(57)【要約】【課題】  画質の劣化を低減しつつ、高圧縮率で画像データを処理する。【解決手段】  ０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３は、画像データを受け入れて互いに異なる予測方法で画素ごとに画素値を予測し、予測誤差算出部２７２は、それぞれの予測誤差を算出する。番号選択部２７４は、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部の番号を可逆用データ生成部２６２に対して出力する。可逆用データ生成部２６２は、番号選択部２７４から入力される予測部の番号に応じて所定の可逆用データを生成する。変更処理部２６４は、画像データの画素値又は可逆用データのいずれかを順次選択し、画像データのビット幅に予測部の番号を区別するためのビットを加えた１０ビットの値を出力する。非可逆符号化部２６６は、変更処理部２６４から入力される変更処理後の画像データを非可逆に符号化し出力する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆とすべき画素に対して、非可逆用データの値を示すビットの最上位ビットよりも上位のビットに１を含む可逆用データを生成する可逆用データ生成手段と、この可逆用データ生成手段が生成した可逆用データを含む画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段とを有する画像処理装置。
【請求項２】
非可逆用データは、非可逆とすべき画素の画素値である請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記可逆用データ生成手段は、可逆用データの最小値と非可逆用データの最大値との差が、非可逆用データの上位側のビットで変化する値になるように可逆用データを生成する請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記可逆用データ生成手段は、可逆用データの上位側のビットが他の可逆用データとは互いに異なるように可逆用データを生成する請求項１乃至３いずれか記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像データから可逆とすべき画素を選択する選択手段をさらに有し、前記可逆用データ生成手段は、前記選択手段が選択した画素に対して可逆用データを生成する請求項１乃至４いずれか記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記選択手段は、画像データ内の注目画素と周囲の画素との相関に応じて画素値を予測する１つ以上の予測手段を有し、該予測手段の予測結果に基づいて、可逆とすべき画素を選択する請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記予測手段に割り当てられた固有の番号を画素ごとに選択することにより、可逆とすべき画素であるか否かを選択する請求項５又は６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記予測手段が予測した画素値の予測誤差が０になる頻度に基づく順位を特定することによって、前記予測手段のいずれかを画素ごとに選択することにより、可逆とすべき画素であるか否かを選択する請求項５又は６記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記選択手段の選択結果に応じて、画像データの一部を画素ごとに可逆用データに変更する変更処理手段をさらに有し、前記非可逆符号化手段は、前記変更処理手段が変更した画像データを非可逆符号化する請求項５乃至８いずれか記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記変更処理手段は、注目画素が孤立している場合には、画像データの一部を可逆用データに変更しない請求項９記載の画像処理装置。
【請求項１１】
非可逆符号化された画像データを復号化する復号化手段と、この復号化手段が復号化した画像データを非可逆用データと可逆用データとに画素ごとに分類する分類手段と、この分類手段が分類した可逆用データに基づいて画素値を生成する画素値生成手段と、この画素値生成手段が生成した画素値、及び非可逆用データに基づいて、再生画像データを組立てる画像データ組立手段とを有する画像処理装置。
【請求項１２】
非可逆用データは、非可逆とすべき画素の画素値であり、可逆用データは、非可逆用データよりも値が大きい請求項１１記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記分類手段が分類した非可逆用データがオーバーフローしている場合に、オーバーフローを解消させるオーバーフロー解消手段をさらに有し、前記画像データ組立手段は、前記オーバーフロー解消手段がオーバーフローを解消させた非可逆用データに基づいて再生画像データを組立てる請求項１１又は１２記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記分類手段は、非可逆用データの最大値と可逆用データの最小値との中間値に基づいて、画像データを分類する請求項１１乃至１３いずれか記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記画素値生成手段は、可逆用データの上位側のビットが同一であるか否かに基づいて、可逆用データが同一であるか否かを判定する同一性判定手段を有する請求項１１乃至１４いずれか記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記画素値生成手段は、前記分類手段が分類した非可逆用データに基づいて画素値を予測する１つ以上の予測手段と、該予測手段が予測した画素値、及び可逆用データに基づいて１つの画素値を決定する画素値決定手段とを有する請求項１１乃至１５いずれか記載の画像処理装置。
【請求項１７】
可逆とすべき画素に対して、非可逆用データの値を示すビットの最上位ビットよりも上位のビットに１を含む可逆用データを生成し、生成した可逆用データを含む画像データを非可逆符号化する画像処理方法。
【請求項１８】
非可逆符号化された画像データを復号化し、復号化した画像データを非可逆用データと可逆用データとに画素ごとに分類し、分類した可逆用データに基づいて画素値を生成し、生成した画素値及び非可逆用データに基づいて、再生画像データを組立てる画像処理方法。
【請求項１９】
非可逆用データと、非可逆用データの最上位ビットよりも上位のビットに１を含む可逆用データとを有する画像データ構造。
【請求項２０】
前記非可逆用データは、非可逆とすべき画素の画素値である請求項１９記載の画像データ構造。
【請求項２１】
前記可逆用データの最小値と前記非可逆用データの最大値との差は、前記非可逆用データの上位側のビットで変化する値である請求項１９又は２０記載の画像データ構造。
【請求項２２】
前記可逆用データは、上位側のビットが他の可逆用データとは互いに異なる請求項１９乃至２１いずれか記載の画像データ構造。
【請求項２３】
前記可逆用データは、画素値を予測した結果に基づく値である請求項１９乃至２２いずれか記載の画像データ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を符号化又は復号化するための画像処理装置、画像処理方法及び画像データ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像データの伝送又は蓄積を効率的に行う画像処理装置として、画質の劣化を低減するために、可逆符号器と非可逆符号器とを画像データに応じて切り替えて、画像データを符号化するものが知られている。この種の画像処理装置において、可逆モードと非可逆モードとを画素単位で切り替えて符号化することは公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５７８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、処理速度を向上させるために、非可逆符号化にはＤＰＣＭ符号化を採用し、可逆符号化には１画素のＲＧＢを１つの色としてとらえた画素値の辞書を用いているので、圧縮率を上げることができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、画質の劣化を低減しつつ、高圧縮率で画像データを処理することができる画像処理装置、画像処理方法及び画像データ構造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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、可逆とすべき画素に対して、非可逆用データの値を示すビットの最上位ビットよりも上位のビットに１を含む可逆用データを生成する可逆用データ生成手段と、この可逆用データ生成手段が生成した可逆用データを含む画像データを非可逆符号化する非可逆符号化手段とを有する画像処理装置にある。即ち、可逆用データは、非可逆用データと共に非可逆符号化されても、非可逆用データより劣化しにくいので、画質の劣化を低減しつつ、高圧縮率で画像データを処理することができる。
【０００７】
好適には、非可逆用データは、非可逆とすべき画素の画素値である。
【０００８】
また、好適には、前記可逆用データ生成手段は、可逆用データの最小値と非可逆用データの最大値との差が、非可逆用データの上位側のビットで変化する値になるように可逆用データを生成する。したがって、可逆用データが示す値と非可逆用データが示す値との差を大きくすることができるので、非可逆用データと可逆用データとの分類を容易にすることができる。
【０００９】
また、好適には、前記可逆用データ生成手段は、可逆用データの上位側のビットが他の可逆用データとは互いに異なるように可逆用データを生成する。
【００１０】
また、好適には、画像データから可逆とすべき画素を選択する選択手段をさらに有し、前記可逆用データ生成手段は、前記選択手段が選択した画素に対して可逆用データを生成する。
【００１１】
また、好適には、前記選択手段は、画像データ内の注目画素と周囲の画素との相関に応じて画素値を予測する１つ以上の予測手段を有し、該予測手段の予測結果に基づいて、可逆とすべき画素を選択する。
【００１２】
また、好適には、前記選択手段は、前記予測手段に割り当てられた固有の番号を画素ごとに選択することにより、可逆とすべき画素であるか否かを選択する。
【００１３】
また、好適には、前記選択手段は、前記予測手段が予測した画素値の予測誤差が０になる頻度に基づく順位を特定することによって、前記予測手段のいずれかを画素ごとに選択することにより、可逆とすべき画素であるか否かを選択する。
例えば、ＣＧ（Computer Graphic）画像は、隣接画素が同一の画素値である場合が多いので、注目画素と周囲の画素との相関に基づく予測誤差が０になる場合が多い。したがって、予測手段の予測結果に基づく可逆用データを非可逆符号化手段が符号化することになるので、ＣＧ画像などを高圧縮率で符号化することができる。
【００１４】
また、好適には、前記選択手段の選択結果に応じて、画像データの一部を画素ごとに可逆用データに変更する変更処理手段をさらに有し、前記非可逆符号化手段は、前記変更処理手段が変更した画像データを非可逆符号化する。
【００１５】
また、好適には、前記変更処理手段は、注目画素が孤立している場合には、画像データの一部を可逆用データに変更しない。即ち、画質に対する影響が小さい画素に対する処理を少なくすることにより、さらに圧縮率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の特徴とするところは、非可逆符号化された画像データを復号化する復号化手段と、この復号化手段が復号化した画像データを非可逆用データと可逆用データとに画素ごとに分類する分類手段と、この分類手段が分類した可逆用データに基づいて画素値を生成する画素値生成手段と、この画素値生成手段が生成した画素値、及び非可逆用データに基づいて、再生画像データを組立てる画像データ組立手段とを有する画像処理装置にある。
即ち、非可逆符号化された画像データを復号化した後に、非可逆用データと可逆用データとを分類して、画素値生成手段が生成した画素値、及び非可逆用データに基づいて再生画像データを組立てることができるので、高圧縮率で符号化された画像データからも、画質の劣化を低減しつつ、再生画像データを組立てることができる。
【００１７】
好適には、非可逆用データは、非可逆とすべき画素の画素値であり、可逆用データは、非可逆用データよりも値が大きい。
【００１８】
また、好適には、前記分類手段が分類した非可逆用データがオーバーフローしている場合に、オーバーフローを解消させるオーバーフロー解消手段をさらに有し、前記画像データ組立手段は、前記オーバーフロー解消手段がオーバーフローを解消させた非可逆用データに基づいて再生画像データを組立てる。
【００１９】
また、好適には、前記分類手段は、非可逆用データの最大値と可逆用データの最小値との中間値に基づいて、画像データを分類する。
【００２０】
また、好適には、前記画素値生成手段は、可逆用データの上位側のビットが同一であるか否かに基づいて、可逆用データが同一であるか否かを判定する同一性判定手段を有する。
即ち、可逆用データから画像データの画素値を正確に生成することができる。
【００２１】
また、好適には、前記画素値生成手段は、前記分類手段が分類した非可逆用データに基づいて画素値を予測する１つ以上の予測手段と、該予測手段が予測した画素値、及び可逆用データに基づいて１つの画素値を決定する画素値決定手段とを有する。
【００２２】
また、本発明の第３の特徴とするところは、可逆とすべき画素に対して、非可逆用データの値を示すビットの最上位ビットよりも上位のビットに１を含む可逆用データを生成し、生成した可逆用データを含む画像データを非可逆符号化する画像処理方法にある。
【００２３】
また、本発明の第４の特徴とするところは、非可逆符号化された画像データを復号化し、復号化した画像データを非可逆用データと可逆用データとに画素ごとに分類し、分類した可逆用データに基づいて画素値を生成し、生成した画素値及び非可逆用データに基づいて、再生画像データを組立てる画像処理方法にある。
【００２４】
また、本発明の第５の特徴とするところは、非可逆用データと、非可逆用データの最上位ビットよりも上位のビットに１を含む可逆用データとを有する画像データ構造にある。したがって、非可逆用データと可逆用データとの分類が容易であると共に、非可逆用データの最上位ビットよりも上位のビットにより示される可逆用データの値は、非可逆用データと共に非可逆符号化されても、非可逆用データより劣化しにくいので、画像を符号化又は復号化する場合に、画質の劣化を低減しつつ、高圧縮率で処理することが可能である。
【００２５】
好適には、前記非可逆用データは、非可逆とすべき画素の画素値である。
【００２６】
また、好適には、前記可逆用データの最小値と前記非可逆用データの最大値との差は、前記非可逆用データの上位側のビットで変化する値である。したがって、可逆用データが示す値と非可逆用データが示す値との差を大きくすることができるので、非可逆用データと可逆用データとの分類をさらに容易にすることができる。
【００２７】
また、好適には、前記可逆用データは、上位側のビットが他の可逆用データとは互いに異なる。したがって、可逆用データを誤認することを低減することができる。
【００２８】
また、好適には、前記可逆用データは、画素値を予測した結果に基づく値である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、画質の劣化を低減しつつ、高圧縮率で画像データを処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像処理装置１の概要が示されている。画像処理装置１は、表示装置及びキーボードなどを含むユーザインタフェース装置（ＵＩ装置）１０、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記憶装置１２、印刷装置１４、通信装置１６及び制御装置２などから構成される。制御装置２は、ＣＰＵ２０及びメモリ２２などを含み、画像処理装置１を構成する各部を制御する。
つまり、画像処理装置１は、コンピュータとしての機能を含み、例えばＵＩ装置１０を介して入力された画像の符号化条件に応じて、記憶媒体１２０又は通信装置１６を介して受け入れた画像データを処理し、ＵＩ装置１０の表示装置、又は印刷装置１４に画像を出力することができるようにされている。
【００３１】
図２は、制御装置２内に含まれ、画像データを符号化（圧縮）及び復号化（伸張）する符号処理部２４の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、符号処理部２４は、符号器２６及び復号器２８を有する。符号器２６は、例えば画像データを受け入れて符号化し、符号ストリームとして復号器２８に対して出力する。復号器２８は、例えばＪＰＥＧ２０００に準拠しており、符号器２６が出力した符号ストリームを取得して復号化し、再生画像データを出力する。また、符号器２６は符号ストリームをメモリ２２（又は記憶装置１２）などに対して出力し、復号器２８は符号ストリームをメモリ２２（又は記憶装置１２）などから取得するようにしてもよい。
また、符号処理部２４は、例えば符号器２６及び復号器２８がＣＰＵ２０により実行されるソフトウェア（プログラム）からなる構成であってもよい。
【００３２】
次に、符号器２６の詳細について説明する。
図３は、符号器２６の構成を示すブロック図である。図３に示すように、符号器２６は、可逆画素選択部２６０、可逆用データ生成部２６２、変更処理部２６４及び非可逆符号化部２６６から構成される。
【００３３】
可逆画素選択部２６０は、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２、３番予測部２７０−３、予測誤差算出部２７２及び番号選択部２７４から構成される。０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３は、例えば８ビット（２５６階調）の画像データを受け入れて互いに異なる予測方法で画素ごとに画素値を予測し、それぞれ予測した画素値を予測誤差算出部２７２に対して出力する。０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３が画素値を予測する方法は、例えば前値予測、行列予測、平均予測及び平面予測などのいずれかである。
【００３４】
予測誤差算出部２７２は、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３がそれぞれ予測した画素値及び画像データを画素ごとに受け入れ、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３それぞれが予測した画素値と実際の画素値との差分（予測誤差）それぞれを算出し、番号選択部２７４に対してそれぞれ出力する。
【００３５】
番号選択部２７４は、予測誤差算出部２７２から０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３それぞれの予測誤差を受け入れ、例えば予測誤差が０になる画素値を予測した予測部の番号（０〜３）を可逆用データ生成部２６２に対して出力する。ただし、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部が複数ある場合には、予測部のいずれか１つの番号を出力し、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部がない場合には、その旨を示す信号を可逆用データ生成部２６２に対して出力するようにされている。
【００３６】
可逆用データ生成部２６２は、番号選択部２７４から入力される予測部の番号に応じて所定の可逆用データ（可逆に符号化すべき画素値）を生成し、変更処理部２６４に対して出力する。つまり、可逆用データ生成部２６２は、予測部の番号を所定の可逆用データに変換している。
【００３７】
ここで、可逆用データ生成部２６２が可逆用データを生成する動作について説明する。
可逆用データ生成部２６２は、後述する番号再生部２９０が正確に予測部の番号を再生できるように、復号後の許容誤差範囲を設定するための設定値Ｐを画像データの最上位ビットの値に設定する。符号器２６に入力される画像データが８ビットの場合、画素値の最大値Ｍ＝２５５であり、設定値Ｐは１２８（画像データの最上位ビットの値）である。
【００３８】
番号選択部２７４が出力する予測部の番号をＫとし、可逆用データ生成部２６２が生成する可逆用データをＱ（Ｋ）とすると、可逆用データＱ（Ｋ）は、例えば下式１の演算により生成される。
【００３９】
Ｑ（Ｋ）＝Ｍ＋１＋（Ｋ＋１）×Ｐ              ・・・（１）
【００４０】
つまり、予測部の番号Ｋ＝０〜３、画素値の最大値Ｍ＝２５５、及び設定値Ｐ＝１２８の場合、可逆用データ生成部２６２が生成する可逆用データは、３８４，５１２，６４０，７６８のいずれかになる。
ただし、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部がない旨を示す信号を番号選択部２７４が出力した場合、可逆用データ生成部２６２は、可逆用データがない旨を示す信号を変更処理部２６４に対して出力するようにされている。
【００４１】
変更処理部２６４は、画像データ（画像データの画素値）、及び可逆用データ生成部２６２が出力する可逆用データ又は可逆用データがない旨を示す信号を画素ごとに受け入れ、画像データの画素値又は可逆用データのいずれかを順次選択し、画像データのビット幅（８ビット）に予測部の番号を区別するためのビット（２ビット）を加えた１０ビットの値として非可逆符号化部２６６に対し出力する。つまり、変更処理部２６４は、可逆用データ生成部２６２が可逆用データを出力した場合、画像データの画素値を可逆用データに変更し、１０ビットの値を出力する処理を画素ごとに行うようにされている。
【００４２】
図４は、変更処理部２６４が画像データの画素値を可逆用データに変更する処理を示す概念図である。変更処理部２６４は、可逆用データがない旨を示す信号を可逆用データ生成部２６２から受け入れた場合、入力された画像データの画素値（０〜２５５）を変更することなく、非可逆符号化されるべき画素値（非可逆画素値）として出力する。ここで、変更処理部２６４は、復号器２８の後述するデータ分類部２８２が非可逆画素値を非可逆用データであると容易に判定できるように、非可逆画素値を下位８ビットで示し、上位２ビットを０とする値を出力する。   
【００４３】
また、変更処理部２６４は、可逆用データ生成部２６２から可逆用データを受け入れた場合、入力された画像データの画素値を可逆用データ（３８４，５１２，６４０，７６８のいずれか）に変更し、可逆に符号化すべき画素値としてとして出力する。ここで、変更処理部２６４が出力する可逆用データは、復号器２８の後述するデータ分類部２８２が可逆用データであると容易に判定できるように、少なくとも上位２ビットのいずれかが１になっている。
【００４４】
非可逆符号化部２６６（図３）は、例えば実数型の９／７非可逆フィルタ（図示せず）などを有し、変更処理部２６４から入力される変更処理後の画像データ（１０ビットの値）をＪＰＥＧ２０００に準拠した復号器で復号できるように非可逆に符号化し、ＪＰＥＧ２０００に準拠した符号ストリーム（符号）を出力する。
【００４５】
次に、符号器２６が画像データを符号化する処理について説明する。
図５は、符号器２６が画像データを符号化する処理（Ｓ１０）を例示するフローチャートである。
図５に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３は、画像データを受け入れて互いに異なる予測方法で画素ごとに画素値を予測する。
【００４６】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、予測誤差算出部２７２は、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３それぞれの予測誤差を算出する。
【００４７】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、番号選択部２７４は、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部の番号（０〜３）を可逆用データ生成部２６２に対して出力する。ただし、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部が複数ある場合には、予測部のいずれか１つの番号を出力し、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部がない場合には、その旨を示す信号を可逆用データ生成部２６２に対して出力する。
【００４８】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、可逆用データ生成部２６２は、番号選択部２７４から入力される予測部の番号に応じて所定の可逆用データ（可逆に符号化すべき画素値）を生成する。
【００４９】
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、変更処理部２６４は、画像データ及び可逆用データ生成部２６２が出力する可逆用データ又は可逆用データがない旨を示す信号を画素ごとに受け入れ、画像データの画素値又は可逆用データのいずれかを順次選択し、画像データのビット幅（８ビット）に予測部の番号を区別するためのビット（２ビット）を加えた１０ビットの値として非可逆符号化部２６６に対し出力する。
【００５０】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、非可逆符号化部２６６は、変更処理部２６４から入力される変更処理後の画像データ（１０ビットの値）をＪＰＥＧ２０００に準拠した復号器で復号できるように非可逆に符号化し出力する。
【００５１】
次に、符号器２６が生成した符号ストリームを復号化して再生画像データを生成することができる復号器２８について説明する。
図６は、復号器２８の構成を示すブロック図である。図６に示すように、復号器２８は、復号化部２８０、データ分類部２８２、可逆画素値生成部２８４、最大値補正部２８６及び画像データ組立部２８８から構成される。
なお、復号器２８において、図３に示した符号器２６を構成する部分と実質的に同一のものには、同一の符号が付してある。
【００５２】
復号化部２８０は、例えばＪＰＥＧ２０００に準拠して符号ストリームを復号化することができるようにされており、符号器２６が生成した符合ストリームを受け入れて復号化し、復号化したデータ（復号データ）をデータ分類部２８２に対して出力する。
【００５３】
データ分類部２８２は、復号化部２８０から復号データを受け入れ、画素値が最大値Ｍと可逆用データＱ（０）との間の所定の値（中間値）よりも小さい場合には画像データであると判定して、最大値補正部２８６、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３に対して出力し、画素値が最大値Ｍと可逆用データＱ（０）との中間値以上の値である場合には可逆用データであると判定して、後述する番号再生部２９０に対して出力する。
このように、データ分類部２８２は、非可逆用データ（非可逆画素値）と可逆用データとのいずれかに復号データを画素ごとに分類する。
【００５４】
可逆画素値生成部２８４は、番号再生部（同一性判定部）２９０、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３及び選択部（画素値決定部）２９２から構成される。
【００５５】
番号再生部２９０は、データ分類部２８２から可逆用データを受け入れ、可逆用データから予測部の番号を再生し、選択部２９２に対して出力する。例えば、番号再生部２９０は、可逆用データがＱ（Ｋ）とＱ（Ｋ＋１）との中間値よりも小さい場合には予測部の番号がＫであると判定し、可逆用データがＱ（Ｋ）とＱ（Ｋ＋１）との中間値以上の値である場合には予測部の番号がＫ＋１であると判定して、判定した予測部の番号を選択部２９２に対して出力する。
【００５６】
このように、番号再生部２９０は、可逆用データ生成部２６２が生成した可逆用データの下位ビットのみが異なるものは同一であると判定するので、非可逆符号化によって可逆用データの値が変化しても、正確に予測部の番号を再生することができる。つまり、可逆用データ生成部２６２が設定した設定値Ｐが予測部の番号を正確に再生するためのガード領域になっている。
【００５７】
選択部２９２は、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３が予測した画素値を画素ごとにそれぞれ受け入れ、番号再生部２９０から入力される予測部の番号により特定される予測部が予測した画素値を画素ごとに選択し、選択した画素値をロスレスで再生すべき画素値（可逆画素値）として画像データ組立部２８８に対し出力する。つまり、選択部２９２は、データ分類部２８２が出力した可逆用データに対する可逆画素値を決定する。
【００５８】
最大値補正部２８６は、データ分類部２８２から入力される非可逆画素値が最大値Ｍよりも大きい値である場合、非可逆画素値を最大値Ｍに補正し、画像データ組立部２８８に対して出力する。つまり、最大値補正部２８６は、非可逆符号化によって非可逆画素値に生じるオーバーフローを解消させる。
【００５９】
画像データ組立部２８８は、最大値補正部２８６から入力される非可逆画素値と、選択部２９２から入力される可逆画素値とを画素ごとに復号データ順に組立てることにより再生画像データを生成して出力する。
【００６０】
次に、復号器２８が再生画像データを生成する処理について説明する。
図７は、復号器２８が再生画像データを生成する処理（Ｓ２０）を例示するフローチャートである。
図７に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、復号化部２８０は、符合ストリームを受け入れて復号化し、復号化したデータ（復号データ）をデータ分類部２８２に対して出力する。
【００６１】
ステップ２０２（Ｓ２０２）において、データ分類部２８２は、復号化部２８０から復号データを受け入れ、画素値が最大値Ｍと可逆用データＱ（０）との中間値よりも小さい場合には画像データであると判定して、最大値補正部２８６、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３に対して出力し、画素値が最大値Ｍと可逆用データＱ（０）との中間値以上の値である場合には可逆用データであると判定して、番号再生部２９０に対して出力する。
【００６２】
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、番号再生部２９０は、データ分類部２８２から可逆用データを受け入れ、可逆用データから予測部の番号を再生し、選択部２９２に対して出力する。
【００６３】
ステップ２０６（Ｓ２０６）において、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３は、それぞれ画素値を画素ごとに予測し、選択部２９２に対して出力する。
【００６４】
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、選択部２９２は、０番予測部２７０−０、１番予測部２７０−１、２番予測部２７０−２及び３番予測部２７０−３が予測した画素値を画素ごとにそれぞれ受け入れ、番号再生部２９０から入力される予測部の番号により特定される予測部が予測した画素値を画素ごとに選択する。つまり、選択部２９２は、データ分類部２８２が出力した可逆用データに対する可逆画素値を決定する。
【００６５】
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、最大値補正部２８６は、データ分類部２８２から入力される非可逆画素値（非可逆用データ）が最大値Ｍよりも大きい値である場合、非可逆画素値を最大値Ｍに補正し、画像データ組立部２８８に対して出力する。
【００６６】
ステップ２１２（Ｓ２１２）において、画像データ組立部２８８は、最大値補正部２８６から入力される非可逆画素値と、選択部２９２から入力される可逆画素値とを画素ごとに復号データ順に組立てることにより再生画像データを生成して出力する。
【００６７】
このように、符号処理部２４は、可逆に符号化すべき画素値を、非可逆に符号化される符号ストリーム内に埋め込むことができ、可逆符号化すべき画素値と非可逆符号化すべき画素値とを混在させて、画質の劣化を低減しつつ、高圧縮率で画像データを処理することができる。
【００６８】
なお、上記実施形態においては、番号選択部２７４が、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部の番号を出力する場合を例に説明したが、これに限定されることなく、予測誤差が０になる画素値を予測した頻度に基づく順位を、予測手段を特定する情報として出力するようにしてもよい。また、可逆画素選択部２６０は、画像データの画素値を可逆用データに変更すべき画素を、注目画素の周囲（４連結又は８連結など）の画素の画素値に応じて選択するようにされてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、設定値Ｐを固定値とする場合を例に説明したが、設定値Ｐを予測部の番号Ｋの関数Ｐ（Ｋ）として、可逆用データＱ（Ｋ）が下式２の演算により生成されるようにしてもよい。
【００７０】
Ｑ（Ｋ）＝Ｍ＋１＋（Ｋ＋１）×Ｐ（Ｋ）        ・・・（２）
【００７１】
ここで、符号器２６が予測部の番号Ｋ＝０〜３の４つの予測部を有し、画像データのビット幅（８ビット）に予測部の番号を区別するためのビット（１ビット）を加えた９ビットの値を可逆用データとする場合を例に、上式２について説明する。
画素値の最大値Ｍは２５５であり、Ｐ（０）＝Ｐ（１）＝Ｐ（２）＝６４（画像データの上位から２ビット目の値）、Ｐ（３）＝６３とする。
【００７２】
可逆用データ生成部２６２は、可逆画素選択部２６０からＫ＝０を受け入れるとＱ（０）＝３２０を出力し、Ｋ＝１を受け入れるとＱ（１）＝３８４を出力し、Ｋ＝２を受け入れるとＱ（２）＝４４８を出力し、Ｋ＝３を受け入れるとＱ（３）＝５１１を出力し、予測誤差が０になる画素値を予測した予測部がない旨を示す信号を受け入れると、可逆用データがない旨を示す信号を変更処理部２６４に対して出力する。
【００７３】
変更処理部２６４は、可逆用データ生成部２６２から可逆用データがない旨を示す信号を受け入れると、画像データの画素値を変更することなく非可逆画素値として０〜２５５の値を出力し、可逆用データ生成部２６２から可逆用データを受け入れると、画像データの画素値を可逆用データに変更し、９ビットの値を出力する処理を画素ごとに行う。
【００７４】
非可逆符号化部２６６は、９ビットの値を非可逆に符号化し、ＪＰＥＧ２０００に準拠した符号ストリーム（符号）を出力する。
【００７５】
また、上述した９ビットの値から生成された符号ストリームを復号化する場合、復号器２８は、復号化部２８０が複合化した復号データの値が０〜２５５であれば、画像データ（非可逆画素値）であると判定し、変更することなく再生画像データとする。また、復号器２８は、復号化部２８０が複合化した復号データの値が２５６〜２８７（２５５＋３２）であれば、画像データにオーバーフローが生じたと判定し、画素値の最大値Ｍ＝２５５を再生画像データとする。また、復号器２８は、復号化部２８０が複合化した復号データの値が２８８〜３５１であれば予測部の番号Ｋ＝０を再生し、復号データの値が３５２〜４１５であれば予測部の番号Ｋ＝１を再生し、復号データの値が４１６〜４７９であれば予測部の番号Ｋ＝２を再生し、復号データの値が４８０〜５１１であれば予測部の番号Ｋ＝０を再生して、予測部が予測した画素値から可逆画素値を選択して再生画像データとする。
【００７６】
また、符号処理部２４は、さらに非可逆画素を予測符号化するものであってもよい。
【００７７】
また、注目画素が画素値の異なる画素で囲まれて孤立している場合、注目画素の画素値を変更しないようにしてもよい。
注目画素が孤立しているか否かを判定する場合、例えば図８（Ａ）〜（Ｃ）に示した画素値の相関関係に応じて判定するようにしてもよい。例えば４つ（２×２）の画素からなる画素ブロック３０が非可逆符号化する画素３ａに囲まれている場合、画素ブロック３０内に配置される可逆符号化すべき画素３又は非可逆符号化する画素３ａの配置パターンに応じて、注目画素が孤立しているか否かを画素ブロック３０ごとに判定するようにしてもよい。例えば画素ブロック３０内に可逆符号化すべき画素３がどのように配置されても、画素ブロック３０内の可逆符号化すべき画素３が孤立していると判定するようにしてもよい。
また、３つ以下の可逆符号化すべき画素３が画素ブロック３０内に含まれる場合に、画素ブロック３０内の可逆符号化すべき画素３が孤立していると判定するようにしてもよい。また、画素ブロック３０内に可逆符号化すべき画素３が１つ含まれる場合に、可逆符号化すべき画素３が孤立していると判定するようにしてもよい。
また、図８（Ｂ）又は図８（Ｃ）に示したように、画素ブロック３０内で対角に可逆符号化すべき画素３が２つ配置された場合に、可逆符号化すべき画素３が孤立していると判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像処理装置の概要を示す構成図である。
【図２】制御装置内に含まれ、画像データを符号化及び復号化する符号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】符号器の構成を示すブロック図である。
【図４】変更処理部が画像データの画素値を可逆用データに変更する処理を示す概念図である。
【図５】符号器が画像データを符号化する処理（Ｓ１０）を例示するフローチャートである。
【図６】復号器の構成を示すブロック図である。
【図７】復号器が再生画像データを生成する処理（Ｓ２０）を例示するフローチャートである。
【図８】注目画素が孤立していると判定するための条件とする画素値の相関関係を例示する画素の配置図であって、（Ａ）は非可逆符号化する画素に囲まれている画素ブロックを示し、（Ｂ）は画素ブロック内で対角に可逆符号化すべき画素が２つ配置された状態の第１例を示し、（Ｃ）は画素ブロック内で対角に可逆符号化すべき画素が２つ配置された状態の第２例を示す配置図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・画像処理装置
２・・・制御装置
２０・・・ＣＰＵ
２２・・・メモリ
２４・・・符号処理部
２６・・・符号器
２６０・・・可逆画素選択部
２６２・・・可逆用データ生成部
２６４・・・変更処理部
２６６・・・非可逆符号化部
２７０−０・・・０番予測部
２７０−１・・・１番予測部
２７０−２・・・２番予測部
２７０−３・・・３番予測部
２７２・・・予測誤差算出部
２７４・・・番号選択部
２８・・・復号器
２８０・・・復号化部
２８２・・・データ分類部
２８４・・・可逆画素値生成部
２８６・・・最大値補正部
２８８・・・画像データ組立部
２９０・・・番号再生部
２９２・・・選択部
３・・・可逆符号化すべき画素
３ａ・・・非可逆符号化する画素
３０・・・画素ブロック
【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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