(57)【要約】【課題】アナログデータのコピーを抑止する。【解決手段】  ブロック分割部６１は、入力される画像を所定のサイズのブロックに分割する。特徴量検出部６２は、各ブロックの特徴量を検出する。符号化方式決定部６３は、各ブロックに対してそれぞれ検出された特徴量に基づいて各ブロックに対する符号化方式（例えば、離散コサイン変換(DCT)において画質を決定するパラメータであるQuality、または２次元ｉ次多項式を用いた変換において画質を決定するパラメータである次数ｉと２次元ｉ次多項式の係数Ｗk）を決定する。ブロック符号化部６４は、決定された符号化方式に従って分割されたブロックをブロック符号化する。この符号化部による２回目以降の符号化結果である符号化ディジタル画像データを復号化すると、原画像に比較して劣化したものとなっている。本発明は、ビデオレコーダに適用することができる。【選択図】図４
2006217403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データを符号化する符号化装置において、
前記画像データを所定のサイズ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ってブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された各ブロックの前記符号化方式に従って、前記各ブロックの画像データを符号化する符号化手段と
を含むことを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記画像データには、ノイズが付加されている
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】
入力された前記画像データにノイズを付加するノイズ付加手段を
さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項４】
前記画像データは、少なくとも１度符号化された後、復号化されている
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】
前記符号化手段の出力結果を復号化する復号化手段を
さらに含む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】
前記検出手段は、前記ブロック化手段によってブロック化された各ブロックの特徴量として、前記各ブロックにそれぞれ含まれる画素の画素値のばらつきを示すアクティビティ、および前記各ブロックにそれぞれ含まれる画素のダイナミックレンジも検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項７】
前記決定手段は、前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づき、前記ブロックをブロック群に分類して、同一のブロック群に属するブロックに対しては同一の符号化方式を決定する
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】
前記決定手段は、符号化方式として、離散コサイン変換において画質を決定するためのパラメータであるクオリティを決定し、
前記符号化手段は、前記決定手段によって決定された前記クオリティに従って調整した量子化テーブルを用い、前記各ブロックの画像データに離散コサイン変換を施す
ことを特徴とする請求項６に記載の符号化装置。
【請求項９】
前記符号化手段は、前記ブロック毎に前記離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数と前記クオリティを符号化結果として出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の符号化装置。
【請求項１０】
前記決定手段は、前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す近似式の次数を決定し、
前記符号化手段は、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づき、前記決定手段によって次数が決定された前記近似式の各次数項の係数を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項１１】
前記決定手段は、前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定し、
前記符号化手段は、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づく最小自乗法により、前記決定手段によって次数ｉが決定された前記２次元ｉ次多項式の各次数項の係数を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項１２】
前記符号化手段は、前記ブロック毎に前記２次元ｉ次多項式の次数ｉおよび各次数項の係数を符号化結果として出力する
ことを特徴とする請求項１１に記載の符号化装置。
【請求項１３】
入力された画像データを符号化する符号化方法において、
前記画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理で決定された各ブロックの前記符号化方式に従って、前記各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップと
を含むことを特徴とする符号化方法。
【請求項１４】
前記画像データには、ノイズが付加されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
【請求項１５】
入力された前記画像データにノイズを付加するノイズ付加ステップを
さらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
【請求項１６】
前記画像データは、少なくとも１度符号化された後、復号化されている
ことを特徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
【請求項１７】
前記検出ステップは、前記ブロック化ステップの処理でブロック化された各ブロックの特徴量として、前記各ブロックにそれぞれ含まれる画素の画素値のばらつきを示すアクティビティ、および前記各ブロックにそれぞれ含まれる画素のダイナミックレンジも検出する
ことを特徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
【請求項１８】
前記決定ステップは、前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、前記ブロックをブロック群に分類して、同一のブロック群に属するブロックに対しては同一の符号化方式を決定する
ことを特徴とする請求項１７に記載の符号化方法。
【請求項１９】
前記決定ステップは、符号化方式として、離散コサイン変換において画質を決定するためのパラメータであるクオリティを決定し、
前記符号化ステップは、前記決定ステップの処理で決定された前記クオリティに従って調整した量子化テーブルを用い、前記各ブロックの画像データに離散コサイン変換を施す
ことを特徴とする請求項１７に記載の符号化方法。
【請求項２０】
前記符号化ステップは、前記ブロック毎に前記離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数と前記クオリティを符号化結果として出力する
ことを特徴とする請求項１７に記載の符号化方法。
【請求項２１】
前記決定ステップは、前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す近似式の次数を決定し、
前記符号化ステップは、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づき、前記決定ステップの処理で次数が決定された前記近似式の各次数項の係数を算出する
ことを特徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
【請求項２２】
前記決定ステップは、前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定し、
前記符号化ステップは、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づく最小自乗法により、前記決定ステップの処理で次数ｉが決定された前記２次元ｉ次多項式の各次数項の係数を算出する
ことを特徴とする請求項１３に記載の符号化方法。
【請求項２３】
前記符号化ステップは、前記ブロック毎に前記２次元ｉ次多項式の次数ｉおよび各次数項の係数を符号化結果として出力する
ことを特徴とする請求項２２に記載の符号化方法。
【請求項２４】
入力された画像データを符号化するためのプログラムであって、
前記画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理で決定された各ブロックの前記符号化方式に従って、前記各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項２５】
入力された画像データを符号化するためのプログラムであって、
前記画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理で決定された各ブロックの前記符号化方式に従って、前記各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２６】
画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データを復号化する復号化装置において、
前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記情報に基づいて復号化方式を決定し、前記復号化方式に従って前記符号化データから前記画像データを復元する復元手段と
を含み、
前記特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる
ことを特徴とする復号化装置。
【請求項２７】
前記抽出手段は、前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを抽出し、
前記復元手段は、前記クオリティに従って調整した量子化テーブルを用いて、前記離散コサイン係数に逆離散コサイン変換を施すことにより、前記画像データを復元する
ことを特徴とする請求項２６に記載の復号化装置。
【請求項２８】
前記抽出手段は、前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置の関係を示す近似式の次数および各次数項の係数を抽出し、
前記復元手段は、前次数および前記係数に基づいて前記近似式を生成し、生成した前記近似式に画素位置を代入して画素値を算出することにより、前記画像データを復元する
ことを特徴とする請求項２６に記載の復号化装置。
【請求項２９】
画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データを復号化する復号化方法において、
前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの処理で抽出された前記情報に基づいて復号化方式を決定し、前記復号化方式に従って前記符号化データから前記画像データを復元する復元ステップと
を含み、
前記特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる
ことを特徴とする復号化方法。
【請求項３０】
前記抽出ステップは、前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを抽出し、
前記復元ステップは、前記クオリティに従って調整した量子化テーブルを用いて、前記離散コサイン係数に逆離散コサイン変換を施すことにより、前記画像データを復元する
ことを特徴とする請求項２９に記載の復号化方法。
【請求項３１】
前記抽出ステップは、前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置の関係を示す近似式の次数および各次数項の係数を抽出し、
前記復元ステップは、前次数および前記係数に基づいて前記近似式を生成し、生成した前記近似式に画素位置を代入して画素値を算出することにより、前記画像データを復元する
ことを特徴とする請求項２９に記載の復号化方法。
【請求項３２】
画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データを復号化するためのプログラムであって、
前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの処理で抽出された前記情報に基づいて復号化方式を決定し、前記復号化方式に従って前記符号化データから前記画像データを復元する復元ステップと
を含み、
前記特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる
ことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項３３】
画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データを復号化するためのプログラムであって、
前記符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの処理で抽出された前記情報に基づいて復号化方式を決定し、前記復号化方式に従って前記符号化データから前記画像データを復元する復元ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させ、
前記特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項３４】
画像データを符号化する符号化部と、前記符号化部の出力を復号化する復号化部とを備え、前記画像データに対して符号化と復号化を繰り返すと前記画像データが劣化される画像処理システムにおいて、
前記符号化部は、
前記画像データを所定のサイズ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ってブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された各ブロックの前記符号化方式に従って、前記各ブロックの画像データを符号化する符号化手段とを含む
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項３５】
前記復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して前記符号化部に供給するノイズ付加部を
さらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の画像処理システム。
【請求項３６】
画像データを符号化する符号化部と、前記符号化部の出力を復号化する復号化部とを備え、前記画像データに対して符号化と復号化を繰り返すと前記画像データが劣化される画像処理システムの画像処理方法において、
前記符号化部における、
前記画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、
前記検出ステップの処理で検出された前記特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理で決定された各ブロックの前記符号化方式に従って、前記各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップとを含む
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３７】
前記画像処理システムは、画像データにノイズを付加して前記符号化部に供給するノイズ付加部をさらに備え、
前記ノイズ付加部における、
前記復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して前記符号化部に供給するノイズ付加ステップを
さらに含むことを特徴とする請求項３６に記載の画像処理方法。
【請求項３８】
画像データを符号化する符号化部と、前記符号化部の出力を復号化する復号化部とを備え、前記画像データに対して符号化と復号化を繰り返すと前記画像データが劣化される画像処理システムにおいて、
前記復号化部は、
画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記情報に基づいて復号化方式を決定し、前記復号化方式に従って前記符号化データから前記画像データを復元する復元手段とを含み、
前記特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項３９】
前記復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して前記符号化部に供給するノイズ付加部を
さらに備えることを特徴とする請求項３８に記載の画像処理システム。
【請求項４０】
画像データを符号化する符号化部と、前記符号化部の出力を復号化する復号化部とを備え、前記画像データに対して符号化と復号化を繰り返すと前記画像データが劣化される画像処理システムの画像処理方法において、
前記復号化部における、
画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの処理で抽出された前記情報に基づいて復号化方式を決定し、前記復号化方式に従って前記符号化データから前記画像データを復元する復元ステップとを含み、
前記特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４１】
前記画像処理システムは、画像データにノイズを付加して前記符号化部に供給するノイズ付加部をさらに備え、
前記ノイズ付加部における、
前記復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して前記符号化部に供給するノイズ付加ステップを
さらに含むことを特徴とする請求項４０に記載の画像処理方法。
【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、復号化装置および方法、記録媒体、プログラム、画像処理システム、並びに画像処理方法に関し、特に、アナログデータのコピーを抑止する場合に用いて好適な符号化装置および方法、復号化装置および方法、記録媒体、プログラム、画像処理システム、並びに画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像コンテンツ等の画像信号が記録されている一般的な記録媒体（例えば、DVD(Digital Versatile Disc)、VHS(Video Home System)等のカセット磁気テープ）が再生装置によって再生され、再生結果がアナログデータとしてテレビジョン受像機等に供給されている状況を想定した場合、テレビジョン受像機等に供給されるアナログデータを分岐して所定の記録装置に入力するようにすれば、映像コンテンツのコピーを作成することができる。
【０００３】
ただし、このようなコピー作成は著作権を侵害することがあるので、映像コンテンツ等の不正なコピーを抑止する方法が従来から提案されている。
【０００４】
具体的には、再生装置が出力するアナログデータにスクランブル処理を施したり、アナログデータの出力を禁止したりする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上述した従来の方法によれば、アナログデータの不正コピーは抑止できる。しかしながら当該アナログデータが供給されるテレビジョン受像機等において正常な画像を表示することができなくなってしまうという課題があった。
【０００６】
そこで、本出願人は上述した課題を解決するために、アナログデータをディジタルデータに変換して符号化するに際し、位相ずれ等のアナログノイズに着目した符号化を行なうことにより、復号化後の画質を劣化させる発明を既に出願済である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４５２７０号公報  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】
【０００７】
特許文献１に記載された発明によれば、アナログデータの不正コピーは抑止できる。また、特許文献２に記載された発明によれば、当該アナログデータが供給されるテレビジョン受像機等において正常な画像を表示することができる。
【０００８】
しかしながら、アナログデータの不正コピーを抑止する発明の探求は特許文献２に止まらず、上述した課題のさらに他の発明による解決が求められている。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、アナログデータをディジタル化して符号化し、その結果得られるディジタル符号化データを復号化する一連の処理を繰り返した場合、同様の符号化、復号化にも拘わらず、２回目以降の復号結果が劣化しているようにする。これにより、アナログデータのコピーを抑止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】
【００１０】
本発明の符号化装置は、画像データを所定のサイズ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ってブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出手段と、検出手段によって検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定手段と、決定手段によって決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
前記画像データには、ノイズが付加されているようにすることができる。
【００１２】
本発明の符号化装置は、入力された画像データにノイズを付加するノイズ付加手段をさらに含むことができる。
【００１３】
前記画像データは、少なくとも１度符号化された後、復号化されているようにすることができる。
【００１４】
本発明の符号化装置は、符号化手段の出力結果を復号化する復号化手段をさらに含むことができる。
【００１５】
前記検出手段は、ブロック化手段によってブロック化された各ブロックの特徴量として、各ブロックにそれぞれ含まれる画素の画素値のばらつきを示すアクティビティ、および各ブロックにそれぞれ含まれる画素のダイナミックレンジも検出するようにすることができる。
【００１６】
前記決定手段は、検出手段によって検出された特徴量に基づき、ブロックをブロック群に分類して、同一のブロック群に属するブロックに対しては同一の符号化方式を決定するようにすることができる。
【００１７】
前記決定手段は、符号化方式として、離散コサイン変換において画質を決定するためのパラメータであるクオリティを決定し、前記符号化手段は、決定手段によって決定されたクオリティに従って調整した量子化テーブルを用い、各ブロックの画像データに離散コサイン変換を施すようにすることができる。
【００１８】
前記符号化手段は、ブロック毎に離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを符号化結果として出力するようにすることができる。
【００１９】
前記決定手段は、検出手段によって検出された特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す近似式の次数を決定し、前記符号化手段は、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づき、決定手段によって次数が決定された近似式の各次数項の係数を算出するようにすることができる。
【００２０】
前記決定手段は、検出手段によって検出された特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定し、前記符号化手段は、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づく最小自乗法により、決定手段によって次数ｉが決定された２次元ｉ次多項式の各次数項の係数を算出するようにすることができる。
【００２１】
前記符号化手段は、ブロック毎に２次元ｉ次多項式の次数ｉおよび各次数項の係数を符号化結果として出力するようにすることができる。
【００２２】
本発明の符号化方法は、画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、決定ステップの処理で決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
前記画像データには、ノイズが付加されているようにすることができる。
【００２４】
本発明の符号化方法は、入力された画像データにノイズを付加するノイズ付加ステップをさらに含むことができる。
【００２５】
前記画像データは、少なくとも１度符号化された後、復号化されているようにすることができる。
【００２６】
前記検出ステップは、ブロック化ステップの処理でブロック化された各ブロックの特徴量として、各ブロックにそれぞれ含まれる画素の画素値のばらつきを示すアクティビティ、および各ブロックにそれぞれ含まれる画素のダイナミックレンジも検出するようにすることができる。
【００２７】
前記決定ステップは、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、ブロックをブロック群に分類して、同一のブロック群に属するブロックに対しては同一の符号化方式を決定するようにすることができる。
【００２８】
前記決定ステップは、符号化方式として、離散コサイン変換において画質を決定するためのパラメータであるクオリティを決定し、前記符号化ステップは、決定ステップの処理で決定されたクオリティに従って調整した量子化テーブルを用い、各ブロックの画像データに離散コサイン変換を施すようにすることができる。
【００２９】
前記符号化ステップは、ブロック毎に離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを符号化結果として出力するようにすることができる。
【００３０】
前記決定ステップは、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す近似式の次数を決定し、前記符号化ステップは、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づき、決定ステップの処理で次数が決定された近似式の各次数項の係数を算出するようにすることができる。
【００３１】
前記決定ステップは、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定し、前記符号化ステップは、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づく最小自乗法により、決定ステップの処理で次数ｉが決定された２次元ｉ次多項式の各次数項の係数を算出するようにすることができる。
【００３２】
前記符号化ステップは、ブロック毎に２次元ｉ次多項式の次数ｉおよび各次数項の係数を符号化結果として出力するようにすることができる。
【００３３】
本発明の第１の記録媒体のプログラムは、画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、決定ステップの処理で決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００３４】
本発明の第１のプログラムは、画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、決定ステップの処理で決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３５】
本発明の符号化装置および方法、並びにプログラムにおいては、画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、ブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が検出される。そして、検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式が決定され、決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データが符号化される。
【００３６】
本発明の復号化装置は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元手段とを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれることを特徴とする。
【００３７】
前記抽出手段は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを抽出し、前記復元手段は、クオリティに従って調整した量子化テーブルを用いて、離散コサイン係数に逆離散コサイン変換を施すことにより、画像データを復元するようにすることができる。
【００３８】
前記抽出手段は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置の関係を示す近似式の次数および各次数項の係数を抽出し、前記復元手段は、前次数および係数に基づいて近似式を生成し、生成した近似式に画素位置を代入して画素値を算出することにより、画像データを復元するようにすることができる。
【００３９】
本発明の復号化方法は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、抽出ステップの処理で抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元ステップとを含むことを特徴とする。
【００４０】
前記抽出ステップは、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを抽出し、前記復元ステップは、クオリティに従って調整した量子化テーブルを用いて、離散コサイン係数に逆離散コサイン変換を施すことにより、画像データを復元するようにすることができる。
【００４１】
前記抽出ステップは、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置の関係を示す近似式の次数および各次数項の係数を抽出し、前記復元ステップは、前次数および係数に基づいて近似式を生成し、生成した近似式に画素位置を代入して画素値を算出することにより、画像データを復元するようにすることができる。
【００４２】
本発明の第２の記録媒体のプログラムは、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、抽出ステップの処理で抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元ステップとを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれることを特徴とする。
【００４３】
本発明の第２のプログラムは、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、抽出ステップの処理で抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元ステップとを含む処理をコンピュータに実行させ、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれることを特徴とする。
【００４４】
本発明の復号化装置および方法、並びにプログラムにおいては、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報が抽出され、抽出された情報に基づいて復号化方式が決定され、決定された復号化方式に従って符号化データから画像データが復元される。
【００４５】
本発明の第１の画像処理システムは、符号化部が、画像データを所定のサイズ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ってブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出手段と、検出手段によって検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定手段と、決定手段によって決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化手段とを含むことを特徴とする。
【００４６】
本発明の第１の画像処理システムは、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加部をさらに備えることができる。
【００４７】
本発明の第１の画像処理方法は、符号化部における、画像データを所定のサイズ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でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップと、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップと、決定ステップの処理で決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップとを含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明の第１の画像処理方法は、ノイズ付加部における、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加ステップをさらに含むことができる。
【００４９】
本発明の第１の画像処理システムおよび画像処理方法においては、符号化部により、画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、ブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が検出される。そして、検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式が決定され、決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データが符号化される。
【００５０】
本発明の第２の画像処理システムは、復号化部が、画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元手段とを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれることを特徴とする。
【００５１】
本発明の第２の画像処理システムは、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加部をさらに備えることができる。
【００５２】
本発明の第２の画像処理方法は、復号化部における、画像データが所定のサイズのブロックにブロック化され、各ブロックにおける画像データの特徴量に基づいて決定された符号化方式により符号化されている符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップと、抽出ステップの処理で抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元ステップとを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれることを特徴とする。
【００５３】
本発明の第２の画像処理方法は、ノイズ付加部における、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加ステップをさらに含むことができる。
【００５４】
本発明の第２の画像処理システムおよび画像処理方法においては、復号化部により、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報が抽出され、抽出された情報に基づいて復号化方式が決定され、決定された復号化方式に従って符号化データから画像データが復元される。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、アナログデータをディジタル化して符号化し、その結果得られるディジタル符号化データを復号化する一連の処理を繰り返した場合、同様の符号化、復号化にも拘わらず、２回目以降の復号結果を劣化させることができる。よって、アナログデータのコピーを抑止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例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具体例が、発明の実施の形態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、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件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、具体例が構成要件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、その具体例が、その構成要件以外の構成要件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。
【００５７】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載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。
【００５８】
請求項１に記載の符号化装置（例えば、図１の符号化装置１６）は、画像データを所定のサイズのブロックにブロック化するブロック化手段（例えば、図４のブロック分割部６１）と、ブロック化手段によってブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出手段（例えば、図４の特徴量検出部６２）と、検出手段によって検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定手段（例えば、図４の符号化方式決定部６３）と、決定手段によって決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化手段（例えば、図４のブロック符号化部６４）と
を含む。
【００５９】
請求項３に記載の符号化装置は、入力された画像データにノイズを付加するノイズ付加手段（例えば、図４のノイズ付加部４２）をさらに含む。
【００６０】
請求項５に記載の符号化装置は、符号化手段の出力結果を復号化する復号化手段（例えば、図１の復号化部３１−２）をさらに含む。
【００６１】
請求項６に記載の検出手段（例えば、図８の特徴量検出部６２）は、ブロック化手段によってブロック化された各ブロックの特徴量として、各ブロックにそれぞれ含まれる画素の画素値のばらつきを示すアクティビティ、および各ブロックにそれぞれ含まれる画素のダイナミックレンジも検出する。
【００６２】
請求項７に記載の決定手段（例えば、図８の符号化方式決定部６３）は、検出手段によって検出された特徴量に基づき、ブロックをブロック群に分類して、同一のブロック群に属するブロックに対しては同一の符号化方式を決定する。
【００６３】
請求項８に記載の決定手段（例えば、図８の符号化方式決定部６３）は、符号化方式として、離散コサイン変換において画質を決定するためのパラメータであるクオリティを決定し、符号化手段（例えば、図８の量子化部８６）は、決定手段によって決定されたクオリティに従って調整した量子化テーブルを用い、各ブロックの画像データに離散コサイン変換を施す。
【００６４】
請求項９に記載の符号化手段（例えば、図８の量子化部８６）は、ブロック毎に離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを符号化結果として出力する。
【００６５】
請求項１０に記載の決定手段（例えば、図１６の符号化方式決定部６３）は、検出手段によって検出された特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す近似式の次数を決定し、符号化手段（例えば、図１６の量子化部１０３）は、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づき、決定手段によって次数が決定された近似式の各次数項の係数を算出する。
【００６６】
請求項１１に記載の決定手段（例えば、図１６の符号化方式決定部６３）は、検出手段によって検出された特徴量に基づき、符号化方式として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置との関係を示す２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定し、符号化手段（例えば、図１６の量子化部１０３）は、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置に基づく最小自乗法により、決定手段によって次数ｉが決定された２次元ｉ次多項式の各次数項の係数を算出する。
【００６７】
請求項１２に記載の符号化手段（例えば、図１６の量子化部１０３）は、ブロック毎に２次元ｉ次多項式の次数ｉおよび各次数項の係数を符号化結果として出力する。
【００６８】
請求項１３に記載の符号化方法は、画像データを所定のサイズ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５のステップＳ２）と、ブロック化ステップの処理でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップ（例えば、図５のステップＳ３）と、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップ（例えば、図５のステップＳ４）と、決定ステップの処理で決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップ（例えば、図５のステップＳ５）とを含む。
【００６９】
請求項１５に記載の符号化方法は、入力された画像データにノイズを付加するノイズ付加ステップ（例えば、図５のステップＳ１）をさらに含む。
【００７０】
請求項２６に記載の復号化装置（例えば、図１の再生装置１４）は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出手段（例えば、図６の符号化データ分離部７１）と、抽出手段によって抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元手段（例えば、図６のブロック復号化部７２）とを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる。
【００７１】
請求項２７に記載の抽出手段（例えば、図３の符号化データ分離部７１）は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、離散コサイン変換の結果である離散コサイン係数とクオリティを抽出し、復元手段（例えば、図１３の逆量子化部９２）は、クオリティに従って調整した量子化テーブルを用いて、離散コサイン係数に逆離散コサイン変換を施すことにより、画像データを復元する。
【００７２】
請求項２８に記載の抽出手段（例えば、図２３の符号化データ分離部７１）は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報として、各ブロックに含まれる画素の画素値と画素位置の関係を示す近似式の次数および各次数項の係数を抽出し、復元手段（例えば、図２３のブロック復号化部７２）は、前次数および係数に基づいて近似式を生成し、生成した近似式に画素位置を代入して画素値を算出することにより、画像データを復元する。
【００７３】
請求項２９に記載の復号化方法は、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップ（例えば、図７のステップＳ１１）と、抽出ステップの処理で抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元ステップ（例えば、図７のステップＳ１２）とを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる。
【００７４】
請求項３４に記載の画像処理システム（例えば、図１の画像表示システム１）は、符号化部（例えば、図１の符号化部２２−２）が、画像データを所定のサイズのブロックにブロック化するブロック化手段（例えば、図４のブロック分割部６１）と、ブロック化手段によってブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出手段（例えば、図４の特徴量検出部６２）と、検出手段によって検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定手段（例えば、図４の符号化方式決定部６３）と、決定手段によって決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化手段（例えば、図４のブロック符号化部６４）とを含む。
【００７５】
請求項３５に記載の画像処理システムは、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加部（例えば、図１のノイズ付加部４２）をさらに備える。
【００７６】
請求項３６に記載の画像処理方法は、符号化部（例えば、図１の符号化部２２−２）における、画像データを所定のサイズ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５のステップＳ２）と、ブロック化ステップの処理でブロック化された各ブロックの特徴量として、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数を検出する検出ステップ（例えば、図５のステップＳ３）と、検出ステップの処理で検出された特徴量に基づき、各ブロックの符号化方式を決定する決定ステップ（例えば、図５のステップＳ４）と、決定ステップの処理で決定された各ブロックの符号化方式に従って、各ブロックの画像データを符号化する符号化ステップ（例えば、図５のステップＳ５）とを含む。
【００７７】
請求項３７に記載の画像処理方法は、ノイズ付加部（例えば、図１のノイズ付加部４２）における、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加ステップ（例えば、図５のステップＳ１）をさらに含む。
【００７８】
請求項３８に記載の画像処理システム（例えば、図１の画像表示システム１）は、復号化部（例えば、図１の再生装置１４の復号化部３１−１）が、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出手段（例えば、図６の符号化データ分離部７１）と、抽出手段によって抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元手段（例えば、図６のブロック復号化部７２）とを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる。
【００７９】
請求項３９に記載の画像処理システムは、復号化部の復号化結果である画像データにノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加部（例えば、図１のノイズ付加部４２）をさらに備える。
【００８０】
請求項４０に記載の画像処理方法は、復号化部（例えば、図１の再生装置１４の復号化部３１−１）における、符号化データから、各ブロックの符号化方式を示す情報を抽出する抽出ステップ（例えば、図７のステップＳ１１）と、抽出ステップの処理で抽出された情報に基づいて復号化方式を決定し、復号化方式に従って符号化データから画像データを復元する復元ステップ（例えば、図７のステップＳ１２）とを含み、特徴量には、少なくとも画素値が極値である画素の数を示す極値数が含まれる。
【００８１】
請求項４１に記載の画像処理方法は、ノイズ付加部（例えば、図１のノイズ付加部４２）における、復号化部の復号化結果である画像データにアナログノイズを付加して符号化部に供給するノイズ付加ステップ（例えば、図５のステップＳ１）をさらに含む。
【００８２】
なお、本発明の記録媒体に記録されているプログラム、および本発明のプログラムの請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係は、上述した本発明の符号化方法、または復号化方法のものと同様であるので、その記載は省略する。
【００８３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００８４】
図１は、本発明を適用した画像表示システムの構成例を示している。この画像表示システム１は、チューナ１１等から入力されるアナログ画像信号Ｖan0を符号化して記録メディア１３に記録する符号化装置１２、記録メディア１３に記録されている符号化ディジタルデータＶrd,0を読み出して再生する再生装置１４、再生装置１４から供給されるアナログ画像信号Ｖan1を表示するディスプレイ１５、再生装置１４から供給されるアナログ画像信号Ｖan1を符号化して記録媒体１７に記録する符号化装置１６、および復号化装置１６から供給されるアナログ画像信号Ｖan2を表示するディスプレイ１８から構成される。
【００８５】
チューナ１１は、例えばテレビジョン放送等を受信し、その結果得られるアナログ画像信号Ｖan0を符号化装置１２に出力する。
【００８６】
符号化装置１２は、チューナ１１から入力されるアナログ画像信号Ｖan0をディジタル化し、その結果得られるディジタル画像信号Ｖdg1,0を符号化部２２−１に出力するアナログディジタル変換部（Ａ／Ｄ）２１、ディジタル画像信号Ｖdg1,0を符号化し、その結果得られる符号化ディジタル画像データＶcd,0を記録部２３に出力する符号化部２２−１、および符号化ディジタル画像データＶcd,0を記録メディア１３に記録する記録部２３から構成される。
【００８７】
記録メディア１３および１７は、例えば、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 Disc-Read Only Memory)、DVDを含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどからなる。
【００８８】
再生装置１４は、記録メディア１３から読み出されるディジタル符号化データＶrd,0を復号化し、その結果得られるディジタル画像信号Ｖdg0をディジタルアナログ変換部３２に出力する復号化部３１−１、およびディジタル画像信号Ｖdg0をアナログ化し、その結果得られるアナログ画像信号Ｖan1をディスプレイ１５、および符号化装置１６に出力するディジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）３２から構成される。
【００８９】
ディジタルアナログ変換部３２においては、一般的なアナログディジタル変換回路の特性により、ディジタル画像信号Ｖdg0がアナログ化されるとき、その結果得られるアナログ画像信号Ｖan1にアナログノイズ（ホワイトノイズと称される高周波成分が付加されて生じる歪みと、位相ずれによる歪み等）が付加される。
【００９０】
ここで、高周波成分が付加されて生じる歪みについて図２を参照して説明する。ディジタルアナログ変換部３２におけるディジタルアナログ変換前のディジタル画像信号Ｖdg0の並列５画素は、同図左側に示すように同一の画素値であるとする。ディジタルアナログ変換により高周波成分の歪みが付加されたアナログ画像信号Ｖan1は、後段のアナログディジタル変換部４１によってディジタル化されると、同図右側に示すように同一であった画素値に変動が生ずる。この変動に規則性はなく一律には定まらない。さらに、水平方向のみならず、垂直方向にも同様に高周波成分の歪みが付加される。以下、ディジタルアナログ変換とアナログディジタル変換を経て付加されるこの歪みもホワイトノイズと称する。
【００９１】
図１に戻る。ディスプレイ１５および１７は、CRT(Cathode Ray Tube)またはLCD(Liquid Crystal Display)等から成り、入力されるアナログ画像信号に対応する画像を表示する。
【００９２】
符号化装置１６は、再生装置１４から入力されるアナログ画像信号Ｖan1をディジタル化し、その結果得られるディジタル画像信号Ｖdg1を符号化部２２−２に出力するアナログディジタル変換部４１、ディジタル画像信号Ｖdg1を符号化し、その結果得られる符号化ディジタル画像データＶcdを記録部４４および復号化部３１−２に出力する符号化部２２−２、並びに符号化ディジタル画像データＶcdを記録メディア１７に記録するとともに、記録メディア１７に記録されている符号化ディジタル画像データＶrdを読み出して復号化部３１−２に供給する記録部４４から構成される。
【００９３】
さらに、符号化装置１６は、符号化部２２−２から供給される符号化ディジタル画像データＶcdまたは記録部４４から供給される符号化ディジタル画像データＶrdを復号化し、その結果得られるディジタル画像信号Ｖdg2をディジタルアナログ変換部４６に出力する復号化部３１−２、およびディジタル画像信号Ｖdg2をアナログ化し、その結果得られるアナログ画像信号Ｖan2をディスプレイ１８に出力するディジタルアナログ変換部４６から構成される。
【００９４】
なお、アナログディジタル変換部４１から出力されるディジタル画像信号Ｖdg1は、ディジタル化される前のアナログ画像信号Ｖan1にアナログノイズ（ホワイトノイズ）が生じていることに起因して、復号化部３１−１から出力されたディジタル画像信号Ｖdg0に比較して画素値が僅かに変動した状態（すなわち、ノイズがのった状態）となる。
【００９５】
また、アナログディジタル変換部４１にノイズ付加部４２を内蔵させ、意図的にディジタル化される前のアナログ画像信号Ｖan1にアナログノイズ（ホワイトノイズに相当するノイズ）を付加した後、ディジタル化するようにしてもよい。
【００９６】
符号化装置１２における符号化部２２−１と符号化装置１６における符号化部２２−２は、同一の構成（後述）を有している。以下、符号化部２２−１と符号化部２２−２を個々に区別する必要がない場合、単に符号化部２２と記述する。
【００９７】
また、再生装置１４における復号化部３１−１と符号化装置１６における復号化部３１−２も、同一の構成（後述）を有している。以下、復号化部３１−１と復号化部３１−２を個々に区別する必要がない場合、単に復号化部３１と記述する。
【００９８】
次に画像表示システム１の動作について、図３を参照して説明する。この画像表示システム１は、原画像を符号化して復号化し、その結果得られる「１回目の符号化・復号化画像」を、再び符号化して復号化し、「２回目の符号化・復号化画像」を出力する。「１回目の符号化・復号化画像」と「２回目の符号化・復号化画像」の定義については以下のとおりである。
【００９９】
すなわち、同図Ａに示す原画像は、チューナ１１から出力されるアナログ画像信号Ｖan0に相当する。原画像を符号化して復号化した、同図Ｂに示す「１回目の符号化・復号化画像」は、再生装置１４の復号化部３１−１から出力されるディジタル画像信号Ｖdg0に相当する。同図Ｃに示す「１回目の符号化・復号化画像に歪みが付加された画像」は、再生装置１４のディジタルアナログ変換部３２から出力されるアナログ画像信号Ｖan1に相当する。同図Ｄに示す「２回目の符号化・復号化画像」は、符号化装置１６の復号化部３１−２から出力されるディジタル画像信号Ｖdg2、あるいは記録メディア１７を再生装置１４の復号化部３１−１によって復号化した結果のディジタル画像信号等に相当する。
【０１００】
次に、符号化部２２の詳細について説明する。符号化部２２は、第１乃至第３の構成例を有する。符号化部２２の第１乃至第３の構成例に対応し、復号化部３１も第１乃至第３の構成例を有する。
【０１０１】
図４は符号化部２２の第１の構成例を示している。符号化部２２の第１の構成例は、入力される画像を所定のサイズ（例えば、８×８画素）のブロックに分割するブロック分割部６１、各ブロックの特徴量（例えば、ブロックに含まれる画素の画素値の極値数、アクティビティ、ダイナミックレンジ等（いずれも後述））を検出する特徴量検出部６２、各ブロックに対してそれぞれ検出された特徴量に基づいて各ブロックに対する符号化方式（例えば、離散コサイン変換(DCT(Discrete Cosine Transform))において画質を決定するパラメータであるクオリティ(Quality)、または２次元ｉ次多項式を用いた変換において画質を決定するパラメータである次数ｉと２次元ｉ次多項式の係数ｗk（いずれも後述する））を決定する符号化方式決定部６３、および決定された符号化方式に従って分割されたブロックをブロック符号化するブロック符号化部６４から構成される。
【０１０２】
符号化部２２の第１の構成例による動作について、符号化装置１６の符号化部２２−２を例とし、図５のフローチャートを参照して説明する。
【０１０３】
まず始めにステップＳ１として、アナログディジタル変換部４１のノイズ付加部４２がディジタル化する前のアナログ画像信号Ｖan1にノイズを付加する。ただし、ステップＳ１の処理は省略しても構わない。
【０１０４】
ステップＳ２において、ブロック分割部６１がアナログディジタル変換部４１から入力されたディジタル画像信号Ｖdg1（ノイズが付加されている）を、所定のサイズのブロックに分割して、特徴量検出部６２に出力する。なお、ブロックのサイズは任意に設定することができる。ステップＳ３において、特徴量検出部６２が分割された各ブロックの特徴量を検出する。
【０１０５】
ステップＳ４において、符号化方式決定部６３が、各ブロックに対して検出された特徴量に基づいて各ブロックに対する符号化方式を決定する。ステップＳ５において、ブロック符号化部６４が、分割された各ブロックを決定された符号化方式に従ってブロック符号化する。そして、ブロック符号化部６４は、ブロック符号化の結果得られた符号化画像データＶcdを後段に出力する。この後、この符号化ディジタル画像データＶcdは、記録部４４により記録メディア１７に記録されたり、復号化部３１−２によって復号化されたりする。以上で符号化部２２の第１の構成例による動作説明を終了する。
【０１０６】
次に、符号化部２２の第１の構成例による符号化に対応した復号化を行う復号化部３１の第１の構成例について説明する。図６は復号化部３１の第１の構成例を示している。
【０１０７】
復号化部３１の第１の構成例は、前段から入力される符号化ディジタル画像データＶcdに含まれている各ブロックに係る各種のデータ（例えば、DCTにおいて画質を決定するパラメータであるクオリティ(Quality)、とDCT結果であるDCT係数、または２次元ｉ次多項式を用いた変換において画質を決定するパラメータである次数ｉと２次元ｉ次多項式の係数ｗk）を分離する符号化データ分離部７１、および分離された符号化ディジタル画像データＶcdに基づき、ブロック毎にブロック復号化（例えば、逆DCT、または２次元ｉ次多項式を用いた画素値の演算）を行うブロック復号化部７２から構成される。
【０１０８】
復号化部３１の第１の構成例による動作について、符号化装置１６の復号化部３１−２を例に、図７のフローチャートを参照して説明する。符号化部３１−２には、符号化部２２−２から符号化ディジタル画像データＶcd（または記録部４４によって記録メディア１７から読み出される符号化ディジタル画像データＶrd）が供給されているものとする。
【０１０９】
ステップＳ１１において、符号化データ分離部７１が前段から入力された符号化ディジタル画像データＶcdに含まれている各ブロックに係る各種のデータを分離し、ブロック復号化部７２に出力する。ステップＳ１２において、ブロック復号化部７２が、分離された符号化ディジタル画像データＶcdに基づき、ブロック毎にブロック復号化を行い、復号結果であるディジタル画像信号Ｖdg2を後段に出力する。
【０１１０】
このディジタル画像信号Ｖdg2が上述した「２回目の符号化・復号化画像」であって画質が劣化したものであるので、符号化装置１６を用いてアナログ画像信号Ｖan1をコピーしようとすることが抑止される。
【０１１１】
次に、図８は符号化部２２の第２の構成例を示している。符号化部２２の第２の構成例は、図４に示された第１の構成例に比較して、特徴量検出部６２、符号化方式決定部６３、およびブロック符号化部６４がより詳細に示されている。
【０１１２】
ブロック分割部６１は、入力される画像を所定のサイズ（例えば、８×８画素）のブロックに分割する。
【０１１３】
特徴量検出部６２の極値数計算部８１は、各ブロックに対して、ブロックに含まれる画素のうち、画素値が極大値または極小値である画素の数（極値数）を計算する。極値数を計算する方法の詳細については、図１０を参照して後述する。アクティビティ計算部８２は、各ブロックに対して、ブロックに含まれる各画素とその上下左右に隣接する画素の画素値の差の総和の平均値であって、ブロックに含まれる画素の画素値のばらつきを示す値であるアクティビティを計算する。ブロックにおける画素値のばらつきが大きければアクティビティは大きくなり、ばらつきが小さければアクティビティは小さくなる。アクティビティを計算する方法の詳細については、図１１を参照して後述する。ダイナミックレンジ計算部８３は、各ブロックに対して、ブロックに含まれる画素の画素値の最大値と最小値を検出し、両者の差をダイナミックレンジとして計算する。
【０１１４】
符号化方式決定部６３のブロック番号割当部８４は、１枚の画像が分割された各ブロックに対して、計算された極値数、アクティビティ、およびダイナミックレンジに基づき、シリアルな番号を割り当てる。シリアルな番号の割当方法については、図１２を参照して後述する。ブロック群決定部８５は、１枚の画像が分割された複数のブロックを、割り当てられたシリアルな番号の上位１／３が割り当てられたブロックからなるブロック群（以下、ブロック群１と称する）、中位１／３が割り当てられたブロックからなるブロック群（以下、ブロック群２と称する）、および下位１／３が割り当てられたブロックからなるブロック群（以下、ブロック群３と称する）の３つのブロック群に分類する。
【０１１５】
ブロック符号化部６４の量子化部８６は、１枚の画像が分割された各ブロックを、分類されたブロック群に対応するQualityを適用してDCTを行う。そして、DCTの結果得られる各ブロックに対応するDCT係数と適用したQualityとを、符号化画像データＶcdとして後段に出力する。
【０１１６】
次に、符号化部２２の第２の構成例による動作について、符号化装置１６の符号化部２２−２を例とし、図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１１７】
まず始めにステップＳ２１として、アナログディジタル変換部４１のノイズ付加部４２がディジタル化する前のアナログ画像信号Ｖan1にノイズを付加する。ただし、ステップＳ２１の処理は省略しても構わない。
【０１１８】
ステップＳ２２において、ブロック分割部６１は、入力された画像を所定のサイズ（例えば、８×８画素）のブロックに分割する。
【０１１９】
ステップＳ２３において、極値数計算部８１が、各ブロックに対して、ブロックに含まれる画素のうち、周囲の画素と比較して突出した画素値を有する画素の数（極値数）を計算する。極値数を計算する方法の詳細について、図１０を参照して説明する。
【０１２０】
まず、ブロックに含まれる各画素に順次注目して、画素値が極値（極大値または極小値）であるか否かを判定する。そして、画素値が極値であると判定された画素の数を数えることにより極値数を計算する。
【０１２１】
画素の画素値が極値であるか否かの判定は、画素の位置によってその判定方法が異なる。以下、極値であるか否かが判定される画素を注目画素と称し、その画素値をＬcとする。注目画素の上下左右にそれぞれ隣接する画素の画素値をＬu，Ｌd，Ｌl、またはＬrとする。
【０１２２】
同図Ａに示すように、ブロックの最外周側の１画素を除く内側の画素（例えば、ブロックのサイズが８×８画素である場合、７×７画素）については、以下の４条件のうちの１つが満たされれば、画素値が極値であると判定する。
条件１：（Ｌc＞Ｌl）  and  （Ｌc＞Ｌr）
条件２：（Ｌc＜Ｌl）  and  （Ｌc＜Ｌr）
条件３：（Ｌc＞Ｌu）  and  （Ｌc＞Ｌd）
条件４：（Ｌc＜Ｌu）  and  （Ｌc＜Ｌd）
【０１２３】
同図Ｂに示すように、ブロックの頂点を除く、上辺および下辺の画素については、以下の２条件のうちの１つが満たされれば、画素値が極値であると判定する。
条件１：（Ｌc＞Ｌl）  and  （Ｌc＞Ｌr）
条件２：（Ｌc＜Ｌl）  and  （Ｌc＜Ｌr）
【０１２４】
同図Ｃに示すように、ブロックの頂点を除く、左辺および右辺の画素については、以下の２条件のうちの１つが満たされれば、画素値が極値であると判定する。
条件１：（Ｌc＞Ｌu）  and  （Ｌc＞Ｌd）
条件２：（Ｌc＜Ｌu）  and  （Ｌc＜Ｌd）
【０１２５】
同図Ｄに示すように、ブロックの頂点に位置する４画素については、画素値に拘わらず、極値ではないと判定する。
【０１２６】
次にアクティビティ計算部８２が各ブロックのアクティビティを計算する。アクティビティの計算方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、アクティビティを算出するブロックのサイズをｉ×ｊ画素（水平方向にｉ画素、垂直方向にｊ画素)とした例を示している。このブロックの左上の画素の画素値をＬv1,1とし、この右隣の画素の画素値をＬv2,1とする。他の画素の画素値についても同様である。このｉ×ｊ画素ブロックのアクティビティActは、次式（１）を用いて計算される。
【数１】
2006217403.tif 000003
【０１２７】
式（１）から明らかなように、アクティビティは、ブロックに含まれる各画素とその上下左右に隣接する画素の画素値の差の総和の平均値であって、ブロックに含まれる画素の画素値のばらつきを示す値となる。ばらつきが大きければアクティビティは大きくなり、ばらつきが小さければアクティビティは小さくなる。
【０１２８】
なお、式（１）においては、注目する画素と上下左右の画素との画素値の差分を算出しているが、さらに注目する画素と斜め方向の画素との画素値の差分も算出するようにしてもよい。また、アクティビティの算出は、式（１）に限るものではなく、ブロックに属する画素の画素値のばらつきを示すものであればかまわない。
【０１２９】
次にダイナミックレンジ計算部８３が各ブロックのダイナミックレンジを計算する。具体的には、ブロックに含まれる画素の画素値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎを検出し、両者の差をダイナミックレンジｄｒ（＝ｍａｘ−ｍｉｎ）として計算する。
【０１３０】
なお、極値数計算部８１、アクティビティ計算部８２、およびダイナミックレンジ計算部８３の動作は、上述した順序でなくてもかまわないし、同時に実行するようにしてもよい。
【０１３１】
図９に戻る。ステップＳ２４において、ブロック番号割当部８４が、１枚の画像が分割された各ブロックに対してシリアルな番号を割り当てる。この番号割当方法について、図１２を参照して説明する。
【０１３２】
まず、同図Ｃに示すように、極値数が所定の閾値ｔｈex以上であるブロックを抽出し、同図Ｄに示すように、ラスタースキャン順にシリアルな番号を割り当てる。次に同図Ｅに示すように、番号を割り当てていないブロックからアクティビティが所定の閾値ｔｈact以上であるブロックを抽出し、同図Ｆに示すように、ラスタースキャン順に先ほどの番号に連続してシリアルな番号を割り当てる。次に、同図Ｇに示すように、まだ番号を割り当てていないブロックに対してダイナミックレンジが大きい順に先ほどの番号に連続してシリアルな番号を割り当てる。複数のブロックのダイナミックレンジが等しい場合、ラスタースキャン順に番号を割り当てる。なお、閾値ｔｈexおよびｔｈactは、それぞれ任意に設定することができる。以上のようにして、画像を構成する全てのブロックにシリアルな番号が割り当てられた後、処理はステップＳ２５に進む。
【０１３３】
ステップＳ２５において、ブロック群決定部８５が、１枚の画像が分割された複数のブロックを、割り当てられたシリアルな番号の上位１／３が割り当てられたブロックからなるブロック群１、中位１／３が割り当てられたブロックからなるブロック群２、または下位１／３が割り当てられたブロックからなるブロック群３に分類する。
【０１３４】
ステップＳ２６において、量子化部８６が、ブロック群１に分類されたブロックについてはQuality＝９０、ブロック群２に分類されたブロックについてはQuality＝７５、ブロック群３に分類されたブロックについてはQuality＝２０でDCTを行う。
【０１３５】
なお、画質を決定するパラメータであるQualityは、０から１００までの値をとるものとし、Quality＝１００が最も画質がよく（劣化が少なく）量子化が行われる。QualityはDCTにおいては用いられる量子化テーブルＱをスケーリングするときに用いられる。スケーリング後の量子化テーブルＱ’は、次式（２）または（３）によって算出される。
Ｑ’＝Ｑ×（５０／Quality）            （Quality＜５０）      …（２）
Ｑ’＝Ｑ×（１００−Quality／５０）      （５０≦Quality）    …（３）
【０１３６】
そして、各ブロックのDCT結果であるDCT係数、および各ブロックに適用したQualityを、符号化画像データＶcdとして後段に出力する。この後、この符号化ディジタル画像データＶcdは、記録部４４により記録メディア１７に記録されたり、復号化部３１−２によって復号化されたりする。以上で符号化部２２の第２の構成例による動作説明を終了する。
【０１３７】
次に、符号化部２２の第２の構成例による符号化に対応した復号化を行う復号化部３１の第２の構成例について説明する。図１３は復号化部３１の第２の構成例を示している。復号化部３１の第２の構成例は、図６に示された第１の構成例に比較して、符号化データ分離部７１とブロック復号化部７２がより詳細に示されている。
【０１３８】
符号化データ分離部７１のクオリティ検出部９１は、前段から入力される符号化ディジタル画像データＶcdから、各ブロックのクオリティ(Quality)を検出し、検出したQualityと残りのDCT係数とをブロック復号化部７２に出力する。
【０１３９】
ブロック復号化部７２の逆量子化部９２は、復号化するブロック毎に、符号化データ分離部７１から入力されるQualityを用いて量子化テーブルをスケーリングした後、DCT係数に基づいて逆DCTを行い画素の画素値を復号化する。
【０１４０】
復号化部３１の第２の構成例による動作について、符号化装置１６の復号化部３１−２を例に、図１４のフローチャートを参照して説明する。符号化部３１−２には、符号化部２２−２から符号化ディジタル画像データＶcd（または記録部４４によって記録メディア１７から読み出される符号化ディジタル画像データＶrd）が供給されているものとする。
【０１４１】
ステップＳ３１において、符号化データ分離部７１のクオリティ検出部９１が、前段から入力された符号化ディジタル画像データＶcdから、各ブロックのQualityを検出し、検出したQualityと残りのDCT係数とをブロック復号化部７２に出力する。ステップＳ３２において、ブロック復号化部７２の逆量子化部９２が、復号化するブロック毎に、符号化データ分離部７１から入力されたQualityを用いて量子化テーブルをスケーリングした後、DCT係数に基づいて逆DCTを行い、復号結果であるディジタル画像信号Ｖdg2を後段に出力する。
【０１４２】
このディジタル画像信号Ｖdg2が上述した「２回目の符号化・復号化画像」であって画質が劣化したものであるので、符号化装置１６を用いてアナログ画像信号Ｖan1をコピーしようとすることが抑止される。
【０１４３】
ここで、第２の構成を有する復号化部３１−２から出力されるディジタル画像信号Ｖdg2（２回目の符号化・復号化画像）が、同じく第２の構成を有する復号化部３１−１から出力されるディジタル画像信号Ｖdg1（１回目の符号化・復号化画像）よりも画質が劣化したものであることについて説明する。
【０１４４】
図１５は、２回目の符号化・復号化により画質が劣化するときの概要を示している。同図Ａに示された原画像が１回目の符号化のとき、同図Ｂに示すように各ブロックがグループ群１乃至３に分類されるとして、右上の丸印で囲んだブロック（以下、対象ブロックと称する）を例に挙げて説明する。この対象ブロックに含まれる画素の画素値は同図Ｃに示されるとおりであるとする。この対象ブロックは、１回目の符号化においてブロック群１に分類されているので、Quality＝９０で、すなわち、最も高画質でDCTが行われる。よって、１回目の符号化・復号化後には同図Ｄに示される「１回目の符号化・復号化の画素値」となり、元信号に近い値が保持できる。
【０１４５】
ところが、１回目の符号化ではブロック群１に分類されていた対象ブロックでも、２回目の符号化に際して、ホワイトノイズが付加されることにより同じブロック群１に分類されないことがある。例えば、ホワイトノイズが付加されたことにより、対象ブロックやその他のブロックの極値数やアクティビティやダイナミックレンジが変化して、対象ブロックがブロック群３に分類されることがある（同図Ｅ）。
【０１４６】
２回目の符号化のとき、対象ブロックの画素の画素値はホワイトノイズにより同図Ｆに示される「１回目の符号化・復号化後の画素値に歪みが付加した画素値」のように変化しており、さらに、ブロック群３に分類されたことによりQuality＝２０で、すなわち、最も低画質でDCTが行われる。この場合、２回目の符号化・復号化後には、画像の高周波成分が大きく削られて同図Ｇに示される「２回目の符号化・復号化の画素値」となる。
【０１４７】
同図Ｇに示される「２回目の符号化・復号化後の画素値」と同図Ｃに示される「原画像の画素値」を比較して明らかなように、両者は大きく異なっている。このように、１回目の符号化では、各ブロックの元信号に基づく極値数、アクティビティ、およびダイナミックレンジによって適切にブロック群に分類されるので画質の劣化が抑止されるが、２回目の符号化では、ホワイトノイズにより極値数、アクティビティ、およびダイナミックレンジの値が変化し、適切にブロック群に分類されないので画質が劣化したものとなる。当然ながら、「２回目の符号化・復号化後の画素値」は、同図Ｄに示される「１回目の符号化・復号化後の画素値」と比較しても画質が劣化したものとなる。
【０１４８】
次に、図１６は符号化部２２の第３の構成例を示している。符号化部２２の第３の構成例は、図４に示された第１の構成例に比較して、特徴量検出部６２、符号化方式決定部６３、およびブロック符号化部６４がより詳細に示されている。
【０１４９】
ブロック分割部６１は、入力される画像を所定のサイズ（例えば、８×８画素）のブロックに分割する。
【０１５０】
特徴量検出部６２の極値数計算部１０１は、上述した第２の構成例における極値数計算部８１と同様に、各ブロックに対して、ブロックに含まれる画素のうち、周囲の画素と比較して突出した画素値を有する画素の数（極値数）を計算する。
【０１５１】
符号化方式決定部６３の２次元ｉ次多項式決定部１０２は、各ブロックに対し、計算された極値数と所定の閾値を比較することによって、２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定する。この２次元ｉ次多項式とは、各グループに含まれる画素の画素値を、画素の位置（ｘ，ｙ）の関数ｆ（ｘ，ｙ）に見立てたものであり、２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の各次数項の係数ｗkは、後段の量子化部１０３によって決定される。２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の詳細については、図１７および図１８を参照して後述する。
【０１５２】
ブロック符号化部６４の量子化部１０３は、各ブロックに対し、次数ｉが決定されている２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の各次数項の係数ｗkを、ブロックに含まれる画素の位置（ｘ，ｙ）を入力データと画素値ｆ（ｘ，ｙ）を観測データとする最小自乗法を用いて算出する。最小自乗法については、図１９および図２０を参照して後述する。そして、各ブロックに対する符号化結果として、２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の次数ｉと各次数項の係数ｗkを、符号化画像データＶcdとして後段に出力する。
【０１５３】
ここで、２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）について説明する。
【０１５４】
図１７は、変数ｘの関数である１次元ｉ次多項式ｆ（ｘ）の一例を示している。１次元ｉ次多項式ｆ（ｘ）は、次式（４）のように０次関数ｆ0（ｘ）、１次関数ｆ1（ｘ）、２次関数ｆ2（ｘ）、３次関数ｆ3（ｘ）、…、ｉ次関数ｆi（ｘ）の総和として表すことができる。
ｆ（ｘ）＝Σ（Ｗk・ｘk）                                      …（４）
ただし、Σはｋ＝０，…，ｉの総和であり、Ｗkは係数である。
【０１５５】
この１次元ｉ次多項式ｆ（ｘ）を２次元に拡張したものが、２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）であって、次式（５）のように表すことができる。変数（ｘ，ｙ）の関数である２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の一例を図１８に示す。
ｆ（ｘ，ｙ）＝Σ（Ｗk・（ａ・ｘ＋ｂ・ｙ）k）                  …（５）
ただし、Σはｋ＝０，…，ｉの総和であり、Ｗk，ａ，ｂは係数である。
【０１５６】
例えば、次数ｉ＝０の２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の場合、
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｗ0                                              …（６）
となり、２次元の波形は１個の係数ｗ0によって表現できることになる。
【０１５７】
例えば、次数ｉ＝１の２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の場合、
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｗ2・ｘ＋ｗ1・ｙ＋ｗ0                            …（７）
となり、２次元の波形は３個の係数ｗ0，ｗ1，ｗ2によって表現できることになる。
【０１５８】
例えば、次数ｉ＝２の２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の場合、
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｗ5・ｘ2＋ｗ4・ｘｙ＋ｗ3・ｙ2＋ｗ2・ｘ＋ｗ1・ｙ＋ｗ0 …（８）
となり、２次元の波形は６個の係数ｗ0，…，ｗ5によって表現できることになる。
【０１５９】
例えば、次数ｉ＝３の２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）の場合、
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｗ9・ｘ3＋ｗ8・ｙ3＋ｗ7・ｘ2ｙ＋ｗ6・ｘｙ2
＋ｗ5・ｘ2＋ｗ4・ｘｙ＋ｗ3・ｙ2＋ｗ2・ｘ＋ｗ1・ｙ＋ｗ0 …（９）
となり、２次元の波形は１０個の係数ｗ0，…，ｗ9によって表現できることになる。
【０１６０】
次に最小自乗法によって係数ｗkを算出する方法について説明する。
【０１６１】
図１９は、最小自乗法の概念を示している。最小自乗法は入力データｐ（いまの場合、ブロックに含まれる画素の位置（ｘ，ｙ））と観測データｑ（いまの場合、ブロックに含まれる画素の画素値）とを入力とし、入力データｐと観測データｑによって示される点が、入力データｐの関数である予測データｑ’が示す線上に最もよく当てはまるように、予測データｑ’の係数を定める方法である。
【０１６２】
図１９の例では、７個のサンプル、すなわち、観測データｑが入力されており、予測データｑ’は線形１次予測式
ｑ’＝Ａ・ｐ＋Ｂ                                              （１０）
とされている。
【０１６３】
入力された観測ｑデータと予測データｑ’の誤差をｅ＝ｑ−ｑ’とした場合、誤差ｅの自乗誤差和Ｅは次式（１１）のとおりとなる。
Ｅ＝Σ（ｑ−Ａ・ｐ＋Ｂ）2                                     （１１）
ここで、Σはサンプル数分の総和である。
【０１６４】
この自乗誤差和Ｅが最小となるように、係数Ａ，Ｂが求められる。具体的には、次式（１２）に示されるように、自乗誤差和Ｅを係数Ａ，Ｂのそれぞれによって偏微分した値が０となるような係数Ａ，Ｂが求められる。
∂Ｅ／∂Ａ＝０，∂Ｅ／∂Ｂ＝０                                （１２）
【０１６５】
量子化部１０３では、分割されたブロックのサイズが、図２０に示すように８×８画素であれば、６４（＝８×８）画素分の位置（ｘ，ｙ）を入力データｐ、それらの画素値を観測データｑ、予測データｑ’＝２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）＝Σ（Ｗk・（ａ・ｘ＋ｂ・ｙ）k）として、観測ｑデータと予測データｑ’の自乗誤差和Ｅが最小となるように、係数ｗkを演算する。
【０１６６】
次に、符号化部２２の第３の構成例による動作について、符号化装置１６の符号化部２２−２を例とし、図２１のフローチャートを参照して説明する。
【０１６７】
まず始めにステップＳ４１として、アナログディジタル変換部４１のノイズ付加部４２がディジタル化する前のアナログ画像信号Ｖan1にノイズを付加する。ただし、ステップＳ４１の処理は省略しても構わない。
【０１６８】
ステップＳ４２において、ブロック分割部６１は、入力された画像（例えば図２２Ａに示される原画像）を、図２２Ｂに示されるように、所定のサイズ（例えば、８×８画素）のブロックに分割する。
【０１６９】
ステップＳ４３において、極値数計算部１０１が、図２２Ｃに示されるように、各ブロックの極値数ｅｘ（例えば、ブロックｊの極値数をｅｘjと称する）を計算する。極値数ｅｘを計算する方法の詳細については、図１０を参照して上述した説明と同様であるので、その説明は省略する。
【０１７０】
ステップＳ４４において、２次元ｉ次多項式決定部１０２が、各ブロックｊに対し、計算された極値数ｅｘjと所定の閾値ｔｈ1，ｔｈ2，ｔｈ3を比較することによって、２次元ｉ次多項式の次数ｉを決定する。具体的には、図２２Ｄに示すように、以下の規則に従って次数ｉを０乃至３に決定する。
ｅｘj＝０のとき、          ｉ＝０
０＜ｅｘj≦ｔｈ1のとき     ｉ＝１
ｔｈ1＜ｅｘj≦ｔｈ2のとき  ｉ＝２
ｔｈ2＜ｅｘj≦ｔｈ3のとき  ｉ＝３
【０１７１】
なお、閾値ｔｈ1，ｔｈ2，ｔｈ3は、ｔｈ1＜ｔｈ2＜ｔｈ3であって、任意に設定することができる。また、閾値ｔｈの数を４以上に、次数ｉを４次以上にしても構わない。ただし、閾値ｔｈの数や次数ｉの上限は、後段において２次元ｉ次多項式の各次数項の係数ｗkが最小自乗法によって演算可能な範囲とする。
【０１７２】
ステップＳ４５において、量子化部１０３が、各ブロックｊに対し、各ブロックｊに含まれる画素の位置と画素値を入力とする最小自乗法により、次数ｉが決定されている２次元ｉ次多項式の係数ｗkを演算する。そして、各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式の次数ｉとその係数ｗkを、符号化画像データＶcdとして後段に出力する。この後、この符号化ディジタル画像データＶcdは、記録部４４により記録メディア１７に記録されたり、復号化部３１−２によって復号化されたりする。以上で符号化部２２の第３の構成例による動作説明を終了する。
【０１７３】
次に、符号化部２２の第３の構成例による符号化に対応した復号化を行う復号化部３１の第３の構成例について説明する。図２３は復号化部３１の第３の構成例を示している。復号化部３１の第３の構成例は、図６に示された第１の構成例に比較して、符号化データ分離部７１とブロック復号化部７２がより詳細に示されている。
【０１７４】
符号化データ分離部７１のｉ・ｗk検出部１１１は、前段から入力される符号化ディジタル画像データＶcdから、各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式の次数ｉとその係数ｗkを検出してブロック復号化部７２に出力する。
【０１７５】
ブロック復号化部７２の２次元ｉ次多項式復元部１１２は、符号化データ分離部７１から入力される各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式の次数ｉとその係数ｗkとに基づき、各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）を復元する。画素値算出部１１３は、各ブロックにそれぞれ対応して復元される２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）に、ブロックに含まれる各画素の位置（ｘ，ｙ）を代入することにより、各画素の画素値を算出する。
【０１７６】
復号化部３１の第３の構成例による動作について、符号化装置１６の復号化部３１−２を例に、図２４のフローチャートを参照して説明する。符号化部３１−２には、符号化部２２−２から符号化ディジタル画像データＶcd（または記録部４４によって記録メディア１７から読み出される符号化ディジタル画像データＶrd）が供給されているものとする。
【０１７７】
ステップＳ５１において、符号化データ分離部７１のｉ・ｗk検出部１１１が、前段から入力された符号化ディジタル画像データＶcdから、各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式の次数ｉとその係数ｗkを検出してブロック復号化部７２に出力する。ステップＳ５２において、２次元ｉ次多項式復元部１１２が、符号化データ分離部７１から入力された各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式の次数ｉとその係数ｗkとに基づき、各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）を復元する。
【０１７８】
ステップＳ５３において、画素値算出部１１３が、各ブロックにそれぞれ対応して復元された２次元ｉ次多項式ｆ（ｘ，ｙ）に、ブロックに含まれる各画素の位置（ｘ，ｙ）を代入することにより、各画素の画素値を算出する。そして、このようにして算出した画素値を復号結果のディジタル画像信号Ｖdg2として後段に出力する。
【０１７９】
このディジタル画像信号Ｖdg2が上述した「２回目の符号化・復号化画像」であって画質が劣化したものであるので、符号化装置１６を用いてアナログ画像信号Ｖan1をコピーしようとすることが抑止される。
【０１８０】
ここで、第３の構成を有する復号化部３１−２から出力されるディジタル画像信号Ｖdg2（２回目の符号化・復号化画像）が、同じく第３の構成を有する復号化部３１−１から出力されるディジタル画像信号Ｖdg1（１回目の符号化・復号化画像）よりも画質が劣化したものであることについて説明する。
【０１８１】
図２５は、２回目の符号化・復号化により画質が劣化するときの概要を示している。同図Ａに示された原画像が１回目の符号化のとき、各ブロックにそれぞれ対応する２次元ｉ次多項式の次数ｉが、同図Ｂに示すように決定されるとして、右上の丸印で囲んだブロック（以下、対象ブロックと称する）を例に挙げて説明する。この対象ブロックに含まれる画素の画素値は同図Ｃに示されるとおりであるとする。この対象ブロックは、１回目の符号化においては、極値数が比較的少ないので次数ｉが１に決定され、対象ブロックの画素値は画素位置（ｘ，ｙ）の２次元１次多項式と見なされる。１回目の符号化・復号化後には２次元１次多項式にフィッティングするような同図Ｄに示される「１回目の符号化・復号化の画素値」となり、元信号に近い値が保持できる。
【０１８２】
ところが、１回目の符号化では次数ｉが１に決定されていた対象ブロックでも、２回目の符号化に際して、ホワイトノイズが付加されることにより次数ｉが１に決定されないことがある。例えば、２回目の符号化のとき、対象ブロックの画素の画素値はホワイトノイズにより同図Ｆに示される「１回目の符号化・復号化後の画素値に歪みが付加した画素値」のように変化しており、極値数が増加して、対象ブロックの次数ｉが２に決定されることがある（同図Ｅ）。
【０１８３】
この場合、２回目の復号化では、対象ブロックの画素値が画素位置（ｘ，ｙ）の２次元２次多項式と見なされる。よって、２回目の符号化・復号化後には、２次元２次多項式にフィッティングするような同図Ｇに示される「２回目の符号化・復号化の画素値」となる。
【０１８４】
同図Ｇに示される「２回目の符号化・復号化後の画素値」と同図Ｃに示される「原画像の画素値」を比較して明らかなように、両者は大きく異なっている。このように、１回目の符号化では、各ブロックの元信号に基づく極値数に従って２次元ｉ次多項式の次数ｉが決定されるので画質の劣化が抑止されるが、２回目の符号化では、ホワイトノイズにより極値数が変化し、適切な次数ｉが決定されないので、画質が劣化したものとなる。当然ながら、「２回目の符号化・復号化後の画素値」は、同図Ｄに示される「１回目の符号化・復号化後の画素値」と比較しても画質が劣化したものとなる。
【０１８５】
以上説明したように、再生装置１４から出力されるアナログ画像信号Ｖan1にはディジタルアナログ変換時の特性によりアナログノイズ（高周波成分が付加された歪み）が生じているが、これがディスプレイ１５に表示されるときには、画質に何ら影響を及ぼすことはない。
【０１８６】
しかしながら、再生装置１４から出力されるアナログ画像信号Ｖan1が符号化装置１６によって再度符号化された場合、復号化時に画質が劣化しているように符号化されるので、符号化装置１６がアナログ画像信号をコピーする用途に適さないものとなる。
【０１８７】
また、再生結果が劣化していることを承知の上で、符号化装置１６によって符号化ディジタル画像データＶcdが記録された記録メディア１７を再生装置１４等によって再生し、再生結果を符号化装置１６によって再度符号化された場合、復号化時にさらに一層画質が劣化しているものとなる。よって、符号化装置１６がアナログ画像信号の２回目以降のコピー用途に適さないものとなる。したがって、符号化装置１６を用いたアナログデータのコピーが抑制されることになる。
【０１８８】
ところで、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が、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば図２６に示すように構成される汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【０１８９】
このパーソナルコンピュータ２００は、CPU(Central Processing Unit)２０１を内蔵している。CPU２０１にはバス２０４を介して、入出力インタフェース２０５が接続されている。バス２０４には、ROM(Read Only Memory)２０２およびRAM(Random Access Memory)２０３が接続されている。
【０１９０】
入出力インタフェース２０５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウス、等の入力デバイスよりなる入力部２０６、処理結果の映像等を表示するディスプレイよりなる出力部２０７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部２０８、およびモデム、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インタネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部２０９が接続されている。また、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、DVDを含む）、光磁気ディスク（ＭＤを含む）、もしくは半導体メモリなどの記録媒体２１１に対してデータを読み書きするドライブ２１０が接続されている。
【０１９１】
このパーソナルコンピュータ２００に上述した一連の処理を実行させるプログラムは、記録媒体２１１に格納された状態でパーソナルコンピュータ２００に供給され、ドライブ２１０によって読み出されて記憶部２０８に内蔵されるハードディスクドライブにインストールされている。記憶部２０８にインストールされているプログラムは、入力部２０６に入力されるユーザからのコマンドに対応するCPU２０１の指令によって、記憶部２０８からRAM２０３にロードされて実行される。
【０１９２】
なお、本明細書において、プログラムに基づいて実行されるステップは、記載された順序に従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。
【０１９３】
また、プログラムは、１台のコンピュータにより処理されるものであってもよいし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであってもよい。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであってもよい。
【０１９４】
また、本明細書において、システムとは、複数の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】
【０１９５】
【図１】本発明を適用した画像表示システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】ホワイトノイズについて説明するための図である。
【図３】画像表示システムの動作概要を説明するための図である。
【図４】図１における符号化部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５に示された符号化部の第１の構成例による動作を説明するフローチャートである。
【図６】符号化部の第１の構成例に対応する復号化部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示された復号化部の第１の構成例による動作を説明するフローチャートである。
【図８】図１における符号化部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示された符号化部の第２の構成例による動作を説明するフローチャートである。
【図１０】極値数を求める方法を説明するための図である。
【図１１】アクティビティを計算する方法を説明するための図である。
【図１２】図８に示された符号化部の第２の構成例による動作を説明するための図である。
【図１３】符号化部の第２の構成例に対応する復号化部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示された復号化部の第２の構成例による動作を説明するフローチャートである。
【図１５】符号化部の第２の構成例による効果を説明するための図である。
【図１６】図１における符号化部の第３の構成例を示すブロック図である。
【図１７】１次元ｉ次多項式の一例を示す図である。
【図１８】２次元ｉ次多項式の一例を示す図である。
【図１９】最小自乗法を説明するための図である。
【図２０】２次元ｉ次多項式の係数を求める方法を説明するための図である。
【図２１】図１６に示された符号化部の第３の構成例による動作を説明するフローチャートである。
【図２２】符号化部の第３の構成例による動作を説明するための図である。
【図２３】符号化部の第３の構成例に対応する復号化部の第３の構成例を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示された復号化部の第３の構成例による動作を説明するフローチャートである。
【図２５】符号化部の第３の構成例による効果を説明するための図である。
【図２６】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ブロック図である。
【符号の説明】
【０１９６】
１  画像表示システム，  １２  符号化装置，  １４  再生装置，  １６  符号化装置，  ２２  符号化部，  ３１  復号化部，  ３２  ディジタルアナログ変換部，  ４１  アナログディジタル変換部，  ４２  ノイズ付加部，  ６１  ブロック分割部，  ６２  特徴量検出部，  ６３  符号化方式決定部，  ６４  ブロック符号化部，  ７１  符号化データ分離部，  ７２  ブロック復号化部，  ８１  極値計算部，  ８２  アクティビティ計算部，  ８３  ダイナミックレンジ計算部，  ８４  ブロック番号割当部，  ８５  ブロック群決定部，  ８６  量子化部，  ９１  クオリティ検出部，  ９２  逆量子化部，  １０１  ブロック分離部，  １０２  極値計算部，  １０３  量子化部，  １１１  ｉ・ｗk検出部，  １１２  ２次元ｉ次多項式復元部，  １１３  画素値算出部，  ２００  パーソナルコンピュータ，  ２０１  CPU，  ２１１  記録媒体
【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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