(57)【要約】【課題】  画像データを固定長符号化し復号する、画像符号化方法および画像復号方法、ならびに画像符号化装置および画像復号装置および画像符号化復号装置を得る。【解決手段】  画像符号化装置は、Ｎ個の再生値（階調指数）において、統計データに基づいて頻度の高い２つの再生値を基準にして、基準にした２点の情報を付加することにより、他の（Ｎ−２）個の再生値を内分点・外分点として均等に配置する。画像符号化装置の構成はブロックメモリ１、最大・最小値検出部２、第１閾値算出部３、平均値算出部４、頻度算出部５、基準値算出部６、補正情報生成部７、第２閾値算出部８、量子化部９、符号メモリ１０を備えて構成される。【選択図】        図１
2005039622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データをブロック単位に符号化して出力する画像符号化方法において、
前記画像データをブロック単位に蓄積して出力するステップと、
ブロック内の最大値および最小値を検出するステップと、
前記検出されたブロック内の最大値および最小値で定義される区間を、量子化レベル数の部分区間に分割するための第１の閾値を算出するステップと、
前記ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、平均値を算出するステップと、
前記ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、統計的な頻度を算出するステップと、
前記平均値と前記頻度を参照し、２つの平均値を選択してブロック内のデータ基準値と再生値を算出するステップと、
前記再生値と前記平均値とを比較して選択されなかった当該再生値を、前記平均値に近似する補正情報と前記平均値の選択情報として出力するステップと、
前記ブロック内のデータを、選択された再生値および補正された再生値に区分けする第２の閾値を算出するステップと、
前記ブロック内のデータを前記第２の閾値に基づいて量子化し、当該量子化データを出力するステップと、
前記ブロックのデータ基準値と、前記選択・補正情報と、前記量子化データを蓄積し、出力するステップと
を備えることを特徴とする画像符号化方法。
【請求項２】
符号を復号して画像データをブロック単位で出力する画像復号方法において、
前記符号をブロック単位に蓄積し、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データとを出力するステップと、
前記データ基準値を検出して出力するステップと、
前記選択・補正情報を解析して補正を指示するステップと、
前記データ基準値と前記選択・補正情報とから補正した再生値を算出するステップと、
前記量子化データを逆量子化し、対応する再生値を出力するステップと、
前記再生値を蓄積し、ブロック単位に再生画像データを出力するステップと
を備えることを特徴とする画像復号方法。
【請求項３】
画像データをブロック単位に符号化して出力する画像符号化装置において、
前記画像データをブロック単位に蓄積し、出力するブロックデータ蓄積手段と、
前記ブロック内の最大値および最小値を検出する最大・最小値検出手段と、
前記最大・最小値検出手段により検出されたブロック内の最大値および最小値で定義される区間を、量子化レベル数の部分区間に分割する第１の閾値を算出する第１閾値算出手段と、
前記ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、平均値を算出する平均値算出手段と、
前記ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、統計的な頻度を算出する頻度算出手段と、
前記平均値と前記頻度とを参照し、２つの平均値を選択してブロック内のデータ基準値と再生値を算出する基準値算出手段と、
前記再生値と前記平均値とを比較して選択されなかった前記再生値を、前記平均値に近似する補正情報と前記平均値の選択情報として出力する補正情報生成手段と、
前記ブロック内のデータを、選択された再生値および補正された再生値に区分けする第２の閾値を算出する第２閾値算出手段と、
前記ブロック内のデータを、前記算出された第２の閾値に基づいて量子化し、当該量子化データを出力する量子化手段と、
前記ブロックの前記データ基準値と、前記選択・補正情報と、前記量子化データを蓄積し、出力する符号蓄積手段と
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項４】
符号を復号して画像データをブロック単位で出力する画像復号装置において、
前記符号をブロック単位に蓄積し、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データとを出力する符号蓄積手段と、
前記データ基準値を検出して出力する基準値検出手段と、
前記選択・補正情報を解析して補正を指示する補正情報解析手段と、
前記データ基準値と前記選択・補正情報とから補正した再生値を算出する再生値算出手段と、
前記量子化データを逆量子化し、再生値を出力する逆量子化手段と、
前記再生値を蓄積し、ブロック単位に再生画像データを出力するブロックデータ蓄積手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。
【請求項５】
基準値算出手段はデータ基準値としてブロック内のデータ値の最大値および最小値の差分と平均値の２つを算出することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項６】
基準値検出手段はデータ基準値としてブロック内のデータ値の最大値および最小値の差分と平均値の２つに基づいて検出することを特徴とする請求項４記載の画像復号装置。
【請求項７】
基準値算出手段はデータ基準値としてブロック内の再生値の最大値および最小値の差分と平均値の２つを算出することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項８】
基準値検出手段はデータ基準値としてブロック内の再生値の最大値および最小値の差分と平均値の２つに基づいて検出することを特徴とする請求項４記載の画像復号装置。
【請求項９】
基準値算出手段はデータ基準値としてブロック内のデータ値の最大値および最小値の２つを算出することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
基準値検出手段はデータ基準値としてブロック内のデータ値の最大値および最小値の２つに基づいて検出することを特徴とする請求項４記載の画像復号装置。
【請求項１１】
基準値算出手段はデータ基準値としてブロック内の再生値の最大値および最小値の２つを算出することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
基準値検出手段はデータ基準値としてブロック内の再生値の最大値および最小値の２つに基づいて検出することを特徴とする請求項４記載の画像復号装置。
【請求項１３】
基準値算出手段により２つの部分区間の平均値を選択して算出されたデータ基準値から得られる再生値に対して、補正情報生成手段はすべての再生値について補正を適用せず、基準値算出部から得た選択情報のみを出力することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項１４】
基準値算出手段は部分区間の各平均値から最大値および最小値を常に選択し、補正情報生成手段は両端以外に配置される部分区間の再生値を各平均値の近似値に補正する補正情報のみを出力することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項１５】
基準値算出手段は隣接しない２つの部分区間の平均値を選択してデータ基準値を算出することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項１６】
データを４値に量子化して符号化し、基準値算出手段は４つの部分区間の内側２つの平均値の間隔が所定値より小さいとき、３値とみなして２点を統合し、４点のうち等間隔に隣接する３点のみを有効な再生値として算出されるように第４の再生値をダミーとしてデータ基準値を設定することを特徴とする請求項３記載の画像符号化装置。
【請求項１７】
画像データをブロック単位に符号化して出力する画像符号化装置と、符号を復号して画像データをブロック単位で出力する画像復号装置を備える画像符号化復号装置において、
前記画像符号化装置は、
前記画像データをブロック単位に蓄積し、出力するブロックデータ蓄積手段と、
前記ブロック内の最大値および最小値を検出する最大・最小値検出手段と、
前記最大・最小値検出手段により検出されたブロック内の最大値および最小値で定義される区間を、量子化レベル数の部分区間に分割する第１の閾値を算出する第１閾値算出手段と、
前記ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、平均値を算出する平均値算出手段と、
前記ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、統計的な頻度を算出する頻度算出手段と、
前記平均値と前記頻度とを参照し、２つの平均値を選択してブロック内のデータ基準値と再生値を算出する基準値算出手段と、
前記再生値と前記平均値とを比較して選択されなかった前記再生値を、前記平均値に近似する補正情報と前記平均値の選択情報として出力する補正情報生成手段と、
前記ブロック内のデータを、選択された再生値および補正された再生値に区分けする第２の閾値を算出する第２閾値算出手段と、
前記ブロック内のデータを、前記算出された第２の閾値に基づいて量子化し、当該量子化データを出力する量子化手段と、
前記ブロックの前記データ基準値と、前記選択・補正情報と、前記量子化データを蓄積し、出力する符号蓄積手段と
を備え、一方、前記画像復号装置は、
前記符号をブロック単位に蓄積し、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データとを出力する符号蓄積手段と、
前記データ基準値を検出して出力する基準値検出手段と、
前記選択・補正情報を解析して補正を指示する補正情報解析手段と、
前記データ基準値と前記選択・補正情報とから補正した再生値を算出する再生値算出手段と、
前記量子化データを逆量子化し、再生値を出力する逆量子化手段と、
前記再生値を蓄積し、ブロック単位に再生画像データを出力するブロックデータ蓄積手段と
を備えることを特徴とする画像符号化復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像データを固定長符号化し復号する、画像符号化方法および画像復号方法、ならびに画像符号化装置および画像復号装置および画像符号化復号装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像データを固定長のデータに圧縮（符号化）する一手法として、所定数の画素のブロックを切り出し、ブロック内の濃度範囲を示す範囲指標Ｌｄと、ブロックの濃度を示す濃度指標Ｌａを求め、求めたデータ基準値、即ち範囲指標、濃度指標とに基づいて各画素値をＮ値に量子化し、この量子化画素値と範囲指標と濃度指標とを固定長で表す圧縮処理が行なわれている。一般に、数値Ｎは１、２、４が使用されることが多く、２値では１ビット、４値では２ビットで量子化画素値を表す。１値では自明なので量子化画素値を示す必要がない。
【０００３】
このような固定長圧縮処理において、データ基準値としての範囲指標と濃度指標を求める手法は、例えば次の２つの手法がある。 
（１）ブロック内の画素値の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎを求め、ＬｍａｘとＬｍｉｎの差分（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）を範囲指標Ｌｄとし、ＬｍａｘとＬｍｉｎの平均値（（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２）を濃度指標Ｌａとする手法。
（２）ブロック内の画素値の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎを求め、ＬｍａｘとＬｍｉｎの間を所定の比（１：Ｎ−１）で内分する画素値Ｐｍａｘと所定の比の逆比（Ｎ−１：１）で内分する画素値Ｐｍｉｎを求め、Ｐｍａｘ〜Ｌｍａｘの間の平均値を最大階調指数Ｑｍａｘとして求め、Ｌｍｉｎ〜Ｐｍｉｎの間の平均値を最小階調指数Ｑｍｉｎとして求め、ＱｍａｘとＱｍｉｎの差分（Ｑｍａｘ−Ｑｍｉｎ）を範囲指標Ｌｄとし、ＱｍａｘとＱｍｉｎの平均値（（Ｑｍａｘ＋Ｑｍｉｎ）／２）を濃度指標Ｌａとする手法。
【０００４】
例えば、量子化が４値で適用されるとすれば、３つの閾値Ｌａ、Ｌａ±Ｌｄ／３からＮ値に量子化し、そのＮ値から４つの再生値Ｌａ±Ｌｄ／２、Ｌａ±Ｌｄ／６として均等に配置される。この両端のＬａ±Ｌｄ／２は上記（１）のＬｍａｘ、Ｌｍｉｎ、上記（２）のＱｍａｘ、Ｑｍｉｎに相当する。
【０００５】
また、符号に付加するデータ基準値は、必ずしも範囲指標Ｌｄ、濃度指標Ｌａでなく、手法（１）であればＬｍａｘ、Ｌｍｉｎ、手法（２）であればＱｍａｘ、Ｑｍｉｎをそのまま付加しても構わない。
【０００６】
さらに、手法（２）において、特許文献１によれば、最初に算出されたＬａ、Ｌｄから得られる閾値Ｌａ、Ｌａ±Ｌｄ／３により新たな部分区間に分割し、その部分区間内の平均値Ｑｍａｘ、ＱｍｉｎからＬａ、Ｌｄを再度算出し、収束するまで再帰的に繰り返すことが示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−３０６７６９号公報（第２−４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記（１）ではブロック内の画素値の最大値Ｌｍａｘ〜最小値Ｌｍｉｎ間、また上記（２）ではブロック内の最大階調指数Ｑｍａｘ〜最小階調指数Ｑｍｉｎ間をダイナミックレンジとして保持するように範囲指標Ｌｄ、濃度指標Ｌａを与えて再生値（階調指数）を設定している。
【０００９】
しかしながら上述した手法では、複数画素からなるブロックにおいて、最大値Ｌｍａｘ、最小値Ｌｍｉｎが少数あるいは各１画素のみで決定されてしまい、残りの多くの画素が両端以外の再生値（階調指数）をとるとき、統計値（頻度）の反映がないため、画素の真値と再生値の誤差の総和が大きくなるという課題があった。
【００１０】
また、両端以外の内部の再生値は、両端の再生値を基準とした均等配置であるため、最適値になるとは限らないという課題があった。
【００１１】
さらに、データ基準値を繰り返し算出し収束させるためには、算出処置の負荷とデータ基準値算出のための所要時間が大きく、高速処理を行わなければならないときには適用できないという課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、範囲指標Ｌｄ、濃度指標Ｌａを決定する際に、上記（１）のような最大値Ｌｍａｘ、最小値Ｌｍｉｎ、あるいは上記（２）のように最大階調指数Ｑｍａｘ、最小階調指数Ｑｍｉｎを両端の再生値（階調指数）とするように常に基準とするのではなく、内部の再生値となる画素の頻度が高いときには統計的に算出した内部再生値をできるだけ正確に再生できるように基準点にして範囲指標Ｌｄ、濃度指標Ｌａに反映させる画像符号化方法および画像復号方法、ならびに画像符号化装置および画像復号装置および画像符号化復号装置を得るものである。
【００１３】
また、第２の目的は、再生値（階調指数）の均等配置の際に、基準にされなかった残りの再生値について、内分あるいは外分する位置を通知して補正を加えることによって、より最適な再生値を設定できるようにする画像符号化方法および画像復号方法、ならびに画像符号化装置および画像復号装置および画像符号化復号装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る画像符号化方法は、画像データをブロック単位に符号化して出力する画像符号化方法において、画像データをブロック単位に蓄積して出力するステップと、ブロック内の最大値および最小値を検出するステップと、検出されたブロック内の最大値および最小値で定義される区間を、量子化レベル数の部分区間に分割するための第１の閾値を算出するステップと、ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、平均値を算出するステップと、ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、統計的な頻度を算出するステップと、平均値と頻度を参照し、２つの平均値を選択してブロック内のデータ基準値と再生値を算出するステップと、再生値と平均値とを比較して選択されなかった再生値を、平均値に近似する補正情報と平均値の選択情報として出力するステップと、ブロック内のデータを、選択された再生値および補正された再生値に区分けする第２の閾値を算出するステップと、ブロック内のデータを第２の閾値に基づいて量子化し、量子化データを出力するステップと、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データを蓄積し、出力するステップとを備えるものである。
【００１５】
この発明に係る画像復号方法は、符号を復号して画像データをブロック単位で出力する画像復号方法において、符号をブロック単位に蓄積し、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データとを出力するステップと、データ基準値を検出して出力するステップと、選択・補正情報を解析して補正を指示するステップと、データ基準値と前記選択・補正情報とから補正した再生値を算出するステップと、量子化データを逆量子化し、対応する再生値を出力するステップと、再生値を蓄積し、ブロック単位に再生画像データを出力するステップとを備えるものである。
【００１６】
この発明に係る画像符号化装置は、画像データをブロック単位に符号化して出力する画像符号化装置において、画像データをブロック単位に蓄積し、出力するブロックデータ蓄積手段と、ブロック内の最大値および最小値を検出する最大・最小値検出手段と、最大・最小値検出手段により検出されたブロック内の最大値および最小値で定義される区間を、量子化レベル数の部分区間に分割する第１の閾値を算出する第１閾値算出手段と、ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、平均値を算出する平均値算出手段と、ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、統計的な頻度を算出する頻度算出手段と、平均値と頻度とを参照し、２つの平均値を選択してブロック内のデータ基準値と再生値を算出する基準値算出手段と、再生値と平均値とを比較して選択されなかった再生値を、平均値に近似する補正情報と平均値の選択情報として出力する補正情報生成手段と、ブロック内のデータを、選択された再生値および補正された再生値に区分けする第２の閾値を算出する第２閾値算出手段と、ブロック内のデータを、算出された第２の閾値に基づいて量子化し、量子化データを出力する量子化手段と、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データを蓄積し、出力する符号蓄積手段とを備えるものである。
【００１７】
この発明に係る画像復号装置は、符号を復号して画像データをブロック単位で出力する画像復号装置において、符号をブロック単位に蓄積し、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データと出力する符号蓄積手段と、データ基準値を検出して出力する基準値検出手段と、選択・補正情報を解析して補正を指示する補正情報解析手段と、データ基準値と選択・補正情報とから補正した再生値を算出する再生値算出手段と、量子化データを逆量子化し、再生値を出力する逆量子化手段と、再生値を蓄積し、ブロック単位に再生画像データを出力するブロックデータ蓄積手段とを備えるものである。
【００１８】
この発明に係る画像符号化復号装置は、画像データをブロック単位に符号化して出力する画像符号化装置と、符号を復号して画像データをブロック単位で出力する画像復号装置を備える画像符号化復号装置において、画像符号化装置は、画像データをブロック単位に蓄積し、出力するブロックデータ蓄積手段と、ブロック内の最大値および最小値を検出する最大・最小値検出手段と、最大・最小値検出手段により検出されたブロック内の最大値および最小値で定義される区間を、量子化レベル数の部分区間に分割する第１の閾値を算出する第１閾値算出手段と、ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、平均値を算出する平均値算出手段と、ブロック内のデータを、分割された部分区間ごとに分類し、統計的な頻度を算出する頻度算出手段と、平均値と頻度とを参照し、２つの平均値を選択してブロック内のデータ基準値と再生値を算出する基準値算出手段と、再生値と平均値とを比較して選択されなかった再生値を、平均値に近似する補正情報と平均値の選択情報として出力する補正情報生成手段と、ブロック内のデータを、選択された再生値および補正された再生値に区分けする第２の閾値を算出する第２閾値算出手段と、ブロック内のデータを、算出された第２の閾値に基づいて量子化し、量子化データを出力する量子化手段と、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データを蓄積し、出力する符号蓄積手段とを備え、一方、画像復号装置は、符号をブロック単位に蓄積し、ブロックのデータ基準値と、選択・補正情報と、量子化データとを出力する符号蓄積手段と、データ基準値を検出して出力する基準値検出手段と、選択・補正情報を解析して補正を指示する補正情報解析手段と、データ基準値と選択・補正情報とから補正した再生値を算出する再生値算出手段と、量子化データを逆量子化し、再生値を出力する逆量子化手段と、再生値を蓄積し、ブロック単位に再生画像データを出力するブロックデータ蓄積手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、再生値の均等配置という条件を崩さずに、各再生値をとる頻度によって統計的に算出された代表値を設定するので、再生誤差の総和を小さくできるという効果がある。また、復号処理の変更が不要であり、圧縮率も低下しないという効果がある。
【００２０】
この発明は、複数の再生値を、２点を基に均等に配置した後に、少ない付加情報量で統計的に算出された代表値に近似して補正した再生値を設定するので、再生誤差の総和を小さくできるという効果がある。
【００２１】
この発明は、再生値の間隔が小さいとき、その近接した２点は同一値とみなして統合値を設定し、外側２点との３値データとみなして処理する場合でも、誤差を小さくすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．
この発明に係る実施の形態１について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図１はこの発明に係る画像符号化装置を示すブロック図であり、図２はこの発明に係る画像復号装置を示すブロック図であり、図３はこの発明の再生値の基準点と非基準点を示す配置概念図である。
【００２３】
この実施の形態１に係る画像符号化装置は、Ｎ個の再生値（階調指数）において、統計データに基づいて頻度の高い２つの再生値を基準にして、基準にした２点の情報を付加することにより、他の（Ｎ−２）個の再生値を内分点・外分点として均等に配置することを特徴とする。
【００２４】
画像符号化装置は図１に示すように、ブロックメモリ１、最大・最小値検出部２、第１閾値算出部３、平均値算出部４、頻度算出部５、基準値算出部６、補正情報生成部７、第２閾値算出部８、量子化部９、符号メモリ１０を備えて構成される。
【００２５】
ブロックメモリ１は、画像データをブロック単位に蓄積し、最大・最小値検出部２は、ブロックメモリ１から入力されるブロックデータからブロック内の最大値Ｌｍａｘ、および最小値Ｌｍｉｎを検出する。
【００２６】
第１閾値算出部３は、最大・最小値検出部２で検出された最小値Ｌｍｉｎから最大値Ｌｍａｘを量子化レベル数Ｎに等分する閾値Ｐｎを出力し、平均値算出部４は、第１閾値算出部３から出力されたブロックデータの閾値Ｐｎで区切られたＮ個の区間ごとの平均値Ｑｎを算出し、頻度算出部５は、ブロックデータの閾値Ｐｎで区切られたＮ個の区間ごとの頻度（データ数）Ｈｎを算出する。
【００２７】
基準値算出部６は、平均値算出部４で算出した平均値Ｑｎと頻度算出部５が算出した頻度ＨｎからＮ個の再生値の算出の基準とする２点を選択し、その選択情報と２点を基準に算出した基準値Ｌａ、Ｌｄを出力する。補正情報生成部７は、基準値算出部６において選択情報と基準とならなかった（Ｎ−２）個の再生誤差の補正情報を出力する。
【００２８】
第２閾値算出部８は、ブロックデータを量子化するための補正を考慮した閾値Ｔｎを出力し、量子化部９は、第２閾値算出部８が出力した閾値Ｔｎを基にしてブロックデータをＮ値に量子化する。符号メモリ１０は、符号化対象ブロックの基準値Ｌａ、Ｌｄ、選択・補正情報、各画素データの量子化値ｎを一連のシーケンスとして並べた符号として記憶し、出力する。
【００２９】
画像復号装置は図２に示すように、符号メモリ２１、基準値検出部２２、補正情報解析部２３、再生値算出部２４、逆量子化部２５、ブロックメモリ２６を備えて構成される。
【００３０】
符号メモリ２１は、符号を蓄積し、ブロック単位に符号化対象ブロックの基準値Ｌａ、Ｌｄ、選択・補正情報、各画素データの量子化値に分解して出力する。基準値検出部２２は、符号メモリ２１から出力された基準値Ｌａ、Ｌｄから補正適用前の再生値を算出する。また、補正情報解析部２３は、符号メモリ２１から出力された選択・補正情報から各再生値の補正値ΔＱｎを算出する。
【００３１】
再生値算出部２４は、基準値検出部２２が算出した補正適用前の再生値を補正情報解析部２３が算出した各再生値の補正値で補正した再生値Ｑｎ’を算出する。逆量子化部２５は、各ブロックデータの量子化値ｎから再生値Ｑｎ’に再生し、ブロックメモリ２６は画像データをブロック単位で蓄積する。
【００３２】
ここで、符号に付加するデータ基準値は、必ずしも範囲指標Ｌｄ、濃度指標Ｌａでなく、従来例の手法（１）をとるならばＬｍａｘ、Ｌｍｉｎ、手法（２）をとるならばＱｍａｘ、Ｑｍｉｎをそのまま付加しても構わない。
【００３３】
つぎに４値量子化を例とした基準値算出部６の処理について、図３を参照して説明する。ここでは、従来技術の（２）に示される例に沿って、補正情報生成部７を機能させない場合について説明するが、（１）にも容易に適用することができる。
【００３４】
図３に示すように、平均値算出部４で算出された平均値をＱ０からＱ３とし、そのＱ０からＱ３の４点から黒色丸印で示される２点を再生値算出の基準として選択したとすると、白色丸印で示される残りの２点は、黒色丸印の２点を基準として、４点の均等配置によって灰色丸印の位置に再配置される。
【００３５】
即ち、図３（ａ）では、Ｑ１はＱ０、Ｑ３の１：２の内分点、Ｑ２はＱ０、Ｑ３の２：１の内分点となる。図３（ｂ）では、Ｑ１はＱ０、Ｑ２の１：１の内分点（中点）、Ｑ３はＱ０、Ｑ２の３：１の外分点となる。図３（ｃ）では、Ｑ２はＱ０、Ｑ１の２：１の外分点、Ｑ３はＱ０、Ｑ１の３：２の外分点となる。図３（ｄ）では、Ｑ０はＱ１、Ｑ２の１：２の外分点、Ｑ３はＱ１、Ｑ２の２：１の外分点となる。図３（ｅ）では、Ｑ０はＱ１、Ｑ３の１：３の外分点、Ｑ２はＱ１、Ｑ３の１：１の内分点（中点）となる。図３（ｆ）では、Ｑ０はＱ２、Ｑ３の２：３の外分点、Ｑ１はＱ２、Ｑ３の１：２の外分点となる。
【００３６】
このように、再配置された４点の両端点からＬａ、Ｌｄ、および閾値Ｔｎを再度算出し、補正情報生成部７を機能させないまま符号化処理を行う方法によれば、頻度算出部５の機能、補正情報生成部７の機能は不要となり、この場合には選択・補正情報を符号に付加する必要もない。同様に、復号処理では、補正情報解析部２３の機能は不要となる。
【００３７】
以上説明したようにこの実施の形態１によれば、再生値の均等配置という条件を崩さずに、各再生値をとる頻度によって統計的に算出された代表値を設定するので、再生誤差の総和を小さくできるという効果がある。また、復号処理の変更が不要であり、圧縮率も低下しないという効果がある。
【００３８】
なお、画像符号化装置と画像復号装置を、夫々個別の装置として形成した例を説明したが、これらを一体化して画像符号化復号装置として構成してもよいものである。
【００３９】
実施の形態２．
この発明に係る実施の形態２について、図４および図５を参照して説明する。なお、図４はこの発明の再生値の補正候補点を示す第一の配置図であり、図５はこの発明の再生値の補正候補点を示す第二の配置図である。また、適宜、図１〜図３を参照する。
【００４０】
この実施の形態２に係る画像符号化装置は、Ｎ個の再生値（階調指数）において、２つの再生値を基準に設定された他の（Ｎ−２）個の再生値の誤差を通知する情報を付加して補正して不均等に配置することを特徴とする。
【００４１】
上述した実施の形態１では、図３（ａ）では両端点を基準とするため、ダイナミックレンジは維持される。また、図３（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）ではダイナミックレンジは狭くなり、図３（ｃ）、（ｆ）ではダイナミックレンジは広くなっている。即ち再生値を算出する基準とする２点が統計的な頻度を基にして選択すれば、ダイナミックレンジの伸縮は画質に致命的な影響を与えないが、所望の再生値に誤差が含まれることになる。従ってこの実施の形態２は補正のための情報を通知して補正情報生成部７を機能させ、誤差を低減させるものに関する。
【００４２】
図４は、両端点を再生値算出の基準とする図３（ａ）に対応した４値量子化の符号化処理の一例である。
図４において、基準とならなかった２つの再生値Ｑ１、Ｑ２は、実施の形態１ではＴ０〜Ｔ１、Ｔ１〜Ｔ２の区間の中点にそれぞれ設定される。しかし、Ｑ１、Ｑ２を再生値とするためには、この区間を例えば３つに区切って候補点はその両端を含めて４つとし、最も近い位置の近似点を２ビットで示せばよい。候補点が２点ならば１ビット、８点ならば３ビットとなる。このとき、図３（ａ）から（ｆ）のいずれかを示す基準点の選択情報も同時に示すものとする。
【００４３】
また、図５は、両端点を再生値算出の基準とする図３（ａ）に対応した４値量子化の符号化処理の一例である。これは上述した図４に示す候補点の配置方法に対する他の例である。再生値Ｑ１、Ｑ２はＴ０〜Ｔ１、Ｔ１〜Ｔ２の区間にあり、区間Ｔ０〜Ｔ１、Ｔ１〜Ｔ２をそれぞれ四分割し、四分割した夫々の中点を候補点として２ビットで表す。これらの候補点の中から再生値Ｑ１、Ｑ２に近いものを、補正を適用された再生値とする。なお、図４、図５ともに図３（ａ）に限らず、いずれの位置・組合せの再生値算出の非基準点に対しても適用できることはいうまでもない。
【００４４】
このように、補正を適用された再生値に対して、量子化処理のための閾値設定は、２つ考えられる。その１つは補正された再生値が部分区間の平均値の近似値であることから部分区間の境界値のままとし、他の一つは最近傍の再生値をとるように補正を含めて新たに設定された再生値の隣接２点の中点とすることである。これは、どちらを適用しても復号処理には影響は無い。
【００４５】
復号処理では、検出した選択情報から補正を要する再生値を識別し、補正情報から補正値を準備して、基準値から設定した再生値に反映する。
【００４６】
ここで、あまり細かく候補点をとると付加情報が増加し過ぎることになり、Ｑ１、Ｑ２をそのまま付加するよりも付加情報が多くなることもある。しかしながら通常は４点程度でよいため、Ｑ１、Ｑ２の値そのものを通知するより圧縮率の低下が小さくて済む効果がある。さらに、図３において、隣接する２つの再生値を基準とすると誤差が大きくなりやすいので、例えば、誤差の大きな図３（ｃ）、（ｆ）を除いた４つを選択情報として２ビットの付加情報で区別するなどすればよい。これは、図３（ｃ）、（ｆ）のように隣接する２点を基準にすると反対側の端点で誤差が大きくなりやすいためである。
【００４７】
また、再生点がＱ０からＱ３より内側に再配置される場合、例えば、図３（ｄ）において、Ｑ１、Ｑ２がＰｍｉｄに近い場合には、Ｑ０、Ｑ３の再配置点はＰｍｉｎより大きく、Ｐｍａｘより小さくなることもあり、このような通常ありえない再配置の位置に候補点を設けることのないように、図３（ｄ）以外の付加情報の通知方法をとることとする。また逆に、Ｑ１の再配置点がＰｍｉｎ、Ｑ２の再配置点がＰｍａｘに近い場合には、８ビット画像データとすると候補点が０未満、最大階調値、本実施の形態では２５５より大きくなれば通知できないため、図３（ｄ）以外の通知方法をとる。さらに、候補点を配置できるのが再生値ごとにＬｄ／３の区間幅内であるため、再配置点がＬａ−（２／３）Ｌｄ未満、Ｌａ＋（２／３）Ｌｄより大きい場合も候補点をこのままでは配置できないため、図３（ｄ）以外の通知方法をとる。ただし、所望の再生値がこのように制約された中で存在する有効な候補点で近似できるならば付加情報の通知に用いても構わない。
【００４８】
８ビット画像データにおいて、データ基準値から再生値が無効となる０未満あるいは２５５より大きくなることが自明であれば、有効な区間の範囲だけに候補点を所定の方法でより密に配置してより正確な補正情報を通知するようにしてもよい。本実施の形態では、最大階調値が２５５であるので、上述のように最大階調値が２５５である場合について説明したが、最大階調値は２５５以外の数値であっても構わない。
【００４９】
上述したように、再配置された４点の両端点からＬａ、Ｌｄ、および閾値Ｔｎを再度算出し、符号化処理を行う例として、基準値算出部６は両端点を常に再生値算出の基準とする符号化処理を行ってもよい。この場合、頻度算出部５の機能、補正情報生成部７の再生値算出の基準とした選択情報の通知機能は不要となり、両端点以外の再生値の補正情報のみ通知し、選択情報は符号に付加する必要もない。同様に、復号処理では、補正情報解析部２３は補正情報のみ処理し、選択情報は処理する必要がない。
【００５０】
以上説明したようにこの実施の形態２によれば、複数の再生値を、２点を基に均等に配置した後に、少ない付加情報量で統計的に算出された代表値に近似して補正した再生値を設定するので、再生誤差の総和を小さくできるという効果がある。
【００５１】
実施の形態３．
この発明に係る実施の形態３について説明する。
この発明のような符号化装置では、４値（２ビット）程度で用いられることが多い。このような４値の構成で３値を表現するには、例えば０．５を０．３３あるいは０．６７で表現するため誤差が大きく含まれることになる。この実施の形態３はこの点に鑑みなされたものである。
【００５２】
実施の形態３では、図３（ｄ）のようにブロック内のデータ値の最大値Ｌｍａｘ、最小値Ｌｍｉｎの区間を４値に量子化するとき、４等分割された各部分区間の平均値Ｑ０からＱ３において、Ｑ１およびＱ２の間隔が小さいとき、頻度を基にこの２点から外側２点の再生値を設定するならば、極端にダイナミックレンジが狭まることになる。よって、Ｑ１およびＱ２の間隔が所定値より小さいとき、その２点は同一値とみなして統合値を設定し、外側２点との３値データとみなして処理する。
【００５３】
このとき、３点は均等に配置されるため、３点の外側にダミーの１点を設けて均等配置し、この４点が再生値として算出されるようなＬａ、Ｌｄを設定し、ダミーの再生値にはデータの量子化値を割り当てずに（例えば０．５を０．３３あるいは０．６７で表現することなしに）３値を表現することができる。これは、符号化側の操作であって、復号側はそのまま３値表現が実現される。
【００５４】
以上説明したようにこの実施の形態３によれば、Ｑ１およびＱ２の間隔が小さいとき、その２点は同一値とみなして統合値を設定し、外側２点との３値データとみなして処理する場合でも、誤差を小さくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の画像符号化装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の画像復号装置を示すブロック図である。
【図３】この発明の再生値の基準点と非基準点を示す配置概念図である。
【図４】この発明の再生値の補正候補点を示す第一の配置図である。
【図５】この発明の再生値の補正候補点を示す第二の配置図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２６  ブロックメモリ（ブロックデータ蓄積手段）、２  最大・最小値検出部（最大・最小値検出手段）、３  第１閾値算出部（第１閾値算出手段）、４  平均値算出部（平均値算出手段）、５  頻度算出部（頻度算出手段）、６，２２  基準値算出部（基準値算出手段）、７  補正情報生成部（補正情報生成手段）、８  第２閾値算出部（第２閾値算出手段）、９  量子化部（量子化手段）、１０，２１  符号メモリ（符号蓄積手段）、２３  補正情報解析部（補正情報解析手段）、２４  再生値算出部（再生値算出手段）、２５  逆量子化部（逆量子化手段）。
【図１】
2005039622.tif 000003
【図２】
2005039622.tif 000004
【図３】
2005039622.tif 000005
【図４】
2005039622.tif 000006
【図５】
2005039622.tif 000007