(57)【要約】【課題】  ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図る。【解決手段】  複数のサンプルからなる入力ベクトルを所定のブロック領域毎に複数の階層でベクトル量子化することにより画像の符号化を行う画像符号化装置において、前記複数の階層毎に対応させて予め設定される複数のベクトルパターンからなるコードブックと、前記複数の階層毎のコードブックを探索し、前記ブロック領域に対応するベクトルパターンを選択して量子化を行うベクトル量子化手段とを有し、前記ベクトル量子化手段は、前記複数の階層間でブロック境界の位置を異ならせたブロック領域を用いて前記コードブックから最も近いベクトルパターンを選択して量子化を行うことにより、上記課題を解決する。【選択図】        図４
2006295830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサンプルからなる入力ベクトルを所定のブロック領域毎に複数の階層でベクトル量子化することにより画像の符号化を行う画像符号化装置において、
前記複数の階層毎に対応させて予め設定される複数のベクトルパターンからなるコードブックと、
前記複数の階層毎のコードブックを探索し、前記ブロック領域に対応するベクトルパターンを選択して量子化を行うベクトル量子化手段とを有し、
前記ベクトル量子化手段は、前記複数の階層間でブロック境界の位置を異ならせたブロック領域を用いて前記コードブックから最も近いベクトルパターンを選択して量子化を行うことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記ベクトル量子化手段は、
前記複数の階層のうち、下位の階層のブロック領域を上位の階層のブロック領域よりも小さくして量子化を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
複数のサンプルからなる入力ベクトルを所定のブロック領域毎に複数の階層でベクトル量子化することにより画像の符号化を行う画像符号化処理をコンピュータに実行させるための画像符号化プログラムにおいて、
前記複数の階層毎に対応させて予め設定される複数のベクトルパターンからなるコードブックを探索する探索ステップと、
前記探索ステップにより得られる前記複数の階層間でブロック境界の位置を異ならせたブロック領域に対応するベクトルパターンを選択して量子化を行うベクトル量子化ステップと、
所定の階層におけるベクトル量子化が終了したかを判断する判断ステップと、
前記判断ステップの判断結果により前記所定の階層分のベクトル量子化が終了していない場合に、前記ブロック領域に対応するベクトルパターンと前記入力ベクトルとの差分信号を生成する差分生成ステップとをコンピュータに実行させるための画像符号化プログラム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の画像符号化装置を具備した画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化装置、画像符号化プログラム、及び画像処理装置に係り、特にブロック歪を低減して画質の改善を図るための画像符号化装置、画像符号化プログラム、及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、映像（画像）あるいは音声信号の伝送、蓄積等を行うための高能率符号化技術が各種提案されてきているが、その高能率な帯域圧縮符号化手法の１つとしてベクトル量子化（ＶＱ：Ｖｅｃｔｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）がある（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照。）。
【０００３】
ベクトル量子化は、複数のサンプルで構成される入力ベクトルに対し、コードブックと呼ばれる複数のベクトルパターン（コードベクトル）を送信側（符号化側）と受信側（復号化側）とで用意しておき、そのコードブック中の候補ベクトルから歪の最も小さいものを選択して符号化する手法である。また、複数のサンプルをまとめて量子化することによって、映像（画像）あるいは音声信号を効率的に符号化することができる。
【０００４】
また、ブロックサイズに相当するベクトルの次数を十分大きくしていくと、符号化性能がレート歪み限界と呼ばれる理論的な情報圧縮限界に限りなく近づくことが知られている。
【０００５】
更に、ベクトル量子化を用いた符号化手法としては、ベクトル量子化器を階層的（多段）に接続し、下位の階層（後段）のベクトル量子化器で上位の階層（前段）のベクトル量子化器の差分を求め、その差分に基づいて量子化を行う形態がある。このような形態では、各階層間（各段）でベクトルの次元数を変えたり、ダウンサンプリングにより解像度を変える等の階層的なベクトル量子化が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
ここで、代表的な階層ベクトル量子化方法について、図を用いて説明する。図１は、従来の階層的なベクトル量子化を説明するための一例を示す図である。また、図２は、図１に基づく画像の符号化・復号化を行う画像処理装置の一構成例を示す図である。
【０００７】
従来では、所定のブロック領域について異なるレートでダウンサンプリングを行い、それぞれのレートでサンプリングしたブロックについてベクトル量子化（ベクトル量子化ａ，ｂ，ｃ）を行う。
【０００８】
具体的には、図２に示すように、画像処理装置１０は、画像符号化装置１１と、画像復号化装置１２とを有するよう構成されている。また、画像符号化装置１１は、Ｈ＆Ｖ４：１ダウンコンバータ２１と、Ｈ＆Ｖ２：１ダウンコンバータ２２と、ベクトル量子化手段２３−ａ〜２３−ｃと、コードブック２４−ａ〜２４−ｃと、ベクトル逆量子化手段２５−ａ，２５−ｂと、Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−１，２６−２と、差分器２７−１，２７−２と、合成器２８とを有するよう構成されている。また、画像復号化装置１２は、ベクトル逆量子化手段３１−ａ〜３１ｃと、コードブック３２−ａ〜３２−cと、Ｈ＆Ｖ１：４アップコンバータ３３と、Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ３４と、合成器３５−１，３５−２とを有するよう構成されている。
【０００９】
ここで、コードブック２４−ａとコードブック３２−ａ、コードブック２４−ｂとコードブック３２−ｂ、及びコードブック２４−ｃとコードブック３２−ｃは、それぞれ予め同一のベクトルパターン（Ｃ＝｛ｙ１，ｙ２，・・・，ｙＮ｝）が蓄積されている。
【００１０】
画像符号化装置１１は、入力される映像（画像）信号の複数のサンプルよりなる入力ベクトルｘをＨ＆Ｖ４：１ダウンコンバータ２１、Ｈ＆Ｖ２：１ダウンコンバータ２２、及び差分器２７−２にて入力する。
【００１１】
Ｈ＆Ｖ４：１ダウンコンバータ２１は、入力した画像ブロックを水平・垂直方向にそれぞれ１／４倍の間引きを行い、１／１６倍にレート変換する。また、Ｈ＆Ｖ４：１ダウンコンバータ２１は、変換した画像ブロックをベクトル量子化手段２３−ａに出力する。
【００１２】
また、Ｈ＆Ｖ２：１ダウンコンバータ２２は、入力した画像ブロックを水平・垂直方向にそれぞれ１／２倍の間引きを行い、１／４倍にレート変換する。また、Ｈ＆Ｖ２：１ダウンコンバータ２２は、変換した画像ブロックを差分器２７−１に出力する。
【００１３】
ベクトル量子化手段２３−ａは、入力されたダウンコンバートされた画像ブロックに基づいてコードブック２４−ａに予め蓄積されている複数のベクトルパターンＣ（コードベクトル）を探索し、対応する最も近いベクトルパターン（インデックスａ）を選択する。また、ベクトル量子化手段２３−ａは、インデックスａをベクトル逆量子化手段２５−ａ及び画像復号化装置１２に出力する。
【００１４】
ベクトル逆量子化手段２５−ａは、ベクトル量子化手段２３−ａから得られるインデックスａに基づいて、コードブック２４−ａを探索し、対応する画像ブロックを選択して、選択した画像ブロックをＨ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−１に出力する。
【００１５】
Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−１は、入力した画像ブロックを水平・垂直方向にそれぞれ２倍し、４倍の画像ブロックにアップコンバートして、差分器２７−１及び合成器２８に出力する。差分器２７−１は、Ｈ＆Ｖ２：１ダウンコンバータ２２からの画像ブロックと、Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−１からの画像ブロックとの差分ブロックを生成する。また、差分器２７−１は、差分ブロックをベクトル量子化手段２３−ｂに出力する。
【００１６】
ベクトル量子化手段２３−ｂは、コードブック２４−ｂを探索し、対応する最も近いベクトルパターン（インデックスｂ）を選択する。また、ベクトル量子化手段２３−ｂは、インデックスｂをベクトル逆量子化手段２５−ｂ及び画像復号化装置１２に出力する。
【００１７】
ベクトル逆量子化手段２５−ｂは、ベクトル量子化手段２３−ｂから得られるインデックスｂに基づいて、コードブック２４−ｂを探索し、対応する画像ブロックを選択して、選択した画像ブロックを合成器２８に出力する。合成器２８は、ベクトル逆量子化手段２５−ｂから得られる差分ブロックと、Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−１から得られる画像ブロックとを合成して、Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−２に出力する。
【００１８】
Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ２６−２は、入力した画像ブロックを水平・垂直方向にそれぞれ２倍し、４倍の画像ブロックにアップコンバートして、差分器２７−２に出力する。差分器２７−２は、入力ベクトルｘの画像ブロックと、差分器２７−２から得られる画像ブロックとの差分ブロックを生成する。また、差分器２７−２は、差分ブロックをベクトル量子化手段２３−ｃに出力する。ベクトル量子化手段２３−ｃは、入力した差分ブロックに基づいてコードブック２４−ｃを探索し、対応する最も近いベクトルパターン（インデックスｃ）を選択する。また、ベクトル量子化手段２３−ｃは、インデックスｃを画像復号化装置１２に出力する。
【００１９】
なお、図２では、説明を簡略化するため、画像符号化装置１１は、インデックスａ，ｂ，ｃを直接画像復号化装置１２に出力するものとするが、例えば、画像符号化装置１１から画像復号化装置１２までの経路上でインターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等に代表される通信ネットワークを介して伝送されたり、画像符号化装置１１又は画像復号化装置１２の何れかにハードディスク等に代表される記録手段を設け、インデックスａ，ｂ，ｃを一旦蓄積し、復号化を行う際に記録手段から読み出すようにしてもよい。
【００２０】
一方、画像復号化装置１２は、画像符号化装置１１におけるベクトル量子化手段２３−ａ〜２３−ｃから得られるそれぞれのインデックスａ，ｂ，ｃをそれぞれ対応するベクトル逆量子化手段３１−ａ〜３１−ｃにて入力する。ベクトル逆量子化手段３１−ａ〜３１−ｃは、それぞれ対応するコードブック３２−ａ〜３２−ｃを探索し、対応する画像ブロックを選択する。
【００２１】
ここで、ベクトル逆量子化手段３１−ａは、入力したインデックスａに基づいてコードブック３２−ａを探索することで選択された画像ブロックをＨ＆Ｖ１：４アップコンバータ３３に出力する。Ｈ＆Ｖ１：４アップコンバータ３３は、入力した画像ブロックを水平・垂直方向にそれぞれ４倍し、１６倍の画像ブロックにアップコンバートして、合成器３５−１に出力する。
【００２２】
また、ベクトル逆量子化手段３１−ｂは、入力したインデックスｂに基づいてコードブック３２−ｂを探索することで選択された画像ブロックをＨ＆Ｖ１：２アップコンバータ３４に出力する。Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ３４は、入力した画像ブロックを水平・垂直方向にそれぞれ２倍し、４倍の画像ブロックにアップコンバートして、合成器３５−１に出力する。
【００２３】
また、ベクトル逆量子化手段３１−ｃは、入力したインデックスｃに基づいてコードブック３２−ｃを探索することで選択された画像ブロックを合成器３５−２に出力する。
【００２４】
合成器３５−１は、Ｈ＆Ｖ１：４アップコンバータ３３及びＨ＆Ｖ１：２アップコンバータ３４からそれぞれ得られる画像ブロックを合成して、合成器３５−２に出力する。また、合成器３５−２は、合成器３５−１から得られる画像ブロックと、ベクトル逆量子化手段３１−ｃから得られる画像ブロックとを合成して出力ベクトルｙを生成し出力する。
【００２５】
このように、複数の矩形小ブロックに画像をブロック化した後、所定のブロック単位に量子化処理等を行うため、画素値の変化が少なく、相関の高いブロックにおいて、高い符号化性能を得ることができる。
【非特許文献１】Ａｌｌｅｎ  Ｇｅｒｓｈｏ，Ｒｏｂｅｒｔ  Ｍ．Ｇｒａｙ・古井貞煕，田崎三郎，小寺博，渡辺裕共訳、「ベクトル量子化と情報圧縮」、コロナ社、１９９８．
【非特許文献２】Ｋ．Ｒ．Ｒａｏ／Ｐ．Ｙｉｐ共著・安田浩，藤原洋共訳、「画像符号化技術−ＤＣＴとその国際標準−」、オーム社、１９９２．
【特許文献１】特開平７−９５５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、ベクトル量子化では、低ビットレートの場合にブロック境界において顕著なブロック歪が生じるため、このブロック歪が品質劣化の主な要因となっている。また、従来の階層的なベクトル量子化は、階層間でブロック境界の位置が同一であるため、低ビットレートの符号化によるブロック歪が顕著に生じていた。
【００２７】
ここで、図３は、従来の階層符号化における階層毎のブロック境界の位置関係の一例を示す図である。図３において、実線は上述した図１、図２に示した例に対応するベクトルａの境界位置を示し、点線はベクトルｂの境界位置を示し、１点鎖線はベクトルｃの境界位置を示している。つまり、量子化ベクトル装置１１により各階層で符号化した結果は、画像復号化装置１２により必要に応じてそれぞれ補間・拡大等を行った後に合成されるが、そのブロック境界は図３に示すように同じ位置関係となるため、ブロック歪みの低減効果は低い。
【００２８】
なお、このようなブロック歪を低減する手法としては、デコーダ出力信号に対するデブロッキングフィルターを用いる手法があるが、この手法では低域通過フィルターの適用により画像をぼかしてしまうという欠点がある。
【００２９】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、ブロック歪を低減して画質の改善を図るための画像符号化装置、画像符号化プログラム、及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００３１】
請求項１に記載された発明は、複数のサンプルからなる入力ベクトルを所定のブロック領域毎に複数の階層でベクトル量子化することにより画像の符号化を行う画像符号化装置において、前記複数の階層毎に対応させて予め設定される複数のベクトルパターンからなるコードブックと、前記複数の階層毎のコードブックを探索し、前記ブロック領域に対応するベクトルパターンを選択して量子化を行うベクトル量子化手段とを有し、前記ベクトル量子化手段は、前記複数の階層間でブロック境界の位置を異ならせたブロック領域を用いて前記コードブックから最も近いベクトルパターンを選択して量子化を行うことを特徴とする。
【００３２】
請求項１記載の発明によれば、階層間で互いのブロック境界が異なる位置になるようにブロック領域を配置することで、出力画像（映像）の境界部分のブロック歪の低減を図ることができる。これにより、ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図ることができる。
【００３３】
請求項２に記載された発明は、前記ベクトル量子化手段は、前記複数の階層のうち、下位の階層のブロック領域を上位の階層のブロック領域よりも小さくして量子化を行うことを特徴とする。
【００３４】
請求項２記載の発明によれば、下位の階層で上位の階層よりも小さなブロック領域に基づいてベクトル量子化することにより、ブロック歪や局所的な誤差等の符号化誤差を無くして効率的に符号化することができる。
【００３５】
請求項３に記載された発明は、複数のサンプルからなる入力ベクトルを所定のブロック領域毎に複数の階層でベクトル量子化することにより画像の符号化を行う画像符号化処理をコンピュータに実行させるための画像符号化プログラムにおいて、前記複数の階層毎に対応させて予め設定される複数のベクトルパターンからなるコードブックを探索する探索ステップと、前記探索ステップにより得られる前記複数の階層間でブロック境界の位置を異ならせたブロック領域に対応するベクトルパターンを選択して量子化を行うベクトル量子化ステップと、所定の階層におけるベクトル量子化が終了したかを判断する判断ステップと、前記判断ステップの判断結果により前記所定の階層分のベクトル量子化が終了していない場合に、前記ブロック領域に対応するベクトルパターンと前記入力ベクトルとの差分信号を生成する差分生成ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３６】
請求項３記載の発明によれば、階層間で互いのブロック境界が異なる位置になるようにブロック領域を配置することで、出力画像の境界部分のブロック歪の低減を図ることができる。これにより、ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図ることができる。また、実行プログラムをコンピュータにインストールすることにより、容易に画像符号化処理を実現することができる。
【００３７】
請求項４に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像符号化装置を具備した画像処理装置である。
【００３８】
請求項４記載の発明によれば、画像処理装置において、ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、ブロック歪を低減して画質の改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、上記のような特徴を有する本発明における画像符号化装置、画像符号化プログラム、及び画像処理装置を好適に実施した形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例については、本発明に係る画像処理装置について説明するが、本発明における画像符号化装置の適用範囲はこの限りではない。
【００４１】
＜実施例＞
図４は、本実施例における画像処理装置の一構成例を示す図である。図４に示す画像処理装置４０は、画像符号化装置４１と、画像復号化装置４２とを有するよう構成されている。画像符号化装置４１は、ベクトル量子化手段５１−ａ〜５１−ｃと、コードブック５２−ａ〜５２−ｃと、ベクトル逆量子化手段５３−ａ，５３−ｂと、差分器５４−１，５４−２とを有するよう構成されている。
【００４２】
また、画像復号化装置１２は、ベクトル逆量子化手段６１−ａ〜６１−ｃと、コードブック６２−ａ〜６２ｃと、合成器６３−１，６３−２とを有するよう構成されている。ここで、コードブック５２−ａとコードブック６２−ａ、コードブック５２−ｂとコードブック６２−ｂ、及びコードブック５２−ｃとコードブック６２−ｃは、それぞれ予め同一のベクトルパターン（Ｃ＝｛ｙ１，ｙ２，・・・，ｙＮ｝）が蓄積されている。また、図４の例では、３段の階層を有する画像符号化装置を示しているが、本発明において階層数は特に限定されない。また、図４では、ベクトル量子化手段５１−ａが上位の階層（初段又は前段）であり、以下ベクトル量子化手段５１−ｂ，５１−ｃの順に下位の階層（後段）となる。
【００４３】
画像符号化装置４１は、映像（画像）信号が予め設定された複数のサンプルに分割された入力ベクトルｘをベクトル量子化手段５１−ａ及び差分器５４−１にて入力する。ベクトル量子化手段５１−ａは、入力ベクトルｘの画像ブロックを予め設定されるブロック領域毎にコードブック５２−ａに予め蓄積されている複数のベクトルパターンＣ（コードベクトル）を探索し、対応する最も近いベクトルパターン（インデックスａ）を選択する。
【００４４】
ここで、ベクトル量子化手段５１−ａで設定されるブロック領域の位置関係は、ベクトル量子化手段５１−ｂ、５１−ｃにおけるブロック領域の境界と異なるようにする。つまり、階層間でブロック境界の位置を異ならせたブロック領域を用いてベクトル量子化を行うようにする。なお、階層間のブロック領域の位置関係についての詳細は後述する。
【００４５】
また、ベクトル量子化手段５１−ａは、選択したインデックスａをベクトル逆量子化手段５３−ａ及び画像復号化装置４２に出力する。また、ベクトル逆量子化手段５３−ａは、ベクトル量子化手段５１−ａから得られるインデックスａに基づいて、コードブック５２−ａを探索し、対応する画像ブロックを選択する。また、ベクトル逆量子化手段５３−ａは、選択した画像ブロックを差分器５４−１に出力する。
【００４６】
差分器５４−１は、入力ベクトルｘと、ベクトル逆量子化手段５３−ａから得られる画像ブロックとの差分ブロックを生成する。また、差分器５４−１は、生成した差分ブロックをベクトル量子化手段５１−ｂ及び差分器５４−２に出力する。ベクトル量子化手段５１−ｂは、差分器５４−１から得られる差分ブロックを予め設定されたブロック領域に基づいてコードブック５２−ｂを探索し、対応する最も近いベクトルパターン（インデックスｂ）を選択する。
【００４７】
また、ベクトル量子化手段５１−ｂは、選択したインデックスｂをベクトル逆量子化手段５３−ｂ及び画像復号化装置４２に出力する。なお、上述したように、ベクトル量子化手段５１−ａと５１−ｂとは、それぞれ階層間のブロック領域の位置関係を異ならせてベクトル量子化を行う。
【００４８】
また、差分器５４−２は、ベクトル逆量子化手段５３−ｂから得られる画像ブロックと差分器５４−１から得られる差分ブロックとから差分ブロックを生成する。また、差分器５４−２は、生成した差分ブロックをベクトル量子化手段５１−ｃに出力する。ベクトル量子化手段５１−ｃは、差分器５４−２から得られる差分ブロックを予め設定されたブロック領域に基づいてコードブック５２−ｃを探索し、対応する最も近いベクトルパターン（インデックスｃ）を選択する。また、ベクトル量子化手段５１−ｃは、選択したインデックスｃを画像復号化装置４２に出力する。なお、上述したようにベクトル量子化手段５１−ｃは、ベクトル量子化手段５１−ａ及び５１−ｂのそれぞれ階層間のブロック領域の位置関係を異ならせてベクトル量子化を行う。
【００４９】
なお、図４では、説明を簡略化するため、画像符号化装置４１は、インデックスａ，ｂ，ｃを直接画像復号化装置４２に出力するものとするが、例えば、画像符号化装置４１から画像復号化装置４２までの経路上でインターネットやＬＡＮ等に代表される通信ネットワークを介して伝送されたり、画像符号化装置４１又は画像復号化装置４２の何れかにハードディスク等に代表される記録手段を設け、インデックスａ，ｂ，ｃを一旦蓄積し、復号化を行う際に記録手段から読み出すようにしてもよい。
【００５０】
一方、画像復号化装置４２は、ベクトル量子化手段５１−ａ〜５１−ｃから得られるそれぞれのインデックスａ，ｂ，ｃをそれぞれ対応するベクトル逆量子化手段６１−ａ〜６１−ｃにて入力する。ベクトル逆量子化手段６１−ａ〜６１−ｃは、それぞれ対応するコードブック６２−ａ〜６２−ｃを探索し、対応する画像ブロックを選択する。
【００５１】
ここで、ベクトル逆量子化手段６１−ａは、入力したインデックスａに基づいてコードブック６２−ａを探索して選択した画像ブロックを合成器６３−１に出力する。また、ベクトル逆量子化手段６１−ｂは、入力したインデックスｂに基づいてコードブック６２−ｂを探索して選択した画像ブロック合成器６３−１に出力する。また、ベクトル逆量子化手段６１−ｃは、入力したインデックスｃに基づいてコードブック６２−ｃを探索して選択した画像ブロックを合成器６３−２に出力する。
【００５２】
合成器６３−１は、ベクトル逆量子化手段６１−ａ及びベクトル逆量子化手段６１−ｂからそれぞれ得られる画像ブロックを合成して、合成器６３−２に出力する。また、合成器６３−２は、合成器６３−１から得られる画像ブロックと、ベクトル逆量子化手段６１−ｃから得られる画像ブロックとを合成して出力ベクトルｙを生成し出力する。
【００５３】
上述した画像処理装置４０を用いた階層的（多段）ベクトル量子化により、階層間で互いのブロック境界が異なる位置になるようにブロック領域を配置することで、出力画像（映像）の境界部分のブロック歪の低減を図ることができる。
【００５４】
＜各階層間のブロック領域の位置関係の例＞
ここで、上述した各階層間のブロック領域の位置関係について図を用いて説明する。図５は、各階層間のブロック領域の位置関係について説明するための一例を示す図である。なお、図５（ａ）は、階層が２段であり、各階層で同一の領域サイズのブロック領域を基準とした場合の位置関係を示し、図５（ｂ）は、階層が３段であり、各階層で異なる領域サイズのブロック領域を基準とした場合の位置関係を示している。
【００５５】
具体的には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、互いのブロック境界が同一とならず、更には境界が跨る位置関係となるよう設定する。特に、図５（ｂ）では、ベクトル量子化ａに示すように最初（上位の階層）で大きいブロック領域（ブロックサイズ）のベクトル量子化を行い、量子化した画像ブロックと原画像ブロックとの差を上位の階層よりも小さなブロック領域で階層的に符号化する（ベクトル量子化ｂ、ベクトル量子化ｃ）。
【００５６】
これにより、上位の階層における大きいブロック領域によるベクトル量子化で生じた局所的なブロック歪を小さいブロックサイズのパターンで効率的に補正することが可能となる。これにより、ブロック歪や局所的な誤差等の符号化誤差を無くして効率的に符号化することができる。
【００５７】
なお、符号化対象のブロック領域の上位の階層のベクトル量子化で生じた誤差量を予め設定される閾値と比較し、誤差量が小さいブロック領域については下位の階層でのベクトル量子化をスキップすることにより効率向上を図ることもできる。なお、この場合には、上述した差分器５４−１，５４−２によりそれぞれ得られる差分データを入力するベクトル量子化手段５１−ｂ，５１−ｃが、その差分データに基づいてそれぞれ判断し制御することができる。
【００５８】
なお、ブロックサイズ（ブロック領域の大きさ）は、ハードウェアや、コードブックの規模、目標とする符号化効率や画質に応じて設定される。また、画像符号化装置４１から復号化装置４２への伝送レートと再生画像の品質の関係等でも制御することができる。
【００５９】
また、図５（ｂ）の場合には、中間階層（ベクトル量子化ｂ）の符号化を行わず、２階層にして符号化効率の向上を図ることもできる。上位の階層のベクトル量子化においては平均値を分離してベクトル量子化を行い、各ブロックの平均値を別途伝送する等の手法も用いることができる。
【００６０】
＜画像符号化プログラム＞
ここで、本発明における画像符号化装置は、上述した専用の装置構成等を用いて本発明における画像符号化処理を行うこともできるが、各構成における処理をコンピュータに実行させることができる実行プログラムを生成し、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等にそのプログラムをインストールすることにより、本発明に係る画像符号化処理を実現することができる。
【００６１】
＜ハードウェア構成＞
ここで、本発明における画像符号化処理が実行可能なコンピュータのハードウェア構成例について図を用いて説明する。図６は、本発明における画像符号化処理が実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。
【００６２】
図６におけるコンピュータ本体には、入力装置１０１と、出力装置１０２と、ドライブ装置１０３と、補助記憶装置１０４と、メモリ装置１０５と、各種制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０６と、ネットワーク接続装置１０７とを有するよう構成されており、これらはシステムバスＢで相互に接続されている。
【００６３】
入力装置１０１は、ユーザが操作するキーボード及びマウス等のポインティングデバイスを有しており、ユーザからのプログラムの実行指示や入力ベクトル、コードブック等、各種操作信号を入力する。出力装置１０２は、本発明における処理を行うためのコンピュータ本体を操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイ（モニタ）を有し、ＣＰＵ１０６が有する制御プログラムにより実行経過や結果等を表示することができる。
【００６４】
ここで、本発明において、コンピュータ本体にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０８等により提供される。プログラムを記録した記録媒体１０８は、ドライブ装置１０３にセット可能であり、記録媒体１０８に含まれる実行プログラムが、記録媒体１０８からドライブ装置１０３を介して補助記憶装置１０４にインストールされる。
【００６５】
また、ドライブ装置１０３は、本発明に係る実行プログラムを記録媒体１０８に記録することができる。これにより、その記録媒体１０８を用いて、他の複数のコンピュータに容易にインストールすることができ、容易に画像符号化処理を実現することができる。
【００６６】
補助記憶装置１０４は、ハードディスク等のストレージ手段であり、本発明における実行プログラムや、コンピュータに設けられた制御プログラム等を蓄積し必要に応じて入出力を行うことができる。また、補助記憶装置１０４は、上述したコードブック等を記憶する記憶手段として用いることもできる。
【００６７】
ＣＰＵ１０６は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の制御プログラム、及びメモリ装置１０５により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や各ハードウェア構成部とのデータの入出力等、コンピュータ全体の処理を制御して、画像符号化処理における各処理を実現することができる。また、プログラムの実行中に必要な各種情報等は、補助記憶装置１０４から取得することができ、また格納することもできる。
【００６８】
ネットワーク接続装置１０７は、電話回線やＬＡＮケーブル等の通信ネットワーク等と接続することにより、実行プログラムを通信ネットワークに接続されている他の端末等から取得したり、プログラムを実行することで得られた実行結果又は本発明における実行プログラムを他の端末等に提供することができる。
【００６９】
上述したようなハードウェア構成により、特別な装置構成を必要とせず、低コストで上述した画像符号化処理を実現することができる。また、プログラムをインストールすることにより、容易に画像符号化処理を実現することができる。
【００７０】
次に、実行プログラムにおける処理手順についてフローチャートを用いて説明する。
【００７１】
＜画像符号化処理＞
図７は、本発明における画像符号化処理手順を示すフローチャートである。なお、後述する処理手順は、上述した実施例に対応させた画像符号化処理を示すものである。
【００７２】
まず、入力ベクトルを取得し（Ｓ０１）、予め設定されたブロック領域に基づいてコードブックに予め蓄積されている複数のベクトルパターン（コードベクトル）を探索する（Ｓ０２）。次に、対応する最も近いベクトルパターン（インデックス）を選択し（Ｓ０３）、選択したインデックスを出力する（Ｓ０４）。
【００７３】
ここで、所定の階層のベクトル量子化が終了したかを判断する（Ｓ０５）。所定の階層分のベクトル量子化が終了していない場合（Ｓ０５において、ＮＯ）、ベクトル逆量子化処理を行い（Ｓ０６）、ブロック領域を行う前の入力ベクトルとの差分信号を生成する（Ｓ０７）。その後、Ｓ０２に戻りコードブックの探索以降の処理を行う。なお、このとき、探索するコードブックは、次の階層に対応するコードブックが含まれているものとする。
【００７４】
また、Ｓ０５において、所定の階層のベクトル量子化が終了している場合（Ｓ０５において、ＹＥＳ）、未処理の入力ベクトルが存在するかを判断する（Ｓ０８）。未処理の入力ベクトルが存在する場合（Ｓ０８において、ＹＥＳ）、Ｓ０１に戻り、未処理の入力ベクトルを取得して上述した処理を行う。また、未処理の入力ベクトルが存在しない場合（Ｓ０８にて、ＮＯ）、画像符号化処理を終了する。
【００７５】
なお、上述の各階層における画像符号化処理では、例えば図５に示すように各階層におけるブロック境界が互いに重ならずに異なるような位置関係となるようにする。
【００７６】
上述した画像符号化処理を実行することにより、階層間で互いのブロック境界が異なる位置になるようにブロック領域を配置することで、出力画像の境界部分のブロック歪の低減を図ることができる。これにより、ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図ることができる。また、実行プログラムをコンピュータにインストールすることにより、容易に画像符号化処理を実現することができる。
【００７７】
上述したように本発明によれば、ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図ることができる。具体的には、階層間で互いのブロック境界が異なる位置になるようにブロック領域を配置することで、出力画像（映像）の境界部分のブロック歪の低減を図ることができる。これにより、ブロック歪を低減して低ビットレートで伝送される画像の画質の改善を図ることができる。
【００７８】
また、下位の階層で上位の階層よりも小さなブロック領域に基づいてベクトル量子化することにより、ブロック歪や局所的な誤差等の符号化誤差を無くして効率的に符号化することができる。
【００７９】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】従来の階層的なベクトル量子化を説明するための一例を示す図である。
【図２】図１に基づく画像の符号化・復号化を行う画像処理装置の一構成例を示す図である。
【図３】従来の階層符号化における階層毎のブロック境界の位置関係の一例を示す図である。
【図４】本実施例における画像処理装置の一構成例を示す図である。
【図５】各階層間のブロック領域の位置関係について説明するための一例を示す図である。
【図６】本発明における画像符号化処理が実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。
【図７】本発明における画像符号化処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０，４０  画像処理装置
１１，４１  画像符号化装置
１２，４２  画像復号化装置
２１  Ｈ＆Ｖ４：１ダウンコンバータ
２２  Ｈ＆Ｖ２：１ダウンコンバータ
２３，５１  ベクトル量子化手段
２４，３２，５２，６２  コードブック
２５，３１，５３，６１  ベクトル逆量子化手段
２６，３４  Ｈ＆Ｖ１：２アップコンバータ
２７，５４  差分器
２８，３５，６３  合成器
３３  Ｈ＆Ｖ１：４アップコンバータ
１０１  入力装置
１０２  出力装置
１０３  ドライブ装置
１０４  補助記憶装置
１０５  メモリ装置
１０６  ＣＰＵ
１０７  ネットワーク接続装置
１０８  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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