(57)【要約】【課題】  目標符号量を越えないように画像を符号化処理する際に、高速に歪みの少ない良質の画像を得ることができる画像符号化装置を提供する。【解決手段】  符号化処理部１１５において、符号量抑制処理を符号量打切り処理と組み合わせて使用し符号量抑制処理により画質の劣化が目立たない程度に符号量を低減する。これによって、予め行った符号量予測が外れた場合であっても符号量打切り処理によるブロック歪の発生を抑え、符号化後のサイズを一定レベル以下に保つことを保証しつつ画像の劣化を抑制する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定し、符号化処理が終了したブロックまでの、前記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が０以下になる場合には、前記画素ブロックの符号化成分の符号量を前記差分の絶対値以上削減し、前記差分が任意の閾値以下になる場合には前記画素ブロックの周波数成分を一部削減する符号量抑制方法。
【請求項２】
符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定し、符号化処理が終了したブロックまでの、前記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど前記画素ブロックの周波数成分を多く削減する符号量抑制方法。
【請求項３】
符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定し、符号化処理が終了したブロックまでの、前記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど前記画素ブロックの周波数成分を多く削減し、かつ前記差分が０以下の場合には、前記画素ブロックの符号化成分の符号量を前記差分の絶対値以上削減する符号量抑制方法。
【請求項４】
圧縮画像情報における画素ブロック単位毎のブロック割当符号量の離散度を算出し、前記離散度に比例した符号量予測誤差範囲を算出して前記符号量予測誤差範囲が大きい画像情報ほど前記閾値として大きな値を設定する請求項１記載の符号量抑制方法。
【請求項５】
予め、少なくとも１つ以上後に符号化処理を行う画素ブロックの符号量割当を参照し、前記符号量割当が少ない場合ほど符号量削減を大きくする請求項１、２または３記載の符号量抑制方法。
【請求項６】
画像全体の符号量が目標符号量を越えないよう求められた、様々な種類の画像を符号化して生成符号量のばらつきを平均化した値が目標符号量を超えない近傍の値となることが実験則的に予め分かっている目標符号量に近い符号量が生成される量子化係数にて画像の符号化を行う請求項１、２または３記載の符号量抑制方法。
【請求項７】
前記閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大の符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が前記閾値よりも小さい場合にのみ前記１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行う請求項１記載の符号量抑制方法。
【請求項８】
符号量割当の残量が前記閾値未満であった場合に、前記閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が前記閾値以上であった場合には１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行わない処理を実行する請求項７記載の符号量抑制方法。
【請求項９】
色情報の削減率を輝度情報よりも多くして、輝度情報に符号量を多く振り分ける請求項１または２記載の符号量抑制方法。
【請求項１０】
画像の符号化を行う前に、画像を複数の画素からなる画素ブロックに分割し所定の間引きを行いながら、量子化係数と前記画素ブロック毎の圧縮画像情報のブロック割当符号量の分布とを予測し、前記ブロック割当符号量を前記ブロック毎に記録するとともに前記量子化係数を記録し、前記量子化係数に基づき画像を符号化する符号化処理を行い、前記符号量割当の累計と前記符号化処理の符号量の累計との差分をパラメータとして前記符号化処理の符号量を削減する請求項１、２または３記載の符号量抑制方法。
【請求項１１】
符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号化装置であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定する符号量割当決定手段と、符号化処理が終了したブロックまでの、前記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が０以下になる場合には、前記画素ブロックの符号化成分の符号量を前記差分の絶対値以上削減する符号量打切手段と、前記差分が任意の閾値以下になる場合には前記画素ブロックの周波数成分を一部削減する符号量間引手段とを備えた符号化装置。
【請求項１２】
符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号化装置であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定する符号量割当決定手段と、符号化処理が終了したブロックまでの、前記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど前記画素ブロックの周波数成分を多く削減する符号量間引手段とを備えた符号化装置。
【請求項１３】
符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号化装置であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定する符号量割当決定手段と、符号化処理が終了したブロックまでの、前記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど前記画素ブロックの周波数成分を多く削減する符号量間引手段とを備え、前記符号量間引手段は前記差分が０以下の場合には、前記画素ブロックの符号化成分の符号量を前記差分の絶対値以上削減する符号化装置。
【請求項１４】
圧縮画像情報における画素ブロック単位毎のブロック割当符号量の離散度を算出し、前記離散度に比例した符号量予測誤差範囲を算出する誤差範囲予測手段を備え、前記符号量予測誤差範囲が大きい画像情報ほど前記符号量間引手段の閾値として大きな値を設定する請求項１１記載の符号化装置。
【請求項１５】
予め、少なくとも１つ以上後に符号化処理を行う画素ブロックの符号量割当を参照し、前記符号量割当が少ない場合ほど符号量削減を大きくする請求項１１、１２または１３記載の符号化装置。
【請求項１６】
画像全体の符号量が目標符号量を越えないよう求められた、様々な種類の画像を符号化して生成符号量のばらつきを平均化した値が目標符号量を超えない近傍の値となることが実験則的に予め分かっている目標符号量に近い符号量が生成される量子化係数にて画像の符号化を行う請求項１、２または３記載の符号化装置。
【請求項１７】
前記符号量間引手段の閾値として、符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大の符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が前記符号量間引手段の閾値よりも小さい場合にのみ前記１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行う請求項１１記載の符号化装置。
【請求項１８】
符号量割当の残量が前記符号量間引手段の閾値未満であった場合に、前記符号量打切手段の閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が前記符号量間引手段の閾値以上であった場合には１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行わない処理を実行する請求項１７記載の符号化装置。
【請求項１９】
色情報の削減率を輝度情報よりも多くして、輝度情報に符号量を多く振り分ける請求項１１または請求項１２の符号化装置。
【請求項２０】
画像の符号化を行う前に、画像を複数の画素からなる画素ブロックに分割し所定の間引きを行いながら、量子化係数と前記画素ブロック毎の圧縮画像情報のブロック割当符号量の分布とを予測する符号量予測手段と、前記ブロック割当符号量を前記ブロック毎に記録するブロック割当符号量記憶手段と、前記符号量予測手段より得た量子化係数を記録する量子化係数記憶手段と、前記量子化係数に基づき画像を符号化する符号化処理手段と、前記符号量割当の累計と前記符号化処理手段における符号化処理の符号量の累計との差分をパラメータとして前記符号化処理の符号量を削減する請求項１１、１２または１３記載の符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば画像の圧縮符号化を行う符号化装置に関するものである。また、本発明は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像情報を非可逆な可変長符号化することによりデータ量の削減を図るＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）規格のような符号化処理において、上記符号化処理後のデータ量を任意の指定サイズ以下にする必要がある場合、上記画像情報の上記符号化処理を行う前に予め上記画像情報を読込んで生成される符号量の予測を行う符号量予測処理を行うことで、上記処理画像に適した符号量係数を求めることが知られている。
【０００３】
ここで、上記符号量予測処理は、処理の高速化を図るため自然画像の隣接する画素の特徴が類似するという特徴を利用し、画素情報を任意の手順により間引く間引き処理を行った後に画素情報を基に符号量予測を行うことにより演算量を大幅に削減することが可能である。ただし、上記符号量予測処理にて間引き処理を行った場合など符号化演算処理と全く同一の演算処理を行うわけではないので、予測と実際に生成されるデータ量との間には誤差が生じることになる。
【０００４】
上記誤差が生じるため、上記予測符号量は上記誤差の分を見込んで上記任意の指定サイズよりも小さな値を設定する必要があるが、上記誤差を大きく見積もると通常時の符号化処理後のサイズが指定サイズよりも小さくなりすぎることで画質の劣化が大きくなる。そのため、符号化後のデータ量を指定サイズ以下に抑えることを保証する場合は、上記符号量予測処理において画面の画素ブロックごとの割当符号量分布を予測し、上記割当符号量を超える符号量が生成された場合は上記圧縮画像情報を上記任意の指定サイズ以下に抑えるように上記画素ブロックの高周波成分を打切る上記周波数成分打切り処理が用いられている。
【０００５】
図６は従来の符号量打切り処理（周波数成分打切り処理）を行うブロック内の符号化データを表す。図６に示されるように、画像情報は低周波成分から高周波成分までの複数の周波数成分からなる符号化データとして記録される。
【０００６】
一般的な自然画像では隣接する画素間の特性に類似性があるため、上記割当符号量分布の予測は大きく外れない。また、自然画像では主に低周波成分に重要な情報が集中しているため、上記割当符号量分布の予測が外れ高周波成分の打切りを行っても画質は大きく劣化しない。
【特許文献１】特開２００１−１４８８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、人工画像のような隣接する画素間の特性が一様でない画像については、上記符号量予測処理は上記画素間引き処理を行った結果を基に予測を行うために、符号化係数と発生符号量の関係を符号化係数の一種である量子化幅の例で見ると自然画像と人工画像の量子化幅で表す図７のグラフのように、自然画像と比べて上記符号量予測処理の予測誤差が大きくなる。
【０００８】
そのため、符号量打切り処理による符号量の削減を表す図８のグラフに示すように、上記周波数成分打切り処理による符号量の削減が大きくなり、上記周波数成分打切り処理が画像の低周波成分にまでおよび、画像にブロック歪が生じて画像の劣化が目立つ場合があるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明の目的は、データサイズを一定レベル以下に保つことを保証しつつ画像の大幅な劣化を抑制することができる符号化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来の問題を解決するため、本発明の符号量抑制方法は、例えば符号量補正前の符号量割当よりも値の小さな閾値を設け、符号量の予測誤差が大きくなり上記閾値を超えた場合に周波数成分の情報を完全には削減せずに、より短い符号長に置き換える符号量抑制処理を符号量打切り処理と組み合わせて使用することで、画像の劣化が目立つ符号量の打切り処理が発生しないようにする、あるいは符号量打切り処理が画像の低周波成分にまで及ぶことを抑えることができる。その結果、任意の指定サイズ以下にデータ量を保つことを保証しつつ画像の大幅な劣化を抑制することができるようになる。
【００１１】
また、本発明の符号化装置は、例えば符号量補正前の符号量割当よりも値の小さな閾値を符号量間引手段に設け、符号量の予測誤差が大きくなり上記符号量間引手段の閾値を超えた場合に周波数成分の情報を完全には削減せずに、より短い符号長に置き換える符号量抑制処理を符号量打切り処理と組み合わせて使用することで、画像の劣化が目立つ符号量の打切り処理が発生しないようにする、あるいは符号量打切り処理が画像の低周波成分にまで及ぶことを抑えることができる。その結果、任意の指定サイズ以下にデータ量を保つことを保証しつつ画像の大幅な劣化を抑制することができるようになる。
【００１２】
第１の発明の符号量抑制方法は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定し、符号化処理が終了したブロックまでの、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が０以下になる場合には、画素ブロックの符号化成分の符号量を差分の絶対値以上削減し、差分が任意の閾値以下になる場合には画素ブロックの周波数成分を一部削減する方法である。
【００１３】
第２の発明の符号量抑制方法は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定し、符号化処理が終了したブロックまでの、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど画素ブロックの周波数成分を多く削減する方法である。
【００１４】
第３の発明の符号量抑制方法は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号量抑制方法であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定し、符号化処理が終了したブロックまでの、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど画素ブロックの周波数成分を多く削減し、かつ差分が０以下の場合には、画素ブロックの符号化成分の符号量を差分の絶対値以上削減する方法である。
【００１５】
第１の発明の符号量抑制方法においては、圧縮画像情報における画素ブロック単位毎のブロック割当符号量の離散度を算出し、離散度に比例した符号量予測誤差範囲を算出し、符号量予測誤差範囲が大きい画像情報ほど閾値として大きな値を設定することが好ましい。
【００１６】
また、第１、第２および第３の発明の符号量抑制方法においては、予め、少なくとも１つ以上後に符号化処理を行う画素ブロックの符号量割当を参照し、符号量割当が少ない場合ほど符号量削減を大きくすることが好ましい。
【００１７】
また、第１、第２および第３の発明の符号量抑制方法においては、画像全体の符号量が目標符号量を越えないよう求められた、様々な種類の画像を符号化して生成符号量のばらつきを平均化した値が目標符号量を超えない近傍の値となることが実験則的に予め分かっている目標符号量に近い符号量が生成される量子化係数にて画像の符号化を行うことが好ましい。
【００１８】
また、第１の発明の符号量抑制方法においては、閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大の符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が閾値よりも小さい場合にのみ１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行うことが好ましい。
【００１９】
また、上記のように、閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大の符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が閾値よりも小さい場合にのみ１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行う場合には、符号量割当の残量が閾値未満であった場合に、閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が閾値以上であった場合には１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行わない処理を実行することが好ましい。
【００２０】
また、第１および第２の発明の符号量抑制方法においては、色情報の削減率を輝度情報よりも多くして、輝度情報に符号量を多く振り分けることが好ましい。
【００２１】
また、第１、第２および第３の発明の符号量抑制方法においては、画像の符号化を行う前に、画像を複数の画素からなる画素ブロックに分割し所定の間引きを行いながら、量子化係数と画素ブロック毎の圧縮画像情報のブロック割当符号量の分布とを予測し、ブロック割当符号量をブロック毎に記録するとともに量子化係数を記録し、量子化係数に基づき画像を符号化する符号化処理を行い、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分をパラメータとして符号化処理の符号量を削減することが好ましい。
【００２２】
第４の発明の符号化装置は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号化装置であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定する符号量割当決定手段と、符号化処理が終了したブロックまでの、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が０以下になる場合には、画素ブロックの符号化成分の符号量を差分の絶対値以上削減する符号量打切手段と、差分が任意の閾値以下になる場合には画素ブロックの周波数成分を一部削減する符号量間引手段とを備えている。
【００２３】
第５の発明の符号化装置は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号化装置であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定する符号量割当決定手段と、符号化処理が終了したブロックまでの、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど画素ブロックの周波数成分を多く削減する符号量間引手段とを備えている。
【００２４】
第６の発明の符号化装置は、符号化処理後の圧縮画像情報の符号量合計値が目標値を越えないように画像の周波数成分を抑制する符号化装置であって、予め符号化後の圧縮画像情報の画素ブロック単位での符号量割当を決定する符号量割当決定手段と、符号化処理が終了したブロックまでの、符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど画素ブロックの周波数成分を多く削減する符号量間引手段とを備え、符号量間引手段は差分が０以下の場合には、画素ブロックの符号化成分の符号量を差分の絶対値以上削減する構成である。
【００２５】
上記第４の発明の符号化装置においては、圧縮画像情報における画素ブロック単位毎のブロック割当符号量の離散度を算出し、離散度に比例した符号量予測誤差範囲を算出する誤差範囲予測手段を備え、符号量予測誤差範囲が大きい画像情報ほど符号量間引手段の閾値として大きな値を設定することが好ましい。
【００２６】
また、第４、第５および第６の発明の符号化装置においては、予め、少なくとも１つ以上後に符号化処理を行う画素ブロックの符号量割当を参照し、符号量割当が少ない場合ほど符号量削減を大きくすることが好ましい。
【００２７】
また、第４、第５および第６の発明の符号化装置においては、画像全体の符号量が目標符号量を越えないよう求められた、様々な種類の画像を符号化して生成符号量のばらつきを平均化した値が目標符号量を超えない近傍の値となることが実験則的に予め分かっている目標符号量に近い符号量が生成される量子化係数にて画像の符号化を行うことが好ましい。
【００２８】
また、第４の発明の符号化装置においては、符号量間引手段の閾値として、符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大の符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が符号量間引手段の閾値よりも小さい場合にのみ１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行うことが好ましい。
【００２９】
上記のように、符号量間引手段の閾値として、符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大の符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が符号量間引手段の閾値よりも小さい場合にのみ１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行う構成の場合、符号量割当の残量が符号量間引手段の閾値未満であった場合に、符号量打切手段の閾値として符号化処理の演算を行う最小単位である１ブロック分の情報を符号化した時に取りうる最大符号長よりも大きな値を設定し、符号量割当の残量が符号量間引手段の閾値以上であった場合には１ブロック内にて符号量打切り処理発生の判定を行わない処理を実行することが好ましい。
【００３０】
また、第４および第６の発明の符号化装置においては、色情報の削減率を輝度情報よりも多くして、輝度情報に符号量を多く振り分けることが好ましい。
【００３１】
また、第４、第５、および第６の発明の符号化装置においては、画像の符号化を行う前に、画像を複数の画素からなる画素ブロックに分割し所定の間引きを行いながら、量子化係数と画素ブロック毎の圧縮画像情報のブロック割当符号量の分布とを予測する符号量予測手段と、ブロック割当符号量をブロック毎に記録するブロック割当符号量記憶手段と、符号量予測手段より得た量子化係数を記録する量子化係数記憶手段と、量子化係数に基づき画像を符号化する符号化処理手段と、符号量割当の累計と符号化処理手段における符号化処理の符号量の累計との差分をパラメータとして符号化処理の符号量を削減することが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように本発明は、例えば上記符号量割当よりも値の小さな閾値を設け、符号量の予測が外れ上記閾値を超えた場合に周波数成分の情報を完全には削減せず画像の劣化が大きくならない程度に削減することで符号量削減を行う符号量抑制処理を、符号量打切り処理と組み合わせて使用することにより、符号量打切りの発生を抑えて、データサイズを一定レベル以下に保つことを保証しつつ画像の大幅な劣化を抑制することができる。
【００３３】
また、個々の圧縮画像情報の符号量予測誤差補正による符号量の削減処理を前段の複数の画素ブロックにわたり拡散して行うことができるので、自然画像での符号化品質を維持しつつ、予測誤差がより大きくなる人工画像においても周波数成分削減による画像のブロック歪による劣化を生ずることを防ぐことができる。
【００３４】
さらに、符号化後のデータサイズを任意の指定サイズ以下に保つ符号量予測をする場合において、１種類の符号量予測の構成だけで、人工画像における画像の歪みの発生を補正することができる画像符号化方法ないし符号量抑制方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の符号化装置の構成を示すブロック図である。図１において、符号１０は本発明の実施の形態１における符号化装置を示し、符号１１は符号量設定部を示し、符号１２は原画像情報バッファを示し、符号１３は圧縮画像情報バッファを示す。
【００３７】
符号１０１は符号量設定部１１が出力し符号化装置１０へ入力する目標符号量を示し、符号１０２は原画像情報バッファ１２が出力し符号化装置１０へ入力する原画像情報を示し、符号１０３は符号化装置１０が出力する圧縮画像情報を示し、符号１０４は符号化装置１０を制御する制御信号を示す。
【００３８】
符号化装置１０は、符号化制御部１１０、画像情報間引部１１１、符号量予測部（符号量予測手段）１１２、量子化係数記憶部（量子化係数記憶手段）１１３、ブロック割当符号量記憶部（ブロック割当符号量記憶手段）１１４、符号化処理部（符号化処理手段）１１５および符号量補正部１１６により構成されている。
【００３９】
以上のように構成された符号化装置１０について、以下その動作を説明する。
【００４０】
符号化制御部１１０は制御信号１０４の入力があった時、下記順序で図１における符号化装置の全ての処理をコントロールし、符号化処理の開始から終了までを実行する。
【００４１】
まず、符号量設定部１１へ画像全体の符号量の上限である目標符号量１０１を設定し、画像情報間引部１１１は、原画像情報バッファ１２から原画像情報１０２を入力して、図２のようなブロック間の画素間引き処理を行った画像の情報である間引き画像情報１２１を符号量予測部１１２へ出力する。
【００４２】
符号量予測部１１２は、目標符号量１０１および間引き画像情報１２２を入力値として画像全体の符号量予測処理を行い、目標符号量１０１近傍の符号量を生成するための符号化パラメータである予測量子化係数１２２を上記符号量予測処理により求め、量子化係数記憶部１１３へ格納する。
【００４３】
予め実験則的に任意の量子化係数とこの量子化係数によって生成される符号量の平均的な値との相関が分かっている場合、所定の符号量近傍の符号量を生成するための量子化係数を求めることができるため予測量子化係数１２２を求めることが可能となる。画像全体の符号量が目標符号量を越えないよう求められた、様々な種類の画像を符号化して生成符号量のばらつきを平均化した値が目標符号量を超えない近傍の値となることが実験則的に予め分かっている目標符号量に近い符号量が生成される量子化係数にて画像の符号化を行うことが好ましい。
【００４４】
また、図３のように、圧縮画像情報の画素ブロック単位に分割した画面位置毎のブロック符号量割当の予測値を示すブロック割当符号量１２３を上記符号量予測処理により求め、ブロック割当符号量記憶部１１４へ格納する（符号量割当決定手段）。
【００４５】
ここで、ブロック割当符号量１２３についてさらに説明する。画面を任意サイズのブロックに分割して横方向ｘ番目、縦方向ｙ番目のブロック位置毎の割当符号量をｄｙｘとすると、全割当符号量は（数１）のように各ブロックの総和になり、符号量予測の結果に基づき上記全割当符号量が目標符号量よりも大きな値にならないように符号量を配分する。
【００４６】
【数１】
2006148502.tif 000003
つぎに、符号化処理部１１５は、原画像情報バッファ１２から原画像情報１０２を入力して、量子化係数記憶部１１３に格納された予測量子化係数１２２を基に画像の符号化演算処理を行う。
【００４７】
符号化処理部１１５での上記符号化演算処理結果は符号量補正情報１２４として符号量補正部１１６へ格納される。
【００４８】
ここで、符号量補正情報１２４は、少なくとも符号化後の符号長および、現在の符号化処理がブロック割当符号量記憶部１１４のどのブロック位置に相当する原画像の処理をしているのかを判定可能な位置情報を有する。
【００４９】
符号量補正部１１６は、割当符号量をブロック割当符号量記憶部１１４から取得し、実際に符号化した符号量を符号量補正情報１２４から取得することで、画像符号化処理の開始から現在処理中であるｎ番目の画素ブロック迄の割当符号量と実際に符号化した符号量との差分値Ｄを（数２）に基づいて求める。
【００５０】
【数２】
2006148502.tif 000004
ここで、上記差分値Ｄが所定の閾値以下になる場合は、符号量間引要求１２５を符号化処理部１１５に対して発行する。また、上記差分値Ｄが０以下になる場合は、符号量打切要求１２６を符号化処理部１１５に対して発行する。
【００５１】
符号量間引要求１２５と符号量打切要求１２６とが共に発行されなかった場合は、符号化処理部１１５は、圧縮画像情報１０３には原画像情報１０２を符号化した結果をそのまま出力する。
【００５２】
符号量打切要求１２６が発行された場合には、符号化処理部１１５は、割当符号量を超える符号情報をカットすることにより符号量を目標符号量１０１以下にする（符号量打切手段）。
【００５３】
符号量間引要求１２５が発行された場合には、符号情報をより短い符号情報に置き換えることにより符号量を削減する（符号量間引手段）。
【００５４】
最後に、符号化処理部１１５は、可変長符号化圧縮を行った画像情報である符号化画像情報１０３を圧縮画像情報バッファ１３へ出力する。
【００５５】
図４は、符号量間引処理と符号量打切り処理とを行うブロック内の符号化データを表す。図４に示されるように、画像情報は低周波成分から高周波成分までの複数の周波数成分からなる符号化データとして記録される。
【００５６】
上記構成によって、ブロック割当符号量が目標符号量を上回っていた場合、符号量補正部１１６は符号化処理部１１５に対して符号量間引要求１２５と符号量打切要求１２６を発行して符号量を削減するため、図１の符号化装置が予測する量子化幅から生成される符号量は必ずしも目標値を下回っている必要が無くなり、上記符号量は周波数成分抑制によりブロック歪みが生じない少量のレベルであれば良いことになる。そのため、より目標符号量１０１に近い符号量の生成が可能となる。
【００５７】
また、符号化処理部１１５が出力する符号中の周波数成分（高周波成分）を抑制して符号量を制限することで、わずかでも符号量が目標値を越えないように符号量を制限することができる。
【００５８】
また、従来は、図８の符号量打切り処理による符号量の削減を表すグラフのように、符号量打切り処理による符号量削減に伴う画質劣化が一極に集中していたが、本実施の形態では、図５の符号量抑制を表すグラフのように、符号量の削減を前段のブロックにも分散させることができ、本発明の画像符号化装置は局所的に大幅な周波数成分の打切り処理が発生しないように抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態において、画像情報間引部１１１はブロック間の間引をすると記述したが、画素間の間引を行って予測演算に利用しても良い。
【００６０】
また、本実施の形態では、符号化処理部１１５内に構成される符号量間引手段と符号量打切手段の２状態に分けて説明したが、符号量間引手段の符号量を間引く量を、上記符号量割当の累計と符号化処理の符号量の累計との差分が小さいほど上記画素ブロックの周波数成分を多く削減するように制御することで、上記差分が０以下の場合には、符号量間引手段を符号量打切手段の代用となるように用いても良い。
【００６１】
符号量補正部１１６は圧縮画像情報における画素ブロック単位毎の符号量予測値の離散度を算出し、上記離散度に比例した符号量予測誤差範囲を算出する誤差範囲予測手段を備え、上記符号量予測誤差範囲が大きい画像情報ほど上記符号量間引手段の閾値として大きな値を設定してもよい。
【００６２】
既に述べた通り、ブロック割当符号量記憶部１１４は、画素ブロック単位に分割した画面位置毎のブロック符号量割当の予測値を示すブロック割当符号量１２３を格納している。
【００６３】
前記画素ブロック単位毎の符号量予測値の離散度とは、前記画面位置毎のブロック符号量割当の予測値の離散度である。
【００６４】
隣接するブロックの特性が類似しているという特徴を持つ一般的な自然画像では離散度が小さいため前記符号量割当の予測誤差は小さい。一方、ブロック毎の特性が一様ではない人工的な画像では離散度はより大きくなるため前記符号量割当の予測誤差はより大きくなるという特徴を持つ。
【００６５】
また、予測誤差がより大きくなることで実際に生成されるデータ量が予測を大きく上回った場合、図４に示すようなブロック内の符号化データにおいて、より多くの符号量削減を行うためにより低周波成分から符号量打切りを行う必要になりブロック歪を生じてしまう。
【００６６】
ここで、離散度が高い画像情報ほど上記閾値の値を大きくすることで、前記符号量割当の予測誤差による符号量打切要求１２６の多発によるブロック歪の発生を防いでいる。
【００６７】
上記符号化処理の１ブロック分の処理開始時には、上記閾値の値として上記１ブロック分の最大符号長以上の値を与えることで、符号量割当の残量が閾値以上であった場合に、１ブロックの処理内で打切り処理の判定を行う必要を無くすことができる。
【００６８】
例えば、１ブロックが８×８画素であり、１画素から最大２バイトのデータを生成する符号化処理を行う場合、上記閾値に少なくとも下記以上の値を設定する。
【００６９】
閾値≧１ブロック分の最大符号長
＝１ブロックの画素成分数×１画素あたりの符号長最大値
＝（８×８）[画素]×２[バイト]＝１２８[バイト]
符号量予測部１１２のブロック割当符号量１２３の生成において、符号量打切り防ぐため、符号量割当画像の最初の処理が行われる第１ブロックには他のブロックよりも符号量を加算し多く配分することにより、上記第１ブロックに前段にあたるブロックが存在しないために、前段までブロックの符号量割当の余剰分が存在しなくても、最初のブロックにて符号量の抑制がかかりやすくなることを防止することができる。
【００７０】
上記符号化処理での画像の最後のブロック処理では、次のブロック処理のための符号量割当の余剰分を残しておく必要がなく、また、閾値を１ブロック分の最大符号長以上に設定して符号量抑制を行った場合には符号量割当の余剰分が常に１ブロック分の最大符号長以上残っていることになるため、最後のブロック処理では符号量抑制処理を行わなくても指定サイズを超えないので符号量抑制処理は行わないようにすることもできる。
【００７１】
人間の目は色情報よりも輝度情報に敏感なため、色情報の削減率を輝度情報よりも多くして、輝度情報に符号量を多く振り分けることも可能である。
【００７２】
また、符号化処理はブロック単位でと説明したが、画素単位にて符号化処理を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかる符号化装置は、符号量打切りの発生を抑えて、データサイズを一定レベル以下に保つことを保証しつつ画像の大幅な劣化を抑制するという効果を有し、人工画像の符号化等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態における符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ブロック間の間引き処理の一例を表す図である。
【図３】画面位置毎のブロック符号量割当を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるブロック内の符号化データを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における符号量抑制を表すグラフであり、（ａ）はブロック内の符号量の推移を示し、（ｂ）はブロック処理全体の符号量の推移を示す。
【図６】従来例におけるブロック内の符号化データを示す図である。
【図７】符号化係数と発生符号量の関係を自然画像と人工画像の量子化幅で表すグラフである。
【図８】符号量打切り処理による符号量の削減を表すグラフであり、（ａ）ブロック内の符号量の推移を示し、（ｂ）はブロック処理全体の符号量の推移を示す。
【符号の説明】
【００７５】
１０    符号化装置
１１    符号量設定部
１２    原画像情報バッファ
１３    圧縮画像情報バッファ
１０１  目標符号量
１０２  原画像情報
１０３  圧縮画像情報
１０４  制御信号
１１０  符号化制御部
１１１  画像情報間引部
１１２  符号量予測部
１１３  量子化係数記憶部
１１４  ブロック割当符号量記憶部
１１５  符号化処理部
１１６  符号量補正部
１２１  間引き画像情報
１２２  予測量子化係数
１２３  ブロック割当符号量
１２４  符号量補正情報
１２５  符号量間引要求
１２６  符号量打切要求
【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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