JP2002209112A - 適応的静止画像符号化装置 - Google Patents

適応的静止画像符号化装置

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JP2002209112A
JP2002209112A JP2001001296A JP2001001296A JP2002209112A JP 2002209112 A JP2002209112 A JP 2002209112A JP 2001001296 A JP2001001296 A JP 2001001296A JP 2001001296 A JP2001001296 A JP 2001001296A JP 2002209112 A JP2002209112 A JP 2002209112A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い符号化効率を達成できる適応的静止画像
符号化装置を提供することにある。 【解決手段】 入力画像は、3種類の直交変換器、すな
わち、SVC,SVI,SVD直交変換器1,2,3を
用いて、水平または垂直方向の一方の変換をする。次い
で、前記変換出力の各々について、前記水平または垂直
方向の他方の変換を、前記3種類の直交変換器4〜12
を用いて行う。該直交変換器4〜12の出力は、量子化
・符号化器13〜21で符号化される。該量子化・符号
化器13〜21は、予め決められた歪み(SNR)で、
例えば線型量子化し、エントロピー符号化する。符号化
の結果は符号化効率比較器22で比較される。該符号化
効率比較器22は、SNRと符号量の観点から比較を行
い、最適な直交変換の組み合わせを求める。出力23と
しては、該最適変換により得られた符号化結果と、前記
選択された最適変換の組を表す符号とを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は適応的静止画像符号
化装置に関し、特に、符号化効率を改善することのでき
る適応的静止画像符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の符号化装置において、画像信号の
空間領域の冗長度を除去するための直交変換方法とし
て、DCT(離散コサイン変換),DST(離散サイン
変換),DFT(離散フーリエ変換),HAAR(ハー
ル変換),SLANT(スラント変換),アダマール変
換,KLT(カルーネンレーベ変換)等が既知である
が、矩形ブロックに対する最適な直交変換は、水平・垂
直方向に別々に1次直交変換を適用することを前提にす
ると、SVD(特異値展開)であることが知られてい
る。該SVDは、次のような方式である。
【0003】今、画素の矩形ブロック内の画素値の行列
を[A]とすると、水平方向に関する共分散行列
[CH]、垂直方向に関する共分散行列[CV]は、それ
ぞれ次のように表現できる。 [CH]=[A][A]T [CV]=[A]T [A]
【0004】次に、上記の[CH]と[CV]から、対応
する直交変換(KLT)([SH]、[SV])を求め
る。そうすると、前記画素値の行列[A]は、下記の式
でSVD展開される。 [SVD]=[SV][A][SH
【0005】この時、行列[A]がN×Nの行列であれ
ば、[SVD]もサイズN×Nの行列となり、対角成分
以外の成分は全て零となる。この変換は、SVDと呼ば
れ、矩形ブロックを2個の独立な水平・垂直の直交変換
で表現する場合には、最適な変換になる。すなわち、も
っとも少ない係数で、矩形ブロック内の画素行列[A]
を表現することができる。従って、効率的な階層化を行
うことが可能になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記S
VD(特異値展開)による直交変換をした場合には、符
号化・伝送すべき情報として、量子化後の[SVD]に
加えて、個々のブロック全てに対して、水平・垂直方向
の変換基底ベクトルである[SH]、[SV]も符号化し
て伝送する必要がある。これらの情報まで含めると、高
い符号化効率を達成するのは困難であるという問題があ
った。
【0007】本発明の目的は、前記した従来技術の課題
を解消し、高い符号化効率を達成できる適応的静止画像
符号化装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、静止画像に対して、性質が異なる複
数種類の共分散行列を用いて、水平方向または垂直方向
の一方の直交変換をする複数の第1の直交変換手段と、
前記直交変換された各データに対して、前記性質が異な
る複数種類の共分散行列を用いて、前記水平方向または
垂直方向の他方の直交変換をする複数の第2の直交変換
手段と、該第2の直交変換手段の出力を量子化・符号化
する手段と、該量子化・符号化された結果を比較し、符
号化効率の最適な前記第1、第2の直交変換手段の組か
らの出力を選択する手段とを具備した点に特徴がある。
【0009】この特徴によれば、従来周知のDCT(離
散コサイン変換),DST(離散サイン変換),DFT
(離散フーリエ変換),HAAR(ハール変換)等に比
べて、符号化効率の良い符号化を行うことができるよう
になる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。まず、本発明の原理を説明する。
【0011】本発明では、静止画像を複数の矩形ブロッ
クに分割する。次いで、該複数の矩形ブロックに対し
て、水平・垂直方向に対する共分散を計算する。すなわ
ち、該矩形ブロック内の画素値の行列[A]から、水
平、垂直方向の共分散[CH]、[CV]を計算する。全
ての矩形ブロックに対して共分散[CH]、[CV]を計
算した後、これらを予め指定したクラス数(k個)にク
ラスタリングする。次いで、該クラスタの中心を求め
る。ここでは、クラスタリング法として、k-means法を
用いた。
【0012】前記クラスタ数k=3でクラスタリングし
た時の水平・垂直それぞれのクラスタ中心を求めると、
図2の結果が得られた。この行列は、矩形ブロックの共
分散を個々の矩形ブロックで求めた時の代表的な共分散
行列を示しており、本発明者の研究により、その結果
は、図2(a)〜(c)の3種類に集約されることが分
かった。この3種類は、同図(a)の対角行列成分がほ
ぼ同一な共分散行列、同図(b)の対角行列成分が右斜
め下に行く程増加する共分散行列、および同図(c)の
対角行列成分が右斜め下に行く程減少する共分散行列で
ある。なお、前記図2(a)は、ブロック内画素の値が
殆ど一定である画像の共分散行列、同図(b)は、画素
値が増加傾向にある画像の共分散行列、および同図
(c)は、画素値が減少傾向にある画像の共分散行列を
示している。
【0013】本発明は、これらの3種類の共分散行列を
用いて、高い符号化効率を達成しようとするものであ
る。なお、以下では、該3種類の共分散行列を用いて行
われる直交変換を、図2の(a)〜(c)の順に、SV
C直交変換、SVI直交変換、SVD直交変換と記すこ
とにする。
【0014】次に、本発明の一実施形態を、図1のブロ
ック図を参照して説明する。SVC直交変換器1、SV
I直交変換器2、およびSVD直交変換器3は、入力画
像を水平方向に、それぞれ独立にかつ並列的に直交変換
をする。
【0015】また、SVC直交変換器4、SVI直交変
換器5、およびSVD直交変換器6は、前記SVC直交
変換器1で水平方向に直交変換されたデータを垂直方向
に、それぞれ独立に直交変換する。また、SVC直交変
換器7、SVI直交変換器8、およびSVD直交変換器
9は、前記SVI直交変換器2で水平方向に直交変換さ
れたデータを垂直方向に、それぞれ独立に直交変換す
る。さらに、SVC直交変換器10、SVI直交変換器
11、およびSVD直交変換器12は、前記SVD直交
変換器3で水平方向に直交変換されたデータを垂直方向
に、それぞれ独立に直交変換する。前記垂直方向の直交
変換は、並列的に実行する。
【0016】次に、前記垂直方向の直交変換器4〜12
の出力は、それぞれ量子化・符号化器13〜21に入力
し、量子化および符号化される。該量子化・符号化器1
3〜21は、予め決められた歪み(SNR)で、例えば
線型量子化し、エントロピー符号化する。
【0017】該量子化・符号化器13〜21の出力は、
符号化効率比較器22で比較される。該符号化効率比較
器22は、量子化・符号化された9個の変換結果に対し
て、SNRと符号量の観点から比較を行い、最適な直交
変換の組み合わせを求める。つまり、水平方向、垂直方
向別に、最も効率の良い直交変換をした組を選択する。
そして、その出力23として、該最適変換により得られ
た符号化結果と、前記選択された最適変換の組を表す符
号とを出力する。
【0018】なお、前記の実施形態では、水平方向の直
交変換を垂直方向の直交変換より先に行ったが、垂直方
向の直交変換を先に行うようにしても良い。
【0019】図3は、本発明で得られた符号化効率と、
従来のJPEGで得られた符号化効率とを比較すると、
図3のような結果が得られた。図3は、線型量子化後の
代表値のエントロピーで比較した結果であり、曲線aが
本発明により得られた符号化効率、曲線bがJPEGで
得られた符号化効率を示す。
【0020】図3に示されているように、適応的に選択
のための付加情報を入れないで、変換基底ベクトルをブ
ロック単位で符号化すると、つまり符号化効率の計算を
行うと、DCT単独で符号化を行った場合に比べて、最
大で、約0.1ビット/pel程度の改善効果があるこ
とが分かった。
【0021】これは、ブロック内の0係数の数、すなわ
ちEOBの位置で計算すると、ブロック当たり6ビット
(約0.1×64)、つまりEOBの位置が6平均画素
短縮されることに相当し、例えば、前記最適変換の組を
付加情報として入れたとしても、約0.05ビット/p
elの改善となる。本実施形態の直交変換は、画素値の
変化が大きいGLEAVES(木の葉のシーン)等で
は、特に、効果が大きいということができる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来のDCT、DFT、HAAR等による変
換よりも、高符号化効率の静止画像符号化装置を提供す
ることができるようになる。
【0023】なお、本発明は、CTや、X線等の医療画
像等の静止画像の符号化に用いると好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図
である。
【図2】 本実施形態の直交変換に使用される共分散行
列の具体例を示す図である。
【図3】 本発明とJPEGを用いた場合の符号化効率
を比較する図である。
【符号の説明】
1,4,7,10・・・SVC直交変換器、2,5,8,
11・・・SVI直交変換器、3,6,9,12・・・SVD
直交変換器、13〜21・・・量子化・符号化器、22・・・
符号化効率比較器、23・・・出力。
フロントページの続き Fターム(参考) 5C059 KK00 MA21 MC11 ME01 PP01 SS23 TA17 TA31 TB04 TC00 TC18 TD02 UA02 5C078 AA04 BA53 CA02 DA07 5J064 AA02 BA09 BA13 BA16 BB12 BC02 BC14 BD01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静止画像に対して、性質が異なる複数種
    類の共分散行列を用いて、水平方向または垂直方向の一
    方の直交変換をする複数の第1の直交変換手段と、 前記直交変換された各データに対して、前記性質が異な
    る複数種類の共分散行列を用いて、前記水平方向または
    垂直方向の他方の直交変換をする複数の第2の直交変換
    手段と、 該第2の直交変換手段の出力を量子化・符号化する手段
    と、 該量子化・符号化された結果を比較し、符号化効率の最
    適な前記第1、第2の直交変換手段の組からの出力を選
    択する手段とを具備したことを特徴とする適応的静止画
    像符号化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の適応的静止画像符号化
    装置において、 前記性質が異なる複数種類の共分散行列は、対角行列成
    分がほぼ同一な共分散行列、対角行列成分が右斜め下に
    行く程増加する共分散行列、および対角行列成分が右斜
    め下に行く程減少する共分散行列の3種類であることを
    特徴とする適応的静止画像符号化装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の適応的静止画
    像符号化装置において、 符号化結果情報として、前記最適な直交変換により得ら
    れた符号化結果と、該最適な直交変換の組を表す符号と
    を出力することを特徴とする適応的静止画像符号化装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333386A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Yamaguchi Univ アナログ符号化システム
JP2007129409A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Yamaguchi Univ アナログ符号化システム
WO2007148425A1 (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Fujitsu Limited 画像圧縮装置、画像復元装置、及びプログラム
JP2009005265A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Brother Ind Ltd データファイル圧縮装置、プログラム及びデータファイル圧縮方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333386A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Yamaguchi Univ アナログ符号化システム
JP2007129409A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Yamaguchi Univ アナログ符号化システム
JP4719880B2 (ja) * 2005-11-02 2011-07-06 国立大学法人山口大学 アナログ符号化システム
WO2007148425A1 (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Fujitsu Limited 画像圧縮装置、画像復元装置、及びプログラム
JP2009005265A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Brother Ind Ltd データファイル圧縮装置、プログラム及びデータファイル圧縮方法
JP4640382B2 (ja) * 2007-06-25 2011-03-02 ブラザー工業株式会社 データファイル圧縮装置、プログラム及びデータファイル圧縮方法

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