JP3344596B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

Image processing apparatus and image processing method

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JP3344596B2
JP3344596B2 JP23914093A JP23914093A JP3344596B2 JP 3344596 B2 JP3344596 B2 JP 3344596B2 JP 23914093 A JP23914093 A JP 23914093A JP 23914093 A JP23914093 A JP 23914093A JP 3344596 B2 JP3344596 B2 JP 3344596B2
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quantization
quantizing
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泰弘 藤森
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図11及び図12) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図4、図7及び図8) 作用(図4、図7及び図8) 実施例 (1)階層符号化の原理(図1〜図3) (2)実施例の画像符号化装置(図4〜図6) (3)量子化ステツプ幅の選定(図7) (4)実施例の動作(図8) (5)実施例の効果 (6)他の実施例(図9及び図10) 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. Industrial Application Conventional Technology (FIGS. 11 and 12) Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (FIGS. 4, 7 and 8) Operation (FIGS. 4, 7 and 8) Embodiment (1) Principle of Hierarchical Coding (FIGS. 1 to 3) (2) Image Coding Device of Embodiment (FIGS. 4 to 6) (3) Selection of Quantization Step Width (FIG. 7) (4) Operation of Embodiment (FIG. 8) (5) Effects of Embodiment (6) Other Embodiments (FIGS. 9 and 10) Effects of the Invention

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置及び画像処
理方法に関し、例えば所定の画像データを異なる解像度
をもつ複数の画像データに分割して符号化する画像符号
化装置に適用して好適なものである。
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 method suitable for application to an image coding apparatus for dividing predetermined image data into a plurality of image data having different resolutions for coding. Things.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、この種の画像符号化装置として、
入力画像データをピラミツド符号化等の階層符号化の手
法を用いて階層的に符号化するものがある。この画像符
号化装置においては、高解像度の入力画像データを第1
の階層データとして、この第1の階層データよりも解像
度が低い第2の解像データ、さらに第2の解像データよ
りも解像度が低い第3の階層データ、……を順次再帰的
に形成し、これら複数の階層データを通信路や記録再生
経路でなる伝送路で伝送する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of image coding apparatus,
There is a method in which input image data is hierarchically encoded using a hierarchical encoding technique such as pyramid encoding. In this image coding apparatus, high-resolution input image data
Are sequentially and recursively formed as second hierarchical data having lower resolution than the first hierarchical data, third hierarchical data having lower resolution than the second resolution data, and so on. The plurality of hierarchical data are transmitted through a transmission path including a communication path and a recording / reproducing path.

【0004】またこの複数の階層データを復号化する画
像復号化装置では、複数の階層データについて全て復号
化しても良く、またそれぞれに対応するテレビジヨンモ
ニタの解像度等により、何れかの階層データのうち所望
の1つを選択して復号化しても良い。これにより、階層
化された複数の階層データから所望の階層データのみに
ついて復号化することにより、必要最小限の伝送データ
量で所望の画像データを得ることもできる。
In an image decoding apparatus for decoding a plurality of hierarchical data, all of the plurality of hierarchical data may be decoded, or any one of the hierarchical data may be decoded according to the resolution of a television monitor corresponding thereto. A desired one may be selected for decoding. Thus, by decoding only the desired hierarchical data from the hierarchical data of a plurality of layers, desired image data can be obtained with a necessary minimum transmission data amount.

【0005】ここで、図11に示すように、この階層符
号化として例えば4階層の符号化を実現する画像符号化
装置1では、それぞれ3段分の間引きフイルタ2、3、
4と補間フイルタ5、6、7とを有し、入力画像データ
D1について各段の間引きフイルタ2、3、4によつて
順次解像度の低い縮小画像データD2、D3、D4を形
成すると共に補間フイルタ5、6、7により縮小画像デ
ータD2、D3、D4を縮小前の解像度に戻す。
[0005] Here, as shown in FIG. 11, in the image coding apparatus 1 that realizes, for example, four-layer coding as the layer coding, the thinning filters 2, 3, and 3 for three stages are respectively provided.
4 and interpolation filters 5, 6, and 7. The reduced image data D2, D3, and D4 having lower resolution are sequentially formed by the thinning filters 2, 3, and 4 for each stage of the input image data D1, and the interpolation filters are formed. The reduced image data D2, D3, and D4 are returned to the resolutions before the reduction according to 5, 6, and 7.

【0006】各間引きフイルタ2〜4の出力D2〜D4
及び各補間フイルタ5〜7の出力D5〜D7はそれぞれ
差分回路8、9、10に入力され、これにより差分デー
タD8、D9、D10が生成される。この結果画像符号
化装置1においては、階層データのデータ量を低減する
と共に信号電力を低減する。ここでこの差分データD8
〜D10及び縮小画像データD4はそれぞれ面積が1、
1/4 、1/16、1/64のサイズとなつている。
The outputs D2 to D4 of the respective thinning filters 2 to 4
The outputs D5 to D7 of the interpolation filters 5 to 7 are input to difference circuits 8, 9, and 10, respectively, whereby difference data D8, D9, and D10 are generated. As a result, in the image encoding device 1, the amount of hierarchical data is reduced and the signal power is reduced. Here, the difference data D8
To D10 and reduced image data D4 each have an area of 1,
The size is 1/4, 1/16, 1/64.

【0007】それぞれの差分回路8〜10より得られる
差分データD8〜D10及び間引きフイルタ4より得ら
れる縮小画像データD4は、各符号器11、12、1
3、14によつて符号化されて圧縮処理が施され、この
結果各符号器11、12、13、14から解像度の異な
る第1、第2、第3及び第4の階層データD11、D1
2、D13及びD14が、所定の順序で伝送路に送出さ
れる。
The difference data D8 to D10 obtained from the respective difference circuits 8 to 10 and the reduced image data D4 obtained from the thinning-out filter 4 are converted into encoders 11, 12, 1
3 and 14, and are subjected to a compression process. As a result, first, second, third and fourth hierarchical data D11, D1 having different resolutions from the encoders 11, 12, 13, 14 are obtained.
2, D13 and D14 are transmitted to the transmission line in a predetermined order.

【0008】このようにして伝送される第1〜第4の階
層データD11〜D14は、図12に示す画像復号化装
置20によつて復号される。すなわち第1〜第4の階層
データD11〜D14は、それぞれ復号器21、22、
23、24によつて復号され、この結果復号器24から
は第4の階層データD24が出力される。
[0008] The first to fourth hierarchical data D11 to D14 transmitted in this manner are decoded by the image decoding device 20 shown in FIG. That is, the first to fourth hierarchical data D11 to D14 are respectively provided to the decoders 21 and 22,
The decoding is performed by the decoders 23 and 24. As a result, the fourth hierarchical data D24 is output from the decoder 24.

【0009】また復号器23の出力は加算回路29にお
いて補間フイルタ26より得られる第4の階層データD
24の補間データと加算され、これにより第3の階層デ
ータD23が復元される。同様にして復号器22の出力
は加算回路30において補間フイルタ27より得られる
第3の階層データD23の補間データと加算され、これ
により第2の階層データD22が復元される。さらに復
号器21の出力は加算回路31において補間フイルタ2
8より得られる第2の階層データD22の補間データと
加算され、これにより第1の階層データD21が復元さ
れる。
The output of the decoder 23 is supplied to a fourth hierarchical data D obtained from the interpolation filter 26 in an adder circuit 29.
Thus, the third hierarchical data D23 is restored. Similarly, the output of the decoder 22 is added to the interpolation data of the third hierarchical data D23 obtained from the interpolation filter 27 in the adding circuit 30, whereby the second hierarchical data D22 is restored. Further, the output of the decoder 21 is added to the interpolation filter 2 in the addition circuit 31.
8 is added to the interpolated data of the second hierarchical data D22, whereby the first hierarchical data D21 is restored.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる階層
符号化方法を実現する画像符号化装置においては、入力
画像データを複数の階層データに分割して符号化するた
め、必然的に階層成分だけデータ量が増加し、その分階
層符号化を用いない高能率符号化方式に比して圧縮効率
が低下するという問題がある。また圧縮効率を向上しよ
うとした場合、各階層データ間に適用される量子化器に
よつて画質劣化が発生する問題がある。
However, in an image encoding apparatus for realizing such a hierarchical encoding method, input image data is divided into a plurality of hierarchical data and encoded. However, there is a problem in that the compression efficiency is reduced as compared with a high-efficiency coding method that does not use hierarchical coding. Further, when an attempt is made to improve the compression efficiency, there is a problem that the image quality deteriorates due to the quantizer applied between the respective hierarchical data.

【0011】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、画像データを階層符号化する際に圧縮効率を向上し
得ると共に画質劣化を低減し得る画像符号化装置を提案
しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to propose an image coding apparatus capable of improving compression efficiency and reducing image quality deterioration when hierarchically coding image data. It is.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、解像度の最も低い最上位階層情報
D35から解像度の最も高い最下位階層情報D31まで
の複数の階層情報D31〜D35からなる画像データを
処理する画像処理装置40であつて、所定の階層の階層
情報のアクテイビテイを求める手段49〜57と、アク
テイビテイが高い場合には当該所定の階層より下位の階
層の階層情報を量子化する際の量子化特性を粗いものと
し、アクテイビテイが低い場合には当該所定の階層より
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化特性を粗
くないものとする手段51〜57とを有する。
In order to solve this problem, the present invention comprises a plurality of pieces of hierarchical information D31 to D35 from the lowest hierarchical information D35 having the lowest resolution to the lowest hierarchical information D31 having the highest resolution. An image processing apparatus 40 for processing image data, means 49 to 57 for determining the activity of hierarchical information of a predetermined hierarchy, and, when the activity is high, quantizing hierarchical information of a hierarchy lower than the predetermined hierarchy. Means 51 to 57 for making the quantization characteristics rough at the time, and when the activity is low, making the quantization characteristics at the time of quantizing the layer information of a layer lower than the predetermined layer not coarse.

【0013】また、本発明においては、解像度の最も低
い最上位階層情報D35から解像度の最も高い最下位階
層情報D31までの複数の階層情報D31〜D35から
なる画像データを処理する画像処理装置40であつて、
所定の階層の階層情報D32〜D35に対して、複数の
画素からなる各ブロツクについて、アクテイビテイを判
定するアクテイビテイ判定手段55〜49と、アクテイ
ビテイが高い場合には当該所定の階層より下位の階層の
階層情報D31〜D34を量子化する際の量子化特性を
粗いものとし、アクテイビテイが低い場合には当該所定
の階層より下位の階層の階層情報D31〜D34を量子
化する際の量子化特性を粗くないものとする決定手段5
7〜51と、量子化特性に基づいて、下位の階層の対応
するブロツクを量子化する量子化手段57〜51とを有
する。
In the present invention, the image processing apparatus 40 for processing image data composed of a plurality of pieces of hierarchical information D31 to D35 from the highest hierarchical information D35 having the lowest resolution to the lowest hierarchical information D31 having the highest resolution. Hot,
Activity determining means 55 to 49 for determining the activity of each block composed of a plurality of pixels with respect to the hierarchy information D32 to D35 of a predetermined hierarchy, and a hierarchy lower than the predetermined hierarchy when the activity is high. The quantization characteristics at the time of quantizing the information D31 to D34 are rough, and when the activity is low, the quantization characteristics at the time of quantizing the hierarchy information D31 to D34 of a layer lower than the predetermined layer are not coarse. Decision means 5 to be assumed
7 to 51, and quantization means 57 to 51 for quantizing corresponding blocks in lower layers based on the quantization characteristics.

【0014】さらに、本発明においては、量子化特性は
量子化ステツプ幅である。
Further, in the present invention, the quantization characteristic is a quantization step width.

【0015】さらに、本発明においては、解像度の最も
低い最上位階層情報D35から解像度の最も高い最下位
階層情報D31までの複数の階層情報からなる画像デー
タを処理する画像処理装置40であつて、所定の階層の
階層情報D32〜D35に対して、複数の画素からなる
各ブロツクについてアクテイビテイを判定するアクテイ
ビテイ判定手段55〜49と、アクテイビテイが高い場
合には当該所定の階層より下位の階層の階層情報D31
〜D34を量子化する際の量子化ステツプ幅を大きいも
のとし、アクテイビテイが低い場合には当該所定の階層
より下位の階層の階層情報D31〜D34を量子化する
際の量子化ステツプ幅を狭いものとする決定手段57〜
51と、量子化ステツプ幅に基づいて下位の階層の対応
するブロツクを量子化する量子化手段57〜51とを有
する。
Further, according to the present invention, there is provided an image processing apparatus 40 for processing image data comprising a plurality of pieces of hierarchical information from the highest hierarchical information D35 having the lowest resolution to the lowest hierarchical information D31 having the highest resolution. Activity determining means 55 to 49 for determining the activity of each block composed of a plurality of pixels with respect to the hierarchical information D32 to D35 of the predetermined hierarchy, and, when the activity is high, the hierarchical information of the hierarchy lower than the predetermined hierarchy. D31
When the activity is low, the quantization step width at the time of quantizing the layer information D31 to D34 of a layer lower than the predetermined layer is narrow. Determination means 57 to
51, and quantization means 57 to 51 for quantizing the corresponding block of the lower hierarchy based on the quantization step width.

【0016】さらに、本発明においては、アクテイビテ
イ判定手段49〜57は、当該所定の階層の階層情報の
各ブロツクの複数の画素の量子化値の分布を反映するよ
うにアクテイビテイを判定する。
Further, in the present invention, the activity judging means 49 to 57 judge the activity so as to reflect the distribution of the quantized values of a plurality of pixels of each block of the hierarchy information of the predetermined hierarchy.

【0017】さらに、本発明においては、決定手段49
〜57は、当該所定の階層の階層情報D32〜D35を
量子化する際の上位量子化ステツプ幅に、アクテイビテ
イが高い場合には当該所定の階層より下位の階層の階層
情報D31〜D34を量子化する際の量子化ステツプ幅
が大きくなり、アクテイビテイが低い場合には当該所定
の階層より下位の階層の階層情報D31〜D34を量子
化する際の量子化ステツプ幅が小さくなるような係数を
乗じて、量子化ステツプ幅を決定する。
Further, in the present invention, the determining means 49
When the activity is high, the hierarchy information D31 to D34 of the lower hierarchy than the predetermined hierarchy is quantized to the upper quantization step width when quantizing the hierarchy information D32 to D35 of the predetermined hierarchy. In the case where the quantization step width at the time of performing the quantization is large and the activity is low, the coefficient is multiplied by a coefficient such that the quantization step width at the time of quantizing the hierarchy information D31 to D34 of the hierarchy lower than the predetermined hierarchy is reduced. , The quantization step width is determined.

【0018】さらに、本発明においては、決定手段49
〜57は、量子化値に応じて重み付けを有する係数を乗
ずる。さらに、重み付けは線形重み又は非線形重みの少
なくともいずれか一方である。
Further, in the present invention, the determining means 49
To 57 are multiplied by a coefficient having a weight according to the quantization value. Further, the weight is at least one of a linear weight and a non-linear weight.

【0019】[0019]

【作用】所定の階層の階層情報D32〜D35のアクテ
イビテイに基づいて、所定の階層より下位側の階層の階
層情報D31〜D34を量子化する際の量子化特性を決
定するようにしたことにより、量子化器の特性を示す付
加コードを省略し得、この分階層符号化する際の圧縮効
率が向上すると共に画質劣化が低減する画像処理装置4
0を得ることができる。
According to the present invention, the quantization characteristics for quantizing the hierarchy information D31 to D34 of the lower hierarchy than the predetermined hierarchy are determined based on the activities of the hierarchy information D32 to D35 of the predetermined hierarchy. An image processing apparatus 4 that can omit an additional code indicating the characteristics of a quantizer, improves compression efficiency when performing sub-hierarchical encoding, and reduces image quality degradation
0 can be obtained.

【0020】[0020]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

【0021】(1)階層符号化の原理 図1は全体として本発明による階層符号化の原理とし
て、例えば高品位テレビジヨン信号等の静止画像を階層
符号化して圧縮する原理を示す。この階層符号化では下
位階層データの単純な算術平均で上位階層データを作
り、伝送すべき下位階層データを減少させて、情報量の
増加を伴わない階層構造を実現する。また上位階層から
下位階層の復号についてはブロツク毎のアクテイビテイ
に基づいて適応的に分割を制御することで、平坦部分の
情報量を削減する。さらに下位階層のために行う差分信
号の符号化では、その量子化特性を上位階層のアクテイ
ビテイに基づいて、付加コードなしにブロツク毎に切り
替えることにより高能率化を実現する。
(1) Principle of Hierarchical Coding FIG. 1 shows, as a whole, the principle of hierarchical coding according to the present invention, in which a still image such as a high definition television signal is hierarchically coded and compressed. In this hierarchical coding, upper hierarchical data is created by a simple arithmetic average of lower hierarchical data, and lower hierarchical data to be transmitted is reduced, thereby realizing a hierarchical structure without increasing the amount of information. In addition, for decoding from the upper layer to the lower layer, the division is adaptively controlled based on the activity of each block, thereby reducing the information amount of the flat portion. Further, in the encoding of the difference signal performed for the lower layer, the quantization characteristic is switched for each block without an additional code based on the activity of the upper layer, thereby realizing high efficiency.

【0022】すなわちこの階層符号化の階層構造では、
まず入力される高品位テレビジヨン信号を下位階層と
し、この下位階層の2ライン×2画素の小ブロツク中の
4画素X1 〜X4 について、次式
That is, in the hierarchical structure of the hierarchical coding,
First, the input high-definition television signal is defined as a lower layer. For four pixels X1 to X4 in a small block of 2 lines × 2 pixels of the lower layer, the following equation is used.

【数1】 m=(X1 +X2 +X3 +X4 )/4 ……(1) で表される算術平均を取り、その値mを上位階層の値と
する。この下位階層では、次式
[Mathematical formula-see original document] m = (X1 + X2 + X3 + X4) / 4 An arithmetic average represented by the following equation (1) is obtained, and the value m is set as the value of the upper hierarchy. In this lower hierarchy,

【数2】 ΔXi =Xi −m (但し i=1〜3) ……(2) で示すように、上位階層との差分値を3画素分だけ用意
することで、元々の4画素データと同じ情報量で階層構
造を構成する。
XXi = Xi−m (where i = 1 to 3) As shown by (2), by preparing three pixels of difference values from the upper layer, the same as the original four-pixel data A hierarchical structure is constructed by the amount of information.

【0023】一方下位階層の復号に際しては3画素X1
〜X3 は、次式
On the other hand, when decoding the lower layer, three pixels X1
~ X3 is the following formula

【数3】 E〔Xi 〕=ΔXi +m (但しi=1〜3) ……(3) で表すように上位階層の平均値mにそれぞれの差分値Δ
Xi を加えて復号値E〔Xi 〕を求め、残つた1画素
は、次式
[Equation 3] E [Xi] = ΔXi + m (where i = 1 to 3) As represented by (3), each difference value Δ
Xi is added to obtain a decoded value E [Xi], and the remaining one pixel is expressed by the following equation.

【数4】 E〔X4 〕=m×4−E〔X1 〕−E〔X2 〕−E〔X3 〕 ……(4) で表すように上位階層の平均値mから下位階層の3個の
復号値を引く事で復号値E〔X4 〕を決定する。ここ
で、E〔 〕は復号値を意味する。
[Equation 4] E [X4] = m × 4-E [X1] -E [X2] -E [X3]... As shown by (4), three decodings of the lower layer from the average value m of the upper layer The decoded value E [X4] is determined by subtracting the value. Here, E [] means a decoded value.

【0024】ここでこの階層符号化においては、上位階
層から下位階層へは解像度が階層毎に4倍になるが、平
坦部ではこの分割を禁止する事で冗長度を削減してい
る。なおこの分割の有無を指示するためのフラグが1ビ
ツト、ブロツク単位で用意される。下位階層での分割の
必要性の判断は局所的なアクテイビテイとして、例えば
差分データの最大値で判断する。
In this hierarchical coding, the resolution is quadrupled from the upper layer to the lower layer for each layer, but the redundancy is reduced by inhibiting this division in the flat part. A flag for instructing the presence / absence of the division is prepared in units of 1 bit and block. The determination of the necessity of division in the lower hierarchy is determined as local activity, for example, by the maximum value of difference data.

【0025】ここで階層符号化の例としてITEのHD
標準画像(Y信号)を用い、5階層符号化した場合の適
応分割結果を図2に示す。最大差分データに対する閾値
を変化させた時の各階層の画素数を本来の画素数に対す
る割合を示すが、空間相関に基づく冗長度削減のようす
が分かる。削減効率は画像によつて変わるが最大差分デ
ータに対する閾値を1〜6と変化させると、平均的な削
減率は28〜69〔%〕になる。
Here, as an example of hierarchical coding, HD of ITE
FIG. 2 shows a result of adaptive division in the case of performing 5-layer encoding using a standard image (Y signal). The ratio of the number of pixels in each layer when the threshold value for the maximum difference data is changed to the original number of pixels is shown. It can be seen that redundancy is reduced based on spatial correlation. The reduction efficiency varies depending on the image, but when the threshold value for the maximum difference data is changed from 1 to 6, the average reduction rate becomes 28 to 69%.

【0026】実際上下位階層データの解像度を4分の1
にして上位階層データを作り、そのとき下位階層では上
位階層データからの差分データを符号化することで、信
号レベル幅を有効に削減できる。図2について上述した
階層符号化による5階層の場合を、図3に示すが、ここ
では階層を下位から数えて第1〜5階層と名付けた。
Actually, the resolution of the lower hierarchical data is reduced to 1/4.
In this case, the signal level width can be effectively reduced by encoding the difference data from the upper layer data in the lower layer. FIG. 3 shows the case of five layers by the layer coding described above with reference to FIG. 2. Here, the layers are named as the first to fifth layers counting from the lower layer.

【0027】原画像の8ビツトPCMデータに比べて、
信号レベル幅の削減が見られる。特に画素数の多い第1
〜4階層は差分信号なので、大幅な削減が達成でき、以
降の量子化で効率が向上する。図3の表からわかるよう
に削減効率の絵柄への依存性は少なく、全ての絵に対し
て有効である。
Compared to the 8-bit PCM data of the original image,
The signal level width is reduced. Especially the first with a large number of pixels
Since the fourth to fourth layers are differential signals, a significant reduction can be achieved, and the subsequent quantization improves the efficiency. As can be seen from the table of FIG. 3, the dependence of the reduction efficiency on the picture is small and is effective for all pictures.

【0028】また下位階層の平均値で上位階層を作る事
で、エラー伝播をブロツク内にとめながら、下位階層を
上位階層の平均値からの差分に変換する事で、効率の良
さも合わせ持つ事ができる。実際上階層符号化では同一
空間的位置での階層間のアクテイビテイには相関があ
り、上位階層の量子化結果から下位階層の量子化特性を
決定する事で、受信側に逆量子化のための量子化情報を
伝送する必要のない(ただし、初期値を除く)適応量子
化器を実現できる。
Further, by forming the upper layer by the average value of the lower layer, the lower layer is converted into a difference from the average value of the upper layer while the error propagation is stopped in the block, so that the efficiency is also improved. Can be. In practice, in hierarchical coding, there is a correlation between the activities between layers at the same spatial position, and by determining the quantization characteristics of the lower layer from the quantization result of the upper layer, the receiving side performs inverse quantization for inverse quantization. An adaptive quantizer that does not need to transmit quantization information (except for the initial value) can be realized.

【0029】実際上、上述した5段階の階層構造に基づ
いて画像を階層符号化してマルチ解像度で表現し、階層
構造を利用した適応分割及び適応量子化を行う事で、各
種HD標準画像(8ビツトのY/PB /PR )を約1/
8に圧縮することができる。また適応分割のために用意
されるブロツク毎の付加コードは、圧縮効率の向上のた
めに各階層でランレングス符号化が行われる。このよう
にして、各階層で充分な画質の画像が得られ、最終的な
最下位階層も視覚的劣化のない良好な画像を得ることが
できる。
In practice, an image is hierarchically coded based on the above-described five-stage hierarchical structure, is represented in multi-resolution, and is subjected to adaptive division and adaptive quantization using the hierarchical structure, so that various HD standard images (8 Bit Y / PB / PR) is reduced to about 1 /
8 can be compressed. The additional code for each block prepared for adaptive division is subjected to run-length encoding in each layer in order to improve compression efficiency. In this way, an image with sufficient image quality can be obtained at each layer, and a good image with no visual deterioration can be obtained at the final lowest layer.

【0030】(2)実施例の画像符号化装置 図4において、40は本発明による画像符号化装置を示
し、入力画像データD31が差分回路41及び平均化回
路42に入力される。平均化回路42は、図5に示すよ
うに、最下位階層としての第1階層データでなる入力画
像データD31の 4画素X1(1)〜X4(1)から第
2階層データD32の画素X1(2)を生成する。この
第2階層データD32の画素X1(2)に隣接する画素
X2(2)〜X4(2)も同様に第1階層データD31
の 4画素平均により生成される。
(2) Image Coding Apparatus of Embodiment In FIG. 4, reference numeral 40 denotes an image coding apparatus according to the present invention, and input image data D31 is input to a difference circuit 41 and an averaging circuit 42. As shown in FIG. 5, the averaging circuit 42 converts the four pixels X1 (1) to X4 (1) of the input image data D31, which is the first layer data as the lowest layer, from the pixels X1 ( 2) is generated. Pixels X2 (2) to X4 (2) adjacent to the pixel X1 (2) of the second hierarchy data D32 are similarly the first hierarchy data D31.
Is generated by averaging four pixels.

【0031】第2階層データD32は差分回路43及び
平均化回路44に入力される。平均化回路44は、第2
階層データD32の 4画素平均により第3階層データD
33を生成する。例えば図5に示す場合では、第2階層
データD32の画素X1(2)〜X4(2)から第3階
層データD33の画素X1(3)が生成されると共に、
画素X1(3)に隣接する画素X2(3)〜X4(3)
も同様に第2階層データD32の 4画素平均により生成
される。
The second hierarchical data D32 is input to the difference circuit 43 and the averaging circuit 44. The averaging circuit 44 has a second
The third hierarchical data D is obtained by averaging four pixels of the hierarchical data D32.
33 is generated. For example, in the case shown in FIG. 5, the pixel X1 (3) of the third hierarchical data D33 is generated from the pixels X1 (2) to X4 (2) of the second hierarchical data D32, and
Pixels X2 (3) to X4 (3) adjacent to pixel X1 (3)
Is also generated by averaging four pixels of the second hierarchy data D32.

【0032】第3階層データD33は差分回路45及び
平均化回路46に入力される。平均化回路46は上述の
場合と同様に第3階層データD33の 4画素平均によ
り、図5に示すように、画素X1(4)〜X4(4)で
なる第4階層データD34を生成する。この第4階層デ
ータD34は差分回路47及び平均化回路48に入力さ
れる。平均化回路48は、第4階層データD34の 4画
素平均により最上位階層となる第5階層データD35を
生成する。図5に示すように、第4階層データD34の
4画素X1(4)〜X4(4)を平均化することにより
第5階層データD35の画素X1(5)が生成される。
The third hierarchical data D33 is input to the difference circuit 45 and the averaging circuit 46. The averaging circuit 46 generates the fourth layer data D34 including the pixels X1 (4) to X4 (4) as shown in FIG. 5 by averaging four pixels of the third layer data D33 in the same manner as described above. The fourth hierarchical data D34 is input to the difference circuit 47 and the averaging circuit 48. The averaging circuit 48 generates fifth hierarchical data D35 which is the highest hierarchical level by averaging four pixels of the fourth hierarchical data D34. As shown in FIG. 5, the fourth hierarchical data D34
The pixel X1 (5) of the fifth hierarchical data D35 is generated by averaging the four pixels X1 (4) to X4 (4).

【0033】ここで第1〜第5階層データD31〜D3
5のブロツクサイズは、最下位階層である第1階層デー
タD31のブロツクサイズを1×1とすると、第2階層
データD32は1/2 ×1/2 、第3階層データD33は1/
4 ×1/4 、第4階層データD34は1/8 ×1/8 、最上位
階層データである第5階層データD35は1/16×1/16と
なる。
Here, the first to fifth hierarchical data D31 to D3
Assuming that the block size of the first hierarchy data D31, which is the lowest hierarchy, is 1 × 1, the second hierarchy data D32 is 1/2 × 1/2, and the third hierarchy data D33 is 1/1.
4 × 1/4, the fourth hierarchical data D34 is 1/8 × 1/8, and the fifth hierarchical data D35, which is the highest hierarchical data, is 1/16 × 1/16.

【0034】例えば上位階層データを空間的に対応する
下位階層データの 4画素平均化により生成する場合、上
位階層データをM、下位階層画素値をa、b、c、dと
すると、伝送画素は上位階層データM、下位階層画素
a、b、c 4画素のままで良いことになる。すなわち
M、a、b、c、dを用いて、次式、
For example, when the upper layer data is generated by averaging the spatially corresponding lower layer data by four pixels, if the upper layer data is M and the lower layer pixel values are a, b, c, and d, the transmission pixel is The upper-layer data M and the lower-layer pixels a, b, and c 4 pixels can be left as they are. That is, using M, a, b, c, and d, the following equation:

【数5】 d=4×M−(a+b+c) ……(5) で表される算術式によりデコーダ側において非転送画素
dを容易に復元することができる。
D = 4 × M− (a + b + c) (5) The decoder can easily restore the non-transferred pixel d on the decoder side.

【0035】この階層間の関係模式図を 4階層の例につ
いて図6に示す。ここで各階層データは、下位階層の 4
画素平均により生成されており、図中の斜線部分のデー
タを伝送しなくとも(5)式で示す算術式により全デー
タを復元することができる。この結果、画像符号化装置
40においては、続く符号器による符号化対象画素数を
低減し得、これにより複数の階層画像に分解した上で符
号化をする場合でも圧縮効率の低下を回避し得るように
なされている。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the relationship between the hierarchies for an example of four hierarchies. Here, each hierarchical data is
It is generated by pixel averaging, and all data can be restored by the arithmetic expression shown in Expression (5) without transmitting the data in the hatched portion in the figure. As a result, in the image coding apparatus 40, the number of pixels to be coded by the following coder can be reduced, so that the compression efficiency can be prevented from lowering even when coding is performed after being decomposed into a plurality of hierarchical images. It has been made like that.

【0036】ここで画像符号化装置40においては、符
号器49によつて第5階層データD35を圧縮符号化す
ることにより第5階層圧縮符号化データD55を生成す
る。また画像符号化装置40においては、以上の5つの
各階層データD31〜D35について、隣接階層間の差
分演算を施すことにより、階層間差分データD44、D
43、D42、D41を生成するようになされている。
Here, in the image encoding apparatus 40, the fifth hierarchical data D55 is generated by compressing and encoding the fifth hierarchical data D35 by the encoder 49. Further, the image encoding device 40 performs a difference operation between adjacent layers on the above-described five layer data D31 to D35, thereby obtaining inter-layer difference data D44 and D44.
43, D42, and D41 are generated.

【0037】すなわち画像符号化装置40においては、
先ず差分回路47に第4階層データD34を入力すると
共に、第5階層圧縮符号化データD55を復号器50に
より復元して復元データD36として入力する。これに
より差分回路47は第4階層データD34と第5階層デ
ータD35との階層間差分データD44を発生し、これ
を符号器51に出力する。符号器51は階層間差分デー
タD44を圧縮符号化することにより第4階層圧縮符号
化データD54を生成する。
That is, in the image encoding device 40,
First, the fourth hierarchy data D34 is input to the difference circuit 47, and the fifth hierarchy compression-encoded data D55 is restored by the decoder 50 and input as restored data D36. Thus, the difference circuit 47 generates inter-layer difference data D44 between the fourth layer data D34 and the fifth layer data D35, and outputs this to the encoder 51. The encoder 51 generates fourth-layer compressed and encoded data D54 by compression-coding the inter-layer difference data D44.

【0038】次に、画像符号化装置40においては、差
分回路45に、第3階層データD33を入力すると共
に、第4階層圧縮符号化データD54を復号器52によ
り復元して第4階層データD34と同様の復元データD
37を入力する。これにより差分回路45は第3階層デ
ータD33と復元データD37(すなわち第4階層デー
タD34)との階層間差分データD43を発生し、これ
を符号器53に出力する。符号器53は階層間差分デー
タD43を圧縮符号化することにより第3階層圧縮符号
化データD53を生成する。
Next, in the image encoding device 40, the third hierarchy data D33 is input to the difference circuit 45, and the fourth hierarchy compression encoded data D54 is restored by the decoder 52 to obtain the fourth hierarchy data D34. Restored data D similar to
Enter 37. Thereby, the difference circuit 45 generates inter-layer difference data D43 between the third layer data D33 and the restored data D37 (that is, the fourth layer data D34), and outputs this to the encoder 53. The encoder 53 generates third-layer compressed encoded data D53 by compression-coding the inter-layer difference data D43.

【0039】同様に、画像符号化装置40においては、
差分回路43に、第2階層データD32を入力すると共
に、第3階層圧縮符号化データD53を復号器54によ
り復元して第3階層データD33と同様の復元データD
38を入力する。これにより差分回路43は第2階層デ
ータD32と復元データD38(すなわち第3階層デー
タD33)との階層間差分データD42を発生し、これ
を符号器55に出力する。符号器55は階層間差分デー
タD42を圧縮符号化することにより第2階層圧縮符号
化データD52を生成する。
Similarly, in the image encoding device 40,
The second hierarchy data D32 is input to the difference circuit 43, and the third hierarchy compression-encoded data D53 is restored by the decoder 54 to obtain the same restored data D as the third hierarchy data D33.
Enter 38. As a result, the difference circuit 43 generates inter-layer difference data D42 between the second layer data D32 and the restored data D38 (that is, the third layer data D33), and outputs this to the encoder 55. The encoder 55 compresses and codes the inter-layer difference data D42 to generate second-layer compressed and coded data D52.

【0040】画像符号化装置40は、最後に、差分回路
41に、第1階層データD31を入力すると共に、第2
階層圧縮符号化データD52を復号器56により復元し
て第2階層データD32と同様の復元データD39を入
力する。これにより差分回路41は第1階層データD3
1と復元データD39(すなわち第2階層データD3
2)との階層間差分データD41を発生し、これを符号
器57に出力する。符号器57は階層間差分データD4
1を圧縮符号化することにより第1階層圧縮符号化デー
タD51を生成する。
Finally, the image coding apparatus 40 inputs the first hierarchical data D31 to the difference circuit 41,
The hierarchical compression coded data D52 is restored by the decoder 56, and the same restored data D39 as the second hierarchical data D32 is input. Thereby, the difference circuit 41 stores the first hierarchical data D3
1 and the restored data D39 (that is, the second hierarchical data D3).
2), and outputs the difference data D41 between layers to the encoder 57. The encoder 57 outputs the difference data D4 between layers.
1 is compression-encoded to generate first-layer compression-encoded data D51.

【0041】このように画像符号化装置40において
は、第5階層圧縮符号化データD55、第4階層圧縮符
号化データD54、第3階層圧縮符号化データD53、
第2階層圧縮符号化データD52、第1階層圧縮符号化
データD51を順次この順序で生成するようになされて
いる。
As described above, in the image encoding apparatus 40, the fifth hierarchical compression encoded data D55, the fourth hierarchical compressed encoded data D54, the third hierarchical compressed encoded data D53,
The second hierarchy compression encoded data D52 and the first hierarchy compression encoded data D51 are sequentially generated in this order.

【0042】(3)量子化ステツプ幅の選定 ここで符号器49、51、53、55、57はそれぞれ
量子化器を有する。画像符号化装置40においては、上
位階層データに対応する下位階層データ領域を「ブロツ
ク」と定義すると、このブロツク内の階層間差分データ
D41〜D44のアクテイビテイによりブロツク内のデ
ータ変化の特性を把握し、このデータ特性に基づいて量
子化器の特性を決定するようになされている。ここでア
クテイビテイは、階層データD35及び階層間差分デー
タD41〜D44の最大値、平均値、絶対値和、標準偏
差又はn乗和等により求めることができる相関値であ
る。
(3) Selection of quantization step width Here, the encoders 49, 51, 53, 55 and 57 each have a quantizer. In the image encoding device 40, if the lower layer data area corresponding to the upper layer data is defined as a "block", the characteristics of the data change in the block are grasped by the activities of the inter-layer difference data D41 to D44 in the block. The characteristics of the quantizer are determined based on the data characteristics. Here, the activity is a correlation value that can be obtained from the maximum value, the average value, the sum of absolute values, the standard deviation, or the n-th sum of the hierarchy data D35 and the difference data D41 to D44.

【0043】実施例の場合、量子化器として 2ビツト量
子化器が用いられ、この量子化器において差分値が+12
8 〜−128 の範囲にある階層間差分データを 2ビツト量
子化する場合の量子化特性を図7に示す。このように差
分値は、0〜3までに量子化される。また実施例の場
合、各階層データは 2× 2の 4画素平均により上位階層
データが生成されているため、各ブロツクの下位階層に
は 4画素が存在する。
In the case of the embodiment, a 2-bit quantizer is used as a quantizer, and the difference value is +12 in this quantizer.
FIG. 7 shows the quantization characteristics when 2-bit quantization is performed on the difference data between layers in the range of 8 to -128. In this way, the difference value is quantized from 0 to 3. Further, in the case of the embodiment, since the upper layer data of each layer data is generated by averaging 2 × 2 four pixels, there are four pixels in the lower layer of each block.

【0044】ここで各量子化器の量子化特性の決定手法
としては、先ず上位階層で決定済みの量子化ステツプ幅
により、階層間差分データを 2ビツト量子化する。この
とき図7に示す 0〜 3のいずれかの量子化値が生成され
る。ここでブロツク内 4画素の量子化値の分布は、ブロ
ツク内のアクテイビテイを表わすため、この 4画素の量
子化値の分布に基づいて次の階層の量子化ステツプ幅を
決定する。かくして量子化ステツプ幅をブロツク内量子
化値分布に基づいて選定するようにしたことにより、量
子化器の種類を示す付加コードが不要となる。この結果
画像符号化装置40においては、符号器51、53、5
5、57による圧縮効率を向上させることができると共
に、圧縮符号化処理の際の画質劣化を回避することがで
きる。
Here, as a method of determining the quantization characteristic of each quantizer, first, the difference data between layers is 2-bit quantized according to the quantization step width determined in the upper layer. At this time, any of the quantization values 0 to 3 shown in FIG. 7 is generated. Here, since the distribution of the quantization values of the four pixels in the block represents the activity in the block, the quantization step width of the next layer is determined based on the distribution of the quantization values of the four pixels. Thus, by selecting the quantization step width based on the quantization value distribution in the block, an additional code indicating the type of the quantizer becomes unnecessary. As a result, in the image encoding device 40, the encoders 51, 53, 5
It is possible to improve the compression efficiency according to the fifth and fifth aspects and to prevent the image quality from deteriorating during the compression encoding process.

【0045】次に実施例における量子化ステツプ幅の決
定規則を説明する。先ず各量子化値0〜3を、図7に示
すように、区間A及びBに分類する。すなわち量子化値
が1又は2であつた場合にはこれを区間Aとし、量子化
値が0又は3であつた場合にはこれを区間Bとする。
Next, the rule for determining the quantization step width in the embodiment will be described. First, each of the quantized values 0 to 3 is classified into sections A and B as shown in FIG. That is, when the quantized value is 1 or 2, this is set as a section A, and when the quantized value is 0 or 3, this is set as a section B.

【0046】ここで高画質の画像を効率良く形成する場
合の量子化器の特性として、アクテイビテイの高いブロ
ツクにおいては、量子化ステツプ幅の大きな粗い量子化
器を用い、これに対してアクテイビテイの低いブロツク
においては、量子化ステツプ幅の狭い量子化器を用いる
ことが必要であることを考慮して、以下の規則を設定す
る。
As a characteristic of a quantizer for efficiently forming a high-quality image, a block having a high activity uses a coarse quantizer having a large quantization step width, whereas a block having a low activity has a low quantization activity. In the block, the following rules are set in consideration of the necessity of using a quantizer having a narrow quantization step width.

【0047】すなわち上位階層の量子化ステツプ幅をp
0 、下位階層の量子化ステツプ幅をp1 とすると、 規則1) 4画素の量子化値が全て区間Bに属する場合、
p1 = 2×p0 規則2) 4画素の量子化値が区間Aと区間Bに属する場
合、p1 =p0 規則3) 4画素の量子化値が全て区間Aに属する場合、
p1 =p0 /2 に基づいて下位階層の量子化ステツプ幅p1 を決定す
る。ここで規則1)は、ブロツク内アクテイビテイが大
きい場合に対応し、この場合に次の下位階層の量子化ス
テツプ幅を大きくし、量子化歪みを抑制する機能を果た
す。
That is, the quantization step width of the upper layer is p
0, assuming that the quantization step width of the lower hierarchy is p1, Rule 1) When all the quantization values of four pixels belong to the section B,
p1 = 2 × p0 Rule 2) When the quantized values of the four pixels belong to the section A and the section B, p1 = p0 Rule 3) When all the quantized values of the four pixels belong to the section A,
The quantization step width p1 of the lower hierarchy is determined based on p1 = p0 / 2. Here, rule 1) corresponds to the case where the activity in the block is large. In this case, the function of increasing the quantization step width of the next lower layer and suppressing the quantization distortion is performed.

【0048】また規則2)は、ブロツク内アクテイビテ
イの状態として多くの場合が考えられるが、一般的には
空間相関により区間Bのデータの絶対値は大きくないと
考えられるため、上位階層の量子化ステツプ幅を保持す
る機能を果たす。さらに規則3)は、ブロツク内アクテ
イビテイが小さい場合に対応し、この場合に次の下位階
層の量子化ステツプ幅を小さくし、平坦部分での画質劣
化を抑制する機能を果たす。
Rule 2) can be considered in many cases as the state of activity in a block. However, since it is generally considered that the absolute value of the data in section B is not large due to spatial correlation, quantization of the upper layer is performed. It fulfills the function of maintaining the step width. Further, rule 3) corresponds to the case where the activity in the block is small. In this case, the width of the quantization step of the next lower layer is reduced, and the function of suppressing the image quality deterioration in a flat portion is achieved.

【0049】このように画像符号化装置40において
は、上位階層のブロツク内アクテイビテイに応じて下位
階層の量子化ステツプ幅を決定するようになされてい
る。
As described above, in the image encoding device 40, the quantization step width of the lower hierarchy is determined according to the activity in the block of the upper hierarchy.

【0050】(4)実施例の動作 以上の構成において、画像符号化装置40は、図8に示
すような処理手順に従つて順次第1〜第n階層圧縮符号
データを生成する(実施例の場合n=5)。すなわち画
像符号化装置40は、ステツプSP1から入つてステツ
プSP2において、n階層を想定して階層カウンタIに
n−1を入力する。
(4) Operation of Embodiment In the above configuration, the image coding apparatus 40 sequentially generates the first to n-th hierarchical compression code data according to the processing procedure shown in FIG. Case n = 5). That is, the image encoding device 40 enters n-1 to the layer counter I assuming n layers in step SP2 from step SP1.

【0051】画像符号化装置40は、続くステツプSP
3において、平均化回路42、44、46、48によつ
てn階層分の階層データD31〜D35を生成し、ステ
ツプSP4に進む。ここで画像符号化装置40は最上位
階層の属性となる量子化ステツプ幅の初期値を設定す
る。画像符号化装置40は、続くステツプSP5におい
て、最上位階層データD35の符号化及び復号化処理を
実行する。因に、このとき画像符号化装置40はステツ
プSP4において初期化した量子化ステツプ幅の初期値
により最上位階層データD35を量子化するわけではな
く、量子化ステツプ幅の初期値は下位階層での量子化ス
テツプ幅を決定するための初期値として設定されてい
る。
The image encoding device 40 performs the following step SP
In step 3, the averaging circuits 42, 44, 46, and 48 generate hierarchical data D31 to D35 for n layers, and the process proceeds to step SP4. Here, the image encoding device 40 sets the initial value of the quantization step width, which is the attribute of the highest layer. In the following step SP5, the image encoding device 40 performs the encoding and decoding of the highest hierarchical data D35. Incidentally, at this time, the image coding apparatus 40 does not quantize the uppermost layer data D35 with the initial value of the quantization step width initialized in step SP4, but sets the initial value of the quantization step width in the lower layer. This is set as an initial value for determining the quantization step width.

【0052】次に画像符号化装置40はステツプSP6
に進んで、先ず差分回路47、45、43又は41によ
つて階層間差分演算を行い、このとき生成される階層間
差分データD44、D43、D42又はD41に対して
上位階層で決定済みの量子化ステツプ幅による量子化を
実行する。次に画像符号化装置40はステツプSP7に
おいて、ブロツク内の量子化値の分布に基づいて上述の
規則1)〜規則3)の規則に従つた判定を行い、続くス
テツプSP8において判定結果に基づいて下位階層の量
子化ステツプ幅を決定し、下位階層に伝送する。
Next, the image encoding device 40 executes step SP6.
First, an inter-layer difference operation is performed by the difference circuit 47, 45, 43 or 41, and the inter-layer difference data D44, D43, D42 or D41 generated at this time is determined in the upper layer by the quantum. Quantization is performed according to the quantization step width. Next, in step SP7, the image coding apparatus 40 makes a determination according to the above-described rules 1) to 3) based on the distribution of the quantized values in the block, and in a succeeding step SP8, based on the determination result. The quantization step width of the lower layer is determined and transmitted to the lower layer.

【0053】画像符号化装置40は、続くステツプSP
9において、ステツプSP8で決定した量子化ステツプ
幅を用いて階層間差分データD44、D43、D42又
はD41の符号化及び復号化を実行する。画像符号化装
置40はステツプSP10において、階層カウンタIを
デイクリメントし、続くステツプSP11において階層
カウンタIが0であるか否か判断する。
The image encoding device 40 performs the following step SP
At 9, the encoding and decoding of the inter-layer difference data D44, D43, D42 or D41 are executed using the quantization step width determined at step SP8. The image encoding device 40 decrements the layer counter I in step SP10, and determines whether or not the layer counter I is 0 in the next step SP11.

【0054】ここで肯定結果が得られると、このことは
全階層の処理が終了したことを意味し、このとき画像符
号化装置40はステツプSP12に移つて当該処理手順
を終了する。これに対してステツプSP11において否
定結果が得られると、画像符号化装置40はステツプS
P5に戻つて1つ下の階層に対して上述したステツプS
P5〜ステツプSP10の処理を繰り返す。
If an affirmative result is obtained here, this means that the processing of all the layers has been completed. At this time, the image coding apparatus 40 proceeds to step SP12 and ends the processing procedure. On the other hand, if a negative result is obtained in step SP11, the image encoding device 40 sets the
Returning to P5, the above-described step S is performed for the next lower hierarchy.
The processing of P5 to step SP10 is repeated.

【0055】(5)実施例の効果 以上の構成によれば、上位階層の量子化ステツプ幅で量
子化した際の量子化値分布に基づいて下位階層の量子化
ステツプ幅p1 を決定するようにしたことにより、量子
化器の特性を示す付加コードを省略し得、この分圧縮効
率が向上しかつ画質劣化の少ない画像符号化装置40を
実現することができる。
(5) Effects of the Embodiment According to the above configuration, the quantization step width p1 of the lower layer is determined based on the quantization value distribution when quantizing with the quantization step width of the upper layer. As a result, the additional code indicating the characteristics of the quantizer can be omitted, and the image encoding device 40 with improved compression efficiency and reduced image quality can be realized.

【0056】(6)他の実施例 なお上述の実施例においては、規則1)〜規則3)に基
づいて上位階層の量子化ステツプ幅p0 に対してそれぞ
れ、2、1又は1/2 を乗ずることにより下位階層の量子
化ステツプ幅p1 を決定する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、量子化値に応じて、上位階層の量
子化ステツプ幅p0 に、図9に示すような線形重みw1
を乗ずるようにしても良く、上位階層の量子化ステツプ
幅に対する重みずけには種々のものを適用することがで
きる。
(6) Other Embodiments In the above-described embodiment, the quantization step width p0 of the upper layer is multiplied by 2, 1 or 1/2 based on rules 1) to 3), respectively. In the above, the case where the quantization step width p1 of the lower layer is determined has been described. However, the present invention is not limited to this, and the quantization step width p0 of the upper layer is determined according to the quantization value as shown in FIG. Linear weight w1
May be multiplied, and various types of weighting can be applied to the weighting of the quantization step width of the upper layer.

【0057】例えば、上位階層の量子化ステツプ幅p0
に対して非線形重み乗ずることにより下位階層の量子化
ステツプ幅p1 を決定するようにしても良い。この場合
量子化値に対する非線型重みずけの規則としては、上位
階層の量子化ステツプ幅をp0 、下位階層の量子化ステ
ツプ幅をp1 、非線型重みをw2(p0)及びw3(p0)とす
ると、例えば以下のような規則を用いれば良い。 規則1) 4画素の量子化値が全て図7の区間Bに属する
場合、p1 =w2(p0)×p0 規則2) 4画素の量子化値が図7の区間Aと区間Bに属
する場合、p1 =p0 規則3) 4画素の量子化値が全て図7の区間Bに属する
場合、p1 =w3(p0)×p0
For example, the quantization step width p0 of the upper layer
May be multiplied by a non-linear weight to determine the quantization step width p1 of the lower hierarchy. In this case, the non-linear weighting rule for the quantized value is such that the upper layer quantization step width is p0, the lower layer quantization step width is p1, and the non-linear weights are w2 (p0) and w3 (p0). Then, for example, the following rule may be used. Rule 1) When all the quantized values of four pixels belong to section B in FIG. 7, p1 = w2 (p0) × p0 Rule 2) When the quantized values of four pixels belong to section A and section B in FIG. p1 = p0 Rule 3) If all the quantized values of the four pixels belong to the section B in FIG. 7, p1 = w3 (p0) .times.p0

【0058】ここで非線型重みw2(p0)及びw3(p0)の
特性は、図10に示すように、上位階層量子化ステツプ
幅p0 の値が大きくなるに従つて重みが1に収束するよ
うになされており、これにより複数階層に亘る処理にお
ける量子化特性を安定し得るようになされている。
Here, as shown in FIG. 10, the characteristics of the nonlinear weights w2 (p0) and w3 (p0) are such that the weights converge to 1 as the value of the upper hierarchical quantization step width p0 increases. This makes it possible to stabilize the quantization characteristics in processing over a plurality of hierarchies.

【0059】また上位階層の量子化ステツプ幅に線形重
みを乗ずる場合にも、当該線形重みの特性を上述の非線
形重みの場合と同様に、上位階層量子化ステツプ幅p0
の値が大きくなるに従つて重みw1(p0)が1に収束する
ようにすれば、複数階層に亘る処理における量子化特性
を安定させることができる。
Also, when the quantization step width of the upper layer is multiplied by the linear weight, the characteristic of the linear weight is changed to the upper layer quantization step width p0 similarly to the case of the nonlinear weight.
If the weight w1 (p0) converges to 1 as the value of becomes larger, the quantization characteristics in the processing over a plurality of layers can be stabilized.

【0060】さらに上位階層の量子化ステツプ幅に基づ
いて下位階層の量子化ステツプ幅を求める方法として
は、重みを乗ずる以外に、上位階層の量子化ステツプ幅
p0 に対する関数fの出力により、下位階層の量子化ス
テツプ幅p1 を、直接生成するようにしても良い。この
場合下位階層の量子化ステツプ幅p1 はp1 =f(p
0,4 画素の量子化値)と表わすことができる。
Furthermore, as a method of obtaining the quantization step width of the lower layer based on the quantization step width of the upper layer, in addition to multiplying the weight, the output of the function f with respect to the quantization step width p0 of the upper layer is used. May be directly generated. In this case, the quantization step width p1 of the lower layer is p1 = f (p
(Quantized value of 0, 4 pixels).

【0061】[0061]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定の階
層の階層情報のアクテイビテイに基づいて、所定の階層
より下位側の階層情報を量子化する際の量子化特性を決
定するようにしたことにより、量子化特性を示す付加コ
ードを省略し得、この分階層符号化する際の圧縮効率が
向上すると共に画質劣化が低減する画像処理装置及び方
法を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the quantization characteristic for quantizing the hierarchical information lower than the predetermined layer is determined based on the activity of the layer information of the predetermined layer. As a result, it is possible to omit the additional code indicating the quantization characteristic, and to obtain an image processing apparatus and method capable of improving the compression efficiency at the time of the divisional hierarchical coding and reducing the image quality deterioration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の画像処理方法による画像符号化装置に
よつて生成される階層データの説明に供する略線図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining hierarchical data generated by an image encoding device according to an image processing method of the present invention.

【図2】HD標準画像における適応分割結果を示す図表
である。
FIG. 2 is a table showing a result of adaptive division in an HD standard image.

【図3】HD標準画像における各階層の信号レベルの標
準偏差を示す図表である。
FIG. 3 is a chart showing the standard deviation of the signal level of each layer in the HD standard image.

【図4】本発明の画像処理方法による画像符号化装置の
回路構成を示すブロツク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of an image encoding device according to the image processing method of the present invention.

【図5】階層データの生成動作の説明に供する略線図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram used to describe an operation of generating hierarchical data.

【図6】階層データの階層構造の説明に供する略線図で
ある。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a hierarchical structure of hierarchical data.

【図7】実施例による量子化器の特性を示す略線図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating characteristics of a quantizer according to the embodiment.

【図8】階層符号化の動作の説明に供するフローチヤー
トである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of hierarchical encoding.

【図9】他の実施例による線型重みの特性を示す特性曲
線図である。
FIG. 9 is a characteristic curve diagram showing characteristics of linear weights according to another embodiment.

【図10】他の実施例による非線型重みの特性を示す特
性曲線図である。
FIG. 10 is a characteristic curve diagram showing characteristics of non-linear weights according to another embodiment.

【図11】従来の画像符号化装置を示すブロツク図であ
る。
FIG. 11 is a block diagram showing a conventional image encoding device.

【図12】従来の画像復号化装置を示すブロツク図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing a conventional image decoding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40……画像符号化装置、41、43、45、47……
差分回路、42、44、46、48……平均化回路、4
9、51、53、55、57……符号器、50、52、
54、56……復号器、D31〜D35……階層デー
タ、D41〜D44……階層間差分データ、D51〜D
55……階層圧縮復号データ。
40 image encoding device, 41, 43, 45, 47 ...
Difference circuit, 42, 44, 46, 48 ... Averaging circuit, 4
9, 51, 53, 55, 57 ... encoders, 50, 52,
54, 56... Decoders, D31 to D35... Hierarchical data, D41 to D44... Inter-layer difference data, D51 to D
55 ... Hierarchical compression decoding data.

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 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68 H04N 1/41-1/419

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報までの複数の階層情報から
なる画像データを処理する画像処理装置であつて、 所定の階層の階層情報のアクテイビテイを求める手段
と、 前記アクテイビテイが高い場合には前記所定の階層より
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化特性を粗
いものとし、前記アクテイビテイが低い場合には前記所
定の階層より下位の階層の階層情報を量子化する際の量
子化特性を粗くないものとする手段と を具え ることを特
徴とする画像処理装置。
1. Resolution from highest hierarchical information having the lowest resolution
Lowest level information with the highest degreeFor up toFrom multiple layers of information
Processing device for processing different image dataAnd  Activity of hierarchy information of a given hierarchyMeans to seek
When, If the activity is high,
The quantization characteristics when quantizing the layer information of the lower layer are coarse.
If the activity is low,
Amount when quantizing layer information of layers lower than the specified layer
Means to reduce the fertility characteristics With Specially
An image processing device.
【請求項2】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報までの複数の階層情報から
なる画像データを処理する画像処理装置であつて、 所定の階層の階層情報に対して、複数の画素からなる各
ブロツクについて、アクテイビテイを判定するアクテイ
ビテイ判定手段と、前記アクテイビテイが高い場合には前記所定の階層より
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化特性を粗
いものとし、前記アクテイビテイが低い場合には前記所
定の階層より下位の階層の階層情報を量子化する際の量
子化特性を粗くないものとする決定手段と、 前記量子化特性に基づいて、前記下位の階層の対応する
ブロツクを量子化する量子化手段とを具えることを特徴
とする画像処理装置。
2. Resolution from highest hierarchical information having the lowest resolution
Lowest level information with the highest degreeFor up toFrom multiple layers of information
Processing device for processing different image dataAnd  For each layer information of a predetermined layer,
Activity to determine the activity of the block
Bitness determination means,If the activity is high,
The quantization characteristics when quantizing the layer information of the lower layer are coarse.
If the activity is low,
Amount when quantizing layer information of layers lower than the specified layer
Means for determining that the denaturation characteristics are not coarse;  Based on the quantization characteristics, a corresponding one of the lower layers
And a quantizing means for quantizing the block.
Image processing apparatus.
【請求項3】記量子化特性は量子化ステツプ幅である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装
置。
3. A pre-Symbol quantization characteristic image processing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the quantization step width.
【請求項4】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報までの複数の階層情報から
なる画像データを処理する画像処理装置であつて、 所定の階層の階層情報に対して、複数の画素からなる各
ブロツクについてアクテイビテイを判定するアクテイビ
テイ判定手段と、 前記アクテイビテイが高い場合には前記所定の階層より
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化ステツプ
幅を大きいものとし、前記アクテイビテイが低い場合に
は前記所定の階層より下位の階層の階層情報を量子化す
る際の量子化ステツプ幅を狭いものとする決定手段と、 前記量子化ステツプ幅に基づいて前記下位の階層の対応
するブロツクを量子化する量子化手段と を具えることを
特徴とする画像処理装置。
(4)Resolution from the highest hierarchical information with the lowest resolution
From multiple layers of information up to the lowest level information
An image processing apparatus for processing image data For each layer information of a predetermined layer,
An activity that determines the activity of the block
Tay determination means, If the activity is high,
Quantization step when quantizing layer information of lower layers
If the width is large and the activity is low,
Quantizes layer information of a layer lower than the predetermined layer.
Means for narrowing the quantization step width when performing Correspondence of the lower layer based on the quantization step width
Quantization means for quantizing the block To have
Characteristic image processing device.
【請求項5】 前記アクテイビテイ判定手段は、前記所定
の階層の階層情報の各ブロツクの複数の画素の量子化値
の分布を反映するようにアクテイビテイを判定すること
を特徴とする請求項1、2又は4に記載の画像処理装
置。
Wherein said Akuteibitei determining means according to claim, characterized in that determining the Akuteibitei to reflect the distribution of quantized values of a plurality of pixels of each block of the hierarchical information of said predetermined hierarchical 1,2 Or the image processing device according to 4 .
【請求項6】前記決定手段は、前記所定の階層の階層情
報を量子化する際の上位量子化ステツプ幅に、前記アク
テイビテイが高い場合には前記所定の階層より下位の階
層の階層情報を量子化する際の量子化ステツプ幅が大き
くなり、前記アクテイビテイが低い場合には前記所定の
階層より下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化
ステツプ幅が小さくなるような係数を乗じて、前記量子
化ステツプ幅を決定することを特徴とする請求項3又は
4に記載の画像処理装置。
6. The hierarchical information of the predetermined hierarchy
In the upper quantization step width when quantizing the
If the activity is high, floors lower than the predetermined level
Large quantization step width when quantizing layer information
And when the activity is low, the predetermined
Quantization when quantizing layer information of layers lower than the layer
The quantum is multiplied by a coefficient that reduces the step width.
4. The method according to claim 3, wherein the step width is determined.
5. The image processing device according to 4.
【請求項7】前記決定手段は、前記量子化値に応じて重
み付けを有する前記係数を乗ずることを特徴とする請求
項6に記載の画像処理装置。
7. The method according to claim 1, wherein the determining means determines a weight according to the quantization value.
Multiplying by the coefficient having a weight
Item 7. The image processing device according to Item 6.
【請求項8】前記重み付けは線形重み又は非線形重みの
少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項
7に記載の画像処理装置。
8. The method according to claim 1, wherein the weighting is a linear weight or a nonlinear weight.
Claims characterized by at least one of:
8. The image processing device according to 7.
【請求項9】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報までの複数の階層情報から
なる画像データを処理する画像処理方法であつて、 所定の階層の階層情報のアクテイビテイを求め、 前記アクテイビテイが高い場合には前記所定の階層より
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化特性を粗
いものとし、前記アクテイビテイが低い場合には前記所
定の階層より下位の階層の階層情報を量子化する際の量
子化特性を粗くないものとする ことを特徴とする画像処
理方法。
9.Resolution from the highest hierarchical information with the lowest resolution
From multiple layers of information up to the lowest level information
An image processing method for processing image data Determine the activity of the hierarchy information of the predetermined hierarchy, If the activity is high,
The quantization characteristics when quantizing the layer information of the lower layer are coarse.
If the activity is low,
Amount when quantizing layer information of layers lower than the specified layer
Make the child characteristics not coarse Image processing characterized by the following:
Method.
【請求項10】解像度の最も低い最上位階層情報から解
像度の最も高い最下位階層情報までの複数の階層情報か
らなる画像データを処理する画像処理方法であつて、 所定の階層の階層情報に対して、複数の画素からなる各
ブロツクについて、アクテイビテイを判定し、 前記アクテイビテイが高い場合には前記所定の階層より
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化特性を粗
いものとし、前記アクテイビテイが低い場合には前記所
定の階層より下位の階層の階層情報を量子化する際の量
子化特性を粗くないものとし、 前記量子化特性に基づいて、前記下位の階層の対応する
ブロツクを量子化する ことを特徴とする画像処理方法。
10.Solve from the highest hierarchical information with the lowest resolution
Multiple hierarchical information up to the lowest hierarchical information with the highest resolution
An image processing method for processing image data comprising For each layer information of a predetermined layer,
For blocks, determine the activity, If the activity is high,
The quantization characteristics when quantizing the layer information of the lower layer are coarse.
If the activity is low,
Amount when quantizing layer information of layers lower than the specified layer
Not to coarsen the fertility characteristics, Based on the quantization characteristics, a corresponding one of the lower layers
Quantize blocks An image processing method comprising:
【請求項11】11. 解像度の最も低い最上位階層情報から解Solve from the highest hierarchical information with the lowest resolution
像度の最も高い最下位階層情報までの複数の階層情報かMultiple hierarchical information up to the lowest hierarchical information with the highest resolution
らなる画像データを処理する画像処理装置であつて、An image processing apparatus for processing image data comprising 所定の階層の階層情報に対して、複数の画素からなる各For each layer information of a predetermined layer,
ブロツクについてアクテイビテイを判定し、Determines the activity of the block, 前記アクテイビテイが高い場合には前記所定の階層よりIf the activity is high,
下位の階層の階層情報を量子化する際の量子化ステツプQuantization step when quantizing layer information of lower layers
幅を大きいものとし、前記アクテイビテイが低い場合にIf the width is large and the activity is low,
は前記所定の階層より下位の階層の階層情報を量子化すQuantizes layer information of a layer lower than the predetermined layer.
る際の量子化ステツプ幅を狭いものとし、The quantization step width at the time of 前記量子化ステツプ幅に基づいて前記下位の階層の対応Correspondence of the lower hierarchy based on the quantization step width
するブロツクを量子化するQuantize blocks ことを特徴とする画像処理方Image processing method characterized by the following:
法。Law.
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