JP3049070B2 - 画像高能率符号化方法 - Google Patents
画像高能率符号化方法Info
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- H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像高能率符号化方式に関するものである。
最近いろいろな分野でディジタル画像データを扱うこ
とが多くなったが，通常，画像データはデータ量が非常
に多くなり，伝送，記録等に不便が生じるため，高能率
符号化の技術が必要となる場合が多い。そして，これら
の画像は,1画像全ての領域が均一に重要であることは少
なく，高能率符号化をした場合に，ある部分には多少歪
が発生しても良いが，ある部分はなるべく歪の少ない状
態に保ちたいというように，画像の領域によってその重
要性が異なる場合が多い。
とが多くなったが，通常，画像データはデータ量が非常
に多くなり，伝送，記録等に不便が生じるため，高能率
符号化の技術が必要となる場合が多い。そして，これら
の画像は,1画像全ての領域が均一に重要であることは少
なく，高能率符号化をした場合に，ある部分には多少歪
が発生しても良いが，ある部分はなるべく歪の少ない状
態に保ちたいというように，画像の領域によってその重
要性が異なる場合が多い。
この問題に対する従来技術では,2つ以上の圧縮機能
（例えば，圧縮率は低いが画質劣化は少ない機能と，圧
縮率は高いが画質劣化の大きい機能）を備えた装置によ
って，重要画像領域は画質劣化の少ない機能で処理し，
他の部分は圧縮率を重視した機能で処理するということ
で実現していた。
（例えば，圧縮率は低いが画質劣化は少ない機能と，圧
縮率は高いが画質劣化の大きい機能）を備えた装置によ
って，重要画像領域は画質劣化の少ない機能で処理し，
他の部分は圧縮率を重視した機能で処理するということ
で実現していた。
しかし，この従来技術では複数の処理機能を装置に持
たせるため，ハードウェア量の増大や処理制御の複雑さ
をともなったり，符号化されたデータ内の各処理ブロッ
クに対し，どの機能の符号化データなのかを示す情報を
付加する必要があるため，符号化データ量も増大し不利
になるという問題があった。
たせるため，ハードウェア量の増大や処理制御の複雑さ
をともなったり，符号化されたデータ内の各処理ブロッ
クに対し，どの機能の符号化データなのかを示す情報を
付加する必要があるため，符号化データ量も増大し不利
になるという問題があった。
本発明は圧縮率指定可能な非等長ブロック分割符号化
において，従来の欠点を解決するものであるが，その動
作を述べる前に圧縮率指定可能な非等長ブロック分割方
式について以下に説明する。まず，非等長ブロック分割
符号化の詳細な内容は特開昭62−252217号（「データ符
号化方式」）公報に示されている。基本的な考え方は，
画像全体領域において，大小のいろいろなサイズの矩形
ブロックに分割し，各ブロック内の輝度を例えば（式
１）の双線形関数などで近似する。
において，従来の欠点を解決するものであるが，その動
作を述べる前に圧縮率指定可能な非等長ブロック分割方
式について以下に説明する。まず，非等長ブロック分割
符号化の詳細な内容は特開昭62−252217号（「データ符
号化方式」）公報に示されている。基本的な考え方は，
画像全体領域において，大小のいろいろなサイズの矩形
ブロックに分割し，各ブロック内の輝度を例えば（式
１）の双線形関数などで近似する。
fij＝Aij＋Bi＋Cj＋Ｄ ……（式１） ここで,i,jは画像上の座標,fijは（i,j）の輝度であ
る。なお，前記大小の矩形ブロックに分割するアルゴリ
ズムは，各ブロック内の輝度を双線形関数で近似するこ
とによる歪がある許容歪という値以下であることという
条件のもとで，出来るだけ大きなブロックに分割するも
のである。また，前記大小の矩形ブロックを非等長ブロ
ックと呼ぶ。
る。なお，前記大小の矩形ブロックに分割するアルゴリ
ズムは，各ブロック内の輝度を双線形関数で近似するこ
とによる歪がある許容歪という値以下であることという
条件のもとで，出来るだけ大きなブロックに分割するも
のである。また，前記大小の矩形ブロックを非等長ブロ
ックと呼ぶ。
この符号化を圧縮率指定可能とするには,1画像中に出
現しうる全ての非等長ブロックに対する歪を算出し，そ
れからその画像における符号化データ量（圧縮率）と歪
の関係を求め，そして指定圧縮率にするための許容歪を
求め，その許容歪でブロック分割をすれば実現できる。
現しうる全ての非等長ブロックに対する歪を算出し，そ
れからその画像における符号化データ量（圧縮率）と歪
の関係を求め，そして指定圧縮率にするための許容歪を
求め，その許容歪でブロック分割をすれば実現できる。
本発明はこの圧縮率指定可能な非等長ブロック分割符
号化において，符号化処理中に算出される特に重要画像
領域に含まれるブロックの歪の値を実際の値よりも大き
い値に変えることで，従来の圧縮率一定の場合と同等の
処理構成でかつ，符号化データにも余分な情報を付加す
ることなく，重要画像領域をより歪の少ない状態として
符号化することを可能とするものである。（なお，重要
画像領域外のブロックの歪を小さく変更しても同様の効
果が得られる。） 具体的には，まず符号処理で算出したブロック歪のう
ち，重要画像領域に含まれるブロック歪だけに，例えば
ΔＱを加算し，実際の歪よりも大きい値にする。この変
更した歪をもとに符号化データ量と歪の関係を求め，指
定圧縮率にするための許容歪を求める。例えばこの許容
歪が10だったとすれば，これを基準に従来どうり非等長
ブロック分割をする。これにより画像全体は指定圧縮率
に符号化されかつ，許容歪10以下のブロックで非等長に
分割されることになる。しかし，前記重要画像領域の歪
はΔＱ増加させていることより，この領域のブロックの
歪は実際は（10−ΔＱ）以下の歪になっており，他の部
分に比べより歪の少ない状態で符号化できたことにな
る。
号化において，符号化処理中に算出される特に重要画像
領域に含まれるブロックの歪の値を実際の値よりも大き
い値に変えることで，従来の圧縮率一定の場合と同等の
処理構成でかつ，符号化データにも余分な情報を付加す
ることなく，重要画像領域をより歪の少ない状態として
符号化することを可能とするものである。（なお，重要
画像領域外のブロックの歪を小さく変更しても同様の効
果が得られる。） 具体的には，まず符号処理で算出したブロック歪のう
ち，重要画像領域に含まれるブロック歪だけに，例えば
ΔＱを加算し，実際の歪よりも大きい値にする。この変
更した歪をもとに符号化データ量と歪の関係を求め，指
定圧縮率にするための許容歪を求める。例えばこの許容
歪が10だったとすれば，これを基準に従来どうり非等長
ブロック分割をする。これにより画像全体は指定圧縮率
に符号化されかつ，許容歪10以下のブロックで非等長に
分割されることになる。しかし，前記重要画像領域の歪
はΔＱ増加させていることより，この領域のブロックの
歪は実際は（10−ΔＱ）以下の歪になっており，他の部
分に比べより歪の少ない状態で符号化できたことにな
る。
以上のように本発明は，圧縮率指定可能な非等長ブロ
ック分割符号化において，ブロックの歪の値を変えるだ
けで特別な圧縮処理機能を付加することなく，かつ符号
化データにも余分な情報を加えずに，重要画像領域を歪
の少ない状態で符号化することを可能とする。
ック分割符号化において，ブロックの歪の値を変えるだ
けで特別な圧縮処理機能を付加することなく，かつ符号
化データにも余分な情報を加えずに，重要画像領域を歪
の少ない状態で符号化することを可能とする。
一般に画像データは，見る者にとって全ての領域が均
一に重要であることは少なく，多くの場合特に重要な部
分領域というものが存在するものである。例えば，医療
画像などでは診断に必要な部分は，画像の中心付近にあ
り，その外側の部分はあまり重要でない。
一に重要であることは少なく，多くの場合特に重要な部
分領域というものが存在するものである。例えば，医療
画像などでは診断に必要な部分は，画像の中心付近にあ
り，その外側の部分はあまり重要でない。
従って，高能率符号化の技術として，画像領域により
圧縮性能を制御して，重要な画像部分をより，歪の少な
い状態に保持する技術が不可欠になる。
圧縮性能を制御して，重要な画像部分をより，歪の少な
い状態に保持する技術が不可欠になる。
この従来技術として，特開昭62−281582号（「画像デ
ータ圧縮方式」）公報に示されているものがある。この
具体例を第２図に示す。これは，画像データをコサイン
変換し，その係数データを量子化して符号化データとす
る符号化方式において，重要画像部分をより歪の少ない
状態に保持するものである。
ータ圧縮方式」）公報に示されているものがある。この
具体例を第２図に示す。これは，画像データをコサイン
変換し，その係数データを量子化して符号化データとす
る符号化方式において，重要画像部分をより歪の少ない
状態に保持するものである。
第２図（ａ）符号化処理部には，コサイン変換部17に
画像データ16が入力され，その画像に対する係数データ
18が算出されて，低圧縮用量子化部19（各係数データに
対する割当てビット数が多く，符号化による歪が少な
い。）と高圧縮用量子化部20（各係数データに対する割
当てビット数が少なく，符号化による歪が大きい。）に
入力される。そして両者の出力データはスイッチ21に入
力される。この位相に合った状態で領域指定信号22がス
イッチ21に入力され，低圧縮用量子化部19と高圧縮用量
子化部20のいづれかのデータ37,38を符号化データ23と
する。つまり，領域指定信号22を１ビットとすれば，重
要画像部分のデータがスイッチ21に入力されたときは
“1"となるようにし，重要でない画像部分のデータがス
イッチ21に入力されたときは“0"となるようにする。そ
してスイッチ21は，領域指定信号22が“1"のときは，低
圧縮用量子化部19のデータ37を符号化データ23に選び，
領域指定信号22が“0"のときは，高圧縮用量子化部20の
データ38を符号化データ23に選ぶようにする。これによ
り，重要画像部分をより歪の少ない状態で符号化でき
る。
画像データ16が入力され，その画像に対する係数データ
18が算出されて，低圧縮用量子化部19（各係数データに
対する割当てビット数が多く，符号化による歪が少な
い。）と高圧縮用量子化部20（各係数データに対する割
当てビット数が少なく，符号化による歪が大きい。）に
入力される。そして両者の出力データはスイッチ21に入
力される。この位相に合った状態で領域指定信号22がス
イッチ21に入力され，低圧縮用量子化部19と高圧縮用量
子化部20のいづれかのデータ37,38を符号化データ23と
する。つまり，領域指定信号22を１ビットとすれば，重
要画像部分のデータがスイッチ21に入力されたときは
“1"となるようにし，重要でない画像部分のデータがス
イッチ21に入力されたときは“0"となるようにする。そ
してスイッチ21は，領域指定信号22が“1"のときは，低
圧縮用量子化部19のデータ37を符号化データ23に選び，
領域指定信号22が“0"のときは，高圧縮用量子化部20の
データ38を符号化データ23に選ぶようにする。これによ
り，重要画像部分をより歪の少ない状態で符号化でき
る。
このとき，符号化データ内の各処理ブロックには，低
圧縮用量子化部19と高圧縮用量子化部20のどちらかで量
子化されたかを示す情報を付加する。これにより，第２
図（ｂ）復号処理部では，量子化モード判定部25が前記
情報を解読し，低圧縮用逆量子化部29と高圧縮用逆量子
化部30をスイッチ24とスイッチ33を制御して処理ブロッ
クごとに適切に切り換え，逆量子化し，そのデータを逆
変換部35により画像データ36に復号する。
圧縮用量子化部19と高圧縮用量子化部20のどちらかで量
子化されたかを示す情報を付加する。これにより，第２
図（ｂ）復号処理部では，量子化モード判定部25が前記
情報を解読し，低圧縮用逆量子化部29と高圧縮用逆量子
化部30をスイッチ24とスイッチ33を制御して処理ブロッ
クごとに適切に切り換え，逆量子化し，そのデータを逆
変換部35により画像データ36に復号する。
上記従来技術では，複数の処理機能が必要で，かつ，
それらの複数機能を切り替える制御も必要であることか
ら，ハードウェア量の増大及び制御の複雑さ等をまねい
ていた。
それらの複数機能を切り替える制御も必要であることか
ら，ハードウェア量の増大及び制御の複雑さ等をまねい
ていた。
さらに，従来技術では符号化データ内の各処理ブロッ
クにどの機能の処理で符号化したかを示す情報も付加し
なければならず，符号化データ量としても増大し不利で
あった。
クにどの機能の処理で符号化したかを示す情報も付加し
なければならず，符号化データ量としても増大し不利で
あった。
本発明は圧縮率指定可能な非等長ブロック分割符号化
方式において，重要画像部をより歪の少ない状態に保持
して符号化するうえで，従来技術で実現すると発生する
前記欠点を解決するために，符号化処理で算出されるブ
ロックの歪を領域に従って変更するだけで従来の圧縮率
一定の場合と同等の処理構成でかつ，符号化データに余
分な情報を付加させることなく，容易に重要画像領域を
歪の少ない状態で符号化可能とすることを目的とする。
方式において，重要画像部をより歪の少ない状態に保持
して符号化するうえで，従来技術で実現すると発生する
前記欠点を解決するために，符号化処理で算出されるブ
ロックの歪を領域に従って変更するだけで従来の圧縮率
一定の場合と同等の処理構成でかつ，符号化データに余
分な情報を付加させることなく，容易に重要画像領域を
歪の少ない状態で符号化可能とすることを目的とする。
第１図は，本発明の全体構成を示すブロック図であ
る。図において，画像データは，変換部２と歪算出部６
に入力され，変換部２の出力である係数データ３は非等
長ブロック分割部４と歪算出部６に入力される。歪算出
部６の出力である歪データ８は歪変更部９に入力され，
歪変更部９のもう一方の入力には領域指定信号７が入力
される。歪変更部９の出力である歪データ10は非等長ブ
ロック分割部４と許容歪検出部14に入力される。非等長
ブロック分割部４には前記許容歪検出部14の出力である
許容歪11が入力される。非等長ブロック分割部４の出力
データ５は量子化部12に入力され，その出力は符号化デ
ータ13となる。また，前記許容歪検出部14には圧縮率15
のデータも入力される。
る。図において，画像データは，変換部２と歪算出部６
に入力され，変換部２の出力である係数データ３は非等
長ブロック分割部４と歪算出部６に入力される。歪算出
部６の出力である歪データ８は歪変更部９に入力され，
歪変更部９のもう一方の入力には領域指定信号７が入力
される。歪変更部９の出力である歪データ10は非等長ブ
ロック分割部４と許容歪検出部14に入力される。非等長
ブロック分割部４には前記許容歪検出部14の出力である
許容歪11が入力される。非等長ブロック分割部４の出力
データ５は量子化部12に入力され，その出力は符号化デ
ータ13となる。また，前記許容歪検出部14には圧縮率15
のデータも入力される。
本発明の動作について以下に述べる。第１図の変換部
２は，ここでは双線形関数変換をするものとして説明す
るが，他の変換でもよい。まず，変換部２では，画像デ
ータ１を入力し画像内に出現しうる全ブロックに対し双
線形関数の近似が最小２乗誤差となるように係数データ
３を求める。次に歪算出部６では係数データ３と画像デ
ータ１を入力し，係数データ３で双線形関数近似するこ
とによる歪を全ブロックに対し算出する。この結果が歪
データ８で歪変更部９に入力される。歪変更部９にはも
う１つの入力である領域指定信号７が入力され，重要画
像領域内の全ブロックに対する歪データ８を歪変更部９
に知らせる。歪変更部９は前記重要画像領域に関する歪
データ８だけを実際の値よりも大きい値とし，これを歪
データ10とする。許容歪検出部14では，圧縮率15で指定
されたデータ量に圧縮するための許容歪11を前記１画像
分の歪データ10から求める。非等長ブロック分割部４で
は全ブロックの歪データ10と許容歪11を比較し，許容歪
11が示す値以下の歪となるブロックでかつ最大のサイズ
のブロックに関する係数データ３を選択し，係数データ
５とする。つまり係数データ５には許容歪11で示された
値でブロック分割したブロックの係数データが得られ
る。量子化部12では，この係数データ５を量子化して符
号化データ13とする。
２は，ここでは双線形関数変換をするものとして説明す
るが，他の変換でもよい。まず，変換部２では，画像デ
ータ１を入力し画像内に出現しうる全ブロックに対し双
線形関数の近似が最小２乗誤差となるように係数データ
３を求める。次に歪算出部６では係数データ３と画像デ
ータ１を入力し，係数データ３で双線形関数近似するこ
とによる歪を全ブロックに対し算出する。この結果が歪
データ８で歪変更部９に入力される。歪変更部９にはも
う１つの入力である領域指定信号７が入力され，重要画
像領域内の全ブロックに対する歪データ８を歪変更部９
に知らせる。歪変更部９は前記重要画像領域に関する歪
データ８だけを実際の値よりも大きい値とし，これを歪
データ10とする。許容歪検出部14では，圧縮率15で指定
されたデータ量に圧縮するための許容歪11を前記１画像
分の歪データ10から求める。非等長ブロック分割部４で
は全ブロックの歪データ10と許容歪11を比較し，許容歪
11が示す値以下の歪となるブロックでかつ最大のサイズ
のブロックに関する係数データ３を選択し，係数データ
５とする。つまり係数データ５には許容歪11で示された
値でブロック分割したブロックの係数データが得られ
る。量子化部12では，この係数データ５を量子化して符
号化データ13とする。
以上により，符号化データは許容歪11で示す値で，か
つ圧縮率15で符号化されたデータになる。ところが，前
記歪変更部９で重要画像領域の歪を実際の値より大きい
値にしているため，この領域は実質的には許容歪11で示
す値よりも小さい歪になっており，他の領域に比べより
歪の少ない状態で符号化できたことになる。なお，歪変
更部９で重要画像領域以外の歪を実際の値より小さい値
にしても同様の効果を得ることはできる。
つ圧縮率15で符号化されたデータになる。ところが，前
記歪変更部９で重要画像領域の歪を実際の値より大きい
値にしているため，この領域は実質的には許容歪11で示
す値よりも小さい歪になっており，他の領域に比べより
歪の少ない状態で符号化できたことになる。なお，歪変
更部９で重要画像領域以外の歪を実際の値より小さい値
にしても同様の効果を得ることはできる。
そして復号処理は従来どうりの処理でよく，歪を変更
したことに対する特別な処理は不要である。
したことに対する特別な処理は不要である。
従って本発明は，圧縮率指定可能な非等長ブロック分
割符号化に対し，符号化部で算出された歪を領域によっ
て変更するだけで，従来の圧縮率一定の場合と同等の処
理構成でかつ，符号化データに余分な情報を付加するこ
となく，重要画像領域を歪の少ない状態で符号化するこ
とを可能とする。
割符号化に対し，符号化部で算出された歪を領域によっ
て変更するだけで，従来の圧縮率一定の場合と同等の処
理構成でかつ，符号化データに余分な情報を付加するこ
となく，重要画像領域を歪の少ない状態で符号化するこ
とを可能とする。
以下この発明の一実施例を第３図により説明する。第
３図画像データ39は双線形関数変換回路40と歪算出回路
55に入力される。双線形関数変換回路40からは,2×2,4
×4,8×8,16×16（画素）ブロックの係数データ,K（２
×２）41,K（４×４）42,K（８×８）43,K（16×16）44
が出力され，バス45となり，ディレイ47に入力される。
このうちＫ（４×４）42,K（８×８）43,K（16×16）44
はバス46として歪算出回路55に入力される。この歪算出
回路55からは,4×4,8×8,16×16（画素）ブロックの歪
データ,Q（４×４）57,Q（８×８）58,Q（16×16）59を
出力し，それらはROM60,61,62,のアドレスに入力され
る。このROM60,61,62のアドレスには，領域指定信号56
も入力される。ROM60,61,62のそれぞれのデータ63,64,6
5はバス66となり，ディレイ75とヒストグラム作成回路7
0に入力される。ヒストグラム作成回路70はRAM72にデー
タ１を供給し,RAM72はこのデータを書込み，読出して許
容歪検出回路73にデータ77を供給している。また，許容
歪検出回路73には符号データ量76も入力されている。許
容歪検出回路73の出力である許容歪データ74と，ディレ
イ75の出力であるバス67が比較器68に入力される。この
比較器68の出力データ69はセレクタ49とパッキング回路
53に入力される。セレクタ49にはディレイ47の出力であ
るバス48も入力される。セレクタ49の出力データ50は量
子化ROM51のアドレスに入力され，量子化ROM51のデータ
52はパッキング回路53に入力され，パッキング回路53の
出力は，符号化データ54となる。
３図画像データ39は双線形関数変換回路40と歪算出回路
55に入力される。双線形関数変換回路40からは,2×2,4
×4,8×8,16×16（画素）ブロックの係数データ,K（２
×２）41,K（４×４）42,K（８×８）43,K（16×16）44
が出力され，バス45となり，ディレイ47に入力される。
このうちＫ（４×４）42,K（８×８）43,K（16×16）44
はバス46として歪算出回路55に入力される。この歪算出
回路55からは,4×4,8×8,16×16（画素）ブロックの歪
データ,Q（４×４）57,Q（８×８）58,Q（16×16）59を
出力し，それらはROM60,61,62,のアドレスに入力され
る。このROM60,61,62のアドレスには，領域指定信号56
も入力される。ROM60,61,62のそれぞれのデータ63,64,6
5はバス66となり，ディレイ75とヒストグラム作成回路7
0に入力される。ヒストグラム作成回路70はRAM72にデー
タ１を供給し,RAM72はこのデータを書込み，読出して許
容歪検出回路73にデータ77を供給している。また，許容
歪検出回路73には符号データ量76も入力されている。許
容歪検出回路73の出力である許容歪データ74と，ディレ
イ75の出力であるバス67が比較器68に入力される。この
比較器68の出力データ69はセレクタ49とパッキング回路
53に入力される。セレクタ49にはディレイ47の出力であ
るバス48も入力される。セレクタ49の出力データ50は量
子化ROM51のアドレスに入力され，量子化ROM51のデータ
52はパッキング回路53に入力され，パッキング回路53の
出力は，符号化データ54となる。
以下この動作について説明する。まず説明の都合上第
４図（ａ），（ｂ）に示すように 画像のサイズは32（横）×16（縦）画素。
４図（ａ），（ｂ）に示すように 画像のサイズは32（横）×16（縦）画素。
１画素は1Byte。
サブブロックのサイズは16（横）×16（縦）画素。
サブブロック内に出現しうる非等長なブロックは16
×16,8×8,4×4,2×２の４種類。
×16,8×8,4×4,2×２の４種類。
とする。（サブブロックは非等長ブロック分割の基本
処理単位。）また，この非等長ブロックは第４図（Ｃ）
のように４分木で示すことができる。第４図（Ｃ）で番
号のある各節点は（ｂ）に示した番号の非等長ブロック
と対応する。従って，第５図（ａ）のようなブロック分
割状態は，第５図（ｂ）の４分木の葉によって表現でき
る。ブロック内は前記（式１）の双線形関数で近似され
るものとし，その係数データは最終的に4Byteで表現さ
れるものとする。
処理単位。）また，この非等長ブロックは第４図（Ｃ）
のように４分木で示すことができる。第４図（Ｃ）で番
号のある各節点は（ｂ）に示した番号の非等長ブロック
と対応する。従って，第５図（ａ）のようなブロック分
割状態は，第５図（ｂ）の４分木の葉によって表現でき
る。ブロック内は前記（式１）の双線形関数で近似され
るものとし，その係数データは最終的に4Byteで表現さ
れるものとする。
以上の前提において，第４図の画像の右側のサブブロ
ック部分を重要画像領域として，本来512Byteの画像を8
6Byte（約1/6）に符号化する動作を述べる。以下非等長
ブロックを単にブロックと呼ぶことにする。まず，第３
図の画像データ39を入力した双線形関数変換回路40で
は，画像内の２つのサブブロックに関して出現しうる全
てのブロックに対して係数データを求め,K（２×２）4
1,K（４×４）42,K（８×８）43,K（16×16）44を出力
する。このうちＫ（４×４）42,K（８×８）43,K（16×
16）44と，前記画像データ39を歪算出回路55に入力し，
各々の係数データで双線形近似することによる歪をＱ
（４×４）57,Q（８×８）58,Q（16×16）59として出力
する。ここでは仮に第６図に示すように，画像の左側の
サブブロックでは,16×16ブロックが10,全ての８×８ブ
ロックが9,全ての４×４ブロックが８で，画像の右側の
サブブロックでは,16×16ブロックが9,全ての８×８ブ
ロックが8,全ての４×４ブロックが７の歪になるものと
する。ここで,2×２ブロックに対しては，歪が０に近い
ことから０と仮定し，算出はしない。これらのＱ（４×
４）57,Q（８×８）58,Q（16×16）59は，第７図のよう
なタイミングでROM60,61,62のアドレスに入力され，同
様に領域指定信号56も第７図に示すタイミングで入力す
る。つまり，重要画像領域である右側のサブブロックに
関するＱ（４×４）57〜Ｑ（16×16）59がROM60〜62の
アドレスに入力されたときだけ１となり，他の時は０に
なるように領域指定信号56を設定する。ここでＱ（４×
４）57〜Ｑ（16×16）59は各々4bitで第８図（ａ）に示
すようにROM60〜62のアドレスA0〜A3の下位ビットに接
続されており，領域指定信号56はA4のアドレスビットに
接続されているものとする。ROM60〜62のデータは第８
図（ｂ）に示すように00〜0F（HEX）番地にはその番地
と同値のものが設定されており,10〜1F（HEX）番地に
は，番地から10（HEX）を引いて２加算した値が設定さ
れている。つまり00〜0F（HEX）番地の範囲は，領域指
定信号56が０のときで,10〜1F（HEX）番地の範囲は，領
域指定信号56が１のときである。従ってこのROM60〜62
により，重要画像領域の右サブブロックに関するＱ（４
×４）57〜Ｑ（16×16）59は２加算され，それ以外の左
サブブロックのＱ（４×４）57〜Ｑ（16×16）59は，そ
のままの値として,Q（４×４）63〜Ｑ（16×16）65にさ
れる。従って第６図の歪は第９図のようになる。この変
更されたＱ（４×４）63〜Ｑ（16×16）65はバス66とし
て，ディレイ75及びヒストグラム作成回路70に入力され
る。ヒストグラム作成回路70はデータ71を介してRAM72
に１画像中における全ブロックの歪のヒストグラムを作
成する。具体的には,RAM72のアドレス値を歪の値とし，
そのデータエリアに前記歪をもつブロック数を書き込
む。第９図に示したものを処理するとRAM72は第10図の
ようになる。次に許容歪検出回路73はこの書き込まれた
RAM72の内容を見ながら符号化データ量76で指定されて
いる値に符号化するための許容歪を求め許容歪74とす
る。この例では，符号化データ量76は86Byte（約1/6）
に設定されている。
ック部分を重要画像領域として，本来512Byteの画像を8
6Byte（約1/6）に符号化する動作を述べる。以下非等長
ブロックを単にブロックと呼ぶことにする。まず，第３
図の画像データ39を入力した双線形関数変換回路40で
は，画像内の２つのサブブロックに関して出現しうる全
てのブロックに対して係数データを求め,K（２×２）4
1,K（４×４）42,K（８×８）43,K（16×16）44を出力
する。このうちＫ（４×４）42,K（８×８）43,K（16×
16）44と，前記画像データ39を歪算出回路55に入力し，
各々の係数データで双線形近似することによる歪をＱ
（４×４）57,Q（８×８）58,Q（16×16）59として出力
する。ここでは仮に第６図に示すように，画像の左側の
サブブロックでは,16×16ブロックが10,全ての８×８ブ
ロックが9,全ての４×４ブロックが８で，画像の右側の
サブブロックでは,16×16ブロックが9,全ての８×８ブ
ロックが8,全ての４×４ブロックが７の歪になるものと
する。ここで,2×２ブロックに対しては，歪が０に近い
ことから０と仮定し，算出はしない。これらのＱ（４×
４）57,Q（８×８）58,Q（16×16）59は，第７図のよう
なタイミングでROM60,61,62のアドレスに入力され，同
様に領域指定信号56も第７図に示すタイミングで入力す
る。つまり，重要画像領域である右側のサブブロックに
関するＱ（４×４）57〜Ｑ（16×16）59がROM60〜62の
アドレスに入力されたときだけ１となり，他の時は０に
なるように領域指定信号56を設定する。ここでＱ（４×
４）57〜Ｑ（16×16）59は各々4bitで第８図（ａ）に示
すようにROM60〜62のアドレスA0〜A3の下位ビットに接
続されており，領域指定信号56はA4のアドレスビットに
接続されているものとする。ROM60〜62のデータは第８
図（ｂ）に示すように00〜0F（HEX）番地にはその番地
と同値のものが設定されており,10〜1F（HEX）番地に
は，番地から10（HEX）を引いて２加算した値が設定さ
れている。つまり00〜0F（HEX）番地の範囲は，領域指
定信号56が０のときで,10〜1F（HEX）番地の範囲は，領
域指定信号56が１のときである。従ってこのROM60〜62
により，重要画像領域の右サブブロックに関するＱ（４
×４）57〜Ｑ（16×16）59は２加算され，それ以外の左
サブブロックのＱ（４×４）57〜Ｑ（16×16）59は，そ
のままの値として,Q（４×４）63〜Ｑ（16×16）65にさ
れる。従って第６図の歪は第９図のようになる。この変
更されたＱ（４×４）63〜Ｑ（16×16）65はバス66とし
て，ディレイ75及びヒストグラム作成回路70に入力され
る。ヒストグラム作成回路70はデータ71を介してRAM72
に１画像中における全ブロックの歪のヒストグラムを作
成する。具体的には,RAM72のアドレス値を歪の値とし，
そのデータエリアに前記歪をもつブロック数を書き込
む。第９図に示したものを処理するとRAM72は第10図の
ようになる。次に許容歪検出回路73はこの書き込まれた
RAM72の内容を見ながら符号化データ量76で指定されて
いる値に符号化するための許容歪を求め許容歪74とす
る。この例では，符号化データ量76は86Byte（約1/6）
に設定されている。
なお，符号化データでは，サブブロック１つにつき，
ヘッダというものを付けてブロック分割状態を示す必要
があり，ここでは3Byteのヘッダを仮定する。従って，
ここでは１画像に２つのサブブロックがあるため，全ヘ
ッダ量は6Byte（２×3Byte）になる。よって係数データ
を80Byte（86Byte−6Byte）にする許容歪を検出する必
要がある。
ヘッダというものを付けてブロック分割状態を示す必要
があり，ここでは3Byteのヘッダを仮定する。従って，
ここでは１画像に２つのサブブロックがあるため，全ヘ
ッダ量は6Byte（２×3Byte）になる。よって係数データ
を80Byte（86Byte−6Byte）にする許容歪を検出する必
要がある。
以下に第10図から許容歪を検出する具体的処理を述べ
る。まず初期状態を第11図（ａ）のようにブロック分割
が16×16のブロックだけで行なわれたとする。この場合
１ブロックの係数データは4Byteであるから,1画像の係
数データは8Byteであり，目的の80Byteよりもかなり小
さい。そこで次に許容歪が11までは変化しないため，許
容歪を10に下げる。すると，第10図から10よりも大きい
11という歪のブロックが１つあり，これが，それよりも
小さいブロックで歪の小さいブロックに置き変わること
になる。その状態が第11図の（ｂ）であり，ブロック数
は５となり係数データは20Byte（５×4Byte）になる。
このように許容歪を下げたいときに，許容歪をこえるブ
ロックが１つあるとブロック数は３つ増加し係数データ
量は12Byte増加する。従って，さらに許容歪を下げて９
とすると，第10図より許容歪の９よりも大きい歪をもつ
ブロック数が６個になる。初期状態が8Byteであるか
ら，この許容歪にすると,8Byte＋６×12Byteで80Byteの
係数データ量になることがわかる。これが第11図の
（ｃ）の状態であり，この状態で目的の80Byteを満足す
るため，許容歪検出回路73は許容歪74に９という値を確
定する。
る。まず初期状態を第11図（ａ）のようにブロック分割
が16×16のブロックだけで行なわれたとする。この場合
１ブロックの係数データは4Byteであるから,1画像の係
数データは8Byteであり，目的の80Byteよりもかなり小
さい。そこで次に許容歪が11までは変化しないため，許
容歪を10に下げる。すると，第10図から10よりも大きい
11という歪のブロックが１つあり，これが，それよりも
小さいブロックで歪の小さいブロックに置き変わること
になる。その状態が第11図の（ｂ）であり，ブロック数
は５となり係数データは20Byte（５×4Byte）になる。
このように許容歪を下げたいときに，許容歪をこえるブ
ロックが１つあるとブロック数は３つ増加し係数データ
量は12Byte増加する。従って，さらに許容歪を下げて９
とすると，第10図より許容歪の９よりも大きい歪をもつ
ブロック数が６個になる。初期状態が8Byteであるか
ら，この許容歪にすると,8Byte＋６×12Byteで80Byteの
係数データ量になることがわかる。これが第11図の
（ｃ）の状態であり，この状態で目的の80Byteを満足す
るため，許容歪検出回路73は許容歪74に９という値を確
定する。
次にこの許容歪74が確定されるまでディレイ75でディ
レイされていたバス67は比較器68で許容歪74の値９と比
較される。第12図（ａ）が比較器68に入力されたバス67
で，第12図（ｂ）が許容歪74と比較した結果のデータ69
である。これはバス67の値に対し，許容歪74の９という
値より大きいものを0,小さいものを１としたもので,2つ
のサブブロックに対するブロック分割状態を示す。つま
り，各サブブロックで１であるブロックのうち最も大き
なものを分割されたブロックと見ればよい。これを４分
木で示すと第12図（ｃ）のようになり，前記第11図の
（ｃ）のブロック分割を示すことがわかる。
レイされていたバス67は比較器68で許容歪74の値９と比
較される。第12図（ａ）が比較器68に入力されたバス67
で，第12図（ｂ）が許容歪74と比較した結果のデータ69
である。これはバス67の値に対し，許容歪74の９という
値より大きいものを0,小さいものを１としたもので,2つ
のサブブロックに対するブロック分割状態を示す。つま
り，各サブブロックで１であるブロックのうち最も大き
なものを分割されたブロックと見ればよい。これを４分
木で示すと第12図（ｃ）のようになり，前記第11図の
（ｃ）のブロック分割を示すことがわかる。
このデータ69は，セレクタ49に入力され，また，この
データ69が確定するまでディレイさせられていたバス48
も前記セレクタ49に入力される。そして，データ69に示
されている分割対象のブロックの係数データだけを抽出
し，係数データ50とし量子化ROM51で量子化され80Byte
の係数データ52にされる。次のパッキング回路53は，前
記データ69をブロック分割状態を示すヘッダ6Byteと
し，これに前記80Byteの係数データ52を付けて，最終的
に86Byteの符号化データとする。
データ69が確定するまでディレイさせられていたバス48
も前記セレクタ49に入力される。そして，データ69に示
されている分割対象のブロックの係数データだけを抽出
し，係数データ50とし量子化ROM51で量子化され80Byte
の係数データ52にされる。次のパッキング回路53は，前
記データ69をブロック分割状態を示すヘッダ6Byteと
し，これに前記80Byteの係数データ52を付けて，最終的
に86Byteの符号化データとする。
以上の動作により,512Byteの画像を86Byteに符号化出
来たことになるが，ここで，第６図に示した歪の４分木
のうえで，上記動作によりブロック分割されたブロック
を見ると，第13図の破線で囲んだブロックになる。つま
り，左側のサブブロック部分は歪が９であり，重要画像
領域である右側のサブブロック部分は，歪が７で他の部
分に比べ歪の少ない状態で符号化できたことになる。
来たことになるが，ここで，第６図に示した歪の４分木
のうえで，上記動作によりブロック分割されたブロック
を見ると，第13図の破線で囲んだブロックになる。つま
り，左側のサブブロック部分は歪が９であり，重要画像
領域である右側のサブブロック部分は，歪が７で他の部
分に比べ歪の少ない状態で符号化できたことになる。
なお，本実施例ではROMを用いて歪の値を変更した
が，加算器やビットシフトなどの回路で実現することも
できる。そして重要画像領域をどの程度重要視するか
は，どの程度歪の値を変更するかで調整できるし，その
調整を重要画像領域内のさらに分割した領域によって制
御すれば，重要画像領域内に重要性のプライオリティを
付けて処理することも可能である。また，本実施例で
は，重要画像領域の歪を大きくすることで実現したが，
逆に重要画像領域内の歪はそのままにして，他の部分の
歪を小さくすることでも同様の効果が得られる。
が，加算器やビットシフトなどの回路で実現することも
できる。そして重要画像領域をどの程度重要視するか
は，どの程度歪の値を変更するかで調整できるし，その
調整を重要画像領域内のさらに分割した領域によって制
御すれば，重要画像領域内に重要性のプライオリティを
付けて処理することも可能である。また，本実施例で
は，重要画像領域の歪を大きくすることで実現したが，
逆に重要画像領域内の歪はそのままにして，他の部分の
歪を小さくすることでも同様の効果が得られる。
本発明によれば，圧縮率指定可能な非等長ブロック分
割方式において複数性能の処理を持たせることなく，各
ブロックの歪の値を領域によって変更するだけで，従来
の圧縮率一定の場合と同等の処理構成で，かつ，符号化
データにも余分な情報を付加することなく，容易に重要
画像領域を歪の少ない状態で符号化することができる。
割方式において複数性能の処理を持たせることなく，各
ブロックの歪の値を領域によって変更するだけで，従来
の圧縮率一定の場合と同等の処理構成で，かつ，符号化
データにも余分な情報を付加することなく，容易に重要
画像領域を歪の少ない状態で符号化することができる。
第１図は本発明の全体構成を示すブロック図，第２図は
従来技術例の構成図，第３図は本発明の実施例の構成
図，第４図は実施例説明に使用した画像内容を示す図，
第５図は４分木で非等長ブロック分割状態の例を示す
図，第６図は第３図中の変更する前の歪を示す図，第７
図は第３図に示すROM60〜62に入力されるデータのタイ
ミング図，第８図は第３図のROMの内容を示す図，第９
図は第３図中の変更後の歪を示す図，第10図は第３図の
RAM72の内容を示す図，第11図は許容歪検出手順におけ
るブロック分割図，第12図は非等長ブロック分割の説明
図，第13図は本発明の実施例により重要画像領域が高精
細な状態に保持されたことを示す図である。 1:画像データ,2:変換部,3:係数データ,4:非等長ブロッ
ク分割部,5:出力データ,6:歪算出部,7:領域指定信号,8,
10:歪データ,9:歪変更部,11:許容歪,12:量子化部,13:符
号化データ,14:許容歪検出部,15:圧縮率。
従来技術例の構成図，第３図は本発明の実施例の構成
図，第４図は実施例説明に使用した画像内容を示す図，
第５図は４分木で非等長ブロック分割状態の例を示す
図，第６図は第３図中の変更する前の歪を示す図，第７
図は第３図に示すROM60〜62に入力されるデータのタイ
ミング図，第８図は第３図のROMの内容を示す図，第９
図は第３図中の変更後の歪を示す図，第10図は第３図の
RAM72の内容を示す図，第11図は許容歪検出手順におけ
るブロック分割図，第12図は非等長ブロック分割の説明
図，第13図は本発明の実施例により重要画像領域が高精
細な状態に保持されたことを示す図である。 1:画像データ,2:変換部,3:係数データ,4:非等長ブロッ
ク分割部,5:出力データ,6:歪算出部,7:領域指定信号,8,
10:歪データ,9:歪変更部,11:許容歪,12:量子化部,13:符
号化データ,14:許容歪検出部,15:圧縮率。
Claims (1)
- 【請求項１】１画像データを大きさの異なる複数の矩形
ブロックに分割し、各ブロック内の画像データを変換符
号等で近似し、データ圧縮を図る際、前記ブロック分割
を、各ブロックの符号を復号した場合の画像データと原
画像データとの誤差、すなわち歪みが所定の許容歪み値
以下になるように各ブロックの大きさを選定し、所定の
符号化データ量（圧縮率）で符号化する非等長ブロック
分割符号化方法において、前記画像データから前記１画
像内に出現しうる全てのブロックにおける歪み値を算出
し、当該画像上の指定した所定位置（重要画像領域）に
含まれるブロックの歪み値を相対的に実際の歪み値より
所定値大きい値に変更したうえで、当該全てのブロック
の歪み値を算出しその統計（ヒストグラム）をとり、こ
れと当該画像における前記所定の符号化データ量との関
係から、前記１画像データを所定の符号化データ量で圧
縮することができる最小の許容歪み値を検出し、当該検
出した許容歪み値に基づいて前記ブロック分割における
各ブロックの大きさを選定することにより、前記１画像
データを所定の圧縮率で、かつ、前記画像上の指定した
所定位置（重要画像領域）の画像データを歪みの少ない
状態で符号化することを特徴とする画像高能率符号化方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22146589A JP3049070B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 画像高能率符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22146589A JP3049070B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 画像高能率符号化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0385883A JPH0385883A (ja) | 1991-04-11 |
| JP3049070B2 true JP3049070B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16767144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22146589A Expired - Lifetime JP3049070B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 画像高能率符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049070B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3227674B2 (ja) * | 1991-06-27 | 2001-11-12 | ソニー株式会社 | 動画像符号化装置および方法 |
| JP2003203594A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置及び試料像観察方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63222593A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-16 | Fujitsu Ltd | 画像情報のフレ−ム間符号化方式 |
| JP2716703B2 (ja) * | 1987-09-22 | 1998-02-18 | 富士通株式会社 | 可変ブロックサイズ動き補償方法 |
-
1989
- 1989-08-30 JP JP22146589A patent/JP3049070B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0385883A (ja) | 1991-04-11 |
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Legal Events
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