JPH11103461A

JPH11103461A - 画像処理装置及び方法及び記憶媒体

Info

Publication number: JPH11103461A
Application number: JP26377397A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kajiwara; 浩梶原; Makoto Sato; 眞佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】２値画像データ或いは多値画像データを効率
良く符号化することのできる新たな画像符号化方式を提
供する。特にブロック分割処理で発生するブロック分割
情報を効率良くエントロピー符号化する。【解決手段】符号化対象ブロック（例えば、サブブロ
ックｂ３）を含む複数のブロック（同じく、サブブロッ
クｂ０〜ｂ３）を、更に複数個に分割したか否かを示す
分割情報（同じく、図４の５ビット目の「１」）を出力
する出力手段（同じく、ブロック分割回路１０３、５０
５）と、符号化対象ブロックの近隣ブロック（同じく、
サブブロックｂ０〜ｂ２）の分割状況に応じた推定確率
（同じく、状態Ｓ（８）〜Ｓ（１５）の何れか）に基づ
いて、前記符号化対象ブロックに対応する分割情報（同
じく、図４のデータ列における５ビット目の「１」）を
エントロピー符号化するエントロピー符号化手段（同じ
く、算術符号化回路１０４、５０６）とを有する画像処
理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像の符号化を行う
画像処理装置及び方法及びこの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、画像を複数のブロックに分割し、
各ブロック単位に符号化する方式が知られている。この
方式は、局所的に画像の性質が異なっている様な場合の
符号化に適しており、各ブロック内毎に適宜符号化方式
を切り換えることにより画質劣化を抑えつつ効率の良い
符号化を実行することが可能である。

【０００３】従来から知られている代表的な画像符号化
方式としては、ＪＰＥＧ方式の符号化があり、この方式
によれば、多値画像データをブロック毎に周波数成分に
変換した後、エントロピー符号化することにより、局所
的に画像の性質が異なっている場合にも各ブロックに合
わせた符号化を実行できる。

【０００４】一方、文字、線画等を示す２値画像データ
の符号化方式としてＪＢＩＧ方式等が知られているが、
これらはブロック単位に符号化を実行するものではな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら知られている２値画像データ、多値画像データの符号
化方式は全てのユーザーの要望を満たすものとはなって
いない。従って、更に画質或いは処理速度或いは符号化
効率を向上させるために新たな画像圧縮方式が提案され
続けている。

【０００６】本発明は上記従来例に鑑みて成されたもの
であり、２値画像データ或いは多値画像データを効率良
く符号化することのできる新たな画像符号化方式を提供
することを目的とする。

【０００７】具体的には、ブロック毎に画像を符号化す
る符号化方式において、圧縮率の高い符号化方式を提供
することを目的とする。

【０００８】特に本発明では、上記新たな画像符号化方
式の要素技術となるブロック分割処理で発生するブロッ
ク分割情報を効率良くエントロピー符号化することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明の画像処理装置によれば、符号化対象ブロッ
ク（例えば、本実施の形態のサブブロックｂ３に相当）
を含む複数のブロック（同じく、サブブロックｂ０〜ｂ
３に相当）を、更に複数個に分割したか否かを示す分割
情報（同じく、図４のデータ列における５ビット目の
「１」に相当）を出力する出力手段（同じく、ブロック
分割回路１０３、５０５に相当）と、符号化対象ブロッ
クの近隣ブロック（同じく、サブブロックｂ０〜ｂ２に
相当）の分割状況に応じた推定確率（同じく、状態Ｓ
（８）〜Ｓ（１５）の何れかに相当）に基づいて、前記
符号化対象ブロックに対応する分割情報（同じく、図４
のデータ列における５ビット目の「１」に相当）をエン
トロピー符号化するエントロピー符号化手段（同じく、
算術符号化回路１０４、５０６に相当）とを有すること
を特徴とする画像処理装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を代表する実施形態
について図面を用いて説明する。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施の形態を実行
する画像処理装置を示したものである。同図において、
１０１は画像入力部であり、１０２は符号化する画像
（画面）全体を格納するフレームメモリである。また、
１０３はブロック分割回路であり、１０４は算術符号化
回路である。

【００１２】本実施の形態では、「０」を背景の画素
値、「１」を前景の画素値とする、いわゆる２値画像を
符号化する。

【００１３】以下、本実施の形態における各部の動作を
詳細に説明する。

【００１４】まず最初に、画像入力部から、符号化対象
となる画像（１画面分）を示す全ての画素データ（１又
は０）がラスタースキャン順に入力され、フレームメモ
リ１０２に格納される。

【００１５】この画像入力部は、例えばスキャナ、デジ
タルカメラ等の撮像装置、或いはネットワーク回線のイ
ンターフェイス等である。

【００１６】ブロック分割回路１０３は、フレームメモ
リ１０２に格納された画素データからなる１画面分の画
像を、異なるサイズのブロックが混在する様な特徴的な
ブロック分割方法を用いて、複数のブロックに分割す
る。

【００１７】以下、このブロック分割方法を図面を用い
て詳細に説明する。

【００１８】このブロック分割は、符号化されるべき１
画面分の画像を、所定サイズのブロック（本実施の形態
では４×４画素として説明する）毎に切り出し、更にこ
のブロックを画素分布に基づいて再帰的に４分割するこ
とにより小ブロックを生成するものである。

【００１９】この分割処理された後に得られたビットデ
ータ列により、背景の画素と前景の画素の配置を完全に
表現する可逆符号化が可能となる。

【００２０】まず、この分割処理の手順を説明する。

【００２１】図２はブロック分割回路１０３の処理の流
れを示すフローチャートである。

【００２２】まず、ステップ２０１において、フレーム
メモリ１０２に格納された１画面分の画像をブロック単
位に読み出してくる。即ち、後段のブロック分割回路に
より、ブロック分割が行われる前に、予め所定サイズ
（４×４画素）のブロックに切り出しながら順次読み出
してくる。ブロック分割回路１０３は、この読み出され
た４×４画素ブロック毎に更にブロック分割を行ってゆ
く。

【００２３】図３の（ａ）は、順次読み出される４×４
画素ブロックの内のあるブロックの様子を示したもので
ある。以下このブロックを着目ブロックとし、この着目
ブロックを用いて説明してゆく。

【００２４】まず、Ｓ２０１において、着目ブロック内
の全てが背景「０」であるかを調査する。即ち、４×４
画素の着目ブロック内に１つも前景「１」が無いか調査
する。

【００２５】この結果、全ての画素が「０」であった場
合には、ステップ２０２へ進む。一方、１つでも「１」
が存在する場合にはステップ２０３に進む。

【００２６】ステップ２０２では、元の４×４画素を更
に分割しないことを示すビット「０」を中間符号として
出力し、この着目ブロックの分割処理を終了する。

【００２７】一方、ステップ２０３ではブロックを分割
することを示すビット「１」を中間符号として出力す
る。続いてステップ２０４ではこの着目ブロックのサイ
ズが予め定められている最小サイズ（本実施の形態では
２×２画素ブロックを最小ブロックとする）よりも大き
い場合にはステップ２０５へ進み、そうでない場合には
ステップ２０６へ進む。

【００２８】なお、この最小ブロックのサイズはマニュ
アルで設定を変更することが可能である。

【００２９】ステップ２０５では、図８に示す様に着目
ブロックを４つのブロックb０〜b３（元の４×４画素ブ
ロックと区別するためにこれら４つの２×２画素ブロッ
クをサブブロックと呼ぶ）に分割する。ここで生成され
た各サブブロックb０、b１、b２、b３についても、先の
４×４ブロックと同様にＳ２０１からの手順に従って分
割処理が行われる。

【００３０】ステップ２０６では、ブロック内の画素値
（本実施の形態では２×２画素）を順に走査し、それぞ
れ「１」又は「０」の何れかを出力する。

【００３１】図３（ａ）において、白画素は背景の画
素、即ち値「０」の画素を示し、黒は前景の画素、即ち
値「１」の画素を示す。この着目ブロックに対するブロ
ック分割回路１０３の具体的な分割処理を以下に示す。

【００３２】まず、着目ブロック（図３（ａ）参照）
は、ステップ２０１の判定において、ブロック内の画素
は全て「０」ではないので、ブロック分割の情報を示す
中間符号として「１」が出力される（ステップ２０
３）。また、ステップ２０４での最小ブロックサイズと
比較した結果、４×４画素の着目ブロックはこの２×２
画素よりも大きいのでステップ２０５に処理が進む。

【００３３】ステップ２０５では、着目ブロックは図３
（ｂ）に示す様な４つの２×２画素のサブブロックb
０、b１、b２、b３に分割される。そして更にサブブロ
ックb０、b１、b２、b３のそれぞれについてステップ２
０１からのブロック分割処理が行われる。

【００３４】サブブロックb０、b１、b２は何れもブロ
ック内の全ての画素値が「０」であるのでステップ２０
１の判定の結果ステップ２０２へ処理が進む。そして、
各サブブロックb０、b１、b２に対する分割の情報とし
て中間符号「０」が出力された後、これら３つのブロッ
クの分割処理が終了する。

【００３５】一方b３については、ブロック内の画素は
全て０になっていないので、ブロック分割の情報を示す
中間符号として「１」を出力する（ステップ２０３）。
その後、Ｓ２０４ではサブブロックb３は、最小ブロッ
クサイズ２×２に等しくなっているので、ステップ２０
６に処理が進む。このステップ２０６では１画素毎に分
割し、ブロック内の４つの画素値「０」「１」「１」
「１」も中間符号として出力される。

【００３６】上述の分割処理を行なうことにより、図３
（ａ）に示す４×４画素の着目ブロックに相当する中間
符号として図４の様なビットデータ列「１０００１０１
１１」が出力されることになる。このビットデータ列の
１、２、３、４、５ビット目がブロックを分割したか否
かを示す分割情報であるといえる。

【００３７】なお、復号化側でこの中間符号から着目ブ
ロックを復元する時には、まず最初の「１」により、こ
の着目ブロックが２×２ブロックに分割されていたこと
が分かり、続く「０」「０」「０」により最初の３つの
サブブロックｂ０〜ｂ２は全画素「０」であることが分
かり復元できる。また続く「１」よりサブブロックｂ３
だけが更に分割されていることが分かり、このサブブロ
ックｂ３が最小ブロックであることから、続く「０」
「１」「１」「１」は、実際の画素値であることが分か
り全ての画素が復元される。

【００３８】この中間符号は、着目ブロック内のどの位
置に有意画素「１」が存在し、どの位置に「０」が存在
するのかを確実に示す可逆符号となっている。

【００３９】ブロック分割回路１０３から出力される中
間符号は算術符号化回路１０４により算術符号化され
る。本実施の形態では算術符号化の手法としてQM-Coder
を使用する。

【００４０】このQM-Coderを用いる際に、ある状態Sで
発生した「１」か「０」の２値シンボルbを状態Sに応じ
て適応的に符号化する手順については、静止画像の国際
標準ITU-T T.８１｜ISO/IEC １０９１８-１勧告等に
詳細に説明されているので、ここでの説明は省略する。
なお、状態Ｓの分類方法には、２値の符号化画素の周辺
画素の状態等を用いる方法が知られている。

【００４１】しかしながら、本実施の形態は単に２値画
像の画素値を符号化するのではなく、ブロック分割の情
報を示す中間符号を符号化するものであり、公知の方法
とは異なる特有のものである。よって、状態Ｓの分類方
法については詳細に説明する。

【００４２】ブロック分割回路１０３から出力される２
値の中間符号は、ブロック分割情報（ブロックをサブブ
ロックに更に分割するか否かを示すビット）と分割処理
終了後のブロック内の実際の画素値（図４における最後
の４ビット「０」「１」「１」「１」）が混在してい
る。算術符号化回路１０４では、これら２つのビットを
別々の状態に分類して符号化する。特に、ブロック分割
情報を示すビットは、周辺のブロックのブロック分割状
況を考慮した詳細な状態Ｓに応じた算術符号化を行う。

【００４３】以下、本発明の特徴であるブロック分割情
報のビットを算術符号化する場合について詳細に説明す
る。

【００４４】ブロック分割回路１０３の動作説明で説明
した様に、ブロック分割情報は所定のブロックを分割す
るか否かを表すものである。ブロックは最初に順次読み
出すブロック（図３（ａ）参照）を除けば、他のブロッ
ク（分割前のブロック）のサブブロックとなっている。
本実施の形態では、このことを考慮して効率良く算術符
号化するものである。

【００４５】具体的には、サブブロックのブロック分割
情報を算術符号化する場合には、そのサブブロックの位
置（b０、b１、b２、b３の何れと同じ位置であるか）
と、分割前の元のブロックに含まれ既に分割処理済みの
他のサブブロック（例えばサブブロックｂ１であればｂ
０、サブブロックｂ２であればｂ０とｂ１、サブブロッ
クｂ３であればｂ０〜ｂ２となり、サブブロックｂ０に
対しては無し）の内で分割されている数とに応じて状態
Ｓを分類する。

【００４６】例えば、サブブロックb０のブロック分割
情報（本実施の形態では「０」）を算術符号化する時に
は、このサブブロックに分割される前のブロック（本実
施の形態では図３（ａ）の着目ブロック）に含まれ既に
分割処理済みの他のサブブロックは存在しないので、こ
のサブブロックb０のブロック分割情報は状態Ｓ（１）
として算術符号化する。ここで状態Ｓ（ｎ）はｎ番目の
状態を示す。

【００４７】また、サブブロックb１のブロック分割情
報（本実施の形態では「０」）を算術符号化する時に
は、このサブブロックに分割される前のブロック（本実
施の形態では図３（ａ）の着目ブロック）に含まれ既に
分割処理済みの他のサブブロックはｂ０の１つとなる。
よって、このサブブロックb０が分割されたか否か（即
ち、b０のブロック分割情報が「１」か「０」か）の２
つの状態Ｓ（２）、Ｓ（３）に分類できる。よって、サ
ブブロックb２のブロック分割情報を算術符号化する際
には、この状態Ｓ（２）、Ｓ（３）の何れかに基づいて
算術符号化が行われる。

【００４８】また、サブブロックb２のブロック分割情
報（本実施の形態では「０」）を算術符号化する時に
は、このサブブロックに分割される前のブロック（本実
施の形態では図３（ａ）の着目ブロック）に含まれ既に
分割処理済みの他のサブブロックはｂ０、ｂ２の２つと
なる。よって、このサブブロックb０、ｂ１が分割され
たか否か（即ち、b０、ｂ１のブロック分割情報が
「１」か「０」か）の４つの状態Ｓ（４）〜Ｓ（７）に
分類できる。よって、サブブロックb２のブロック分割
情報を算術符号化する際には、この状態Ｓ（４）〜Ｓ
（７）の何れかに基づいて算術符号化が行われる。

【００４９】また、サブブロックb３のブロック分割情
報（本実施の形態では「１」）を算術符号化する時に
は、このサブブロックに分割される前のブロック（本実
施の形態では図３（ａ）の着目ブロック）に含まれ既に
分割処理済みの他のサブブロックはｂ０〜ｂ３の３つと
なる。よって、このサブブロックｂ０〜ｂ３が分割され
たか否か（即ち、ｂ０〜ｂ３のブロック分割情報が
「１」か「０」か）の８つの状態Ｓ（８）〜Ｓ（１５）
に分類できる。よって、サブブロックb３のブロック分
割情報を算術符号化する際には、この状態Ｓ（８）〜Ｓ
（１５）の何れかに基づいて算術符号化が行われる。

【００５０】この様にして個々に分けられた状態Ｓ
（１）〜Ｓ（１５）で、中間符号を順次QM-Coderにより
算術符号化する。QM-Coderでは各状態Ｓ毎に符号化済み
のシンボル列から次のシンボルの出現確率を推定してお
り、各状態でのシンボルの出現確率に応じた符号化が行
われる。

【００５１】以上の処理により、２値画像データの符号
化を効率良く実行することができる。

【００５２】（第２の実施の形態）上記第１の実施の形
態では、２値画像データを符号化する方式を提供した
が、本発明はこれに限らない。即ち、上記画像分割処理
を考慮した効率の良い算術符号化を実行することについ
ていえば、特に２値画像データの符号化でなくとも良
く、多値画像データを符号化する場合に適用することも
可能である。以下、その変形例を説明する。

【００５３】図５は、本発明に係わる第２の実施の形態
のブロック図を示すものである。同図において５０１は
１画面分の多値画像データを入力する画像入力部であ
り、５０２はこの１画面分の多値画像データを格納する
フレームメモリである。第１の実施の形態と同様、この
画像入力部５０１は、例えばスキャナ、デジタルカメラ
等の撮像装置、或いはネットワーク回線のインターフェ
イス等である。

【００５４】５０３は多値画像データを離散ウェーブレ
ット変換する離散ウェーブレット変換回路であり、５０
４は離散ウェーブレット変換により発生した複数のサブ
バンドを順次切り出すサブバンド切り出し回路である。
また、５０５は図１のブロック分割回路１０３と同様の
処理を行うブロック分割回路であり、５０６は算術符号
化回路である。

【００５５】本実施の形態では８ビットのモノクロ多値
画像データを符号化するものとして説明する。しかしな
がら本発明はこれに限らず、輝度Ｌとして８ビット多値
画像データ、色度ａとｂとして８ビット多値画像データ
を符号化する様なカラー多値画像符号化に適用する場合
も含む。また、画像データに限らず画像領域の各画素の
状態を示す多値情報を符号化する場合にも適用できる。

【００５６】まず、符号化される多値画像データが画像
入力部５０１から入力され、フレームメモリ５０２に格
納される。離散ウェーブレット変換回路５０３はフレー
ムメモリ５０２に格納された１画面分の多値画像データ
を所定サイズのブロック毎に読み出し、順次離散ウェー
ブレット変換を施す。この離散ウェーブレット変換によ
り元のブロックを図６に示す様な所定数の周波数帯域
（以降、サブバンドと呼ぶ）に分解する。本実施の形態
における画像データ列x（n）に対する離散ウェーブレッ
ト変換は次式によって行われる。

【００５７】ｒ（ｎ）＝《（ｘ（２ｎ）＋ｘ（２ｎ＋１））／２》ｄ（ｎ）＝ｘ（２ｎ）−ｘ（２ｎ＋１）《ｘ》はｘを越えない最大の整数ここで、ｒ（ｎ）、ｄ（ｎ）は変換係数であり、ｒ
（ｎ）は低周波成分、ｄ（ｎ）は高周波成分である。

【００５８】本変換式は一次元のデータに対するもので
あるが、この変換を水平方向、垂直方向の順に行なうこ
とで図６（ａ）に示す様に、LL、HL、LH、HHの４つのサ
ブバンドに分割することができる。

【００５９】更に、LL成分に対して再度離散ウェーブレ
ット変換を施すことにより、図６（ｂ）に示す様に７つ
のサブバンドに分割される。２次元の離散ウェーブレッ
ト変換を施す回数をレベル数と呼ぶものとし、各サブバ
ンドは成分を表すLL、HL、LH、HHにレベル数を付加し
て、LH３（３レベル目のLH成分）の様に表現して特定す
るものとする。本実施の形態では４レベルの変換を行
い、図６（ｃ）に示す１３個のサブバンドに分解する。

【００６０】サブバンド切り出し回路５０４は離散ウェ
ーブレット変換回路５０３により１３個のサブバンドに
分解された変換係数データから、LL４、HL４、LH４、HH
４、HL３、LH３、...、HH１の様に低周波帯域から順番
に特定の帯域のみを抜き出して後段の量子化回路５０７
に出力する。

【００６１】量子化回路５０７は、サブバンド切り出し
回路５０４により順次出力される各サブバンド内の全て
の変換係数の値を所定の量子化係数で除算することによ
り量子化を行なう。本実施の形態では量子化係数として
２を使用する。

【００６２】ブロック分割回路５０５は、量子化回路５
０７により量子化された各サブバンド内の変換係数の値
を参照しながら、第１の実施の形態と同様のブロック分
割処理を再帰的に実行する。この方法については後述す
る。

【００６３】上記分割の結果、ブロック分割を示す情報
と予め定められている最小サイズ（本実施の形態では２
×２とする）以下になったブロックの変換係数の値（正
負符号と絶対値）を出力することにより中間符号を生成
する。

【００６４】以下、本実施の形態におけるブロック分割
処理について説明する。

【００６５】第１の実施の形態における２値のブロック
分割では、ブロック内に有意画素「１」があるか否かに
より対象となるブロックを分割するかどうか決定してい
るが、この点の考え方はほぼ同じである。具体的には、
ある一定濃度（一定の高さのビットプレーン）以上の画
素がブロック内に存在するか否かにより、更に４分割す
るか否かを決定する。また、２値のブロック分割の場合
には、分割を繰り返したサブブロックが最小のサイズと
なってしまった時には、そのサブブロック内の実際の画
素値「１」、「０」を出力していたが、本実施の形態で
は、多値のビットデータを出力する様にする。以下図面
を用いて説明する。

【００６６】図７にブロック分割回路５０５が実行する
多値ブロックの分割処理の流れを示す。以下、同図を用
いてブロック分割回路５０５の処理を順に説明する。

【００６７】ブロック分割回路５０５によるブロック分
割処理に先立ち、着目するビットプレーンの番号nの初
期値を設定する。ビットプレーンの番号はLSBプレーン
を０とし、MSBプレーンに向けて値が１つずつ大きくな
るものとする。

【００６８】着目ビットプレーン番号nの初期値はブロ
ック分割回路５０５に入力されたサブバンド内の変換係
数の絶対値を表現するのに必要な理論上の最大ビット数
を与える。なお、この数は符号化される画像の１画素当
たりのビット数とウェーブレット変換後のビット数、更
には量子化後のビット数によって定まる。

【００６９】本実施の形態の場合には、符号化される多
値画像は１画素８ビットで表現される。離散ウェーブレ
ット変換回路５０３の変換処理によって得られる変換係
数の絶対値のビット数は成分によって異なり、LL、HL、
LH成分は８ビット、HH成分は、９ビットとなる。

【００７０】これらサブバンドは、更に量子化回路５０
７により量子化係数２で除算されるため、nの初期値はL
L、HL、LH成分で７ビット、HH成分で８ビットとなる。

【００７１】ブロック分割回路５０５は最初、サブバン
ド切り出し回路５０４により切り出されたサブバンド全
体を処理対象ブロック（着目ブロック）とする。まず、
ステップ７０１では着目ブロック内の係数の絶対値の最
大値Ｃmaxを求め、着目ビット数nから決まる閾値２ｎ−
１と比較する。Ｃmaxが閾値よりも大きい場合にはステ
ップ７０５へ、そうでない場合にはステップ７０２へ処
理を移す。

【００７２】これは即ち、処理対象ブロック内の変換係
数の絶対値を自然二進表現してビットプレーンに分割
し、着目ビットプレーンが全て「０」であるか否かを判
断することに等しい。ステップ７０２では、ブロック分
割の情報である中間符号として当該ビットプレーンにお
いてはブロックを分割しないことを表す「０」を出力す
る。

【００７３】ステップ７０３ではnの値を調べ、nが０よ
り大きい場合にはステップ７０４へ処理を進め、そうで
ない場合には着目ブロックについての処理を終了する。
ステップ７０４ではnの値を１つ減らしてステップ７０
１へと戻る。

【００７４】一方、ステップ７０５ではブロック分割さ
れたことを示す中間符号「１」をブロック分割の情報と
して出力する。ステップ７０６では着目ブロックのサイ
ズを所定の最小ブロックサイズと比較し、最小ブロック
サイズよりも大きい場合にはステップ７０７に処理を進
め、そうでない場合にはステップ７０８へと処理を進め
る。

【００７５】ステップ７０７では着目ブロックを４つの
サブブロックに分割し、その各サブブロックについて着
目ビットプレーン番号の初期値を現在のnの値としてス
テップ７０１から処理を行なう。

【００７６】ステップ７０８では着目ブロック内の係数
についてラスタースキャン順に１つずつ、その絶対値を
nビットで自然二進表現して上位ビットから出力すると
共に、係数値が０でなければ正負符号（「＋」ならば
「０」、「−」ならば「１」）も出力する。

【００７７】以上の処理によりブロック分割回路５０５
に入力された各サブバンドは中間符号に変換され、出力
される。

【００７８】算術符号化回路５０６はブロック分割回路
５０５から出力される中間符号を算術符号化し、最終的
な符号化データを出力する。本実施の形態においても第
１の実施の形態と同じくQM-Coderを用いることにより算
術符号化を行うものとする。

【００７９】第１の実施の形態と同様、QM-Coderの処理
手順の詳細についてはここでは省略し、この算術符号化
に用いる状態Ｓの分類方法についてのみ説明する。ブロ
ック分割回路５０５から出力される中間符号にはブロッ
ク分割情報（ブロックを分割するか否かを示すビッ
ト）、多値の変換係数値（絶対値及び正負符号を示すビ
ット）が含まれている。第１の実施の形態と同様にこれ
らの情報は別々の状態Ｓに基づいて算術符号化される。

【００８０】更に本実施の形態では、変換係数の絶対値
を表現するビットを算術符号化する際は、符号化される
ビットが属するビットプレーン番号により状態を分け
る。また、ブロック分割情報についても細かく状態を分
類する。なお、ブロックは最初の分割対象であるサブバ
ンドそのものを除いては、他のブロック（分割前の元の
ブロック）のサブブロックとなっていることを考慮して
算術符号化される。

【００８１】具体的には、サブブロックのブロック分割
情報を算術符号化する場合には、そのサブブロックの位
置（b０、b１、b２、b３の何れと同じ位置であるか）
と、分割前の元のブロックに含まれ既に分割処理済みの
他のサブブロック（例えばサブブロックｂ１であればｂ
０、サブブロックｂ２であればｂ０とｂ１、サブブロッ
クｂ３であればｂ０〜ｂ２となり、サブブロックｂ０に
対しては無し）の内で分割されている数とに応じて状態
Ｓを分類する。

【００８２】例えば、サブブロックb０のブロック分割
情報を算術符号化する時には、このサブブロックに分割
される前のブロックに含まれ既に分割処理済みの他のサ
ブブロックは存在しないので、このサブブロックb０の
ブロック分割情報は状態Ｓ（１）として算術符号化す
る。ここで状態Ｓ（ｎ）はｎ番目の状態を示す。

【００８３】また、サブブロックb１のブロック分割情
報を算術符号化する時には、このサブブロックに分割さ
れる前のブロックに含まれ既に分割処理済みの他のサブ
ブロックはｂ０の１つとなる。よって、このサブブロッ
クb０が分割されたか否か（即ち、b０のブロック分割情
報が「１」か「０」か）の２つの状態Ｓ（２）、Ｓ
（３）に分類できる。よって、サブブロックb２のブロ
ック分割情報を算術符号化する際には、この状態Ｓ
（２）、Ｓ（３）の何れかに基づいて算術符号化が行わ
れる。

【００８４】また、サブブロックb２のブロック分割情
報を算術符号化する時には、このサブブロックに分割さ
れる前のブロックに含まれ既に分割処理済みの他のサブ
ブロックはｂ０、ｂ２の２つとなる。よって、このサブ
ブロックb０、ｂ１が分割されたか否か（即ち、b０、ｂ
１のブロック分割情報が「１」か「０」か）の４つの状
態Ｓ（４）〜Ｓ（７）に分類できる。よって、サブブロ
ックb２のブロック分割情報を算術符号化する際には、
この状態Ｓ（４）〜Ｓ（７）の何れかに基づいて算術符
号化が行われる。

【００８５】また、サブブロックb３のブロック分割情
報を算術符号化する時には、このサブブロックに分割さ
れる前のブロックに含まれ既に分割処理済みの他のサブ
ブロックはｂ０〜ｂ３の３つとなる。よって、このサブ
ブロックｂ０〜ｂ３が分割されたか否か（即ち、ｂ０〜
ｂ３のブロック分割情報が「１」か「０」か）の８つの
状態Ｓ（８）〜Ｓ（１５）に分類できる。よって、サブ
ブロックb３のブロック分割情報を算術符号化する際に
は、この状態Ｓ（８）〜Ｓ（１５）の何れかに基づいて
算術符号化が行われる。

【００８６】この様にして個々に分けられた状態Ｓ
（１）〜Ｓ（１５）で、中間符号を順次QM-Coderにより
算術符号化する。QM-Coderでは各状態Ｓ毎に符号化済み
のシンボル列から次のシンボルの出現確率を推定してお
り、各状態でのシンボルの出現確率に応じた符号化が行
われる。

【００８７】以上の処理により、多値画像データの符号
化を効率良く実行することができる。

【００８８】（他の実施の形態）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、離散ウェー
ブレット変換は第２の実施の形態では２タップのフィル
タを用いたが、よりタップ数の多い他のフィルタを使用
しても良い。また算術符号化方法としてQM-Coderを使用
したが、Q-Coder、CJ-Coder等他の算術符号を使用して
も構わない。

【００８９】また、中間符号をエントロピー符号化する
方式は算術符号化に限らない。例えば、状態Ｓに応じて
方法を切り換えるハフマン符号化等を用いても良い。

【００９０】なお、第１の実施の形態では、符号化され
る１画面分の画像は、単なる２値画像であるとして説明
したが、本発明はこれに限らない。即ち本発明は、上記
１画面分の２値画像を符号化する代わりに、１画面内の
写真領域の位置「１」と文字・線画領域の位置「０」を
示す１画面分の位置情報を符号化する際に適用する場合
も含む。

【００９１】また、第２の実施の形態では、符号化され
る１画面分の画像は、単なる多値画像であるとして説明
したが、本発明はこれに限らない。即ち本発明は、上記
１画面分の多値画像を符号化する代わりに、１画面内の
各位置に対する多値の識別情報を符号化する際に適用す
る場合も含む。

【００９２】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
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の１部として適用して
も、１つの機器（たとえば複写機、ファクシミリ装置）
からなる装置の１部に適用してもよい。

【００９３】また、本発明は上記実施の形態を実現する
ための装置及び方法のみに限定されるものではなく、上
記システム又は装置内のコンピュータ（CPUあるいはMP
U）に、上記実施の形態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、このプログラムコードに
従って上記システムあるいは装置のコンピュータが上記
各種デバイスを動作させることにより上記実施の形態を
実現する場合も本発明の範疇に含まれる。

【００９４】またこの場合、前記ソフトウエアのプログ
ラムコード自体が上記実施の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、具体的
には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明
の範疇に含まれる。

【００９５】この様な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等を用いることがで
きる。

【００９６】また、上記コンピュータが、供給されたプ
ログラムコードのみに従って各種デバイスを制御するこ
とにより、上記実施の形態の機能が実現される場合だけ
ではなく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼
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上記実施の形態
が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明
の範疇に含まれる。

【００９７】更に、この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、その処理によって上記実施
の形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。

【００９８】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、領域
分割処理を用いた新たな符号化方式を提供することよ
り、２値画像データ或いは多値画像データを効率良く符
号化することができる。

【００９９】特に、領域分割処理を実行することを考慮
にいれた効率の良いエントロピー符号化を実行するの
で、圧縮率の高い符号化を実行できる。

【０１００】特に本発明によれば、上記新たな画像符号
化方式の要素技術となるブロック分割処理で発生するブ
ロック分割情報を効率良くエントロピー符号化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１の実施の形態でのブロック
図

【図２】ブロック分割回路１０３の処理の流れを示す図

【図３】着目ブロックの例とその分割の様子を示す図

【図４】図３に示す着目ブロックの例に対するビット列
を示す図

【図５】本発明に係わる第２の実施の形態でのブロック
図を示す図

【図６】離散ウェーブレット変換回路５０３によるウェ
ーブレット変換の概要図

【図７】ブロック分割回路５０５の処理の流れを示す図

【図８】ブロック分割回路５０５によりブロックを更に
分割する様子を示す図

【符号の説明】

１０１画像入力部１０２画像データを格納するフレームメモリ１０３ブロック分割回路１０４算術符号化回路５０１画像入力部５０２画像データを格納するフレームメモリ５０３離散ウェーブレット変換回路５０４サブバンド切り出し回路５０５ブロック分割回路５０６算術符号化回路５０７量子化回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化対象ブロックを含む複数のブロッ
クを、更に複数個に分割したか否かを示す分割情報を出
力する出力手段と、符号化対象ブロックの近隣ブロックの分割状況に応じた
推定確率に基づいて、前記符号化対象ブロックに対応す
る分割情報をエントロピー符号化するエントロピー符号
化手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記エントロピー符号化は、算術符号化
であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
置。
【請求項３】前記出力手段は、前記符号化対象ブロッ
クを更に複数個に分割する分割手段を含むことを特徴と
する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】前記分割手段は、前記符号化対象ブロッ
ク内に有意係数が存在するか否かに応じて、分割するか
否かを決定することを特徴とする請求項３に記載の画像
処理装置。
【請求項５】前記符号化対象ブロックは複数の係数か
ら構成され、前記係数の各々は２値であることを特徴と
する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】前記所定のブロックは複数の係数から構
成され、前記係数の各々は多値であることを特徴とする
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】前記符号化対象ブロックは、初期ブロッ
クを少なくとも１度以上分割して得られた複数ブロック
の内の１つであることを特徴とする請求項１に記載の画
像処理装置。
【請求項８】前記近隣ブロックは、前記初期ブロック
内に含まれていることを特徴とする請求項７に記載の画
像処理装置。
【請求項９】前記複数のブロックは、ウェーブレット
変換後に得られたサブバンドの１つを構成していること
を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】符号化対象ブロックを含む複数のブロ
ックを、更に複数個に分割したか否かを示す分割情報を
出力する出力ステップと、符号化対象ブロックの近隣ブロックの分割状況に応じた
推定確率に基づいて、前記符号化対象ブロックに対応す
る分割情報をエントロピー符号化するエントロピー符号
化ステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】符号化対象ブロックを含む複数のブロ
ックを、更に複数個に分割したか否かを示す分割情報を
出力する出力ステップと、符号化対象ブロックの近隣ブロックの分割状況に応じた
推定確率に基づいて、前記符号化対象ブロックに対応す
る分割情報をエントロピー符号化するエントロピー符号
化ステップとを有する画像処理プログラムをコンピュー
タから読み出し可能な状態に記憶した記憶媒体。