JPH06292018A - 高能率符号化装置及び高能率復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】文字及び文字周辺の画質を向上させる。 【構成】符号量一定化回路22はＤＣＴ変換係数が与えら
れ、総アクティビティに基づく正規化係数αよりも小さ
い正規化係数α1 及び正規化係数αよりも大きいα2 を
算出する。ＤＣＴ変換係数は文字検出回路21にも与え
る。文字検出回路21はＤＣＴ変換係数値及びその分布か
ら文字ブロックを検出し、文字ブロック及び非文字ブロ
ックに対する正規化係数として夫々α1 ，α2 を基本量
子化テーブル６に与える。量子化回路７は正規化係数α
1 ，α2 が乗じられた基本量子化係数を用いてＤＣＴ変
換係数を量子化することにより、文字ブロックを他のブ
ロックよりも細かい量子化幅で量子化する。これにより
文字ブロックに割当てられる符号量が増加し、文字ブロ
ックの画質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【産業上の利用分野】本発明は、文字を表示するカラオ
ケ装置等に好適の高能率符号化装置及び高能率復号化装
置。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像のディジタル圧縮が検討され
ている。特に、ＤＣＴ（離散コサイン変換）を用いた高
能率符号化については、各種標準化案が提案されてい
る。高能率符号化技術は、ディジタル伝送及び記録等の
効率を向上させるために、より小さいビットレートで画
像データを符号化するものである。ＤＣＴを含む直交変
換符号は画像圧縮に最適とされ、現在、ＣＤ−Ｉプレー
ヤーにて圧縮画像を再生するＣＤ−カラオケ装置にも応
用されている。

【０００３】直交変換符号化においては、１フレームを
複数のブロック（ｍ画素×ｎ水平走査線）に分割してＤ
ＣＴ処理し、座標軸成分を直交する空間周波数成分（直
交成分）に変換することにより、空間軸方向の冗長度を
削減可能にする。直交変換係数は水平及び垂直の低域か
ら高域に向かって周波数順に配列する。直交変換した成
分を量子化することにより、ブロックの信号の冗長度を
低減する。一般的には、画像信号は低い周波数成分にエ
ネルギーの大半が集中するので、量子化に際して高域の
直交変換係数に対する量子化幅を粗くすることによって
データ量を削減する。

【０００４】更に、量子化出力にハフマン符号化等の可
変長符号化を施すことにより、データ量を一層削減す
る。ハフマン符号化は、量子化出力の統計的符号量から
算出した結果に基づいて符号化を行うものであり、出現
確率が高いデータには短いビットを割当て、出現確率が
低いデータには長いビットを割当てる可変長符号化によ
って全体のデータ量を削減する。

【０００５】このように、高能率符号化においては可変
長符号化を採用しているので、量子化出力の統計的分布
によって符号化後のデータ量は変化する。つまり、絵柄
によって圧縮符号量が相違してしまうので、伝送時には
符号量の相違をバッファによって吸収しなければならな
い。しかし、バッファの容量の制限及び圧縮データを蓄
積メディアに記録する場合における記録レートの制限等
を考慮すると、圧縮データを定レート化する必要があ
る。特に、ディジタルＶＴＲ及びディジタルビデオディ
スク等の媒体に記録を行う場合には、編集等を考慮する
と、１〜数画面単位で一定レートにする必要がある。

【０００６】図１０はこのように圧縮符号を１画面単位
で一定レートに制御する従来の高能率符号化装置及び高
能率復号化装置を示すブロック図である。

【０００７】入力された画像信号はＡ／Ｄ変換器１によ
ってディジタル信号に変換してメモリ２に与える。メモ
リ２は画像データをｍ×ｎ画素（例えば８×８画素）の
ブロック単位でＤＣＴ回路３に出力する。ＤＣＴ回路３
はブロック単位の画像データを２次元ＤＣＴ処理して周
波数成分に変換し、ＤＣＴ変換係数を遅延回路５及び符
号量一定化回路４に出力する。細かい絵柄又はエッジ部
を有する画像ではＤＣＴ変換係数の中高域の情報量が多
くなり、平坦な画像では情報は低域のみに集中する。

【０００８】遅延回路５の出力は量子化回路７に与え、
量子化回路７は、後述する量子化テーブル６からの量子
化係数によって、例えばＤＣＴ変換係数を割算すること
により量子化してデータ量を削減した後、可変長符号化
回路８に与える。可変長符号化回路８は例えばハフマン
符号化によって量子化出力を可変長符号化して一層デー
タ量を削減する。可変長符号化回路８の出力は誤り訂正
符号化回路10において誤り訂正符号を付加した後伝送路
に出力する。

【０００９】ところで、上述したように、可変長符号化
では絵柄によって圧縮符号量が相違してしまう。そこ
で、量子化係数を正規化係数αによって変化させること
により総符号量を調整すると共に、可変長符号を定レー
ト化するために、各ブロック毎にビット配分を行うよう
になっている。

【００１０】即ち、符号量一定化回路４はＤＣＴ変換係
数の交流（ＡＣ）成分から絵柄の細かさを示すアクティ
ビティをブロック毎に算出し、更に、ブロックアクティ
ビティを１フレーム分蓄積して総（フレーム）アクティ
ビティを求める。そして、求めた総アクティビティから
正規化係数αを求めて基本量子化テーブル６に与える。
正規化係数αは画面の情報量が多いほど大きくなる。

【００１１】図１１は基本量子化テーブル６の基本量子
化係数を示す説明図である。

【００１２】ＤＣＴ変換係数は８×８の周波数成分、即
ち、ＤＣ成分及び６３個の交流成分から成り、図１１に
示す基本量子化テーブルの６４個の各基本量子化係数は
各ＤＣＴ変換係数に対応している。上述したように、Ｄ
ＣＴ変換係数の水平及び垂直の周波数帯域に応じて情報
量が相違するので、基本量子化係数は各帯域毎にＡＣ1
乃至ＡＣ14に設定する。基本量子化テーブル６は基本量
子化係数に正規化係数αを乗じて量子化係数を量子化回
路７に出力する。量子化回路７はＤＣＴ変換係数を量子
化係数で除算して量子化を行っており、量子化係数をア
クティビティに基づく正規化係数で調整することによ
り、フレーム毎の符号量が調整される。

【００１３】一方、符号量一定化回路４が求めたブロッ
クアクティビティ及びフレームアクティビティは符号化
レート制御回路９に与える。符号化レート制御回路９は
１画面の交流成分の符号化に使用可能な符号量（設定符
号量）を、ブロックアクティビティに比例させて各ブロ
ックに配分する。即ち、符号化レート制御回路９は、フ
レームアクティビティ及びブロックアクティビティから
下記式（１）に示す演算によって各ブロックのアクティ
ビティ比を求めて、ブロック毎の符号量（ビット配分）
を計算し、求めたビット配分データを可変長符号化回路
８に出力する。可変長符号化回路８は配分ビット数の範
囲内で各ブロックを可変長符号化することにより定レー
ト化を行う。

【００１４】ブロックの配分ビット数＝（ＡＣ成分の設
定符号量）×（ブロックアクティビティ）／（フレーム
アクティビティ） …（１） なお、フレームアクティビティを求めて配分ビット量を
決定した後に可変長符号化を行っており、演算処理にお
ける時間合わせを行うために、遅延回路５によってＤＣ
Ｔ変換係数を遅延させて量子化回路７に与えている。

【００１５】受信系では、伝送路を介して入力された圧
縮データを誤り訂正復号化回路12に与えて誤り訂正を行
う。誤り訂正されたデータを可変長復号化回路13におい
て可変長復号して逆量子化回路14に与える。また、正規
化係数デコード回路15は誤り訂正されたデータから正規
化係数αをデコードして逆量子化係数算出回路16に出力
する。逆量子化係数算出回路16は図１１と同一の基本量
子化テーブルを用いて、送信系における量子化幅を算出
し逆量子化回路14に与える。逆量子化回路14は可変長復
号出力を逆量子化して量子化前のデータに戻して逆ＤＣ
Ｔ回路17に与える。

【００１６】逆ＤＣＴ回路17は逆ＤＣＴ処理によってＤ
ＣＴ処理前のデータに戻して非ブロック化回路18に与え
る。非ブロック化回路18はブロック単位のデータを１画
面化してＤ／Ａ変換器19に与え、Ｄ／Ａ変換器19はアナ
ログ信号に戻して出力する。なお、正規化係数αは符号
量一定化回路４によって１画面単位で求められ、１画面
間は固定値である。

【００１７】このようにして、ブロック単位で直交変換
符号化が行なわれる。この方式は自然画像に対しては高
効率の符号化特性を有する。しかしながら、文字又は線
画像に対しては、モスキートノイズといわれるリンギン
グが発生して、画質が著しく劣化してしまうという欠点
があった。即ち、変換係数を量子化することにより高周
波成分が削除され、画面上の文字部及び周囲にリンギン
グノイズが発生して文字品位が低下する。また文字のエ
ッジもぼやけてしまう。

【００１８】特に、最近では、ＤＣＴ変換と動き補償フ
レーム間予測符号化とを採用したＭＰＥＧ（Motion Pic
ture Experts Group）方式が普及してきており、この方
式を採用して動画像を１乃至１．５Ｍｂ／ｓまで高圧縮
（約１／１０）するＣＤ−Ｉプレーヤーを備えたカラオ
ケ装置が商品化されている。この装置は、高圧縮である
ことから、特に、中高域成分を多く含むブロック部分、
即ち、文字エッジ部の画質が極めて劣化し、カラオケ装
置の画面の文字部分を見ながら歌う人にとって不具合で
あった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の高能率符号化装置及び高能率復号化装置において
は、高圧縮を施した場合には、文字又は線画像部分でリ
ンギングノイズ（モスキートノイズ）が発生し著しく画
質が劣化してしまうという問題点があった。

【００２０】本発明は、文字又は線画像部分のブロック
歪及びリンギングノイズの発生を防止することができる
高能率符号化装置及び高能率復号化装置を提供すること
を目的とする。

【００２１】［発明の構成］

【課題を解決するための手段】本発明に係る高能率符号
化装置は、入力画像データをブロック単位で直交変換し
て得られる直交変換係数を量子化して符号量を削減する
高能率符号化装置において、前記直交変換係数の交流成
分及びその分布パターンによって文字エッジを含むブロ
ックを検出する文字ブロック検出手段と、この文字ブロ
ック検出手段の検出結果に基づいて、前記文字エッジを
含むブロックに対する量子化幅を他のブロックに対する
量子化幅よりも細かくする量子化制御手段とを具備した
ものであり、本発明の高能率復号化装置は、画像データ
をブロック単位で直交変換して量子化した符号を逆量子
化及び逆直交変換によって復号する高能率復号化装置に
おいて、前記逆直交変換によって復号された画像データ
の輝度レベル変化によって文字領域を検出する文字検出
手段と、この文字検出手段の検出結果に基づいて、前記
復号された画像データの前記文字領域及びその周辺領域
のうち少なくとも文字領域の輝度レベルを輝度平均レベ
ルに平坦化して出力する平坦化手段とを具備したことを
特徴とするものである。

【００２２】

【作用】本発明の高能率符号化装置において、文字ブロ
ック検出手段は直交変換係数の交流成分及びその分布パ
ターンによって文字エッジを含むブロックを検出する。
量子化制御手段は文字エッジを含むブロックが検出され
ると、このブロックに対する量子化幅を細かく設定す
る。これにより、文字エッジを含むブロックに割当てら
れる符号量が増加し、文字部の画質が向上する。

【００２３】また、本発明の高能率復号化装置におい
て、文字検出手段は復号された画像データの輝度レベル
の変化から文字領域を検出する。平坦化手段は、例えば
文字領域及びその周辺領域の画像データについては、そ
の輝度平均レベルに平坦化する。これにより、文字の輝
度変化による品位の低下を防止すると共に、文字輪郭が
ぼやけることを防止する。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る高能率符号化装置及び
高能率復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
図１において図１０と同一の構成要素には同一符号を付
してある。

【００２５】入力される画像信号はＡ／Ｄ変換器１に供
給する。Ａ／Ｄ変換器１は入力された画像信号をディジ
タル信号に変換してメモリ２に与える。メモリ２は画像
データを水平ｍ画素×垂直ｎ画素（例えば８×８）のブ
ロック単位でＤＣＴ回路３に出力する。ＤＣＴ回路３は
ｍ×ｎ画素のブロック単位で２次元ＤＣＴ処理してＤＣ
Ｔ変換係数を遅延回路５、文字検出回路21及び符号量一
定化回路22に出力する。

【００２６】図２乃至図８は文字画像に対するＤＣＴ変
換係数を説明するための説明図である。図２は文字画像
を示し、図３乃至図５は文字画像とＤＣＴ変換係数との
関係を示している。図３（ａ）乃至図５（ａ）は文字の
一部を示し、図３（ｂ）乃至図５（ｂ）はＤＣＴ変換係
数のエネルギーの集中状態を示している。図６及び図７
は実際のＤＣＴ変換係数の例を示しており、図８はＤＣ
Ｔ変換係数の交流成分の配列を示している。

【００２７】いま、文字“は”の画像が図２に示すよう
に、縦４ブロック×横４ブロックの大きさを有している
ものとする。つまり、文字“は”の大きさがブロックよ
りも大きいものとして説明する。なお、文字“は”は、
画面上では背景よりも高輝度の例えば白等で表示され
る。１６個のブロックを夫々行ａ乃至ｄ及び列１乃至４
を用いて、ブロックａ−１乃至ａ−４乃至ｄ−１乃至ｄ
−４で表わす。

【００２８】これらのブロックのうちブロックａ−１，
ｂ−１，ｃ−１，ｄ−１及びａ−３，ａ−４，ｃ−４等
は、図３（ａ）に示すように、水平方向に背景と文字部
（黒部分）とが切換わっており、水平方向の輝度変化が
大きく垂直方向の輝度変化は小さい。従って、これらの
ブロックでは、ＤＣＴ変換係数の交流成分は、図３
（ｂ）の斜線部に示す部分、即ち、水平方向の低域から
高域までに大きな絶対値のデータが集中する。また、図
２のブロックｂ−３，ｂ−４等は、図４（ａ）に示すよ
うに、垂直方向の輝度変化が大きく、水平方向の輝度変
化は小さいので、ＤＣＴ変換係数の交流成分のうち垂直
の低域から高域までの成分、即ち、図４（ｂ）の斜線部
に示す部分にエネルギーが集中する。また、文字の高輝
度部分が図５（ａ）に示すように、ブロックの斜め方向
に形成される場合には、ＤＣＴ変換係数の交流成分は図
５（ｂ）の斜線部に示すように、水平及び垂直の帯域が
同様に変化する水平垂直の斜め方向にエネルギーが集中
する。

【００２９】このように、ブロックの大きさよりも文字
が大きい場合には、各ブロックの輝度分布は略図３
（ａ）乃至図５（ａ）に示すものとなり、ＤＣＴ変換係
数のエネルギーは夫々図３（ｂ）乃至図５（ｂ）の斜線
部に示す水平方向、垂直方向及び水平垂直の斜め方向に
集中して分布する。従って、図３（ｂ）乃至図５（ｂ）
の斜線部分の方向の一列の係数値の自乗和は、極めて大
きくなる。

【００３０】図６及び図７は１ブロックを８×８画素で
構成し、背景が黒（データ０）（斜線部）で白い（デー
タ２５５）文字のブロックの８種類のパターンＡ乃至Ｈ
について、ＤＣＴ回路３の入力と実際のＤＣＴ変換係数
とを示している。

【００３１】この図６及び図７の各パターンに示すよう
に、背景が平坦な画像であって、背景と文字部との境界
で急激に輝度が変化し、文字部の輝度も平坦であるブロ
ックにおいては、ＤＣＴ変換係数の中域に少数の高い係
数値が存在するという特徴もある。

【００３２】以上示した特徴から、以下の（１）乃至
（４）に示す条件によって、ある程度の太さを有する文
字のエッジを含むブロック（文字エッジブロック）を検
出可能であることが実証されている。なお、ＤＣＴ変換
係数は、図８に示すように、ＤＣ成分と６３個の交流
（ＡＣ）成分とから成り、交流成分を水平及び垂直の低
域から高域に向かってＡＣ1 乃至ＡＣ63によって表わす
ものとする。

【００３３】（１）絶対値が所定の閾値Ｔ1 よりも大き
いＡＣ成分がＡＣ1 乃至ＡＣ63内にｕ個（≧１）存在す
る。

【００３４】（２）中域のＡＣ成分を示すためのｋ1 ，
ｋ2 （１＜ｋ1 ＜ｋ2 ＜ｎ）を用いて下記式（２）を満
足する。なお、Ｔ2 は所定の閾値である。

【００３５】 （３）下記式（３）又は式（４）を満足する。なお、Ｔ
3 ，Ｔ4 は所定の閾値である。

【００３６】 （４）水平方向成分自乗和、垂直方向成分自乗和及び斜
め方向成分自乗和が夫々下記式（５），（６），（７）
を満足する。なお、Ｔ5 は所定の閾値である。

【００３７】 文字ブロックは殆ど上記条件（１）乃至（４）のいずれ
かの条件に該当し、且つ、複数の条件にも該当する。こ
れにより、上記（１）乃至（４）の複数の条件に該当す
るブロックを文字ブロックと判断することができる。

【００３８】特に、カラオケソフトのように文字が白文
字、即ち高輝度の文字に限定することができる場合に
は、閾値Ｔ1 乃至Ｔ5 を高い値に設定することができ、
文字ブロックの判断が容易となる。

【００３９】なお、文字ブロック以外のブロックであっ
ても、輝度変化が文字ブロックと同様である場合には、
ＤＣＴ変換係数に極めて高値（Ｔ1 以上の値）の成分が
存在すること（条件（１））、特に中域（ＡＣk1乃至Ａ
Ｃk2）に比較的高い値が集中して存在すること（条件
（２））、ＡＣ成分値が全体的に大きいこと（条件
（３））及びエネルギーが所定の方向性をもって集中的
に分布すること（条件（４））に複数該当することがあ
る。しかし、閾値Ｔ1 乃至Ｔ5 を適宜設定することによ
って、文字ブロックの検出漏れは防止することができ
る。

【００４０】文字検出回路21はＤＣＴ回路３からＤＣＴ
変換係数が与えられ、入力されたブロックが上述した条
件を満足するか否かを判定することによって文字ブロッ
クを検出して検出信号をスイッチ23に与える。

【００４１】なお、Ａ／Ｄ変換器１の出力の輝度レベル
の変化をライン毎に検出することによっても文字部分を
検出することができる。しかし、ＤＣＴ処理以降では処
理をブロック毎に行っていることを考慮すると、本実施
例の文字検出回路21のように、ブロック単位で検出する
方式が有利である。また、ブロック内の輝度レベルの変
化のみによって文字ブロックを検出することも考えられ
るが、水平垂直又は斜めの方向性の検出が輝度レベルか
らだけでは判定しにくく、これに対しＤＣＴ変換係数は
分布の集中度が大きいことから判定が容易であり有利で
ある。

【００４２】符号量一定化回路22はＤＣＴ回路３からＤ
ＣＴ変換係数が与えられて、各ブロックのアクティビテ
ィを算出する。符号量一定化回路22はブロックアクティ
ビティを累積して総アクティビティ（フレームアクティ
ビティ）を求め、求めた総アクティビティに基づいて正
規化係数αを算出する。更に、本実施例においては、符
号量一定化回路22は文字エッジを含むブロックに対する
正規化係数α1 とその他の非文字ブロックに対する正規
化係数α2 とを算出するようになっている。即ち、文字
ブロックに対しては正規化係数αよりも細かい（小さ
い）係数値α1 を設定し、他のブロックに対しては正規
化係数αよりも粗い（大きい）係数値α2を設定する。
正規化係数α1 ，α2 は下記式（８）を満足する。

【００４３】α×（１画面の総ブロック数）＝α1 ×
（文字ブロックの数）＋α2 ×（文字以外のブロック
数） …（８） 正規化係数α1 ，α2 はスイッチ23を介して基本量子化
テーブル６に与える。スイッチ23は文字検出回路21に制
御されて、文字ブロックと判定された場合には正規化係
数α1 を選択し、非文字ブロックと判定された場合には
正規化係数α2を選択して基本量子化テーブル６に出力
するようになっている。基本量子化テーブル６は例えば
図１０に示す基本量子化値に正規化係数α1 又は正規化
係数α2を乗じて量子化係数として量子化回路７に出力
する。量子化回路７は与えられた量子化係数を用いて遅
延回路５からのＤＣＴ変換係数を量子化して可変長符号
化回路８に出力する。なお、遅延回路５は１画面の総ア
クティビティの演算に必要な時間だけＤＣＴ回路３の出
力を遅延させる。

【００４４】符号量一定化回路22からのブロックアクテ
ィビティ及び総アクティビティは符号化レート制御回路
９にも与える。符号化レート制御回路９は上記式（１）
に示す演算に基づいて各ブロックのビット配分を決定
し、配分ビット数を示すデータを可変長符号化回路８に
出力する。可変長符号化回路８は量子化出力を例えばハ
フマン符号化して出力する。この場合には、可変長符号
化回路８は、符号化によって配分ビット数を越える符号
については符号化を中止して、各ブロックを配分ビット
数の範囲内で符号化して出力するようになっている。こ
れにより、１画面内の符号量が設定符号量以内に押さえ
られる。

【００４５】可変長符号化出力は誤り訂正符号化回路10
に与える。誤り訂正符号化回路10は入力された可変長符
号に誤り訂正符号を付加しパッキング化して伝送路に出
力する。また、この場合には、ブロック毎に量子化係数
α1 ，α2 も伝送するようになっている。なお、誤り訂
正符号化回路10からの符号化出力は蓄積メディア系で
は、例えば磁気ヘッドを介してテープ等に記録される。

【００４６】一方、復号化側（受信系又は再生系）にお
いては、伝送されたデータを誤り訂正復号化回路12に与
える。誤り訂正復号化回路12は誤り訂正符号を用いて伝
送データを誤り訂正した後、可変長復号化回路13に与え
る。可変長復号化回路13はハフマンデコード処理を行っ
てハフマン符号化前のデータに戻す。また、正規化係数
デコード回路15は誤り訂正復号化回路12の出力からブロ
ック毎に伝送されている正規化係数α1 ，α2 をデコー
ドして逆量子化係数算出回路16に与える。逆量子化係数
算出回路16は基本量子化テーブルと同一のテーブルに正
規化係数α1 又は正規化係数α2 を乗じて逆量子化係数
をブロック毎に求めて逆量子化回路14に出力する。

【００４７】逆量子化回路14は可変長復号出力を逆量子
化係数を用いて逆量子化して量子化前のデータに戻して
逆ＤＣＴ回路17に出力する。逆ＤＣＴ回路17は逆ＤＣＴ
処理によってＤＣＴ処理前のデータに戻して非ブロック
化回路18に出力する。非ブロック化回路18はｍ×ｎ画素
ブロック単位のデータを走査順のデータに戻してスイッ
チ26の端子ａに出力すると共に、フラット化回路24及び
文字検出回路25に与える。

【００４８】非ブロック化回路18の出力は文字エッジブ
ロックの量子化係数が小さいことから、このブロックに
使用される符号量が大きく、文字エッジの画質は向上し
て歪は著しく減少している。しかし、ＤＣＴ処理特有の
現象として、文字自体の輝度レベルが安定しておらず、
また、エッジ部は若干ぼやける。そこで、本実施例にお
いては、カラオケソフトのような太い文字の画質を向上
させるために、フラット化回路24及び文字検出回路25を
採用している。

【００４９】即ち、フラット化回路24は非ブロック化回
路18の出力が与えられ、入力される画像データの輝度レ
ベルの平均値をスイッチ26の端子ｂに出力する。文字検
出回路25は、非ブロック化回路18の出力の輝度レベルが
隣接画素間で所定の閾値ａ（＞０）よりも大きな差を有
する場合で、且つ、輝度レベルの＋ａ側の変化点（画素
位置）から−ａ側の変化点（画素位置）までの画素数ｘ
（が所定数よりも大きい場合には、このｘ個の画素領域
を文字領域と判断し、検出信号をスイッチ26に出力して
端子ｂを選択させる。更に、文字の周辺に輝度変化があ
る場合にはエッジ部がぼけやすいので、文字検出回路25
は文字領域の画素に隣接した数画素分に対応する期間に
もスイッチ26に端子ｂを選択させるようになっている。

【００５０】スイッチ26は文字検出回路25からの検出信
号によって、非ブロック化回路18の出力が文字領域と判
断された場合には端子ｂを選択して輝度平均レベルの信
号をＤ／Ａ変換器19に出力し、他の場合には端子ａを選
択して非ブロック化回路18の出力をそのままＤ／Ａ変換
器19に出力する。Ｄ／Ａ変換器19は入力されたデータを
アナログ画像信号に戻して出力するようになっている。

【００５１】次に、このように構成された実施例の動作
について図９のグラフを参照して説明する。図９
（ａ），（ｂ）は夫々フラット化回路24の入出力を示し
ている。

【００５２】文字部分を含む画像信号はＡ／Ｄ変換器１
によってディジタル信号に変換してメモリ２に与える。
メモリ２は例えば８×８画素のブロック単位のデータに
変換してＤＣＴ回路３に出力し、ＤＣＴ回路３はＤＣＴ
処理によって空間座標成分を周波数成分に変換して出力
する。ＤＣＴ回路３の出力は遅延回路５によって総アク
ティビティを求める期間遅延されて量子化回路７に与え
られる。

【００５３】符号量一定化回路22はＤＣＴ変換係数から
ブロックアクティビティ及び総アクティビティを求め、
総アクティビティに基づいて正規化係数αを求める。更
に、符号量一定化回路22は、上記式（８）に基づいて、
文字ブロックに対する正規化係数として正規化係数αよ
りも小さい正規化係数α1 を求め、他のブロックに対す
る正規化係数として正規化係数αよりも大きい正規化係
数α2 を求める。

【００５４】いま、所定のブロックデータが文字ブロッ
クであるものとする。文字検出回路21はこのブロックデ
ータが上記条件（１）乃至（４）を満足するか否かを判
定して文字ブロックであることを検出すると、スイッチ
23を制御し符号量一定化回路22からの正規化係数α1 を
基本量子化テーブル６に与える。基本量子化テーブル６
は基本量子化係数に正規化係数α1 を乗じて量子化回路
７に与える。量子化回路７は小さい量子化係数が与えら
れることになり、符号化後の文字ブロックは高域成分も
十分な情報量を有する。

【００５５】一方、所定のブロックデータが非文字ブロ
ックであるものとする。文字検出回路21はこのブロック
データが上記条件（１）乃至（４）の判定から非文字ブ
ロックであることを検出してスイッチ23を制御する。こ
れにより、符号量一定化回路22からの正規化係数α2 が
基本量子化テーブル６に与えられ、基本量子化テーブル
６は比較的大きな量子化係数を量子化回路７に与える。
これにより、非文字ブロックの量子化出力の符号量は小
さくなる。正規化係数α1 ，α2 が上記式（８）を満足
するので、１フレームにおける量子化出力の符号量は一
定となる。

【００５６】量子化出力は可変長符号化回路８に与え
て、フレーム毎の設定符号量の範囲内で可変長符号化し
て誤り訂正符号化回路10に与える。誤り訂正符号化回路
10は誤り訂正符号を付加してパケット化し伝送路に出力
する。この場合には、正規化係数α1 ，α2 の情報もブ
ロック毎に伝送される。

【００５７】このように符号化側においては、ＤＣＴ変
換係数から文字エッジブロックを検出し、文字エッジブ
ロックに対しては小さい量子化係数を用いて量子化する
ことにより、十分な符号化ビット数を割当てる。これに
より、文字ブロックにおいてブロック歪及びリンギング
ノイズ（モスキートノイズ）の発生を防止することがで
き、文字、文字エッジ及び文字周辺のノイズを著しく低
減することができる。

【００５８】一方、復号化側においては、伝送データを
誤り訂正復号化回路12において誤り訂正した後可変長復
号化回路13及び正規化係数デコード回路15に与える。可
変長復号化回路13は伝送データを可変長復号し逆量子化
回路14に与える。一方、正規化係数デコード回路15は各
ブロック毎に伝送される正規化係数α1 ，α2 をデコー
ドして逆量子化係数算出回路16に与える。逆量子化係数
算出回路16は入力された正規化係数を基本量子化テーブ
ルに乗算して逆量子化係数を求めて逆量子化回路14に与
える。逆量子化回路14は文字ブロックのデータは正規化
係数α1 に基づく逆量子化係数を用いて逆量子化し、非
文字ブロックのデータは正規化係数α2に基づく逆量子
化係数を用いて逆量子化して元のデータに戻す。逆ＤＣ
Ｔ回路17は逆量子化出力を逆ＤＣＴ処理し、非ブロック
化回路18はブロックデータを走査順のデータ列に戻して
出力する。

【００５９】いま、非ブロック化回路18の出力が図９
（ａ）に示す信号、即ち、カラオケソフトのように原画
の文字部が白く（輝度レベルが高く）黒いふちがある文
字部分の信号であるものとする。図９（ａ）のＡ期間は
文字領域に対応し、他の期間は背景部分に対応する。文
字検出回路25は輝度レベルの変化を検出し、変化が図９
（ａ）に示す所定の閾値ａよりも大きいか否か検出す
る。更に、文字検出回路25は輝度レベルが＋ａだけ変化
した画素位置から−ａだけ変化した画素位置までの画素
数ｘを求め、画素数ｘが所定の画素数よりも大きい場
合、即ち、白レベルの幅が所定幅以上ある場合には、こ
の白レベルである期間を文字領域と判断して、スイッチ
26に検出信号を出力する。

【００６０】一方、フラット化回路24は非ブロック化回
路18の輝度レベルを平均化して出力する。スイッチ26は
文字領域の信号部分については、フラット化回路24の出
力を選択する。これにより、図９（ｂ）に示すように、
文字領域のデータは所定の白レベルにフラット化され
る。また、文字の周辺において輝度変化がある場合に
は、エッジ部がぼけやすいので、文字検出回路25は、文
字領域と判断された画素から隣接した数画素分（図９
（ａ）の区間Ｂ）も、スイッチ26に端子ｂを選択させ
る。これにより、文字領域の周辺も図９（ｂ）の区間Ｂ
に示すように、画素の輝度レベルの平均によってフラッ
ト化される。スイッチ26の出力はＤ／Ａ変換器19によっ
てアナログ信号に変換して出力する。

【００６１】このように復号化側においては、復号され
た画像データの輝度レベルの変化によって文字領域を検
出し、文字領域区間の輝度レベルを平均レベルによって
フラット化することにより、文字自体の輝度変化による
品位低下を抑制している。

【００６２】なお、本実施例は上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、上記実施例では、符号化レート
制御回路９による各ブロックのビット配分は、上述した
式（１）に基づいて決定して、１画面単位で設定符号量
以内で符号化を行ったが、、文字ブロックについては高
域成分の符号化の停止による歪を低減させるために、文
字ブロックについてはビット配分数を多くしてもよい。
この場合には、非文字ブロック又は画面上で目立たない
周辺部（画面の４辺）のブロックの符号化ビット数を減
らすように制御すればよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、文
字又は線画像部分のブロック歪及びリンギングノイズの
発生を防止することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る高能率符号化装置及び
高能率復号化装置を示すブロック図。

【図２】文字画像を示す説明図。

【図３】文字画像の特徴を説明するための説明図。

【図４】文字画像の特徴を説明するための説明図。

【図５】文字画像の特徴を説明するための説明図。

【図６】文字画像の特徴を説明するための説明図。

【図７】文字画像の特徴を説明するための説明図。

【図８】ＤＣＴ変換係数を説明するための説明図。

【図９】実施例の動作を説明するためのグラフ。

【図１０】従来の高能率符号化装置及び高能率復号化装
置を示すブロック図。

【図１１】基本量子化テーブルを説明するための説明
図。

【符号の説明】

３…ＤＣＴ回路、７…量子化回路、８…可変長符号化回
路、14…逆量子化回路、15…正規化係数デコード回路、
21…文字検出回路、22…符号量一定化回路、24…フラッ
ト化回路、25…文字検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像データをブロック単位で直交変
   換して得られる直交変換係数を量子化して符号量を削減
   する高能率符号化装置において、 前記直交変換係数の交流成分及びその分布パターンによ
   って文字エッジを含むブロックを検出する文字ブロック
   検出手段と、 この文字ブロック検出手段の検出結果に基づいて、前記
   文字エッジを含むブロックに対する量子化幅を他のブロ
   ックに対する量子化幅よりも細かくする量子化制御手段
   とを具備したことを特徴とする高能率符号化装置。
2. 【請求項２】 画像データをブロック単位で直交変換し
   て量子化した符号を逆量子化及び逆直交変換によって復
   号する高能率復号化装置において、 前記逆直交変換によって復号された画像データの輝度レ
   ベル変化によって文字領域を検出する文字検出手段と、 この文字検出手段の検出結果に基づいて、前記復号され
   た画像データの前記文字領域及びその周辺領域のうち少
   なくとも文字領域の輝度レベルを輝度平均レベルに平坦
   化して出力する平坦化手段とを具備したことを特徴とす
   る高能率復号化装置。
3. 【請求項３】 前記文字ブロック検出手段は、中高域の
   前記直交変換係数が所定の閾値以上の絶対値の成分を有
   する特徴、中域の前記直交変換係数の自乗和が所定の閾
   値以上である特徴及び前記直交変換係数のうち垂直周波
   数が略一定の成分、水平周波数が略一定の成分又は水平
   及び垂直周波数が略一定に変化する成分にエネルギーが
   集中する特徴のうち少なくとも１つ以上の特徴を有する
   ブロックを文字エッジを含むブロックとして検出するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の高能率符号化装置。