JP3077709B2 - 画像符号化装置及びその方法 - Google Patents

画像符号化装置及びその方法

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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、画像符号化装置及びそ
の方法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の画像処理装置で画像情報を圧縮す
る画像圧縮装置が利用されている。その基本構成を図2
に示す。入力端子10に入力する画像信号、例えばビデ
オ信号は、A/D変換器12によりディジタル化され、
メモリ14に書き込まれる。直交変換回路16はメモリ
14に記憶される画像を、例えば離散的コサイン変換
(DCT)により直交変換する。量子化回路18は直交
変換回路16による変換係数を量子化し、符号化回路2
0は量子化回路18の出力を符号化する。符号化回路2
0の出力は圧縮符号になっており、出力端子22から図
示しない別の回路に供給される。
【0003】ここで、2次元DCTについて簡単に説明
する。N×N画素の画素データf(i,j)を2次元D
CTにより変換すると、その変換係数F(u,v)は、 N-1 N-1 F(u,v)=KΣ Σ{f(i,j)cos(pu)cos(qv)} i=0 j=0 但し、 K=4C(u)C(v)/N2 p=(2i+1)π/2N q=(2j+1)π/2N C(u)C(v)=1/21/2 (uv=0のとき) =1 (uv≠0のとき) である。
【0004】N=8とした場合の8×8画素の変換係数
を、図3に示す。Y00は周波数0の成分、即ち直流成分
の係数である。一番上の行は、画像の水平方向の空間周
波数成分の係数であり、Y07が一番高い水平方向空間周
波数成分の係数である。一番左の列は、画像の垂直方向
の空間周波数成分の係数であり、Y70が一番高い垂直方
向空間周波数成分の係数である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】圧縮しようとする画像
のソースが例えばビデオ・テープ・レコーダの再生画像
やTVチューナ出力の場合、S/Nがよい画像とはいえ
ない。このようなS/Nの悪い画像をそのまま圧縮する
と、品質の悪い画像になるばかりか、S/Nの悪い画像
は高周波成分が大きく、圧縮効率が落ちるという問題点
がある。
【0006】本発明は、このような問題点を解決する画
符号化装置及びその方法を提示することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像符号化
装置は、画像情報を入力する入力手段と、前記画像情報
をノイズ低減するノイズ低減手段と、前記ノイズ低減手
段によりノイズ低減された画像情報を、複数画素で構成
されるブロック単位で直交変換係数に変換する直交変換
手段と、前記直交変換手段によって変換された直交変換
係数を符号化する符号化手段と、一画面上の所望エリア
を指定する指定手段と、前記指定手段により指定された
所望エリアにおける前記画像情報の直交変換係数に基づ
いて前記ノイズ低減手段のノイズ低減レベルを制御する
制御手段とを有することを特徴とする。
【0008】また、本発明に係る画像符号化方法は、画
像情報を入力する入力ステップと、前記画像情報をノイ
ズ低減するノイズ低減ステップと、前記ノイズ低減ステ
ップによりノイズ低減された画像情報を、複数画素で構
成されるブロック単位で直交変換係数に変換する直交変
換ステップと、前記直交変換ステップによって変換され
た直交変換係数を符号化する符号化ステップと、一画面
上の所望エリアを指定する指定ステップと、前記指定ス
テップにより指定された所望エリアにおける前記画像情
報の直交変換係数に基づいて前記ノイズ低減ステップの
ノイズ低減レベルを制御する制御ステップとを有するこ
とを特徴とする。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0010】図1は本発明の一実施例の構成ブロック図
を示す。30は圧縮しようとする画像信号の入力端子、
32は入力端子30からの画像信号をディジタル化する
A/D変換器である。34は循環型のノイズ低減回路で
あり、係数(1−K)の係数回路36、加算回路38、
1画面分の遅延回路としてのメモリ40、及び係数Kの
係数回路42からなる。44はDCTの直交変換回路、
46は直交変換回路44の出力係数を量子化する量子化
回路、48は量子化回路46の出力を符号化する符号化
回路48、50は符号化回路48により得られた圧縮符
号の出力端子である。
【0011】52は直交変換回路44の出力(特に、直
流成分の係数)に従い、ノイズ低減回路34の係数回路
36,42の係数(1−K),Kを制御する制御回路で
あり、マイクロコンピュータからなる。54は制御回路
52にユーザが指示を入力するための操作装置、56は
動作状態などを表示する表示装置である。
【0012】本実施例の動作フローチャートを図4に示
す。図4を参照して本実施例の動作を説明する。入力端
子30に外部から入力する画像信号の、メモリ40への
取り込みが開始されると、制御回路52は取り込み回数
変数nを1にし、対応する係数(1−K),Kを決定す
る。例えば、nに対して、K=1−1/n 1−K=1/n とする。
【0013】A/D変換器32の出力は、係数回路36
により(1−K)倍されて加算回路38に印加される。
他方、係数回路42はメモリ40の出力をK倍して加算
回路38に印加する。加算回路38は係数回路36,4
2の出力を加算してメモリ40に供給する。1回目(n
=1)ではK=0であるので、A/D変換器32の出力
がそのままメモリ40に書き込まれる(S2)。
【0014】直交変換回路44はメモリ40に記憶され
る画像をDCT変換し、図3に示す変換係数を出力す
る。制御回路52は、直交変換回路44の出力の内、高
周波成分の係数を、図5に示す間引きパターンで読み込
み、ピーク値を除き、その絶対値の平均値を求める(S
3)。高周波成分の係数は例えば、図3の、Y60−Y66
−Y06,Y70−Y77−Y07である。図5(a)は画面全
体、同(b)は画面中央部分、同(c)はマニュアル指
定の領域であり、ユーザは、操作装置54によりこれら
の1つを選択指定する。このような選択手段を設けるこ
とにより、所定の領域のノイズを検出し、検出結果に応
じてS/Nを向上させることができる。
【0015】高周波成分の係数の絶対値の平均値が所定
の規定値を越える場合(S4)、制御回路40は、取り
込み回数変数nをインクリメントし、対応する係数(1
−K),Kを求め(S5)、再度、A/D変換器32の
出力をノイズ低減してメモリ40に取り込む。
【0016】高周波成分の係数の絶対値の平均値が所定
の規定値以下であれば(S4)、制御回路40は、メモ
リ40への取り込み終了を表示装置56に表示して、ノ
イズ低減を終了する。以後は、メモリ40に取り込まれ
た画像の直交変換係数を量子化及び符号化する。
【0017】要約すると、本実施例では、直交変換係数
により高周波成分の大小を調べ、高周波成分が一定以上
あるときには、ノイズが多いと判断し、より多くの画像
を加算平均化してノイズを低減する。このような巡回型
のノイズ低減では、画像の加算回数をnとすると、S/
Nは、n1/2倍だけ改善される。
【0018】ビデオ・カメラ又は電子スチル・カメラに
適用した実施例の構成ブロック図を図6に示す。図1と
同じ構成要素には同じ符号を付してある。60は内部に
撮影レンズ、シャッタ及び絞りを具備するレンズ・ユニ
ット、62はレンズ・ユニット10による被写体像を電
気信号に変換するCCD撮像素子、64は、撮像素子6
2の出力にガンマ補正などの周知のカメラ信号処理を施
し、標準形式のビデオ信号を出力する撮像処理回路であ
る。撮像処理回路64はまた、白ピーク・レベル及び黒
ピークレベルなどが所定レンジ内に入るようにゲインを
調整する。66はレンズ・ユニット60内のシャッタを
駆動するシャッタ駆動回路、68はレンズ・ユニット6
0内のフォーカシング・レンズ及びズーミング・レンズ
を駆動するレンズ駆動回路である。制御回路52は上述
の機能の他に、レンズ・ユニットの絞り制御、並びにシ
ャッタ駆動回路66及びレンズ駆動回路68を介してシ
ャッタ、フォーカシング・レンズ及びズーミング・レン
ズも制御する機能も具備する。
【0019】本実施例では、直交変換回路44はDCT
変換を行なったが、例えばアダマール変換などでもよ
い。直交変換の単位はN×N画素のような固定でなく、
ノイズ・レベルに応じて変える方式であってもよい。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、S/Nを改善すると共に、高い
号化効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成ブロック図である。
【図2】 従来例の構成ブロック図である。
【図3】 8×8画素のDCTの変換係数である。
【図4】 本実施例の特徴部分の動作フローチャートで
ある。
【図5】 本実施例における間引きゾーンの説明図であ
る。
【図6】 電子カメラに適用した場合の構成ブロック図
である。
【符号の説明】
10:入力端子 12:A/D変換器 14:メモリ
16:直交変換回路 18:量子化回路 20:符号化
回路 22:出力端子 30:入力端子 32:A/D
変換器 34:ノイズ低減回路 36:係数回路 3
8:加算回路 40:メモリ 42:係数回路 44:
直交変換回路 46:量子化回路 48:符号化回路
50:出力端子 60:レンズ・ユニット 62:撮像
素子 64:撮像処理回路 66:シャッタ駆動回路
66:レンズ駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 H04N 1/41 - 1/419 H04N 5/14 - 5/217 H04N 5/76 - 5/956 G06T 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像情報を入力する入力手段と、 前記画像情報をノイズ低減するノイズ低減手段と、 前記ノイズ低減手段によりノイズ低減された画像情報
    、複数画素で構成されるブロック単位で直交変換係数
    に変換する直交変換手段と、 前記直交変換手段によって変換された直交変換係数を符
    号化する符号化手段と、一画面上の所望エリアを指定する指定手段と、 前記指定手段により指定された所望エリアにおける前記
    画像情報の 直交変換係数に基づいて前記ノイズ低減手段
    のノイズ低減レベルを制御する制御手段とを有すること
    を特徴とする画像符号化装置。
  2. 【請求項2】 画像情報を入力する入力ステップと、 前記画像情報をノイズ低減するノイズ低減ステップと、 前記ノイズ低減ステップによりノイズ低減された画像情
    報を、複数画素で構成されるブロック単位で直交変換係
    数に変換する直交変換ステップと、 前記直交変換ステップによって変換された直交変換係数
    を符号化する符号化ステップと、一画面上の所望エリアを指定する指定ステップと、 前記指定ステップにより指定された所望エリアにおける
    前記画像情報の 直交変換係数に基づいて前記ノイズ低減
    ステップのノイズ低減レベルを制御する制御ステップと
    を有することを特徴とする画像符号化方法。
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