(57)【要約】【課題】アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製を抑制することができるようにする。【解決手段】  符号化部４５は、ブロック化された画素データにおいて、特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、各グループに対してベクトル量子化し、符号化された各ブロックの４隅の画素からブロック内の各画素の値を予測し、その予測画素値と入力されたデジタル画像信号との差を符号化する。復号部４１は、各ブロックの４隅の画素の画素値を算出し、その値に基づいてブロック毎に各画素の画素値を予測し、符号化データを符号化部４５の符号化方法に対応する方法で復号し、得られた残差の各画素データに対して、同じ画素の予測画素値を加算し、各画素値の順番をラスター走査の順番に並べ替えて出力する。本発明は、画像データの再生を行う画像処理システムに適用することができる。【選択図】図２
2006217339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された入力画像データを符号化する符号化装置であって、
前記入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように前記入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化手段と、
前記ブロック化手段により前記入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、前記特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化手段と、
前記特定画素の画素値に基づいて、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測手段と、
前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素について、前記予測手段により予測された画素値である予測画素値と前記入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段により得られた前記差分を前記ブロック毎に符号化する差分符号化手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記ベクトル量子化手段は、前記特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、前記グループ毎に前記特定画素の画素値をベクトル量子化する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
前記ベクトル量子化手段は、各ブロックの４隅の画素を特定画素として特定し、隣接する特定画素を１つの前記グループとし、ベクトル量子化を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の符号化装置。
【請求項４】
前記予測手段は、前記特定画素の画素値に対応する、前記ベクトル量子化手段によるベクトル量子化の代表値に基づいて画素値を予測する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項５】
前記差分算出手段は、さらに前記特定画素の前記差分を「０」に設定し、
前記差分符号化手段は、前記特定画素を含む前記ブロック内の全ての画素の前記差分を符号化する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項６】
前記差分符号化手段は、
前記差分算出手段により得られた前記差分を直交変換する直交変換手段と、
前記直交変換手段により前記差分が直交変換されて得られた係数データを量子化する量子化手段と、
前記量子化手段により前記係数データが量子化されて得られた量子化係数データを可変長符号化する可変長符号化手段と
を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項７】
前記直交変換手段は前記差分を離散サイン変換する
ことを特徴とする請求項６に記載の符号化装置。
【請求項８】
前記ベクトル量子化手段において選択された、前記特定画素のグループのベクトル量子化結果に対応するコードに関する情報である選択コード情報、および、前記差分符号化手段により前記差分が符号化されて得られた符号化データを前記符号化装置の外部に出力する出力手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項９】
アナログ信号の入力画像データに対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加手段と、
前記ノイズ付加手段によりアナログノイズが付加された前記アナログ信号の入力画像データをA/D変換し、デジタルデータの入力画像データを得るA/D変換手段と
をさらに備え、
前記ブロック化手段は、前記A/D変換手段によりA/D変換されて得られた前記デジタルデータの入力画像データを複数のブロックにブロック化する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項１０】
入力された入力画像データを符号化する符号化装置の符号化方法であって、
前記入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように前記入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、
前記ブロック化ステップの処理により前記入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、前記特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、
前記特定画素の画素値に基づいて、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、
前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素について、前記予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と前記入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップの処理により得られた前記差分を前記ブロック毎に符号化する差分符号化ステップと
を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項１１】
前記ベクトル量子化ステップは、前記特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、前記グループ毎に前記特定画素の画素値をベクトル量子化する
ことを特徴とする請求項１０に記載の符号化方法。
【請求項１２】
前記ベクトル量子化ステップは、各ブロックの４隅の画素を特定画素として特定し、隣接する特定画素を１つの前記グループとし、ベクトル量子化を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の符号化方法。
【請求項１３】
前記予測ステップは、前記特定画素の画素値に対応する、前記ベクトル量子化ステップの処理によるベクトル量子化の代表値に基づいて画素値を予測する
ことを特徴とする請求項１０に記載の符号化方法。
【請求項１４】
前記差分算出ステップは、さらに前記特定画素の前記差分を「０」に設定し、
前記差分符号化ステップは、前記特定画素を含む前記ブロック内の全ての画素の前記差分を符号化する
ことを特徴とする請求項１０に記載の符号化方法。
【請求項１５】
前記差分符号化ステップは、
前記差分算出ステップの処理により得られた前記差分を直交変換する直交変換ステップと、
前記直交変換ステップの処理により前記差分が直交変換されて得られた係数データを量子化する量子化ステップと、
前記量子化ステップの処理により前記係数データが量子化されて得られた量子化係数データを可変長符号化する可変長符号化ステップと
を含む
ことを特徴とする請求項１０に記載の符号化方法。
【請求項１６】
前記直交変換ステップは前記差分を離散サイン変換する
ことを特徴とする請求項１５に記載の符号化方法。
【請求項１７】
前記ベクトル量子化ステップの処理において選択された、前記特定画素のグループのベクトル量子化結果に対応するコードに関する情報である選択コード情報、および、前記差分符号化ステップの処理により前記差分が符号化されて得られた符号化データを前記符号化装置の外部に出力するように出力部を制御する出力制御ステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１０に記載の符号化方法。
【請求項１８】
アナログ信号の入力画像データに対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと、
前記ノイズ付加ステップの処理によりアナログノイズが付加された前記アナログ信号の入力画像データをA/D変換し、デジタルデータの入力画像データを得るA/D変換ステップと
をさらに含み、
前記ブロック化ステップは、前記A/D変換ステップの処理によりA/D変換されて得られた前記デジタルデータの入力画像データを複数のブロックにブロック化する
ことを特徴とする請求項１０に記載の符号化方法。
【請求項１９】
入力された入力画像データを符号化する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように前記入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、
前記ブロック化ステップの処理により前記入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、前記特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、
前記特定画素の画素値に基づいて、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、
前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素について、前記予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と前記入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップの処理により得られた前記差分を前記ブロック毎に符号化する差分符号化ステップと
を含むことを特徴とするプログラムが記録された、コンピュータに読み取り可能な記録媒体。
【請求項２０】
入力された入力画像データを符号化する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように前記入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、
前記ブロック化ステップの処理により前記入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、前記特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、
前記特定画素の画素値に基づいて、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、
前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素について、前記予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と前記入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップの処理により得られた前記差分を前記ブロック毎に符号化する差分符号化ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
符号化装置において符号化された画像データを復号する復号装置であって、
前記符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、前記符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付手段と、
前記入力受付手段により受け付けられた前記選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、前記特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化手段と、
前記逆ベクトル量子化手段により得られた前記特定画素の画素値を用いて、前記特定画素を含む、前記画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、前記特定画素以外の各画素について前記予測画素値を予測する予測手段と、
前記入力受付手段により受け付けられた前記符号化データを復号し、前記差分を得る差分復号手段と、
前記予測手段により得られた前記予測画素値と、前記差分復号手段により得られた前記差分とを加算し、前記入力画素値を得る画素値加算手段と
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項２２】
前記特定画素は、各ブロックの４隅の画素である
ことを特徴とする請求項２１に記載の復号装置。
【請求項２３】
前記画素値加算手段は、前記特定画素の前記差分を「０」に設定してから加算を行う
ことを特徴とする請求項２１に記載の復号装置。
【請求項２４】
前記画素値加算手段は、加算結果として得られた各画素の前記入力画素値を前記ブロック毎にラスター順に並び替える
ことを特徴とする請求項２１に記載の復号装置。
【請求項２５】
前記差分復号手段は、
前記入力受付手段により受け付けられた前記符号化データを可変長復号する可変長復号手段と、
前記可変長復号手段により前記符号化データが可変長復号されて得られた量子化係数データを逆量子化する逆量子化手段と、
前記逆量子化手段により前記量子化係数データが逆量子化されて得られた係数データを逆直交変換する逆直交変換手段と
を備える
ことを特徴とする請求項２１に記載の復号装置。
【請求項２６】
前記直交変換手段は前記係数データを逆離散サイン変換する
ことを特徴とする請求項２５に記載の復号装置。
【請求項２７】
前記画素値加算手段において得られた前記入力画素値により構成されるデジタル画像データをD/A変換し、アナログ信号に変換するD/A変換手段と、
前記D/A変換手段により前記デジタル画像データがD/A変換されて得られた前記アナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加手段と
をさらに備え、
前記復号装置は、前記ノイズ付加手段により前記アナログノイズが付加された前記アナログ信号を出力する
ことを特徴とする請求項２１に記載の復号装置。
【請求項２８】
符号化装置において符号化された画像データを復号する復号装置の復号方法であって、
前記符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、前記符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、前記特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、
前記逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた前記特定画素の画素値を用いて、前記特定画素を含む、前記画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、前記特定画素以外の各画素について前記予測画素値を予測する予測ステップと、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記符号化データを復号し、前記差分を得る差分復号ステップと、
前記予測ステップの処理により得られた前記予測画素値と、前記差分復号ステップの処理により得られた前記差分とを加算し、前記入力画素値を得る画素値加算ステップと
を含むことを特徴とする復号方法。
【請求項２９】
前記特定画素は、各ブロックの４隅の画素である
ことを特徴とする請求項２８に記載の復号方法。
【請求項３０】
前記画素値加算ステップは、前記特定画素の前記差分を「０」に設定してから加算を行う
ことを特徴とする請求項２８に記載の復号方法。
【請求項３１】
前記画素値加算ステップは、加算結果として得られた各画素の前記入力画素値を前記ブロック毎にラスター順に並び替える
ことを特徴とする請求項２８に記載の復号方法。
【請求項３２】
前記差分復号ステップは、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記符号化データを可変長復号する可変長復号ステップと、
前記可変長復号ステップの処理により前記符号化データが可変長復号されて得られた量子化係数データを逆量子化する逆量子化ステップと、
前記逆量子化ステップの処理により前記量子化係数データが逆量子化されて得られた係数データを逆直交変換する逆直交変換ステップと
を含む
ことを特徴とする請求項２８に記載の復号方法。
【請求項３３】
前記直交変換ステップの処理は前記係数データを逆離散サイン変換する
ことを特徴とする請求項３２に記載の復号方法。
【請求項３４】
前記画素値加算ステップの処理において得られた前記入力画素値により構成されるデジタル画像データをD/A変換し、アナログ信号に変換するD/A変換ステップと、
前記D/A変換ステップの処理により前記デジタル画像データがD/A変換されて得られた前記アナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと
をさらに備え、
前記復号ステップは、前記ノイズ付加ステップの処理により前記アナログノイズが付加された前記アナログ信号を出力する
ことを特徴とする請求項２８に記載の復号方法。
【請求項３５】
符号化装置において符号化された画像データを復号する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、前記符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、前記特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、
前記逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた前記特定画素の画素値を用いて、前記特定画素を含む、前記画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、前記特定画素以外の各画素について前記予測画素値を予測する予測ステップと、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記符号化データを復号し、前記差分を得る差分復号ステップと、
前記予測ステップの処理により得られた前記予測画素値と、前記差分復号ステップの処理により得られた前記差分とを加算し、前記入力画素値を得る画素値加算ステップと
を含むことを特徴とするプログラムが記録された、コンピュータに読み取り可能な記録媒体。
【請求項３６】
符号化装置において符号化された画像データを復号する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、前記符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、前記特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、
前記逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた前記特定画素の画素値を用いて、前記特定画素を含む、前記画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、前記特定画素以外の各画素について前記予測画素値を予測する予測ステップと、
前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記符号化データを復号し、前記差分を得る差分復号ステップと、
前記予測ステップの処理により得られた前記予測画素値と、前記差分復号ステップの処理により得られた前記差分とを加算し、前記入力画素値を得る画素値加算ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項３７】
符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような情報処理システムにおいて、
前記符号化部は、
入力された前記画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように前記入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化手段と、
前記ブロック化手段により前記入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、前記特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化手段と、
前記特定画素の画素値に基づいて、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測手段と、
前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素について、前記予測手段により予測された画素値である予測画素値と前記入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段により得られた前記差分を前記ブロック毎に符号化する差分符号化手段と
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項３８】
前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換部と、
前記D/A変換部より出力される前記アナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加部と、
前記ノイズ付加部より出力される前記アナログノイズが付加された前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部と
をさらに備え、
前記符号化部は、前記A/D変換部より出力される前記デジタル信号の前記画像データを符号化する
ことを特徴とする請求項３７に記載の情報処理システム。
【請求項３９】
符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような情報処理システムの情報処理方法であって、
前記符号化部が、入力された前記画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように前記入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、
前記符号化部が、前記ブロック化ステップの処理により前記入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、前記特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、
前記符号化部が、前記特定画素の画素値に基づいて、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、
前記符号化部が、前記ブロック内の前記特定画素以外の各画素について、前記予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と前記入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記符号化部が、前記差分算出ステップの処理により得られた前記差分を前記ブロック毎に符号化する差分符号化ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項４０】
前記情報処理システムが、D/A変換部、ノイズ付加部、およびA/D変換部をさらに備え、
前記D/A変換部が、前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換ステップと、
前記ノイズ付加部が、前記D/A変換部より出力される前記アナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと、
前記A/D変換部が、前記ノイズ付加部より出力される前記アナログノイズが付加された前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換ステップと
をさらに含み、
前記符号化部には、前記A/D変換部より出力される前記デジタル信号の前記画像データが入力される
ことを特徴とする請求項３９に記載の情報処理方法。
【請求項４１】
符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような情報処理システムにおいて、
前記復号部は、
前記符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、前記符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付手段と、
前記入力受付手段により受け付けられた前記選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、前記特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化手段と、
前記逆ベクトル量子化手段により得られた前記特定画素の画素値を用いて、前記特定画素を含む、前記画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、前記特定画素以外の各画素について前記予測画素値を予測する予測手段と、
前記入力受付手段により受け付けられた前記符号化データを復号し、前記差分を得る差分復号手段と、
前記予測手段により得られた前記予測画素値と、前記差分復号手段により得られた前記差分とを加算し、前記入力画素値を得る画素値加算手段と
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項４２】
前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換部と、
前記D/A変換部より出力される前記アナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加部と、
前記ノイズ付加部より出力される前記アナログノイズが付加された前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部と
をさらに備え、
前記符号化部は、前記A/D変換部より出力される前記デジタル信号の前記画像データを符号化する
ことを特徴とする請求項４１に記載の情報処理システム。
【請求項４３】
符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような情報処理システムの情報処理方法であって、
前記復号部が、前記符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、前記符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、
前記復号部が、前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、前記特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、
前記復号部が、前記逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた前記特定画素の画素値を用いて、前記特定画素を含む、前記画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、前記特定画素以外の各画素について前記予測画素値を予測する予測ステップと、
前記復号部が、前記入力受付ステップの処理により受け付けられた前記符号化データを復号し、前記差分を得る差分復号ステップと、
前記復号部が、前記予測ステップの処理により得られた前記予測画素値と、前記差分復号ステップの処理により得られた前記差分とを加算し、前記入力画素値を得る画素値加算ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項４４】
前記情報処理システムが、D/A変換部、ノイズ付加部、およびA/D変換部をさらに備え、
前記D/A変換部が、前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換ステップと、
前記ノイズ付加部が、前記D/A変換部より出力される前記アナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと、
前記A/D変換部が、前記ノイズ付加部より出力される前記アナログノイズが付加された前記アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換ステップと
をさらに含み、
前記符号化部には、前記A/D変換部より出力される前記デジタル信号の前記画像データが入力される
ことを特徴とする請求項４３に記載の情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化装置および方法、復号装置および方法、情報処理システムおよび方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製を抑制することができるようにする符号化装置および方法、復号装置および方法、情報処理システムおよび方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像データや音声データ等の記録や伝送等においては、通常、情報の符号化や復号等の処理が行われる。
【０００３】
図１は、従来の画像処理システムの構成例を示している。この画像処理システム１０は、符号化されたデジタル画像信号である符号化デジタル画像信号Vcdを処理し、アナログ画像信号Vanを出力する再生装置１１、この再生装置１１から出力されるアナログ画像信号Vanによる画像を表示する表示装置１２、並びに、再生装置１１から出力されるアナログ画像信号Vanを符号化し、その符号化デジタル画像信号Vcdを記録媒体に記録する符号化装置１３を有している。
【０００４】
再生装置１１は、復号部２１およびD/A（Digital / Analog）変換部２２（以下、D/A２２と称する）を有している。復号部２１は、図示しない光ディスク等の記録媒体から読み出された符号化デジタル画像信号Vcdを復号する。D/A２２は、その復号されて得られたデジタル画像信号Vdgをアナログ画像信号Vanに変換する。
【０００５】
再生装置１１は、このアナログ画像信号Vanを表示装置１２および符号化装置１３に供給する。
【０００６】
表示装置１２は、ディスプレイ２３を有している。ディスプレイ２３は、例えばCRT(Cathode-Ray Tube)ディスプレイや、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成される。表示装置１２は、再生装置１１より供給されるアナログ画像信号Vanをこのディスプレイ２３に表示する。
【０００７】
符号化装置１３は、A/D（Analog / Digital）変換部２４（以下、A/D２４と称する）、符号化部２５、および記録部２６を有している。A/D２４は、再生装置１１より供給されるアナログ画像信号Vanをデジタル信号に変換しデジタル画像信号Vdgを生成する。符号化部２５は、そのデジタル画像信号Vdgを符号化し、符号化デジタル画像信号Vcdを生成する。記録部２６は、例えばハードディスク、半導体メモリ、若しくは、DVD（Digital Versatile Disc）ドライブ等を有しており、符号化部２５において生成された符号化デジタル画像信号Vcdをそれらの記録媒体に記録する。
【０００８】
つまり、画像処理システム１０は、符号化デジタル画像信号Vcdを受け付け、その符号化デジタル画像信号Vcdからアナログ画像信号Vanを再生し、画像を表示するか、若しくは、再生されたアナログ画像信号Vanを再度符号化し、符号化デジタル画像信号Vcdを記録媒体に記録するシステムである。
【０００９】
このように、画像処理システム１０は、アナログ画像信号Vanを生成するため、そのアナログ画像信号Vanを利用した不正な複製（不正コピー）に利用される恐れがあった。
【００１０】
つまり、アナログ画像信号Vanにおいては、デジタル著作権保護機能は作用しないため、符号化装置１３は、アナログ画像信号Vanをデジタル化して符号化することにより、元の符号化デジタル画像信号Vcdを再現して記録することができる。
【００１１】
従来、このようなアナログ画像信号Vanを利用した不正コピーを防止するために、著作権保護がなされている場合には、アナログ画像信号Vanをスクランブル処理したり、あるいはアナログ画像信号Vanの出力を禁止したりすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、再生装置１１または符号化装置１３のいずれか一方もしくは両方に雑音情報発生部を設け、デジタルビデオデータに１回の処理では画像再生時に識別できない程度の雑音情報を埋め込むことにより、コピー自体は可能であるが、複数回繰り返すと画像が著しく劣化し、これによって実質的にコピーの回数を制限するデジタルビデオ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
しかしながら、例えば、上述した特許文献１のように、再生装置１１が、アナログ画像信号Vanをスクランブル処理して出力したり、あるいはアナログ画像信号Vanの出力を禁止したりすることで、不正コピーを防止する方法の場合、表示装置１２がディスプレイ２３に正常な画像が表示させることができないという問題がある。
【００１４】
例えば、再生装置１１が、アナログ画像信号Vanをスクランブル処理して出力する場合、そのスクランブル機能に対応し、正常な画像を表示させる機能を表示装置１２に設ける必要がある。
【００１５】
また、上述した特許文献２のように、再生側の復号部または記録側の符号化部等でデジタル画像信号に雑音情報を埋め込むものでは、雑音情報発生部とこれを埋め込むための回路が必要となり、回路規模が増大するという問題がある。
【００１６】
そこで、画像が表示されなくなることや回路規模の増大を招くこと等の不都合を発生することなく、アナログ画像信号を利用した不正コピーを防止する手法が、本出願人により提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−２４５２７０号公報
【特許文献２】特開平１０−２８９５２２号公報
【特許文献３】特開２００４−２８９６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述した特許文献３に記載の手法では、アナログ画像信号をA/D変換することにより得られるデジタル画像信号の位相ズレ等のアナログノイズに着目し、そのデジタル画像信号に対してアナログノイズに着目した符号化を行うことによってコピー前の画像の質を落とさずに、良好な質を維持したままでのコピーを不可能とし、これによりアナログ画像信号を利用した不正コピーを防止するが、デジタルコンテンツの流通が一般的になっている近年においては、上述のように不正コピーを防止するための別の手法の提案が要請されている。
【００１９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製を抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の符号化装置は、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化手段と、ブロック化手段により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化手段と、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測手段と、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測手段により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
前記ベクトル量子化手段は、特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、グループ毎に特定画素の画素値をベクトル量子化するようにすることができる。
【００２２】
前記ベクトル量子化手段は、各ブロックの４隅の画素を特定画素として特定し、隣接する特定画素を１つのグループとし、ベクトル量子化を行うようにすることができる。
【００２３】
前記予測手段は、特定画素の画素値に対応する、ベクトル量子化手段によるベクトル量子化の代表値に基づいて画素値を予測するようにすることができる。
【００２４】
前記差分算出手段は、さらに特定画素の差分を「０」に設定し、差分符号化手段は、特定画素を含むブロック内の全ての画素の差分を符号化するようにすることができる。
【００２５】
前記差分符号化手段は、差分算出手段により得られた差分を直交変換する直交変換手段と、直交変換手段により差分が直交変換されて得られた係数データを量子化する量子化手段と、量子化手段により係数データが量子化されて得られた量子化係数データを可変長符号化する可変長符号化手段とを備えるようにすることができる。
【００２６】
前記直交変換手段は差分を離散サイン変換するようにすることができる。
【００２７】
前記ベクトル量子化手段において選択された、特定画素のグループのベクトル量子化結果に対応するコードに関する情報である選択コード情報、および、差分符号化手段により差分が符号化されて得られた符号化データを符号化装置の外部に出力する出力手段をさらに備えるようにすることができる。
【００２８】
アナログ信号の入力画像データに対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加手段と、ノイズ付加手段によりアナログノイズが付加されたアナログ信号の入力画像データをA/D変換し、デジタルデータの入力画像データを得るA/D変換手段とをさらに備え、ブロック化手段は、A/D変換手段によりA/D変換されて得られたデジタルデータの入力画像データを複数のブロックにブロック化するようにすることができる。
【００２９】
本発明の符号化方法は、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、ブロック化ステップの処理により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、差分算出ステップの処理により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００３０】
前記ベクトル量子化ステップは、特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、グループ毎に特定画素の画素値をベクトル量子化するようにすることができる。
【００３１】
前記ベクトル量子化ステップは、各ブロックの４隅の画素を特定画素として特定し、隣接する特定画素を１つのグループとし、ベクトル量子化を行うようにすることができる。
【００３２】
前記予測ステップは、特定画素の画素値に対応する、ベクトル量子化ステップの処理によるベクトル量子化の代表値に基づいて画素値を予測するようにすることができる。
【００３３】
前記差分算出ステップは、さらに特定画素の差分を「０」に設定し、差分符号化ステップは、特定画素を含むブロック内の全ての画素の差分を符号化するようにすることができる。
【００３４】
前記差分符号化ステップは、差分算出ステップの処理により得られた差分を直交変換する直交変換ステップと、直交変換ステップの処理により差分が直交変換されて得られた係数データを量子化する量子化ステップと、量子化ステップの処理により係数データが量子化されて得られた量子化係数データを可変長符号化する可変長符号化ステップとを含むようにすることができる。
【００３５】
前記直交変換ステップは差分を離散サイン変換するようにすることができる。
【００３６】
前記ベクトル量子化ステップの処理において選択された、特定画素のグループのベクトル量子化結果に対応するコードに関する情報である選択コード情報、および、差分符号化ステップの処理により差分が符号化されて得られた符号化データを符号化装置の外部に出力するように出力部を制御する出力制御ステップをさらに含むようにすることができる。
【００３７】
アナログ信号の入力画像データに対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと、ノイズ付加ステップの処理によりアナログノイズが付加されたアナログ信号の入力画像データをA/D変換し、デジタルデータの入力画像データを得るA/D変換ステップとをさらに含み、ブロック化ステップは、A/D変換ステップの処理によりA/D変換されて得られたデジタルデータの入力画像データを複数のブロックにブロック化するようにすることができる。
【００３８】
本発明の第１の記録媒体は、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、ブロック化ステップの処理により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、差分算出ステップの処理により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明の第１のプログラムは、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、ブロック化ステップの処理により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、差分算出ステップの処理により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００４０】
本発明の復号装置は、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付手段と、入力受付手段により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化手段と、逆ベクトル量子化手段により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測手段と、入力受付手段により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号手段と、予測手段により得られた予測画素値と、差分復号手段により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算手段とを備えることを特徴とする。
【００４１】
前記特定画素は、各ブロックの４隅の画素であるようにすることができる。
【００４２】
前記画素値加算手段は、特定画素の差分を「０」に設定してから加算を行うようにすることができる。
【００４３】
前記画素値加算手段は、加算結果として得られた各画素の入力画素値をブロック毎にラスター順に並び替えるようにすることができる。
【００４４】
前記差分復号手段は、入力受付手段により受け付けられた符号化データを可変長復号する可変長復号手段と、可変長復号手段により符号化データが可変長復号されて得られた量子化係数データを逆量子化する逆量子化手段と、逆量子化手段により量子化係数データが逆量子化されて得られた係数データを逆直交変換する逆直交変換手段とを備えるようにすることができる。
【００４５】
前記直交変換手段は係数データを逆離散サイン変換するようにすることができる。
【００４６】
前記画素値加算手段において得られた入力画素値により構成されるデジタル画像データをD/A変換し、アナログ信号に変換するD/A変換手段と、D/A変換手段によりデジタル画像データがD/A変換されて得られたアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加手段とをさらに備え、復号装置は、ノイズ付加手段によりアナログノイズが付加されたアナログ信号を出力するようにすることができる。
【００４７】
本発明の復号方法は、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、入力受付ステップの処理により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測ステップと、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号ステップと、予測ステップの処理により得られた予測画素値と、差分復号ステップの処理により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算ステップとを含むことを特徴とする。
【００４８】
前記特定画素は、各ブロックの４隅の画素であるようにすることができる。
【００４９】
前記画素値加算ステップは、特定画素の差分を「０」に設定してから加算を行うようにすることができる。
【００５０】
前記画素値加算ステップは、加算結果として得られた各画素の入力画素値をブロック毎にラスター順に並び替えるようにすることができる。
【００５１】
前記差分復号ステップは、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを可変長復号する可変長復号ステップと、可変長復号ステップの処理により符号化データが可変長復号されて得られた量子化係数データを逆量子化する逆量子化ステップと、逆量子化ステップの処理により量子化係数データが逆量子化されて得られた係数データを逆直交変換する逆直交変換ステップとを含むようにすることができる。
【００５２】
前記直交変換ステップの処理は係数データを逆離散サイン変換するようにすることができる。
【００５３】
前記画素値加算ステップの処理において得られた入力画素値により構成されるデジタル画像データをD/A変換し、アナログ信号に変換するD/A変換ステップと、D/A変換ステップの処理によりデジタル画像データがD/A変換されて得られたアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップとをさらに備え、復号ステップは、ノイズ付加ステップの処理によりアナログノイズが付加されたアナログ信号を出力するようにすることができる。
【００５４】
本発明の第２の記録媒体は、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、入力受付ステップの処理により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測ステップと、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号ステップと、予測ステップの処理により得られた予測画素値と、差分復号ステップの処理により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算ステップとを含むことを特徴とする。
【００５５】
本発明の第２のプログラムは、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、入力受付ステップの処理により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測ステップと、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号ステップと、予測ステップの処理により得られた予測画素値と、差分復号ステップの処理により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算ステップとを含むことを特徴とする。
【００５６】
本発明の第１の情報処理システムは、符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと画像データが劣化するような情報処理システムであって、符号化部が、入力された画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化手段と、ブロック化手段により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化手段と、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測手段と、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測手段により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出手段と、差分算出手段により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化手段とを備えることを特徴とする。
【００５７】
前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換部と、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加部と、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部とをさらに備え、符号化部は、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データを符号化するようにすることができる。
【００５８】
本発明の第１の情報処理方法は、符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと画像データが劣化するような情報処理システムの情報処理方法であって、符号化部が、入力された画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップと、符号化部が、ブロック化ステップの処理により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップと、符号化部が、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップと、符号化部が、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップと、符号化部が、差分算出ステップの処理により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００５９】
前記第１の情報処理システムが、D/A変換部、ノイズ付加部、およびA/D変換部をさらに備え、D/A変換部が、復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換ステップと、ノイズ付加部が、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと、A/D変換部が、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換ステップとをさらに含み、符号化部には、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データが入力されるようにすることができる。
【００６０】
本発明の第２の情報処理システムは、符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと画像データが劣化するような情報処理システムであって、復号部は、符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付手段と、入力受付手段により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化手段と、逆ベクトル量子化手段により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測手段と、入力受付手段により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号手段と、予測手段により得られた予測画素値と、差分復号手段により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算手段とを備えることを特徴とする。
【００６１】
前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換部と、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加部と、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部とをさらに備え、符号化部は、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データを符号化するようにすることができる。
【００６２】
本発明の第２の情報処理方法は、符号化部、復号部とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと画像データが劣化するような情報処理システムの情報処理方法であって、復号部が、符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップと、復号部が、入力受付ステップの処理により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップと、復号部が、逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測ステップと、復号部が、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号ステップと、復号部が、予測ステップの処理により得られた予測画素値と、差分復号ステップの処理により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算ステップとを含むことを特徴とする。
【００６３】
前記第２の情報処理システムが、D/A変換部、ノイズ付加部、およびA/D変換部をさらに備え、D/A変換部が、復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換ステップと、ノイズ付加部が、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップと、A/D変換部が、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換ステップとをさらに含み、符号化部には、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データが入力されるようにすることができる。
【００６４】
本発明の符号化装置および方法、第１の記録媒体、並びに第１のプログラムにおいては、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データが複数のブロックにブロック化され、入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素が特定画素として特定され、特定画素の画素値がベクトル量子化され、その特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値が予測され、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分が算出され、その算出された差分がブロック毎に符号化される。
【００６５】
本発明の復号装置および方法、第２の記録媒体、並びに第２のプログラムにおいては、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力が受け付けられ、その受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理が行われ、特定画素の画素値が得られ、その得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値が予測され、また、受け付けられた符号化データが復号されて差分が得られ、予測画素値と差分とが加算されて、入力画素値が得られる。
【００６６】
本発明の第１の情報処理システムおよび第１の情報処理方法においては、符号化部により、入力された画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データが複数のブロックにブロック化され、その入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素が特定画素として特定され、特定画素の画素値がベクトル量子化され、その特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値が予測され、ブロック内の特定画素以外の各画素について、その予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分が算出され、その算出された差分がブロック毎に符号化される。
【００６７】
本発明の第２の情報処理システムおよび第２の情報処理方法においては、復号部により、符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力が受け付けられ、その受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理が行われ、特定画素の画素値が得られ、その得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値が予測され、また、受け付けられた符号化データが復号されて差分が得られ、予測画素値と差分とが加算されて、入力画素値が得られる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明によれば、アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製を抑制することができる。特に、画像が表示されなくなる、回路規模の増大を招く等の不都合を発生させずに、２回目以降の符号化処理および復号処理では画像データを著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００７０】
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。
【００７１】
本発明においては、入力された入力画像データを符号化する符号化装置（例えば、図２の符号化部）が提供される。この符号化装置では、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化手段（例えば、図３のブロック化部）と、ブロック化手段により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化手段（例えば、図３のVQ部）と、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測手段（例えば、図３の予測部）と、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測手段により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出手段（例えば、図３の残差算出部）と、差分算出手段により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化手段（例えば、図３の残差符号化部）とを備える。
【００７２】
前記ベクトル量子化手段は、特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、グループ毎に特定画素の画素値をベクトル量子化する（例えば、図１６のステップＳ２２）ようにすることができる。
【００７３】
前記ベクトル量子化手段は、各ブロックの４隅の画素を特定画素（例えば、図６の黒丸）として特定し、隣接する特定画素を１つのグループとし、ベクトル量子化を行うようにすることができる。
【００７４】
前記予測手段は、特定画素の画素値に対応する、ベクトル量子化手段によるベクトル量子化の代表値に基づいて画素値を予測する（例えば、図７）ようにすることができる。
【００７５】
前記差分算出手段は、さらに特定画素の差分を「０」に設定し（例えば、図８の差分値設定部）、差分符号化手段は、特定画素を含むブロック内の全ての画素の差分を符号化するようにすることができる。
【００７６】
前記差分符号化手段は、差分算出手段により得られた差分を直交変換する直交変換手段（例えば、図９のDST変換部）と、直交変換手段により差分が直交変換されて得られた係数データを量子化する量子化手段（例えば、図９の量子化部）と、量子化手段により係数データが量子化されて得られた量子化係数データを可変長符号化する可変長符号化手段（例えば、図９のハフマン符号化部）とを備えるようにすることができる。
【００７７】
前記直交変換手段は差分を離散サイン変換（例えば、図１０または図１１）するようにすることができる。
【００７８】
前記ベクトル量子化手段において選択された、特定画素のグループのベクトル量子化結果に対応するコードに関する情報である選択コード情報、および、差分符号化手段により差分が符号化されて得られた符号化データを符号化装置の外部に出力する出力手段（例えば、図３の出力部）をさらに備えるようにすることができる。
【００７９】
アナログ信号の入力画像データに対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加手段（例えば、図２９のアナログノイズ付加部）と、ノイズ付加手段によりアナログノイズが付加されたアナログ信号の入力画像データをA/D変換し、デジタルデータの入力画像データを得るA/D変換手段（例えば、図２９のA/D）とをさらに備え、ブロック化手段は、A/D変換手段によりA/D変換されて得られたデジタルデータの入力画像データを複数のブロックにブロック化するようにすることができる。
【００８０】
本発明においては、入力された入力画像データを符号化する符号化装置（例えば、図２の符号化部）の符号化方法が提供される。この符号化方法においては、入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップ（例えば、図１５のステップＳ１）と、ブロック化ステップの処理により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップ（例えば、図１５のステップＳ２）と、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップ（例えば、図１５のステップＳ３）と、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップ（例えば、図１５のステップＳ４）と、差分算出ステップの処理により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化ステップ（例えば、図１５のステップＳ５）とを含む。
【００８１】
前記ベクトル量子化ステップは、特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、グループ毎に特定画素の画素値をベクトル量子化する（例えば、図１６のステップＳ２２）ようにすることができる。
【００８２】
前記ベクトル量子化ステップは、各ブロックの４隅の画素を特定画素（例えば、図６の黒丸）として特定し、隣接する特定画素を１つのグループとし、ベクトル量子化を行うようにすることができる。
【００８３】
前記予測ステップは、特定画素の画素値に対応する、ベクトル量子化ステップの処理によるベクトル量子化の代表値に基づいて画素値を予測する（例えば、図７）ようにすることができる。
【００８４】
前記差分算出ステップは、さらに特定画素の差分を「０」に設定し（例えば、図１７のステップＳ４４）、差分符号化ステップは、特定画素を含むブロック内の全ての画素の差分を符号化するようにすることができる。
【００８５】
前記差分符号化ステップは、差分算出ステップの処理により得られた差分を直交変換する直交変換ステップ（例えば、図１８のステップＳ６１）と、直交変換ステップの処理により差分が直交変換されて得られた係数データを量子化する量子化ステップ（例えば、図１８のステップＳ６２）と、量子化ステップの処理により係数データが量子化されて得られた量子化係数データを可変長符号化する可変長符号化ステップ（例えば、図１８のステップＳ６３）とを含むようにすることができる。
【００８６】
前記直交変換ステップは差分を離散サイン変換（例えば、図１０または図１１）するようにすることができる。
【００８７】
前記ベクトル量子化ステップの処理において選択された、特定画素のグループのベクトル量子化結果に対応するコードに関する情報である選択コード情報、および、差分符号化ステップの処理により差分が符号化されて得られた符号化データを符号化装置の外部に出力するように出力部を制御する出力制御ステップ（例えば、図１５のステップＳ６）をさらに含むようにすることができる。
【００８８】
アナログ信号の入力画像データに対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップ（例えば、図３０のステップＳ１８１）と、ノイズ付加ステップの処理によりアナログノイズが付加されたアナログ信号の入力画像データをA/D変換し、デジタルデータの入力画像データを得るA/D変換ステップ（例えば、図３０のステップＳ１８２）とをさらに含み、ブロック化ステップは、A/D変換ステップの処理によりA/D変換されて得られたデジタルデータの入力画像データを複数のブロックにブロック化するようにすることができる。
【００８９】
本発明の第１の記録媒体および第１のプログラムにおいても、各ステップが対応する実施の形態（但し一例）は、本発明の符号化方法と同様である。
【００９０】
本発明においては、符号化装置において符号化された画像データを復号する復号装置（例えば、図２の復号部）が提供される。この復号装置では、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付手段（例えば、図１２のデータ分解部）と、入力受付手段により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化手段（例えば、図１２の逆VQ部）と、逆ベクトル量子化手段により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測手段（例えば、図１２の予測部）と、入力受付手段により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号手段（例えば、図１２の残差復号部）と、予測手段により得られた予測画素値と、差分復号手段により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算手段（例えば、図１２の画素値加算部）とを備える。
【００９１】
前記特定画素は、各ブロックの４隅の画素（例えば、図６の黒丸）であるようにすることができる。
【００９２】
前記画素値加算手段は、特定画素の加算結果を「０」に設定する（例えば、図１４の残差設定部）ようにすることができる。
【００９３】
前記画素値加算手段は、加算結果として得られた各画素の入力画素値をブロック毎にラスター順に並び替える（例えば、図１４の順序整列部）ようにすることができる。
【００９４】
前記差分復号手段は、入力受付手段により受け付けられた符号化データを可変長復号する可変長復号手段（例えば、図１３のハフマン復号部）と、可変長復号手段により符号化データが可変長復号されて得られた量子化係数データを逆量子化する逆量子化手段（例えば、図１３の逆量子化部）と、逆量子化手段により量子化係数データが逆量子化されて得られた係数データを逆直交変換する逆直交変換手段（例えば、図１３のIDST変換部）とを備えるようにすることができる。
【００９５】
前記直交変換手段は係数データを逆離散サイン変換（例えば、図１０または図１１）するようにすることができる。
【００９６】
前記画素値加算手段において得られた入力画素値により構成されるデジタル画像データをD/A変換し、アナログ信号に変換するD/A変換手段（例えば、図２９のD/A）と、D/A変換手段によりデジタル画像データがD/A変換されて得られたアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加手段（例えば、図２９のアナログノイズ付加部）とをさらに備え、復号装置は、ノイズ付加手段によりアナログノイズが付加されたアナログ信号を出力するようにすることができる。
【００９７】
本発明においては、符号化装置において符号化された画像データを復号する復号装置（例えば、図２の復号部）の復号方法が提供される。この復号方法においては、符号化装置において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化装置において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップ（例えば、図１９のステップＳ８１）と、入力受付ステップの処理により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップ（例えば、図１９のステップＳ８２）と、逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測ステップ（例えば、図１９のステップＳ８３）と、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号ステップ（例えば、図１９のステップＳ８４）と、予測ステップの処理により得られた予測画素値と、差分復号ステップの処理により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算ステップ（例えば、図１９のステップＳ８５）とを含む。
【００９８】
前記特定画素は、各ブロックの４隅の画素（例えば、図６の黒丸）であるようにすることができる。
【００９９】
前記画素値加算ステップは、特定画素の加算結果を「０」に設定する（例えば、図２１のステップＳ１２３）ようにすることができる。
【０１００】
前記画素値加算ステップは、加算結果として得られた各画素の入力画素値をブロック毎にラスター順に並び替える（例えば、図２１のステップＳ１２６）ようにすることができる。
【０１０１】
前記差分復号ステップは、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを可変長復号する可変長復号ステップ（例えば、図２０のステップＳ１０１）と、可変長復号ステップの処理により符号化データが可変長復号されて得られた量子化係数データを逆量子化する逆量子化ステップ（例えば、図２０のステップＳ１０２）と、逆量子化ステップの処理により量子化係数データが逆量子化されて得られた係数データを逆直交変換する逆直交変換ステップ（例えば、図２０のステップＳ１０３）とを含むようにすることができる。
【０１０２】
前記直交変換ステップの処理は係数データを逆離散サイン変換（例えば、図１０または図１１）するようにすることができる。
【０１０３】
前記画素値加算ステップの処理において得られた入力画素値により構成されるデジタル画像データをD/A変換し、アナログ信号に変換するD/A変換ステップ（例えば、図３１のステップＳ２０２）と、D/A変換ステップの処理によりデジタル画像データがD/A変換されて得られたアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップ（例えば、図３１のステップＳ２０３）とをさらに備え、復号ステップは、ノイズ付加ステップの処理によりアナログノイズが付加されたアナログ信号を出力するようにすることができる。
【０１０４】
本発明の第２の記録媒体および第２のプログラムにおいても、各ステップが対応する実施の形態（但し一例）は、本発明の復号方法と同様である。
【０１０５】
本発明においては、符号化部（例えば、図２の符号化部）、復号部（例えば、図２の復号部）とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような第１の情報処理システム（例えば、図２の画像処理システム）が提供される。この第１の情報処理システムでは、符号化部が、入力された画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化手段（例えば、図３のブロック化部）と、ブロック化手段により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化手段（例えば、図３のVQ部）と、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測手段（例えば、図３の予測部）と、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測手段により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出手段（例えば、図３の残差算出部）と、差分算出手段により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化手段（例えば、図３の残差符号化部）とを備える。
【０１０６】
前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換部（例えば、図２９のD/A）と、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加部（例えば、図２９のアナログノイズ付加部）と、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部（例えば、図２９のA/D）とをさらに備え、符号化部は、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データを符号化するようにすることができる。
【０１０７】
本発明においては、符号化部（例えば、図２の符号化部）、復号部（例えば、図２の復号部）とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような第１の情報処理システム（例えば、図２の画像処理システム）の第１の情報処理方法が提供される。この第１の情報処理方法においては、符号化部が、入力された画像データである入力画像データの各フレーム画像を複数の領域に分割するように入力画像データを複数のブロックにブロック化するブロック化ステップ（例えば、図１５のステップＳ１）と、符号化部が、ブロック化ステップの処理により入力画像データがブロック化されて得られた各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、特定画素の画素値をベクトル量子化するベクトル量子化ステップ（例えば、図１５のステップＳ２）と、符号化部が、特定画素の画素値に基づいて、ブロック内の特定画素以外の各画素の画素値を予測する予測ステップ（例えば、図１５のステップＳ３）と、符号化部が、ブロック内の特定画素以外の各画素について、予測ステップの処理により予測された画素値である予測画素値と入力画像データ中の画素値との差分を算出する差分算出ステップ（例えば、図１５のステップＳ４）と、符号化部が、差分算出ステップの処理により得られた差分をブロック毎に符号化する差分符号化ステップ（例えば、図１５のステップＳ５）とを含む。
【０１０８】
前記第１の情報処理システムが、D/A変換部（例えば、図２９のD/A）、ノイズ付加部（例えば、図２９のアナログノイズ付加部）、およびA/D変換部（例えば、図２９のA/D）をさらに備え、D/A変換部が、復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換ステップ（例えば、図３１のステップＳ２０２）と、ノイズ付加部が、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップ（例えば、図３０のステップＳ１８１）と、A/D変換部が、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換ステップ（例えば、図３０のステップＳ１８２）とをさらに含み、符号化部には、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データが入力されるようにすることができる。
【０１０９】
本発明においては、符号化部（例えば、図２の符号化部）、復号部（例えば、図２の復号部）とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような第２の情報処理システム（例えば、図２の画像処理システム）が提供される。この第２の情報処理システムでは、復号部は、符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付手段（例えば、図１２のデータ分解部）と、入力受付手段により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化手段（例えば、図１２の逆VQ部）と、逆ベクトル量子化手段により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測手段（例えば、図１２の予測部）と、入力受付手段により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号手段（例えば、図１２の残差復号部）と、予測手段により得られた予測画素値と、差分復号手段により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算手段（例えば、図１２の画素値加算部）とを備える。
【０１１０】
前記復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換部（例えば、図２９のD/A）と、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加部（例えば、図２９のアナログノイズ付加部）と、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部（例えば、図２９のA/D）とをさらに備え、符号化部は、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データを符号化するようにすることができる。
【０１１１】
本発明においては、符号化部（例えば、図２の符号化部）、復号部（例えば、図２の復号部）とを有し、画像データに対して符号化処理および復号処理を繰り返すと前記画像データが劣化するような第２の情報処理システム（例えば、図２の画像処理システム）の第２の情報処理方法が提供される。この第２の情報処理方法においては、復号部が、符号化部において所定の特定画素のベクトル量子化結果として選択されたコードに関する情報である選択コード情報と、符号化部において符号化された、各画素の入力画素値と予測画素値との差分の符号化データの入力を受け付ける入力受付ステップ（例えば、図１９のステップＳ８１）と、復号部が、入力受付ステップの処理により受け付けられた選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、特定画素の画素値を得る逆ベクトル量子化ステップ（例えば、図１９のステップＳ８２）と、復号部が、逆ベクトル量子化ステップの処理により得られた特定画素の画素値を用いて、特定画素を含む、画像データのフレーム画像の一部の領域であるブロック内の、特定画素以外の各画素について予測画素値を予測する予測ステップ（例えば、図１９のステップＳ８３）と、復号部が、入力受付ステップの処理により受け付けられた符号化データを復号し、差分を得る差分復号ステップ（例えば、図１９のステップＳ８４）と、復号部が、予測ステップの処理により得られた予測画素値と、差分復号ステップの処理により得られた差分とを加算し、入力画素値を得る画素値加算ステップ（例えば、図１９のステップＳ８５）とを含む。
【０１１２】
前記第２の情報処理システムが、D/A変換部（例えば、図２９のD/A）、ノイズ付加部（例えば、図２９のアナログノイズ付加部）、およびA/D変換部（例えば、図２９のA/D）をさらに備え、D/A変換部が、復号部の出力をアナログ信号に変換するD/A変換ステップ（例えば、図３１のステップＳ２０２）と、ノイズ付加部が、D/A変換部より出力されるアナログ信号に対して、アナログ成分に対するノイズ成分であるアナログノイズを付加するノイズ付加ステップ（例えば、図３０のステップＳ１８１）と、A/D変換部が、ノイズ付加部より出力されるアナログノイズが付加されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換ステップ（例えば、図３０のステップＳ１８２）とをさらに含み、符号化部には、A/D変換部より出力されるデジタル信号の画像データが入力されるようにすることができる。
【０１１３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【０１１４】
図２は、本発明を適用した画像処理システムの構成例を示す図である。
【０１１５】
図２に示される画像処理システム３０は、再生装置３１、表示装置３２、および符号化装置３３を有しており、符号化されたデジタル画像信号を処理してアナログ画像信号を生成し、その画像を表示したり、そのアナログ画像信号を再度符号化して符号化デジタル画像信号を記録媒体に記録したりするシステムである。
【０１１６】
再生装置３１は、復号部４１およびD/A（Digital / Analog）変換部４２（以下、D/A４２と称する）を有している。復号部４１は、図示しない光ディスク等の記録媒体から再生された符号化デジタル画像信号Vcd０を復号し、デジタル画像信号Vdg０を生成する。この復号部４１の詳細については後述する。D/A４２は、そのデジタル画像信号Vdg０をアナログ信号に変換し、アナログ画像信号Van１を生成する。再生装置３１は、そのアナログ画像信号Van１を表示装置３２および符号化装置３３に供給する。
【０１１７】
なお、このアナログ画像信号Van１は、アナログ歪みを伴うものである。このアナログ歪みには、例えば、D/A４２でアナログ信号に変換する際に高周波成分が除去されることで生じる歪み、D/A４２でアナログ信号に変換する際に信号の位相がずれることで生じる歪み等が含まれる。このアナログ歪みによる画像の劣化を評価する方法として、例えば、S/N(Signal-to-Noise)評価や視覚評価（視覚的劣化の評価）等がある。このアナログ歪みは、実際の装置において通常起こりうる自然発生的なものであっても良いし、後述するように意図的に生じさせたものであってもよい。
【０１１８】
表示装置３２は、例えばCRT（Cathode Ray Tube）ディスプレイやLCD（Liquid Crystal Display）等からなるディスプレイ４３を有しており、再生装置３１が出力するアナログ画像信号Van１を取得すると、その画像をディスプレイ４３に表示する。
【０１１９】
符号化装置３３は、A/D（Analog / Digital）変換部４４（以下、A/D４４と称する）、符号化部４５、記録部４６、復号部４１、D/A４２、およびディスプレイ４３を有している。符号化装置３３は、A/D４４において再生装置３１より供給されたアナログ画像信号Van１をデジタル画像信号Vdg１に変換した後、符号化部４５においてそれを符号化し、記録部４６においてその符号化デジタル画像信号Vcd１を記録媒体に記録する。また、符号化装置３３は、復号部４１において符号化デジタル画像信号Vcd１を再度復号し、復号したデジタル画像信号Vdg２をD/A４２においてD/A変換してアナログ画像信号Van２を生成すると、その画像をディスプレイ４３に表示する。
【０１２０】
A/D４４は、再生装置３１が出力したアナログ画像信号Van１をデジタル信号に変換し、デジタル画像信号Vdg１を生成する。符号化部４５は、そのデジタル画像信号Vdg１を符号化し、符号化デジタル画像信号Vcd１を生成する。この符号化部４５の詳細については後述する。記録部４６は、例えばハードディスク、半導体メモリ、若しくは、DVD（Digital Versatile Disc）ドライブ等を有しており、符号化部４５において生成された符号化デジタル画像信号Vcd１をそれらの記録媒体に記録する。
【０１２１】
また、この符号化装置３３の復号部４１は、符号化部４５において生成された符号化デジタル画像信号Vcd１を復号し、デジタル画像信号Vdg２を生成する。符号化装置３３のD/A４２は、符号化装置３３の復号部４１が復号したデジタル画像信号Vdg２をアナログ画像信号Van２に変換する。符号化装置３３のディスプレイ４３は、そのアナログ画像信号Van２の画像を表示する。
【０１２２】
なお、詳細については後述するが、符号化装置３３の符号化部４５は、アナログ画像信号Van１に含まれるアナログ歪みを利用することにより、画像信号のコンテンツとしての品質（画像の画質）を大幅に劣化させて符号化する。また、再生装置３１や符号化装置３３の復号部４１もこの符号化部４５に対応する復号方法で入力された符号化デジタル画像信号を復号する。
【０１２３】
つまり、図２において、アナログ画像信号Van、デジタル画像信号Vdg、および符号化デジタル画像信号Vcdのそれぞれに対して、各信号の位置により識別用の番号を付してあるが、この番号は、劣化等によってその信号が他の同種の信号と異なる内容の信号であることを示している。例えば、アナログ画像信号Vanの場合、符号化装置３３のD/A４２が出力するアナログ画像信号Van２は、アナログ歪みを利用して画質を劣化させながら符号化する符号化部４５およびその符号化装置４５に対応する復号部４６を介した後の信号を用いて生成されており、再生装置３１のD/A４２が出力するアナログ画像信号Van１より劣化した画像情報の信号である。同様に、デジタル画像信号Vdg２の画像もデジタル画像信号Vdg１の画像より劣化しており、そのデジタル画像信号Vdg１の画像もデジタル画像信号Vdg０の画像より劣化している。符号化デジタル画像信号Vcdの場合も同様であり、符号化デジタル画像信号Vcd０よりも符号化デジタル画像信号Vcd１の方が、画像が劣化している。
【０１２４】
このように画像処理システム３０は、再生装置３１がアナログ画像信号Van１を出力し、表示装置３２がその画像を表示するが、そのアナログ画像信号Van１を利用して符号化装置３３が画像データを複製する場合、その画像を劣化させるので、アナログ画像信号Vanを利用した複製を抑制することができる。
【０１２５】
次に、各部の詳細について説明する。最初に、符号化装置３３の符号化部４５について説明する。図３は、図２の符号化部４５の詳細な構成例を説明するブロック図である。符号化部４５は、ブロック化部６１、ベクトル量子化（VQ）部６２（以下、VQ部６２と称する）、予測部６３、残差算出部６４、残差符号化部６５、および出力部６６を有している。
【０１２６】
ブロック化部６１は、入力されたデジタル画像信号Vdg１に含まれるフレーム画像データを所定のサイズのブロックに分割する。ブロック化部６１は、フレーム画像データ（有効画面の画像信号）を、例えば、図４に示されるように、８画素×８画素の大きさのブロック（BL）に分割する。なお、図４において、白丸はブロックを構成する画素データを示しており、水平方向および垂直方向の直線は、フレーム画像データの一部が水平方向に３ブロック、垂直方向に２ブロック（BL７１乃至BL７６の合計６ブロック）に分割されている様子を示している。この図４は、フレーム画像データをブロック化する様子を示す模式図であり、フレーム画像データの実際の内容を示すものではない。図３のブロック化部６１は、このようにブロック化した画像データをブロック毎にVQ部６２に供給する。
【０１２７】
VQ部６２は、ブロック化部６１において得られる各ブロックの周縁部の複数の画素を特定画素として特定し、各フレーム画像内に存在する複数の特定画素を、その位置によって所定の範囲毎にグループ化し、そのグループ毎に特定画素の画素値をベクトル量子化する。図５にVQ部６２の詳細を示す。図５において、VQ部６２は、特定画素データ抽出部８１、ベクトル生成部８２、画素パターン別コードブック８３、およびVQコード決定部８４を有している。
【０１２８】
特定画素データ抽出部８１は、ブロック化部６１より供給されるブロック毎の画素データから予め定められている特定の画素の画素データを抽出し、それをベクトル生成部８２に供給する。例えば、特定画素データ抽出部８１は、図６に示されるように、各ブロックの４隅の画素を特定画素とし、その画素データをベクトル生成部８２に供給する。図６の場合、特定画素データ抽出部８１は、BL７１に対して、画素９１Ａ乃至画素９１Ｄを特定画素として抽出し、BL７２に対して、画素９２Ａ乃至画素９２Ｄを特定画素として抽出し、BL７３に対して、画素９３Ａ乃至画素９３Ｄを特定画素として抽出し、BL７４に対して、画素９４Ａ乃至画素９４Ｄを特定画素として抽出し、BL７５に対して、画素９５Ａ乃至画素９５Ｄを特定画素として抽出し、BL７６に対して、画素９６Ａ乃至画素９６Ｄを特定画素として抽出している。特定画素データ抽出部８１は、他のブロックについても同様に特定画素を抽出する。
【０１２９】
なお、この特定画素は、ブロックのどの位置の画素であってもよいが、後述するように効率よくアナログ信号の位相ずれを利用して画質を劣化させるためには、各ブロックの周縁部の複数の画素（例えば、各ブロックの４隅の画素）を特定画素とするのが望ましい。
【０１３０】
ベクトル生成部８２は、特定画素データ抽出部８１により抽出された特定画素の画素データを保持し、ブロック同士が最も近接する画素の画素データ毎にベクトルデータを生成する。つまり、ベクトル生成部８２は、フレーム画像内に存在する複数の特定画素を、その位置によって所定の範囲毎にグループ化し、各グループの特定画素の画素値からベクトルデータを生成する。例えば、特定画素データ抽出部８１により、特定画素として各ブロックの４隅の画素が特定されている場合、ベクトル生成部８２は、隣接する特定画素、すなわち、隣接する隅の画素の集合を１つのグループとし、ベクトルデータを生成する。
【０１３１】
ベクトル生成部８２は、その生成したベクトルデータをVQコード決定部８４に供給するとともに、そのベクトルデータの種類を示す画素パターン情報を画素パターン別コードブック８３に供給する。
【０１３２】
例えば、図６の場合、特定画素データ抽出部８１において抽出された特定画素のグループのパターンとしては、画素９１Ｄ、画素９２Ｃ、画素９４Ｂ、および画素９５Ａのように４画素からなるパターンと、画素９１Ｂおよび画素９２Ａのように２画素からなるパターンと、画素９１Ａのように１画素からなるパターンの３パターンが存在する。つまり、フレーム画像データの４隅の特定画素は、ブロックの隅が隣接しないので、１つの画素により構成されるグループとなり、フレーム画像データの上下左右端に位置する特定画素の内、フレーム画像データの４隅の特定画素を除く特定画素は、２つのブロックの隅の画素が隣接するので、２つの画素により構成されるグループとなり、フレーム画像データの上下左右端以外に位置する特定画素は、４つのブロックの隅が隣接するので、４つの画素により構成されるグループとなる。
【０１３３】
なお、図６において、白丸または黒丸はブロックを構成する画素データを示しており、水平方向および垂直方向の直線は、各ブロックの範囲を示している。この図６は、特定画素の画素データを抽出する様子を示す模式図であり、フレーム画像データの実際の内容を示すものではない。
【０１３４】
図５に戻り、ベクトル生成部８２は、VQコード決定部８４にベクトルデータを供給するとともに、VQコード決定部８４がそのベクトルデータに対応する正しいVQコードを決定することができるように、そのベクトルデータの構成を示す画素パターン情報を、画素パターン別コードブック８３に供給する。
【０１３５】
画素パターン別コードブック８３には、多くの一般的な画像を用いて、例えばLBGアルゴリズム等により学習されたコードブックが予め保持されている。このコードブックは画素のパターン（構成）別に生成され保持されている。画素パターン別コードブック８３は、ベクトル生成部８２より供給された画素パターン情報に基づいて、ベクトル生成部８２により生成されたベクトルデータに対応する構成のコードブックをVQコード決定部８４に供給する。つまり、例えば、ベクトル生成部８２が、画素９１Ｄ、画素９２Ｃ、画素９４Ｂ、および画素９５Ａを１つのグループとしてベクトルデータを生成すると、画素パターン別コードブック８３は、画素パターン情報に基づいて、４画素用のコードブックをVQコード決定部８４に供給する。
【０１３６】
VQコード決定部８４は、画素パターン別コードブック８３より供給されたコードブックの中から、ベクトル生成部８２より供給されたベクトルデータからのユークリッド距離が最小となるコードを選択することにより、そのVQコードVcdvqを決定する。VQコード決定部８４は、そのVQコードを選択コード情報Vcdvqとして出力部６６（図３）に供給するとともに、そのVQコードに対応する代表値を予測部６３（図３）に供給する。
【０１３７】
図３に戻り、予測部６３は、VQ部６２より供給されるその代表値から、他の画素の画素値をブロック毎に予測する。予測部６３は、図７に示されるように、ブロックの４隅の画素（すなわち、VQ部６２より供給される代表値）からブロック内の各画素の値を予測する。つまり、予測部６３は、画素１０１の予測を行う場合、その画素１０１が含まれるブロックの４隅の画素（図７において黒丸で示される画素）の画素値（ベクトル量子化により得られた代表値）を用いて予測する。
【０１３８】
例えば、図７において、画素値１０１を含むブロックの、左上隅の画素の画素値をＡとし、右上隅の画素値をＢとし、左下隅の画素値をＣとし、右下隅の画素値をＤとする。なお、この画素値Ａ乃至画素値Ｄは、いずれも、VQ部６２において符号化された画素値（ベクトル量子化により得られた代表値）である。予測部６３は、これらの４隅の画素から画素１０１までの距離ａ乃至距離ｄをそれぞれ求め、以下の式（１）を演算し、画素１０１の予測画素値Ｚを算出する。
【０１３９】
【数１】
2006217339.tif 000003
【０１４０】
距離ａ乃至距離ｄの各値は、予測対象となる画素（図７の例の場合、画素１０１）の、そのブロックにおける位置によって予め決定されるので、予測部６３は、VQ部６２より供給された代表値（図７の例の場合、画素値Ａ乃至画素値Ｄ）を式（１）に代入して演算するだけで容易に予測画素値Ｚを算出することができる。
【０１４１】
なお、さらに演算を簡略化するために、予測部６３は、以下の式（２）を演算し、予測対象画素のブロックの４隅の画素の内、予測対象画素から最も近い画素の画素値Ｐを選択し、その値を予測画素値Ｚとするようにしてもよい。
【０１４２】
【数２】
2006217339.tif 000004
【０１４３】
つまり、予測部６３は、予測画素値Ｚは、距離ａ乃至距離ｄの最も短い距離に対応する画素の画素値Ｐに設定する。この画素値Ｐは、画素値Ａ乃至画素値Ｄの何れかより選択される。
【０１４４】
従って、この場合、予測対象となる画素の位置によって、画素値Ａ乃至画素値Ｄの何れを予測画素値とするかは予め特定することができる。つまり、予測部６３は、事実上、式（２）の演算を前以て行い、VQ部６２から供給された代表値（図７の例の場合、画素値Ａ乃至画素値Ｄ）を直接予測画素値Ｚに設定することができるので、さらに容易に各画素の予測画素値Ｚを求めることができる。
【０１４５】
なお、図７において、白丸または黒丸はブロックを構成する画素データを示している。この図７は、画素を予測する様子を示す模式図であり、画像データの実際の内容を示すものではない。
【０１４６】
図３に戻り、予測部６３は、各画素について、以上のように予測画素値を求める。ただし、各ブロックの４隅の画素の画素値は、VQ部６２より供給された代表値（符号化された画素値）そのものを予測画素値とする。予測部６３は、予測画素値を残差算出部６４に供給する。
【０１４７】
残差算出部６４は、予測部６３より供給された予測画素値と符号化部４５に入力されたデジタル画像信号Vdg１との差分（残差）を算出する。このときVQ部６２において処理された特定画素について残差算出部６４が残差（画素値の予測画素値との差分）を算出した場合（すなわち、特定画素の残差が「０」以外の値である場合）、残差符号化部６５による符号化においてその画素値に符号化歪みの影響が生じてしまい、例えばデジタルデータのまま再度符号化した場合にVQ部６２の出力が変化してしまう恐れがある。従って、このようなデジタルのマルチエンコード・デコードによる劣化を避けるために、残差算出部６４は、特定画素については残差（差分値）を「０」に設定する。
【０１４８】
図８は、残差算出部６４の詳細な構成例を示すブロック図である。図８において、残差算出部６４は、画素判定部１１１、差分値演算部１１２、差分値設定部１１３、および残差出力部１１４を有している。
【０１４９】
画素判定部１１１は、予測部６３より予測画素値を取得し、符号化部４５に入力されたデジタル画像信号Vdg１を取得すると、各画素について、特定画素（ブロックの４隅の画素）であるか否かを判定し、特定画素であると判定した画素については、その判定結果を差分値設定部１１３に供給し、特定画素以外の画素であると判定した画素については、その画素の、デジタル画像信号Vdg１における画素値と予測画素値を差分値演算部１１２に供給する。
【０１５０】
差分値演算部１１２は、画素判定部１１１より供給された画素値と予測画素値の差分値を算出し、得られた差分値を残差出力部１１４に供給する。つまり、差分値演算部１１２は、各ブロックの４隅の画素（特定画素）以外の画素について差分値を算出し、それを残差出力部１１４に供給する。差分値設定部１１３は、各ブロックの４隅の画素（特定画素）の差分値を「０」に設定し、その差分値を残差出力部１１４に供給する。
【０１５１】
残差出力部１１４は、差分値演算部１１２および差分値設定部１１３より供給された差分値をフレーム毎に残差として出力し、残差符号化部６５（図３）に供給する。
【０１５２】
図３に戻り、残差符号化部６５は、残差算出部１１４より供給された残差（デジタル画像信号Vdg１における画素値と予測画素値との差分値）を符号化する。このとき、残差符号化部６５は、供給された残差において各ブロックの４隅の値が「０」であることから例えば直交変換であるDST（Discrete Sine Transform：離散サイン変換）を用いる。残差符号化部６５は、残差に対してDST変換を行い、量子化した後、ハフマン符号化し、符号化データVcddiffを生成する。
【０１５３】
図９は、残差符号化部６５の詳細な構成例を示すブロック図である。図９において、残差符号化部６５は、DST変換部１２１、量子化部１２２、およびハフマン符号化１２３を有している。
【０１５４】
DST変換部１２１は、残差算出部１１４より供給された残差をブロック毎に符号化する。DST変換とは、直交するサイン（sin）波の重ね合わせで波形を表現するもので、直交変換の一種である。例えば、DST変換部１２１は、図１０Ａに示されるようなある画素の列または行において、DST変換を行うことにより、画素値の関数を図１０Ｂに示されるようなサイン波の重ね合わせた波形として表現する。
【０１５５】
つまり、図１０Ａに示される画素位置をiとし、図１０Ｂに示される基底番号をｊとし、図１０Ａに示される直交変換対象画素の数をＮとすると、DST変換部１２１は、画素値の関数を以下の式（３）に示されるサイン波の重ね合わせとして表す。
【０１５６】
【数３】
2006217339.tif 000005
【０１５７】
図１０は、１次元の場合のDST変換の例を示しているが、DST変換部１２１は、残差の各ブロックに対して２次元のDST変換を行う。
【０１５８】
２次元においてDST変換を行う場合、DST変換部１２１は、図１１に示されるように、１次元のDST変換を水平方向と垂直方向のそれぞれに施す。つまり、水平画素位置（図１１）をiとし、水平方向の基底番号をjとし、垂直画素位置（図１１）をｋとし、垂直方向の基底番号をｌ（エル）とし、水平方向の画素数をＮhとし、垂直方向の画素数をＮvとすると、DST変換部１２１は、画素値の関数を以下の式（４）に示されるサイン波の重ね合わせとして表す。
【０１５９】
【数４】
2006217339.tif 000006
【０１６０】
４隅の残差の値が「０」であるため、DSTで変換されたデータにおいては低周波に値が集中する。従って、DST変換部１２１は、例えば、DCT（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変換）で直交変換するよりも効率の良い直交変換を行うことができる。
【０１６１】
図９に戻り、DST変換部１２１は、変換されたデータを量子化部１２２に供給する。量子化部１２２は、変換されたデータを、DCTなどの一般的な直交変換を用いた符号化と同様に、量子化テーブルを用いて量子化する。量子化部１２２は、量子化により得られた量子化係数データをハフマン符号化部１２３に供給する。ハフマン符号化部１２３は、量子化部１２２より供給された各ブロックの量子化係数データをハフマン符号化で符号化し、そのハフマン符号化されたデータを符号化データVcddiffとして出力部６６（図３）に供給する。
【０１６２】
なお、以上においてハフマン符号化方法を用いて符号化を行うように説明したが、これに限らず、どのような符号化を用いてもよい。ハフマン符号化方法は、可変長符号化方法であり、可逆圧縮が可能であるので効率よく量子化係数データを符号化することができる。以下においても、ハフマン符号化方法を用いた符号化処理、およびそのハフマン符号化に対応する復号方法であるハフマン復号方法による復号処理について説明するが、いずれの場合も、同様に、ハフマン符号化方法（ハフマン復号方法）以外の方法で符号化（復号）するようにしてもよい。
【０１６３】
出力部６６は、VQ部６２より供給された選択コード情報Vcdvqと残差符号化部６５より供給された符号化データVcddiffの２つを符号化デジタル画像信号Vcd１として記録部４６および復号部４１（いずれも図２）に供給する。
【０１６４】
次に、再生装置３１および符号化装置３３の復号部４１の詳細について説明する。図１２は、復号部４１の詳細な構成例を示すブロック図である。図１２において、復号部４１は、データ分解部１５１、逆ベクトル量子化（VQ）部１５２（以下、逆VQ部１５２と称する）、予測部１５３、残差復号部１５４、画素値加算部１５５、およびブロック分解部１５６を有している。
【０１６５】
データ分解部１５１は、入力された符号化デジタル信号Vcd（再生装置３１の複合部４１の場合Vcd０、符号化装置３３の復号部４１の場合Vcd１）を取得すると、それを符号化データVcddiffと選択コード情報Vcdvqに分離し、選択コード情報Vcdvqを逆ベクトル量子化（VQ）部１５２（以下、逆VQ部１５２と称する）に供給するとともに、符号化データVcddiffを残差復号部１５４に供給する。
【０１６６】
逆VQ部１５２は、図示は省略するが、VQ部６２が有する画素パターン別コードブック８３と同様のコードブックを有しており、選択コード情報Vcdvqをデータ分解部１５１より取得すると、その選択コード情報Vcdvqのコードに対応する代表値をそのコードブックから選択し、それを予測部１５３に出力する。つまり、逆VQ部１５２は、供給された選択コード情報Vcdvqに基づいて特定画素の画素値とする代表値を算出し、それを予測部１５３に供給する。
【０１６７】
予測部１５３は、符号化部４５の予測部６３（図３）と同様に構成され、予測部６３と同様の処理を行う。つまり予測部１５３は、逆VQ部１５２より供給された特定画素の画素値（選択コード情報Vcdvqのコードに対応する代表値）に基づいて、特定画素以外の画素の画素値を予測する（予測画素値を算出する）。なお、特定画素については、予測部１５３は、逆VQ部１５２より供給された代表値を予測画素値とする。予測部１５３は、以上のように算出した予測画素値を画素値加算部１５５に供給する。
【０１６８】
残差復号部１５４は、データ分解部１５１より供給された符号化データVcddiffを、符号化部４５の残差符号化部６５（図３）による符号化方法に対応する方法で復号する。例えば、残差符号化部６５の符号化が例えばDSTの場合、残差復号部１５４は、エントロピー符号化信号（例えばハフマン符号化信号である）を復号する可変長復号を行い、各ブロックの量子化された係数データに対して逆量子化を行って、各ブロックの係数データを算出し、その各ブロックの係数データに対して、ブロック毎に逆DSTを行って画素データ（残差）を得る。
【０１６９】
図１３は、残差復号部１５４の詳細な構成例を示すブロック図である。
【０１７０】
図１３において残差復号部１５４は、ハフマン復号部１６１、逆量子化部１６２、およびIDST（Inverse Discrete Sine Transform：逆離散サイン変換）変換部１６３を有している。
【０１７１】
ハフマン復号部１６１は、データ分解部１５１（図１２）より供給された符号化データVcddiffを取得すると、その符号化データVcddiffを、残差符号化部６５のハフマン符号化部１２３（図９）によるハフマン符号化方法に対応する復号方法で復号し、量子化係数データを得ると、それを逆量子化部１６２に供給する。
【０１７２】
逆量子化部１６２は、残差符号化部６５の量子化部１２２（図９）が有する量子化テーブルと同様の量子化テーブル（いずれも図示せず）を有し、ハフマン復号部１６１より供給された量子化係数データを、その量子化テーブルを用いて逆量子化し、DST変換された画素値のデータである、各ブロックの係数データを得る。逆量子化部１６２は、その係数データをIDST変換部１６３に供給する。
【０１７３】
IDST変換部１６３は、逆量子化部１６２より供給された係数データを取得すると、その係数データに対してブロック毎に、残差符号化部６５のDST変換部１２１（図９）によるDST変換処理に対応する方法で逆DST変換処理を行い、各ブロックの画素データを得る。IDST変換部１６３は、その画素データ（残差）を画素値加算部１５５（図１２）に供給する。
【０１７４】
図１２に戻り、このように残差復号部１５４は、符号化データVcddiffより残差を算出し、その得られた残差を画素値加算部１５５に供給する。
【０１７５】
画素値加算部１５５は、残差復号部１５４より供給された残差の各画素データに対して、同じ画素の、予測部１５３より供給された予測画素値を加算する。なお、このとき、画素値加算部１５５は、逆VQ部１５２において復号された画素データ（特定画素）に関しては残差の加算処理を行わない。
【０１７６】
図１４は、この画素値加算部１５５の詳細な構成例を示すブロック図である。図１４において、画素値加算部１５５は、画素判定部１７１、残差設定部１７２、加算値演算部１７３、および順序整列部１７４を有している。
【０１７７】
画素判定部１７１は、予測部１５３より供給された予測画素値および残差復号部１５４より供給された残差に基づいて、処理対象の画素がブロックの４隅の画素（特定画素）であるか否かを判定する。画素判定部１７１は、処理対象の画素がブロックの４隅の画素（特定画素）であると判定した場合その判定結果を残差設定部１７２に供給し、処理対象の画素がブロックの４隅の画素（特定画素）でないと判定した場合残差を加算値演算部１７３に供給する。
【０１７８】
残差設定部１７２は、画素判定部１７１より処理対象の画素がブロックの４隅の画素（特定画素）であるとの判定結果を取得すると、デジタルのマルチエンコード・デコードによる劣化を避けるために、その画素の残差を所定の値（例えば「０」）に設定し、その残差を加算値演算部１７３に供給する。
【０１７９】
加算値演算部１７３は、予測画素値に、画素判定部１７１または残差設定部１７２より供給された残差を加算し、その加算結果を順序整列部１７４に供給する。
【０１８０】
順序整列部１７４は、加算値演算部１７３より供給される各画素値の順番をラスター走査の順番に並べ替える。そして、その順番を並び替えた各画素値（画像データ）をブロック分解部１５６（図１２）に供給する。
【０１８１】
このように画素値加算部１５５は、ブロックの４隅の画素（特定画素）については、残差の値を「０」とし、予測画素値に残差を加算しない。このようにすることにより画素値加算部１５５は、符号化歪みを抑え、デジタルのマルチエンコード・デコードによる劣化を抑制することができる。
【０１８２】
図１２に戻り、ブロック分解部１５６は、各ブロックの画素データをブロック化前の位置に戻し、デジタル画像信号Vdg（再生装置３１の場合Vdg０、符号化装置３３の場合Vdg２）として出力する。
【０１８３】
次に、以上のような画像処理システム３０の各装置により実行される処理について説明する。
【０１８４】
最初に符号化装置３３の符号化部４５により実行される符号化処理について図１５のフローチャートを参照して説明する。
【０１８５】
符号化処理が開始されると、符号化処理部４５のブロック化部６１は、最初にステップＳ１において、デジタル画像信号Vdg１を取得し、その取得したデジタル画像信号Vdg１に含まれる各フレーム画像データを所定の大きさのブロックに分割し、それをVQ部６２に供給するとともに、処理をステップＳ２に進める。
【０１８６】
次にステップＳ２において、VQ部６２は、供給されたブロック単位の画像データを用いて、各ブロックの４隅の画素（特定画素）を抽出し、ベクトル量子化処理を実行することにより、各ブロックの４隅の画素（特定画素）で構成される各グループに対してベクトル量子化を施す。このベクトル量子化処理の詳細については後述する。VQ部６２は、ベクトル量子化を行うと、得られたVQコードを選択コード情報Vcdvqとして出力部６６（図３）に供給するとともに、そのVQコードに対応する代表値を予測部６３（図３）に供給し、処理をステップＳ３に進める。
【０１８７】
ステップＳ３において、予測部６３は、ブロック内の、４隅の画素（特定画素）以外の各画素の画素値を予測し、その予測結果を残差算出部６４に供給する。また、予測部６３は、処理対象の画素がベクトルの４隅の画素（特定画素）である場合、VQ部６２より供給された代表値を予測結果として残差算出部６４に供給する。予測部６３は、予測処理が終了すると、処理をステップＳ４に進める。
【０１８８】
ステップＳ４において、残差算出部６４は残差算出処理を行い、予測部６３より予測結果として供給される予測画素値と、デジタル画像信号Vdg１の画像データから残差を算出し、その残差を残差符号化部６５に供給する。残差算出処理の詳細については後述する。残差算出処理を終了すると残差算出部６４は、処理をステップＳ５に進める。
【０１８９】
ステップＳ５において、残差符号化部６５は、残差符号化処理を実行し、残差算出部６４より供給された残差を符号化し、符号化データVcddiffを生成する。残差符号化処理の詳細については後述する。残差符号化部６５は、符号化データVcddiffを生成すると、それを出力部６６に供給し、処理をステップＳ６に進める。
【０１９０】
ステップＳ６において、出力部６６は、残差符号化部６５より供給された符号化データVcddiffと、VQ部６２より供給された選択コード情報Vcdvqを、符号化デジタル画像信号Vcd１として出力し、それを記録部４６および復号部４１に供給する。符号化デジタル画像信号Vcd１を出力すると、出力部６６は、ステップＳ７において、符号化処理を終了するか否かを判定し、例えば全フレームについての処理が終了しておらず、符号化処理を終了しないと判定した場合、出力部６６は、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【０１９１】
また、ステップＳ７において、全フレーム対する処理が終了したり、ユーザ指示等に基づいたりして符号化処理を終了すると判定した場合、出力部６６は、符号化処理を終了する。
【０１９２】
次に、図１５のステップＳ２において実行されるベクトル量子化処理の詳細について図１６のフローチャートを参照して説明する。
【０１９３】
ベクトル量子化処理が開始されると、特定画素データ抽出部８１は、ステップＳ２１において、供給されたブロックの４隅の画素の画素値を抽出し、それをベクトル生成部８２に供給する。ベクトル生成部８２は、ステップＳ２２において、抽出した特定画素をその位置によって所定の範囲毎にグループ化し、各グループについてベクトルを生成し、処理をステップＳ２３に進める。
【０１９４】
ステップＳ２３において、画素パターン別コードブック８３は、ベクトル生成部８２によってベクトルが生成されたグループである処理対象グループの画素パターンに基づいて、使用するコードブックの種類を選択し、処理をステップＳ２４に進める。ステップＳ２４において、VQコード決定部８４は、コードブックに基づいてベクトルに対応するVQコードを決定する。また、このとき、VQコード決定部８４は、VQコードに対応する代表値を決定する。
【０１９５】
VQコード決定部８４は、ベクトル量子化処理を終了するか否かを判定し、未処理のグループが存在し終了しないと判定した場合、処理をステップＳ２３に戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ２５において、全フレームの全グループについて処理を終了し、ベクトル量子化処理を終了すると判定した場合、VQコード決定部８４は、ベクトル量子化処理を終了し、図１５のステップＳ２に処理を戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０１９６】
次に、図１５のステップＳ４において実行される残差算出処理の詳細について図１７のフローチャートを参照して説明する。
【０１９７】
デジタル画像信号Vdg１の画像データおよび予測画素値を取得すると、画素判定部１１１は、ステップＳ４１において、残差を算出する処理対象の画素（対象画素）の位置を確認する。ステップＳ４２において、画素判定部１１１は、対象画素がブロックの４隅の画素（特定画素）であるか否かを判定する。
【０１９８】
ブロックの４隅の画素でないと判定した場合、画素判定部１１１は、処理をステップＳ４３に進める。ステップＳ４３において、差分値演算部１１２は、画像データにおける画素値と予測画素値の差分値を演算し、処理をステップＳ４５に進める。
【０１９９】
また、ステップＳ４２において、ブロックの４隅の画素であると判定した場合、画素判定部１１１は、処理をステップＳ４４に進める。ステップＳ４４において、差分値設定部１１３は、差分値を「０」に設定し（所定の値に設定し）、処理をステップＳ４５に進める。
【０２００】
ステップＳ４５において残差出力部１１４は、ステップＳ４３の処理またはステップＳ４４の処理により得られた差分値を残差として出力し、残差符号化部６５に供給する。ステップＳ４６において、残差出力部１１４は、残差算出処理を終了するか否かを判定し、全フレームの全画素について残差を算出しておらず、残差算出処理を終了しないと判定した場合、処理をステップＳ４１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ４６において、残差算出処理を終了すると判定した場合、残差算出処理を終了し、処理を図１５のステップＳ４に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０２０１】
次に、図１５のステップＳ５において実行される残差符号化処理の詳細について図１８のフローチャートを参照して説明する。
【０２０２】
残差符号化処理が開始されると、DST変換部１２１は、ステップＳ６１において、残差算出部６４より供給された残差に対してDST変換処理を行い、ステップＳ６２に処理を進める。ステップＳ６２において、量子化部１２２は、DST変換された係数データに対して量子化処理を行い、処理をステップＳ６３に進める。ステップＳ６３において、ハフマン符号化部１２３は、量子化により得られた量子化係数データに対してハフマン符号化処理を行い、符号化データVcddiffを生成し、それを出力部６６に供給する。
【０２０３】
ステップＳ６４において、ハフマン符号化部１２３は、残差符号化処理を終了するか否かを判定し、符号化していない残差データが存在し、残差符号化処理を終了しないと判定した場合、ハフマン符号化部１２３は、処理をステップＳ６１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ６４において、全ての残差データの符号化が終了し、残差符号化処理を終了すると判定した場合、ハフマン符号化部１２３は、残差符号化処理を終了し、図１５のステップＳ５に処理を戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０２０４】
以上のように符号化部４５は、アナログ信号に生じるホワイトノイズや位相ずれ等のアナログ歪みを積極的に利用し、意図的に大きなアナログ歪みが画像信号に発生するように符号化処理を行うので、符号化処理や復号処理を繰り返す度に画像が大幅に劣化するようにすることができる。
【０２０５】
例えば、図２の画像処理システム３０において、アナログ画像信号Van１が、D/A４２によるD/A変換時に信号の位相がずれることで生じる歪みを伴うとすると、A/D４４によるA/D変換時のサンプリング位相の揺らぎのために、符号化部４５でブロック化されて得られる各ブロックのブロック位置が、１回目の符号化、復号におけるブロック位置に対してずれたものとなる（ブロック位置が毎回異なる）。
【０２０６】
そのため、符号化部４５において、１回目にVQ部６２で符号化する画素が毎回異なることとなる（特定画素が毎回変化する）。さらに、それらの特定画素は１回以上ハフマン符号化されたものであるため、VQ部６２の符号化で用いたコードブック（画素パターン別コードブック８３）の性質とは異なるものである。よって１回目に符号化する場合（符号化したことがない画素を符号化する場合）よりも量子化誤差の影響が大きくなる。
【０２０７】
また、符号化部４５は、予測部６３において、VQ部６２により符号化された特定画素の画素値（ベクトル量子化により得られた代表値）を用いて予測を行う。さらに、符号化部４５は、残差算出部６４において、その予測画素値とデジタル画像信号における画素値との残差を算出するが、位相がずれたことによりデジタル画像信号には１回目の符号化で特定画素になった画素と、そうでない画素とが混在しており、残差において高周波成分が発生する。そのため、残差符号化部６５においてその残差を符号化すると、大きな歪みとなる。
【０２０８】
以上のように、アナログ歪みを含むデジタル画像信号Vdg１が符号化部４５において符号化された画像信号Vcd１を復号して得られるデジタル画像信号Vdg２（符号化装置３３の復号部４１が出力するデジタル画像信号Vdg２）は、再生装置３１の復号部４１から得られるデジタル画像信号Vdg０に比べて、大きく劣化したものとなる。
【０２０９】
つまり、例えば再生装置３１が記録部４６より読み出された符号化デジタル画像信号Vcd１を再生する場合、（再生装置３１より出力されるアナログ画像信号Van１が２回目以降の符号化処理、および復号処理を経たものである場合）、上述したように符号化部４５により符号化され、さらに復号部４１により復号されて得られる画像データ（D/A４２によりD/A変換されたアナログ画像信号Van２の画像データ）は、３回目以降の符号化処理および復号処理を経たものとなり、その画質はより一層劣化したものとなる。
【０２１０】
以上のように、記録部４６により記録媒体に記録された符号化デジタル画像信号Vcd１を再生して得られる画像の画質は、再生装置３１より出力されるアナログ画像信号Van１による画像に比べて大幅に劣化したものとなる。よって、この符号化装置３３は、再生装置３１より出力されるアナログ画像信号を、その画像の良好な画質を維持したまま複製することができない。
【０２１１】
なお、例えば、従来の方法で符号化処理および復号処理を繰り返し、それとともにA/D変換処理とD/A変換処理を繰り返すことにより、アナログ画像信号にはノイズ成分が生じるので、その画質は徐々に劣化するが、これは単にノイズ成分が蓄積されていくのみであり、本発明を適用した画像処理システム３０による符号化処理および復号処理とは異なる。
【０２１２】
つまり単にノイズ成分が蓄積される場合の画質の劣化は、S/N比が十分低ければ、通常、画像が破綻することはない（絵の内容を理解できなくなることはない）。また、そのノイズ成分の除去（画質を向上させること）も容易である。これに対して本発明の符号化処理においては、上述したように、アナログ歪みを利用して、大きな歪みを生成し、画像を破綻させる（画質を大幅に劣化させる）ので、従来の方法の「単にノイズ量が増えS/N比が高くなる」とは異なる効果を得ることができる。
【０２１３】
また、このように符号化処理において画質を大幅に劣化させるので、例えば、表示装置３２がディスプレイ４３に画像を表示させるときのように、複製前の画像信号の画像は破綻せずに正常に表示される。
【０２１４】
つまり、符号化部４５は、スクランブル処理や雑音情報を埋め込む等の特別な処理を必要とせずに、アナログ信号の良好な品質の複製のみを防止することができる。これにより、符号化装置３３は、画像が表示されなくなる、回路規模の増大を招く等の不都合を発生させずに、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制することができる。
【０２１５】
なお、仮に、アナログ歪みがない場合（例えば、復号部４１が出力するデジタル画像信号Vdg０を直接符号化する場合）、信号に位相ずれが生じないため、１回目の符号化処理においてVQ部６２により符号化された画素（特定画素）は、２回目の符号化処理においても符号化される（１回目の符号化処理において特定画素とされた画素は、２回目の符号化処理においても特定画素とされる）。また、この画素の符号化された画素値（コード）は復号処理においても利用されるため、何回目のベクトル量子化であっても、１回目と全く同じ結果が得られる。従って、それ以降の処理の結果も１回目とほぼ同じになり、符号化部４５は、何回目の符号化処理であっても、略同一な符号化データを得ることができる。換言すると、復号部４１は、何回目の復号処理であっても、略同一な符号化データを復号することになり、通常の品質での再生が可能となる。
【０２１６】
次に、図１９のフローチャートを参照して、復号部４１（図２）による復号処理の流れの例を説明する。
【０２１７】
復号処理が開始されると、最初に、データ分解部１５１（図１２）は、ステップＳ８１において、符号化デジタル画像信号Vcdを取得し、その信号に含まれる符号化データと選択コード情報を抽出し、それぞれに分離する。
【０２１８】
ステップＳ８２において、逆VQ部１５２は、その分離された選択コード情報を用いて逆ベクトル量子化処理を行い、ブロックの４隅の画素値（特定画素の画素値）を算出する（つまり、選択コード情報Vcdvqのコードに対応する代表値を決定する）。ステップＳ８３において、予測部１５３は、そのブロックの４隅の画素値（代表値）を用いて、そのブロック内の各画素の値を予測する。
【０２１９】
ステップＳ８４において、残差復号部１５４は、データ分解部１５１により分離された符号化データに対して残差復号処理を行い、それを復号する。残差復号処理の詳細については後述する。残差復号処理が終了すると残差復号部１５４は、処理をステップＳ８５に進める。
【０２２０】
ステップＳ８５において、画素値加算部１５５は、ステップＳ８３の処理により得られた予測画素値と、ステップＳ８４の残差復号処理により得られた残差の加算演算処理を行う。加算演算処理の詳細については後述する。加算演算処理が終了すると画素値加算部１５５は、処理をステップＳ８６に進める。
【０２２１】
ステップＳ８６において、ブロック分解部１５６は、ステップＳ８５の加算演算処理により得られた加算結果をデジタル画像信号Vdgとして出力する。ステップＳ８７においてブロック分解部１５６は、復号処理を終了するか否かを判定し、例えば、まだ復号していない画像データが存在し、復号処理を終了しないと判定した場合、ブロック分解部１５６は、処理をステップＳ８１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、例えば、ステップＳ８７において、全ての画像データを復号し、復号処理を終了すると判定した場合、ブロック分解部１５６は、復号処理を終了する。
【０２２２】
次に、図２０のフローチャートを参照して、図１９のステップＳ８４において実行される残差復号処理の詳細について説明する。
【０２２３】
残差復号処理が開始されると、最初に、ステップＳ１０１において、残差復号部１５４のハフマン復号部１６１は、符号化データVcddiffに対してハフマン復号処理を行い、量子化係数データを得る。ステップＳ１０２において、逆量子化部１６２は、ステップＳ１０１の処理により得られた量子化係数データに対して逆量子化処理を行い、DSTの係数データを得る。ステップＳ１０３において、IDST変換部１６３は、ステップＳ１０２の処理により得られた係数データに対してIDST変換処理を行い、復号された残差を得る。ステップＳ１０４においてIDST変換部１６３は、残差復号処理を終了するか否かを判定し、まだ全ての符号化データVcddiffに対して残差復号処理を行っておらず、残差復号処理を終了しないと判定した場合、処理をステップＳ１０１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【０２２４】
また、ステップＳ１０４において、全ての符号化データVcddiffに対する処理が完了し、残差復号処理を終了すると判定した場合、IDST変換部１６３は、残差復号処理を終了し、処理を図１９のステップＳ８４に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０２２５】
次に、図１９のステップＳ８５において実行される加算演算処理の詳細について図２１のフローチャートを参照して説明する。
【０２２６】
画素値加算部１５５の画素判定部１７７は、ステップＳ１２１において、予測画素値および残差を取得し、加算処理を行う対象画素の位置を確認する。そして、画素判定部１７７は、ステップＳ１２２において、処理の対象画素がブロックの４隅の画素（特定画素）であるか否かを判定し、ブロックの４隅の画素（特定画素）であると判定した場合、処理をステップＳ１２３に進める。
【０２２７】
ステップＳ１２３において、残差設定部１７２は、残差を「０」に設定し、処理をステップＳ１２４に進める。また、ステップＳ１２２において、処理の対象画素がブロックの４隅の画素（特定画素）でないと判定した場合、画素判定部１７１は、処理をステップＳ１２４に進める。
【０２２８】
ステップＳ１２４において、加算値演算部１７３は、取得した予測画素値と残差を加算する。順序整列部１７４は、その加算結果を保持し、ステップＳ１２５において加算演算処理を終了するか否かを判定し、未処理の予測画素値または残差が存在し、加算演算処理を終了しないと判定した場合、処理をステップＳ１２１に戻し、それ以降の処理を繰り返させる。また、ステップＳ１２５において、加算演算処理を終了すると判定した場合、順序整列部１７４は、ステップＳ１２６に処理を進め、加算結果を並び替え、加算演算処理を終了し、処理を図１９のステップＳ８５に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０２２９】
以上のように、復号部４１は、符号化部４５の符号化処理に対応する復号方法で符号化データを復号する。このようにすることにより、復号部４１は、符号化部４５により、アナログ信号に生じるホワイトノイズや位相ずれ等のアナログ歪みを積極的に利用して意図的に付加された大きなアナログ歪みが画像信号に残るように復号処理を行うので、符号化処理や復号処理を繰り返す度に画像が大幅に劣化するようにすることができる。
【０２３０】
つまり、復号部４１は、スクランブル処理や雑音情報を埋め込む等の特別な処理を必要とせずに、アナログ信号の良好な品質の複製のみを防止することができる。これにより、再生装置３１は、画像が表示されなくなる、または回路規模の増大を招く等の不都合を発生させずに、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制し、安全にアナログ信号を出力することができる。
【０２３１】
つまり、画像処理システム３０においては、符号化装置３３が、再生装置３１より出力されるアナログ画像信号を、その画像の画質を劣化させないように複製することができないようになされている。従って、画像処理システム３０は、回路規模の増大やコストの上昇等の不都合を発生させずに、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制し、安全にアナログ信号を出力することができる。また、例えば、編集作業における複製等のように、デジタル信号を用いて複製を行う場合、画像処理システム３０は、画質を劣化させずに複製を行うことができる。なお、その場合、画像処理システム３０からD/A４２およびA/D４４が省略される。また、その場合の著作権管理は、例えばDRM（Digital Rights Management）等の他の技術を併用することにより行うことができるので、画像処理システム３０は、デジタル信号の不正な複製も抑制することができる。
【０２３２】
なお、以上においては、残差の符号化方法として、DST変換処理を行うように説明したが、これに限らず、例えば、残差の波形を関数で近似し、その係数を伝送する関数近似符号化を用いるようにしてもよい。
【０２３３】
図２２は、その場合の残差符号化部６５（図３）の詳細な構成例を示すブロック図であり、図９に対応する図である。
【０２３４】
図２２において残差符号化部６５は、DST変換部１２１（図９）の代わりに、関数近似変換部１９１を有している。また、図２２の残差符号化部６５は、図９の場合と同様に、量子化部１２２およびハフマン符号化部１２３も有している。
【０２３５】
関数近似変換部１９１は、ブロック毎の残差に対して、図２３に示されるように各画素位置を座標で表し、各画素値により構成される波形を、例えば、３次元関数を近似させることにより表す。
【０２３６】
例えば、図２３の場合、関数近似変換部１９１は、ブロックの左下の画素を基準点とし、水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸とし、各画素の位置を座標化する（図２３の場合、０≦ｘ≦７，０≦ｙ≦７）。次に、関数近似変換部１９１は、各画素の画素値で構成される波形を、近似関数を用いて関数化する。例えば、関数近似変換部１９１は、以下の式（５）に示されるような３次元関数を、最小２乗法を用いる等して、画素値の波形に近似させる。
【０２３７】
【数５】
2006217339.tif 000007
【０２３８】
なお、残差算出部６４によりブロックの４隅の残差の値は「０」に設定されているので、式（５）において、以下の式（６）の条件が付加される。
【０２３９】
Ｚ（０，０）＝Ｚ（０，７）＝Ｚ（７，０）＝Ｚ（７，７）＝０  ・・・（６）
【０２４０】
関数近似変換部１９１は、最小２乗法を行う等して、式（５）の関数を画素値の波形に近似させたときの係数ａ乃至ｉを算出し、その係数ａ乃至ｉを係数データとして量子化部１２２に供給する。
【０２４１】
量子化部１２２は、その供給された係数データを図９の場合と同様に量子化する。また、ハフマン符号化部１２３も、図９の場合と同様に、量子化部１２２において得られた量子化係数データを符号化し、符号化データを生成する。
【０２４２】
なお、この場合、復号部４１（図２）の残差復号部１５４（図１２）は、この関数近似変換処理に対応する方法で復号処理を行う。
【０２４３】
図２４は、その場合の残差復号部１５４の詳細な構成例を示すブロック図であり、図１３に対応する図である。
【０２４４】
図２４において、残差復号部１５４は、図１３の場合と同様に、ハフマン復号部１６１および逆量子化部１６２を有し、図１３のIDST変換部１６３の代わりに逆関数近似変換部１９２を有している。
【０２４５】
逆関数近似変換部１９２は、逆量子化部１６２による逆量子化処理により得られた係数データを用いて（係数データを式（５）に代入して）近似関数を生成し、その近似関数から各画素との画素値を算出する。つまり、逆関数近似変換部１９２は、近似関数（式（５））の変数Ｘ，Ｙにそれぞれｘ座標、ｙ座標を代入して各画素値（残差）を算出する。
【０２４６】
以上のような関数近似変換を利用した残差符号化処理の流れを図２５のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、図１８のフローチャートに対応する。
【０２４７】
すなわち、残差符号化処理が開始されると、関数近似変換部１９１は、ステップＳ１４１において、供給された残差に対して関数近似変換処理を行い、ブロック毎に、各画素の残差により構成される波形を関数化し、近似関数の係数データを生成する。ステップＳ１４２において、量子化部１２２は、その係数データに対して、図１８のステップＳ６２の場合と同様に量子化処理を行い、量子化係数データを生成する。ステップＳ１４３においてハフマン符号化部１２３は、その量子化係数データに対して、図１８のステップＳ６３の場合と同様にハフマン符号化処理を行い、符号化データVcddiffを生成する。
【０２４８】
ステップＳ１４４において、ハフマン符号化部１２３は、残差符号化処理を終了するか否かを判定し、未処理の残差が存在し、残差符号化処理を終了しないと判定した場合、処理をステップ１４１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ１４４において、残差符号化処理を終了すると判定した場合、ハフマン符号化部１２３は、残差符号化処理を終了し、処理を図１５のステップＳ５に戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０２４９】
このように関数近似変換処理を行うことにより、符号化部４５は、DST変換処理を行う場合と同様に、アナログ信号を利用して複製を行う場合のみ情報の品質が劣化するようにすることができる。従って、符号化装置３３は、この場合も、回路規模の増大を招く等の不都合を発生させずに、２回目以降の符号化処理および復号処理では画像データを著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制することができる。
【０２５０】
次に、図２６のフローチャートを参照して、図２５のフローチャートを参照して説明した符号化処理に対応する復号処理、すなわち、関数近似変換処理を利用した復号処理の流れについて説明する。この図２６のフローチャートは、図２０のフローチャートに対応する。
【０２５１】
残差復号処理が開始されると、ステップＳ１６１において、ハフマン復号部１６１は、図２０のステップＳ１０１と同様に、符号化データVcddiffに対してハフマン復号処理を行い、量子化係数データを生成する。ステップＳ１６２において、逆量子化部１６２は、図２０のステップＳ１０２と同様に、量子化係数データに対して逆量子化処理を行い、係数データを生成する。逆関数近似変換部１９２は、ステップＳ１６３において、逆関数変換処理を行い、係数データから元の画素値（残差）を算出する。
【０２５２】
ステップＳ１６４において、逆関数近似変換部１９２は、残差復号処理を終了するか否かを判定し、例えば未処理の符号化データが存在し、残差復号処理を終了しないと判定した場合、処理をステップＳ１６１に戻し、それ以降の処理を繰り返させる。また、ステップＳ１６４において、残差復号処理を終了すると判定した場合、逆関数近似変換部１９２は、残差復号処理を終了し、処理を図１９のステップＳ８４に処理を戻し、それ以降の処理を実行させる。
【０２５３】
このように符号化部４５の関数近似変換処理に対応して逆関数近似変換処理を行うので、復号部４１は、IDST変換処理を行う場合と同様に、アナログ信号を利用して複製を行う場合のみ情報の品質が劣化するようにすることができる。従って、再生装置３１は、この場合も、回路規模の増大を招く等の不都合を発生させずに、２回目以降の符号化処理および復号処理では画像データを著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制することができる。
【０２５４】
すなわち、符号化部４５において関数近似変換処理を行い、復号部４１において逆関数近似変換処理を行う場合も、画像処理システム３０は、回路規模の増大やコストの上昇等の不都合を発生させずに、アナログ信号を利用した不正コピーを抑制し、安全にアナログ信号を出力することができる。また、例えば、編集作業における複製等のように、デジタル信号を用いて複製を行う場合、画像処理システム３０は、画質を劣化させずに複製を行うことができる。また、例えばDRM等の他の技術を併用することにより、画像処理システム３０は、デジタル信号の不正な複製も抑制することができる。
【０２５５】
なお、画像処理システム３０の各装置の構成は、図２に示される以外であってもよく、例えば、図２７に示されるように、符号化装置３３の復号部４１、D/A４２、およびディスプレイ４３は省略するようにしてもよい。
【０２５６】
図２７は、本発明を適用した画像処理システムの他の構成例を示す図であり、図２に対応する図である。つまり、図２７の画像処理システム２１０は、図２の画像処理システム３０に対応しており、画像処理システム３０の符号化装置３３の代わりに符号化装置２１３を有している。
【０２５７】
符号化装置２１３は、図２の符号化装置３３に対応する装置であり、符号化装置３３の構成から、復号部４１、D/A４２、およびディスプレイ４３を省略した構成となっている。
【０２５８】
つまり、画像処理システム２１０の符号化装置２１３は、図２の符号化装置３３と同様に、再生装置３１が出力したアナログ画像信号Van１を取得し、それをデジタル化して符号化した符号化デジタル画像信号Vcd１を生成し、それを記録媒体に記録するのみであり、符号化装置３３のように、符号化デジタル画像信号を再度復号し、アナログ画像信号Van２を生成してディスプレイに画像を表示することはしない。
【０２５９】
図２の符号化装置３３は、符号化した画像信号を再度復号する場合を説明するために便宜上適用した構成であり、実際には、符号化を行うことができればよく、そのような構成が必要なわけではない。
【０２６０】
また、図２（図２７）において、１つの装置として説明した各装置の構成を複数の装置として構成するようにしてもよいし、逆に、複数の装置を１つの装置として構成するようにしてもよい。
【０２６１】
図２８は、本発明を適用した画像処理システムのさらに他の構成例を示す図である。図２８の画像処理システム２２０は、図２の画像処理システム３０に対応する。図２８において、画像処理システム２２０は、２つの復号装置２２１、２つの表示装置２２２、A/D変換装置２２３、符号化装置２２４、および記録装置２２５により構成されている。
【０２６２】
復号装置２２１は復号部４１を有し、表示装置２２２はD/A４２およびディスプレイ４３を有し、A/D変換装置２２３はA/D４４を有し、符号化装置２２４は符号化部４５を有し、記録装置２２５は記録部４６を有している。
【０２６３】
つまり、画像処理システム２２０は、装置の構成が異なるだけで、処理部の構成は図２の画像処理システム３０と同じである。従って、画像処理システム２２０は、各装置により画像処理システム３０と同様の処理が行われるので、画像処理システム３０と同様に、アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製を抑制することができる。
【０２６４】
また、図２の画像処理システムに上述した構成以外の構成を追加するようにしてもよい。例えば、アナログ画像信号の複製ではより大幅に画質が劣化するように、アナログ画像信号Vanに積極的にノイズ成分（ホワイトノイズや位相ずれ等のアナログ歪み）を付加するようにしてもよい。ただし、このノイズ成分は、単にS/N比を向上させるために付加されるものではなく、上述した符号化処理や復号処理において画質をより劣化させるために（画像信号により大きな歪みを生じさせるために）積極的に利用するために付加されるものである。
【０２６５】
図２９は、本発明を適用した画像処理システムのさらに他の構成例を示す図であり、図２および図２８に対応する図である。
【０２６６】
図２９において、画像処理システム２４０は、２つの再生装置２４１、符号化装置２４２、２つの表示装置３２、および記録装置２２５により構成されている。表示装置３２は、図２を参照して説明したように、再生装置２４１が出力するアナログ画像信号Van１またはVan２の画像をディスプレイ４３に表示する装置である。記録装置２２５は、図２８を参照して説明したように、記録部４６を有しており、符号化装置２４２が出力する符号化デジタル画像信号Vcd１を記録部４６の記録媒体に記録する。
【０２６７】
再生装置２４１は、再生装置３１と同様に復号部４１およびD/A４２を有しており、さらに、アナログノイズ付加部２５１を有している。アナログノイズ付加部２５１は、D/A４２において変換されたアナログ画像信号にノイズ成分（アナログノイズ）を付加する。
【０２６８】
ここで、アナログノイズは、アナログ信号に付加されるノイズ成分のことであり、アナログ成分に対するノイズ成分のことである。換言すると、アナログノイズは、例えば、ホワイトノイズや位相ずれ等のようにアナログ歪み（アナログ成分の歪み）を発生させるノイズ成分のことである。
【０２６９】
つまり、再生装置２４１は、積極的にアナログノイズを付加したアナログ画像信号Vanを出力する。例えば、再生装置２４１は、符号化デジタル画像信号Vcd０より、積極的にアナログノイズを付加したアナログ画像信号Van１を生成する。また、例えば、再生装置２４１は、符号化デジタル画像信号Vcd１より、積極的にアナログノイズを付加したアナログ画像信号Van２を生成する。
【０２７０】
符号化装置２４２は、図２の符号化装置３３と同様にA/D４４および符号化部４５を有しており、さらに、アナログノイズ付加部２５１も有している。つまり、符号化装置２４２は、アナログノイズ付加部２５１において積極的にアナログノイズが付加されたアナログ画像信号をA/D４４においてA/D変換し、符号化部４５において符号化する。
【０２７１】
図２９の画像処理システム２４０において、符号化装置２４２が実行する、アナログ画像信号に積極的にアナログノイズを付加して符号化するアナログ劣化符号化処理について、図３０のフローチャートを参照して説明する。
【０２７２】
最初に、ステップＳ１８１において、アナログノイズ付加部２５１は、再生装置２４１より出力されたアナログ画像信号Vanにアナログノイズ（ホワイトノイズや位相ずれ等）を付加する。ステップＳ１８２において、符号化装置２４２は、アナログノイズ付加部２５１より出力された、積極的にアナログノイズが付加されたアナログ画像信号Vanに対してA/D変換処理を行い、デジタル画像信号Vdgを生成する。そして、ステップＳ１８３において、符号化部４５は、符号化処理を行う。この符号化処理は、図１５のフローチャートを参照して説明した符号化処理と同様の処理を行うので、その詳細についての説明を省略する。
【０２７３】
符号化処理が終了すると、符号化部４５は、ステップＳ１８４に処理を進め、アナログ劣化符号化処理を終了するか否かを判定し、終了しないと判定した場合、ステップＳ１８１に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ１８４においてアナログ劣化符号化処理を終了すると判定した場合、アナログ劣化符号化処理を終了する。
【０２７４】
次に、図２９の画像処理システム２４０において、再生装置２４１が実行する、復号したアナログ画像信号に積極的にアナログノイズを付加するアナログ劣化復号処理について、図３１のフローチャートを参照して説明する。
【０２７５】
最初に、ステップＳ２０１において、復号部４１は、入力された符号化デジタル画像信号に対して復号処理を行う。この復号処理は、図１９のフローチャートを参照して説明した復号処理と同様の処理を行うので、その詳細についての説明を省略する。
【０２７６】
復号処理が終了し、デジタル画像信号Vdgが得られると、D/A４２は、ステップＳ２０２において、そのデジタル画像信号Vdgに対してD/A変換処理を行い、アナログ画像信号Vanを得る。ステップＳ２０３において、アナログノイズ付加部２５１は、D/A４２においてD/A変換されたアナログ画像信号Vanにアナログノイズ（ホワイトノイズや位相ずれ等）を付加する。
【０２７７】
アナログノイズを付加すると、アナログノイズ付加部２５１は、ステップＳ２０４に処理を進め、アナログ劣化復号処理を終了するか否かを判定し、終了しないと判定した場合、ステップＳ２０１に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。また、ステップＳ２０４においてアナログ劣化復号処理を終了すると判定した場合、アナログ劣化復号処理を終了する。
【０２７８】
このように、符号化装置２４２は積極的にアナログ画像信号にアナログノイズを付加する。従って、画像処理システム２４０においてアナログ信号を利用して複製を行う場合、符号化処理および復号処理が繰り返されることにより、アナログ画像信号にノイズが積極的に付加されていき、その画像の画質はより顕著に劣化するので、符号化装置２４２は、アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製をより抑制するように符号化処理を行うことができる。
【０２７９】
同様に、再生装置２４１も積極的にアナログ画像信号にアナログノイズを付加する。従って、再生装置２４１は、アナログ信号を利用したコンテンツデータの不正な複製をより抑制するように復号処理を行うことができる。
【０２８０】
すなわち、画像処理システム２４０は、画像が表示されなくなる、回路規模の増大を招く等の不都合を発生させずに、２回目以降の符号化処理および復号処理では画像データをより著しく劣化させ、アナログ信号を利用した不正コピーをより抑制することができる。
【０２８１】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図２の画像処理システム３０、図２７の画像処理システム２１０、図２８の画像処理システム２２０、および図２９の画像処理システム２４０を構成する各装置は、それぞれ、図３２に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０２８２】
図３２において、パーソナルコンピュータ３００のCPU（Central Processing Unit）３０１は、ROM（Read Only Memory）３０２に記憶されているプログラム、または記憶部３１３からRAM（Random Access Memory）３０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM３０３にはまた、CPU３０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０２８３】
CPU３０１、ROM３０２、およびRAM３０３は、バス３０４を介して相互に接続されている。このバス３０４にはまた、入出力インタフェース３１０も接続されている。
【０２８４】
入出力インタフェース３１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部３１１、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部３１２、ハードディスクなどより構成される記憶部３１３、モデムなどより構成される通信部３１４が接続されている。通信部３１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
【０２８５】
入出力インタフェース３１０にはまた、必要に応じてドライブ３１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア３２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部３１３にインストールされる。
【０２８６】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２８７】
この記録媒体は、例えば、図３２に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア３２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM３０２や、記憶部３１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０２８８】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２８９】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【図面の簡単な説明】
【０２９０】
【図１】従来の画像処理システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明を適用した画像処理システムの構成例を示す図である。
【図３】図２の符号化部の内部の構成例を示すブロック図である。
【図４】フレーム画像データをブロック化する様子の例を説明する模式図である。
【図５】図３のVQ部の構成例を示すブロック図である。
【図６】特定画素の例を示す模式図である。
【図７】予測処理の様子の例を説明する模式図である。
【図８】図３の残差算出部の構成例を示すブロック図である。
【図９】図３の残差符号化部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】１次元のDST変換処理の様子の例を説明する模式図である。
【図１１】２次元のDST変換処理の様子を説明するための図である。
【図１２】図２の復号部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の残差復号部の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１２の画素値加算部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】符号化処理の例を説明するフローチャートである。
【図１６】ベクトル量子化処理の例を説明するフローチャートである。
【図１７】残差算出処理の例を説明するフローチャートである。
【図１８】残差符号化処理の例を説明するフローチャートである。
【図１９】復号処理の例を説明するフローチャートである。
【図２０】残差復号処理の例を説明するフローチャートである。
【図２１】加算演算処理の例を説明するフローチャートである。
【図２２】図３の残差符号化部の他の構成例を示すブロック図である。
【図２３】関数近似変換処理の様子を説明するための模式図である。
【図２４】図１２の残差復号部の他の構成例を示すブロック図である。
【図２５】残差符号化処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図２６】残差復号処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図２７】本発明を適用した画像処理システムの他の構成例を示す図である。
【図２８】本発明を適用した画像処理システムのさらに他の構成例を示す図である。
【図２９】本発明を適用した画像処理システムのさらに他の構成例を示す図である。
【図３０】アナログ劣化符号化処理の例を説明するフローチャートである。
【図３１】アナログ劣化復号処理の例を説明するフローチャートである。
【図３２】本発明を適用したパーソナルコンピュータの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０２９１】
３０  画像処理システム，  ３１  再生装置，  ３３  符号化装置，  ４１  復号部，  ４２  D/A，  ４４  A/D，  ４５  符号化部，  ６１  ブロック化部，  ６２  VQ部，  ６３  予測部，  ６４  残差算出部，  ６５  残差符号化部，  ６６  出力部，  ８１  特定画素データ抽出部，  ８２  ベクトル生成部，  ８３  画素パターン別コードブック，  ８４  VQコード決定部，  １１１  画素判定部，  １１２  差分値演算部，  １１３  差分値設定部，  １１４  残差出力部，  １２１  DST変換部，  １２２  量子化部，  １２３  ハフマン符号化部，  １５１  データ分解部，  １５２  逆VQ部，  １５３  予測部，  １５４  残差復号部，  １５５  画素値加算部，  １５６  ブロック分解部，  １６１  ハフマン復号部，  １６２  逆量子化部，  １６３  IDST変換部，  １７１  画素判定部，  １７２  残差設定部，  １７３  加算値演算部，  １７４  順序整列部，  １９１  関数近似変換部，  １９２  逆関数近似変換部，  ２１０  画像処理システム，  ２１３  符号化装置，  ２２０  画像処理システム，  ２２１  復号装置，  ２２４  符号化装置，  ２４０  画像処理システム，  ２４１  再生装置，  ２４２  符号化装置，  ２５１  アナログノイズ付加部，  ３００  パーソナルコンピュータ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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