(57)【特許請求の範囲】
【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、
前記差分の値が＋１または−１であることを検出して第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値がＮ×Ｍ−１であることを検出して第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、粗い量子化特性が設定されている場合には細かな量子化特性となるように、また細かな量子化特性が設定されている場合には粗い量子化特性となるように、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画像符号化装置。
【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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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値がＮ×Ｍ−１であることを検出する代わりに、前記２次元可変長符号化手段が１の画素ブロックについてＥＯＢ（Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｂｌｏｃｋ）符号のみ出力することを検出して第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。
【請求項７】
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の、前記画像の全画素数、もしくは、前記画像に含まれるすべての画素ブロックの数に対する比率を求め、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。
【請求項８】
前記量子化手段における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。
【請求項９】
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８に記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
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、
前記差分の値が＋１または−１であることを検出して第１のフラグをセットし、前記ＡＣ係数の連続する長さの値がＮ×Ｍ−１であることを検出して第２のフラグをセットし、前記第１のフラグと前記第２のフラグとの論理積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、粗い量子化特性が設定されている場合には細かな量子化特性となるように、また細かな量子化特性が設定されている場合には粗い量子化特性となるように、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画像符号化方法。
【請求項１１】
請求項１０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のフラグとの論理積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。
【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（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  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  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  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、３００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２００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ＤＣＴ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ＤＣ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５０６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５−６３９９７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、前記差分の値が＋１または−１であることを検出して第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値がＮ×Ｍ−１であることを検出して第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、粗い量子化特性が設定されている場合には細かな量子化特性となるように、また細かな量子化特性が設定されている場合には粗い量子化特性となるように、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。
【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。
【００４４】
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、前記第２の検出手段が前記ＡＣ係数の連続する長さの値がＮ×Ｍ−１であることを検出する代わりに、前記２次元可変長符号化手段が１の画素ブロックについてＥＯＢ（Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｂｌｏｃｋ）符号のみ出力することを検出して第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の、前記画像の全画素数、もしくは、前記画像に含まれるすべての画素ブロックの数に対する比率を求め、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、前記量子化手段における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９に記載の画像の符号化装置は、請求項８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１０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、前記差分の値が＋１または−１であることを検出して第１のフラグをセットし、前記ＡＣ係数の連続する長さの値がＮ×Ｍ−１であることを検出して第２のフラグをセットし、前記第１のフラグと前記第２のフラグとの論理積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、粗い量子化特性が設定されている場合には細かな量子化特性となるように、また細かな量子化特性が設定されている場合には粗い量子化特性となるように、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。
【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１１に記載の画像符号化方法は、請求項１０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のフラグとの論理積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ＤＣＴ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４００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ＡＮＤ５１３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ＡＮＤ５１３に出力する。
【００６９】
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。
【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５１４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、ＥＯＢ（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Ｓ６、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Ｓ１５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ＡＣ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
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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