JP3734549B2 - 分割領域の輪郭トレーシング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像分割法を用いる映像信号符号化システムに関し、特に、映像内の分割領域の輪郭をトレーシングして、輪郭情報を取出す輪郭トレーシング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、映像電話、電子会議及び高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）方式のようなディジタル映像システムにおいて、映像フレーム信号の映像ライン信号が、画素値と呼ばれる一連のディジタルデータからなるため、各映像フレーム信号を規定するためには大量のディジタルデータを必要とする。
【０００３】
しかし、通常の伝送チャネルの利用可能周波数帯域は制限されているため、特に、テレビ電話や電子会議のような低ビットレートの映像信号符号化システムにおいては、多様なデータ圧縮法を用いてその大量のディジタルデータを圧縮する必要がある。
【０００４】
低ビットレートの符号化システムにおいて、映像信号を符号化するための方法のうちの一つに、領域単位の分割法を用いる、いわゆる、映像単位の分割法がある。
【０００５】
この領域単位の分割法は、映像内で類似な特徴を有する多様な領域を識別する方法である。このような領域単位の分割法の一つに、領域拡張法があり、ここで、映像は一定のグレイレベルを有する領域に細分化される。その後、隣接した領域のグレイレベルが互いに充分に異なるまで、グレイレベルの類似した領域は互いに併合される。このようにして、映像内で併合された領域の各々を分割された領域（以下、分割領域）と称する。
【０００６】
その後、分割領域に対して通常の輪郭取出法が実施されて、連続するエッジ点を結ぶことによって、その境界がトレーシングされる。しかしながら、このような技法は、境界画素が２度取出されるおそれがあるので、粗い輪郭をもたらすという不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、映像内において分割領域の輪郭を効果的にトレーシングする輪郭トレーシング装置を提供することである。
【０００８】
【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、本発明によれば、映像内の複数の分割領域の輪郭をトレーシングする分割領域の輪郭トレーシング装置であって、前記分割領域の各々内の全画素が一定の輝度レベルを有しており、
前記映像内の前記全画素のうちで、同一の輝度レベルを有する８つの画素により取り囲まれた中央画素を選択する中央画素選択手段と、
前記中央画素をゼロマスキング処理することによって、前記分割領域の各々に対する閉輪郭ループを形成するゼロマスキング手段であって、前記分割領域の各々において前記中央画素の各々の輝度レベルがゼロ値の輝度レベルに置き換えられ、前記閉輪郭ループが前記一定な輝度レベルを有するゼロでマスクされていない画素よりなる、該ゼロマスキング手段と、
前記閉輪郭ループ上の前記ゼロでマスクされていない画素からトレーシング画素を選択することによって、前記閉輪郭ループに対する輪郭トレーシング動作を開始する輪郭トレーシング開始手段と、
前記トレーシング画素とその隣接画素とを比較し、一つまたはそれ以上の前記隣接画素が前記トレーシング画素と同一の輝度レベルを有するかいなかを判断する比較手段と、
前記一つまたはそれ以上の隣接画素のうちの一つを、予め定められた優先順位に基づいてトレーシング画素として指定し、前記輪郭トレーシング動作を更新する更新手段とを含み、
前記指定された隣接画素が初めに選択された前記トレーシング画素と一致するまで、前記輪郭トレーシング開始手段と、前記比較手段と、前記更新手段との動作を繰り返し、前記トレーシング画素の各々の位置情報を供給して、前記閉輪郭ループに対する前記輪郭トレーシング動作を完了することを特徴とする分割領域の輪郭トレーシング装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２には、本発明に基づく輪郭トレーシング装置のブロック図が示されている。この輪郭トレーシング装置は、分割ブロック２０と、ゼロマスキングブロック３０と、トレーシングブロック１００とから構成されている。
【００１１】
図示するように、フレーム映像を表すディジタル化された輝度信号が分割ブロック２０へ入力される。この分割ブロック２０では、入力される輝度信号を複数の一定の輝度レベルにグループ分けして、複数の分割領域を有する分割映像を発生する。ここで、分割領域は、一定な輝度レベルまたは同一の輝度レベルを有する画素から構成されている。その後、分割領域に対する輝度レベルはゼロマスキングブロック３０に供給される。
【００１２】
このゼロマスキングブロック３０は、分割された各映像内の中央画素の各々にゼロ値を割り当てるゼロマスキングプロセスを行う。ここで、中央画素は、一定な輝度レベルを有する８つの画素によって取り囲まれている。
【００１３】
図３には、ゼロマスキングプロセスを説明するための図が示されている。図３Ａでは、分割映像３５は一定な輝度レベル（例えば、「１」、「２」及び「３」）を有する３つの分割領域（例えば、２２、２４及び２６）に分割される。例えば、分割領域２２内の画素３２は、一定な輝度レベル「１」を有する８つの画素によって取り囲まれているので、中央画素として選択される。同様に、画素３４も、中央画素として選択される。しかし、画素３６の場合は、その回りの８つの画素の輝度レベルが一定ではないため、中央画素として選択されない。映像のエッジに位置する画素３７及び３８の場合も、その回りに８つの画素を有しないため、中央画素として選択されないことになる。このようなゼロマスキングプロセスは、分割映像３５内の画素全体に対して実施され、その結果は、図３Ｂに図解されている。図示するように、ゼロでマスクされた映像３９内の各分割領域に対する閉輪郭ループが、ゼロでマスクされていない画素によって形成される。その後、このゼロでマスクされた映像３９のデータはメモリ４０（図１）に供給され格納される。
【００１４】
分割領域がゼロ値の輝度レベルを有する場合、この分割領域に対する輝度レベルは、その分割領域に隣接した他の分割領域の輝度レベルとは異なるゼロ値以外の一定の輝度レベルに切り換えられることに注目されたい。このような前処理は、分割領域に対する閉輪郭ループを形成するために、中央画素にゼロ値を割り当てるのに必要である。
【００１５】
その後、図１のトレーシングブロック１００では、ゼロマスク映像３９に対して画素単位で輪郭をトレーシングすることによって、各閉輪郭ループ上のゼロでマスクされていない画素の位置情報を取り出す。
【００１６】
閉輪郭ループをトレーシングするため、閉輪郭ループ上のゼロでマスクされていない画素のうちの一つがトレーシング画素として選択される。その後、次のトレーシング画素が、このトレーシング画素と互いにエッジを接している隣接画素のうちから選択される。このような輪郭トレーシング過程は、新たに選択されたトレーシング画素に対して、この新たに選択されたトレーシング画素が、最初に選択されたトレーシング画素と一致するまで繰り返えされる。例えば、分割領域２２の閉輪郭ループ上のゼロでマスクされていない画素３６がトレーシング画素として選択される場合、図４に示すように、トレーシング画素３６を中心に右側の画素５２、左側の画素５６、上側の画素５４及び下側の画素５８がその隣接画素として決定される。このトレーシング画素３８が座標（ｘ、ｙ）に位置する場合、右側の画素５２は座標（ｘ＋１、ｙ）に、上側の画素５４は座標（ｘ、ｙ＋１）に、左側の画素５６は座標（ｘ−１、ｙ）に、下側の画素５８は座標（ｘ、ｙ−１）に各々位置する。これらの位置情報に基づいて、トレーシング画素３６の輝度レベルと隣接画素５２、５４、５６及び５８の輝度レベルとをメモリ４０（図１参照）から取り出すことができる。その後、トレーシング画素３６の輝度レベルは、その隣接画素５２、５４、５６及び５８の輝度レベルと比較され、トレーシング画素３６の輝度レベルと同一の輝度レベルを有する一つまたはそれ以上の隣接画素を選択する。本発明によると、同一の輝度レベルを有する一つの隣接画素のみが次のトレーシング画素として選択されるように、トレーシング画素３６を中心として反時計方向（即ち、右、上、左、下の方向）に優先順が付けられる。
【００１７】
図１を再度参照すると、トレーシング画素レジスタ５０には、閉輪郭ループ上のトレーシング画素３６のトレーシングアドレス（ｘ、ｙ）が供給されている。４つのアドレス発生器（例えば、６２、６４、６６及び６８）はトレーシングアドレスに応じて、トレーシング画素を中心にしてそれぞれ右、上、左及び下に位置する画素の１組のアドレス（ｘ＋１、ｙ）、（ｘ、ｙ＋１）、（ｘ−１、ｙ）、（ｘ、ｙー１）を各々発生する。このトレーシングアドレスと４つの隣接アドレスの組は、アドレスセレクタ６０及びシフトレジスタ７０に各々供給される。このシフトレジスタ７０は、入力されるアドレス信号を順番にメモリ４０に供給して、トレーシング画素及び隣接画素の輝度レベルが格納されているメモリ４０のメモリ位置を順番にアドレスする。メモリ４０のメモリ位置から順番に読取られた輝度レベルは、５つの格納ユニットの組（例えば、７２、７４、７６、７８及び８０）に供給される。この場合、トレーシング画素の輝度レベルは、第１格納ユニット７２に、４つの隣接画素の輝度レベルは第２、第３、第４及び第５格納ユニット７４、７６、７８及び８０に各々供給される。
【００１８】
第２、第３、第４及び第５格納ユニット７４、７６、７８及び８０に格納された輝度レベルはライン４３、４５、４７及び４９を通じてそれぞれ対応するコンパレータ８２、８４、８６、８８に供給され、各コンパレータ８２、８４、８６及び８８には第１格納ユニット７２に格納されたトレーシング画素の輝度レベルも供給されている。
【００１９】
各コンパレータ８２、８４、８６及び８８は、トレーシング画素の輝度レベルと各隣接画素の輝度レベルとを比較する。トレーシング画素の輝度レベルが隣接画素の輝度レベルと等しい場合、各コンパレータ８２、８４、８６及び８８はトレーシング方向選択信号を発生する。
【００２０】
トレーシング方向発生器９０は、４つのコードよりなる１組の方向コードを有している。即ち、この１組の方向コードは選択された隣接画素の位置に対応する左、上、右及び下の方向をそれぞれ表す、例えば、「００」、「０１」、「１０」及び「１１」のコードを有する。このトレーシング方向発生器９０は、入力されるトレーシング方向選択信号に応じて、対応するトレーシング方向コードを発生する。その後、トレーシング方向発生器９０からの方向コードは、トレーシング方向コードラッチ９２を経てアドレスセレクタ６０に供給される。
【００２１】
閉輪郭ループのトレーシングにおいて、新たに選択されたトレーシング画素がその前のトレーシング画素と一致し、その結果、逆にトレーシングをすることになる場合がある。従って、このような逆トレーシングを防止するため、本発明によると、トレーシング方向発生器９０は、トレーシング方向選択信号によって発生された方向コードと、トレーシング方向コードラッチ９２からのトレーシング方向コードとを比較する。このような比較は、前述したように、右、上、左及び下の方向の順に行われる。但し、前の画素が位置する方向は除外される。従って、トレーシング方向コードが前トレーシング方向コードと逆の方向にトレーシングするコードではない場合、トレーシング方向発生器９０はトレーシング方向コードラッチ９２にイネーブル信号を発生する。このイネーブル信号によって、トレーシング方向コードラッチ９２は前記比較の結果として選択されたトレーシング方向コードをアドレスセレクタ６０に出力する。更に、このトレーシング方向コードはトレーシング方向発生器９０に前トレーシング方向コードとして供給される。
【００２２】
アドレスセレクタ６０は、トレーシング方向コードラッチ９２からのトレーシング方向コードに応じて、アドレス発生器６２、６４、６６及び６８からのアドレス信号のうちで、該トレーシング方向コードに対応する一つのアドレス信号を選択する。その後、選択されたアドレス信号は、トレーシング画素レジスタ５０に供給されることによって、該トレーシング画素レジスタ５０内に格納されたトレーシングアドレスを更新することになる。更に、アドレス発生器６２，６４、６６及び６８は、アドレスセレクタ６０からの選択されたアドレス信号に基づいて、該隣接アドレス信号の組を発生する。更に、アドレスセレクタ６０によって選択されたアドレス信号は、符号化装置（図示せず）に輪郭情報を表す一部の位置情報として供給される。
【００２３】
上記のトレーシング動作は、更新されたアドレスに対してトレーシング処理が開始点に戻るまで繰り返され、更に、映像３５内の残りの分割領域（例えば、２４及び２６）に対しても同様に繰り返される。
【００２４】
上記において、本発明の特定の実施例について説明したが、本発明に記載した特許請求の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
従って、本発明の輪郭トレーシング装置によれば、輪郭が逆トレーシングされることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の輪郭トレーシング装置の一部分のブロック図である。
【図２】図１の輪郭トレーシング装置の他の部分のブロック図である。
【図３】Ａ及びＢよりなり、Ａは本発明による分割処理過程を示すもので、Ｂはゼロマスキング処理過程を示す図である。
【図４】分割領域の輪郭情報を抽出するトレーシング過程を示す図である。
【符号の説明】
２０ 分割ブロック
３０ ゼロマスキングブロック
４０ メモリ
５０ トレーシング画素レジスタ
６０ アドレスセレクタ
６２、６４、６６、６８ アドレス発生器
７０ シフトレジスタ
７２、７４、７６、７８、８０ 格納ユニット
８２、８４、８６、８８ コンパレータ
９０ トレーシング方向発生器
９２ トレーシング方向コードラッチ
１００ トレーシングブロック

Claims (3)

1. 映像内の複数の分割領域の輪郭をトレーシングする分割領域の輪郭トレーシング装置であって、前記分割領域の各々内の全画素が一定の輝度レベルを有しており、
   前記映像内の前記全画素のうちで、同一の輝度レベルを有する８つの画素により取り囲まれた中央画素を選択する中央画素選択手段と、
   前記中央画素をゼロマスキング処理することによって、前記分割領域の各々に対する閉輪郭ループを形成するゼロマスキング手段であって、前記分割領域の各々において前記中央画素の各々の輝度レベルがゼロ値の輝度レベルに置き換えられ、前記閉輪郭ループが前記一定な輝度レベルを有するゼロでマスクされていない画素よりなる、該ゼロマスキング手段と、
   前記閉輪郭ループ上の前記ゼロでマスクされていない画素からトレーシング画素を選択することによって、前記閉輪郭ループに対する輪郭トレーシング動作を開始する輪郭トレーシング開始手段と、
   前記トレーシング画素とその隣接画素とを比較し、一つまたはそれ以上の前記隣接画素が前記トレーシング画素と同一の輝度レベルを有するかいなかを判断する比較手段と、
   前記一つまたはそれ以上の隣接画素のうちの一つを、予め定められた優先順位に基づいてトレーシング画素として指定し、前記輪郭トレーシング動作を更新する更新手段とを含み、
   前記指定された隣接画素が初めに選択された前記トレーシング画素と一致するまで、前記輪郭トレーシング開始手段と、前記比較手段と、前記更新手段との動作を繰り返し、前記トレーシング画素の各々の位置情報を供給して、前記閉輪郭ループに対する前記輪郭トレーシング動作を完了することを特徴とする分割領域の輪郭トレーシング装置。
2. 前記隣接画素の各々が、前記トレーシング画素の右、上、左及び下に位置する画素であることを特徴とする請求項１に記載の分割領域の輪郭トレーシング装置。
3. 前記予め定められた優先順位によって、前記トレーシング画素の右、上、左及び下の順に前記画素が選択されることを特徴とする請求項２に記載の分割領域の輪郭トレーシング装置。

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