JP2008306510A - 画像符号化方法、画像符号化装置、画像復号化方法及び画像復号化装置 - Google Patents
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Abstract
符号化時の符号量を低減しながら、復号時の画質の劣化を防止する。
【解決手段】
符号化時に、入力画像の全体もしくは入力画像を分割したブロック単位の画像を縮小し、縮小した画像にラドン変換を行って係数を生成し、生成した係数を周波数変換し、周波数変換した係数を量子化して符号化データを生成して、符号化ストリームを生成し、
復号化時に、符号化ストリームに含まれる符号化係数に対して逆量子化を行って係数を生成し、生成した係数に対して逆周波数変換を行い、逆周波数変換した係数に対して逆ラドン変換を行って復元画像を生成し、復元画像を拡大処理して残差成分を復号し、予測画像と合成して復号画像を生成する。
【選択図】 図1
Description
H.264/AVC方式における符号化モードについては、画像を16×16、8×8または4×4などの2のべき乗サイズのブロックに分割して、動き補償予測を行うモードやイントラ予測を行うモード等がある。
Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG : "Text of International Standard of Joint Video Specification", ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 Advanced Video Coding, (December, 2003). Minh N. Do and Martin Vetterli: "The Finite Ridgelet Transform for Image Representation", IEEE Transactions on Image Processing, Vol.12, No.1 (January, 2003).
とする。
図1に本発明の実施例1に係る画像符号化装置のブロック図の一例を示す。
(参考文献)Gary Sullivan and Thomas Wiegand : "Rate-Distortion Optimization for Video Compression", IEEE Signal Processing Magazine, vol. 15, no. 6, pp. 74-90 (November, 1998).
最後にデータ出力部121が選択された符号を出力して符号化ストリームが作成され、画像の符号化が行われる。
この行列を8×8画素のブロックに左側から掛けると、垂直方向に縮小が行われ、出力された行列の最下行が復元のための係数となる。次に、出力された行列の転置行列を作成し、この行列の一番右の列を残した行列、すなわちn-1列×n行の行列に対して再び数式1の行列を左側から掛けると、元のブロックに対する水平方向の縮小が行われる。ここで出力された行列でも最下行が復元のための係数となる。ここで、先ほど残した一番右の列を含めて、n×nサイズの行列を再び転置すると、最右列と最下行が復元のための係数となり、残ったn-1×n-1サイズのブロックが縮小された領域となる。例えば8×8画素サイズのブロックでは、7×7画素サイズのブロックと15個の係数が出力される。これによって縮小変換が行われる。このような縮小フィルタは、他にも種類があり、逆変換可能なフィルタであればどのようなものを用いてもよい。また入力されるブロックに適応して変更してもよい。
数式2において、(i,j)がブロック内の位置を示し、pがブロックサイズを示す。kが傾き・ラインの方向を示し、lがラインの番号・位置を示す。Z_pは0からpまでの位置を示す集合である。この式では正規化のために和をpの平方根で割っている。
数式4において、(i,j)がブロック内の位置を示し、pがブロックサイズを示す。kが傾き・ラインの方向を示し、lがラインの番号・位置を示す。Z_pは0からpまでの位置を示す集合である。この式では正規化のために和をpの平方根で割っている。
次にラドン変換モードにおける量子化処理について説明する。量子化は、縮小変換時に出力される係数、ラドン変換と周波数変換後に出力される係数に対して行う。これらについては、量子化の値をそれぞれ別に与えることによって符号化の画質の精度を調整することができる。また、ラドン変換と周波数変換後に出力される係数については、垂直成分、水平成分、その他の斜め方向の成分について、それぞれ別の量子化値を与えれば、人間の視覚に対して目立ち易い垂直水平成分の精度を高め、その他の成分の精度を低くすることができ、同じ符号量に対して高い画質を再現する方式を実現できる。これらの量子化の値はブロック毎に変化させてもよい。
Claims (12)
- 入力画像を符号化する画像符号化装置であって、
前記入力画像の全体もしくは前記入力画像を分割したブロック単位の画像を縮小する縮小フィルタと、
前記縮小フィルタが縮小した画像にラドン変換を行って係数を生成するラドン変換部と、
前記ラドン変換部が生成した係数を周波数変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部が周波数変換した係数を量子化する量子化部とを備える画像符号化装置。 - 請求項1に記載の画像符号化装置であって、
前記入力画像の全体もしくは前記入力画像を分割したブロック単位の画像のサイズが2のべき乗または偶数であり、前記縮小フィルタによって縮小された後の画素サイズが素数である画像符号化装置。 - 請求項1に記載の画像符号化装置であって、
前記入力画像の全体もしくは前記入力画像を分割したブロック単位の画像に前記ラドン変換以外の変換処理を行って係数を生成する変換部と、
前記変換部が生成した係数を量子化する第2の量子化部と、
前記量子化部が量子化した係数と前記第2の量子化部が量子化した係数とを選択的に切り替えて出力する符号化モード選択部とを備える画像符号化装置。 - 請求項3に記載の画像符号化装置であって、
前記変換部はDCT(Discrete Cosine Transform)処理を用いた変換処理を行う画像符号化装置。 - 画像を符号化した符号化ストリームを復号化する画像復号化装置であって、
前記符号化ストリームに含まれる符号化係数に対して逆量子化を行い、係数を出力する逆量子化部と、
前記逆量子化部が逆量子化した係数に対して逆周波数変換を行う逆周波数変換部と、
前記逆周波数変換部が逆周波数変換した係数に対して逆ラドン変換を行い、復元画像を生成する逆ラドン変換部と、
前記逆ラドン変換部が生成する前記復元画像の拡大する拡大フィルタとを備える画像復号化装置。 - 請求項5に記載の画像復号化装置であって、
前記拡大フィルタによって拡大する前の画素サイズが素数であり、前記拡大フィルタによって拡大した後の画素サイズが2のべき乗または偶数である画像復号化装置。 - 請求項5に記載の画像復号化装置であって、
前記符号化ストリームの符号化モードは、ラドン変換を用いて符号化されたことを示す第1の符号化モードと、ラドン変換以外の変換処理を用いて符号化されたことを示す第2の符号化モードとがあり、
前記符号化ストリームを入力し前記符号化モードを判定するモード判定部と、
前記第2の符号化モードを有する符号化ストリームに含まれる符号化係数に対して逆量子化を行い、係数を出力する第2の逆量子化部と、
前記第2の逆量子化部が逆量子化した係数に対してラドン変換以外の変換処理に対する逆変換処理を行う変換部とを備え、
前記モード判定部が前記符号化ストリームの符号化モードが第1の符号化モードで有ると判定した場合に、前記符号化ストリームの符号化係数が逆量子化部に入力され、
前記モード判定部が前記符号化ストリームの符号化モードが第2の符号化モードで有ると判定した場合に、前記符号化ストリームの符号化係数が第2の逆量子化部に入力される画像復号化装置。 - 画像を符号化した符号化ストリームを復号化する画像復号化方法であって、
前記符号化ストリームの符号化モードを判定する符号化モード判定ステップと、
前記符号化モード判定ステップにおいて、前記符号化モードが符号化時に縮小フィルタとラドン変換を用いて符号化されたことを示す符号化モードであると判定した場合に、前記符号化ストリームに逆量子化処理及び逆周波数変換処理を行う逆量子化・周波数変換処理ステップと、
前記逆量子化・周波数変換処理ステップが処理した係数に対して逆ラドン変換処理を行い、復元画像を生成する逆ラドン変換処理ステップと、
前記逆ラドン変換処理ステップにより生成された復元画像を拡大変換する拡大変換ステップとを備える画像復号化方法。 - 請求項8に記載の画像復号化方法であって、
前記逆ラドン変換処理ステップにより生成された復元画像のサイズが素数であり、前記拡大変換ステップにより拡大変換して生成された画像が2のべき乗または偶数である画像復号化方法。 - 請求項8に記載の画像復号化方法であって、
前記拡大変換ステップで拡大変換した復元画像と、前記符号化モード判定ステップで判定した符号化モードに対応する予測画像とを合成し、復号画像を生成する復号画像生成ステップを備える画像復号化方法。 - 請求項10に記載の画像復号化方法であって、
前記復号画像生成ステップは、前記符号化モード判定ステップで判定した符号化モードが、イントラ予測を用いるモードである場合には、イントラ予測により生成した予測画像と前記拡大変換ステップで拡大変換した復元画像とを合成し、復号画像を生成する復号画像生成ステップを備える画像復号化方法。 - 請求項10に記載の画像復号化方法であって、
前記復号画像生成ステップは、前記符号化モード判定ステップで判定した符号化モードが、動き予測を用いるモードである場合には、動き予測により生成した予測画像と前記拡大変換ステップで拡大変換した復元画像とを合成し、復号画像を生成する復号画像生成ステップを備える画像復号化方法。
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