WO1997006641A1

WO1997006641A1 - Image encoder, image decoder, image decoding method, and image transmitting system

Info

Publication number: WO1997006641A1
Application number: PCT/JP1996/002175
Authority: WO
Inventors: Shinya Kadono; Kenjiro Tsuda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1997-02-20
Also published as: JPH0951504A; KR19990036088A; EP0843481A1; AU6630196A; CN1195449A; EP0843481A4

Description

明細書

発明の名称

画像符号化装置、画像復号化装置及びその方法ならびに画像伝送システム技術分野

本発明は、画像信号を記録または伝送する際に、記録に必要な容量や伝送に必要な伝送レー卜を削減することを目的として、画像信号のデータ量を削減して符号化する画像符号化装置と、それを正しく復号化する画像復号化装置に関する。背景技術

自然画像に対する画像符号化装置としては、 J P E Gや M P E Gが符号化効率が高い手法であることはよく知られている。いずれの手法も入力画像信号を複数の画素からなる矩形形状のプロックに分割し、直交変換手段でプロック単位の直交変換（離散コサイン変換）を行い、量子化手段で所定の量子化ステツプにより量子化した後、可変長符号化手段で可変長符号化を行って、符号化信号を出力するようにしている。

一方、画像信号には、通常の 1枚の画面で構成される画像信号以外に、人工的に複数の画像を合成して生成された合成画像がある。このような合成画像では、画像符号化装置で合成前の各画面を符号化すれば、画像復号化装置で合成前の画像と合成後の画像を任意に選択して復号化し、再生画像を得ることができ、画像データベース等に利用できる。合成画像では輝度'色差のカラー信号以外に画像の合成の割合を表す透過度情報（形状情報）と呼ばれる信号が必要である。この透過度情報が 1 0 0 % の場合はその画像信号は透明であることを意味し、符号化する必要がない。そこで、この透過度情報が 1 0 0 %でない不透明の画素のみ画素値を符号化すれば、効率の良い符号化を行うことができる。この不透明な画素の集合は一般に矩形形状ではないので、 J P E Gや M P E Gで使用されている離散コサイン変換をそのまま使用することが不可能である。そこで、矩形以外の形状でも効率よく符号化できる形状適応的な直交変換の実現手法について、 "Coding of Arbitrarily Shaped Image Segments Based on a generalized Orthogonal Transform", Gilge et.al, Signal Processing: Image Communication vol. 1 1989等で検时結果力、' 報告されている。

また、特願平 6 _ 2 7 1 5 4 2号の「画像信号符号化の方法」では、形状適応的な直交変換よりも容易な手法で、矩形以外の形状でも画素値挿入により効率よく符号化できる手法を提案している。

しかしながら前述した画像符号化装置では、同じサイズの矩形プロック単位以外の直交変換後の量子化手段等の最適化については検討されておらず、符号化効率向上の観点からまだ改善の余地があつた。

また、 Gilge らの手法は直交変換の基底関数の導出に複雑な計算が必要であり、実現が困難であった。しかし計算が簡単な画素値挿入による符号化手法で、挿入方法を改善することにより更に画質向上が実現できる余地がある。発明の開示

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、異なるサイズのプロックを直交変換した後の量子化手段を、ビットレー卜の観点から最適化した画像符号化装置及び画像復号化装置、また画像符号化方法及び画像復号化方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、

第 1の発明は、入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底生成手段で生成された直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号の D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記直交変換手段から与えられた直交変換信号のうち D C成分に対しては、その量子化ステツプを前記 D C正規化係数計算手段で得られた D C正規化係数で乗算し、前記直交変換手段から与えられた直交変換信号のうち非 D C成分に対しては、標準の量子化ステツプで前記直交変換信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 2の発明は、符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によつて入力画像信号の直交変換した D C成分の量子化ステツプを制御する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号のうち D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち D C成分に対しては、その量子化ステップを前記 D C正規化係数計算手段で得られた D C 正規化係数で乗算して逆量子化し、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち非 D C成分に対しては、標準量子化ステツプで前記復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とするものである。第 3の発明は、入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号と参照プロックの D C成分とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化し、且つ D C成分をプロック単位で差分符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号の D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記参照プロックの D C成分に前記 D C正規化係数計算手段で計算された D C正規化係数を乗算し、得られた D C 成分と前記参照プロックの D C成分の差である D C差分成分を出力する D C予測符号化手段と、前記 D C予測符号化手段出力の D C差分成分と前記直交変換手段の出力信号の A C成分を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 4の発明は、符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によつて入力画像信号の直交変換した D C成分が参照するプロックの D C成分を補正する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号と前記参照プロックの D C成分を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記復号化手段の復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号のうち D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記参照プロックの D C成分に前記 D C正規化係数を乗算して前記逆量子化手段出力の D C差分成分と加算してその和を D C 成分とする D C復号化手段と、前記直交変換基底で前記 D C復号化手段から出力される D C成分と前記逆量子化手段から出力される A C成分とを直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 5の発明では、第 1の発明および第 3の発明における前記 D C正規化係数計算手段は、プロックの全画素数に対する符号化すべき部分画像の画素数の割合の平方根を D C正規化係数とすることを特徴とするものである。

第 6の発明では、第 2の発明および第 4の発明における前記 D C正規化係数計算手段は、プロックの全画素数に対する符号化すべき部分画像の画素数の割合の平方根を D C正規化係数とすることを特徴とするものである。

第 7の発明は、入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底生成手段で生成された直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号の A C成分を正規化するための A C正規化係数を導出する A C正規化係数計算手段と、量子化ステツプを前記 A C正規化係数倍して前記直交変換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とするものである。第 8の発明では、前記 A C正規化係数計算手段は、符号化すべき部分画像の画素数の逆数を A C正規化係数とすることを特徴とするものである。

第 9の発明は、符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によつて入力画像信号の直交変換した A C成分の量子化ステツプを制御する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号のうち A C成分を正規化するための A C正規化係数を導出する A C正規化係数計算手段と、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち A C成分の量子化ステップを A C正規化係数計算手段で導出された A C正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 1 0の発明では、前記 A C正規化係数計算手段は、符号化すべき部分画像の画素数の逆数を A C正規化係数とすることを特徴とするものである。

第 1 1の発明は、入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の符号化が不要な部分画像の画素値に少なくとも 2通りの所定の規則で生成した画素値を代入したものを出力する複数の画素値生成手段と、前記画素値生成手段の各出力信号を直交変換する複数の直交変換手段と、前記直交変換手段の各出力を比較して符号量の少ない方を選択する選択手段と、前記選択手段の出力信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 1 2の発明では、前記選択手段は、直交変換後の高周波数成分が少ない方の出力信号を選択することを特徴とするものである。

第 1 3の発明では、前記選択手段は、直交変換後の成分の絶対値の和が少ない方の出力信号を選択することを特徴とするものである。

第 1 4の発明は、入力画像信号と前記入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号を符号化する画像符号化装置であって、前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記透過度信号から前記直交変換手段の変換出力信号を正規化する正規化係数を導出する正規化係数計算手段と、量子化ステツプを前記正規化係数で乗算して前記直交変換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 1 5の発明では、前記正規化係数計算手段は、透過度が大きく、画像 'を合成する際に使用される比率の小さい画素を多く含むブロックに対して、正規化係数を大きくすることを特徴とするものである。

第 1 6の発明は、入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号によつて入力画像の直交変換出力信号を正規化して符号化された符号化信号と前記透過度信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記透過度信号から前記復号化信号の各成分を正規化する正規化係数を導出する正規化係数計算手段と、前記復号化信号の量子化ステツプを前記正規化係数計算手段で導出された正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とするものである。

第 1 7の発明では、前記正規化係数計算手段は、透過度が大きく、画像を合成する際に使用される比率の小さい画素を多く含むプロックに対して、正規化係数を大きくすることを特徴とするものである。

第 1の発明および第 3の発明の画像符号化装置は、 D C正規化係数計算手段で直交変換後の D C成分のダイナミックレンジを計算して、異なる直交変換基底による D C成分の変動をなくすものである。 k画素の画素値をプロック単位で符号化することを考えるとき、 k画素のプロックの内部の有効画素領域 wの N画素を直交変換すると、領域 wの D C成分とブロック全体の D C成分のエネルギーの大きさが異なる。即ち領域 w の画素のみを直交変換すると、ブロック全体を直交変換する場合と比較して D C成分が（N / k ) ^{1 /2}倍になる。

一般に画像信号を直交変換して符号化する際には、 D C成分は隣接するブロックの D C成分との差分を符号化する手法が使用される。画像信号において、隣接するブロックの D C成分は相関が強いので、その差分が 0 となることを利用し、圧縮効率の向上を図る。しかしながら、プロック毎に符号化される画素数が異なる手法を使用すると、 D C成分が変動するので、このままでは D C差分値が 0近傍に集中しない。

そこで、画像符号化装置は直交変換する画素数が Nの場合には、量子化ステップを（N Z k ) ^1/2倍することにより、ブロック間の D C成分の変動をなくすことができる。この場合、可変長符号化手段の符号化効率が向上する。なおこの可変長符号化手段では D C成分の差分符号化も含むものとする。

また、第 3の発明の画像符号化装置は隣接プロックの D C成分を N ^{1 /2} 倍し、異なる直交変換基底による D C成分の変動をなくす。こうすると D C予測符号化手段の符号化効率が高くなる。

第 2の発明の画像復号化装置と第 4の発明の画像復号化装置は、それぞれ第 1の発明の画像符号化装置と第 3の発明の画像符号化装置で符号化された信号を、有効画素指示信号を利用して D C正規化係数を導出し、符号化信号を正しく復号化する。

第 7の発明の画像符号化装置は、 A C正規化係数計算手段で直交変換後の A C成分のダイナミックレンジを計算し、異なる直交変換基底による A C成分の変動をなくすものである。画素値挿入等を行って直交変換を行った場合には、挿入した画素値が他の画素値と相関があるため、量子化誤差にも偏りが生じる。このためその量子化画素の偏りを除去すれば、他のプロックよりも平均量子化誤差のエネルギーを低減させることが可能である。画素値挿入を伴わないプロック（画素数 N ) の平均量子化誤差を 5とすると、符号化すべき画素数が N個の成分しかない（M— N個の画素値挿入を行う）場合のプロック単位の誤差は、量子化誤差を白色ガウス雑音と仮定すると、（N ²Z M ) · (5に近い値になる。

従って、画素当たりの量子化誤差は（N ²Z M ²) · 5であるから、量子化ステツプを M Z N倍にすることにより、他のブロックと同じ量子化誤差となる。 M Z Nは 1以上の実数であるから、画像符号化装置では A C正規化係数計算手段で計算した A C正規化係数で乗算し量子化ステップで量子化することにより、符号化ビット数を削減することができる。第 9の発明の画像復号化装置は第 7の発明の画像符号化装置で符号化された信号を、有効画素指示信号を利用して A C正規化係数を導出し、符号化信号を正しく復号化する。

第 1 1の発明の画像符号化装置は、有効画素指示信号の利用により、揷入した画素値の値が画像復号化装置の復号化の手順と無関係であることを利用し、複数の画素値生成手段で挿入画素値を生成する。そして直交変換後に符号化ビッ卜数が少ない方の画素値生成手段で挿入した画素値を選択し、可変長符号化することによって符号化ビット数を削減することができる。画素値生成手段としては、画素値の平均値を挿入する手法や、 L P Fで画素値を生成する手法が可能である。

第 1 4の発明の画像符号化装置は、透過度が大きく画像合成される際に影響が少ない画素を含むプロックに対しては、量子化ステツプを粗くしても視覚的に劣化が目立たないことを利用するものである。透過度が大きいプロックは正規化係数を大きくし、その結果、適応的に量子化ステツプを粗くすることによって符号化ビット数を削減できる。第 1 6の発明の画像復号化装置は、第 1 4の発明の画像符号化装置で符号化された信号を、透過度信号を利用して正規化係数を導出し、符号化信号を正しく復号化する。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の第 1実施例における画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 2は本発明の第 2実施例における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 3は本発明の第 3実施例における画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 4は本発明の第 4実施例における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 5は本発明の第 5実施例における画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 6は本発明の第 6実施例における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 7は本発明の第 7実施例における画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 8は本発明の第 8実施例における画像符号化装置の基本構成を示すブロック図である。

図 9は本発明の第 9実施例における画像復号化装置の基本構成を示すプロック図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の第 1実施例の画像符号化装置について図面を参照しつつ説明する。図 1は第 1実施例である画像符号化装置の基本構成を示すプロック図である。同図において、画像符号化装置に画素信号に対応する有効画素指示信号 1及びプロック化された画像信号 2が入力される。有効画素検出手段 3は符号化すべき画素である有効画素を有効画素指示信号 1 により検出する手段である。有効画素検出手段 3の出力する有効画素情報 4は直交変換基底生成手段 6に与えられ、画素数信号 5は当該ブロックの有効画素数を示す信号として D C正規化係数計算手段 1 0に与えられる。

直交変換基底生成手段 6は直交変換基底 7を生成して 2次元直交変換手段 8に与える手段である。 2次元直交変換手段 8は画像信号 2を直交変換基底 Ίで直交変換して直交変換信号 9を出力する手段である。 D C正規化係数計算手段 1 0は画素数信号 5から D C正規化係数 1 1 を計算する手段であり、その係数は重みづけ計算手段 1 2に与えられる。重みづけ計算手段 1 2は量子化の際の重みづけ係数 1 3を計算して出力する手段であり、その値は量子化パラメータ 1 4 と共に量子化手段 1 5に与えられる。

量子化手段 1 5は量子化パラメ一夕 1 4 と重みづけ係数 1 3から量子化ステツプを計算し、直交変換信号 9を量子化して量子化値 1 6を出力する手段である。可変長符号化手段 1 7は量子化値 1 6を可変長符号化をし、符号化信号 1 8を出力する回路である。

以上のように構成された第 1実施例の画像符号化装置の動作を説明する。プロック化された画像信号の中で、符号化すべき有効画素位置が有効画素指示信号 1で示される。直交変換基底生成手段 6は、当該プロック内の有効画素位置から所定の直交変換基底 7を生成する。 2次元直交変換手段 8は画像信号 2を直交変換基底 7を用いて直交変換し、直交変換信号 9を出力する。

一方、 D C正規化係数計算手段 1 0は画素数信号 5から D C正規化係数 1 1を計算する。例えばこの D C正規化係数 1 1は、ブロックの有効画素数や有効画素数の関数である。重みづけ計算手段 1 2は D C正規化係数 1 1の値に対応して D C成分の重みづけ係数 1 3を計算する。量子化手段 1 5は重みづけ係数 1 3 と量子化パラメ一夕 1 4から量子化ステップを計算し、直交変換信号 9を量子化して量子化値 1 6を出力する _c 量子化パラメ一タ 1 4は M P E Gで圧縮率を変えるために用いられるプロック単位で圧縮率を変えるパラメ一夕で、量子化パラメータが大きいと符号化歪みが大きくなるが符号化ビット数は小さくなる。

量子化ステツプの例としては、量子化パラメータ 1 4 と重みづけ係数 1 3の積が考えられる。量子化手段 1 5で生成された量子化値 1 6は可変長符号化手段 1 7で可変長符号化され、符号化信号 1 8 として出力される。なお、可変長符号化手段 1 7では、プロック単位で符号化するのみでなく、遅延バッファ等を内蔵して過去に入力されたプロックとの差分符号化をすることも可能である。

以上の信号処理について数式を用いて説明する。図 1の D C正規化係数計算手段 1 0は、直交変換後の D C成分のダイナミックレンジを計算して、異なる直交変換基底による D C成分の変動をなくすために設けたものである。あるブロック Bの画素数を k画素とする。そして各画素値 { X i ； i = 1 , 2 · · · k } をブロック単位で符号化することを考える。 k画素のプロック Bの内部の有効画素領域を wとすると、有効画素領域 wに存在する N画素を直交変換すると、有効画素領域 wの D C成分 D C wは（ 1 ) 式のようになる。

D C w = - ∑ _{X i} ( 1 )

N ^w またブロック B全体で直交変換すると、その D C成分 D C _BL0CKは ( 2 ) 式のようになる。 3

D C BLOCK = ∑ X i ( 2 )

BLOCK ここで、画素値 x iの平均値を x _AVとすると、各 D C成分は（ 3 ) 式のようになる。

AV

1 ^ 1

D C BLOCK = , Σ i ― ■ ム AV =-\/ k X AV

k BLOCK BLOCK

( 3 ) 従って、有効画素領域 wの画素のみを直交変換すると、ブロック B全体を直交変換する場合と比較して、 D C成分が（ 4 ) 式で示す値で与えられる割合だけ増加する。

一般に画像信号を直交変換して符号化する際には、 D C成分は隣接するブロックの D C成分との差分を符号化する手法が使用される。画像信号において、隣接するプロックの D C成分は相関が強いので、その差分が 0 となることを利用し、圧縮効率の向上を図る。しかしながら以上のように、プロック毎に符号化される画素数が異なる手法を使用すると、 D C成分の D C差分値が 0にならない。

そこで、第 1実施例の画像符号化装置では、直交変換する画素数が N の場合には量子化ステツプを次に示す（ 5 )式で示す値だけ増加（乗算）させることにより、ブロック間の D C成分の変動をなくす訳である。

こうすると可変長符号化手段 1 7での符号化効率が向上する。なお、この可変長符号化手段 1 7では D C成分の差分符号化も含むものとする o

以上の様に本実施例によれば、有効画素指示信号 1から当該プロックに適切な D C成分の重み付けが行われ、量子化手段 1 5で最適な量子化が行われることにより、符号化ビット数が少なく、有効画素数に依存しない効率的な画像符号化装置が実現できる。

次に本発明の第 2実施例である画像復号化装置について図 2を用いて説明する。図 2は第 2実施例における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図であり、第 1実施例と同一信号及び同一の機能を有するブロックは同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本実施例の画像復号化装置は、図 1の画像符号化装置で符号化された符号化信号 1 8を、有効画素指示信号を利用して D C正規化係数を導出し、正しく復号化するものである。

図 2において、有効画素指示信号 1は画素信号に対応する有効画素を指示する信号である。符号化信号 1 8は画像符号化装置で符号化された信号である。有効画素検出手段 3は有効画素指示信号 1から符号化すベき画素である有効画素を検出する手段であり、有効画素情報 4 と当該ブ口ックの有効画素数を示す画素数信号 5 とを出力する。直交変換基底生成手段 6は直交変換基底 7を生成する手段である。

D C正規化係数計算手段 1 0は画素数信号 5から D C正規化係数 1 1を計算して重みづけ計算手段 1 2に与える手段である。重みづけ計算手段 1 2は量子化の際の重みづけ係数 1 3を計算する手段である。可変長復号化手段 2 0は符号化信号 1 8を復号化して復号化信号 2 1を出力する手段である。逆量子化手段 2 2は量子化パラメ一夕 1 4 と重みづけ係数 1 3 とから量子化ステツプを計算して逆量子化値 2 3を出力する手段である。 2次元直交変換手段 2 4は逆量子化値 2 3を直交変換基底 7で直交変換して画像復号化信号 2 5を出力する手段である。

このように構成された第 2実施例の画像復号化装置について、その動作を説明する。なお、図 2の 1 〜 7で示すプロックと信号、及び 1 0〜 1 4で示すプロックの動作と各信号の意味は第 1実施例の場合と同一であるので説明を省略する。さて符号化信号 1 8は可変長復号化手段 2 0において、図 1の可変長符号化手段 1 7の符号化と逆の復号化が行われ、復号化信号 2 1に変換される。逆量子化手段 2 2は復号化信号 2 1 に対して、重みづけ係数 1 3 と量子化パラメ一夕 1 4 とから量子化ステップを計算し、逆量子化して逆量子化値 2 3を出力する。なお、この量子化ステップは第 1実施例の量子化手段 1 5での量子化ステップと同じである。

2次元直交変換手段 2 4は逆量子化値 2 3を直交変換して画像復号化信号 2 5にする。ここで行われる直交変換は第 1実施例の 2次元直交変換手段 8での変換と逆変換である。

このように本実施例によれば、有効画素指示信号 1から当該プロックに適切な D C成分の重み付けが行われ、逆量子化手段 2 2で画像符号化装置と同じ量子化ステツプで逆量子化が行われる。このため、第 1実施例で生成された符号化信号 1 8を正しく復号化できる。

次に本発明の第 3実施例の画像符号化装置について図面を参照しつつ説明する。図 3は第 3実施例の画像符号化装置の基本構成を示すプロック図である。同図において、 1 〜 1 8の各ブロックと各信号は第 1の実施例のものと同じであるため、それらの構成の説明は省略する。本実施例の画像符号化装置は隣接プロックの D C成分を（ 5 )式で示す値だけ乗算して、異なる直交変換基底による D C成分の変動をなくすことにより、 D C予測符号化手段の符号化効率を高めるものである。

乗算手段 3 1は重みづけ係数 1 3 と参照プロックの D C成分 3 0 とを乗算し、積信号 3 2を出力する手段である。 D C予測符号化手段 3 3 は、積信号 3 2 と 2次元直交変換手段 8の出力する直交変換信号 9 とを入力し、 D C差分信号 3 4を計算して出力する手段である。合成手段 3 5は直交変換信号 9の D C成分を D C差分信号 3 4で置換し、直交変換信号 3 6を出力する手段である。

このように構成された第 3実施例である画像符号化装置の動作について、第 1実施例の画像符号化装置と異なる部分のみを説明する。乗算手段 3 1 は重みづけ係数 1 3に対して参照ブロックの D C成分 3 0を乗算する。重みづけ係数 1 3は当該ブロックの D C成分の有効画素数に起因する変動成分を表すものであるから、積信号 3 2は有効画素数に起因する変動成分が正規化された信号であり、 D C予測符号化手段 3 3の予測効率が有効画素数に関わらず高くなる。

合成手段 3 5は直交変換信号 9の D C成分のみを、有効画素数で正規化された D C成分に相当する予測符号化手段 3 3の出力で置換する。そして可変長符号化手段 1 7は有効画素数に依存しない汎用的な可変長符号化をすることにより、符号化効率を高くできる。

このように本実施例によれば、乗算手段 3 1で参照プロックの D C成分 3 0を重みづけ係数 1 3で正規化して D C予測符号化を行うことにより、第 1実施例と同様に有効画素数に依存しない効率的な画像符号化装置を実現することができる。

次に本発明の第 4実施例である画像復号化装置について図 4を用いて説明する。図 4は第 4実施例における画像復号化装置の基本構成を示すプロック図であり、第 3実施例と同一信号及び同一の機能を有するブロックは同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本実施例の画像復号化装置は図 3の画像符号化装置で符号化した符号化信号 1 8を復号化する装置である。

図 4において、 1 〜 2 1で示すブロック及び信号名、 2 4〜 2 5のブ口ック及び信号名は第 2実施例のものと同じである。 D C予測復号化手段は乗算手段 3 1の積信号 3 2を入力し、逆量子化値 2 3の D C成分を復号化して D C復号化信号 4 1を出力する手段である。合成手段 4 2は D C成分と A C成分を合成した合成信号 4 3を出力する手段である。このように構成された第 4実施例の画像復号化装置の動作について説明する。有効画素指示信号 1から積信号 3 2 と直交変換基底 7を出力するまでの処理は、第 2実施例の画像復号化装置の場合と同じである。符号化信号 1 8は可変長復号化手段 2 0において図 3の可変長符号化手段 1 7の符号化と逆の復号化を行い、復号化信号 2 1を出力する。逆量子化手段 2 2は復号化信号 2 1 に対して量子化パラメ一夕 1 4 を用いて量子化ステツプを計算し、逆量子化して逆量子化値 2 3を出力する。逆量子化値 2 3の D C成分は予測符号化されているので、 D C予測復号化手段 4 0は参照プロックの D C成分に積信号 3 2を乗算したものを逆量子化値 2 3の D C成分に加算して D C復号化信号 4 1 を生成する。

なお、参照プロックの D C成分は、動作説明を簡単にするため D C予測復号化手段 4 0の内部に記憶されているものとし、当該ブロックの D C成分はまた後続プロックの D C成分復号化に使用されるものとする。合成手段 4 2は逆量子化値 2 3の D C成分を D C復号化信号 4 1で置換して合成信号 4 3 として出力する。 2次元直交変換手段 2 4は合成信号 4 3を直交変換して画像復号化信号 2 5を出力する。

このように本実施例によれば、乗算手段 3 1で参照プロックの D C成分 3 0を重みづけ係数 1 3で正規化し、 D C予測符号化を行った符号化信号 1 8を正しく復号することができる。

次に本発明の第 5実施例の画像符号化装置について図面を参照しつつ説明する。図 5は第 5実施例の画像符号化装置の基本構成を示すプロック図である。同図において、 1 〜 1 8の各ブロックと各信号は第 1実施例のものと同じであるため、それらの説明は省略する。

A C正規化係数計算手段 5 0は有効画素検出手段 3の出力する画素数信号 5から A C正規化係数 5 1を計算する手段である。重みづけ計算手段 5 2は量子化の際の重みづけ係数 5 3を計算する手段である。本実施例の画像符号化装置は、 A C正規化係数計算手段 5 0で、直交変換後の A C成分のダイナミックレンジを計算し、異なる直交変換基底による A C成分の変動をなくすものである。画素値の挿入等を行って直交変換を行った場合には、挿入した画素値が他の画素値と相関があるため、量子化誤差にも偏りが生じる。このため、その量子化画素の偏りを除去すれば、他のプロックよりも平均量子化誤差のエネルギーを低減させることが可能である。

画素値の挿入を伴わないプロック（画素数 N )の量子化誤差の偏差を δとすると、符号化すべき画素数が Ν個の成分しかない、即ち Μ— Ν個の画素値挿入を行う場合のプロック単位の誤差は、量子化誤差を白色ガウス雑音と仮定すると（ 6 ) 式で示す値に近くなる。

δ ( 6 )

Μ 従って、画素当たりの量子化誤差は（ 7 ) 式で示す値となる。

Ν ²

Μ 2 ^δ ( 7 ) 量子化ステップを次に示す（ 8 ) 式で示す値 Μ

T ^{( 8 )} だけ乗算することにより、量子化誤差は他のプロックと同じになる。

( 8 )式の値は 1以上の実数であるから、 A C正規化係数計算手段 5 0 で計算した A C正規化係数の値だけ乗算した量子化ステツプで量子化することにより、符号化ビット数を削減することができる。

このようにして A C正規化係数計算手段 5 0は画素数信号 5から直交変換された A C正規化係数 5 1を計算する。なお、この A C正規化係数 5 1 に D C成分を含んでいても以下の動作は同様に実現できる。例えばこの A C正規化係数 5 1 はプロックの有効画素数の逆数が考えられる。重みづけ計算手段 5 2は A C正規化係数 5 1の値に対応して各係数成分の重みづけ係数 5 3を計算する。

量子化手段 1 5は重みづけ係数 5 3 と量子化パラメ一夕 1 4から量子化ステップを計算し、量子化値 1 6を出力する。この量子化ステップは、有効画素数に依存する量子化誤差の偏りを平均化する効果があるので、ビット数を適切に分配することにより符号化効率を向上することができる。量子化ステツプの例としては、量子化パラメ一夕 1 4 と重みづけ係数 5 3の積が考えられる。

このように本実施例によれば、有効画素指示信号 1から当該ブロックに適切な A C成分の重み付けが行われ、量子化手段 1 5で最適な量子化が行われることにより、符号化ビット数が少なく有効画素数に依存しない効率的な画像符号化装置が実現できる。

次に本発明の第 6実施例である画像復号化装置について図 6を用いて説明する。図 6は第 6実施例における画像復号化装置の基本構成を示すブロック図であり、第 2実施例と同一信号及び同一の機能を有するブロックは同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。本実施例の画像復号化装置は図 5の画像符号化装置で符号化した符号化信号 1 8を復号化する装置である。

このように構成された第 6実施例の画像復号化装置の動作について、第 2実施例の画像符号化装置と異なる部分のみについて説明する。逆量子化手段 2 2は復号化信号 2 1を入力し、重みづけ係数 5 3 と量子化パラメータ 1 4から量子化ステップを計算し、逆量子化して逆量子化値 2 3を出力する。重みづけ係数 5 3は第 5の実施例の重みづけ係数 5 3 と同じである。従ってこの量子化ステップは第 5実施例の量子化手段 1 5 の量子化ステップと同じである。第 2実施例の画像復号化装置は D C成分に対して重みづけを行なつたが、本実施例では符号化された全ての直交変換成分に重みづけを行う点が異なっている。

このように本実施例によれば、有効画素指示信号 1から当該ブロックに適切な A C成分の重み付けが行われ、逆量子化手段 2 2で画像符号化装置と同じ量子化ステツプで逆量子化が行われることにより、第 5実施例の符号化信号 1 8を正しく復号化できる。

次に本発明の第 7実施例の画像符号化装置について図面を参照しつつ説明する。図 7は第 7実施例の画像符号化装置の基本構成を示すプロック図である。同図において、画像符号化装置に画素信号に対応する有効画素指示信号 1及びプロック化された画像信号 2が入力される。画素値生成手段 6 0 a、 6 0 bは、有効画素指示信号 1 により、有効画素以外の画素値に所定値を挿入した画像信号 6 1 a、 6 1 bを生成し、それらを出力する手段である。

2次元直交変換手段 8 aは画像信号 6 1 aを直交変換して直交変換信号 9 aを出力する手段である。同様にして 2次元直交変換手段 8 bは画像信号 6 1 bを直交変換して直交変換信号 9 bを出力する手段である。選択手段 6 2は直交変換信号 9 a、 9 bから一方を選択して直交変換信号 6 3を出力する手段である。量子化手段 1 5は量子化パラメ一夕 1 4を用いて量子化ステップを計算し、量子化値 1 6を出力する手段である。可変長符号化手段 1 7は量子化値 1 6を可変長の符号化信号 1 8 に変換する手段である。このように構成された第 7実施例の画像符号化装置の動作を説明する。プロック化された画素位置の中で、符号化すべき有効画素位置が有効画素指示信号 1で示される。画素値生成手段 6 0 a、 6 0 bは当該ブ口ック内の有効画素以外の画素値に、画像信号 2から各々所定規則（例えば、高周波数成分が小さくなるように画素値を生成する手法やプロック内平均値等）で画素値を生成し、画像信号 6 1 a , 6 1 bをそれぞれ出力する。各画像信号 6 1 a、 6 1 bは 2次元直交変換手段 8 a， 8 b で直交変換され、直交変換信号 9 a、 9 b となる。

選択手段 6 2は直交変換信号 9 a , 9 bを比較し、所定の規則、例えば符号化ビット数の小さい方を選択することにより一方を選択し、直交変換信号 6 3を出力する。その結果、各ブロック毎に有効画素位置以外の画素値が挿入されたプロックを適切に選択することができ、符号化効率を高めることができる。

なお、プロックの全ての画素が有効画素の場合には、直交変換信号 9 a , 9 bは同じ値であるから、 2次元直交変換手段 8 a , 8 bの一方の計算を省略しても構わない。量子化手段 1 5は量子化パラメ一夕 1 4から量子化ステップを計算し、量子化値 1 6を出力する。量子化値 1 6は可変長符号化手段 1 7で可変長符号化され、符号化信号 1 8 として出力される。

このように本実施例によれば、有効画素指示信号の利用により、挿入した画素値の値が画像復号化装置の復号化の手順と無関係であることを利用し、複数の画素値生成手段 6 0 a、 6 0 bで挿入画素値を生成し、直交変換後に符号化ビット数が少ない方の画素値生成手段で挿入した画素値を選択して可変長符号化することによって、符号化ビット数を削減することができる。画素値生成手段 6 0 a、 6 0 b としては、例えば画素値の平均値を挿入する手法や、 L P Fで画素値を生成する手法が可能である。次に本発明の第 8実施例の画像符号化装置について図面を参照しつつ説明する。図 8は第 8実施例の画像符号化装置の基本構成を示すプロック図である。同図において、画像符号化装置に画素信号に対応する透過度信号 7 0及びプロック化された画像信号 2が入力される。透過度計算手段 7 1はプロック毎の透過度 7 2を計算する手段である。正規化係数計算手段 7 3は透過度 7 2から当該ブロックの正規化係数 7 4を計算する手段である。

重みづけ計算手段 7 5は量子化の際の重みづけ係数 7 6を計算する手段である。 2次元直交変換手段 8は画像信号 2を直交変換して直交変換信号 9を出力する手段である。量子化手段 1 5は量子化パラメータ 1 4 と重みづけ係数 7 6から量子化ステップを計算し、量子化値 1 6を出力する手段である。可変長符号化手段 1 7は量子化値 1 6を可変長符号化し、符号化信号 1 8を出力する手段である。

このように構成された第 8実施例の画像符号化装置の動作を説明する。プロック化された画像信号に対応する各画素の透過度情報が透過度信号 7 0で示される。 2次元直交変換手段 8は画像信号 2を直交変換して直交変換信号 9にする。一方、透過度計算手段 7 1は透過度信号 7 0 から当該プロックの透過度（例えば、当該プロックの平均透過度や最小透過度等）を計算し、透過度 7 2 として出力する。

透過度 7 2の値が大きい場合は、当該画素が透明なために視覚的に影響を与えにくいことを意味する。この場合、正規化係数計算手段 7 3は量子化ステツプが粗くなる正規化係数 7 4を出力する。量子化手段 1 5 は重みづけ係数 7 6 と量子化パラメ一夕 1 4から量子化ステツプを計算し、量子化値 1 6を出力する。この量子化ステップは透過度に依存する視覚的影響を除去する効果があるので、大きな画質劣化を防ぎながら、符号化効率を高めることができる。

量子化値 1 6は可変長符号化手段 1 7で可変長符号化され、符号化信号 1 8 として出力される。なお、可変長符号化手段 1 7はプロック単位で符号化するのみでなく、遅延バッファ等を内蔵し、過去に入力されたプロックとの差分符号化をすることも可能である。

このように本実施例によれば、透過度信号 7 0から当該ブロックに適切な直交変換係数の重み付けが行われ、量子化手段 1 5で最適な量子化が行われることにより、符号化ビッ卜数が少なく、透過度に依存し、画質劣化をなくした効率的な画像符号化装置を実現できる。

次に本発明の第 9実施例の画像復号化装置について図 9を用いて説明する。図 9は第 9実施例における画像復号化装置の基本構成を示すブ口ック図であり、図 8の画像符号化装置で符号化した符号化信号 1 8を復号化するものである。

図 9において、 7 0〜 7 6で示す各ブロック及び信号名は図 8の第 8 実施例のものと同じであり、それらの説明は省略する。可変長復号化手段 2 0は符号化信号 1 8を復号化して復号化信号 2 1 を出力する手段である。逆量子化手段 2 2は量子化パラメータ 1 4 と重みづけ係数 7 6 から量子化ステップを計算し、逆量子化値 2 3を出力する手段である。 2次元直交変換手段 2 4は逆量子化値 2 3を直交変換し、画像復号化信号 2 5を出力する手段である。

このように構成された第 9実施例の画像復号化装置の動作を説明する。なお、 7 0〜 7 6で示すブロックの動作と各信号の意味は、第 8実施例のものと同じなので動作説明を省略する。可変長復号化手段 2 0において、符号化信号 1 8は第 8実施例の可変長符号化手段 1 7の符号化と逆の復号化が行なわれ、復号化信号 2 1 に変換される。

逆量子化手段 2 2は復号化信号 2 1を重みづけ係数 7 6 と量子化パラメ一夕 1 4 とを用いて量子化ステップを計算し、逆量子化して逆量子化値 2 3を出力する。なお、この量子化ステップは第 8実施例の量子化手段 1 5における量子化ステツプと同じである。逆量子化値 2 3は 2次元直交変換手段 2 4で直交変換され、画像復号化信号 2 5 となる。この 2次元直交変換手段 2 4で行われる直交変換は、第 1実施例の直交変換手段 8の逆変換と同じである。

このように本実施例によれば、透過度信号 7 0から当該ブロックの直交変換係数に適切な重み付けが行われ、逆量子化手段 2 2で画像符号化装置と同じ量子化ステツプで逆量子化が行われることになる。このため第 8実施例の符号化信号 1 8を正しく復号化できる。

なお、以上の実施例においてその構成要素が殆ど同じであるから、組み合わせて使用してもよい。また透過度信号において透過度 100%以外の場合は、有効画素を表すことになるので、透過度信号から有効画素指示信号を生成してもよい。

また、本発明による画像符号化装置と画像復号化装置とを無線または有線の通信手段で接続したシステムとして構成することもできる。その際、画像符号化装置で符号化された符号化信号のデータを一時サーバに蓄え、必要な時に画像復号化装置に送る構成とすることもできる。産業上の利用可能性

以上詳細に説明したように、本発明によれば異なるサイズのプロックを直交変換した後の量子化をする量子化手段において、ビットレートの観点から最適化した画像符号化装置と画像復号化装置が実現できる。

また本発明では画素値挿入の効率的な方法も採り入れ、より符号化効率が高い画像符号化装置と画像復号化装置を提供することができる。更に、本発明では透過度情報を用いて量子化手段を最適化し、より効率の良い画像符号化装置と画像復号化装置を実現できる。

いずれの発明によっても、 1 フレームのデジタル画像に半透明の部分デジタル画像を挿入する際、被挿入画像と挿入画像の D C係数及び A C 係数のエネルギー分布が均一となり、量子化後の符号化効率が向上する。また、本発明による画像符号化装置と画像復号化装置とを通信手段で接続したシステムを構成することで、伝送効率の良いシステムが実現できる。

Claims

請求の範囲入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底生成手段で生成された直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号の D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記直交変換手段から与えられた直交変換信号のうち D C成分に対しては、その量子化ステップを前記 D C正規化係数計算手段で得られた D C正規化係数で乗算し、前記直交変換手段から与えられた直交変換信号のうち非 D C成分に対しては、標準の量子化ステップで前記直交変換信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置。符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によって入力画像信号の直交変換した D C成分の量子化ステツプを制御する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号のうち D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち D C成分に対しては、その量子化ステツプを前記 D C正規化係数計算手段で得られた D C正規化係数で乗算して逆量子化し、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち非 D C成分に対しては、標準量子化ステップで前記復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によつて前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とする画像復号化装置。入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号と参照ブロックの D C成分とが入力され、ブロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化し、且つ D C成分をブ口ック単位で差分符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号の D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記参照プロックの D C成分に前記 D C正規化係数計算手段で計算された D C正規化係数を乗算し、得られた D C成分と前記参照ブロックの D C成分の差である D C差分成分を出力する D C予測符号化手段と、前記 D C予測符号化手段出力の D C差分成分と前記直交変換手段の出力信号の A C成分を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置。符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によって入力画像信号の直交変換した D C成分が参照するプロックの D C成分を補正する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号と前記参照プロックの D C成分を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記復号化手段の復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によって前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号のうち D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する D C正規化係数計算手段と、前記参照プロックの D C成分に前記 D C正規化係数を乗算して前記逆量子化手段出力の D C差分成分と加算してその和を D C成分とする D C予測復号化手段と、前記直交変換基底で前記 D C復号化手段から出力される D C成分と前記逆量子化手段から出力される A C成分とを直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とする画像復号化装置。前記 D C正規化係数計算手段は、プロックの全画素数に対する符号化すべき部分画像の画素数の割合の平方根を D C正規化係数とするものであることを特徴とする請求項 1又は請求項 3記載の画像符号化装置。前記 D C正規化係数計算手段は、プロックの全画素数に対する符号化すべき部分画像の画素数の割合の平方根を D C正規化係数とするものであることを特徴とする請求項 2又は請求項 4記載の画像復号化装置。入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底生成手段で生成された直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記有効画素指示信号から前記直交変換手段の変換出力信号の A C成分を正規化するための A C正規化係数を導出する A C正規化係数計算手段と、量子化ステップを前記 A C正規化係数倍して前記直交変換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置。前記 A C正規化係数計算手段は、符号化すべき部分画像の画素数の逆数を A C正規化係数とするものであることを特徴とする請求項 7記載の画像符号化装置。符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によって入力画像信号の直交変換した A C成分の量子化ステップを制御する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記有効画素指示信号から前記復号化手段の出力する復号化信号のうち A C成分を正規化するための A C正規化係数を導出する AC正規化係数計算手段と、前記復号化手段で得られた復号化信号のうち A C成分の量子化ステツプを A C正規化係数計算手段で導出された A C正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記有効画素指示信号によつて前記逆量子化手段の出力信号の直交変換基底を生成する直交変換基底生成手段と、前記直交変換基底で前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とする画像復号化装置。 1 0 . 前記 A C正規化係数計算手段は、符号化すべき部分画像の画素数の逆数を A C正規化係数とするものであることを特徴とする請求項 9記載の画像復号化装置。 1 1 .入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化装置であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の符号化が不要な部分画像の画素値に少なくとも 2通りの所定の規則で生成した画素値を代入したものを出力する複数の画素値生成手段と、前記画素値生成手段の各出力信号を直交変換する複数の直交変換手段と、前記直交変換手段の各出力を比較して符号量の少ない方を選択する選択手段と、前記選択手段の出力信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置。 1 2 . 前記選択手段は、直交変換後の高周波数成分が少ない方の出力信号を選択するものであることを特徴とする請求項 1 1記載の画像符号化装置。 1 3 . 前記選択手段は、直交変換後の成分の絶対値の和が少ない方の出力信号を選択するものであることを特徴とする請求項 1 1記載の画像符号化装置。1 4 .入力画像信号と前記入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号を符号化する画像符号化装置であって、前記入力画像信号を直交変換する直交変換手段と、前記透過度信号から前記直交変換手段の変換出力信号を正規化する正規化係数を導出する正規化係数計算手段と、量子化ステツプを前記正規化係数で乗算して前記直交変換手段の出力信号を量子化する量子化手段と、を具備することを特徴とする画像符号化装置。 1 5 . 前記正規化係数計算手段は、透過度が大きく、画像を合成する際に使用される比率の小さい画素を多く含むブロックに対して、正規化係数を大きくするものであることを特徴とする請求項 1 4記載の画像符号化装置。 1 6 .入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号によつて入力画像の直交変換出力信号を正規化して符号化された符号化信号と前記透過度信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する復号化手段と、前記透過度信号から前記復号化信号の各成分を正規化する正規化係数を導出する正規化係数計算手段と、前記復号化信号の量子化ステツプを前記正規化係数計算手段で導出された正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化する逆量子化手段と、前記逆量子化手段の出力信号を直交変換して画像復号化信号を出力する直交変換手段と、を具備することを特徴とする画像復号化装置。 1 7 . 前記正規化係数計算手段は、透過度が大きく、画像を合成する際に使用される比率の小さい画素を多く含むブロックに対して、正規化係数を大きくするものであることを特徴とする請求項 1 6記載の画像復号化装置。 1 8 .入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化方法であって、前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交変換基底を生成する工程と、前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換し直交変換信号を出力する工程と、前記有効画素指示信号から前記直交変換信号の D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する工程と、前記直交変換信号のうち D C成分に対しては、その量子化ステップを前記 D C正規化係数で乗算し、前記直交変換信号のうち非 D C成分に対しては、標準の量子化ステツプで前記直交変換信号を量子化する工程と、を含むことを特徴とする画像符号化方法。 1 9 .符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によって入力画像信号の直交変換した D C成分の量子化ステップを制御する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化方法であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する工程と、前記有効画素指示信号から前記復号化信号のうち D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する工程と、前記復号化信号のうち D C成分に対しては、その量子化ステップを前記 D C正規化係数で乗算して逆量子化し、前記復号化信号のうち非 D C成分に対しては、標準量子化ステツプで前記復号化信号を逆量子化し逆量子化値を出力する工程と、前記有効画素指示信号によって前記逆量子化値の直交変換基底を生成する工程と、前記直交変換基底で前記逆量子化値を直交変換して画像復号化信号を出力する工程と、を含むことを特徴とする画像復号化方法。 0 .入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号と参照プロックの D C成分とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化し、且つ D C成分をプロック単位で差分符号化する画像符号化方法であって、前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の直交変換基底を生成する工程と、前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換し直交変換信号を出力する工程と、前記有効画素指示信号から前記直交変換信号の D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する工程と、前記参照プロックの D C成分に前記 D C正規化係数を乗算し、得られた D C成分と前記参照ブロックの D C成分の差である D C差分成分を出力する工程と、前記 D C差分成分と前記直交変換信号の A C成分を量子化するェ程と、を含むことを特徴とする画像符号化方法。

1 .符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によって入力画像信号の直交変換した D C成分が参照するプロックの D C成分を補正する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号と前記参照プロックの D C成分を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化方法であって、

前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する工程と、前記復号化信号を逆量子化し D C差分成分と A C成分から成る逆量子化値を出力する工程と、

前記有効画素指示信号によって前記逆量子化値の直交変換基底を生成する工程と、前記有効画素指示信号から前記復号化信号のうち D C成分を正規化するための D C正規化係数を導出する工程と、

前記参照プロックの D C成分に前記 D C正規化係数を乗算して前記 D C差分成分と加算してその和を D C成分とする工程と、前記直交変換基底で前記 D C成分と前記 A C成分とを直交変換して画像復号化信号を出力する工程と、を含むことを特徴とする画像復号化方法。

.入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化方法であって、

前記有効画素指示信号によって前記入力画像信号の直交変換基底を生成する工程と、

前記直交変換基底で前記入力画像信号を直交変換し直交変換信号を出力する工程と、

前記有効画素指示信号から前記直交変換信号の A C成分を正規化するための A C正規化係数を導出する工程と、

量子化ステップを前記 A C正規化係数倍して前記直交変換信号を量子化する工程と、を含むことを特徴とする画像符号化方法。

.符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号によって入力画像信号の直交変換した A C成分の量子化ステップを制御する画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化方法であって、前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する工程と、前記有効画素指示信号から前記復号化信号のうち A C成分を正規化するための A C正規化係数を導出する工程と、

前記復号化信号のうち A C成分の量子化ステツプを前記 A C正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化し逆量子化値を出力する工程と、

前記有効画素指示信号によって前記逆量子化値の直交変換基底を生成する工程と、

前記直交変換基底で前記逆量子化値を直交変換して画像復号化信号を出力する工程と、を含むことを特徴とする画像復号化方法。 .入力画像信号と前記入力画像信号の符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号の部分画像を符号化する画像符号化方法であって、

前記有効画素指示信号によつて前記入力画像信号の符号化が不要な部分画像の画素値に少なくとも 2通りの所定の規則で生成した画素値を代入したものを出力する複数の画素値生成工程と、前記画素値生成工程の各出力信号を直交変換し直交変換信号を出力する複数の工程と、

前記各直交変換信号を比較して符号量の少ない方を選択する選択工程と、

前記選択工程で選択された直交変換信号を量子化する工程と、を含むことを特徴とする画像符号化方法。

.入力画像信号と前記入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号とが入力され、プロック単位でデジタル画像信号を符号化する画像符号化方法であって、

前記入力画像信号を直交変換し直交変換信号を出力する工程と、前記透過度信号から前記直交変換信号を正規化する正規化係数を導出する工程と、

量子化ステツプを前記正規化係数で乗算して前記直交変換信号を量子化する工程と、を含むことを特徴とする画像符号化方法。

.入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号によつて入力画像の直交変換出力信号を正規化して符号化された符号化信号と前記透過度信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化方法であって、

前記符号化信号を復号化して復号化信号を出力する工程と、前記透過度信号から前記復号化信号の各成分を正規化する正規化係数を導出する工程と、

前記復号化信号の量子化ステツプを前記正規化係数で乗算して前記復号化信号を逆量子化し逆量子化値を出力する工程と、

前記逆量子化値を直交変換して画像復号化信号を出力する工程と、を含むことを特徴とする画像復号化方法。

2 7 . 入力画像信号を直交変換して得られた直交変換信号のうち、 D C 成分に対してはその量子化ステツプを符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号から導出した D C正規化係数で乗算し、非 D C 成分に対しては標準の量子化ステツプで量子化するように構成した画像符号化装置と、

前記画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置と、前記画像符号化装置と前記画像復号化装置を接続する無線または有線の通信手段とからなる画像伝送システム。

2 8 .入力画像信号を直交変換して得られた直交変換信号の D C成分と参照するブロックの D C成分に符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号から導出した D C正規化係数を乗算して得られた D C成分との差である D C差分成分と、前記直交変換信号の A C成分を量子化するように構成した画像符号化装置と、

前記画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記有効画素指示信号と前記参照ブロックの D C成分を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置と、

前記画像符号化装置と前記画像復号化装置を接続する無線または有線の通信手段とからなる画像伝送システム。

2 9 .入力画像信号を直交変換して得られた直交変換信号の A C成分に対して、その量子化ステツプを符号化すべき部分画像を示す有効画素指示信号から導出した A C正規化係数で乗算して量子化するように構成した画像符号化装置と、

3 0 . 入力画像信号を直交変換して得られた直交変換信号に対して、その量子化ステツプを前記入力画像信号を他の画像信号と合成する際の合成比を表す透過度信号から導出した正規化係数で乗算して量子化するように構成した画像符号化装置と、

前記画像符号化装置で符号化された符号化信号と前記透過度信号を入力とし、前記符号化信号を復号化する画像復号化装置と、前記画像符号化装置と前記画像復号化装置を接続する無線または有線の通信手段とからなる画像伝送システム。