JP2856219B2 - 画像データの符号化装置及び符号化方法 - Google Patents

画像データの符号化装置及び符号化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像データの高能率
圧縮化処理が可能な画像データの符号化装置及び符号化
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル画像データを伝送する場合に、
伝送データレートを低下させるために有効な画像データ
の圧縮化手段の一つとして、サブサンプリング技術がよ
く知られている。
【0003】これは、例えば画素データ単位で間引き処
理を行うもので、間引かれた画素データは、その隣接画
素データを用いて補間処理を行うことにより復元するも
のである。このサブサンプリングパターンは、従来、一
般には、ハードウエアの簡単化のため、1種類とされて
いることが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、画像信号を
デジタル化して伝送する場合、1画面分の画像データを
複数ブロックに分割して、ブロック単位で処理を行うよ
うにすることがよく行われる。通常、1ブロックは、水
平方向にn個(nは2以上の整数)の画素データと、垂
直方向にmライン、つまりm個(mは2以上の整数)の
画素データを含むように設定される。したがって、1ブ
ロックは、n×m個の複数画素データからなる。
【0005】サブサンプリングの処理も、このブロック
毎に行うのであるが、画像の局所的な特徴である各ブロ
ックの特徴は、ブロック毎に異なっていることが多々あ
る。このため、上記のように、1種類のサブサンプリン
グパターンで、ブロック毎のサブサンプリング処理を行
った場合、そのブロック毎の特徴、つまり画像の局所的
な特徴に適合せず、復元した画像の画質が劣化してしま
うことがある。
【0006】そこで、ブロック毎の画像の局所的な特徴
を抽出し、その抽出した特徴に応じて、画素データを間
引きする可変密度サブサンプリング方式が考えられる。
【0007】ところが、この可変密度サブサンプリング
方式で間引き処理を行った場合、ブロック毎に伝送する
画素データ数が異なってしまう。このため、間引き処理
の後に、より高能率圧縮化のためブロック符号化の処理
を行おうとする場合、不都合が生じていた。
【0008】この発明は、以上の点にかんがみ、ブロッ
ク毎に可変密度サブサンプリングを行ってもデータ伝送
レートの一定化及び各ブロック内画素データ数の一定化
を図ることができ、後段のブロック符号化処理が容易に
なる画像データの符号化装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明においては、図
1の実施例の参照符号に対応させると、画像データを、
複数個の画素データからなるブロックに分割するブロッ
ク化手段と、前記ブロック化手段からのブロックの画素
データを1/nに間引き、その間引いた画素データを補
間処理により復元したブロックデータと、元のブロック
データとの誤差を求める補間誤差演算手段と、所定ブロ
ック数の画像データのうち、前記補間誤差演算手段で求
めた誤差の小さいほうから一定数のブロックは、1/n
に間引き処理を行って再ブロックデータとして出力し、
前記所定ブロック数の画像データのうちのその他のブロ
ックは1/nに分割して各々の分割ブロックを再ブロッ
クデータとして出力すると共に、前記間引き処理をした
か、前記分割処理をしたかを示す付加データを出力する
再ブロック化手段と、この再ブロック化手段からの再ブ
ロックデータを、ブロック符号化するブロック符号化手
段とを備え、このブロック符号化した画像データと共
に、前記付加データを伝送する。
【0010】
【作用】所定ブロック数の画像データのうち、補間誤差
が小さい方から一定数のブロックは、それぞれ間引き処
理されて1/nに圧縮された再ブロックデータとされ、
間引き処理された再ブロックデータであることを示す付
加データと共に伝送される。
【0011】所定ブロック数の画像データのうち、残り
の補間誤差が比較的大きいブロックは、1/nに分割さ
れ、各分割ブロックが再ブロックデータとして、分割処
理された再ブロックデータであることを示す付加データ
と共に伝送される。
【0012】再ブロックデータの画素データ数は、元の
ブロックの画素データ数の1/nで、常に等しくなり、
上記の再ブロック化の処理が所定ブロック数ごとに行わ
れることにより、所定ブロック数の画像データ当たりの
画素データ数も一定となり、データ伝送レートの一定化
を図ることができる。
【0013】
【実施例】図1は、この発明による画像データの符号化
装置の一実施例のブロック図である。
【0014】1は入力端子で、例えば8ビットのデジタ
ル画素データ(画素サンプル)からなる画像データが、
この入力端子1を通じてブロック化回路2に供給され、
複数画素データからなるブロックデータに分割される。
この場合、各ブロックデータは、水平方向及び垂直方向
に複数の画素データを含むもので、1画面分の画像デー
タを、例えば図2Aに示すように、水平方向には8画素
データ毎に区切り、垂直方向には4画素データ毎(4ラ
イン毎)に区切って分割して、8×4=32画素データ
で1ブロックデータBLK を構成する。
【0015】このブロック化回路2からのブロックデー
タBLK は、再ブロック化回路3に供給される。この再ブ
ロック化回路3は、2画面分以上のブロックデータBLK
を記憶可能なバッファメモリ手段31と、切換手段32
と、ブロック分割手段33と、間引き処理手段34と、
出力バッファ手段35と、間引きブロック設定手段36
とを有する。
【0016】ブロック分割手段33は、図2Bに示すよ
うに、ブロックデータBLK を、(水平方向の4画素デー
タ)×(垂直方向の4画素データ)からなる2個の再ブ
ロックデータDBLKに分割し、その各分割再ブロックデー
タDBLKと、1ビットの付加コードFLとして“0”を、出
力バッファ手段35に出力する。
【0017】間引き処理手段34は、この例では図2C
の左側に示すように、ブロックデータBLK を5の目状間
引きパターンによって間引き処理(サブサンプリング)
することによって、画素データ数がブロックデータBLK
の1/2に圧縮された再ブロックデータSBLKを形成し、
この再ブロックデータSBLKと、1ビットの付加コードFL
として“1”を、出力バッファ手段35に出力する。な
お、図2Cにおいて、○印は伝送すべき画素データを示
し、×印は間引く画素データを示している。
【0018】ブロック化回路2のブロックデータBLK
は、また、補間誤差演算回路4に供給される。この補間
誤差演算回路4では、先ず、そのブロックデータBLK を
前記間引き処理手段34と等しい間引き処理を施し(間
引き処理手段34を兼用することも勿論できる)、その
後、間引いた画素データを補間処理により復元して復元
ブロックデータBLK'を得る。そして、その復元ブロック
データBLK'と元のブロックデータBLK との誤差、すなわ
ち補間誤差を演算する。そして、各ブロックの補間誤差
データを再ブロック化回路3の間引きブロック設定手段
36に出力する。
【0019】間引きブロック設定手段36は、1画面分
の全てのブロックデータBLK についての前記補間誤差の
比較を行い、補間誤差の小さいものから順に一定数のブ
ロックデータについては、間引き処理を施す処理フラグ
を立てる。また、1画面分のブロックデータBLK の、残
りのブロックデータBLK に対しては、分割処理を施す処
理フラグを立てる。間引きブロック設定手段36は、処
理フラグメモリを有しており、この処理フラグメモリ
の、前記バッファメモリ手段31の各ブロックBLK の格
納位置に対応した格納位置に、上記のようにして補間誤
差の大きさに基づいて定められた各ブロックデータBLK
についての処理フラグFGが格納される。
【0020】そして、タイミング制御手段37により、
バッファメモリ手段31から1画面分のブロックデータ
BLK が順次読み出されると共に、間引きブロック設定手
段のフラグメモリの対応する格納位置から処理フラグFG
が読み出される。
【0021】この処理フラグFGは、切換手段32の切換
制御信号となる。すなわち、処理フラグFGが、分割処理
フラグであるときは、ブロックデータBLK は、この切換
手段32を介して分割処理手段33に供給される。そし
て、この分割処理手段33において、前述したようにブ
ロックデータBLK が2分割され、各分割再ブロックデー
タDBLKが出力バッファ手段35に出力されると共に、付
加コードFLとして“0”が出力バッファ手段35に出力
される。
【0022】また、処理フラグFGが、間引き処理フラグ
であるときは、ブロックデータBLK は、この切換手段3
2を介して間引き処理手段34に供給される。そして、
この間引き処理手段34において、前述したようにブロ
ックデータBLK が5の目状間引きパターンによって間引
き処理され、その1/2にデータ圧縮された再ブロック
データSBLKが出力バッファ手段35に出力されると共
に、付加コードFLとして“1”が出力バッファ手段35
に出力される。
【0023】出力バッファ手段35は、再ブロックデー
タDBLK及びSBLKを、同じ出力データレートで、出力再ブ
ロックデータRBLKとして出力する。この出力再ブロック
データRBLKには、前記付加コードFLが付加される。そし
て、出力再ブロックデータRBLK及び付加コードFLは、ブ
ロック符号化回路5に供給される。
【0024】ブロック符号化回路5においては、再ブロ
ックデータRBLK毎に、さらに高能率符号化処理されて、
さらにデータ圧縮された後、出力端子6に出力画像デー
タとして導出され、伝送用データとされる。また、付加
コードFLはそのまま付加コード出力端子7に導出され、
伝送される。なお、ブロック符号化回路5で、付加コー
ドが追加される場合には、その追加の付加コードも出力
端子7に導出される。
【0025】この場合、再ブロック化回路3からの各再
ブロックデータの構成画素データ数は、上記のように常
に一定であるので、ブロック符号化回路5でのブロック
符号化処理は容易である。このブロック符号化回路5で
のブロック符号化処理としては、例えば本願の出願人が
提案したADRC(Adaptive Dynamic Range Coding;特
開昭61−144989号公報、特開昭62−9262
0号公報、特開昭62−128621号公報参照)や、
DCT等の直交変換符号化方式、ベクトル量子化方式等
の符号化方式を使用することができる。
【0026】なお、再ブロック化回路3に出力バッファ
手段35を設けずに、ブロック符号化回路5において、
再ブロックデータDBLKとSBLKのデータ伝送レートの違い
を吸収して、出力伝送画像データを出力端子6に導出す
るようにすることもできる。
【0027】以上のようにして、データ圧縮されて伝送
された画像データの復号は、例えば図3の復号化装置に
おいて行われる。
【0028】すなわち、伝送されてきた圧縮化画像デー
タ及び付加コードは、入力端子11及び12を通じてブ
ロック復号化回路13に供給され、前記ブロック符号化
に対応したブロック復号化の処理がなされる。このブロ
ック復号化回路13からは復号化された画像データと、
付加コードFLが得られる。この復号化されて得られた画
像データは、図2B又は図2Cに示した再ブロックデー
タDBLK又はSBLKであり、付加コードFLは、そのどちらの
再ブロックデータであるかを示している。
【0029】ブロック復号化回路13からの再ブロック
データDBLK又はSBLKは、切換回路14に供給される。ま
た、復号化回路13からの付加コードFLが、この切換回
路14に、切換制御信号として供給される。
【0030】すなわち、復号化回路13の出力画像デー
タが、再ブロックデータDBLKであるときは、付加コード
FLは“0”であるので、このときは切換回路14は、A
側に切り換えられ、再ブロックデータDBLKは、1再ブロ
ックデータ分の遅延時間を有する遅延回路15に供給さ
れる。そして、この遅延回路15での遅延により再ブロ
ックデータDBLKは、2ブロック分が組み合わされて、図
2Aに示したブロックデータBLK が復元される。そし
て、この復元されたブロックデータBLK がブロック分解
回路17に供給される。
【0031】一方、復号化回路13の出力画像データ
が、再ブロックデータSBLKであるときは、付加コードFL
は“1”であるので、このときは切換回路14は、B側
に切り換えられ、再ブロックデータDBLKは、補間処理回
路16に供給される。そして、この補間処理回路16に
おいて、符号化装置側で間引き処理された画素データ
が、その隣接画素データが用いられて補間処理により復
元され、図2Aに示したブロックデータBLK が復元され
る。そして、この復元されたブロックデータBLK がブロ
ック分解回路17に供給される。
【0032】ブロック分解回路17では、ブロックデー
タBLK を分解処理して、元の1画面分の画像データに戻
し、それを出力端子18に導出する。
【0033】図4は、復号化装置の他の例で、この例で
はブロック復号化回路13からの再ブロックデータDBLK
又はSBLKは、ブロック分解回路21に供給され、1画面
分の画像データのメモリに、それぞれ各再ブロックデー
タの元のブロックデータBLK が占める画面上の位置に格
納される。また、付加コードFLは、フラグメモリ22
に、前記画像データのメモリの、各再ブロックデータ位
置に対応した格納位置に格納される。
【0034】そして、ブロック分解回路21の画像デー
タのメモリから、例えば1画面分の画素データが、順次
読み出されて、ブロック分解がなされ、読み出された画
素データは補間処理回路23に供給される。これと同時
に、フラグメモリ22からは、補間処理回路23から出
力された各画素データが属していた再ブロックデータ
が、DBLKであるときには“0”、SBLKであるときには
“1”のフラグが補間処理回路23に供給される。そし
て、フラグが“1”であるときには、補間処理回路で
は、補間処理がなされる。したがって、この補間処理回
路23からは1画面分の画像データが復元されて得られ
る。
【0035】以上のようにして、この発明によれば、可
変密度サブサンプリングを行う場合に、ブロックデータ
を、再ブロック化処理することにより、1再ブロックデ
ータ当たりの画素データ数を等しくすることができると
共に、データ伝送レートを一定化することができる。し
たがって、後段のブロック符号化との組み合わせが容易
に行うことができ、効率の良い圧縮符号化を行うことが
できる。
【0036】なお、以上の例では、間引き処理パターン
として、5の目状パターンを用いたが、この発明におい
ては、水平方向にのみ画素データを間引きする間引きパ
ターンや、垂直方向にのみ画素データを間引きする間引
きパターン等、その他種々の間引きパターンを用いるこ
とができることは言うまでもない。
【0037】また、上記の例は間引き処理後の再ブロッ
クデータの画素データ数が、元のブロックの画素データ
数の1/2の場合であるが、この発明は、1/n(nは
3以上の整数)の場合にも適用でき、その場合には、間
引き処理しないブロックに対する分割再ブロック数はn
個になる。
【0038】さらに、以上の例では、1画面分の画像デ
ータ毎に間引き処理するブロックデータ数と、間引き処
理しないブロックデータ数とを設定するようにしたが、
1/m(mは、2以上の整数)画面分の画像データに含
まれる所定ブロック数毎に、前記間引き処理するブロッ
クデータ数と、間引き処理しないブロックデータ数とを
設定するようにしても良く、また、m画面分の画像デー
タ毎に、前記各ブロックデータ数を設定するようにして
も良い。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、所定ブロック数ごとに、その内の間引き処理するブ
ロック数と、間引き処理しないブロック数とを決定し、
間引き処理したブロックと、間引き処理しないブロック
とを、それぞれ含まれる画素データ数が等しい状態の再
ブロックデータに再ブロック化するようにし、その再ブ
ロックデータをブロック符号化するようにしたので、ブ
ロック符号化処理が容易に行え、効率の良い圧縮符号化
を実現できると共に、出力データ伝送レートを一定化す
ることができる。
【0040】また、間引き処理するか、元のまま伝送す
るかの判断は、補間誤差を求めて、その補間誤差に基づ
いて行い、補間誤差が小さいものについて間引き処理す
るようにしたので、画質劣化の少ない復元画像を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による画像データの符号化装置の一実
施例のブロック図である。
【図2】ブロック化処理及び再ブロック化処理を説明す
るための図である。
【図3】画像データの復号化装置の一実施例を示す図で
ある。
【図4】画像データの復号化装置の他の実施例を示す図
である。
【符号の説明】
2 ブロック化回路 3 再ブロック化回路 4 補間誤差演算回路 5 ブロック符号化回路 33 ブロック分割手段 34 間引き処理手段 35 補間ブロック設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/41 - 1/419 H04N 7/24 - 7/68

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを、複数個の画素データから
    なるブロックに分割するブロック化手段と、 前記ブロック化手段からのブロックの画素データを1/
    nに間引き、その間引いた画素データを補間処理により
    復元したブロックデータと、元のブロックデータとの誤
    差を求める補間誤差演算手段と、 所定ブロック数の画像データのうち、前記補間誤差演算
    手段で求めた誤差の小さいほうから一定数のブロック
    は、1/nに間引き処理を行って再ブロックデータとし
    て出力し、前記所定ブロック数の画像データのうちのそ
    の他のブロックは1/nに分割して各々の分割ブロック
    を再ブロックデータとして出力すると共に、前記間引き
    処理をしたか、前記分割処理をしたかを示す付加データ
    を出力する再ブロック化手段と、 この再ブロック化手段からの再ブロックデータを、ブロ
    ック符号化するブロック符号化手段とを備え、前記ブロ
    ック符号化した画像データと共に、前記付加データを伝
    送するようにした画像データの符号化装置。
  2. 【請求項2】 画像データを、複数個の画素データから
    なるブロックに分割するブロック化工程と、 前記分割後のブロックの画素データを1/nに間引き、
    その間引いた画素データを補間処理により復元したブロ
    ックデータと、元のブロックデータとの誤差を求める補
    間誤差演算工程と、 前記分割後の所定ブロック数の画像データのうち、前記
    補間誤差演算工程で求めた誤差の小さいほうから一定数
    のブロックは、1/nに間引き処理を行って再ブロック
    データとして出力し、前記所定ブロック数の画像データ
    のうちのその他のブロックは1/nに分割して各々の分
    割ブロックを再ブロックデータとして出力すると共に、
    前記間引き処理をしたか、前記分割処理をしたかを示す
    付加データを出力する再ブロック化工程と、 この再ブロック化工程により得られる再ブロックデータ
    を、ブロック符号化するブロック符号化工程と を備え、
    前記ブロック符号化した画像データと共に、前記付加デ
    ータを伝送するようにした画像データの符号化方法。
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