(57)【要約】【課題】復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる画像符号化装置、画像符号化復号システム、画像符号化方法、および画像符号化復号方法を提供する。【解決手段】入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置において、入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、入力画像データを補正する補正手段３を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置において、
前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記入力画像データを補正する補正手段を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化ステップ幅で量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置において、
前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記量子化ステップ幅を決定する量子化ステップ幅決定手段を備えたことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】
前記入力画像データのＤＣ係数を算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定するＤＣ係数判定手段を有し、
前記補正手段は、前記ＤＣ係数判定手段によってＤＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正する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４】
前記ＤＣ係数判定手段によってＤＣ係数が適正であると判定された場合、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数の内のＡＣ係数が適正か否かを判定するＡＣ係数判定手段を有し、
前記補正手段は、前記ＡＣ係数判定手段によってＡＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項３に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置と、符号化された量子化ＤＣＴ係数を復号し、復号して得られた量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してＩＤＣＴ演算を行う画像復号装置と、を備えた画像符号化復号システムであって、
前記画像符号化装置は、前記入力画像データのＤＣＴ係数を算出し、算出されたＤＣＴ係数が適正か否かを判定するＤＣＴ係数判定手段を有し、
前記画像復号装置は、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うクリップ手段と、前記ＤＣＴ係数判定手段による判定結果に基づいて前記クリップ手段によるクリップ処理が必要か否かを判定するクリップ要否判定手段と、を有し、
前記クリップ手段は、前記クリップ要否判定手段によってクリップ処理が必要であると判定された場合、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うことを特徴とする画像符号化復号システム。
【請求項６】
入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化方法において、
前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記入力画像データを補正する補正ステップを備えたことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項７】
入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化ステップ幅で量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化方法において、
前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記量子化ステップ幅を決定する量子化ステップ幅決定ステップを備えたことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項８】
前記入力画像データのＤＣ係数を算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定するＤＣ係数判定ステップを有し、
前記補正ステップは、前記ＤＣ係数判定ステップでＤＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項６に記載の画像符号化方法。
【請求項９】
前記ＤＣ係数判定ステップでＤＣ係数が適正であると判定された場合、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数の内のＡＣ係数が適正か否かを判定するＡＣ係数判定ステップを有し、
前記補正ステップは、前記ＡＣ係数判定ステップでＡＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正することを特徴とする請求項８に記載の画像符号化方法。
【請求項１０】
入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化方法と、符号化された量子化ＤＣＴ係数を復号し、復号して得られた量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してＩＤＣＴ演算を行う画像復号方法と、を備えた画像符号化復号方法であって、
前記画像符号化方法は、前記入力画像データのＤＣＴ係数を算出し、算出されたＤＣＴ係数が適正か否かを判定するＤＣＴ係数判定ステップを有し、
前記画像復号方法は、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うクリップステップと、前記ＤＣＴ係数判定ステップにおける判定結果に基づいて前記クリップステップにおいてクリップ処理が必要か否かを判定するクリップ要否判定ステップと、を有し、
前記クリップステップは、前記クリップ要否判定ステップでクリップ処理が必要であると判定された場合、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うことを特徴とする画像符号化復号方法。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項９の何れかに記載の画像符号化方法、または請求項１０に記載の画像符号化復号方法におけるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像を表す入力画像データを符号化する画像符号化装置に関し、特に、復号時の処理負荷を軽減させる画像符号化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像符号化装置について図面を参照して説明する。図１０は、従来の画像符号化装置を示す図である。まず、従来の画像符号化装置の概略を説明する。
【０００３】
図１０において、入力画像は、図１１に示すように、輝度成分（Ｙ）３５２（Ｈ）×２８８（Ｖ）、クロマ成分（Ｃｂ，Ｃｒ）１７６（Ｈ）×１４４（Ｖ）のピクセル数にディジタル化された入力画像データで表される。
【０００４】
この入力画像データは、ブロック分割手段１０１に送られる。ブロック分割手段１０１は、図１２に示すように、輝度成分（Ｙ）、クロマ成分（Ｃｂ，Ｃｒ）それぞれを８×８ピクセルのブロックに分割する。この８×８のブロックは、画素ブロックと呼ばれている。
【０００５】
後述するフレーム内符号化（以下、イントラ符号化という。）の場合、ブロック分割手段１０１からの画素ブロック単位のデータは、切替スイッチ１０２の端子ａを介してＤＣＴ（Discrete Cosine Transform：離散コサイン変換）演算手段１０３に送られる。また、フレーム間符号化（以下、インター符号化という。）の場合には、ブロック分割手段１０１からの画素ブロック単位のデータは、切替スイッチ１０２の端子ｂを介して減算手段１０４に送られる。減算手段１０４は、ブロック分割手段１０１からのデータと後述するフレーム間予測画像データとの差分をとり、その出力をＤＣＴ演算手段１０３に送る。
【０００６】
ここで、イントラ符号化とは、入力画像データのみを符号化する方式であり、インター符号化とは、時間的に異なるフレーム間の差分データを符号化する方式である。
【０００７】
イントラ符号化の場合、ＤＣＴ演算手段１０３は、画素ブロック単位のデータに対して離散コサイン変換処理（以下、ＤＣＴ処理という）を行い、この処理により得られたＤＣＴ係数を量子化手段１０５に送る。量子化手段１０５は、所定の量子化ステップ幅でＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数をＶＬＣ（Variable Length Coder：可変長符号化）１０６、および逆量子化手段１０７に送る。ＶＬＣ１０６は、量子化ＤＣＴ係数を可変長符号化（ＶＬＣ）し、可変長符号化して得られたデータを圧縮符号化がなされたbitStreamとして出力する。
【０００８】
また、逆量子化手段１０７は、量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し、逆量子化して得られたＤＣＴ係数をＩＤＣＴ（Inverse Discrete Cosine Transform：逆離散コサイン変換）演算手段１０８に送る。ＩＤＣＴ演算手段１０８は、ＤＣＴ係数に対して逆離散コサイン変換処理（以下、ＤＣＴ処理という。）を行う。ＩＤＣＴ演算手段１０８からの出力データは、切替スイッチ１１０に送られる。
【０００９】
切替スイッチ１１０は、イントラ符号化の場合、端子ａと接続し、インター符号化の場合には、端子ｂと接続する。
【００１０】
ＩＤＣＴ演算手段１０８からの出力データは、切替スイッチ１１０の端子ａを介しフレームバッファ１１３に格納される。
【００１１】
また、ＩＤＣＴ演算手段１０８からの出力データは、切替スイッチ１１０の端子ｂを介して加算手段１０９に送られる。また、加算手段１０９には、動き補償手段１１１からのフレーム間予測画像データが供給される。加算手段１０９は、フレーム間予測画像データとＩＤＣＴ演算手段１０８からの出力データとを加算する。そして、加算手段１０９の出力であるフレーム間予測画像データは、フレームバッファ１１３に格納される。
【００１２】
フレームバッファ１１３に格納された画素データ（前フレーム画像データ）は、動き検出手段１１２に送られる。動き検出手段１１２は、フレームバッファ１１３に格納された前フレーム画像データと現フレーム画像データの差分である、動きベクトルを検出する。
【００１３】
動き補償手段１１１は、動き検出手段１１２によって検出された動きベクトルに基づいて動き補償を行い、これによって得られたフレーム間予測画像データを、減算手段１０４および加算手段１０９へ出力する。
【００１４】
以下、従来の画像符号化装置について更に詳しく説明する。１枚目の画像の符号化では、まず、ブロック分割手段１０１は、入力画像を表す入力画像データを画素ブロック単位に分割する。ブロック分割手段１０１からは、Ｙ、Ｙ、Ｙ、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの順に画素ブロック毎のデータが出力される。ここで、Ｙは輝度情報、ＣｂおよびＣｒは色差情報を表す。ブロック分割手段１０１から輝度情報または色差情報が、切替スイッチ１０２の端子ａを介してＤＣＴ演算手段１０３に送られる。
【００１５】
ＤＣＴ演算手段１０３は、それぞれの画素ブロックについて縦横２次元のＤＣＴ処理を行う。これにより、図１３に示すように、空間軸であったデータが周波数軸に変換される。なお、自然画像は、周波数領域に変換すると低周波成分に偏る傾向があり、これを利用することで符号量の削減が可能となる。図１１（ｂ）の左上のＤＣＴ係数のことを特にＤＣ係数、それ以外の６３個のＤＣＴ係数のことをＡＣ係数という。ＤＣ係数は、そのブロック内の画素値の平均の値であり、画像の概略を把握するために最も重要な係数と言われている。
【００１６】
ＤＣＴ演算手段１０３により得られたＤＣＴ係数は、量子化手段１０５に送られる。量子化手段１０５は、所定の量子化ステップ幅で量子化（除算）し、これを四捨五入した値を量子化ＤＣＴ係数と呼ぶ。量子化前のＤＣＴ係数をＤＣＴ、量子化ステップ幅をＱとすると、量子化ＤＣＴ係数ＱＤＣＴは、以下の式（１）で表される。なお、round関数は引数を四捨五入することを表す。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
量子化手段１０５は、量子化ＤＣＴ係数を算出した後、２次元である量子化ＤＣＴ係数を、例えば、ジグザグスキャンによって１次元のビット列に並べ変える。ジグザグ順に並べることで、後ろへ行くほど、周波数成分の高い量子化ＤＣＴ係数となるため、一般的に量子化ＤＣＴ係数は後ろの方が小さくなる傾向にある。したがって、ある値Ｑで量子化すると、後ろへ行くほど、その結果は０になる頻度が増し、結果的に高域の成分が切り落とされるため、符号量を削減することができる。
【００１９】
量子化ＤＣＴ係数は、ＶＬＣ１０６へ送られる。ＶＬＣ１０６は、量子化ＤＣＴ係数に対してハフマン符号化を施し、この結果得られたデータをbitStreamとして出力する。
【００２０】
以上のように１枚の画像だけ単独で圧縮するイントラ符号化で得られた画像をＩピクチャと呼ぶ。したがって、画像復号装置がＩピクチャのbitStreamを受信した場合、以上に述べた符号化手順を逆にたどり、１枚目の画像を復号する。次に、２枚目の画像の符号化は、以下のようになされる。
【００２１】
この２枚目以降も上記と同様の手順によりＩピクチャとして圧縮してbitStreamを作っても良いが、圧縮率を上げるために、連続する画像の内容には相関があることを利用して、以下のような方法で圧縮する。まず、動き検出手段１１２は、２枚目の画像を構成する画素ブロック毎に、１枚目の画像（Ｉピクチャ）の中からそれに良く似たパターンを捜し出し、よく似たパターン画像と被検索パターン画像との距離を動きベクトルという相対位置の座標として表現する。
【００２２】
また、２枚目の画像ではそれぞれの画素ブロックは、イントラ符号化の場合のようにそのままＤＣＴ演算手段１０３に送られるようにするのではなく、切替スイッチ２の端子ｂを介して減算手段１０４に送られるようにする。その画素ブロック毎の動きベクトルにしたがって１枚目の画素ブロックとの差分のデータ（減算手段１０４による差分データ）が、ＤＣＴ演算手段１０３に送られる。
【００２３】
ここで、例えば、動きベクトルによって示された１枚目の画像のパターンと、これから圧縮しようとする画素ブロックのパターンとの間で、相関が非常に強くなっていれば、その差分データは非常に小さくなる。したがって、イントラ符号化で圧縮するよりも、差分データを符号化した方が、圧縮後のデータ量は小さくなる。このような圧縮方法を、フレーム間予測符号化という。
【００２４】
ただし、差分データを符号化した方が、常に圧縮後のデータ量が小さくなるわけではなく、絵柄（画像内容）によっては、イントラ符号化で圧縮した方が、圧縮率が上がる場合がある。このような場合には、イントラ符号化で圧縮する。フレーム間予測符号化にするか、イントラ符号化にするかは、画素ブロック毎に異なる。
【００２５】
次に、従来の画像復号装置について図面を参照して説明する。図１４は、従来の画像復号装置を示す図である。
【００２６】
入力されたbitStreamはＶＬＤ（Variable Length Decoder：可変長復号）１２１に送られる。ＶＬＤ１２１は、bitStreamから量子化ＤＣＴ係数を得るために、可変長符号化されたデータを復号する。
【００２７】
復号された量子化ＤＣＴ係数は、符号化で行われたジグザグスキャンとは逆の順で、１次元データから２次元データへ並べ替えられ、逆量子化手段１２２に送られる。
【００２８】
逆量子化手段１２２は、２次元に配置された量子化ＤＣＴ係数に、符号化時と同じ量子化ステップ幅を乗算することで逆量子化を行い、逆量子化により得られたＤＣＴ係数はクリップ手段１２３に送られる。
【００２９】
クリップ手段１２３は、逆量子化後のＤＣＴ係数が規定範囲外である場合、規定範囲に収めるようにクリップ処理を施す。
【００３０】
ここで、逆量子化後におけるクリップ処理の必要性について、ＤＣＴ係数の中のＤＣ係数に着目して説明する。画像符号化装置でＤＣ係数を量子化する際、上述したようにＤＣ係数を所定の量子化ステップ幅で量子化（除算）し、その値を四捨五入する。一例として、ＤＣ係数（２０４０）を量子化ステップ幅（１６）で量子化することで量子化ＤＣ係数（ＱＤＣＴ）を求め、次に、量子化ＤＣ係数を逆量子化する場合について説明する。ここで、ＤＣ係数のビット精度を１２ビットとし、その範囲を−２０４８≦ＤＣ係数≦２０４７とする。量子化から逆量子化は以下の順で計算される。
（数２）
量子化：ＤＣ係数（２０４０）÷量子化ステップ幅（１６）＝１２７．５  （２）
（数３）
四捨五入：１２７．５→ＱＤＣＴ＝１２８  （３）
（数４）
逆量子化：ＤＣ係数＝ＱＤＣＴ（１２８）×量子化ステップ幅（１６）＝２０４８  （４）
ここで、画像符号化装置が、式（２）、（３）を用いた処理を行い、画像復号装置が、式（４）を用いた処理を行う。式（４）に示すように、逆量子化後のＤＣ係数は、２０４８であり、ＤＣ係数の範囲は−２０４８≦ＤＣ係数≦２０４７でなければならないため、クリップ手段１２３が、この逆量子化後のＤＣ係数を２０４８から２０４７へクリップする必要がある。
【００３１】
クリップ手段１２３で規定範囲内にクリップされたＤＣＴ係数は、ＩＤＣＴ演算手段１２４に送られる。ＩＤＣＴ演算手段１２４は、逆ＤＣＴ変換により、周波数軸であったデータを空間軸へ変換し、元の画像データを復元する。以上のように、画像復号装置においては、画像符号化装置における符号化手順と逆の手順となる。
【００３２】
画像のコーデック方式として、上述したような画像符号化装置および画像復号装置が勧告として定められている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ  ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１  Ｎ３０５６、１９９９年１２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかしながら、従来の画像符号化装置および画像復号装置においては、量子化ＤＣ係数に量子化ステップ幅を乗算することによりＤＣ係数を逆量子化した結果、ＤＣ係数が規定範囲外となった場合には、ＤＣ係数を規定範囲内にクリップする必要がある。このため、復号時の処理負荷が大きくなるという問題があった。
【００３４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる画像符号化装置、画像符号化復号システム、画像符号化方法、および画像符号化復号方法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】
【００３５】
本発明の画像符号化装置は、入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置において、前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記入力画像データを補正する補正手段を備えた構成を有している。
【００３６】
この構成により、本発明の画像符号化装置は、入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように入力画像データを補正するため、復号時のクリップ処理が不要となる。したがって、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、クリップ処理が行われない画像復号装置においても、画像のノイズを低減させることができる。
【００３７】
また、本発明の画像符号化装置は、入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化ステップ幅で量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置において、前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記量子化ステップ幅を決定する量子化ステップ幅決定手段を備えた構成を有している。
【００３８】
この構成により、本発明の画像符号化装置は、入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように量子化ステップ幅を決定するため、復号時のクリップ処理が不要となる。したがって、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、クリップ処理が行われない画像復号装置においても、画像のノイズを低減させることができる。
【００３９】
また、本発明の画像符号化装置は、前記入力画像データのＤＣ係数を算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定するＤＣ係数判定手段を有し、前記補正手段は、前記ＤＣ係数判定手段によってＤＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正する構成を有している。
【００４０】
この構成により、本発明の画像符号化装置は、ＤＣ係数のみを先に算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定することにより、不要なＡＣ係数の計算を省くことができるため、画像符号化処理を高速化させることができる。
【００４１】
また、本発明の画像符号化装置は、前記ＤＣ係数判定手段によってＤＣ係数が適正であると判定された場合、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数の内のＡＣ係数が適正か否かを判定するＡＣ係数判定手段を有し、前記補正手段は、前記ＡＣ係数判定手段によってＡＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正する構成を有している。
【００４２】
この構成により、本発明の画像符号化装置は、ＤＣ係数が適正であると判定されたＤＣＴ係数に対して、ＡＣ係数が適正か否かを判定するため、ＡＣ係数が不適正となる確率は大幅に減少するため、符号化処理の負荷を軽減させることができる。
【００４３】
本発明の画像符号化復号システムは、入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化装置と、符号化された量子化ＤＣＴ係数を復号し、復号して得られた量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してＩＤＣＴ演算を行う画像復号装置と、を備えた画像符号化復号システムであって、前記画像符号化装置は、前記入力画像データのＤＣＴ係数を算出し、算出されたＤＣＴ係数が適正か否かを判定するＤＣＴ係数判定手段を有し、前記画像復号装置は、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うクリップ手段と、前記ＤＣＴ係数判定手段による判定結果に基づいて前記クリップ手段によるクリップ処理が必要か否かを判定するクリップ要否判定手段と、を有し、前記クリップ手段は、前記クリップ要否判定手段によってクリップ処理が必要であると判定された場合、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行う構成を有している。
【００４４】
この構成により、本発明の画像符号化復号システムは、ＤＣＴ係数が適正か否かを判定した結果に基づいてクリップ処理が必要か否かを判定することにより、必要な場合にのみクリップ処理を行うため、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、必要な場合には、クリップ処理を行うため、復号画像の画質を向上させることができる。
【００４５】
本発明の画像符号化方法は、入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化方法において、前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記入力画像データを補正する補正ステップを備える。
【００４６】
この構成により、本発明の画像符号化方法は、入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように入力画像データを補正するため、復号時のクリップ処理が不要となる。したがって、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、クリップ処理が行われない画像復号装置においても、画像のノイズを低減させることができる。
【００４７】
また、本発明の画像符号化方法は、入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化ステップ幅で量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化方法において、前記入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように、前記量子化ステップ幅を決定する量子化ステップ幅決定ステップを備える。
【００４８】
この構成により、本発明の画像符号化方法は、入力画像データの復号時におけるＤＣＴ係数が所定範囲内となるように量子化ステップ幅を決定するため、復号時のクリップ処理が不要となる。したがって、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、クリップ処理が行われない画像復号装置においても、画像のノイズを低減させることができる。
【００４９】
また、本発明の画像符号化方法は、前記入力画像データのＤＣ係数を算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定するＤＣ係数判定ステップを有し、前記補正ステップは、前記ＤＣ係数判定ステップでＤＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正する。
【００５０】
この構成により、本発明の画像符号化方法は、ＤＣ係数のみを先に算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定することにより、不要なＡＣ係数の計算を省くことができるため、画像符号化処理を高速化させることができる。
【００５１】
また、本発明の画像符号化方法は、前記ＤＣ係数判定ステップでＤＣ係数が適正であると判定された場合、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数の内のＡＣ係数が適正か否かを判定するＡＣ係数判定ステップを有し、前記補正ステップは、前記ＡＣ係数判定ステップでＡＣ係数が適正ではないと判定された場合、前記入力画像データを補正する。
【００５２】
この構成により、本発明の画像符号化方法は、ＤＣ係数が適正であると判定されたＤＣＴ係数に対して、ＡＣ係数が適正か否かを判定するため、ＡＣ係数が不適正となる確率は大幅に減少するため、符号化処理の負荷を軽減させることができる。
【００５３】
本発明の画像符号化復号方法は、入力画像を表す入力画像データに対してＤＣＴ演算を行い、前記ＤＣＴ演算により得られたＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られた量子化ＤＣＴ係数を符号化する画像符号化方法と、符号化された量子化ＤＣＴ係数を復号し、復号して得られた量子化ＤＣＴ係数を逆量子化し、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してＩＤＣＴ演算を行う画像復号方法と、を備えた画像符号化復号方法であって、前記画像符号化方法は、前記入力画像データのＤＣＴ係数を算出し、算出されたＤＣＴ係数が適正か否かを判定するＤＣＴ係数判定ステップを有し、前記画像復号方法は、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うクリップステップと、前記ＤＣＴ係数判定ステップにおける判定結果に基づいて前記クリップステップにおいてクリップ処理が必要か否かを判定するクリップ要否判定ステップと、を有し、前記クリップステップは、前記クリップ要否判定ステップでクリップ処理が必要であると判定された場合、逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行う。
【００５４】
この構成により、本発明の画像符号化復号方法は、ＤＣＴ係数が適正か否かを判定した結果に基づいてクリップ処理が必要か否かを判定することにより、必要な場合にのみクリップ処理を行うため、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、必要な場合には、クリップ処理を行うため、復号画像の画質を向上させることができる。
【００５５】
本発明のプログラムは、上記画像符号化方法、または画像符号化復号方法におけるステップをコンピュータに実行させるものである。
【００５６】
本発明の記録媒体は、上記プログラムを記録したものである。
【発明の効果】
【００５７】
本発明は、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができるという効果を有する画像符号化装置、画像符号化復号システム、画像符号化方法、および画像符号化復号方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態の画像符号化復号システムについて、図面を参照して説明する。なお、画像符号化復号システムは、入力画像を表す入力画像データを符号化する画像符号化装置と、画像符号化装置が符号化して得られた符号化画像データを復号する画像復号装置と、を有して構成されている。
【００５９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の画像符号化装置を図１に示す。
【００６０】
図１に示すように、入力画像を表す入力画像データを画素ブロック単位に分割するブロック分割手段１と、イントラ符号化またはインター符号化を切り換える切替スイッチ２と、入力画像データを補正する補正手段３と、画素ブロック単位の離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform）処理を行うＤＣＴ演算手段５と、ＤＣＴ係数を量子化する量子化手段６と、可変長符号を割付けるＶＬＣ（Variable Length Coder：可変長符号化）７と、量子化されたデータを逆量子化する逆量子化手段８と、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ：Inverse Discrete Cosine Transform）処理を行うＩＤＣＴ演算手段９と、前フレーム画像データがインター符号化された場合に、現フレーム画像データを前フレーム画像データに加算する加算手段１０と、前フレーム画像データを格納するフレームバッファ１４と、前フレーム画像データがイントラ符号化されたか、またはインター符号化されたかにより切り替えられる切替スイッチ１１と、前フレーム画像データと現フレーム画像データの差分データを生成する減算手段４と、画素ブロック単位のデータから動きベクトルを生成する動き検出手段１３と、前フレーム画像の中から現画素ブロックの類似した画像を検索する動き補償手段１２と、を有して構成されている。
【００６１】
以上のように構成された画像符号化装置について、その動作を説明する。
【００６２】
まず、入力画像データは、ブロック分割手段１に送られる。ブロック分割手段１は、入力画像データを画素ブロック単位に分割し、この画素ブロックを切替スイッチ２を介して補正手段３に送る。次に、補正手段３は、画素ブロックの画素値範囲を制限する。
【００６３】
ここで、補正手段３が行う画素値範囲の制限について図２を参照して説明する。図２において、横軸は空間的な座標であり、縦軸は画素値を表し、画素値の制限範囲である有効画素範囲はｓ１〜ｓ２である。なお、有効画素範囲とは、復号時のＤＣＴ係数に対してクリップ処理を必要としない範囲である。また、図２（ａ）に示すグラフは画素値範囲の制限前の画素値を表し、有効画素範囲外の画素値が存在する。補正手段３は、図２（ｂ）に示すように、有効画素範囲（ｓ１〜ｓ２）内に画素ブロックの画素値を制限し、その画素ブロックをＤＣＴ演算手段５に送る。
【００６４】
次に、ＤＣＴ演算手段５は、補正手段３によって画素値が制限された画素ブロックに対して離散コサイン変換処理（以下、ＤＣＴ処理という。）を行い、この処理により得られたＤＣＴ係数を量子化手段６に送る。量子化手段６は、所定の量子化値、すなわち量子化ステップ幅でＤＣＴ係数を量子化し、量子化して得られたＤＣＴ係数をジグザグスキャンによって並べ換え、その出力データをＶＬＣ７に送る。ＶＬＣ７は、ジグザグスキャン後の出力データを可変長符号化（ＶＬＣ）し、bitStreamとして出力する。
【００６５】
ここで、補正手段３の画素値の制限におけるＤＣ係数の変化について、図３および図４を用いて説明する。図３および図４は８×８の画素ブロックを示す。また、図３（ａ）および図４（ａ）の画素ブロック内に記述された数値は画素値であり、図３（ｂ）および図４（ｂ）の画素ブロック内に記述された数値はＤＣＴ係数である。なお、図３（ｂ）および図４（ｂ）が示すＤＣＴ係数の中で左上に示す値がＤＣ係数である。
【００６６】
図３（ａ）に示す画素ブロック内の画素値は全て２５５であり、この画素ブロックに対してＤＣＴ処理を行った場合、図３（ｂ）に示すようにＤＣ係数は２０４０となる。ＤＣ係数（２０４０）を量子化ステップ幅（１６）で量子化した場合、復号時にＤＣ係数のクリップ処理を施さなければ、ＤＣ係数を格納するための１２ビット長のメモリに対して、１２ビット（−２０４８〜２０４７）より大きな値（２０４８）を代入することになる。これにより、復号時にＤＣ係数に正確な値が代入されず、復号画像にノイズが発生する。そこで、補正手段３は、図４（ａ）に示す画素ブロックのように、例えば、０〜２５０の範囲で画素値範囲を制限する。これにより、図４（ｂ）に示すようにＤＣ係数は２０００となり、この値は量子化ステップ幅に関わらず、復号時にＤＣ係数のクリップ処理を必要としない。
【００６７】
このような本発明の第１の実施の形態に係る画像符号化装置によれば、入力画像データの復号時におけるＤＣ係数が所定範囲内となるように入力画像データを補正するため、復号時のクリップ処理が不要となる。したがって、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、クリップ処理が行われない画像復号装置においても、画像のノイズを低減させることができる。
【００６８】
なお、補正手段３は、画素ブロックの画素値を正規化してもよい。ここで、図５を用いて画素値の正規化について説明する。図５において、横軸は空間的な座標であり、縦軸は画素値を表し、画素値の有効画素範囲はｓ１〜ｓ２である。図５（ａ）に示すグラフは正規化前の画素値を表し、有効画素範囲外の画素値が存在する。補正手段３は、図５（ｂ）に示すように、画素値を正規化することにより、画素値を有効画素範囲内に収めることができる。画素値を有効画素範囲内に収めるべく正規化範囲をｓ１〜ｓ２、正規化前の画素値範囲をｇ１〜ｇ２とすると、正規化前の画素値Ｇｉｎに対して正規化後の画素値Ｇｏｕｔは以下の式（５）で算出される。
【００６９】
【数５】
2007281949.tif 000004
【００７０】
補正手段３は、以上の画素値の正規化を画素ブロック内の全ての画素に対して行う。
【００７１】
なお、本実施形態では、ＤＣ係数について言及したが、ＡＣ係数またはＤＣＴ係数全体に対しても、同様の処理を行ってもよい。
【００７２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る画像符号化装置を図６に示す。
【００７３】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る画像符号化装置を構成する構成要素のうち、本発明の第１の実施の形態に係る画像符号化装置を構成する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
【００７４】
図６に示すように、画像符号化装置は、ブロック分割手段１と、切替スイッチ２と、量子化ステップ幅を決定する量子化ステップ幅決定手段１５と、ＤＣＴ演算手段５と、量子化手段６と、ＶＬＣ７と、逆量子化手段８と、ＩＤＣＴ演算手段９と、加算手段１０と、フレームバッファ１４と、切替スイッチ１１と、減算手段４と、動き検出手段１３と、動き補償手段１２と、を有して構成されている。
【００７５】
以上のように構成された画像符号化装置について、その動作を説明する。
【００７６】
まず、入力画像データは、ブロック分割手段１に送られる。ブロック分割手段１は、入力画像データを画素ブロック単位に分割し、この画素ブロックを切替スイッチ２を介してＤＣＴ演算手段５に送る。
【００７７】
ＤＣＴ演算手段５は、画素ブロックに対してＤＣＴ処理を行うことによりＤＣＴ係数を算出し、算出されたＤＣＴ係数を量子化ステップ幅決定手段１５および量子化手段６に送る。
【００７８】
量子化ステップ幅決定手段１５は、ＤＣＴ係数中のＤＣ係数を参照し、参照されたＤＣ係数が適正かどうか、すなわち、ＤＣ係数が復号時にクリップ処理を必要とするかどうかを以下の式（６）から判定する。式（６）を満たす場合、復号時のＤＣ係数のクリップ処理は不要となる。本実施形態では、以下の式（６）を満たすＤＣ係数を「適正なＤＣ係数」と表現する。
【００７９】
【数６】
2007281949.tif 000005
【００８０】
なお、式（６）において、ＤＣはＤＣ係数、Ｓ１はＤＣ係数の下限値、Ｓ２はＤＣ係数の上限値、ｑはＤＣ係数の量子化ステップ幅、ｒｏｕｎｄ関数は引数を四捨五入することを表す。
【００８１】
量子化ステップ幅決定手段１５は、式（６）を満たさず、復号時のクリップ処理が必要と判定した場合、量子化ステップ幅を変更する。量子化ステップ幅決定手段１５による量子化ステップ幅の変更は、式（６）を満たすまで繰り返される。量子化ステップ幅決定手段１５は、式（６）を満たした場合には、適正なＤＣ係数となる量子化ステップ幅を量子化手段６へ送る。
【００８２】
量子化手段６は、ＤＣＴ演算手段５から送られたＤＣＴ係数と、量子化ステップ幅決定手段１５から送られた量子化ステップ幅を用いてＤＣＴ係数の量子化を行う。
【００８３】
以下、本発明の第１の実施の形態と同様の手順で符号化を行う。
【００８４】
このような本発明の第２の実施の形態に係る画像符号化装置によれば、入力画像データの復号時におけるＤＣ係数が所定範囲内となるように量子化ステップ幅を決定するため、復号時のクリップ処理が不要となる。したがって、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、クリップ処理が行われない画像復号装置においても、画像のノイズを低減させることができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、ＤＣ係数について言及したが、ＡＣ係数またはＤＣＴ係数全体に対しても、同様の処理を行ってもよい。
【００８６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る画像符号化装置を図７に示す。
【００８７】
なお、本発明の第３の実施の形態に係る画像符号化装置を構成する構成要素のうち、本発明の第２の実施の形態に係る画像符号化装置を構成する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
【００８８】
図７に示すように、画像符号化装置は、ブロック分割手段１と、切替スイッチ２と、ＤＣ係数が適正か否かを判定するＤＣ係数判定手段１６と、補正手段３と、ＤＣＴ演算手段５と、ＡＣ係数が適正か否かを判定するＡＣ係数判定手段１７と、ＤＣＴ係数を量子化する量子化手段６と、ＶＬＣ７と、逆量子化手段８と、ＩＤＣＴ演算手段９と、加算手段１０と、フレームバッファ１４と、切替スイッチ１１と、減算手段４と、動き検出手段１３と、動き補償手段１２と、を有して構成されている。
【００８９】
以上のように構成された画像符号化装置について、その動作を説明する。
【００９０】
まず、入力画像データは、ブロック分割手段１に送られる。ブロック分割手段１は、入力画像データを画素ブロック単位に分割し、この画素ブロックを切替スイッチ２を介してＤＣ係数判定手段１６に送る。
【００９１】
ＤＣ係数判定手段１６は、画素ブロックのＤＣ係数を算出する。
【００９２】
ここで、一般的なＤＣＴ計算について説明する。ＤＣＴ係数を算出する場合、以下の式（７）が用いられる。なお、式（７）は、８×８の画素ブロックに対するＤＣＴ計算式であり、（ｘ，ｙ）はＤＣＴ処理前の画素ブロックの座標、（ｕ，ｖ）はＤＣＴ処理後の座標、ｆ（ｘ，ｙ）は座標（ｘ，ｙ）に対する画素値、Ｆ（ｕ，ｖ）は座標（ｕ，ｖ）に対するＤＣＴ係数をそれぞれ表す。
【００９３】
【数７】
2007281949.tif 000006
【００９４】
ＤＣＴ係数の中のＤＣ係数のみを計算する場合、ＤＣ係数は座標（０，０）のＤＣＴ係数（Ｆ（０，０））であるため、式（７）を変形して、以下の式（８）のように表すことができる。
【００９５】
【数８】
2007281949.tif 000007
【００９６】
このように、ＤＣ係数は少ない演算量で算出することができる。ＤＣ係数判定手段１６は、式（８）を用いて、ＤＣ係数のみを先に算出し、ＤＣ係数が適正か否か、すなわち、復号時のＤＣ係数に対してクリップ処理を必要とするか否かを判定する。ＤＣ係数判定手段１６は、ＤＣ係数が適正であると判定した場合、画素ブロックをＤＣＴ演算手段５に送る。
【００９７】
また、ＤＣ係数判定手段１６は、ＤＣ係数が適正でないと判定した場合には、画素ブロックを補正手段３に送る。そして、補正手段３は、画素ブロックの画素値範囲の制限または画素値の正規化を行う。補正手段３による画素値範囲の制限または画素値の正規化後に、ＤＣ係数判定手段１６は、再度ＤＣ係数が適正か否かを判定する。補正手段３は、再度ＤＣ係数が適正でないと判定された場合には、画素値の制限範囲または正規化範囲を変更して、画素ブロックの画素値範囲の制限または画素値の正規化を行う。以上の処理を、ＤＣ係数が適正となるまで繰り返す。
【００９８】
ＤＣ係数判定手段１６によって、ＤＣ係数が適正と判定された後、ＤＣＴ演算手段５は、ＤＣＴ係数を算出し、算出されたＤＣＴ係数をＡＣ係数判定手段１７に送る。
【００９９】
ＡＣ係数判定手段１７は、ＤＣＴ係数の中のＡＣ係数が適正か否かを判定する。ＡＣ係数判定手段１７によってＡＣ係数が適正でないと判定された場合、補正手段３は、画素ブロックの画素値範囲の制限または画素値の正規化を行い、ＤＣ係数判定手段１６の処理から、同様の処理をＡＣ係数が適正となるまで繰り返す。
【０１００】
ＡＣ係数判定手段１７は、ＡＣ係数が適正であると判定した場合には、ＤＣＴ係数を量子化手段６に送り、以降の処理は、第１の実施の形態と同様の手順で行われる。
【０１０１】
このような本発明の第３の実施の形態に係る画像符号化装置によれば、ＤＣ係数のみを先に算出し、算出されたＤＣ係数が適正か否かを判定することにより、不要なＡＣ係数の計算を省くことができるため、画像符号化処理を高速化させることができる。
【０１０２】
また、ＤＣ係数が適正であると判定されたＤＣＴ係数に対して、ＡＣ係数が適正か否かを判定するため、ＡＣ係数が不適正となる確率は大幅に減少するため、符号化処理の負荷を軽減させることができる。
【０１０３】
なお、ＤＣ係数判定手段１６によってＤＣ係数が適正であると判定された場合であっても、補正手段３による画素値の補正において、画素値の制限範囲または正規化範囲を徐々に広げるようにしてもよい。
【０１０４】
これにより、最も画像劣化が少ない画素値範囲の制限または正規化を行うことが可能となる。
【０１０５】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る画像符号化復号装置を図８に示し、画像復号装置を図９に示す。
【０１０６】
なお、本発明の第４の実施の形態に係る画像符号化装置を構成する構成要素のうち、本発明の第３の実施の形態に係る画像符号化装置を構成する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
【０１０７】
図８に示すように、画像符号化装置は、ブロック分割手段１と、切替スイッチ２と、ＤＣ係数判定手段１６と、補正手段３と、ＤＣＴ演算手段５と、ＡＣ係数判定手段１７と、量子化手段６と、ＶＬＣ７と、付加情報を割り付ける付加情報割付手段１８と、逆量子化手段８と、ＩＤＣＴ演算手段９と、加算手段１０と、フレームバッファ１４と、切替スイッチ１１と、減算手段４と、動き検出手段１３と、動き補償手段１２と、を有して構成されている。
【０１０８】
また、図９に示すように、画像復号装置は、可変長復号するＶＬＤ（Variable Length Decoder：可変長復号）２１と、量子化されたデータを逆量子化する逆量子化手段２２と、ＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行うクリップ手段２３と、逆離散コサイン変換処理を行うＩＤＣＴ演算手段２４と、付加情報を分離する付加情報分離手段２５と、クリップ処理が必要か否かを判定するクリップ要否判定手段２６と、を有して構成されている。
【０１０９】
以上のように構成された画像符号化復号システムについて、その動作を説明する。
【０１１０】
まず、第３の実施の形態と同様の手順で入力画像データの符号化が行われる。そして、付加情報割付手段１８は、付加情報を符号化後のbitStreamに付加する。
【０１１１】
なお、付加情報は、補正手段３で用いられた補正情報、また、ＤＣ係数判定手段１６によって判定された結果を表す判定情報、または、ＡＣ係数判定手段１７によって判定された結果を表す判定情報等の画像符号化の際に用いられた情報を表す。また、付加情報割付手段１８は、一般の画像復号装置に影響を与えない、例えば、ＭＰＥＧ−４のユーザデータ領域に付加情報を配置する。
【０１１２】
以下、付加情報割付手段１８が、付加情報としてbitStreamに「画像復号装置のクリップ処理の有無情報」を割り付けたものとして説明する。すなわち、ＤＣ係数判定手段１６によってＤＣ係数が適正か否か、または、ＡＣ係数判定手段１７によってＡＣ係数が適正か否かの情報が生成され、付加情報割付手段１８は、その情報をbitStreamに付加する。ここでは、ＤＣ係数判定手段１６によってＤＣ係数が適正でないと判定された場合、または、ＡＣ係数判定手段１７によってＡＣ係数が適正でないと判定された場合であっても、補正手段３による画素値の補正は行われないものとする。
【０１１３】
次に、付加情報分離手段２５は、入力されたbitStreamから付加情報を分離する。ＶＬＤ２１は、bitStreamから量子化ＤＣＴ係数を得るために、可変長符号化されたデータを復号する。逆量子化手段２２は、量子化ＤＣＴ係数に、符号化時と同じ量子化ステップ幅を乗算することで逆量子化を行う。
【０１１４】
一方、クリップ要否判定手段２６は、付加情報分離手段２５によって分離された付加情報に基づいて、ＤＣ係数またはＡＣ係数のクリップ処理の有無を判定する。クリップ要否判定手段２６によってクリップ処理が必要であると判定された場合、クリップ手段２３は、逆量子化手段２２が逆量子化して得られたＤＣＴ係数に対してクリップ処理を行う。
【０１１５】
また、クリップ要否判定手段２６によってクリップ処理が必要であると判定されなかった場合には、クリップ手段２３は、逆量子化手段２２が逆量子化して得られたＤＣＴ係数をそのままＩＤＣＴ演算手段２４に送る。
【０１１６】
このような本発明の第４の実施の形態に係る画像符号化復号システムによれば、ＤＣＴ係数が適正か否かを判定した結果に基づいてクリップ処理が必要か否かを判定することにより、必要な場合にのみクリップ処理を行うため、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができる。さらに、必要な場合には、クリップ処理を行うため、復号画像の画質を向上させることができる。
【０１１７】
なお、付加情報割付手段１８は、「画素値範囲の制限により切り捨てられた画素情報」を付加情報としてbitStreamに割り付けるようになっていても良い。この付加情報は、補正手段３による画素値範囲の制限により切り捨てられた画像データである。
【０１１８】
クリップ要否判定手段２６は、付加情報をＩＤＣＴ演算手段２４に送る。ＩＤＣＴ演算手段２４は、逆ＤＣＴ処理により元の画像データを復元し、この画像データに付加情報を付加する。
【０１１９】
これにより、補正手段３によって入力画像の画素値範囲が制限された場合であっても、入力画像の画素値範囲が制限されない場合と等しい画質で画像を復号することができる。
【０１２０】
また、付加情報割付手段１８は、「画素値範囲の制限により切り捨てられた圧縮画素情報」を付加情報としてbitStreamに割り付けるようになっていても良い。この付加情報は、補正手段３による画素値範囲の制限により切り捨てられた画像データを、付加情報割付手段１８が圧縮した画像圧縮データである。
【０１２１】
クリップ要否判定手段２６は、付加情報を分析して伸張した後、伸張して得られた画像データをＩＤＣＴ演算手段２４に送る。ＩＤＣＴ演算手段２４は、逆ＤＣＴ処理により元の画像データを復元し、この画像データに、クリップ要否判定手段２６から送られた画像データを付加する。
【０１２２】
これにより、bitStreamのデータ量を少なくさせることができるとともに、入力画像の画素値範囲が制限されない場合と等しい画質で画像を復号することができる。
【０１２３】
また、付加情報割付手段１８は、「正規化範囲情報」を付加情報としてbitStreamに割り付けるようになっていても良い。この付加情報は、補正手段３による入力画像の画素値の正規化に用いられた正規化範囲である。
【０１２４】
補正手段３がｓ１〜ｓ２の範囲で画素値を正規化した場合、付加情報割付手段１８は、ｓ１、ｓ２の値を「正規化範囲情報」、すなわち、付加情報としてbitStreamに割り付ける。そして、クリップ要否判定手段２６は、ｓ１、ｓ２の値に基づいて正規化前の画素値を以下の式（９）を用いて算出する。ここで、正規化範囲をｓ１〜ｓ２、正規化前の画素値範囲をｇ１〜ｇ２、正規化後の画素値をＧｓとする。
【０１２５】
【数９】
2007281949.tif 000008
【０１２６】
これにより、正規化された画素値を元の画素値のダイナミックレンジへ戻すことで、僅かな画質の劣化は生じるが、入力画像の正規化を行わない場合と同等の画質で画像を復号することができる。
【０１２７】
このような構成の画像符号化装置及び画像復号装置を設けることで、一般の画像復号装置に影響を与えることなく、特定の画像復号装置においては処理負荷の軽減または高画質な復号が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明に係る画像符号化装置は、復号時のクリップ処理による負荷を軽減させることができるという効果を有し、入力画像を表す入力画像データを符号化する画像符号化装置に関し、特に、復号時の処理負荷を軽減させる画像符号化装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画素値範囲の制限を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画素値範囲制限前における画素値およびＤＣ係数を示す図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る画素値範囲制限後における画素値およびＤＣ係数を示す図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る画素値の正規化処理を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る画像復号装置のブロック図
【図１０】従来の画像符号化装置のブロック図
【図１１】入力画像のフォーマットを示す図
【図１２】入力画像と画素ブロックの関係を示す図
【図１３】画素ブロックのＤＣＴ処理後のＤＣＴ係数を示す図
【図１４】従来の画像復号装置のブロック図
【符号の説明】
【０１３０】
１  ブロック分割手段
２、１１  切替スイッチ
３  補正手段
４  減算手段
５  ＤＣＴ演算手段
６  量子化手段
７  ＶＬＣ
８、２２  逆量子化手段
９、２４  ＩＤＣＴ演算手段
１０  加算手段
１２  動き補償手段
１３  動き検出手段
１４  フレームバッファ
１５  量子化ステップ幅決定手段
１６  ＤＣ係数判定手段
１７  ＡＣ係数判定手段
１８  付加情報割付手段
２１  ＶＬＤ
２３  クリップ手段
２５  付加情報分離手段
２６  クリップ要否判定手段
【図１】
2007281949.tif 000009
【図２】
2007281949.tif 000010
【図３】
2007281949.tif 000011
【図４】
2007281949.tif 000012
【図５】
2007281949.tif 000013
【図６】
2007281949.tif 000014
【図７】
2007281949.tif 000015
【図８】
2007281949.tif 000016
【図９】
2007281949.tif 000017
【図１０】
2007281949.tif 000018
【図１１】
2007281949.tif 000019
【図１２】
2007281949.tif 000020
【図１３】
2007281949.tif 000021
【図１４】
2007281949.tif 000022