JP2009118303A - Image encoding apparatus, image encoding method, image decoding apparatus, and image decoding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in image quality while reducing a code amount in image encoding using multiple resolution analysis. <P>SOLUTION: An interpolation processing unit 104 selects a pixel to be processed and performs interpolation prediction thereon in a plurality of directions (horizontal direction, vertical direction). A direction selecting unit 105 selects an interpolation prediction value in a direction where an interpolation error is smaller. A pixel separating unit 106 separates, as a high frequency component, a difference between the interpolation prediction value and a pixel value of the pixel to be processed. Furthermore, an interpolation processing unit 107 selects a pixel to be processed from among pixels that are not defined as an object to be processed, and performs interpolation prediction thereon in a plurality of directions (oblique direction to right, oblique direction to left). A direction selecting unit 108 and a pixel separating unit 109 select an interpolation prediction value and separate a high frequency component of the target pixel similarly. A conversion/quantization unit 110 converts the separated high frequency component into encoded data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像情報を効率良く符号化する画像符号化装置と画像符号化方法、及び符号化された画像情報を復号化する画像復号化装置と画像復号化方法に関する。   The present invention relates to an image encoding device and an image encoding method for efficiently encoding image information, and an image decoding device and an image decoding method for decoding encoded image information.

画像情報を圧縮符号化して記録、伝送する手法の1つとして、JPEG2000規格が定められている。JPEG2000方式では、画像の全体あるいは一部に対して、水平方向および垂直方向にWevelet変換を繰り返し用いて低周波成分と高周波成分に分離し、これらの成分をそれぞれ量子化し符号化を行うものである。このように多重解像度解析によって、画像の周波数成分を水平方向と垂直方向に分離すると、画像の画素と同じ数の周波数係数が得られる。   The JPEG2000 standard is defined as one of methods for recording and transmitting image information by compression encoding. In the JPEG2000 system, the whole or part of an image is separated into a low-frequency component and a high-frequency component by repeatedly using the Wavelet transform in the horizontal direction and the vertical direction, and these components are quantized and encoded respectively. . As described above, when the frequency components of the image are separated in the horizontal direction and the vertical direction by multi-resolution analysis, the same number of frequency coefficients as the pixels of the image are obtained.

さらに、水平方向と垂直方向以外の方向に対して周波数成分を分離する手法として、例えば非特許文献1に記載の技術がある。   Furthermore, as a technique for separating frequency components in directions other than the horizontal direction and the vertical direction, there is a technique described in Non-Patent Document 1, for example.

Eero Simoncelli,William Freeman:“The Steerable Pyramid:A Flexible Architecture For Multi−scale Derivative Computation”,2nd IEEE International Conference on Image Processing,Washington,DC.vol III,pp 444−447.October,1995。Ero Simoncelli, William Freeman: “The Steerable Pyramid: A Flexible Architecture for Multi-scale Derivative Computation”, 2nd IEEE Intercontinental Promotion. vol III, pp 444-447. October, 1995.

既存のJPEG2000方式のようなWavelet変換技術では、水平方向、垂直方向にWavelet変換を行うため、その他の方向に強い相関を持つ画像の場合、周波数成分を効率的に分離することができなかった。そこで、水平方向と垂直方向だけでなく他の方向にも周波数成分の分離を行えば、画質の劣化を少なくして符号化することができる。しかしながら、周波数係数の数が画像の画素より多くなってしまい、符号量が増加して符号化効率が悪化するという問題点があった。非特許文献1に記載の手法においても、係数の数が増加して符号化効率が悪化することが予想されるが、これに関しては配慮されていない。   In the Wavelet conversion technique such as the existing JPEG2000 system, Wavelet conversion is performed in the horizontal direction and the vertical direction, and therefore, in the case of an image having a strong correlation in other directions, frequency components cannot be efficiently separated. Therefore, if frequency components are separated not only in the horizontal and vertical directions but also in other directions, encoding can be performed with less degradation of image quality. However, there is a problem that the number of frequency coefficients becomes larger than the number of pixels of the image, the code amount increases, and the encoding efficiency deteriorates. Even in the method described in Non-Patent Document 1, it is expected that the number of coefficients increases and the coding efficiency deteriorates, but this is not considered.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、多重解像度解析を用いた画像符号化において、符号量を低減しつつ画質の劣化を防ぐことにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent deterioration of image quality while reducing the code amount in image encoding using multi-resolution analysis.

本発明の画像符号化装置は、入力した画像から所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行う第1の補間処理部と、該第1の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第1の方向選択部と、該第1の方向選択部にて選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する第1の画素分離部と、該第1の画素分離部にて分離された第1の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化する変換・量子化部と、該変換・量子化部にて変換・量子化された係数を符号化データとして出力する符号出力部とを備える。   The image encoding device of the present invention selects a first processing target pixel from the input image at a predetermined interval, and uses the other reference pixels not to be processed, and uses the first plurality of pixels for each processing target pixel. A first interpolation processing unit that performs an interpolation prediction with respect to the interpolation direction, and an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among the interpolation prediction values for a plurality of directions that are interpolated and predicted by the first interpolation processing unit. A first direction selection unit that selects a first pixel separation unit that separates a difference between an interpolation prediction value selected by the first direction selection unit and a pixel value of the processing target pixel as a high-frequency component; A high-frequency component of the first processing target pixel separated by the first pixel separation unit, and a conversion / quantization unit that converts / quantizes pixel values of other reference pixels that are not to be processed, Coefficients transformed and quantized by the transform / quantization unit are output as encoded data. And a code output section for.

さらに、前記第1の補間処理部にて処理対象としなかった画素に対し、所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行う第2の補間処理部と、該第2の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第2の方向選択部と、該第2の方向選択部にて選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する第2の画素分離部とを備え、前記変換・量子化部は、前記第1の処理対象画素の高周波成分とともに、該第2の画素分離部にて分離された第2の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化する。   Furthermore, with respect to the pixels that have not been processed by the first interpolation processing unit, a second processing target pixel is selected at a predetermined interval, and each processing target is used using other reference pixels that are not to be processed. A second interpolation processing unit that performs interpolation prediction with respect to the second plurality of interpolation directions for each pixel, and an interpolation error among the interpolation prediction values for the plurality of directions that have been subjected to interpolation prediction by the second interpolation processing unit. A second direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a small direction, and a difference between the interpolation prediction value selected by the second direction selection unit and the pixel value of the processing target pixel is separated as a high frequency component A second pixel separation unit, wherein the transform / quantization unit has a high frequency component of the second processing target pixel separated by the second pixel separation unit together with a high frequency component of the first processing target pixel. Convert components and pixel values of other reference pixels that were not processed To quantization.

本発明の画像符号化方法は、第1の解像度分解ステップとして、入力した画像から所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行い、補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する工程を有し、該第1の解像度分解ステップにより分離された第1の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化し、変換・量子化された係数を符号化データとして出力する。   In the image encoding method of the present invention, as the first resolution decomposition step, the first processing target pixel is selected from the input image at a predetermined interval, and each processing is performed using other reference pixels not to be processed. Interpolation prediction is performed with respect to the first plurality of interpolation directions for each target pixel, and an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error is selected from the interpolation prediction values for the plurality of interpolation prediction directions, and the selected interpolation is performed. A step of separating the difference between the predicted value and the pixel value of the processing target pixel as a high frequency component, and the high frequency component of the first processing target pixel separated by the first resolution decomposing step is not set as a processing target The pixel values of the other reference pixels are converted and quantized, and the converted and quantized coefficients are output as encoded data.

さらに、第2の解像度分解ステップとして、前記第1の解像度分解ステップにて処理対象としなかった画素に対し、所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行い、補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する工程を有し、前記第1の解像度分解ステップにて分離された第1の処理対象画素の高周波成分とともに、上記第2の解像度分解ステップにて分離された第2の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化する。   Further, as the second resolution decomposition step, the second processing target pixel is selected at a predetermined interval with respect to the pixels that were not processed in the first resolution decomposition step, and other references that are not the processing target. Interpolation prediction is performed with respect to the second plurality of interpolation directions for each processing target pixel using the pixels, and interpolation prediction values in a direction with a small interpolation error among interpolation prediction values for the plurality of interpolation prediction directions are obtained. Selecting, and separating the difference between the selected interpolated prediction value and the pixel value of the processing target pixel as a high frequency component, and the first processing target pixel separated in the first resolution decomposition step Along with the high-frequency component, the high-frequency component of the second pixel to be processed separated in the second resolution decomposition step and the pixel values of the other reference pixels not to be processed are converted and quantized.

本発明の画像復号化装置は、符号化ストリームの符号化係数に対し逆量子化と逆変換を行い、画素値又は高周波成分を取得する逆量子化・逆変換部と、高周波成分が得られた画素から所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行う第2の補間処理部と、該第2の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第2の方向選択部と、該第2の方向選択部にて選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する第2の画素合成部と、該第2の画素合成部にて合成された画像を出力する画像出力部とを備える。   The image decoding apparatus according to the present invention performs inverse quantization and inverse transform on the coding coefficient of the coded stream, and obtains a pixel value or a high frequency component, and a high frequency component is obtained. A second pixel to be processed is selected at a predetermined interval from the pixel, and interpolation prediction is performed with respect to the second plurality of interpolation directions for each pixel to be processed using another reference pixel from which a pixel value is obtained. A second interpolation processing unit to perform, and a second direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among interpolation prediction values for a plurality of directions predicted to be interpolated by the second interpolation processing unit A second pixel synthesizing unit that synthesizes a pixel value by adding a high-frequency component of the processing target pixel to the interpolated prediction value selected by the second direction selecting unit, and a second pixel synthesizing unit And an image output unit that outputs the synthesized image.

さらに、前記第2の補間処理部にて処理対象としなかった高周波成分が得られた画素に対し、所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行う第1の補間処理部と、該第1の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第1の方向選択部と、該第1の方向選択部にて選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する第1の画素合成部とを備え、前記画像出力部は、前記第2の画素合成部にて合成された画像とともに、該第1の画素合成部にて合成された画像を出力する。   Furthermore, for the pixel from which the high-frequency component that has not been processed by the second interpolation processing unit is obtained, another reference is obtained by selecting the first processing target pixel at a predetermined interval and obtaining the pixel value. A first interpolation processing unit that performs interpolation prediction with respect to the first plurality of interpolation directions for each processing target pixel using the pixels, and a plurality of directions that are interpolated and predicted by the first interpolation processing unit. A first direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among the interpolation prediction values, and a high-frequency component of the pixel to be processed is added to the interpolation prediction value selected by the first direction selection unit. In addition, a first pixel synthesis unit that synthesizes pixel values, and the image output unit is synthesized by the first pixel synthesis unit together with the image synthesized by the second pixel synthesis unit. Output an image.

本発明の画像復号化方法は、符号化ストリームの符号化係数に対し逆量子化と逆変換を行い、画素値又は高周波成分を取得し、第2の解像度合成ステップとして、高周波成分が得られた画素から所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行い、補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する工程を有し、上記第2の解像度合成ステップにて合成された画像を出力する。   The image decoding method of the present invention performs inverse quantization and inverse transform on the coding coefficient of the coded stream, obtains a pixel value or a high frequency component, and obtains a high frequency component as the second resolution synthesis step. A second pixel to be processed is selected at a predetermined interval from the pixel, and interpolation prediction is performed with respect to the second plurality of interpolation directions for each pixel to be processed using another reference pixel from which a pixel value is obtained. The interpolation prediction value in the direction with the smaller interpolation error is selected from the interpolation prediction values for a plurality of directions predicted by interpolation, and the pixel value is synthesized by adding the high-frequency component of the processing target pixel to the selected interpolation prediction value. And outputting the image synthesized in the second resolution synthesis step.

さらに第1の解像度合成ステップとして、前記第2の解像度合成ステップにて処理対象としなかった高周波成分が得られた画素に対し、所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行い、補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する工程を有し、前記第2の解像度合成ステップにて合成された画像とともに、上記第1の解像度合成ステップにて合成された画像を出力する。   Further, as a first resolution synthesis step, a first processing target pixel is selected at a predetermined interval for a pixel from which a high frequency component that has not been processed in the second resolution synthesis step is obtained, and a pixel value Interpolation prediction is performed with respect to the first plurality of interpolation directions for each processing target pixel using the other reference pixels obtained, and among the interpolation prediction values for the plurality of interpolation prediction directions, the interpolation error value is calculated. An image synthesized in the second resolution synthesis step, comprising: selecting an interpolation prediction value in a small direction; and adding a high-frequency component of the processing target pixel to the selected interpolation prediction value to synthesize a pixel value. At the same time, the image synthesized in the first resolution synthesis step is output.

本発明によれば、画像の符号化及び復号化処理において、符号化データの符号量を低減し、復号画像の画質の劣化を防ぐことが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the encoding and decoding process of an image, it becomes possible to reduce the code amount of encoding data and to prevent the degradation of the image quality of a decoded image.

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明による画像符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
画像符号化装置1は、符号化ブロック10として、画像入力部101、画像予測部102、解像度分解メモリ103、変換・量子化部110、符号出力部111を備え、解像度分解メモリ103には、2系統の補間処理部104,107、方向選択部105,108、画素分離部106,109を接続する。また変換・量子化部110の出力端には、復号化ブロック20として、逆量子化・逆変換部112、解像度合成メモリ113、復号画像メモリ120を接続し、画像予測部102に入力する。解像度合成メモリ113には、2系統の補間処理部114,117、方向選択部115,118、画素合成部116,119を接続する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image coding apparatus according to the present invention.
The image encoding apparatus 1 includes an image input unit 101, an image prediction unit 102, a resolution decomposition memory 103, a transform / quantization unit 110, and a code output unit 111 as an encoding block 10, and the resolution decomposition memory 103 includes 2 The system interpolation processing units 104 and 107, the direction selection units 105 and 108, and the pixel separation units 106 and 109 are connected. Further, an inverse quantization / inverse transform unit 112, a resolution synthesis memory 113, and a decoded image memory 120 are connected to the output terminal of the transform / quantization unit 110 as a decoding block 20 and input to the image prediction unit 102. Two systems of interpolation processing units 114 and 117, direction selection units 115 and 118, and pixel synthesis units 116 and 119 are connected to the resolution synthesis memory 113.

画像符号化装置1の各構成要素の動作を詳細に説明する。なお、以下の動作は、各構成要素の自律的な動作とするが、図示しない制御部や記憶部が記憶するソフトウェアにより実現することもできる。   The operation of each component of the image encoding device 1 will be described in detail. In addition, although the following operation | movement is set as the autonomous operation | movement of each component, it can also be implement | achieved by the software which the control part and memory | storage part which are not shown in figure memorize | store.

まず符号化ブロック10について説明する。
画像入力部101には原画像が入力する。画像予測部102は、原画像と、復号画像メモリ120からの復号済み画像(過去、未来、あるいは現フレーム)とを用いて予測を行い、その差分を計算する。なお、画像の予測を行わずに原画像をそのまま処理してもよい。その場合には、画像予測部10及び復号化ブロック20を省略できる。
First, the encoding block 10 will be described.
An original image is input to the image input unit 101. The image prediction unit 102 performs prediction using the original image and the decoded image (past, future, or current frame) from the decoded image memory 120, and calculates the difference. Note that the original image may be processed as it is without predicting the image. In that case, the image prediction unit 10 and the decoding block 20 can be omitted.

解像度分解メモリ103は、多重解像度分解された画像データを保持するメモリである。本実施例における多重解像度分解は、2段階の解像度分解ステップによって行う。補間処理部104、方向選択部105、画素分離部106によって行われる処理を第1ステップと呼び、補間処理部107、方向選択部108、画素分離部109によって行われる処理を第2ステップと呼ぶことにする。   The resolution decomposition memory 103 is a memory that holds the image data subjected to the multi-resolution decomposition. The multi-resolution decomposition in this embodiment is performed by two resolution resolution steps. The processing performed by the interpolation processing unit 104, the direction selection unit 105, and the pixel separation unit 106 is referred to as a first step, and the processing performed by the interpolation processing unit 107, the direction selection unit 108, and the pixel separation unit 109 is referred to as a second step. To.

まず第1ステップについて説明する。補間処理部104は、処理対象画素に対して参照画素を用いて補間予測を行う。その際の処理対象画素は、画素座標を(x,y)としたとき、例えば、xとyの一方のみが奇数となる位置の画素を飛び飛びに選択する。各処理対象画素毎に補間予測は複数の方向に対して行い、例えば水平方向と垂直方向の2方向とする。参照画素は、処理対象画素の近傍にあって補間方向に配置された画素を用いるが、処理対象画素として選択されない画素を用いる。なぜなら、処理対象画素のデータは補間処理の後で差分値に置換されるからである。補間に用いる参照画素は、例えば処理対象画素を挟んで一列に並んだ4点とする。補間方法(補間演算式)は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いる。なお、補間方法を複数通り用意し、使用する参照画素の特徴に応じて補間方法を切り替えてもよい。この場合、参照画素の特徴として参照画素の平均値や分散値に注目して、最適な補間方法を選択するのが良い。   First, the first step will be described. The interpolation processing unit 104 performs interpolation prediction on the processing target pixel using the reference pixel. For the processing target pixel at that time, when the pixel coordinates are (x, y), for example, pixels at positions where only one of x and y is odd are selected. Interpolation prediction is performed for each processing target pixel in a plurality of directions, for example, in two directions, a horizontal direction and a vertical direction. As the reference pixel, a pixel that is in the vicinity of the processing target pixel and is arranged in the interpolation direction is used, but a pixel that is not selected as the processing target pixel is used. This is because the data of the pixel to be processed is replaced with the difference value after the interpolation process. The reference pixels used for the interpolation are, for example, four points arranged in a line across the processing target pixel. As the interpolation method (interpolation calculation formula), linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation, or the like is used. Note that a plurality of interpolation methods may be prepared, and the interpolation method may be switched according to the characteristics of the reference pixel to be used. In this case, it is preferable to select an optimal interpolation method by paying attention to the average value and the variance value of the reference pixels as the characteristics of the reference pixels.

方向選択部105は、補間処理部104によって補間予測された複数の補間方向(水平方向と垂直方向)に対する予測値の中から、1つの方向の予測値を選択する。予測値の選択方法は、例えば隣接画素間の画素値の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値等を用いて、この値が最小となる方向(あるいは予め定めた範囲内の値になる方向)の予測値を選択する。すなわち、参照画素の値に対し予測値がより滑らかに連続する方向を選択する。   The direction selection unit 105 selects a prediction value in one direction from prediction values for a plurality of interpolation directions (horizontal direction and vertical direction) interpolated and predicted by the interpolation processing unit 104. The prediction value selection method uses, for example, the total value of the L1 norm, which is the sum of the absolute value errors of the pixel values between adjacent pixels, or the like, in a direction in which this value is minimized (or a value within a predetermined range). Direction) predicted value. That is, the direction in which the predicted value continues more smoothly with respect to the value of the reference pixel is selected.

画素分離部106は、処理対象画素の画素値と、方向選択部105によって選択された予測値との差分をとり、これを処理対象画素の高周波成分ΔP1として解像度分解メモリ103の別領域に保存する。これによって、処理対象画素についてその高周波成分データΔP1を分離して保存する。   The pixel separation unit 106 takes the difference between the pixel value of the processing target pixel and the predicted value selected by the direction selection unit 105, and stores this difference as a high frequency component ΔP1 of the processing target pixel in another region of the resolution decomposition memory 103. . Thus, the high frequency component data ΔP1 is separated and stored for the processing target pixel.

次に第2ステップについて説明する。補間処理部107は、第1ステップにおいて処理対象に選択しなかった画素を対象とする。その中で、例えば、座標xとyの両方が奇数の位置の画素を処理対象に選択し、それ以外の画素を参照画素として補間予測を行う。補間予測は複数の方向に対して行うが、この場合は第1ステップと異なる例えば右斜め45度方向(以下、右斜め方向)と左斜め45度方向(以下、左斜め方向)の2方向とする。なぜなら、第1ステップと同じ方向(水平方向と垂直方向)に配置されている画素には、既に第1ステップで処理対象となり、高周波成分に置換されたものが含まれるので参照画素とすることができないからである。この場合も補間に用いる参照画素は、例えば一列に並んだ4点を用いる。また補間方法は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いるが、補間方法を複数通り用意し最適な方法を選択してもよい。   Next, the second step will be described. The interpolation processing unit 107 targets pixels that are not selected as processing targets in the first step. Among them, for example, a pixel at an odd position in both coordinates x and y is selected as a processing target, and interpolation prediction is performed using the other pixels as reference pixels. Interpolation prediction is performed in a plurality of directions. In this case, for example, two directions of 45 ° right diagonal direction (hereinafter, right diagonal direction) and 45 ° left diagonal direction (hereinafter, left diagonal direction) are different from the first step. To do. This is because the pixels arranged in the same direction (horizontal direction and vertical direction) as the first step already include the pixel to be processed in the first step and replaced with a high-frequency component, so that it can be used as a reference pixel. It is not possible. In this case as well, for example, four reference pixels arranged in a line are used as reference pixels for interpolation. As the interpolation method, linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation or the like is used. However, a plurality of interpolation methods may be prepared and an optimum method may be selected.

方向選択部108は、補間処理部107によって補間予測された複数の補間方向(右斜め方向と左斜め方向)に対する予測値の中から1つの方向の予測値を選択する。予測値の選択方法は、第1ステップと同様に、例えば隣接画素間の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値等を用いて、この値が最小となる方向の予測値を選択する。   The direction selection unit 108 selects a prediction value in one direction from prediction values for a plurality of interpolation directions (right diagonal direction and left diagonal direction) predicted by interpolation by the interpolation processing unit 107. As in the first step, the prediction value selection method uses, for example, the total value of the L1 norm, which is the sum of absolute value errors between adjacent pixels, and selects the prediction value in the direction in which this value is minimized.

画素分離部109は、処理対象画素の値と、方向選択部108によって選択された予測値との差分をとり、これを処理対象画素の高周波成分データΔP2として解像度分解メモリ103の別領域に保存する。これにより、第1ステップと第2ステップで処理対象とされた画素について、高周波成分データΔP1,ΔP2を分離して保存する。   The pixel separation unit 109 takes the difference between the value of the processing target pixel and the predicted value selected by the direction selection unit 108, and stores this difference as a high frequency component data ΔP2 of the processing target pixel in another area of the resolution decomposition memory 103. . Thereby, the high frequency component data ΔP1 and ΔP2 are separated and stored for the pixels to be processed in the first step and the second step.

次に変換・量子化部110では、多重解像度分解された画像データを、それぞれのデータの特徴に従って符号化する。例えば、処理対象とならなかった画素データP0についてはブロックに分割して離散コサイン変換を行い、係数を量子化して符号化データを生成する。処理対象画素の高周波成分データΔP1,ΔP2については係数を量子化して符号化データを生成する。
符号出力部111では、生成された符号化データを出力する。
Next, the transform / quantization unit 110 encodes the image data subjected to multi-resolution decomposition according to the characteristics of each data. For example, the pixel data P0 that has not been processed is divided into blocks, subjected to discrete cosine transform, and the coefficients are quantized to generate encoded data. Coefficients are quantized for the high frequency component data ΔP1 and ΔP2 of the processing target pixel to generate encoded data.
The code output unit 111 outputs the generated encoded data.

このように本実施例では、解像度分解処理において、複数の方向に対して補間予測を行う補間処理部104,107と、補間誤差のより小さい方向の予測値を選択する方向選択部105,108を設けたことに特徴がある。そして画素配列を考慮して効率的な処理を行うため2段階の解像度分解ステップで構成したことを特徴とする。   As described above, in the present embodiment, in the resolution decomposition process, the interpolation processing units 104 and 107 that perform interpolation prediction with respect to a plurality of directions, and the direction selection units 105 and 108 that select prediction values in a direction with a smaller interpolation error are provided. It is characterized by the provision. In order to perform efficient processing in consideration of the pixel arrangement, it is characterized by comprising two resolution resolution steps.

次に復号化ブロック20について説明する。
逆量子化・逆変換部112では、変換・量子化部110で作成された符号化データに対して逆量子化、逆変換を行い、画素データP0と高周波成分データΔP1,ΔP2に戻す。
Next, the decoding block 20 will be described.
The inverse quantization / inverse transform unit 112 performs inverse quantization and inverse transform on the encoded data created by the transform / quantization unit 110 to return to pixel data P0 and high frequency component data ΔP1, ΔP2.

解像度合成メモリ113は、多重解像度分解された画像データを元の画像に戻すために保持するメモリである。多重解像度分解された画像の復元は、前記符号化ブロックにおける2段階の解像度分解ステップに対応する、2段階の解像度合成ステップによって行う。補間処理部114、方向選択部115、画素分離部116によって行われる処理は、前記第1ステップを元に戻すもので逆第1ステップと呼び、補間処理部117、方向選択部118、画素分離部119によって行われる処理は、前記第2ステップを元に戻すもので逆第2ステップと呼ぶことにする。   The resolution synthesizing memory 113 is a memory that holds the image data that has been subjected to the multiresolution decomposition in order to restore the original image. The restoration of the multiresolution decomposed image is performed by a two-stage resolution synthesis step corresponding to the two-stage resolution decomposition step in the encoded block. The processing performed by the interpolation processing unit 114, the direction selection unit 115, and the pixel separation unit 116 returns the first step to the original, and is called a reverse first step. The interpolation processing unit 117, the direction selection unit 118, and the pixel separation unit The process performed by 119 is to return the second step to the original, and will be referred to as a reverse second step.

まず逆第2ステップから処理を行う。これは、補間予測に用いる参照画素のデータを不足することなく取得するためである。
補間処理部117は、第2ステップと同様に座標xとyの両方が奇数の位置の画素を処理対象に選択し、補間予測を行う。補間方向は第2ステップと同様に右斜め方向と左斜め方向の2方向とする。補間における参照画素は、一列に並んだ4点を用いて、補間方法は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いる。
First, processing is performed from the reverse second step. This is because the reference pixel data used for the interpolation prediction is acquired without shortage.
As in the second step, the interpolation processing unit 117 selects a pixel at a position where both coordinates x and y are odd numbers as a processing target, and performs interpolation prediction. As in the second step, the interpolation directions are two directions, a right diagonal direction and a left diagonal direction. The reference pixels in the interpolation use four points arranged in a line, and the interpolation method uses linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation, or the like.

方向選択部118は、補間処理部117によって補間予測された複数の方向(右斜め方向と左斜め方向)に対する予測値の中から1つの方向の予測値を選択する。予測値の選択方法は、第2ステップと同様に、例えば隣接画素間の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値等を用いて、この値が最小となる方向の予測値を選択する。   The direction selection unit 118 selects a prediction value in one direction from prediction values for a plurality of directions (right diagonal direction and left diagonal direction) predicted by interpolation by the interpolation processing unit 117. As in the second step, the prediction value selection method selects, for example, the prediction value in the direction in which this value is minimum using the total value of the L1 norm, which is the sum of absolute value errors between adjacent pixels.

画素合成部119は、処理対象画素の高周波成分ΔP2と、方向選択部118によって選択された予測値との和をとり、これを元の画素値として解像度合成メモリ113に保存する。これによって、処理対象画素についてその高周波成分ΔP2を合成して元の画像を復元する。   The pixel synthesis unit 119 calculates the sum of the high-frequency component ΔP2 of the pixel to be processed and the predicted value selected by the direction selection unit 118, and stores this in the resolution synthesis memory 113 as the original pixel value. As a result, the original image is restored by synthesizing the high-frequency component ΔP2 of the processing target pixel.

次に逆第1ステップの処理を行う。
補間処理部114は、第1ステップと同様に座標xとyの一方のみが奇数となる位置の画素を処理対象に選択し、補間予測を行う。補間方向は第1ステップと同様に水平方向と垂直方向の2方向とする。補間における参照画素は、一列に並んだ4点を用いて、補間方法は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いる。
Next, reverse first step processing is performed.
As in the first step, the interpolation processing unit 114 selects a pixel at a position where only one of the coordinates x and y is an odd number as a processing target, and performs interpolation prediction. The interpolation directions are two directions, the horizontal direction and the vertical direction, as in the first step. The reference pixels in the interpolation use four points arranged in a line, and the interpolation method uses linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation, or the like.

方向選択部115は、補間処理部114によって補間予測された複数の方向(水平方向と垂直方向)に対する予測値の中から1つの方向の予測値を選択する。予測値の選択方法は、第1ステップと同様に、例えば隣接画素間の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値等を用いて、この値が最小となる方向の予測値を選択する。   The direction selection unit 115 selects a predicted value in one direction from predicted values for a plurality of directions (horizontal direction and vertical direction) interpolated and predicted by the interpolation processing unit 114. As in the first step, the prediction value selection method uses, for example, the total value of the L1 norm, which is the sum of absolute value errors between adjacent pixels, and selects the prediction value in the direction in which this value is minimized.

画素合成部116は、処理対象画素の高周波成分ΔP1と、方向選択部115によって選択された予測値との和をとり、これを元の画素値として解像度合成メモリ113に保存する。これによって、処理対象画素についてその高周波成分ΔP1を合成して元の画像を復元する。   The pixel synthesis unit 116 calculates the sum of the high-frequency component ΔP1 of the processing target pixel and the predicted value selected by the direction selection unit 115, and stores this as the original pixel value in the resolution synthesis memory 113. As a result, the original image is restored by synthesizing the high-frequency component ΔP1 for the processing target pixel.

逆第2ステップと逆第1ステップにより合成された復号画像は復号画像メモリ120に格納され、画像予測部102での予測に利用される。   The decoded image synthesized by the reverse second step and the reverse first step is stored in the decoded image memory 120 and used for prediction by the image prediction unit 102.

本実施例では、以上の構成と動作により画像符号化を行うが、以下のような変形が可能である。
まず、符号化ブロックにおける解像度分解処理の順序を、先に第2ステップを行い次に第1ステップを行うようにしても良い。あるいは、先に第1ステップを行う場合と、先に第2ステップを行う場合とを比較し、いずれかを選択してその順序の情報と共に符号化してもよい。ただし、復号化ブロックにおける解像度合成処理の順序は、符号化ブロックにおける解像度分解処理の順序に対応させるようにする。すなわち、符号化ブロックで先に第2ステップを行った場合には、復号化ブロックでは先に逆第1ステップを行うようにする。
In this embodiment, image coding is performed by the above configuration and operation, but the following modifications are possible.
First, the order of resolution decomposition processing in the coding block may be such that the second step is performed first and then the first step is performed. Alternatively, the case where the first step is performed first may be compared with the case where the second step is performed first, and either one may be selected and encoded together with the information of the order. However, the order of resolution composition processing in the decoding block is made to correspond to the order of resolution decomposition processing in the coding block. That is, when the second step is performed first in the coding block, the reverse first step is performed first in the decoding block.

また、補間処理部104,107における補間方向は、本実施例では直交する画素配列を考慮して水平方向と垂直方向、右斜め方向と左斜め方向の4通りについて選択したが、これに限定されず、また4通り以上の方向を選択しても良い。   Further, in this embodiment, the interpolation directions in the interpolation processing units 104 and 107 are selected in the horizontal direction and the vertical direction, and the right diagonal direction and the left diagonal direction in consideration of the orthogonal pixel arrangement, but are not limited thereto. Alternatively, four or more directions may be selected.

図3は、本実施例における多重解像度分解の方法を詳細に説明する図である。本実施例では、多重解像度分解処理を(a)第1ステップと(b)第2ステップに分けて行うが、そのときの画素の選択を図示したものである。   FIG. 3 is a diagram for explaining in detail the multiresolution decomposition method in the present embodiment. In this embodiment, the multi-resolution decomposition process is performed by dividing into (a) the first step and (b) the second step, and the selection of the pixels at that time is illustrated.

(a)の第1ステップでは、水平・垂直方向の補間予測301を行う。ここでは、横軸位置x、縦軸位置yとして、xとyの一方が奇数の位置を処理対象画素(×印)として選択する。ここで符号310は処理済の画素で、符号311は現在処理中の画素を示す。他は参照画素(○印)312であるが、現在処理中の画素311に対する参照画素として、水平方向に配置された近傍の4画素(◎印)313と、垂直方向に配置された近傍の4画素(●印)314を用いる。これらの参照画素を用いて水平方向と垂直方向の補間予測を行う。補間方法は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いる。水平方向の予測値と垂直方向の予測値を比較し、より補間誤差の小さい値を選択する。   In the first step (a), horizontal / vertical interpolation prediction 301 is performed. Here, a position where one of x and y is an odd number is selected as the processing target pixel (x mark) as the horizontal axis position x and the vertical axis position y. Here, reference numeral 310 denotes a processed pixel, and reference numeral 311 denotes a pixel currently being processed. Others are reference pixels (circles) 312, but as reference pixels for the currently processed pixel 311, four neighboring pixels (circles) 313 arranged in the horizontal direction and four neighboring pixels arranged in the vertical direction. Pixels (● marks) 314 are used. Interpolation prediction in the horizontal direction and the vertical direction is performed using these reference pixels. As an interpolation method, linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation, or the like is used. The predicted value in the horizontal direction is compared with the predicted value in the vertical direction, and a value with a smaller interpolation error is selected.

処理対象画素311の値と選択された予測値との差分をとり、これが1/2点差分画像302の高周波成分データΔP1となる。この1/2点差分画像302は画素数が元の画像の1/2であり、またその高周波成分データΔP1は、補間誤差の小さい方を選択した結果、より小さな値となっている。第1ステップで未処理の画素312は1/2点原画像303として残り、その画素数は元の画像の1/2である。   The difference between the value of the processing target pixel 311 and the selected predicted value is taken and becomes the high frequency component data ΔP1 of the half-point difference image 302. The half-point difference image 302 has half the number of pixels as the original image, and the high-frequency component data ΔP1 has a smaller value as a result of selecting the smaller interpolation error. The unprocessed pixels 312 in the first step remain as the half-point original image 303, and the number of pixels is ½ of the original image.

次に(b)の第2ステップでは、(a)の第1ステップにおいて処理対象に選択しなかった1/2点原画像303の画素312を対象に、右斜め・左斜め方向の補間予測304を行う。なお(b)の図では、第1ステップで処理対象とした画素は表示していない。ここでは、xとyの両方が奇数の位置を処理対象画素(×印)として選択する。符号320は処理済の画素で、符号321は現在処理中の画素を示し、それ以外は参照画素322とし補間予測を行う。現在処理中の画素321に対する参照画素としては、右斜め方向に配置された近傍の4画素(◎印)323と、左斜め方向に配置された近傍の4画素(●印)324を用いる。これらの参照画素を用いて右斜め方向と左斜め方向の補間予測を行う。これらの予測値を比較し、より補間誤差の小さい値を選択する。   Next, in the second step (b), interpolation prediction 304 in the diagonally right / left diagonal direction is performed on the pixel 312 of the half-point original image 303 that has not been selected as the processing target in the first step (a). I do. In the diagram of (b), the pixel to be processed in the first step is not displayed. Here, a position where both x and y are odd numbers is selected as a processing target pixel (x mark). Reference numeral 320 denotes a processed pixel, reference numeral 321 denotes a pixel currently being processed, and other reference pixels 322 are used for interpolation prediction. As reference pixels for the pixel 321 currently being processed, four neighboring pixels (◎) 323 arranged in the diagonally right direction and four neighboring pixels (● symbol) 324 arranged in the diagonally left direction are used. Using these reference pixels, interpolation prediction in the right diagonal direction and left diagonal direction is performed. These predicted values are compared, and a value with a smaller interpolation error is selected.

処理対象画素321の値と選択された予測値との差分をとり、これが1/4点差分画像305の高周波成分データΔP2となる。この1/4差分画像305は、画素の数が元の画像の1/4であり、またその高周波成分データΔP2は、補間誤差の小さい方を選択した結果、より小さな値となっている。第2ステップで未処理の画素322は1/4点原画像306となり、その画素数が元の画像の1/4であり、これは元の画素値P0のままである。   The difference between the value of the processing target pixel 321 and the selected predicted value is taken, and this becomes the high frequency component data ΔP2 of the ¼ point difference image 305. The 1/4 difference image 305 has 1/4 of the number of pixels of the original image, and the high frequency component data ΔP2 has a smaller value as a result of selecting the smaller interpolation error. In the second step, the unprocessed pixel 322 becomes a quarter-point original image 306, the number of pixels of which is 1/4 of the original image, which remains the original pixel value P0.

このようにして分解された、1/2点差分画像302、1/4点差分画像305、1/4点原画像306の各データΔP1,ΔP2,P0は解像度分解メモリ103に保存された後、変換・量子化部110にてそれぞれ変換・量子化307,308,309して符号化データとなる。このうち1/2点差分画像302と1/4点差分画像305については、値の小さな高周波成分データΔP1,ΔP2を符号化したものであるから、符号量はより少ないものとなる。この場合、画素全体に対する差分化処理した画素数の割合(差分化率)は、3/4に達する。引き続き、未処理の1/4点原画像306の画素に対して上記の解像度分解の処理を繰り返せば、さらに差分化率を向上させることができる。これを複数の階層に分けた解像度分解という。例えば1回の繰り返し処理で、差分化率は(3/4)+(1/4)×(3/4)=15/16に向上し、より符号量を削減することができる。   The data ΔP 1, ΔP 2, P 0 of the 1 / 2-point difference image 302, 1 / 4-point difference image 305, and 1 / 4-point original image 306 decomposed in this way are stored in the resolution decomposition memory 103, The transform / quantization unit 110 transforms / quantizes 307, 308, and 309 to obtain encoded data. Of these, the half-point difference image 302 and the quarter-point difference image 305 are obtained by encoding the high-frequency component data ΔP1 and ΔP2 having small values, so that the code amount is smaller. In this case, the ratio (difference ratio) of the number of pixels subjected to the differentiation process with respect to the entire pixels reaches 3/4. Subsequently, if the above resolution decomposition process is repeated for the pixels of the unprocessed quarter-point original image 306, the difference ratio can be further improved. This is called resolution decomposition divided into a plurality of layers. For example, the difference rate is improved to (3/4) + (1/4) × (3/4) = 15/16 by one iteration, and the code amount can be further reduced.

図4は、方向選択部105,108における予測値の選択方法の一例を示す図である。ここでは、隣接画素間の画素値の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値を用いた評価法を示す。図4のように、隣接する画素P1〜P4について、それらの画素値(例えば輝度成分)が順に100,200,100,200の値となった場合、この4点のL1ノルムの合計値Tは100+100+100=300となる。複数の補間方向についてそれぞれこの合計値Tを求め、最も小さい値を示す方向を選択する。この評価方法によれば、隣接画素との補間誤差がより小さくなる方向、すなわち画素値がより滑らかに連続する方向を選択することができる。画素値の分散値を評価することでも、同様の選択を行うことができる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a prediction value selection method in the direction selection units 105 and 108. Here, an evaluation method using the total value of the L1 norm, which is the sum of absolute value errors of pixel values between adjacent pixels, is shown. As shown in FIG. 4, when the pixel values (for example, luminance components) of adjacent pixels P1 to P4 sequentially become values of 100, 200, 100, and 200, the total value T of the four L1 norms is 100 + 100 + 100 = 300. The total value T is obtained for each of a plurality of interpolation directions, and the direction showing the smallest value is selected. According to this evaluation method, it is possible to select a direction in which an interpolation error with an adjacent pixel becomes smaller, that is, a direction in which pixel values continue more smoothly. A similar selection can be made by evaluating the variance of pixel values.

図5は、参照画素の設定の他の例を示す図である。前記図3の第1ステップにおける参照画素では、水平方向と垂直方向にそれぞれ一列に並んだ4点を用いた。これに対し本例では、処理対象画素500に対し、左側に配置される4点(符号501)と右側に配置される4点(符号502)、及び上側に配置される4点(符号503)と下側に配置される4点(符号504)を用いて補間予測するものである。各4点の平均値をとり、水平方向の2点、及び垂直方向の2点から補間を行う方法でもよい。この方法によれば、参照画素の数を増加させたことにより補間演算時の誤差が小さくなり、より符号量の低減を図ることができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating another example of setting reference pixels. In the reference pixels in the first step of FIG. 3, four points arranged in a line in the horizontal direction and in the vertical direction, respectively, were used. On the other hand, in this example, with respect to the processing target pixel 500, four points (reference numeral 501) arranged on the left side, four points arranged on the right side (reference numeral 502), and four points arranged on the upper side (reference numeral 503). Interpolation prediction using four points (reference numeral 504) arranged on the lower side. Alternatively, an average value of four points may be taken, and interpolation may be performed from two points in the horizontal direction and two points in the vertical direction. According to this method, by increasing the number of reference pixels, an error at the time of interpolation calculation is reduced, and the code amount can be further reduced.

図6は、本実施例における画像符号化方法のフローチャートを示す図である。簡単のために、ここでは原画像を予測なし(差分化処理なし)で符号化する場合を説明する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a flowchart of an image encoding method according to the present embodiment. For simplicity, a case will be described here where the original image is encoded without prediction (no difference processing).

ステップ601では、画像を入力する。
ステップ602では、処理対象とする画像範囲を設定し多重解像度分解を開始する。複数の階層に分けて符号化する場合は、初回は最上位の階層(画像全体)から始め、繰り返し処理の場合は次の下位階層(未処理画像)を対象とする。
In step 601, an image is input.
In step 602, an image range to be processed is set and multi-resolution decomposition is started. When encoding in a plurality of hierarchies, the first time starts from the highest hierarchy (entire image), and in the case of repeated processing, the next lower hierarchy (unprocessed image) is targeted.

ステップ603では、第1ステップの解像度分解を開始する。まず、処理対象画素とその参照画素を設定する。ここではxとyの一方が奇数の位置を処理対象画素とし、それ以外を参照画素として、水平方向と垂直方向に対して補間予測を行う。
ステップ604では、補間予測された2つの値を比較し補間誤差の小さい方の予測値を選択する。
In step 603, resolution resolution in the first step is started. First, a processing target pixel and its reference pixel are set. Here, interpolation prediction is performed in the horizontal direction and the vertical direction, with the position where one of x and y is an odd number as a processing target pixel and the other as a reference pixel.
In step 604, two values predicted by interpolation are compared, and the predicted value with the smaller interpolation error is selected.

ステップ605では、ステップ604で選択した予測値と処理対象画素の画素値との差分をとり、これを対象画素の高周波成分ΔP1として分離する。
ステップ606では、第1ステップの処理対象画素が全て終了したかどうかを判定する。終了していなければステップ603に戻り、次の画素を処理する。終了したらステップ607へ進む。
In step 605, the difference between the predicted value selected in step 604 and the pixel value of the processing target pixel is taken and separated as a high frequency component ΔP1 of the target pixel.
In step 606, it is determined whether all the pixels to be processed in the first step have been completed. If not completed, the process returns to step 603 to process the next pixel. When completed, go to step 607.

ステップ607では、第2ステップの解像度分解を開始する。まず、処理対象画素とその参照画素を設定する。ここでは第1ステップ(ステップ603)で対象としなかった画素の中で、xとyの両方が奇数の位置を処理対象画素とし、それ以外を参照画素として、右斜め方向と左斜め方向に対して補間予測を行う。
ステップ608では、補間予測された2つの値を比較し補間誤差の小さい方の予測値を選択する。
In step 607, resolution resolution in the second step is started. First, a processing target pixel and its reference pixel are set. Here, among the pixels not targeted in the first step (step 603), the positions where both x and y are odd numbers are set as processing target pixels, and the other pixels are set as reference pixels, with respect to the right diagonal direction and the left diagonal direction. Interpolate prediction.
In step 608, two values predicted by interpolation are compared, and a predicted value having a smaller interpolation error is selected.

ステップ609では、ステップ608で選択した予測値と処理対象画素の画素値との差分をとり、これを対象画素の高周波成分ΔP2として分離する。
ステップ610では、第2ステップの処理対象画素が全て処理終了したかどうかを判定する。終了していなければステップ607に戻り、次の画素を処理する。終了したらステップ611へ進む。
In step 609, the difference between the predicted value selected in step 608 and the pixel value of the processing target pixel is taken and separated as a high frequency component ΔP2 of the target pixel.
In step 610, it is determined whether or not the processing target pixels in the second step are all processed. If not completed, the process returns to step 607 to process the next pixel. When completed, go to step 611.

ステップ611では、複数の階層に分けて符号化する場合、最下位の階層に達したかどうか判定する。さらに次の階層を繰り返す場合はステップ602へ戻り、未処理の画素からなる画像範囲を処理対象に設定して、次の階層の解像度分解(第1ステップと第2ステップ)を繰り返す。繰り返さない場合は、ステップ612へ進む。   In step 611, when encoding in a plurality of layers, it is determined whether or not the lowest layer has been reached. When the next layer is repeated, the process returns to step 602, the image range including unprocessed pixels is set as a processing target, and the resolution decomposition (first step and second step) of the next layer is repeated. If not, the process proceeds to step 612.

ステップ612では、多重解像度分解された画素データ(高周波成分ΔP1,ΔP2と未処理の画素値P0)を、変換・量子化して符号化データを作成する。
ステップ613では、作成された符号化データを出力する。
In step 612, pixel data (high-frequency components ΔP1, ΔP2 and unprocessed pixel value P0) subjected to multi-resolution decomposition is converted and quantized to generate encoded data.
In step 613, the generated encoded data is output.

このように多重解像度分解するとき、2段階のステップで方向の異なる補間予測を行うことにより、画素の配置に従って効率良く符号化処理を行うことができる。またこれらのステップを繰り返すことで所望の階層まで解像度分解し、さらに符号量を削減することができる。   Thus, when performing multi-resolution decomposition, by performing interpolation prediction with different directions in two steps, encoding processing can be performed efficiently according to the pixel arrangement. Also, by repeating these steps, resolution can be decomposed to a desired hierarchy, and the code amount can be further reduced.

図2は、本発明による画像復号化装置の一実施例を示すブロック図である。
画像復号化装置2は、ストリーム解析部201、画像予測部202、逆量子化・逆変換部203、解像度合成メモリ204を備え、解像度合成メモリ204には2系統の補間処理部205,208、方向選択部206,209、画素合成部207,210を接続する。解像度合成メモリ204の出力端には、復号画像メモリ211、画像出力部212を接続する。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of an image decoding apparatus according to the present invention.
The image decoding apparatus 2 includes a stream analysis unit 201, an image prediction unit 202, an inverse quantization / inverse conversion unit 203, and a resolution synthesis memory 204. The resolution synthesis memory 204 includes two interpolation processing units 205 and 208, directions. The selection units 206 and 209 and the pixel synthesis units 207 and 210 are connected. The decoded image memory 211 and the image output unit 212 are connected to the output terminal of the resolution composition memory 204.

画像復号化装置2の各構成要素の動作を詳細に説明する。なお、ここでは前記実施例1の画像符号化装置1により作成された符号化データが入力された場合について説明する。
ストリーム解析部201は、入力された符号化ストリームを解析する。ここで、ストリーム解析部201は、パケットからのデータ抽出処理や各種ヘッダ、フラグの情報取得処理も行う。
The operation of each component of the image decoding device 2 will be described in detail. Here, a case where encoded data created by the image encoding device 1 of the first embodiment is input will be described.
The stream analysis unit 201 analyzes the input encoded stream. Here, the stream analysis unit 201 also performs data extraction processing from packets and information acquisition processing of various headers and flags.

画像予測部202は、フラグや動きベクトル等の情報と、復号画像メモリ211からの復号済み画像(過去、未来、あるいは現フレーム)とを用いて予測を行い予測画像の作成を行う。なお入力ストリームが原画像の場合は、画像の予測は行わなくてもよい。
逆量子化・逆変換部203では、符号化データに対して逆量子化、逆変換を行い、画素データと高周波成分データに戻す。
The image prediction unit 202 performs prediction using information such as a flag and a motion vector and a decoded image (past, future, or current frame) from the decoded image memory 211 to create a predicted image. Note that when the input stream is an original image, image prediction need not be performed.
The inverse quantization / inverse transform unit 203 performs inverse quantization and inverse transform on the encoded data, and returns it to pixel data and high frequency component data.

解像度合成メモリ204は、多重解像度分解された画像データから合成した元の画像データを保持するメモリである。本実施例における多重解像度分解された画像の合成は、2段階の解像度合成ステップによって行う。補間処理部205、方向選択部206、画素合成部207によって行われる処理は、前記実施例1(図1)の第1ステップの逆処理であり逆第1ステップと呼び、補間処理部208、方向選択部209、画素合成部210によって行われる処理は、前記第2ステップの逆処理であり逆第2ステップと呼ぶことにする。   The resolution synthesis memory 204 is a memory that holds original image data synthesized from multi-resolution decomposed image data. In this embodiment, the multi-resolution decomposed image is synthesized in two stages of resolution synthesis steps. The processing performed by the interpolation processing unit 205, the direction selection unit 206, and the pixel synthesis unit 207 is an inverse process of the first step of the first embodiment (FIG. 1) and is called an inverse first step. The processing performed by the selection unit 209 and the pixel synthesis unit 210 is an inverse process of the second step and is referred to as an inverse second step.

ここで、復号化時における逆第1ステップと逆第2ステップの順序は、符号化時の第1ステップと第2ステップの順序に対応させるようにする。すなわち、符号化時に先に第1ステップを行った場合には、復号化時は先に逆第2ステップを行い、符号化時に先に第2ステップを行った場合には、復号化時は先に逆第1ステップを行うようにする。これにより、補間予測に用いる参照画素のデータを不足することなく取得することができる。   Here, the order of the reverse first step and the reverse second step at the time of decoding is made to correspond to the order of the first step and the second step at the time of encoding. That is, when the first step is performed first at the time of encoding, the reverse second step is performed first at the time of decoding, and when the second step is performed first at the time of encoding, the first step is performed at the time of decoding. The reverse first step is performed. Thereby, the reference pixel data used for the interpolation prediction can be acquired without being insufficient.

本実施例では、前記実施例1の符号化条件に対応させ、まず逆第2ステップから処理を行う。
補間処理部208は、符号化時の第2ステップと同様に座標xとyの両方が奇数の位置の画素を処理対象に選択し、補間予測を行う。この位置の画素は、符号化時に処理対象となった画素であり、符号化データでは高周波成分データΔP2として与えられる。補間方向は、第2ステップと同様に右斜め方向と左斜め方向の2方向とする。この方向に設定することで、参照画素のデータを不足することなく取得できる。補間における参照画素は、一列に並んだ4点を用いて、補間方法は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いる。
In the present embodiment, processing is first performed from the reverse second step in correspondence with the coding conditions of the first embodiment.
The interpolation processing unit 208 selects a pixel at a position where both the coordinates x and y are odd numbers as a processing target, and performs interpolation prediction as in the second step at the time of encoding. The pixel at this position is a pixel to be processed at the time of encoding, and is provided as high frequency component data ΔP2 in the encoded data. As in the second step, the interpolation directions are two directions, a right diagonal direction and a left diagonal direction. By setting in this direction, reference pixel data can be acquired without shortage. The reference pixels in the interpolation use four points arranged in a line, and the interpolation method uses linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation, or the like.

方向選択部209は、補間処理部208によって補間予測された複数の方向(右斜め方向と左斜め方向)に対する予測値の中から1つの方向の予測値を選択する。予測値の選択方法は、第2ステップと同様に、例えば隣接画素間の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値等を用いて、この値が最小となる方向の予測値を選択する。   The direction selection unit 209 selects a prediction value in one direction from prediction values for a plurality of directions (right oblique direction and left oblique direction) predicted by interpolation by the interpolation processing unit 208. As in the second step, the prediction value selection method selects, for example, the prediction value in the direction in which this value is minimum using the total value of the L1 norm, which is the sum of absolute value errors between adjacent pixels.

画素合成部210は、処理対象画素の高周波成分ΔP2と、方向選択部209によって選択された予測値との和をとり、これを元の画素値として解像度合成メモリ204に保存する。これによって、処理対象画素についてその高周波成分ΔP2を合成して元の画像を復元する。   The pixel synthesis unit 210 calculates the sum of the high-frequency component ΔP2 of the processing target pixel and the predicted value selected by the direction selection unit 209, and stores this in the resolution synthesis memory 204 as the original pixel value. As a result, the original image is restored by synthesizing the high-frequency component ΔP2 of the processing target pixel.

次に逆第1ステップの処理を行う。
補間処理部205は、第1ステップと同様に座標xとyの一方のみが奇数となる位置の画素を処理対象に選択し、補間予測を行う。この位置の画素も高周波成分データΔP1として与えられており、まだ合成されていないものである。補間方向は第1ステップと同様に水平方向と垂直方向の2方向とする。この方向の画素は、前記逆第2ステップの結果画素値が合成され、参照画素として用いることができる。補間における参照画素は、一列に並んだ4点を用いて、補間方法は線形補間、2次あるいは3次の多項式補間等を用いる。
Next, reverse first step processing is performed.
As in the first step, the interpolation processing unit 205 selects a pixel at a position where only one of the coordinates x and y is an odd number as a processing target, and performs interpolation prediction. The pixel at this position is also given as the high-frequency component data ΔP1, and has not been synthesized yet. The interpolation directions are two directions, the horizontal direction and the vertical direction, as in the first step. Pixels in this direction can be used as reference pixels by combining pixel values as a result of the reverse second step. The reference pixels in the interpolation use four points arranged in a line, and the interpolation method uses linear interpolation, quadratic or cubic polynomial interpolation, or the like.

方向選択部206は、補間処理部205によって補間予測された複数の方向(水平方向と垂直方向)に対する予測値の中から1つの方向の予測値を選択する。予測値の選択方法は、第1ステップと同様に、例えば隣接画素間の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値等を用いて、この値が最小となる方向の予測値を選択する。   The direction selection unit 206 selects a prediction value in one direction from prediction values for a plurality of directions (horizontal direction and vertical direction) predicted by interpolation by the interpolation processing unit 205. As in the first step, the prediction value selection method uses, for example, the total value of the L1 norm, which is the sum of absolute value errors between adjacent pixels, and selects the prediction value in the direction in which this value is minimized.

画素合成部207は、処理対象画素の高周波成分ΔP1と、方向選択部206によって選択された予測値との和をとり、これを元の画素値として解像度合成メモリ204に保存する。これによって、処理対象画素についてその高周波成分ΔP1を合成して元の画像を復元する。   The pixel synthesis unit 207 calculates the sum of the high-frequency component ΔP1 of the processing target pixel and the predicted value selected by the direction selection unit 206, and stores this as the original pixel value in the resolution synthesis memory 204. As a result, the original image is restored by synthesizing the high-frequency component ΔP1 for the processing target pixel.

逆第2ステップと逆第1ステップの結果、高周波成分として与えられた全ての画素について画素値データを合成する。合成された復号画像は、復号画像メモリ211に格納され、画像出力部212から出力される。また、復号画像は画像予測部202での予測に利用される。   As a result of the reverse second step and the reverse first step, pixel value data is synthesized for all the pixels given as the high frequency component. The combined decoded image is stored in the decoded image memory 211 and output from the image output unit 212. The decoded image is used for prediction in the image prediction unit 202.

このように本実施例では、解像度合成処理において、複数の方向に対して補間予測を行う補間処理部205,208と、補間誤差のより小さい方向の予測値を選択する方向選択部206,209を設けたことに特徴がある。そして画素配列を考慮して効率的な処理を行うため2段階のステップで構成したことを特徴とする。これにより、符号量を削減して符号化された符号化データ(符号化ストリーム)を効率良くまた高精度に復号化し、復号画像の劣化を防止することができる。   As described above, in this embodiment, in the resolution synthesis process, the interpolation processing units 205 and 208 that perform the interpolation prediction with respect to a plurality of directions, and the direction selection units 206 and 209 that select the prediction value in the direction with the smaller interpolation error are included. It is characterized by the provision. In order to perform efficient processing in consideration of the pixel arrangement, it is configured by two steps. As a result, it is possible to efficiently decode the encoded data (encoded stream) encoded by reducing the code amount with high accuracy, and to prevent degradation of the decoded image.

図7は、本実施例における画像復号化方法のフローチャートを示す図である。簡単のために、ここでは原画像を予測なし(差分化処理なし)に復号化する場合を説明する。   FIG. 7 is a diagram illustrating a flowchart of the image decoding method according to the present embodiment. For simplicity, here, a case will be described in which an original image is decoded without prediction (without differentiation processing).

ステップ701では、符号化ストリームを入力する。
ステップ702では、符号化データに対して逆量子化、逆変換を行い、画素値と高周波成分のデータに戻す。
In step 701, an encoded stream is input.
In step 702, the encoded data is inversely quantized and inversely transformed to return to pixel value and high frequency component data.

ステップ703では、処理対象とする画像範囲を設定し多重解像度合成を開始する。複数の階層に分けて復号化する場合は、初回は最下位の階層(部分画像)から始め、繰り返し処理の場合は次の上位階層(未処理画像)を対象とする。
ステップ704では、逆第2ステップの解像度合成を開始する。まず、処理対象画素とその参照画素を設定する。ここではxとyの両方が奇数の位置を処理対象画素とし、それ以外を参照画素として、右斜め方向と左斜め方向に対して補間予測を行う。
In step 703, an image range to be processed is set and multi-resolution composition is started. When decoding in a plurality of layers, the first time starts from the lowest layer (partial image), and in the case of iterative processing, the next higher layer (unprocessed image) is targeted.
In step 704, the resolution composition of the reverse second step is started. First, a processing target pixel and its reference pixel are set. Here, interpolation prediction is performed for the right diagonal direction and the left diagonal direction, with the positions where both x and y are odd numbers as processing target pixels and the other positions as reference pixels.

ステップ705では、補間予測された2つの値を比較し補間誤差の小さい方の予測値を選択する。
ステップ706では、ステップ705で選択した予測値に処理対象画素の高周波成分ΔP2を加えて、対象画素の画素値を合成する。
In step 705, the two values predicted by interpolation are compared, and the predicted value with the smaller interpolation error is selected.
In step 706, the high-frequency component ΔP2 of the processing target pixel is added to the prediction value selected in step 705 to synthesize the pixel value of the target pixel.

ステップ707では、逆第2ステップの処理対象画素が全て終了したかどうかを判定する。終了していなければステップ704に戻り、次の画素を処理する。終了したらステップ708へ進む。
ステップ708では、逆第1ステップの解像度合成を開始する。まず、処理対象画素とその参照画素を設定する。ここでは逆第2ステップ(ステップ704)で対象としなかった画素の中で、xとyの一方が奇数の位置を処理対象画素とし、それ以外を参照画素として、水平方向と垂直方向に対して補間予測を行う。
In step 707, it is determined whether all the processing target pixels in the reverse second step have been completed. If not completed, the process returns to step 704 to process the next pixel. When completed, go to step 708.
In step 708, the resolution synthesis of the reverse first step is started. First, a processing target pixel and its reference pixel are set. Here, among the pixels not targeted in the second reverse step (step 704), the position where one of x and y is an odd number is the processing target pixel, and the other is the reference pixel, with respect to the horizontal and vertical directions. Perform interpolation prediction.

ステップ709では、補間予測された2つの値を比較し補間誤差の小さい方の予測値を選択する。
ステップ710では、ステップ709で選択した予測値に処理対象画素の高周波成分ΔP1を加えて、対象画素の画素値を合成する。
In step 709, two values predicted by interpolation are compared, and the predicted value with the smaller interpolation error is selected.
In step 710, the high-frequency component ΔP1 of the processing target pixel is added to the prediction value selected in step 709 to synthesize the pixel value of the target pixel.

ステップ711では、逆第1ステップの処理対象画素が全て処理終了したかどうかを判定する。終了していなければステップ708に戻り、次の画素を処理する。終了したらステップ712へ進む。   In step 711, it is determined whether or not all the processing target pixels in the reverse first step have been processed. If not completed, the process returns to step 708 to process the next pixel. When completed, go to Step 712.

ステップ712では、複数の階層に分けて復号化する場合、最上位の階層に達したかどうか判定する。さらに次の上位階層が残っている場合はステップ703へ戻り、未処理の画素からなる画像範囲を対象に設定して、次の階層の解像度合成(逆第2ステップと逆第1ステップ)を繰り返す。繰り返さない場合は、ステップ713へ進む。
ステップ713では、合成された復号画像を出力する。
In step 712, when decoding in a plurality of layers, it is determined whether or not the highest layer has been reached. If the next upper layer remains, the process returns to step 703 to set the image range composed of unprocessed pixels as a target, and repeat the resolution synthesis (reverse second step and reverse first step) of the next layer. . When not repeating, it progresses to step 713.
In step 713, the synthesized decoded image is output.

このように多重解像度合成するとき、2段階のステップで方向の異なる補間予測を行うことにより、画素の配置に従って効率良く復号化処理を行うことができる。またこれらのステップを繰り返すことで所定の階層まで解像度合成し、精度良く復号化することができる。   As described above, when multi-resolution synthesis is performed, by performing interpolation prediction with different directions in two steps, decoding processing can be efficiently performed according to the pixel arrangement. In addition, by repeating these steps, it is possible to synthesize the resolution up to a predetermined layer and decode it with high accuracy.

以上述べた各実施例によれば、画像のそれぞれの領域において、解像度分解における画素の補間方向について最適な方向が選択される結果、それぞれの高周波成分の値が小さいものとなり符号化データ量が低減する。また、解像度合成における画素の補間方向について最適な方向が選択される結果、該符号化データを好適に復号化処理し復号画像の劣化を防止することができる。よって、圧縮効率の高い符号化を行う符号化装置と方法、及び画質の良い復号画像を復元する復号化装置と方法を実現できる。   According to each of the embodiments described above, the optimum direction is selected as the pixel interpolation direction in resolution decomposition in each region of the image, and as a result, the value of each high-frequency component becomes small and the amount of encoded data is reduced. To do. In addition, as a result of selecting an optimal direction for the interpolation direction of pixels in the resolution synthesis, the encoded data can be suitably decoded to prevent deterioration of the decoded image. Therefore, it is possible to realize an encoding apparatus and method that perform encoding with high compression efficiency, and a decoding apparatus and method that restore a decoded image with good image quality.

なお、上記実施例において、符号化時に選択した補間方向を各処理対象画素毎に記憶し、符号化データに記述しておくこともできる。例えば方向選択部105,108にて選択した補間方向(補間予測値)が水平方向・垂直方向・右斜め方向・左斜め方向のいずれであったかを識別するフラグを付加しておく。そうしておけば、復号化時は符号化データに付加された識別フラグに従い、補間方向を一義に決定することができる。よって、補間処理部205,208の処理が低減し、また方向選択部206,209の処理が不要になる。   In the above embodiment, the interpolation direction selected at the time of encoding may be stored for each processing target pixel and described in the encoded data. For example, a flag for identifying whether the interpolation direction (interpolated prediction value) selected by the direction selection units 105 and 108 is the horizontal direction, the vertical direction, the right diagonal direction, or the left diagonal direction is added. By doing so, the interpolation direction can be uniquely determined according to the identification flag added to the encoded data at the time of decoding. Therefore, the processing of the interpolation processing units 205 and 208 is reduced, and the processing of the direction selection units 206 and 209 is not necessary.

以上述べた符号化装置や復号化装置は、符号化された画像信号を扱う記録装置や再生装置、携帯電話、デジタルカメラ等に適用することが可能である。   The encoding device and decoding device described above can be applied to a recording device, a playback device, a mobile phone, a digital camera, and the like that handle an encoded image signal.

さらに、本実施例による解像度分解方式は、画像の検索に利用することも可能である。例えば、一定の階層まで本実施例による解像度分解を行い、最後に残った参照画素の画像と、高周波成分を検索キーとして、データベースに格納された画像と検索対象画像の比較を行う。その際、画像の特徴を保持しつつ処理対象の画像を縮小するため、小さな画像を用いて高速な画像検索を行うことができるので、効率的な検索が可能となる。   Furthermore, the resolution decomposition method according to the present embodiment can also be used for image retrieval. For example, resolution decomposition according to the present embodiment is performed up to a certain level, and the image stored in the database is compared with the search target image using the last reference pixel image and the high frequency component as a search key. At this time, since the image to be processed is reduced while retaining the feature of the image, a high-speed image search can be performed using a small image, so that an efficient search is possible.

また、本実施例による解像度合成方式は、低解像度の画像を高解像度に変換することに利用することも可能である。例えば、低解像度の画像を参照画像とし、高周波成分を適当な方式によって予測するか、または全て0として入力する。これらから画像を復元し、水平方向、垂直方向に2倍の解像度を持った画素数4倍の高解像度画像が得られる。その際、画像の各領域において補間方向を最適な方向に選択することで、ノイズが少なく、エッジのはっきりした高解像度画像を得ることができる。   The resolution composition method according to the present embodiment can also be used for converting a low resolution image into a high resolution. For example, a low-resolution image is used as a reference image, and high-frequency components are predicted by an appropriate method, or all are input as zero. Images are restored from these, and a high-resolution image with four times the number of pixels having double the resolution in the horizontal and vertical directions is obtained. At that time, by selecting the interpolation direction as the optimum direction in each region of the image, it is possible to obtain a high-resolution image with less noise and a clear edge.

本発明による画像符号化装置の一実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the image coding apparatus by this invention. 本発明による画像復号化装置の一実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the image decoding apparatus by this invention. 本実施例における多重解像度分解の方法を詳細に説明する図。The figure explaining the method of the multi-resolution decomposition | disassembly in a present Example in detail. 方向選択部における予測値の選択方法の一例を示す図。The figure which shows an example of the selection method of the predicted value in a direction selection part. 参照画素の設定の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the setting of a reference pixel. 画像符号化方法のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of an image coding method. 画像復号化方法のフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart of an image decoding method.

符号の説明Explanation of symbols

101…画像入力部、102…画像予測部、103…解像度分解メモリ、104,107…補間処理部、105,108…方向選択部、106,109…画素分離部、110…変換・量子化部、111…符号出力部、112…逆量子化・逆変換部、113…解像度合成メモリ、114,117…補間処理部、115,118…方向選択部、116,119…画素合成部、120…復号画像メモリ、201…ストリーム解析部、202…画像予測部、203…逆量子化・逆変換部、204…解像度合成メモリ、205,208…補間処理部、206,209…方向選択部、207,210…画素合成部、211…復号画像メモリ、212…画像出力部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Image input part, 102 ... Image prediction part, 103 ... Resolution decomposition memory, 104, 107 ... Interpolation processing part, 105, 108 ... Direction selection part, 106, 109 ... Pixel separation part, 110 ... Conversion / quantization part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 ... Code output part, 112 ... Inverse quantization / inverse conversion part, 113 ... Resolution composition memory, 114, 117 ... Interpolation processing part, 115, 118 ... Direction selection part, 116, 119 ... Pixel composition part, 120 ... Decoded image Memory 201, stream analysis unit 202, image prediction unit 203, inverse quantization / inverse conversion unit 204, resolution synthesis memory 205, 208 interpolation processing unit 206, 209, direction selection unit, 207, 210 ... Pixel synthesis unit 211... Decoded image memory 212.

Claims (16)

画像を符号化する画像符号化装置であって、
入力した画像から所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行う第1の補間処理部と、
該第1の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第1の方向選択部と、
該第1の方向選択部にて選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する第1の画素分離部と、
該第1の画素分離部にて分離された第1の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化する変換・量子化部と、
該変換・量子化部にて変換・量子化された係数を符号化データとして出力する符号出力部とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device for encoding an image, comprising:
A first processing target pixel is selected from the input image at a predetermined interval, and interpolation prediction is performed for each of the processing target pixels with respect to the first plurality of interpolation directions using other reference pixels that are not processing targets. A first interpolation processing unit to perform;
A first direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among the interpolation prediction values for a plurality of directions predicted to be interpolated by the first interpolation processing unit;
A first pixel separation unit that separates a difference between the interpolation predicted value selected by the first direction selection unit and the pixel value of the processing target pixel as a high frequency component;
A conversion / quantization unit that converts and quantizes the high-frequency component of the first processing target pixel separated by the first pixel separation unit and the pixel values of other reference pixels that are not to be processed;
An image encoding apparatus comprising: a code output unit that outputs the coefficient transformed and quantized by the transform / quantization unit as encoded data.
請求項1に記載の画像符号化装置であって、
前記第1の補間処理部にて処理対象としなかった画素に対し、さらに所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行う第2の補間処理部と、
該第2の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第2の方向選択部と、
該第2の方向選択部にて選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する第2の画素分離部とを備え、
前記変換・量子化部は、前記第1の処理対象画素の高周波成分とともに、該第2の画素分離部にて分離された第2の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化することを特徴とする画像符号化装置。
The image encoding device according to claim 1,
For each pixel that has not been processed by the first interpolation processing unit, a second processing target pixel is further selected at a predetermined interval, and each processing target pixel is used by using another reference pixel that is not to be processed. A second interpolation processing unit that performs interpolation prediction with respect to the second plurality of interpolation directions each time;
A second direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among the interpolation prediction values for a plurality of directions predicted to be interpolated by the second interpolation processing unit;
A second pixel separation unit that separates the difference between the interpolation predicted value selected by the second direction selection unit and the pixel value of the processing target pixel as a high-frequency component;
The transform / quantization unit includes the high-frequency component of the first processing target pixel, the high-frequency component of the second processing target pixel separated by the second pixel separation unit, and other non-processing targets. An image encoding apparatus characterized by converting and quantizing a pixel value of a reference pixel.
請求項2に記載の画像符号化装置であって、
前記第1の補間処理部における第1の複数の補間方向と、前記第2の補間処理部における第2の複数の補間方向は、画素配列に対して水平方向、垂直方向、右45度方向及び左45度方向を含むことを特徴とする画像符号化装置。
The image encoding device according to claim 2,
The first plurality of interpolation directions in the first interpolation processing unit and the second plurality of interpolation directions in the second interpolation processing unit are a horizontal direction, a vertical direction, a 45 degree right direction, An image coding apparatus including a 45 degree direction on the left.
請求項2に記載の画像符号化装置であって、
前記第1の方向選択部及び前記第2の方向選択部は、複数の方向における隣接画素間の画素値の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値を比較して、その値が小さくなる方向の補間予測値を選択することを特徴とする画像符号化装置。
The image encoding device according to claim 2,
The first direction selection unit and the second direction selection unit compare the total value of L1 norms, which is the sum of absolute value errors of pixel values between adjacent pixels in a plurality of directions, and the value becomes smaller. An image coding apparatus characterized by selecting an interpolation prediction value in a direction.
画像を符号化する画像符号化方法であって、
第1の解像度分解ステップとして、
入力した画像から所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行い、
補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、
選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する工程を有し、
該第1の解像度分解ステップにより分離された第1の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化し、
変換・量子化された係数を符号化データとして出力することを特徴とする画像符号化方法。
An image encoding method for encoding an image, comprising:
As the first resolution decomposition step,
A first processing target pixel is selected from the input image at a predetermined interval, and interpolation prediction is performed for each of the processing target pixels with respect to the first plurality of interpolation directions using other reference pixels that are not processing targets. Done
Select an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among interpolation prediction values for a plurality of directions predicted by interpolation,
Separating the difference between the selected interpolated prediction value and the pixel value of the processing target pixel as a high frequency component,
Transforming and quantizing the high-frequency component of the first processing target pixel separated by the first resolution decomposition step and the pixel values of other reference pixels that were not processed;
An image coding method characterized by outputting transformed and quantized coefficients as coded data.
請求項5に記載の画像符号化方法であって、
さらに第2の解像度分解ステップとして、
前記第1の解像度分解ステップにて処理対象としなかった画素に対し、さらに所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、処理対象とならない他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行い、
補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、
選択された補間予測値と当該処理対象画素の画素値との差分を高周波成分として分離する工程を有し、
前記第1の解像度分解ステップにて分離された第1の処理対象画素の高周波成分とともに、上記第2の解像度分解ステップにて分離された第2の処理対象画素の高周波成分と、処理対象としなかった他の参照画素の画素値を変換・量子化することを特徴とする画像符号化方法。
The image encoding method according to claim 5, comprising:
As a second resolution decomposition step,
For each pixel that has not been processed in the first resolution decomposition step, a second processing target pixel is further selected at a predetermined interval, and each processing target pixel is used using another reference pixel that is not to be processed. Interpolation prediction is performed for each of the second plurality of interpolation directions,
Select an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among interpolation prediction values for a plurality of directions predicted by interpolation,
Separating the difference between the selected interpolated prediction value and the pixel value of the processing target pixel as a high frequency component,
The high-frequency component of the first processing target pixel separated in the first resolution decomposition step, the high-frequency component of the second processing target pixel separated in the second resolution decomposition step, and the processing target are not used. An image encoding method characterized by transforming and quantizing pixel values of other reference pixels.
請求項6に記載の画像符号化方法であって、
前記第1の解像度分解ステップにおける第1の複数の補間方向と、前記第2の解像度分解ステップにおける第2の複数の補間方向は、画素配列に対して水平方向、垂直方向、右45度方向及び左45度方向を含むことを特徴とする画像符号化方法。
The image encoding method according to claim 6, comprising:
The first plurality of interpolation directions in the first resolution decomposition step and the second plurality of interpolation directions in the second resolution decomposition step are a horizontal direction, a vertical direction, a right 45 degree direction with respect to the pixel array, and An image encoding method characterized by including a left 45 degree direction.
請求項6に記載の画像符号化方法であって、
前記第1の解像度分解ステップ及び前記第2の解像度分解ステップにおいて補間予測値を選択するとき、複数の方向における隣接画素間の画素値の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値を比較して、その値が小さくなる方向の補間予測値を選択することを特徴とする画像符号化方法。
The image encoding method according to claim 6, comprising:
When selecting an interpolated prediction value in the first resolution decomposition step and the second resolution decomposition step, a total value of L1 norms, which is a sum of absolute value errors of pixel values between adjacent pixels in a plurality of directions, is compared. And selecting an interpolation prediction value in a direction in which the value decreases.
符号化された画像ストリームを復号化する画像復号化装置であって、
符号化ストリームの符号化係数に対し逆量子化と逆変換を行い、画素値又は高周波成分を取得する逆量子化・逆変換部と、
高周波成分が得られた画素から所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行う第2の補間処理部と、
該第2の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第2の方向選択部と、
該第2の方向選択部にて選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する第2の画素合成部と、
該第2の画素合成部にて合成された画像を出力する画像出力部とを備えることを特徴とする画像復号化装置。
An image decoding device for decoding an encoded image stream,
An inverse quantization / inverse transform unit that performs inverse quantization and inverse transform on the encoding coefficient of the encoded stream to obtain a pixel value or a high-frequency component;
A second plurality of interpolation directions are selected for each processing target pixel by selecting the second processing target pixel from the pixel from which the high-frequency component is obtained at a predetermined interval and using other reference pixels from which the pixel value is obtained. A second interpolation processing unit that performs interpolation prediction on
A second direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among the interpolation prediction values for a plurality of directions predicted to be interpolated by the second interpolation processing unit;
A second pixel synthesis unit that synthesizes a pixel value by adding a high-frequency component of the processing target pixel to the interpolation prediction value selected by the second direction selection unit;
An image decoding apparatus comprising: an image output unit that outputs an image synthesized by the second pixel synthesis unit.
請求項9に記載の画像復号化装置であって、
前記第2の補間処理部にて処理対象としなかった高周波成分が得られた画素に対し、さらに所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行う第1の補間処理部と、
該第1の補間処理部にて補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択する第1の方向選択部と、
該第1の方向選択部にて選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する第1の画素合成部とを備え、
前記画像出力部は、前記第2の画素合成部にて合成された画像とともに、該第1の画素合成部にて合成された画像を出力することを特徴とする画像復号化装置。
The image decoding device according to claim 9, wherein
Another reference pixel from which a pixel value is obtained by further selecting a first processing target pixel at a predetermined interval with respect to a pixel from which a high-frequency component that has not been processed by the second interpolation processing unit is obtained. A first interpolation processing unit that performs interpolation prediction with respect to the first plurality of interpolation directions for each processing target pixel;
A first direction selection unit that selects an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among the interpolation prediction values for a plurality of directions predicted to be interpolated by the first interpolation processing unit;
A first pixel synthesis unit that synthesizes a pixel value by adding a high-frequency component of the processing target pixel to the interpolation prediction value selected by the first direction selection unit;
The image output device, wherein the image output unit outputs the image synthesized by the first pixel synthesis unit together with the image synthesized by the second pixel synthesis unit.
請求項10に記載の画像復号化装置であって、
前記第2の補間処理部における第2の複数の補間方向と、前記第1の補間処理部における第1の複数の補間方向は、画素配列に対して水平方向、垂直方向、右45度方向及び左45度方向を含むことを特徴とする画像復号化装置。
The image decoding device according to claim 10, comprising:
The second plurality of interpolation directions in the second interpolation processing unit and the first plurality of interpolation directions in the first interpolation processing unit are a horizontal direction, a vertical direction, a 45 degree direction to the right with respect to the pixel array, and An image decoding apparatus including a 45-degree left direction.
請求項10に記載の画像復号化装置であって、
前記第2の方向選択部及び前記第1の方向選択部は、複数の方向における隣接画素間の画素値の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値を比較して、その値が小さくなる方向の補間予測値を選択することを特徴とする画像復号化装置。
The image decoding device according to claim 10, comprising:
The second direction selection unit and the first direction selection unit compare the total value of L1 norms, which is the sum of absolute value errors of pixel values between adjacent pixels in a plurality of directions, and the value becomes smaller. An image decoding apparatus characterized by selecting a direction interpolation prediction value.
符号化された画像ストリームを復号化する画像復号化方法であって、
符号化ストリームの符号化係数に対し逆量子化と逆変換を行い、画素値又は高周波成分を取得し、
第2の解像度合成ステップとして、
高周波成分が得られた画素から所定の間隔で第2の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第2の複数の補間方向に対して補間予測を行い、
補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、
選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する工程を有し、
上記第2の解像度合成ステップにて合成された画像を出力することを特徴とする画像復号化方法。
An image decoding method for decoding an encoded image stream, comprising:
Perform inverse quantization and inverse transform on the coding coefficient of the coded stream to obtain the pixel value or high frequency component,
As the second resolution composition step,
A second plurality of interpolation directions are selected for each processing target pixel by selecting the second processing target pixel from the pixel from which the high-frequency component is obtained at a predetermined interval and using other reference pixels from which the pixel value is obtained. Interpolation prediction for
Select an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among interpolation prediction values for a plurality of directions predicted by interpolation,
Adding a high-frequency component of the processing target pixel to the selected interpolation prediction value, and synthesizing the pixel value;
An image decoding method, comprising outputting the image synthesized in the second resolution synthesis step.
請求項13に記載の画像復号化方法であって、
さらに第1の解像度合成ステップとして、
前記第2の解像度合成ステップにて処理対象としなかった高周波成分が得られた画素に対し、さらに所定の間隔で第1の処理対象画素を選択して、画素値が得られた他の参照画素を用いて、各処理対象画素毎に第1の複数の補間方向に対して補間予測を行い、
補間予測された複数の方向に対する補間予測値のうち、補間誤差の小さい方向の補間予測値を選択し、
選択された補間予測値に当該処理対象画素の高周波成分を加えて画素値を合成する工程を有し、
前記第2の解像度合成ステップにて合成された画像とともに、上記第1の解像度合成ステップにて合成された画像を出力することを特徴とする画像復号化方法。
The image decoding method according to claim 13, comprising:
Furthermore, as the first resolution composition step,
Another reference pixel from which a pixel value is obtained by selecting a first processing target pixel at a predetermined interval for a pixel from which a high-frequency component that has not been processed in the second resolution synthesis step is obtained. Is used to perform interpolation prediction for the first plurality of interpolation directions for each processing target pixel,
Select an interpolation prediction value in a direction with a small interpolation error among interpolation prediction values for a plurality of directions predicted by interpolation,
Adding a high-frequency component of the processing target pixel to the selected interpolation prediction value, and synthesizing the pixel value;
An image decoding method, wherein the image synthesized in the first resolution synthesis step is output together with the image synthesized in the second resolution synthesis step.
請求項14に記載の画像復号化方法であって、
前記第2の解像度合成ステップにおける第2の複数の補間方向と、前記第1の解像度合成ステップにおける第1の複数の補間方向は、画素配列に対して水平方向、垂直方向、右45度方向及び左45度方向を含むことを特徴とする画像復号化方法。
The image decoding method according to claim 14, comprising:
The second plurality of interpolation directions in the second resolution composition step and the first plurality of interpolation directions in the first resolution composition step are a horizontal direction, a vertical direction, a right 45-degree direction with respect to the pixel array, and An image decoding method characterized by including a 45 ° left direction.
請求項14に記載の画像復号化方法であって、
前記第2の解像度合成ステップ及び前記第1の解像度合成ステップにおいて補間予測値を選択するとき、複数の方向における隣接画素間の画素値の絶対値誤差の和であるL1ノルムの合計値を比較して、その値が小さくなる方向の補間予測値を選択することを特徴とする画像復号化方法。
The image decoding method according to claim 14, comprising:
When selecting an interpolated prediction value in the second resolution synthesis step and the first resolution synthesis step, the total value of L1 norms, which is the sum of absolute value errors of pixel values between adjacent pixels in a plurality of directions, is compared. An image decoding method characterized by selecting an interpolation prediction value in a direction in which the value decreases.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9853848B2 (en) 2009-09-30 2017-12-26 Optis Wireless Technology, Llc Reconfiguration of active component carrier set in multi-carrier wireless systems
US11102040B2 (en) 2009-09-30 2021-08-24 Optis Wireless Technology, Llc Reconfiguration of active component carrier set in multi-carrier wireless systems related application
JP2014523696A (en) * 2011-06-30 2014-09-11 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド Interpolation method and prediction method using the same
US9460488B2 (en) 2011-06-30 2016-10-04 Lg Electronics Inc. Interpolation method and prediction method using same

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