JP2001268565A - 画像符号化装置および画像復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 知覚可能な解像度および階調数を共に保証す
るとともに、高い効率で符号化を行うこと。 【解決手段】 本発明は、入力画像１０１をブロック分
割するブロック化回路１０２と、ブロック内の画像を量
子化する量子化ＬＵＴ１０３と、量子化された画像の量
子化代表値を求める量子化代表値ＬＵＴ１０６と、ブロ
ック内の画素値と、量子化代表値ＬＵＴ１０６によって
取得された量子化代表値との差分のブロック内の平均値
を求める差分算出回路１０７、加算回路１０８および除
算回路１０９からなる平均値取得手段と、量子化ＬＵＴ
１０３によって量子化された画像を符号化する第１階層
符号化器１０４と、平均値取得手段によって取得された
平均値を符号化する第２階層符号化器１１０とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを圧縮
してデータ量を削減する画像符号化装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】高品位なディジタル画像を得るために
は、より多い階調数や高い解像度を必要とする。画像の
容量は「画素数×階調ビット数」で表され、非常に膨大
なものとなる。そのため、画像蓄積コストの削減、ある
いは画像伝送時間の削減等を目的として、画像の圧縮が
行われている。

【０００３】従来から、人間の視覚特性を利用した画像
圧縮方法が行われている。視覚特性の例として、文献１
（Pereg G.J.Barten,"Evaluation of subjective image
Quality with the square-root integral method,"J.O
pt.Soc.Am.A/Vol.7,No.10/Oct.1990,pp.2024-2031）を
挙げる。

【０００４】本文献には、視覚周波数特性の近似式が示
されている。図２７に文献の近似式をグラフ化したもの
を示す。このグラフの横軸は、視野角１度あたりのサイ
クル数であり、縦軸はコントラスト感度である。このグ
ラフによれば、周波数の高い部分では、コントラスト感
度が低下する。つまり、周波数の高い部分は階調数を減
少させても知覚できないということを示している。この
性質を利用した圧縮方法が従来から行われている。

【０００５】視覚特性を利用した圧縮方法の例を以下に
示す。以下に示す例は２通りある。第１に示す例は、画
像の画素数あるいは階調数を直接削減することによって
圧縮を行う方法である（従来例１−１および従来例１−
２）。第２に示す例は、入力画像を直交変換し、変換係
数の量子化方法を視覚特性に合致させる方法である（従
来例２）。

【０００６】まず、第１の例について説明する。画像の
容量は、（画素数×階調ビット数）であるため、画素数
を削減するか、あるいは階調ビット数を削減すれば、画
像圧縮を行うことができる。画像中の文字や線画のよう
な部分は、周波数の高い成分が多い部分であるので、階
調数は必要としない。この部分に対しては、階調ビット
数を削減することにより圧縮を行うことが可能となる。

【０００７】入力画像の周波数成分が低い場合には、階
調数は削減できない。しかし、画像の持つ周波数帯域が
小さいため、折り返しひずみなく縮小が可能である。す
なわち、画像中の写真のような自然画像部分は、周波数
の高い成分が少ない部分であるので、この部分に対して
は、画素数を減少させることにより圧縮を行うことがで
きる。

【０００８】まとめると、周波数の低い部分は、画素数
を減少させることにより圧縮が可能である。一方、周波
数の高い部分は階調数を減少させることにより圧縮が可
能である。

【０００９】上記のような圧縮方法の例として、特公平
６−４０６６１号公報を挙げることができる。以下、特
公平６−４０６６１号公報を従来例１−１とする。従来
例１−１では、画素当たり６ビットの入力画像を３×３
の画素ブロックに分割する。次に、この画素ブロックを
多値で符号化するか、２値で符号化するかを判別する。

【００１０】図２５に示すように、多値で符号化する場
合、３×３ブロック内の９画素の平均値を算出し、６ビ
ットの１画素情報とする。２値で符号化する場合は、３
×３ブロック内の９画素をそれぞれ２値化し、１ビット
の９画素情報とする。３×３ブロックの情報は、６ビッ
ト１画素の情報、あるいは１ビット９画素の情報とな
る。符号化時には多値ブロックか２値ブロックかを示す
情報１ビットをブロック毎に付加する。まとめると、３
×３画素の１ブロックあたり最悪１０ビットで符号化で
きる。

【００１１】さらに他の例として、特開平８−３１７２
２０号公報を説明する。以下、特開平８−３１７２２０
を従来例１−２とする。従来例１−２では、例えば入力
画像を２×２画素ブロックに分割する。次に、この画素
ブロックを多値で符号化するか、２値で符号化するかを
判別する。多値で符号化する場合、２×２ブロック内の
４画素の平均値を符号化する。２値で符号化する場合、
２×２画素ブロック内の黒画素の個数を符号化する。

【００１２】一例として、多値符号化の場合の平均値レ
ベル数は０〜１１の１２レベルに量子化される。また、
２値で符号化する場合の黒画素数は０、１、２、３、４
のいずれかである。黒画素数が０のときには多値レベル
０と同じ状態を表す。黒画素数が４のときは、多値レベ
ル１１と同じ状態を表す。よって、図２６に示されるよ
うに、多値の場合と２値の場合を合わせて１５レベルで
符号化が可能となる。

【００１３】従来例１−２は、多値の場合と２値の場合
の符号を同一符号空間とすることによって多値・２値判
別ビットを不要とした部分が従来例１−１とは異なる。
しかし、ブロックごとに多値で符号化するか２値で符号
化するかを判別して符号化する構成は同様の発明であ
る。

【００１４】以上のように、従来例１−１および従来例
１−２では、入力画像ブロックが階調数の必要な低周波
情報か、あるいは階調数の不要な高周波情報かを判別す
る。次に、階調数の必要な低周波情報の場合はブロック
内の画素値の平均値を符号化する。また、階調数の不要
な高周波情報の場合はブロック内の画素値の階調数を削
減する（上記例では階調数を２値とする）ことによって
圧縮率を上げているものである。

【００１５】次に、視覚特性を利用した圧縮方法の第２
の例（従来例２）を説明する。現在、静止画の符号化方
式としては、静止画符号化国際標準ＪＰＥＧ方式（ＩＴ
Ｕ−Ｔ勧告Ｔ．８１）方式が最も広く使用されている。
ＪＰＥＧ方式の概要を説明した文献としては、”マルチ
メディア符号化の国際標準（安田編、丸善）ｐｐ．１６
−４７”が挙げられる。以下、ＪＰＥＧ方式を従来例２
とする。

【００１６】ＪＰＥＧ方式は、入力画像を８×８画素の
ブロックに分割し、ブロックごとにＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）を行い、８×８個のＤＣＴ係数を得る。更に、
８×８個のＤＣＴ係数を量子化することによって圧縮を
行うものである。８×８個の量子化ステップ幅（量子化
テーブル）は、標準では規定されておらず、自由に設定
することが可能である。そこで、視覚特性を考慮した量
子化テーブルを設計することによって、より圧縮率の高
い符号化を実現することができる。

【００１７】たとえば、量子化テーブルの設計例とし
て、文献（斎藤他、”可変長符号化における視覚特性を
考慮したＤＣＴ係数の最適量子化，”信学技報ＩＥ９０
−１０１）を挙げることができる。この文献はは、ＤＣ
Ｔ（離散コサイン変換）を用いた符号化方式において、
視覚特性を考慮して量子化テーブルを設計する手法につ
いて述べたものである。

【００１８】ＪＰＥＧ方式は、ＤＣＴを用いる方式であ
るため、本文献で述べられた方式は、ＪＰＥＧ方式の量
子化テーブルを設計する際にも利用可能である。８×８
個のＤＣＴ係数それぞれの量子化ステップ幅（量子化テ
ーブル）は、視覚特性を考慮して、与えられた符号量に
対して視覚上の歪みが最小になるように設計される。こ
こで考慮している視覚特性は、文献１に示されたものと
同様な、視覚の周波数特性である。

【００１９】ここでは、視覚の周波数特性を、 Ｈ（ｆ）＝２．４６（０．１＋０．２５ｆ）ｅｘｐ（−
０．２５ｆ） として、演算している。ただし、上記式のｆは、単位視
野角あたりのサイクル数（ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇｒｅｅ）
である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下に述べるような問題点がある。 （問題点１）…ブロック内で解像度が必要な部分と、階
調数が必要な部分とが混在する場合には対応できない。 （問題点２）…階調レベルがエッジ位置を表す場合には
画像歪みが発生してしまう。

【００２１】以下、問題点１および問題点２に関して詳
しく述べる。先ず、問題点１に関して述べる。図２８の
ように、写真を背景として文字あるいは線画が上書きさ
れたブロックの場合を考える。写真は階調数を必要とす
るデータであり、文字あるいは線画は解像度を必要とす
るデータである。このようなブロックの場合、ブロック
を多値情報と判別してブロックの平均値を符号化する
と、文字線画の解像度情報は失われてしまう。

【００２２】また、ブロックを２値（あるいは少値）ブ
ロックとして判別してブロック内の画素値を量子化して
しまうと、写真の階調数は失われてしまう。これを避け
るためには、判別単位のブロックサイズを小さくしなけ
ればならない。最悪１ブロック１画素となる。ブロック
サイズを小さくすることによって圧縮率が低下してしま
う。すなわち、従来例１−１および従来例１−２では、
ブロック内で解像度が必要な部分と、階調数が必要な部
分が混在する場合には対応できない。

【００２３】次に、問題点２に関して述べる。すなわ
ち、階調レベルがエッジ位置を表す場合の例として、グ
レイフォントを挙げることができる。通常、プリンタ用
画像を生成するソフトウェアであるイメージャは、文字
画像を２値画像で生成する。この場合、画素解像度以上
の解像度で文字を表すことができない。

【００２４】図２９に２値で生成された画像を示す。図
２９の矩形が一つの画素に相当する。図２９に示される
ように、斜め線にジャギーが発生する。あるいは、線
幅、エッジ位置が画素の解像度の整数倍に限定される等
の問題がある。そこで、文字画像を多値で生成すること
によって、画素解像度を増加せずに文字画質を向上させ
るようにしたものがグレイフォントである。

【００２５】図３０に示されるように、画素を多値で表
現する。多値で表現された画素を見ると視覚特性によっ
て補完され（あるいは画素値に応じてマーキング位置を
制御することにより）、図３０下図に示されるような斜
め線あるいは画素解像度整数倍以外の幅や位置の線を表
現することができる。

【００２６】このように、グレイフォントでは、画素値
がエッジの位置を制御する情報となる。グレイフォント
は、階調レベルがエッジ位置を表すように人工的に多階
調の画像を生成した例である。このような画像は自然界
の画像であっても存在する。文字画像を多値でスキャン
インした場合も、人工的に生成されたグレイフォントと
同様の効果を与えられると考えられる。また、入力画像
にエッジがある場合、視覚に与える影響度の差はあるに
せよ、同じように階調レベルがエッジ位置を表す効果を
持つと考えられる。

【００２７】このような階調数がエッジ位置を表す画像
の場合、階調数を変更してしまうとエッジ位置が移動し
てしまい、画像歪みとして知覚されてしまう。文献（大
山他編、”新編、感覚・知覚心理学ハンドブック”誠信
書房ｐｐ．５５７−５５８）には、副尺視力という名称
で、エッジ位置に関する知覚閾値が示されている。この
文献によると、図３１に示されるような、２本の直線の
ずれを見分けることのできる最小のずれ、すなわち副尺
視力の閾値は、視野角で２”である。エッジ位置のずれ
は視野角２”以内に抑えなければならない。

【００２８】従来例１−１および従来例１−２の場合、
ブロックが多値と判別された場合は画素解像度よりも低
い解像度に変更されてしまう。この時、上記で述べたよ
うな画素解像度よりも高いエッジ位置情報は失われてし
まう。ブロックが２値（少値）と判別された場合、画素
が量子化されるため、エッジ位置に誤差が生じてしま
う。いずれの場合も画像歪みが発生してしまう。

【００２９】また、従来例２の場合、直交変換領域で量
子化を行っているため、個々の画素値の誤差量を保証す
ることは困難である。また、視覚の周波数特性を考慮し
た量子化テーブル設計手法はあったが、副尺視力を考慮
してエッジ位置を保証するような量子化テーブル設計手
法はない。

【００３０】そのため、従来例２では、エッジ位置を保
証することはできない。あるいは、無理にエッジ位置を
保証しようとすると量子化ステップ幅を十分小さくし
て、圧縮率を低下させる方法を採らざるを得なかった。

【００３１】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、知覚可能な解像度、すなわち、副
尺視力で規定されるエッジ位置を保証し、かつ、知覚可
能な階調数も共に保証することができ、かつ、高い効率
で符号化を行うことの可能な画像符号化装置およびその
符号化された符号を復号する画像復号装置を提供するこ
とを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の画像
符号化装置では、入力画像をブロックに分割するブロッ
ク化手段と、ブロック化手段によって分割されたブロッ
ク内の画像を量子化する量子化手段と、量子化手段によ
って量子化された画像の量子化代表値を求める量子化代
表値取得手段と、ブロック内の画素値と、量子化代表値
取得手段によって取得された量子化代表値との差分のブ
ロック内の平均値を求める平均値取得手段と、量子化手
段によって量子化された画像を符号化する第１階層符号
化手段と、平均値取得手段によって取得された平均値を
符号化する第２階層符号化手段とを具備する。

【００３３】このような画像符号化装置では、入力画像
を異なる解像度からなる２つの階層に分割する。ここ
で、第１階層の解像度は入力画像の解像度であり、第２
階層の解像度はブロック化手段でブロック化されるブロ
ックの解像度である。

【００３４】この第１階層の画像データは量子化手段に
よって量子化された後に第１階層符号化手段で符号化さ
れる。これにより、解像度はそのままで階調数を知覚可
能な最小値まで減らした画像データの符号化を図ること
ができる。一方、第２階層の画像データは、平均値取得
手段によってブロック内での平均値に変換され、これが
第２階層符号化手段で符号化される。これにより、知覚
可能なエッジを表現できる階調数は維持しながら解像度
を下げた画像データの符号化を図ることができる。

【００３５】また、本発明の画像復号装置は、上記画像
符号化装置によって符号化された符号を復号するための
ものであり、第１階層符号化手段によって符号化された
符号を復号する第１階層復号手段と、第２階層符号化手
段によって符号化された符号を復号する第２階層復号手
段と、第１階層復号手段によって復号されたデータを逆
量子化する逆量子化手段と、第２階層復号手段によって
復号された第２階層データを用いて、逆量子化手段によ
って逆量子化された第１階層データを補正し、ブロック
内の画像データを得る画素値補正手段と、ブロック毎の
データをラスタスキャン化する逆ブロック化手段とを具
備する。

【００３６】このような本発明では、第１階層復号手段
によって復号されたデータは、量子化インデクスである
ため、逆量子化手段によって逆量子化される。また、第
２階層複号手段によって復号されたデータは、入力画像
データと第１階層画像との差分データである。このた
め、画素値補正手段では、逆量子化手段によって逆量子
化された第１階層データと、第２階層復号手投によって
復号された第２階層データ（差分データ）とを加算する
ことによって、第１階層画像データを補正し、ブロック
内の画像データを得ることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、本実施形態の全体の概念について述
べる。本実施形態では、入力画像データを、第１の画像
データ（知覚可能な階調数を全て表現することが可能
な、できるだけ小さい解像度の画像データ）と、第２の
画像データ（知覚可能なエッジ位置を全て表現すること
が可能な、できるだけ小さい階調数の画像データ）とに
分離して表現するものである。さらに、第１の画像デー
タと第２の画像データの情報が重なっている場合には、
どちらかの情報だけを持てば良いとするものである。

【００３８】まず、第１の画像データ（知覚可能な階調
数を全て表現することが可能な、できるだけ小さい解像
度の画像データ）について述べる。図２７に示される視
覚周波数特性図は、横軸が周波数（ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇ
ｒｅｅ）であり、縦軸はコントラスト感度を表してい
る。コントラスト感度は知覚可能な階調数を示してい
る。

【００３９】ここで、知覚可能な階調数Ｎを表現するた
めに必要なビット数Ｂは、 Ｂ＝ｌｏｇ₂Ｎ で示される。また、周波数Ｗを表すことの可能な画素周
期Ｔの最大値は、サンプリング定理より、 Ｔ＝１／（２Ｗ） である。視野角１度あたりの画像解像度をｆ（画素数／
ｄｅｇｒｅｅ）とすると、ｆは、 ｆ＝１／Ｔ＝２Ｗ である。

【００４０】図２７に示される視覚周波数特性グラフを
媒介として、画像解像度ｆ（画素数／ｄｅｇｒｅｅ）
と、知覚可能な階調数Ｎを表現するために必要なビット
数Ｂの関係を求めることができる。

【００４１】ｆとＢの関係の概念図を図２２に示す。図
２２のグラフでは解像度の低い部分は省略している。解
像度の高い部分のみをとると、解像度が高くなるにした
がって必要ビット数は小さくなる。

【００４２】図２２を用いることによって、知覚可能な
階調数を全て表現することが可能な、できるだけ小さい
解像度の画像データを求めることが可能となる。概念図
である図２２では、画像解像度がｆ８の場合には、１ビ
ットの情報を持てば良い。画像解像度ｆ７〜ｆ８の場合
には、２ビットの情報を持てば良い。画像解像度ｆ６〜
ｆ７の場合には、３ビットの情報を持てば良い。画像解
像度ｆ５〜ｆ６の場合には、４ビットの情報を持てば良
い。画像解像度ｆ４〜ｆ５の場合には、５ビットの情報
を持てば良い。画像解像度ｆ３〜ｆ４の場合には、６ビ
ットの情報を持てば良い。画像解像度ｆ２〜ｆ３の場合
には、７ビットの情報を持てば良い。画像解像度ｆｌ〜
ｆ２の場合には、８ビットの情報を持てば良い。という
ことになる。

【００４３】入力画像を複数の解像度の画像に分割し
て、各解像度ごとに適した量子化を行うことでデータ圧
縮することが可能となる。上記解像度別の各情報は独立
ではなく、共有の情報を含んでいるため、できるだけ共
有の情報は省くように情報を持つことにより、さらに圧
縮が可能である。また、各解像度の画像には冗長度があ
るため、従来の画像符号化方法あるいはデータ圧縮手法
を適用することにより、さらに圧縮が可能である。

【００４４】次に、第２の画像データ（知覚可能なエッ
ジ位置を全て表現することが可能な、できるだけ小さい
階調数の画像データ）について述べる。知覚可能なエッ
ジ位置を全て表現するためには、入力画素の階調レベル
をエッジ位置に変換したときのエッジ位置の誤差が副尺
視力の閾値以内になるようにすれば良い。

【００４５】副尺視力閾値となるエッジ位置誤差は階調
レベルに変換することができる。この階調レベルで入力
画素を量子化することによって、エッジ位置を保証しな
がら、データ量を削減することができる。知覚可能なエ
ッジ位置を全て表現することが可能な、できるだけ小さ
い階調数のデータを得る手法として、入力画素の量子化
を行う。

【００４６】さらに、第２の画像データによって、第１
の画像データの一部を表すことができる場合、第１の画
像データはその部分を省略する。例えば、入力解像度が
ｆ８で、第２の画像データ量子化後のビット数が４の場
合、第１の画像データのうち、画像データ量が４ビット
以下の情報を省くことができる。

【００４７】すなわち、 画像解像度がｆ８の場合、１ビットの情報 画像解像度ｆ７〜ｆ８の場合、２ビットの情報 画像解像度ｆ６〜ｆ７の場合、３ビットの情報 画像解像度ｆ５〜ｆ６の場合、４ビットの情報 の４つは第２の画像データ、すなわち、画像解像度がｆ
８で４ビットの情報で表すことができるため、省くこと
ができる。

【００４８】これにより、以下の情報で、画質歪みなく
画像を表現できる。 画像解像度がｆ８、４ビットの情報 画像解像度ｆ４〜ｆ５、５ビットの情報 画像解像度ｆ３〜ｆ４、６ビットの情報 画像解像度ｆ２〜ｆ３、７ビットの情報 画像解像度ｆｌ〜ｆ２、８ビットの情報

【００４９】例えば、「画像解像度ｆ４〜ｆ５、５ビッ
トの情報」は、この情報の最も高い解像度を持てば良
い。すなわち、「画像解像度ｆ５、５ビットの情報」で
表現できる。

【００５０】他の情報もまとめると、 画像解像度がｆ８、４ビットの情報 画像解像度がｆ５、５ビットの情報 画像解像度がｆ４、６ビットの情報 画像解像度がｆ３、７ビットの情報 画像解像度がｆ２、８ビットの情報 となる。

【００５１】次に、各実施形態について説明する。 （第１実施形態）第１実施形態は、画像符号化装置とし
て、請求項１、請求項２、請求項４、請求項２５、請求
項３０、請求項３１に関するものであり、画像復号装置
として、請求項７、請求項１０、請求項１１、請求項１
３に関するものである。また、第１実施形態の画像符号
化装置は、入力画像をブロック分割することにより、解
像度が異なる２つの画像に分割し、それぞれを符号化す
るものである。

【００５２】第１実施形態では、入力画像の１画素あた
りのデータ幅を８ビット、解像度を６００ｄｐｉ（以
下、２５．４ｍｍの直線上にＮ個の画素が並ぶ画像解像
度をＮｄｐｉと記述する。）とする。６００ｄｐｉの画
素間距離は約４２．３μｍである。ここで、視距離を３
０ｃｍとしたとき、副尺視力の閾値２”となる距離は、
３０ｓｉｎ（２”）ｃｍである。これを計算すると、約
２．９μｍとなる。４２．３／２．９＝約１５となるた
め、６００ｄｐｉの画素値はおおよそ１５階調以上を表
現できれば副尺視力の閾値以下に制御可能である。そこ
で、６００ｄｐｉを４ビットで表現する。

【００５３】さらに、図２２のグラフを縦軸が解像度
（ｄｐｉ）となるように書き換える。視距離を３０ｃｍ
として、変形すると、例えば図２３に示されるようなグ
ラフに書き換えることができる。図２３において、２０
０ｄｐｉ以下の解像度で表現できる周波数の画像を表現
するのに８ビットあれば良いことになる。

【００５４】２００ｄｐｉから６００ｄｐｉまでの解像
度で表現できる周波数の画像は、６００ｄｐｉを４ビッ
トで表現することで表現可能である。すなわち、視距離
と視覚上の周波数特性の関係上、図２３の特性を持つ場
合、６００ｄｐｉ画像を４ビットで表現し、かつ、２０
０ｄｐｉ画像を８ビットで表現すれば良いことになる。
第１実施形態では、この２分割の画像符号化方式を実現
する具体的な例について示すものである。

【００５５】図１は第１実施形態を説明するブロック図
である。図１において、１０１は入力画像、１０２は入
力画像をブロックに分割するブロック化回路、１０３は
ブロック内の画像を量子化する量子化ＬＵＴ（ルックア
ップテーブル）、１０４は量子化された画像を符号化す
る第１階層符号化器、１０５は第１階層符号、１０６は
ブロック内の画像の量子化代表値を求める量子化代表値
ＬＵＴ、１０７は量子化代表値と入力画素値との差分を
算出する差分算出回路、１０８は差分算出同路１０７で
算出された差分の和を求める加算回路、１０９は加算さ
れた差分和を所定の値で割る除算回路、１１０は除算さ
れた差分和を符号化する第２階層符号化器である。

【００５６】次に、第１実施形態の画像符号化装置にお
ける動作を説明する。解像度６００ｄｐｉの入力画像１
０１はブロック化回路１０２に入力される。ブロック化
回路１０２ではラスタ順に入力される画像を３×３画素
のブロックに分割する。３×３画素の６００ｄｐｉ画素
ブロックは、２００ｄｐｉ解像度の１画素分に相当する
（図１５参照）。

【００５７】ブロック化回路１０２でブロック化された
画素は、量子化ＬＵＴ１０３に入力される。量子化ＬＵ
Ｔ１０３の例を図１６に示す。これにより、８ビットの
データが４ビットのデータとして出力される。なお、こ
こでは、入力が０のときには復号画像が０となり、入力
が２５５のときには復号画像が２５５となるようにＬＵ
Ｔを設定している。すなわち、入力値が０のときのみイ
ンデクスは０、入力値が２５５のときのみインデクスは
１５となる。

【００５８】さらに、ブロック化回路１０２でブロック
化された画素は、量子化代表値ＬＵＴ１０６に入力さ
れ、量子化代表値が出力される。量子化代表値ＬＵＴの
内容例を図１７に示す。ここでは、同一の量子化インデ
クスとなる入力値の中心値が量子化代表値として出力さ
れる。

【００５９】次に、量子化ＬＵＴ１０３で量子化された
量子化インデクスは第１階層符号化器１０４で符号化さ
れ、第１階層符号１０５となる。第１階層符号化器で
は、他のブロックの画像を合わせて符号化を行う。第１
階層符号化器１０４における符号化方式は、ＬＺ方式等
の可逆符号化方式が適している。なお、ビットブレーン
に分解してＪＢＩＧ方式やＭＨ、ＭＭＲ方式等の２値可
逆方式を適用しても良い。あるいはＪＰＥＧ方式等の非
可逆画像符号化方式を適用することも可能である。

【００６０】一方、量子化代表値ＬＵＴ１０６で得られ
た量子化代表値、およびブロック化回路１０２の出力値
は差分算出回路１０７に入力され、各画素毎に差分が算
出される。ここで、ブロック内の入力画素値をＸｉ、量
子化代表値をＹｉとする。ただし、ｉは、０から８まで
の整数であり、ブロック内の位置を示す。符号ｉが同一
の値は、ブロック内で同一の位置にあるとする。

【００６１】差分算出回路１０７では、ブロック内の各
画素位置ごとに、差分として、 Ｘ１−Ｙｉ を算出する。

【００６２】差分算出回路１０７で算出された差分は、
加算回路１０８に入力され、 Σ（Ｘｉ−Ｙｉ） の演算により、差分和が算出される。

【００６３】加算回路１０８で算出された差分和は除算
回路１０９に入力され、下位４ビットが四捨五入により
切り捨てられる。切り捨て後の差分和の有効ビット数は
大体４ビットであるため、２００ｄｐｉの画像の有効階
調数は８ビット程度を確保できる。（切り捨てビット数
を削減することで有効階調数を向上させ所望の値とする
ことが可能である）。

【００６４】そして、切り捨て結果が第２階層符号化器
１１０に入力される。第２階層符号化器１１０では他の
ブロックの画像を合わせて符号化を行う。第２階層符号
化器１０４における符号化方式は、ＬＺ方式等の可逆符
号化方式を適用しても良い。なお、ビットブレーンに分
解してＪＢＩＧ方式やＭＨ、ＭＭＲ方式等の２値可逆方
式を適用しても良い。あるいは、ＪＰＥＧ方式等の非可
逆画像符号化方式を適用しても良い。

【００６５】次に、請求項６に対応する第１実施形態の
画像符号化装置の他の例について説明する。図２は他の
例を説明する構成図である。すなわち、他の例における
画像符号化装置では、先に説明した第１実施形態の画像
符号化装置で量子化代表値ＬＵＴ１０６および差分算出
回路１０７から構成されていた部分が、量子化誤差ＬＵ
Ｔ１１２から構成される。

【００６６】量子化誤差ＬＵＴ１１２には、ブロック内
の画素値に対応した量子化誤差値が蓄積されている。画
素値を入力すると、その画素値に対応した量子化誤差値
が出力される。この量子化誤差値は図１７に示される量
子化代表値と一致するものである。

【００６７】ここで、入力画素値をＰ、入力画素値Ｐの
場合の量子化代表値をＩとすると、量子化誤差ＬＵＴ１
１２は、Ｐの入力に対してＰ−Ｉを出力するよう設定さ
れている。これにより、先に説明した第１実施形態の画
像符号化装置の差文算出回路１０７を省くことができ、
装置構成を簡素化できるようになる。

【００６８】次に第１実施形態の画像復号装置について
説明する。図３は、第１実施形態の画像復号装置の構成
を示すブロック図である。図３において、１０５は第１
階層符号、１１１は第２階層符号、２０１は、第１階層
復号器、２０２は逆量子化ＬＵＴ、２０３は第２階層復
号器、２０４は積算回路、２０５は加算回路、２０６は
逆ブロック化回路、２０７は復号画像である。

【００６９】以下、図１および図３を用いて第１実施形
態の画像復号装置における動作を説明する。第１階層符
号化器１０４で符号化された第１階層符号１０５は、第
１階層復号器２０１で復号され、量子化インデクスが出
力される。

【００７０】量子化インデクスは逆量子化ＬＵＴ２０２
で逆量子化され、第１階層画像が得られる。逆量子化Ｌ
ＵＴの内容例を図１８に示す。逆量子化ＬＵＴ２０２の
内容は、量子化ＬＵＴ１０３と量子化代表値ＬＵＴ１０
６の内容に合致していなければならない。

【００７１】また、第２階層符号化器１１０で符号化さ
れた第２符号１１１は、第２階層復号器２０３で復号さ
れ、除算された差分和が出力される。除算された差分和
は積算回路２０４で符号化の際の除算の逆演算が行われ
る。第１実施形態の画像符号化装置では、下位４ビット
の四捨五入による切り捨てを行ったため、積算回路２０
４では、左４ビットシフトによって差分和を再現でき
る。

【００７２】積算回路２０４で得られた差分和と、逆量
子化ＬＵＴ２０２で得られた第１階層画像は、加算回路
２０５に入力される。以下、加算回路２０５の動作を説
明する。

【００７３】ここで、第１階層画像の画素値をＹｉ、積
算回路２０４で得られた差分和をＺとする。また、１画
素平均の差分値として、第２階層復号器２０３で得られ
た値を用いる。この値をｗとする。Ｚ＝１６×ｗであ
る。

【００７４】さらに、加算回路２０５では、画素値変動
許可範囲ＬＵＴを用いる。画素値変動許可範囲ＬＵＴ
は、量子化インデクスを入力として、復号時に量子化代
表値からどれだけ離れた値になっても良いかを示すもの
である。画素値変動許可範囲ＬＵＴの例を図１９に示
す。ここでは、量子化インデクスが０の場合と１５の場
合には、画素値を保証したいため許可範囲が０であり、
それ以外の場合には、副尺視力で規定される画素値範囲
に収まるように許可範囲が設定されている。（一例とし
て副尺視力で規定される画素値誤差をここでは１８とし
ている。隣接する画素の画素値の差の変動が１８以下に
なるためには、各画素値の変動は９以下でなければなら
ない。）

【００７５】先ず、加算回路２０５はブロック内の第１
階層画像の画素にｗを加算する。ｗが画素値変動許可範
囲内にある場合は、ｗを加算する。ｗが画素値変動許可
範囲以上である場合は、画素値変動許可範囲の最大値を
加算する。各画素に加算した値をＺから減じる。

【００７６】次に、ブロック内の９画素中の加算順序を
予め定めておく。例えば、図２０に示されるような順序
を定めておく。図２０に示された順に、画素値変動許可
範囲ぎりぎりまで差分和を加算する。加算した値をＺか
ら減じていき、Ｚが０となった時点で加算を終了する。
以上で、ブロック内の６００ｄｐｉの画素値を復号する
ことができる。

【００７７】その後、加算回路２０５の出力は逆ブロッ
ク化回路２０６に入力される。逆ブロック化回路２０６
ではブロック毎に復号された画像データをラスタスキャ
ン順にスキャン変換して復号画像２０７を出力する。

【００７８】以上のように、第１実施形態では、入力画
像解像度である６００ｄｐｉの画素の階調数を、副尺視
力で規定されるエッジ位置を保証する値に制御すること
が可能であり、かつ、２００ｄｐｉの画像解像度の所望
（例えば８ビット）の階調数を保証することができる。

【００７９】つまり、６００ｄｐｉの画素値は８ビット
から４ビットに減少させることができる。また、２００
ｄｐｉの画素値は４ビットであり、６００ｄｐｉ換算で
は、画素当たり４／９ビットとなる。すなわち、特別な
画像圧縮を行わなくとも、８ビットから、４＋４／９ビ
ットに画像圧縮することが可能となる。さらに圧縮を行
うことが可能であり、その場合には、４＋４／９ビット
をさらに小さい値とすることが可能となる。

【００８０】また、第１実施形態では、以下の効果を得
ることもできる。すなわち、除算回路の除数を２のべき
乗とすることで、演算の簡易化を行っている。また、加
算回路で第１に加算する数を第２階層復号器の出力器と
したことで、演算の簡易化を図っている。また、加算回
路で第１階層画像の画素に平均値を加算することで、一
部の画素に多くの差分値を加算して、ブロック内で誤差
が偏在することを防止している。

【００８１】さらに、量子化器をＬＵＴで構成し非線型
量子化を行い、また、加算回路で画素値変動範囲を守る
ことで、画素値レベルによって誤差を発生させたくない
場合に対応することが可能となる。例えば、文字画像の
ように、０と２５５のみからなる画像の場合は、０と２
５５の値に誤差を発生させたくない。この場合に対応す
ることが可能となる。

【００８２】第１実施形態では、図２３に示されたよう
に、一例として２００ｄｐｉの周波数が４ビット必要な
場合であったが、これ以外でも、ブロックに分割できる
ような解像度の組み合わせの中から十分な階調ビット数
を設定する必要がある。図２４に示されるように、２０
０ｄｐｉで４ビット必要ない場合でも、符号化方式とし
ては、２００ｄｐｉで４ビットの符号とする必要があ
る。

【００８３】また、第２階層の解像度は２００ｄｐｉに
限定されず、入力解像度との関係でブロックに分割でき
る解像度であれば良い。すなわち、入力解像度をＡｄｐ
ｉ、とするとき、第２階層の解像度は、Ａ／ｎｄｐｉ
（但し、ｎは整数）であれば良い（請求項３０）。

【００８４】また、ブロックに分割することにより、ブ
ロック内で演算を閉じることができる。つまり、演算の
範囲を限定できるため、演算負荷を小さくできる。ま
た、以上の例では、量子化代表値を算出するのに量子化
代表値ＬＵＴを用いているが、量子化インデクスを入力
し、量子化代表値を出力する逆量子化ＬＵＴを用いても
良い。

【００８５】また、以上の例では、量子化としてＬＵＴ
を用いた非線型量子化を行っていたが、通常の除算を用
いる線形量子化でも良い。あるいは、上位ビットをその
まま抜き出して量子化インデクスとしても良い。この場
合、演算負荷を小さくできる効果が得られる（請求項２
４）。

【００８６】あるいは、入力値が特殊な値（例えば０と
２５５の場合）のときのみ、特殊な量子化インデクスを
与え、その他の場合は、上位ビットをそのまま抜き出し
て量子化インデクスとする等の手法でも良い。

【００８７】また、以上の例では、加算回路２０５にお
ける平均値を平均値に類する値として、第２階層復号器
２０３で得られた値ｗを用いていたが、この値ではな
く、実際に平均値を算出して用いても良い。例えば、こ
の場合、Ｚ／９の演算により平均値を求めることができ
る（請求項９）。

【００８８】また、以上の例では、加算回路２０５で、
まず画素あたりの差分の平均値を加算した後に、残りの
差分和を画素毎に加算していた。画素あたりの差分の平
均値を加算せずに、最初から残りの差分和を画素毎に加
算しても良い。加算の順序は例えば、図２０に示される
ような順序とすれば良い。また、加算の際には、図２０
に示された順に、画素値変動許可範囲ぎりぎりまで差分
和を加算する。加算した値をＺから減じていき、Ｚが０
となった時点で加算を終了することで、２００ｄｐｉの
画素の平均値と、副尺視力の閥値を保証することができ
る（請求項１２）。

【００８９】（第２実施形態）第２実施形態の画像符号
化装置は、第１実施形態の画像符号化装置に対して除算
回路１０９の動作のみ異なる。この第２実施形態は、特
に、請求項３、８に関連するものである。

【００９０】上記説明した第１実施形態では、図１の除
算回路１０９で２のべき乗の数値（例えば１６）で除算
を行っていたが、第２実施形態では、ブロック内の画素
数９で除算を行うものである。

【００９１】２００ｄｐｉの解像度で正確な平均値を算
出することにより、２００ｄｐｉで必要十分な情報量を
確保することができる。第１実施形態のように２のべき
乗で除算した場合は、演算負荷は小さくなるが、画質を
保証するためには必要以上の情報量が必要となる。

【００９２】また、第２実施形態の画像復号装置の場
合、図３の積算回路２０４では、画素値９を積算する。
また、加算回路２０５で２段階に分けて加算する場合の
平均値は第２階層復号器２０３の出力をそのまま利用で
きる（請求項８）。

【００９３】（第３実施形態）第３実施形態の符号化装
置は、第１実施形態の符号化装置とは除算回路１０９の
動作のみ異なる。第３実施形態は、特に、請求項５に関
連するものである。

【００９４】第３実施形態では、除算回路１０９の出力
ビット幅のダイナミックレンジすべてを使いきるように
除算回路１０９の除数を設定するものである。第３実施
形態の効果は、除算回路１０９の出力をそれ以上圧縮し
ない場合に、最も圧縮効率の良いデータを提供すること
である。

【００９５】例えば、図１７に示される量子化代表値を
持つ量子化器で量子化をする場合、最悪１画素あたり±
９画素値の誤差が発生する。±９画素値の誤差が最大９
画素発生するため、図１の加算回路１０８の出力である
差分和の最大値は、±８１となる。この画素値のダイナ
ミックレンジは、８１＋８１＋０＝１６３画素値分であ
る。−８１から＋８１を０から１６２までの数値Ｋで表
す。この画素値を量子化してＮビット（例えば４ビッ
ト）で表す。１６２／１６＝１０．１２５である。

【００９６】例えば、除数を１０．２として、除算回路
１０９の動作を、Ｋ／１０．２とすることで、除算後の
ビットのダイナミックレンジ（０〜１５）を有効に利用
することができる。

【００９７】（第４実施形態）上記説明した第１実施形
態では、入力画像を２階層に分割して符号化する例を示
した。また、ブロック化を行うため、高解像度画像の解
像度は、低解像度画像の解像度の整数倍に限定される。
これに対して第４実施形態では、第１実施形態を一般化
し、解像度の制限と階層数の制限を無くしたものであ
る。また、第４実施形態は、入力画像をｍ階層の画像に
分割するまでを述べるものである。

【００９８】ｍ階層に分割された画像はそれぞれ独立に
符号化されることでさらに圧縮される（請求項２８）。
この場合、復号時には対応する復号を行って各階層画像
を復号する（請求項２９）。第４実施形態は、主として
請求項１４、１５に関連する。請求項１４は、請求項１
５が２階層になった場合である。

【００９９】第４実施形態の概念を以下に示す。副尺視
力では画像解像度がｆ８のときに４ビットの情報が必要
であるとする。また、図２２に示されるような視覚周波
数特性があるとする。

【０１００】この時、以下の情報を持てば、画質歪みな
く画像を表現できる。 画像解像度がｆ８、４ビットの情報 画像解像度がｆ５、５ビットの情報 画像解像度がｆ４、６ビットの情報 画像解像度がｆ３、７ビットの情報 画像解像度がｆ２、８ビットの情報

【０１０１】以上のような５階層の画像情報を持てば良
い。ここで、「画像解像度ｆ５、５ビットの情報」は、
「画像解像度がｆ８、４ビットの情報」とは独立ではな
いため、独立な差分情報のみを符号化すれば良い。他の
解像度情報に関しても同様である。また、画像解像度ｆ
５以上の解像度情報を縮退して、階層数を減少させるこ
とも可能である。

【０１０２】複数の解像度画像を一つにする場合、解像
度およびビット数は最も高い値に合わせる。例えば、画
像解像度ｆ５とｆ４をあわせ、また画像解像度ｆ３とｆ
２を合わせることにより、以下のように縮退することが
可能である。 画像解像度がｆ８、４ビットの情報 画像解像度ｆ５、６ビットの情報 画像解像度ｆ３、８ビットの情報

【０１０３】また、画像解像度をきりの良い値にするた
めには、上記の解像度よりも高い解像度とする。例え
ば、第２階層の解像度ｆ５が２５８ｄｐｉであり、この
解像度を実現することが実装上の負荷が大きいため困難
であり、１００ｄｐｉ単位の解像度にしたいとする。解
像度を変更するためには、第２階層の解像度を２５８ｄ
ｐｉ以上とする必要がある。例えば３００ｄｐｉとす
る。ビット数はｆ５の場合と同様に６ビットとする。

【０１０４】以下、図４、図５、図６を用いて、第４実
施形態の動作を説明する。図４において、３０１は入力
画像、３０２は第１量子化器、３０３は第１階層画像、
３０４は第１逆量子化器、３０５は第１差分算出回路、
３０６は第２量子化器、３０７は第１縮小回路、３０８
は第２階層画像、３０９は第２逆量子化器、３１０は第
２差分算出回路、３１１は第３量子化器、３１２は第２
縮小回路、３１３は第３階層画像、３１４は第３逆量子
化器、３１５は第３差分算出回路である。

【０１０５】また、図５において、４０１は第ｎ量子化
器、４０２は第ｎ−１縮小回路、４０３は第ｎ階層画
像、４０４は第ｎ逆量子化器、４０Ｓは第ｎ差分算出回
路、４０６は第ｎ＋１量子化器、４０７は第ｎ縮小回
路、４０８は第ｎ＋１階層画像、４０９は第ｎ＋１逆量
子化器、４１０は第ｎ＋１差分算出回路である。

【０１０６】また、図６において、６０１は第ｍ−１量
子化器、６０２は第ｍ−２縮小回路、５０３は第ｍ−１
階層画像、５０４は第ｍ−１逆量子化器、５０５は第ｍ
−１差分算出回路、５０６は第ｍ−１縮小回路、５０７
は第ｍ階層画像である。

【０１０７】図４において、入力画像３０１は第１量子
化化器３０２に入力され、量子化インデクスが出力され
る。量子化器は例えば、図１６に示されるようなＬＵＴ
を用いる。あるいは、所定の量子化ステップサイズで除
算を行う線形量子化、入力データの上位ビットの取り出
し等で実現される。

【０１０８】量子化インデクスは第１階層画像３０３と
して出力される。また、量子化インデクスは第１逆量子
化器３０４に入力され、量子化インデクスを逆量子化し
た第１の量子化代表値が出力される。

【０１０９】さらに、量子化代表値と、入力画像３０１
は第１差分算出回路に入力される。第１差分算出回路３
０５では、入力画像３０１と量子化代表値の差分（第１
の差分）を算出し、第２量子化器へ出力する。第２量子
化器では第１の差分を量子化し、第１縮小回路３０７で
所望の解像度に縮小される。

【０１１０】さらに第２逆量子化器３０９では、第２量
子化器の出力を逆量子化し、第２の量子化代表値を出力
する。第２差分算出回路３１０では、第２の量子化代表
値と第１の差分との差分（第２の差分）を算出する。

【０１１１】以下、第３量子化器３１１、第２縮小回路
３１２、第３階層画像３１３、第３逆量子化器３１４、
第３差分算出回路３１５でも、同様の動作を行う。

【０１１２】一般に、第ｎ＋１階層の画像を出力する動
作を、図５を用いて表す。第ｎ差分算出回路４０５の出
力（第ｎの差分）は、第ｎ＋１量子化器４０６と、第ｎ
＋１差分算出回路４１０に入力される。第ｎ＋１量子化
器４０６では第ｎの差分を量子化し第ｎ縮小回路４０７
は第ｎ＋１階層画像の解像度に量子化インデクスを縮小
し、第ｎ＋１階層画像４０８を出力する。

【０１１３】また、第ｎ＋１逆量子化器４０９は、第ｎ
＋１量子化器４０６の出力を逆量子化し、第ｎ＋１の量
子化代表値を出力する。第ｎ＋１差分算出回路４１０で
は、第ｎ＋１の量子化代表値と第ｎの差分との差分（第
ｎ＋１の差分）を算出する。

【０１１４】さらに、最終階層（第ｍ階層）画像を出力
する動作は、図６を用いて表す。第ｍ−１差分算出回路
５０５の出力（第ｍ−１の差分）は、第ｍ−１縮小回路
５０６に入力され、第ｍ階層画像５０７が出力される。

【０１１５】同様に、２階層の場合の動作は図７で示さ
れる。図７において、６０１は第１縮小回路、６０２は
第２階層画像である。図４と異なる部分は、第１差分算
出回路３０５の出力が第１縮小回路６０１のみに入力さ
れ、第２階層画像６０２が出力される点のみである。以
上、ｍ階層に分割する一般的な装置例を示した。

【０１１６】以下に第４実施形態のさらに具体化した例
を示す。入力画像解像度は６００ｄｐｉ、階調数は２５
６（８ビット）であり、 画像解像度が６００ｄｐｉ、４ビットの情報 画像解像度３００ｄｐｉ、６ビットの情報 画像解像度２００ｄｐｉ、８ビットの情報 の３階層に分割するとする。

【０１１７】入力画像の上位４ビットは、第１階層画像
として出力される（請求項２４）。入力画像の下位４ビ
ットが第１差分算出回路の出力として出力される。この
場合、量子化代表値は、量子化インデクスを左４ビット
シフトした値であり、逆量子化器と、差分算出回路の動
作は一度に行われることになる。

【０１１８】入力画像の下位４ビットのうち、上位２ビ
ットを３００ｄｐｉ相当となるように縮小し、第２階層
画像として出力する。入力画像の下位４ビットのうち、
下位２ビットを２００ｄｐｉ相当となるように縮小し、
第３階層画像として出力する。以上のように、一般的に
ｍ階層の分割が可能である。２階層の場合よりも圧縮率
を高められる。

【０１１９】（第５実施形態）上記説明した第１実施形
態では、入力画像を２階層に分割して符号化する例を示
した。また、ブロック化を行うため、高解像度画像の解
像度は、低解像度画像の解像度の整数倍に限定される。
第５実施形態では、第４実施形態と同様に、第１実施形
態を一般化し、解像度の制限と階層数の制限を無くした
ものである。

【０１２０】また、第５実施形態は、入力画像をｍ階層
の画像に分割するまでを述べるものである。また、第４
実施形態は、入力画像解像度で差分をとって分割した画
像を一度に所望の解像度に縮小するのに対し、第５実施
形態では、高い解像度から段階的に縮小を行ってｍ個の
縮小画像を得る画像符号化装置について述べるものであ
る。

【０１２１】ｍ階層に分割された画像はそれぞれ独立に
符号化されることでさらに圧縮される（請求項２８）。
この場合、復号時には対応する復号を行って各階層画像
を復号する（請求項２９）。第５実施形態は、主として
請求項１６、１７に関連する。請求項１６は、請求項１
７が２階層になった場合である。

【０１２２】第５実施形態の概念は、第４実施形態の概
念と同じである。以下、図８、図９、図１０を用いて、
第５実施形態の動作の説明を行う。図８において、３０
１は入力画像、３０２は第１量子化器、３０３は第１階
層画像、７０１は第１逆量子化器、７０２は１．１縮小
回路、７０３は１．２縮小回路、７０４は第１差分算出
回路、７０５は第１の差分、７０６は第２量子化器、７
０７は第２階層画像、７０８は第２逆量子化器、７０９
は２．１縮小回路、７１０は２．２縮小回路、７１１は
第２差分算出回路である。

【０１２３】また、図９において、８０１は第ｎ差分算
出回路、８０２は第ｎの差分、８０３は第ｎ＋１量子化
器、８０４は第ｎ＋１階層画像、８０５は第ｎ＋１逆量
子化器、８０６はｎ＋１．１縮小回路、８０７はｎ＋
１．２縮小回路、８０６は第ｎ＋１差分算出回路、８０
９は第ｎ＋１の差分である。

【０１２４】さらに、図１０において、９０１は第ｍ−
１差分算出回路、９０２は第ｍ階層画像である。

【０１２５】図８において、第１量子化器３０２、第１
階層画像３０３に関する動作は第４実施形態と同じであ
る。図８において、入力画像３０１は１．２縮小回路７
０３に入力され、第２階層画像の解像度に縮小される。
同様に、第１逆量子化器７０１で逆量子化された出力
は、１．１縮小回路７０２に入力され、第２階層画像の
解像度に縮小される。

【０１２６】第１差分算出回路７０４では、２つの縮小
回路の出力の差分を算出し、第１の差分７０５を出力す
る。第１の差分７０５は第２量子化器７０６で量子化さ
れ、第２階層画像７０７として出力される。以下同様
に、第２逆量子化器７０８、２．１縮小回路７０９、
２．２縮小回路７１０、第２差分算出回路７１１は動作
する。

【０１２７】さらに、一般に、第ｎ＋１階層の画像を出
力する動作を、図９を用いて表す。第ｎ差分算出回路８
０１の出力である第ｎの差分は、第ｎ＋１量子化器８０
３で量子化され、第ｎ＋１階層画像８０４として出力さ
れる。さらに、第ｎ＋１階層画像８０４は、第ｎ＋１逆
量子化器８０５で逆量子化され、ｎ＋１．１縮小回路８
０６に入力される。同様に第ｎの差分８０２はｎ＋１．
２縮小回路８０７に入力される。

【０１２８】ｎ＋１．１縮小回路８０６、およびｎ＋
１．２縮小回路８０７では、第ｎ＋２階層画像の解像度
に入力画像データを縮小する。第ｎ＋１差分算出回路８
０８は、ｎ＋１．１縮小回路８０６とｎ＋１．２縮小回
路８０７の出力の差分（第ｎ＋１の差分）を算出する。

【０１２９】さらに、最終階層（第ｍ階層）画像を出力
する動作を、図１０を用いて表す。第ｍ−１差分算出回
路９０１の出力である第ｍ−１の差分は、第ｍ階層画像
９０２として出力される。

【０１３０】同様に、２階層の場合の動作は図１１で示
される。図１１において、３０１、３０２、３０２は既
出である。１００１は第１逆量子化器、１００２は１．
１縮小回路、１００３は１．２縮小回緒、１００４は第
１差分算出回格、１００５は第２階層画像である。

【０１３１】図１１において、動作が図８と異なる点
は、第１差分算出回路１００４の出力がそのまま第２階
層画像となる点のみである。以上、ｍ階層に分割する一
般的な装置例を示した。以下に第５実施形態のさらに具
体化した例を示す。

【０１３２】入力画像解像度は６００ｄｐｉ、階調数は
２５６（８ビット）であり、 画像解像度が６００ｄｐｉ、４ビットの情報 画像解像度が３００ｄｐｉ、６ビットの情報 画像解像度が２００ｄｐｉ、８ビットの情報 の３階層に分割するとする。

【０１３３】入力画像の上位４ビットは、第１階層画像
として出力される。（請求項２４）入力画像の上位４ビ
ットを左４ビットシフトして８ビットとしたデータを１
／２に縮小する（データ１）。入力画像を１／２に縮小
する（データ２）。

【０１３４】データ１とデータ２の差分を算出し、差分
は４ビットデータとする（データ３）。データ３の上位
２ビットを第２階層データとして出力する（データ
４）。（例えば、量子化演算をこのように定義する）

【０１３５】データ４を右２ビットシフトし、４ビット
データとする（データ５）。データ３とデータ５の差分
をとり、さらに、２／３に縮小して、第３階層データと
して出力する。

【０１３６】（第６実施形態）上記説明した第４実施形
態および第５実施形態において、第１実施形態に示され
たように、量子化インデクスを入力して逆量子化器を行
うことによって量子化代表値を求めるのではなく、量子
化前のデータを入力して直接量子化代表値を取得しても
良い。

【０１３７】第４実施形態および第５実施形態では、差
分回路の出力あるいは縮小回路の出力をそのまま最終階
層画像としていたが、そのままでは冗長なデータ成分と
なる場合は、さらに量子化して最終画像とする。

【０１３８】例えば、縮小や、差分を行うことによっ
て、ダイナミックレンジが拡大してしまい、必要となる
ビット数が大きくなる場合がある。（縮小前の画像のダ
イナミックレンジが０〜１５であるにも関わらず、縮小
によって１５以上の値になる可能性がある）。この場合
に量子化あるいはダイナミックレンジ制限によって、所
望のダイナミックレンジに抑えることにより、データの
増大を制限できる。符号化時に量子化を行う場合、復号
時に逆量子化を行う。（請求項２６、２７）

【０１３９】（第７実施形態）第７実施形態では、第４
実施形態あるいは第５実施形態の符号化装置で符号化さ
れた符号を復号する例について示す。（請求項１９、２
０に関連する）

【０１４０】第７実施形態は、各階層画像を出力解像度
に解像度変換してから逆量子化して加算する例である。
図１２を用いて第７実施形態の画像復号装置の説明を行
う。

【０１４１】図１２において、１２０１は第１階層画
像、１２０２は第１逆量子化器、１２０３は第２階層画
像、１２０４は第１拡大回路、１２０５は第２逆量子化
器、以下、第ｎ階層画像を復号する第ｎ拡大回路と第ｎ
＋１逆量子化器がある。さらに、最終階層において、１
２０６は第ｍ階層画像、１２０７は第ｍ−１拡大回路、
１２０８は加算回路、１２０９は復号画像である。

【０１４２】第１階層画像１２０１は第１逆量子化器１
２０２で逆量子化が行われ、加算回路１２０６に入力さ
れる。第２階層画像１２０３は第１拡大回路１２０４で
出力画像解像度に拡大され、第２逆量子化器１２０５で
逆量子化され加算回路１２０６に入力される。同様に、
第ｎ階層画像は第ｎ−１拡大回路で出力画像解像度に拡
大され、第ｎ逆量子化器で逆量子化され加算回路１２０
６に入力される。

【０１４３】最終階層である第ｍ階層画像１２０６は、
第ｍ−１拡大回路で出力画像解像度に拡大され、加算回
路１２０６に入力される。加算回路１２０８はすべての
入力データを加算して、復号画像１２０９を生成する。

【０１４４】以下、さらに具体的な例を示す。 第１階層画像は、解像度６００ｄｐｉ、４ビットデータ 第２階層画像は、解像度３００ｄｐｉ、２ビットデータ 第３階層画像は、解像度２００ｄｐｉ、２ビットデータ であるとする。

【０１４５】第１階層画像を左４ビットシフトし（４ビ
ットシフトにより逆量子化が行われるような量子化を行
った場合）、８ビット画像とする（データ１）。第２階
層画像を２倍に拡大し、左２ビットシフトし（４ビット
シフトにより逆量子化が行われるような量子化を行った
場合）、上位４ビットに０を付加して８ビット画像とす
る（データ２）。第３階層画像を３倍に拡大し、上位６
ビットに０を付加して８ビット画像とする（データ
３）。データ１、データ２、データ３を加算して、復号
画像を生成する。

【０１４６】（第８実施形態）第８実施形態では、第４
実施形態あるいは第５実施形態の符号化装置で符号化さ
れた符号を復号する例について示す（請求項１９、２１
に関連する）。第８実施形態は、各階層画像を逆量子化
してから出力解像度に解像度変換して加算する例であ
る。

【０１４７】図１３を用いて第８実施形態の画像復号装
置の説明を行う。図１３において、符号は図１２と同じ
である。以下動作を説明する。第１階層画像１２０１は
第１逆量子化器１２０２で逆量子化が行われ、加算回路
１２０６に入力される。

【０１４８】第２階層画像１２０３は第２逆量子化器１
２０５で逆量子化され、第１拡大回路１２０４で出力画
像解像度に拡大され、加算回路１２０６に入力される。
同様に、第ｎ階層画像は第ｎ逆量子化器で逆量子化さ
れ、第ｎ−１拡大回路で出力画像解像度に拡大され、加
算回路１２０６に入力される。

【０１４９】最終階層である、第ｍ階層画像１２０６は
第ｍ−１拡大回路で出力画像解像度に拡大され、加算回
路１２０６に入力される。加算回路１２０８はすべての
入力データを加算して、復号画像１２０９を生成する。

【０１５０】以下、さらに具体的な例を示す。 第１階層画像は、解像度６００ｄｐｉ、４ビットデータ 第２階層画像は、解像度３００ｄｐｉ、２ビットデータ 第３階層画像は、解像度２００ｄｐｉ、２ビットデータ であるとする。

【０１５１】第１階層画像を左４ビットシフトし（４ビ
ットシフトにより逆量子化が行われるような量子化を行
った場合）、８ビット画像とする（データ１）。第２階
層画像を左２ビットシフトし（４ビットシフトにより逆
量子化が行われるような量子化を行った場合）、上位４
ビットに０を付加して８ビット画像とし、さらに、２倍
に拡大する（データ２）。第３階層画像を上位６ビット
に０を付加して８ビット画像とし、さらに、３倍に拡大
する（データ３）。データ１、データ２、データ３を加
算して、復号画像を生成する。

【０１５２】（第９実施形態）第９実施形態では、第４
実施形態あるいは第５実施形態の画像符号化装置で符号
化された符号を復号する例について示す（請求項２３に
関連する）。第９実施形態は、最終階層画像から、一段
づつ解像度を上げながら加算していく復号装置の例であ
る。

【０１５３】図１４を用いて、第９実施形態の説明を行
う。図１４において、１４０１は、第ｍ階層画像、１４
０２は第ｍ−１拡大回路、１４０３は第ｍ−１階層画
像、１４０４は第ｍ−１逆量子化器、１４０５は第ｍ−
１加算回路、１４０６は第ｍ−２拡大回路、１４０７は
第ｍ−２階層画像、１４０８は第ｍ−２逆量子化器、１
４０９は第ｍ−２加算回路、１４１０は第２階層画像、
１４１１は第２逆量子化器、１４１２は第２加算回路、
１４１３は第１拡大器、１４１４は第１階層画像、１４
１５は第１逆量子化器、１４１６は第１加算回路、１４
１７は復号画像である。

【０１５４】まず、第ｍ階層画像１４０１は、第ｍ−１
拡大回路１４０２で第ｍ−１階層画像の解像度に拡大さ
れる。第ｎ−１階層画像１４０３は、第ｍ−１逆量子化
器１４０４で逆量子化される。

【０１５５】第ｍ−１拡大回路１４０２の出力と、第ｍ
−１逆量子化器１４０４の出力は第ｍ−１加算回路１４
０５で加算される。第ｍ−１加算回路１４０５の出力
は、第ｍ−２拡大回路１４０６で第ｍ−２階層画像の解
像度に拡大される。

【０１５６】第ｍ−２階層画像１４０７は第ｍ−２逆量
子化器１４０８で逆量子化される。さらに、第ｍ−２拡
大回路１４０６の出力と、第ｍ−２逆量子化器１４０８
の出力は第ｍ−１加算回路１４０５で加算される。以
下、同様に、下位階層（数字が大きな階層）の加算結果
を拡大したものと、一段上の階層（数字が一つ小さい階
層）の画像を逆量子化したものとを次々に階層的に加算
する。

【０１５７】最終的に、第２階層画像１４１０は、第２
逆量子化器１４１１で逆量子化され、第２加算回路１４
１２で第２拡大回路の出力と加算される。更に、第２加
算回路１４１２の出力は第１拡大回路１４１３で第１階
層画像の解像度、すなわち、復号画像の解像度に拡大さ
れる。

【０１５８】また、第１階層画像１４１４は第１逆量子
化器１４１５で逆量子化され、第１拡大回路１４１３の
出力と、第１逆量子化器１４１５の出力は第１加算回路
１４１６で加算され、復号画像１４１７を出力する。

【０１５９】以下、さらに具体的な例を示す。 第１階層画像は、解像度６００ｄｐｉ、４ビットデータ 第２階層画像は、解像度３００ｄｐｉ、２ビットデータ 第３階層画像は、解像度２００ｄｐｉ、２ビットデータ であるとする。

【０１６０】先ず、第３階層画像を、解像度３００ｄｐ
ｉとなるように、３／２倍拡大する（データ１）。第２
階層画像を逆量子化する。この例での逆量子化は左２ビ
ットシフトで実現できるように量子化されているものと
する。逆量子化結果は解像度３００ｄｐｉの４ビットデ
ータとなる（データ２）。

【０１６１】データ１とデータ２を加算し、４ビットデ
ータとする（データ３）。データ３を、解像度６００ｄ
ｐｉとなるように２倍拡大する（データ４）。第１階層
画像を逆量子化する。この例での逆量子化は左４ビット
シフトで実現できるように量子化されているものとす
る。逆量子化結果は解像度６００ｄｐｉの８ビットデー
タとなる（データ５）。データ４とデータ５を加算し、
６００ｄｐｉ、８ビットデータを作成する。このデータ
を復号データとして出力する。

【０１６２】（第１０実施形態）第１０実施形態では、
入力画像をビットプレーンにわけて符号化および復号す
る装置を示す（請求項１８、２２に関連する）。

【０１６３】入力画像解像度は６００ｄｐｉ、階調数は
２５６（８ビット）であり、 画像解像度が６００ｄｐｉ、４ビットの情報 画像解像度３００ｄｐｉ、６ビットの情報 画像解像度２００ｄｐｉ、８ビットの情報 の３階層に分割するとする。

【０１６４】符号化時は、入力画像の上位４ビットは入
力画像解像度のまま符号化する（第１階層符号）。入力
画像の次の上位２ビットは、入力画像を１／２に縮小し
て符号化する（第２階層符号）。入力画像の下位２ビッ
トは、入力画像を１ノ３に縮小して符号化する（第３階
層符号）。

【０１６５】復号時は、第１階層符号を復号し、第１階
層画像を得る。第１階層画像を左４ビットシフトし、８
ビット画像とする（データ１）。

【０１６６】第２階層符号を復号し、第２階層画像を得
る。第２階層画像を２倍に拡大し、左２ビットシフト
し、さらに上位４ビットに０を付加して８ビット画像と
する（データ２）。

【０１６７】第３階層符号を復号し、第３階層画像を得
る。第３階層画像を３倍に拡大し、上位６ビットに０を
付加して８ビット画像とする（データ３）。データ１、
データ２、データ３を加算して、復号画像を生成する。

【０１６８】なお、以上に述べた実施形態で、拡大、縮
小の手法として、ニアレストネイバー法、バイリニア
法、キュービックコンボリューション法等さまざまな方
式が適用できる。

【０１６９】（第１１実施形態）第１１実施形態は、主
として請求項３２、に関係する。また、請求項２３、あ
るいは、第９実施形態のさらに具体的な例である。ま
た、第１１実施形態は、実施形態１で述べた画像復号器
を更に高画質化するものである。

【０１７０】上記説明した第１実施形態では、ブロック
内で独立に第２階層画像を拡大していたためブロック歪
みが発生する危険性がある。第１１実施形態では、第２
階層画像を他ブロックを用いて拡大することで、滑らか
で、かつ、ブロック歪みの無い復号画像を生成するもの
である。

【０１７１】図２１を用いて、第１１実施形態の説明を
行う。図２１において、１０５は第１階層符号、１１１
は第２階層符号、２０１は、第１階層復号器、２０２は
逆量子化ＬＵＴ、２０３は第２階層復号器、２０４は積
算回路、２２０１は加算回路、２２０２は除算回路、２
２０３は拡大回路、２２０４は画素値限定回路、２２０
５は平均値保存回路、２２０６は復号画像である。

【０１７２】第１階層符号１０５および第２階層符号１
１１が入力されてから、第１階層復号器２０１、逆量子
化ＬＵＴ２０２、第２階層復号器２０３、積算回路２０
４の動作は、第１実施形態と同じである。

【０１７３】逆量子化ＬＵＴ２０２の逆量子化結果、お
よび積算回路２０４の積算結果は加算回路２２０１に入
力される。ここで、逆量子化結果をＸ（ｉ）、積算結果
をＹとする（但し、ｉ＝０，１，２，…，８）。

【０１７４】加算回路２２０１では、 Ｚ＝ΣＸ（ｉ）＋Ｙ の演算を行う。

【０１７５】除算回路２２０２では、 ｚ＝Ｚ／９ の演算を行う。

【０１７６】結果として得られるｚは、２００ｄｐｉの
解像度の画素値であり、また、この３×３のブロックの
平均値に相当するものである。拡大回路２２０３では、
除算回路で得られた値、すなわち２００ｄｐｉの画像を
３倍に拡大する。拡大の手法として、ニアレストネイバ
ー法、バイリニア法、キュービックコンボリューション
法等さまざまな方式が適用できる。

【０１７７】拡大後の画像は、第１実施形態で示した画
素値変動許可範囲外にある可能性がある。第１実施形態
で示されるように、画素値変動許可範囲は第１階層画像
からＬＵＴを用いて得ることができる。

【０１７８】画素値限定回路２２０４では、拡大複の画
素値を、画素値変動許可範囲内に限定する。限定の手法
は、第１実施形態と同様にできる。さらに、画素値限定
回路２２０４の出力と、除算回路２２０２の出力である
平均値は、平均値保存回路２２０５に入力され、ブロッ
ク内の平均値を保存する。

【０１７９】ここで、画素値限定回路２２０４の出力を
Ａ（ｉ）、除算回路２２０２の出力をｚとする。

【０１８０】平均値からの誤差和をＥとする。 Ｅ＝Ｚ×９− Ａ（ｉ） の式を用いて、Ｅを算出する。

【０１８１】以下の手順で、平均値を保存する。なお、
ｉｎｔ（）は入力値の小数点以下を切り捨てる関数、ｄ
ｅｃ（）は入力値の小数点以下を示す関数とする。 （１）ＳＵＭにＥを代入する。 （２）Ｅ＝０のとき終了 Ｅ＞０のとき、 ｄｅｃ（Ｅ／９）＝０ならば、ｅ＝（Ｅ／９） ｄｅｃ（Ｅ／９）≠０ならば、ｅ＝ｉｎｔ（Ｅ／９）＋
１ Ｅ＜０のとき。 ｄｅｃ（Ｅ／９）＝０ならば、ｅ＝（Ｅ／９） ｄｅｃ（Ｅ／９）≠０ならば、ｅ＝ｉｎｔ（Ｅ／９）−
１ （３）ｉ＝０ （４）Ａ（ｉ）にｅを加算する。但し、加算は、画素値
変動許可範囲内とする。実際に加算することのできた画
素値増加分をｅ’とする。 （５）Ｅから、ｅ’を減ずる。 （６）Ｅ＝０のとき、終了。 ＳＵＭ＊Ｅ＜０のとき、（８）に行く。ｉ＝８のとき、
（８）に行く。上記以外のとき、ｉに１を加算し、
（７）に行く。 （７）Ｅの絶対値よりも、ｅの絶対値が大きいとき、ｅ
にＥを代入する。（４）に行く。 （８）ｉ＝０ （９）Ａ（ｉ）にＥを加算する。但し、加算は、画素値
変動許可範囲内とする。実際に加算することのできた画
素値増加分をｅ’とする。 （１０）Ｅから、ｅ’を減ずる。 （１１）Ｅ＝０のとき、終了。 ｉ＝８のとき、終了。上記以外のとき、ｉに１を加算
し、（９）に行く。

【０１８２】（第１２実施形態）第１１実施形態は、主
として請求項３３に関係する。第１２実施形態では、第
１１実施形態に加えて、画素値限定回路２２０４の中
で、エッジを検出し、エッジと判断された場合、画素値
限定の結果を量子化代表値とするものである。

【０１８３】図２１の画素値限定回路２２０４におい
て、拡大回路２２０３と量子化代表値の差分を算出し、
差分の絶対値が所定の値以上であれば、その画素はエッ
ジ画素であると判断し、画素値限定回路２２０４の出力
は量子化代表値とする（条件１）。

【０１８４】（条件１）以外のとき、かつ、画素値変動
許可範囲内の場合は、拡大値をそのまま出力する。

【０１８５】（条件１）以外のとき、かつ、画素値変動
許可範囲外の場合は、画素変動許可範囲内かつ、拡大値
からできるだけ画素値を変化させない値を出力する。

【０１８６】上記所定の値（エッジ閾値）は、第１階層
画像、すなわち量子化インデクスに依存させることがで
きる。一例として、量子化インデクスを入力とし、エッ
ジ閥値を出力とするＬＵＴで実現できる。あるいは、画
素値変動許可範囲の定数倍であっても良い。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。すなわち、入力画像データを、第
１の画像データ（知覚可能な階調数を全て表現すること
が可能な、できるだけ小さい解像度の画像データ）と、
第２の画像データ（知覚可能なエッジ位置を全て表現す
ることが可能な、できるだけ小さい階調数の画像デー
タ）に分離して符号化することにより、画像を表現する
ために必要な解像度と階調数をできるだけ小さなデータ
量で実現することができる。

【０１８８】また、一画素内で、階調レベルがエッジ位
置を表す場合にも、知覚可能なエッジ位置を全て表現す
ることが可能な、できるだけ小さい階調数の画像データ
を保持することにより、エッジ位置を保証することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の画像符号化装置を説明する構
成図である。

【図２】 第１実施形態の画像符号化装置の他の例を説
明する構成図である。

【図３】 第１実施形態の画像復号装置を説明する構成
図である。

【図４】 第４実施形態を説明する構成図（その１）で
ある。

【図５】 第４実施形態を説明する構成図（その２）で
ある。

【図６】 第４実施形態を説明する構成図（その３）で
ある。

【図７】 ２階層の場合を説明する構成図である。

【図８】 第５実施形態を説明する構成図（その１）で
ある。

【図９】 第５実施形態を説明する構成図（その２）で
ある。

【図１０】 第５実施形態を説明する構成図（その３）
である。

【図１１】 ２階層の場合を説明する構成図である。

【図１２】 第７実施形態を説明する構成図である。

【図１３】 第８実施形態を説明する構成図である。

【図１４】 第９実施形態を説明する構成図である。

【図１５】 ブロック化回路を説明する図である。

【図１６】 量子化ＬＵＴの例を示す図である。

【図１７】 量子化代表値ＬＵＴの例を示す図である。

【図１８】 逆量子化ＬＵＴの例を示す図である。

【図１９】 画素値変動許可範囲ＬＵＴの例を示す図で
ある。

【図２０】 ブロック内加算順序の例を示す図である。

【図２１】 第１１実施形態を説明する構成図である。

【図２２】 必要ビット数と画像解像度との関係を説明
する概念図（その１）である。

【図２３】 必要ビット数と画像解像度との関係を説明
する概念図（その２）である。

【図２４】 必要ビット数と画像解像度との関係を説明
する概念図（その３）である。

【図２５】 従来例１を説明する図である。

【図２６】 従来例２を説明する図である。

【図２７】 視覚周波特性を示す図である。

【図２８】 文字線画、写真混在の状態を説明する図で
ある。

【図２９】 ２値のフォントを説明する図である。

【図３０】 グレイフォントを説明する図である。

【図３１】 副尺視力を説明する図である。

【符号の説明】

１０１…入力画像、１０２…ブロック化回路、１０３…
量子化ＬＵＴ、１０４…第１階層符号化器、１０５…第
１階層符号、１０６…量子化代表値ＬＵＴ、１０７…差
分算出回路、１０８…加算回路、１０９…除算回路、１
１０…第２階層符号化器、１１１…第２階層符号、２０
１…第１階層復号器、２０２…逆量子化ＬＵＴ、２０３
…第２階層復号器、２０４…積算回路、２０５…加算回
路、２０６…逆ブロック化回路、２０７…復号画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK02 MA00 MA23 MA32 MA35 MA45 MA47 PP01 RC11 TA16 TA21 TB08 TB10 TC02 TC08 TC10 TD05 TD12 UA06 UA38 5C078 AA04 BA43 BA64 CA03 DA00 DA01 DA02 DB04 DB05 5J064 AA01 BA15 BB13 BC08 BC09 BC16 BD02 9A001 BB06 EE04 EE05 HH23

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像をブロックに分割するブロック
   化手段と、 前記ブロック化手段によって分割されたブロック内の画
   像を量子化する量子化手段と、 前記量子化手段によって量子化された画像の量子化代表
   値を求める量子化代表値取得手段と、 前記ブロック内の画素値と、前記量子化代表値取得手段
   によって取得された量子化代表値との差分のブロック内
   の平均値を求める平均値取得手段と、 前記量子化手段によって量子化された画像を符号化する
   第１階層符号化手段と、 前記平均値取得手段によって取得された平均値を符号化
   する第２階層符号化手段とを具備することを特徴とする
   画像符号化装置。
2. 【請求項２】 前記平均値取得手段は、 前記ブロック内の画素値と、前記量子化代表値取得手段
   によって取得された量子化代表値との差分を画素毎に算
   出する差分算出手段と、 前記差分算出手段によって算出された差分を、前記ブロ
   ック内で加算する加算手段と、 前記加算手段によって加算された差分和を所定の数で割
   る除算手段とからなることを特徴とする請求項１記載の
   画像符号化装置。
3. 【請求項３】 前記除算手段における所定の数は、ブロ
   ック内の画素数であることを特徴とする請求項２記載の
   画像符号化装置。
4. 【請求項４】 前記除算手段における所定の数は、２の
   べき乗で表現できる数であり、 前記除算手段は、ビットシフトによって実現されること
   を特徴とする請求項２記載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 前記除算手段における所定の数は、前記
   加算手段により加算された差分和のダイナミックレンジ
   が前記除算手段の除算によって所定の値となるように設
   定されることを特徴とする請求項２記載の画像符号化装
   置。
6. 【請求項６】 前記差分算出手段は、ルックアップテー
   ブルで構成され、 前記ルックアップテーブルは、前記ブロック内の画素値
   を入力として、そのブロック内の画素値と前記量子化代
   表値との差分を出力することを特徴とする請求項２記載
   の画像符号化装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の画像符号化装置によって
   符号化された符号を復号するための画像復号装置であっ
   て、 前記第１階層符号化手段によって符号化された符号を復
   号する第１階層復号手段と、 前記第２階層符号化手段によって符号化された符号を復
   号する第２階層復号手段と、 前記第１階層復号手段によって復号されたデータを逆量
   子化する逆量子化手段と、 前記第２階層復号手段によ
   って復号された第２階層データを用いて、前記逆量子化
   手段によって逆量子化された第１階層データを補正し、
   前記ブロック内の画像データを得る画素値補正手段と、 前記画素値補正手段で得た前記ブロック内の画像データ
   をラスタスキャン化する逆ブロック化手段とを具備する
   ことを特徴とする画像復号装置。
8. 【請求項８】 符号化時の前記除算手段における所定の
   数がブロック内の画素数であり、 前記画素値補正手段は、前記ブロック内の各画素の第１
   階層データに前記第２階層復号手段によって復号された
   第２階層データをそのまま加算することを特徴とする請
   求項７記載の画像復号装置。
9. 【請求項９】 前記ブロック内の差分の平均値を算出す
   る差分平均値算出手段をさらに具備し、 前記画素値補正手段は、前記ブロック内の各画素の第１
   階層データに前記差分平均値算出手段によって得られた
   差分平均値を加算することを特徴とする請求項７記載の
   画像復号装置。
10. 【請求項１０】 前記第１階層復号手段によって復号さ
    れたデータの画素値変動許可範囲を求める画素値変動許
    可範囲取得手段とをさらに具備し、前記画素値補正手段
    は、前記ブロック内の各画素に加算される画素値が、前
    記画素値変動許可範囲内に収まるように制御することを
    特徴とする請求項７記載の画像復号装置。
11. 【請求項１１】 前記画素値変動許可範囲取得手段は、
    前記第１階層復号手段によって得られた量子化インデク
    スを入力とし、正側と負側の画素値変動許可範囲を出力
    とするルックアップテーブルにより実現されることを特
    徴とする請求項１０記載の画像復号装置。
12. 【請求項１２】 前記画素値補正手段は、前記第２階層
    データと前記第１階層データとの差分和を算出するとと
    もに、前記ブロック内の画素値に前記差分和を加算する
    順を予め定めておき、この順に画素値変動許可範囲内に
    収まるように前記差分和を加算していき、差分和が０と
    なった時点で加算を終了することを特徴とする請求項１
    ０記載の画像復号装置。
13. 【請求項１３】 前記ブロック内の差分の平均値あるい
    は平均値に類する値を算出する差分平均値算出手段をさ
    らに具備し、前記画素値補正手段は、まず、前記差分平
    均値算出手段によって算出された平均値を各画素毎に画
    素値変動許可範囲内に収まる範囲内で加算し、加算され
    た画素値は、差分和から減じ、さらに、差分和が０では
    ない場合、前記ブロック内の画素値に差分和を加算する
    順を予め定めておき、この定められた順に画素値変動許
    可範囲内に収まるように差分和を加算していき、差分和
    が０となった時点で加算を終了することを特徴とする請
    求項１０記載の画像復号装置。
14. 【請求項１４】 入力画像を量子化し、第１の解像度か
    らなる第１階層画像を生成する量子化手段と、前記量子
    化手段により量子化された第１階層画像の量子化代表値
    を取得する量子化代表値取得手段と、前記入力画像と前
    記量子化代表値取得手段で取得された量子化代表値との
    差分を算出する差分算出手段と、 前記差分算出手段によって算出された差分を解像度変換
    し、前記第１階層画像と異なる解像度の第２階層画像を
    生成する解像度変換手段と、 を具備することを特徴とする画像符号化装置。
15. 【請求項１５】 入力画像を量子化し、第１の解像度か
    らなる第１階層画像を生成する第１の量子化手段と、 前記第１の量子化手段により量子化された第１階層画像
    の量子化代表値を取得する第１の量子化代表値取得手段
    と、 前記入力画像と、前記第１の量子化代表値取得手段によ
    り取得された第１の量子化代表値との差分を算出する第
    １の差分算出手段と、 ｎは１以上ｍ−１未満の整数、ｍは３以上の整数とし
    て、第ｎの差分算出手段によって算出された第ｎの差分
    を量子化する第ｎ＋１の量子化手段と、 前記第ｎ＋１の量子化手段によって量子化された画像を
    解像度変換し、第ｎ＋１階層画像を生成する第ｎの解像
    度変換手段と、 前記第ｎ＋１の量子化手段により量子化された画像の量
    子化代表値を取得する第ｎ＋１の量子化代表値取得手段
    と、 第ｎの差分算出手段によって算出された第ｎの差分と、
    前記第ｎ＋１の量子化代表値取得手段により取得された
    第ｎ＋１の量子化代表値との差分を算出する第ｎ＋１の
    差分算出手段と、 第ｍ−１の差分算出手段によって算出された差分を解像
    度変換し、第ｍ階層画像を生成する第ｍ−１の解像度変
    換手段とを具備し、 前記入力画像をそれぞれ解像度の異なるｍ階層の画像に
    分割することを特徴とする画像符号化装置。
16. 【請求項１６】 入力画像を量子化し、第１階層画像を
    生成する量子化手段と、 前記量子化手段により量子化された画像の量子化代表値
    を取得する量子化代表値取得手段と、 前記量子化代表値取得手段により取得された第１階層画
    像量子化代表値を第２階層画像の解像度に解像度変換す
    る第１解像度変換手段と入力画像を第２階層画像の解像
    度に解像度変換する第２解像度変換手段と、 前記第１解像度変換手段により第２階層画像の解像度に
    解像度変換された第１階層画像量子化代表値と、前記第
    ２解像度変換手段により第２階層画像の解像度に解像度
    変換された入力画像との差分を算出して、第２階層画像
    を算出する差分算出手段とを具備し、 前記入力画像を解像度の異なる２階層の画像に分割する
    ことを特徴とする画像符号化装置。
17. 【請求項１７】 入力画像を量子化し、第１階層画像を
    生成する第１の量子化手段と、 前記第１の量子化手段により量子化された画像の量子化
    代表値を取得する第１の量子化代表値取得手段と、 前記第１の量子化代表値取得手段により取得された第１
    階層画像量子化代表値を第２階層画像の解像度に解像度
    変換する第１解像度変換手段と入力画像を第２階層画像
    の解像度に解像度変換する第２解像度変換手段と、 前記第１解像度変換手段により第２階層画像の解像度に
    解像度変換された第１階層画像量子化代表値と、前記第
    ２解像度変換手段により第２階層画像の解像度に解像度
    変換された入力画像との差分を第２階層画像として算出
    する第１の差分算出手段と、 ｎは１以上ｍ−１未満の整数、ｍは３以上の整数とし
    て、 第ｎの差分算出手段によって算出された第ｎの差分を量
    子化し、第ｎ＋１階層画像を生成する第ｎ＋１の量子化
    手段と、 前記第ｎ＋１の量子化手段により量子化された画像の量
    子化代表値を取得する第ｎ＋１の量子化代表値取得手段
    と、 前記第ｎ＋１の量子化代表値取得手段により取得された
    第ｎ＋１階層画像量子化代表値を第ｎ＋２階層画像の解
    像度に解像度変換する解像度変換手段と第ｎの差分算出
    手段によって算出された第ｎの差分を第ｎ＋２階層画像
    の解像度に解像度変換する第ｎ＋１解像度変換手段と、 前記第ｎ＋１解像度変換手段により第ｎ＋２階層画像の
    解像度に解像度変換された第ｎ＋１階層画像量子化代表
    値と、第ｎ＋２階層画像の解像度に解像度変換された第
    ｎの差分との差分を第ｎ＋１階層画像として算出する第
    ｎ＋１の差分算出手段とを具備し、 前記入力画像をそれぞれ解像度の異なるｍ階層の画像に
    分割することを特徴とする画像符号化装置。
18. 【請求項１８】 入力画像を１または複数のビット毎に
    取り出し、１ビット以上のプレーンに分割するビットプ
    レーン分割手段と、 ＭＳＢを含まないプレーンをそれぞれ解像度変換する解
    像度変換手段とを具備し、 前記入力画像をそれぞれ解像度の異なる複数の階層の画
    像に分割することを特徴とする画像符号化装置。
19. 【請求項１９】 請求項１４記載の画像符号化装置で符
    号化された符号を復号するための画像復号装置であっ
    て、 前記第１階層画像を逆量子化する第１の逆量子化手段
    と、 前記第２階層画像を拡大する第１の拡大手段と、 前記第１の逆量子化手段の出力と、前記第１の拡大手段
    の出力を加算して復号画像を生成する加算手段とを具備
    することを特徴とする画像復号装置。
20. 【請求項２０】 請求項１５記載の画像符号化装置で符
    号化された符号を復号するための画像復号装置であっ
    て、 前記第１階層画像を逆量子化する第１の逆量子化手段
    と、 ｎは１以上ｍ−１未満の整数、ｍは３以上の整数とし
    て、 第ｎ＋１階層画像を解像度変換し、復号画像の解像度に
    変換する第ｎの解像度変換手段と、 前記第ｎの解像度変換手段によって解像度変換された画
    像を逆量子化する第ｎ＋１の逆量子化手段と、 前記第ｍ階層画像を解像度変換し、復号画像の解像度に
    変換する第ｍ−１の解像度変換手段と、 前記第１の逆量子化手段の出力と、ｍ−２個の第ｎ＋１
    （但し、ｎ＝１，２‥‥，ｍ−２）の逆量子化手段の出
    力と、第ｍ−１の解像度変換手段の出力を加算して復号
    画像を生成する加算手段とを具備することを特徴とする
    画像復号装置。
21. 【請求項２１】 請求項１５記載の画像符号化装置で符
    号化された符号を復号するための画像復号装置であっ
    て、 前記第１階層画像を逆量子化する第１の逆量子化手段
    と、 ｎは１以上ｍ−１未満の整数、ｍは３以上の整数とし
    て、 第ｎ＋１階層画像を逆量子化する第ｎ＋１の逆量子化手
    段と、 前記第ｎ＋１の逆量子化手段によって逆量子化された第
    ｎ＋１階層画像を解像度変換し、復号画像の解像度に変
    換する第ｎの解像度変換手段と、 第ｍ階層画像を解像度変換し、復号画像の解像度に変換
    する第ｍ−１の解像度変換手段と、 第１の逆量子化手段の出力と、ｍ−２個の第ｎ（但し、
    ｎ＝１，２，…，ｍ−２）の解像度変換手段の出力と、
    第ｍ−１の解像度変換手段の出力を加算して復号画像を
    生成する加算手段とを具備することを特徴とする画像復
    号装置。
22. 【請求項２２】 請求項１８記載の画像符号化装置によ
    り符号化された符号を復号するための画像復号装置であ
    って、 ｎを１以上ｍ−１未満の整数、ｍは２以上の整数とし
    て、 第ｎ＋１階層画像を解像度変換し、復号画像の解像度に
    変換する第ｎの解像度変換手段と、 第１階層画像と、ｍ−１個の第ｎ＋１（但し、ｎ＝１，
    ２，…，ｍ−１）階層画像の解像度変換結果を合成する
    ビットプレーン合成手段とを具備することを特徴とする
    画像復号装置。
23. 【請求項２３】 ｎはｍ−１未満、１以上の整数、ｍは
    ３以上の整数として、 第ｍ階層画像を解像度変換して、第ｍ−１階層画像の解
    像度に変換する第ｍ−１の解像度変換手段と、 第ｎ＋１階層画像を逆量子化する第ｎ＋１の逆量子化手
    段と、 前記第ｍ＋１の解像度変換手段の出力と、前記第ｎ＋１
    の逆量子化手段の出力を加算する第ｎ＋１の加算手段
    と、 前記第ｎ＋１の加算手段の出力を解像度変換して、第ｎ
    階層画像の解像度に変換する第ｎの解像度変換手段と、 第１階層画像を逆量子化する第１の逆量子化手段と、 第１の解像度変換手段の出力と、前記第１の逆量子化手
    段の出力を加算する第１の加算手段とを具備することを
    特徴とする画像復号装置。
24. 【請求項２４】 前記量子化手段は、入力データの上位
    ビットをそのまま取り出して量子化インデクスとするこ
    とを特徴とする請求項１、１４、１５、１６のうちいず
    れか１項に記載の画像符号化装置。
25. 【請求項２５】 前記量子化手段は、量子化されるデー
    タを入力し、量子化インデクスを出力するルックアップ
    テーブルで構成されることを特徴とする請求項１、１
    ４、１５、１６のうちいずれか１項に記載の画像符号化
    装置。
26. 【請求項２６】 ｍを２以上の整数とし、ｍ個の階層画
    像に分割する場合に、第ｍ階層画像を量子化する最終階
    層量子化手段をさらに具備し、最終階層画像のビット幅
    を制限することを特徴とする請求項１４、１５、１６、
    １７、１８のうちいずれか１項に記載の画像符号化装
    置。
27. 【請求項２７】 請求項２６記載の画像符号化装置によ
    って符号化された符号を復号する画像復号装置であっ
    て、 ｍを２以上の整数とし、ｍ個の階層画像に分割された画
    像のうち、最終階層画像逆量子化手段をさらに具備し、
    最終階層画像を復号することを特徴とする請求項１９、
    ２０、２１、２２、２３のうちいずれか１項に記載の画
    像復号装置。
28. 【請求項２８】 ｍを２以上の整数とし、ｍ個の階層画
    像に分割された画像の冗長度を圧縮するｍ個の符号化手
    段を更に具備することを特徴とする請求項１４、１５、
    １６、１７、１８のうちいずれか１項に記載の画像符号
    化装置。
29. 【請求項２９】 請求項２８記載の画像符号化装置によ
    って符号化された符号を復号する画像復号装置であっ
    て、 ｍを２以上の整数とし、ｍ個の階層画像に分割された画
    像の冗長度を圧縮するｍ個の符号化手段によって圧縮さ
    れた符号を復号するｍ個の復号手段をさらに具備するこ
    とを特徴とする請求項１９、２０、２１、２２、２３の
    うちいずれか１項に記載の画像復号装置。
30. 【請求項３０】 入力画像をブロック化するブロック化
    回路をさらに具備し、各階層画像の解像度（単位長さあ
    たりの画素数）を、入力画像解像度を整数で割った偶に
    限定し、この整数を各階層画像の解像度を表す整数と
    し、前記ブロック化回路のブロックの大きさを、各階層
    画像の解像度を表す整数の最小公倍数とすることを特徴
    とする請求項１４、１５、１６、１７、１８のうちいず
    れか１項に記載の画像符号化装置。
31. 【請求項３１】 前記解像度変換手段は、ブロック内の
    画素の平均値を算出することで解像度変換を行うことを
    特徴とする請求項３０記載の画像符号化装置。
32. 【請求項３２】 前記逆量子化手段によって逆量子化さ
    れた第１階層データと第２階層復号手段によって復号さ
    れた第２階層データとから、ブロック内の画像データ平
    均値を得る平均値取得手段と、 前記平均値取得手段によって取得された平均値を、出力
    画像の解像度に拡大する拡大手段とをさらに具備するこ
    とを特徴とする請求項７記載の画像復号装置。
33. 【請求項３３】 前記拡大手段によって得られた画素値
    と、第１階層データ画素値とを比較する比較手段とをさ
    らに具備し、 前記拡大手段によって得られた画素値と、第１階層デー
    タ画素値との差分の絶対値が所定の値よりも大きい場合
    には、画素値補正を行わないことを特徴とする請求項３
    ２記載の画像復号装置。