JP2916027B2 - 画像符号化装置 - Google Patents
画像符号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化装置及び画
像復号装置に関し、特に動画像に含まれる情報量を削減
可能な画像符号化装置及び画像復号装置に関する。
像復号装置に関し、特に動画像に含まれる情報量を削減
可能な画像符号化装置及び画像復号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディジタル公衆網（以下、ＩＳＤ
Ｎと称する）の普及により新しい通信サービスとして画
像通信サービスに対する要求が高まってきており、特に
テレビ電話、テレビ会議システム等の普及が進められて
いる。
Ｎと称する）の普及により新しい通信サービスとして画
像通信サービスに対する要求が高まってきており、特に
テレビ電話、テレビ会議システム等の普及が進められて
いる。
【０００３】一般に、テレビ電話やテレビ会議システム
のように画像情報を伝送する場合には膨大な画像の情報
量を伝送する必要があるので、使用する回線の回線速度
やコストの点から、伝送する画像の情報量を圧縮符号化
し、情報量を削減してから伝送する必要がある。また、
コンパクト・ディスク・リ−ド・オンリ・メモリ（以
下、ＣＤ−ＲＯＭと称する）などに画像情報を記録する
場合にも、情報圧縮は記憶容量やコストなどの点で有用
である。
のように画像情報を伝送する場合には膨大な画像の情報
量を伝送する必要があるので、使用する回線の回線速度
やコストの点から、伝送する画像の情報量を圧縮符号化
し、情報量を削減してから伝送する必要がある。また、
コンパクト・ディスク・リ−ド・オンリ・メモリ（以
下、ＣＤ−ＲＯＭと称する）などに画像情報を記録する
場合にも、情報圧縮は記憶容量やコストなどの点で有用
である。
【０００４】情報圧縮のための符号化方法としては様々
なものが検討されており、一部ではテレビ電話やテレビ
会議システムなどで実用化されつつある。また、さらに
高度なサービスの提供を目指し、広帯域ＩＳＤＮに代表
される新たな通信ネットワークの検討も活発に行われて
いる。
なものが検討されており、一部ではテレビ電話やテレビ
会議システムなどで実用化されつつある。また、さらに
高度なサービスの提供を目指し、広帯域ＩＳＤＮに代表
される新たな通信ネットワークの検討も活発に行われて
いる。
【０００５】実用化されつつある画像の高能率符号化方
法として、動き補償フレーム間予測直交変換符号化方法
がある。この方法は、画像を複数個のサンプルからなる
小ブロックに分割し、各ブロックの画像信号または各ブ
ロックの各種予測誤差信号に対して離散的コサイン変換
などの直交変換を施し、その変換係数を量子化して符号
化する。
法として、動き補償フレーム間予測直交変換符号化方法
がある。この方法は、画像を複数個のサンプルからなる
小ブロックに分割し、各ブロックの画像信号または各ブ
ロックの各種予測誤差信号に対して離散的コサイン変換
などの直交変換を施し、その変換係数を量子化して符号
化する。
【０００６】上述した符号化方法に基づく符号化装置の
一例を図６に、上述の符号化方法で符号化された信号の
復号装置の一例を図７にそれぞれ示す。
一例を図６に、上述の符号化方法で符号化された信号の
復号装置の一例を図７にそれぞれ示す。
【０００７】図６において、動き補償フレーム間予測部
３０および減算部３１は、入力画像信号に基づいて画像
フレームごとに動き補償フレーム間予測を行う。即ち、
動き補償フレーム間予測部３０は動き補償における動き
の検出として、フレームメモリ部３２に記憶された１フ
レーム前の画像信号と入力画像信号とを所定の大きさの
ブロックに分割し、入力画像信号のブロックが１フレー
ム前の画像信号のどの部分から動いてきたものかを検出
し、検出結果に基づいてフレームメモリ部３２に記憶さ
れている１フレーム前に符号化された画像信号を予測値
として出力させる。
３０および減算部３１は、入力画像信号に基づいて画像
フレームごとに動き補償フレーム間予測を行う。即ち、
動き補償フレーム間予測部３０は動き補償における動き
の検出として、フレームメモリ部３２に記憶された１フ
レーム前の画像信号と入力画像信号とを所定の大きさの
ブロックに分割し、入力画像信号のブロックが１フレー
ム前の画像信号のどの部分から動いてきたものかを検出
し、検出結果に基づいてフレームメモリ部３２に記憶さ
れている１フレーム前に符号化された画像信号を予測値
として出力させる。
【０００８】減算部31は、フレームメモリ部32から出力
された予測値と入力画像信号との差を求めてフレーム間
予測符号化の結果として予測誤差信号を出力する。
された予測値と入力画像信号との差を求めてフレーム間
予測符号化の結果として予測誤差信号を出力する。
【０００９】この予測誤差信号は直交変換部33で直交変
換され、得られた直交変換係数は量子化部34で符号化制
御部35により制御されて適当な量子化レベルで量子化さ
れ、情報圧縮が行われる。
換され、得られた直交変換係数は量子化部34で符号化制
御部35により制御されて適当な量子化レベルで量子化さ
れ、情報圧縮が行われる。
【００１０】量子化された変換係数は符号化の結果とし
て外部に出力されると共に、逆量子化部36にも送られ
る。
て外部に出力されると共に、逆量子化部36にも送られ
る。
【００１１】逆量子化部36は量子化された変換係数を逆
量子化して変換係数を出力し、逆直交変換部37は変換係
数を逆直交変換して予測誤差信号を出力する。
量子化して変換係数を出力し、逆直交変換部37は変換係
数を逆直交変換して予測誤差信号を出力する。
【００１２】これら一連の演算処理も動き補償における
動き検出と同様、演算を効率よく行うために、画像をあ
る大きさのブロックに分割して行われる。
動き検出と同様、演算を効率よく行うために、画像をあ
る大きさのブロックに分割して行われる。
【００１３】逆直交変換部37の出力である予測誤差信号
には加算部38で、フレームメモリ部32から読み出された
予測値が加算されて画像信号が生成される。そして生成
された画像信号はフレームメモリ部32に格納され、次の
フレームの画像信号のフレーム間予測に使われる。
には加算部38で、フレームメモリ部32から読み出された
予測値が加算されて画像信号が生成される。そして生成
された画像信号はフレームメモリ部32に格納され、次の
フレームの画像信号のフレーム間予測に使われる。
【００１４】入力画像信号は、上述したループ状の構成
（符号化ループ）により符号化される。
（符号化ループ）により符号化される。
【００１５】一方、図７に示した画像復号装置では、符
号化された予測誤差信号に対して、上述した符号化装置
における符号化ループ内での処理と同様に、まず逆量子
化部３９で量子化部３４（図６参照）とは逆の処理が行
われ、得られた直交変換係数は逆直交変換部４０によっ
て逆直交変換される。
号化された予測誤差信号に対して、上述した符号化装置
における符号化ループ内での処理と同様に、まず逆量子
化部３９で量子化部３４（図６参照）とは逆の処理が行
われ、得られた直交変換係数は逆直交変換部４０によっ
て逆直交変換される。
【００１６】逆直交変換部40の出力は加算部41におい
て、フレ−ム間予測部42からの予測動き値に従ってフレ
ームメモリ部43から読み出された予測値と加算され、復
元された画像信号として出力されると共に、フレームメ
モリ部43に格納される。
て、フレ−ム間予測部42からの予測動き値に従ってフレ
ームメモリ部43から読み出された予測値と加算され、復
元された画像信号として出力されると共に、フレームメ
モリ部43に格納される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の画像符号化装置では、直交変換の結果を量子化
する際、情報量の削減のためにある程度の誤差を許容し
ており、その誤差に伴う画像品質の劣化が生じるという
問題点がある。
た従来の画像符号化装置では、直交変換の結果を量子化
する際、情報量の削減のためにある程度の誤差を許容し
ており、その誤差に伴う画像品質の劣化が生じるという
問題点がある。
【００１８】また、動き補償予測の動き検出または直交
変換のための演算を効率よく行うために、画面をいくつ
かのブロックに分割して処理を行っている。そして、直
交変換の結果を量子化する際、量子化レベルは、発生す
る符号量と伝送容量とに基づいて制御されるため、分割
されたブロックごとに量子化の条件が異なっている。そ
の結果、符号化された画像を画面全体で見た場合、一部
分のブロックにブロック歪みが発生し、また、ブロック
ごとの画面の粗さにばらつきが生じて画像品質が劣化す
るという問題点がある。
変換のための演算を効率よく行うために、画面をいくつ
かのブロックに分割して処理を行っている。そして、直
交変換の結果を量子化する際、量子化レベルは、発生す
る符号量と伝送容量とに基づいて制御されるため、分割
されたブロックごとに量子化の条件が異なっている。そ
の結果、符号化された画像を画面全体で見た場合、一部
分のブロックにブロック歪みが発生し、また、ブロック
ごとの画面の粗さにばらつきが生じて画像品質が劣化す
るという問題点がある。
【００１９】更に、符号化対象ブロックの画像内容が伝
送あるいは蓄積すべき画像として重要な部分であるか否
かにかかわらず、どのブロックに対しても均等な符号化
制御が行われる。従って、重要な部分であっても、重要
でない部分と同じ画質でしか符号化できないという問題
点がある。
送あるいは蓄積すべき画像として重要な部分であるか否
かにかかわらず、どのブロックに対しても均等な符号化
制御が行われる。従って、重要な部分であっても、重要
でない部分と同じ画質でしか符号化できないという問題
点がある。
【００２０】加えて、量子化部34の全ての出力に対して
逆量子化及び逆直交変換を行い、局部復号してフレーム
メモリ部32に記憶させ、フレーム間予測符号化に使用し
ているため、例えば通信回線において情報の紛失が発生
した場合には、符号の際にフレーム間予測符号化が正常
に機能せず、画像品質が著しく低下するという問題点が
ある。
逆量子化及び逆直交変換を行い、局部復号してフレーム
メモリ部32に記憶させ、フレーム間予測符号化に使用し
ているため、例えば通信回線において情報の紛失が発生
した場合には、符号の際にフレーム間予測符号化が正常
に機能せず、画像品質が著しく低下するという問題点が
ある。
【００２１】本発明は、上述した従来の画像符号化装置
及び画像復号装置における問題点に鑑み、画像の重要な
部分の画質低下を防止して復号の際に情報が紛失してい
ても画像品質が著しく低下することがないように構成さ
れた画像符号化装置及び画像復号装置を提供する。
及び画像復号装置における問題点に鑑み、画像の重要な
部分の画質低下を防止して復号の際に情報が紛失してい
ても画像品質が著しく低下することがないように構成さ
れた画像符号化装置及び画像復号装置を提供する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】第１発明は、フレームメ
モリから出力された予測値と入力画像信号との差を表す
予測誤差信号を算出する減算手段、予測誤差信号を直交
変換し直交変換係数を得るための直交変換手段及び直交
変換係数を所定の量子化レベルで量子化して情報圧縮す
る量子化手段を有する画像符号化装置であって、入力画
像信号に基づいて特定の画像領域を検出する領域検出手
段と、領域検出手段によって検出された画像領域に対応
する直交変換係数を量子化手段で量子化することによっ
て生じる量子化誤差を算出する量子化誤差算出手段と、
量子化誤差算出手段から出力された量子化誤差を量子化
して出力する誤差量子化手段とを備えている画像符号化
装置によって達成される。
モリから出力された予測値と入力画像信号との差を表す
予測誤差信号を算出する減算手段、予測誤差信号を直交
変換し直交変換係数を得るための直交変換手段及び直交
変換係数を所定の量子化レベルで量子化して情報圧縮す
る量子化手段を有する画像符号化装置であって、入力画
像信号に基づいて特定の画像領域を検出する領域検出手
段と、領域検出手段によって検出された画像領域に対応
する直交変換係数を量子化手段で量子化することによっ
て生じる量子化誤差を算出する量子化誤差算出手段と、
量子化誤差算出手段から出力された量子化誤差を量子化
して出力する誤差量子化手段とを備えている画像符号化
装置によって達成される。
【００２３】領域検出手段は、画像領域を複数のブロッ
クに分割する画像分割手段と、各ブロックの画像信号に
基づいて各ブロックにおける平均輝度を算出する輝度算
出手段と、各ブロックの画像信号に基づいて各ブロック
における平均色度を算出する色度算出手段と、各ブロッ
クの画像信号に基づいて各ブロックにおける微分値を算
出する微分値算出手段と、輝度算出手段により算出され
た平均輝度及び色度算出手段により算出された平均色度
並びに微分値算出手段により算出された微分値に基づい
て画像領域の各ブロックが特定の性質を有するか否かを
判定する画像判定手段とを備えている。
クに分割する画像分割手段と、各ブロックの画像信号に
基づいて各ブロックにおける平均輝度を算出する輝度算
出手段と、各ブロックの画像信号に基づいて各ブロック
における平均色度を算出する色度算出手段と、各ブロッ
クの画像信号に基づいて各ブロックにおける微分値を算
出する微分値算出手段と、輝度算出手段により算出され
た平均輝度及び色度算出手段により算出された平均色度
並びに微分値算出手段により算出された微分値に基づい
て画像領域の各ブロックが特定の性質を有するか否かを
判定する画像判定手段とを備えている。
【００２４】第２発明は、符号化された予測誤差信号を
逆量子化する逆量子化手段、逆量子化手段で得られた直
交変換係数を逆直交変換する逆直交変換手段及びフレ−
ム間予測手段からの予測動き値に基づいて逆直交変換手
段の出力をフレームメモリから読み出された予測値に加
算する加算手段を有する画像復号装置であって、量子化
誤差符号化信号を入力して逆量子化し直交変換係数の量
子化誤差を算出する誤差逆量子化手段と、誤差逆量子化
手段によって算出された量子化誤差を逆量子化手段の出
力に加算して量子化誤差を補正した直交変換係数を算出
して逆直交変換手段に出力する誤差加算手段とを備えて
いる画像復号装置によって達成される。
逆量子化する逆量子化手段、逆量子化手段で得られた直
交変換係数を逆直交変換する逆直交変換手段及びフレ−
ム間予測手段からの予測動き値に基づいて逆直交変換手
段の出力をフレームメモリから読み出された予測値に加
算する加算手段を有する画像復号装置であって、量子化
誤差符号化信号を入力して逆量子化し直交変換係数の量
子化誤差を算出する誤差逆量子化手段と、誤差逆量子化
手段によって算出された量子化誤差を逆量子化手段の出
力に加算して量子化誤差を補正した直交変換係数を算出
して逆直交変換手段に出力する誤差加算手段とを備えて
いる画像復号装置によって達成される。
【００２５】
【作用】第１発明の画像符号化装置では、領域検出手段
は入力画像信号に基づいて特定の性質を有する画像領域
を検出し、量子化誤差算出手段は領域検出手段により検
出された領域に対応する直交変換係数を量子化手段によ
り量子化することによって生じる量子化誤差を算出し、
誤差量子化手段は量子化誤差算出手段が求めた量子化誤
差を量子化して出力する。
は入力画像信号に基づいて特定の性質を有する画像領域
を検出し、量子化誤差算出手段は領域検出手段により検
出された領域に対応する直交変換係数を量子化手段によ
り量子化することによって生じる量子化誤差を算出し、
誤差量子化手段は量子化誤差算出手段が求めた量子化誤
差を量子化して出力する。
【００２６】画像符号化装置の領域検出手段では、画像
分割手段は画像を複数のブロックに分割し、輝度算出手
段は各ブロックの画像信号に基づいて各ブロックにおけ
る平均輝度を算出し、色度算出手段は各ブロックの画像
信号に基づいて各ブロックにおける平均色度を算出し、
微分値算出手段は各ブロックの画像信号に基づいて各ブ
ロックにおける微分値を算出し、画像判定手段は輝度算
出手段により算出された平均輝度、色度算出手段により
算出された平均色度及び微分値算出手段により算出され
た微分値に基づいて画像の各ブロックが特定の性質を有
するか否かを判定する。
分割手段は画像を複数のブロックに分割し、輝度算出手
段は各ブロックの画像信号に基づいて各ブロックにおけ
る平均輝度を算出し、色度算出手段は各ブロックの画像
信号に基づいて各ブロックにおける平均色度を算出し、
微分値算出手段は各ブロックの画像信号に基づいて各ブ
ロックにおける微分値を算出し、画像判定手段は輝度算
出手段により算出された平均輝度、色度算出手段により
算出された平均色度及び微分値算出手段により算出され
た微分値に基づいて画像の各ブロックが特定の性質を有
するか否かを判定する。
【００２７】第２発明の画像復号装置では、誤差逆量子
化手段は量子化誤差符号化信号を入力して逆量子化し直
交変換係数の量子化誤差を算出し、誤差加算部手段は誤
差逆量子化手段によって算出された量子化誤差を逆量子
化手段の出力に加算して量子化誤差を補正した直交変換
係数を算出して逆直交変換手段に出力する。
化手段は量子化誤差符号化信号を入力して逆量子化し直
交変換係数の量子化誤差を算出し、誤差加算部手段は誤
差逆量子化手段によって算出された量子化誤差を逆量子
化手段の出力に加算して量子化誤差を補正した直交変換
係数を算出して逆直交変換手段に出力する。
【００２８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の画像符号化装
置及び画像復号装置における実施例を詳述する。
置及び画像復号装置における実施例を詳述する。
【００２９】図１は、第１発明の画像符号化装置におけ
る画像符号化装置の一実施例の構成を示す。
る画像符号化装置の一実施例の構成を示す。
【００３０】本実施例の画像符号化装置は、領域検出手
段である領域検出部10、誤差量子化手段である誤差量子
化部11、量子化誤差算出手段である誤差符号化制御部1
2、符号化制御部13、減算手段である減算部14、直交変
換手段である直交変換部15、量子化手段である量子化部
16、逆量子化部17、逆直交変換部18、加算部19、フレー
ムメモリ部20及び動き補償フレーム間予測部21によって
構成されている。
段である領域検出部10、誤差量子化手段である誤差量子
化部11、量子化誤差算出手段である誤差符号化制御部1
2、符号化制御部13、減算手段である減算部14、直交変
換手段である直交変換部15、量子化手段である量子化部
16、逆量子化部17、逆直交変換部18、加算部19、フレー
ムメモリ部20及び動き補償フレーム間予測部21によって
構成されている。
【００３１】次に、上述の各構成部分を説明する。
【００３２】領域検出部10は、入力画像信号が重要領域
か否かをブロック単位で検出する。減算部14及び動き補
償フレーム間予測部21は、入力画像信号に基づいて画像
フレームごとに動き補償フレーム間予測を行う。
か否かをブロック単位で検出する。減算部14及び動き補
償フレーム間予測部21は、入力画像信号に基づいて画像
フレームごとに動き補償フレーム間予測を行う。
【００３３】動き補償フレーム間予測部21は、動き補償
における動きの検出として、フレームメモリ部20に記憶
された１フレーム前の画像信号と入力画像信号とを所定
の大きさのブロックに分割し、入力画像信号のブロック
が１フレーム前の画像信号のどの部分から動いてきたの
かを検出し、検出結果に基づいてフレームメモリ部20に
記憶されている１フレーム前に符号化された画像信号を
予測値としてフレームメモリ部20から出力させる。
における動きの検出として、フレームメモリ部20に記憶
された１フレーム前の画像信号と入力画像信号とを所定
の大きさのブロックに分割し、入力画像信号のブロック
が１フレーム前の画像信号のどの部分から動いてきたの
かを検出し、検出結果に基づいてフレームメモリ部20に
記憶されている１フレーム前に符号化された画像信号を
予測値としてフレームメモリ部20から出力させる。
【００３４】減算部14は、フレームメモリ部20から出力
された予測値と入力画像信号との差を求めてフレーム間
予測符号化の結果として予測誤差信号を出力する。この
予測誤差信号は、直交変換部15で直交変換され、その係
数である直交変換係数は量子化部16で符号化制御部13に
より制御されて適当な量子化レベルで量子化され情報圧
縮が行われる。
された予測値と入力画像信号との差を求めてフレーム間
予測符号化の結果として予測誤差信号を出力する。この
予測誤差信号は、直交変換部15で直交変換され、その係
数である直交変換係数は量子化部16で符号化制御部13に
より制御されて適当な量子化レベルで量子化され情報圧
縮が行われる。
【００３５】量子化された変換係数は、符号化の結果と
して外部に出力されると共に逆量子化部17にも送られ
る。
して外部に出力されると共に逆量子化部17にも送られ
る。
【００３６】逆量子化部17は、量子化された変換係数を
逆量子化して変換係数を出力し、逆直交変換部18は、逆
量子化された変換係数を逆直交変換して予測誤差信号を
出力する。
逆量子化して変換係数を出力し、逆直交変換部18は、逆
量子化された変換係数を逆直交変換して予測誤差信号を
出力する。
【００３７】これら一連の演算処理も動き補償における
動き検出と同様、演算を効率よく行うために、画像をあ
る大きさのブロックに分割して行われる。
動き検出と同様、演算を効率よく行うために、画像をあ
る大きさのブロックに分割して行われる。
【００３８】逆直交変換部18が求めた予測誤差信号には
加算部19で、フレームメモリ部20から読み出された予測
値が加算されて画像信号が生成される。生成された画像
信号はフレームメモリ部20に格納され、次のフレームの
画像信号のフレーム間予測に使われる。
加算部19で、フレームメモリ部20から読み出された予測
値が加算されて画像信号が生成される。生成された画像
信号はフレームメモリ部20に格納され、次のフレームの
画像信号のフレーム間予測に使われる。
【００３９】入力画像信号は、上述したループ状の構成
（符号化ループ）により符号化される。
（符号化ループ）により符号化される。
【００４０】誤差符号化制御部12は、符号化制御部13が
符号化ループ内の量子化部16に指定した量子化レベルを
符号化制御部13から受け取り、受け取った量子化レベル
よりも細かな量子化レベルを選定し、選定された量子化
レベルで量子化を行うように誤差量子化部11を制御す
る。
符号化ループ内の量子化部16に指定した量子化レベルを
符号化制御部13から受け取り、受け取った量子化レベル
よりも細かな量子化レベルを選定し、選定された量子化
レベルで量子化を行うように誤差量子化部11を制御す
る。
【００４１】誤差量子化部11は、領域検出部10が重要領
域を検出したときには、検出した重要領域に対応する直
交変換係数を量子化部16で量子化した場合の量子化誤差
を算出し、算出された誤差を誤差符号化制御部12により
指定された量子化レベルで量子化し、量子化誤差符号化
信号として出力する。
域を検出したときには、検出した重要領域に対応する直
交変換係数を量子化部16で量子化した場合の量子化誤差
を算出し、算出された誤差を誤差符号化制御部12により
指定された量子化レベルで量子化し、量子化誤差符号化
信号として出力する。
【００４２】次に上述した領域検出部10の構成を図２を
参照して詳述する。
参照して詳述する。
【００４３】領域検出部10は、図２に示すように画像分
割手段であるブロック分割部101 、微分値算出手段であ
る輝度微分値算出部102 、輝度算出手段である平均輝度
算出部103 、色度算出手段の１つである平均赤色差算出
部104 、色度算出手段の他の１つである平均青色差算出
部105 及び画像判定手段であるベクトル判定部106 によ
って構成されている。
割手段であるブロック分割部101 、微分値算出手段であ
る輝度微分値算出部102 、輝度算出手段である平均輝度
算出部103 、色度算出手段の１つである平均赤色差算出
部104 、色度算出手段の他の１つである平均青色差算出
部105 及び画像判定手段であるベクトル判定部106 によ
って構成されている。
【００４４】本実施例では領域検出部10は、特に人の顔
を重要領域として検出するように構成されており、次の
３つを顔の判別基準とする。
を重要領域として検出するように構成されており、次の
３つを顔の判別基準とする。
【００４５】（ａ）色が肌色である。
【００４６】（ｂ）微分値量が多い。
【００４７】（ｃ）輝度が高い。
【００４８】顔の色は肌色であるから、横軸、縦軸にそ
れぞれ２つの色差成分（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）をとると、そ
の分布は図３に示すように、ある一定の範囲内に収ま
る。
れぞれ２つの色差成分（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）をとると、そ
の分布は図３に示すように、ある一定の範囲内に収ま
る。
【００４９】そこで、ブロックのＲ−Ｙ成分の平均値及
びＢ−Ｙ成分の平均値を求め、図４のグラフに当てはめ
て顔か否かを判定できる。ただし、風景部分が肌色であ
ることも有り得るので、これだけでは十分ではない。テ
レビ電話やテレビ会議の場合には、一般に顔の情報を伝
送することが重要とされているため、顔に焦点の合った
画像が多く、またその場合には照明などにより顔は明る
い状態となっている。従って伝送される画像は眉、目、
口などがはっきりと映っていて顔部分の微分値は多く、
かつ輝度も高くなる。
びＢ−Ｙ成分の平均値を求め、図４のグラフに当てはめ
て顔か否かを判定できる。ただし、風景部分が肌色であ
ることも有り得るので、これだけでは十分ではない。テ
レビ電話やテレビ会議の場合には、一般に顔の情報を伝
送することが重要とされているため、顔に焦点の合った
画像が多く、またその場合には照明などにより顔は明る
い状態となっている。従って伝送される画像は眉、目、
口などがはっきりと映っていて顔部分の微分値は多く、
かつ輝度も高くなる。
【００５０】以下、領域検出部10の構成を説明する。
【００５１】図２に示すように図１の領域検出部10は、
ブロック分割部101 、輝度微分値算出部（以下、算出部
と称する）102 、平均輝度算出部（以下、算出部と称す
る）103 、平均赤色差算出部（以下、算出部と称する）
104 、平均青色差算出部（以下、算出部と称する）105
及びベクトル判定部106 によって構成されている。
ブロック分割部101 、輝度微分値算出部（以下、算出部
と称する）102 、平均輝度算出部（以下、算出部と称す
る）103 、平均赤色差算出部（以下、算出部と称する）
104 、平均青色差算出部（以下、算出部と称する）105
及びベクトル判定部106 によって構成されている。
【００５２】ブロック分割部101 は、入力された画像信
号を輝度信号及び色差信号ごとに複数のブロックに分割
して出力する。
号を輝度信号及び色差信号ごとに複数のブロックに分割
して出力する。
【００５３】算出部102 は、ブロック分割部101 から輝
度信号を受け取り、各ブロックごとに輝度信号の微分値
の合計ＤＹを算出する。
度信号を受け取り、各ブロックごとに輝度信号の微分値
の合計ＤＹを算出する。
【００５４】算出部103 は、ブロック分割部101 から輝
度信号を受け取り、各ブロックごとに平均輝度Ｙを算出
する。
度信号を受け取り、各ブロックごとに平均輝度Ｙを算出
する。
【００５５】算出部104 及び算出部105 は、ブロック分
割部101 から色差信号を受け取り、各ブロックごとにそ
れぞれ平均赤色差Ｒ−Ｙ及び平均青色差Ｂ−Ｙを算出す
る。
割部101 から色差信号を受け取り、各ブロックごとにそ
れぞれ平均赤色差Ｒ−Ｙ及び平均青色差Ｂ−Ｙを算出す
る。
【００５６】ベクトル判定部106 は、各算出部102 〜10
5の算出結果に基づいて各ブロック毎に領域判定を行な
う。
5の算出結果に基づいて各ブロック毎に領域判定を行な
う。
【００５７】上述の重要領域の判定プロセスは、各算出
部102 〜105 からの上記４つのパラメータについて４次
元のベクトル空間を設定し、予め種々の画像データに基
づいて顔に相当する部分の基準ベクトル領域を作成し、
与えられブロックのベクトルが基準ベクトル領域に入る
か否かを調べ、与えられたブロックのベクトルがその領
域に入る場合には顔であると判定する。
部102 〜105 からの上記４つのパラメータについて４次
元のベクトル空間を設定し、予め種々の画像データに基
づいて顔に相当する部分の基準ベクトル領域を作成し、
与えられブロックのベクトルが基準ベクトル領域に入る
か否かを調べ、与えられたブロックのベクトルがその領
域に入る場合には顔であると判定する。
【００５８】人の顔を判別する方法として顔の形状を認
識する方法などを用いることもできるが、膨大な演算時
間が必要になり、情報を伝送または蓄積する画像符号化
装置には適さない。
識する方法などを用いることもできるが、膨大な演算時
間が必要になり、情報を伝送または蓄積する画像符号化
装置には適さない。
【００５９】次に、図５を参照して図１の画像符号化装
置の動作を説明する。
置の動作を説明する。
【００６０】まず、１ブロックのデ−タが入力され（ス
テップＳ１）、減算部14によりフレームメモリ部20から
出力された予測値と入力画像信号との差を求めて予測誤
差信号が出力されて直交変換部15により直交変換される
（ステップＳ２）。
テップＳ１）、減算部14によりフレームメモリ部20から
出力された予測値と入力画像信号との差を求めて予測誤
差信号が出力されて直交変換部15により直交変換される
（ステップＳ２）。
【００６１】直交変換係数は量子化部16で符号化制御部
13により制御されて適当な量子化レベルで量子化され
（ステップＳ３）、量子化された変換係数は符号化され
（ステップＳ４）外部に出力される（ステップＳ５）。
更に、量子化された変換係数が重要領域（顔領域）の入
力画像信号に対応するか否か判別され（ステップＳ
６）、ＹＥＳの場合には逆量子化部17に送られて逆量子
化される（ステップＳ７）。また、上記ステップＳ６で
ＮＯの場合には動作を終了する（ステップＳ８）更に上
記ステップＳ６では、領域検出部10により入力画像信号
が重要領域（顔領域）であるか否か判別され、ＮＯの場
合には動作を終了する（ステップＳ８）。他方、ステッ
プＳ６でＹＥＳの場合には、その領域に対応する直交変
換係数を量子化部16で量子化した場合の量子化誤差を算
出し（ステップＳ８）、その誤差を誤差符号化制御部12
により指定された量子化レベルで再量子化し（ステップ
Ｓ９）、符号化して（ステップＳ10）量子化誤差符号化
信号として出力する（ステップＳ11）。
13により制御されて適当な量子化レベルで量子化され
（ステップＳ３）、量子化された変換係数は符号化され
（ステップＳ４）外部に出力される（ステップＳ５）。
更に、量子化された変換係数が重要領域（顔領域）の入
力画像信号に対応するか否か判別され（ステップＳ
６）、ＹＥＳの場合には逆量子化部17に送られて逆量子
化される（ステップＳ７）。また、上記ステップＳ６で
ＮＯの場合には動作を終了する（ステップＳ８）更に上
記ステップＳ６では、領域検出部10により入力画像信号
が重要領域（顔領域）であるか否か判別され、ＮＯの場
合には動作を終了する（ステップＳ８）。他方、ステッ
プＳ６でＹＥＳの場合には、その領域に対応する直交変
換係数を量子化部16で量子化した場合の量子化誤差を算
出し（ステップＳ８）、その誤差を誤差符号化制御部12
により指定された量子化レベルで再量子化し（ステップ
Ｓ９）、符号化して（ステップＳ10）量子化誤差符号化
信号として出力する（ステップＳ11）。
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】図６の画像復号装置の主要部は、誤差逆量
子化部23及び誤差加算部24によってて構成されている。
子化部23及び誤差加算部24によってて構成されている。
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【発明の効果】第１発明の画像符号化装置は、フレーム
メモリから出力された予測値と入力画像信号との差を表
す予測誤差信号を算出する減算手段、予測誤差信号を直
交変換し直交変換係数を得るための直交変換手段及び直
交変換係数を所定の量子化レベルで量子化して情報圧縮
する量子化手段を有する画像符号化装置であって、入力
画像信号に基づいて特定の画像領域を検出する領域検出
手段と、領域検出手段によって検出された画像領域に対
応する直交変換係数を量子化手段で量子化することによ
って生じる量子化誤差を算出する量子化誤差算出手段
と、量子化誤差算出手段から出力された量子化誤差を量
子化して出力する誤差量子化手段とを備えているので、
符号化された予測誤差信号が出力されるだけでなく、特
定の画像領域に対しては、対応する直交変換係数の量子
化誤差を表す信号も出力される。従って、画像伝送後に
画像信号を復号するときに量子化誤差信号を用いること
によって重要な画像領域に関しては極めて量子化誤差の
少ない画像信号を復元することができる。
メモリから出力された予測値と入力画像信号との差を表
す予測誤差信号を算出する減算手段、予測誤差信号を直
交変換し直交変換係数を得るための直交変換手段及び直
交変換係数を所定の量子化レベルで量子化して情報圧縮
する量子化手段を有する画像符号化装置であって、入力
画像信号に基づいて特定の画像領域を検出する領域検出
手段と、領域検出手段によって検出された画像領域に対
応する直交変換係数を量子化手段で量子化することによ
って生じる量子化誤差を算出する量子化誤差算出手段
と、量子化誤差算出手段から出力された量子化誤差を量
子化して出力する誤差量子化手段とを備えているので、
符号化された予測誤差信号が出力されるだけでなく、特
定の画像領域に対しては、対応する直交変換係数の量子
化誤差を表す信号も出力される。従って、画像伝送後に
画像信号を復号するときに量子化誤差信号を用いること
によって重要な画像領域に関しては極めて量子化誤差の
少ない画像信号を復元することができる。
【００６９】画像符号化装置の領域検出手段は、画像領
域を複数のブロックに分割する画像分割手段と、各ブロ
ックの画像信号に基づいて各ブロックにおける平均輝度
を算出する輝度算出手段と、各ブロックの画像信号に基
づいて各ブロックにおける平均色度を算出する色度算出
手段と、各ブロックの画像信号に基づいて各ブロックに
おける微分値を算出する微分値算出手段と、輝度算出手
段により算出された平均輝度及び色度算出手段により算
出された平均色度並びに微分値算出手段により算出され
た微分値に基づいて画像領域の各ブロックが特定の性質
を有するか否かを判定する画像判定手段とを備えている
ので、符号化された情報は符号化された予測誤差信号と
量子化誤差信号との２段階に階層化することができ、符
号化された予測誤差信号を優先的に伝送することにすれ
ば、情報の紛失が起こったときでも量子化誤差信号だけ
が紛失することになり、情報の紛失によってフレーム間
予測は影響を受けずに情報紛失のない場合の画像品質が
保証される。
域を複数のブロックに分割する画像分割手段と、各ブロ
ックの画像信号に基づいて各ブロックにおける平均輝度
を算出する輝度算出手段と、各ブロックの画像信号に基
づいて各ブロックにおける平均色度を算出する色度算出
手段と、各ブロックの画像信号に基づいて各ブロックに
おける微分値を算出する微分値算出手段と、輝度算出手
段により算出された平均輝度及び色度算出手段により算
出された平均色度並びに微分値算出手段により算出され
た微分値に基づいて画像領域の各ブロックが特定の性質
を有するか否かを判定する画像判定手段とを備えている
ので、符号化された情報は符号化された予測誤差信号と
量子化誤差信号との２段階に階層化することができ、符
号化された予測誤差信号を優先的に伝送することにすれ
ば、情報の紛失が起こったときでも量子化誤差信号だけ
が紛失することになり、情報の紛失によってフレーム間
予測は影響を受けずに情報紛失のない場合の画像品質が
保証される。
【００７０】第２発明の画像復号装置は、符号化された
予測誤差信号を逆量子化する逆量子化手段、逆量子化手
段で得られた直交変換係数を逆直交変換する逆直交変換
手段及びフレ−ム間予測手段からの予測動き値に基づい
て逆直交変換手段の出力をフレームメモリから読み出さ
れた予測値に加算する加算手段を有する画像復号装置で
あって、量子化誤差符号化信号を入力して逆量子化し直
交変換係数の量子化誤差を算出する誤差逆量子化手段
と、誤差逆量子化手段によって算出された量子化誤差を
逆量子化手段の出力に加算して量子化誤差を補正した直
交変換係数を算出して逆直交変換手段に出力する誤差加
算手段とを備えているので、重要な画像領域に関しては
極めて量子化誤差の少ない画像信号を復元することがで
き、入力される符号化情報は符号化された予測誤差信号
と量子化誤差信号との２段階に階層化することができ、
符号化された予測誤差信号を優先的に伝送すれば、情報
の紛失が起こったときでも量子化誤差信号だけが紛失す
ることになり、情報の紛失によってフレーム間予測が影
響を受けない。
予測誤差信号を逆量子化する逆量子化手段、逆量子化手
段で得られた直交変換係数を逆直交変換する逆直交変換
手段及びフレ−ム間予測手段からの予測動き値に基づい
て逆直交変換手段の出力をフレームメモリから読み出さ
れた予測値に加算する加算手段を有する画像復号装置で
あって、量子化誤差符号化信号を入力して逆量子化し直
交変換係数の量子化誤差を算出する誤差逆量子化手段
と、誤差逆量子化手段によって算出された量子化誤差を
逆量子化手段の出力に加算して量子化誤差を補正した直
交変換係数を算出して逆直交変換手段に出力する誤差加
算手段とを備えているので、重要な画像領域に関しては
極めて量子化誤差の少ない画像信号を復元することがで
き、入力される符号化情報は符号化された予測誤差信号
と量子化誤差信号との２段階に階層化することができ、
符号化された予測誤差信号を優先的に伝送すれば、情報
の紛失が起こったときでも量子化誤差信号だけが紛失す
ることになり、情報の紛失によってフレーム間予測が影
響を受けない。
【図１】本発明の画像符号化装置における一実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】図１の画像符号化装置の主要部である領域検出
部の構成を示すブロック図である。
部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の領域検出部の機能を説明するためのグラ
フである。
フである。
【図４】図２の領域検出部の機能を説明するための他の
グラフである。
グラフである。
【図５】図１の画像符号化装置の動作を説明するための
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】従来の画像符号化装置の一例を示すブロック図
である。
である。
【図７】従来の画像復号装置の一例を示すブロック図で
ある。
ある。
１０ 領域検出部 １１ 誤差量子化部 １２ 誤差符号化制御部 １３ 符号化制御部 １４ 減算部 １５ 直交変換部 １６ 量子化部 １７ 逆量子化部 １８ 逆直交変換部 １９ 加算部 ２０ フレームメモリ部 ２１ 動き補償フレーム間予測部 １０ １ ブロック分割部 １０２ 輝度微分値算出部 １０３ 平均輝度算出部 １０４ 平均赤色算出部 １０５ 平均青色算出部 １０６ ベクトル判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−44882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−173485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419
Claims (2)
- 【請求項１】 フレームメモリから出力された予測値と
入力画像信号との差を表す予測誤差信号を算出する減算
手段、前記予測誤差信号を直交変換し直交変換係数を得
るための直交変換手段及び前記直交変換係数を所定の量
子化レベルで量子化して情報圧縮する量子化手段を有す
る画像符号化装置であって、前記入力画像信号に基づい
て特定の画像領域を検出する領域検出手段と、前記領域
検出手段によって検出された前記画像領域に対応する直
交変換係数を前記量子化手段で量子化することによって
生じる量子化誤差を算出する量子化誤差算出手段と、前
記量子化誤差算出手段から出力された前記量子化誤差を
量子化して出力する誤差量子化手段とを備えていること
を特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項２】 前記領域検出手段は、前記画像領域を複
数のブロックに分割する画像分割手段と、前記各ブロッ
クの画像信号に基づいて当該各ブロックにおける平均輝
度を算出する輝度算出手段と、前記各ブロックの画像信
号に基づいて当該各ブロックにおける平均色度を算出す
る色度算出手段と、前記各ブロックの画像信号に基づい
て当該各ブロックにおける微分値を算出する微分値算出
手段と、前記輝度算出手段により算出された前記平均輝
度及び前記色度算出手段により算出された前記平均色度
並びに前記微分値算出手段により算出された前記微分値
に基づいて前記画像領域の前記各ブロックが特定の性質
を有するか否かを判定する画像判定手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19192091A JP2916027B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 画像符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19192091A JP2916027B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 画像符号化装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22384398A Division JP3254425B2 (ja) | 1991-07-31 | 1998-08-07 | 画像復号装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537919A JPH0537919A (ja) | 1993-02-12 |
| JP2916027B2 true JP2916027B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=16282647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19192091A Expired - Fee Related JP2916027B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 画像符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916027B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5591080B2 (ja) * | 2010-11-26 | 2014-09-17 | 三菱電機株式会社 | データ圧縮装置及びデータ処理システム及びコンピュータプログラム及びデータ圧縮方法 |
| KR102001259B1 (ko) | 2011-06-27 | 2019-07-17 | 선 페이턴트 트러스트 | 화상 부호화 방법, 화상 복호 방법, 화상 부호화 장치, 화상 복호 장치, 및 화상 부호화 복호 장치 |
| JP6417815B2 (ja) | 2014-09-19 | 2018-11-07 | 富士ゼロックス株式会社 | 情報処理装置及び情報処理プログラム |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19192091A patent/JP2916027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0537919A (ja) | 1993-02-12 |
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Legal Events
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