(57)【要約】【課題】  量子化により情報量の削減を行う画像の圧縮符号化において、画像の局所的な特徴量に基づいて量子化の制御を行うことで、物体の境界上における画質の劣化を抑えることを可能にした量子化制御装置を提供する。【解決手段】  量子化制御装置２０は、画像を特定の大きさに分割したブロックから特徴量を抽出する特徴量抽出手段２１と、抽出された特徴量と当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量とに基づいて、当該ブロックの量子化の度合いを補正するかどうかを判定する補正ブロック判定手段２２と、特徴量に対応付けられている量子化パラメータを出力する量子化パラメータ対応付け手段２３とを備え、量子化パラメータ対応付け手段２３が、量子化の度合いを補正すると判定されたブロックの量子化パラメータを、近接ブロックの特徴量に基づいて補正することを特徴とする。【選択図】      図２
2005323312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する符号化装置において、前記ブロックの量子化の度合いを制御する量子化制御装置であって、
前記ブロックから画像の特徴を示す特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
この特徴量抽出手段で抽出された特徴量と、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量とに基づいて、当該ブロックの量子化の度合いを補正するかどうかを判定する補正ブロック判定手段と、
前記特徴量に予め対応付けられており、前記量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力する量子化パラメータ対応付け手段とを備え、
前記量子化パラメータ対応付け手段が、前記補正ブロック判定手段において量子化の度合いを補正すると判定されたブロックの量子化パラメータを、前記近接ブロックの特徴量又は量子化パラメータに基づいて補正することを特徴とする量子化制御装置。
【請求項２】
前記ブロックと、当該ブロックと画面上で同一位置となる時間方向に過去の画像のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出する差分情報算出手段を、前記特徴量抽出手段の前段に備え、
前記特徴量抽出手段が、前記差分情報算出手段で算出された差分情報に基づいて、当該ブロックの特徴量を抽出することを特徴とする請求項１に記載の量子化制御装置。
【請求項３】
前記補正ブロック判定手段が、
前記特徴量抽出手段で抽出された前記ブロックの特徴量に基づいて、前記特徴量が予め設定された１つ以上の閾値で特定される範囲に含まれるかどうかを判定し、その判定結果を画素値として画素に対応付けたフラグ画像を生成するフラグ画像生成手段と、
このフラグ画像生成手段で生成されたフラグ画像の各画素の画素値を、近接する画素値に変換することで、当該フラグ画像の膨張又は収縮を行う膨張・収縮手段とを備え、
この膨張・収縮手段によって膨張又は収縮の対象となった画素に対応する前記ブロックを、量子化の度合いを補正するブロックとして判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の量子化制御装置。
【請求項４】
画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する符号化装置において、前記ブロックの量子化の度合いを制御する量子化制御装置であって、
前記ブロックと、当該ブロックと画面上で同一位置となる時間方向に過去の画像のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出する差分情報算出手段と、
この差分情報算出手段で算出された差分情報から、当該ブロックの特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
この特徴量抽出手段で抽出された特徴量に予め対応付けられている、前記量子化の度合いを示す量子化パラメータを、当該ブロックに対応する量子化パラメータとして出力する量子化パラメータ対応付け手段と、
を備えていることを特徴とする量子化制御装置。
【請求項５】
画像を特定の大きさのブロックに分割し、前記ブロックの特徴量に適応させて量子化の度合いを変えることで、前記画像を符号化する適応量子化符号化装置であって、
前記画像を前記ブロック単位に分割するブロック分割手段と、
このブロック分割手段で分割されたブロックの特徴量に基づいて、当該ブロックに対応する前記量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の量子化制御装置と、
この量子化制御装置から出力される量子化パラメータに基づいて、前記ブロック分割手段で分割されたブロックを、量子化の度合いを変えて圧縮符号化する量子化符号化手段と、
を備えていることを特徴とする適応量子化符号化装置。
【請求項６】
画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する際に、前記ブロックの量子化の度合いを制御する量子化制御方法であって、
前記ブロックから画像の特徴を示す特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
この特徴量抽出ステップで抽出された特徴量と、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量とに基づいて、当該ブロックの量子化の度合いを補正するかどうかを判定する補正ブロック判定ステップと、
この補正ブロック判定ステップで量子化の度合いを補正すると判定されたブロックにおいて、前記特徴量に予め対応付けられている前記量子化の度合いを示す量子化パラメータを、前記近接ブロックの特徴量又は量子化パラメータに基づいて補正する量子化パラメータ補正ステップと、
を含んでいることを特徴とする量子化制御方法。
【請求項７】
画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する際に、前記ブロックの量子化の度合いを制御するために、コンピュータを、
前記ブロックと、当該ブロックと画面上で同一位置となる時間方向に過去の画像のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出する差分情報算出手段、
この差分情報算出手段で算出された差分情報から、当該ブロックの特徴量を抽出する特徴量抽出手段、
この特徴量抽出手段で抽出された前記ブロックの特徴量に基づいて、当該ブロックの特徴量が予め設定された１つ以上の閾値で特定される範囲に含まれるかどうかを判定し、その判定結果を画素値として画素に対応付けたフラグ画像を生成するフラグ画像生成手段、
このフラグ画像生成手段で生成されたフラグ画像の各画素の画素値を、近接する画素値に変換することで、当該フラグ画像の膨張又は収縮を行う膨張・収縮手段、
この膨張・収縮手段によって膨張又は収縮の対象となった画素に対応する前記ブロックの量子化パラメータを、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量又は量子化パラメータに基づいて補正して出力する量子化パラメータ対応付け手段、
として機能させることを特徴とする量子化制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子化により情報量の削減を行う画像の圧縮符号化技術に係り、より詳細には、画像が有する特徴に基づいて、量子化の度合いを変える量子化制御装置、その方法及びそのプログラム、並びに、適応量子化符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、画像を圧縮符号化する方式としては、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１（ＭＰＥＧ）で規格化されたＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２及びＭＰＥＧ−４、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１（ＪＰＥＧ）で規格化されたＪＰＥＧ、ＩＴＵ−Ｔで勧告化されたＨ．２６１及びＨ．２６３、ＩＴＵ−ＴとＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１で規格化されたＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ等がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
これらの圧縮符号化方式では、画像をブロックと呼ばれる特定の大きさの領域（例えば、１６×１６画素）に分割し、このブロックを単位として動き補償予測、変換処理（離散コサイン変換〔ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform〕等）を行い、さらに、その変換結果を、高周波成分を大きく削減するように量子化し、可変長符号化することで画像の符号化を行っている。
【０００４】
ここで量子化とは、ＤＣＴ等の変換処理されたデジタル信号（変換係数）の振幅をある代表値で表現することである。この量子化を細かく行えば、元の変換係数をより忠実に再現することができるが、多くの代表値を必要とするため、量子化後の情報量は多くなる。また、逆に量子化を粗く行えば、量子化後の情報量は少なくなるが、元の変換係数の再現性が悪くなる。すなわち、圧縮符号化方式では、量子化を粗く行うほど、再現される画像の画質が劣化することになる。なお、圧縮符号化方式において、量子化の度合い（レベル）を設定するためのパラメータは、一般に量子化パラメータと呼ばれている。
【０００５】
この量子化パラメータは、画像全体を通して同一の値にすることもできるが、符号化対象が動画像の場合は、時間方向の各画像で異なる値にすることもできる。あるいは、スライスと呼ばれる、１枚の画像をいくつかの帯状の領域に分割した領域単位で、異なる量子化パラメータを設定することもできる。さらに、マクロブロックと呼ばれる、１６×１６画素の領域単位で、異なる量子化パラメータを設定することもできる。
【０００６】
このように、量子化パラメータを画像全体で同一の値にするのではなく、異なる値に設定する場合、何らかの基準に基づいて設定する必要がある。この設定の方法は、符号化方式の規格に準拠した符号化データ（符号化ストリーム）を出力するのであれば、どのような方法を用いても構わないため、種々の方法が提案されている。
【０００７】
例えば、前記した圧縮符号化方式の１つであるＭＰＥＧ−２のＴＭ−５（Test Model 5）で採用されている符号化方法では、画像を、スライス、マクロブロック等の単位で量子化パラメータの値を変化させることで、符号化結果全体のビットレートが予め定めたビットレートになるようなレート制御を行っている。
【０００８】
このＴＭ−５の符号化方法では、マクロブロック単位で画像の平坦さの度合いを示すアクティビティという量（画像の特徴量）を定義している。そして、ＴＭ−５は、アクティビティの値によって、視覚的に劣化の目立ちやすい画像の平坦部では、量子化パラメータの値を小さくし、マクロブロックの変換係数をより細かく量子化することでビットレートを高くし、劣化の比較的目立ちにくい絵柄の複雑な部分では、量子化パラメータの値を大きくし、マクロブロックの変換係数をより粗く量子化することでビットレートを低くする制御を行っている。
【０００９】
このように、ＴＭ−５の符号化方法では、画像の局所的な特徴量に基づいて、量子化パラメータの値を設定することで、予め定めたビットレート内で、画質の劣化を抑えた符号化データを生成している。
なお、このように、画像の特徴量を利用して画像を符号化する方法は、これ以外にも種々提案され、色々な特徴量を定義することで、符号の制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】「ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２：２０００  情報技術−映像及び関連オーディオ情報の共通符号化：ビデオ（Information technology-Generic coding of moving pictures and associated audio information : Video）」、２０００年１２月２１日
【特許文献１】特開２００１−２４５３０３号公報（段落００１７〜００２２、図１及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記した従来の圧縮符号化方式では、ある領域単位（例えば、マクロブロック単位）で、画像の特徴量を抽出し、その特徴量に基づいて量子化パラメータを変え、その領域単位で量子化の度合いを変えることで、予め定めたビットレート内で、画質の劣化を抑えた符号化データを生成している。しかし、従来の圧縮符号化方式では、例えば、画像の絵柄が複雑な部分を、画質の劣化が目立ちにくい領域と判定し、量子化を粗くしているが、動画像において、絵柄が複雑な部分であっても、時間方向に動きがない（少ない）場合は、量子化を粗くすると、逆に画質の劣化が目立ってしまうという問題がある。
【００１１】
また、従来の圧縮符号化方式では、例えば、画像内に人物等の物体（被写体）が映っている場合、物体のみからなるマクロブロックと、物体と背景との境界を含んだマクロブロックとにおいて、画像の特徴量が変化して、量子化パラメータが異なる場合があり、境界上である被写体の輪郭箇所で、画質の劣化が発生してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、量子化により情報量の削減を行う画像の圧縮符号化において、画像の局所的な特徴量に基づいて量子化の制御を行うことで、画面内及び時間方向における復号画像の画質の劣化を抑え、さらに物体の境界上における画質の劣化を抑えることを可能にした量子化制御装置、その方法及びそのプログラム、並びに、適応量子化符号化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】
【００１３】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の量子化制御装置は、画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する符号化装置において、前記ブロックの量子化の度合いを制御する量子化制御装置であって、特徴量抽出手段と、補正ブロック判定手段と、量子化パラメータ対応付け手段とを備え、この量子化パラメータ対応付け手段が、前記補正ブロック判定手段において量子化の度合いを補正すると判定されたブロックの量子化パラメータを、近接ブロックの特徴量又は量子化パラメータに基づいて補正する構成とした。
【００１４】
かかる構成によれば、量子化制御装置は、特徴量抽出手段によって、ブロックから画像の特徴を示す特徴量を抽出する。この画像の特徴量は、画素値の平均値、分散、色情報等の種々の特徴によって表すことができる。このように特徴量をブロック毎に抽出することで、ブロック間で画像として類似性があるかどうかを判定することが可能になる。なお、画像の特徴量に基づいて量子化の度合いを変化させると、画像として類似性がないブロックでは、量子化の度合いが異なることがある。
【００１５】
そこで、量子化制御装置は、補正ブロック判定手段によって、特徴量抽出手段で抽出された特徴量と、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量とに基づいて、ブロック間の特徴量が、ある値以上に変化するブロックを、類似性のないブロックであると判定し、量子化の度合いを補正するブロックと判定する。
【００１６】
そして、量子化制御装置は、量子化パラメータ対応付け手段によって、特徴量に予め対応付けられており、量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力する際に、量子化の度合いを補正すると判定されたブロックの量子化パラメータを、近接ブロックの特徴量又は量子化パラメータに基づいて補正する。すなわち、量子化パラメータ対応付け手段は、物体（人物等）の境界（輪郭）部分等で特徴量が変化するブロックの量子化パラメータを、近接ブロックの量子化パラメータに近似させる（あるいは同一にする）補正を行う。これによって、物体と物体の境界との各ブロックにおける量子化パラメータの変化が小さくなる。
【００１７】
なお、量子化パラメータ対応付け手段における量子化パラメータの補正は、補正対象のブロックの特徴量を近接ブロックの特徴量に基づいて補正したのちに、その特徴量に対応する量子化パラメータを決定してもよいし、補正対象のブロックの特徴量に対応する量子化パラメータを、近接ブロックの特徴量に対応する量子化パラメータに基づいて補正することとしてもよい。
【００１８】
また、請求項２に記載の量子化制御装置は、請求項１に記載の量子化制御装置において、差分情報算出手段を、前記特徴量抽出手段の前段に備え、前記特徴量抽出手段が、前記差分情報算出手段で算出された差分情報に基づいて、ブロックの特徴量を抽出する構成とした。
【００１９】
かかる構成によれば、量子化制御装置は、差分情報算出手段によって、対象となるブロックと、当該ブロックと画面上で同一位置となる時間方向に過去の画像のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出する。そして、特徴量抽出手段が、この差分情報算出手段で算出された差分情報に基づいて、ブロックの特徴量を抽出することで、ブロックの特徴量は、時間方向の画像の変化を特徴として含んだ情報となる。これによって、補正ブロック判定手段が、画質の劣化が発生しやすい動きが少ないブロックを、補正の対象となるブロックとして判定することが可能になる。
【００２０】
さらに、請求項３に記載の量子化制御装置は、請求項１又は請求項２に記載の量子化制御装置において、前記補正ブロック判定手段が、フラグ画像生成手段と、膨張・収縮手段とを備え、この膨張・収縮手段によって膨張又は収縮の対象となった画素に対応するブロックを、量子化の度合いを補正するブロックとして判定する構成とした。
【００２１】
かかる構成によれば、量子化制御装置は、補正ブロック判定手段におけるフラグ画像生成手段によって、特徴量抽出手段で抽出されたブロックの特徴量に基づいて、その特徴量が予め設定された１つ以上の閾値で特定される範囲に含まれるかどうかを判定し、その判定結果を画素値として画素に対応付けたフラグ画像を生成する。これによって、１つの閾値によって閾値以上又は閾値未満に区分されたフラグ画像、あるいは、複数の閾値によって示される範囲に含まれるか否かによって区分されたフラグ画像が生成される。このフラグ画像は、閾値によって特定される特徴量を境として、特徴量が異なる領域を、例えば「１」、「０」の二値で表したものである。このように、画像を特徴量によって二値化することで、「１」、「０」の値として異なる箇所が、物体と背景との境界等で画質が不連続となる（ブロックが類似していない）箇所であると判定することができる。
そして、量子化制御装置は、膨張・収縮手段によって、フラグ画像の各画素の画素値を、近接する画素値に変換することで、フラグ画像の膨張又は収縮を行う。
【００２２】
そして、量子化制御装置は、量子化パラメータ対応付け手段によって、このフラグ画像において、膨張又は収縮の対象となった画素に対応するブロックの量子化パラメータを近接ブロックの量子化パラメータに近似させることで、画質が不連続となるブロックを減らすことが可能になる。
【００２３】
また、請求項４に記載の量子化制御装置は、画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する符号化装置において、前記ブロックの量子化の度合いを制御する量子化制御装置であって、差分情報算出手段と、特徴量抽出手段と、量子化パラメータ対応付け手段とを備える構成とした。
【００２４】
かかる構成によれば、量子化制御装置は、差分情報算出手段によって、対象となるブロックと、当該ブロックと画面上で同一位置となる時間方向に過去の画像のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出する。そして、量子化制御装置は、特徴量抽出手段によって、差分情報算出手段で算出された差分情報から、ブロックの特徴量を抽出する。ここで抽出されたブロックの特徴量は、時間方向の画像の変化を特徴として含んだ情報となる。
【００２５】
そして、量子化制御装置は、量子化パラメータ対応付け手段によって、特徴量に予め対応付けられている、量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力する。これによって、量子化制御装置は、画質の劣化が発生しやすい動きが少ないブロックを量子化の度合いを補正するブロックとして判定することができ、その動きの少ないブロックの量子化の度合いを大きくする等の制御を行うことが可能になる。
【００２６】
さらに、請求項５に記載の適応量子化符号化装置は、画像を特定の大きさのブロックに分割し、前記ブロックの特徴量に適応させて量子化の度合いを変えることで、前記画像を符号化する適応量子化符号化装置であって、ブロック分割手段と、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の量子化制御装置と、量子化符号化手段とを備える構成とした。
【００２７】
かかる構成によれば、適応量子化符号化装置は、ブロック分割手段によって、画像を特定の大きさ（例えば、１６×１６画素のマクロブロック等）のブロック単位に分割する。そして、適応量子化符号化装置は、量子化制御装置によって、ブロックの画像（局所画像）が有する特徴量に基づいて、量子化の度合いを示す量子化パラメータの値を、ブロック毎に決定する。そして、適応量子化符号化装置は、量子化符号化手段によって、ブロック分割手段で分割されたブロックを、量子化制御装置で決定された量子化パラメータの値により量子化の度合いを変えて圧縮符号化する。
【００２８】
また、請求項６に記載の量子化制御方法は、画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する際に、前記ブロックの量子化の度合いを制御する量子化制御方法であって、特徴量抽出ステップと、補正ブロック判定ステップと、量子化パラメータ補正ステップとを含む手順とした。
【００２９】
この手順によれば、量子化制御方法は、特徴量抽出ステップによって、ブロックから画像の特徴を示す特徴量を抽出する。このように特徴量をブロック毎に抽出することで、ブロック間で画像として類似性があるかどうかを判定することが可能になる。なお、画像の特徴量に基づいて量子化の度合いを変化させると、画像として類似性がないブロックでは、量子化の度合いが異なることがある。
【００３０】
そこで、量子化制御方法は、補正ブロック判定ステップによって、特徴量抽出ステップで抽出された特徴量と、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量とに基づいて、ブロック間の特徴量が、ある値以上に変化するブロックを、類似性のないブロックであると判定し、量子化の度合いを補正するブロックと判定する。
【００３１】
そして、量子化制御方法は、量子化パラメータ補正ステップによって、特徴量に予め対応付けられている、量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力する際に、量子化の度合いを補正すると判定されたブロックの量子化パラメータを、近接ブロックの特徴量又は量子化パラメータに基づいて補正する。
【００３２】
さらに、請求項７に記載の量子化制御プログラムは、画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する際に、前記ブロックの量子化の度合いを制御するために、コンピュータを、差分情報算出手段、特徴量抽出手段、フラグ画像生成手段、膨張・収縮手段、量子化パラメータ対応付け手段として機能させる構成とした。
【００３３】
かかる構成によれば、量子化制御プログラムは、差分情報算出手段によって、対象となるブロックと、当該ブロックと画面上で同一位置となる時間方向に過去の画像のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出する。そして、量子化制御プログラムは、特徴量抽出手段によって、差分情報から画像の特徴を示す特徴量を抽出する。なお、この特徴量は、時間方向の画像の変化を特徴として含んだ情報となる。
【００３４】
そして、量子化制御プログラムは、フラグ画像生成手段によって、特徴量抽出手段で抽出されたブロックの特徴量に基づいて、その特徴量が予め設定された１つ以上の閾値で特定される範囲に含まれるかどうかを判定し、その判定結果を画素値として画素に対応付けたフラグ画像を生成する。これによって、１つの閾値によって閾値以上又は閾値未満に区分されたフラグ画像、あるいは、複数の閾値によって示される範囲に含まれるか否かによって区分されたフラグ画像が生成される。
【００３５】
さらに、量子化制御プログラムは、膨張・収縮手段によって、フラグ画像の各画素の画素値を、近接する画素値に変換することで、フラグ画像の膨張又は収縮を行う。
そして、量子化制御プログラムは、量子化パラメータ対応付け手段によって、このフラグ画像において、膨張又は収縮の対象となった画素に対応するブロックの量子化パラメータを近接ブロックの量子化パラメータに近似させることで、画質が不連続となるブロックを減らすことが可能になる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１又は請求項６に記載の発明によれば、画像を特定の大きさのブロックを単位として圧縮符号化する際に、各ブロックの画像の特徴量に基づいて、量子化パラメータを変えることで、画像として劣化が目立つブロックの量子化を細かくし、劣化が目立たないブロックの量子化を粗くすることができる。これによって、本発明は、画像全体に同一の量子化を行う場合に比べて、画像として劣化が目立つブロックの再現性を高め、画質を向上させることができる。さらに、本発明は、ブロック間の特徴量の変化が大きい場合であっても、量子化の度合いの変化を小さくするように各ブロックの量子化パラメータの補正を行うことで、ブロック間で発生する画質の劣化を抑えることができる。
【００３７】
請求項２又は請求項４に記載の発明によれば、動画像において、画質の劣化が発生しやすい動きが少ない領域をブロック毎に検出することができる。これによって、本発明は、動きが少ない領域に対応付けて、量子化を細かくすることで、画質の劣化を抑えることができる。
【００３８】
請求項３又は請求項７に記載の発明によれば、画像を特徴量によって二値化し、フラグ画像を生成することで、物体と背景との境界等で画質が不連続となるブロックを検出することができる。そして、このフラグ画像を膨張又は収縮させることで、境界等で画質が不連続となるブロックを、近接ブロックの特徴量に近似させ、不連続なブロックを減らすことができる。これによって、画質の劣化を抑えることができる。
【００３９】
請求項５に記載の発明によれば、画像を特定の大きさのブロックに分割し、そのブロックが有する画像の特徴量に基づいて、ブロックの量子化の度合いを変えて圧縮符号化することができるので、同一の量子化を行う場合に比べて、画質を向上させることができる。さらに、本発明は、時間方向に変化するブロックの特徴量に基づいて、量子化の度合いを変えることができるため、動画像を圧縮符号化する場合であっても、静止画像と同様に画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［適応量子化符号化装置の構成］
まず、図１を参照して、本発明に係る適応量子化符号化装置（符号化装置）の構成について説明する。図１は、本発明に係る適応量子化符号化装置の概略の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、適応量子化符号化装置１は、画像を特定の大きさのブロックに分割し、そのブロックである局所画像の特徴量に適応させて量子化の度合いを変えることで画像を符号化し、符号化データを生成するものである。ここでは、適応量子化符号化装置１は、ブロック分割手段１０と、量子化制御手段２０と、量子化符号化手段３０とを備えている。
【００４１】
ブロック分割手段１０は、入力された画像を特定の大きさのブロック単位に分割するものである。ここで分割されたブロック（局所画像）は、逐次量子化制御手段２０と、量子化符号化手段３０とに出力される。なお、このブロック分割手段１０は、画像の分割を、ＭＰＥＧ−２等の符号化規格に沿った１６×１６画素のマクロブロック単位で行ってもよいし、１６×８、８×１６、８×８、８×４画素等の種々の符号化規格に沿った大きさのブロック単位で行ってもよい。
【００４２】
量子化制御手段（量子化制御装置）２０は、画像を特定の大きさのブロック単位で圧縮符号化する際の量子化の度合いを示す量子化パラメータを、そのブロックの有する特徴（特徴量）に基づいて制御するものである。この量子化制御手段２０は、ブロック分割手段１０で分割されたブロックを入力し、そのブロックの特徴量に基づいて、量子化パラメータを決定し、量子化符号化手段３０に出力する。
【００４３】
量子化符号化手段３０は、ブロック単位で入力される画像を、量子化により情報量を削減し、圧縮符号化を行うことで、符号化データを生成するものである。この量子化符号化手段３０は、ブロック分割手段１０で分割されたブロックを入力し、量子化制御手段２０から入力される量子化パラメータに基づいて、量子化の度合いを変えて、ブロック毎に圧縮符号化を行う。
以下、量子化制御手段２０及び量子化符号化手段３０の各構成について、さらに詳細に説明する。
【００４４】
（量子化制御手段の構成）
ここで、図２を参照して、量子化制御手段２０の構成について説明する。図２は、本発明に係る量子化制御手段（量子化制御装置）の構成を示すブロック図である。ここでは、量子化制御手段２０は、特徴量抽出手段２１と、補正ブロック判定手段２２と、量子化パラメータ対応付け手段２３とを備えている。
【００４５】
特徴量抽出手段２１は、入力されたブロック（局所画像）から、その局所画像が有する固有の特徴を特徴量として抽出するものである。ここで抽出された特徴量は補正ブロック判定手段２２と、量子化パラメータ対応付け手段２３とに出力される。
なお、ここでは、特徴量抽出手段２１は、局所画像の画素値の分散を特徴量として抽出することとする。一般に、画像内で輝度や色の変動が大きいほど分散は大きくなり、変動が小さいほど分散は小さくなる。また、人間の視覚は、変動が小さい平坦な領域ほど画質の劣化を検知しやすい。そこで、この特徴量（分散）は、当該ブロックが画質の劣化が検知されやすいブロックかどうかの指標として用いることができる。
このように、特徴量抽出手段２１は、ブロックから特徴量として分散を抽出する構成とするため、ここでは、平均値算出部２１ａと、分散算出部２１ｂとを備えている。
【００４６】
平均値算出部２１ａは、入力されたブロックの各画素の平均値を算出するものである。ここで算出された平均値は、分散算出部２１ｂに出力される。例えば、ブロックが１６×１６画素のマクロブロックで、２５６画素の画素値がＰ1〜Ｐ256である場合、平均値算出部２１ａは、平均値Ｐmeanを以下の（１）式により算出する。
【００４７】
【数１】
2005323312.tif 000003
【００４８】
分散算出部２１ｂは、平均値算出部２１ａで算出された平均値と、ブロックの各画素の原画素値とに基づいて、分散を算出するものである。ここで算出された分散は、当該ブロックの特徴量として補正ブロック判定手段２２と量子化パラメータ対応付け手段２３とに出力される。例えば、前記（１）式で当該ブロックの各画素の平均値が算出されている場合、分散算出部２１ｂは、分散Ｖblkを以下の（２）式により算出する。
【００４９】
【数２】
2005323312.tif 000004
【００５０】
この特徴量抽出手段２１では、ブロックから、局所画像の画素値の分散を当該ブロックの特徴量として抽出することとしたが、他の特徴量を抽出することとしてもよい。他の特徴量の例としては、輝度及び色差を示す画素値の最大値、最小値、メディアン（中央値）、あるいは、色の変動及びその周期を示す周波数成分等がある。この周波数成分の計算には、フーリエ変換、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、アダマール変換、ＫＬ変換（Karhunen-Loeve Transform）等を用いることができる。
【００５１】
なお、このように画像が有する特徴量を用いると、例えば、画像内に人物等の物体（被写体）が映っており、ブロック（局所画像）が物体と背景との境界を含んでいる場合、当該局所画像と、物体のみ等の平坦な領域である局所画像とでは、異なる特徴量となるため、量子化の度合いによっては、境界付近で、画質の連続性が損なわれることになる。
そこで、特徴量抽出手段２１で抽出された特徴量が、近接するブロックの特徴量に対して不連続となり、対応するブロックの量子化の度合いを補正するかどうかを、以下で説明する補正ブロック判定手段２２によって判定する。
【００５２】
補正ブロック判定手段２２は、特徴量抽出手段２１で抽出されたブロックの特徴量と、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量とに基づいて、当該ブロックの量子化の度合いを補正するかどうかを判定するものである。ここでは、補正ブロック判定手段２２は、フラグ画像生成部２２ａと、フラグ画像記憶部２２ｂと、膨張・収縮部２２ｃとを備えている。
【００５３】
フラグ画像生成部（フラグ画像生成手段）２２ａは、特徴量抽出手段２１で抽出された特徴量（ここでは分散）と、外部から与えられた閾値（閾値情報）とに基づいて、当該ブロックの特徴量が閾値以上であるか、又は閾値未満であるかを、「１」又は「０」の値で表したフラグ画像（二値画像）を生成するものである。
【００５４】
ここで、図３を参照してフラグ画像について説明する。図３は、フラグ画像生成部が生成するフラグ画像の一例を示す図である。
図３に示すように、フラグ画像は、１つのブロックＢ（例えば、マクロブロック）の特徴量が、閾値以上の場合は「１」、閾値未満の場合は「０」の値を１画素の値として表現したものである。例えば、特徴量が分散の場合、分散の値が、与えられた閾値以上のブロックＢは、画像中の物体の境界や絵柄の複雑な部分であって「１」の値が付される。また、分散の値が、与えられた閾値よりも小さいブロックＢは、画像が平坦な部分であって「０」の値が付される。このように、閾値によって、画像の特徴量を二値化することで、画質が異なる境界を「１」と「０」との境界として検出することが可能になる。
図２に戻って、量子化制御手段２０の説明を続ける。
【００５５】
フラグ画像記憶部２２ｂは、フラグ画像生成部２２ａで生成されたフラグ画像を一時的に記憶しておくものであって、メモリ等の記憶手段である。このフラグ画像記憶部２２ｂに記憶されているフラグ画像は、膨張・収縮部２２ｃによって読み出される。
【００５６】
膨張・収縮部（膨張・収縮手段）２２ｃは、フラグ画像生成部２２ａで生成され、フラグ画像記憶部２２ｂに記憶されているフラグ画像の各画素の画素値を、近接する画素値に変換することで、当該フラグ画像の膨張又は収縮を行うものである。なお、このフラグ画像の膨張又は収縮によって、画素値が「０」から「１」又は「１」から「０」に変換された画素は、画質の連続性が途切れている箇所を示すことになる。そこで、膨張・収縮部２２ｃは、フラグ画像における膨張又は収縮の変換対象となった画素位置を、量子化の度合いを補正するブロックの位置として、量子化パラメータ対応付け手段２３に通知する。
なお、このフラグ画像の膨張又は収縮は、例えば、二値画像のモルフォロジカル処理におけるクローズ処理又はオープン処理によって行うことができる。
【００５７】
ここで、図４を参照して、膨張・収縮部２２ｃにおけるフラグ画像の膨張・収縮処理（モルフォロジカル処理）について、具体的に説明する。図４は、膨張・収縮処理を説明するための説明図であって、（ａ）は８近傍処理によるフラグ画像の膨張・収縮例を説明するための説明図、（ｂ）はフラグ画像の膨張例、（ｃ）はフラグ画像の収縮例を示す。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、ここでは、フラグ画像において、膨張・収縮の対象となる画素（膨張・収縮対象画素Ｐ0）の値を、膨張・収縮対象画素Ｐ0に近接する８近傍の画素Ｐ1〜Ｐ8の値によって決定する。
例えば、８近傍の画素Ｐ1〜Ｐ8の中で、少なくとも１つの画素の値が「１」の場合は、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値を「１」とする。これによって、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値が「１」に膨張されたことになる。
また、８近傍の画素Ｐ1〜Ｐ8の値がすべて「０」の場合は、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値を「０」とする。これによって、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値が「０」に収縮されたことになる。
すなわち、８近傍の画素Ｐ1〜Ｐ8の値をｆ（Ｐ1）〜ｆ（Ｐ8）としたとき、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値ｆ（Ｐ0）は、以下の（３）式に示す論理演算によって、決定することができる。
【００５９】
【数３】
2005323312.tif 000005
【００６０】
なお、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値ｆ（Ｐ0）は、８近傍の画素Ｐ1〜Ｐ8の値を用いるため、画素Ｐ8の値がフラグ画像の値として入力された段階で、決定されることになる。すなわち、フラグ画像において、図中太線で示した、１ライン＋１画素分の遅延の後に、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値が決定される。
【００６１】
このように、膨張・収縮対象画素Ｐ0の値を決定することで、図４（ｂ）に示すように、８近傍の画素で少なくとも１つの画素の値が「１」の場合、膨張・収縮対象画素の値は「０」であっても「１」に変換されることになる（モルフォロジカル処理におけるクローズ処理に相当）。
【００６２】
また、図４（ｃ）に示すように、８近傍の画素の値がすべて「０」の場合、膨張・収縮対象画素の値は「１」であっても「０」に変換されることになる（モルフォロジカル処理におけるオープン処理に相当）。
図２に戻って、量子化制御手段２０の説明を続ける。
【００６３】
量子化パラメータ対応付け手段２３は、特徴量抽出手段２１で抽出されたブロックの特徴量に基づいて、その特徴量に予め対応付けられている、量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力するものである。さらに、量子化パラメータ対応付け手段２３は、補正ブロック判定手段２２から、対象となるブロックが量子化の度合い（量子化パラメータ）を補正するブロックであると通知された場合は、当該ブロックの量子化パラメータを補正して出力するものでもある。ここでは、量子化パラメータ対応付け手段２３は、特徴量記憶部２３ａと、特徴量変更部２３ｂと、対応表記憶部２３ｃと、対応量子化パラメータ出力部２３ｄとを備えている。
【００６４】
特徴量記憶部２３ａは、特徴量抽出手段２１で抽出された特徴量（ここでは分散）を一時的に記憶しておくものであって、メモリ等の記憶手段である。この特徴量記憶部２３ａには、少なくとも、補正ブロック判定部２２の膨張・収縮部２２ｃで膨張・収縮対象となる画素と、その画素に近接（８近接）する画素とに対応するブロックの特徴量が記憶される。この特徴量記憶部２３ａに記憶されている特徴量は、特徴量変更部２３ｂによって読み出される。
【００６５】
特徴量変更部２３ｂは、補正ブロック判定部２２の膨張・収縮部２２ｃから通知される膨張又は収縮の変換対象となった画素位置に対応するブロック、すなわち、量子化の度合いを補正するブロックの特徴量を、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量に基づいて、変更するものである。
【００６６】
例えば、特徴量変更部２３ｂは、対象となるブロックの特徴量を、特徴量記憶部２３ａに記憶されている近接ブロックの特徴量の平均値や中間値とする。あるいは、対象となるブロックの左側（あるいは上側）に複数近接するブロックの特徴量を線形に外挿補間することで、当該ブロックの特徴量とする。これによって、当該ブロックの特徴量は、近接ブロックの特徴量に近似した特徴量となる。
ここで、変更されたブロックの特徴量は、対応量子化パラメータ出力部２３ｄに出力される。なお、変更されなかったブロックの特徴量はそのまま対応量子化パラメータ出力部２３ｄに出力される。
【００６７】
対応表記憶部２３ｃは、ブロックの特徴量と量子化パラメータとを予め対応付けた対応表を記憶しておくものであって、ハードディスク等の記憶手段である。例えば、特徴量が分散である場合、図５に示すように、量子化パラメータＱｐと分散ｖａｒとを対応付けた対応表Ｔｖを対応表記憶部２３ｃに記憶しておく。これによって、特徴量（分散）の値によって、量子化パラメータが一意に特定される。
【００６８】
対応量子化パラメータ出力部２３ｄは、特徴量に対応する量子化パラメータを対応表記憶部２３ｃから読み出して出力するものである。なお、ここでは、対応量子化パラメータ出力部２３ｄは、対応表記憶部２３ｃに記憶されている対応表によって、特徴量に対応付けられている量子化パラメータを取得することとしたが、予め定めた特徴量の閾値によって区分した２つの量子化パラメータのいずれかを出力することとしてもよい。
あるいは、対応量子化パラメータ出力部２３ｄは、特徴量と量子化パラメータとを関係式で定義しておき、その関係式によって、量子化パラメータを算出することとしてもよい。この場合、対応表記憶部２３ｃを構成から省くことができる。
【００６９】
ここで、特徴量と量子化パラメータとを例えば線形の関係式で表す場合の例を、以下の（４）式に示す。なお、Ｑｐは量子化パラメータ、ｍａｘＱｐ及びｍｉｎＱｐはそれぞれ量子化パラメータの最大値及び最小値を示す。また、Ｃｈは特徴量、ｍａｘＣｈ及びｍｉｎＣｈはそれぞれ特徴量の最大値及び最小値を示す。また、ｎｏｒｍは正規化のための係数を示す。
【００７０】
【数４】
2005323312.tif 000006
【００７１】
この（４）式で、特徴量Ｃｈで分散を用いる場合、例えば、ｍａｘＱｐ＝５１、ｍｉｎＱｐ＝０、ｍａｘＣｈ＝２５５、ｍｉｎＣｈ＝０、ｎｏｒｍ＝２０として、量子化パラメータＱｐを算出する。
なお、量子化パラメータ対応付け手段２３は、対応量子化パラメータ出力部２３ｄの前段である特徴量変更部２３ｂにおいて、補正ブロック判定手段２２で判定された量子化の度合いを補正するブロックの特徴量に対して、特徴量記憶部２３ａに記憶されている近接ブロックの特徴量に近似することで、量子化パラメータの補正を行ったが、量子化パラメータの補正は、これに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、量子化パラメータ対応付け手段２３を、対応表記憶部２３ｃと、対応量子化パラメータ出力部２３ｄと、図示していない量子化パラメータ変更部とで構成することとしてもよい。この場合、対応量子化パラメータ出力部２３ｄは、特徴量抽出手段２１で抽出された特徴量に対応する量子化パラメータを対応表記憶部２３ｃから読み出し、図示していない量子化パラメータ変更部が、補正ブロック判定手段２２で判定された補正対象となるブロックの量子化パラメータを、近接ブロックの量子化パラメータの平均値、中間値等で補正することとしてもよい。
【００７３】
以上説明したように、量子化制御手段２０は、画像を特定の大きさのブロック単位で分割したブロックである局所画像が有する特徴量によって、ブロック毎に量子化パラメータの値を制御することができる。また、例えば、ブロックに境界（例えば、人物と背景）が含まれている場合、当該ブロックに近接するブロックの特徴量に基づいて、当該ブロックの特徴量を補正することで、人物と境界との量子化の度合いの差を少なくすることができ、画面内において、画質の連続性を保つことが可能になる。
【００７４】
なお、量子化制御手段（量子化制御装置）２０は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。このプログラム（量子化制御プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００７５】
（量子化符号化手段の構成）
次に、図７を参照して、量子化符号化手段３０の構成について説明する。図７は、量子化符号化手段の構成を示すブロック図である。ここでは、量子化符号化手段３０は、予測手段３１と、変換手段３２と、量子化手段３３と、逆量子化手段３４と、逆変換手段３５と、符号化手段３６とを備えている。
【００７６】
予測手段３１は、後記する逆変換手段３５で生成される差分局所復号画像から、符号化対象となるブロックを予測し、ブロック分割手段１０（図１）で分割されたブロック（局所画像）との差分をとることで、予測誤差である差分画像を生成するものである。ここで生成された差分画像は、変換手段３２に出力される。
なお、この予測手段３１は、図示していない局所復号画像記憶手段を備え、逆変換手段３５で生成される差分局所復号画像を記憶し、動き補償予測によるフレーム間予測や、近接ブロックから予測を行うフレーム内予測を行うことで、符号化対象となるブロックを予測し、原画像である入力されたブロックと差分をとることで差分画像を生成する。
【００７７】
変換手段３２は、予測手段３１で生成された差分画像を周波数領域の情報に変換することで、変換係数を生成するものである。ここで生成された変換係数は、量子化手段３３に出力される。
なお、この変換手段３２で行われる周波数変換には、例えば、ＭＰＥＧ−２等で用いられている、８×８画素のブロック単位で行う離散コサイン変換（ＤＣＴ）や、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで用いられている、４×４画素のブロック単位の整数や小数精度の変換手法を用いることができる。なお、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで用いられている周波数変換は、離散コサイン変換の浮動小数点計算を整数化（又は小数化）したものである。
【００７８】
量子化手段３３は、量子化制御手段２０（図１）から出力される量子化パラメータに基づいて、変換手段３２で生成された変換係数を量子化し、量子化変換係数を生成するものである。ここで生成された量子化変換係数は、逆量子化手段３４と符号化手段３６とに出力される。また、量子化パラメータも、逆量子化手段３４と符号化手段３６とに出力される。
なお、この量子化手段３３では、符号化対象のブロックに対応する変換係数を、そのブロックの特徴量で異なる量子化パラメータによって、粗く量子化したり、細かく量子化したりすることになる。
【００７９】
逆量子化手段３４は、量子化手段３３で生成された量子化変換係数に対して、逆量子化を行うことで、逆量子化変換係数を生成するものである。ここで生成された逆量子化変換係数は、逆変換手段３５に出力される。なお、この逆量子化手段３４では、量子化手段３３で使用した量子化パラメータと同一の量子化パラメータに基づいて、量子化変換係数を逆量子化する。
【００８０】
逆変換手段３５は、逆量子化手段３４で生成された逆量子化変換係数に対して、変換手段３２で行った変換の逆変換を行うものである。この逆変換手段３５で逆変換されて生成された画像（差分局所復号画像）は、予測手段３１に出力される。
【００８１】
符号化手段３６は、量子化手段３３で生成された量子化変換係数と、量子化パラメータとを、それぞれエントロピ符号化し多重化することで、画像を符号化した符号化データを生成するものである。なお、画像が動画像である場合、符号化手段３６は、予測手段３１において動き補償予測を行ったときの動き情報（動きベクトル）や、過去のどのフレームを参照して予測を行ったか等の情報も符号化データに多重化する。
【００８２】
なお、ここで説明した量子化符号化手段３０は、量子化によって画像を圧縮符号化する符号化方式を実現したものであれば、この構成に限られるものではない。すなわち、この量子化符号化手段３０には、ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、ＪＰＥＧ、Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ等の種々の符号化方式を用いた符号化装置を用いることができる。
【００８３】
以上説明したように適応量子化符号化装置１を構成することで、画像を局所的な領域の特徴によって、特定のブロック（局所画像）単位に、量子化の度合いを変えて量子化を行い、符号化データを生成することができる。
【００８４】
なお、適応量子化符号化装置１は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。このプログラム（適応量子化符号化プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００８５】
［適応量子化符号化装置の動作］
次に、図８を参照（構成については、適宜図１、図２参照）して、本発明に係る適応量子化符号化装置の動作について説明する、図８は、適応量子化符号化装置の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、主に量子化制御手段（量子化制御装置）２０の動作を中心に説明を行う。
【００８６】
（ブロック分割ステップ）
まず、適応量子化符号化装置１は、ブロック分割手段１０によって、画像を特定の大きさのブロック（局所画像）単位に分割する（ステップＳ１）。ここで分割されたブロック（局所画像）は、逐次量子化制御手段２０と、量子化符号化手段３０とに出力される。
【００８７】
（特徴量抽出ステップ）
そして、適応量子化符号化装置１は、量子化制御手段２０の特徴量抽出手段２１によって、ブロック毎に特徴量を抽出する（ステップＳ２）。ここで抽出された特徴量は、補正ブロック判定手段２２と、量子化パラメータ対応付け手段２３とに出力される。
【００８８】
なお、ここでは、特徴量抽出手段２１は、平均値算出部２１ａによって、ブロックの各画素の平均値を算出し、分散算出部２１ｂによって、平均値算出部２１ａで算出された平均値と、ブロックの各画素の原画素値とに基づいて、分散を算出する。これによって、ブロックである局所画像から、特徴量である分散が抽出される。
【００８９】
（補正ブロック判定ステップ）
そして、適応量子化符号化装置１は、補正ブロック判定手段２２のフラグ画像生成部２２ａによって、ステップＳ２で抽出された特徴量（例えば、分散）と、外部から与えられた閾値とに基づいて、当該ブロックの特徴量が閾値以上であるか、又は閾値未満であるかを、「１」又は「０」の値で表したフラグ画像（二値画像）を生成する（ステップＳ３）。このフラグ画像は、フラグ画像記憶部２２ｂに記憶される。
【００９０】
続けて、適応量子化符号化装置１は、補正ブロック判定手段２２の膨張・収縮部２２ｃによって、ステップＳ３で生成されたフラグ画像の各画素の画素値を、近接する画素値に変換することで、当該フラグ画像の膨張又は収縮を行う（ステップＳ４）。
このステップＳ４で膨張又は収縮の対象となったブロックが、量子化の度合いを補正するブロックであると判定されたことになる。
【００９１】
（量子化パラメータ補正ステップ）
さらに、適応量子化符号化装置１は、量子化パラメータ対応付け手段２３の特徴量変更部２３ｂによって、ステップＳ４で膨張又は収縮されることで量子化の度合いを補正するブロックであると判定されたブロックの特徴量を変更する。
【００９２】
すなわち、特徴量変更部２３ｂは、当該ブロック（処理対象のブロック）が、膨張又は収縮された画素に対応するかどうかを判定する（ステップＳ５）。そして、特徴量変更部２３ｂは、当該ブロックが膨張又は収縮された画素に対応する場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、当該ブロックの特徴量を、特徴量記憶部２３ａに記憶されている当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量に基づいて変更し（ステップＳ６）、対応量子化パラメータ出力部２３ｄに出力する。
【００９３】
一方、当該ブロックが膨張又は収縮された画素に対応しない場合（ステップＳ５でＮｏ）、当該ブロックの特徴量を、そのまま対応量子化パラメータ出力部２３ｄに出力し、ステップＳ７に進む。
続けて、適応量子化符号化装置１は、対応量子化パラメータ出力部２３ｄによって、当該ブロックの特徴量に対応する量子化パラメータを、対応表記憶部２３ｃから読み出し決定する（ステップＳ７）。
【００９４】
（符号化ステップ）
そして、適応量子化符号化装置１は、量子化符号化手段３０によって、ステップＳ２で分割されたブロックを、ステップＳ７で決定された量子化パラメータに基づいて、圧縮符号化することで、符号化データを生成する（ステップＳ８）。
【００９５】
そして、適応量子化符号化装置１は、継続するブロックが存在する場合（ステップＳ９でＹｅｓ）には、ステップＳ２に戻って動作を続ける。さらに、次に続く画像（フレーム）が存在する場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）には、ステップＳ１に戻って動作を続ける。そして、次に続く画像（フレーム）が存在しない場合（ステップＳ１０でＮｏ）は、動作を終了する。
【００９６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、図面を参照して、量子化制御手段２０（図２）の他の実施の形態について説明する。
【００９７】
（量子化制御手段の構成：第二の実施の形態）
まず、図９を参照して、量子化制御手段（量子化制御装置）の第二の実施の形態について説明する。図９は、量子化制御手段の構成を示すブロック図である。
図９に示すように、量子化制御手段２０Ｂは、画像を特定の大きさのブロック単位で圧縮符号化する際の量子化の度合いを示す量子化パラメータを、時間方向に連続する画像間の特徴量に基づいて制御するものである。ここでは、量子化制御手段２０Ｂは、特徴量抽出手段２１と、補正ブロック判定手段２２と、量子化パラメータ対応付け手段２３と、差分情報算出手段２４とを備えている。なお、特徴量抽出手段２１、補正ブロック判定手段２２及び量子化パラメータ対応付け手段２３は、図２で説明した量子化制御手段２０の構成を同一のものであるため、同一の符号を付し説明を省略する。
【００９８】
差分情報算出手段２４は、入力されたブロック（局所画像）と、当該ブロックと画面上で同一位置となる過去のブロックとの差分をとることで、時間方向の差分情報を算出するものである。ここでは、差分情報算出手段２４は、差分算出部２４ａとフレーム記憶部２４ｂとを備えている。
【００９９】
差分算出部（差分算出手段）２４ａは、入力されたブロック（局所画像）と、フレーム記憶部２４ｂに記憶されている過去のフレームで当該ブロックと画面上で同一位置となるブロックとの差分（画素値の差分）を計算するものである。この差分は、正負の値をとるため、ここでは、差分の絶対値を差分情報として算出する。なお、この差分情報は、画素値の差分の二乗として算出することとしてもよい。ここで、算出された差分情報は、特徴量抽出手段２１に出力される。また、入力された現在の符号化対象のブロックは、逐次フレーム記憶部２４ｂに記憶される。
【０１００】
フレーム記憶部２４ｂは、入力されたブロックを、フレーム分記憶するものであって、メモリ等の記憶装置である。このフレーム記憶部２４ｂは、差分算出部２４ａに入力されたブロックを逐次記憶し、少なくとも１フレーム分の画像として記憶する。このように、１フレーム分の画像を記憶しておくことで、差分算出部２４ａが、画面上で同一位置となるブロックにおける、時間方向の差分を算出することが可能になる。
【０１０１】
このように、量子化制御手段２０Ｂは、量子化制御手段２０（図２）に差分情報算出手段２４を付加することで、画面間（時間方向）における特徴量によって、量子化の度合いを補正することができる。これによって、画面内のみならず、画面間の対応するブロックにおける量子化の度合いの急激な変化を抑えることができ、動画像の量子化に伴う画質の劣化を抑えることができる。
【０１０２】
なお、量子化制御手段２０Ｂにおいて、特徴量抽出手段２１で抽出された特徴量を、そのまま量子化パラメータ対応付け手段２３の対応量子化パラメータ出力部２３ｄに出力することで、画面間のみで量子化の度合いの変化を抑える構成としてもよい。この場合、量子化制御手段２０Ｂから、補正ブロック判定手段２２と、量子化パラメータ対応付け手段２３における特徴量記憶部２３ａ及び特徴量変更部２３ｂとを構成から省くことができる。
【０１０３】
また、量子化制御手段（量子化制御装置）２０Ｂは、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることにより実現することができる。このプログラム（量子化制御プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【０１０４】
（量子化制御手段の構成：第三の実施の形態）
次に、図１０を参照して、量子化制御手段（量子化制御装置）の第三の実施の形態について説明する。図１０は、量子化制御手段の構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、量子化制御手段２０Ｃは、画像を特定の大きさのブロック単位で圧縮符号化する際の量子化の度合いを示す量子化パラメータを、そのブロックの有する特徴（特徴量）である色情報に基づいて制御するものである。ここでは、量子化制御手段２０Ｃは、特徴量抽出手段２１Ｃと、補正ブロック判定手段２２Ｃと、量子化パラメータ対応付け手段２３Ｃとを備えている。
【０１０５】
特徴量抽出手段２１Ｃは、入力されたブロック（局所画像）から、その局所画像が有する固有の特徴量として、色情報を抽出するものである。ここでは、特徴量抽出手段２１Ｃは、色情報抽出部２１ａを備えている。
【０１０６】
色情報抽出部２１ａは、入力されたブロックの色情報として、輝度Ｙと２つの色差Ｕ及びＶとを抽出するものである。なお、ここでは、色情報として、輝度及び色差を用いて説明するが、ＲＧＢ等の三原色を抽出することとしてもよい。ここで、抽出された色情報（輝度Ｙ、色差Ｕ及びＶ）は、補正ブロック判定手段２２Ｃに出力される。
【０１０７】
補正ブロック判定手段２２Ｃは、特徴量抽出手段２１Ｃで抽出されたブロックの特徴量（色情報）と、当該ブロックに近接する近接ブロックの特徴量（色情報）とに基づいて、当該ブロックの量子化の度合いを補正するかどうかを判定するものである。ここでは、補正ブロック判定手段２２Ｃは、フラグ画像生成部２２Ｃａと、フラグ画像記憶部２２ｂと、膨張・収縮部２２ｃとを備えている。ここで、フラグ画像生成部２２Ｃａ以外の構成は、図２で説明した量子化制御手段２０の構成と同一のものであるため、同一の符号を付し説明を省略する。
【０１０８】
フラグ画像生成部２２Ｃａは、特徴量抽出手段２１Ｃで抽出された特徴量（色情報）と、外部から与えられた閾値である色範囲情報とに基づいて、当該ブロックの特徴量が閾値の範囲に属するかどうかを、「１」又は「０」の値で表したフラグ画像（二値画像）を生成するものである。この色範囲情報は、輝度Ｙの上限及び下限、色差Ｕの上限及び下限、並びに、色差Ｖの上限及び下限を閾値とする色の範囲を示す情報である。
【０１０９】
そして、フラグ画像生成部２２Ｃａは、色情報抽出部２１ａで抽出された色情報が、この色範囲情報で指定された範囲に入っている場合は「１」、入っていない場合は「０」の値で表したフラグ画像（二値画像）を生成する。
なお、このフラグ画像は、膨張・収縮部２２ｃによって、膨張又は収縮処理が行われ、どのブロックが、量子化の度合いを補正するブロックかが判定される。
【０１１０】
量子化パラメータ対応付け手段２３Ｃは、特徴量抽出手段２１Ｃで抽出されたブロックの特徴量（色情報）に基づいて、その特徴量に予め対応付けられている、量子化の度合いを示す量子化パラメータを出力するものである。さらに、量子化パラメータ対応付け手段２３Ｃは、補正ブロック判定手段２２Ｃから、対象となるブロックが量子化の度合い（量子化パラメータ）を補正するブロックであると通知された場合は、当該ブロックの量子化パラメータを補正して出力するものでもある。ここでは、量子化パラメータ対応付け手段２３Ｃは、特徴量記憶部２３ａと、特徴量変更部２３ｂと、対応表記憶部２３Ｃｃと、対応量子化パラメータ出力部２３ｄとを備えている。ここで、対応表記憶部２３Ｃｃ以外の構成は、図２で説明した量子化制御手段２０の構成と同一のものであるため、同一の符号を付し説明を省略する。
【０１１１】
対応表記憶部２３Ｃｃは、ブロックの特徴量（色情報）と量子化パラメータとを予め対応付けた対応表を記憶しておくものであって、ハードディスク等の記憶手段である。例えば、図６に示すように、量子化パラメータＱｐを、輝度Ｙ、色差Ｕ及びＶの範囲に対して対応付けられている。これによって、特徴量である色情報の値によって、量子化パラメータが一意に特定される。
【０１１２】
このように、量子化制御手段２０Ｃは、画像を局所画像に含まれる色情報の範囲によって、量子化パラメータを変化させることができる。これによって、例えば、色の範囲を肌色の範囲に設定することで、画像内における人間の肌色部分、例えば、顔の量子化において、顔の輪郭部分における量子化の度合いの急激な変化を抑えることができ、人物の画質の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明に係る適応量子化符号化装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る量子化制御手段（量子化制御装置）の構成を示すブロック図である。
【図３】フラグ画像生成部が生成するフラグ画像の一例を示す図である。
【図４】膨張・収縮処理を説明するための説明図であって、（ａ）は８近傍処理によるフラグ画像の膨張・収縮例を説明するための説明図、（ｂ）はフラグ画像の膨張例、（ｃ）はフラグ画像の収縮例を示す。
【図５】量子化パラメータと分散とを対応付けた対応表の一例を示す図である。
【図６】量子化パラメータと色情報とを対応付けた対応表の一例を示す図である。
【図７】量子化符号化手段の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る適応量子化符号化装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第二の実施の形態に係る量子化制御手段（量子化制御装置）の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第三の実施の形態に係る量子化制御手段（量子化制御装置）の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１      適応量子化符号化装置（符号化装置）
１０    ブロック分割手段
２０、２０Ｂ、２０Ｃ    量子化制御手段（量子化制御装置）
２１    特徴量抽出手段
２２    補正ブロック判定手段
２２ａ  フラグ画像生成部（フラグ画像生成手段）
２２ｂ  フラグ画像記憶部
２３ｃ  膨張・収縮部（膨張・収縮手段）
２３    量子化パラメータ対応付け手段
２４    差分情報算出手段
３０    量子化符号化手段
【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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