JP2004206725A - Method and device for dividing and synthesizing sub-band - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静止画像あるいは動画像の符号化・復号化装置に用いられ、画像符号化の高能率化に関するものである。 The present invention relates to an image encoding / decoding apparatus for a still image or a moving image, and relates to an efficient image encoding.
従来、2次元画像のウェーブレット変換は、1次元のウェーブレット変換を行うウェーブレットフィルタを多段接続して構成されている(例えば、非特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wavelet transform of a two-dimensional image is configured by connecting wavelet filters that perform one-dimensional wavelet transform in multiple stages (for example, see Non-Patent Document 1).
該ウェーブレットフィルタは、図3のように一対の低域通過フィルタ(low-pass filter)32−1及び高域通過フィルタ(high-pass filter)32−2から構成されている。図3において、1次元信号S31が入力されると、低域通過フィルタ32−1では、式1のように入力信号にローパスフィルタをかけ、出力データを半分にサブサンプリングして出力するS32−1。高域通過フィルタ32−2では、式2のように入力信号にハイパスフィルタをかけ、出力データを半分にサブサンプリングして出力するS32−2。式1及び式2において、h(k)及びg(k)は、それぞれローパスフィルタ及びハイパスフィルタの係数を示し、S1は入力信号を示し、Sl+1及びWl+1はそれぞれローパスフィルタ及びハイパスフィルタの出力を示す。
The wavelet filter includes a pair of a low-pass filter 32-1 and a high-pass filter 32-2 as shown in FIG. In FIG. 3, when the one-dimensional signal S31 is input, the low-pass filter 32-1 applies a low-pass filter to the input signal as shown in
図2は非特許文献1に記載されているウェーブレット変換の構成図である。以下図2を用いて従来のウェーブレット変換の構成を説明する。
FIG. 2 is a configuration diagram of the wavelet transform described in Non-Patent
図2において、横方向(あるいは縦方向)の1次元に順次入力される2次元画像信号S20がまず第1段目の1次元ウェーブレット変換を行うウェーブレットフィルタ21に接続され、その低周波成分の出力S21−1及び高周波成分の出力S21−2が第1のメモリ22に格納される。第1段目の1次元ウェーブレット変換が終了後第1のメモリから縦方向(あるいは横方向)に1次元に順次出力される画像の低周波成分S22−1及び高周波成分S22−2がそれぞれ第2段目の1次元ウェーブレット変換を行うウェーブレットフィルタ23−1及び23−2に入力され、ウェーブレット変換の結果縦横ともに低周波の成分S23−1および縦または横のみ低周波の成分S23−2およびS23−3および縦横ともに高周波の成分S23−4がそれぞれ第2のメモリに格納される。これで1段の2次元ウェーブレット変換が完成する。この縦横ともに低周波の成分S23−1をまた第1段目のウェーブレットフィルタ21に入力させると、縦横ともに低周波の成分に対して繰り返し2次元ウェーブレット変換が実現される。たとえば、3段の2次元ウェーブレット変換による画像の周波数帯域分割は図4のようになる。
しかしながら従来のウェーブレット変換装置には、次のような課題があった。まず、従来のウェーブレット変換装置では、前段の2次元ウェーブレット変換が終了するまで次段の変換が行えないので、変換に多くの時間が要し、高速化に向かない。又、変換後の各周波数帯域が図4のようになっているが、例えば、図4のHL3のような帯域では、横方向から見ると高周波帯域であるが、縦方向では低周波帯域となっているので、縦方向にはまだ高い相関性が残されていて、変換圧縮効率の低下の原因となっている。また、従来のウェーブレット変換装置は、入力画像が長方形である必要がある。従って、任意形状の画像をこのまま変換することができない。変換するために、画像内の画像データのない空白領域を埋める必要がある。一般的に考えられる埋め方としては、例えば、画像領域の平均値を埋めるとか、画像領域の端の画素をコピーして埋めるなどの方法が考えられるが、これらの方法では、画像領域と空白領域に大きなギャップができたり、また、空白領域に高周波成分が多く発生したりすることが多く、その後の符号化効率に大きな影響を及ぼす。また、従来のウェーブレット変換方法は、局所的な画像の変化に適しているが、周期的に変化する画像には適さない。それはウェーブレット変換が高周波成分を荒く分割することに起因する。さらに、従来のウェーブレット変換方法では、ウェーブレットフィルタの演算では乗算が多く必要で、演算時間がかかりまた装置への負担も重いという欠点がある。 However, the conventional wavelet transform apparatus has the following problems. First, in the conventional wavelet transform device, the next-stage transform cannot be performed until the two-dimensional wavelet transform in the preceding stage is completed, so that much time is required for the transform and it is not suitable for speeding up. Each frequency band after conversion is as shown in FIG. 4. For example, in a band such as HL3 in FIG. 4, when viewed from the horizontal direction, it is a high frequency band, but in a vertical direction, it is a low frequency band. Therefore, a high correlation is still left in the vertical direction, which causes a decrease in the conversion compression efficiency. Further, in the conventional wavelet transform device, the input image needs to be rectangular. Therefore, an image of an arbitrary shape cannot be converted as it is. In order to perform the conversion, it is necessary to fill a blank area without image data in the image. As a generally conceivable method of filling, for example, a method of filling the average value of the image area or a method of copying and filling the pixel at the end of the image area can be considered. In many cases, a large gap is formed, or a large amount of high-frequency components are generated in a blank area, which greatly affects the subsequent coding efficiency. Further, the conventional wavelet transform method is suitable for a local image change, but is not suitable for a periodically changing image. This is because the wavelet transform roughly divides high frequency components. Further, in the conventional wavelet transform method, there is a disadvantage that a large number of multiplications are required in the calculation of the wavelet filter, which requires a long calculation time and a heavy load on the device.
上記の課題を解決するため、以下の装置、またはこれらの装置と同様な効果をもたらす方法、またはこれらの装置・方法を組み合わせることによって課題を解決する。 In order to solve the above-mentioned problems, the problems are solved by the following devices, a method that provides the same effect as those devices, or a combination of these devices and methods.
入力される、あるいは予め決められたサブバンド分割を行うか否かの制御信号をセレクタに出力する変換制御手段と、横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次入力される2次元画像信号またはメモリから横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次入力される2次元画像の所定の周波数帯域の信号の内どちらか一方の信号を前記変換制御手段から出力される制御信号により選択してサブバンド分割フィルタあるいは前記メモリに出力するセレクタと、前記セレクタから出力される信号に対して1次元のサブバンド分割を行い横方向(あるいは縦方向)に2つの周波数帯域に分割して信号を出力する前記サブバンド分割フィルタと、前記サブバンド分割フィルタから出力される信号および前記セレクタから出力される信号を格納して出力する前記メモリと、を備える。 A conversion control means for outputting to the selector a control signal for inputting or determining whether or not to perform a predetermined sub-band division; a two-dimensional image signal or a two-dimensional image signal sequentially input in the horizontal direction (or the vertical direction); One of signals in a predetermined frequency band of a two-dimensional image sequentially and one-dimensionally input in a horizontal direction (or a vertical direction) from a memory is selected by a control signal output from the conversion control means, and a sub signal is selected. A band division filter or a selector for outputting to the memory, and a signal output from the selector is subjected to one-dimensional sub-band division and divided into two frequency bands in a horizontal direction (or a vertical direction) to output a signal. Before storing and outputting the sub-band splitting filter, the signal output from the sub-band splitting filter, and the signal output from the selector. It includes a memory, a.
または、有理数あるいは有理数と2の平方根との積あるいはそれらの近似値を有するフィルタ係数からなるサブバンド分割フィルタであって、サブバンド分割の演算を加算及び減算及びシフト演算及び1回の乗算あるいは除算を用いて行う。 Or a sub-band division filter comprising a rational number or a product of a rational number and a square root of 2 or a filter coefficient having an approximate value thereof, wherein the sub-band division operation is performed by addition and subtraction and shift operation and one multiplication or division This is performed using
入力される、あるいは予め決められたサブバンド合成を行うか否かの制御信号をセレクタに出力する逆変換制御手段と、または、入力されるサブバンド分割された画像信号またはサブバンド合成フィルタから出力される信号または前記セレクタから出力される信号を格納するメモリと、前記逆変換制御手段から出力される制御信号により前記メモリから所定の周波数帯域毎にそれぞれ横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次入力される2次元画像信号をサブバンド合成フィルタあるいは前記メモリに出力するセレクタと、前記セレクタから出力される信号に対して1次元のサブバンド合成を行い画像を復元して信号を出力する前記サブバンド合成フィルタとを備える。 Inverting control means for outputting to the selector a control signal as to whether or not to perform input or predetermined sub-band synthesis, or output from an input sub-band divided image signal or sub-band synthesis filter A memory for storing a signal to be output or a signal output from the selector; and a control signal output from the inverse conversion control means, the memory storing the signal in a horizontal (or vertical) direction for each predetermined frequency band. A selector that outputs a sequentially input two-dimensional image signal to a sub-band synthesis filter or the memory; and a one-dimensional sub-band synthesis is performed on the signal output from the selector to restore an image and output a signal. And a sub-band synthesis filter.
または、有理数あるいは有理数と2の平方根との積あるいはそれらの近似値を有するフィルタ係数からなるサブバンド合成フィルタであって、サブバンド合成の演算を加算及び減算及びシフト演算及び1回の乗算あるいは除算を用いて行うことを特徴とするサブバンド合成フィルタ。 Or a subband synthesis filter comprising a rational number or a product of a rational number and the square root of 2 or a filter coefficient having an approximate value thereof, wherein the subband synthesis operation is added and subtracted and shifted, and one multiplication or division is performed. A subband synthesis filter characterized by performing the following.
《具体例1》
<構成>以下、本発明による具体例1を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明による具体例1のサブバンド分割の構成図である。本発明の第1の具体例のサブバンド分割装置は、横方向の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタを3段と、横方向のサブバンド分割出力を格納するメモリと、縦方向の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタを3段備えている。
<< Specific Example 1 >>
<Configuration> Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of the subband division of the first embodiment according to the present invention. The subband splitting device according to the first embodiment of the present invention includes three stages of subband splitting filters for performing one-dimensional subband splitting in the horizontal direction, a memory for storing a subband splitting output in the horizontal direction, It has three stages of sub-band division filters for performing one-dimensional sub-band division.
図1において、入力画像信号s10が、第1段目の横方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ11に接続され、該サブバンド分割フィルタの低周波成分の出力s11-1が、次段の横方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ12に接続され、一方、前記サブバンド分割フィルタ11の高周波成分の出力s11-2は、横方向のサブバンド分割結果を格納するメモリ14に接続されている。第2段目のサブバンド分割フィルタの出力もまた第1段目のサブバンド分割フィルタと同様に、低周波成分が次段のサブバンド分割フィルタに接続され、高周波成分がメモリに格納される。このようにして、3段のサブバンド分割フィルタが縦続接続され3段の横方向のサブバンド分割が行われる。また、メモリ14の出力が、第1段目の縦方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ15に接続され、該サブバンド分割フィルタの低周波成分の出力s15-1が、次段の縦方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ16に接続され、一方、高周波成分の出力s15-2は外部に出力される。第2段目のサブバンド分割フィルタの出力もまた第1段目のサブバンド分割フィルタと同様に、低周波成分が次段のサブバンド分割フィルタに接続され、高周波成分が外部に出力される。
In FIG. 1, an input image signal s10 is connected to a
<動作>画像信号が入力されると、横方向の第1段目のサブバンド分割フィルタ11では、式1及び式2のように、横方向の1次元のサブバンド分割を行い、低周波成分s11-1を次段のサブバンド分割フィルタに出力し、高周波成分s11-2をメモリ14に出力する。横方向の各段のサブバンド分割フィルタは第1段目のサブバンド分割フィルタと同様な動作をし、次々と横方向のサブバンド分割をし、その出力をメモリ14に格納する。このようにして、横方向の3段のサブバンド分割は連続して行うことができる。横方向のサブバンド分割が終了後、メモリ14から縦方向の画像データを出力し、縦方向のサブバンド分割の入力とする。縦方向のサブバンド分割は横方向のサブバンド分割と同じ構成で同じ動作をし、縦方向の3段のサブバンド分割を行う。このようにして、2次元の3段のサブバンド分割が1回のメモリ格納処理で行うことができ、高速化が可能である。
<Operation> When an image signal is input, the first-stage
また、このようにサブバンド分割された信号が、図5のような周波数帯域に分割されるので、図4と比較すると、低周波領域は縦方向も横方向も細かく分割されているので、各周波数帯域内の相関性が低くなり、圧縮符号化効率が向上する。 In addition, since the signal thus divided into sub-bands is divided into frequency bands as shown in FIG. 5, as compared with FIG. 4, the low-frequency region is finely divided in both the vertical and horizontal directions. Correlation within the frequency band is reduced, and compression coding efficiency is improved.
<効果>以上説明したように本発明の第1の具体例によれば、2次元の3段のサブバンド分割が1回のメモリ格納処理で行うことができ、高速化が可能である。また、サブバンド分割された信号が、図5のように低周波領域は縦方向も横方向も細かく分割されているので、各周波数帯域内の相関性が低くなり、圧縮符号化効率が向上する。 <Effects> As described above, according to the first embodiment of the present invention, two-dimensional three-stage subband division can be performed by one memory storage process, and high-speed operation is possible. In addition, since the low-frequency region of the sub-band divided signal is finely divided in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. 5, the correlation in each frequency band is reduced, and the compression encoding efficiency is improved. .
《具体例2》
<構成>以下、本発明による具体例2を図面を参照して詳細に説明する。本発明の第2の具体例の画像符号化装置は、本発明の第1の具体例の画像符号化装置において、予めフィルタを決めておくことにより3段の1次元のサブバンド分割の変換係数を予め算出し、3段のサブバンド分割を1段のマトリックス演算に置き換えている。
<< Specific Example 2 >>
<Structure> Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The image coding apparatus according to the second embodiment of the present invention is the same as the image coding apparatus according to the first embodiment of the present invention, except that a filter is determined in advance so that transform coefficients of three-dimensional one-dimensional subband division can be obtained. Is calculated in advance, and the three-stage sub-band division is replaced with a one-stage matrix operation.
図6は、この発明の第2の具体例の画像符号化装置のブロック図である。図6において、入力画像信号が第1段目の横方向の3段のサブバンド分割を1括で行うマトリックス演算手段41に接続され、その出力s41がメモリ42に接続され、メモリ42の出力s42が第2段目の縦方向の3段のサブバンド分割を1括で行うマトリックス演算手段43に接続され、その出力s43が外部に接続されている。
FIG. 6 is a block diagram of an image coding apparatus according to a second specific example of the present invention. In FIG. 6, an input image signal is connected to a matrix operation means 41 which performs a first-stage three-stage subband division in a horizontal direction, an output s41 of which is connected to a
<動作>図1の本発明の第1の具体例のサブバンド分割装置において、3段の1次元のサブバンド分割は、式3のように、3回のマトリックス演算で表すことができる。
<Operation> In the sub-band dividing apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, three-dimensional one-dimensional sub-band division can be represented by three matrix operations as shown in
式3において、x及びyが入力信号及び1次元サブバンド分割の出力を表し、、h及びgがローパス及びハイパスフィルタの係数を表し、Φはすべての係数がゼロの行列を表し、Iは単位行列を表す。ここでは、例として、2タップのフィルタ係数及び8個のデータのサブバンド分割を示したが、任意タップのフィルタと任意個のデータのサブバンド分割が同様に表すことができる。この式3の3個のサブバンド分割フィルタ係数の行列を予め算出しておくと、式3の演算が、式4のように、1回のマトリックス演算で行うことができる。従って、図1の本発明の第1の具体例は、図6のようにまず横方向のデータに対してマトリックス演算をし、その出力をメモリに格納し、そしてメモリからデータを縦に出力し、縦のデータのマトリックス演算をすることによって、本発明の第1の具体例と同じサブバンド分割が実現できる。本手法を用いることによって、より簡単な装置で、より高速に実現できる。
In
<効果>以上説明したように、本発明の第2の具体例によれば、本発明の第1の具体例において、3段のサブバンド分割を1段のマトリックス演算で行うことによって、より簡単な装置で、より高速に行うことができる。 <Effects> As described above, according to the second embodiment of the present invention, in the first embodiment of the present invention, the three-stage sub-band division is performed by one-stage matrix operation, thereby making it easier. With a simple device.
以上の第1の具体例及び第2の具体例では、横方向のサブバンド分割に続いて縦方向のサブバンド分割を行うような構成となっているが、本発明はそれに限定するものではない。例えば、縦方向のサブバンド分割を先に行ってから横のサブバンド分割を行うことも可能で、又同様の効果が得られる。 In the first and second specific examples described above, the configuration is such that the vertical sub-band division is performed following the horizontal sub-band division, but the present invention is not limited to this. . For example, the vertical sub-band division may be performed first, and then the horizontal sub-band division may be performed, and a similar effect may be obtained.
《具体例3》
<構成>以下、本発明による具体例3を図面を参照して詳細に説明する。図7は本発明による具体例3のシェープアダプティブサブバンド分割の構成図である。本発明の第1の具体例のシェープアダプティブサブバンド分割装置は、従来のサブバンド分割装置において、シェープ情報を入力可能にし、該シェープ情報の指し示した画像領域のみをサブバンド分割し、かつ該シェープ情報もサブバンド分割の出力位置を示すようシェープ変更手段を備えている。
<< Specific Example 3 >>
<Structure> Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of the shape adaptive subband division of the third embodiment according to the present invention. A shape adaptive sub-band dividing apparatus according to a first specific example of the present invention is a conventional sub-band dividing apparatus which enables input of shape information, divides only an image area indicated by the shape information into sub-bands, and The information also has a shape changing means so as to indicate the output position of the subband division.
図7において、シェープ情報s1-1が、横方向のシェープ変更手段2-1及びサブバンド分割手段2-2の一方に接続され、シェープ変更手段2-1の出力s2-1が、メモリ手段3-1に接続されている。一方、入力画像信号s1-2が、前記横方向のサブバンド分割手段2-2のもう一方に接続され、該サブバンド分割手段2-2の低周波成分の出力s2-2が、メモリ手段3-2に接続され、該サブバンド分割手段2-2の高周波成分の出力s2-3が、メモリ手段3-3に接続されている。また、メモリ手段3-1の出力s3-1が、縦方向のシェープ変更手段4-1及びサブバンド分割手段4-2の一方及びサブバンド分割手段4-3の一方に接続され、シェープ変更手段4-1の出力s4-1が、メモリ手段5-1に接続され、メモリ手段3-2の出力s3-2が、前記縦方向のサブバンド分割手段4-2のもう一方に接続され、該サブバンド分割手段4-2の低周波成分の出力s4-2が、メモリ手段5-2に接続され、該サブバンド分割手段4-2の高周波成分の出力s4-3が、外部端子に接続され、メモリ手段3-3の出力s3-3が、前記縦方向のサブバンド分割手段4-3のもう一方に接続され、該サブバンド分割手段4-3の低周波成分の出力s4-4及び該サブバンド分割手段4-3の高周波成分の出力s4-5が、それぞれ外部端子に接続されている。これで一段の2次元シェープアダプティブサブバンド分割が完了する。以降、第2、第3段の2次元シェープアダプティブサブバンド分割は、それぞれ前段の最も低い周波数成分を含む帯域の画像情報及び該画像のシェープ情報を入力とし、前記第1段の2次元シェュープアダプティブサブバンド分割と同様に構成されている。 In FIG. 7, the shape information s1-1 is connected to one of the horizontal shape changing means 2-1 and the sub-band dividing means 2-2, and the output s2-1 of the shape changing means 2-1 is stored in the memory means 3 Connected to -1. On the other hand, the input image signal s1-2 is connected to the other of the horizontal sub-band dividing means 2-2, and the output s2-2 of the low frequency component of the sub-band dividing means 2-2 is stored in the memory means 3 -2, the output s2-3 of the high-frequency component of the sub-band dividing means 2-2 is connected to the memory means 3-3. The output s3-1 of the memory means 3-1 is connected to one of the vertical shape changing means 4-1 and the sub-band dividing means 4-2 and one of the sub-band dividing means 4-3. The output s4-1 of 4-1 is connected to the memory means 5-1 and the output s3-2 of the memory means 3-2 is connected to the other of the vertical sub-band dividing means 4-2. The output s4-2 of the low-frequency component of the sub-band dividing means 4-2 is connected to the memory means 5-2, and the output s4-3 of the high-frequency component of the sub-band dividing means 4-2 is connected to an external terminal. The output s3-3 of the memory means 3-3 is connected to the other of the vertical sub-band splitting means 4-3, and the output s4-4 of the low frequency component of the sub-band splitting means 4-3 and the output s3-4. Outputs s4-5 of the high-frequency components of the sub-band splitting means 4-3 are respectively connected to external terminals. This completes one-step two-dimensional shape adaptive subband division. Thereafter, in the second and third stages of the two-dimensional shape adaptive subband division, the image information of the band including the lowest frequency component of the previous stage and the shape information of the image are input, and the two-dimensional shape of the first stage is input. The configuration is the same as that of the adaptive subband division.
<動作>まず、2次元画像信号s1-2及び該画像信号のシェープ情報s1-1が入力されると、横方向のサブバンド分割手段2-2では、横方向の1次元の画像信号及びそれに対応するシェープ情報に従って、画像領域内の信号のみを式1及び式2のようにサブバンド分割し出力する。例えば、m個の信号の内n個が画像領域内にあるとすると、サブバンド分割手段では、該n個の画像信号に対して、もしnが奇数の場合に、先頭から(n-1)だけに対してサブバンド分割をし、そして残された末尾の画像信号を低周波成分の(n-1)/2個の出力の最後に付けて、(n-1)/2+1個の低周波成分と(n-1)/2個の高周波成分を出力する。シェープ変更手段2-1では、前記サブバンド分割手段の出力に対応するシェープ情報を出力する。例えば、前記m個の信号の内n個が画像領域内にあるとすると、シェープ変更手段では、もしnが奇数の場合に、(n-1)/2+1個の低周波成分に対応するシェープ情報をメモリ手段3-1の横方向の先頭から書き込み、(n-1)/2個の高周波成分に対応するシェープ情報を横方向のm/2番地から書き込むようにする。これで横方向の1ライン分の1次元のシェープアダプティブサブバンド分割が完了する。横方向の1次元のサブバンド分割がすべて終了すると、メモリ手段3-1では、前記横方向に1次元サブバンド分割された低周波成分のシェープ情報を縦方向にサブバンド分割手段4-2に出力し、前記横方向に1次元サブバンド分割された高周波成分のシェープ情報を縦方向にサブバンド分割手段4-3に出力する。また、メモリ手段3-2及び3-3も同様に、横方向に1次元サブバンド分割された低周波成分及び高周波成分を縦方向にそれぞれサブバンド分割手段4-2及びサブバンド分割手段4-3に出力する。サブバンド分割手段4-2及びサブバンド分割手段4-3では、それぞれ、前記横方向のサブバンド分割手段2-2と同様に、入力される画像信号及びシェープ情報に従って、サブバンド分割を行い、縦方向の低周波成分及び高周波成分を出力する。また、シェープ変更手段4-1も、前記シェープ変更手段2-1と同様に、縦方向のサブバンド分割手段の出力に対応する位置のシェープ情報s4-1を出力し、メモリ手段5-1に格納する。また、サブバンド分割手段4-2の低周波成分の出力s4-2もメモリ手段5-1に格納する。これで、1段の2次元サブバンド分割が完了する。n段接続されているサブバンド分割装置では、後段の2次元サブバンド分割手段は、前段の低周波成分及び該低周波成分のシェープ情報を入力し、前段と同様な処理をする。
<Operation> First, when the two-dimensional image signal s1-2 and the shape information s1-1 of the image signal are input, the horizontal sub-band dividing means 2-2 outputs the horizontal one-dimensional image signal and the According to the corresponding shape information, only the signal in the image area is divided into subbands as in
<効果>以上説明したように本発明の第3の具体例によれば、シェープ情報を利用し、画像領域内の信号のみをサブバンド分割するようにし、かつ、該シェープ情報もサブバンド分割後の画像信号に対応するよう変更することによって、任意形状の画像信号に対して、任意段のサブバンド分割が可能になる。また、シェープ情報を変更することによって、後段のサブバンド分割も常に同一周波数成分に対して行うことができ、サブバンド分割効率を損なうことなく任意形状のサブバンド分割が出来る。 <Effects> As described above, according to the third embodiment of the present invention, only signals in an image area are divided into sub-bands by using shape information, and the shape information is also divided into sub-bands. By changing the image signal so as to correspond to the image signal of any shape, it is possible to divide the image signal of an arbitrary shape into subbands at an arbitrary stage. Further, by changing the shape information, the subsequent sub-band division can always be performed on the same frequency component, and sub-band division of an arbitrary shape can be performed without impairing the sub-band division efficiency.
《具体例4》
<構成>以下、本発明による具体例4を図面を参照して詳細に説明する。図8は本発明による具体例4のシェープアダプティブサブバンド分割の構成図である。本発明の第2の具体例のシェープアダプティブサブバンド分割装置は、横方向の1次元のシェープ情報を変更するシェープ変更手段n段と、横方向の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割手段n段と、最終段の横方向のシェープ変更手段の出力及び横方向のサブバンド分割手段の出力を格納するメモリと、縦方向の1次元のシェープ情報を変更するシェープ変更手段n段と、縦方向の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割手段n段を備えている。図8において、シェープ情報s3-1が、第1段目の横方向のシェープ変更手段31-1及びサブバンド分割手段31-2の一方に接続され、シェープ変更手段31-1の出力s31-1が、次段のシェープ変更手段32-1およびサブバンド分割手段32ー2に接続されている。入力画像信号s3-2が、第1段目の横方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割手段31-2のもう一方に接続され、該サブバンド分割手段31-2の低周波成分の出力s31-2が、次段の横方向のサブバンド分割手段32-2に接続され、前記サブバンド分割手段31-2の高周波成分の出力s31-3は、横方向のサブバンド分割結果を格納するメモリ34-2に接続されている。第2段目以降のシェープ変更手段の出力は、第1段目の出力と同様に、次段のシェープ変更手段に接続され、最終段のシェープ変更手段の出力は、メモリ手段34-1に格納される。また、第2段目以降のサブバンド分割手段の出力も、第1段目のサブバンド分割手段の出力と同様に、低周波成分が次段のサブバンド分割手段に接続され、各格段の高周波成分及び最終段の低周波成分がメモリに格納される。このようにして、3n段のシェープ変更手段と3n段のサブバンド分割手段が縦続接続され、3n段の横方向の任意形状の画像のサブバンド分割が行われる。また、メモリ手段34-1の出力が、第1段目の縦方向のシェープ情報を変更するシェープ変更手段35-1及び第1段目の縦方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割手段35-2に接続され、第1段目の縦方向のシェープ変更手段の出力s35-1が、第2段目のシェープ変更手段36-1および第2段目のシェープ変更手段36-2に接続されている。メモリ手段34-2の出力が、第1段目の縦方向のサブバンド分割を行うサブバンド分割手段35-2のもう一方に接続され、該サブバンド分割手段35-2の低周波成分の出力s35-2が、次段の縦方向のサブバンド分割手段36-2に接続され、該高周波成分の出力s35-3が、外部端子に出力される。第2段目以降のシェープ変更手段の出力は、第1段目の出力と同様に、次段のシェープ変更手段に接続され、最終段のシェープ変更手段の出力は、外部端子に接続される。第2段目以降のサブバンド分割手段の出力もまた第1段目のサブバンド分割手段と同様に、低周波成分が次段のサブバンド分割手段に接続され、各格段の高周波成分及び最終段の低周波成分が外部端子に出力される。
<< Specific Example 4 >>
<Structure> Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a configuration diagram of the shape adaptive sub-band division of Example 4 according to the present invention. The shape adaptive sub-band splitting device according to the second embodiment of the present invention includes a shape changing unit n for changing one-dimensional shape information in the horizontal direction, and a sub-band splitting unit n for performing one-dimensional sub-band splitting in the horizontal direction. A stage, a memory for storing the output of the horizontal shape changing means in the last stage and the output of the horizontal subband dividing means, a shape changing means n for changing one-dimensional shape information in the vertical direction, and a vertical direction. Sub-band dividing means for performing one-dimensional sub-band division of n. In FIG. 8, the shape information s3-1 is connected to one of the first horizontal shape changing unit 31-1 and the subband dividing unit 31-2, and the output s31-1 of the shape changing unit 31-1. Are connected to the next-stage shape changing means 32-1 and sub-band dividing means 32-2. The input image signal s3-2 is connected to the other side of the first sub-band dividing unit 31-2 for performing horizontal sub-band division, and the output s31 of the low frequency component of the sub-band dividing unit 31-2. -2 is connected to the next horizontal sub-band division means 32-2, and the output s31-3 of the high frequency component of the sub-band division means 31-2 is a memory for storing the horizontal sub-band division result. Connected to 34-2. The outputs of the second and subsequent shape changing means are connected to the next shape changing means in the same manner as the first-stage output, and the output of the last shape changing means is stored in the memory means 34-1. Is done. In addition, as with the output of the sub-band dividing means of the first stage, low-frequency components are connected to the sub-band dividing means of the next stage, and the outputs of the sub-band dividing means of the second and subsequent stages are also connected. The component and the low frequency component of the last stage are stored in the memory. In this way, the 3n-stage shape changing unit and the 3n-stage sub-band dividing unit are cascade-connected, and sub-band division of the 3n-stage horizontally shaped image is performed. The output of the memory means 34-1 is used as the shape changing means 35-1 for changing the shape information of the first stage in the vertical direction and the sub-band dividing means 35- for performing the first-stage vertical sub-band division. 2, the output s35-1 of the first-stage vertical shape changing unit is connected to the second-stage shape changing unit 36-1 and the second-stage shape changing unit 36-2. I have. The output of the memory means 34-2 is connected to the other of the sub-band dividing means 35-2 for performing the vertical sub-band division of the first stage, and the output of the low-frequency component of the sub-band dividing means 35-2. s35-2 is connected to the next vertical sub-band dividing means 36-2, and the output s35-3 of the high frequency component is output to an external terminal. The outputs of the second and subsequent stages of the shape changing unit are connected to the next stage of the shape changing unit, and the outputs of the last stage of the shape changing unit are connected to the external terminals, similarly to the output of the first stage. Similarly to the output of the sub-band dividing means of the second stage, the low-frequency component is connected to the sub-band dividing means of the next stage, and the high-frequency component of each particular stage and the final stage are output. Is output to the external terminal.
<動作>2次元画像信号s3-2及び該画像信号のシェープ情報s3ー1が入力されると、横方向の第1段目のサブバンド分割手段31-2では、前記第3の具体例のサブバンド分割手段と同様に、シェープ情報に従って、画像領域内の信号のみに対して、式1及び式2のように、横方向の1次元のサブバンド分割を行い、低周波成分s31-2を次段のサブバンド分割手段32ー2に出力し、高周波成分s31-3をメモリ34-2に出力する。また、第1段目のシェープ変更手段31-1も、前記第3の具体例のシェープ変更手段と同様に、サブバンド分割手段の出力に対応する位置のシェープ情報を次段のシェープ変更手段32ー1に出力する。横方向の各段のシェープ変更手段及びサブバンド分割手段は第1段目のシェープ変更手段31-1及びサブバンド分割手段31-2と同様な動作をし、次々と横方向のサブバンド分割をし、そのシェープ情報をメモリ34-1に格納し、サブバンド分割出力をメモリ34-2に格納する。このようにして、横方向のn段の任意形状の画像信号のサブバンド分割は連続して行うことができる。横方向のサブバンド分割が終了後、メモリ34-1及び34-2からシェープ情報s34ー1及び画像信号s34ー2を縦方向に出力し、縦方向のシェープ変更手段35ー1及びサブバンド分割手段35ー2に入力する。縦方向のサブバンド分割は横方向のサブバンド分割と同じ構成で同じ動作をし、縦方向の3n段の任意形状の画像信号のサブバンド分割を行う。このようにして、2次元の3n段のサブバンド分割が1回のメモリ格納処理で行うことができ、高速化が可能である。
<Operation> When the two-dimensional image signal s3-2 and the shape information s3-1 of the image signal are input, the first sub-band dividing means 31-2 in the horizontal direction performs the operation of the third specific example. Similarly to the sub-band division means, one-dimensional horizontal sub-band division is performed on only the signal in the image area according to the shape information as in
また、このようにサブバンド分割された信号が、図5のような周波数帯域に分割されるので、図4の従来のサブバンド分割の周波数帯域分割と比較すると、低周波領域は縦方向も横方向も細かく分割されているので、各周波数帯域内の相関性が低くなり、圧縮符号化効率が向上する。 In addition, since the signal thus divided into sub-bands is divided into frequency bands as shown in FIG. 5, the low-frequency region is vertically and horizontally compared with the conventional sub-band division of FIG. Since the direction is also finely divided, the correlation within each frequency band is reduced, and the compression encoding efficiency is improved.
<効果>以上説明したように本発明の第4の具体例によれば、第3の具体例のように、シェープ情報を利用し、画像領域内の信号のみをサブバンド分割するようにし、かつ、該シェープ情報もサブバンド分割後の画像信号に対応するよう変更することによって、任意形状の画像信号に対して、任意段のサブバンド分割が可能になる。また、シェープ情報を変更することによって、後段のサブバンド分割も常に同一周波数成分に対して行うことができ、サブバンド分割効率を損なうことなく任意形状のサブバンド分割が出来る上に、2次元のn段のサブバンド分割が1回のメモリ格納処理で行うことができ、高速化が可能である。また、サブバンド分割された信号が、図5のように低周波領域は縦方向も横方向も細かく分割されているので、各周波数帯域内の相関性が低くなり、圧縮符号化効率が向上する。 <Effects> As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, as in the third embodiment, only signals in an image area are sub-band-divided using shape information, and By changing the shape information to correspond to the image signal after the sub-band division, sub-band division at an arbitrary stage is possible for an image signal of an arbitrary shape. In addition, by changing the shape information, the subsequent subband division can always be performed on the same frequency component, and a subband division of an arbitrary shape can be performed without impairing the subband division efficiency. The subband division of n stages can be performed by one memory storage process, and the speed can be increased. In addition, since the low-frequency region of the sub-band divided signal is finely divided in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. 5, the correlation in each frequency band is reduced, and the compression encoding efficiency is improved. .
《具体例5》
<構成>かかる課題を解決するために、本発明の具体例5は図9のように構成されている。以下本発明による具体例5を図面を参照して詳細に説明する。本発明の具体例5のサブバンド分割方法は、第1段目の横方向(あるいは縦方向)のサブバンド分割を行うか否かを選択するセレクタと1次元のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタと、第2段目の縦方向(あるいは横方向)のサブバンド分割を行うか否かを選択するセレクターと1次元のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタとメモリと変換制御手段とを備えている。
<< Specific Example 5 >>
<Structure> In order to solve such a problem, a fifth embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. Hereinafter, Embodiment 5 according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The sub-band division method according to the fifth embodiment of the present invention includes a selector for selecting whether or not to perform horizontal (or vertical) sub-band division of the first stage and a sub-band division for performing one-dimensional sub-band division. A filter, a selector for selecting whether or not to perform vertical (or horizontal) sub-band division on the second stage, a sub-band division filter for performing one-dimensional sub-band division, a memory, and conversion control means ing.
図9において、横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次入力される2次元画像信号S8及び第2段目のメモリ76からの、同じく横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次入力される画像のある周波数帯域の信号S76−1が、第1段目のセレクタ71に接続され、第1段目のセレクタ71の出力S71−1が、第1段目の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ72に接続され、また、第1段目のセレクタ71の出力S71−2が、直接第1段目のメモリ73に接続され、第1段目のサブバンド分割フィルタの低周波成分の出力S72−1および高周波成分の出力S72−2が、それぞれ第1段目のメモリ73に接続され、第1段目のメモリから縦方向(あるいは横方向)に1次元に順次出力される画像の低周波成分S74−1が、第2段目のセレクタ74−1に接続され、また、第1段目のメモリから縦方向(あるいは横方向)に1次元に順次出力される画像の高周波成分S73−2が、第2段目のセレクタ74−2に接続され、第2段目のセレクタ74−1および74−2の第1の出力S74−1およびS74−3が、第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1および75−2に接続され、第2段目のセレクタ74−1および74−2の第2の出力S74−2およびS74−4が、第2段目のメモリ76に接続され、第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1および75−2の低周波成分の出力S75−1およびS75−3および高周波成分の出力S75−2およびS75−4が、それぞれ第2段目のメモリ76に接続され、第2段目のメモリの出力S76−1が、第1段目のセレクタ71に接続され、第2段目のメモリの出力S76−2が、出力端子に接続されている。外部より入力される変換制御信号S9が、変換制御手段77に接続され、変換制御手段77の第1の出力S77−1が第1段目のセレクタ71に接続され、変換制御手段77の第2及び第3の出力S77−2及びS77−3がそれぞれ第2段目のセレクタ74−1及び77−2に接続されている。
In FIG. 9, a two-dimensional image signal S8 sequentially and one-dimensionally input in the horizontal direction (or the vertical direction) and a two-dimensional image signal sequentially input in the horizontal direction (or the vertical direction) from the second-
<動作>横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次入力される2次元画像信号S8あるいは第2のメモリ76から同じく横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次出力される画像のサブバンド分割後のある周波数帯域の信号S76−1が入力されると、第1段目のセレクタ71では、後述の変換制御手段77からの制御信号S77−1に従ってそのいずれかを選択して第1段目の1次元のサブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ72あるいは直接第1段目のメモリ73に出力する。例えば、1回目のサブバンド分割では、外部からの画像信号S8を選択し、2回目以降は第2段目のメモリ76からの画像のある周波数帯域の信号S76−1を選択して、横方向(あるいは縦方向)の1次元ウェーブレットを行う場合には、第1段目のサブバンド分割フィルタ72に出力し、さもなければ、直接第1段目のメモリ73に出力する。
<Operation> A two-dimensional image signal S8 sequentially input one-dimensionally in the horizontal direction (or vertical direction) or a sub-band of an image sequentially output one-dimensionally in the horizontal direction (or vertical direction) from the
第1段目のサブバンド分割フィルタ72では、セレクタから入力される画像信号S71−1に対して、従来技術と同様に式1及び式2のように、横方向(あるいは縦方向)の1次元のサブバンド分割を行い、低周波成分S72−1および高周波成分S72−2を第1段目のメモリ73に出力する。
The first-stage
第1段目のメモリ73では、入力される横方向(あるいは縦方向)の低周波成分S72−1および高周波成分S72−2あるいはセレクタから直接入力される画像信号S71−2を格納し、該入力された画像信号をそれぞれ入力と垂直の方向に転置して縦方向(あるいは横方向)に1次元に順次第2段目のセレクタ74−1および74−2に出力する。
The first-
第2段目のセレクタ74−1では、第1段目のメモリから縦方向(あるいは横方向)に1次元に出力される画像の低周波成分S73−1を後述の変換制御手段77からの制御信号S77−2に従って第2段目の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ75−1あるいは第2段目のメモリ76に出力する。たとえば、入力される信号に対して縦方向(あるいは横方向)のサブバンド分割を行う場合は第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1に出力し、さもなければ直接第2段目のメモリ76に出力する。
The second-stage selector 74-1 controls the low-frequency component S73-1 of the image that is output one-dimensionally in the vertical (or horizontal) direction from the memory in the first stage by a later-described
第2段目のセレクタ74−2では、74−1と同様に、第1段目のメモリから縦方向(あるいは横方向)に1次元に出力される画像の高周波成分S73−2を後述の変換制御手段77からの制御信号S73−3に従って第2段目の1次元サブバンド分割を行うサブバンド分割フィルタ75−2あるいは第2段目のメモリ76に出力する。たとえば、入力される信号に対して縦方向(あるいは横方向)のサブバンド分割を行う場合は第2段目のサブバンド分割フィルタ75−2に出力し、さもなければ直接第2のメモリ76に出力する。
The second-stage selector 74-2 converts the high-frequency component S73-2 of the image output one-dimensionally in the vertical direction (or the horizontal direction) from the memory in the first stage in the same manner as 74-1. In accordance with the control signal S73-3 from the control means 77, the signal is output to the sub-band division filter 75-2 for performing the one-dimensional sub-band division of the second stage or the
第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1および75−2では、入力される画像信号に対して、第1段目のサブバンド分割フィルタ72と同様に1次元のサブバンド分割をして低周波成分S75−1およびS75−3および高周波成分S75−2およびS75−4をそれぞれ第2段目のメモリ76に出力する。
The second-stage sub-band division filters 75-1 and 75-2 perform one-dimensional sub-band division on the input image signal in the same manner as the first-stage
第2段目のメモリ76では、前記第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1及び75−2よりサブバンド分割された画像信号S75−1およびS75−2およびS75−3およびS75−4あるいは第2段目のセレクタ74−1及び74−2から直接入力される画像信号S74−2およびS74−4を格納し、該画像の各周波数帯域の信号S76−1を第1段目のセレクタ71に出力し、またはすべての変換が終了後サブバンド分割された画像信号を外部端子に出力する。
In the
変換制御手段77では、注目する画像信号あるいは画像の注目する周波数帯域信号に対してサブバンド分割を行うべきか否かを外部より入力される制御信号S9に従って、あるいは内部で予め決められた変換方法によって判断し、第1段目及び第2段目のセレクタに対してそれぞれ制御信号S77−1及びS77−2とS77−3を出力する。例えば、2次元サブバンド分割すべき画像のある周波数帯域の信号に対しては、第1段目のセレクタ71に対して該信号を選択して第1段目のサブバンド分割フィルタ72に出力するように制御信号S77−1を出力する。また、第2段目のセレクタ74−1及び74−2に対して第1段目のメモリ73からの出力S73−1およびS73−2をそれぞれ第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1および75−2に出力するように制御信号S77−2及びS77−3を出力する。横方向(あるいは縦方向)1次元サブバンド分割すべき画像信号に対しては、第1段目のセレクタ71に対して該信号を選択して第1段目のサブバンド分割フィルタ72に出力するようにする。また、第2段目のセレクタ74−1及び74−2に対して第1段目のメモリ73からの出力S73−1およびS73−2をそれぞれ直接第2段目のメモリ76に出力するようにする。縦方向(あるいは横方向)1次元サブバンド分割すべき画像信号に対しては、第1段目のセレクタ71に対して該画像信号を直接第1段目のメモリ73に出力するようにし、第2段目のセレクタ74−1及び74−2対して、第1段目のメモリ73からの出力S73−1およびS73−2をそれぞれ第2段目のサブバンド分割フィルタ75−1および75−2に出力するようにする。
The conversion control means 77 determines whether subband division should be performed on the image signal of interest or the frequency band signal of interest in the image in accordance with a control signal S9 input from the outside or a conversion method internally determined in advance. And outputs control signals S77-1 and S77-2 and S77-3 to the first-stage and second-stage selectors, respectively. For example, for a signal in a certain frequency band of an image to be divided into two-dimensional sub-bands, the signal is selected by the first-
本具体例は、第2段目の縦方向(あるいは横方向)のサブバンド分割のみを行う周波数帯域に対して、図23のように、直接第2段目のメモリから縦方向(あるいは横方向)に該当する周波数成分S76−3及びS76−4を呼び出し、第2段目のセレクタ74−1及び74−2に出力するように変形することが出来る。 In this specific example, as shown in FIG. 23, the frequency band in which only the second-stage vertical (or horizontal) sub-band division is performed is directly read from the second-stage memory in the vertical (or horizontal) direction. ) Can be modified so that the frequency components S76-3 and S76-4 corresponding to ()) are called and output to the second-stage selectors 74-1 and 74-2.
本具体例において、第1段目のメモリと第2段目のメモリを1つのメモリで共有することが出来る。また、第1段目のセレクタと第2段目のセレクタが同一機能を有するので、1つのセレクタで共有することが出来る。さらに、第1段目のサブバンド分割フィルタと第2段目のサブバンド分割フィルタも同一の機能を有するので、1つのサブバンド分割フィルタで共有することが出来る。 In this specific example, the first-stage memory and the second-stage memory can be shared by one memory. Further, since the first-stage selector and the second-stage selector have the same function, they can be shared by one selector. Furthermore, the first-stage sub-band splitting filter and the second-stage sub-band splitting filter have the same function, and can be shared by one sub-band splitting filter.
<効果>以上説明したように本発明の具体例5によれば、2次元のサブバンド分割にセレクタおよび変換制御手段を挿入することによって、2次元画像信号を任意の帯域に分割することができる。 <Effects> As described above, according to Embodiment 5 of the present invention, a two-dimensional image signal can be divided into an arbitrary band by inserting a selector and a conversion control unit into two-dimensional sub-band division. .
例えば、縦および横方向共に低周波の成分に対して繰り返し2次元サブバンド分割を行うようにすれば、図4のような従来の画像信号の周波数帯域に分割することができる。また、横方向のみ低周波の成分に対してさらに横方向の1次元サブバンド分割を行うようにすれば図5のような周波数帯域に分割することができ、あるいは、横方向のみ低周波の成分に対してさらに縦方向の1次元サブバンド分割を行うようにすれば図11のような周波数帯域に分割することができる。さらに、すべての周波数成分に対して繰り返し2次元のサブバンド分割を行うようにすれば、図12のような画像の周波数帯域に分割することができる。また、縦方向に対しても同様な周波数帯域の分割が可能である。 For example, if the two-dimensional subband division is repeatedly performed on the low frequency components in both the vertical and horizontal directions, the image signal can be divided into the conventional frequency band of the image signal as shown in FIG. If the horizontal one-dimensional sub-band division is further performed on the low-frequency component only in the horizontal direction, the frequency band can be divided into frequency bands as shown in FIG. By further performing one-dimensional sub-band division in the vertical direction, the frequency band can be divided into frequency bands as shown in FIG. Further, if two-dimensional subband division is repeatedly performed on all frequency components, the image can be divided into image frequency bands as shown in FIG. The same frequency band division can be performed in the vertical direction.
このように、画像の特性に応じて最適な周波数帯域分割をすることが可能で、画像符号化に応用する場合に、圧縮符号化効率が向上する。 As described above, it is possible to divide an optimal frequency band according to the characteristics of an image, and to apply the method to image coding, the compression coding efficiency is improved.
《具体例6》
<構成>以下、本発明による具体例6を図面を参照して詳細に説明する。本発明の具体例6の画像サブバンド分割方法は、本発明の具体例5の画像サブバンド分割方法において、周波数帯域分割を行う前に予め画像を複数のブロックに分割しそれぞれのブロックに対して独立に具体例5のサブバンド分割を行うようにしたものである。
<< Specific Example 6 >>
<Structure> Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The image sub-band division method according to
図13は、この発明の具体例6の画像サブバンド分割方法の構成図である。図13において、入力画像信号がブロック分割手段10に接続され、ブロック分割手段10以降は具体例5と同様に接続されている。
FIG. 13 is a configuration diagram of an image subband division method according to
<動作>図13の本発明の具体例6の画像のサブバンド分割方法において、2次元の画像信号S1が入力されると、ブロック分割手段10では、該2次元画像を複数のNxM(N,M>1)のブロックに分割し、それぞれのブロック信号S8を具体例5のサブバンド分割方法に出力する。具体例5のサブバンド分割手段81では、それぞれのブロックに対して独立に適応的な周波数帯域の分割を行う。 <Operation> In the image sub-band division method according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 13, when a two-dimensional image signal S1 is input, the block division means 10 converts the two-dimensional image into a plurality of N × M (N, The block is divided into M> 1), and each block signal S8 is output to the sub-band division method according to the fifth embodiment. The subband dividing means 81 of the specific example 5 independently and adaptively divides a frequency band for each block.
<効果>以上説明したように、本発明の具体例6によれば、本発明の具体例5において、ブロック分割手段を追加したことによって、ブロック単位で独立に周波数帯域分割を行うことができ、縦方向に相関性の高い画像ブロック(例えば縦方向のエッジが存在するブロック)に対しては、縦方向のサブバンド分割をし、横方向に相関性の高い画像ブロック(例えば横方向のエッジが存在するブロック)に対しては、横方向のサブバンド分割をするようにして、画像内の局所的な特性に応じて周波数帯域分割を行うことができ、画像符号化に応用した場合に、画像の符号化効率を更に高めることができる。
<Effects> As described above, according to
《具体例7》
<構成>以下、本発明による具体例7を図面を参照して詳細に説明する。図14は本発明による具体例7の画像のサブバンド分割方法の構成図である。本発明の具体例7の画像のサブバンド分割方法は、本発明の具体例5の画像のサブバンド分割手段2段と、その間にブロック分割手段を挿入して構成されている。
<< Specific Example 7 >>
<Structure> Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 14 is a configuration diagram of an image sub-band division method according to
<動作>図14において、前段の本発明の具体例5の画像のサブバンド分割手段91では、画像全体に対して前記具体例5と同様に周波数帯域の分割を行い、ブロック分割手段92では、周波数帯域分割された画像のそれぞれの周波数帯域から相当数の画像信号を抽出し原周波数帯域分割画像と同じ帯域を有する複数のNxMのブロックに分割する。例えば、図15(a)のように帯域分割されている画像を図15(b)のように、それぞれの周波数帯域から対応する画像信号を抽出しブロックを構成する。後段の本発明の具体例5の画像のサブバンド分割手段93では、それぞれのブロックに対して独立に適応的な周波数帯域分割を行う。 <Operation> In FIG. 14, the sub-band dividing means 91 for the image of the fifth embodiment of the present invention divides the frequency band of the entire image in the same manner as in the fifth embodiment. A considerable number of image signals are extracted from each frequency band of the frequency band-divided image, and are divided into a plurality of N × M blocks having the same band as the original frequency band divided image. For example, as shown in FIG. 15B, an image divided into bands as shown in FIG. 15A is extracted from each frequency band to form a corresponding image signal to form a block. The image sub-band dividing means 93 of the subsequent example 5 of the present invention performs adaptive frequency band division independently for each block.
<効果>以上説明したように、本発明の具体例7によれば、ブロック分割しそれぞれのブロックに対して独立に周波数帯域分割を行うことによって、画像内の局所的な特性に応じて周波数帯域分割を行うことができ、画像符号化に応用した場合に、画像の符号化効率を更に高めることができる。さらに、ブロック分割を行う前に、画像全体に対して周波数帯域分割を行っているので、画像復号化時、本発明の具体例7の逆の操作を行うことによって、最後に画像全体に対してサブバンド合成フィルタが行われ、ブロック単位での符号化によるブロックノイズを解消することができ、高品質な圧縮復元画像が得られる。 <Effects> As described above, according to the seventh embodiment of the present invention, the frequency band is divided according to the local characteristics in the image by dividing the block and performing frequency band division for each block independently. Division can be performed, and when applied to image coding, image coding efficiency can be further improved. Further, since the frequency band division is performed on the entire image before performing the block division, the reverse operation of the specific example 7 of the present invention is performed at the time of image decoding, so that the entire image is finally processed. A sub-band synthesis filter is performed, so that block noise due to encoding in block units can be eliminated, and a high-quality compressed and restored image can be obtained.
《具体例8》
<構成>本発明による具体例8の画像のサブバンド分割方法は、前記具体例5から具体例7までの画像のサブバンド分割方法において、図16に示すように、第2段目のメモリから入力される画像の注目する周波数帯域信号の縦及び横方向の相関を求め、該相関値を変換制御手段に出力する相関算出手段18を追加して構成されているものである。
<< Specific Example 8 >>
<Construction> The image sub-band division method according to
<動作>図16において、画像の注目する周波数帯域の信号が入力されると、相関算出手段18では、該入力信号の縦及び横方向の相関(例えば、縦及び横方向の隣接画像信号間相似度)を求め、該相関値S18を変換制御手段77に出力する。変換制御手段77では、該相関値(あるいはその絶対値)が予め決められた閾値より大きい場合に、その方向に対してさらに周波数帯域分割をする(その方向のサブバンド分割をする)ように前記具体例と同様に制御信号S17−1を第1段目のセレクタ71に、制御信号S17−2及びS17−3をそれぞれ第2段目のセレクタ74−1及び14−2に出力する。
<Operation> In FIG. 16, when a signal of a frequency band of interest of an image is input, the correlation calculating means 18 calculates the correlation between the input signals in the vertical and horizontal directions (for example, the similarity between adjacent image signals in the vertical and horizontal directions). ) And outputs the correlation value S18 to the conversion control means 77. When the correlation value (or its absolute value) is larger than a predetermined threshold, the conversion control means 77 further performs frequency band division in the direction (subband division in the direction). As in the specific example, the control signal S17-1 is output to the first-
<効果>以上説明したように本発明の具体例8によれば、画像の周波数帯域の分割が、該画像の各周波数帯域の相関特性によって決めることができ、相関性の高いところでは、周波数帯域が細かく分割され、冗長性がなくなる。また、相関性の低いところでは、無理に周波数帯域が分割されないので、空間特性(例えばエッジ情報など)が残されていて、符号化効率を高めることが出来る。 <Effects> As described above, according to the eighth embodiment of the present invention, the division of the frequency band of an image can be determined by the correlation characteristics of each frequency band of the image. Are finely divided, and there is no redundancy. Further, since the frequency band is not forcibly divided at a place where the correlation is low, a spatial characteristic (for example, edge information or the like) is left, and coding efficiency can be improved.
《具体例9》
<構成>本発明による具体例9の画像のサブバンド分割方法は、前記具体例6及び具体例7の画像のサブバンド分割方法において、図17に示すように、入力される画像の注目する周波数帯域信号の縦及び横方向の相関を求める相関算出手段18と、該相関値S18を格納し、注目する画像ブロックの近隣ブロックの相関値S79を変換制御手段77に出力するメモリ79とを追加して構成されているものである。
<< Specific Example 9 >>
<Structure> The subband division method for an image according to the ninth embodiment of the present invention is the same as the subband division method for an image according to the sixth and seventh embodiments, as shown in FIG. A
<動作>図17において、第2段目のメモリ76から画像のある周波数帯域信号S76−1が入力されると、相関算出手段18では、該ブロックの各周波数帯域の縦及び横方向の相関を求め、該相関値S18をメモリ79に格納する。変換制御手段77では、注目ブロックに隣接するブロックの該当する周波数帯域の相関値S79をメモリ79から呼び出し、それらの縦及び横方向の相関値(あるいはその絶対値)が予め決められた閾値より大きい場合に、該注目ブロックの該当方向に対してさらに周波数帯域分割をする(その方向のサブバンド分割をする)ように前記具体例8と同様に制御信号S17−1を第1段目のセレクタ71に、制御信号S17−2及びS17−3をそれぞれ第2段目のセレクタ74−1及び14−2に出力する。例えば、注目ブロックの上のブロックの注目周波数帯域に縦方向の相関が大きい場合に、該注目ブロックの注目周波数帯域に対して、さらに縦方向の周波数帯域分割を行うようにする。横方向についても同様である。あるいは両方向とも大きな相関が存在する場合は、両方向とも周波数帯域の分割を行うようにする。
<Operation> In FIG. 17, when a certain frequency band signal S76-1 containing an image is input from the
<効果>以上説明したように本発明の具体例9によれば、画像の注目ブロックの周波数帯域の分割が、該画像ブロックの近隣ブロックの各周波数帯域の相関特性によって決めることができ、相関性の高いところでは、周波数帯域が細かく分割され、冗長性がなくなる。また、相関性の低いところでは、無理に周波数帯域が分割されないので、空間特性(例えばエッジ情報など)が残されていて、符号化効率を高めることが出来る。また、符号化側では注目ブロックの近隣ブロックの相関値を用いて該ブロックの周波数帯域分割数を決めるので、復号側でも同様に、注目ブロックの周波数帯域の分割数を近隣のブロックの相関値から求めることができるので、周波数帯域分割情報を伝送する必要がなくなり、符号量の削減が出来る。 <Effects> As described above, according to the ninth embodiment of the present invention, the division of the frequency band of the target block of the image can be determined by the correlation characteristics of each frequency band of the neighboring blocks of the image block. Where the frequency is high, the frequency band is finely divided and there is no redundancy. Further, since the frequency band is not forcibly divided at a place where the correlation is low, a spatial characteristic (for example, edge information or the like) is left, and coding efficiency can be improved. Further, since the encoding side determines the frequency band division number of the block of interest using the correlation value of the neighboring block of the block of interest, the decoding side similarly calculates the division number of the frequency band of the block of interest from the correlation value of the neighboring block. Since it can be obtained, it is not necessary to transmit the frequency band division information, and the code amount can be reduced.
《具体例10》
<構成>本発明による具体例10では、サブバンド分割フィルタにおいて、有理数あるいは有理数と2の平方根との積あるいはそれらの近似値を有するフィルタ係数を用いるようにするものである。
<< Specific Example 10 >>
<Construction> In the tenth embodiment of the present invention, a filter coefficient having a rational number, a product of a rational number and a square root of 2 or an approximate value thereof is used in the subband division filter.
<動作>フィルタ係数を有理数あるいは有理数と2の平方根との積あるいはそれらの近似値を有するものにすることによって、それぞれのフィルタ係数が式3または式6のように表すことが出来る。式3および式6においてf(k)は式1および式2のh(k)及びg(k)を表すものである。また、ai(k)は、0または1の値を持つ。
<Operation> Each filter coefficient can be represented by
従って、例えば、フィルタ係数が式3のようになっているとすれば、式1および式2の演算は式7のように、シフト演算と加算と1回の除算で行うことができ、高速化が可能である。式7に式2のWl+1(i)の演算をシフト及び加算及び1回の除算によって構成されている様子を示したが、Sl+1(i)についても同様である。また、式7において、gs(k)は、0あるいは1の値を持つので、1の値を持つ項に対してのみ演算を行えばよい。
Therefore, for example, if the filter coefficient is as shown in
さらに、係数bを2のべき乗となっているものを選べば、式7の除算もシフト演算に置き換えることができ、従って、すべての演算がシフト演算と加算で行うことができる。また、フィルタ係数が式6のようになっている場合でも、偶数回のサブバンド分割(例えば2次元のサブバンド分割)を行えば、sqrt(2)の乗算が2回行われて2となるので、シフト演算で行うことができる。従って、乗算および除算が不要なサブバンド分割が実現でき、高速化及び装置の簡略化が可能である。このようなフィルタとして、例えば次のようなものがある。sqrt(x)はxの平方根を示す。
h = ( 1, 1 ) sqrt(2)/2g = ( 1,-1 ) sqrt(2)/2h = ( 1, 1 ) sqrt(2)/2g = (-1,-1, 8,-8, 1, 1 ) sqrt(2)/16h = ( 1, 1 ) sqrt(2)/2g = ( 3, 3,-22,-22, 128,-128, 22, 22, -3, -3 ) sqrt(2)/256h = ( 1, 2, 1 ) sqrt(2)/4g = (-1,-2, 6, 2, 1 ) sqrt(2)/8h = ( 1, 2, 1 ) sqrt(2)/4g = ( 3, 6,-16, -38, 45, -45, 38, 16, -6, -3 ) sqrt(2)/128h = ( 1, 2, 1 ) sqrt(2)/4g = (-5,-10, 34, 78, 123,-324, 700,-324, 123, 78, 34, -10, -5 ) sqrt(2)/1024これらのフィルタはすべて加算とシフト演算でフィルタ演算を行うことができる。
Furthermore, if the coefficient b is a power of 2, the division in
h = (1, 1) sqrt (2) / 2g = (1, -1) sqrt (2) / 2h = (1, 1) sqrt (2) / 2g = (-1, -1, 8, -8 , 1, 1) sqrt (2) / 16h = (1, 1) sqrt (2) / 2g = (3, 3, -22, -22, 128, -128, 22, 22, -3, -3) sqrt (2) / 256h = (1, 2, 1) sqrt (2) / 4g = (-1, -2, 6, 2, 1) sqrt (2) / 8h = (1, 2, 1) sqrt ( 2) / 4g = (3, 6, -16, -38, 45, -45, 38, 16, -6, -3) sqrt (2) / 128h = (1, 2, 1) sqrt (2) / 4g = (-5, -10,34,78,123, -324,700, -324,123,78,34, -10, -5) sqrt (2) / 1024 These filters are all addition and shift operations Can perform the filter operation.
<効果>以上説明したように本発明の具体例10によれば、サブバンド分割フィルタ係数を有理数あるいは有理数と2の平方根の積あるいはそれらの近似値を持つものを用いることによって、サブバンド分割をシフト演算と加算と0回あるいは1回の乗算あるいは除算で行うことができ、高速化および装置の簡略化が実現できる。従って、前記従来技術の問題点が解消できるのである。 <Effects> As described above, according to the tenth embodiment of the present invention, the sub-band division filter coefficients are rational numbers or the product of the rational number and the square root of 2 or those having an approximate value thereof. Shift operation, addition, and zero or one multiplication or division can be performed, so that high speed and simplification of the device can be realized. Therefore, the problem of the conventional technique can be solved.
《具体例11》
<構成>本発明の具体例11は、本発明の具体例5及び具体例6及び具体例8の画像のサブバンド分割方法に対する画像の復元方法である。本発明の具体例11は図18のように構成されている。以下本発明による具体例11を図面を参照して詳細に説明する。本発明の具体例11のサブバンド分割の復元方法は、サブバンド分割された画像を格納する第1段目のメモリと、第1段目の横方向(あるいは縦方向)のサブバンド合成フィルタを行うか否かを選択するセレクタ群と1次元のサブバンド合成フィルタを行うサブバンド合成フィルタ群と、第1段目のサブバンド合成フィルタ結果を格納する第2段目のメモリと、第2段目の縦方向(あるいは横方向)のサブバンド合成フィルタを行うか否かを選択するセレクターと第2段目の1次元のサブバンド合成フィルタを行うサブバンド合成フィルタと第2段目のウェブレット逆変換の結果を格納する第3段目のメモリと逆変換制御手段とを備えている。
<< Specific Example 11 >>
<Structure>
図18において、外部より入力されるサブバンド分割された2次元画像S40あるいは後述の第3段目のメモリ47から出力される画像信号S47−1が、第1段目のメモリ41に接続され、第1段目のメモリ41から横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次出力される2次元画像信号の縦横ともに低周波の成分あるいは同一位置の成分S41−1および横方向(あるいは縦方向)が低周波の成分あるいは同一位置の成分S41−2が、第1段目のセレクタ42−1に接続され、第1段目のメモリ41から横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次出力される2次元画像信号の縦方向(あるいは横方向)が低周波の成分あるいは同一位置の成分S41−3および横縦ともに高周波の成分あるいは同一位置の成分S41−4が、第1段目のセレクタ42−2に接続され、第1段目のセレクター42−1の第1の出力S42−1及び第2の出力S42−2が、第1段目の1次元サブバンド合成フィルタを行うサブバンド合成フィルタ43−1に接続され、第1段目のセレクター42−1の第3の出力S42−3が、第2段目のメモリ44に接続され、第1段目のサブバンド合成フィルタ43−1の出力S43−1が、第2段目のメモリ44に接続され、第1段目のセレクター42−2の第1の出力S42−4及び第2の出力S42−5が、第1段目の1次元サブバンド合成フィルタを行うサブバンド合成フィルタ43−2に接続され、第1段目のセレクター42−2の第3の出力S42−6が、第2段目のメモリ44に接続され、第1段目のサブバンド合成フィルタ43−2の出力S43−2が、第2段目のメモリ44に接続され、第2段目のメモリ44から縦方向(あるいは横方向)に1次元に順次出力される画像の低周波成分S44−1及び高周波成分S44−2が、第2段目のセレクタ45に接続され、第2段目のセレクタ45の第1の出力S45−1およびS45−2が、第2段目のサブバンド合成フィルタ46に接続され、第2段目のセレクタ45の第3の出力S45−3が、第3段目のメモリ47に接続され、第2段目のサブバンド合成フィルタ46の出力S46が、第3段目のメモリ47に接続され、第3段目のメモリの出力S47−1が、第1段目のメモリ41に接続され、第3段目のメモリの出力S76−2が、出力端子に接続されている。外部より入力される変換制御信号S3が、逆変換制御手段48に接続され、変換制御手段48の第1及び第2の出力S48−1及びS48−2が第1段目のセレクタ42−1及び42−2に接続され、変換制御手段48の第3の出力S48−3が第2段目のセレクタ45に接続されている。
In FIG. 18, a two-dimensional image S40 divided from sub-bands input from the outside or an image signal S47-1 output from a
<動作>外部からのサブバンド分割された2次元画像信号S40、あるいは第3段目のメモリ47から出力される部分的に復元された2次元画像信号が入力されると、第1段目のメモリ41では、該2次元画像を一端格納し、逆サブバンド分割を行う予定の周波数帯域の左上の4分の1の領域の信号S41−1(例えば、図5のような周波数帯域に分割されている画像が入力されている場合に、縦横共に低周波の成分LL1の信号)を横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次第1段目のセレクタ42−1に出力し、右上の4分の1の領域の信号S41−2(例えば図5における横方向の低周波成分HL1の信号)を横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次第1段目のセレクタ42−1に出力し、左下の4分の1の領域の信号S41−3(例えば図5における縦方向の低周波成分LH1の信号)を横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次第1段目のセレクタ42−2に出力し、右下の4分の1の領域の信号S41−4(例えば図5における縦横共に高周波成分HH1の信号)を横方向(あるいは縦方向)に1次元に順次第1段目のセレクタ42−2に出力する。
<Operation> When a two-dimensional image signal S40 divided into subbands from the outside or a partially restored two-dimensional image signal output from the
第1段目のセレクタ42−1では、逆変換制御手段48より入力される逆変換制御信号S48−1に従って、第1段目のメモリより入力される画像信号S41−1及びS41−2をそれぞれS42−1およびS42−2としてサブバンド合成フィルタ43−1に出力し、あるいは、S41−1およびS41−2の順にS42−3として第2段目のメモリ44に出力する。
The first-stage selector 42-1 converts the image signals S41-1 and S41-2 inputted from the first-stage memory in accordance with the inverse transformation control signal S48-1 inputted from the inverse transformation control means 48, respectively. The data is output to the subband synthesis filter 43-1 as S42-1 and S42-2, or is output to the second-
第1段目のセレクタ42−2では、42−1と同様に、逆変換制御手段48より入力される逆変換制御信号S48−2に従って、第1段目のメモリより入力される画像信号S41−3及びS41−4をそれぞれS42−4およびS42−5としてサブバンド合成フィルタ43−2に出力し、あるいは、S41−3およびS41−4の順にS42−6として第2段目のメモリ44に出力する。
In the first-stage selector 42-2, similarly to 42-1, the image signal S41- inputted from the first-stage memory according to the inverse transformation control signal S48-2 inputted from the inverse transformation control means 48. 3 and S41-4 are output to the subband synthesis filter 43-2 as S42-4 and S42-5, respectively, or are output to the second-
第1段目のサブバンド合成フィルタ43−1及び43−2では、入力される低周波成分S42−1またはS42−4及び高周波成分S42−2またはS42−5に対して逆サブバンド分割を行い、その結果の画像信号S43−1またはS43−2を第2段目のメモリ44に出力する。サブバンド合成フィルタは、図21の様に一対のローパスフィルタ35−1とハイパスフィルタ35−2と加算器36によって構成されている。低周波成分S34−1が入力されると、ローパスフィルタはまず入力信号に対して、式8のように信号1個おきに0を1つ挿入し、そして、式10のようにローパスフィルタをかける。ハイパスフィルタも同様に、入力される高周波成分に対して式9のように信号1個おきに0を1つ挿入し、そして式11のようにハイパスフィルタをかける。式8から式11において、S(i)及びW(i)はそれぞれ低周波成分及び高周波成分を表し、h'(k)及びg'(k)はそれぞれローパスフィルタ及びハイパスフィルタの係数を表す。
The first-stage subband synthesis filters 43-1 and 43-2 perform inverse subband division on the input low-frequency component S42-1 or S42-4 and the high-frequency component S42-2 or S42-5. , And outputs the resulting image signal S43-1 or S43-2 to the second-
加算器36では、ローパスフィルタの結果S''(i)及びハイパスフィルタの結果W''(i)をたしあわせることによって、1次元のサブバンド合成フィルタが完成し画像信号が復元される。該復元された信号は次のウェーブレット階層の低周波成分となる。従って、第1段目のサブバンド合成フィルタによって、横方向(あるいは縦方向)の低周波成分が復元されるのである。
The
第2段目のメモリ44では、サブバンド合成フィルタより入力される縦方向(あるいは縦方向)の低周波成分S43−1および高周波成分S43−2あるいは第1段目のセレクタより入力される同等の画像信号S42−3及びS42−6を格納し、該入力された画像信号をそれぞれ入力と垂直の方向に転置して縦方向(あるいは横方向)に1次元に順次第2段目のセレクタ−45に出力する。
In the second-
第2段目のセレクタ45では、第1段目のセレクタ42−1及び42−2と同様に、逆変換制御手段48より入力される逆変換制御信号S48−3に従って、第2段目のメモリより入力される画像信号S44−1及びS44−2をそれぞれS45−1およびS45−2としてサブバンド合成フィルタ46に出力し、あるいは、S44−1およびS44−2の順にS45−3として第3段目のメモリ47に出力する。
In the second-
第2段目のサブバンド合成フィルタ46では、入力される低周波成分S45−1及び高周波成分S45−2に対して第1段目のサブバンド合成フィルタ43−1及び43−2と同様に、逆サブバンド分割を行い、その結果の画像信号S46を第3段目のメモリ47に出力する。前述のように、第2段目のサブバンド合成フィルタによって縦方向(あるいは横方向)の低周波成分が復元されるので、第1段目の横方向(あるいは縦方向)のサブバンド合成フィルタとあわせると2次元の逆サブバンド分割が実現される。例えば、図5の周波数帯域分割された画像信号に対して1段の2次元サブバンド合成フィルタを行うと、一部の周波数帯域が復元されて、図17の様な周波数帯域分割となる。
In the second-stage
第3段目のメモリ47では、前記第2段目のサブバンド合成フィルタ46の出力S46あるいは第2段目のセレクタ45より入力される画像信号S45−3を一端格納し、第2段目のサブバンド合成フィルタが終了した後、該画像信号S47−1を再び第1段目のメモリ41に出力し、またはすべての変換が終了した後、該画像信号S47−2を外部端子に出力する。
The third-
逆変換制御手段48では、注目する画像信号あるいは画像の注目する周波数帯域信号に対して逆サブバンド分割を行うか否かを外部より入力される制御信号S3に従って判断し、第1段目のセレクタ42−1及び42−2に対して制御信号S48−1及びS48−2を出力し、第2段目のセレクタ45に対して制御信号S48−3を出力する。
The inverse transformation control means 48 determines whether or not to perform the inverse sub-band division on the image signal of interest or the frequency band signal of interest of the image according to the control signal S3 input from the outside, and the first-stage selector Control signals S48-1 and S48-2 are output to 42-1 and 42-2, and a control signal S48-3 is output to the second-
以上の動作を画像信号がすべて復元されるまで繰り返す。 The above operation is repeated until all the image signals are restored.
本具体例は、第2段目の縦方向(あるいは横方向)のサブバンド合成フィルタのみを行う周波数帯域に対して、図24のように、直接第3段目のメモリから縦方向(あるいは横方向)に該当する周波数成分S47−3を呼び出し、第2段目のメモリ44に出力するように変形することが出来る。
In this specific example, as shown in FIG. 24, for the frequency band in which only the vertical (or horizontal) sub-band synthesis filter of the second stage is used, the vertical (or horizontal) The direction can be modified such that the frequency component S47-3 corresponding to (direction) is called and output to the second-
本具体例において、第1段目のメモリと第2段目のメモリと第3段目のメモリを1つのメモリで共有することが出来る。また、第1段目のセレクタと第2段目のセレクタが同一機能を有するので、1つのセレクタで共有することが出来る。さらに、第1段目のサブバンド合成フィルタと第2段目のサブバンド合成フィルタも同一の機能を有するので、1つのサブバンド合成フィルタで共有することが出来る。 In this specific example, the first-stage memory, the second-stage memory, and the third-stage memory can be shared by one memory. Further, since the first-stage selector and the second-stage selector have the same function, they can be shared by one selector. Further, the first-stage sub-band synthesis filter and the second-stage sub-band synthesis filter also have the same function, and can be shared by one sub-band synthesis filter.
<効果>以上説明したように本発明の具体例11によれば、2次元の逆サブバンド分割にセレクタおよび逆変換制御手段を挿入することによって、任意の帯域に分割された2次元画像信号を復元することができる。本発明の具体例11のサブバンド分割画像の復元方法は、前記具体例5及び具体例6及び具体例8のサブバンド分割画像を復元することが出来る。
<Effects> As described above, according to
《具体例12》
<構成>本発明の具体例12は、本発明の具体例7の画像のサブバンド分割方法に対する画像の復元方法である。本発明の具体例12は図19のように構成されている。以下図面を参照して詳細に説明する。本発明の具体例12のサブバンド分割画像の復元方法は、本発明の具体例11のサブバンド分割画像の復元手段2段と、その間に画像再構成手段を挿入して構成されている。
<< Specific Example 12 >>
<Structure>
<動作>図19において、前段のサブバンド分割画像の復元手段61では、前記具体例7によってブロック再構成されそれぞれのブロックに対して周波数帯域分割された画像に対して前記具体例11と同様にそれぞれのブロックに独立に画像の復元を行い、画像再構成手段手段63では、ブロック単位で独立に部分的に復元された画像に対して、それぞれのブロック内の同一周波数成分を集めて画像の周波数帯域を再構成する。例えば、図15(b)のようにブロック再構成されている画像を図15(a)のように再構成する。後段のサブバンド分割画像の復元手段62では、再構成された周波数帯域分割画像を具体例11と同様に復元をする。 <Operation> In FIG. 19, in the sub-band divided image restoration means 61 in the preceding stage, the image is reconstructed as a block by the above-described specific example 7 and the frequency band is divided into the respective blocks. The image is independently restored for each block, and the image reconstructing means 63 collects the same frequency components in each block for the image partially restored independently for each block, and Reconfigure the band. For example, an image in which blocks are reconstructed as shown in FIG. 15B is reconstructed as shown in FIG. Subsequent sub-band divided image restoration means 62 restores the reconstructed frequency band divided image in the same manner as in Example 11.
<効果>以上説明したように、本発明の具体例12によれば、本発明の具体例7によってブロック再構成され、それぞれのブロックに対して独立に周波数帯域分割された画像に対して、まずブロック単位での適応的画像復元を行い、画像を再構成し、そして全体に対して画像復元を行うことによって、高い符号化効率を保ちながらブロック単位での符号化によるブロックノイズを解消することができ、高品質な復元画像が得られる。 <Effects> As described above, according to the twelfth embodiment of the present invention, the image which is reconstructed by the block according to the seventh embodiment of the present invention and divided into frequency bands independently for each block is firstly processed. By performing adaptive image restoration on a block-by-block basis, reconstructing an image, and performing image restoration on the whole, it is possible to eliminate block noise caused by block-by-block coding while maintaining high coding efficiency. A high quality restored image can be obtained.
《具体例13》
<構成>本発明の具体例13は、本発明の具体例10の画像のサブバンド分割方法に対する画像の復元方法である。本発明の具体例13は図20のように構成されている。本発明による具体例13のサブバンド分割画像の復元方法は、前記具体例11のサブバンド分割画像の復元方法において、図20に示すように、画像の注目する周波数帯域信号の縦及び横方向の相関を求める相関算出手段49と、該相関値S49を格納し、注目する画像ブロックの近隣ブロックの相関値S50を変換制御手段48に出力するメモリ50とを追加して構成されているものである。
<< Specific Example 13 >>
<Structure>
<動作>図20において、第3段目のメモリ47からブロック画像のある周波数帯域信号S47−1が入力されると、相関算出手段49では、前記具体例10の相関算出手段と同様に、該ブロックの各周波数帯域の縦及び横方向の相関を求め、該相関値S49をメモリ50に格納する。変換制御手段48では、注目ブロックに隣接するブロックの該当する周波数帯域の相関値S50をメモリ50から呼び出し、それらの縦及び横方向の相関値(あるいはその絶対値)が予め決められた閾値より大きい場合に、該注目ブロックの該当方向が周波数帯域分割されている(その方向のサブバンド分割がされている)と判断し、該当方向の画像復元を行うよう制御信号S48−1及びS48−2を第1段目のセレクタ42−1及び42−2に出力し、制御信号S48−3を第2段目のセレクタ45に出力する。例えば、注目ブロックの上のブロックの注目周波数帯域に縦方向の相関が大きい場合に、該注目ブロックの注目周波数帯域に対して、縦方向の画像復元を行うようにする。横方向についても同様である。あるいは両方向とも大きな相関が存在する場合は、両方向とも画像復元を行うようにする。
<Operation> In FIG. 20, when a certain frequency band signal S47-1 including a block image is input from the
<効果>以上説明したように本発明の具体例13によれば、画像の注目ブロックの画像復元が、該画像ブロックの近隣ブロックの各周波数帯域の相関特性によって決めることができ、周波数帯域分割情報がなくても、適応的に周波数帯域分割された画像を復元することができ、符号量の削減が出来る。 <Effects> As described above, according to the thirteenth embodiment of the present invention, the image restoration of the target block of the image can be determined by the correlation characteristics of each frequency band of the neighboring blocks of the image block. Even without the above, it is possible to adaptively restore an image that has been frequency-band divided, and to reduce the amount of code.
《具体例14》
<構成>本発明による具体例14では、サブバンド合成フィルタにおいて、有理数あるいは有理数と2の平方根との積あるいはそれらの近似値を有するフィルタ係数を用いるようにするものである。
<< Specific Example 14 >>
<Configuration> In
<動作>フィルタ係数を有理数あるいは有理数と2の平方根との積あるいはそれらの近似値を有するものにすることによって、それぞれのフィルタ係数が式3または式6のように表すことが出来る。ここでは、式3および式6においてf(k)は式10および式11のh'(k)及びg'(k)を表すものである。また、ai(k)は、0または1の値を持つ。前記具体例10と同様に、例えば、フィルタ係数が式3のようになっているとすれば、式10および式11の逆サブバンド分割の演算は式12のように、シフト演算と加算と1回の除算で行うことができ、高速化が可能である。式12に式11のW''l(i)の演算をシフト及び加算及び1回の除算によって構成されている様子を示したが、S''l(i)についても同様である。また、式12において、g's(k)は、0あるいは1の値を持ち、また、 W'l(i)及びS'l(i)1個おきに0となっているので、非0の値を持つ項に対してのみ演算を行えばよい。
<Operation> Each filter coefficient can be represented by
さらに、係数bを2のべき乗となっているものを選べば、式12の除算もシフト演算に置き換えることができ、従って、すべての演算がシフト演算と加算で行うことができる。また、フィルタ係数が式6のようになっている場合でも、偶数回のサブバンド合成フィルタ(例えば2次元のサブバンド合成フィルタ)に限定すれば、sqrt(2)の乗算が2回行われて2となるので、シフト演算で行うことができる。従って、乗算および除算が不要なサブバンド合成フィルタが実現でき、高速化及び装置の簡略化が可能である。このようなフィルタとして、例えば、具体例10のフィルタを用いて次のように求めることが出来る。
Furthermore, if the coefficient b is a power of 2, the division in
<効果>以上説明したように本発明の具体例14によれば、サブバンド合成フィルタ係数を有理数あるいは有理数と2の平方根の積あるいはそれらの近似値を持つものを用いることによって、サブバンド合成フィルタをシフト演算と加算と0回あるいは1回の乗算あるいは除算で行うことができ、高速化および装置の簡略化が実現できる。従って、前記従来技術の問題点が解消できる。 <Effects> As described above, according to the fourteenth embodiment of the present invention, the sub-band synthesis filter coefficient is obtained by using a rational number, a product of a rational number and a square root of 2 or an approximate value thereof. Can be performed by shift operation, addition, and zero or one multiplication or division, thereby realizing high-speed operation and simplification of the device. Therefore, the problem of the conventional technique can be solved.
11〜13、15〜17、20、22−1、22−2、24、26−1、26−2、28、30−1、30−2 サブバンド分割フィルタ
14、21−1、21−2、23、25−1、25−2、27、29−1、29−2 メモリ
11-13, 15-17, 20, 22-1, 22-2, 24, 26-1, 26-2, 28, 30-1, 30-2 Sub-band division filters 14, 21-1, 21-2 , 23,25-1,25-2,27,29-1,29-2 memory
Claims (8)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010020523A (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Olympus Imaging Corp | Image processor and imaging system |
JP2012155573A (en) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Image area division device and program |
-
2003
- 2003-12-26 JP JP2003432484A patent/JP2004206725A/en active Pending
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