(57)【要約】【課題】情報信号を、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化する。【解決手段】圧縮符号化部１０２は、画像信号Ｖａの、非例外部分に対し、所定の可逆圧縮符号化を行って、符号化データＤＣ１を得る。ここで、非例外部分は、画像信号Ｖａの、当該所定の可逆圧縮符号化が破綻しない部分である。圧縮符号化部１０２から例外処理部１０３に、画像信号Ｖａの例外部分の画素データＤＭ及びその部分の位置情報ＰＯを供給する。ここで、例外部分は、画像信号Ｖａの、上述した所定の可逆圧縮符号化が破綻する部分である。例外処理部１０３は、例外部分の画素データＤＭ及びその部分の位置情報ＰＯに基づいて符号化処理を行い、例外部分をそのまま再現し得る符号化データＤＣ２を得る。合成部１０５は、符号化データＤＣ１，ＤＣ２を合成し、出力符号化データＤoutを得る。例外部分のために、所定の可逆圧縮符号化における圧縮率を低下させずに済む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力情報信号の、該入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、該所定の可逆圧縮符号化を行って第１の符号化データを得る第１の処理手段と、
上記入力情報信号の、上記所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、上記所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って、該例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データを得る第２の処理手段と、
上記第１の処理手段で得られた第１の符号化データおよび上記第２の処理手段で得られた第２の符号化データを合成して出力符号化データを得る合成手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
上記入力情報信号の各所定単位に対し、少なくとも上記所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールを複数通りに変化させる符号化ルール変更手段と、
上記入力情報信号の各所定単位毎に、上記合成手段で得られる上記複数通りの符号化ルールにそれぞれ対応した複数の出力符号化データのデータ量を比較し、最もデータ量の少ない出力符号化データを選択する符号化データ選択手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
上記第１の処理手段で行う可逆圧縮符号化は、
上記入力情報信号を構成する各情報データ毎に、隣接する情報データとの差分データを求め、該差分データを上記情報データを表す第１のビット数より少ない第２のビット数で表す符号化である
ことを特徴とする請求項１に記載の符号化装置。
【請求項４】
上記第２の処理手段は、上記差分データが上記第２のビット数で表せないとき、該差分データに対応する情報データに、その部分の位置情報を付加して、上記第２の符号化データを得る
ことを特徴とする請求項３に記載の符号化装置。
【請求項５】
上記入力情報信号は画像信号であり、
上記各情報データは、上記画像信号を構成する各画素データであり、
上記隣接は、各画面分の画像信号毎に、あるいは各画面を分割して得られる各ブロックの画像信号毎に、該画像信号を構成する各画素データを、走査方向を１ライン毎に逆にして各ラインの画素データを順次走査していった場合における隣接である
ことを特徴とする請求項３に記載の符号化装置。
【請求項６】
入力情報信号の、該入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、該所定の可逆圧縮符号化を行って第１の符号化データを得る第１の処理工程と、
上記入力情報信号の、上記所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、上記所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って、該例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データを得る第２の処理工程と、
上記第１の処理工程で得られた第１の符号化データおよび上記第２の処理工程で得られた第２の符号化データを合成して出力符号化データを得る合成工程と
を備えることを特徴とする符号化方法。
【請求項７】
入力情報信号の、該入力情報信号の統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、該所定の可逆圧縮符号化を行って第１の符号化データを得る工程と、
上記入力情報信号の、上記所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、上記所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って、該例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データを得る工程と、
上記第１の処理手段で得られた第１の符号化データおよび上記第２の処理手段で得られた第２の符号化データを合成して出力符号化データを得る工程と
を備える符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
第１の符号化データおよび第２の符号化データを合成して得られた入力符号化データを復号化する復号化装置であって、
上記第１の符号化データは、情報信号の、該情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、該所定の可逆圧縮符号化を行って得られたものであり、
上記第２の符号化データは、上記情報信号の、上記所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分をそのまま再現し得るものであって、該例外部分に対し、上記所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って得られたものであり、
上記入力符号化データより上記第１の符号化データおよび上記第２の符号化データを分離する分離手段と、
上記分離手段で分離された第１の符号化データを復号化して非例外部分の情報信号を得る第１の処理手段と、
上記分離手段で分離された第２の符号化データを復号化して例外部分の情報信号を得る第２の処理手段と、
上記第１の処理手段で得られた非例外部分の情報信号および上記第２の処理手段で得られた例外部分の情報信号を合成して出力情報信号を得る合成手段と
を備えることを特徴とする復号化装置。
【請求項９】
上記入力符号化データは、所定単位毎に、上記所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールを示す符号化ルール情報を含み、
上記入力符号化データから上記符号化ルール情報を取得する情報取得手段をさらに備え、
少なくとも、上記第１の処理手段は、上記情報取得手段で取得された上記符号化ルール情報に基づいて、上記第１の符号化データを復号化する
ことを特徴とする請求項８に記載の復号化装置。
【請求項１０】
上記可逆圧縮符号化は、上記情報信号を構成する各情報データ毎に、隣接する情報データとの差分データを求め、該差分データを上記情報データを表す第１のビット数より少ない第２のビット数で表す符号化であり、
上記第２の符号化データは、上記差分データが上記第２のビット数で表せないとき、該差分データに対応する情報データに、その部分の位置情報が付加されてなるものであり、
上記第２の処理手段で上記第２の符号化データが復号化された後、上記第１の処理手段によって上記第１の符号化データが復号化される
ことを特徴とする請求項８に記載の復号化装置。
【請求項１１】
第１の符号化データおよび第２の符号化データを合成して得られた入力符号化データを復号化する復号化方法であって、
上記第１の符号化データは、情報信号の、該情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、該所定の可逆圧縮符号化を行って得られたものであり、
上記第２の符号化データは、上記情報信号の、上記所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分をそのまま再現し得るものであって、該例外部分に対し、上記所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って得られたものであり、
上記入力符号化データより上記第１の符号化データおよび上記第２の符号化データを分離する分離工程と、
上記分離工程で分離された第１の符号化データを復号化して非例外部分の情報信号を得る第１の処理工程と、
上記分離工程で分離された第２の符号化データを復号化して例外部分の情報信号を得る第２の処理工程と、
上記第１の処理工程で得られた非例外部分の情報信号および上記第２の処理工程で得られた例外部分の情報信号を合成して出力情報信号を得る合成工程と
を備えることを特徴とする復号化方法。
【請求項１２】
情報信号の、該情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、該所定の可逆圧縮符号化を行って得られた第１の符号化データ、および上記情報信号の、上記所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分をそのまま再現し得るものであって、該例外部分に対し、上記所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って得られた第２の符号化データを合成して得られた入力符号化データを復号化するために、
上記入力符号化データより上記第１の符号化データおよび上記第２の符号化データを分離する分離工程と、
上記分離工程で分離された第１の符号化データを復号化して非例外部分の情報信号を得る第１の処理工程と、
上記分離工程で分離された第２の符号化データを復号化して例外部分の情報信号を得る第２の処理工程と、
上記第１の処理工程で得られた非例外部分の情報信号および上記第２の処理工程で得られた例外部分の情報信号を合成して出力情報信号を得る合成工程と
を復号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像信号、音声信号等の情報信号を圧縮符号化するための符号化装置および符号化方法、並びに復号化装置および復号化方法に関する。詳しくは、この発明は、基本的には、入力情報信号に対して、この入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化を行うが、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対してはこの所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行うことによって、情報信号を、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化するようにした符号化装置等に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像信号や音声信号等の情報信号のデータ量を削減する手段として、一般的な情報信号の圧縮符号化、および一般的なデータの圧縮符号化を情報信号に適用するという２通りの方法があった。
【０００３】
これらの方法には、以下のような問題点がある。すなわち、一般的な情報信号の圧縮符号化の多くは不可逆で、もとの情報信号を劣化なく再現することはできない。また、ＺＩＰアルゴリズムなどの一般的なデータの符号化では、その情報信号に適した圧縮は行われない。
【０００４】
そこで従来、特許文献１に記載されるように、画像であるという性質を利用して上位側の１ビット以上のビット（パレット値）をランレングス符号化することで、圧縮率を高くしたロスレス（可逆）符号化を実現することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２０００−１２５１１１号公報（第１０頁〜第１３頁、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１では、画像信号を構成する各画素データに対して同一の符号化を行っている。すなわち、各画素データの上位側の１ビット以上のビット（パレット値）についてはランレングス符号化を行うと共に、その他の下位側のビットについてはユニバーサル符号化を行うものである。したがって、この特許文献１では、画像信号を構成する各画素データの統計的な偏りを用いた効率的なデータ圧縮は行われていない。
【０００７】
この発明の目的は、情報信号を、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る符号化装置は、入力情報信号の、この入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化を行って第１の符号化データを得る第１の処理手段と、入力情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って、この例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データを得る第２の処理手段と、第１の処理手段で得られた第１の符号化データおよび第２の処理手段で得られた第２の符号化データを合成して出力符号化データを得る合成手段とを備えるものである。
【０００９】
また、この発明に係る符号化方法は、入力情報信号の、この入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化を行って第１の符号化データを得る第１の処理工程と、入力情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って、この例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データを得る第２の処理工程と、第１の処理工程で得られた第１の符号化データおよび第２の処理工程で得られた第２の符号化データを合成して出力符号化データを得る合成工程とを備えるものである。
【００１０】
また、この発明に係るプログラムは、上述した符号化方法をコンピュータに実行させるためのものである。
【００１１】
この発明においては、基本的には、入力情報信号に対して、この入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が行われる。すなわち、この入力情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化が行われて、第１の符号化データが得られる。また、この入力情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理が行われて、この例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データが得られる。そして、これら第１および第２の符号化データが合成されて、出力符号化データが得られる。
【００１２】
ここで、情報信号は、画像信号、音声信号等である。画像信号は、画像を構成する各画素に対応した複数の画素データ（サンプルデータ）から構成されている。音声信号は、連続した複数の音声データ（サンプルデータ）から構成されている。
【００１３】
例えば、可逆圧縮符号化は、入力情報信号を構成する各情報データ毎に、隣接する情報データとの差分データを求め、この差分データを、情報データを表す第１のビット数より少ない第２のビット数で表す符号化である。ここで、差分データが第２のビット数で表せないとき、この差分データが得られる部分が例外部分となり、その場合例えば、この差分データに対応する情報データに、その部分の位置情報が付加され、第２の符号化データが得られる。またこの場合、最初の情報データについては、差分データを得ることができないので、例外部分と同じ処理がされる。
【００１４】
また、情報信号が画像信号である場合、隣接は、例えば、各画面の画像信号毎に、あるいは各画面を分割して得られる各ブロックの画像信号毎に、この画像信号を構成する各画素データを、走査方向を１ライン毎に逆にして各ラインの画素データを順次走査していった場合における隣接とされる。この場合、走査方向を１ライン毎に逆にしているので、ラインの切り替わり部分でも物理的に隣接した画素位置に係る差分データが求められることから、差分データのデータ値が大きくなる例外部分の発生頻度を少なくでき、圧縮効率を良くできる。
【００１５】
上述したように、この発明では、所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対しては、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行うものである。したがって、この発明では、例外部分のために所定の可逆圧縮符号化における圧縮率を低下させなくて済み、情報信号を、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化できる。
【００１６】
なお、入力情報信号の各所定単位に対し、少なくとも上述した所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールを複数通りに変化させ、入力情報信号の各所定単位毎に、上述したように得られた複数通りの符号化ルールにそれぞれ対応した複数の出力符号化データのデータ量を比較し、最もデータ量の少ない出力符号化データを選択するようにしてもよい。これにより、出力符号化データのデータ量をより一層少なくできる。
【００１７】
この発明に係る復号化装置は、第１の符号化データおよび第２の符号化データを合成して得られた入力符号化データを復号化する復号化装置であって、第１の符号化データは、情報信号の、この情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化を行って得られたものであり、第２の符号化データは、情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分をそのまま再現し得るものであって、この例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って得られたものであり、入力符号化データより第１の符号化データおよび第２の符号化データを分離する分離手段と、この分離手段で分離された第１の符号化データを復号化して非例外部分の情報信号を得る第１の処理手段と、この分離手段で分離された第２の符号化データを復号化して例外部分の情報信号を得る第２の処理手段と、第１の処理手段で得られた非例外部分の情報信号および第２の処理手段で得られた例外部分の情報信号を合成して出力情報信号を得る合成手段とを備えるものである。
【００１８】
また、この発明に係る復号化方法は、第１の符号化データおよび第２の符号化データを合成して得られた入力符号化データを復号化する復号化方法であって、第１の符号化データは、情報信号の、この情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化を行って得られたものであり、第２の符号化データは、情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分をそのまま再現し得るものであって、この例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って得られたものであり、入力符号化データより第１の符号化データおよび第２の符号化データを分離する分離工程と、この分離工程で分離された第１の符号化データを復号化して非例外部分の情報信号を得る第１の処理工程と、分離工程で分離された第２の符号化データを復号化して例外部分の情報信号を得る第２の処理工程と、第１の処理工程で得られた非例外部分の情報信号および第１の処理工程で得られた例外部分の情報信号を合成して出力情報信号を得る合成工程とを備えるものである。
【００１９】
この発明に係るプログラムは、上述した復号化方法をコンピュータに実行させるためのものである。
【００２０】
この発明においては、第１の符号化データおよび第２の符号化データを合成して得られた入力符号化データが復号化される。この入力符号化データは、上述した符号化装置、符号化方法によって得られる。第１の符号化データは、情報信号の、この情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化を行って得られたものである。第２の符号化データは、情報信号の、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分をそのまま再現し得るものであって、この例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って得られたものである。
【００２１】
入力符号化データより第１の符号化データおよび第２の符号化データが分離される。分離された第１の符号化データが復号化されて非例外部分の情報信号が得られる。同様に、分離された第２の符号化データが復号化されて例外部分の情報信号が得られる。そして、これら非例外部分および例外部分の情報信号が合成されて出力情報信号が得られる。
【００２２】
このように、この発明では、上述した符号化装置、符号化方法で得られた符号化データを復号化して、情報信号を劣化なく再現できる。
【００２３】
なお、入力符号化データが、所定単位毎に、上述した所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールを示す符号化ルール情報を含む場合には、入力符号化データからこの符号化ルール情報が取得され、この取得された符号化ルール情報に基づいて、少なくとも第１の符号化データの復号化が行われるようにしてもよい。この場合、上述した符号化装置、符号化方法で、各所定単位毎に、複数通りの符号化ルールに対応した出力符号化データのうち最もデータ量の少ない出力符号化データが選択されるものにあっても、復号化を良好に行うことができる。
【００２４】
また、可逆圧縮符号化が、情報信号を構成する各情報データ毎に、隣接する情報データとの差分データを求め、この差分データを情報データを表す第１のビット数より少ない第２のビット数で表す符号化であって、第２の符号化データは、差分データが第２のビット数で表せないとき、この差分データに対応する情報データに、その部分の位置情報が付加されてなるものである場合、第２の符号化データが復号化された後、第１の符号化データが復号化される。この場合、第２の符号化データに関しては、実質的な復号化動作は行われず、その符号化データを構成する情報データ自体がそれに付加されている位置情報で示される位置の情報データとなる。そして、この情報データが用いられて第１の符号化データが復号化され、その他の位置の情報データが得られる。
【００２５】
例えば、情報信号が画像信号である場合、第２の符号化データを構成する画素データがそれに付加されている位置情報に対応した画像メモリのアドレスに書き込まれ、その後にこの画像メモリに書き込まれた画素データを用いて、第１の符号化データが復号化されて、画像メモリの残りのアドレスに書き込むべき画素データが順次得られる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、基本的には、入力情報信号に対して、この入力情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化を行うが、この所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対してはこの所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行うものであり、例外部分のために所定の可逆圧縮符号化における圧縮率を低下させなくて済み、情報信号を、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明の実施の形態を説明する。まず、符号化装置について説明する。図１は、符号化装置１００の構成を示している。
【００２８】
この符号化装置１００は、情報信号としての画像信号Ｖａが入力される入力端子１０１と、この入力端子１０１に入力される画像信号Ｖａの圧縮符号化を行う、第１の処理手段としての圧縮符号化部１０２とを有している。この画像信号Ｖａは、画像を構成する各画素に対応した複数の画素データ（サンプルデータ）から構成されている。
【００２９】
この圧縮符号化部１０２は、画像信号Ｖａに対して、所定の可逆圧縮符号化を行う。この所定の可逆圧縮符号化は、画像信号Ｖａを構成する各画素データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行うためのものである。この所定の可逆圧縮符号化は、例えば、画像信号Ｖａを構成する各画素データ毎に、隣接する画素データとの差分データを求め、この差分データを、画素データを表すビット数（第１のビット数）より少ないビット数（第２のビット数）で表す符号化（以下、「差分符号化」という）である。例えば、画素データが８ビットであるとき、差分データは、８ビットより少ないビット数で表される。
【００３０】
この場合、図２に示すように、各画面分の画像信号毎に、その画像信号を構成する各画素データを、走査方向を１ライン毎に逆にして各ラインの画素データを順次走査していき、各画素データ毎に、隣接する画素データとの差分データを求める。図２において、ａ0，ａ1，ａ2・・・は画素データを示している。例えば、直前の画素データとの差分を求める場合、画素データａ0の部分では、直前の画素データがないので、差分データは求められない。この画素データａ0の部分は、後述する例外処理部１０３で、例外部分とし処理される。また、画素データａ1の部分では、直前の画素データａ0との差分データ（ａ1−ａ0）が求められる。以下の画素データａ2，・・・の部分においても同様である。
【００３１】
なお、図示せずも、各画面を分割して得られる各ブロックの画像信号毎に、その画像信号を構成する各画素データを、走査方向を１ライン毎に逆にして各ラインの画素データを順次走査していき、各画素データ毎に、隣接する画素データとの差分データを求めるようにしてもよい。
【００３２】
この圧縮符号化部１０２は、画像信号Ｖａの、上述した所定の可逆圧縮符号化が破綻しない非例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化を行って、第１の符号化データＤＣ１を得る。例えば、所定の可逆圧縮符号化が上述の差分符号化である場合、差分データを第２のビット数で表せるとき、この差分データが得られる部分は非例外部分となり、逆に差分データを第２のビット数で表せないとき、この差分データが得られる部分は例外部分となる。
【００３３】
また、符号化装置１００は、第２の処理手段としての例外処理部１０３を有している。この例外処理部１０３は、上述した所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対し、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行って、この例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データＤＣ２を得る。この例外処理部１０３には、圧縮符号化部１０２から、例外部分の画素データＤＭおよびその部分の位置情報ＰＯが入力される。この例外処理部１０３は、この画素データＤＭおよびその部分の位置情報ＰＯを用いて、第２の符号化データＤＣ２を得るための符号化処理を行う。例えば、例外処理部１０３は、例外部分の画素データＤＭに、その部分の位置情報ＰＯを付加して、第２の符号化データＤＣ２を得るようにする。
【００３４】
また、符号化装置１００は、符号化ルール変更部１０４を有している。この符号化ルール変更部１０４は、上述した圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化の符号化ルール、上述した例外処理部１０３における符号化処理の符号化ルールを、画像信号Ｖａの各所定単位に対し、複数通りに変化させる。この場合、画像信号Ｖａの所定単位は、例えば画面単位、あるいは画面を分割して得られたブロック単位である。
【００３５】
ここで、符号化ルール変更部１０４は、圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールおよび例外処理部１０３における符号化処理の符号化ルールの双方を複数通りに変化させるか、あるいは圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールのみを複数通りに変化させると共に例外処理部１０３における符号化処理の符号化ルールは常に同じくする。
【００３６】
例えば、圧縮符号化部１０２で差分符号化が行われるものとし、符号化ルール変更部１０４は、その差分符号化における第２のビット数を複数通りに変化させる。そして、符号化ルール変更部１０４は、例外処理部１０３では、常に、例外部分の画素データＤＭに、その部分の位置情報ＰＯを付加して、第２の符号化データＤＣ２が得られるようにする。
【００３７】
また、符号化装置１００は、圧縮符号化部１０２で得られた第１の符号化データＤＣ１および例外処理部１０３で得られた第２の符号化データＤＣ２を合成して出力符号化データＤoutを得る合成部１０５を有している。この合成部１０５は、上述した所定単位、例えば画面単位またはブロック単位で、符号化データＤＣ１，ＤＣ２を合成する。
【００３８】
図３は、所定単位の出力符号化データＤoutのフォーマット例を示している。この所定単位の出力符号化データＤoutは、図３Ａに示すように、最初に配置されるヘッダ部と、それに続いて配置される例外部分の符号化データである第２の符号化データＤＣ２および非例外部分の符号化データである第１の符号化データＤＣ１とからなっている。
【００３９】
また、ヘッダ部は、図３Ｂに示すように、開始コード、符号化ルール情報、画像サイズ情報、例外部分のデータサイズ情報、非例外部分のデータサイズ情報がこの順に配置されて構成されている。上述したように、画像信号Ｖａの各所定単位に対し、符号化ルール変更部１０４により圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化の符号化ルール等が複数通りに変更される。そのため、各所定単位に対し、合成部１０５では、複数通りの符号化ルールにそれぞれ対応した複数通りの出力符号化データＤoutが得られる。符号化ルール情報は、その出力符号化データＤoutを得る際に使用された符号化ルールを示す情報である。
【００４０】
また、画像サイズ情報は所定単位の大きさを示す情報であって、所定単位が画面単位であるときはその画面の少なくとも水平方向の画素数の情報を含み、所定単位がブロック単位であるときはそのブロックの少なくとも水平方向の画素数の情報を含んでいる。なお、所定単位がブロック単位であるときは、例えば開始コード部分に、当該ブロックが画面上のどの位置かを示す位置情報を含むようにされる。
【００４１】
また、符号化装置１００は、符号化データ選択部１０６と、この符号化データ選択部１０６で選択された出力符号化データＤoutを出力する出力端子１０７とを有している。この符号化データ選択部１０６は、画像信号Ｖａの各所定単位毎に、合成部１０５で得られる複数通りのルールに対応した出力符号化データＤoutのデータ量（データサイズ）を比較し、最もデータ量の少ない出力符号化データＤoutを選択する。
【００４２】
次に、図１に示す符号化装置１００の動作を説明する。
入力端子１０１に入力された画像信号Ｖａは圧縮符号化部１０２に供給される。この圧縮符号化部１０２では、画像信号Ｖａの、非例外部分に対し、所定の可逆圧縮符号化、例えば差分符号化が行われて、第１の符号化データＤＣ１が得られる。この非例外部分は、画像信号Ｖａの、当該所定の可逆圧縮符号化が破綻しない部分、つまりこの所定の可逆圧縮符号化が可能な部分である。
【００４３】
また、圧縮符号化部１０２から例外処理部１０３には、画像信号Ｖａの例外部分の画素データＤＭおよびその部分の位置情報ＰＯが供給される。この例外部分は、画像信号Ｖａの、上述した所定の可逆圧縮符号化が破綻する部分、つまりこの所定の可逆圧縮符号化が不可能な部分である。そして、この例外処理部１０３では、この例外部分の画素データＤＭおよびその部分の位置情報ＰＯに基づいて符号化処理が行われ、この例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データＤＣ２が得られる。例えば、この第２の符号化データＤＣ２は、例外部分の画素データＤＭに、その部分の位置情報ＰＯが付加されたものとされる。
【００４４】
符号化ルール変更部１０４により、圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化の符号化ルール、例外処理部１０３における符号化処理の符号化ルールが、画像信号Ｖａの各所定単位、例えば各画面単位あるいは各ブロック単位に対し、複数通りに変更される。例えば、圧縮符号化部１０２では、所定の可逆圧縮符号化として差分符号化が行われ、その差分符号化における第２のビット数（差分データを表すべきビット数）が複数通りに変更される。また例えば、例外処理部１０３では、この圧縮符号化部１０２における第２のビット数の変化によらずに、常に、例外部分の画素データＤＭに、その部分の位置情報ＰＯが付加されて、第２の符号化データＤＣ２が得られる。
【００４５】
また、圧縮符号化部１０２で得られた第１符号化データＤＣ１および例外処理部１０３で得られた第２の符号化データＤＣ２は、それぞれ合成部１０５に供給される。この合成部１０５では、上述した所定単位、例えば画面単位またはブロック単位で、符号化データＤＣ１，ＤＣ２が合成される（図３参照）。上述したように、画像信号Ｖａの各所定単位に対し、符号化ルール変更部１０４により圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化の符号化ルール等が複数通りに変更される。そのため、画像信号Ｖａの各所定単位に対し、合成部１０５では、複数通りの符号化ルールにそれぞれ対応した複数通りの出力符号化データＤoutが得られる。
【００４６】
また、画像信号Ｖａの各所定単位毎に、合成部１０５で得られる、複数通りの符号化ルールにそれぞれ対応した複数通りの出力符号化データＤoutは、符号化データ選択部１０６に供給される。この符号化データ選択部１０６では、画像信号Ｖａの各所定単位毎に、合成部１０５で得られる複数通りのルールに対応した出力符号化データＤoutのデータ量（データサイズ）が比較され、最もデータ量の少ない出力符号化データＤoutが選択される。そして、このように符号化データ選択部１０６で選択された符号化データＤoutは、出力端子１０７に出力される。
【００４７】
このように図１に示す符号化装置１００においては、画像信号Ｖａの、圧縮符号化部１０２で行われる所定の可逆圧縮符号化が破綻する例外部分に対しては、例外処理部１０３で、この所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理が行われる。したがって、この符号化装置１００では、画像信号Ｖａの例外部分のために、所定の可逆圧縮符号化における圧縮率を低下させなくて済み、画像信号Ｖａを、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化できる。すなわち、所定の可逆圧縮符号化が差分符号化である場合には、例外部分のために第２のビット数を大きくする必要がなく、従って圧縮率を低下させなくて済む。
【００４８】
また、図１に示す符号化装置１００においては、画像信号Ｖａの各所定単位、例えば各画面単位または各ブロック単位に対し、圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化等の符号化ルールを複数通りに変化させ、画像信号Ｖａの各所定単位毎に、複数通りの符号化ルールに対応した出力符号化データＤoutのデータ量を比較し、最もデータ量の少ない出力符号化データＤoutを選択して出力するものである。したがって、この符号化装置１００では、出力符号化データＤoutのデータ量をより一層少なくできる。
【００４９】
例えば、圧縮符号化部１０２における所定の可逆圧縮符号化が差分符号化であって、第２のビット数を６ビットとする＃１の符号化ルールと、第２のビット数を４ビットとする＃２の符号化ルールを考える。なお、例外処理部１０３は、常に、例外部分の画素データＤＭに、その部分の位置情報ＰＯを付加して、第２の符号化データＤＣ２を得るものとする。
【００５０】
なお、画像信号Ｖａを構成する各画素のデータは、それぞれ８ビットデータで赤、緑、青の色データからなっており、各画素のデータを構成する赤、緑、青の色データはまとめて符号化される。すなわち、ある画素を構成する赤、緑、青の色データは全て同じビット数で符号化される。
【００５１】
また、隣接する画素データの差分データのうち、全体の９８％の画素の差分データ（赤、緑、青の各色の差分データからなる）の値が−３２〜３１の間に存在するものとする。この９８％の差分データは、６ビットで表現可能である。さらに、全体の８５％の画素の差分データ（赤、緑、青の各色の差分データからなる）の値が−８〜７の間に存在するものとする。この８５％の差分データは、４ビットで表現可能である。
【００５２】
＃１の符号化ルールを選択する場合、画像信号Ｖａを構成する各画素のデータ（赤、緑、青の色データ）のうち、９８％の部分については、２４ビットから１８ビットにデータ量が減る。また、それ以外の２％の部分については、位置情報ＰＯに２バイト（＝１６ビット）を要するとき、２４ビットから４０ビットにデータ量が増える。この場合、データ量は、０．７６８（＝０．９８＊３／４＋０．０２＊５／３）倍に圧縮される。
【００５３】
一方、＃２の符号化ルールを選択する場合、画像信号Ｖａを構成する各画素のデータ（赤、緑、青の色データ）のうち、８５％の部分については２４ビットから１２ビットにデータ量が減る。また、それ以外の１５％の部分については、位置情報ＰＯに２バイト（＝１６ビット）を要するとき、２４ビットから４０ビットにデータ量が増える。この場合、データ量は、０．６７５（＝０．８５＊１／２＋０．１５＊５／３）倍に圧縮される。
【００５４】
したがって、符号化ルール変更部１０４により圧縮符号化部１０２における所定の圧縮符号化の符号化ルールが＃１の符号化ルールおよび＃２の符号化ルールに変更できる場合、符号化データ選択部１０６では、＃２の符号化ルールに対応して得られた出力符号化データＤoutが選択される。
【００５５】
また、図１に示す符号化装置１００においては、所定の可逆圧縮符号化が差分符号化である場合、各画面の画像信号毎に、あるいは各画面を分割して得られる各ブロックの画像信号毎に、この画像信号を構成する各画素データを、走査方向を１ライン毎に逆にして各ラインの画素データを順次走査（ジグザグ走査）していき、各画素データ毎に、隣接する画素データとの差分データを求めるものである。したがって、この符号化装置１００では、ラインの切り替わり部分でも物理的に隣接した画素位置に係る差分データが求められることから、差分データのデータ値が大きくなる例外部分の発生頻度を少なくでき、圧縮効率を良くできる。
【００５６】
なお、図１の符号化装置１００では、画像信号Ｖａをハードウェアで処理して出力符号化データＤoutを得るものであるが、同様の処理をソフトウェアで行うこともできる。図４のフローチャートは、その場合における処理手順を示している。この処理手順は、画像信号Ｖａの所定単位を処理し、それに対応した出力符号化データＤoutを得るためのものである。
【００５７】
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、非例外部分を符号化するための所定の可逆圧縮符号化の符号化ルールを選択する。そして、ステップＳＴ３で、符号化の対象となる画素データを選択する。
【００５８】
次に、ステップＳＴ４で、ステップＳＴ３で選択された画素データが例外部分のものであるか否かを判定する。すなわち、この画素データが、ステップＳＴ２で選択された符号化ルールを採用した場合に、所定の可逆圧縮符号化が破綻する部分のものであるか否かを判定する。
【００５９】
例外部分でない、つまり非例外部分であると判定するときは、ステップＳＴ５で、ステップＳＴ３で選択された画素データに対して、所定の可逆圧縮符号化を行って第１の符号化データＤＣ１を得、その後にステップＳＴ６に進む。一方、例外部分であると判定するときは、ステップＳＴ７で、所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理（例外処理）を行って、この例外部分をそのまま再現し得る第２の符号化データＤＣ２を得、その後にステップＳＴ６に進む。
【００６０】
ステップＳＴ６では、所定単位に含まれる全ての画素データの処理が終了したか否かを判定する。全ての画素データの処理が終了していないときは、ステップＳＴ３に戻って、符号化の対象となる次の画素データを選択し、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、全ての画素データの処理が終了したときは、ステップＳＴ８に進む。
【００６１】
ステップＳＴ８では、全ての符号化ルールの処理が終了したか否かを判定する。全ての符号化ルールの処理が終了していないときは、ステップＳＴ２に戻って、次の符号化ルールを選択し、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、全ての符号化ルールの処理が終了したときは、ステップＳＴ９で、複数の符号化ルールにそれぞれ対応した複数の出力符号化データＤoutのデータ量を比較し、最もデータ量の少ない出力符号化データＤoutを、最終的な出力符号化データＤoutとして選択し、その後にステップＳＴ１０で、処理を終了する。
【００６２】
次に、復号化装置について説明する。図５は、復号化装置２００の構成を示している。
この復号化装置２００は、所定単位毎の符号化データＤinが順次入力される入力端子２０１を有している。この符号化データＤinは、上述の図１に示す符号化装置１００の出力端子１０７に得られる出力符号化データＤoutに対応している。したがって、この所定単位の符号化データＤinのフォーマットは、上述した所定単位の出力符号化データＤoutのフォーマットと同じである（図３参照）。
【００６３】
また、復号化装置２００は、入力端子２０１に順次入力される所定単位の符号化データＤinから、第１の符号化データＤＣ１および第２の符号化データＤＣ２を分離する分離部２０２を有している。この分離部２０２は、ヘッダ部に含まれている開始コードを検出することで所定単位の符号化データＤinの開始を認識し、ヘッダ部に続いて配置されている第２の符号化データＤＣ２を分離する。この第２の符号化データＤＣ２のデータサイズは、ヘッダ部の例外部分のデータサイズの情報でわかる。さらに、分離部２０２は、第２の符号化データＤＣ２に続いて配置されている第１の符号化データＤＣ１を分離する。この第１の符号化データＤＣ１のデータサイズは、ヘッダ部の非例外部分のデータサイズの情報でわかる。
【００６４】
なお、この分離部２０２は、さらに、所定単位の符号化データＤin（図３参照）から、ヘッダ部に含まれている符号化ルールの情報を分離して取得する。すなわち、分離部２０２は、符号化ルール情報を取得する情報取得手段も構成している。このように所定単位の符号化データＤinから取得される符号化ルール情報は、その符号化データＤinの第１の符号化データＤＣ１および第２の符号化データＤＣ２を得る際に使用された符号化ルールを示す情報である。
【００６５】
また、復号化装置２００は、第１の処理手段としての圧縮復号化部２０３と、第２の処理手段としての例外処理部２０４とを有している。圧縮復号化部２０３は、分離部２０２で分離された第１の符号化データＤＣ１を復号化して非例外部分の画像信号を生成する。例外処理部２０４は、分離部２０２で分離された第２の符号化データＤＣ２を復号化して例外部分の画像信号を生成する。これら圧縮復号化部２０３および例外処理部２０４は、それぞれ、分離部２０２で取得された符号化ルール情報に基づいて、符号化データＤＣ１，ＤＣ２を復号化する。
【００６６】
また、復号化装置２００は、合成手段としての画像メモリ２０５と、この画像メモリ２０５より読み出された出力画像信号Ｖｂを出力する出力端子２０６とを有している。ここで、画像メモリ２０５には、圧縮復号化部２０３で得られた非例外部分の画像信号が書き込まれると共に、例外処理部２０４で得られた例外部分の画像信号が書き込まれ、それらの画像信号がメモリ上で合成される。
【００６７】
例えばこの場合、例外処理部２０４から例外部分の画素データＤＭとその部分の位置情報ＰＯとが得られ、画素データＤＭはそれに付加されている位置情報ＰＯに対応した画像メモリ２０５のアドレスに書き込まれる。この場合、第２の符号化データＤＣ２が、例外部分の画素データＤＭにその部分の位置情報ＰＯを付加してなるものであるときは、例外処理部２０４では、実質的な復号化動作は行われず、その第２の符号化データＤＣ２を構成する、例外部分の画素データＤＭおよびその部分の位置情報ＰＯがそのまま出力される。また、圧縮復号化部２０３から非例外部分の画素データが得られ、この非例外部分の画素データは、上述したように例外部分の画素データＤＭが書き込まれた後の画像メモリ２０５の残りのアドレスに順次書き込まれる。
【００６８】
なお、第１の復号化データＤＣ１が差分符号化により得られている場合には、まず、例外処理部２０４で得られた画素データＤＭがそれに付加されている位置情報ＰＯに対応した画像メモリ２０５のアドレスに書き込まれ、その後にこの画像メモリ２０５に書き込まれた例外部分の画素データを用いて、圧縮復号化部２０３で第１の符号化データＤＣ１が復号化されて、画像メモリ２０５の残りのアドレスに書き込むべき画素データが順次得られる。
【００６９】
また、所定単位が画面を分割して得られたブロック単位であるときには、上述したように、例えば開始コード部分に、当該ブロックが画面上のどの位置かを示す位置情報を含むようにされる。そのため、復号化装置２００では、例えば分離部２０２で、ヘッダ部の開始コード部分から、ブロックが画面上のどの位置かを示す位置情報が取得され、この位置情報が、圧縮復号化部２０３および例外処理部２０４で得られた画素データを画像メモリ２０５に書き込む際のアドレス情報の一部として使用される。
【００７０】
次に、図５に示す復号化装置２００の動作を説明する。
入力端子２０１に入力された所定単位毎の符号化データＤinは、分離部２０２に順次入力される。分離部２０２では、所定単位の符号化データＤin（図３参照）から、非例外部分を符号化して得られた第１の符号化データＤＣ１、例外部分を符号化して得られた第２の符号化データＤＣ２が分離される。また、この分離部２０２では、所定単位の符号化データＤinから、ヘッダ部に含まれている符号化ルールの情報が取得される。
【００７１】
この分離部２０２で分離された符号化データＤＣ１，ＤＣ２は、それぞれ、圧縮復号化部２０３および例外処理部２０４に供給される。また、分離部２０２で取得された符号化ルール情報は、圧縮復号化部２０３および例外処理部２０４に供給される。そして、圧縮復号化部２０３では、符号化ルール情報に基づいて、第１の符号化データＤＣ１を復号化して、非例外部分の画像信号を生成する。例外処理部２０４では、符号化ルール情報に基づいて、第２の符号化データＤＣ２を復号化して、例外部分の画像信号を生成する。
【００７２】
圧縮復号化部２０３で得られた非例外部分の画像信号および例外処理部２０４で得られた例外部分の画像信号はそれぞれ画像メモリ２０５に供給されて書き込まれ、それらの画像信号がメモリ上で合成される。そして、この画像メモリ２０５から出力される出力画像信号Ｖｂは出力端子２０６に出力される。
【００７３】
このように図５に示す復号化装置２００においては、図１に示す符号化装置１００で得られた符号化データＤinを復号化して、画像信号を劣化なく再現できる。
【００７４】
また、図５に示す復号化装置２００においては、所定単位の符号化データＤinのヘッダ部に含まれている符号化ルールの情報を分離部２０２で取得し、圧縮復号化部２０３および例外処理部２０４では、その符号化ルール情報に基づいて、符号化データＤＣ１，ＤＣ２を復号化するものである。したがって、上述した図１の符号化装置１００で、各所定単位毎に、複数通りの符号化ルールに対応した出力符号化データＤoutのうち最もデータ量の少ない出力符号化データＤoutが選択されるものにあっても、復号化を良好に行うことができる。
【００７５】
なお、図５の復号化装置２００では、符号化データＤinをハードウェアで処理して出力画像信号Ｖｂを得るものであるが、同様の処理をソフトウェアで行うこともできる。図６のフローチャートは、その場合における処理手順を示している。この処理手順は、所定単位の符号化データＶinを処理し、それに対応した出力画像信号Ｖｂを得るためのものである。
【００７６】
まず、ステップＳＴ２１で、処理を開始し、ステップＳＴ２２で、所定単位の符号化データＤinを構成する第１の符号化データＤＣ１および第２の符号化データＤＣ２を得る際の符号化ルールの情報を抽出する。
【００７７】
次に、ステップＳＴ２３で、処理すべき符号化データ（１つの画素データに対応）を選択する。そして、ステップＳＴ２４で、ステップＳＴ２３で選択された符号化データが例外部分に対応するものか否かを判定する。例外部分に対応したものでないときは、ステップＳＴ２５で、ステップＳＴ２２で抽出された符号化ルール情報に基づいて、非例外部分に対応した復号化を行い、その後にステップＳＴ２６に進む。一方、例外部分に対応したものであるときは、ステップＳＴ２７で、例外部分に対応した復号化を行い、その後にステップＳＴ２６に進む。
【００７８】
ステップＳＴ２６では、所定単位の符号化データＤinを構成する全ての符号化データの復号化処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２３に戻り、次の符号化データを選択し、上述したと同様の処理を行う。一方、終了したときは、ステップＳＴ２８で、処理を終了する。
【００７９】
なお、上述実施の形態は、情報信号が画像を構成する各画素に対応した複数の画素データ（サンプルデータ）から構成されている画像信号である例を示しているが、この発明は、情報信号が連続した複数の音声データ（サンプルデータ）から構成されている音声信号であるものにも同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明は、情報信号に対し、基本的には、この情報信号を構成する各情報データの統計的な偏りを用いてデータ圧縮を行う所定の可逆圧縮符号化を行うが、この可逆圧縮符号化が破綻する例外部分ではこの所定の可逆圧縮符号化とは異なる符号化処理を行うことで、劣化なく再現可能に、かつ効率よく圧縮符号化するものであり、画像信号や音声信号を可逆圧縮符号化する符号化装置などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】実施の形態としての符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画素データの走査順を説明するための図である。
【図３】所定単位の符号化データのフォーマットを示す図である。
【図４】符号化の処理をソフトウェアで行う際の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態としての復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図６】復号化の処理をソフトウェアで行う際の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１００・・・符号化装置、１０１・・・入力端子、１０２・・・圧縮符号化部、１０３・・・例外処理部、１０４・・・符号化ルール変更部、１０５・・・合成部、１０６・・・符号化データ選択部、１０７・・・出力端子、２００・・・復号化装置、２０１・・・入力端子、２０２・・・分離部、２０３・・・圧縮復号化部、２０４・・・例外処理部、２０５・・・画像メモリ、２０６・・・出力端子
【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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