JP3015112B2 - 画像処理方法 - Google Patents
画像処理方法Info
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- JP3015112B2 JP3015112B2 JP40894790A JP40894790A JP3015112B2 JP 3015112 B2 JP3015112 B2 JP 3015112B2 JP 40894790 A JP40894790 A JP 40894790A JP 40894790 A JP40894790 A JP 40894790A JP 3015112 B2 JP3015112 B2 JP 3015112B2
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理方法に関し、よ
り具体的には、画像データを符号化することによりその
データ量を圧縮し、伝送媒体や記録媒体などに対し、符
号化データを出力する画像処理方法に関する。
り具体的には、画像データを符号化することによりその
データ量を圧縮し、伝送媒体や記録媒体などに対し、符
号化データを出力する画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来の画像符号化装置で、端子
１０１より入力した画像Ａ／Ｄ変換器１０２においてア
ナログ−ディジタル変換（以下、Ａ／Ｄと記す。）され
た後、符号化部１０３において可変長圧縮符号化され
る。そして送信バッファメモリ１０４に一旦可変長圧縮
符号化データが蓄えられ、伝送路１０６へ送出される。
このとき１０４のバッファメモリの占有量と、伝送路１
０６の伝送レートにより、１０３符号化部の可変長圧縮
符号のデータ生成量を制御する制御係数を発生し、フィ
ルタ１０５を通し符号化部１０３へフィードバックさせ
る。これにより、平均的に伝送路のレートで画像圧縮デ
ータを送出することができる。伝送路１０６から受信し
たデータは受信バッファメモリ１０７に一旦蓄えられ、
送られてきた制御係数とともに復号化部１０８へ送り、
これによって可変長圧縮符号化データを伸長復号し、Ｄ
／Ａ変換器１０９でディジタル−アナログ変換し、端子
１１０より画像を出力する。
１０１より入力した画像Ａ／Ｄ変換器１０２においてア
ナログ−ディジタル変換（以下、Ａ／Ｄと記す。）され
た後、符号化部１０３において可変長圧縮符号化され
る。そして送信バッファメモリ１０４に一旦可変長圧縮
符号化データが蓄えられ、伝送路１０６へ送出される。
このとき１０４のバッファメモリの占有量と、伝送路１
０６の伝送レートにより、１０３符号化部の可変長圧縮
符号のデータ生成量を制御する制御係数を発生し、フィ
ルタ１０５を通し符号化部１０３へフィードバックさせ
る。これにより、平均的に伝送路のレートで画像圧縮デ
ータを送出することができる。伝送路１０６から受信し
たデータは受信バッファメモリ１０７に一旦蓄えられ、
送られてきた制御係数とともに復号化部１０８へ送り、
これによって可変長圧縮符号化データを伸長復号し、Ｄ
／Ａ変換器１０９でディジタル−アナログ変換し、端子
１１０より画像を出力する。
【０００３】この図７中符号化部１０３のカラー画像の
圧縮方式は数々の方式が提案されているが、カラー画像
符号化方式の代表的なものとして、所謂ＡＤＣＴ方式が
提案されている。
圧縮方式は数々の方式が提案されているが、カラー画像
符号化方式の代表的なものとして、所謂ＡＤＣＴ方式が
提案されている。
【０００４】図８に該ＡＤＣＴ方式を用いた画像符号化
装置の構成概念図を示した。入力画像としては、図７の
Ａ／Ｄ変換器１０２により８ビット、すなわち２５６階
調／色に変換されたデータとし、色数についてはＲＧ
Ｂ、ＹＵＶ、ＹＰｂＰｒ、ＹＭＣＫ等の、３色もしくは
４色とする。入力画像は直ちに８×８画素のサブブロッ
ク単位で２次元の離散コサイン変換（以下、ＤＣＴと記
す。）を行なった後、変換係数の線形量子化を行なう。
量子化ステップサイズは各変換係数毎に異なり、各変換
係数に対する量子化ステップサイズは、量子化雑音に対
する視感度の変換係数毎の相違を考慮した８×８の量子
化マトリックス要素をＫ倍した値とする。ここでＫは制
御係数と呼ばれる。このＫの値により、画質と発生する
圧縮データのデータ量が制御される。表１に量子化マト
リックス要素の１例を示す。即ち、Ｋを大きくすれば量
子化ステップが小さくなるので画質は悪く、データ量は
少なくなり、
装置の構成概念図を示した。入力画像としては、図７の
Ａ／Ｄ変換器１０２により８ビット、すなわち２５６階
調／色に変換されたデータとし、色数についてはＲＧ
Ｂ、ＹＵＶ、ＹＰｂＰｒ、ＹＭＣＫ等の、３色もしくは
４色とする。入力画像は直ちに８×８画素のサブブロッ
ク単位で２次元の離散コサイン変換（以下、ＤＣＴと記
す。）を行なった後、変換係数の線形量子化を行なう。
量子化ステップサイズは各変換係数毎に異なり、各変換
係数に対する量子化ステップサイズは、量子化雑音に対
する視感度の変換係数毎の相違を考慮した８×８の量子
化マトリックス要素をＫ倍した値とする。ここでＫは制
御係数と呼ばれる。このＫの値により、画質と発生する
圧縮データのデータ量が制御される。表１に量子化マト
リックス要素の１例を示す。即ち、Ｋを大きくすれば量
子化ステップが小さくなるので画質は悪く、データ量は
少なくなり、
【０００５】
【表１】
【０００６】量子化後、直流変換成分（以下ＤＣ成分と
記す。）については、近傍サブブロック間で１次元予測
され、予測誤差をハフマン符号化する。
記す。）については、近傍サブブロック間で１次元予測
され、予測誤差をハフマン符号化する。
【０００７】そして、予測誤差の量子化出力をグループ
に分け、まず予測誤差の所属するグループの識別番号を
ハフマン符号化し、続いてグループ内のいずれの値であ
るかを等長符号で表わす。
に分け、まず予測誤差の所属するグループの識別番号を
ハフマン符号化し、続いてグループ内のいずれの値であ
るかを等長符号で表わす。
【０００８】ＤＣ成分以外の交流変換成分（以下、ＡＣ
成分と記す。）はこの量子化出力を図９に示す様に低周
波成分から高周波成分へとジグザグ走査しながら符号化
する。すなわち、量子化出力が０でない変換係数（以
下、有意係数と記す。）はその値により、グループに分
類し、そのグループ識別番号と、直前の有意変換係数と
の間にはさまれた量子化出力が０の変換係数（以下、無
効係数と記す。）の個数とを組にしてハフマン符号化
し、続いてグループ内のいずれの値であるかを等長符号
で表わす。
成分と記す。）はこの量子化出力を図９に示す様に低周
波成分から高周波成分へとジグザグ走査しながら符号化
する。すなわち、量子化出力が０でない変換係数（以
下、有意係数と記す。）はその値により、グループに分
類し、そのグループ識別番号と、直前の有意変換係数と
の間にはさまれた量子化出力が０の変換係数（以下、無
効係数と記す。）の個数とを組にしてハフマン符号化
し、続いてグループ内のいずれの値であるかを等長符号
で表わす。
【０００９】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
うした従来の画像符号化装置では画像１枚１枚における
圧縮生成情報量は一定でないため、図７におけるバッフ
ァメモリ量の見積もりが難しく、少なすぎると画像によ
っては破綻を生じ、多すぎるとハード量が増大し、シス
テムの安定設計が難しく、コスト高にもつながってい
た。また、制御係数をフィードバックしているので、同
じ画像に対しても、その前の画像によって制御係数が異
なり、画像品質が時間的に変化し、見苦しい画像が出現
することがあった。さらに、伝送路を磁気テープや、光
ディスクのような記録媒体と考えると、つなぎ撮りや、
サーチ、編集等、画像の切れ目と、記録データの管理領
域が一致しないため、このような機能を実現するのが極
めて困難であった。
うした従来の画像符号化装置では画像１枚１枚における
圧縮生成情報量は一定でないため、図７におけるバッフ
ァメモリ量の見積もりが難しく、少なすぎると画像によ
っては破綻を生じ、多すぎるとハード量が増大し、シス
テムの安定設計が難しく、コスト高にもつながってい
た。また、制御係数をフィードバックしているので、同
じ画像に対しても、その前の画像によって制御係数が異
なり、画像品質が時間的に変化し、見苦しい画像が出現
することがあった。さらに、伝送路を磁気テープや、光
ディスクのような記録媒体と考えると、つなぎ撮りや、
サーチ、編集等、画像の切れ目と、記録データの管理領
域が一致しないため、このような機能を実現するのが極
めて困難であった。
【００１０】また、この技術をバッファメモリを持た
ず、制御係数を一定とし、フィードバックしない静止画
像システムに応用した場合、一枚の画像を伝送するのに
かかる時間が特定できなかったり、記録するのに一枚当
たりどれくらいの容量を必要とするのか分からないとい
う欠点があった。
ず、制御係数を一定とし、フィードバックしない静止画
像システムに応用した場合、一枚の画像を伝送するのに
かかる時間が特定できなかったり、記録するのに一枚当
たりどれくらいの容量を必要とするのか分からないとい
う欠点があった。
【００１１】そこで、本発明は圧縮された符号化データ
のデータ量の制御を良好に行うことのできる画像処理方
法を提供することを目的とする。
のデータ量の制御を良好に行うことのできる画像処理方
法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明によれば、画像データを周波数成分に
変換してなる変換係数を符号化し、当該符号化データの
データ量を可変ならしめる制御係数によって、符号化デ
ータのデータ量を制御する画像処理方法において、第１
の制御係数により生成される第１のデータ量と、第２の
制御係数により生成される第２のデータ量とを並列して
算出し、第１及び第２の制御係数と前記第１のデータ量
及び第２のデータ量との関係を一次近似することによ
り、所望のデータ量に対する前記制御係数を決定するこ
とを特徴とする。
するため、本発明によれば、画像データを周波数成分に
変換してなる変換係数を符号化し、当該符号化データの
データ量を可変ならしめる制御係数によって、符号化デ
ータのデータ量を制御する画像処理方法において、第１
の制御係数により生成される第１のデータ量と、第２の
制御係数により生成される第２のデータ量とを並列して
算出し、第１及び第２の制御係数と前記第１のデータ量
及び第２のデータ量との関係を一次近似することによ
り、所望のデータ量に対する前記制御係数を決定するこ
とを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下に説明する本発明の実施例は一枚の画像
データ毎に圧縮して、目的とする情報量を得る制御係数
に対し、Ｎを複数の連続する整数とし、第Ｎの制御係数
は小、第Ｎ＋１の制御係数は大になるよう、複数の試行
を行ない、目的とする情報量を第Ｎの制御係数により試
行生成された情報量と、第Ｎ＋１の制御係数により試行
生成された情報量によって一次近似して求める手段を有
することを特徴とする。
データ毎に圧縮して、目的とする情報量を得る制御係数
に対し、Ｎを複数の連続する整数とし、第Ｎの制御係数
は小、第Ｎ＋１の制御係数は大になるよう、複数の試行
を行ない、目的とする情報量を第Ｎの制御係数により試
行生成された情報量と、第Ｎ＋１の制御係数により試行
生成された情報量によって一次近似して求める手段を有
することを特徴とする。
【００１４】上記手段により、画像１枚１枚における圧
縮生成情報量を一定とすることによって、バッファメモ
リ量を最小とし、どんな画像によっても破綻を生じるこ
とのない安定したシステムの設計を容易にし、また、制
御係数をフィードバックすることなく、同じ画像に対し
ては画像品質が一定で、さらに、伝送路を磁気テープや
光ディスクの様な記録媒体を考えた場合、つなぎどりや
サーチ、編集等の機能を実現するのを容易にし、また、
この技術をバッファメモリを持たず、制御係数をフィー
ドバックしない静止画像システムに応用した場合、一枚
の画像を伝送するのに伝送かかる時間を一定にし、記録
する際に一枚当たりに必要とする容量を一定とする画像
処理装置を提供することができる。
縮生成情報量を一定とすることによって、バッファメモ
リ量を最小とし、どんな画像によっても破綻を生じるこ
とのない安定したシステムの設計を容易にし、また、制
御係数をフィードバックすることなく、同じ画像に対し
ては画像品質が一定で、さらに、伝送路を磁気テープや
光ディスクの様な記録媒体を考えた場合、つなぎどりや
サーチ、編集等の機能を実現するのを容易にし、また、
この技術をバッファメモリを持たず、制御係数をフィー
ドバックしない静止画像システムに応用した場合、一枚
の画像を伝送するのに伝送かかる時間を一定にし、記録
する際に一枚当たりに必要とする容量を一定とする画像
処理装置を提供することができる。
【００１５】以下、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は本発明による画像処理装置の構成ブロッ
ク図を示すもので、端子１より入力した画像は２におい
てＡ／Ｄ変換され、３の符号化部（１）により前記の所
謂ＡＤＣＴ方式により可変長符号化される。このとき、
制御係数Ｋは画像１フレームについて一定のＱ1として
圧縮し、これにより圧縮情報量Ｂ1を得て、５の演算部
へ送る。
明する。図１は本発明による画像処理装置の構成ブロッ
ク図を示すもので、端子１より入力した画像は２におい
てＡ／Ｄ変換され、３の符号化部（１）により前記の所
謂ＡＤＣＴ方式により可変長符号化される。このとき、
制御係数Ｋは画像１フレームについて一定のＱ1として
圧縮し、これにより圧縮情報量Ｂ1を得て、５の演算部
へ送る。
【００１６】これと同時に４の符号化部（２）により同
じく所謂ＡＤＣＴ方式により可変長符号化される。この
とき、制御係数Ｋは画像１フレームについて一定のＱ2
として圧縮し、これにより圧縮情報量Ｂ2を得て、演算
部５へ送る。また、６は画像データ遅延部でＡ／Ｄ変換
された画像を約画像１フレーム分遅延させる。
じく所謂ＡＤＣＴ方式により可変長符号化される。この
とき、制御係数Ｋは画像１フレームについて一定のＱ2
として圧縮し、これにより圧縮情報量Ｂ2を得て、演算
部５へ送る。また、６は画像データ遅延部でＡ／Ｄ変換
された画像を約画像１フレーム分遅延させる。
【００１７】７の符号化部（０）は演算部５でＱ1、
Ｑ2、Ｂ1、Ｂ2、の直線近似により演算された最適制御
係数Ｋ＝Ｑ0として、圧縮符号化し、圧縮符号化データ
を８の送信バッファメモリに蓄える。
Ｑ2、Ｂ1、Ｂ2、の直線近似により演算された最適制御
係数Ｋ＝Ｑ0として、圧縮符号化し、圧縮符号化データ
を８の送信バッファメモリに蓄える。
【００１８】９は伝送路で、即時伝送であれば光ファイ
バ・衛星・マイクロ波等の地上電波・光空間等の伝送媒
体であるし、蓄積伝送であれば、ディジタルＶＴＲやＤ
ＡＴ等のテープ状の媒体・フロッピーディスクや光ディ
スク等の円盤状の媒体・半導体メモリ等の固体の媒体等
の記憶媒体である。
バ・衛星・マイクロ波等の地上電波・光空間等の伝送媒
体であるし、蓄積伝送であれば、ディジタルＶＴＲやＤ
ＡＴ等のテープ状の媒体・フロッピーディスクや光ディ
スク等の円盤状の媒体・半導体メモリ等の固体の媒体等
の記憶媒体である。
【００１９】また伝送レートについては、元の画像の情
報量と圧縮率と要求する伝送時間とにより決定され、数
十キロビット／秒から数十メガビット／秒まで様々であ
る。
報量と圧縮率と要求する伝送時間とにより決定され、数
十キロビット／秒から数十メガビット／秒まで様々であ
る。
【００２０】一方、伝送路９から受信したデータは１０
の受信バッファメモリに一旦に蓄え、１０の受信バッフ
ァメモリから読み出された圧縮符号化データは１１にお
いて同時に受信された最適制御係数Ｑ0により伸長復号
し、１２でディジタル−アナログ変換し、端子１３より
画像を出力する。
の受信バッファメモリに一旦に蓄え、１０の受信バッフ
ァメモリから読み出された圧縮符号化データは１１にお
いて同時に受信された最適制御係数Ｑ0により伸長復号
し、１２でディジタル−アナログ変換し、端子１３より
画像を出力する。
【００２１】図２、図３を使って本発明をさらに詳しく
説明する。図２は伝送対象の画像の一例で、１枚の画像
横１２８０画素、縦１０８８画素、各８ビットでＡ／Ｄ
変換された画像とする。ここでの１枚あたりのデータ容
量は１,２８０×１,０８８×８＝１１,１４１,１２０ビ
ットとなり、これを１秒間に３０枚の動画として伝送す
ると、１１,１４１,１２０×３０＝３３４,２３３,６０
０ビット／秒もの高速な伝送路が必要となる。
説明する。図２は伝送対象の画像の一例で、１枚の画像
横１２８０画素、縦１０８８画素、各８ビットでＡ／Ｄ
変換された画像とする。ここでの１枚あたりのデータ容
量は１,２８０×１,０８８×８＝１１,１４１,１２０ビ
ットとなり、これを１秒間に３０枚の動画として伝送す
ると、１１,１４１,１２０×３０＝３３４,２３３,６０
０ビット／秒もの高速な伝送路が必要となる。
【００２２】一方伝送路は通常伝送レートは固定の場合
がほとんどであり、この伝送レートを越えた情報量は破
綻をきたし、伝送できない。いま、３６.００００Ｍビ
ット／秒の伝送路を仮定すると、シンクコード、ＩＤコ
ード、バリティ等の画像情報以外の冗長分を５％とする
と、画像情報が伝送可能な伝送レートは３４.２０００
Ｍビット／秒となり、画像１枚（１フレーム）の圧縮情
報量は、１.１４００Ｍビット／フレームになる。そこ
で１フレームの画像を各々１０．２３％以下に圧縮すれ
ばよく、残りの１,１４０,０００−（１１,１４１,１２
０×０．１０２３）＝２６３.４２４ビット／フレー
ム、すなわち、２６３.４２４×３０＝７,９０２．７２
ビット／秒のダミーデータを挿入すればよい。
がほとんどであり、この伝送レートを越えた情報量は破
綻をきたし、伝送できない。いま、３６.００００Ｍビ
ット／秒の伝送路を仮定すると、シンクコード、ＩＤコ
ード、バリティ等の画像情報以外の冗長分を５％とする
と、画像情報が伝送可能な伝送レートは３４.２０００
Ｍビット／秒となり、画像１枚（１フレーム）の圧縮情
報量は、１.１４００Ｍビット／フレームになる。そこ
で１フレームの画像を各々１０．２３％以下に圧縮すれ
ばよく、残りの１,１４０,０００−（１１,１４１,１２
０×０．１０２３）＝２６３.４２４ビット／フレー
ム、すなわち、２６３.４２４×３０＝７,９０２．７２
ビット／秒のダミーデータを挿入すればよい。
【００２３】仮に制御係数がある値で、この結果、ある
画像の圧縮情報量が１０％だったとすると、画像情報容
量は、３３４,２３３,６００×０．１＝３３,４２３,３
６０ビット／秒で、３４,２００,０００−（３３４,２
３３,６００×０．１）＝７７６,６４０ビット／秒のダ
ミーデータを挿入すればよい。
画像の圧縮情報量が１０％だったとすると、画像情報容
量は、３３４,２３３,６００×０．１＝３３,４２３,３
６０ビット／秒で、３４,２００,０００−（３３４,２
３３,６００×０．１）＝７７６,６４０ビット／秒のダ
ミーデータを挿入すればよい。
【００２４】仮に制御係数がある値で、この結果、ある
画像の圧縮情報量が１１％だったとすると、画像情報容
量は、３３４,２３３,６００×０．１１＝３６,７６５,
６９６ビット／秒で３４,２００,０００−（３３４,２
３３,６００×０．１１）＝−２,５６５,６９６ビット
／秒となり、伝送路の伝送レートを越えてしまい、破綻
を生じる。
画像の圧縮情報量が１１％だったとすると、画像情報容
量は、３３４,２３３,６００×０．１１＝３６,７６５,
６９６ビット／秒で３４,２００,０００−（３３４,２
３３,６００×０．１１）＝−２,５６５,６９６ビット
／秒となり、伝送路の伝送レートを越えてしまい、破綻
を生じる。
【００２５】そこで圧縮率の目標を１０．２３％とし、
これを越えずに近い値が得られるように図１中、７の符
号化（０）に対し、最適制御係数Ｑ0を与えればよい。
これを越えずに近い値が得られるように図１中、７の符
号化（０）に対し、最適制御係数Ｑ0を与えればよい。
【００２６】図３にこの最適制御係数Ｑ0を決定するた
めの説明図を示した。ここではいま、所謂ＡＤＣＴ方式
により、約１／１０に圧縮符号化して伝送する場合を説
明する。
めの説明図を示した。ここではいま、所謂ＡＤＣＴ方式
により、約１／１０に圧縮符号化して伝送する場合を説
明する。
【００２７】符号化の方式は図８に示したものと同様
で、いま横８画素×縦８画素をＤＣＴサブブロックと
し、ＤＣＴサブブロック単位でＤＣＴ変換を行った後、
変換係数の線形量子化を行う。量子化ステップサイズは
各変換係数毎に異なり、各変換係数に対する量子化ステ
ップサイズは、量子化雑音に対する視感度の変換係数毎
の相違を考慮した表１に示した８×８の量子化マトリッ
クス要素に制御係数Ｋを乗じた値とする。このＫの値に
より、画質や発生データ量を制御し、約１／１０とす
る。量子化後、ＤＣ成分については、最初のＤＣＴサブ
ブロックでは０からの差分値として隣のサブブロック間
で１次元予測し、予測誤差をハフマン符号化する。そし
て、予測誤差の量子出力をグループに分け、まず予測誤
差の所属するグループの識別番号をハフマン符号化し、
続いてグループ内のいずれかの値であるかを等長符号で
表わす。ＡＣ成分はこの量子化出力を低周波成分から高
周波成分へとジグザク走査しながら符号化する。すなわ
ち、有意係数はその値により、グループに分類し、その
グループ識別番号と、直前の有意変換係数との間にはさ
まれた無効係数の個数とを組にしてハフマン符号化す
る。今２つの制御係数Ｑ1、Ｑ2を選び、Ｑ1＜Ｑ0、Ｑ0
＜Ｑ2の条件を満たすものとする。
で、いま横８画素×縦８画素をＤＣＴサブブロックと
し、ＤＣＴサブブロック単位でＤＣＴ変換を行った後、
変換係数の線形量子化を行う。量子化ステップサイズは
各変換係数毎に異なり、各変換係数に対する量子化ステ
ップサイズは、量子化雑音に対する視感度の変換係数毎
の相違を考慮した表１に示した８×８の量子化マトリッ
クス要素に制御係数Ｋを乗じた値とする。このＫの値に
より、画質や発生データ量を制御し、約１／１０とす
る。量子化後、ＤＣ成分については、最初のＤＣＴサブ
ブロックでは０からの差分値として隣のサブブロック間
で１次元予測し、予測誤差をハフマン符号化する。そし
て、予測誤差の量子出力をグループに分け、まず予測誤
差の所属するグループの識別番号をハフマン符号化し、
続いてグループ内のいずれかの値であるかを等長符号で
表わす。ＡＣ成分はこの量子化出力を低周波成分から高
周波成分へとジグザク走査しながら符号化する。すなわ
ち、有意係数はその値により、グループに分類し、その
グループ識別番号と、直前の有意変換係数との間にはさ
まれた無効係数の個数とを組にしてハフマン符号化す
る。今２つの制御係数Ｑ1、Ｑ2を選び、Ｑ1＜Ｑ0、Ｑ0
＜Ｑ2の条件を満たすものとする。
【００２８】図３に一般的な画像１フレームにおける制
御係数Ｋと、圧縮情報量Ｙの関係を示した。このＹとＫ
の関係は、関数ｇ、すなわちＹ＝ｇ（Ｋ）で表わされ、
この関数ｇは Ｙ＝ｇ（Ｋ）＝ｐｌｏｇＫ＋ｑ（ｐ、ｑは常数）…（１） に近い１ｏｇ曲線に極めて近いとされている。
御係数Ｋと、圧縮情報量Ｙの関係を示した。このＹとＫ
の関係は、関数ｇ、すなわちＹ＝ｇ（Ｋ）で表わされ、
この関数ｇは Ｙ＝ｇ（Ｋ）＝ｐｌｏｇＫ＋ｑ（ｐ、ｑは常数）…（１） に近い１ｏｇ曲線に極めて近いとされている。
【００２９】そこで、制御係数Ｑ1に対して図１中３の
符号化部（１）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ1を得
る。
符号化部（１）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ1を得
る。
【００３０】制御係数Ｑ2に対して図１中３の符号化部
（１）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ2を得る。
（１）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ2を得る。
【００３１】図１中５の演算部において（Ｑ1、Ｂ1）
（Ｑ2、Ｂ2）の２点の結ぶ直線、Ｙ＝ａＫ＋ｂ（ａ、ｂ
は常数）を算出する。結果、（数１）
（Ｑ2、Ｂ2）の２点の結ぶ直線、Ｙ＝ａＫ＋ｂ（ａ、ｂ
は常数）を算出する。結果、（数１）
【００３２】
【外１】
【００３３】変形して（数２）
【００３４】
【外２】
【００３５】そこで図３中、Ｂ0を前記、目標とする圧
縮率（１０．２３％）とすると数２においてＹにＢ0を
代入し最適制御係数Ｑ0を得る。（数３）
縮率（１０．２３％）とすると数２においてＹにＢ0を
代入し最適制御係数Ｑ0を得る。（数３）
【００３６】
【外３】
【００３７】実際には最適制御係数Ｑ0により発生する
圧縮情報量はＹ＝ｇ（Ｋ）上にのるので、Ｂ0となる。
（１）式は１ｏｇ曲線であり、下に凸の曲線で、この下
に凸の曲線上の２点を結ぶ直線は図３に示す如く、必ず
上に位置する。このことは常に、Ｂ0＞Ｂ0であることを
示し、いかなる場合においても目標とする圧縮率を上ま
わることがなく伝送路において、破綻を生じることがな
い。
圧縮情報量はＹ＝ｇ（Ｋ）上にのるので、Ｂ0となる。
（１）式は１ｏｇ曲線であり、下に凸の曲線で、この下
に凸の曲線上の２点を結ぶ直線は図３に示す如く、必ず
上に位置する。このことは常に、Ｂ0＞Ｂ0であることを
示し、いかなる場合においても目標とする圧縮率を上ま
わることがなく伝送路において、破綻を生じることがな
い。
【００３８】数３のうち、Ｑ1、Ｑ2、Ｂ0は装置におい
て一定の既知の値であり、常数で、Ｂ1、Ｂ2のみを符号
化の試行で得られれば良い。従って図１中３、４の符号
化部（１）、（２）は圧縮情報量のみを発生すれば良
い。
て一定の既知の値であり、常数で、Ｂ1、Ｂ2のみを符号
化の試行で得られれば良い。従って図１中３、４の符号
化部（１）、（２）は圧縮情報量のみを発生すれば良
い。
【００３９】また、図１中、５の演算部においては上記
数３を演算するが、演算にはＣＰＵ等を用いても構わな
いし、ＲＯＭやＲＡＭ等を使った。ルックアップテーブ
ルを用いても構わない。
数３を演算するが、演算にはＣＰＵ等を用いても構わな
いし、ＲＯＭやＲＡＭ等を使った。ルックアップテーブ
ルを用いても構わない。
【００４０】なお上述の例では制御係数と圧縮情報量と
の関係はｌｏｇ曲線として、説明したが、実際にはこれ
とは異なる場合があり、例えば２次曲線や３次曲線で近
似されるような曲線の場合もある。これは符号化部にお
ける量子化の仕方、符号化の種類等によって異なる。但
しいずれの場合も曲線は下に凸（接線が常に曲線より下
に存在する）である点で共通しており、かかる特性に基
づいて上述のような制御係数の決定方法が有効となる。
の関係はｌｏｇ曲線として、説明したが、実際にはこれ
とは異なる場合があり、例えば２次曲線や３次曲線で近
似されるような曲線の場合もある。これは符号化部にお
ける量子化の仕方、符号化の種類等によって異なる。但
しいずれの場合も曲線は下に凸（接線が常に曲線より下
に存在する）である点で共通しており、かかる特性に基
づいて上述のような制御係数の決定方法が有効となる。
【００４１】図４は本発明の第２の実施例の画像符号化
装置の構成ブロック図を示すもので、端子２０より入力
した画像は２１においてＡ／Ｄ変換され、２２の符号化
部（１）により前記の所謂ＡＤＣＴ方式により可変長符
号化される。このとき、制御係数Ｋは画像１フレームに
ついて一定のＱ1として圧縮し、これにより圧縮情報量
Ｂ1を得て、２６比較・演算部へ送る。これと同時に２
３の符号化部（２）により同じく所謂ＡＤＣＴ方式によ
り可変長符号化される。このとき、制御係数Ｋは画像１
フレームについて一定のＱ2として圧縮し、これにより
圧縮情報量Ｂ2を得て、２６の比較・演算部へ送る。さ
らに２４の符号化部（３）により同じく所謂ＡＤＣＴ方
式により可変長符号化される。このとき、制御係数Ｋは
画像１フレームについて一定のＱ3として圧縮し、これ
により圧縮情報量Ｂ3を得て、２６の比較・演算部へ送
る。さらに２５の符号化部（４）により同じく所謂ＡＤ
ＣＴ方式により可変長符号化される。このとき、制御係
数Ｋは画像１フレームについて一定のＱ4として圧縮
し、これにより圧縮情報量Ｂ4を得て、２６の比較・演
算部へ送る。
装置の構成ブロック図を示すもので、端子２０より入力
した画像は２１においてＡ／Ｄ変換され、２２の符号化
部（１）により前記の所謂ＡＤＣＴ方式により可変長符
号化される。このとき、制御係数Ｋは画像１フレームに
ついて一定のＱ1として圧縮し、これにより圧縮情報量
Ｂ1を得て、２６比較・演算部へ送る。これと同時に２
３の符号化部（２）により同じく所謂ＡＤＣＴ方式によ
り可変長符号化される。このとき、制御係数Ｋは画像１
フレームについて一定のＱ2として圧縮し、これにより
圧縮情報量Ｂ2を得て、２６の比較・演算部へ送る。さ
らに２４の符号化部（３）により同じく所謂ＡＤＣＴ方
式により可変長符号化される。このとき、制御係数Ｋは
画像１フレームについて一定のＱ3として圧縮し、これ
により圧縮情報量Ｂ3を得て、２６の比較・演算部へ送
る。さらに２５の符号化部（４）により同じく所謂ＡＤ
ＣＴ方式により可変長符号化される。このとき、制御係
数Ｋは画像１フレームについて一定のＱ4として圧縮
し、これにより圧縮情報量Ｂ4を得て、２６の比較・演
算部へ送る。
【００４２】２７は画像データ遅延部でＡ／Ｄされた画
像を約画像１フレーム分遅延させる。２８は、符号化部
（０）で、２６の比較・演算部で得られた最適制御係数
Ｋ＝Ｑ0として、圧縮符号化し、圧縮符号化データを２
９の送信バッファメモリに蓄える。
像を約画像１フレーム分遅延させる。２８は、符号化部
（０）で、２６の比較・演算部で得られた最適制御係数
Ｋ＝Ｑ0として、圧縮符号化し、圧縮符号化データを２
９の送信バッファメモリに蓄える。
【００４３】３０は伝送路で、伝送路３０から受信した
データは３１の受信バッファメモリに一旦に蓄え、３１
の受信バッファメモリから読み出された圧縮符号化デー
タは３２において同時に受信された最適制御係数Ｑ0に
より伸長復号し、３３でディジタル−アナログ変換し、
端子３４より画像を出力する。
データは３１の受信バッファメモリに一旦に蓄え、３１
の受信バッファメモリから読み出された圧縮符号化デー
タは３２において同時に受信された最適制御係数Ｑ0に
より伸長復号し、３３でディジタル−アナログ変換し、
端子３４より画像を出力する。
【００４４】図５、図６を使って本発明の第２の実施例
をさらに詳しく説明する。
をさらに詳しく説明する。
【００４５】また、伝送対象の画像は図２に示した如
く、前記第１の実施例と同様で、同じく１フレームの画
像を各１０．２３％以下に圧縮する場合を説明する。
く、前記第１の実施例と同様で、同じく１フレームの画
像を各１０．２３％以下に圧縮する場合を説明する。
【００４６】すなわち、これは、同様に圧縮率の目標を
１０．２３％とし、これを越えずに近い値が得られるよ
うに図４中、２８の符号化部（０）に対し、最適制御係
数Ｑ0を与えらればよい。
１０．２３％とし、これを越えずに近い値が得られるよ
うに図４中、２８の符号化部（０）に対し、最適制御係
数Ｑ0を与えらればよい。
【００４７】図５にこの最適制御係数Ｑ0を決定するた
めの説明図を示した。
めの説明図を示した。
【００４８】符号化の方式は第１の実施例と同様図８に
示したいわゆるＡＤＣＴ方式とする。
示したいわゆるＡＤＣＴ方式とする。
【００４９】今４つの制御係数Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4、選
び、Ｑ1＜Ｑ0、Ｑ0＜Ｑ4の条件を満たすものとする。
び、Ｑ1＜Ｑ0、Ｑ0＜Ｑ4の条件を満たすものとする。
【００５０】図５に一般的な画像１フレームにおける制
御係数Ｋと、圧縮情報量Ｙの関係を示した。前述の様に
ＹとＫの関係は、関数ｇ、すなわちＹ＝ｇ（Ｋ）で表わ
される。
御係数Ｋと、圧縮情報量Ｙの関係を示した。前述の様に
ＹとＫの関係は、関数ｇ、すなわちＹ＝ｇ（Ｋ）で表わ
される。
【００５１】ここでＹ＝ｇ（Ｋ）はｌｏｇ曲線に究めて
近い。
近い。
【００５２】そこで、制御係数Ｑ1に対して図４中２２
の符号化部（１）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ1を
得る。制御係数Ｑ2に対して図４中２３の符号化部
（２）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ2を得る。制御
係数Ｑ3に対して図４中２４の符号化部（３）で符号化
を行ない、圧縮情報量Ｂ3を得る。制御係数Ｑ4に対して
図４中２５の符号化部（４）で符号化を行ない、圧縮情
報量Ｂ4を得る。つぎに図６を参考に図４２６の比較・
演算部のフローを説明する。
の符号化部（１）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ1を
得る。制御係数Ｑ2に対して図４中２３の符号化部
（２）で符号化を行ない、圧縮情報量Ｂ2を得る。制御
係数Ｑ3に対して図４中２４の符号化部（３）で符号化
を行ない、圧縮情報量Ｂ3を得る。制御係数Ｑ4に対して
図４中２５の符号化部（４）で符号化を行ない、圧縮情
報量Ｂ4を得る。つぎに図６を参考に図４２６の比較・
演算部のフローを説明する。
【００５３】図４中２６の比較・演算において、目標と
する圧縮情報量Ｂ0に対し、上記の圧縮符号化試行によ
り得られたＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4について順にＢ0≦Ｂ1、
Ｂ0≦Ｂ2、Ｂ0≦Ｂ3、Ｂ0≦Ｂ4の比較を行ない、Ｂ0が
ＢN≦Ｂ0≦ＢN+1なるＮ（Ｎは正の整数）を求める。
する圧縮情報量Ｂ0に対し、上記の圧縮符号化試行によ
り得られたＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4について順にＢ0≦Ｂ1、
Ｂ0≦Ｂ2、Ｂ0≦Ｂ3、Ｂ0≦Ｂ4の比較を行ない、Ｂ0が
ＢN≦Ｂ0≦ＢN+1なるＮ（Ｎは正の整数）を求める。
【００５４】このＮが分かった時点で図４中２６の比
較。演算部において（ＱN、ＢN）（ＱN+1、ＢN+1）の２
点を結ぶ直線、Ｙ＝ａＫ＋ｂ（ａ、ｂは常数）を算出
し、結果（数４）
較。演算部において（ＱN、ＢN）（ＱN+1、ＢN+1）の２
点を結ぶ直線、Ｙ＝ａＫ＋ｂ（ａ、ｂは常数）を算出
し、結果（数４）
【００５５】
【外４】
【００５６】そこで、図５中のＢ0を前記、目標とする
圧縮率（１０．２３％）とすると数４式においてＹにＢ
0を代入し最適制御係数Ｑ0を得る。（数５）
圧縮率（１０．２３％）とすると数４式においてＹにＢ
0を代入し最適制御係数Ｑ0を得る。（数５）
【００５７】
【外５】
【００５８】実際にはＱ0により発生する圧縮情報量は
Ｙ＝ｇ（Ｋ）上にのるので、Ｂ0となる。すなわちＢ0＞
Ｂ0であることを示し、いかなる場合においても目標と
する圧縮率を上まわることがなく伝送路において、破綻
を生じることがない。
Ｙ＝ｇ（Ｋ）上にのるので、Ｂ0となる。すなわちＢ0＞
Ｂ0であることを示し、いかなる場合においても目標と
する圧縮率を上まわることがなく伝送路において、破綻
を生じることがない。
【００５９】上記数５のうち、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ4、Ｂ
0は装置において一定の既知の値であり、常数で、Ｂ1、
Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4のみを符号化の試行で得られればよい。
従って、図４中２２、２３、２４、２５の符号化部
（１）、（２）、（３）、（４）は圧縮情報量のみを発
生すれば良い。
0は装置において一定の既知の値であり、常数で、Ｂ1、
Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4のみを符号化の試行で得られればよい。
従って、図４中２２、２３、２４、２５の符号化部
（１）、（２）、（３）、（４）は圧縮情報量のみを発
生すれば良い。
【００６０】また図４中、２６の比較・演算部において
は上記数５を演算するが、演算にはＣＰＵ等を用いても
構わないし、ＲＯＭやＲＡＭ等を使ったルックアップテ
ーブルを用いても構わない。また、この第２の実施例に
おいては符号化情報量のみを発生する符号化部の数を４
で説明したが、この数を多くすることによって、最適制
御係数が目標とする圧縮情報量に越えずして限りなく近
付き、効率の良い符号化が可能になる。従って、本発明
においてはこれを限定するものでない。また、上記符号
化部において便宜上、図８に示すような一般的な符号化
方式で説明したが、別の符号化方式であっても構わな
い。さらにこの例の場合、図８中のＤＣＴ部分について
は各符号化部で共通なので、本実施例のように複数もつ
必要はなく、一つにまとめることは可能である。
は上記数５を演算するが、演算にはＣＰＵ等を用いても
構わないし、ＲＯＭやＲＡＭ等を使ったルックアップテ
ーブルを用いても構わない。また、この第２の実施例に
おいては符号化情報量のみを発生する符号化部の数を４
で説明したが、この数を多くすることによって、最適制
御係数が目標とする圧縮情報量に越えずして限りなく近
付き、効率の良い符号化が可能になる。従って、本発明
においてはこれを限定するものでない。また、上記符号
化部において便宜上、図８に示すような一般的な符号化
方式で説明したが、別の符号化方式であっても構わな
い。さらにこの例の場合、図８中のＤＣＴ部分について
は各符号化部で共通なので、本実施例のように複数もつ
必要はなく、一つにまとめることは可能である。
【００６１】上述の実施例によれば、最適制御係数を複
数の符号化試行の一次近似から求めることによって画像
１枚１枚における圧縮生成情報量を一定にすることが可
能になり、バッファメモリの使用量を最小とし、どんな
画像によっても破綻を生じることのない安定したシステ
ムの設計を容易にする。また、制御係数をフィードバッ
クすることなく、同じ画像に対しては画像品質が一定
で、さらに、伝送路を磁気テープや光ディスクの様な記
録媒体を考えた場合、つなぎどりや、サーチ、編集等の
機能を実現するのを容易にする。また、この技術をバッ
ファメモリを持たず、制御係数をフィードバックしない
静止画像システムに応用した場合、一枚の画像を伝送す
るのにかかる時間を一定にし、記録する際に一枚当たり
に必要とする容量を一定とする画像符号化装置を提供す
ることが可能となる。
数の符号化試行の一次近似から求めることによって画像
１枚１枚における圧縮生成情報量を一定にすることが可
能になり、バッファメモリの使用量を最小とし、どんな
画像によっても破綻を生じることのない安定したシステ
ムの設計を容易にする。また、制御係数をフィードバッ
クすることなく、同じ画像に対しては画像品質が一定
で、さらに、伝送路を磁気テープや光ディスクの様な記
録媒体を考えた場合、つなぎどりや、サーチ、編集等の
機能を実現するのを容易にする。また、この技術をバッ
ファメモリを持たず、制御係数をフィードバックしない
静止画像システムに応用した場合、一枚の画像を伝送す
るのにかかる時間を一定にし、記録する際に一枚当たり
に必要とする容量を一定とする画像符号化装置を提供す
ることが可能となる。
【００６２】なお周波数変換はＤＣＴに限らず、アダマ
ール変換など他の直交変換を用いてもよい。
ール変換など他の直交変換を用いてもよい。
【００６３】また、ブロックサイズも８×８画素ブロッ
クに限らない。
クに限らない。
【００６４】また量子化後の符号化方法はハフマン符号
化に限らず算術符号化やランレングス符号化など他の方
法であってもよい。
化に限らず算術符号化やランレングス符号化など他の方
法であってもよい。
【００６５】また、必ずしも一次近似そのものでなくて
も、直線近似に類する近似であれば、本発明の思想の範
囲内である。
も、直線近似に類する近似であれば、本発明の思想の範
囲内である。
【００６６】
【発明の効果】以上の様に本発明の画像処理方法によれ
ば、画像データを周波数成分に変換してなる変換係数を
符号化し、当該符号化データのデータ量を可変ならしめ
る制御係数によって、符号化データのデータ量を制御す
る際に、第１の制御係数により生成される第１のデータ
量と、第２の制御係数により生成される第２のデータ量
とを並列して算出するので、速やかに複数のデータ量を
算出できる。また、第１及び第２の制御係数と前記第１
のデータ量及び第２のデータ量との関係を一次近似する
ことにより、所望のデータ量に対する前記制御係数を決
定する様にしたので効率良くデータ量の制御を行うこと
が可能である。
ば、画像データを周波数成分に変換してなる変換係数を
符号化し、当該符号化データのデータ量を可変ならしめ
る制御係数によって、符号化データのデータ量を制御す
る際に、第１の制御係数により生成される第１のデータ
量と、第２の制御係数により生成される第２のデータ量
とを並列して算出するので、速やかに複数のデータ量を
算出できる。また、第１及び第２の制御係数と前記第１
のデータ量及び第２のデータ量との関係を一次近似する
ことにより、所望のデータ量に対する前記制御係数を決
定する様にしたので効率良くデータ量の制御を行うこと
が可能である。
【図１】本発明の第１実施例の構成ブロック図。
【図２】本発明を説明する実施例の伝送対象画像を示す
図。
図。
【図３】本発明を説明する第１実施例の演算方法を示す
図。
図。
【図４】本発明を説明する第２実施例の構成ブロック図
応を示す図。
応を示す図。
【図５】本発明を説明する第２実施例の演算方法を示す
図。
図。
【図６】本発明を説明する第２実施例の演算フローを示
す図。
す図。
【図７】従来例の構成ブロック図。
【図８】一般的な可変長符号化方式を説明する図。
【図９】一般的な可変長符号化方式の詳細な説明図。
３ 符号化部（１） ４ 符号化部（２） ５ 演算部 ６ 遅延部 ７ 符号化部（０）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 画像データを周波数成分に変換してなる
変換係数を符号化し、当該符号化データのデータ量を可
変ならしめる制御係数によって、符号化データのデータ
量を制御する画像処理方法であって、 第１の制御係数により生成される第１のデータ量と、第
２の制御係数により生成される第２のデータ量とを並列
して算出し、 第１及び第２の制御係数と前記第１のデータ量及び第２
のデータ量との関係を一次近似することにより、所望の
データ量に対する前記制御係数を決定することを特徴と
する画像処理方法。 - 【請求項２】 前記決定された制御係数は、前記第１の
制御係数より小さく、前記第２の制御係数より大きいこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40894790A JP3015112B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 画像処理方法 |
| DE69126512T DE69126512T2 (de) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Bildcodierungsgerät mit Optimierung der erzeugten Codemenge |
| ES91312057T ES2101730T3 (es) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Aparato para codificacion de imagenes, con optimizacion del codigo generado. |
| EP96203076A EP0763925B1 (en) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Image encoding optimising the amount of generated code |
| SG1996006494A SG72650A1 (en) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Image processing apparatus |
| EP91312057A EP0493130B1 (en) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Image encoding apparatus optimizing the amount of generated code |
| ES96203076T ES2143137T3 (es) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Codificacion de imagenes con optimizacion de la cantidad de codigo generada. |
| DE69132063T DE69132063T2 (de) | 1990-12-28 | 1991-12-27 | Bildcodierung mit Optimierung der erzeugten Codemenge |
| US08/312,942 US5838826A (en) | 1990-12-28 | 1994-09-30 | Image processing apparatus and method using plural amounts corresponding to encoded data to control encoding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40894790A JP3015112B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 画像処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233373A JPH04233373A (ja) | 1992-08-21 |
| JP3015112B2 true JP3015112B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=18518338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40894790A Expired - Fee Related JP3015112B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 画像処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015112B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3682353B2 (ja) * | 1996-02-29 | 2005-08-10 | 株式会社リコー | 画像圧縮方法および画像圧縮装置 |
| WO2003084243A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Sony Corporation | Image compression/encoding device, method, and program |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP40894790A patent/JP3015112B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 根本啓次（他１名）"ＤＣＴ符号化方式の符号量制御方法"，電子情報通信学会秋季全国大会講演論文集，１９８９年８月１５日，Ｄ−４５，分冊６，ｐ．６−４５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04233373A (ja) | 1992-08-21 |
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