JP2002165098A

JP2002165098A - 画像符号化装置及び画像符号化方法

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Publication number: JP2002165098A
Application number: JP2000359741A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Fukuhara; 隆浩福原; Seishi Kimura; 青司木村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-07
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP3702778B2; US6876772B2; US20020064232A1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明では、目標符号量を１回の符号化処理
で実現し、計算負荷及び記憶負荷が少なく、且つ高い符
号化効率の符号量制御を実現し、静止画のみならず動画
像や、様々な動画像に対しても、安定した符号量制御が
実現出来る。【解決手段】この画像符号化装置は、ウェーブレット
変換部１と、ビットプレーン毎に符号化パスを生成する
ビットプレーン符号化パス生成部２と、符号化パス内で
算術符号化を行う算術符号化部３と、生成された算術符
号から目標の符号量になるように符号量を制御するレー
ト制御部４と、符号量制御後の算術符号にヘッダを加え
てパケットを生成するパケット生成部６と、該符号化パ
スをすべて処理して符号化コードストリームを生成した
後、目標の符号量になるように符号化コードストリーム
の後ろを切り捨てる符号化コードストリーム切り捨て手
段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＪＰＥＧ（Ｊｏ
ｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔｓ
Ｇｒｏｕｐ）−２０００規格に基づいたフォーマットに
よる符号化を行う画像符号化装置及び画像符号化方法に
関する。応用分野としては、静止画・動画像のデジタル
カメラ、カムコーダ、監視用コーデック、放送用映像機
器のコーデック、ノンリニア編集機のコーデック、ＰＤ
Ａ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔ
ａｎｃｅ）や携帯電話内臓のコーデック、ＰＣ（Ｐｅｒ
ｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）上のオーサリング・ツ
ール、画像編集ソフト、ゲーム、３次元ＣＧ（Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃ）で用いるテキスチャの圧縮
器またはそのソフトウェア・モジュール等が主な利用分
野である。

【０００２】

【従来の技術】従来の代表的な画像圧縮方式として、Ｉ
ＳＯ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔ
ｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｉｚａｔｉｏｎ）によ
って標準化されたＪＰＥＧ方式がある。これはＤＣＴ
（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）を用い、比較的高いビットが割り当てられる場合に
は、良好な符号化・復号化画像を供することが知られて
いる。ところが、ある程度符号化ビット数を少なくする
と、ＤＣＴ特有のブロック歪みが顕著になり、主観的に
劣化が目立つようになる。これとは別に最近、画像をフ
ィルタバンクと呼ばれるハイパス・フィルタとローパス
・フィルタを組み合わせたフィルタによって、複数の帯
域に分割して、それらの帯域毎に符号化を行う方式の研
究が盛んになっている。その中でも、ウェーブレット変
換符号化は、ＤＣＴで問題になる高圧縮でブロック歪み
が顕著になるという欠点が無いことから、ＤＣＴに代わ
る新たな技術として有力視されている。

【０００３】２０００年１２月に国際標準化が完了する
予定のＪＰＥＧ−２０００規格は、このウェーブレット
変換に高能率なエントロピー符号化と算術符号化を組み
合わせた手段を採用しており、ＪＰＥＧに比べて符号化
効率の大きな改善を実現している。しかし、これら国際
規格は、デコーダ側の規格のみを定めており、エンコー
ダ側は自由に設計することが出来る。その反面、一般に
負荷が重いエンコーダの処理の軽減手段や、本発明で述
べるレート制御の効果的な手段については規格が存在し
ないため、ノウハウの確立が何よりも重要になる。ま
た、ＪＰＥＧでは、目標の圧縮率を実現するためのレー
ト制御が困難であり、目標値を得るまで複数回の符号化
を施す必要も多々ある。これは、処理時間の増大に繋が
ることから、符号化は１回で目標の符号量を得ることが
望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上の背景から、本発
明では、ＪＰＥＧ−２０００規格に基づいたフォーマッ
トによる符号化を行う画像符号化装置及び画像符号化方
法において、以下の課題を実現することを目的とする。
第１に、目標符号量を、１回の符号化処理で実現するこ
と。第２に、レート制御の計算負荷及び記憶負荷が少な
くて、且つ高い符号化効率の符号量制御を実現するこ
と。第３に、静止画のみならず動画像にも、安定した符
号量制御が実現出来ること。第４に、様々なタイプの動
画像に対しても、安定した符号量制御が実現出来るこ
と。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のＪＰＥＧ−２
０００規格に基づいたフォーマットによる符号化を行う
画像符号化装置及び画像符号化方法は、入力画像に対
し、ウェーブレット変換を施すフィルタリング手段と、
ウェーブレット変換係数を、最上位ビット（ＭＳＢ）か
ら最下位ビット（ＬＳＢ）に至るビットプレーンに展開
するビットプレーン生成手段と、ビットプレーン毎に符
号化パスを生成する符号化パス生成手段と、符号化パス
内で算術符号化を行う算術符号化手段と、生成された算
術符号から目標の符号量になるように符号量を制御する
符号量制御手段と、符号量制御後の算術符号にヘッダを
加えてパケットを生成するパケット生成手段とから構成
されるＪＰＥＧ−２０００規格に基づいたフォーマット
による符号化を行う画像符号化装置において、下記の３
通りの手段のいずれか１つを備えたものである。

【０００６】第１の手段として、同該符号化パスをすべ
て処理して符号化コードストリームを生成した後、目標
の符号量になるように符号化コードストリームの後ろを
切り捨てる符号化コードストリーム切り捨て手段を備え
たものである。

【０００７】第２の手段として、同該符号化パス生成手
段では、予め設定された目標の符号量に達した時点で符
号化を中止する符号化中止手段を備えたものである。

【０００８】第３の手段として、同該フィルタリングに
よって生成されるサブバンド毎の符号化パス数を予め記
憶しておく記憶手段と、同該符号化パス生成手段では、
この符号化パス数内で同該符号化パスを終了する符号化
パス終了手段を備えたものである。

【０００９】本発明によれば、以下の作用をする。この
発明のＪＰＥＧ−２０００規格に基づいたフォーマット
による符号化を行う画像符号化装置及び画像符号化方法
において、ウェーブレット変換を行うフィルタリング手
段は、入力画像を低域フィルタ・高域フィルタから構成
されるフィルタバンクによってフィルタリングを行い、
変換係数を算出する。特に低域のサブバンドを複数のレ
ベルまで再帰的に変換する作用がある。量子化手段は、
通常良く用いられるスカラ量子化、即ち変換係数値を所
定のステップサイズで除算する作用がある。ビットプレ
ーン毎に符号化パスを生成する符号化パス生成手段は、
所定の符号化ブロック単位内の変換係数から、最上位ビ
ット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）に至るビッ
トプレーンを構成して、同該符号化パスの処理を行う作
用がある。算術符号化手段は、符号化パス内から呼ばれ
て、統計量の測定を行い学習を行いながら所定の算術符
号化を行う作用がある。生成された算術符号から目標の
符号量になるように符号量のレート制御をする符号量制
御手段において、目標の符号量に近づける様に、符号化
コードストリーム切り捨て手段は上記符号化パスの一部
を切り捨てる作用がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明によるＪＰＥＧ−
２０００規格に基づいたフォーマットによる符号化を行
う画像符号化装置及び画像符号化方法の実施の形態につ
いて説明する。

【００１１】［第１の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第１項に記載する本発明の一実施形態である。図１
は本実施形態の画像符号化装置の構成を示すブロック図
であり、入力画像に対してウェーブレット変換を施すウ
ェーブレット変換部１と、ウェーブレット変換係数を最
上位ビット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）に至
るビットプレーンに展開するビットプレーン符号化パス
生成部２と、符号化パス内で算術符号化を行う算術符号
化部３と、生成された算術符号から目標の符号量になる
ように符号量を制御するレート制御部４と、ヘッダを生
成するヘッダ生成部５と、符号量制御後の算術符号にヘ
ッダを加えてパケットを生成するパケット生成部６とを
有して構成される。ここで、ビットプレーン符号化パス
生成部２および算術符号化部３とでＥＢＣＯＴ（Ｅｍｂ
ｅｄｄｅｄＣｏｄｉｎｇｗｉｔｈＯｐｔｉｍｉｚ
ｅｄＴｒｕｎｃａｔｉｏｎ）符号化部１０を構成す
る。

【００１２】次に本実施形態の画像符号化装置の動作に
ついて説明する。ウェーブレット変換部１におけるウェ
ーブレット変換は、通常低域フィルタと高域フィルタか
ら構成されるフィルタバンクによって実現される。従っ
てデジタルフィルタは通常複数タップ長のインパルス応
答（フィルタ係数）を持っているので、フィルタリング
が行えるだけの入力画像を予めバッファリングしておく
必要がある。しかし本実施の形態では、図１の構成要素
からは外してある。

【００１３】上記によってフィリタリングに必要な最低
限の画像Ｓ１００を入力したウェーブレット変換部１で
は、ウェーブレット変換を行うフィルタリングを行い、
ここでウェーブレット変換係数Ｓ１０１が生成される。
図４に、第２ステージまでウェーブレット分割したとき
のサブバンドを示す。尚、ウェーブレット変換は、通常
図４の様に第２レベルまでの最低域サブバンドＬＬ２
と、低高域サブバンドＬＨ２と、高低域サブバンドＨＬ
２と、最高域サブバンドＨＨ２のように、低域成分を繰
り返し変換する手段を取るが、これは画像のエネルギー
の多くが低域成分に集中しているからである。

【００１４】尚、図４の場合には、ウェーブレット変換
のレベル数は２であり、この結果、第２レベルまでの最
低域サブバンドＬＬ２と、低高域サブバンドＬＨ２と、
高低域サブバンドＨＬ２と、最高域サブバンドＨＨ２
と、第１レベルの低高域サブバンドＬＨ１と、高低域サ
ブバンドＨＬ１と、最高域サブバンドＨＨ１の計７つの
サブバンドが生成される。尚、ウェーブレット変換手段
では、通常低域成分のみを再帰的にフィルタリングする
が、これ以外の手段も存在することは言うまでもない。

【００１５】次に、ウェーブレット変換係数Ｓ１０１を
入力して、ビットプレーン符号化パス生成部２でエント
ロピー符号化が行われる。本実施の形態では、特にＪＰ
ＥＧ−２０００規格で定められたＥＢＣＯＴ（Ｅｍｂｅ
ｄｄｅｄＣｏｄｉｎｇｗｉｔｈＯｐｔｉｍｉｚｅ
ｄＴｒｕｎｃａｔｉｏｎ）と呼ばれるエントロピー符
号化を例に取りながら説明する（参考文献：ISI/IEC FD
IS 15444-1,JPEG-2000Part-1 FDIS, 18 August 200
0）。

【００１６】ＥＢＣＯＴの説明の前に、ビットプレーン
の概念について図５を用いて説明する。図５Ａは縦４
個、横４個の計１６個の係数から成る量子化係数を仮定
している。この１６個の係数の内、絶対値が最大のもの
は１３で、２進表現にすると１１０１になる。このよう
にそれぞれウェーブレット変換係数Ｓ１０１による係数
値を有している。

【００１７】ＥＢＣＯＴ符号化を実行する場合、図５Ｂ
に示すように、ウェーブレット変換係数Ｓ１０１による
係数値の絶対値を最下位ビット（ＬＳＢ：Ｌｅａｓｔ
ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉｔ）から最上位ビット
（ＭＳＢ：ＭｏｓｔＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＢｉ
ｔ）までの各ビットで順次スライスするようにして各サ
ンプルに対応する「１」または「０」の係数値を有する
絶対値のビットプレーン（以下、これを絶対値ビットプ
レーンという。）、この場合、４種類の絶対値ビットプ
レーンを生成すると共に、図５Ｃに示すように、各係数
値の「＋」「−」の符号のビットプレーン（以下、これ
を符号ビットプレーンという。）を生成する。

【００１８】従って、同図５Ｂの絶対値のビットプレー
ンは４つのプレーンから構成される。各ビットプレーン
の要素はすべて０か１の数を取ることは自明である。他
方、符号は−６が唯一負の数でそれ以外は０または正の
数である。従って、符号のプレーンは同図５Ｃのように
なる。

【００１９】ＥＢＣＯＴは、所定の大きさのブロック毎
にそのブロック内の係数の統計量を測定しながら符号化
を行う手段である。量子化係数をコードブロック（ｃｏ
ｄｅ−ｂｌｏｃｋ）と呼ばれる所定のサイズのブロック
単位に、エントロピー符号化する。コードブロックは、
ＭＳＢからＬＳＢ方向にビットプレーン毎に独立して符
号化される。コードブロックの縦横のサイズは４から２
５６までの２のべき乗で、通常使用される大きさは、３
２×３２、６４×６４、１２８×３２等がある。ウェー
ブレット領域の係数値がｎビットの符号付き２進数で表
されていて、ビット０からビットｎ−２がＬＳＢからＭ
ＳＢまでのそれぞれのビットを表すとする。残りの１ビ
ットは符号である。コードブロックの符号化は、ＭＳＢ
側のビットプレーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）から順番
に、次の３種類の符号化パス（ｐａｓｓ）によって行わ
れる。

【００２０】ＥＢＣＯＴ符号化では、絶対値ビットプレ
ーン内の係数値に対する符号化方式として、シグニフィ
カンスプロパゲーションパス（Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃ
ｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ）、マグニチュー
ドリファイメントパス（ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉ
ｎｅｍｅｎｔＰａｓｓ）およびクリーンナップパス
（ＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ）と呼ばれる３種類の符
号化パスが規定されている。

【００２１】３つの符号化パスの用いられる順序は図６
で示される。図６において、最初にＭＳＢ側のビットプ
レーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）（ｎ−２）がクリーンナ
ップパス（ＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ）によって符号化
される。続いて順次ＬＳＢ側に向かい、ビットプレーン
（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）（ｎ−３）、ビットプレーン
（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）（ｎ−４）・・・ビットプレー
ン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）（０）の各ビットプレーンの
符号化が、３つの符号化パス（ｐａｓｓ）をシグニフィ
カンスプロパゲーションパス（Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃ
ｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ）、マグニチュ
ードリファイメントパス（ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆ
ｉｎｅｍｅｎｔＰａｓｓ）そしてクリーンナップパス
（ＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ）の順序で用いて行われ
る。

【００２２】ただし、実際にはＭＳＢ側から何番目のビ
ットプレーンで初めて１が出てくるかをヘッダに書き、
はじめのオール０のビットプレーンは符号化しない。

【００２３】この順序で３種類の符号化パス（ｐａｓ
ｓ）を繰返し用いて符号化して行き、任意のビットプレ
ーンの任意の符号化パス（ｐａｓｓ）までで符号化を打
ち切ることにより、符号量と画質のトレードオフを取る
ことによりレート制御を行う。

【００２４】次に、係数の走査（スキャニング）につい
て図７を用いて説明する。図７において、コードブロッ
ク（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）は高さ４ピクセルである４
個の係数毎にストライプＳＴに分けられる。ストライプ
ＳＴの幅はコードブロック（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）の
幅に等しい。スキャン順とは、１個のコードブロック
（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）内のすべての係数をたどる順
番で、コードブロック（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）の中で
は上のストライプＳＴから下のストライプＳＴへの順
序、ストライプＳＴの中では、左の列から右の列へ向か
っての順序、列の中では上から下へという順序である。
各符号化パス（ｐａｓｓ）においてコードブロック（ｃ
ｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）のすべての係数が、このスキャン
順で処理される。

【００２５】以下、３つの符号化パス（ｐａｓｓ）につ
いて述べる。まず、第１に、シグニフィカンスプロパゲ
ーションパス（ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＰｒｏｐａ
ｇａｔｉｏｎＰａｓｓ）について説明する。あるビッ
トプレーンを符号化するシグニフィカンスプロパゲーシ
ョンパス（ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＰｒｏｐａｇａ
ｔｉｏｎＰａｓｓ）では、８近傍の少なくとも１つの
係数がシグニフィカント（Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）で
あるようなノンシグニフィカント（ｎｏｎ−Ｓｉｇｎ
ｉｆｉｃａｎｔ）係数のビットプレーン（ｂｉｔ−ｐｌ
ａｎｅ）の値を算術符号化する。その符号化したビッ
トプレーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）の値が１である場
合は、符号が＋であるか、−であるかを続けて算術符号
化する。

【００２６】ここでシグニフィカンス（Ｓｉｇｎｉｆｉ
ｃａｎｃｅ）という言葉について説明する。シグニフィ
カンス（Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ）とは、各係数に対
して符号化器が持つ状態で、シグニフィカンス（Ｓｉｇ
ｎｉｆｉｃａｎｃｅ）の初期値はノンシグニフィカント
（ｎｏｎ−Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）を表す０、その係
数で１が符号化されたときにシグニフィカント（Ｓｉｇ
ｎｉｆｉｃａｎｔ）を表す１に変化し、以降常に１であ
り続けるものである。従って、シグニフィカンス（Ｓｉ
ｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ）とは有効桁の情報を既に符号化
したか否かを示すフラグとも言える。

【００２７】次に、第２に、マグニチュードリファイメ
ントパス（ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔ
Ｐａｓｓ）について説明する。ビットプレーン（ｂｉ
ｔ−ｐｌａｎｅ）を符号化するリファイメントパス（Ｒ
ｅｆｉｎｅｍｅｎｔＰａｓｓ）では、ビットプレーン
（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）を符号化するシグニフィカンス
プロパゲーションパス（ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅＰ
ｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ）で符号化していない
シグニフィカント（Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）な係数の
ビットプレーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）の値を算術符
号化する。

【００２８】そして、第３に、クリーンナップパス（Ｃ
ｌｅａｎｕｐＰａｓｓ）について説明する。ビットプ
レーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）を符号化するクリーンナ
ップパス（ＣｌｅａｎｕｐＰａｓｓ）では、ビットプ
レーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）を符号化するシグニフィ
カンスプロパゲーションパス（Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃ
ｅＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰａｓｓ）で符号化して
いないノンシグニフィカント（ｎｏｎ−Ｓｉｇｎｉｆｉ
ｃａｎｔ）な係数のビットプレーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎ
ｅ）の値を算術符号化する。その符号化したビットプレ
ーン（ｂｉｔ−ｐｌａｎｅ）の値が１である場合は符号
が＋であるか−であるかを続けて算術符号化する。

【００２９】尚、以上の３つの符号化パス（ｐａｓｓ）
での算術符号化では、コードブロック単位毎に算術符号
化の統計量を測定しながら、ケースに応じてＺＣ（Ｚｅ
ｒｏＣｏｄｉｎｇ）、ＲＬＣ（Ｒｕｎ−Ｌｅｎｇｔｈ
Ｃｏｄｉｎｇ）、ＳＣ（ＳｉｇｎＣｏｄｉｎｇ）、Ｍ
Ｒ（ＭａｇｎｉｔｕｄｅＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）が使
い分けられる。ここでＭＱ符号化と呼ばれる算術符号が
用いられる。ＭＱ符号化は、ＪＢＩＧ２（参考文献：IS
O/IEC FDIS 14492, "Lossy/Lossless Codingof Bi-le
vel Images", March 2000）で規定された学習型の２
値算術符号である。ＪＰＥＧ−２０００規格では、すべ
ての符号化パス（ｐａｓｓ）で合計１９種類のコンテキ
ストがある。

【００３０】以上が、ビットプレーン毎に符号化パスを
生成する符号化パス生成部２、算術符号化部３の、ＪＰ
ＥＧ−２０００規格の手段を実例に取った説明である。
尚、前記実施の形態の様に、ビットプレーン毎に符号化
パスを生成する符号化パス生成部２において、ブロック
毎に独立して符号化を行い、且つ算術符号化の統計量測
定を同該符号化ブロック（上記例ではコードブロック
（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ））内に閉じて処理する内容
は、請求項９でクレイムされている。

【００３１】続いて図１を用いて後段の処理について説
明する。レート制御部４では、すべてのビットプレーン
符号化パスの処理を行った後で、算術符号化部３の出力
である算術符号Ｓ１０３の符号量をカウントして、目標
の符号量に達した時点で、それより後の算術符号を切り
捨てる。従って、全ビットプレーンの符号化パスを処理
するので負荷が大きいが、符号量をオーバーする直前で
切り捨てる符号化コードストリーム切り捨て手段を取る
ため、確実に目標の符号量に抑えることが出来る。

【００３２】符号量制御完了後の算術符号Ｓ１０４を入
力したヘッダ生成部５では、例えば同該算術符号Ｓ１０
４を元にしてコードブロック（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）
内での付加情報（例えばコードブロック（ｃｏｄｅ−ｂ
ｌｏｃｋ）内の符号化パス（ｐａｓｓ）の個数や圧縮コ
ードストリームのデータ長等）をヘッダＳ１０５として
出力する。更に、パケット生成部６では、上記算術符号
Ｓ１０４とヘッダＳ１０５とを合わせてパケットＳ１０
６を生成・出力する。

【００３３】［第２の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第２項に記載する一実施形態である。第１の実施形
態のレート制御部４では、すべてのビットプレーン符号
化パスの処理を行った後で、符号化コードストリーム切
り捨て手段により符号化コードストリーム（算術符号）
を切り捨てたが、より符号化の負荷を軽減するために、
符号化中止手段により算術符号Ｓ１０３より送出される
符号量を常時カウントしながら、目標の符号量に達した
時点で同該符号化処理を中止する。この場合には、レー
ト制御部４では、算術符号Ｓ１０３より送出される符号
量の累積値と目標符号量とを常時カウントして比較して
いる必要があり、第１の実施形態よりもレート制御部４
での動作が複雑になる。しかし前述のように、全ビット
プレーンの符号化パスを符号化する必要がないので、符
号化の負荷は軽減される利点がある。

【００３４】［第３の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第３項に記載する一実施形態である。図２は本実施
形態の他の画像符号化装置の構成を示すブロック図であ
り、図１の構成に加え、フィルタリングによって生成さ
れるサブバンド毎の符号化パス数を予め記憶しておく符
号化パステーブル７を備えている。

【００３５】次に動作について説明する。ウェーブレッ
ト変換係数Ｓ１０１は、第１の実施の形態で述べた様
に、ビットプレーンに展開されてビットプレーン毎に符
号化パスが生成される。ここで、目標の符号量を得るた
めに、どの符号化パスを選んで、どの符号化パスを切り
捨てるかがレート制御のポイントであるが、画質に与え
る影響は符号化パスによっても変わり、且つその符号化
パスがどのサブバンドにあるかでも変わる。

【００３６】従って、情報理論的には、コードブロック
（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）内の符号化パスの符号量と、
それを切り捨てることによって生じる歪み量（画質の劣
化に関係する）を計算して、レートディストーション
（Ｒａｔｅ−Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）理論の観点から最
適になるように、その符号化パスを切り捨てるか、選択
するかを決定するのが理想である。しかし、この制御実
現のためには、非常に負荷の高い計算と、歪み量を記憶
するための大きなメモリを用意する必要があることか
ら、現実的ではない。

【００３７】そこで、本実施形態では、予めサブバンド
毎に、コードブロック（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）内の符
号化パス数の上限値を設定しておき、それ以上の符号化
パスがある場合には、符号化パスを強制的に切り捨てる
符号化パス終了手段を取る。この場合、ウェーブレット
変換係数を展開したビットプレーン上での、符号化パス
数の最大値を把握する必要がある。これは、サブバンド
毎の符号化パス数を予め設定した符号化パス・テーブル
７を参照することによって実現される。

【００３８】図８は、ロスレス（ＬｏｓｓＬｅｓｓ）
で符号化を行う場合、即ち全ビットプレーンの符号化パ
スを処理した場合の想定される符号化パスの最大値であ
る。図８において、第２レベルまでの最低域サブバンド
ＬＬ２の符号化パス数は２５、低高域サブバンドＬＨ２
の符号化パス数は２８、高低域サブバンドＨＬ２の符号
化パス数は２８、最高域サブバンドＨＨ２の符号化パス
数は３１、第１レベルの低高域サブバンドＬＨ１の符号
化パス数は２８、高低域サブバンドＨＬ１の符号化パス
数は２８、最高域サブバンドＨＨ１の符号化パス数は３
１である。

【００３９】これらの数値は、ＪＰＥＧ−２０００規格
で定義されているガードビットＧ（オーバフロー予防の
ための保護ビット）＝２ビット、ウェーブレット変換を
ロスレス（ＬｏｓｓＬｅｓｓ）対応の可逆型５×３フ
ィルタ（５、３はフィルタのタップ長）を使った場合を
想定している。この場合には、図８で示されている以上
の符号化パスは、原理的に起こらないことが知られてい
る（詳しくは前述のＪＰＥＧ−２０００ＦＤＩＳ規格
書に記述されている）。また本実施の形態は、入力画像
データが、８ビット／コンポーネント（ｂｉｔ／ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔ）の場合を想定している。

【００４０】次に、図９は別のタイプ−Ａの符号化パス
のパターンである。図９において、第２レベルまでの最
低域サブバンドＬＬ２の符号化パス数は２０、低高域サ
ブバンドＬＨ２の符号化パス数は１９、高低域サブバン
ドＨＬ２の符号化パス数は１９、最高域サブバンドＨＨ
２の符号化パス数は１８、第１レベルの低高域サブバン
ドＬＨ１の符号化パス数は１２、高低域サブバンドＨＬ
１の符号化パス数は１２、最高域サブバンドＨＨ１の符
号化パス数は７である。

【００４１】図９のタイプ−Ａの符号化パスは、図８の
ロスレス（ＬｏｓｓＬｅｓｓ）対応のものよりも、す
べてのサブバンドで、符号化パス数が少ないことがわか
る。これによって符号量の発生が少なく抑えられる。

【００４２】続いて図１０は他のタイプ−Ｂの符号化パ
スのパターンである。図１０において、第２レベルまで
の最低域サブバンドＬＬ２の符号化パス数は２３、低高
域サブバンドＬＨ２の符号化パス数は２１、高低域サブ
バンドＨＬ２の符号化パス数は２１、最高域サブバンド
ＨＨ２の符号化パス数は２０、第１レベルの低高域サブ
バンドＬＨ１の符号化パス数は１４、高低域サブバンド
ＨＬ１の符号化パス数は１４、最高域サブバンドＨＨ１
の符号化パス数は７である。

【００４３】図１０は、図９よりも全体的にサババンド
内の符号化パス数が多くなっている。これは符号量の発
生を促進させているので、図１０の場合は、図９の場合
よりは多くの符号量が発生する。尚、これは請求項８に
よってクレイムされている。

【００４４】上記操作によってビットプレーン毎に符号
化パスを生成する符号化パス生成部２で選択された、ビ
ットプレーン毎の符号化パスＳ１０２で、算術符号化部
３が呼び出され、算術符号Ｓ１０３が生成される。それ
以降の動作は、第１の実施形態と同様である。

【００４５】［第４の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第４項に記載する一実施形態である。前記第３の実
施の形態では、符号化パステーブル７によりサブバンド
毎の符号化パス数を予め制限しておくことで、レート制
御部４において符号量をコントロールする符号化パス終
了手段を採っているが、あくまで符号化パス単位の制御
であるため、高精度の符号量制御という点では不十分で
ある。

【００４６】従って、更に追加手段として、レート制御
部４で算術符号Ｓ１０３の情報量を監視し、目標の符号
量を超えていた際には、符号化コードストリーム切り捨
て手段により目標の符号量になるまで前記算術符号Ｓ１
０３を切り捨てる動作を行う。これによって高精度の符
号量制御が実現される。尚、この内容は、請求項４でク
レイムされている。

【００４７】［第５の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第５項に記載する一実施形態である。前記第４実施
の形態では、サブバンド毎の符号化パス数を予め決めた
符号化パステーブル７を用意して、それ以上の符号化パ
スが発生した際には符号化コードストリーム切り捨て手
段によりそれを切り捨てることで符号量制御を行ってい
た。しかし、入力画像は多種多様であり、サブバンド毎
内の符号化パス数のパターンを登録した符号化パステー
ブルを複数個用意しておき、画像によってそれらを切り
替える切替手段は有効である。これによって、常に符号
量をコントロールしながら符号化を行うことが出来る。
尚、この内容は、請求項５でクレイムされている。

【００４８】［第６の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第６項に記載する一実施形態である。本実施形態
は、前記第５の実施形態の応用例である。入力画像が動
画像（連続する静止画として扱うことが可能）であった
場合、前述の様に、画像によっては符号化が困難で多く
の符号量が発生するものもあれば、符号化が容易で符号
量の発生が少ないものもある。従って、これらの様々な
画像に対して、１パターンの前記符号化パステーブルを
参照して符号化パス数を決定することは得策ではない。

【００４９】従って、また図８から図１０に符号化パス
数を示した様に、以前に符号化した画像の発生符号量、
または現在の画像の特徴を利用することで、効果的な符
号量制御を行うことが出来る。本実施形態は、１つ前の
画像の発生符号量を利用するものである。具体的には、
１つ前の画像の発生符号量を記憶保持しておき、もしこ
の符号量が予め決められた１フレーム当たりの画像の符
号量またはそのフレームに割り当てられた符号量を上回
っていた際には、現在の符号化対象画像は、発生符号量
を抑制する方向に制御すべきである。

【００５０】従って、選択手段により複数個用意された
符号化パスの参照テーブルの中から、発生符号量が少な
くなるテーブルを選択し、これを参照する。尚、前記符
号化パス数と関係してくるので、この符号化パス数を微
妙に変えたテーブルを多く用意しておけばおくほど、細
かい制御が可能になることは言うまでもない。しかしそ
の分、多くの記憶容量が必要になるので、実際のトレー
ドオフを考慮して、テーブルの数は決定することにな
る。

【００５１】逆に、もし符号量が予め決められた１フレ
ーム当たりの画像の符号量またはそのフレームに割り当
てられた符号量を下回っていた際には、現在の符号化対
象画像は、発生符号量を増加する方向に制御すべきであ
り、選択手段によりそれに相当するテーブルを選択すれ
ば良い。

【００５２】［第７の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第７項に記載する一実施形態である。本実施形態
は、前記第５の実施形態の応用例である。本実施形態で
は、入力画像が動画像であった場合、現在の符号化対象
画像の特徴量を利用して、前記テーブルを選択する。具
体的には、例えばウェーブレット変換係数の絶対値和を
取り、閾値判定手段によりこの値がある閾値よりも大き
い時には発生情報量が多いと判断して、符号量発生を抑
制する符号化パステーブルを選択する。また、画像を幾
つかの部分領域に分割して、それら領域内の画素の分散
値和を取り、これを閾値判定しても良い。この分散値が
標準よりも大きい場合には、細かなテキスチャが存在す
ると判断出来るので符号量が多くなるとみなし、符号量
発生を抑制する符号化パステーブルを選択する。

【００５３】逆に、同該分散値が小さい場合には、符号
量発生を増やすテーブルを選択する。尚、これらの処理
はいずれも閾値処理を行うのが通常であり、予め分散値
の閾値を幾つか決めておき、閾値判定手段によるその閾
値との大小判定によって、符号化パステーブルを選択す
ることになる。

【００５４】［第８の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第１２、１３、１４項に記載する一実施形態であ
る。これまでに述べた実施形態では、ウェーブレット変
換後の変換係数をビットプレーンに展開したが、図３の
様に、ウェーブレット変換部１とビットプレーン符号化
パス生成部２との間に、量子化部８を設ける。従って、
ウェーブレット変換係数Ｓ１０１は量子化部８で量子化
されて、量子化係数Ｓ１０８が出力される。

【００５５】量子化手段としては、通常ウェーブレット
変換係数Ｓ１０１を量子化ステップサイズで除算するス
カラ量子化が一般的であり、ＪＰＥＧ−２０００の規格
にも同技術は含まれている。またウェーブレット変換係
数Ｓ１０１のスカラ量子化手段については、請求項１１
でクレイムされている。

【００５６】量子化係数Ｓ１０８は、ビットプレーン符
号化パス生成部２でビットプレーンに展開されて、前記
第１の実施形態で述べた様に、コードブロック（ｃｏｄ
ｅ−ｂｌｏｃｋ）毎に符号化パスが生成される。量子化
手段によって、通常量子化係数Ｓ１０８の絶対値は前記
ウェーブレット変換係数Ｓ１０１の絶対値よりも小さく
なるので、展開されるビットプレーン数もそれだけ少な
くなる特徴がある。

【００５７】ビットプレーンに展開されたコードブロッ
ク（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）毎の符号化パスＳ１０９か
らは、それぞれ必要に応じて算術符号化部３が呼び出さ
れて、算術符号Ｓ１１０が出力される。以降の動作は既
に述べたものと同様で良い。

【００５８】尚、この量子化手段を使って、結果として
図９、図１０で示した様な各サブバンド毎の符号化パス
数になる様に量子化を行えば、前記実施形態と同様の目
的を実現出来ることは言うまでもない。この際、前記ビ
ットプレーン符号化パス生成部２での、符号化パス生成
の手段は省略することが出来る。

【００５９】［第９の実施の形態］本実施の形態は、請
求項第１８、１９、２０項に記載する一実施形態であ
る。前記第１の実施形態で述べたウェーブレット変換手
段は、低域フィルタと高域フィルタを水平・垂直方向に
かけ、それを複数のサブバンドが得られるまで繰り返し
行うことで実現されると述べた。しかし全画面のウェー
ブレット変換を行う手段は、全画面の画素サンプル数だ
けの変換係数を記憶・保持しておく必要があり、入力画
像のサイズが大きい場合には現実的では無い。従って、
ラインバッファに必要最低限の入力画像または係数を記
憶・保持しておき、ウェーブレット変換を繰り返し行い
ながら、随時フィルタリングに必要な画素サンプルを入
力するフィルタリング手段を採れば良い。

【００６０】通常、ウェーブレット変換のフィルタリン
グを行うのに用いるフィルタは複数タップのフィルタで
あり、このフィルタリングに必要なだけライン数が蓄積
されれば、直ちにウェーブレット変換フィルタ処理が実
行出来る。

【００６１】図１１から図１４は、上記ウェーブレット
変換及びウェーブレット分割処理に関する具体的な動作
を示すラインベース・ウェーブレット変換の処理を示す
図である。図１１において、まずステップＳ１で、入力
画像１１０のデータライン１１１の１ライン毎にデータ
読み出しメモリ手段であるラインバッファ１１２に蓄積
して、ステップＳ２で、ラインバッファ１１２内のデー
タに対して垂直フィルタが可能になるまで１ライン毎に
データを蓄積する。

【００６２】図１２において、ラインバッファ１１２内
にウェーブレット変換の垂直フィルタリングに必要なだ
けのライン数が蓄えられたならば、ステップＳ３で、垂
直フィルタリングを行い、続いて水平フィルタリングを
行う。この時点で低域側の４つのサブバンド（ＬＬ２，
ＬＨ２，ＨＬ２，ＨＨ２）のウェーブレット変換係数値
が決定しており、ステップＳ４で、量子化対象のサブバ
ンド係数１２０で示す高域側の３つのサブバンド（ＬＨ
１，ＨＬ１，ＨＨ１）に対しては量子化を実行する。こ
れにより量子化済みのサブバンド係数ライン１２１が生
成される。

【００６３】一方、ステップ５で、最低域サブバンド
（ＬＬ２）のウェーブレット変換係数は、再びラインバ
ファ１１２に蓄積され、これは垂直フィルタリングに必
要なだけのライン数が蓄えられるまで継続する。従っ
て、このウェーブレット変換係数はバッファ手段である
ラインバファ１１２に蓄積されている。また、ステップ
Ｓ６で、前記最低域サブバンドのバッファ内に垂直フィ
ルタリングに必要なだけのライン数が蓄えられたなら
ば、次のウェーブレット分割ステージ生成のために垂直
フィルタリングに続いて、水平フィルタリングを実行す
る。

【００６４】この結果、図１３の左図に示す様に、ステ
ップＳ７で、最低域サブバンドの第２ステージの４つの
サブバンドのウェーブレット変換係数値１３０がここで
確定するので、直ちに後段の量子化を行い、量子化係数
を出力する。

【００６５】尚、前記ステップＳ２の操作のウェーブレ
ット変換の垂直フィルタリングに必要なだけのライン数
を蓄える場合（分割ステージ数が１の場合に相当）や、
ステップＳ５の操作の垂直フィルタリングに必要なだけ
のライン数を蓄える場合（分割ステージ数が２の場合に
相当）には、ウェーブレット変換係数を、バッファに記
憶・保持しておく必要がある。この時、各分割ステージ
での１ライン毎のウェーブレット変換係数がバッファに
順番に送られ、ここで記憶される。

【００６６】一方、ステップＳ３の操作やステップＳ６
の操作での、垂直フィルタリングの際にはバッファ部に
蓄積された必要なライン数分のウェーブレット変換係数
を、バッファから読み出して、これらに垂直フィルタリ
ングを掛ける。以上の動作をすべての分割ステージが終
了するまで継続する。

【００６７】ステップＳ８で、既に述べた手段によって
高域側の第１分割ステージのサブバンド（ＬＨ１，ＨＬ
１，ＨＨ１）の量子化係数のライン数１３１が、コード
ブロック（ｃｏｄｅ−ｂｌｏｃｋ）のエントロピー符号
化、本実施の形態では、特にＪＰＥＧ−２０００規格で
定められたＥＢＣＯＴの処理単位のブロックの高さ
（Ｈ）に到達した時点で、エントロピー符号化としてＥ
ＢＣＯＴを実行する。

【００６８】図１４において、更に、同様にして、ステ
ップＳ９で、低域側の第２分割ステージのサブバンド
（ＬＬ）の量子化係数のライン数１４０が、ブロックベ
ースのエントロピー符号化としてＥＢＣＯＴの処理単位
のブロックの高さ（Ｈ）に到達した時点で、このエント
ロピー符号化としてＥＢＣＯＴを実行する。なお、高域
側の第１分割ステージのサブバンド（ＬＨ１，ＨＬ１，
ＨＨ１）はＥＢＣＯＴ実行済み量子化係数領域１４１と
なる。以上の操作を必要なウェーブレット分割レベルま
で繰り返し実行することで、すべての画面のウェーブレ
ット変換＋量子化＋エントロピー符号化を完了する。

【００６９】［第１０の実施の形態］本実施の形態は、
請求項第２１、２２、２３項に記載する一実施形態であ
る。既に請求項１、請求項２、請求項３記載に関する実
施形態で、ビットプレーン符号化パス生成部２で生成し
たビットプレーン内の符号化パスから算術符号化部３が
呼び出されて、算術符号を出力する動作については述べ
た。この場合、算術符号の統計量測定は、隣接する符号
化パスでは継続して行われる。これによって符号化効率
を向上させることが出来るが、符号化パスの独立性を考
慮して、統計量測定を完了する測定完了手段により符号
化パス毎に算術符号の統計量測定を完了することも出来
る。

【００７０】この場合、符号化パス毎の発生符号量をパ
ケットヘッダに書き込むことが出来るので、複数個の符
号化パス毎の発生符号量を計算して書き込む場合より
も、処理手順が容易になるという利点がある。また、こ
れによって１つのビットプレーンに符号化パスの個数だ
けパケットが出来るので、レイヤ構造化手段によりこの
マルチ・パケットのレイヤ構造化をすることで、エラー
対策に用いることができ、ワイヤレス送信に用いること
が可能なＪＰＥＧ−２０００規格のプログレッシブ機能
を実現することが出来る。

【００７１】上述した実施の形態によれば、ＪＰＥＧ−
２０００に準拠した符号化コードストリームを生成する
符号化装置及び手段を実現する上、従来規格外のために
検討が十分にされていない符号量制御手段を効率良く実
現する効果がある。また、符号量制御の際の計算負荷
を、レート歪み特性を考慮した手段に比べて軽減する効
果があるので、高速な符号化を行えるという効果もあ
る。従って、動画像に対して単位時間当たり多くのフレ
ーム数を符号化する効果もある。

【００７２】

【発明の効果】以上の様に、この発明によれば、ＪＰＥ
Ｇ−２０００規格に準拠した符号化コードストリームを
生成する画像符号化装置及び手段を実現する上、従来規
格外のために検討が十分にされていない符号量制御手段
を効率良く実現する効果がある。

【００７３】また、符号量制御の際の計算負荷を、レー
ト歪み特性を考慮した手段に比べて軽減する効果がある
ので、高速な符号化を行えるという効果もある。従っ
て、動画像に対して単位時間当たり多くのフレーム数を
符号化する効果もある。

【００７４】更に、符号化パス数をサブバンド毎に決め
たテーブルを参照する手段を備えているので、変動の激
しい動画像の符号量制御でも、最適なテーブルを選択す
ることで、常時正確な制御を行う効果がある。また、レ
ート歪み特性を考慮した手段に比べても遜色のない高画
質を提供する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の画像符号化装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】他の画像符号化装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】他の画像符号化装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】第２ステージまでウェーブレット分割したとき
のサブバンドを示す図である。

【図５】ビットプレーンの説明図であり、図５Ａはウェ
ーブレット変換係数、図５Ｂは係数の絶対値のビットプ
レーン、図５Ｃは係数の符号のビットプレーンである。

【図６】ＪＰＥＧ−２０００規格の符号化パスの処理手
順を示す図である。

【図７】コードブロック内のスキャニング経路を示す図
である。

【図８】ロスレス用の符号化パス数を示した図（ウェー
ブレット分割数＝２）である。

【図９】ある符号化パス数を示した図（ウェーブレット
分割数＝２）である。

【図１０】他の符号化パス数を示した図（ウェーブレッ
ト分割数＝２）である。

【図１１】ラインベース・ウェーブレット変換の処理を
示す図（その１）である。

【図１２】ラインベース・ウェーブレット変換の処理を
示す図（その２）である。

【図１３】ラインベース・ウェーブレット変換の処理を
示す図（その３）である。

【図１４】ラインベース・ウェーブレット変換の処理を
示す図（その４）である。

【符号の説明】

１……ウェーブレット変換部、２……ビットプレーン符
号化パス生成部、３……算術符号化部、４……レート制
御部、５……ヘッダ生成部、６……パケット生成部、７
……符号化パス・テーブル、８……量子化部、Ｓ１００
……入力画像、Ｓ１０１……ウェーブレット変換係数、
Ｓ１０２……ビットプレーンに展開されたウェーブレッ
ト変換係数、Ｓ１０３……算術符号、Ｓ１０４……レー
ト制御後の算術符号、Ｓ１０５……ヘッダ、Ｓ１０６…
…パケット化された符号化コードストリーム、Ｓ１０７
……符号化パス・テーブルから読み出された符号化パス
数、Ｓ１０８……量子化係数、Ｓ１０９……ビットプレ
ーンに展開された量子化係数、Ｓ１１０……算術符号、
Ｓ１１１……レート制御後の算術符号、Ｓ１１２……ヘ
ッダ、Ｓ１１３……パケット化された符号化コードスト
リーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C059 KK08 KK22 MA00 MA24 MA27 MA35 MC38 ME11 PP01 RB16 RB19 RC24 UA02 UA15 5C078 AA04 BA53 CA01 DB19 5J064 AA02 BA10 BA13 BA16 BB09 BC02 BC11 BC16 BC18 BD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像に対し、低域フィルタと高域フ
ィルタを垂直・水平方向に施すフィルタリング手段と、上記フィルタリング後の係数を、最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）から最下位ビット（ＬＳＢ）に至るビットプレーン
に展開するビットプレーン生成手段と、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段と、上記符号化パス内で算術符号化を行う算術符号化手段
と、生成された算術符号から目標の符号量になるように符号
量を制御する符号量制御手段と、符号量制御後の算術符号にヘッダを加えてパケットを生
成するパケット生成手段とを有して構成される所定のフ
ォーマットの符号化コードストリームによるパケットを
生成する画像符号化装置において、同該符号化パスをすべて処理して符号化コードストリー
ムを生成した後、目標の符号量になるように符号化コー
ドストリームの後ろを切り捨てる符号化コードストリー
ム切り捨て手段を備えたことを特徴とする画像符号化装
置。
【請求項２】入力画像に対し、低域フィルタと高域フ
ィルタを垂直・水平方向に施すフィルタリング手段と、上記フィルタリング後の係数を、最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）から最下位ビット（ＬＳＢ）に至るビットプレーン
に展開するビットプレーン生成手段と、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段と、上記符号化パス内で算術符号化を行う算術符号化手段
と、生成された算術符号から目標の符号量になるように符号
量を制御する符号量制御手段と、符号量制御後の算術符号にヘッダを加えてパケットを生
成するパケット生成手段とを有して構成される所定のフ
ォーマットの符号化コードストリームによるパケットを
生成する画像符号化装置において、同該符号化パス生成手段では、予め設定された目標の符
号量に達した時点で符号化を中止する符号化中止手段を
備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】入力画像に対し、低域フィルタと高域フ
ィルタを垂直・水平方向に施すフィルタリング手段と、上記フィルタリング後の係数を、最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）から最下位ビット（ＬＳＢ）に至るビットプレーン
に展開するビットプレーン生成手段と、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段と、上記符号化パス内で算術符号化を行う算術符号化手段
と、生成された算術符号から目標の符号量になるように符号
量を制御する符号量制御手段と、符号量制御後の算術符号にヘッダを加えてパケットを生
成するパケット生成手段とを有して構成される所定のフ
ォーマットの符号化コードストリームによるパケットを
生成する画像符号化装置において、同該フィルタリングによって生成されるサブバンド毎の
符号化パス数を予め記憶しておく記憶手段と、同該符号化パス生成手段では、この符号化パス数内で同
該符号化パスを終了する符号化パス終了手段とを備えて
いること。
【請求項４】請求項３記載の画像符号化装置におい
て、同該符号化パス生成手段によって生成された符号化コー
ドストリームが目標の符号量を越えていた場合には、同
該符号化コードストリームの後ろを、目標の符号量にな
るように切り捨てる符号化コードストリーム切り捨て手
段を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項５】請求項３記載の画像符号化装置におい
て、上記符号化パス生成手段において、サブバンド毎の符号
化パス数のパターンを複数個記憶しておく記憶手段と、
入力画像によって同該パターンを切り替える切替手段を
備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項６】請求項５記載の画像符号化装置におい
て、上記サブバンド毎の符号化パス数のパターンを切り替え
る切替手段は、入力画像が連続した動画像であるとき、
１つ前の符号化フレームで発生した符号量が、目標の符
号量よりも大きかった場合には、より符号量が発生しに
くいパターンを選び、逆に目標の符号量よりも小さかっ
た場合には、より符号量が発生し易いパターンを選ぶ選
択手段を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項７】請求項５記載の画像符号化装置におい
て、上記サブバンド毎の符号化パス数のパターンを切り替え
る切替手段は、入力画像が連続した動画像であるとき、
現在の符号化フレームから抽出した特徴量の閾値判定に
よって、パターンを切り替える閾値判定手段を備えたこ
とを特徴とする画像符号化装置。
【請求項８】請求項５記載の画像符号化装置におい
て、上記サブバンド毎の符号化パス数のパターンを切り替え
る切替手段による符号化パス数のパターン生成におい
て、符号量発生をし易くするパターンとしては、サブバ
ンド内の符号化パス数を多く設定し、符号量発生をし難
くするパターンとしては、サブバンド内の符号化パス数
を少なく設定する設定手段を備えたことを特徴とする画
像符号化装置。
【請求項９】請求項１記載の画像符号化装置におい
て、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段において、符号化は所定の大きさのブロック
毎に独立して行われ、同該ブロックを跨って算術符号化
の統計量測定は行われないことを特徴とする画像符号化
装置。
【請求項１０】請求項２記載の画像符号化装置におい
て、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段において、符号化は所定の大きさのブロック
毎に独立して行われ、同該ブロックを跨って算術符号化
の統計量測定は行われないことを特徴とする画像符号化
装置。
【請求項１１】請求項３記載の画像符号化装置におい
て、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段において、符号化は所定の大きさのブロック
毎に独立して行われ、同該ブロックを跨って算術符号化
の統計量測定は行われないことを特徴とする画像符号化
装置。
【請求項１２】請求項１記載の画像符号化装置におい
て、上記フィルタリング手段の後、サブバンドのフィルタ係
数を量子化する量子化手段を、上記ビットプレーン毎に
符号化パスを生成する符号化パス生成手段の前段部に設
けたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１３】請求項２記載の画像符号化装置におい
て、上記フィルタリング手段の後、サブバンドのフィルタ係
数を量子化する量子化手段を、上記ビットプレーン毎に
符号化パスを生成する符号化パス生成手段の前段部に設
けたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１４】請求項３記載の画像符号化装置におい
て、上記フィルタリング手段の後、サブバンドのフィルタ係
数を量子化する量子化手段を、上記ビットプレーン毎に
符号化パスを生成する符号化パス生成手段の前段部に設
けたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１５】請求項１２記載の画像符号化装置にお
いて、上記量子化手段は、生成されたサブバンドのウェーブレ
ット変換係数をスカラ値の量子化ステップサイズで除算
することで実現されることを特徴とする画像符号化装
置。
【請求項１６】請求項１３記載の画像符号化装置にお
いて、上記量子化手段は、生成されたサブバンドのウェーブレ
ット変換係数をスカラ値の量子化ステップサイズで除算
することで実現されることを特徴とする画像符号化装
置。
【請求項１７】請求項１４記載の画像符号化装置にお
いて、上記量子化手段は、生成されたサブバンドのウェーブレ
ット変換係数をスカラ値の量子化ステップサイズで除算
することで実現されることを特徴とする画像符号化装
置。
【請求項１８】請求項１記載の画像符号化装置におい
て、上記フィルタリング手段は、画像を所定の領域だけメモ
リに読み出し蓄積する蓄積手段と、蓄積され次第これら
画像領域に対し、水平及び垂直方向のフィルタを掛ける
フィルタリング手段によって実現されることを特徴とす
る画像符号化装置。
【請求項１９】請求項２記載の画像符号化装置におい
て、上記フィルタリング手段は、画像を所定の領域だけメモ
リに読み出し蓄積する蓄積手段と、蓄積され次第これら
画像領域に対し、水平及び垂直方向のフィルタを掛ける
フィルタリング手段によって実現されることを特徴とす
る画像符号化装置。
【請求項２０】請求項３記載の画像符号化装置におい
て、上記フィルタリング手段は、画像を所定の領域だけメモ
リに読み出し蓄積する蓄積手段と、蓄積され次第これら
画像領域に対し、水平及び垂直方向のフィルタを掛ける
フィルタリング手段によって実現されることを特徴とす
る画像符号化装置。
【請求項２１】請求項１記載の画像符号化装置におい
て、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段において、符号化パス毎に上記算術符号化手
段の統計量測定を完了する測定完了手段と、ビットプレ
ーンをレイヤ構造化するレイヤ構造化手段を備えている
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２２】請求項２記載の画像符号化装置におい
て、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段において、符号化パス毎に上記算術符号化手
段の統計量測定を完了する測定完了手段と、ビットプレ
ーンをレイヤ構造化するレイヤ構造化手段を備えている
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２３】請求項３記載の画像符号化装置におい
て、上記ビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パ
ス生成手段において、符号化パス毎に上記算術符号化手
段の統計量測定を完了する測定完了手段と、ビットプレ
ーンをレイヤ構造化するレイヤ構造化手段を備えている
ことを特徴とする画像符号化装置。