JP2001309373A - 画像変化検出装置及び画像変化検出方法、画像符号化装置並びに画像変化検出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体 - Google Patents

画像変化検出装置及び画像変化検出方法、画像符号化装置並びに画像変化検出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒体

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JP2001309373A JP2000121637A JP2000121637A JP2001309373A JP 2001309373 A JP2001309373 A JP 2001309373A JP 2000121637 A JP2000121637 A JP 2000121637A JP 2000121637 A JP2000121637 A JP 2000121637A JP 2001309373 A JP2001309373 A JP 2001309373A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な処理で静止画像内のグラデーション部
分を検出することで当該グラデーション部分を検出する
検出装置の簡素化及び低コスト化が可能な画像変化検出
装置を提供する。 【解決手段】 一の静止画像を構成する画素のうち、一
の水平ライン上にある複数の画素に対応する輝度信号の
値を二回微分する特徴抽出回路１と、二回微分した結果
が零であるとき、静止画像内にグラデーション部分が含
まれていると検出するホストＣＰＵ３と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像変化検出装置
及び画像変化検出方法、画像符号化装置及び画像変化検
出用プログラムがコンピュータで読取可能に記録された
情報記録媒体の技術分野に属し、より詳細には、動画像
情報内に含まれている静止画像内に、その濃度が連続的
に変化している部分画像が含まれているか否かを検出す
る画像変化検出装置及び画像変化検出方法並びにそれら
を含んだ画像符号化装置及び当該画像変化検出用プログ
ラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録媒
体の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、複数の静止画像により構成され
ている動画像情報を符号化（圧縮符号化を含む。）する
場合には、当該動画像情報の特性に応じて符号化の際の
パラメータを最適に制御する必要がある。
【０００３】ここで、当該静止画像内に、濃度（有彩色
の濃度及び無彩色の濃度を含む。以下、同じ。）が連続
的に変化するいわゆるグラデーション部分（単一の色の
濃度が連続的に変化する場合と、異なる二つの色の境界
が一方の色から他方の色へ滑らかに変化する場合との双
方を含む。以下、同じ。）が含まれている場合がある。
【０００４】このとき、当該グラデーション部分を含む
静止画像については、当該グラデーション部分の当該静
止画像における位置を検出し、その位置に対応する上記
パラメータ（特にその位置に対応する符号化ステップ）
を当該グラデーション部分に適した設定とする必要があ
る。このように設定することなく当該静止画像を符号化
した場合には、符号化された静止画像を含む動画像情報
を復号して再生する場合に、当該グラデーション部分に
おける階調の変化点において不必要な線分が現出する場
合がある等の不具合が発生することとなる。
【０００５】この点に関して、従来の動画像情報の符号
化において静止画像内の当該グラデーション部分を検出
する方法としては、当該静止画像の二方向に並ぶ画素
（通常は、水平方向に並ぶ画素と垂直方向に並ぶ画素）
に対応する画像信号（特に輝度信号）の変化に基づいて
当該グラデーション部分を検出していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のグラデーション部分の検出方法によると、二方向に
並ぶ画素に対応する画像信号を用いて検出していたた
め、当該検出処理自体が複雑となると共に、当該複雑な
検出処理を短時間で実行するためには高価な検出装置が
必要となってしまうという問題点があった。
【０００７】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて為
されたもので、その課題は、簡易な処理で静止画像内の
グラデーション部分を検出することで当該グラデーショ
ン部分を検出する検出装置の簡素化及び低コスト化が可
能な画像変化検出装置及び画像変化検出方法並びにそれ
らを含んだ画像符号化装置及び当該画像変化検出用プロ
グラムがコンピュータで読取可能に記録された情報記録
媒体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、一の静止画像を構成す
る画素のうち、予め設定された一の線分上にある複数の
画素に対応する画像信号の値を二回微分する水平微分部
等の微分手段と、前記二回微分した結果が零であると
き、前記静止画像の部分である部分画像であって前記複
数の画素が含まれる部分画像において画像の濃度が連続
的に変化していると検出するホストＣＰＵ等の検出手段
と、を備える。
【０００９】よって、一の線分上にある画素のみに対応
する画像信号を用いて濃度が連続的に変化している部分
画像を検出するので、簡易な処理で当該部分画像を検出
することができる。
【００１０】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の画像変化検出装置にお
いて、前記画像信号は、各前記画素に対応する色信号又
は輝度信号のうち少なくともいずれか一方であるように
構成される。
【００１１】よって、色信号又は輝度信号のうち少なく
ともいずれか一方を用いて濃度が連続的に変化している
部分画像を検出するので、正確に当該部分画像を検出す
ることができる。
【００１２】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像変化検出装
置において、前記線分は、前記静止画像における水平方
向又は垂直方向のいずれか一方にのみ平行な線分である
ように構成される。
【００１３】よって、静止画像における水平方向又は垂
直方向のいずれか一方のみの複数の画素に対応する画像
信号に基づいて濃度が連続的に変化している部分画像を
検出するので、正確且つ簡易な処理により当該部分画像
を検出することができる。
【００１４】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の
画像変化検出装置において、前記静止画像は、ＭＰＥＧ
方式により符号化される動画像情報の一部であるように
構成される。
【００１５】よって、ＭＰＥＧ方式の符号化において、
濃度が連続的に変化している部分画像を簡易に検出して
これに適した符号化を行うことができる。
【００１６】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、請求項４に記載の画像変化検出装置にお
いて、前記部分画像は前記ＭＰＥＧ方式におけるマクロ
ブロックであるように構成される。
【００１７】よって、ＭＰＥＧ方式におけるマクロブロ
ック単位で濃度の連続的な変化の有無を検出できる。
【００１８】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の
画像変化検出装置と、濃度の連続的な変化を有する前記
部分画像が検出されたとき、当該検出された部分画像の
符号化における符号化パラメータを変更して当該部分画
像の符号化を行う符号化回路等の符号化手段と、を備え
る。
【００１９】よって、濃度が連続的に変化する部分画像
に適した符号化パラメータを設定して当該符号化を実行
することができる。
【００２０】上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、一の静止画像を構成する画素のうち、予
め設定された一の線分上にある複数の画素に対応する画
像信号の値を二回微分する微分工程と、前記二回微分し
た結果が零であるとき、前記静止画像の部分である部分
画像であって前記複数の画素が含まれる部分画像におい
て画像の濃度が連続的に変化していると検出する検出工
程と、を備える。
【００２１】よって、一の線分上にある画素のみに対応
する画像信号を用いて濃度が連続的に変化している部分
画像を検出するので、簡易な処理で当該部分画像を検出
することができる。
【００２２】上記の課題を解決するために、請求項８に
記載の発明は、画像変化検出装置に含まれるコンピュー
タを、一の静止画像を構成する画素のうち、予め設定さ
れた一の線分上にある複数の画素に対応する画像信号の
値を二回微分する微分手段、及び、前記二回微分した結
果が零であるとき、前記静止画像の部分である部分画像
であって前記複数の画素が含まれる部分画像において画
像の濃度が連続的に変化していると検出する検出手段、
として機能させるための画像変化検出用プログラムが前
記コンピュータで読取可能に記録されている。
【００２３】よって、一の線分上にある画素のみに対応
する画像信号を用いて濃度が連続的に変化している部分
画像を検出するようにコンピュータを機能させるので、
簡易な処理で当該部分画像を検出することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明
する実施の形態は、ＭＰＥＧ方式による符号化を行う符
号化装置において、当該ＭＰＥＧ方式により圧縮符号化
すべき動画像情報に含まれている静止画像内の上記グラ
デーション部分を検出する場合に対して本発明を適用し
た場合の実施形態である。
【００２５】ここで、上記ＭＰＥＧ方式とは、いわゆる
離散コサイン変換（ＤＣＴ（Discrete Cosine Transf
orm））方式を用いた符号化処理の一種であり、近年で
は、画像情報（動画像情報及び静止画像情報の双方を含
む。）の高能率符号化（圧縮符号化）方式の国際標準と
されている。
【００２６】このとき、当該ＭＰＥＧ方式による画像の
圧縮符号化においては、一般に、圧縮符号化すべき原画
像を、画素ブロックとしてのマクロブロック（当該原画
像を構成する画素を縦１６画素横１６画素分含む。）と
称されるブロックに分割し、このマクロブロック単位で
いわゆる動き補償及び上記ＤＣＴ並びに量子化或いは可
変長符号化といった処理が実行される。
【００２７】そして、特に動画像情報を符号化する際に
この動き補償及びＤＣＴ並びに量子化等を最適化するに
当たっては、当該ＭＰＥＧ方式においては、符号化すべ
き動画像情報における上記マクロブロック単位でその画
像としての特徴（上記グラデーション部分を含む画像と
しての特徴）を検出し、当該検出した特徴に最適化して
符号化の際のパラメータ（具体的には量子化スケール又
は動きベクトル等）を変更することが規格化されてい
る。
【００２８】（Ｉ）本発明の原理 始めに、本発明の実施形態について具体的に説明する前
に、本発明の原理について、図１を用いて説明する。
【００２９】なお、図１はＭＰＥＧ方式により符号化処
理すべき動画像情報における一の静止画像内にグラデー
ション部分が含まれている状態の例（図１（ａ））及び
当該グラデーション部分を含む一水平ライン上にある複
数の画素（当該静止画像を構成する複数の画素）におけ
る輝度信号の変化（図１（ｂ））を示す図である。
【００３０】一般に、一の静止画像ＳＧ内に図１（ａ）
に示す如くグラデーション部分Ｇが含まれている場合
に、当該グラデーション部分Ｇを通る一の水平ラインＨ
（すなわち、水平走査線）を考えると、当該水平ライン
Ｈ上に並ぶ各画素における輝度信号のレベルは、グラデ
ーション部分Ｇ内では図１（ｂ）に示すように緩やかに
且つ一様に変化する。
【００３１】従って、当該水平ラインＨ上の画素の輝度
信号のレベルを隣接する画素間毎に二回微分すると、そ
の結果はゼロの近傍の値となると考えられる。
【００３２】そこで、本発明では、静止画像ＳＧ内の任
意の位置に一の水平ラインＨを設定し、当該水平ライン
Ｈ上に並ぶ画素に対応する輝度信号のレベルを隣接画素
間毎に二回微分し、その結果がゼロ近傍の値となった場
合にその水平ラインＨ上における当該微分した範囲に対
応する位置にグラデーション部分Ｇが発生していると判
定し、当該静止画像ＳＧに対応する符号化パラメータを
グラデーション部分Ｇが含まれている場合に対応して最
適化する。
【００３３】（II）実施形態 次に、本発明に係る実施形態について、具体的に図２乃
至図６を用いて説明する。
【００３４】なお、図２は実施形態に係る符号化装置の
概要構成を示すブロック図であり、図３は実施形態に係
る特徴抽出回路の概要構成を示すブロック図であり、図
４は実施形態に係る符号化回路の概要構成を示すブロッ
ク図であり、図５は実施形態に係る符号化処理を示すフ
ローチャートであり、図６は実施形態に係る符号化処理
を示すタイミングチャートである。
【００３５】先ず、実施形態に係る符号化装置の全体構
成及び動作について、図２を用いて説明する。
【００３６】図２に示すように、実施形態の符号化装置
Ｓは、特徴抽出回路１と、バス２と、検出手段としての
ホストＣＰＵ３と、メモリ４と、符号化手段としての符
号化回路５と、により構成されている。
【００３７】次に概要動作を説明する。
【００３８】特徴抽出回路１は、バス２を介してホスト
ＣＰＵ３との間で制御情報Ｓcの授受を行いつつ、外部
から入力されてくる符号化すべき動画像情報Ｓinに含ま
れている各フレーム画像（すなわち、静止画像ＳＧ）に
ついて、後述するようにそのフレーム画像を構成する画
素に対応する輝度信号の二回微分の結果等（後述する判
定結果を含む。）を当該各フレーム画像毎に夫々検出
し、制御信号Ｓcとしてバス２を介してホストＣＰＵ３
に出力する。
【００３９】これと並行して、特徴抽出回路１は、動画
像情報Ｓinに対して符号化回路５における符号化処理に
最適な、例えばフィルタリング処理を施し、画像フィル
タ信号Ｓvを生成して符号化回路５へ出力する。
【００４０】これにより、符号化回路５は、バス２を介
してホストＣＰＵ３との間で制御信号Ｓmpegの授受を行
いつつ、画像フィルタ信号Ｓvに含まれる動画像を符号
化し、出力信号Ｓoutとして外部に出力する。
【００４１】なお、当該出力された出力信号Ｓoutは、
この後、例えば光ディスクへの記録や放送のための変調
処理に供されることとなる。
【００４２】これらの処理において、ホストＣＰＵ３は
バス２を介して他の構成部材と制御信号Ｓhcの授受を行
いつつ、上述した一連の符号化処理を統括制御する。
【００４３】このとき、上記特徴抽出回路１からの制御
信号Ｓcに含まれている各フレーム画像における二回微
分の結果等は、制御信号ＳhcとしてホストＣＰＵ３に出
力されており、これに基づいてホストＣＰＵ３が各フレ
ーム画像における上記グラデーション部分の発生を検出
し、その検出結果に基づいて当該ホストＣＰＵ３が符号
化回路５における符号化パラメータ及び特徴抽出回路１
における上記フィルタリング処理の通過帯域等を変更す
るように制御することとなる。
【００４４】なお、ホストＣＰＵ３は、上記統括制御に
伴って必要があるときは、メモリ４との間でバス２を介
してメモリ信号Ｓmの授受を行いつつ、当該必要な情報
をメモリ４に一時的に記憶させる。
【００４５】次に、特徴抽出回路１の細部構成及び動作
について、図３を用いて説明する。
【００４６】図３に示すように、実施形態に係る特徴抽
出回路１は、シンク検出部１０と、タイミング信号生成
部１１と、ホストレジスタ１２と、微分手段としての水
平微分部１６と、インタフェース１７と、プリフィルタ
バンク１８と、加算部１９と、判定部３０と、により構
成されている。
【００４７】次に動作を説明する。
【００４８】先ず、特徴抽出回路１に入力された動画像
情報Ｓinは、シンク検出部１０、水平微分部１６及びプ
リフィルタバンク１８に夫々出力される。
【００４９】これにより、シンク検出部１０は、動画像
情報Ｓinにおける水平同期信号及び垂直同期信号を夫々
検出し、フレーム同期信号Ｓsyとして後述するタイミン
グでインタフェース１７及びバス２を介してホストＣＰ
Ｕ３へ出力すると共にタイミング信号生成部１１へ出力
する。
【００５０】そして、タイミング信号生成部１１は、フ
レーム同期信号Ｓsyに基づいて特徴抽出回路１を構成す
る各構成部材の動作の基準となるタイミング信号Ｓtmg
を生成し、当該各構成部材に出力する。
【００５１】一方、動画像情報Ｓinが入力される水平微
分部１６は、当該入力された動画像情報Ｓinにおける一
のフレーム画像内に一の水平ラインＨを設定し、その水
平ラインＨ上に並んでいる隣接画素間毎にそれらの輝度
信号を二回微分し、その結果を微分信号Ｓdvとして加算
部１９へ出力する。
【００５２】これにより、加算部１９は、出力されてき
た微分信号Ｓdvを上記設定されている一の水平ラインＨ
上の画素について加算し、当該加算結果を示す加算信号
Ｓaddを生成して判定部３０に出力する。
【００５３】そして、判定部３０は、加算信号Ｓaddの
結果がゼロ近傍の値であるか否か及びゼロ近傍の値であ
った画素がいくつ連続したかを判定し、その判定結果を
示す判定信号Ｓjgを後述するタイミングでホストレジス
タ１２に出力する。
【００５４】そして、ホストレジスタ１２は、上記判定
信号Ｓjgに含まれる判定結果を一時的に記憶し、後述す
るタイミングでレジスタ出力信号Ｓotとしてインタフェ
ース１７へ出力する。
【００５５】これにより、インタフェース１７は、当該
レジスタ出力信号Ｓotに対して予め設定された所定のイ
ンタフェース処理を施し、上記制御信号Ｓcを構成する
レジスタ出力信号Ｓocとしてバス２を介してホストＣＰ
Ｕ３へ出力する。
【００５６】一方、ホストＣＰＵ３から上記制御信号Ｓ
cとして出力されてくるプリフィルタバンク１８の通過
帯域を制御するための後述する帯域制御信号Ｓcfを含む
レジスタ入力信号Ｓicは、インタフェース１７において
上記インタフェース処理が施され、レジスタ入力信号Ｓ
itとしてホストレジスタ１２に一時的に記憶される。そ
して、このうちの帯域制御信号Ｓcfは後述するタイミン
グでホストレジスタ１２からプリフィルタバンク１８に
出力され、当該プリフィルタバンク１８の通過帯域を制
御するために用いられる。
【００５７】これらにより、当該プリフィルタバンク１
８は、動画像情報Ｓinのうち当該通過帯域に対応する情
報を通過させて上記画像フィルタ信号Ｓvを生成し、符
号化回路５へ出力する。
【００５８】次に、符号化回路５の細部構成及び動作に
ついて、図４を用いて説明する。
【００５９】図４に示すように、符号化回路５は、加算
器２０と、ＤＣＴ部２１と、量子化部２２と、逆量子化
部２３と、可変長符号化部２４と、逆ＤＣＴ部２５と、
動き補償予測部２６と、バッファ残量検出部２７と、量
子化スケール設定部２８と、アクティビティ検出部２９
と、により構成されている。
【００６０】次に、動作を説明する。
【００６１】上記画像フィルタ信号Ｓvが入力される加
算器２０は、動き補償予測部２６からの補償信号Ｓeを
当該画像フィルタ信号Ｓvから減算し、減算信号Ｓaとし
てＤＣＴ部２１へ出力する。
【００６２】次に、ＤＣＴ部２１は、当該減算信号Ｓa
に対して公知の技術により情報量圧縮のためのＤＣＴ処
理を施し、変換信号Ｓdとして量子化部２２へ出力す
る。
【００６３】そして、量子化部２２は、当該変換信号Ｓ
dを後述するレート信号Ｓrで示されるビットレートに適
合するように量子化し、量子化信号Ｓqを生成して可変
長符号化部２４及び逆量子化部２３へ出力する。
【００６４】次に、逆量子化部２３は、量子化信号Ｓq
に対して逆量子化処理を施し、逆量子化信号Ｓigを生成
して逆ＤＣＴ部２５へ出力する。
【００６５】そして、逆ＤＣＴ部２５は、逆量子化信号
Ｓigに対して公知の技術により逆ＤＣＴ（逆離散コサイ
ン変換）処理を施し、逆変換信号Ｓidとして動き予測補
償部２６へ出力する。
【００６６】その後、動き補償予測部１０は、特徴抽出
回路１からの上述した画像フィルタ信号Ｓvに対してＭ
ＰＥＧ方式における動き検出処理を施し、その結果得ら
れる動きベクトルと上記逆変換信号Ｓidとに基づいて、
ＭＰＥＧ方式におけるいわゆるフレーム間予測を用いた
動き補償処理を行い、情報量の圧縮のための上記補償信
号Ｓeを生成して加算器２０に出力する。
【００６７】一方、可変長符号化部２４は、上記量子化
信号Ｓqに対して可変長符号化処理を施し、元の画像フ
ィルタ信号ＳvをＭＰＥＧ方式で圧縮符号化した信号で
ある出力信号Ｓoutをバッファ残量検出部２７及び外部
に出力する。
【００６８】このとき、バッファ残量検出部２７は、出
力信号Ｓoutに基づき、当該出力信号Ｓoutに含まれる上
記圧縮符号化された動画像情報を再生する際に使用され
るバッファメモリの残量を予測検出し、残量信号Ｓrmを
生成して量子化スケール設定部２８へ出力する。
【００６９】他方、画像フィルタ信号Ｓvが入力される
アクティビティ検出部２９は、当該画像フィルタ信号Ｓ
v内の各フレーム画像毎に、一のフレーム画像内に含ま
れている各画素における輝度の、当該一フレーム画像内
全体における平均値（すなわち、フレーム内平均直流レ
ベル）を検出すると共に、当該検出した平均値及び元の
画像フィルタ信号Ｓvを用いて当該一のフレーム画像内
に含まれている各画素における輝度と上記平均値との差
を検出することでいわゆるフレーム内分散値を各フレー
ム画像毎に検出し、分散値信号Ｓdrとして量子化スケー
ル設定部２８に出力する。
【００７０】ここで、上記フレーム内分散値とは、上述
したように一のフレーム画像内に含まれている各画素に
おける輝度と当該輝度の一フレーム画像内における平均
値との差であり、換言すれば、一のフレーム画像内にお
いて各画素にどれだけ輝度のばらつき（分散）があるか
を示す値である。このとき、フレーム内分散値が高いと
輝度について変化に富んだフレーム画像であることとな
り、フレーム内分散値が低いとその変化が乏しい単調な
フレーム画像であるということになる。
【００７１】これらにより、量子化スケール設定部２８
は、上記分散値信号Ｓdr及び残量信号Ｓrmに基づいて、
量子化部２２における量子化処理の結果としての上記出
力信号Ｓoutにおける情報量が、上記バッファメモリを
オーバフロー又はアンダーフローさせることがない情報
量となるように当該量子化処理におけるビットレートを
制御するための上記レート信号Ｓrを生成して当該量子
化部２２に出力する。
【００７２】このとき、分散値信号Ｓdr内に含まれてい
る上記フレーム内分散値はいわゆるアクティビティとし
てレート信号Ｓrの生成に用いられることとなる。
【００７３】なお、上述した符号化回路５の動作におい
て、ＤＣＴ部２１、量子化部２２、可変長符号化部２４
及び動き補償予測部２６は、夫々バス２を介してホスト
ＣＰＵ３との間で上記制御信号Ｓmpegの授受を行いつつ
符号化パラメータを最適化して当該圧縮符号化を行う。
【００７４】次に、本発明に係るグラデーション部分Ｇ
の検出処理を含む符号化処理について、図５及び図６を
用いて説明する。
【００７５】なお、図５は当該符号化処理における特徴
抽出回路１の処理とホストＣＰＵ３の処理とを並列に示
している。
【００７６】図５に示すように、実施形態の符号化処理
においては、先ず、ホストＣＰＵ３からバス２を介して
各構成部材に対して符号化処理を開始する旨の符号化開
始命令が出力されると（ステップＳ１）、これを受けた
特徴抽出回路１は、水平微分部１６、加算部１９及び判
定部３０並びにホストレジスタ１２を初期化する（ステ
ップＳ９）。
【００７７】次に、判定部３０において、初期化後に入
力されてくる動画像情報Ｓinにおける一のフレームを構
成する静止画像内の任意の位置に一の水平ラインＨ（図
１参照）を設定し、更に当該設定した水平ラインＨ上に
ある画素の水平方向の座標（以下、水平座標と称す
る。）を示す図示しない座標カウンタ（判定部３０内に
備えられている。）を「１」だけインクリメントする
（ステップＳ１０）。
【００７８】そして、水平微分部１６において当該イン
クリメントした水平座標に位置する画素の輝度信号を二
回微分し（ステップＳ１１）、その結果を加算部１９に
おいてインクリメント前の水平座標に位置する画素の輝
度信号の二回微分値に加算し（ステップＳ１２）、判定
部３０においてその加算結果がゼロ近傍の値となってい
るか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００７９】そして、ゼロ近傍の値となっていないとき
は（ステップＳ１３；ＮＯ）、現在の水平座標の位置の
画素は現在対象となっているフレーム画像内のグラデー
ション部分Ｇ内には含まれていないとして、加算した微
分値及び後述するゼロ判定カウンタにおけるカウント値
をリセットし（ステップＳ１９）、当該画素に水平方向
に隣接する画素について二回微分の値を確認すべくステ
ップＳ１０に戻る。
【００８０】一方、ステップＳ１３の判定において、加
算結果がゼロ近傍の値となっているときは（ステップＳ
１３；ＹＥＳ）、次に、当該ゼロ近傍の値と判定された
画素の位置を判定部３０内に記憶させると共に、当該判
定された画素の数を示す判定部３０内の図示しないゼロ
判定カウンタのカウント値をインクリメントする（ステ
ップＳ１４）。
【００８１】その後、当該ゼロ判定カウンタの値が予め
設定されている閾値ｎ以上となっているか否かが判定部
３０において判定される（ステップＳ１５）。
【００８２】ここで、閾値ｎは、輝度信号の二回微分値
がゼロ近傍の値と判定される画素がｎ個連続すれば、そ
の連続している画素の範囲にグラデーション部分Ｇがあ
ると判定できる閾値として予め経験的に設定されている
ものである。
【００８３】より具体的には、上記マクロブロックが縦
１６画素横１６画素を含む広さを有していることに鑑
み、閾値ｎの値として具体的には例えば「１６」が用い
られる。
【００８４】そして、ステップＳ１５の判定においてゼ
ロ判定カウンタの値が当該閾値ｎ未満であるときは（ス
テップＳ１５；ＮＯ）、引き続き現在判定対象となって
いる画素に水平方向に隣接する画素について二回微分の
値を確認すべくステップＳ１０に戻る。
【００８５】一方、ステップＳ１５の判定において当該
閾値ｎ以上であるときは（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、
二回微分値がゼロ近傍の値と判定された画素のうち先頭
の画素の位置（水平座標）と、当該ゼロ近傍の値と判定
された連続する画素の数を判定信号Ｓjgとしてホストレ
ジスタ１２に書き込む（ステップＳ１６）。
【００８６】ここで、ステップＳ１６の処理は図６にお
けるタイミングにおいて水平ラインＡ上に並んでいる
画素を対象として実行される。
【００８７】判定結果のホストレジスタ１２への書き込
みが終了すると、次に、図６におけるタイミングにお
いて、ゼロ近傍判定を行った水平ラインＡの次に相当す
る水平ライン（図６における水平ラインＢ）の入力タイ
ミングを示す上記フレーム同期信号Ｓsy（水平同期信
号）をバス２を介してホストＣＰＵ３へ出力する（ステ
ップＳ１７）。
【００８８】そして、符号化を停止する旨の制御信号Ｓ
cをホストＣＰＵ３から受領したか否かを確認し（ステ
ップＳ１８）、受領しているときは（ステップＳ１８；
ＹＥＳ）特徴抽出処理を終了し、一方受領してないとき
は引き続き当該次に入力される水平ラインＢ上の画素を
対象として上記ステップＳ９乃至Ｓ１７及びＳ１９の処
理を実行すべくステップＳ９に戻る。
【００８９】一方、ホストＣＰＵ３は、ステップＳ１に
おいて符号化開始命令を出力した後は、特徴抽出回路１
から上記フレーム同期信号Ｓsyとしての水平同期信号が
出力されたか否かを常に監視し（ステップＳ２）、出力
されないときは（ステップＳ２；ＮＯ）出力されるまで
待機し、一方、出力されたときは（ステップＳ２：ＹＥ
Ｓ）、次に、図６に示すタイミングにおいてホストレ
ジスタ１２に記録されている判定結果を読み取り（ステ
ップＳ３）、その内容をメモリ信号Ｓmとしてメモリ４
内に格納する（ステップＳ４）。
【００９０】なお、当該メモリ４内には、図６における
水平ラインＡの更に一つ前の水平ラインについて検出さ
れて読み出された上記判定結果が格納されている。
【００９１】次に、新たに読み取られた判定結果と直前
に格納されていた判定結果（直前の水平ラインに対する
判定結果）とを比較する（ステップＳ５）。
【００９２】そして、当該比較した結果に基づいて、予
め設定されたｍラインだけ前以後の水平ラインと新たに
判定結果が読み出された水平ライン（図６水平ライン
Ａ）のいずれについても同一の水平座標から二回微分値
がゼロ近傍と判定されているか（すなわち、グラデーシ
ョン部分Ｇとして検出されたか）否かが判定される（ス
テップＳ６）。
【００９３】このとき、当該ステップＳ４乃至Ｓ６の処
理は、図６に示す期間において実行される。
【００９４】また、上記判定単位としてのライン数ｍ
は、ＭＰＥＧ方式の符号化における上記マクロブロック
を基準として設定されるものであり、より具体的にｍの
値としては、マクロブロックが縦１６画素横１６画素を
含む広さを有していることに鑑み、「８」、「１６」又
は「３２」等が用いられる。
【００９５】そして、ステップＳ６の判定の結果、ｍラ
イン分の水平ラインと新たな水平ラインについて、いず
れも同一の水平座標からゼロ近傍の判定結果が得られて
いるときは（ステップＳ６；ＹＥＳ）、その水平座標か
ら符号化回路５における符号化処理のための符号化パラ
メータを変更する必要のあるグラデーション部分Ｇが発
生しているとして当該符号化パラメータを最適化するよ
うに制御信号Ｓmpegにより符号化回路５を制御して（ス
テップＳ７）ステップＳ８へ移行する。
【００９６】この符号化パラメータ変更処理は図６にお
けるタイミングにおいて実行される（なお、このタイ
ミングにおいては、図６における水平ラインＢを対象
とする上記ステップＳ１６の処理が同時に実行され
る。）。
【００９７】一方、ステップＳ６の判定の結果、同一の
水平座標からゼロ近傍の判定結果が得られていないとき
は（ステップＳ６；ＮＯ）、当該符号化パラメータを変
更しなければならないようなグラデーション部分Ｇは発
生していないとして当該変更は行わず、次に、符号化を
停止する旨の操作が図示しない操作部において実行され
る等の事由により符号化を停止するか否かが判定される
（ステップＳ８）。そして、符号化を継続すべきときは
（ステップＳ８；ＮＯ）、次に入力される静止画像を対
象として上述した処理を行うべくステップＳ２に戻り、
一方、符号化を停止すべきときは（ステップＳ８；ＹＥ
Ｓ）、その旨の制御信号Ｓcを特徴抽出回路１に出力し
て一連の符号化処理を終了する。
【００９８】以上説明したように、実施形態の符号化処
理におけるグラデーション部分検出処理によれば、一の
水平ラインＨ上にある画素のみに対応する輝度信号を用
いてグラデーション部分Ｇを検出するので、二方向に並
ぶ複数の画素に対応する輝度信号を用いて検出する場合
に比して簡易な処理で当該グラデーション部分Ｇを検出
することができる。
【００９９】また、輝度信号を用いてグラデーション部
分Ｇを検出するので、正確に当該グラデーション部分Ｇ
を検出することができる。
【０１００】更に、静止画像における水平方向のみの複
数の画素に対応する輝度信号に基づいてグラデーション
部分Ｇを検出するので、正確且つ簡易な処理により当該
グラデーション部分Ｇを検出することができる。
【０１０１】更にまた、静止画像がＭＰＥＧ方式により
符号化される動画像情報Ｓinの一部であるので、ＭＰＥ
Ｇ方式の符号化においてグラデーション部分Ｇを簡易に
検出してこれに適した符号化を行うことができる。
【０１０２】また、ＭＰＥＧ方式におけるマクロブロッ
クを基準としてグラデーション部分Ｇの有無の判定を行
うので、当該マクロブロック単位でグラデーション部分
Ｇのの有無を検出できる。
【０１０３】（III）変形形態 次に、本発明に係る変形形態について説明する。
【０１０４】上述した実施形態においては、フレーム画
像内に一の水平ラインＨを設定してグラデーション部分
Ｇの有無の判定を行ったが、これ以外に、当該フレーム
画像内に一の垂直ラインを設定して同様の手法によりグ
ラデーション部分Ｇの判定を行っても良い。
【０１０５】また、上記した実施形態においては、各画
素に対応する輝度信号の値を二回微分してグラデーショ
ン部分Ｇの有無を判定したが、これ以外に、いわゆる色
信号の値を二回微分することで、同様にグラデーション
部分Ｇを検出するようにしても良いし、或いは、輝度信
号及び色信号の双方を共に二回微分することでグラデー
ション部分Ｇを検出しても良い。
【０１０６】更に、上記図５に示すフローチャートに対
応するプログラムをフレキシブルディスク又はハードデ
ィスク等の情報記録媒体に記録させておき、これをパー
ソナルコンピュータ等により読み出して実行することに
より、当該パーソナルコンピュータを上記ホストＣＰＵ
３として活用することもできる。
【０１０７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、一の線分上にある画素のみに対応する画
像信号を用いて濃度が連続的に変化している部分画像を
検出するので、二方向に並ぶ複数の画素に対応する画像
信号を用いて当該部分画像を検出する場合に比して簡易
な処理で当該部分画像を検出することができる。
【０１０８】従って、画像変化検出装置を簡素化すると
共に低コスト化することが可能となる。
【０１０９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、色信号又は輝度信号のう
ち少なくともいずれか一方を用いて濃度が連続的に変化
している部分画像を検出するので、正確に当該部分画像
を検出することができる。
【０１１０】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、静止画像における
水平方向又は垂直方向のいずれか一方のみの複数の画素
に対応する画像信号に基づいて濃度が連続的に変化して
いる部分画像を検出するので、正確且つ簡易な処理によ
り当該部分画像を検出することができる。
【０１１１】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、静
止画像がＭＰＥＧ方式により符号化される動画像情報の
一部であるので、ＭＰＥＧ方式の符号化において濃度が
連続的に変化している部分画像を簡易に検出してこれに
適した符号化を行うことができる。
【０１１２】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の効果に加えて、部分画像がマクロブロッ
クであるので、ＭＰＥＧ方式における当該マクロブロッ
ク単位で濃度の連続的な変化の有無を検出できる。
【０１１３】請求項６に記載の発明によれば、濃度が連
続的に変化する部分画像に適した符号化パラメータを設
定して当該符号化を実行することができる。
【０１１４】請求項７に記載の発明によれば、一の線分
上にある画素のみに対応する画像信号を用いて濃度が連
続的に変化している部分画像を検出するので、二方向に
並ぶ複数の画素に対応する画像信号を用いて当該部分画
像を検出する場合に比して簡易な処理で当該部分画像を
検出することができる。
【０１１５】従って、当該画像変化検出方法を実行する
画像変化検出装置を簡素化すると共に低コスト化するこ
とが可能となる。
【０１１６】請求項８に記載の発明によれば、一の線分
上にある画素のみに対応する画像信号を用いて濃度が連
続的に変化している部分画像を検出するようにコンピュ
ータを機能させるので、二方向に並ぶ複数の画素に対応
する画像信号を用いて当該部分画像を検出する場合に比
して簡易な処理で当該部分画像を検出することができ
る。
【０１１７】従って、当該コンピュータを含む画像変化
検出装置を簡素化すると共に低コスト化することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】グラデーション部分が含まれている状態の例及
び輝度信号の変化を示す図であり、（ａ）は当該例を示
す図であり、（ｂ）はグラデーション部分を含む一水平
ライン上にある画素における輝度信号の変化を示す図で
ある。
【図２】実施形態に係る符号化装置の概要構成を示すブ
ロック図である。
【図３】実施形態に係る特徴抽出回路の概要構成を示す
ブロック図である。
【図４】実施形態に係る符号化回路の概要構成を示すブ
ロック図である。
【図５】実施形態に係る符号化処理を示すフローチャー
トである。
【図６】実施形態に係る符号化処理を示すタイミングチ
ャートである。
【符号の説明】
１…特徴抽出回路 ２…バス ３…ホストＣＰＵ ４…メモリ ５…符号化回路 １０…シンク検出部 １１…タイミング信号生成部 １２…ホストレジスタ １６…水平微分部 １７…インタフェース １８…プリフィルタバンク １９…加算部 ２０…加算器 ２１…ＤＣＴ部 ２２…量子化部 ２３…逆量子化部 ２４…可変長符号化部 ２５…逆ＤＣＴ部 ２６…動き補償予測部 ２７…バッファ残量検出部 ２８…量子化スケール設定部 ２９…アクティビティ検出部 ３０…判定部 Ｓ…符号化装置 Ｇ…グラデーション部分 ＳＧ…静止画像 Ｈ…水平ライン Ｓin…動画像情報 Ｓsy…フレーム同期信号 Ｓtmg…タイミング信号 Ｓdr…分散値信号 Ｓdt…絶対値和信号 Ｓot、Ｓoc…レジスタ出力信号 Ｓc、Ｓmpeg、Ｓhc…制御信号 Ｓcf…帯域制御信号 Ｓit、Ｓic…レジスタ入力信号 Ｓv…画像フィルタ信号 Ｓout…出力信号 Ｓm…メモリ信号 Ｓe…補償信号 Ｓa…減算信号 Ｓd…変換信号 Ｓr…レート信号 Ｓq…量子化信号 Ｓig…逆量子化信号 Ｓid…逆変換信号 Ｓrm…残量信号 Ｓdv…微分信号 Ｓadd…加算信号 Ｓjg…判定信号

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一の静止画像を構成する画素のうち、予
    め設定された一の線分上にある複数の画素に対応する画
    像信号の値を二回微分する微分手段と、 前記二回微分した結果が零であるとき、前記静止画像の
    部分である部分画像であって前記複数の画素が含まれる
    部分画像において画像の濃度が連続的に変化していると
    検出する検出手段と、 を備えることを特徴とする画像変化検出装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像変化検出装置にお
    いて、 前記画像信号は、各前記画素に対応する色信号又は輝度
    信号のうち少なくともいずれか一方であることを特徴と
    する画像変化検出装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の画像変化検出装
    置において、 前記線分は、前記静止画像における水平方向又は垂直方
    向のいずれか一方にのみ平行な線分であることを特徴と
    する画像変化検出装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
    画像変化検出装置において、 前記静止画像は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts
    Group）方式により符号化される動画像情報の一部で
    あることを特徴とする画像変化検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の画像変化検出装置にお
    いて、 前記部分画像は前記ＭＰＥＧ方式におけるマクロブロッ
    クであることを特徴とする画像変化検出装置。
  6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
    画像変化検出装置と、 濃度の連続的な変化を有する前記部分画像が検出された
    とき、当該検出された部分画像の符号化における符号化
    パラメータを変更して当該部分画像の符号化を行う符号
    化手段と、 を備えることを特徴とする画像符号化装置。
  7. 【請求項７】 一の静止画像を構成する画素のうち、予
    め設定された一の線分上にある複数の画素に対応する画
    像信号の値を二回微分する微分工程と、 前記二回微分した結果が零であるとき、前記静止画像の
    部分である部分画像であって前記複数の画素が含まれる
    部分画像において画像の濃度が連続的に変化していると
    検出する検出工程と、 を備えることを特徴とする画像変化検出方法。
  8. 【請求項８】 画像変化検出装置に含まれるコンピュー
    タを、 一の静止画像を構成する画素のうち、予め設定された一
    の線分上にある複数の画素に対応する画像信号の値を二
    回微分する微分手段、及び、 前記二回微分した結果が零であるとき、前記静止画像の
    部分である部分画像であって前記複数の画素が含まれる
    部分画像において画像の濃度が連続的に変化していると
    検出する検出手段、 として機能させることを特徴とする画像変化検出用プロ
    グラムが前記コンピュータで読取可能に記録されている
    情報記録媒体。
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