JPH10336656A - 画像符号化装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交変換符号化により現れるブロックノイズ
をその変換符号化の過程で得られる情報を用いて検出す
る。 【解決手段】 グループ番号検出部５１１は、直前のブ
ロックとのＤＣ成分の差分が＋１または−１となる場
合、すなわちグループ化部５０４の出力するグループ番
号が１となる場合を検出し、１ビットの検出信号をＡＮ
Ｄ５１３に出力する。ランレングス検出部５１２は、ラ
ンレングスカウンタ５０８の出力するランレングスが６
３の場合を検出し、検出を示す１ビットの検出信号をＡ
ＮＤ５１３に出力する。ＡＮＤ５１３は、グループ番号
検出部５１１とランレングス検出部５１２の検出信号の
論理積をブロックノイズ検出情報として出力端子６０１
に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像符号化装置よ
び方法に関し、とくに符号化の過程で発生するブロック
ノイズを復号する前に検出できるようにするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】連続調の画像を高能率に符号化する方式
として、直交変換符号化方式が広く利用されている。と
りわけ、直交変換に離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔ
ｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，以下ＤＣＴと
記す）を用いたアルゴリズムは、静止画像符号化の国際
標準であるＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐ
ｈｉｃ ＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ）にも採用されてい
る。

【０００３】図１６は、ＪＰＥＧベースラインシステム
と呼ばれるＪＰＥＧの基本アルゴリズムの構成を説明す
るブロック図である。

【０００４】図において、１００は画像が入力される入
力端子、２００は入力された画像を８×８画素の矩形領
域である画素ブロックに分割するブロック分割部、３０
０は画素ブロック単位にＤＣＴを施し、変換係数を出力
するＤＣＴ変換部、４００は変換係数をそれぞれの周波
数ごとに設定された量子化ステップ幅を用いて線形量子
化して量子化係数を出力する量子化部、５００は量子化
係数を所定の手順で可変長符号化して符号データを出力
する可変長符号化部、６００は符号データを出力する出
力端子である。

【０００５】図１７は、可変長符号化部５００の構成を
説明するブロック図である。図１７において、１０１は
量子化係数が入力される入力端子、５０１は量子化係数
を図１０に示す順序に並べ換え（ジグザグスキャン）、
ＤＣ（直流）成分とＡＣ（交流）成分を個別に出力する
スキャン変換部、５０２はＤＣ成分を１画素ブロックの
処理時間の間遅延するブロック遅延部、５０３はＤＣ成
分より１つ前のブロックのＤＣ成分を減算してＤＣ成分
の差分を出力する減算器、５０４は入力されるＤＣ成分
の差分を図６に示すような絶対値によるグループ分けを
してグループ番号ＳＳＳＳと差分がグループ内のどの数
値かを示す付加ビットを出力するグループ化部、５０５
は図８（ａ）に示すような１次元のハフマン符号表を用
いてＤＣ成分のグループ番号ＳＳＳＳを可変長符号して
ＤＣハフマン符号を出力する１次元ハフマン符号化部で
ある。

【０００６】一方、５０７は入力されるＡＣ成分が零で
あるか非零であるかを判定してＡＣ成分の出力先を切り
替える零判定部、５０８は零係数の連続する長さを係数
してランレングスＮＮＮＮを出力するランレングスカウ
ンタ、５０９は、ＤＣ成分の場合と同様に非零の交流係
数の大きさを図７の表にしたがってグループ判定し、グ
ループ番号ＳＳＳＳと交流係数がグループ内のどの数値
かを示す付加ビットを出力するグループ化部、５１０は
ランレングスＮＮＮＮとグループ番号ＳＳＳＳの組合せ
を図８（ｂ）の２次元ハフマン符号表を用いて符号化
し、ＡＣハフマン符号を出力する２次元ハフマン符号化
部、５０６は、ＤＣハフマン符号と、ＡＣハフマン符号
とＤＣ成分とＡＣ成分のそれぞれの付加ビットを多重化
して符号データを出力する多重化部、６００は符号デー
タが出力される出力端子である。

【０００７】以下、図１６にしたがってＪＰＥＧベース
ラインシステムの動作を説明する。図１６において、入
力端子１００から入力された画像は、ブロック分割部２
００によって８×８画素の矩形領域である画素ブロック
に分割される。図５（ａ）に画素ブロックの１例を示
す。画素ブロックは、ＤＣＴ変換部３００においてＤＣ
Ｔが施され、８×８のマトリクスとして変換係数が得ら
れる。変換係数は、画素ブロック内に含まれる２次元周
波数成分の電力に相当する情報である。

【０００８】図４は、変換係数の各要素と周波数との対
応を示す図である。マトリクス内の最も左上にある要素
がＤＣ成分と呼ばれ、画素ブロック内の平均値に相当す
る。他の要素はＡＣ成分と呼ばれ、右のものほど水平方
向の、また、下のものほど垂直方向の高い周波数に対応
している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の画素ブロックに
ＤＣＴを施して得られる変換行列である。

【０００９】続いて量子化部４００では、変換係数が各
要素ごとに定められた量子化特性で線形に量子化され
る。

【００１０】図１３は、線形量子化を説明する図であ
り、入力を量子化幅Ｑで量子化し、間隔Ｑで配置された
離散的な出力が得られることを示している。ＪＰＥＧで
の量子化特性は、例えば図５（ｃ）に示すマトリクスと
して与えられ、これらの値で対応する位置の変換係数を
除算して丸めることで量子化する。図５（ｄ）は、図５
（ｂ）の変換係数を図５（ｃ）の量子化マトリクスで量
子化して得られた量子化後の係数である。

【００１１】可変長符号化部５００では、図５（ｄ）の
量子化係数が可変長符号化され、出力端子６００に符号
データが出力される。

【００１２】以下、図１７にしたがって可変長符号化部
５００の動作について説明する。

【００１３】スキャン変換部５０１は、入力される量子
化係数の交流係数を、図１０に示す順序で１次元化して
出力する。ＤＣ成分は、何も処理されずにそのまま出力
される。

【００１４】ブロック遅延部５０２は、１画素ブロック
が符号化される期間、ＤＣ成分を記憶する。

【００１５】減算器５０３では、現在の画素ブロックの
ＤＣ成分と、ブロック遅延部５０２に記憶された１つ前
のＤＣ成分との差分が計算される。

【００１６】グループ化部５０４では、図６のようにＤ
Ｃ成分の差分を絶対値の大きさでグループ分けし、グル
ープ番号と差分がグループ内のどの数値かを示す付加ビ
ットを出力する。

【００１７】１次元ハフマン符号化部５０５は、図８
（ａ）の１次元ハフマン符号表によってグループ番号に
対応するＤＣハフマン符号を出力する。ＤＣハフマン符
号は付加ビットとともに多重化部５０６に入力される。

【００１８】一方、スキャン変換部５０１から出力され
たＡＣ成分は、零判定部５０７において零であるか非零
であるかによって出力先が切り替えられる。

【００１９】零と判定されたＡＣ成分は、ランレングス
カウンタ５０８において、非零のＡＣ成分が現れるまで
零のＡＣ成分の連続する長さが計数され、ランレングス
が出力される。

【００２０】グループ化部５０９では、ＤＣ成分と同様
に図７のように非零のＡＣ成分のグループが決定され、
グループ番号とＡＣ成分がグループ内のどの数値かを示
す付加ビットが出力される。

【００２１】２次元ハフマン符号化部５１０は、図９に
示されるように、ランレングスとグループ番号の組合せ
で構成される２次元のハフマン符号表で符号化される。
表の各要素には、図８（ｂ）のようなＡＣハフマン符号
が割当てられている。ランレングスとグループ番号の組
合せに対応するＡＣハフマン符号が出力され、グループ
化部５０９の出力する付加ビットとともに多重化部５０
６に出力される。

【００２２】図１１（ａ）は、図４（ｄ）の量子化係数
のＤＣ成分ハフマン符号と付加ビットを表している。同
様に図１１（ｂ）は、ＡＣ成分ハフマン符号と付加ビッ
トを表し、図１１（ｃ）は、多重化部５０６より得られ
る符号データを表している。

【００２３】以上の手順で、ＪＰＥＧベースラインシス
テムによる画像の符号化が完了する。

【００２４】一般に、変換符号化方式では、復号された
画像が元の画像と同じにならない非可逆符号化である。
これは、量子化の過程で情報が失われるためであり、圧
縮率を高くしていくとブロックノイズなどのノイズが発
生することが知られている。

【００２５】図１２は、ブロックノイズを説明する図で
ある。ブロックノイズの発生は以下のように説明するこ
とができる。変換符号化方式では、画素ブロックごとに
符号化されるので、粗い量子化ですべてのＡＣ成分が零
に量子化されると、平均値だけのブロックが復号される
ことになる。これが周囲の画素ブロックの平均値と段差
をもって接続されるためにブロック境界が目立つように
なるためである。

【００２６】ブロックノイズは、画素の振幅変化の激し
い領域ではそれほど目立たないが、階調変化の緩やかな
領域では、矩形の階段上の階調変化となるため、大きな
画質劣化の原因となることが知られている。

【００２７】こうしたブロックノイズの改善手法につい
てはこれまでに様々な検討がなされている。

【００２８】符号化側の改善手法としては、例えば、特
開平４−２２００８３号公報の手法は、ＤＣ成分のみの
ブロックをブロックノイズとして検出する手段を備え、
検出した場合は１ビットのフラグを付加し、復号の際に
このブロックに平滑化処理を施すものである。

【００２９】また、特開平５−３２８３２９号公報で
は、符号化の際に、画素ブロックの平坦度とＡＣ成分に
対応して量子化特性を切り替える。

【００３０】特開平７−５０７５８号公報では、単一色
の原稿を読み込む場合に読取誤差による濃度変動で発生
するブロック歪を検出し、周辺ブロックとの段差を平滑
化する。さらにＡＣ係数の絶対値が全て所定値以下の場
合、ＡＣ係数を全て零にして符号化するものである。

【００３１】復号側の改善手法としては、特開平５−６
３９９７号公報では、復号の際にブロックごとの変換係
数の分布によってノイズ除去フィルタの特性を決定する
ものである。ＤＣ成分のみのブロックが連続する場合、
ブロックのＤＣ成分の差が量子化ステップ以下の時だけ
ノイズを除去するというものである。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術における、
ブロックノイズの検出フラグや可変量子化を用いた手法
は、これらの機能を備えた特定の端末間でのみ実現可能
であり、ＪＰＥＧベースラインアルゴリズムを使用した
画像伝送、例えば、カラーファクシミリなどの不特定多
数の受信端末を想定するアプリケーションには適用でき
ないという問題があった。

【００３３】また、従来の技術における、送信時の画像
の補正処理や復号後の適応フィルタを用いた手法では、
復号画像の画質改善を目的としたものであり、必ずしも
原画像に忠実な画像が再現されるとは限らなかった。

【００３４】このため、原稿や用途によっては、送信側
で符号化された画像を一旦復号して操作者が画質を確認
し、ブロックノイズが発生している場合はより高画質な
パラメータで再符号化して伝送することが最も確実な方
法として考えられるが、人手を要することが問題とな
る。

【００３５】これらの問題は、そもそも符号化アルゴリ
ズムにブロックノイズの発生を検出する機能を持たない
ことに起因すると考えられる。

【００３６】このため、本発明では、ブロック歪みの発
生しない符号化を実現するために、ブロックノイズを検
出機能を有する画像の符号化装置及び方法を提供するこ
とを目的としている。

【００３７】また、従来技術では、ブロックノイズの検
出には、 （１）画素ブロック内の変換係数が量子化されてＤＣ成
分のみとなり、平均値のみが復号される画素ブロックを
検出すること。 （２）画素ブロックの平均値が、周辺の画素ブロックの
平均値と段差をもって隣接していること。 の二つの条件のいずれか、または両方を利用したものが
多いが、これらを検出するための新たな回路を必要とし
たり、演算量が増加するという問題があった。

【００３８】本発明においては、ＪＰＥＧベースライン
システムに代表される変換符号化の過程で得られる情報
を用いてブロックノイズを検出することを第２の目的と
している。

【００３９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に記載の画像の符号化装置は、画
像を分割してＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍは正整数）画素の矩形領域
である画素ブロックを得る分割手段と、前記画素ブロッ
クに直交変換を施して変換係数を得る変換手段と、前記
変換係数を所定の量子化特性で量子化して量子化係数を
得る量子化手段と、前記量子化係数のＤＣ（直流）成分
を直前の画素ブロックのＤＣ成分との間の差分により可
変長符号化し、前記量子化係数のＡＣ（交流）成分を、
零となるＡＣ係数の連続する長さと、これに続く非零の
ＡＣ係数の大きさの組合せにより可変長符号化する２次
元可変長符号化手段とを備えており、特に、前記差分の
特定の値を検出して第１の検出信号を出力する第１の検
出手段と、前記ＡＣ係数の連続する長さの特定の値を検
出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段と、前
記第１の検出信号と前記第２の検出信号の論理積をブロ
ックごとの検出結果として出力する判定手段とを備え、
前記ブロックごとの検出結果に基づいて、前記量子化特
性を変更した再符号化を実行することを特徴とする。

【００４０】この構成においては、従前の符号化の過程
で生成される情報に基づいてブロックノイズを検出する
ことができる。

【００４１】また、本発明の請求項２に記載の画像の符
号化装置は、請求項１に記載の画像の符号化装置におい
て、直前の画素ブロックでの前記第２の検出信号を記憶
する記憶手段を備え、前記第１の検出信号と前記第２の
検出信号と前記記憶手段に記憶された内容の論理積をブ
ロックごとの検出結果として出力する判定手段と、を備
え、前記ブロックごとの検出結果に基づいて、前記量子
化特性を変更した再符号化の実行を決定することを特徴
とする。

【００４２】また、本発明の請求項３に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記差分の特定の値が＋１または−１であ
ることを特徴とする。

【００４３】また、本発明の請求項４に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記零となるＡＣ係数の連続する長さの特
定の値が（Ｎ×Ｍ−１）であることを特徴とする。

【００４４】また、本発明の請求項５に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記判定手段がＡＮＤ素子であることを特
徴とする。

【００４５】また、本発明の請求項６に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記直交変換が離散コサイン変換であるこ
とを特徴とする。

【００４６】また、本発明の請求項７に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記画素ブロックが８×８画素で構成され
ることを特徴とする。

【００４７】また、本発明の請求項８に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記第２の検出手段が前記ＡＣ係数の連続
する長さの特定の値を検出する代わりに、前記２次元可
変長符号化手段の出力する特定の符号を検出して第２の
検出信号を出力することを特徴とする。

【００４８】また、本発明の請求項９に記載の画像の符
号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化装
置において、前記ブロックごとの検出結果を計数する計
数手段を備え、前記画像の符号化動作が完了した時に、
前記計数手段の計数結果と前記画像の全画素数、もしく
は、前記画像に含まれる全画素ブロック数とを比較し
て、前記計数結果が所定の比率以上となる場合に前記量
子化特性を変更した再符号化を実行することを特徴とす
る。

【００４９】また、本発明の請求項１０に記載の画像の
符号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化
装置において、前記量子化手段における所定の量子化特
性のＤＣ成分の量子化閾値が所定の値よりも小さい場合
には、前記量子化特性を変更した再符号化を実行しない
ことを特徴とする。

【００５０】また、本発明の請求項１１に記載の画像の
符号化装置は、請求項１または２に記載の画像の符号化
装置において、前記所定の値が、復号された画像を出力
する出力手段の階調再現特性に応じて決定されることを
特徴とする。

【００５１】また、本発明の請求項１２に記載の画像符
号化方法は、画像を分割してＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍは正整数）
画素の矩形領域である画素ブロックを得、前記画素ブロ
ックに直交変換を施して変換係数を求め、前記変換係数
を所定の量子化特性で量子化して量子化係数を得、前記
量子化係数のＤＣ（直流）成分を直前の画素ブロックの
ＤＣ成分との間の差分により可変長符号化し、前記量子
化係数のＡＣ（交流）成分を、零となるＡＣ係数の連続
する長さと、これに続く非零のＡＣ係数の大きさの組合
せにより可変長符号化するものであり、とくに、前記差
分の特定の値を検出して第１のフラグをセットし、前記
ＡＣ係数の連続する長さの特定の値を検出して第２のフ
ラグをセットし、前記第１のフラグと前記第２のフラグ
からブロックごとの検出結果を求め、前記ブロックごと
の検出結果に基づいて、前記量子化特性を変更した再符
号化を実行することを特徴とする。

【００５２】この構成においても、従前の符号化の過程
で生成される情報に基づいてブロックノイズを検出する
ことができる。

【００５３】また、請求項１３に記載の画像符号化方法
は、請求項１２に記載の画像符号化方法において、直前
の画素ブロックでの前記第２のフラグの値を第３のフラ
グにセットし、前記第１のフラグと前記第２のフラグと
前記３のフラグからブロックごとの検出結果を求め、前
記ブロックごとの検出結果に基づいて、前記量子化特性
を変更した再符号化を実行することを特徴とする。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００５５】本発明のブロックノイズの検出機能を有す
る画像の符号化装置及び方法では、符号化の過程で得ら
れる情報に基づいてブロックノイズを検出するものであ
り、より詳細には、この符号化過程の情報により、
（１）平均値だけの画素ブロックの検出、（２）周辺ブ
ロックとの段差の検出を行うものである。

【００５６】以下、それぞれの検出方法について説明す
る。

【００５７】平均値だけの画素ブロックは、全てのＡＣ
成分が零であるかどうかで判定する。図１７に示される
従来技術の可変長符号化部５００においては、ランレン
グスカウンタ５０８で零のＡＣ成分のランレングスを計
数しているので、ランレングスカウンタ５０８から出力
されるランレングスが６３であれば全てのＡＣ成分が零
であることがわかる。

【００５８】一方、周辺画素ブロックとの段差は、ＤＣ
成分の差分のグループ番号から判定することができる。

【００５９】ブロックノイズが問題となる緩やかな階調
変化を持つ画像領域では、連続する画素ブロックにＤＣ
Ｔを施し、量子化して得られるＤＣ成分は、同一のレベ
ルか隣合うレベルに量子化される。隣合うレベルに量子
化された場合には、レベル間の差、すなわち量子化のス
テップ幅が量子化誤差となり、復号された画素ブロック
の境界に段差が発生する。

【００６０】もともとの画素ブロックの境界にエッジが
重なっていた場合には、エッジをはさむ画素ブロックの
ＤＣ成分は、必ずしも隣り合うレベルに量子化されると
は限らない。

【００６１】このため、連続する画素ブロック間のＤＣ
成分の差が＋１または−１の場合をブロックノイズ発生
の条件とみなすことができる。これは、図６によれば、
グループ番号が１となることを検出することにほかなら
ない。

【００６２】図１７に示される従来技術の可変長符号化
部５００においては、グループ化部５０４から出力され
るグループ番号が１である場合、現在の画素ブロックを
復号した時に、左隣の画素ブロックとの境界に段差が発
生する可能性があるとみなすことができる。

【００６３】以上述べてきたように、本発明ではこれら
の２つのブロックノイズ検出方法を併用することで原稿
中の緩やかな階調変化を持つ画像領域に発生するブロッ
クノイズを検出するものである。

【００６４】以下、本発明の実施例について説明する。 ［第１の実施例］図１は、本発明の第１の実施例を全体
として示すものであり、この図において、図１６に対応
する個所には対応する符号を付して詳細な説明を省略す
る。図１においては、可変長符号化部５００によりブロ
ックノイズの検出を行い、この検出結果を量子化部４０
０にフィードバックし量子化特性を適合化するようにし
ている。

【００６５】つぎに、可変長符号化部５００によるブロ
ックノイズの検出について説明する。図２はこの実施例
の可変長符号化部５００を示すものであり、この図にお
いて図１１と対応する個所には対応する符号を付して詳
細な説明を省略する。

【００６６】図において、５１１はグループ化部５０４
の出力するグループ番号ＳＳＳＳから特定のグループ番
号を検出して検出信号を出力するグループ番号検出部、
５１２はランレングスカウンタ５０８の出力するランレ
ングスＮＮＮＮから特定のランレングスを検出して検出
信号を出力するランレングス検出部、５１３はグループ
番号検出部５１１とランレングス検出部５１２の出力す
るそれぞれの検出信号の論理積をブロックノイズ検出信
号として出力するＡＮＤ、６０１はブロックノイズ検出
信号が出力される出力端子である。

【００６７】グループ番号検出部５１１は、直前のブロ
ックとのＤＣ成分の差分が＋１または−１となる場合、
すなわちグループ化部５０４の出力するグループ番号が
１となる場合を検出し、１ビットの検出信号をＡＮＤ５
１３に出力する。

【００６８】また、ランレングス検出部５１２は、ラン
レングスカウンタ５０８の出力するランレングスが６３
の場合を検出し、検出を示す１ビットの検出信号をＡＮ
Ｄ５１３に出力する。

【００６９】ＡＮＤ５１３は、グループ番号検出部５１
１とランレングス検出部５１２の検出信号の論理積をブ
ロックノイズ検出情報として出力端子６０１に出力す
る。

【００７０】本発明の第１の実施例においてブロックノ
イズが出力端子６０１より検出された場合は、量子化部
４００の量子化特性を変更して再符号化する。量子化特
性の変更については、あらかじめ粗い量子化特性が設定
されている場合は細かな量子化特性となるように、また
は、あらかじめ細かな量子化特性を設定が設定されてい
る場合は粗い量子化特性になるよう変更していく。

【００７１】再符号化の実行の決定は、ただ１度のブロ
ックノイズの検出によって行ってもよいし、ブロックノ
イズ検出信号を図示されない計数手段によって計数し、
計数結果を画像の総画素数、または総画素ブロック数と
比較し、ブロックノイズが予め定められた比率以上発生
していることでを決定してもよい。

【００７２】以上の構成、および動作により、本発明の
第１の実施例の画像の符号化装置によって画像の符号化
中に発生するブロックノイズを検出することができる。

【００７３】［第２の実施例］つぎに本発明の第２の実
施例について説明する。先に説明した第１の実施例で
は、直前の画素ブロックが平均値のみのブロックである
かどうかについては考慮されていなかった。このため、
ブロックノイズの比較的目立たないエッジ領域と緩やか
な階調の境界、例えばエッジの含まれる画素ブロックに
平坦な画素ブロックが続くような場合についてもブロッ
クノイズが検出されていた。

【００７４】一方、検出範囲を緩やかな階調領域に制限
する場合には、直前の画素ブロックも平均値のみの画素
ブロックである条件を追加すればよい。

【００７５】つまり、平均値のみとなる画素ブロックが
連続し、その境界にＤＣ成分の量子化幅に相当する段差
が発生する場合のみをブロックノイズとして検出する。

【００７６】以下、図３にもとづいて、本発明の第２の
実施例の構成について説明する。なお、図１１に示す従
来技術、または、図２に示される本発明の第１の実施例
と同一の構成については、同一番号を付して説明を省略
する。

【００７７】図において、５１４は１つ前の画素ブロッ
クについて特定のランレングスが検出されたことを示す
検出情報を記憶する記憶部であり、５１５はグループ番
号検出部５１１とランレングス検出部５１２の出力する
検出信号と、記憶部５１４に記憶された検出情報の論理
積をブロックノイズ検出信号として出力するＡＮＤであ
る。

【００７８】ランレングス検出部５１２の出力する検出
信号は、ＡＮＤ５１５に出力されるとともに、記憶部５
１４で１画素ブロックの符号化に要する期間遅延され
る。この検出情報は、次のブロックにおけるグループ番
号検出部５１１とランレングス検出部５１２の出力する
検出信号とともにＡＮＤ５１５に入力され、これらの論
理積がブロックノイズ検出信号として出力される。

【００７９】以上の構成、および動作により、本発明の
第２の実施例の画像の符号化装置によって画像の符号化
中に発生するブロックノイズを検出することができる。

【００８０】なお、ＪＰＥＧの仕様では、ランレングス
が６３の場合は、２次元ハフマン符号化部５１０は、Ｅ
ＯＢ（Ｅｎｄ ｏｆ Ｂｌｏｃｋ：ブロック終端）符号
を出力ことになっている。このため、上記実施例におい
て、２次元ハフマン符号化部５１０が１つの画素ブロッ
クにつきＥＯＢ符号だけを出力する場合を検出して、全
てのＡＣ成分が零となると判断するよう構成してもよ
い。

【００８１】また、上記実施例では、ＪＰＥＧと同様に
８×８画素の画素ブロックを前提としているので全ＡＣ
係数が零の場合のランレングスとして６３を検出してい
るが、この値に限定するものではない。例えば、Ｎ×Ｍ
（Ｎ，Ｍは正整数）の画素ブロックを使用する場合は、
変換係数の数（Ｎ×Ｍ）からＤＣ成分を除いた（Ｎ×Ｍ
−１）のランレングスを検出すればよい。

【００８２】また、画像の最も左端に位置する画素ブロ
ックについては、直前のブロックは１つ上のブロックラ
インの最も右に位置するブロックであるので、ブロック
ノイズの検出処理から除外するものとする。

【００８３】また、ＤＣ成分の量子化幅が比較的小さ
く、ブロックノイズが発生しても視覚上の問題とならな
い場合もあるので、ＤＣ成分の量子化幅が所定の値より
も小さい場合は、ブロックノイズ検出機能を停止する、
あるいはブロックノイズ検出信号を無効化するようにし
てもよい。また、この所定の値とは、ディスプレイやプ
リンタ等の復号画像が出力される出力機器の再現特性に
応じて決定される。

【００８４】次に本発明の第１の符号化方法について説
明する。図１４は、符号化方法の手順について示すフロ
ーチャートである。 ［Ｓ１］ 入力画像から８×８画素ブロックを切り出
す。 ［Ｓ２］ 画素ブロックにＤＣＴを施して変換係数を求
める。 ［Ｓ３］ 変換係数を量子化して量子化係数を求める。 ［Ｓ４］ 量子化係数をジグザグスキャン順に１次元化
する。 ［Ｓ５］ 量子化係数がＤＣ成分の場合はステップＳ
６、ＡＣ成分の場合はステップＳ１１に分岐する。 ［Ｓ６］ １つ前のブロックのＤＣ成分との差分を計算
する。 ［Ｓ７］ 差分を図６にしたがってグループ化してグル
ープ番号と付加ビットを求める。 ［Ｓ８］ グループ番号が１の場合はステップＳ９に分
岐する。 ［Ｓ９］ グループ番号１の検出を示すフラグ１をセッ
トする。 ［Ｓ１０］ グループ番号をハフマン符号化してＤＣハ
フマン符号を求める。 ［Ｓ１１］ ＡＣ成分が零であるかを判定し、零の場合
はステップＳ１２、非零の場合はステップＳ１４に分岐
する。 ［Ｓ１２］ 零のＡＣ成分のランレングスをカウントす
る。 ［Ｓ１３］ ランレングスが６３の場合はステップＳ１
５に分岐する。 ［Ｓ１４］ ＡＣ成分を図７にしたがってグループ化し
てグループ番号と付加ビットを求める。 ［Ｓ１５］ ランレングス６３の検出を示すフラグ２を
セットする。 ［Ｓ１６］ ランレングスとグループ番号の組合せを２
次元ハフマン符号を求める。 ［Ｓ１７］ ＤＣハフマン符号，ＡＣハフマン符号，双
方の付加ビットを多重化して符号データを出力する。 ［Ｓ１８］ フラグ１とフラグ２がセットされている場
合はステップＳ１９に分岐する。 ［Ｓ１９］ ブロックノイズ検出フラグをセットする。

【００８５】次に本発明の第２の符号化方法について説
明する。図１５は、符号化方法の手順について示すフロ
ーチャートである。ステップＳ１からＳ１７までは第１
の符号化方法の手順と同じであるので同一番号を付して
説明を省略する。以下、ステップＳ１８以降を説明す
る。 ［Ｓ１８］ フラグ１とフラグ２とフラグ３がセットさ
れている場合はステップＳ１９に分岐する。 ［Ｓ１９］ ブロックノイズ検出フラグをセットする。 ［Ｓ２０］ フラグ２がセットされている場合はステッ
プＳ２１に分岐する。 ［Ｓ２１］ フラグ３をセットする。

【００８６】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明では、ブ
ロックノイズを検出は、ＤＣ成分の差分や、零となるＡ
Ｃ成分のランレングスといった従来技術の符号化動作の
過程で求められる情報に基づくため、従来の画像の符号
化装置に対して、グループ番号検出部５１０、ラン検出
部５１１、およびＡＮＤ５１３の追加することで実現で
きる。このため、回路規模の制限されるＬＳＩや、ノイ
ズ検出処理の追加で性能が低下しやすいソフトウエアな
どへの実装に適している。

【００８７】また、ＪＰＥＧでは、符号量が原稿の内容
によって変動するために、符号量を一定値に制御するた
めの手法が種々考案されている。例えば、量子化マトリ
クスに一定値ａ（ａ＞０の実数）を乗じて量子化特性を
変更し、発生する符号量とａの関係から目標符号量とな
るａをニュートン・ラプソン法などの収束演算により決
定する手法がある。この場合、画質は考慮されていない
ために、目標符号量にはなるもののブロックノイズを多
く含む画像が復号されることがある。このような場合に
本発明を適用することにより、ブロックノイズを回避し
ながら符号量を制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の全体的な構成を示す
ブロック図である。

【図２】 本発明の第１の実施例の要部構成図である。

【図３】 本発明の第２の実施例の構成図である。

【図４】 変換係数を説明する図である。

【図５】 符号化の例を説明する図である。

【図６】 ＤＣ成分のグループ化を説明する図である。

【図７】 ＡＣ成分のグループ化を説明する図である。

【図８】 ハフマン符号表を説明する図である。

【図９】 ＡＣ成分の２次元ハフマン符号表を説明する
図である。

【図１０】 ジグザグスキャンによる１次元化を説明す
るである。

【図１１】 可変長符号化の例を説明する図である。

【図１２】 ブロックノイズの説明図である。

【図１３】 線形量子化の説明図である。

【図１４】 本発明の第１の符号化方法の手順について
説明するフローチャート

【図１５】 本発明の第２の符号化方法の手順について
説明するフローチャート

【図１６】 従来技術の概略の構成図である。

【図１７】 従来技術における可変長符号化回路の構成
図である。

【符号の説明】

１００，１０１ 入力端子 ２００ ブロック分割部 ３００ ＤＣＴ変換部 ４００ 量子化部 ５００ 可変長符号化部 ６００ 出力端子 ６０１ ブロックノイズ検出信号出力端子 ５０１ スキャン変換部 ５０２ ブロック遅延部 ５０３ 減算器 ５０４ グループ化部 ５０５ １次元ハフマン符号化部 ５０６ 多重化部 ５０７ 零判定部 ５０８ ランレングスカウンタ ５０９ グループ化部 ５１０ ２次元ハフマン符号化部 ５１１ グループ番号検出部 ５１２ ラン検出部 ５１３ ＡＮＤ ５１４ 記憶部 ５１５ ＡＮＤ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を分割してＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍは正整
   数）画素の矩形領域である画素ブロックを得る分割手段
   と、前記画素ブロックに直交変換を施して変換係数を得
   る変換手段と、前記変換係数を所定の量子化特性で量子
   化して量子化係数を得る量子化手段と、前記量子化係数
   のＤＣ（直流）成分を直前の画素ブロックのＤＣ成分と
   の間の差分により可変長符号化し、前記量子化係数のＡ
   Ｃ（交流）成分を零となるＡＣ係数の連続する長さと、
   これに続く非零のＡＣ係数の大きさの組合せとして可変
   長符号化する２次元可変長符号化手段とを備えた画像の
   符号化装置において、 前記差分の特定の値を検出して第１の検出信号を出力す
   る第１の検出手段と、 前記ＡＣ係数の連続する長さの特定の値を検出して第２
   の検出信号を出力する第２の検出手段と、 前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との論理積を
   ブロックごとの検出結果として出力する判定手段とを有
   し、 前記ブロックごとの検出結果に基づいて、前記量子化特
   性を変更した再符号化を実行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に記載の画像符号化装置におい
   て、直前の画素ブロックでの前記第２の検出信号を記憶
   する記憶手段と、前記第１の検出信号と前記第２の検出
   信号と前記記憶手段に記憶された内容の論理積をブロッ
   クごとの検出結果として出力する判定手段とを備え、前
   記ブロックごとの検出結果に基づいて、前記量子化特性
   を変更した再符号化の実行を決定することを特徴とする
   画像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記差分の特定の値とは、＋１または−
   １であることを特徴とする請求項１または２に記載の画
   像符号化装置。
4. 【請求項４】 前記零となるＡＣ係数の連続する長さの
   特定の値とは（Ｎ×Ｍ−１）であることを特徴とする請
   求項１または２に記載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 前記判定手段がＡＮＤ素子であることを
   特徴とする請求項１または２に記載の画像符号化装置。
6. 【請求項６】 前記直交変換とは、離散コサイン変換で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の画像符
   号化装置。
7. 【請求項７】 前記画素ブロックが８×８画素で構成さ
   れることを特徴とする請求項１または２に記載の画像符
   号化装置。
8. 【請求項８】 前記第２の検出手段において、前記ＡＣ
   係数の連続する長さの特定の値を検出する代わりに、前
   記２次元可変長符号化手段の出力する特定の符号を検出
   して第２の検出信号を出力することを特徴とする請求項
   １または２に記載の画像符号化装置。
9. 【請求項９】 前記ブロックごとの検出結果を計数する
   計数手段を備え、前記画像の符号化動作が完了した時
   に、前記計数手段の計数結果と前記画像の全画素数、も
   しくは、前記画像に含まれる全画素ブロック数とを比較
   して、前記計数結果が所定の比率以上となる場合に前記
   量子化特性を変更した再符号化を実行することを特徴と
   する請求項１または２に記載の画像符号化装置。
10. 【請求項１０】 前記量子化手段における所定の量子化
    特性において、ＤＣ成分の量子化閾値が所定の値よりも
    小さい場合には、前記量子化特性を変更した再符号化を
    実行しないことを特徴とする請求項１または２に記載の
    画像符号化装置。
11. 【請求項１１】 前記所定の値とは、復号された画像を
    出力する出力手段の階調再現特性に応じて決定されるこ
    とを特徴とする請求項１または２に記載の画像符号化装
    置。
12. 【請求項１２】 画像を分割してＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍは正整
    数）画素の矩形領域である画素ブロックを得、前記画素
    ブロックに直交変換を施して変換係数を求め、前記変換
    係数を所定の量子化特性で量子化して量子化係数を得、
    前記量子化係数のＤＣ（直流）成分を直前の画素ブロッ
    クのＤＣ成分との間の差分により可変長符号化し、前記
    量子化係数のＡＣ（交流）成分を、零となるＡＣ係数の
    連続する長さと、これに続く非零のＡＣ係数の大きさの
    組合せにより可変長符号化する画像符号化方法におい
    て、 前記差分の特定の値を検出して第１のフラグをセット
    し、前記ＡＣ係数の連続する長さの特定の値を検出して
    第２のフラグをセットし、前記第１のフラグと前記第２
    のフラグからブロックごとの検出結果を求め、前記ブロ
    ックごとの検出結果に基づいて、前記量子化特性を変更
    した再符号化を実行することを特徴とする画像符号化方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の画像符号化方法に
    おいて、直前の画素ブロックでの前記第２のフラグの値
    を第３のフラグにセットし、前記第１のフラグと前記第
    ２のフラグと前記３のフラグからブロックごとの検出結
    果を求め、前記ブロックごとの検出結果に基づいて、前
    記量子化特性を変更した再符号化を実行する、ことを特
    徴とする画像符号化方法。