JP3623047B2 - 符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法及びこれを用いた高能率の動画像符号化方法 - Google Patents

符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法及びこれを用いた高能率の動画像符号化方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は動画像符号化装置に係り、特に符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法及びこれを用いた高能率の動画像符号化方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、ビデオデータベース或いはビデオ伝送などがマルチメディアの核心技術として浮かび上がっている。人に認識される大部分の可視的な物体は究極的にその形体と内部テキスチャで示すことができ、今後のビデオ処理技術は一枚のフレーム単位でなく、人に知覚される物体や内容単位の処理を志向している。特に、現在進められているMPEG−4のような国際映像符号化の標準は“内容−基盤”を重要目標としている。従って、物体の映像を描写することに2次元曲線の符号化方法は基本的な手段として用いられている。
【0003】
一方、与えられた2次元曲線の形体は多角形近似により、多角形に符号化し得る。この際、より高い近似度のために多角形近似されてできた多角形はもう一度符号化し得るが、このために元曲線と該多角形との誤差を求めるべきである。元曲線と多角形近似された多角形との誤差を求めるための誤差サンプリング方法には多種がある。そのうち、コンピュータ上で容易な具現方法の一つとして、図1に示したように、元曲線を多角形近似してできた多角形102上の一点と該点に対応する元曲線101上の一点との距離を求める方法が挙げられる。図1に示した誤差の一部を図3の誤差302と仮定し得る。即ち、図3は多角形の一辺と関連した誤差と元曲線の一部を示したものである。
【0004】
ここで、既存の方法は主に図4のような誤差サンプリング方法を用いている。即ち、元曲線上の一点301に対する誤差サンプリングのために点301と線分303との垂直距離を測定する。垂直距離305(d)は点301を(x1 ,y1 )とし、線分303を直線の方程式ax+by+c=0で示す時、次の式1のように示せる。
【0005】
【数1】
Figure 0003623047
【0006】
従って、曲線線分304上の各点(xi ,yi )に対して前記式1を適用すべきである。即ち、図4のX0 ,X1 ,…,X7 ,X8 のような形態の(xi ,yi )のそれぞれに対して前記式1を適用する。曲線線分304に対する誤差サンプリングを行う場合、直線線分303は固定されているので、前記式1の分母(a+b1/2 が再び計算される必要はない。しかし、少なくとも2回の乗算(ax1 、by1 )と2回の加算(ax1 +by1 、by1 +c)及び1回の除算(d=|ax1 +by1 +c|/(a+b1/2 )が必要である。
【0007】
さらに、符号化した誤差が元映像に復元される時、図4のA0 ,A1 ,…,A7 ,A8 の位置が符号化時と同一であるべきである。これは、復元する時には曲線線分304のような元曲線情報がないため、直線線分303を基準にして符号化/復号化されなければならないからである。
【0008】
したがって、誤差の符号化/復号化のためには曲線線分404上の点から直線線分403上に垂線を引いてはいけない。その代わり、直線線分403上に予め限定された点A0 ,A1 ,…,A7 ,A8 から曲線線分404までの垂直距離を測定すべきである。このためにA0 ,A1 ,…,A7 ,A8 から引いた垂線と曲線線分404との交点を求めた後、それぞれX0 ,X1 ,…,X7 ,X8 と定めてX0 ,X1 ,…,X7 ,X8 とA0 ,A1 ,…,A7 ,A8 との距離を求めると符号化/復号化に好適な誤差が得られる。しかし、このような方法は計算が複雑である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は符号化した2次元曲線に対して高速に誤差サンプリングを行うために、符号化した2次元曲線上の任意の点を条件に応じて水平軸又は垂直軸上に投射させた後、投射された点から元曲線までの距離を誤差の測定に用いる高速誤差サンプリング方法を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法を用いる高能率の動画像符号化方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明は、元曲線の形体を多角形近似により多角形に符号化し、該多角形の任意の一辺と、これに対応する元曲線の任意の一辺との誤差を求めるための誤差サンプリング方法において、前記符号化した多角形の任意の一辺の傾斜度を求める過程と、前記傾斜度が1より小さい場合には、水平軸から前記多角形および前記元曲線に投射し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、垂直軸から前記多角形および前記元曲線に投射する過程と、前記傾斜度が1より小さい場合には、前記水平軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記水平軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、前記垂直軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記垂直軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定する過程と、前記距離Xから前記距離Aを減算することにより、前記符号化した曲線と元曲線との誤差を決定する過程とを具備することを特徴とする
【0012】
前記他の目的を達成するために本発明による高能率の動画像符号化方法は、入力元曲線の形体を多角形近似により多角形に符号化して、1次符号化した多角形を生成する過程と、前記1次符号化した多角形の任意の一辺の傾斜度を求める過程と、前記傾斜度が1より小さい場合には、水平軸から前記多角形および前記元曲線に投射し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、垂直軸から前記多角形および前記元曲線に投射する過程と、前記傾斜度が1より小さい場合には、前記水平軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記水平軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、前記垂直軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記垂直軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定する過程と、前記距離Xから前記距離Aを減算することにより、1次符号化した多角形と元曲線との誤差を生成する過程と、前記1次符号化した多角形と元曲線との誤差を符号化する過程と、前記誤差を復号化する過程と、前記復号化した誤差を、前記1次符号化した多角形に加える過程と、前記誤差が加えられた前記1次符号化した多角形を復号して、1次復号化した曲線を生成する過程とを具備することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の好ましい一実施例を詳細に説明する。
【0014】
図2において、入力元曲線201の形体を多角形近似により多角形に符号化する。この際、多角形202又は204は元曲線を多角形に1次符号化した直線とし、1次符号化した直線202又は204と元曲線201との差を求めてこれを1次符号化した直線202又は204の誤差208とする。
【0015】
一方、サンプリングされた誤差208は離散余弦変換(DCT)などによりDCT係数に符号化し、DCT係数に符号化した誤差は再び逆離散余弦変換されて復号化する。復号化した誤差210は1次符号化/復号化した多角形211に加えられて元曲線201により、近似した直線212に復号化する。
【0016】
元曲線101と近似された多角形102との誤差サンプリングのために本発明では図4のような方法の代わりに図5A及び図5Bのような方法を提案する。
【0017】
図5A及び図5Bにおいて、近似された多角形の一辺403の元曲線404に対する誤差を求める際、図4のX0 ,X1 ,…,X7 ,X8 から辺403に垂線を引いた時垂線と辺403との各接点A0 ,A1 ,…,A7 ,A8 までのそれぞれの距離を測定せず、水平軸に対する直線線分の傾斜度が1より小さいとX軸(水平軸)との距離501を、水平軸に対する直線線分の傾斜度が1より大きかったり等しいとY軸(垂直軸)との距離506を測定して誤差として用いる。この際、直線線分503又は508の傾斜度は前述したax+by+c=0から求められる。
【0018】
測定された誤差は|X0 −A0 |,|X1 −A1 |,…,|X7 −A7 |,|X8 −A8 |で示せる。図5A及び図5Bにおいて、A0 ,A1 ,…,A7 ,A8 は符号器と復号器の両方で一定した間隔を保つべきであり、一種のサンプリング区間とも言える。
【0019】
図5Aにおいて、近似された多角形の一辺503は符号化/復号化した直線線分の傾斜度が1より小さい場合であって、X軸(水平軸)から投射されたA0 ,A1 ,…,A7 ,A8 から曲線線分504までの垂直距離501を測定してこれを誤差と定め符号化する。これに対して、図5Bにおいて、近似された多角形の一辺508は符号化/復号化した直線線分の傾斜度が1より大きかったり等しい場合であって、Y軸(垂直軸)から投射されたA0 ,A1 ,…,A7 ,A8 から曲線線分509までの垂直距離506を測定してこれを誤差と定め符号化する。
【0020】
一方、復号化時には、水平軸又は垂直軸を基準にして足し算の演算のみで誤差補正を行うので計算量を減らし得る。即ち、多角形に1次符号化した曲線を復号化すると、多角形の一辺503又は508が得られ、ここで、A0 ,A1 ,…,A7 ,A8 は復号化から得られた直線線分503又は508上の点である。本発明により誤差サンプリングされた値|X0 −A0 |,|X1 −A1 |,…,|X7 −A7 |,|X8 −A8 |は符号化/復号化されて1次復号化した値A0 ,A1 ,…,A7 ,A8 に加えられれて元曲線504又は509に近似した曲線を生成する。サンプリングされた誤差が補償される過程は水平軸又は垂直軸の一方に限って行われる。
【0021】
前述したように、本発明により符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法及びこれを用いた高能率の動画像符号化方法においては、1次符号化した多角形の任意の一辺の傾斜度によって、水平軸又は垂直軸に対して1次符号化した多角形の任意の一辺上の点から前記元曲線の任意の一辺上に投射させた後、投射された点から水平軸または垂直軸までの距離を測定して前記1次符号化した多角形と元曲線との誤差を生成することによって、従来より誤差サンプリングが簡便になり、よって2次元物体の形体を符号化/復号化する時高速処理し得る。
【0022】
さらに、本発明の傾斜度の測定、投射、誤差測定による誤差サンプリング方法は3次元物体の形体を符号化する時3次元の曲面を2次元の平面により符号化した後、符号化した曲面の誤差をサンプリングすることによって、3次元にも容易に拡張できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】元曲線と多角形近似により符号化した曲線を示した図である。
【図2】多角形近似及びDCTを用いた外郭線の符号化方法を説明するための図である。
【図3】垂直距離の測定により誤差を求める方法を説明するための図である。
【図4】垂直距離の測定により誤差をサンプリングする方法を説明するための図である。
【図5】図5Aは本発明による符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法の一実施例を示した図であり、図5Bは本発明による符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法の他の実施例を示した図である。

Claims (2)

  1. 元曲線の形体を多角形近似により多角形に符号化し、該多角形の任意の一辺と、これに対応する元曲線の任意の一辺との誤差を求めるための誤差サンプリング方法において、
    前記符号化した多角形の任意の一辺の傾斜度を求める過程と、
    前記傾斜度が1より小さい場合には、水平軸から前記多角形および前記元曲線に投射し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、垂直軸から前記多角形および前記元曲線に投射する過程と、
    前記傾斜度が1より小さい場合には、前記水平軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記水平軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、前記垂直軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記垂直軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定する過程と、
    前記距離Xから前記距離Aを減算することにより、前記符号化した曲線と元曲線との誤差を決定する過程とを具備することを特徴とする符号化した2次元曲線に対する高速誤差サンプリング方法。
  2. 入力元曲線の形体を多角形近似により多角形に符号化して、1次符号化した多角形を生成する過程と、
    前記1次符号化した多角形の任意の一辺の傾斜度を求める過程と、
    前記傾斜度が1より小さい場合には、水平軸から前記多角形および前記元曲線に投射し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、垂直軸から前記多角形および前記元曲線に投射する過程と、
    前記傾斜度が1より小さい場合には、前記水平軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記水平軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定し、前記傾斜度が1より大きくまたは等しい場合には、前記垂直軸から前記元曲線上の点までの距離を距離Xとして、前記垂直軸から投射された前記多角形上の点までの距離を距離Aとしてそれぞれ測定する過程と、
    前記距離Xから前記距離Aを減算することにより、1次符号化した多角形と元曲線との誤差を生成する過程と、
    前記1次符号化した多角形と元曲線との誤差を符号化する過程と、
    前記誤差を復号化する過程と、
    前記復号化した誤差を、前記1次符号化した多角形に加える過程と、
    前記誤差が加えられた前記1次符号化した多角形を復号して、1次復号化した曲線を生成する過程とを具備することを特徴とする高能率の動画像符号化方法。
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