JP2006033868A - 画像処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
符号化データの符号量を変換する。
【解決手段】
DCT回路12は、入力端子10から入力するCIF画像を離散コサイン変換し、量子化器14はDCT係数を量子化する。マスキング処理回路16A,16Bはそれぞれ、バッファ20A,20Bからの制御信号に従い、量子化器14の出力の高周波部分を0にマスキングする。バッファ20A,20Bでの符号量が多くなると、マスキング部分を低周波数側に広げ、逆のときには、マスキング領域を狭くする。ハフマン符号化器18A,18Bは、マスキング処理回路16A,16Bの出力をハフマン符号化し、バッファ20A,20Bは、ハフマン符号化器18A,18Bから出力される符号列を一時記憶し、伝送路24A,24Bの伝送レートに合うように通信インターフェース22A,22Bに出力する。
【選択図】
図1
符号化データの符号量を変換する。
【解決手段】
DCT回路12は、入力端子10から入力するCIF画像を離散コサイン変換し、量子化器14はDCT係数を量子化する。マスキング処理回路16A,16Bはそれぞれ、バッファ20A,20Bからの制御信号に従い、量子化器14の出力の高周波部分を0にマスキングする。バッファ20A,20Bでの符号量が多くなると、マスキング部分を低周波数側に広げ、逆のときには、マスキング領域を狭くする。ハフマン符号化器18A,18Bは、マスキング処理回路16A,16Bの出力をハフマン符号化し、バッファ20A,20Bは、ハフマン符号化器18A,18Bから出力される符号列を一時記憶し、伝送路24A,24Bの伝送レートに合うように通信インターフェース22A,22Bに出力する。
【選択図】
図1
Description
本発明は、画像処理装置及び方法に関し、より具体的には、符号化された動画像符号化データの符号量を制御する画像処理装置及び方法に関する.
動画像を伝送用に圧縮符号化する方式には、H.261、MPEG、及び、JPEG符号化された画像を連ねるMotion JPEGがある。動画像を多地点に伝送する場合、各地点への伝送路の伝送レートが同じである保証はないので、複数の伝送レートに対応できるようにする必要がある。具体的には、複数の伝送路のうちの最も低い伝送レートに合わせて圧縮率又は発生符号量を決定する方式と、各伝送レートに合わせた圧縮率の符号化器を用意する方式とがある。
前者の場合、高レートの伝送路を確保している装置又はユーザに対しても低品質な画質でしか動画像を伝送できないという大きな欠点がある。他方、後者の場合には、このような不都合は無いものの、伝送レート毎に符号化器を用意しなければならず、装置規模が大きくなってコスト高になるという問題がある。
さらに、従来方式により、他の装置から伝送された動画像を、伝送レートの異なる複数の伝送路を介して多地点に伝送する場合、即ち、中継する場合、受信した動画像符号化データを直交変換係数に戻し、これを、再度、エントロピー符号化して送信することになる。即ち、受信した動画像符号化データをエントロピー復号化し、逆量子化する処理が必要となり、これらの処理に時間がかかるという問題もある。
本発明は、このような不都合の生じない画像処理装置及び方法を提示することを目的とする。
本発明に係る画像処理装置は、画像データを周波数成分に変換してエントロピー符号化された画像符号化データを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、少なくとも符号境界を含む付加情報を得るエントロピー復号化手段と、前記入力手段によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、所定の範囲の周波数成分に対応するエントロピー符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御手段とを有することを特徴とする。
本発明に係る画像処理方法は、画像データを周波数成分に変換してエントロピー符号化された画像符号化データを入力する入力工程と、前記入力工程によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、少なくとも符号境界を含む付加情報を得るエントロピー復号化工程と、前記入力工程によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、所定の範囲の周波数成分に対応するエントロピー符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御工程とを有することを特徴とする。
本発明に係る画像処理装置は、動画像データを周波数成分に変換してブロック単位に符号化された動画像符号化データを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された動画像符号化データから前記ブロック単位に所定の範囲の周波数成分に対応する符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御手段と、前記符号量制御手段により制御された前記動画像符号化データの符号量を検出する検出手段とを有し、前記符号量制御手段は、前記検出手段の出力に応じて除去する符号化データの周波数成分の範囲を制御し、前記符号量制御手段は、前記ブロック単位内に0(ゼロ)でない係数が1つしかない場合には、これを除去しないことを特徴とする。
本発明に係る画像処理方法は,動画像データを周波数成分に変換してブロック単位に符号化された動画像符号化データを入力する入力工程と、前記入力された動画像符号化データから前記ブロック単位に所定の範囲の周波数成分に対応する符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御工程と、前記符号量制御工程で制御された前記動画像符号化データの符号量を検出する検出工程とを有し、前記符号量制御工程では、前記検出工程の検出結果に応じて除去する符号化データの周波数成分の範囲を制御し、前記符号量制御工程は、前記ブロック単位内に0(ゼロ)でない係数が1つしかない場合には、これを除去しないことを特徴とする。
本発明によれば、符号量を適切に制御することが可能になり、種々の伝送レートに対応させることが可能になる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施例の概略構成ブロック図を示す。図1において、10はCIFフォーマットの画像データの入力端子、12は離散コサイン変換(DCT)回路、14はDCT回路12の出力(変換係数)を量子化する量子化器、16A,16Bは量子化器14の出力(DCT回路12から出力される変換係数の、指定値以上の高周波数成分)をマスキングするマスキング処理回路である。回路16A,16Bの詳細は後述する。18A,18Bはそれぞれ、マスキング処理回路16A,16Bの出力をハフマン符号化するハフマン符号化回路である。
20A,20Bは、ハフマン符号化回路18A,18Bの出力符号をバッファリングするFIFOバッファであり、記憶される符号量に関する情報がマスキング処理回路16A,16Bに制御値として印加される。22A,22Bはそれぞれ、バッファ20A,20Bによりバッファリングされたハフマン符号化回路20A,20Bの出力符号を伝送レート128kbps,256kbpsの伝送路24A,24Bに出力する通信インターフェースである。
即ち、回路16A,18A,20A,22Aは伝送レート128kbps用に設計されており、回路16B,18B,20B,22Bは、伝送レート256kbps用に設計されている。他の伝送レートに対応する処理系が必要な場合には、回路16A,18A,20A,22A;16B,18B,20B,22Bに並列に、同様な処理系を設ける。
図1に示す実施例では、CIFフォーマットの入力画像が、Motion JPEGにより圧縮された圧縮符号になる。
DCT回路12は、入力端子10から入力するCIF画像から8×8のブロック順に画像データを取り出して、離散コサイン変換する。量子化器14は、DCT回路12から出力されるDCT係数を量子化する。
マスキング処理回路16A,16Bは、それぞれ、バッファ20A,20Bからの制御信号に従い、DCT係数の高周波部分を0にマスキングする。図2に示すDCT係数の配置図で、0にマスキングされる部分は、斜線部分であり、マスキングされない領域はDC成分寄りの正方形となる。バッファ20A,20Bにおける符号量が多くなると、その符号量に従い、マスキング処理回路16A,16Bは、マスキングされない正方形の領域を低周波数成分側に狭くし、逆に、バッファ20A,20Bにおける符号量が少なくなると、マスキングされない正方形の領域を高周波数成分側に広げる。
ハフマン符号化器18A,18Bは、マスキング処理回路16A,16Bの出力をハフマン符号化し、バッファ20A,20Bは、ハフマン符号化器18A,18Bから出力される符号列を一時記憶し、伝送路24A,24Bの伝送レートに合うように通信インターフェース22A,22Bに出力する。
バッファ20A,20Bは、内部に記憶されるビット数を常時監視しており、記憶ビット数がある一定量になるように、マスキング処理回路16A,16Bを制御する。即ち、バッファ20A,20Bはマスキング処理回路16A,16Bに、先に説明したように、蓄積ビット数が多い場合、0マスキング領域を広げる制御信号を送り、また、蓄積ビット数が少ない場合、マスキング領域を狭くする制御信号を送る。
通信インターフェース22Aは、バッファ20Aからの符号化データを128kbpsの伝送路24Aに送信し、通信インターフェース22Bは、バッファ20Bからの符号化データを256kbpsの伝送路24Bに送信する。
このようにして、図1に示す実施例では、DCT回路12及び量子化器14をそれぞれ1個設けるだけで、多数の伝送レートに対応できるようになる。換言すると、回路16A,18A,20A,22Aと同様の処理系を追加するだけで良い。
図3は、動画像符号化データを異なる伝送レートに変換して中継する中継装置に適用した本発明の第2実施例の概略構成ブロック図を示す。図3に示す実施例では、伝送レート384kbpsで受信した符号化データを、伝送レート64kbpsの伝送路と伝送レート128kbpsの伝送路に再出力している。
30は伝送レート384kbpsの伝送路からのデータが入力する入力端子、32は入力端子30に接続する伝送路との通信インターフェース、34は通信インターフェース32から出力される受信データ(動画像符号化データ)をハフマン復号化するハフマン・デコーダ、36A,36Bはそれぞれ、ハフマン・デコーダ34の出力を使い、伝送路に出力すべき符号量に応じて、通信インターフェース32から出力される動画像符号化データの符号量を制御する符号量制御回路、38A,38Bは、符号量制御回路36A,36Bの出力符号をバッファリングするFIFOバッファであり、記憶される符号量に関する情報が符号量制御回路36A,36Bに制御値として印加される。40A,40Bはそれぞれ、バッファ38A,38Bによりバッファリングされた符号量制御回路36A,36Bの出力符号を伝送レート64kbps,128kbpsの伝送路42A,42Bに出力する通信インターフェースである。
回路36A,38A,40Aは伝送レート64kbps用に設計されており、回路36B,38B,40BBは、伝送レート128kbps用に設計されている。図3でも、他の伝送レートに対応する処理系が必要な場合には、回路36A,38A,40A;36B,38B,40Bに並列に、同様な処理系を設ければよい。
図3に示す実施例の動作を説明する。まず、各フレームを別個にJPEG符号化された動画像データが、384kbpsの伝送路を伝送して入力端子30から通信インターフェース32に入力し、通信インターフェース32は、動画像符号化データをハフマン・デコーダ34及び符号量制御回路36A,36Bに印加する。ハフマン・デコーダ34は、通信インターフェース32からの動画像符号化データのハフマン符号を復号化し、符号量制御回路36A,36Bに、ブロック情報の先頭位置、ブロック内の各シンボルのゼロ・ラン長と係数、及び符号境界を指示する。
符号量制御回路36A,36Bは、ハフマン・デコーダ34からの上記情報を受け、通信インターフェース32の出力の内、ヘッダ等の情報をそのまま出力し、DC係数からEOB(エンド・オブ・ブロック)までの各ブロック情報に対し、ジグザグ・スキャン順のn番目以降のAC係数を0でマスキングする。これにより、符号量が減少する。この変数nは1から63までの値をとり、この値は、バッファ38A,38Bからの符号量情報により増減される。n=1とした場合には、すべてのAC係数を0にマスキングし、n=63とした場合には、マスキング処理を行わない。
バッファ38A,38Bは、符号量制御回路36A,36Bから出力される符号列を一時記憶し、伝送路42A,42Bの伝送レートに合うように通信インターフェース40A,40Bに出力する。バッファ38A,38Bはバッファ20A,20Bと同様に、内部に記憶されるビット数を常時監視しており、記憶ビット数がある一定量になるように、符号量制御回路36A,36Bを制御する。即ち、バッファ38A,38Bは、符号量制御回路36A,36Bに、蓄積ビット数が所定値より多くなると符号量低減を指示する制御信号を送り、また、蓄積ビット数が同じ又は異なる所定値より少なくなると、符号量増加を指示する制御信号を送る。
通信インターフェース40Aは、バッファ38Aからの符号化データを64kbpsの伝送路42Aに出力し、通信インターフェース40Bは、バッファ38Bからの符号化データを128kbpsの伝送路42bに送信する。
図4は、符号量制御回路36A,36Bによる符号量制御の一例を示す。図4は、25(=n)番目以降のAC係数を0に置き換えた場合である。0ラン長と0でないAC係数の数をカウントして、n番目以降のAC成分についての符号を除去することで、0によるマスキングが行なわれる。先に説明したように、バッファ38A,38Bは、記憶するデータ量が多くなると、符号量制御回路36A,36Bに符号量低減制御信号を供給し、逆に、記憶するデータ量が少なくなると、符号量制御回路36A,36Bに符号量増加制御信号を供給する。符号量制御回路36A,36Bは、符号量低減制御信号に応じて、変数nを小さくして、0に置き換えるAC係数の数を増やし、逆に、符号量増加制御信号に応じて、変数nを大きくし、0に置き換える非0のAC係数の数を少なくする。
図3に示す実施例では、直交変換係数の0による置き換えをジグザグ・スキャンの後端から前方向に行なっているので、レート変換して伝送する際に、再度、ハフマン符号化する必要がなくなる。また、高レート伝送路から受信した符号化データの一部を削除するのみで伝送レートを変換でき、簡単な回路で実現できるという利点がある。従ってまた、処理時間が少なくて済む。
図5は、CD−ROM再生装置に適用した本発明の第3実施例の概略構成ブロック図を示す。図5において、50は、MPEG符号化動画像データが記憶されたCD−ROM、52は、CD−ROM50から再生された符号化動画像データをハフマン復号化するハフマン・デコーダ、54は、符号量制御回路36A,36Bと同様の方式で、CD−ROM50から再生された符号化動画像データの符号量を、符号量制御回路36A,36Bと同様の方式で制御する符号量制御回路、56は符号量制御回路54から出力される符号量をカウントし、当該符号量が一定値になるように符号量制御回路54を制御する符号量カウンタ、58は符号量カウンタ56の出力をバッファリングするFIFOバッファ、60はバッファ58の出力を伝送レート1Mbpsの伝送路62に供給する通信インターフェースである。
図5に示す実施例の動作を説明する。CD−ROM50からMPEG符号化データが順次読み出され、ハフマン・デコーダ52及び符号量制御回路54に印加される。ハフマン・デコーダ52は、MPEG符号化データをデコードし、符号量制御回路54にブロック情報の先頭位置、ブロック内の各シンボルの0ラン長と係数及び符号境界を指示する。ハフマン・デコーダ52はまた、符号量カウンタ56に、処理中の符号列がIピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャの何れのピクチャであるかを指示する。
符号量制御回路54は、CD−ROM50から読み出されたMPEG符号データ列の内、ヘッダ等の各種情報をそのまま符号量カウンタ56に送るが、符号量カウンタ56からの符号量制御信号に従い、各ブロック情報を処理対象としてジグザグスキャン順のn番目以降のDCT係数を0に置換する。符号量制御回路54は、ブロック情報内の符号系列の中から、ジグザグスキャンでn番目以降のDCT係数に対する符号語を削除する。但し、ブロック内に0でない係数が1つしかない場合には、これを除去しないものとする。変数nは1から63までの値をとり、この値は、符号量カウンタ56からの制御信号により決定される。
符号量カウンタ56は、内部にFIFOバッファを有し、符号量制御回路54から出力されるデータをその内部バッファに書き込み、ハフマン・デコーダ52からのピクチャ識別情報により、現在処理中のデータがIピクチャのデータである場合にはレートRi、Pピクチャの場合にはレートRp、Bピクチャの場合にはレートRbで当該内部バッファからデータを読み出し、FIFOバッファ58に転送する。符号量カウンタ56は、内部バッファに蓄積されているビット数を常に監視しており、蓄積ビット数がある一定量より多い場合には変数nを小さくする制御信号を符号量制御回路54に送り、また、ある一定量以下であれば変数nを大きくする制御信号を符号量制御回路54に送る。レートRi,Rp,及びRbはそれぞれIピクチャ、Pピクチャ及びBピクチャの制御目標レートであり、平均的に1Mbpsとなるように設定される。
FIFOバッファ58は、記憶するデータを1Mbpsのレートでデータを読み出して通信インターフェース60に供給し、通信インターフェース60は、バッファ58からのデータを1Mbpsの伝送路62に送出する。
本発明が上述した実施例に限定されないことは明らかである。例えば、上記実施例では動画像の符号化方式としてMotion JPEG方式又はMPEG方式を用いたが、ITU−T勧告H.261などの直交変換をベースとする他の動画像符号化方式であってもよいことは明らかである。
10:入力端子
12:DCT回路
14:量子化器
16A,16B:マスキング処理回路
18A,18B:ハフマン符号化器
20A,20B:バッファ
22A,22B:通信インターフェース
24A:128kbpsの伝送路
24B:256kbpsの伝送路
30:入力端子
32:通信インターフェース
34:ハフマン・デコーダ
36A,36B:符号量制御回路
38A,38B:FIFOバッファ
40A,40B:通信インターフェース
42A:伝送レート64kbpsの伝送路
42B:伝送レート128kbpsの伝送路
50:CD−ROM
52:ハフマン・デコーダ
54:符号量制御回路
56:符号量カウンタ
58:FIFOバッファ
60:通信インターフェース
62:伝送レート1Mbpsの伝送路
12:DCT回路
14:量子化器
16A,16B:マスキング処理回路
18A,18B:ハフマン符号化器
20A,20B:バッファ
22A,22B:通信インターフェース
24A:128kbpsの伝送路
24B:256kbpsの伝送路
30:入力端子
32:通信インターフェース
34:ハフマン・デコーダ
36A,36B:符号量制御回路
38A,38B:FIFOバッファ
40A,40B:通信インターフェース
42A:伝送レート64kbpsの伝送路
42B:伝送レート128kbpsの伝送路
50:CD−ROM
52:ハフマン・デコーダ
54:符号量制御回路
56:符号量カウンタ
58:FIFOバッファ
60:通信インターフェース
62:伝送レート1Mbpsの伝送路
Claims (6)
- 画像データを周波数成分に変換してエントロピー符号化された画像符号化データを入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、少なくとも符号境界を含む付加情報を得るエントロピー復号化手段と、
前記入力手段によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、所定の範囲の周波数成分に対応するエントロピー符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御手段
とを有することを特徴とする画像処理装置。 - さらに、前記符号量制御手段により制御された画像符号化データの符号量を検出する検出手段を有し、
前記符号量制御手段は、前記検出手段の検出結果と予め設定された所定値と比較し、その比較結果に応じて除去する周波数成分の範囲を制御する亊を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - さらに、前記入力手段により入力された画像データは、複数の符号化方法を有し、
前記検出結果と比較する為の所定値を複数有し、
前記複数の符号化方法に応じて前記複数の所定値を変えることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 画像データを周波数成分に変換してエントロピー符号化された画像符号化データを入力する入力工程と、
前記入力工程によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、少なくとも符号境界を含む付加情報を得るエントロピー復号化工程と、
前記入力工程によって入力されたエントロピー符号化された画像符号化データから、所定の範囲の周波数成分に対応するエントロピー符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御工程
とを有することを特徴とする画像処理方法。 - 動画像データを周波数成分に変換してブロック単位に符号化された動画像符号化データを入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された動画像符号化データから前記ブロック単位に所定の範囲の周波数成分に対応する符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御手段と、
前記符号量制御手段により制御された前記動画像符号化データの符号量を検出する検出手段とを有し、
前記符号量制御手段は、前記検出手段の出力に応じて除去する符号化データの周波数成分の範囲を制御し、
前記符号量制御手段は、前記ブロック単位内に0(ゼロ)でない係数が1つしかない場合には、これを除去しないことを特徴とする画像処理装置。 - 動画像データを周波数成分に変換してブロック単位に符号化された動画像符号化データを入力する入力工程と、
前記入力された動画像符号化データから前記ブロック単位に所定の範囲の周波数成分に対応する符号化データを除去して符号量を制御する符号量制御工程と、
前記符号量制御工程で制御された前記動画像符号化データの符号量を検出する検出工程
とを有し、
前記符号量制御工程では、前記検出工程の検出結果に応じて除去する符号化データの周波数成分の範囲を制御し、
前記符号量制御工程は、前記ブロック単位内に0(ゼロ)でない係数が1つしかない場合には、これを除去しないことを特徴とする画像処理方法。
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Cited By (2)
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US8218882B2 (en) | 2007-03-15 | 2012-07-10 | Ricoh Company, Ltd. | Image coding method, image coding apparatus, image coding circuit, information recording medium, and computer program |
JP2017112539A (ja) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 株式会社ドワンゴ | 画像処理システム、画像処理装置、トランスコード方法、及びプログラム |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070705 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071113 |