JP3040728B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

Image processing apparatus and image processing method

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JP3040728B2
JP3040728B2 JP34422796A JP34422796A JP3040728B2 JP 3040728 B2 JP3040728 B2 JP 3040728B2 JP 34422796 A JP34422796 A JP 34422796A JP 34422796 A JP34422796 A JP 34422796A JP 3040728 B2 JP3040728 B2 JP 3040728B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
画像処理方法に関し、特に高能率符号化を可能とした画
像処理装置および画像処理方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来から、この種の画像処理装置におけ
る処理方式として、例えばテレビジョン信号の高能率符
号化方式が知られている。このテレビジョン信号高能率
符号化方式では、伝送帯域を狭くする必要性から、1画
素当りの平均ビット数を小さくする所謂MIN-MAX 法が採
られている。以下、このMIN-MAX 法について説明する。 【0003】テレビジョン信号は強い時空間の相関を有
している。そして、画像を微小なブロックに分割する
と、各ブロックは局所的相関により、小さなダイナミッ
クレンジしか持たないことが多い。従って、各ブロック
でダイナミックレンジを求め、適応的に符号化すること
により非常に効率の良い圧縮ができることになる。 【0004】そこで、この符号化について具体的に図面
を参照して、説明していく。 【0005】図3は、従来技術の一例としての画像情報
伝送システムの概略構成を示す図である。図中の301 は
入力端子であり、例えばテレビジョン信号等のラスター
スキャンされたアナログ画像信号を所定の周波数で標本
化し、1サンプル当りnビットのデータにディジタル化
されたディジタル画像データが入力される。この2n階調
のディジタル画像データは、画素ブロック分割回路302
に供給される。 【0006】図4は1画面分の全画素データを画素ブロ
ックに分割する様子を示す図である。画素ブロック分割
回路302 においては、いったん一画面分の全画素データ
をメモリ等に記憶し、図4に示すように、水平方向(以
下、H方向と称す)にr画素、垂直方向(以下、V方向
と称す)にs画素の(r×s)個の画素より構成される
画素ブロック単位で画素データを読み出す。即ち、この
各画素ブロックのデータ毎に出力が行われる。 【0007】図5は各画素ブロックの構成を示す。図
中、D1,1〜Ds,rは各画素データを示している。画素ブロ
ック分割回路302 より出力される画像データは最大値検
出部303 ,最小値検出部304 ならびにタイミング調整部
305 に入力される。これによって各画素ブロック内の全
画素データ(D1,1〜Ds,r)中、最大値を有するもの(D
max)と最小値を有するもの(Dmin)が検出部303,304 によ
り検出され、出力される。 【0008】一方、タイミング調整部305 においては最
大値検出部303 並びに最小値検出部304 でDmax,Dmin
検出するのに必要な時間だけ、全画素データを遅延さ
せ、各画素ブロック毎に予め定められた順序で画素デー
タを分割値変換部306 に送出する。例えば、各画素ブロ
ック毎にD1,1, D2,1, D3,1, …, Ds,1, D1,2, …,
Ds,2, …, D1,(r-1), …, Ds,(r-1), D1,r…, Ds,rとい
う具合に送出する。このようにして各画素ブロック内の
全画素データ(D1,1〜Ds,r)及びこれらの最大値(Dmax)
及び最小値(Dmin)は分割値変換部306 に入力され、各画
素データについて、DmaxとDminの間を2k分割した量子化
レベルと比較されたkビットの分割符号(Δ1,1 〜Δ
s,r)を得る。ここでkはnより小さい整数であり、その
量子化の様子を図6(A)に示す。 【0009】図6の(A)にて示したようにΔi,j はk
ビットの2値符号として出力される。このようにして得
たkビットの分割符号Δi,j 及びnビットのDmax及びD
minはそれぞれパラレル−シリアル(P-S) 変換器307, 30
7´,307″にてシリアルデータとされ、データセレクタ3
08 において、図7に示す如きシリアルデータとされ
る。なお、図7においては1つの画素ブロックに対する
伝送データを示している。 【0010】データセレクタ308 より出力されたデータ
はファーストイン・ファーストアウト・メモリ(FIFO メ
モリ)309にて一定のデータ伝送レートとなるように時間
軸処理され、更に同期付加部310 により同期信号が付加
され、出力端子311 より伝送路(例えばVTR 等の磁気記
録再生系)に送出される。ここで同期信号の付加につい
ては、各画素ブロック毎、複数の画素ブロック毎に行え
ばよい。なお、上述各部の動作タイミングはタイミング
コントロール部312 より出力されるタイミング信号に基
づいて決定される。 【0011】図8は、図3に示したデータ送信側に対応
する受信側の概略構成を示すブロック図である。図8に
おいて、821 は前述した送信側にて高能率符号化された
伝送データが入力される端子である。入力された伝送デ
ータ中の同期信号は同期分離部822 により分離され、タ
イミングコントロール部823 へ供給される。このタイミ
ングコントロール部は、同期信号に基づいて、この受信
側の各部の動作タイミングを決定している。 【0012】他方、データセレクタ824 においては前述
の伝送データ中nビットのデータDmax,Dmin と、各画素
データをDmax,Dmin 間でkビット量子化した符号Δi,j
とに振り分けられる。これはそれぞれシリアル−パラレ
ル(S-P) 変換器825, 825´にてパラレルデータに変換さ
れる。S-P 変換器825 にてパラレルデータとされた各画
素ブロック内の最大値データDmax及び最小値データDmin
はそれぞれラッチ回路826,827 にてラッチされ、ラッチ
された最大値データDmaxおよび最小値データDminはそれ
ぞれ分割値逆変換部828 に出力される。他方、各画素ブ
ロック内の各画素データに係る分割符号Δi,j は前述し
たような所定の順序でS-P 変換器 825´により出力さ
れ、分割値逆変換部828 に供給される。 【0013】図6の(B)は分割符号Δi,j 及びDmax,D
min から元の画素データに係る代表値データD'i,j を復
号する様子を示す図で、図示の如く、代表値は例えばD
max,Dmin を2k分割した各量子化レベルの中間に設定す
る。このようにして分割値逆変換部828 より得たnビッ
トの代表値データ(D'1,1〜D's,r)は、前述の順序で各画
素ブロック毎に出力されることになる。スキャンコンバ
ータ部829 においては分割値逆変換部828 の出力データ
を、ラスタースキャンに対応する順序に変換し、復号画
像データとして出力端子830 に出力することになる。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、画像の2次元空間のみの相関性を利用してい
る。そのため、静止画像または動きの少ない画像を伝送
する場合、伝送情報に時間軸の冗長度が生じ、同じ情報
を繰り返し伝送することとなり、伝送効率を悪化させて
しまうという欠点がある。 【0015】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
高品位の画像情報を効率よく伝送することができる画像
処理装置および画像処理方法を提供することにある。 【0016】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る画像処理装置は、画像信号を入力す
る入力手段と、前記画像信号の動きを検出する検出手段
と、前記入力手段によって入力された画像信号を単一画
面の画像信号によって構成されたブロック単位で量子化
して符号化する第1の符号化モードと、前記入力手段に
よって入力された画像信号を複数画面の画像信号によっ
て構成されたブロック単位で量子化して符号化する第2
の符号化モードとを有し、前記検出手段の出力に応じて
前記符号化モードを選択して前記画像信号を符号化する
符号化手段と、前記符号化手段によって符号化されたブ
ロックデータをシリアルデータに変換する変換手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記変換手段の変換順序を
変更する制御手段とを有するものである。また、本発明
に係る画像処理方法は、画像信号を入力し、前記画像信
号の動きを検出し、前記入力された画像信号を単一画面
の画像信号によって構成されたブロック単位で量子化し
て符号化する第1の符号化モードと、前記入力された画
像信号を複数画面の画像信号によって構成されたブロッ
ク単位で量子化して符号化する第2の符号化モードとを
有し、前記検出結果に応じて前記符号化モードを選択し
て前記画像信号を符号化し、前記符号化されたブロック
データをシリアルデータに変換し、前記検出結果に応じ
て前記変換順序を変更するものである。 【0017】 【0018】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を詳細に説明する。 【0019】図1および図2は、本発明の実施の形態の
一例である画像情報伝送システムの概略構成を示す図で
ある。ここで、図1は送信側の構成を、図2は受信側の
構成を示す。 【0020】図1において、101 は入力端子、102 は画
素ブロック分割回路,103 は画素ブロック分割回路102
の出力を1フレーム遅延させるフレームメモリ,104 は
画素ブロック分割回路102 の出力とフレームメモリ103
の出力の差を求める減算器,105 は減算器104 の結果よ
り動き検出を行う動き検出器,106 は画素ブロック分割
回路102 の出力とフレームメモリ103 の出力との平均値
を求める平均値演算回路,107 は平均値演算回路106 の
出力とフレームメモリ103 の出力とを選択する切り換え
器,108 は切り換え器107 からの入力値の最大値を求め
る最大値検出器,109 は最小値検出器,110 は切り換え
器107 の入力を遅延させる遅延回路,111 は最大値検出
器108 および最小値検出器109 からのデータを基に遅延
回路110からの信号を変換する分割値変換器,100 は動
き検出器105 の情報により最大値検出器108 の出力と最
小値検出器109 の出力とを選択して出力する切り換え
器,112 は出力信号を選択する切り換え器,113 は動き
検出器105 からのデータを記憶するフレームメモリ,11
4 は本システム各回路のタイミングを制御するタイミン
グコントローラ,115 は切り換え器112 からのパラレル
データをシリアルデータに変換するパラレル・シリアル
(P-S) 変換器,116 はファーストイン・ファーストアウ
ト・メモリ(FIFOメモリ),117 はFIFOメモリ116 から
の入力信号に同期信号を付加する同期付加回路,118 は
出力端子である。 【0021】図2に示す受信側ブロック図において、12
0 は受信系入力端子,121 はシリアル・パラレル変換を
行うシリアル・パラレル(S-P) 変換器,122 は入力信号
より同期信号を分離する同期分離回路,123 は同期分離
回路122 からの入力を基に各回路のタイミングを制御す
るタイミングコントローラ,124 はS-P 変換器121 から
のデータから動き情報を検出する最大・最小位置検出
器,125 は最大・最小位置検出器124 の出力信号を記憶
するフレームメモリ,126 はS-P 変換器121 からの入力
から最大値を求める最大値検出器,127 は同じく最小値
検出器,128 は上記検出器126,127 からのデータを基に
S-P 変換器121 からの信号を逆変換する分割値逆変換
器,129 はフレームメモリ125 の出力を基にフレームメ
モリ130 のアドレスを発生するアドレス発生器,131 は
出力端子である。 【0022】以下、順を追って上記各ブロックの動作を
説明する。 【0023】図1に示した送信側ブロックにおいて、入
力端子101 は、例えばテレビジョン信号等のラスタース
キャンされたアナログ画像信号を所定の周波数で標本化
し、ディジタル化されたtビットのディジタル画像デー
タが入力される。この2t階調のディジタル画像データ
は、画素ブロック分割回路102 に供給され、水平方向に
r画素,垂直方向にs画素の(r×s)個の画素より構
成される画素ブロックに分割される。すなわち、この各
画素ブロックのデータ毎に出力が行われる。 【0024】画素ブロック分割回路102 より出力される
画像データはフレームメモリ103 ,減算器104 ,平均値
演算回路106 に入力される。フレームメモリ103 ではデ
ータを1フレームぶん遅延させ、減算器104 ,平均値演
算回路106 に出力する。減算器104 では、1フレーム前
のデータと現フレームのデータとの差を求めることによ
り、時間軸空間の相関性を求め、動き検出器105 から動
き情報が出力される。 【0025】動き検出器105 では、フレーム間差分値を
設定されたしきい値で比較し、1ビットの動き情報を出
力する。得られた動き情報により、先に得られた2フレ
ーム間の平均値(106の出力)と1フレーム遅れた原デー
タ(103の出力)のどちらを符号化し伝送するかを決定す
る。この操作は切り換え器107 にて行われる。 【0026】この動き情報を基に、図9に示すような符
号化伝送情報が出力される。動きブロックについては、
フレームメモリの出力をMIN-MAX 法により符号化し、毎
フレームの情報を伝送する。静止ブロックについては、
原データと1フレーム前のデータ、つまりフレームメモ
リ出力との 【0027】 【外1】 【0028】をMIN-MAX 法により符号化し、2フレーム
に1フレーム分の情報を伝送する。 【0029】具体的に、まず動きブロックと判定された
場合について説明する。フレームメモリ103 の出力は、
切り換え器107 を介して最大値検出器108 ,最小値検出
器109 ,遅延回路110 に入力される。これによって各画
素ブロック内の全画素データ(D1,1〜Ds,r)中、最大値
(Dmax)と最小値(Dmin)が最大値検出器108 ,最小値検出
器109 により検出され、切り換え器100 に出力される。 【0030】切り換え器100 は動き検出器105 の情報に
より最大値検出器108 の出力と最小値検出器109 の出力
とを選択して出力する切り換え器であり、例えば動き検
出器105 があるブロックを「動き」画像と判定したとき
は、最大値検出器108 の出力Dmaxを切り換え器112 の端
子2aに出力し、最小値検出器109 の出力を端子2bに出力
する。また、「静止」画像と判定したときには、逆に、
Dmaxを端子2bに、Dminを端子2aにそれぞれ切り換え出力
する。 【0031】一方、遅延回路110 においては最大値検出
器108 ,最小値検出器109 の処理時間だけ全画素データ
を遅延し、各画素ブロック毎に予め定められた順序で画
素データを分割値変換器111 に送出する。例えば、各画
素ブロック毎にD1,1, D2,1,D3,1, …,Ds,1,D1,2, …,D
1,(r-1),…,Ds,(r-1),D1,r, …,Ds,r という具合に送出
する。 【0032】このようにして各画素ブロック内の全画素
データ(D1,1〜Ds,r) およびこれらの最大値(Dmax),最
小値(Dmin)を分割値変換器111 に入力し、DmaxとDmin
間を2k分割した量子化レベルと各画素データを比較して
kビットの分割符号(Δ1,1〜Δs,r)を得る。こ
こで、kはtより小さい整数である。このようにして得
たkビットの分割符号,tビットのDmax,Dmin は切り換
え器112 に供給される。 【0033】切り換え器112 は、伝送データの送出順序
に従ってデータを選択する切り換え器である。これら切
り換え器100,112 の動作により、動きブロックについて
はDmax,Dmin1,1,…, Δs,r の順序に、静止ブロック
についてはDmin,Dmax1,1,…, Δs,r の順序にデータ
送出順序を設定することができる。つまり、Dmax,Dmin
の送出順序を動き情報によって変え、出力するわけであ
る。 【0034】そして、切り換え器112 により順次切り換
え出力されたデータは、パラレル・シリアル変換器115
によってシリアルデータとされる。 【0035】切り換え器112 より出力されたデータはフ
ァーストイン・ファーストアウト・メモリ(FIFOメモ
リ)116 にて一定のデータ伝送レートとなるように時間
軸処理され、さらに同期付加回路117 により同期信号が
付加され、出力端子118 より伝送路(例えばVTR 等の磁
気記録再生系)に送出される。ここで同期信号の付加に
ついては、各画素ブロック毎、複数の画素ブロック毎に
行えばよい。なお、上述各部の動作タイミングは、タイ
ミングコントローラ114 より出力されるタイミング信号
に基づいて決定される。 【0036】次に、静止ブロックと判定された場合につ
いて説明する。 【0037】図9に示したAのフレームでは、平均値演
算回路106 の出力は切り換え器107を介して以下同様な
信号処理が行われ、出力される。これと同時に、動き検
出器105 からの動き情報をフレームメモリ113 に記録す
る。このフレームメモリ113は、各画素ブロック毎に1
ビットのデータ容量で構成すればよい。つまり、(r×
s×1)ビットの容量でよい。 【0038】図9に示したBのフレームでは、画像デー
タを伝送せず圧縮率を高める。Bのフレームで画像デー
タを伝送するかどうかについては、フレームメモリ113
に前フレーム(Aフレーム)で判断したブロック毎の動
き情報が記憶されているので、この情報を基に制御され
る。 【0039】図2は受信側の概略構成図である。本図中
の120 は上述した送信側からの信号を入力する入力端子
であり、伝送されたデータはシリアル・パラレル変換器
121,同期分離回路122 に入力される。同期分離回路122
では、入力された伝送データ中の同期信号を検出・分離
し、タイミングコントローラ123 に供給する。このタイ
ミングコントローラ123 は同期信号に基づいて受信側各
部の動作タイミングを決定する。 【0040】他方、シリアル・パラレル変換器121 で
は、シリアル入力データをパラレルデータに変換し、最
大・最小位置検出器124 ,最大値検出器126 ,最小値検
出器127 ,分割値逆変換器128 に供給する。 【0041】最大・最小位置検出器124 では伝送されて
きた情報のうちブロック毎にDmax,Dmin の順序を判定
し、その結果より、そのブロックが動きブロックである
か静止ブロックであるかの動き情報を得る。 【0042】最大・最小位置検出器124 で得られた各画
素ブロック毎の動き情報データは、フレームメモリ125
に記憶される。上記データは、第9図に示すAフレーム
の伝送時のみ送信側から送られてくるため、Bフレーム
を受信・再生する時に用いられる。 【0043】分割値逆変換器128 では得られたDmax,D
min からDmax,Dmin 間を2k分割し、S-P 変換器121 から
の画素データΔ1,1,…, Δs,r をその分割値に変換して
出力する。 【0044】フレームメモリ130 では分割値逆変換器12
8 の出力を記憶し、アドレス発生器129 の制御信号によ
りラスタースキャンに対応する順序に変換し、復号画像
データとして出力端子131 に出力する。この時フレーム
メモリ130 には、図9のAフレーム時は全画素について
データが書き込まれるが、Bフレーム時は動きブロック
の画素のみが書き込まれる。 【0045】アドレス発生器129 では、フレームメモリ
125 の動きブロックの情報を基に書き込みアドレスを発
生させ、読み出し時は前述のようにラスタースキャンに
対応する画素順序となるようにアドレスを発生し、フレ
ームメモリ130 に記憶されているデータを復号画像デー
タとして出力端子131 より出力する。 【0046】なお、上述の実施の形態にあっては、動き
情報を付加情報として述べたが、これに限るわけではな
く、他の情報でも良いことは言うまでもない。 【0047】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像情報の持つ時間方向の冗長度を除去し、高品位の画像
情報を能率よく伝送できる画像処理装置および画像処理
方法を得ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method, and more particularly to an image processing apparatus and an image processing method capable of high-efficiency encoding. [0002] Hitherto, for example, a high-efficiency encoding method for television signals has been known as a processing method in this type of image processing apparatus. In this television signal high-efficiency encoding method, a so-called MIN-MAX method for reducing the average number of bits per pixel is employed because of the necessity of narrowing the transmission band. Hereinafter, the MIN-MAX method will be described. [0003] Television signals have strong spatiotemporal correlations. When an image is divided into small blocks, each block often has only a small dynamic range due to local correlation. Therefore, very efficient compression can be performed by obtaining a dynamic range in each block and adaptively encoding. Therefore, this encoding will be described specifically with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an image information transmission system as an example of the prior art. Reference numeral 301 in the figure denotes an input terminal, which inputs a raster-scanned analog image signal such as a television signal at a predetermined frequency, and inputs digital image data digitized to n bits per sample. . The 2n- gradation digital image data is supplied to the pixel block dividing circuit 302.
Supplied to FIG. 4 is a diagram showing how all pixel data for one screen is divided into pixel blocks. In the pixel block dividing circuit 302, all pixel data for one screen is once stored in a memory or the like, and as shown in FIG. 4, r pixels are arranged in a horizontal direction (hereinafter, referred to as H direction), and a vertical direction (hereinafter, referred to as V (Referred to as a direction), pixel data is read out in pixel block units composed of (r × s) pixels of s pixels. That is, the output is performed for each data of each pixel block. FIG. 5 shows the configuration of each pixel block. In the figure, D 1,1 to D s, r indicate each pixel data. The image data output from the pixel block dividing circuit 302 includes a maximum value detection unit 303, a minimum value detection unit 304, and a timing adjustment unit.
305 is entered. As a result, of all pixel data (D 1,1 to D s, r ) in each pixel block, the one having the maximum value (D
max ) and the minimum value (D min ) are detected by the detection units 303 and 304 and output. On the other hand, in the timing adjustment unit 305, all pixel data is delayed by a time necessary for the maximum value detection unit 303 and the minimum value detection unit 304 to detect D max and D min , and for each pixel block. The pixel data is sent to the division value conversion unit 306 in a predetermined order. For example, D 1,1 , D 2,1 , D 3,1 ,…, D s, 1 , D 1,2 ,…,
Ds , 2 , ..., D1 , (r-1) , ..., Ds , (r-1) , D1 , r ..., Ds , r . In this way, all pixel data (D 1,1 to D s, r ) in each pixel block and their maximum value (D max )
And the minimum value (D min ) are input to the division value conversion unit 306, and for each pixel data, a k-bit division code (Δ 1, 1) is compared with a quantization level obtained by dividing 2 k between D max and D min . 1 to Δ
s, r ). Here, k is an integer smaller than n, and the state of quantization is shown in FIG. As shown in FIG. 6A, Δ i, j is k
It is output as a binary code of bits. The k-bit division code Δi , j and the n-bit D max and D thus obtained are obtained.
min is the parallel-serial (PS) converter 307, 30
The data is converted into serial data at 7 ′, 307 ″, and the data selector 3
At 08, the serial data is as shown in FIG. FIG. 7 shows transmission data for one pixel block. The data output from the data selector 308 is processed on a time axis in a first-in first-out memory (FIFO memory) 309 so as to have a constant data transmission rate, and a synchronization signal is added by a synchronization adding section 310. Then, the signal is transmitted from an output terminal 311 to a transmission path (for example, a magnetic recording and reproducing system such as a VTR). Here, the addition of the synchronization signal may be performed for each pixel block or for each of a plurality of pixel blocks. The operation timing of each unit described above is determined based on a timing signal output from the timing control unit 312. FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving side corresponding to the data transmitting side shown in FIG. In FIG. 8, reference numeral 821 denotes a terminal to which the above-described transmission data which has been encoded at high efficiency at the transmission side is input. The synchronization signal in the input transmission data is separated by the synchronization separation unit 822 and supplied to the timing control unit 823. The timing control unit determines the operation timing of each unit on the receiving side based on the synchronization signal. On the other hand, in the data selector 824, n-bit data D max and D min in the above-mentioned transmission data and a code Δ i, j obtained by quantizing each pixel data by k bits between D max and D min
And sorted out. These are converted into parallel data by serial-parallel (SP) converters 825 and 825 ', respectively. The maximum value data D max and the minimum value data D min in each pixel block converted into parallel data by the SP converter 825.
Are latched by latch circuits 826 and 827, respectively, and the latched maximum value data D max and minimum value data D min are output to the divided value inverse conversion unit 828, respectively. On the other hand, the division code Δ i, j relating to each pixel data in each pixel block is output by the SP converter 825 ′ in a predetermined order as described above, and is supplied to the division value inverse conversion section 828. FIG. 6B shows the division codes Δ i, j and D max , D
FIG. 6 is a diagram showing a state in which representative value data D ′ i, j relating to original pixel data is decoded from min, as shown in FIG.
max and D min are set in the middle of each of the 2k- divided quantization levels. The n-bit representative value data (D ′ 1,1 to D ′ s, r ) obtained by the division value inverse conversion unit 828 in this manner is output for each pixel block in the order described above. In the scan converter 829, the output data of the split value inverse converter 828 is converted into an order corresponding to the raster scan and output to the output terminal 830 as decoded image data. However, in the above-mentioned conventional example, the correlation of only the two-dimensional space of the image is used. Therefore, when transmitting a still image or an image with little motion, the transmission information has redundancy on the time axis, and the same information is repeatedly transmitted, which has a disadvantage of deteriorating the transmission efficiency. Accordingly, an object of the present invention is to provide
An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of efficiently transmitting high-quality image information. In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to the present invention comprises: input means for inputting an image signal; and detecting means for detecting a movement of the image signal. A first encoding mode in which an image signal input by the input unit is quantized and encoded in units of blocks constituted by a single-screen image signal, and a plurality of image signals input by the input unit are displayed on a plurality of screens. The second method is to quantize and encode in block units constituted by the image signals of
Encoding means for selecting the encoding mode in accordance with the output of the detection means and encoding the image signal, and serially converting the block data encoded by the encoding means. Conversion means for converting to data;
Control means for changing the conversion order of the conversion means according to the output of the detection means. In the image processing method according to the present invention, an image signal is input, motion of the image signal is detected, and the input image signal is quantized and encoded in a block unit constituted by a single-screen image signal. A first encoding mode for encoding, and a second encoding mode for quantizing and encoding the input image signal in units of blocks constituted by image signals of a plurality of screens. The encoding mode is selected to encode the image signal, the encoded block data is converted into serial data, and the conversion order is changed according to the detection result. Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing a schematic configuration of an image information transmission system according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 shows a configuration on the transmission side, and FIG. 2 shows a configuration on the reception side. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an input terminal, 102 denotes a pixel block dividing circuit, and 103 denotes a pixel block dividing circuit.
A frame memory for delaying the output of the pixel block by one frame;
Subtracter 105 for calculating the difference between the outputs of the pixels; 105, a motion detector for performing motion detection based on the result of the subtractor 104; , 107 is a switch for selecting the output of the average value calculation circuit 106 and the output of the frame memory 103, 108 is a maximum value detector for finding the maximum value of the input value from the switch 107, 109 is a minimum value detector, 110 Is a delay circuit for delaying the input of the switch 107, 111 is a divided value converter for converting a signal from the delay circuit 110 based on data from the maximum value detector 108 and the minimum value detector 109, and 100 is a motion detector A switch for selecting and outputting the output of the maximum value detector 108 and the output of the minimum value detector 109 based on the information of 105, a switch 112 for selecting an output signal, and a memory 113 for storing data from the motion detector 105 Frame memory, 11
4 is a timing controller that controls the timing of each circuit in this system, and 115 is a parallel-serial that converts parallel data from the switch 112 into serial data.
A (PS) converter, 116 is a first-in first-out memory (FIFO memory), 117 is a synchronization adding circuit that adds a synchronization signal to an input signal from the FIFO memory 116, and 118 is an output terminal. In the receiving side block diagram shown in FIG.
0 is a receiving system input terminal, 121 is a serial / parallel (SP) converter that performs serial / parallel conversion, 122 is a synchronization separation circuit that separates a synchronization signal from an input signal, and 123 is based on the input from the synchronization separation circuit 122. A timing controller for controlling the timing of each circuit; 124, a maximum / minimum position detector for detecting motion information from data from the SP converter 121; 125, a frame memory for storing output signals of the maximum / minimum position detector 124; 126 is the maximum value detector for finding the maximum value from the input from the SP converter 121, 127 is the minimum value detector, and 128 is based on the data from the above detectors 126 and 127.
A split value inverse converter for inversely converting the signal from the SP converter 121, an address generator 129 for generating an address of the frame memory 130 based on an output of the frame memory 125, and an output terminal 131. Hereinafter, the operation of each of the above blocks will be described step by step. In the transmitting side block shown in FIG. 1, an input terminal 101 samples a raster-scanned analog image signal such as a television signal at a predetermined frequency, and converts the digitized t-bit digital image data into t-bit digital image data. Is entered. The digital image data of 2t gradation is supplied to the pixel block dividing circuit 102, and is divided into (r × s) pixel blocks of r pixels in the horizontal direction and s pixels in the vertical direction. . That is, output is performed for each data of each pixel block. The image data output from the pixel block division circuit 102 is input to a frame memory 103, a subtractor 104, and an average value calculation circuit 106. The frame memory 103 delays the data by one frame and outputs the data to the subtractor 104 and the average value calculation circuit 106. The subtractor 104 obtains the difference between the data of the previous frame and the data of the current frame to obtain the correlation in the time axis space, and the motion detector 105 outputs the motion information. The motion detector 105 compares the inter-frame difference value with a set threshold value and outputs 1-bit motion information. Based on the obtained motion information, it is determined which of the previously obtained average value between two frames (output of 106) and original data delayed by one frame (output of 103) is to be encoded and transmitted. This operation is performed by the switch 107. Based on this motion information, encoded transmission information as shown in FIG. 9 is output. For motion blocks,
The output of the frame memory is encoded by the MIN-MAX method, and the information of each frame is transmitted. For stationary blocks,
The difference between the original data and the data one frame before, that is, the frame memory output Is encoded by the MIN-MAX method, and information for one frame is transmitted every two frames. More specifically, a case where a motion block is determined will be described first. The output of the frame memory 103 is
The signals are input to a maximum value detector 108, a minimum value detector 109, and a delay circuit 110 via a switch 107. As a result, the maximum value among all pixel data (D 1,1 to D s, r ) in each pixel block is obtained.
(D max ) and the minimum value (D min ) are detected by the maximum value detector 108 and the minimum value detector 109 and output to the switch 100. The switch 100 is a switch that selects and outputs the output of the maximum value detector 108 and the output of the minimum value detector 109 based on the information of the motion detector 105. When it is determined that the image is a "movement" image, the output Dmax of the maximum value detector 108 is output to the terminal 2a of the switch 112, and the output of the minimum value detector 109 is output to the terminal 2b. When it is determined that the image is a “still” image,
D max is switched to terminal 2b and D min is switched to terminal 2a for output. On the other hand, in the delay circuit 110, all pixel data is delayed by the processing time of the maximum value detector 108 and the minimum value detector 109, and the pixel data is divided in a predetermined order for each pixel block. Send to 111. For example, for each pixel block, D 1,1 , D 2,1 , D 3,1 ,..., D s, 1 , D 1,2 ,.
1, (r-1) , ..., Ds , (r-1) , D1 , r , ..., Ds , r . In this way, all pixel data (D 1,1 to D s, r ) in each pixel block and their maximum value (D max ) and minimum value (D min ) are input to the division value converter 111. and, D max and D min division code (Δ 1,1 s, r) of k bits by comparing the 2 k division quantization level and the pixel data between the obtained. Here, k is an integer smaller than t. The k-bit division code and the t-bit D max and D min thus obtained are supplied to the switch 112. The switch 112 is a switch for selecting data in accordance with the transmission order of transmission data. The operation of these switching devices 100 and 112, for the motion block D max, D min, Δ 1,1 , ..., the order of the delta s, r, a still block D min, D max, Δ 1,1 , ..., The data transmission order can be set to the order of Δs , r . That is, D max , D min
Are changed according to the motion information and output. The data sequentially switched and output by the switch 112 is output to the parallel / serial converter 115.
Is converted into serial data. The data output from the switch 112 is processed on a time axis in a first-in first-out memory (FIFO memory) 116 so as to have a constant data transmission rate, and a synchronization signal is added by a synchronization addition circuit 117. The output signal is sent from an output terminal 118 to a transmission line (for example, a magnetic recording / reproducing system such as a VTR). Here, the addition of the synchronization signal may be performed for each pixel block or for each of a plurality of pixel blocks. The operation timings of the above-described units are determined based on a timing signal output from the timing controller 114. Next, a case where the block is determined to be a still block will be described. In the frame A shown in FIG. 9, the output of the average value calculation circuit 106 is subjected to the same signal processing as described below via the switch 107 and output. At the same time, the motion information from the motion detector 105 is recorded in the frame memory 113. The frame memory 113 stores one pixel for each pixel block.
What is necessary is just to comprise by the data capacity of bits. That is, (r ×
A capacity of s × 1) bits is sufficient. In the frame B shown in FIG. 9, the image data is not transmitted, and the compression ratio is increased. Whether the image data is transmitted in the B frame is determined by the frame memory 113.
Since the motion information for each block determined in the previous frame (A frame) is stored, the control is performed based on this information. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the receiving side. In the figure, reference numeral 120 denotes an input terminal for inputting the above-mentioned signal from the transmission side, and the transmitted data is converted to a serial / parallel converter.
121, are input to the sync separation circuit 122. Sync separation circuit 122
Then, the synchronization signal in the input transmission data is detected and separated, and supplied to the timing controller 123. The timing controller 123 determines the operation timing of each unit on the receiving side based on the synchronization signal. On the other hand, the serial / parallel converter 121 converts the serial input data into parallel data, and converts the data into a maximum / minimum position detector 124, a maximum value detector 126, a minimum value detector 127, and a divided value inverse converter 128. Supply. The maximum / minimum position detector 124 determines the order of D max and D min for each block of the transmitted information and, based on the result, determines whether the block is a motion block or a still block. Get motion information. The motion information data for each pixel block obtained by the maximum / minimum position detector 124 is stored in a frame memory 125.
Is stored. Since the above data is sent from the transmitting side only when transmitting the A frame shown in FIG. 9, it is used when receiving and reproducing the B frame. The divided value inverse converter 128 obtains D max , D
min from D max, between D min and 2 k divided, pixel data delta 1, 1 from the SP converter 121, ..., and converts the delta s, r to the division value outputs. In the frame memory 130, the divided value inverse converter 12
8 is stored, converted into an order corresponding to the raster scan by the control signal of the address generator 129, and output to the output terminal 131 as decoded image data. At this time, in the frame memory 130, data is written for all pixels in the case of the A frame in FIG. 9, but only pixels of the motion block are written in the case of the B frame. The address generator 129 has a frame memory
A write address is generated based on the information of the 125 motion blocks, an address is generated at the time of reading so as to have a pixel order corresponding to the raster scan as described above, and the data stored in the frame memory 130 is decoded. The data is output from the output terminal 131 as data. In the above embodiment, the motion information is described as the additional information. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that other information may be used. As described above, according to the present invention, there is provided an image processing apparatus and an image processing method capable of efficiently transmitting high-quality image information by removing the redundancy in the time direction of the image information. Obtainable.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態の一例における送信側の概
略構成図である。 【図2】本発明の実施の形態の一例における受信側の概
略構成図である。 【図3】従来技術による画像情報伝送システムの送信側
の概略構成図である。 【図4】全画像データを画素ブロック群に分割する様子
を示す図である。 【図5】各画素ブロックのデータ配置を示す図である。 【図6】図3における分割値変換部の変換特性、およ
び、図8における分割値逆変換部の変換特性を示す図で
ある。 【図7】伝送されるデータを説明するための図である。 【図8】図3に示した画像情報伝送システムの送信側に
対応する受信側の概略構成を示す図である。 【図9】図1および図2の動作を説明するための図であ
る。 【符号の説明】 102 画素ブロック分割回路 103 フレームメモリ 104 減算器 105 動き検出器 106 平均値演算回路 100,112,107 切り換え器 108,126 最大値検出器 109,127 最小値検出器 110 遅延回路 111 分割値変換器 114,123 タイミングコントローラ 115 パラレル・シリアル変換器 121 シリアル・パラレル変換器、 124 最大・最小位置検出器 128 分割値逆変換器 129 アドレス発生器 130 フレームメモリ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a transmitting side according to an example of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a receiving side according to an example of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a transmission side of an image information transmission system according to the related art. FIG. 4 is a diagram showing how all image data is divided into pixel block groups. FIG. 5 is a diagram showing a data arrangement of each pixel block. 6 is a diagram illustrating conversion characteristics of a division value conversion unit in FIG. 3 and conversion characteristics of a division value inverse conversion unit in FIG. 8; FIG. 7 is a diagram for explaining data to be transmitted. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a receiving side corresponding to a transmitting side of the image information transmission system illustrated in FIG. 3; FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of FIGS. 1 and 2; [Description of Signs] 102 Pixel block dividing circuit 103 Frame memory 104 Subtractor 105 Motion detector 106 Average value calculating circuit 100, 112, 107 Switching unit 108, 126 Maximum value detector 109, 127 Minimum value detector 110 Delay circuit 111 Division value converter 114, 123 Timing controller 115 Parallel / serial converter 121 Serial / parallel converter, 124 Maximum / minimum position detector 128 Divided value inverse converter 129 Address generator 130 Frame memory

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.画像信号を入力する入力手段と、前記画像信号の動きを検出する検出手段と、 前記入力手段によって入力された画像信号を単一画面の
画像信号によって構成されたブロック単位で量子化して
符号化する第1の符号化モードと、前記入力手段によっ
て入力された画像信号を複数画面の画像信号によって構
成されたブロック単位で量子化して符号化する第2の符
号化モードとを有し、前記検出手段の出力に応じて前記
符号化モードを選択して前記画像信号を符号化する符号
化手段と、 前記符号化手段によって符号化されたブロックデータを
シリアルデータに変換する変換手段と、 前記検出手段の出力に応じて前記変換手段の変換順序を
変更する制御手段とを有する ことを特徴とする画像処理
装置。 2.画像信号を入力し、 前記画像信号の動きを検出し、 前記入力された画像信号を単一画面の画像信号によって
構成されたブロック単位で量子化して符号化する第1の
符号化モードと、前記入力された画像信号を複数画面の
画像信号によって構成されたブロック単位で量子化して
符号化する第2の符号化モードとを有し、前記検出結果
に応じて前記符号化モードを選択して前記画像信号を符
号化し、 前記符号化されたブロックデータをシリアルデータに変
換し、 前記検出結果に応じて前記変換順序を変更することを特
徴とする画像処理方法。
(57) [Claims] Input means for inputting an image signal, detecting means for detecting the movement of the image signal, and quantizing and encoding the image signal input by the input means in units of blocks each composed of a single-screen image signal. A first encoding mode; and a second encoding mode in which the image signal input by the input unit is quantized and encoded in units of blocks composed of image signals of a plurality of screens, and the detection unit According to the output of the
Encoding means for selecting an encoding mode to encode the image signal; converting means for converting block data encoded by the encoding means into serial data; and performing the conversion in accordance with an output of the detecting means. Change the order of the means
An image processing apparatus comprising: control means for changing . 2. An image signal is input, the motion of the image signal is detected, and the input image signal is converted to a single-screen image signal.
A first method of quantizing and coding in units of the constructed block
Encoding mode, and the input image signal
Quantize in block units composed of image signals
And a second encoding mode for encoding, wherein the detection result
The encoding mode is selected according to the
And converts the encoded block data into serial data.
And changing the conversion order according to the detection result.
Image processing method
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