JP2002209111A - 画像符号化装置、画像通信システムおよびプログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信端末の表示装置が低解像度である場合
に、低解像度なりの画質を保持しながら、通常の符号化
処理をおこなった場合に比較して圧縮率が高い符号化が
おこなえるようにする。 【解決手段】 入力される画像情報内の領域に対して前
処理をおこない、その前処理をおこなうに際して、前処
理前後の各画像情報の画素の値をあらわすｎビットの２
進数をビット毎に比較し、その際の相違が下位ｍビット
（ｍ＜ｎ）以内に収まるように、前処理後の画素の値を
制限する前処理部１２と、この前処理部１２にて前処理
がおこなわれた画像情報に対して符号化をおこなう符号
化部１３とを備え、各画素の値がｎビットで表現された
画像情報を符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像情報の符号
化をおこなう画像符号化装置、その画像符号化装置を用
いた画像通信システム、およびそれらの画像符号化装
置、画像通信システムにおいて使用されるプログラムを
格納したプログラム記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像情報を符号化する際には、通信量や
記憶容量を削減するために、圧縮率を上げてデータ量を
削減することが重要である。

【０００３】そのような圧縮率を上げるための代表的な
符号化としては、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉ
ｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変換）を用い
るものと、ＤＰＣＭ（Ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＰＣ
Ｍ）を用いるものが知られている。なお、ＭＰＥＧ（Ｍ
ｏｖｉｎｇ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ
Ｇｒｏｕｐ）１， ＭＰＥＧ２， ＭＰＥＧ４等の符号
化方式では、前者のＤＣＴを基礎とした符号化がおこな
われている。

【０００４】以下、ＤＣＴを用いる画像情報の符号化に
ついて説明する。このＤＣＴを基礎とした画像符号化
は、以下の３段階の処理によっておこなわれる。 （１） ２次元ＤＣＴ処理 （２） 量子化処理 （３） 可変長符号化処理

【０００５】まず、第１段階の２次元ＤＣＴ処理におい
て、画像情報の８×８画素のブロックと呼ばれる領域に
対して２次元ＤＣＴ処理をおこない、８×８＝６４個の
ＤＣＴ係数を得る。

【０００６】次に、第２段階の量子化処理において、上
記各ＤＣＴ係数のそれぞれを整数値に量子化する。量子
化の結果、ＤＣＴ係数の値の小さなものは、値がゼロと
なる。この量子化にはビット数の削減がともない、圧縮
率の向上に寄与するとともに、情報量が失われるために
非可逆の処理となる。

【０００７】最後に、第３段階の可変長符号化処理にお
いて、上記量子化された８×８＝６４個のＤＣＴの係数
を、低周波数に対応する値からジグザグにスキャンする
ことにより、１次元の６４要素の配列に変換する。そし
て、それぞれのＤＣＴ係数の値とそれに連続するゼロの
数（ランレングス）を組み合わせて、ハフマン符号化を
おこなう。

【０００８】このようなＤＣＴに基づく符号化では、入
力される画像情報に高周波成分が少ない場合には、量子
化処理の結果、高域のＤＣＴ係数にゼロが多く含まれる
こととなり、ジグザグスキャン後の１次元配列の後半で
はゼロが連続することが多くなる。ハフマン符号化にお
けるこのゼロの連続に対して、短い符号化長を割り当て
ることにより、符号化後の情報量が削減される。自然画
像など通常の画像情報では高周波成分が少ない場合が多
く、一般に高い圧縮率が期待される。

【０００９】また、さらに圧縮効率を上げるために、画
像情報に対してローパスフィルタ等を用いた前処理をお
こなう方式が従来からおこなわれてきた。すなわち、符
号化をおこなう前に、画像情報に対してローパスフィル
タをかける前処理をおこなうことにより、画像情報はさ
らに高周波成分がカットされるため、その後の符号化に
おいて圧縮率が向上する。ただし、ローパスフィルタの
効果が強すぎる場合には、画像全体がぼやけてしまうと
いう問題点がある。

【００１０】この問題に対処するため、画像情報に応じ
て選択的にローパスフィルタを適用するなどによって画
像の劣化を視覚的に目立たなくする方法が、たとえば特
開平５−３４４３４６号公報などで提案されている。

【００１１】この特開平５−３４４３４６号公報では、
画像データから圧縮の障害となる高周波成分をラプラシ
アンフィルタによって抽出し、この抽出された高周波成
分にメディアンフィルタをかけて平滑化することによ
り、画像のエッジ部分をあらわす、強いフィルタリング
をおこなわない方がよい高周波成分を検出して、各ブロ
ックごとに使用するローパスフィルタを選択するもので
ある。これにより、画像の劣化は視覚的に目立たないも
のとなる。

【００１２】なお、デジタル画像処理におけるローパス
フィルタは、近傍の画素値の加重平均などによる空間フ
ィルタによって実現されることが多い。

【００１３】次に、ＤＰＣＭを用いる画像情報の符号化
について説明する。このＤＰＣＭを用いた符号化による
画像圧縮は、ＤＣＴを用いた場合とは異なり、可逆的な
符号化を実現することができる。また、この場合、情報
の損失がない（ロスレス）ため、復号化においては原画
像を完全に復元することが可能である。ただし、ＤＰＣ
Ｍによる符号化においても、量子化処理を含むなどの理
由により、情報の損失がある（ロスがある）タイプも存
在する。

【００１４】以下にこのＤＰＣＭによるロスレス符号化
の一例を説明する。まず、ブロックの行方向の最も左側
の画素の値をハフマン符号化により符号化する。続い
て、先に符号化した画素とその右側の画素との差分をと
り、その値をハフマン符号化により符号化する。以降、
次々にその差分の符号化を繰り返すことにより、ブロッ
クにおける１行の符号化が完了する。残りの行に対して
も同一の処理を繰り返す。

【００１５】なお、ここでは画像情報を２次元のブロッ
クに分割する場合について説明したが、必ずしもその必
要はなく、画像情報全体における１行を単位として処理
してもかまわない。さらに、右方向スキャンのあと、最
も右側の画素の次にはそのすぐ下の画素との差分をとっ
てその値を符号化し、そののち左方向スキャンをおこな
い、これを繰り返す方法も考えられる。

【００１６】上記のような符号化による画像符号化装置
を用いた画像通信システムにおいては、画像送信端末、
通信路、および画像受信端末によって構成されるのが一
般的である。上記画像送信端末において入力画像の画像
情報を符号化し、符号化された画像情報を通信路を介し
て画像受信端末に送信する。画像受信端末においては、
この通信路を介して受信した画像情報を復号化してＣＲ
Ｔ等による表示装置上に画像を表示する。また、このよ
うな画像通信は一方向の通信だけではなく、双方向の場
合もある。

【００１７】ここで、通信路として公衆回線を用い、そ
の公衆回線に接続された電話端末を介して画像通信をお
こなう場合などにおいては、異種の端末同士の画像通信
がおこなわれる場合がある。そのとき、画像送信端末か
ら送られる画像情報の解像度に比較して、画像受信端末
の表示装置の解像度が不足している場合には、本来の画
質で表示することができない。このような場合には、高
い解像度ではどのみち表示できないのであるから、画像
送信端末側で低解像度の符号化をおこなうことにより圧
縮率を向上することも考えられる。しかしながら、画像
通信の規格によっては、符号化の解像度が決められてい
る場合があり、決められた解像度で符号化せざるを得な
い。このような場合には、ローパスフィルタをかけるこ
とによって圧縮率を向上することが考えられる。しか
し、すでに述べたようにローパスフィルタをかけると画
像の劣化が生ずる。

【００１８】なお、このような画像情報の符号化につい
ての記載がある文献としては、上記特開平５−３４４３
４６号公報の他にも、たとえば特開平１０−２５７４８
４号公報、特開平７−２７４１７０号公報、特開平８−
３０７６１８号公報、特開平５−１１４２４０号公報、
特開平８−３６６４２号公報、特開平７−１０７４６２
号公報、特開平１０−２３３９１６号公報、特開平１０
−２８５４０９号公報、特開平５−１１５０５５号公
報、特開平４−２１９０５９号公報などがあり、また、
画像通信システムについての記載がある文献としては、
特開平６−１８９１０５号公報、特開平９−６５１１１
号公報、特開平５−１２２５０５号公報などもある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像通信システ
ム、およびそれに用いられる画像符号化装置は以上のよ
うに構成されているので、圧縮率を向上させるためにロ
ーパスフィルタをかけると、画質の劣化が生ずるという
課題があった。

【００２０】この発明は、特に画像受信端末の表示装置
が低解像度である場合に、低解像度なりの画質を保持し
ながら、通常の符号化処理をおこなった場合に比較して
圧縮率が高い符号化をおこなう、画像通信システムとそ
れに用いられる画像符号化装置、およびそれらのための
プログラムを格納したプログラム記録媒体を得ることを
目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像符号
化装置は、前処理部にて、入力画像に対して前処理をお
こなうとともに、前処理後の画素の値を前処理前の画素
の値を含む所定区間内に制限し、符号化部にて、この前
処理部の出力画像に対する符号化をおこなうようにした
ものである。

【００２２】この発明に係る画像符号化装置は、前処理
部が、前処理前後における各画素の値の差を最大許容値
以内に抑える処理をおこなうようにしたものである。

【００２３】この発明に係る画像符号化装置は、前処理
部が、前処理前後の各画素の値をあらわすｎビットの２
進数のビット毎の相違が、下位ｍビット以内に収まるよ
うに前処理後の各画素値を制限する処理をおこなうよう
にしたものである。

【００２４】この発明に係る画像符号化装置は、前処理
部が、入力画像に対して高周波成分除去の処理をおこな
うようにしたものである。

【００２５】この発明に係る画像符号化装置は、符号化
部が、出力画像に対してＤＰＣＭによる符号化処理をお
こなうようにしたものである。

【００２６】この発明に係る画像符号化装置は、符号化
部が、出力画像に対してＤＣＴの処理をおこなうように
したものである。

【００２７】この発明に係る画像符号化装置は、前処理
部が、設定により所定区間の値を変更するようにしたも
のである。

【００２８】この発明に係る画像通信システムは、入力
画像の前処理後における画素の値を前処理前の画素の値
を含む所定区間内に制限する前処理部、およびこの前処
理部からの出力画像を符号化する符号化部を備えた画像
送信端末と、この画像送信端末からの出力画像を復号化
して表示する画像受信端末との間を、通信路によって接
続したものである。

【００２９】この発明に係る画像通信システムは、前処
理部が、前処理前後における各画素の値の差を最大許容
値以内に抑える処理をおこなうようにしたものである。

【００３０】この発明に係る画像通信システムは、前処
理部が、前処理前後の各画素の値をあらわすｎビットの
２進数のビット毎の相違が、下位ｍビット以内に収まる
ように前処理後の各画素値を制限する処理をおこなうよ
うにしたものである。

【００３１】この発明に係る画像通信システムは、画像
受信端末より画像送信端末に対して表示解像度の情報の
送信をおこない、画像送信端末ではその表示解像度が低
解像度である場合に限って前処理をおこなうようにした
ものである。

【００３２】この発明に係る画像通信システムは、画像
受信端末より画像送信端末に対して表示解像度の情報の
送信をおこない、画像送信端末ではその表示解像度の情
報をもとに、所定区間を変化させるようにしたものであ
る。

【００３３】この発明に係るプログラム記録媒体は、前
処理によって入力画像の高周波成分を除去する手順、前
処理前後の各画素の値をあらわすｎビットの２進数のビ
ット毎の相違が、下位ｍビット以内に収まるように前処
理後の各画素値を制限する手順、および符号化の手順を
実行するプログラムを格納したものである。

【００３４】この発明に係るプログラム記録媒体は、ｍ
の値を可変とするプログラムを格納したものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による画
像通信システムの構成を表すブロック図である。図にお
いて、１は各画素の値をあらわすビット数がｎである入
力画像の画像情報を符号化して送信する画像送信端末で
あり、２はこの画像送信端末１によって符号化された画
像情報を受信して復号化し、それに基づく画像の表示を
おこなう画像受信端末である。３はこれら画像送信端末
１と画像受信端末２の間で送受信される画像情報を伝送
する通信路としての通信網である。

【００３６】上記画像送信端末１内において、１１は各
画素の値をあらわすビット数がｎである入力画像の入力
がおこなわれる画像入力部であり、たとえばカメラ等に
よって実現される。１２は入力画像の画像情報内の領域
に対して前処理をおこなう前処理部であり、１３はこの
前処理部１２の出力に対してロスレスのＤＰＣＭによる
圧縮処理をおこなう符号化部である。１４はこの符号化
部１３で符号化された画像情報をビットストリームとし
て、通信網３を介して画像受信端末２に送信する送信側
通信部である。

【００３７】画像受信端末２内において、１５は画像送
信端末１の送信側通信部１４から送られてくるビットス
トリームの取り出しをおこなうとともに、通信制御をお
こなう受信側通信部である。１６はこの受信側通信部１
５の取り出したビットストリームの復号化をおこなう復
号化部であり、１７はこの復号化部１６で復号化された
画像情報に基づいて画像を表示する、ＣＲＴなどによる
表示部である。

【００３８】また、上記前処理部１２内において、２１
は画像入力部１１に入力された入力画像を原画像とし
て、その画像情報を記憶しておく原画像記憶部であり、
２２はこの原画像記憶部２１から読み出された画像情報
に対して、高周波成分を除去するローパスフィルタの処
理をおこなうための水平空間フィルタである。２３はこ
の水平空間フィルタ２２の出力と、原画像記憶部２１か
ら読み出された画像情報とを比較して、各画素の値の修
正をおこなう比較制限部である。

【００３９】なお、３１はこれら原画像記憶部２１、水
平空間フィルタ２２、比較制限部２３からなる前処理部
１２と、上記符号化部１３とによって構成される、当該
画像通信システムで用いられる画像符号化装置である。

【００４０】次に動作について説明する。なお、以下の
説明においては、画像は白黒の濃淡画像とし、各画素の
値はｎ＝８ビットで表現され、値域は０から２５５とす
る。また画像受信端末２の表示部１７における表示解像
度は０から６３までの６４階調とする。この場合、画像
受信端末２が受信する画像情報の本来の画素値に比較し
て、表示は低解像度であり、画像受信端末２の表示部１
７では画素の値を２ビット切り捨てて、６４階調に変換
して表示するものとする。

【００４１】ここで、この実施の形態１においては、行
方向に連続した８画素を符号化の単位とする。以下では
この行方向８画素の単位を符号化単位と呼ぶことにす
る。図２は入力された原画像の画像情報における符号化
単位の例を示す図である。図に示す符号化単位は８つの
画素が左右に連なっている。各画素の値は８ビットで表
現されるものとし、その値域は０から２５５の間とす
る。以下、この図２に示す符号化単位が実施の形態１に
おける画像符号化装置３１にて処理される様子を説明す
る。

【００４２】図３は前処理部１２内の水平空間フィルタ
２２から出力される符号化単位の例を示す図である。水
平空間フィルタ２２は図２に示す符号化単位を入力と
し、フィルタ処理後の図３に示す符号化単位を出力す
る。水平空間フィルタ２２においては、画素および近傍
画素の加重平均を求める。この実施の形態１においては
次式による処理をおこなう。

【００４３】Ｙ（ｉ）＝（Ｘ（ｉ−１）＋２Ｘ（ｉ）＋
Ｘ（ｉ＋１））／４ （１＜ｉ＜６） Ｙ（０）＝Ｙ（１） Ｙ（７）＝Ｙ（６） ただし、原画像（フィルタ処理前）の画素値をＸ
（ｉ），フィルタ処理後の画素値をＹ（ｉ）（０＜ｉ＜
７）とする。

【００４４】水平空間フィルタ２２はこのフィルタ処理
後の符号化単位を比較制限部２３に送る。比較制限部２
３は原画像記憶部２１に記憶されている原画像の該当す
る符号化単位を読み出し、それを水平空間フィルタ２２
より送られてきた符号化単位と比較して、各画素の値の
修正をおこなう。

【００４５】次に比較制限部２３において、次式で表さ
れる処理をおこなうことによって各画素の値を修正す
る。ただし、比較制限部２３の出力をＺ（ｉ）（０＜ｉ
＜７）、ａをｂだけ右シフトする演算をｓｈｒ（ａ，
ｂ）と表記し、乗算を＊と表記する。

【００４６】ｓｈｒ（Ｙ（ｉ），２）＝ｓｈｒ（Ｘ
（ｉ），２）のとき Ｚ（ｉ）＝Ｙ（ｉ） ｓｈｒ（Ｙ（ｉ），２）＞ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），２）のと
き Ｚ（ｉ）＝ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），２）＊４＋３ ｓｈｒ（Ｙ（ｉ），２）＜ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），２）のと
き Ｚ（ｉ）＝ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），２）＊４

【００４７】この式は、水平空間フィルタ２２によるフ
ィルタ処理後の画素値Ｙ（ｉ）が当該フィルタ処理前の
画素値Ｘ（ｉ）を含む区間［４ｎ，４ｎ＋３］（０＜ｎ
＜６３）を超えている場合、フィルタ処理後の画素値Ｙ
（ｉ）をその区間内に強制的に制限する。たとえば、入
力された原画像の画像情報のフィルタ処理前における画
素値Ｘが５であり、フィルタ処理後における画素値Ｙが
９である場合、フィルタ処理後における画素値Ｙは５を
含む区間［４，７］（ｎ＝１）を超えているため、比較
制限部２３においては画素の値を区間［４，７］（ｎ＝
１）内の値７に強制的に変更する。

【００４８】図４は原画像記憶部２１からの図２に示す
符号化単位と、水平空間フィルタ２２からの図３に示す
符号化単位が入力された場合に、比較制限部２３から出
力される符号化単位の例を示す図である。図示のよう
に、各画素の値は水平空間フィルタ２２によるフィルタ
処理後の画素値を上記の式によって変更した値となって
いる。

【００４９】このように、前処理部１２では比較制限部
２３が、水平空間フィルタ２２によるフィルタ処理をお
こなった後の画素値Ｙ（ｉ）が、フィルタ処理をおこな
う前の画素値Ｘ（ｉ）を含む所定区間を超えないように
強制的に制限する処理をおこなっている。具体的には、
上記水平空間フィルタ２２によるフィルタ処理後の画像
の画素値Ｙ（ｉ）が、処理前の画素値Ｘ（ｉ）をあらわ
す２進数（ｎビット）と処理後の画素値Ｙ（ｉ）をあら
わす２進数（ｎビット）とをビット毎に比較して、その
相違が下位ｍビット（ｍ＜ｎ）以内に収まる範囲に制限
するように処理している。

【００５０】このように、上記説明においては、比較制
限部２３において、前処理後の画素値と前処理後の画素
値をビット毎に比較した際の相違が下位ｍビット以内に
収まるように処理する場合について示したが、この比較
制限部２３における処理としては、｜Ｙ（ｉ）−Ｘ
（ｉ）｜、つまり、Ｙ（ｉ）とＸ（ｉ）の差の絶対値を
最大許容値以内に抑えるような処理するようにしてもよ
い。この場合には、正確には表示におけるロスレスを達
成することはできなくなるが、一定の効果があると考え
られる。

【００５１】符号化部１３は上記前処理部１２の比較制
限部２３から出力される符号化単位をロスレスタイプの
ＤＰＣＭにより符号化する。すなわち、符号化単位の最
も左側の画素の値を符号化し、そのあと、この最も左側
の画素の値とその右側の画素の値との差分をとって、そ
の差分値を逐次可変長符号化してゆく。なお、最も左側
の画素の符号化は、単純に画素値を８ビットの固定長で
表現することによってなされる。

【００５２】図５はこの符号化部１３が画素の値の差分
を符号化する際に参照する符号化テーブルを示す図であ
る。差分は−２５５から２５５の範囲の値をとりうるた
め、符号化テーブルの項目は５１１あるが、図５にはそ
の一部を抜粋して表示している。なお、この符号化テー
ブルにおいては、差分ｄに対する符号の符号化長Ｌは以
下のようになる。

【００５３】Ｌ＝１ （ｄ＝０） Ｌ＝２ｄ （ｄ＞０） Ｌ＝２＊（−ｄ）＋１ （ｄ＜０）

【００５４】また、図６は符号化部１３が符号化をおこ
なう際の中間的な計算結果を示す図である。この図にお
いては、最も左側の画素は比較制限部２３からの出力が
そのまま表示され、それに続いて各画素の差分が計算さ
れている。

【００５５】図７は符号化部１３の出力するビットスト
リームの例を示す図である。図においては、ビットスト
リームの下に対応する値を示している。符号化部１３は
最も左側の画素は８ビットの固定長により符号化する
（図７に示すビットストリームの最初の０００００００
１）。その他の画素の差分については、図５に示す符号
化テーブルを参照して可変長符号化をおこない、得られ
たビットストリーム（０，０，１１１０，１１１１１１
１１１１１１１１１１１０，１０，０，０）を出力す
る。

【００５６】このビットストリームの符号化長は以下の
ようになる。まず最も左側の画素は８ビットである。そ
れに続く画素の差分の符号化長は、上記式のＬによって
計算されるから、以下のように３６となる。 ８＋１＋１＋（２＊２）＋（２＊９）＋（２＊１）＋１
＋１＝３６

【００５７】ここで、上記実施の形態１における以上の
ような処理に対して、水平空間フィルタ２２および比較
制限部２３を通さずに、入力された原画像の画像情報の
符号化単位をそのまま符号化部１３に入力して符号化し
た場合を仮に考えると、この例の場合には符号化長は大
きくなる。

【００５８】図８は仮に図２に示した原画像の画像情報
の符号化単位をそのまま符号化部１３に入力した場合
の、符号化部１３の中間的な計算結果を示す図である。

【００５９】この場合のビットストリームの符号化長
は、 ８＋（２＊２＋１）＋（２＊２）＋（２＊２＋１）＋
（２＊１５）＋（２＊３＋１）＋（２＊３）＋（２＊３
＋１）＝７２ となり、さきの場合よりも大きくなる。これは、水平空
間フィルタ２２をかけたことによる結果と考えられ、こ
の例以外の場合にも一般に効果があると考えられる。

【００６０】このビットストリームは送信側通信部１４
より通信網３を介して画像受信端末２に送られる。画像
受信端末２ではそれを受信側通信部１５で受信して復号
化部１６で復号化し、表示部１７にはそれに基づく画像
が表示される。この実施の形態１における符号化方式は
ロスレスであるため、画像受信端末２の復号化部１６に
おいては、図４に示した比較制限部２３の出力の符号化
単位がそのまま再現される。この符号化単位は表示部１
７において、２ビットの切り捨てがおこなわれる。

【００６１】図９は表示部１７における切り捨て処理後
の符号化単位を示す図である。これは図４に示した比較
制限部２３の出力を単に２ビット切り捨てたものとなっ
ている。なお、図の符号化単位は、図２に示した符号化
単位を２ビット切り捨てても全く同じ結果となる。これ
は、この発明における比較制限部２３の処理により、原
画像の画像情報をそのまま符号化して表示部１７に入力
した場合と同様の画質が得られることを示している。

【００６２】これに対して、水平空間フィルタ２２から
出力される符号化単位に対して２ビットの切り捨ての処
理をおこなった場合には、同等の画質が保証されない。

【００６３】図１０は図３に示した水平空間フィルタ２
２の出力の符号化単位に対して、２ビット切り捨てを仮
におこなった場合の結果を示している。これによれば、
図９とは異なる結果となっている。これは水平空間フィ
ルタ２２により画質が劣化したことを示している。

【００６４】なお、上記説明では、符号化部１３による
符号化の方式としてロスレスタイプのＤＰＣＭを用いた
が、ロスのあるタイプのＤＰＣＭを採用してもよい。こ
の場合、符号化にはロスが生ずるため、表示においてロ
スが発生することが避けられないと考えられるが、ロー
パスフィルタおよび比較制限部２３の働きにより、圧縮
率向上にそれなりの効果があると考えられる。

【００６５】また、符号化部１３が圧縮処理をおこなう
符号化の方式としては、これらＤＰＣＭによるものにの
み限られるものではなく、ＤＣＴを用いた符号化を採用
することも可能である。この場合においてもロスは発生
するが、ローパスフィルタおよび比較制限部２３の働き
により、圧縮率向上にそれなりの効果があると考えられ
る。

【００６６】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、水平空間フィルタ２２によるローパスフィルタ処理
によって高域を除去することにより、ビットストリーム
の符号化長を削減することが可能になるとともに、前処
理前後の画素値の相違を下位ｍビット以内に収まるよう
に制限しているので、表示される画像の入力画像に対す
る再現性が改善され、原画像を低解像度の画像受信端末
２に直接表示した場合と同様の画質が得られるという効
果が得られる。

【００６７】実施の形態２．次にこの発明の実施の形態
２による画像通信システムについて説明する。この実施
の形態２は、画像受信端末２の表示解像度を可変とする
画像通信システムを提供するものである。なお、そのシ
ステム構成は図１に示した実施の形態１の場合と同様で
あるため、ここではその説明を省略する。

【００６８】通信網３を介してさまざまな機種の画像受
信端末２が画像送信端末１に接続される画像通信システ
ムにおいては、画像受信端末２の表示部１７の表示解像
度はさまざまな値となる。たとえば、上記実施の形態１
においては、画像受信端末２の表示部１７の表示解像度
は６４階調であるものとしたが、通信網３に接続される
画像受信端末２によっては３２階調の場合もあり得る。

【００６９】この実施の形態２においては、画像送信端
末１と画像受信端末２の間で画像通信を開始する際に、
画像受信端末２の受信側通信部１５からその表示部１７
における表示解像度の情報を、通信網３を介して画像送
信端末１の送信側通信部１４に対して送信する。

【００７０】画像送信端末１では、送信側通信部１４が
画像受信端末２から表示解像度を受けると、それを前処
理部１２の比較制限部２３に転送する。比較制限部２３
はこの送信側通信部１４からの画像受信端末２の表示解
像度の情報に基づいてその動作を変化させる。ここで、
送信側通信部１４が画像受信端末２の表示解像度が６４
階調であるという情報を受信した場合には、比較制限部
２３は実施の形態１の場合と同様の動作をする。一方、
画像受信端末２の表示解像度が３２階調であるという情
報を受信した場合には、比較制限部２３はその出力Ｚ
（ｉ）の計算方法を以下に示す式のように変更する。

【００７１】ｓｈｒ（Ｙ（ｉ），３）＝ｓｈｒ（Ｘ
（ｉ），３）のとき Ｚ（ｉ）＝Ｙ（ｉ） ｓｈｒ（Ｙ（ｉ），３）＞ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），３）のと
き Ｚ（ｉ）＝ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），３）＊８＋７ ｓｈｒ（Ｙ（ｉ），３）＜ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），３）のと
き Ｚ（ｉ）＝ｓｈｒ（Ｘ（ｉ），３）＊８

【００７２】図１１は画像受信端末２の表示部１７にお
ける表示解像度が３２階調である場合の、比較制限部２
３から出力される出力の例を示す図である。この場合、
図４に示す６４階調の場合とは異なり、図３に示す水平
空間フィルタ２２の出力と同じ内容になっている。これ
は、３２階調となったことにより、表示が粗くなったた
め、図３と同じ値を送信しても、画像受信端末２側では
その違いが表示部１７の表示に表れなくなったことを意
味する。

【００７３】図１２は画像送信端末１の符号化部１３が
符号化をおこなう際の中間的な計算結果を示す図であ
る。

【００７４】この場合のビットストリームの符号化長
は、同様に計算されて、 ８＋１＋１＋（２＊３）＋（２＊６）＋（２＊３）＋１
＋１＝３６ となり、６４階調の場合と同等になる。なお、一般の場
合においては、３２階調の方が比較制限部２３での画素
値の変更が少なく、ローパスフィルタの効果が出やすい
ため、符号化長は小さくなる傾向があると考えられる。

【００７５】なお、この実施の形態２における画像情報
の符号化はロスレスにておこなわれる。したがって、画
像受信端末２の表示解像度が３２階調の場合にも、画像
受信端末２の復号化部１６においては、図１１に示した
画像送信端末１の比較制限部２３の出力の符号化単位が
そのまま再現される。この符号化単位は表示部１７にお
いて３ビットの切り捨てがおこなわれ、それに基づく画
像が表示される。

【００７６】図１３は表示部１７における切り捨て処理
後の符号化単位を示す図である。これは図１１に示す画
像送信端末１の比較制限部２３の出力を、単に３ビット
切り捨てたものとなっている。なお、図の符号化単位
は、図２に示した符号化単位を３ビット切り捨てた場合
にも全く同じ結果となる。したがって、この場合もロス
レスである。

【００７７】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、画像受信端末２の表示部１７の表示解像度に依存し
て、画像送信端末１の比較制限部２３における計算方法
が変化するため、ロスレスの特性を保ちながら、表示解
像度が小さくなるにしたがって符号化長を短く（圧縮率
を大きく）することができるという効果が得られる。

【００７８】実施の形態３．なお、上記実施の形態１お
よび実施の形態２においては、すべての処理をハードウ
ェアによって実現した場合について説明したが、それら
と同等の機能をソフトウェア的に実現することも可能で
ある。

【００７９】すなわち、原画像の画像情報の領域に対し
てローパスフィルタをかける前処理をおこなう手順、こ
の原画像の画像情報にローパスフィルタによる前処理を
おこなう前の各画素の値と、前処理をおこなった後の各
画素の値の差を、ＬＳＢからｍ（ｍ＜ｎ）ビットまでに
抑える手順、およびこのローパスフィルタによる前処理
がおこなわれた画像情報の符号化をおこなう手順をコン
ピュータに実行させ、画像符号化を実現するプログラ
ム、さらにはそのｍの値を可変とするプログラムをコン
ピュータ読み取り可能なプログラム記録媒体に格納し、
コンピュータのプロセッサがそのプログラムを逐次読み
出して処理することにより、ハードウェアの場合と同等
の処理機能を実現する。

【００８０】実施の形態４．以下、この発明による他の
実施の形態を、実施の形態４としてまとめて説明する。
上記実施の形態１および実施の形態２においては、ＤＰ
ＣＭの対象となる符号化単位は、横方向８画素とした
が、これを画像全体の横幅の画素数とすることもでき
る。また、走査を２次元に拡張して、その右端の点では
次の予測点を下の行に移して、走査方向を折り返した
り、右端まで処理したら次の行の左端へ連続して予測し
たりといったことも可能である。また、このような折り
返し走査を８×８などのブロック（画像情報中の領域）
単位におこなうこともできる。

【００８１】また、ローパスフィルタとして水平空間フ
ィルタ２２を用いたものについて説明したが、他の方法
で代替してもかまわない。たとえば、３×３の領域にお
ける加重つき平均を用いることもできる。

【００８２】また、実施の形態２においては、画像受信
端末２側の解像度によって比較制限部２３での計算方法
を変化させるものを示したが、計算方法を変化させるか
わりに、画像受信端末２が一定以上の解像度をもつ場合
には比較制限部２３での処理を省略するようにしてもよ
い。たとえば、解像度が２５６階調である場合には本質
的に表示部１７におけるロスがなくなるため、比較制限
部２３の処理を省略してもかまわない。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力
される画像情報内の領域に対して前処理をおこなう前処
理部が、前処理後の画素の値を、前処理前の画素値を含
む所定区間に制限するように構成したので、前処理後の
画素値の前処理前の画素値に対する誤差が制限され、表
示される画像の入力画像に対する再現性が改善され、特
に、画像受信端末の表示装置が低解像度である場合、所
定区間内に前処理後の画素値を制限することにより、誤
差が表示装置による低解像度化によりかき消される程度
に制限される場合には、前処理をおこなわない場合と同
等の画質を保持することができる画像符号化装置が得ら
れる効果がある。

【００８４】この発明によれば、前処理部が前処理前後
の画素値をあらわす２進数（ｎビット）をビット毎に比
較して、それらの相違が下位ｍビット（ｍ＜ｎ）以内に
収まるように制限するように構成したので、表示される
画像の入力画像に対する再現性を改善することができ、
特に表示装置が下位ｍビットを切り捨てて表示する場合
には、前処理をおこなわない場合と全く同じ画像を表示
することができる画像符号化装置が得られる効果があ
る。

【００８５】この発明によれば、前処理として、画像情
報に対する高周波成分除去処理をおこなうように構成し
たので、画像の高周波成分がカットされて、ビットスト
リームの符号化長の短縮がはかれ、圧縮率が向上し、デ
ータ量を削減できるという効果がある。

【００８６】この発明によれば、設定により、前処理に
おける所定区間を変更できるように構成したので、通信
路に種々の画像受信端末を接続した場合、その表示解像
度に依存して比較制限部における計算方法が変化するた
め、ロスレスの特性を保ちながら、表示解像度が小さく
なるにしたがって符号化長を短くし、圧縮率を向上させ
ることができるという効果がある。

【００８７】この発明によれば、通信路を介して画像受
信端末に接続されている画像送信端末が、前処理部と符
号化部を備え、前処理後の各画素の値が前処理前の各画
素の値を含む所定区間内に制限する処理をその前処理部
でおこない、前処理部の出力画像を符号化する処理をそ
の符号化部でおこなうように構成したので、前処理後の
画素値の前処理前の画素値に対する誤差が制限され、表
示される画像の入力画像に対する再現性が改善され、特
に、画像受信端末の表示装置が低解像度である場合、所
定区間内に前処理後の画素値を制限することにより、誤
差が画像受信端末の表示装置による低解像度化によりか
き消される程度に制限される場合には、前処理をおこな
わない場合と同等の画質を保持することができる画像通
信システムが得られる効果がある。

【００８８】この発明によれば、前処理前後の画素値を
あらわす２進数（ｎビット）をビット毎に比較して、そ
れらの相違が下位ｍビット（ｍ＜ｎ）以内に収まるよう
に制限する処理を、画像送信端末内の前処理部でおこな
うように構成したので、表示される画像の入力画像に対
する再現性を改善することができ、特に画像受信端末の
表示装置が下位ｍビットを切り捨てて表示する場合に
は、前処理をおこなわない場合と全く同じ画像を表示す
ることができる画像通信システムが得られる効果があ
る。

【００８９】この発明によれば、画像送信端末は前処理
部による前処理を、通信路を介して画像受信端末より送
られてくる表示解像度が低解像度である場合に限って実
行するように構成したので、種々の画像受信端末を接続
した場合でも、その表示解像度にあわせた通信が可能と
なり、システムのフレキシビリティが向上するという効
果がある。

【００９０】この発明によれば、画像送信端末は前処理
における所定区間を、通信路を介して画像受信端末より
送られてくる表示解像度の情報をもとに変化させるよう
に構成したので、種々の画像受信端末を接続した場合で
も、その表示解像度にあわせた通信が可能となり、シス
テムのフレキシビリティが向上するという効果がある。

【００９１】この発明によれば、入力画像の高周波成分
を除去する前処理、前処理前後における各画素の値をあ
らわす２進数のビット毎の相違が下位ｍビット以内にな
るように制限する処理、および符号化の処理の各手順を
実行するプログラムを、プログラム記録媒体に格納する
ように構成したので、原画像を低解像度の画像受信端末
に直接表示した場合と同様の画質が得られる画像符号化
をソフトウェアで実現できるという効果がある。

【００９２】この発明によれば、ｍの値を可変とするプ
ログラムをプログラム記録媒体に格納するように構成し
たので、通信路に種々の画像受信端末を接続し、ロスレ
スの特性を保ちながら、表示解像度が小さくなるにした
がって圧縮率を向上させることが可能な画像通信を、ソ
フトウェアで実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１および実施の形態２
による画像通信システムの構成を表すブロック図であ
る。

【図２】 実施の形態１における入力された原画像の画
像情報の符号化単位の例を示す図である。

【図３】 実施の形態１における水平空間フィルタから
出力される符号化単位の例を示す図である。

【図４】 実施の形態１における比較制限部から出力さ
れる符号化単位の例を示す図である。

【図５】 実施の形態１における符号化部が画素の差分
を符号化する際に参照する符号化テーブルを示す図であ
る。

【図６】 実施の形態１における符号化部による符号化
の際の中間的な計算結果を示す図である。

【図７】 実施の形態１における符号化部の出力するビ
ットストリームの例を示す図である。

【図８】 実施の形態１における原画像の符号化単位を
そのまま符号化部に入力した場合の中間的な計算結果を
示す図である。

【図９】 実施の形態１における表示部での切り捨て処
理後の符号化単位を示す図である。

【図１０】 実施の形態１における水平空間フィルタの
出力を２ビット切り捨てた場合の結果を示す図である。

【図１１】 実施の形態２における表示解像度が３２階
調である場合の比較制限部からの出力の例を示す図であ
る。

【図１２】 実施の形態２における符号化部による符号
化の際の中間的な計算結果を示す図である。

【図１３】 実施の形態２における表示部での切り捨て
処理後の符号化単位を示す図である。

【符号の説明】

１ 画像送信端末、２ 画像受信端末、３ 通信網（通
信路）、１１ 画像入力部、１２ 前処理部、１３ 符
号化部、１４ 送信側通信部、１５ 受信側通信部、１
６ 復号化部、１７ 表示部、２１ 原画像記憶部、２
２ 水平空間フィルタ（ローパスフィルタ）、２３ 比
較制限部、３１ 画像符号化装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK00 MA02 MA23 MD02 ME01 SS06 SS20 TA69 TC45 UA02 5C077 LL19 MP01 PP04 PP20 PP46 PP47 PQ08 PQ20 RR06 RR11 RR21 SS07 TT09 5C078 AA04 BA57 CA01 DA00 DA01 DA02 DB11 EA01 5J064 BA04 BA13 BA16 BC02 BC18 BD02 BD03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像に対して前処理をおこなうとと
   もに、当該前処理後の画素の値を当該前処理前の画素の
   値を含む所定区間内に制限する前処理部と、 前記前処理部からの出力画像に対して符号化をおこなう
   符号化部とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】 前処理部は、前処理前の各画素の値と当
   該前処理後の各画素の値との差を最大許容値以内に制限
   す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】 前処理部は、前処理前の各画素の値をあ
   らわすｎビットの２進数と、当該前処理後の各画素の値
   をあらわすｎビットの２進数とをビット毎に比較した際
   の相違が、下位ｍビット以内に収まるように、前記前処
   理後の値を制限することを特徴とする請求項１記載の画
   像符号化装置。
4. 【請求項４】 前処理部は、入力画像に対して高周波成
   分を除去する処理であることを特徴とする請求項１から
   請求項３のうちのいずれか１項記載の画像符号化装置。
5. 【請求項５】 符号化部は、前処理部からの出力画像に
   対してＤＰＣＭをもちいた符号化処理をおこなうことを
   特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項
   記載の画像符号化装置。
6. 【請求項６】 符号化部は、前処理部からの出力画像に
   対して離散コサイン変換の処理をおこなうことを特徴と
   する請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の
   画像符号化装置。
7. 【請求項７】 前処理部は、前処理における所定区間
   を、設定により変更可能とすることを特徴とする請求項
   １から請求項６のうちのいずれか１項記載の画像符号化
   装置。
8. 【請求項８】 入力画像を符号化して送信する画像送信
   端末と、 前記画像送信端末にて符号化された画像を受信して復号
   化し、復号化された画像を表示する画像受信端末と、 前記画像送信端末と画像受信端末とで送受信される画像
   を伝送する通信路とを備える画像通信システムにおい
   て、 前記画像送信端末は、前記入力画像に対して前処理をお
   こなうとともに、当該前処理後の画素の値を当該前処理
   前の画素の値を含む所定区間内に制限する前処理部と、 前記前処理部からの出力画像に対して符号化をおこなう
   符号化部とを備えることを特徴とする画像通信システ
   ム。
9. 【請求項９】 前処理部は、前処理前の各画素の値と当
   該前処理後の各画素の値との差を最大許容値以内に制限
   することを特徴とする請求項８記載の画像通信システ
   ム。
10. 【請求項１０】 前処理部は、前処理前の各画素の値を
    あらわすｎビットの２進数と、当該前処理後の各画素の
    値をあらわすｎビットの２進数とをビット毎に比較した
    際の相違が、下位ｍビット以内に収まるように、前記前
    処理後の値を制限することを特徴とする請求項８記載の
    画像通信システム。
11. 【請求項１１】 画像受信端末は、通信路を介して画像
    送信端末に表示解像度の情報を送信し、 前記画像送信端末は、前記表示解像度が低解像度である
    場合に限り、前処理をおこなうことを特徴とする請求項
    ８から請求項１０のうちのいずれか１項記載の画像通信
    システム。
12. 【請求項１２】 画像受信端末は、通信路を介して画像
    送信端末に表示解像度の情報を送信し、 前記画像送信端末は、前記表示解像度の情報に基づい
    て、前処理部の前処理における所定区間を変化させるこ
    とを特徴とする請求項８から請求項１０のうちのいずれ
    か１項記載の画像通信システム。
13. 【請求項１３】 入力画像に対して高周波成分を除去す
    る前処理をおこなう手順と、 前記前処理前後の各画素の値をあらわすｎビットの２進
    数の、ビット毎の比較による相違が下位ｍビット以内に
    収まるように、前記前処理後の各画素の値を制限する手
    順と、 前記下位ｍビット以内に収まるように制限された画像を
    符号化する手順とを備えた、 画像符号化をコンピュータに実行させるためのプログラ
    ムを格納したコンピュータ読み取り可能なプログラム記
    録媒体。
14. 【請求項１４】 ｍの値を可変とするプログラムを格納
    したことを特徴とする請求項１３記載のコンピュータ読
    み取り可能なプログラム記録媒体。