(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の平均値を求め，平均値信号を生成する平均値信号生成手段と，
前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差信号を生成する偏差信号生成手段と，
前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定手段と，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合に，前記平均値信号及び前記偏差信号の少なくとも一方の情報量を削減する情報量削減手段と，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減手段によって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減手段によって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量より多い第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とするビットプレーン情報生成手段と，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記情報量削減手段によって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第１の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とし，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記情報量削減手段によって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第２の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とすることによって，復号化する復号化手段と，
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計が常に一定であることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから前記平均値及び偏差を求めることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項７】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差を求めることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項８】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記判定手段が，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定する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，
前記判定手段が，前記偏差信号生成手段で生成された前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１０】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記情報量削減手段が，前記平均値信号及び偏差信号の情報量を削減し，かつ前記平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多いことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１１】
請求項１記載の画像符号化装置において，
前記ビットプレーン情報生成手段が，前記偏差に基づいて，前記ビットプレーン情報信号の情報量を数段階に変化させる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，
前記ビットプレーン情報生成手段が，第１の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第１の生成手段と，前記第１の情報量より多い第２の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第２の生成手段と，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の生成手段で生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択手段と，を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像符号化装置において，
前記復号化手段が，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生手段と，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生手段と，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生手段で再生された前記画像信号を選択する選択手段と，を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の画像符号化装置において，
前記復号化手段が，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生手段と，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生手段と，前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定手段と，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生手段で再生された画像信号を選択する選択手段と，を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１５】
ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の平均値を求め，平均値信号を生成する平均値信号生成ステップと，
前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差信号を生成する偏差信号生成ステップと，
前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定ステップと，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合に，前記平均値信号及び前記偏差信号の少なくとも一方の情報量を削減する情報量削減ステップと，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減ステップによって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減ステップによって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量より多い第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とするビットプレーン情報生成ステップと，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記情報量削減ステップによって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第１の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とし，
前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記情報量削減ステップによって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第２の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とすることによって，復号化する復号化ステップと，
を備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計が常に一定であることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２０】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから前記平均値及び偏差を求めることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２１】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差を求めることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２２】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記判定ステップが，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定することを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２３】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記判定ステップが，前記偏差信号生成ステップで生成された前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定することを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２４】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記情報量削減ステップが，前記平均値信号及び偏差信号の情報量を削減し，かつ前記平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多いことを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２５】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記ビットプレーン情報生成ステップが，前記偏差に基づいて，前記ビットプレーン情報信号の情報量を数段階に変化させることを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２６】
請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，
前記ビットプレーン情報生成ステップが，第１の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第１の生成ステップと，前記第１の情報量より多い第２の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第２の生成ステップと，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の生成ステップで生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択ステップと，を含むことを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の画像符号化復号化方法において，
前記復号化ステップが，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生ステップと，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生ステップと，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生ステップで再生された前記画像信号を選択する選択ステップと，を含むことを特徴とする画像符号化復号化方法。
【請求項２８】
請求項２６記載の画像符号化復号化方法において，
前記復号化ステップが，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生ステップと，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生ステップと，前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定ステップと，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生ステップで再生された画像信号を選択する選択ステップと，を含むことを特徴とする画像符号化復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は静止画及び動画を符号化しかつ復号化する画像符号化装置及び画像符号化復号化方法に関し，より詳細には，固定長で画像圧縮を行うことが必要な装置や高速で画像圧縮処理を行うことが必要な装置，例えば画像の編集処理を行う複写機やプリンタ等に適用可能な画像符号化装置及び画像符号化復号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ圧縮，つまりデータ符号化手法には，大別して可逆符号化手法と非可逆符号化手法との２種類の手法がある。可逆符号化手法は，無雑音圧縮とも呼ばれ，圧縮によってもデータ自身が保護されるため，ファイルや文書等の圧縮に利用される。非可逆符号化手法は，有雑音圧縮とも呼ばれ，圧縮データ列を復元しても原データに近いものが得られるものの，原データ列自身が完全に復元されるわけでないというものである。このため，非可逆的符号化手法は，利用者が僅かなひずみを許容できるデータ，例えば音声や画像データ等に対して利用される。
【０００３】
画像データを圧縮する場合には，一般に非可逆的符号化による圧縮手法が用いられる。この画像符号化には，コサイン変換とエントロピー符号化を利用したものが広く用いられている。コサイン変換を利用するのは，一般的に自然画像の周波数成分に片寄りがあることを利用して，重要な情報と重要でない情報に分けるためである。つまり，周波数空間上に原画像を写像してデータに片寄りを持たせ，重要な部分に対し多くの符号量を持たせるためである。エントロピー符号化は，前処理として量子化がなされたコサイン変換後のデータを効率良く符号化するものである。多くの場合，Ｈｕｆｆｍａｎ符号化がエントロピー符号化として用いられている。
【０００４】
また，非可逆的符号化手法として，ＢＴＣ（Ｂｌｏｃｋ  Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ）がある。このＢＴＣは，ブロック単位内の近傍画素間での高相関性を利用した圧縮方法である。他の方法よりもＢＴＣの圧縮効率は低いが，アルゴリズムが簡単で実装に便利なため，適応的に画素の階調数やブロックサイズを変化させる方法や符号部に他の符号化手法を組み合わせたもの等の種々の方法が検討されている。
【０００５】
更に，プリンタ等の出力装置での画像圧縮には，高速処理・回転・変倍・切り出し等の編集処理が不可欠な要素であるため，ＧＢＴＣ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  ＢＴＣ）を用いた固定長符号化手法が提案されている。
【０００６】
ＧＢＴＣは，画像をｎ×ｎ画素のブロックに分割して符号化する符号化技術である。分割画素数ｎは，一般的に４が用いられている。分割したブロック毎に各色の濃度の最大値と最小値とを求め，その範囲内で濃度レベルの階調数をｍに落とす処理（量子化）を行う。濃度レベルの量子化を行った後，一般のＧＢＴＣでは更に可変長符号化を施すが，編集可能な固定長符号化にするため，量子化値がそのまま符号に用いられる。復号時には，濃度の最大値と最小値間の上位１／４の平均値と下位１／４の平均値との差と平均値とを利用して各濃度に再生する。再生された濃度数は，各ブロック内ではｍ階調である。以下に，このＧＢＴＣを更に詳細に説明する。
【０００７】
ＧＢＴＣ固定長符号化では，一般に４×４画素から構成されるブロックに画像を分割し，画素値を４段階のビットプレーン情報に符号化する。つまり，１画素当たり２ビット長のビットプレーン情報になる。
【０００８】
ここで，ビットプレーン情報を１画素当たり１ビット長で符号化する場合を考えると，ブロック内（ｉ，ｊ）の画素値ｘ（ｉ，ｊ）を２段階に分けて符号化することになる。このときのビットプレーン情報Ｔ（ｉ，ｊ）は以下のようになる。
【０００９】
【数１】
0003658096.tif 000002
【００１０】
ここで，レベルを分ける閾値Ｌａは，ブロック内での画素値の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎ間の上位１／４平均値Ｑ1 と下位１／４平均値Ｑ4 の平均値である。
【００１１】
復号画像ｙ（ｉ，ｊ）は，符号化データＴ（ｉ，ｊ）から次式を用いて求められる。
【００１２】
【数２】
0003658096.tif 000003
【００１３】
符号長は，画像情報の中央値Ｌa と差分値Ｌd とをそれぞれ８ビット長とした場合，１画素当たり２ビットの符号長となる。
【００１４】
なお，上述したＧＢＴＣにおいて，４階調（３／８圧縮）と２階調（２／８圧縮）のアルゴリズムを図６〜図９に示すと共に，図６〜図９に示すＧＢＴＣの説明図を図１０に示す。ここで，図６は３／８圧縮の場合の符号化アルゴリズムを，図７は２／８圧縮の場合の符号化アルゴリズムを，図８は３／８圧縮の場合の復号化アルゴリズムを，図９は２／８圧縮の場合の復号化アルゴリズムをそれぞれ示している。また，図９中のαは２〜６の間の数字であり，実験から最適値α＝２．７５を得ている。
【００１５】
上述したＧＢＴＣでは，画像圧縮する際の符号長として１画素当たり３ビットになるようにすると，良い復元画像を得ることができることが一般的に知られている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，圧縮率を上げるために１画素２ビット符号長のＧＢＴＣを用いた場合，１ブロック中の画像値を２段階で表すことになるため，復号画像にブロック状のひずみ（疑似輪郭）が現れ，高品質な再生画像を得ることができないという問題があった。このようにエッジ部分等でブロック状のひずみ（疑似輪郭）が現れる理由は，ブロック内を表現するビットプレーンの階調数が不足しているためであると考えられる。
【００１７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって，ブロック内の画素信号間の偏差が広い場合に，ビットプレーン情報に多くの情報量を割り当てることにより，ブロック状のひずみ（疑似輪郭）の発生を防止することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため，本発明の請求項１に係る画像符号化装置は，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の平均値を求め，平均値信号を生成する平均値信号生成手段と，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差信号を生成する偏差信号生成手段と，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定手段と，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合に，前記平均値信号及び前記偏差信号の少なくとも一方の情報量を削減する情報量削減手段と，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減手段によって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減手段によって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量より多い第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とするビットプレーン情報生成手段と，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記情報量削減手段によって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第１の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とし，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記情報量削減手段によって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第２の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とすることによって，復号化する復号化手段と，を備えるものである。
【００１９】
また，本発明の請求項２に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計が常に一定であるものである。
【００２０】
また，本発明の請求項３に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めるものである。
【００２１】
また，本発明の請求項４に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めるものである。
【００２２】
また，本発明の請求項５に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めるものである。
【００２３】
また，本発明の請求項６に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから前記平均値及び偏差を求めるものである。
【００２４】
また，本発明の請求項７に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差を求めるものである。
【００２５】
また，本発明の請求項８に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記判定手段が，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するものである。
【００２６】
また，本発明の請求項９に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記判定手段が，前記偏差信号生成手段で生成された前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するものである。
【００２７】
また，本発明の請求項１０に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記情報量削減手段が，前記平均値信号及び偏差信号の情報量を削減し，かつ前記平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多いものである。
【００２８】
また，本発明の請求項１１に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記ビットプレーン情報生成手段が，前記偏差に基づいて，前記ビットプレーン情報信号の情報量を数段階に変化させるものである。
【００２９】
また，本発明の請求項１２に係る画像符号化装置は，請求項１記載の画像符号化装置において，前記ビットプレーン情報生成手段が，第１の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第１の生成手段と，前記第１の情報量より多い第２の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第２の生成手段と，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の生成手段で生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択手段と，を備えるものである。
【００３０】
また，本発明の請求項１３に係る画像符号化装置は，請求項１２記載の画像符号化装置において，前記復号化手段が，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生手段と，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生手段と，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生手段で再生された前記画像信号を選択する選択手段と，を備えるものである。
【００３１】
また，本発明の請求項１４に係る画像符号化装置は，請求項１２記載の画像符号化装置において，前記復号化手段が，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生手段と，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生手段と，前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定手段と，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生手段で再生された画像信号を選択する選択手段と，を備えるものである。
【００３２】
また，本発明の請求項１５に係る画像符号化復号化方法は，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の平均値を求め，平均値信号を生成する平均値信号生成ステップと，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号に基づいて，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差信号を生成する偏差信号生成ステップと，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定ステップと，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合に，前記平均値信号及び前記偏差信号の少なくとも一方の情報量を削減する情報量削減ステップと，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減ステップによって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記画像信号と，前記情報量削減ステップによって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量より多い第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とするビットプレーン情報生成ステップと，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，前記情報量削減ステップによって情報量を削減されていない前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第１の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とし，前記判定信号が，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，前記情報量削減ステップによって情報量を削減された前記平均値信号及び前記偏差信号と前記第２の所定の情報量の前記ビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とすることによって，復号化する復号化ステップと，を備えるものである。
【００３３】
また，本発明の請求項１６に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計が常に一定であるものである。
【００３４】
また，本発明の請求項１７に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めるものである。
【００３５】
また，本発明の請求項１８に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めるものである。
【００３６】
また，本発明の請求項１９に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差をそれぞれ求めるものである。
【００３７】
また，本発明の請求項２０に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから前記平均値及び偏差を求めるものである。
【００３８】
また，本発明の請求項２１に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，前記ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから前記平均値及び偏差を求めるものである。
【００３９】
また，本発明の請求項２２に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記判定ステップが，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差を求め，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するものである。
【００４０】
また，本発明の請求項２３に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記判定ステップが，前記偏差信号生成ステップで生成された前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するものである。
【００４１】
また，本発明の請求項２４に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記情報量削減ステップが，前記平均値信号及び偏差信号の情報量を削減し，かつ前記平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多いものである。
【００４２】
また，本発明の請求項２５に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記ビットプレーン情報生成ステップが，前記偏差に基づいて，前記ビットプレーン情報信号の情報量を数段階に変化させるものである。
【００４３】
また，本発明の請求項２６に係る画像符号化復号化方法は，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，前記ビットプレーン情報生成ステップが，第１の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第１の生成ステップと，前記第１の情報量より多い第２の情報量を持つビットプレーン情報信号を生成する第２の生成ステップと，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の生成ステップで生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択ステップと，を含むものである。
【００４４】
また，本発明の請求項２７に係る画像符号化復号化方法は，請求項２６記載の画像符号化復号化方法において，前記復号化ステップが，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生ステップと，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生ステップと，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生ステップで再生された前記画像信号を選択する選択ステップと，を含むものである。
【００４５】
更に，本発明の請求項２８に係る画像符号化復号化方法は，請求項２６記載の画像符号化復号化方法において，前記復号化ステップが，前記第１の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生ステップと，前記第２の情報量を持つものとして前記ビットプレーン情報信号を復号化し，前記ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生ステップと，前記偏差信号を入力し，前記偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定ステップと，前記判定信号を入力し，前記ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，前記第２の再生ステップで再生された画像信号を選択する選択ステップと，を含むものである。
【００４６】
【発明の実施の形態】
従来技術の問題点で指摘したように，画像信号の圧縮率を上げるために１画素２ビット符号長のＧＢＴＣを用いた場合，１ブロック中の画像値を２段階で表すことになるため，復号画像にブロック状のひずみ（疑似輪郭）が現れ，高品質な再生画像を得ることができないという問題がある。このようにエッジ部分等でブロック状のひずみ（疑似輪郭）が現れる理由は，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を表現するビットプレーン情報の階調数が不足しているためであると考えられる。したがって，ブロック状のひずみを除去するためには，ｎ×ｎ画素からなるブロック内の階調数，つまりビットプレーン情報の符号長を増加すれば良い。
【００４７】
そこで，本発明の画像符号化装置及び画像符号化復号化方法は，ｎ×ｎ画素からなるブロック中の画素信号の偏差がある閾値より大きいブロックにブロック状のひずみが発生するものとし，符号時にこの偏差と閾値とを比較し，ブロック毎に階調数を適応的に変化させ（ビットプレーン情報の符号長を増加），符号を生成することにしたものである。
【００４８】
一方，ブロックの階調数を増加するとビットプレーン情報の符号量が多くなり，その結果，ブロック全体の符号量が多くなってしまうことになる。例えば，プリンタ等の出力装置に本発明に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法を適用する場合，画像編集のために固定長符号化手法を用いる必要がある。そのため，本発明の画像符号化装置及び画像符号化復号化方法は，ブロックの階調数を増加する場合，ビットプレーン情報以外の符号部分，即ち平均値と偏差の符号長を短くすることとし，固定長符号化を可能としたものである。つまり，本発明においては，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計値が常に一定になるようにしている。
【００４９】
以下，［実施の形態１］・［実施の形態２］に基づいて，本発明に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法を詳細に説明する。
【００５０】
［実施の形態１］
図１は，本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の符号化器の構成図である。図１に示す符号化器は，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の平均値を求め，所定の情報量の平均値信号を生成する平均値信号生成手段としてのブロック内画素信号平均値抽出器１０と，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，所定の情報量の偏差信号を生成する偏差信号生成手段としてのブロック内画素信号差抽出器１１と，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，セレクタ信号を生成する判定手段としての信号判定器１２と，平均値信号及びセレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，平均値信号の情報量を削減する情報量削減手段としての第１の情報量削減器１３と，偏差信号及びセレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，偏差信号の情報量を削減する情報量削減手段としての第２の情報削減器１４と，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号をそれぞれ入力すると共に，第１及び第２の情報量削減器１３，１４を介して平均値信号及び偏差信号をそれぞれ入力し，平均値信号及び偏差信号に基づいてブロック内の画素信号の情報量を削減し，第１の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号を生成する第１の生成手段としての第１の階調削減処理器１５と，第１の情報量より多い第２の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号を生成する第２の生成手段としての第２の階調削減処理器１６と，セレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の階調削減処理器１６で生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択手段としてのセレクタ１７と，から構成される。なお，第１及び第２の階調削減処理器１５，１６並びにセレクタ１７は，ビットプレーン情報信号生成手段を構成する。
【００５１】
ブロック内画素信号平均値抽出器１０とブロック内画素信号差抽出器１１とは，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号をそれぞれ入力し，次の方法で各ブロック毎に画素信号の平均値と偏差とを求め，平均値信号と偏差信号とをそれぞれ生成する。
【００５２】
第１の方法は，ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるというものである。
【００５３】
第２の方法は，ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるというものである。
【００５４】
第３の方法は，ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるというものである。
【００５５】
第４の方法は，ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから平均値及び偏差を求めるというものである。
【００５６】
第５の方法は，ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから平均値及び偏差を求めるというものである。
【００５７】
信号判定器１２は，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，セレクタ信号を生成するものである。前述したように，本発明では，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，ビットプレーン情報の符号長を増加し，かつ平均値信号及び偏差信号の符号長を短くするという処理が実行される。この信号判定器１２は，ブロック中の画素信号の偏差と所定の閾値とを比較し，比較結果をセレクタ信号として出力することにより，ビットプレーン情報の符号長を増加し，かつ平均値信号及び偏差信号の符号長を減少する場合の指標を与えるものである。
【００５８】
第１及び第２の情報削減器１３，１４は，平均値信号，偏差信号及びセレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，平均値信号及び偏差信号の情報量をそれぞれ削減するものである。実施の形態１の符号化器においては，第１及び第２の情報削減器１３，１４で平均値信号及び偏差信号の両者の情報量を削減することにしているが，平均値信号の情報量のみを削減することにしても良く，また，偏差信号の情報量のみを削減することにしても良い。また，平均値信号及び偏差信号の両者の情報量を削減する場合であっても，平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多くなるようにすることもできる。何れにせよ，ビットプレーン情報の情報量を増加させた場合に，平均値信号及び偏差信号の情報量を減少させ，ブロック全体の情報量を一定に保つことができれば良い。
【００５９】
第１及び第２の階調削減処理器１５，１６は，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号をそれぞれ入力すると共に，第１及び第２の情報量削減器１３，１４を介して平均値信号及び偏差信号をそれぞれ入力し，平均値信号及び偏差信号に基づいてブロック内の画素信号の情報量を削減し，第１の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号と，第１の情報量より多い第２の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号とをそれぞれ生成する。すなわち，第１及び第２の階調削減処理器１５，１６は，ブロック内の画素信号の情報量を削減，つまりブロック内の階調数を減少させるものである。実施の形態１においては，第１の階調削減処理器が階調数Ａとなるようにブロック内の階調数を減少させ，第２の階調削減処理器が階調数Ｂとなるようにブロック内の階調数を減少させる。なお，階調数は，Ａ＜Ｂの関係にあるものとする。
【００６０】
セレクタ１７は，セレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の階調削減処理器１６で生成されたビットプレーン情報信号を選択する。復号画像中に発生するブロック状のひずみ（疑似輪郭）をなくすためには，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合よりブロック内の階調数を増加，即ちビットプレーン情報に割り当てる情報を増加させる必要がある。よって，セレクタ１７は，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを基準に，第１及び第２の階調削減処理器１５，１６の何れかで生成されたビットプレーン情報を選択する。
【００６１】
ここで，１画素２ビット符号長，プレーン情報に２０ビット長を用いたときの平均値信号及び偏差信号との符号長は，両方合わせて８ビットとなる。これは，ブロック内の階調数が２の場合よりも８ビット少ないことになる。図２は，偏差信号の符号長を３〜５ビットとした場合の偏差信号への閾値とＳＮ比との関係を示す説明図である。図２に示す評価画像はＬｅｎａであるが，ＳＣＩＤ画像のチャートＮ１〜８でもほぼ同様の結果を得た。図２により，偏差信号の符号長が４ビットのとき，最も良いＳＮ比を示すことがわかる。また，偏差の閾値が３２のとき，ＳＮ比が最大値をとる。
【００６２】
次に，図１に基づいて，実施の形態１に係る符号化器の動作を説明する。まず，ブロック内画素信号平均値抽出器１０が，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の平均値を求め，所定の情報量の平均値信号を生成する。
【００６３】
また，ブロック内画素信号差抽出器１１が，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，所定の情報量の偏差信号を生成する。
【００６４】
更に，信号判定器１２が，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，セレクタ信号を生成する。
【００６５】
第１の情報量削減器１３は，平均値信号及びセレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，平均値信号の情報量を削減する。一方，第２の情報量削減器１４は，偏差信号及びセレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，偏差信号の情報量を削減する。
【００６６】
第１の階調削減処理器１５は，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力すると共に，第１及び第２の情報量削減器１３，１４を介して平均値信号及び偏差信号をそれぞれ入力し，平均値信号及び偏差信号に基づいてブロック内の画素信号の情報量を削減し，ビットプレーン情報信号を生成する。すなわち，第１の階調削減処理器１５は，ブロック内の階調数をＡに削減する。
【００６７】
同様に，第２の階調削減処理器１６は，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を入力すると共に，第１及び第２の情報量削減器１３，１４を介して平均値信号及び偏差信号をそれぞれ入力し，平均値信号及び偏差信号に基づいてブロック内の画素信号の情報量を削減し，ビットプレーン情報信号を生成する。すなわち，第２の階調削減処理器１６は，ブロック内の階調数をＡより多いＢに削減する。
【００６８】
そして，セレクタ１７は，信号判定器１２からセレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の階調削減処理器１６で生成されたビットプレーン情報信号を選択し，また，偏差が所定の閾値を超えない場合，第１の階調削減処理器１７で生成されたビットプレーン情報信号を選択する。
【００６９】
その後，平均値信号，偏差信号，セレクタ信号及びビットプレーン情報信号は，固定長符号化としてそのまま蓄積・転送される。また，それらの信号に対し，更に圧縮を行うことも可能である。
【００７０】
図３は，本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の復号化器の構成図である。図３に示す復号化器は，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号を入力し，平均値信号及び偏差信号に基づいてビットプレーン情報信号を復号化し，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する再生手段としての第１及び第２の階調復元器３０，３１と，セレクタ信号を入力し，第１及び第２の階調復元器３０，３１で再生された画像信号を選択する選択手段としてのセレクタ３２とを備えている。
【００７１】
次に，図３に示す復号化器の動作を説明する。第１の階調復元器３０は，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号を入力し，ブロック内の階調数がＡになるようにビットプレーン情報信号の情報量が削減されているものとして，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する。
【００７２】
一方，第２の階調復元器３１は，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号を入力し，ブロック内の階調数がＢになるようにビットプレーン情報信号の情報量が削減されているものとして，４×４画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する。
【００７３】
セレクタ３２は，セレクタ信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の階調復元器３１で再生された画像信号を選択する。その結果，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，階調数がＢとなるように第２の階調削減処理器１６で生成されたビットプレーン情報から正確に４×４画素からなるブロックに分割された画像信号が再生される。
【００７４】
一方，セレクタ３２は，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えない場合，第１の階調復元器３０で再生された画像信号を選択する。その結果，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えない場合，階調数がＡとなるように第２の階調削減処理器１５で生成されたビットプレーン情報から正確に４×４画素からなるブロックに分割された画像信号が再生される。
【００７５】
セレクタ３２で選択され出力された４×４画素からなるブロックに分割された画像信号は，統合され，復元画像として出力される。
【００７６】
次に，本発明の画像符号化復号化方法と従来のＧＢＴＣとの比較のため，１画素当たりの符号長を２ビットと３ビットとした２種類の復号画像のＳＮ比を計算した。評価画像はＬｅｎａとＳＣＩＤのＮ１〜Ｎ８番の画像を用いた。Ｌｅｎａは５１２×５１２のＲＧＢカラー，ＳＣＩＤ画像は２０４８×２５６０（Ｎ１〜２，Ｎ５）及び２５６０×２０４８（Ｎ３〜４，Ｎ６〜８）のＹＭＣＫカラーである。各々の画像の各プレーンは８ビットの深さである。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
0003658096.tif 000004
【００７８】
表１に示すように，１画素２ビット符号長での比較において，本発明の画像符号化復号化方法は，ＧＢＴＣに対して約３〜４ｄＢ程度の改善がみられ，１画素３ビット符号長での比較においては，約１ｄＢ程度の改善がみられた。
【００７９】
このことから，ＢＴＣ処理において，ブロック内の偏差に注目して階調表現数，即ちビットプレーン情報に割り当てる情報量を増減させる処理を行うことの有効性が示された。主観評価では，ＧＢＴＣより本発明の画像符号化復号化方法の方がブロック状のひずみ（疑似輪郭）が生じにくいことが目視により確認された。
【００８０】
このように，実施の形態１に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法においては，ブロック状のひずみ（疑似輪郭）が発生するブロックはブロック中の画素信号の偏差が大きいものであると仮定し，各ブロック中の画像信号の偏差を所定の閾値と比較し，比較結果に基づいてブロック内の階調数を適応的に変化させることにした。その結果，１画素２ビットの場合，固定長ＧＢＴＣと比べて客観評価では約３〜４ｄＢ程度画質を改善することができた。また，主観評価においても，ブロック状のひずみ（疑似輪郭）の低減を確認することができた。
【００８１】
なお，上述した実施の形態１においては，選択する階調数としてＡとＢの２つを用いたが，Ｎ個の階調数を用いても良い。また，画像信号が分割されるブロックのサイズとして，４×４画素からなるブロックを用いたが，その他の大きさであっても良い。
【００８２】
［実施の形態２］
次に，本発明の画像符号化装置及び画像符号化復号化方法の実施の形態２を説明する。なお，実施の形態２に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法の説明においては，上述した実施の形態１に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法と異なる点のみ説明する。
【００８３】
図４は，本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の符号化器の構成図である。実施の形態２の符号化器においては，判定手段としての信号判定器４０が，ブロック内画素信号差抽出器１１に接続されている。そして，信号判定器４０は，ブロック内画素信号差抽出器１１で生成された偏差信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，セレクタ信号を生成する。このセレクタ信号は，上述した実施の形態１の場合と同様に，第１及び第２の情報量削減器１３，１４での平均値信号及び偏差信号の情報量の削減のための指標として用いられると共に，セレクタ１７でのビットプレーン情報信号の選択に用いられる。
【００８４】
図５は，本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置の復号化器の構成図である。実施の形態２の復号化器は，セレクタ３２が第１及び第２の階調復元器３０，３１の何れで再生された画像信号を選択するかの基準となるセレクタ信号を生成する判定手段としての信号判定器５０を備えている。すなわち，実施の形態１の復号化器では，符号化器側で生成されたセレクタ信号を復号化器側でも用いていたのに対し，実施の形態２の復号化器では，セレクタ信号を復号化器側で生成することにしている。
【００８５】
信号判定器５０は，偏差信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，セレクタ信号を生成する。なお，セレクタ信号の生成手法として，偏差信号の情報量を基準としてセレクタ信号を生成することにしても良い。すなわち，偏差信号の情報量が削減されている場合は，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えている場合で，ビットプレーン情報信号の情報量が増加されている場合を意味するからである。
【００８６】
このように，実施の形態２に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法によれば，実施の形態１に係る画像符号化装置及び画像符号化復号化方法の効果に加え，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かの判定にブロック内画素信号差抽出器１１で生成された偏差信号を用いることにしたため，信号判定器４０の構成を簡素化することができる。また，復号化器にも信号判定器５０を設けたため，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号と共に符号化器側で生成されたセレクタ信号を一時保存等する必要をなくすことができるため，装置のメモリ容量を削減することができる等の効果を得ることができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明に係る画像符号化装置（請求項１）によれば，判定手段が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成し，情報量削減手段が，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合に，平均値信号及び偏差信号の少なくとも一方の情報量を削減し，ビットプレーン情報生成手段が，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，画像信号と，情報量削減手段によって情報量を削減されていない平均値信号及び偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，画像信号と，情報量削減手段によって情報量を削減された平均値信号及び偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量より多い第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，復号化手段が，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，情報量削減手段によって情報量を削減されていない平均値信号及び偏差信号と第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とし，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，情報量削減手段によって情報量を削減された平均値信号及び偏差信号と第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とすることによって，復号化するため，ブロック中の画素信号の偏差に応じてブロック内の階調数を変化させることができ，復号画像に発生するブロック状のひずみ（疑似輪郭）を減少させることができる。
【００８８】
本発明に係る画像符号化装置（請求項２）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計が常に一定であるため，固定長符号化を実現することができる。
【００８９】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項３）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【００９０】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項４）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【００９１】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項５）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【００９２】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項６）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから平均値及び偏差を求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【００９３】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項７）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，平均値信号生成手段及び偏差信号生成手段が，ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから平均値及び偏差を求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【００９４】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項８）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，判定手段が，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するため，ビットプレーン情報信号に割り当てる情報量を増加させ，平均値及び偏差信号に割り当てる情報量を減少させる場合の判断基準を容易に得ることができる。
【００９５】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項９）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，判定手段が，偏差信号生成手段で生成された偏差信号を入力し，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するため，ビットプレーン情報信号に割り当てる情報量を増加させ，平均値及び偏差信号に割り当てる情報量を減少させる場合の判断基準を容易に得ることができる。また，閾値との比較に偏差信号生成手段で生成された偏差信号を用いることにしたため，改めてブロック中の画素信号の偏差を求める必要がなく，判定手段の構成の簡素化と処理の高速化を図ることができる。
【００９６】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１０）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，情報量削減手段が，平均値信号及び偏差信号の情報量を削減し，かつ平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多くしたため，ビットプレーン情報信号の情報量を増加させる分，確実に平均値信号及び偏差信号から情報量を削減することができる。
【００９７】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１１）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，ビットプレーン情報生成手段が，偏差に基づいて，ビットプレーン情報信号の情報量を数段階に変化させるため，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号毎に最適な処理を行うことができる。
【００９８】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１２）によれば，請求項１記載の画像符号化装置において，ビットプレーン情報生成手段が，第１の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号を生成する第１の生成手段と，第１の情報量より多い第２の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号を生成する第２の生成手段と，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の生成手段で生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択手段とを備えるため，情報量の異なる複数のビットプレーン情報信号を容易に生成できると共に，複数のビットプレーン情報信号から１つのビットプレーン情報信号を容易に選択することができる。
【００９９】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１３）によれば，請求項１２記載の画像符号化装置において，復号化手段が，第１の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生手段と，第２の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生手段と，判定信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の再生手段で再生された画像信号を選択する選択手段とを備えるため，正確な復号画像を得ることができる。
【０１００】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１４）によれば，請求項１２記載の画像符号化装置において，復号化手段が，第１の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生手段と，第２の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生手段と，偏差信号を入力し，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定手段と，判定信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の再生手段で再生された画像信号を選択する選択手段とを備えるため，正確な復号画像を得ることができる。
【０１０１】
また，本発明に係る画像符号化復号化方法（請求項１５）によれば，判定ステップが，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成し，情報量削減ステップが，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合に，平均値信号及び偏差信号の少なくとも一方の情報量を削減し，ビットプレーン情報生成ステップが，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，画像信号と，情報量削減ステップによって情報量を削減されていない平均値信号及び偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，画像信号と，情報量削減ステップによって情報量を削減された平均値信号及び偏差信号とに基づいて生成された第１の所定の情報量より多い第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号をビットプレーン情報信号とし，復号化ステップが，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えないことを示す場合には，情報量削減ステップによって情報量を削減されていない平均値信号及び偏差信号と第１の所定の情報量のビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とし，判定信号が，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超えることを示す場合には，情報量削減ステップによって情報量を削減された平均値信号及び偏差信号と第２の所定の情報量のビットプレーン情報信号とに基づいて再生された画像信号を画像信号とすることによって，復号化するため，ブロック中の画素信号の偏差に応じてブロック内の階調数を変化させることができ，復号画像に発生するブロック状のひずみ（疑似輪郭）を減少させることができる。
【０１０２】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１６）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，平均値信号，偏差信号及びビットプレーン情報信号の情報量の合計が常に一定であるため，固定長符号化を実現することができる。
【０１０３】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１７）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，ブロック中の画素信号の最大値と最小値とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【０１０４】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１８）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，ブロック中の画素信号の上位画像信号の平均と下位画像信号の平均とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【０１０５】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項１９）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，ブロック中の画素信号の上位画像信号の統計値と下位画像信号の統計値とから平均値及び偏差をそれぞれ求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【０１０６】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２０）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の平均と下位に入る画像信号の平均とから平均値及び偏差を求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【０１０７】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２１）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，平均値信号生成ステップ及び偏差信号生成ステップが，ブロック中の画素信号の最大値と最小値間の偏差の上位に入る画像信号の統計値と下位に入る画像信号の統計値とから平均値及び偏差を求めるため，容易に平均値及び偏差を求めることができ，処理の高速化を図ることができる。
【０１０８】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２２）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，判定ステップが，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差を求め，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するため，ビットプレーン情報信号に割り当てる情報量を増加させ，平均値及び偏差信号に割り当てる情報量を減少させる場合の判断基準を容易に得ることができる。
【０１０９】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２３）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，判定ステップが，偏差信号生成ステップで生成された偏差信号を入力し，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定するため，ビットプレーン情報信号に割り当てる情報量を増加させ，平均値及び偏差信号に割り当てる情報量を減少させる場合の判断基準を容易に得ることができる。また，閾値との比較に偏差信号生成ステップで生成された偏差信号を用いることにしたため，改めてブロック中の画素信号の偏差を求める必要がなく，処理の高速化を図ることができる。
【０１１０】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２４）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，情報量削減ステップが，平均値信号及び偏差信号の情報量を削減し，かつ平均値信号及び偏差信号から削減する情報量のうち，一方が他方より多くしたため，ビットプレーン情報信号の情報量を増加させる分，確実に平均値信号及び偏差信号から情報量を削減することができる。
【０１１１】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２５）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，ビットプレーン情報生成ステップが，偏差に基づいて，ビットプレーン情報信号の情報量を数段階に変化させるため， ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号毎に最適な処理を行うことができる。
【０１１２】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２６）によれば，請求項１５記載の画像符号化復号化方法において，ビットプレーン情報生成ステップが，第１の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号を生成する第１の生成ステップと，第１の情報量より多い第２の情報量を割り当てたビットプレーン情報信号を生成する第２の生成ステップと，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の生成ステップで生成されたビットプレーン情報信号を選択する選択ステップとを含むため，情報量の異なる複数のビットプレーン情報信号を容易に生成できると共に，複数のビットプレーン情報信号から１つのビットプレーン情報信号を容易に選択することができる。
【０１１３】
また，本発明に係る画像符号化装置（請求項２７）によれば，請求項２６記載の画像符号化復号化方法において，復号化ステップが，第１の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生ステップと，第２の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生ステップと，判定信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の再生ステップで再生された画像信号を選択する選択ステップとを含むため，正確な復号画像を得ることができる。
【０１１４】
更に，本発明に係る画像符号化装置（請求項２８）によれば，請求項２６記載の画像符号化復号化方法において，復号化ステップが，第１の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第１の再生ステップと，第２の情報量が割り当てられたものとしてビットプレーン情報信号を復号化し，ｎ×ｎ画素からなるブロックに分割された画像信号を再生する第２の再生ステップと，偏差信号を入力し，偏差が所定の閾値を超えるか否かを判定し，判定信号を生成する判定ステップと，判定信号を入力し，ブロック中の画素信号の偏差が所定の閾値を超える場合，第２の再生ステップで再生された画像信号を選択する選択ステップとを含むため，正確な復号画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置を構成する符号化器の構成図である。
【図２】偏差信号の符号長を３〜５ビットとした場合の偏差信号への閾値とＳＮ比との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置を構成する復号化器の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置を構成する符号化器の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像符号化装置を構成する復号化器の構成図である。
【図６】ＧＢＴＣにおいて，３／８圧縮の場合の符号化アルゴリズムを示す説明図である。
【図７】ＧＢＴＣにおいて，２／８圧縮の場合の符号化アルゴリズムを示す説明図である。
【図８】ＧＢＴＣにおいて，３／８圧縮の場合の復号化アルゴリズムを示す説明図である。
【図９】ＧＢＴＣにおいて，２／８圧縮の場合の復号化アルゴリズムを示す説明図である。
【図１０】図６〜図９に示すＧＢＴＣの説明図である。
【符号の説明】
１０      ブロック内画素信号平均値抽出器
１１      ブロック内画素信号差抽出器
１２，４０，５０      信号判定器
１３      第１の情報量削減器
１４      第２の情報削減器
１５      第１の階調削減処理器
１６      第２の階調削減処理器
１７，３２      セレクタ
３０      第１の階調復元器
３１      第２の階調復元器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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