象画素に対応する状態番号Sと
ラン長RLを入力し、S≠０かつRL＝０と判別した場合に
はSTEP８０２へ、それ以外の場合にはSTEP８０３へ処理
を進める。

【００２１】STEP８０２ではスイッチ１１２を端子C
に、スイッチ１１３を端子C’に接続し、ノ−マルモ−
ドの符号化を行なう。一方、STEP８０３ではスイッチ１
１２を端子Aに、スイッチ１１３を端子A’に接続し、ラ
ンレングスモ−ドの符号化即ちラン長の符号化を行う。
ランレングスモ−ドの詳細な符号化処理については後述
するが、ランレングスモ−ドで実際に符号が出力される
のは画素毎ではなくラン長が確定した場合、すなわち同
一画素値の連続がとぎれた場合のみである。この場合、
符号化制御信号cの値は’０’から’１’となる。

【００２２】ステップ８０３の後、ステップ８０４では
符号化制御信号cの値を調べ、c＝１の場合にはステップ
８０５へと処理を進める。ステップ８０５ではスイッチ
１１２を端子Bに、スイッチ１１４を端子B’に接続し、
ラン終端モ−ドでの符号化処理を行なう。以上の制御を
１画素毎に繰り返して行い、３つの符号化モ−ドを選択
して符号化処理する。

【００２３】上記３つの符号化モードを切り換える理
由、即ち３つの符号化モードの役割について簡単に述べ
る。

【００２４】ノーマルモードは、予測変換した場合の予
測誤差がラプラス分布になるであろうと推測される画素
の符号化に適用されるものである。但し、同一輝度レベ
ルの連続が期待される様な場合（周辺画素が同一輝度レ
ベルであるような場合）にはランレングスモードに切り
換えることにより、更に符号化効率を上げるものであ
る。

【００２５】ランレングスモードは、同一輝度レベルの
連続が期待される様な場合に用いられるモードであり、
予測誤差を符号化するのではなく画素値のラン長を符号
化（ランレングス符号化）する。これにより、前記ノー
マルモード（予測誤差のHuffman符号化,Golomb-Rice符
号化などを用いた場合）では１サンプル当たり１ビット
以下では符号化できないが、ランレングスモードでは１
サンプル当たり１ビット以下での符号化も可能となり、
符号化効率が良くなる。

【００２６】ラン終端モードは、同一輝度レベルのラン
が終端した際の符号化対象画素を符号化するものであ
る。また、この画素の値は、ランレングス符号化におけ
るラン長の終端であるから、直前の画素値ではないこと
が分かっている。そのため、ノーマルモードのように直
前の画素値を予測値とした場合には、予測誤差０は発生
せず符号化効率が良くならない様な特殊な状態である。
この様な状態であることを考慮して、ランレングスモー
ドが終わった画素、即ち直前の画素との画素値が変化し
た符号化対象画素はノーマルモードではなくラン終端モ
ードにより符号化を行う。また、上記状態における符号
化対象画素を予測符号化した場合には、予測誤差の分布
は離散的になることが多く、ラプラス分布からはほど遠
いものとなることが推測される。このような条件下では
ノーマルモードで用いる後述の予測値修正はあまり有効
でないので、これを用いずに符号化する。そして次の符
号化対象画素からは直前の画素値を予測値として符号化
しても十分符号化効率が良くなる。

【００２７】以下上述した３つの各符号化モードについ
て個別に説明する。

【００２８】まず、予測変換回路１０２とGolomb−Rice
符号化回路１０４により符号化処理を行なうノ−マルモ
−ドの符号化処理について説明する。

【００２９】図１の予測変換回路１０２は、符号化対象
画素の周囲画素a，b，cから符号化対象画素の画素値を
予測し、この予測により発生した予測値と符号化対象画
素の実際の画素値との差分（予測誤差）Diff及び後述す
るパラメ−タkを生成する。図４に予測変換回路１０２
の内部構成図を示す。

【００３０】図４において４０１は予測器、４０２はエ
ラ−フィ−ドバック回路、４０３は予測誤差生成回路、
４０４はメモリ、４０５はパラメ−タ更新回路、４０６
はkパラメ−タ生成回路である。また、図１には図示さ
れていないが予測変換回路１０２には図１のバッファ１
１５から周辺画素a，b，cの画素値のデータ、状態判別
回路１１０から状態Sと位相フラグRが入力される。ま
た、スイッチ１１２の端子Cから符号化対象画素の画素
値xが入力される。

【００３１】メモリ４０４には個々の状態番号Sに対す
る４つのパラメ−タN，A，Bγ，Cαが格納される。これ
らの値は符号化の開始時にN＝１，A＝４，Bγ＝Cα＝０
に初期化される。なお、Nは状態Sの生起回数であり、A
は状態Sにおける予測誤差の絶対値の累計であり、Bγは
状態Sにおける予測誤差の累計であり、Cαは予測値を修
正する為の修正値である。

【００３２】以下、図４を用いて予測変換回路１０２の
動作を説明する。まず、予測器４０１はバッファ１１５
から符号化対象画素の周辺画素a，b，c（位置は図２参
照）の画素値を入力し、この画素値a，b，cに基づいて
予測値pを生成する。予測値pは以下の式により求める。

【００３３】 p ＝｜ max（a，b） ：min（a，b）＞cの時 ｜ min（a，b） ：max（a，b）＜cの時 ｜ a＋b−c ：上記以外の時

【００３４】エラ−フィ−ドバック回路４０２はメモリ
４０４に格納される状態Sにおける後述する予測修正値C
αを用いて予測値pを修正し、修正予測誤差p’を生成す
る。即ち、状態判別回路１１０から入力される位相フラ
グRが０ならばp’＝p＋Cαとし、１ならばp’＝p−Cα
とする。更に、p’が０未満の場合にはp’＝０とし、
p’が２５５以上の場合にはp’＝２５５と制限する。

【００３５】予測誤差生成回路４０３は符号化対象画素
の画素値xと修正予測値p’の差分をとり、予測誤差Diff
を求める。位相フラグRが０の場合にはDiff＝x−p’と
し、位相フラグRが１の場合にはDiff＝p’−xとする。
予測誤差生成回路４０３はDiffが−１２８未満の場合に
はDiffに２５５を加え、Diffが１２８以上の場合にはDi
ffから２５５を引くことにより、Diffの値を−１２８か
ら１２７内で表現することができる。

【００３６】kパラメ−タ生成回路４０６は、状態Sの生
起回数Nと、状態Sでの予測誤差の絶対値の累加値Aをメ
モリ４０４から読み出し、min（k｜N×２＾k＞＝A）に
よりGolomb−Rice符号化時に用いるパラメ−タkの値を
求める。ここで、min（a|b）は条件bを満たす最小のaを
意味する。

【００３７】パラメ−タ更新回路４０５は、状態Sにお
ける４つのパラメ−タN，Cα，A，Bγを更新し、N’，C
α’，A’，Bγ’を生成する。まず、Bγ’＝Bγ＋Dif
f，A’＝A＋｜Diff｜によりBγ’とA’を求める。次にN
の値を調べ、Nがしきい値Ｔｈ１に等しい場合にはＮ，
A，Bγを１/２にする。しきい値Th１はA，Bγ，Nを一定
範囲に限定するためのものであり、あらかじめ設定して
おく（例えばTh１＝６４）。次に、N’＝N＋１によりN
を更新する。

【００３８】図１２に予測修正値Cαの更新手順を示
す。Cα’にCαの値を写した後、まずSTEP１２０１にお
いて、Bγ’が−N以下であるかどうかを判定し、−N以
下の場合にはSTEP１２０３へ、そうでない場合にはSTEP
１２０２へ処理を進める。STEP１２０３ではCα’の値
を−１２８と比較し、−１２８より大きい場合にはC
α’から１を引く（STEP１２０４）。

【００３９】次に、Bγ’にNを加える（STEP１２０
５）。Bγ’が−N以下である場合にはBγ’＝−N＋１と
する（STEP１２０６，１２０７）。STEP１２０２ではB
γ’を０と比較し、Bγ’が０以上の場合にはSTEP１２
０８へと処理を進め、そうでない場合には更新処理を終
了する。STEP１２０８ではCα’の値を１２７と比較
し、１２７未満である場合にはCα’に１を加える（STE
P１２０９）。次に、Bγ’からNを引く（STEP１２１
０）。Bγ’が０以上である場合にはBγ’＝０とする
（STEP１２１１，１２１２）。最後に更新されたN’，C
α’，A’，Bγ’で、メモリ４０４に格納されている状
態Sにおける４つのパラメ−タN，Cα，A，Bγを置き換
える。

【００４０】以上の処理により、予測変換回路１０２は
予測誤差Diffとパラメ−タkとを生成し、Golomb-Rice符
号化回路１０４にこれらを出力する。

【００４１】Golomb−Rice符号化回路１０４は、まず、
予測変換回路１０２の出力する予測誤差Diffを次式によ
り非負の整数値Vに変換する。

【００４２】 V ＝｜ −２×Diff−１ ：Diff＜０の時 ｜ ２×Diff ：Diff≧０の時

【００４３】次にこのVをパラメ−タkに基づいてGolomb
−Rice符号化する。非負の整数値Vをパラメ−タkに基づ
いてGolomb−Rice符号化する符号化手順は次のとうりで
ある。

【００４４】まず、非負の整数値Vを２進数表現する。
次にこれを下位kビット部分と上位の残りのビット部分
に分割する。次に下位kビット部分に、上位の残りのビ
ット部分を十進で表現される数だけの’０’を付加し、
最後に’１’を追加して符号語とする。具体例を挙げる
と、k＝２，V＝１３の場合、Vの２進数表現’１１０
１’の下位２ビット’０１’に上位の残りのビット部
分’１１’の表す数、すなわち３個の’０’を付加し
て’０１０００’とし、最後に’１’を付加して符号
語’０１０００１’を生成するという具合である。

【００４５】なお、図９に上述の符号化処理を施す場合
のパラメ−タk＝０，１，２における非負の整数値と符
号語の対応を示す。

【００４６】Golomb-Rice符号化回路１０４で生成され
た符号は、スイッチ１１３の端子C’へと出力される。

【００４７】次に、予測変換回路１０５、符号予測変換
回路１０６、Golomb−Rice符号化回路１０７により符号
化処理を行なうラン終端モ−ドについて説明する。

【００４８】予測変換回路１０５は周辺画素値a，bから
符号化対象画素値を予測し、予測誤差を生成する。図５
に予測変換回路１０５の構成図を示す。同図において５
０１は比較器、５０２は予測器、５０３は予測誤差生成
回路、５０４はメモリ、５０５はkパラメ−タ生成回路
である。また、図１には示されていないが、予測変換回
路１０５にはバッファ１１５から周辺画素a，bの画素値
のデータが入力される。また、スイッチ１１２の端子B
から符号化対象画素値xが入力される。

【００４９】メモリ５０４には状態番号Sで特定される
各状態に対応する３つのパラメ−タN，A，Bαが格納さ
れる。N，A，Bαは画像符号化の開始時にN＝１，A＝
４，Bα＝０に初期化される。なお、Nは状態Sの生起回
数であり、Aは状態Sにおける予測誤差の絶対値の累計で
あり、Bαは状態Sにおける負の予測誤差が出現した回数
である。

【００５０】図５を用いて予測変換回路１０５の動作を
詳細に説明する。まず、比較器５０１はバッファ１１５
から渡される符号化対象画素の周辺画素a，bを比較し、
b＜aの場合には１を出力し、そうでない場合には０を出
力する。以降、この比較器５０１から出力する値を位相
フラグr（１or０）と呼ぶことにする。

【００５１】予測器５０２は周辺画素a，bから予測値p
と状態番号Sを生成する。状態番号Sの値はa＝bの場合に
は１、a≠bの場合には０となる。また、予測値pは常にb
とする。

【００５２】予測誤差生成回路５０３は符号化対象画素
値xと予測値pより予測誤差Diffを生成する。位相フラグ
rが０の場合にはDiff＝x−pとし、位相フラグrが１の場
合にはDiff＝p−xとする。

【００５３】kパラメ−タ生成回路５０５は予測器５０
２から状態S、メモリ５０４から状態Sの生起回数Nと状
態Sでの予測誤差の絶対値の累加値Aを読み出し、次式に
よりTを求める。

【００５４】 T ＝ ｜ A ：S＝０の時 ｜ A＋N/２：S＝１の時

【００５５】min（k|N×２＾k＞＝T）によりGolomb−Ri
ce符号化時のパラメ−タkの値を求め、出力する。

【００５６】パラメ−タ更新回路５０６は、状態Sにお
ける３つのパラメ−タN，A，Bαを更新し、N’，A’，B
α’を生成する。まず、A’＝A＋|Diff|によりA’を求
める。次にDiffの正負を調べ、正である場合にはBα’
＝Bαとし、負である場合にはBα’＝Bα＋１とする。
即ちBαは予測誤差Diffが負であった回数を示すものと
なる。また、N’＝N＋１によりN’を求める。

【００５７】最後に更新されたN’，A’，Bα’で、メ
モリ５０４に格納されている状態Sにおける３つのパラ
メ−タN，A，Bαを置き換える。

【００５８】以上の処理により、予測誤差Diff、kパラ
メ−タ、状態番号S、状態番号Sの状態における２つのパ
ラメ−タBα，Nを出力する。

【００５９】符号予測変換回路１０６は、kパラメ−タ
が０の場合に、BαとNの値から予測誤差Diffの符号（＋
/−）を予測し、予測結果に基づいてDiffの符号を変更
する。

【００６０】図６に符号予測変換回路１０６の構成を示
す。同図において６０１は反転判定回路、６０２は符号
反転回路、６０３はセレクタである。

【００６１】図６を用いて符号予測変換回路１０６の動
作を詳細に説明する。まず、反転判定回路６０１は、k
＝０の場合でありかつBα＞N/２の場合に符号反転を指
示する信号’１’を、それ以外の場合には符号反転をし
ないことを指示する信号’０’を出力する。符号反転回
路６０２は、この指示信号（１or０）に基づいて符号化
対象画素に対応するDiffの符号（＋/−）を反転し、−D
iffを信号線６０４に出力する。セレクタ６０３は反転
判定回路６０１の出力値が’０’の場合は信号線６０５
を通じて入力されるDiffを選択して出力し、’１’の場
合には符号反転回路６０２の出力値−Diffを出力する。

【００６２】以上の処理により、符号予測反転回路１０
６は入力値Diffに対し、Diffまたは−Diffを選択して出
力する。

【００６３】ここで、上記符号反転の役割を簡単に説明
する。kパラメ−タが０の場合及びkパラメ−タが２の場
合のGolomb-Rice符号化の符号化割り当ては図１３の様
になる。図１３においてkパラメ−タが０の場合とは符
号化画素を含めた周辺画素の値の変動が少ない場合を意
味する。よってGolomb-Rice符号化を行った時の整数値V
と符号化出力及び符号長は図のような関係になってい
る。

【００６４】一方、kパラメ−タが２の場合は、０の場
合と比べ多少符号化画素を含めた周辺画素の値の変動が
大きくなっていることを表しているので、これに適した
符号化が行えるよう、Golomb-Rice符号化を行った時の
後述する整数値V又は予測誤差Diffと、符号化出力又は
符号長は図のような関係になっている。

【００６５】ここで、kパラメ−タが０の場合には、予
測誤差Diffが同じ絶対値を有するにもかかわらず必ず符
号長が異なるという特徴がある。これに対してkパラメ
−タが０以外の値（例えば２）の場合には、予測誤差Di
ffが同じ絶対値を有するものは同じ符号長になることが
多い。

【００６６】この符号化特性を考慮して、kパラメ−タ
が０の場合かつBα＞N/２の場合（状態Sにおける予測誤
差が負であった回数が過半数を超える場合）に符号反転
を行い、それ以外の場合には符号反転をしない様にすれ
ば、同じ絶対値を有する予測誤差Diff（例えば−１と
１）で発生頻度が多い方を符号長の短い符号化出力とす
ることが可能となる。

【００６７】即ち、−１の方が発生頻度が多ければ符号
予測反転回路１０６の符号反転はしないで良しとし、−
１の方が発生頻度が少ない（１の方が発生頻度が大き
い）時には、−１を１と解釈して符号化し、１を−１と
して解釈して符号化することで符号化効率を上げること
ができる。

【００６８】一方kパラメ−タが０以外の場合にも上記
符号反転処理を行うことは可能であるが、本実施の形態
ではそれほど効果がないことから、符号反転処理を行わ
ないものとする。

【００６９】以上の符号反転処理は画像を符号化してい
る途中で適宜切り替わるものではあるが、もちろん、復
号化側でも復号化された周辺画素に基づいて上記反転判
定回路６０１や符号反転回路６０２と同等の処理部を有
するので、どの符号化対象画素の時点から予測誤差Diff
の正負の解釈の仕方が切り替わったか知ることができ
る。

【００７０】上記符号反転の処理が行われた後、Golomb
−Rice符号化回路１０７は、符号予測変換回路１０６の
出力する予測誤差Diff’をパラメ−タkでGolomb−Rice
符号化し、符号をスイッチ１１３の端子B’へと出力す
る。まず、Diffを以下の式により非負の整数値Vへと変
換する。

【００７１】 V ＝｜ −２×（Diff−S）−１ ：Diff＜０の時 ｜ ２×（Diff−S） ：Diff≧０の時

【００７２】次に、非負の整数値Vをパラメ−タkでGolo
mb−Rice符号化する。Golomb−Rice符号化の手順はGolo
mb−Rice符号化回路１０４の説明で述べたとうりであ
る。

【００７３】最後に、ランレングスカウンタ１０８とMe
lcode符号化回路１０９により符号化処理を行なうラン
レングスモ−ドについて説明する。

【００７４】ランレングスカウンタ１０８にはスイッチ
１１２の端子Aから符号化対象画素値x、バッファ１１５
から直前の画素値aが入力され、信号線１１６に符号化
制御信号c、信号線１１７に同一輝度連続数RLを出力す
る。図７はランレングスカウンタ１０８の構成を示した
ものである。同図において７０１は比較器、７０２はカ
ウンタである。比較器７０１は符号化対象画素値xと直
前の画素値aを比較し、値が等しい場合には’１’を、
等しくない場合には’０’を符号化制御信号cとして出
力する。カウンタ７０２は内部に同一輝度値の連続数RL
を保持しており、比較器７０１の出力する符号化制御信
号cが’０’である場合にはRLをインクリメントして出
力し、符号化制御信号cが’１’である場合にはRLの値
を出力した後、０にリセットする。

【００７５】Melcode符号化回路１０９は信号線１１６
から入力される符号化制御信号が’０’である場合にの
み信号線１１７から入力される同一輝度連続数RLを符号
化する。このMelcode符号化の手順を図１０に示す。

【００７６】図１０のSTEP１００１においてまず、Melc
ode符号化回路１０９の内部に保持されているindex（符
号化開始時の初期値は０）に基づいてラン長しきい値RL
Tが決定する。図１１にindexとRLTの対応関係を示す。
次に、STEP１００２ではRLTとラン長RLを比較し、RL≧R
LTならばSTEP１００３に処理を進め、そうでない場合に
はSTEP１００８へと処理を進める。

【００７７】STEP１００３では’０’を符号として出力
する。続いてSTEP１００４でRL＝RL−RLTによりRLの値
を更新する。STEP１００５ではindexの値をインクリメ
ントし、STEP１００６ではindexが３１を超えた場合に
はSTEP１００７でindexに３１を設定してからSTEP１０
０１に処理を戻し、indexが３１を超えない場合にはそ
のままSTEP１００１に処理を戻す。

【００７８】一方ステップ１００８へと処理が進んだ場
合には、STEP１００８でまず、’１’を符号として出力
する。次にSTEP１００９において、RLを２進数表現し、
その下位RLTビットを符号として出力する。STEP１０１
０ではindexの値をデクリメントし、STEP１０１１でind
exが０以下になったかどうか判断する。indexが０以下
になった場合にはSTEP１０１２においてindexに０を設
定して終了し、indexが０以下になっていない場合には
そのまま終了する。

【００７９】以上により、ラン長RLに対する符号が生成
され、出力される。

【００８０】上述の処理を、入力部１００より入力され
る最後の画素まで繰り返し、符号化処理を行う。これに
より、信号線１１４に入力画像に対する符号系列を出力
する。

【００８１】なお、上記Melcode符号化の方法について
の説明は、「電子通信学会論文誌’７７／１２ Ｖｏ
ｌ.Ｊ６０−Ａ Ｎｏ.１２」に開示されているので、詳
細は省略する。

【００８２】以上に説明した３つの各符号化モードが、
図８に示した符号化モードの切換に従って用いられる。

【００８３】上述した符号化方法によれば、カラー又は
モノクロの多値画像の情報量を失うことなく可逆（ロス
レス）符号化することができる。

【００８４】なお、本実施例に示したロスレス符号化に
おいて、図６に示した符号反転処理を行うことにより、
予測誤差Diffが同じ絶対値を有するにもかかわらず符号
長が異なる様なGolomb-Rice符号化等のエントロピ−符
号化に対して、この符号化特性を考慮して、符号化対象
画素の前画素までに予測誤差Diffの正の符号と負の符号
の何れが多く発生しているかに基づいて、エントロピ−
符号化前に予測誤差Diffを符号反転するか否か（予測誤
差Diffの正負の符号の解釈を変えるか否か）を制御する
様にすれば、同じ絶対値の予測誤差Diffにおいて発生頻
度が多い方を短い符号長とすることができ、効率の良い
エントロピ−符号化が可能となる。

【００８５】また以上の実施の形態の符号反転処理は、
符号化対象画素の前画素までに予測誤差Diffの正の符号
と負の符号の何れが多い回数発生しているかという、単
なる発生回数に基づいて反転処理を行うことを大きな特
徴とし、これによれば、符号化対象画素の前画素までの
予測誤差Diffの累積値が正の符号と負の符号の何れであ
るかに基づいて反転処理を行う様な方法と比べて、本実
施の形態の方が処理が容易である。更には画像のノイズ
等により予測誤差Diffに正又は負の大きな値が発生して
しまったときに、上記累積値は正負の一方に偏ってしま
い最適な符号反転ができないが、本実施の形態によれば
この様なノイズによる影響を受けないで済む。

【００８６】（変形例）本発明は上述した実施の形態に
限定されるものではない。例えば、符号化対象画素値の
予測方法として単純に前値予測を用いる場合にも適用で
き、幾つかの予測方法を用意して、適時切り替えても構
わない。また、エントロピ−符号化手段としてGolomb−
Rice符号とMelcodeを用いているが、これらをハフマン
符号等の他のエントロピ−符号化方式に変えても良い。
なお、上述の実施の形態ではラン終端モ−ドで符号反転
処理を行なったが、本発明はこれに限らず、ノーマルモ
ードの場合に代表される予測値をエントロピー符号化す
る様な符号化モード又は単独の符号化処理に適用する事
も可能であり、これらの変形例も本発明に含まれる。

【００８７】また本発明は複数の機器（たとえばホスト
コンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ
等）から構成されるシステムに適用しても一つの機器
（たとえば複写機、ファクシミリ装置）からなる装置に
適用してもよい。

【００８８】また前述した実施形態の機能を実現する様
に各種のデバイスを動作させる様に該各種デバイスと接
続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前
記実施形態機能を実現するためのソフトウエアのプログ
ラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコン
ピュータ（CPUあるいはMPU）を格納されたプログラムに
従って前記各種デバイスを動作させることによって実施
したものも本発明の範疇に含まれる。

【００８９】またこの場合、前記ソフトウエアのプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログ
ラムコードをコンピュータに供給するための手段、例え
ばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明
を構成する。

【００９０】かかるプログラムコードを格納する記憶媒
体としては例えばフロッピーディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM,、磁気テー
プ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることが出
来る。

【００９１】またコンピュータが供給されたプログラム
コードを実行することにより、前述の実施形態の機能が
実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコン
ピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシ
ステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共
同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかか
るプログラムコードは本願発明の実施形態に含まれるこ
とは言うまでもない。

【００９２】更に供給されたプログラムコードが、コン
ピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された
機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプ
ログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや
機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部ま
たは全部を行い、その処理によって前述した実施形態の
機能が実現される場合も本願発明に含まれることは言う
までもない。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、符
号化対象画素の周辺画素に基づいて予測値を発生し、予
測値と符号化対象画素の画素値の予測誤差をエントロピ
ー符号化する予測符号化モードと、予測誤差を得ること
なく画素値をランレングス符号化するランレングス符号
化モードを有する符号化装置であって、前記予測符号化
モードにおける予測誤差の正負の符号の解釈を、符号化
後の符号量が減少されるべく反転させる符号反転処理手
段を有するので、同じ絶対値の予測誤差Diffにおいて発
生頻度が多い方を短い符号長とすることができ、効率の
良いエントロピ−符号化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態でのブロック図
を示すものである。

【図２】符号化対象画素と周辺画素の位置関係を示すも
のである。

【図３】周辺画素の差分値の量子化方法を示すものであ
る。

【図４】予測変換回路１０２の構成を示すものである。

【図５】予測変換回路１０５の構成を示すものである。

【図６】符号予測反転回路１０６の構成を示すものであ
る。

【図７】ランレングスカウンタ１０８の構成を示すもの
である。

【図８】モ−ドセレクタ１１１による符号化モ−ドの制
御を示すものである。

【図９】kパラメ−タ０，１，２に於けるGolomb−Rice
符号の例を示したものである。

【図１０】Melcode符号化手順を示したものである。

【図１１】ランレングスの符号化におけるindex値に対
するRLTの値を示したものである。

【図１２】予測修正値Cの更新手順を示すものである。

【図１３】kパラメ−タが０の場合及びkパラメ−タが２
の場合のGolomb-Rice符号化の符号化割り当ての様子を
しめすものである。

【符号の説明】

１００ 入力部 １０１，１１４，１１６，１１７ 信号線 １０２，１０５ 予測変換回路 １０４，１０７ Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ符号化回路 １０６ 符号予測変換回路 １０８ ランレングスカウンタ １０９ Ｍｅｌｃｏｄｅ符号化回路 １１０ 状態判別回路 １１１ モ−ドセレクタ １１２，１１３ スイッチ １１５ 画像デ−タ系列を格納するバッファ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて予
   測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予測
   誤差をエントロピー符号化する予測符号化モードと、予
   測誤差を得ることなく画素値をランレングス符号化する
   ランレングス符号化モードを有する符号化装置であっ
   て、 前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符号の
   解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転させる
   符号反転処理手段を有することを特徴とする符号化装
   置。
2. 【請求項２】 前記ランレングス符号化モードは複数の
   周辺画素を用いて計算された値が所定の値である場合に
   行われることを特徴とする請求項１に記載の符号化装
   置。
3. 【請求項３】 前記予測符号化モードは前記符号化対象
   画素を多値画像として符号化する第１の予測符号化モー
   ド及び第２の予測符号化モードを有し、前記第２の予測
   符号化モードの符号化はランレングス符号化モードによ
   り符号化された画素の直後の画素に対して行われること
   を特徴とする請求項１に記載の符号化処理装置。
4. 【請求項４】 前記第１の予測符号化モードは、前記周
   辺画素の複数個に基づいて予測値を発生することを特徴
   とする請求項３に記載の符号化装置。
5. 【請求項５】 前記予測符号化モードの符号化には、Go
   lomb-Rice符号化を用いることを特徴とする請求項１に
   記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記ランレングス符号化は、Melcode符
   号化であることを特徴とする請求項１に記載の符号化装
   置。
7. 【請求項７】 前記符号反転処理手段による正負の符号
   の解釈の反転は、前記予測符号化モードにおける符号化
   を行う前に前記予測誤差の正負符号を反転することを特
   徴とする請求項１に記載の符号化装置。
8. 【請求項８】 前記符号反転処理手段による正負の符号
   の解釈の反転は、符号化対象画素の前画素までに発生し
   た予測誤差について、正の予測誤差と負の予測誤差の何
   れが多く発生したかを表す情報に基づいて行うことを特
   徴とする請求項１に記載の符号化装置。
9. 【請求項９】 前記第１及び第２の予測符号化モード
   と、ランレングス符号化モードは符号化対象画素毎に切
   換可能であることを特徴とする請求項３に記載の符号化
   装置。
10. 【請求項１０】 前記符号化装置はカラー画像を符号化
    し、該カラー画像を構成する複数成分を画素毎に切り換
    えることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の
    画像処理装置。
11. 【請求項１１】 前記符号化装置はカラー画像を符号化
    し、該カラー画像を構成する複数成分を１ライン又は複
    数のラインから成るバンド毎に切り換えることにより行
    うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
12. 【請求項１２】 前記符号化装置はカラー画像を符号化
    し、該カラー画像を構成する複数成分を画面毎に切り換
    えることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の
    画像処理装置。
13. 【請求項１３】 周辺画素に基づいて予測値を発生し、
    予測値と符号化対象画素の画素値の予測誤差をエントロ
    ピー符号化する予測符号化モードと、予測誤差を得るこ
    となく画素値をランレングス符号化するランレングス符
    号化モードを切換可能な符号化方法であって、 前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符号の
    解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転させる
    符号反転ステップを有することを特徴とする符号化方
    法。
14. 【請求項１４】 周辺画素に基づいて予測値を発生し、
    予測値と符号化対象画素の画素値の予測誤差をエントロ
    ピー符号化する予測符号化モードと、予測誤差を得るこ
    となく画素値をランレングス符号化するランレングス符
    号化モードを切換可能な符号化プログラムをコンピュー
    タより読み出し可能に記憶した記憶媒体であって、 前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符号の
    解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転させる
    符号反転ステップを前記プログラムに有することを特徴
    とする記憶媒体。
15. 【請求項１５】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて
    予測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予
    測誤差をGolomb-Rice符号化する第１モード及び第２モ
    ードと、符号化対象画素の画素値をMelcode符号化する
    第３モードとを有し、所定の条件に応じて画素毎のモー
    ド切り換え制御が可能な符号化装置であって、 第２の予測符号化モードの符号化を行うに際して、第２
    の予測符号化モードにおいてGolomb-Rice符号化に用い
    られるkパラメータの値、及び第２の予測符号化モード
    において符号化対象画素の前画素までに対する正の予測
    誤差と負の予測誤差の何れが多く発生したかを表す情報
    に基づいて、前記符号化対象画素に対応する予測誤差の
    正負の符号を反転させる符号反転処理手段を有すること
    を特徴とする符号化装置。
16. 【請求項１６】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて
    予測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予
    測誤差をGolomb-Rice符号化する第１モード及び第２モ
    ードと、符号化対象画素の画素値をMelcode符号化する
    第３モードとを有し、所定の条件に応じて画素毎のモー
    ド切り換え制御が可能な符号化方法であって、 第２の予測符号化モードを行う時に、第２の予測符号化
    モードにおいてGolomb-Rice符号化に用いられるkパラメ
    ータの値、及び第２の予測符号化モードにおいて符号化
    対象画素の前画素までに対する正の予測誤差と負の予測
    誤差の何れが多く発生したかを表す情報に基づいて、前
    記符号化対象画素に対応する予測誤差の正負の符号を反
    転させる符号反転処理ステップを有することを特徴とす
    る符号化方法。
17. 【請求項１７】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて
    予測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予
    測誤差をGolomb-Rice符号化する第１モード及び第２モ
    ードと、符号化対象画素の画素値をMelcode符号化する
    第３モードとを有し、所定の条件に応じて画素毎のモー
    ド切り換え制御が可能な符号化プログラムをコンピュー
    タより読み取り可能な状態で記憶した記憶媒体であっ
    て、 第２の予測符号化モードを行う時に、第２の予測符号化
    モードにおいてGolomb-Rice符号化に用いられるkパラメ
    ータの値、及び第２の予測符号化モードにおいて符号化
    対象画素の前画素までに対する正の予測誤差と負の予測
    誤差の何れが多く発生したかを表す情報に基づいて、前
    記符号化対象画素に対応する予測誤差の正負の符号を反
    転させる符号反転処理ステップを前記プログラムに有す
    ることを特徴とする記憶媒体。
18. 【請求項１８】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて
    予測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予
    測誤差をエントロピー符号化する予測符号化モードを含
    む複数の符号化モードを画素毎に選択使用する符号化装
    置であって、 前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符号の
    解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転させる
    符号反転処理手段を有することを特徴とする符号化装
    置。
19. 【請求項１９】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて
    予測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予
    測誤差をエントロピー符号化する予測符号化モードを含
    む複数の符号化モードを画素毎に選択使用可能な符号化
    方法であって、 前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符号の
    解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転させる
    符号反転ステップを有することを特徴とする符号化方
    法。
20. 【請求項２０】 符号化対象画素の周辺画素に基づいて
    予測値を発生し、予測値と符号化対象画素の画素値の予
    測誤差をエントロピー符号化する予測符号化モードを含
    む複数の符号化モードを画素毎に選択使用可能な符号化
    プログラムをコンピュータより読み出し可能に記憶した
    記憶媒体であって、 前記予測符号化モードにおける予測誤差の正負の符号の
    解釈を、符号化後の符号量が減少されるべく反転させる
    符号反転ステップを前記プログラムに有することを特徴
    とする記憶媒体。