JP2990890B2 - 画像信号の符号化方法と符号化装置 - Google Patents

画像信号の符号化方法と符号化装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像信号の符号化、特
にサブバンド符号化やブロックがオーバーラップする直
交変換を用いた変換符号化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像信号の符号化において、サブバンド
符号化やブロックが入力信号上でオーバーラップする直
交変換を用いた変換符号化を行う場合、画面の端領域で
は画面の外の画素値が処理に必要になる。このようなと
き従来は、画面の外は一定値と仮定するか、図5のよう
に画面の反対側の信号があるとみなして処理していた。
図5では、画面の上端(a)では画面の下端(b)の信
号が上にあるとみなし、画面の下端(b)では画面の上
端(a)の信号が下にあるとみなし、画面の左端(c)
では画面の右端(d)の信号が左にあるとみなし、画面
の右端(d)では画面の左端(c)の信号が右にあると
みなす。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、画面の
端の部分で、値や傾きが不連続に変化する信号を符号化
することになる。このような不連続に変化する信号に対
して、サブバンド符号化やブロックがオーバーラップす
る直交変換を用いた変換符号化を行うと、信号の不連続
変化により高周波成分が生じ、多くの符号量が必要とな
る。また、信号波形の変化が滑らかであれば本来少ない
符号量で符号化できるはずであるが、画面の反対側の信
号波形との性質の相違により、符号量が余計に必要にな
ることがある。例えば、画面の上端では波形が水平方向
に緩やかに変化していて、画面の下端では波形が垂直方
向に緩やかに変化している場合、個別の波形は少ない符
号量で符号化することが可能である、両者が接している
部分を符号化するときには、波形の不連続な変化により
多くの符号量が必要になる。
【0004】本発明は、従来技術の以上の問題点を解決
し、より効率良く画像符号化を行う符号化方法と符号化
装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ある時点の画
像信号の画面内の位置を計算し、画面の端になるほど値
が0に近づく重み係数wを出力する重み係数判定手段
と、前記画像信号に前記重み係数wをかける第1の乗算
器と、一定値を出力する一定値出力手段と、前記重み係
数wより1−wを計算し、前記一定値出力手段の出力す
る一定値に係数1−wをかける第2の乗算器と、前記第
1と第2の乗算器の出力信号を加算する加算器と、前記
加算器の出力信号を符号化する符号器とからなり、前記
符号器の処理結果を出力信号とすることを特徴としてい
る。
【0006】本発明の第1の符号化方法は、入力画像信
号に対して画面の端に近づくほど値が0に近づく重み係
数wをかけ、さらに前記重み係数wと一定値Aを用いて
A(1−w)を計算して画像信号に加算し、以上の処理
を施した画像信号に対して符号化処理を行い、符号化処
理で画面の外の信号値が必要となった場合には画面の反
対側の信号値を用いることを特徴としている。
【0007】本発明の第2の符号化方法は、入力画像信
号に対して画面の端に近づくほど値が0に近づく重み係
数wをかけ、さらに前記重み係数wと一定値Aを用いて
A(1−w)を計算して画像信号に加算し、以上の処理
を施した画像信号に対して符号化処理を行い、符号化処
理で画面の外の信号値が必要となった場合には一定値A
を用いることを特徴としている。
【0008】
【作用】本発明では、入力画像信号に対して画面の端の
信号に処理を施してから符号化する。図4は本発明の概
念を説明する図である。図4(a)に示すように、画面
の端に近づくほど値が0に近づき、画面の外では値が0
となる重み係数wを用意する。画像信号に重み係数wを
かけると、画面の端では図4(b)の波形51のように
なる。一方、一定値に重み係数1−wをかけると図4
(b)の52のような波形が得られ、両者を加算すると
図4(c)の波形53のようになる。このように処理し
た信号を実際の符号化処理の対象信号とする。画面のそ
れぞれの端で図4(b)の処理を行うと、画面の外には
画面の反対側の信号があるとみなして符号化を行う場
合、図4(d)の波形54のような不連続な変化のない
信号を符号化することになる。また、画面の外は一定値
であると仮定して符号化を行う場合にも、図4(e)の
波形55ように不連続な変化のない信号を符号化するこ
とになる。以上のように本発明では、画面の端で不連続
な変化のない信号を符号化対象とすることができるの
で、サブバンド符号化やブロックがオーバーラップする
直交変換を用いた変換符号化を行っても、少ない符号量
で符号化することができる。さらに、図4(e)の場合
には、画面の反対側の信号波形の性質に影響されること
なく符号化できる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施例のブロック図であ
る。画像信号は端子10より入力され、乗算器16に供
給される。乗算器16では、重み係数判定器13が出力
する重み係数wを入力信号にかけて出力する。加算器1
9は、乗算器16の出力信号と、乗算器17の出力信号
を加算して出力する。符号器14は、加算器19の出力
信号を符号化し、符号化結果を符号化画像出力端子15
に出力する。18は一定値出力回路であり、乗算器17
では、重み係数判定器13が出力する重み係数wを1か
ら差し引いた値1−wを、一定値出力回路18の出力信
号にかけて出力する。端子11は画像の同期信号入力端
子であり、サンプリングクロックや水平/垂直同期信号
を入力する。重み係数判定器13では、端子11より入
力される同期信号を基にして、現在入力されている画像
信号の画面内での位置を求め、位置に応じて重み係数を
出力する。
【0010】符号器14で行う符号化方法としては、例
えば1991年電子情報通信学会春季全国大会予稿集、
分冊7、ページ7−45、論文番号D−335[文献
1]に記載のサブバンド符号化手法や、同予稿集、分冊
7、ページ7−40、論文番号D−330[文献2]に
記載のブロックがオーバーラップする直交変換を用いた
変換符号化手法を応用することができる。文献1や文献
2の符号化手法では、処理の過程で画面の外の信号値が
必要となる。その時には、画面の反対側の信号値を用い
るか、あるいは一定値出力回路18の出力信号を用いて
処理を行えばよい。
【0011】図2は、重み係数判定器13の一実施例を
示すブロック図である。カウンタ21では、同期信号入
力端子11−1から入力されるサンプリングクロックを
計数し、カウンタ22では、同期信号入力端子11−2
から入力される水平同期パルスを計数する。カウンタ2
1は、同期信号入力端子11−2から入力される水平同
期パルスでリセットされ、カウンタ22は、同期信号入
力端子11−3から入力される垂直同期パルスでリセッ
トされる。重み係数ROM23は、カウンタ21とカウ
ンタ22の出力値をアドレスとして、重み係数wを出力
する。重み係数ROM23に書き込んでおく重み係数w
としては、画面の端領域で滑らかに0に近づき、画面の
外では0になるような特性であればどのような特性でも
よい。例えば、画面のライン数をV、1ラインの画素数
をHとし、カウンタ21とカウンタ22の出力値をそれ
ぞれi(i=0,1,...,H−1)とj(j=0,
1,...,V−1)としたとき、 w(i,j)=f(i,H)・g(i,V) 式(1) {0 (i<0) {0.5−0.5・cos(π(2i+1)/2/N1) (i=0,1,2,...,N1−1) f(i,H)={1 (i=N1,N1+1,...H−N2−1) {0.5−0.5cos(π(2i−2H+1)/2/N2) (i=H−N2,H−N2+1,...,H−1) {0 (i>H−1) 式(2) {0 (j<0) {0.5−0.5・cos(π(2j+1)/2/N3) (j=0,1,2,...,N3−1) g(j,V)={1 (j=N3,N3+1,...,V−N4−1) {0.5−0.5cos(π(2j−2V+1)/2/N4) (j=V−N4,V−N4+1,...,V−1) {0 (j>V−1) 式(3) とすればよい。N1,N2,N3,N4は重み係数の変
化率を制御するパラメータで、4つの値は同じであって
も異なっていてもよい。
【0012】重み係数wの別の例としては、画面の端か
ら内側にM画素までの領域では値が0となるような重み
係数が考えられる。すなわち先の例と同様に式で表す
と、 {0 (i<M) {0.5−0.5・cos(π(2i−2M+1)/2/N1) { (i=M,M+1,...,M+N1−1) f(i,H)={1 (i=M+N1,M+N1+1,...,H−M−N2−1) {0.5−0.5cos・(π(2i−2H+2M+1) /2/N2) { (i=H−M−N2,H−M−N2+1,...,H−M−1) {0 (i>H−M−1) 式(4) {0 (j<M) {0.5−0.5・cos(π(2j−2M+1)/2/N3) { (j=M,M+1,...,M+N3−1) g(j,V)={1 (j=M+N3,M+N3+1,...,V−M−N4−1) {0.5−0.5cos・(π(2j−2V+2M+1) /2/N4) { (j=V−M−N4,V−M−N4+1,...,V−M−1) {0 (j>V−M−1) 式(5) である。この重み係数の場合、加算器19の出力信号
は、画面の端から内側にM画素までの領域は一定値とな
り、画面の外も図4(e)のように一定値を用いるとす
れば、画面の端から内側にM画素のところから外側では
一定値となる。このようにすると、符号器14でサブバ
ンド符号化を行うとき、サブバンド帯域分割フィルタの
インパルス応答の範囲が4M×4M以内であれば、画面
の端より外側については符号化データを送らなくても、
画像を復号することができる。符号器14でブロックが
オーバーラップする直交変換を用いた変換符号化を行う
ときについても、直交変換のブロックサイズが4M×4
M以内であれば、画面の端より外側については符号化デ
ータを送らなくても、画像を復号することができる。
【0013】一定値出力回路18の出力値としては例え
ば、画像信号の値が0から255の値を取るとき、0や
128のような固定の値を用いたり、現在の画像の平均
値を用いたり、一連の画像を符号化する場合には前回の
符号化画像での平均値を用いることができる。
【0014】図1では乗算器17と一定値出力回路18
は別回路としたが、例えば図3のように1つの回路で実
現することもできる。図3では、図2のカウンタ21と
カウンタ22の出力信号iおよびjをアドレスとして、
ROM25よりデータを読み出す。ROM25に書き込
んでおく値としては、一定値出力回路18の出力値がA
であったとき、重み係数w(i,j)に対してA(1−
w(i,j))とすればよい。
【0015】
【発明の効果】本発明では、画面の端で不連続な変化の
ない信号を符号化することができる。したがって、サブ
バンド符号化やブロックがオーバーラップする直交変換
を用いた変換符号化を行っても、高周波成分が生じるこ
とがなく、従来方式に比べて、少ない符号量が符号化で
きる。また、画面の反対側の信号波形との性質の相違に
より、符号量が余計に必要になることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例の構成図。
【図2】図1の重み係数判定器13の一実施例の構成
図。
【図3】図1の一定値出力回路18と乗算器17を一体
として実現する一実施例の構成図。
【図4】本発明の動作を説明するための波形図。
【図5】画像信号の符号化での、画面の端での処理を説
明するための図。
【符号の説明】
10 画像信号入力端子 11 同期信号入力端子 13 重み係数判定器 14 符号器 15 符号化端子 16 乗算器 17 乗算器 18 一定値出力回路 19 加算器 21 カウンタ 22 カウンタ 23 重み係数ROM 25 ROM

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ある時点の画像信号の画面内の位置を計
    算し、画面の端に近づくほど値が0に近づく重み係数w
    を出力する重み係数判定手段と、前記画像信号に前記重
    み係数wをかける第1の乗算器と、一定値を出力する一
    定値出力手段と、前記重み係数wより1−wを計算し、
    前記一定値出力手段の出力する一定値に係数1−wをか
    ける第2の乗算器と、前記第1と第2の乗算器の出力信
    号を加算する加算器と、前記加算器の出力信号を符号化
    する符号器とからなり、前記符号器の処理結果を出力信
    号とすることを特徴とする画像信号の符号化装置。
  2. 【請求項2】 入力画像信号に対して画面の端に近づく
    ほど値が0に近づく重み係数wをかけ、さらに前記重み
    係数wと一定値Aを用いてA(1−w)を計算して画像
    信号に加算し、以上の処理を施した画像信号に対して符
    号化処理を行い、符号化処理で画面の外の信号値が必要
    となった場合には画面の反対側の信号値を用いることを
    特徴とする画像信号の符号化方法。
  3. 【請求項3】 入力画像信号に対して画面の端に近づく
    ほど値が0に近づく重み係数wをかけ、さらに前記重み
    係数wと一定値Aを用いてA(1−w)を計算して画像
    信号に加算し、以上の処理を施した画像信号に対して符
    号化処理を行い、符号化処理で画面の外の信号値が必要
    となった場合には一定値Aを用いることを特徴とする画
    像信号の符号化方法。
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