JP4281230B2 - Image encoding apparatus and method, recording medium, and image processing system - Google Patents

Image encoding apparatus and method, recording medium, and image processing system Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像符号化装置および方法、記録媒体、並びに画像処理システムに関し、特に、原画像とほぼ同一の復号画像が得られるように、画像を、例えば、間引くことにより符号化する画像符号化装置および方法、記録媒体、並びに画像処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は、特願平8−206552号として、低解像度の画像を用いて、高解像度の画像を生成する技術を提案した。この技術によれば、高解像度の原画像を縮小した低解像度画像(例えば、原画像の9分の1の画素数の画像)を用いて原画像とほぼ同一の高解像度画像を復元することができる。
【0003】
この提案においては、図1に示すように、低解像度画像(以下、上位階層画像とも称する)の注目画素Iに対応する位置の高解像度画像(復元画像)(以下、下位階層画像とも称する)の画素iを中心とする3×3個の画素a乃至iの画素値を、その近傍に位置する低解像度画像の複数の画素(例えば、3×3個の画素A乃至I)と所定の予測係数との線形1次結合等を演算することにより求めている。
【0004】
さらに、この提案において、その復元画像の画素値と原画像の画素値との誤差が演算され、その結果に対応して、低解像度画像の画素値、または予測係数の更新の処理が繰り返される。
【0005】
復号された画像の誤差が予め定めた閾値より小さくなったとき、低解像度画像は、例えば、符号化データとして出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低解像度画像の画素値、または予測係数の更新を繰り返す方法は、復元画像の画素値と原画像の画素値との誤差を徐々に小さくしていくものの、低解像度画像の画素値、または予測係数の更新の処理の回数を多くしても、低解像度画像から復号された画像の誤差がある値より小さくならないという問題点があった。
【0007】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より迅速に、より小さな誤差で画像を復元できる低解像度画像である符号化データを求めることができるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の画像符号化装置は、原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮手段と、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正手段と、所定の数値と演算することで圧縮データを変更し、変更データを生成する変更手段と、圧縮データの補正、または変更を選択する選択手段と、補正データまたは変更データに基づいて、原画像を予測して、その予測値を生成する予測手段と、原画像に対する、予測値の予測誤差を算出する算出手段と、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に対応して、補正データまたは変更データを、原画像の符号化結果として出力する出力手段と、補正手段にて圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測手段とを含み、補正回数に基づいて、変更手段における変更処理が変化することを特徴とする。
【0009】
変更手段は、圧縮データの画素に対応する乱数である数値を加算して、圧縮データを変更するようにすることができる。
【0010】
変更手段は、圧縮データに対して1つの定数である数値を加算して、圧縮データを変更するようにすることができる。
【0011】
請求項4に記載の画像符号化方法は、原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮ステップと、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正ステップと、所定の数値と演算することで圧縮データを変更し、変更データを生成する変更ステップと、圧縮データの補正、または変更を選択する選択ステップと、補正データまたは変更データに基づいて、原画像を予測して、その予測値を生成する予測ステップと、原画像に対する、予測値の予測誤差を算出する算出ステップと、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さを判定する判定ステップと、判定ステップの処理による判定結果に対応して、補正データまたは変更データを、原画像の符号化結果として出力する出力ステップと、補正ステップの処理にて圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測ステップとを含み、補正回数に基づいて、変更ステップにおける変更処理が変化することを特徴とする。
【0012】
請求項5に記載の記録媒体のプログラムは、原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮ステップと、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正ステップと、所定の数値と演算することで圧縮データを変更し、変更データを生成する変更ステップと、圧縮データの補正、または変更を選択する選択ステップと、補正データまたは変更データに基づいて、原画像を予測して、その予測値を生成する予測ステップと、原画像に対する、予測値の予測誤差を算出する算出ステップと、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さを判定する判定ステップと、判定ステップの処理による判定結果に対応して、補正データまたは変更データを、原画像の符号化結果として出力する出力ステップと、補正ステップの処理にて圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測ステップとを含み、補正回数に基づいて、変更ステップにおける変更処理が変化することを特徴とする。
【0013】
請求項6に記載の画像処理システムは、画像符号化装置が、原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮手段と、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正手段と、所定の数値と演算することで圧縮データを変更し、変更データを生成する変更手段と、圧縮データの補正、または変更を選択する選択手段と、補正データまたは変更データに基づいて、原画像を予測して、その予測値を生成する第1の予測手段と、原画像に対する、予測値の予測誤差を算出する算出手段と、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に対応して、補正データまたは変更データを、原画像の符号化結果として出力する出力手段と、補正手段にて圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測手段とを含み、補正回数に基づいて、変更手段における変更処理が変化し、画像復号装置が、原画像の符号化結果である補正データまたは変更データに基づいて、原画像を予測し、その予測値を出力する第2の予測手段とを含むことを特徴とする。
【0014】
請求項1に記載の画像符号化装置、請求項4に記載の画像符号化方法、および請求項5に記載の記録媒体においては、原画像が、その情報量を少なくすることにより圧縮され、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データが補正されて、補正データが生成され、所定の数値と演算することで圧縮データが変更されて、変更データが生成され、圧縮データの補正、または変更が選択され、補正データまたは変更データに基づいて、原画像が予測されて、その予測値が生成され、原画像に対する、予測値の予測誤差が算出され、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さが判定され、判定結果に対応して、補正データまたは変更データが、原画像の符号化結果として出力され、圧縮データが補正された回数が補正回数として計測され、補正回数に基づいて、変更処理が変化する。
【0015】
請求項6に記載の画像処理システムにおいては、原画像が、その情報量を少なくすることにより圧縮され、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データが補正されて、補正データが生成され、所定の数値と演算することで圧縮データが変更されて、変更データが生成され、圧縮データの補正、または変更が選択され、補正データまたは変更データに基づいて、原画像が予測されて、その予測値が生成され、原画像に対する、予測値の予測誤差が算出され、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さが判定され、判定結果に対応して、補正データまたは変更データが、原画像の符号化結果として出力され、圧縮データが補正された回数が補正回数として計測され、補正回数に基づいて、変更処理が変化する、原画像の符号化結果である補正データまたは変更データに基づいて、原画像が予測され、その予測値が出力される。
【0016】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成を示している。
【0017】
送信装置1には、ディジタル化された画像データが供給される。送信装置1は、入力された画像データを間引くこと(その画素数を少なくすること)により圧縮、符号化し、その結果得られる符号化データを、例えば、光ディスクや、光磁気ディスク、磁気テープ、相変化ディスクその他でなる情報記録媒体2に記録し、または、例えば、地上波や、衛星回線、電話回線、CATV網、インターネットその他の伝送路3を介して伝送する。
【0018】
受信装置4では、情報記録媒体2に記録された符号化データが再生され、または、伝送路3を介して伝送されてくる符号化データが受信され、その符号化データが伸張、復号化される。そして、その結果得られる復号画像が、図示せぬディスプレイに供給されて表示される。
【0019】
なお、以上のような画像処理装置は、例えば、光ディスク装置や、光磁気ディスク装置、磁気テープ装置その他の、画像の記録/再生を行う装置や、あるいはまた、例えば、テレビ電話装置や、テレビジョン放送システム、CATVシステムその他の、画像の伝送を行う装置などに適用される。また、送信装置1が出力する符号化データのデータ量が少ないため、図2の画像処理装置は、伝送レートの低い、例えば、携帯電話機その他の、移動に便利な携帯端末などにも適用可能である。
【0020】
図3は、図2の送信装置1の構成例を示している。
【0021】
I/F(InterFace)11は、外部から供給される画像データの受信処理と、送信機/記録装置16に対しての、符号化データの送信処理を行う。ROM(Read Only Memory)12は、IPL(Initial Program Loading)用のプログラムその他を記憶している。RAM(Random Access Memory)13は、外部記憶装置15に記録されているシステムプログラム(OS(Operating System))やアプリケーションプログラムを記憶したり、また、CPU(Central Processing Unit)14の動作上必要なデータを記憶する。CPU14は、ROM12に記憶されているIPLプログラムにしたがい、外部記憶装置15からシステムプログラムおよびアプリケーションプログラムを、RAM13に展開し、そのシステムプログラムの制御の下、アプリケーションプログラムを実行することで、I/F11から供給される画像データについての、後述するような符号化処理を行う。
【0022】
外部記憶装置15は、例えば、ハードディスク装置などでなり、上述したように、CPU14が実行するシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している他、CPU14の動作上必要なデータも記憶している。また、外部記憶装置15は、CPU14の制御の基に、装着された磁気ディスク17、光ディスク18、光磁気ディスク19、または半導体メモリ20から、CPU14が実行するシステムプログラムやアプリケーションプログラムを読み出す。送信機/記録装置16は、I/F11から供給される符号化データを、情報記録媒体2に記録し、または伝送路3を介して伝送する。
【0023】
なお、I/F11,ROM12,RAM13,CPU14、および外部記憶装置15は、相互にバスを介して接続されている。
【0024】
以上のように構成される送信装置1においては、I/F11に画像データが供給されると、その画像データは、CPU14に供給される。CPU14は、画像データを符号化し、その結果得られる符号化データを、I/F11に供給する。I/F11は、符号化データを受信すると、それを、送信機/記録装置16に供給する。送信機/記録装置16では、I/F11からの符号化データが、情報記録媒体2に記録され、または伝送路3を介して伝送される。
【0025】
図4は、図3の送信装置1の、送信機/記録装置16を除く部分の機能的な構成例を示している。
【0026】
符号化すべき画像データは、前処理回路51、遅延回路55、上位階層画像更新回路58、および予測係数更新回路60に供給される。前処理回路51は、入力された画像データを基に、初期上位階層画像および初期予測係数を生成して、スイッチ53および上位階層画像変更回路59を介して、初期上位階層画像をマッピング回路54および上位階層画像更新回路58に供給し、スイッチ52を介して、初期予測係数をマッピング回路54および上位階層画像更新回路58に供給する。
【0027】
例えば、前処理回路51は、供給された画像データ(原画像(高解像度画像))を、3画素×3画素からなる複数のブロックに分割し、各ブロック内の9画素の画素値の平均値をブロックの中心に位置する上位階層画像(低解像度画像)の画素の画素値として、初期上位階層画像を生成する。この場合、上位階層画像は、原画像の縦および横の画素数が1/3に縮小されたものとなる。
【0028】
スイッチ52は、更新回数カウンタ57から供給される制御信号により切換られ、前処理回路51から供給された初期予測係数、または予測係数更新回路60から供給された、更新された予測係数のいずれか1つを、マッピング回路54に出力する。
【0029】
スイッチ53は、更新回数カウンタ57から供給される制御信号により切換られ、前処理回路51から供給された初期上位階層画像、または上位階層画像更新回路58から供給された、更新された上位階層画像のいずれか1つを、上位階層画像変更回路59に出力する。
【0030】
更新カウンタ57は、収束判定回路56から供給される信号に基づいて、インクリメントされるか、またはリセットされるカウンタを有し、カウンタのカウンタ値に基づいて、スイッチ52およびスイッチ53を制御する。
【0031】
すなわち、更新カウンタ57は、前処理回路51から初期上位階層画像および初期予測係数が供給されたとき、初期予測係数がマッピング回路54に供給されるようにスイッチ52を制御するとともに、初期上位階層画像が上位階層画像変更回路59に供給されるようにスイッチ53を制御する。更新カウンタ57は、上位階層画像更新回路58から更新された上位階層画像が供給され、予測係数更新回路60から更新された予測係数が供給されたとき、更新された予測係数がマッピング回路54に供給されるようにスイッチ52を制御するとともに、更新された上位階層画像が上位階層画像変更回路59に供給されるようにスイッチ53を制御する。
【0032】
また、更新カウンタ57は、カウンタのカウンタ値に基づいて、上位階層画像変更回路59に上位階層画像を変更させるか否かを制御する。
【0033】
遅延回路55は、入力された画像データを、マッピング回路54が下位階層画像を生成する時間、遅延して、収束判定回路56に出力する。
【0034】
マッピング回路54は、初期上位階層画像および初期予測係数が供給されたとき、初期上位階層画像および初期予測係数を基に、下位階層画像を生成して、収束判定回路56に供給する。マッピング回路54は、画素値が更新または変更された上位階層画像、および更新された予測係数が供給されたとき、画素値が更新され、または変更された上位階層画像、および更新された予測係数を基に、下位階層画像を生成して、収束判定回路56に供給する。
【0035】
図5は、マッピング回路54の構成を示す図である。クラス分類回路81は、マッピング回路54に供給された上位階層画像に、例えば、1ビットADRC(Adaptive Dynamic Range Coding)の処理を適用して、上位階層画像の特徴を基にクラス分類した結果を示すクラスを算出して、算出したクラスを復号回路83に供給する。予測タップ抽出回路82は、マッピング回路54に供給された上位階層画像から、予測タップを抽出して、抽出した予測タップを復号回路83に供給する。
【0036】
復号回路83は、マッピング回路54に供給された予測係数(各クラスに対応する予測係数から成る)から、クラスに対応する予測係数を選択して、選択した予測係数と予測タップとを基に、演算を実行して下位階層画像である復元画像を生成し、生成した下位階層画像を下位階層画像メモリ84に出力する。
【0037】
例えば、復号回路83は、式(1)に示すように、上位階層画像の中心画素(例えば、図1の画素I)に対応する位置の下位階層画像の画素(画素i)を中心とする3画素×3画素(画素a乃至画素i)の画素値Yn(n=0,1,2,・・・,8)として、画素A乃至Iの画素値Xj(j=0,1,2,・・・,8)と、予測係数k(n,j)との線形1次結合による演算を行い、その演算結果を下位階層画像メモリ84に出力する。
【0038】
Yn=Σk(n,j)Xj (1)
【0039】
下位階層画像メモリ84は、復号回路83から供給された下位階層画像である復元画像を順次記憶し、画像全体についてマッピング回路54の処理が終了したとき、記憶している下位階層画像である復元画像の全体を出力する。
【0040】
収束判定回路56は、遅延回路55から供給された画像データ(原画像)、およびマッピング回路54から供給された下位階層画像(復元画像)を基に、マッピング回路54から供給された下位階層画像(復元画像)と画像データとの誤差(画面全体で画素毎の差を積算したもの)が予め記憶している閾値より小さいか否かを判定し、マッピング回路54から供給された下位階層画像(復元画像)と画像データとの誤差が予め記憶している閾値より小さいと判定された場合、上位階層画像を最適上位階層画像データとして出力するとともに、予測係数を最適予測係数として出力する。
【0041】
なお、収束判定回路56は、上位階層画像の更新の処理と上位階層画像の変更の処理が所定の回数実行されたとき、上位階層画像を最適上位階層画像データとして出力するとともに、予測係数を最適予測係数として出力するようにしてもよい。
【0042】
また、収束判定回路56は、誤差の変化量(前回の処理における誤差と今回の処理における誤差の差)、誤差の大きさ、並びに更新の処理の回数および変更の処理の回数などを基に、所定の判定の処理を実行して、判定の結果に対応して、上位階層画像を最適上位階層画像データとして出力するとともに、予測係数を最適予測係数として出力するようにしてもよい。
【0043】
マッピング回路54から供給された下位階層画像(復元画像)と画像データとの誤差が予め記憶している閾値以上であると判定された場合、収束判定回路56は、更新回数カウンタ57に制御信号を供給して、更新回数カウンタ57にカウンタ値をインクリメントさせる。
【0044】
上位階層画像更新回路58は、画像データ(原画像)、供給された予測係数、および上位階層画像を基に、復元画像の画素値と画像データの画素値との誤差が小さくなるように、上位階層画像の画素値を更新し、画素値を更新した上位階層画像をスイッチ53、マッピング回路54、および予測係数更新回路60に出力する。
【0045】
図6は、上位階層画像更新回路58の構成を説明する図である。上位階層画像データメモリ101は、上位階層画像更新回路58に供給された上位階層画像を記憶し、記憶している上位階層画像を最適画素値決定回路102およびスイッチ103に供給する。
【0046】
最適画素値決定回路102は、上位階層画像データメモリ101から供給された上位階層画像、並びに上位階層画像更新回路58に供給された予測係数および画像データ(原画像)を基に、注目画素決定回路104から供給された画素値位置信号に対応する画素(以下、注目画素と称する)の最適画素値を算出して、上位階層画像データメモリ101に、注目画素の画素値を最適画素値に置き換えさせる。
【0047】
図7乃至図9は、最適画素値決定回路102による注目画素の最適画素値の算出を説明する図である。例えば、図7に示すように、予測タップ(式(1)の演算に利用される、上位階層画像を構成する、注目画素と所定の関係を有する画素)が、注目画素を中心とする5画素×5画素である場合、図8に示す着目画素の画素値y'は、式(2)で算出される。
y'=w1・x1+w2・x2+・・・+wk・xk+・・・+w25・x25 (2)
w1乃至w25は、注目画素のクラスに対応する予測係数である。x1乃至x25は、予測タップの画素値である。1乃至25は、予測タップが5画素×5画素である場合の各タップの番号を示す。wkは、注目画素に対応する予測係数である。xkは、注目画素の画素値である。
【0048】
注目画素の画素値の変更の影響は、上位階層画像において、予測タップの範囲である、注目画素を中心とする5画素×5画素におよぶ。また、上位階層画像と下位階層画像との関係が図1に示す関係を有する場合、注目画素の画素値の変更の影響は、図9に示すように、下位階層画像において、15画素×15画素におよぶ。
【0049】
クラス分類が非線形処理であるとき、注目画素の画素値を影響が及ぶ範囲においてマッピングの結果を最適にするため、最適画素値決定回路102は、注目画素以外の画素の画素値を固定するとともに、注目画素の画素値を変動させて、画素値を変動させた上位階層画像のマッピングの結果と原画像との誤差を算出し、誤差が最小である画素値を注目画素の画素値とする。
【0050】
例えば、最適画素値決定回路102は、注目画素の画素値を0乃至255の範囲で変動させ、それに対応する下位階層画像における15画素×15画素のマッピングの結果を評価し、誤差が最小である画素値を注目画素の画素値とする。
【0051】
図10は、最適画素値決定回路102の構成を示す図である。上位階層画像メモリ101から供給された上位階層画像は、着目画素決定回路121に供給される。注目画素値カウンタ130は、最適画素値を決定する処理の最初の処理において、例えば、カウンタ値として0が設定され、設定されたカウンタ値を注目画素の画素値として予測タップ抽出回路122およびクラス分類回路123に供給する。
【0052】
着目画素決定回路121は、上位階層画像メモリ101から供給された上位階層画像から着目画素を決定し、着目画素を特定するデータを予測タップ抽出回路122およびクラス分類回路123に供給する。
【0053】
予測タップ抽出回路122は、着目画素に対応する予測タップ(注目画素に対応する予測タップは、注目画素値カウンタ130により設定された値を有する)を上位階層画像から抽出して、復号回路124に供給する。
【0054】
クラス分類回路123は、着目画素に対応して、下位階層画像(注目画素に対応する画素値は、注目画素値カウンタ130により設定された値を有する)を基にクラス分類の処理を実行し、クラスを示すデータを復号回路124に供給する。
【0055】
復号回路124は、クラスに対応する予測係数、および予測タップを基に、例えば、式(1)に示す演算により下位階層画像を算出して、算出した下位階層画像を順次、下位階層画像メモリ125に供給する。
【0056】
下位階層画像メモリ125は、復号回路124から供給された下位階層画像を記憶し、注目画素の画素値を変更することにより影響を受ける下位階層画像の画素値の全てを記憶したとき、記憶している下位階層画像を誤差算出回路126に出力する。
【0057】
誤差算出回路126は、画像データ(原画像)と下位階層画像メモリ125から供給された下位階層画像との誤差を算出し、算出した誤差をスイッチ128および比較器127に出力する。
【0058】
比較器127は、最小誤差保存用レジスタ129から供給された最小誤差(現在までの最小の誤差を示す)と、誤差算出回路126から供給された誤差とを比較する。誤差算出回路126から供給された誤差が最小誤差保存用レジスタ129から供給された最小誤差より小さいと判定された場合、比較器127は、制御信号を出力してスイッチ128を閉じさせ、最小誤差保存用レジスタ129に、差算出回路126から供給された誤差を記憶させるとともに、スイッチ131を閉じさせ、最適画素値保存用レジスタ132に、注目画素値カウンタ130のカウンタ値を記憶させる。
【0059】
比較器127は、カウンタインクリメント信号を注目画素値カウンタ130に供給し、注目画素値カウンタ130にカウンタ値をインクリメントさせる。
【0060】
カウンタ値をインクリメントしたとき、注目画素値カウンタ130は、カウンタ値を注目画素の画素値として予測タップ抽出回路122およびクラス分類回路123に供給する。
【0061】
このように、最適画素値決定回路102は、例えば、注目画素値カウンタ130が0から255にインクリメントされるまで、それぞれのカウンタ値を注目画素の画素値とした上位階層画像を基に下位階層画像(復元画像)を生成し、画像データと復元画像との誤差が最小となるカウンタ値を求めて、誤差が最小となるカウンタ値を最適画素値保存用レジスタ132に記憶させる。
【0062】
注目画素値カウンタ130が、注目画素値カウンタ130のカウント値が255になったとき、制御信号をスイッチ133に供給してスイッチ133を閉じさせるので、最適画素値保存用レジスタ132に記憶されている、画像データと復元画像との誤差が最小となるカウンタ値は、最適画素値として出力される。
【0063】
このように、最適画素値決定回路102は、復元した画像と原画像との誤差が最小となる注目画素の画素値を算出して、出力する。
【0064】
注目画素決定回路104は、注目画素とする画素を指定する画素位置信号を最適画素値決定回路102に供給する。画素位置信号により、上位階層画像の画素は、順次、注目画素とされる。上位階層画像の全ての画素が注目画素とされ、上位階層画像の全ての画素の最適画素値が算出されて、上位階層画像データメモリ101に、上位階層画像の全ての画素の最適画素値が記憶された場合、注目画素決定回路104は、制御信号をスイッチ103に供給して、上位階層画像データメモリ101に記憶されている上位階層画像を更新上位階層画像として出力させる。
【0065】
以上のように、上位階層画像更新回路58は、原画像である画像データとの誤差を小さくするように、上位階層画像を更新して、更新した上位階層画像を出力する。
【0066】
図4に戻り、上位階層画像変更回路59は、更新回数カウンタ57の制御の基に、スイッチ53を介して供給された上位階層画像をそのまま上位階層画像更新回路58、マッピング回路54、および予測係数更新回路60に供給するか、または、例えば、上位階層画像の更新の処理が所定の回数実行されたとき、上位階層画像の画素値を変更し、画素値を変更した上位階層画像を上位階層画像更新回路58、マッピング回路54、および予測係数更新回路60に出力する。
【0067】
図11は、上位階層画像変更回路59の構成を説明する図である。上位階層画像データメモリ151は、上位階層画像変更回路59に供給された上位階層画像を記憶し、記憶している上位階層画像を画素値変更回路152およびスイッチ155に供給する。
【0068】
画素値変更回路152は、上位階層画像データメモリ151から供給された上位階層画像の画素値を、注目画素決定回路154から供給された画素位置信号ににより選択する。
【0069】
変化量決定回路153は、更新回数カウンタ57から供給されるカウンタ値を、上位階層画像変化パラメータとみなして入力し、画素値変化量を決定し、画素値変更回路152に供給する。画素値変更回路152は、変化量決定回路153から供給された画素値変化量を基に、選択された上位階層画像の画素値を変更して、変更した画素値を上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0070】
図12は、画素値変更回路152および変化量決定回路153による画素値の変更の例を説明する図である。変化量決定回路153は、上位階層画像の画素毎に、例えば、ガウス分布の乱数を生成し、生成した乱数を画素値変更回路152に供給する。画素値変更回路152は、受信した乱数を選択された上位階層画像の画素値に加算して、乱数が加算された画素値を上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0071】
図12に示す例において、画素値変更回路152は、選択された画素の18である画素値に、変化量決定回路153から受信した3である乱数を加算する。画素値変更回路152は、選択された画素に、乱数を加算して得られた、21である画素値を設定して上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0072】
画素値変更回路152は、他の選択された画素の26である画素値に、変化量決定回路153から受信した−5である乱数を加算する。画素値変更回路152は、他の選択された画素に、乱数を加算して得られた、21である画素値を設定して上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0073】
画素値変更回路152は、選択された画素の85である画素値に、変化量決定回路153から受信した2である乱数を加算する。画素値変更回路152は、選択された画素に、乱数を加算して得られた、87である画素値を設定して上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0074】
画素値変更回路152および変化量決定回路153は、同様の処理を繰り返して、上位階層画像の画素のそれぞれに異なる値の乱数を加算して、上位階層画像の画素の全てを変更する。
【0075】
なお、画素値変更回路152は、加算以外の処理により、上位階層画像の画素の変更を実行するようにしてもよい。
【0076】
図13は、画素値変更回路152および変化量決定回路153による画素値の変更の他の例を説明する図である。変化量決定回路153は、1つの上位階層画像に対して、1つのオフセット(例えば、値が5であるオフセット)を生成し、生成したオフセットを画素値変更回路152に供給する。画素値変更回路152は、受信したオフセットを上位階層画像の画素値のそれぞれに加算して、オフセットが加算された画素値を上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0077】
図13に示す例において、画素値変更回路152は、選択された画素の18である画素値に、変化量決定回路153から受信した5であるオフセットを加算する。画素値変更回路152は、選択された画素に、オフセットを加算して得られた、23である画素値を設定して上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0078】
画素値変更回路152は、選択された画素の26である画素値に、変化量決定回路153から受信した5であるオフセットを加算する。画素値変更回路152は、選択された画素に、オフセットを加算して得られた、31である画素値を設定して上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0079】
画素値変更回路152は、選択された画素の85である画素値に、変化量決定回路153から受信した5であるオフセットを加算する。画素値変更回路152は、選択された画素に、オフセットを加算して得られた、90である画素値を設定して上位階層画像データメモリ151に記憶させる。
【0080】
画素値変更回路152および変化量決定回路153は、同様の処理を繰り返して、上位階層画像の画素のそれぞれに、1つのオフセットを加算して、上位階層画像の画素の全てを変更する。
【0081】
注目画素決定回路154は、注目画素とする画素を指定する画素位置信号を画素値変更回路152に供給する。画素位置信号により、上位階層画像の画素は、順次注目画素とされる。上位階層画像の全ての画素が注目画素とされ、上位階層画像の全ての画素の画素値が変更されて、上位階層画像データメモリ151に、上位階層画像の全ての画素の変更された画素値が記憶された場合、注目画素決定回路154は、制御信号をスイッチ155に供給し、上位階層画像データメモリ151に記憶されている上位階層画像を変更後の上位階層画像として出力させる。
【0082】
以上のように、上位階層画像変更回路59は、上位階層画像の画素値を変更して、画素値を変更した上位階層画像を出力する。
【0083】
予測係数更新回路60は、画像データ(原画像)、および、画素値が更新されたか、または画素値が変更された上位階層画像を基に、予測係数を更新して、更新した予測係数を更新予測係数として、スイッチ52を介して、マッピング回路54に出力する。
【0084】
図14は、予測係数更新回路60の構成を示す図である。クラス分類回路171は、予測係数更新回路60に供給された上位階層画像に、例えば、1ビットADRCの処理を適用して、上位階層画像の特徴を基にクラス分類した結果を示すクラスを算出して、算出したクラスを予測係数演算回路174に供給する。
【0085】
予測タップ抽出回路172は、予測係数更新回路60に供給された上位階層画像から、予測タップを抽出して、抽出した予測タップを予測係数演算回路174に供給する。
【0086】
教師データ抽出回路173は、画像データ(原画像)から教師データ(上位階層画像に対応する)を抽出して、抽出した教師データを予測係数演算回路174に供給する。
【0087】
予測係数演算回路174は、教師データ抽出回路173に供給された教師データ、および予測タップ抽出回路172から供給された予測タップを基に、クラスに対応する予測係数を演算して、演算した予測係数を出力する。
【0088】
このように、予測係数更新回路60は、更新または変更された上位階層画像に対応して、予測係数を更新し、更新した予測係数をスイッチ52を介してマッピング回路54に出力する。
【0089】
以上のように、送信装置1は、上位階層画像を更新、または変更することにより、迅速に、復元したとき、より誤差の少ない上位階層画像を生成して、生成した上位階層画像を符号化データとして出力することができる。
【0090】
図15は、シミュレーションにより算出した、上位階層画像の更新の処理の回数、または変更の処理の回数と、上位階層画像から復元した画像のS/N(誤差の逆数に対応する)との対応を示す図である。
【0091】
図15の点線は、上位階層画像の変更の処理を行わずに、更新を繰り返した場合(従来の技術に対応する)の、上位階層画像から復元した画像のS/Nを示す。更新のみを繰り返した上位階層画像から復元した画像のS/Nは、更新の処理の回数を増やしても、比較的低い値で、ほぼ一定となる。
【0092】
図15の1点鎖線は、復元した画像のS/Nがほぼ一定となったとき、上位階層画像の変更の処理を実行した場合の、上位階層画像から復元した画像のS/Nを示す。復元した画像のS/Nがほぼ一定となったとき、上位階層画像の変更の処理を実行した上位階層画像から復元した画像のS/Nは、更新のみを繰り返したときに比較し、より高い値となる。
【0093】
図15の実線は、更新の処理の回数と変更の処理の回数とを所定の割合で実行した場合の、上位階層画像から復元した画像のS/Nを示す。更新の処理の回数と変更の処理の回数とを所定の割合で実行した上位階層画像から復元した画像のS/Nは、更新のみを繰り返したとき、および復元した画像のS/Nがほぼ一定となったとき、上位階層画像の変更の処理を実行したときに比較し、より少ない更新の処理の回数または変更の処理の回数で、より高い値となる。
【0094】
次に、送信装置1の符号化の処理を図16のフローチャートを参照して説明する。ステップS11において、前処理回路51は、入力された画像データから、初期上位階層画像および初期予測係数を生成する前処理を実行し、スイッチ53、および上位階層画像変更回路59を介して、初期上位階層画像をマッピング回路54に供給するとともに、スイッチ54を介して、初期予測係数をマッピング回路54に供給する。前処理の処理の詳細は、図17のフローチャートを参照して後述する。
【0095】
ステップS12において、マッピング回路54は、マッピング処理を実行して、生成した下位階層画像を収束判定回路56に出力する。マッピング処理の詳細は、図20のフローチャートを参照して後述する。
【0096】
ステップS13において、収束判定回路56は、遅延回路55から供給された画像データ(原画像)と、およびマッピング回路54から供給された下位階層画像との誤差を算出して、算出した誤差を基に、誤差が収束した(復元された下位階層画像と原画像との誤差が所望の値より少ない)か否かを判定し、誤差が収束していないと判定された場合、ステップS14に進み、上位階層画像を更新した回数、または前回の処理で算出した誤差との差などを基に、上位階層画像を更新するか否かを判定する。
【0097】
ステップS14において、上位階層画像を更新すると判定された場合、ステップS15に進み、上位階層画像更新回路58は、復元された下位階層画像と原画像との誤差がより少なくなるように、上位階層画像の画素値を更新する処理を実行し、手続きは、ステップS17に進む。上位階層画像の画素値を更新する処理の詳細は、図21のフローチャートを参照して後述する。
【0098】
ステップS14において、上位階層画像を更新しない、すなわち、上位階層画像を変更すると判定された場合、ステップS16に進み、上位階層画像変更回路59は、上位階層画像の画素値を変更し、手続きは、ステップS17に進む。上位階層画像の画素値を変更する処理の詳細は、図23および図24のフローチャートを参照して後述する。
【0099】
ステップS17において、予測係数更新回路60は、予測係数を更新して、手続きは、ステップS12に戻り、上位階層画像の更新の処理、または上位階層画像の変更の処理を繰り返す。、予測係数を更新する処理の詳細は、図25のフローチャートを参照して後述する。
【0100】
ステップS13において、誤差が収束したと判定された場合、収束判定回路56は、上位階層画像および予測係数をそれぞれ最適上位階層画像および最適予測係数として出力し、処理は終了する。
【0101】
このように、送信装置1は、復元したときの下位階層画像と原画像との誤差が所望の値より小さい上位階層画像および予測係数を算出して、出力することができる。
【0102】
次に、図16のステップS11の前処理の詳細を、図17のフローチャートを参照して説明する。ステップS31において、前処理回路51は、入力された画像データを基に、初期上位階層画像を生成し、スイッチ53および上位階層画像変更回路59を介して、生成した初期上位階層画像をマッピング回路54に供給する。初期上位階層画像の生成の処理の詳細は、図18のフローチャートを参照して後述する。
【0103】
ステップS32において、前処理回路51は、入力された画像データを基に、初期係数を生成し、スイッチ52を介して、生成した初期予測係数をマッピング回路54に供給して、処理は終了する。初期予測係数の生成の処理の詳細は、図19のフローチャートを参照して後述する。
【0104】
なお、初期予測係数の生成の処理に初期上位画像を必要としない場合、前処理の処理は、初期予測係数を生成してから、初期上位画像を生成するようにしてもよい。
【0105】
次に、図17のステップS31の初期上位階層画像の生成の処理の詳細を、図18のフローチャートを参照して説明する。ステップS51において、前処理回路51は、上位階層画像に対応する注目画素を決定する。ステップS52において、前処理回路51は、ステップS51の処理で決定した注目画素に対応する、下位階層画像の対応ブロック(例えば、3画素×3画素から成るブロック)を決定する。
【0106】
ステップS53において、前処理回路51は、ステップS52の処理で決定した対応ブロック内の全ての画素の画素値の平均値を取得する。ステップS54において、前処理回路51は、ステップS53の処理で取得した平均値を、ステップS51の処理で決定した注目画素の画素値として決定する。
【0107】
ステップS55において、前処理回路51は、上位階層画像の全ての画素を注目画素として処理したか否かを判定し、上位階層画像の全ての画素を注目画素として処理していないと判定された場合、ステップS51に戻り、他の画素を注目画素として、処理を繰り返す。
【0108】
ステップS55において、上位階層画像の全ての画素を注目画素として処理したと判定された場合、上位階層画像の全ての画素の画素値を決定したので、処理は終了する。
【0109】
以上のように、前処理回路51は、初期上位階層画像を生成することができる。
【0110】
なお、前処理回路51は、単純間引き、またはガウシンアンフィルタにより、初期上位階層画像を生成するようにしてもよい。
【0111】
次に、図17のステップS32に対応する初期予測係数の生成の処理の詳細を図19のフローチャートを参照して説明する。ステップS71において、前処理回路51は、着目画素を決定する。ステップS72において、前処理回路51は、着目画素に対応するクラスタップを取得する。
【0112】
ステップS73において、前処理回路51は、取得したクラスタップに1bitADRCの処理を適用して、クラス分類を実行する。
【0113】
ステップS74において、前処理回路51は、着目画素に対応する予測タップを取得する。ステップS75において、前処理回路51は、画像データ(原画像)から教師データを取得する。
【0114】
ステップS76において、前処理回路51は、教師データおよび予測タップを基に、正規方程式を生成する。
【0115】
ステップS77において、前処理回路51は、上位階層画像の全ての画素を着目画素としたか否かを判定し、上位階層画像の全ての画素を着目画素としていないと判定された場合、ステップS71に戻り、他の画素を着目画素として、正規方程式の生成の処理を繰り返す。
【0116】
ステップS77において、上位階層画像の全ての画素を着目画素としたと判定された場合、ステップS78に進み、前処理回路51は、最小自乗法などにより生成した正規方程式を解いて、予測係数を取得し、処理は終了する。
【0117】
以上のように、前処理回路51は、初期予測係数を生成する。
【0118】
次に、図16のステップS12に対応するマッピングの処理の詳細を、図20のフローチャートを参照して説明する。ステップS91において、マッピング回路54は、着目画素を決定する。ステップS92において、予測タップ抽出回路82は、上位階層画像の画素から、着目画素に対応する予測タップを取得し、取得した予測タップを復号回路83に供給する。
【0119】
ステップS93において、クラス分類回路81は、着目画素に対応してクラス分類の処理を実行し、クラスを復号回路83に供給する。
【0120】
ステップS94において、復号回路83は、供給されている予測係数からクラスに対応する予測係数を選択し、選択した予測係数、および予測タップ抽出回路82から供給された予測タップを基に、下位階層画像を生成するマッピングの処理を実行し、生成した下位階層画像を下位階層画像メモリ84に記憶させる。
【0121】
ステップS95において、マッピング回路54は、上位階層画像の全ての画素を注目画素としたか否かを判定し、上位階層画像の全ての画素を注目画素としていないと判定された場合、ステップS91に戻り、マッピングの処理を繰り返す。
【0122】
ステップS95において、上位階層画像の全ての画素を注目画素としたと判定された場合、マッピング回路54は、下位階層画像メモリ84に記憶されている下位階層画像を出力させ、処理は終了する。
【0123】
このように、マッピング回路54は、上位階層画像および予測係数から、下位階層画像を生成するマッピングの処理を実行する。
【0124】
次に、図16のステップS15に対応する上位階層画像の更新の処理の詳細を、図21のフローチャートを参照して説明する。ステップS111において、注目画素決定回路104は、更新する画素を選択し、選択した画素に対応する画素位置信号を最適画素値決定回路102に供給する。
【0125】
ステップS112において、最適画素値決定回路102は、選択されている画素の最適画素値を決定する。最適画素値を決定する処理の詳細は、図22のフローチャートを参照して後述する。
【0126】
ステップS113において、最適画素値決定回路102は、決定した最適画素値を上位階層画像データメモリ101に記憶されている上位階層画像に設定する。
【0127】
ステップS114において、上位階層画像更新回路58は、上位階層画像の全ての画素に最適画素値を設定したか否かを判定し、上位階層画像の全ての画素に最適画素値を設定していないと判定された場合、ステップS111に戻り、他の画素を選択して、最適画素値の設定の処理を繰り返す。
【0128】
ステップS114において、上位階層画像の全ての画素に最適画素値を設定したと判定された場合、上位階層画像更新回路58は、注目画素決定回路104にスイッチ103を閉じさせて、上位階層画像データメモリ101に記憶されている上位階層画像を出力して、処理は終了する。
【0129】
図22のフローチャートを参照して、図21のステップS112の最適画素値の決定の処理の詳細を説明する。ステップS131において、着目画素決定回路121は、上位階層画像から着目画素を決定する。
【0130】
ステップS132において、予測タップ抽出回路122は、上位階層画像から着目画素に対応する予測タップを抽出して、復号回路124に供給する。ステップS133において、クラス分類回路123は、着目画素に対応して、クラス分類の処理を行い、クラスを決定する。
【0131】
ステップS134において、マッピング回路124は、マッピング処理を実行して、生成した下位階層画像を下位階層画像メモリ125に出力する。ステップS135において、誤差算出回路126は、下位階層画像メモリ125に記憶されている復号画像と画像データ(原画像)との誤差を算出する。
【0132】
ステップS136において、比較器127は、誤差算出回路126から供給された誤差と、最小誤差保存用レジスタ129に記憶されている最小誤差とを比較して、誤差算出回路126から供給された誤差が最小の誤差であるか否かを判定し、誤差算出回路126から供給された誤差が最小の誤差であると判定された場合、ステップS137に進み、誤差算出回路126から供給された誤差を最小誤差保存用レジスタ129に記憶させる。
【0133】
ステップS138において、比較器127は、スイッチ131を閉じて、注目画素値カウンタ130のカウンタ値を最適画素値保存用レジスタ132に記憶させ、手続きは、ステップS139に進む。
【0134】
ステップS136において、誤差算出回路126から供給された誤差が最小の誤差でないと判定された場合、誤差の値または注目画素値カウンタ130のカウンタ値を保存する必要はないので、ステップS137およびステップS138はスキップされ、手続きは、ステップS139に進む。
【0135】
ステップS139において、注目画素値カウンタ130は、カウンタ値が最終値であるか否かを判定し、カウンタ値が最終値でないと判定された場合、ステップS140に進み、カウンタ値をインクリメントする。
【0136】
ステップS141において、注目画素値カウンタ130は、カウンタ値を上位階層画像データの画素値として、予測タップ抽出回路122およびクラス分類回路123に設定させ、ステップS132に戻り、処理を繰り返す。
【0137】
ステップS139において、カウンタ値が最終値であると判定された場合、ステップS142に進み、注目画素値カウンタ130は、スイッチ133を閉じさせ、最適画素値保存用レジスタ132に記憶されている画素値を最適画素値として出力させて、処理は終了する。
【0138】
このように、上位階層画像更新回路58は、復元された下位階層画像と原画像との誤差がより小さい上位階層画像および予測係数を出力することができる。
【0139】
次に、図16のステップS16に対応する上位階層画像の変更の処理の詳細を、図23のフローチャートを参照して説明する。ステップS161において、変化量決定回路153は、乱数を生成して、画素値変更回路152に供給する。
【0140】
ステップS162において、注目画素決定回路154は、選択する画素を特定するための画素位置信号を画素値変更回路152に供給する。画素値変更回路152は、画素位置信号を基に、画素を選択する。
【0141】
ステップS163において、画素値変更回路152は、選択した画素に、変化量決定回路153から供給された乱数を加算する。ステップS164において、注目画素決定回路154は、全ての画素値に乱数を加算したか否かを判定し、全ての画素値に乱数を加算していないと判定された場合、ステップS161に戻り、画素値に乱数を加算する処理を繰り返す。
【0142】
ステップS164において、全ての画素値に乱数を加算したと判定された場合、処理は終了する。
【0143】
このように、上位階層画像変更回路59は、上位階層画像の画素値のそれぞれに乱数を加算して、画素値を変更する。
【0144】
次に、図16のステップS16に対応する上位階層画像変更の他の処理の詳細を、図24のフローチャートを参照して説明する。ステップS171において、変化量決定回路153は、オフセットを生成して、画素値変更回路152に供給する。ステップS172において、注目画素決定回路154は、選択する画素を特定するための画素位置信号を画素値変更回路152に供給する。画素値変更回路152は、画素位置信号を基に、画素を選択する。
【0145】
ステップS173において、画素値変更回路152は、選択した画素に、変化量決定回路153から供給されたオフセットを加算する。ステップS174において、注目画素決定回路154は、全ての画素値にオフセットを加算したか否かを判定し、全ての画素値にオフセットを加算していないと判定された場合、ステップS172に戻り、画素値にオフセットを加算する処理を繰り返す。
【0146】
ステップS174において、全ての画素値にオフセットを加算したと判定された場合、処理は終了する。
【0147】
このように、上位階層画像変更回路59は、上位階層画像の画素値のそれぞれに同一のオフセットを加算して、画素値を変更する。
【0148】
図25のフローチャートを参照して、図16のステップS17の予測係数の更新の処理の詳細を説明する。ステップS181において、予測係数更新回路60は、着目画素を決定する。ステップS182において、クラス分類回路171は、クラスタップに、例えば、1bitADRCの処理を適用して、クラス分類の処理を実行して、クラスを示すデータを予測係数演算回路174に供給する。予測タップ抽出回路172は、上位階層画像から予測タップを抽出して予測係数演算回路174に供給する。
【0149】
ステップS183において、予測係数演算回路174は、クラスに応じた演算方程式に、予測タップ、および教師データ抽出回路173から供給された教師データを足し込む。
【0150】
ステップS184において、予測係数更新回路60は、画像内の全ての画素を着目画素としたか否かを判定し、画像内の全ての画素を着目画素としていないと判定された場合、ステップS181に戻り、処理を繰り返す。
【0151】
ステップS184において、画像内の全ての画素を着目画素としたと判定された場合、ステップS185に進み、予測係数演算回路174は、生成した正規方程式を解いて、予測係数を取得し、処理は終了する。
【0152】
以上のように、予測係数更新回路60は、予測係数を更新する。
【0153】
次に、受信装置4について説明する。
【0154】
図26は、受信装置4の機能的な構成例を示す。上位階層画像メモリ201は、供給された上位階層画像データを記憶する。予測タップ抽出回路202は、上位階層画像メモリ201から供給された上位階層画像から、予測タップを抽出して、抽出した予測タップを復号回路204に供給する。
【0155】
クラス分類回路203は、上位階層画像メモリ201から供給された上位階層画像に、例えば、1ビットADRCの処理を適用して、上位階層画像の特徴を基にクラス分類した結果を示すクラスを算出して、算出したクラスを復号回路204に供給する。
【0156】
復号回路204は、受信装置4に供給された予測係数(各クラスに対応する予測係数から成る)から、クラスに対応する予測係数を選択して、選択した予測係数と予測タップとを基に、演算を実行して下位階層画像を生成し、生成した下位階層画像(復元画像)を下位階層画像メモリ205に出力する。
【0157】
下位階層画像メモリ205は、復号回路204から供給された下位階層画像である復元画像を順次記憶し、画像全体について処理が終了した場合、記憶している下位階層画像である復元画像の全体を出力する。
【0158】
次に、受信装置4の復号の処理を図27のフローチャートを参照して説明する。ステップS201において、受信装置4は、上位階層画像および予測係数を入力する。ステップS202において、受信装置4は、着目画素を決定する。
【0159】
ステップS203において、クラス分類回路203は、クラス分類処理を実行し、クラスを示すデータを復号回路204に供給する。ステップS204において、予測タップ抽出回路202は、上位階層画像の画素から、着目画素に対応する予測タップを取得し、取得した予測タップを復号回路204に供給する。
【0160】
ステップS205において、復号回路204は、供給されている予測係数からクラスに対応する予測係数を選択し、選択した予測係数、および予測タップ抽出回路202から供給された予測タップを基に、下位階層画像を生成するマッピングの処理を実行し、生成した下位階層画像を下位階層画像メモリ205に記憶させる。
【0161】
ステップS206において、受信装置4は、上位階層画像の全ての画素を着目画素としたか否かを判定し、上位階層画像の全ての画素を着目画素としていないと判定された場合、ステップS202に戻り、マッピングの処理を繰り返す。
【0162】
ステップS206において、上位階層画像の全ての画素を着目画素としたと判定された場合、受信装置4は、下位階層画像メモリ205に記憶されている下位階層画像を出力して、処理は終了する。
【0163】
このように、受信装置4は、上位階層画像および予測係数から、下位階層画像を復元する。
【0164】
次に、画像処理装置の第2の実施の形態について説明する。
【0165】
図28は、本発明に係る画像処理装置の第2の実施の形態に対応する、送信装置1の構成例を示す。
【0166】
符号化すべき画像データは、前処理回路301、エンコード回路304−1乃至304−N(Nは、例えば、15)、および評価・選択・収束判定回路307に供給される。前処理回路301は、入力された画像データを基に、初期上位階層画像および初期予測係数を生成して、初期上位階層画像を上位階層画像メモリ302に供給し、初期予測係数を予測係数テーブルメモリ303に供給する。
【0167】
上位階層画像メモリ302は、記憶している上位階層画像をエンコード回路304−1乃至304−Nに供給する。予測係数テーブルメモリ303は、記憶している予測係数をエンコード回路304−1乃至304−Nに供給する。
【0168】
上位階層画像変化パラメータ発生回路306は、エンコード回路304−1乃至304−Nのそれぞれに、異なる変化パラメータを供給する。
【0169】
エンコード回路304−1は、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された変化パラメータに基づいて、上位階層画像を変更し、上位階層画像および予測係数を更新する。エンコード回路304−1は、変更し、更新された上位階層画像、および更新された予測係数をマッピング回路305−1およびスイッチャ308に供給する。
【0170】
エンコード回路304−2は、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された変化パラメータに基づいて、上位階層画像を変更し(エンコード回路304−1とは異なる変更を行う)、上位階層画像および予測係数を更新する。エンコード回路304−2は、変更し、更新された上位階層画像、および更新された予測係数をマッピング回路305−2およびスイッチャ308に供給する。
【0171】
同様に、エンコード回路304−3乃至304−Nは、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された変化パラメータに基づいて、供給された上位階層画像をそれぞれ異なる上位階層画像に変更し、変更された上位階層画像および予測係数を更新する。エンコード回路304−3乃至304−Nは、変更し、更新された上位階層画像、および更新された予測係数をマッピング回路305−3乃至305−Nのいずれか、およびスイッチャ308にそれぞれ供給する。
【0172】
以下、エンコード回路304−1乃至304−Nを個々に区別する必要がないとき、単に、エンコード回路304と称する。
【0173】
図29は、エンコード回路304の構成を説明する図である。予測係数テーブルメモリ303から供給された予測係数は、予測係数テーブルメモリ331に記憶される。上位階層画像メモリ302から供給された上位階層画像は、上位階層画像メモリ332に記憶される。
【0174】
原画像である画像データは、収束判定回路334、上位階層画像更新回路335、および予測係数更新回路337に供給される。
【0175】
マッピング回路333は、上位階層画像および予測係数が供給されたとき、上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成して、収束判定回路334に供給する。
【0176】
収束判定回路334は、供給された画像データ(原画像)、およびマッピング回路333から供給された下位階層画像(復元画像)を基に、マッピング回路333から供給された下位階層画像(復元画像)と画像データとの誤差が予め記憶している閾値より小さいか否かを判定し、マッピング回路333から供給された下位階層画像(復元画像)と画像データとの誤差が予め記憶している閾値より小さいと判定された場合、制御信号を出力してスイッチ338およびスイッチ339を閉じて、上位階層画像メモリに記憶されている上位階層画像を最適上位階層画像データとして出力させるとともに、予測計数テーブルメモリ331に記憶されている予測係数を最適予測係数として出力させる。
【0177】
マッピング回路333から供給された下位階層画像(復元画像)と画像データとの誤差が予め記憶している閾値以上であると判定された場合、収束判定回路334は、制御信号を出力してスイッチ338およびスイッチ339を開き、上位階層画像の更新の処理を繰り返させる。
【0178】
上位階層画像更新回路335は、画像データ(原画像)、予測係数テーブルメモリ331から供給された予測係数、および上位階層画像メモリ332から供給された上位階層画像を基に、復元画像の画素値と画像データの画素値との誤差が小さくなるように、上位階層画像の画素値を更新し、画素値を更新した上位階層画像を上位階層画像メモリ332に出力する。上位階層画像メモリ332は、上位階層画像更新回路335から供給された上位階層画像を記憶する。
【0179】
上位階層画像変更回路336は、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から上位階層画像変化パラメータが供給されたとき、上位階層画像変化パラメータを基に、上位階層画像メモリ332から供給された上位階層画像の画素値を変更し、画素値を変更した上位階層画像を上位階層画像メモリ332に出力する。上位階層画像メモリ332は、上位階層画像変更回路336から供給された上位階層画像を記憶する。
【0180】
予測係数更新回路337は、画像データ(原画像)、および上位階層画像メモリ332から供給された上位階層画像を基に、予測係数を更新して、更新した予測係数を予測係数テーブルメモリ331に出力する。予測係数テーブルメモリ331は、予測係数更新回路337から供給された更新された予測係数を記憶する。
【0181】
マッピング回路333は、変更または更新された上位階層画像、および更新された予測係数が供給されたとき、その上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成して、収束判定回路334に供給する。収束判定回路334は、上位階層画像および予測係数を基に生成された下位階層画像を基に、判定の処理を実行する。
【0182】
図28に戻り、マッピング回路305−1は、エンコード回路304−1から供給された上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成して、生成した下位階層画像を評価・選択・収束判定回路307に供給する。
【0183】
マッピング回路305−2は、エンコード回路304−2から供給された上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成して、生成した下位階層画像を評価・選択・収束判定回路307に供給する。
【0184】
マッピング回路305−3乃至305−Nは、エンコード回路304−3乃至304−Nのいずれかから供給された上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成して、生成した下位階層画像を評価・選択・収束判定回路307に供給する。
【0185】
以下、マッピング回路305−1乃至305−Nを個々に区別する必要がないとき、単に、マッピング回路305と称する。
【0186】
評価・選択・収束判定回路307は、カウンタ309から供給される回数カウントが予め記憶している閾値より小さいとき、マッピング回路305−1乃至305−Nのそれぞれから供給された下位階層画像と画像データとの誤差を算出して、スイッチャ308にエンコード回路304−1乃至304−Nから供給された上位階層画像と予測係数を選択する制御信号を供給する。
【0187】
評価・選択・収束判定回路307は、カウンタ309から供給される回数カウントが予め記憶している閾値以上であるとき、マッピング回路305−1乃至305−Nのそれぞれから供給された下位階層画像と画像データとの誤差を算出して、スイッチャ308に上位階層画像と予測係数を選択する制御信号を供給すると共に、スイッチャ308に選択した上位階層画像と予測係数をそれぞれ最適上位階層画像データおよび最適予測係数として出力させる制御信号を供給する。
【0188】
なお、評価・選択・収束判定回路307は、所定の回数、上位階層画像の変更の処理と更新の処理を繰り返したとき、スイッチャ308に選択した上位階層画像と予測係数をそれぞれ最適上位階層画像データおよび最適予測係数として出力させる制御信号を供給するようにしてもよい。
【0189】
スイッチャ308は、評価・選択・収束判定回路307から供給される制御信号に基づき、エンコード回路304−1乃至304−Nから供給された上位階層画像および予測係数から1つの上位階層画像および予測係数を選択して、選択した上位階層画像を上位階層画像メモリ302に供給するとともに、選択した予測係数を予測係数テーブルメモリ303に供給する。スイッチャ308は、評価・選択・収束判定回路307から供給される制御信号に基づき、エンコード回路304−1乃至304−Nから供給された上位階層画像および予測係数を選択して、選択した上位階層画像および予測係数をそれぞれ最適上位階層画像データおよび最適予測係数として出力する。
【0190】
上位階層画像メモリ302は、スイッチャ308から供給された上位階層画像を記憶すると共に、記憶している上位階層画像をエンコード回路304−1乃至304−Nに供給する。予測係数テーブルメモリ303は、スイッチャ308から供給された予測係数を記憶するとともに、記憶している予測係数をエンコード回路304−1乃至304−Nに供給する。
【0191】
図30は、画像処理装置の第2の実施の形態に対応する、送信装置1の他の構成例における処理の概要を説明する図である。送信装置1に原画像である画像データが入力されると、前処理回路301は、初期上位階層画像および初期予測係数を生成する。初期上位階層画像は、例えば、上位階層画像Aとして、上位階層画像メモリ302にバッファリングされる。初期予測係数は、予測係数テーブルメモリ303に記憶される。
【0192】
上位階層画像メモリ302にバッファリングされた上位階層画像Aは、エンコード回路304−1乃至304−Nに供給され、並列に、それぞれ異なる変更が加えられる。
【0193】
例えば、エンコード回路304−1は、上位階層画像Aに画像変更1の処理を適用して、上位階層画像Aを上位階層画像A1に変更し、更に、上位階層画像A1を更新する。
【0194】
エンコード回路304−2は、上位階層画像Aに画像変更2(画像変更1と異なる)の処理を適用して、上位階層画像Aを上位階層画像A2に変更し、更に、上位階層画像A2を更新する。
【0195】
エンコード回路304−3は、上位階層画像Aに画像変更3(画像変更1および画像変更2と異なる)の処理を適用して、上位階層画像Aを上位階層画像A3に変更し、更に、上位階層画像A3を更新する。
【0196】
同様に、エンコード回路304−4乃至304−Nは、それぞれ、上位階層画像Aに画像変更4乃至画像変更N(互いに異なる画像の変更)の処理を適用して、上位階層画像Aを上位階層画像A4乃至上位階層画像ANのいずれかに変更し、更に、上位階層画像A4乃至上位階層画像ANを更新する。
【0197】
評価・選択・収束判定回路307は、上位階層画像A1乃至上位階層画像ANを評価して、上位階層画像A1乃至上位階層画像ANの内の1つを選択し、選択した上位階層画像を上位階層画像Bとして上位階層画像メモリ302に記憶させるとともに、対応する予測係数を予測係数テーブルメモリ303に記憶させる。
【0198】
上位階層画像Bについて、同様の処理が繰り返される。
【0199】
以上のように、上位階層画像に、並列に異なる画像変更の処理が施され、それぞれの上位階層画像が更新され、選択される処理が繰り返されるので、送信装置1は、より迅速に、原画像と誤差の小さい復元画像を得ることができる上位階層画像を求めることができる。
【0200】
図31のフローチャートを参照して、図28に示す送信装置1の符号化の処理を説明する。ステップS301において、前処理回路301は、初期上位階層画像および初期予測係数を生成して、初期上位階層画像を上位階層画像メモリ302に供給するとともに、初期予測係数を予測係数テーブルメモリ303に供給する。上位階層画像メモリ302は、供給された初期上位階層画像を記憶するとともに、記憶した初期上位階層画像をエンコード回路304−1乃至304−N(Nは、例えば、15)のそれぞれに供給する。予測係数テーブルメモリ303は、供給された初期予測係数を記憶するとともに、記憶した初期予測係数をエンコード回路304−1乃至304−Nのそれぞれに供給する。
【0201】
ステップS301における前処理は、図16のステップS11と同様なので、その詳細な処理の説明は省略する。
【0202】
ステップS302において、上位階層画像変化パラメータ発生回路306は、上位階層画像変化パラメータを複数(エンコード回路304−1乃至304−Nの数に対応し、例えば、15個)発生し、発生した上位階層画像変化パラメータのそれぞれをエンコード回路304−1乃至304−Nのそれぞれに供給する。
【0203】
以下のステップS303乃至ステップS306の処理は、エンコード回路304−1乃至304−Nのそれぞれにおいて、並列に実行される。
【0204】
ステップS303において、エンコード回路304の上位階層画像変更回路336は、予測係数テーブルメモリ331から供給された上位階層画像を、上位階層画像変化パラメータに従って変化させる。
【0205】
ステップS304において、上位階層画像更新回路335は、上位階層画像の更新の処理を所定の回数(例えば、10回)繰り返し、予測計数更新回路338は、予測係数の更新の処理を所定の回数(例えば、10回)繰り返す。更新された上位階層画像は、上位階層画像メモリ332に記憶される。更新された予測係数は、予測係数テーブルメモリ331に記憶される。
【0206】
ステップS305において、エンコード回路304は、所定の回数(例えば、5回)、上位階層画像の変化を繰り返したか否かを判定し、所定の回数、上位階層画像の変化を繰り返していないと判定された場合、手続きは、ステップS303に戻り、上位階層画像の変化の処理を繰り返す。
【0207】
ステップS305において、所定の回数、上位階層画像の変化を繰り返したと判定された場合、ステップS306に進み、マッピング回路305は、エンコード回路304から供給された上位階層画像、および予測係数を基に、マッピングの処理を実行する。
【0208】
ステップS306におけるマッピングの処理は、図16のステップS16の処理と同様なので、その処理の詳細な説明は省略する。
【0209】
ステップS307において、評価・選択・収束判定回路307は、画像データ(原画像)を基に、マッピング回路305−1乃至305−Nから供給された下位階層画像、すなわち複数の結果を評価し、最良のものを選択する。
【0210】
ステップS308において、評価・選択・収束判定回路307は、画像データ(原画像)、ステップS307の処理で選択した下位階層画像、および予め記憶している閾値を基に、収束したか否かを判定し、収束していないと判定された場合、手続きは、ステップS309に進む。
【0211】
ステップS308における、収束したか否かの判定は、例えば、下位階層画像の評価値、評価値の変化量、または更新の回数などを基に実行される。
【0212】
ステップS309において、評価・選択・収束判定回路307は、スイッチャ308を切り替えて、ステップS307の処理で選択された上位階層画像と予測係数を以降の処理対象にするため、選択された上位階層画像を上位階層画像メモリ302に入力させ、選択された予測係数を予測係数テーブルメモリ303に入力させる。上位階層画像メモリ302は、選択された上位階層画像を記憶する。予測係数テーブルメモリ303は、選択された予測係数を記憶する。手続きは、ステップS302に戻り、上位階層画像の変化の処理および更新の処理を繰り返す。
【0213】
ステップS308において、収束したと判定された場合、スイッチャ308は、選択された上位階層画像を最適上位階層画像データとして出力するとともに、選択された予測係数を最適予測係数として出力し、処理は終了する。
【0214】
このように、図28に構成を示す送信装置1は、上位階層画像に、並列に、異なる画像変化の処理を適用し、それぞれの上位階層画像を更新して、最良の上位階層画像を選択するので、より迅速に、原画像と誤差の小さい復元画像を得ることができる上位階層画像を出力することができる。
【0215】
図32は、本発明に係る画像処理装置の第3の実施の形態に対応する、送信装置1の構成例を示す。図28に示す場合と同様の部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【0216】
上位変化・係数更新回路351−1は、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された変化パラメータに基づいて、上位階層画像を変更し、予測係数を更新する。上位変化・係数更新回路351−1は、変更した上位階層画像、および更新された予測係数をマッピング回路305−1およびスイッチャ308に供給する。
【0217】
上位変化・係数更新回路351−2は、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された変化パラメータに基づいて、上位階層画像を変更し(上位変化・係数更新回路351−1とは異なる変更を行う)、上位階層画像および予測係数を更新する。上位変化・係数更新回路351−2は、変更し、更新された上位階層画像、および更新された予測係数をマッピング回路305−2およびスイッチャ308に供給する。
【0218】
同様に、上位変化・係数更新回路351−3乃至351−Nは、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された変化パラメータに基づいて、供給された上位階層画像をそれぞれ異なる上位階層画像に変更し、変更された上位階層画像および予測係数を更新する。上位変化・係数更新回路351−3乃至351−Nは、変更し、更新された上位階層画像、および更新された予測係数をマッピング回路305−3乃至305−Nのいずれか、およびスイッチャ308にそれぞれ供給する。
【0219】
以下、上位変化・係数更新回路351−1乃至351−Nを個々に区別する必要がないとき、単に、上位変化・係数更新回路351と称する。
【0220】
上位階層画像変化パラメータ発生回路306は、カウンタ309から供給された回数カウントを基に、エンコード回路304−1乃至304−Nのそれぞれに、異なる変化パラメータを供給する。
【0221】
上位更新・係数更新回路352は、スイッチャ308から供給された上位階層画像および予測係数を更新し、更新した上位階層画像を上位階層画像メモリ302に記憶させると共に、更新した予測係数を予測係数テーブルメモリ303に記憶させる。
【0222】
図33は、画像処理装置の第3の実施の形態に対応する、送信装置1の構成例における他の処理の概要を説明する図である。図33に対応する処理において、前処理乃至上位階層画像変更の処理は、図30に示す場合と同様なのでその説明は省略する。
【0223】
図33に対応する処理において、変更された上位階層画像1乃至上位階層画像Nは、更新されない。
【0224】
評価・選択・収束判定回路307は、変更された上位階層画像1乃至上位階層画像Nを評価して、上位階層画像1乃至上位階層画像Nの内の1つを選択する。評価・選択・収束判定回路307は、スイッチャ308を制御して、選択した上位階層画像および予測係数を上位更新・係数更新回路352に供給する。
【0225】
上位更新・係数更新回路352は、選択された上位階層画像および予測係数を更新する。
【0226】
上位更新・係数更新回路352は、更新された上位階層画像を上位階層画像Bとして上位階層画像メモリ302に記憶させるとともに、対応する予測係数を予測係数テーブルメモリ303に記憶させる。
【0227】
図33に示す処理は、図30に示す処理に比較し、上位階層画像を更新する処理が少なくなるので、送信装置1の回路規模を小さくできる利点がある。
【0228】
図34のフローチャートを参照して、図32に示す送信装置1の符号化の処理を説明する。ステップS321およびステップS322の処理は、図31のステップS301およびステップS302の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【0229】
以下のステップS323およびステップS324の処理は、上位変化・計数更新回路351−1乃至351−Nのそれぞれにおいて、並列に実行される。
【0230】
ステップS323において、上位変化・計数更新回路351は、上位階層画像メモリ302から供給された上位階層画像を、上位階層画像変化パラメータ発生回路306から供給された上位階層画像変化パラメータに従って変化させる。ステップS324において、マッピング回路305は、上位変化・計数更新回路351から供給された上位階層画像、および予測係数を基に、マッピングの処理を実行する。
【0231】
ステップS324におけるマッピングの処理は、図16のステップS16の処理と同様なので、その処理の詳細な説明は省略する。
【0232】
ステップS325において、評価・選択・収束判定回路307は、画像データ(原画像)を基に、マッピング回路305−1乃至305−Nから供給された下位階層画像、すなわち複数の結果を評価し、最良のものを選択する。
【0233】
ステップS326において、上位更新・係数更新回路352は、ステップS325の処理で選択された上位階層画像の更新の処理を所定の回数繰り返し、予測係数の更新の処理を所定の回数(例えば、10回)繰り返す。
【0234】
ステップS328において、送信装置1は、更新された上位階層画像、および予測係数を基に、マッピングの処理を実行する。
【0235】
ステップS328におけるマッピングの処理は、図16のステップS16の処理と同様なので、その処理の詳細な説明は省略する。
【0236】
ステップS329およびステップS330の処理は、図31のステップS308およびステップS309の処理とそれぞれ同様なので、その説明は省略する。
【0237】
このように、第3の実施の形態に対応する送信装置1は、図31に示すフローチャートに対応する処理を実行するときに比較して、より小さい規模の回路構成で、迅速に、原画像と誤差の小さい復元画像を得ることができる上位階層画像を出力することができる。
【0238】
図35は、画像処理装置の第4の実施の形態に対応する、送信装置1の構成例を示す。図32に示す場合と同様の部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
【0239】
第4の実施の形態に対応する送信装置1は、第3の実施の形態の送信装置1から上位更新・係数更新回路352を省略した構成と同様の構成を有する。
【0240】
図36は、本発明に係る画像処理装置の第4の実施の形態に対応する、送信装置1の構成例における処理の概要を説明する図である。図36に対応する処理において、前処理乃至上位階層画像変更の処理までは、図33に示す場合と同様なのでその説明は省略する。
【0241】
評価・選択・収束判定回路307は、変更された上位階層画像1乃至上位階層画像Nを評価して、上位階層画像1乃至上位階層画像Nの内の1つを選択する。本発明に係る第4の実施の形態に対応する処理において、選択した上位階層画像は、更新されない。
【0242】
評価・選択・収束判定回路307は、選択された上位階層画像を上位階層画像Bとして上位階層画像メモリ302に記憶させるとともに、対応する予測係数を予測係数テーブルメモリ303に記憶させる。
【0243】
図36に示す処理は、図30または図33に示す処理に比較し、上位階層画像を更新する処理がないので、送信装置1の回路規模を更に小さくできる利点がある。
【0244】
図37のフローチャートを参照して、図35に示す送信装置1の符号化の処理を説明する。ステップS351乃至ステップS355の処理は、図34のステップS321乃至ステップS325の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【0245】
ステップS356乃至ステップS358の処理は、図34のステップS327乃至ステップS329の処理と同様であるので、その説明は省略する。
【0246】
すなわち、図35に示す送信装置1の符号化の処理は、図34のフローチャートに示す処理から、ステップS326の処理を省略した処理と同様である。
【0247】
従って、本発明に係る画像処理装置の第4の実施の形態に対応する、送信装置1は、より迅速に、符号化の処理を実行することができる。
【0248】
次に、本発明に係る画像処理装置の第5の実施の形態について説明する。
【0249】
図38は、本発明に係る画像処理装置の第5の実施の形態に対応する、送信装置1の構成例を示す。
【0250】
符号化すべき画像データは、前処理回路401、エンコード回路404、および評価判定・収束判定回路407に供給される。
【0251】
前処理回路401は、入力された画像データを基に、初期上位階層画像および初期予測係数を生成して、初期上位階層画像を上位階層画像メモリ402に供給し、初期予測係数を予測係数テーブルメモリ403に供給する。
【0252】
上位階層画像メモリ402は、記憶している上位階層画像をエンコード回路404に供給する。予測係数テーブルメモリ403は、記憶している予測係数をエンコード回路404に供給する。
【0253】
上位階層画像変化パラメータ発生回路406は、評価判定・収束判定回路407から供給される回数カウントを基に、エンコード回路404に、順次、異なる変化パラメータを供給する。
【0254】
エンコード回路404は、上位階層画像変化パラメータ発生回路406から供給された変化パラメータに基づいて、上位階層画像を変更し、上位階層画像および予測係数を更新する。エンコード回路404は、更新された上位階層画像をマッピング回路405に供給するとともに、スイッチ409を介して最適上位階層画像メモリ410に供給する。エンコード回路404は、更新された予測係数をマッピング回路405に供給するとともに、スイッチ411を介して最適予測係数テーブルメモリ412に供給する。
【0255】
マッピング回路405は、エンコード回路404から供給された上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成して、生成した下位階層画像を、評価判定・収束判定回路407に供給する。
【0256】
評価判定・収束判定回路407は、マッピング回路405から供給された下位階層画像、および画像データ(原画像)から誤差などの評価値を生成する。評価判定・収束判定回路407は、生成した評価値と、最適評価値保存レジスタ408に記憶されている評価値とを比較して、生成した評価値が最適評価値保存レジスタ408に記憶されている評価値より良いか否かを判定する。
【0257】
生成した評価値が最適評価値保存レジスタ408に記憶されている評価値より良いと判定された場合、評価判定・収束判定回路407は、生成した評価値を最適評価値保存レジスタ408に記憶させると共に、スイッチ409およびスイッチ411を閉じさせ、エンコード回路404から供給された上位階層画像を最適上位階層画像メモリ410に記憶させ、エンコード回路404から供給された予測係数を最適予測係数テーブルメモリ412に記憶させる。
【0258】
生成した評価値が最適評価値保存レジスタ408に記憶されている評価値より良くないと判定された場合、評価判定・収束判定回路407は、生成した評価値および予測係数を捨てさせる(生成した評価値および予測係数を記憶しない)。
【0259】
評価判定・収束判定回路407は、生成した評価値と、予め記憶している閾値とを比較して、生成した評価値が予め記憶している閾値より良いか否かを判定する。生成した評価値が閾値より良いと判定された場合、評価判定・収束判定回路407は、スイッチ416およびスイッチ417を閉じさせ、最適上位階層画像メモリ410に記憶されている上位階層画像を最適上位階層画像として出力させると共に、最適予測係数テーブルメモリ412に記憶されている予測係数を最適予測係数として出力させる。
【0260】
生成した評価値が閾値より良くないと判定された場合、評価判定・収束判定回路407は、最適上位階層画像メモリ410に記憶されている上位階層画像を上位階層画像メモリ402に記憶させると共に、最適予測係数テーブルメモリ412に記憶されている予測係数を予測係数テーブルメモリ403に記憶させ、上位階層画像の変更の処理および更新の処理を繰り返させる。
【0261】
評価判定・収束判定回路407は、所定の回数、上位階層画像の変更の処理および更新の処理を繰り返したとき、スイッチ416およびスイッチ417を閉じさせ、最適上位階層画像メモリ410に記憶されている上位階層画像を最適上位階層画像として出力させると共に、最適予測係数テーブルメモリ412に記憶されている予測係数を最適予測係数として出力させるようにしてもよい。
【0262】
評価判定・収束判定回路407は、マッピング回路405から下位階層画像が供給されたとき、回数カウントの信号を上位階層画像変化パラメータ発生回路406およびカウンタ415に供給する。
【0263】
上位階層画像変化パラメータ発生回路406は、異なる回数カウントの信号を受信したとき、異なる変化パラメータを生成して、エンコード回路404に供給する。
【0264】
カウンタ415は、回数カウントの信号を受信したとき、カウンタ値をインクリメントする。カウンタ415は、カウンタ値が予め定めた値になったとき、スイッチ413およびスイッチ414を閉じる制御信号を出力する。
【0265】
スイッチ413が閉じられたとき、最適上位階層画像メモリ410は、記憶している上位階層画像をスイッチ413を介して、上位階層画像メモリ402に供給する。上位階層画像メモリ402は、最適上位階層画像メモリ410から供給された上位階層画像を記憶する。
【0266】
すなわち、上位階層画像メモリ402には、複数回の画像変化により得られた上位階層画像のうち、最適な上位階層画像が記憶されることになる。
【0267】
スイッチ414が閉じられたとき、最適予測係数テーブルメモリ412は、記憶している予測係数をスイッチ414を介して、予測係数テーブルメモリ403に供給する。予測係数テーブルメモリ403は、最適予測係数テーブルメモリ412から供給された予測係数を記憶する。
【0268】
すなわち、予測係数テーブルメモリ403には、複数回の画像変化により得られた上位階層画像のうち、最適な上位階層画像に対応する予測係数が記憶されることになる。
【0269】
カウンタ415のカウント値がリセットされてから、上位階層画像メモリ402に記憶されている上位階層画像、および予測係数テーブルメモリ403に記憶されている予測係数を基に、最適な上位階層画像および予測係数が求められるまで、上位階層画像の変更の処理および更新の処理が繰り返される。
【0270】
以上のように、図38に構成を示す送信装置1は、図28に示す構成を有する場合に比較して、より規模の小さい回路で、迅速に最適な上位階層画像および予測係数を算出する。
【0271】
図39のフローチャートを参照して、図38に示す送信装置1の符号化の処理を説明する。ステップS401において、前処理回路401は、初期上位階層画像および初期予測係数を生成して、初期上位階層画像を上位階層画像メモリ402に供給するとともに、初期予測係数を予測係数テーブルメモリ403に供給する。上位階層画像メモリ402は、供給された初期上位階層画像を記憶するとともに、記憶した初期上位階層画像をエンコード回路404に供給する。予測係数テーブルメモリ403は、供給された初期予測係数を記憶するとともに、記憶した初期予測係数をエンコード回路404に供給する。
【0272】
ステップS401における前処理は、図16のステップS11と同様なので、その詳細な処理の説明は省略する。
【0273】
ステップS402において、上位階層画像変化パラメータ発生回路406は、評価判定・収束判定回路407から供給された回数カウントを基に、上位階層画像変化パラメータを発生し、発生した上位階層画像変化パラメータをエンコード回路404に供給する。
【0274】
ステップS403において、エンコード回路404は、上位階層画像変化パラメータを基に、内部のバッファに記憶された上位階層画像を変化させる。ステップS404において、エンコード回路404は、上位階層画像および予測係数の更新の処理を所定の回数(例えば、10回)繰り返す。
【0275】
ステップS405において、エンコード回路404は、所定の回数(例えば、5回)、上位階層画像の変化の処理を繰り返したか否かを判定し、所定の回数、上位階層画像の変化の処理を繰り返していないと判定された場合、手続きは、ステップS403に戻り、上位階層画像の変化の処理を繰り返す。
【0276】
ステップS405において、所定の回数、上位階層画像の変化の処理を繰り返したと判定された場合、ステップS406に進み、マッピング回路405は、エンコード回路404から供給された上位階層画像および予測係数を基に、下位階層画像を生成するマッピングの処理を実行する。
【0277】
ステップS406のマッピングの処理は、図16のステップS12の処理と同様であるので、その詳細の説明は省略する。
【0278】
ステップS407において、評価判定・収束判定回路407は、マッピング回路405から供給された下位階層画像と画像データ(原画像)との比較により生成される評価値を生成して、生成した評価値が最適評価値保存レジスタ408に記憶されている評価値より良ければ、生成した評価値を最適評価値保存レジスタ408に記憶させ、エンコード回路404が出力する上位階層画像を最適上位階層画像メモリ410に記憶させ、エンコード回路404が出力する予測係数を最適予測係数テーブルメモリ412に記憶させる。
【0279】
なお、最初にステップS407の処理が実行されるとき、最適評価値保存レジスタ408には、評価値が保存されていないので、生成した評価値は、最適評価値保存レジスタ408に記憶される。
【0280】
ステップS408において、カウンタ415は、カウンタ値を基に、所定個(例えば、15個)の変化パラメータで上位階層画像の変化の処理を実行したか否かを判定し、所定個の変化パラメータで上位階層画像の変化の処理を実行していないと判定された場合、手続きは、ステップS402に戻り、上位階層画像変化パラメータの発生から処理を繰り返す。
【0281】
ステップS408において、所定個の変化パラメータで上位階層画像の変化の処理を実行したと判定された場合、ステップS409に進み、評価判定・収束判定回路407は、最適評価値保存レジスタ408に記憶されている評価値および予め記憶している閾値を基に、収束したか否かを判定する。ステップS409において、収束していないと判定された場合、ステップS410に進み、カウンタ415は、最適上位階層画像メモリ410に記憶されている上位階層画像を上位階層画像メモリ402に記憶させ、最適予測係数テーブルメモリ412に記憶されている予測計数を予測係数テーブルメモリ403に記憶させ、手続きは、ステップS402に戻り、処理を繰り返す。
【0282】
ステップS409において、収束したと判定された場合、評価判定・収束判定回路407は、最適上位階層画像メモリ410に記憶されている上位階層画像、および最適予測係数テーブルメモリ412に記憶されている予測計数を出力して、処理は終了する。
【0283】
このように、図38に示す送信装置1は、図31、図34、または図37に示すフローチャートに対応する処理を実行するときに比較して、より小さい規模の回路構成で、迅速に、原画像と誤差の小さい復元画像を得ることができる上位階層画像を出力することができる。
【0284】
なお、上位階層画像は、低解像度の画像であると説明したが、低解像度の画像に限らず、低周波数画像でもよい。
【0285】
また、上位階層画像にあたる圧縮データは、各画素のビット数の少ない画像データでもよい。
【0286】
本実施の形態では、図3の送信装置1を構成するCPU14が、同じく送信装置1を構成する外部記憶装置15に記憶されたアプリケーションプログラムを実行することで、各種の符号化処理が行われるようにしたが、これらの符号化処理は、ハードウェアによって行うことも可能である。同様に受信装置4における処理も、そのような処理を行うためのプログラムをコンピュータに実行させることによっても、またハードウェアによっても、実現可能である。
【0287】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【0288】
この記録媒体は、図3に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク17(フロッピディスクを含む)、光ディスク18(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク19(MD(Mini-Disc)を含む)、若しくは半導体メモリ20などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM12や、外部記憶部15に含まれるハードディスクなどで構成される。
【0289】
なお、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【0290】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【0291】
【発明の効果】
請求項1に記載の画像符号化装置、請求項4に記載の画像符号化方法、および請求項5に記載の記録媒体によれば、原画像が、その情報量を少なくすることにより圧縮され、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データが補正されて、補正データが生成され、所定の数値と演算することで圧縮データが変更されて、変更データが生成され、圧縮データの補正、または変更が選択され、補正データまたは変更データに基づいて、原画像が予測されて、その予測値が生成され、原画像に対する、予測値の予測誤差が算出され、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さが判定され、判定結果に対応して、補正データまたは変更データが、原画像の符号化結果として出力され、圧縮データが補正された回数が補正回数として計測され、補正回数に基づいて、変更処理が変化するようにしたので、より迅速に、より小さな誤差で画像を復元できる符号化データを求めることができるようになる。
【0292】
請求項6に記載の画像処理システムによれば、原画像が、その情報量を少なくすることにより圧縮され、原画像を圧縮することにより得られる圧縮データが補正されて、補正データが生成され、所定の数値と演算することで圧縮データが変更されて、変更データが生成され、圧縮データの補正、または変更が選択され、補正データまたは変更データに基づいて、原画像が予測されて、その予測値が生成され、原画像に対する、予測値の予測誤差が算出され、予測誤差に基づいて、補正データまたは変更データの適正さが判定され、判定結果に対応して、補正データまたは変更データが、原画像の符号化結果として出力され、圧縮データが補正された回数が補正回数として計測され、補正回数に基づいて、変更処理が変化する、原画像の符号化結果である補正データまたは変更データに基づいて、原画像が予測され、その予測値が出力されるようにしたので、より迅速に、より小さな誤差で画像を復元できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】上位階層画像および下位階層画像を説明する図である。
【図2】本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図3】図2の送信装置1の構成例を示す図である。
【図4】図3の送信装置1の、送信機/記録装置16を除く部分の機能的な構成例を示す図である。
【図5】マッピング回路54の構成を示す図である。
【図6】上位階層画像更新回路58の構成を説明する図である。
【図7】最適画素値決定回路102による注目画素の最適画素値の算出を説明する図である。
【図8】最適画素値決定回路102による注目画素の最適画素値の算出を説明する図である。
【図9】最適画素値決定回路102による注目画素の最適画素値の算出を説明する図である。
【図10】最適画素値決定回路102の構成を示す図である。
【図11】上位階層画像変更回路59の構成を説明する図である。
【図12】画素値変更回路152および変化量決定回路153による画素値の変更の例を説明する図である。
【図13】画素値変更回路152および変化量決定回路153による画素値の変更の例を説明する図である。
【図14】予測係数更新回路60の構成を示す図である。
【図15】上位階層画像の更新の処理、または変更の処理の回数と、上位階層画像から復元した画像のS/Nとの対応を示す図である。
【図16】符号化の処理を説明するフローチャートである。
【図17】前処理を説明するフローチャートである。
【図18】初期上位階層画像の生成の処理を説明するフローチャートである。
【図19】初期予測係数の生成の処理を説明するフローチャートである。
【図20】マッピングの処理を説明するフローチャートである。
【図21】上位階層画像の更新の処理を説明するフローチャートである。
【図22】最適画素値の決定の処理を説明するフローチャートである。
【図23】上位階層画像の変更の処理を説明するフローチャートである。
【図24】上位階層画像の変更の他の処理を説明するフローチャートである。
【図25】予測係数の更新の処理を説明するフローチャートである。
【図26】受信装置4の機能的な構成例を示す図である。
【図27】復号の処理を説明するフローチャートである。
【図28】第2の実施の形態における、送信装置1の構成例を示す図である。
【図29】エンコード回路304の構成を説明する図である。
【図30】第2の実施の形態における符号化の処理の概要を説明する図である。
【図31】第2の実施の形態における送信装置1の符号化の処理を説明するフローチャートである。
【図32】第3の実施の形態における、送信装置1の構成例を示す。
【図33】第3の実施の形態における符号化の処理の概要を説明する図である。
【図34】第3の実施の形態における送信装置1の符号化の処理を説明するフローチャートである。
【図35】第4の実施の形態における、送信装置1の構成例を示す。
【図36】第4の実施の形態における符号化の処理の概要を説明する図である。
【図37】第4の実施の形態における送信装置1の符号化の処理を説明するフローチャートである。
【図38】第5の実施の形態における送信装置1の構成例を示す図である。
【図39】第5の実施の形態における送信装置1の符号化の処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 送信装置, 2 情報記録媒体, 3 伝送路, 4 受信装置, 14CPU, 12 ROM, 13 RAM, 15 外部記憶装置, 17 磁気ディスク, 18 光ディスク, 19 光磁気ディスク, 20 半導体メモリ, 54 マッピング回路, 56 収束判定回路, 57 更新回数カウンタ, 58 上位階層画像更新回路, 59 上位階層画像変更回路, 60 予測係数更新回路, 81 クラス分類回路, 82 予測タップ抽出回路, 83 復号回路, 84 下位階層画像メモリ, 101 上位階層画像データメモリ, 102 最適画素値決定回路, 104 注目画素決定回路, 151 上位階層画像データメモリ, 152 画素値変更回路, 153 変化量決定回路, 154 注目画素決定回路, 171 クラス分類回路, 172 予測タップ抽出回路, 173 教師データ抽出回路, 174 予測係数演算回路, 301 前処理回路, 302 上位階層画像メモリ, 303予測係数テーブルメモリ, 304−1乃至304−N エンコード回路, 305−1乃至305−N マッピング回路, 306 上位階層画像変化パラメータ発生回路, 307 評価・選択・収束判定回路, 308 スイッチャ, 309 カウンタ, 331 予測係数テーブルメモリ, 332 上位階層画像メモリ, 333 マッピング回路, 334 収束判定回路, 335上位階層画像更新回路, 336 上位階層画像変更回路, 337 予測係数更新回路, 351 上位変化・係数更新回路, 352 上位更新・係数更新回路, 401 前処理回路, 402 上位階層画像メモリ, 403 予測係数テーブルメモリ, 404 エンコード回路, 405 マッピング回路, 406 上位階層画像変化パラメータ発生回路, 407 評価判定・収束判定回路, 408 最適評価値保存レジスタ, 410 最適上位階層画像メモリ, 412 最適予測係数テーブルメモリ, 415 カウンタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image encoding apparatus and method, a recording medium, and an image processing system, and in particular, image encoding that encodes an image by, for example, thinning out so that a decoded image almost identical to an original image can be obtained. The present invention relates to an apparatus and method, a recording medium, and an image processing system.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has proposed a technique for generating a high-resolution image using a low-resolution image as Japanese Patent Application No. 8-206552. According to this technology, it is possible to restore a high-resolution image that is substantially the same as the original image by using a low-resolution image obtained by reducing the high-resolution original image (for example, an image having one-tenth the number of pixels of the original image). it can.
[0003]
In this proposal, as shown in FIG. 1, a high resolution image (restored image) (hereinafter also referred to as a lower layer image) at a position corresponding to a target pixel I of a low resolution image (hereinafter also referred to as an upper layer image). A pixel value of 3 × 3 pixels a to i centered on the pixel i is set to a plurality of pixels (for example, 3 × 3 pixels A to I) of a low-resolution image located in the vicinity thereof and a predetermined prediction coefficient It is obtained by calculating a linear primary combination and the like.
[0004]
Further, in this proposal, an error between the pixel value of the restored image and the pixel value of the original image is calculated, and the process of updating the pixel value of the low resolution image or the prediction coefficient is repeated corresponding to the result.
[0005]
When the error of the decoded image becomes smaller than a predetermined threshold, the low resolution image is output as encoded data, for example.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of repeatedly updating the pixel value of the low-resolution image or the prediction coefficient gradually reduces the error between the pixel value of the restored image and the pixel value of the original image, but the pixel value of the low-resolution image or Even if the number of times of updating the prediction coefficient is increased, there is a problem that an error of an image decoded from a low resolution image does not become smaller than a certain value.
[0007]
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to make it possible to obtain encoded data that is a low-resolution image that can restore an image more quickly and with a smaller error.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The image encoding apparatus according to claim 1 generates a correction data by correcting a compression unit that compresses an original image by reducing an amount of information and compression data obtained by compressing the original image. Correction means for changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, changing means for generating the changed data, selection means for selecting correction or change of the compressed data, and correction data or based on the changed data A prediction unit that predicts an original image and generates a prediction value thereof; a calculation unit that calculates a prediction error of a prediction value for the original image; and the suitability of correction data or change data is determined based on the prediction error Corresponding to the determination result of the determination means, an output means for outputting the correction data or the change data as the encoding result of the original image, and the compressed data is corrected by the correction means. And a measuring means for measuring a number of times as the number of corrections, on the basis of the number of corrections, characterized in that a change in changing process in the changing means.
[0009]
The changing means can change the compressed data by adding a numerical value that is a random number corresponding to a pixel of the compressed data.
[0010]
The changing unit can add a numerical value that is one constant to the compressed data to change the compressed data.
[0011]
The image encoding method according to claim 4, wherein the original image is compressed by reducing the amount of information, and the compressed data obtained by compressing the original image is corrected to generate corrected data. A correction step for changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, a change step for generating the changed data, a selection step for selecting correction or change of the compressed data, and the correction data or the changed data A prediction step for predicting the original image and generating a prediction value thereof; a calculation step for calculating a prediction error of the prediction value for the original image; and determining the appropriateness of the correction data or the change data based on the prediction error The correction data or the change data is output as the encoding result of the original image corresponding to the determination step by the determination step and the determination result by the determination step process. Includes a step, the step of measuring the number of corrections the number of times the compressed data is corrected in the process of correction step, based on the number of corrections, characterized in that a change in changing process in the changing step.
[0012]
The recording medium program according to claim 5 generates a correction data by correcting a compression step of compressing an original image by reducing an amount of information and compressing data obtained by compressing the original image. A correction step for changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, a change step for generating the changed data, a selection step for selecting correction or change of the compressed data, and the correction data or the changed data A prediction step for predicting the original image and generating a prediction value thereof; a calculation step for calculating a prediction error of the prediction value for the original image; and determining the appropriateness of the correction data or the change data based on the prediction error The correction data or the change data is output as the encoding result of the original image corresponding to the determination step by the determination step and the determination result by the determination step An output step that, the number of compressed data is corrected in the process of correction step includes a step of measuring as a number of corrections, on the basis of the number of corrections, characterized in that a change in changing process in the changing step.
[0013]
The image processing system according to claim 6, wherein the image encoding apparatus corrects the compression data obtained by compressing the original image by compressing means for compressing the original image by reducing the amount of information. A correction means for generating correction data, a change means for changing the compressed data by calculating a predetermined numerical value, generating change data, a selection means for selecting correction or change of the compressed data, and correction data or A first prediction unit that predicts an original image based on the change data and generates a prediction value thereof, a calculation unit that calculates a prediction error of the prediction value for the original image, and correction data based on the prediction error Alternatively, a determination unit that determines the appropriateness of the change data, an output unit that outputs the correction data or the change data as an encoding result of the original image corresponding to the determination result by the determination unit, Measuring means for measuring the number of times the compressed data has been corrected by the means as a correction count, and the changing process in the changing means changes based on the correction count, and the image decoding apparatus is the result of encoding the original image. And second prediction means for predicting the original image based on the correction data or the change data and outputting the predicted value.
[0014]
In the image encoding device according to claim 1, the image encoding method according to claim 4, and the recording medium according to claim 5, the original image is compressed by reducing the amount of information, and the original image is compressed. The compressed data obtained by compressing the image is corrected to generate corrected data, and the compressed data is changed by calculating with a predetermined numerical value, the changed data is generated, and the compressed data is corrected or changed. Based on the selected correction data or change data, the original image is predicted, its prediction value is generated, the prediction error of the prediction value for the original image is calculated, and the correction data or change data is calculated based on the prediction error. In accordance with the determination result, correction data or change data is output as the encoding result of the original image, and the number of times the compressed data is corrected is the number of corrections. Is measured, based on the number of corrections, changes the processing is changed.
[0015]
In the image processing system according to claim 6, the original image is compressed by reducing the amount of information, the compressed data obtained by compressing the original image is corrected, correction data is generated, and predetermined data is generated. Compressed data is changed by calculating with the numerical value of, the changed data is generated, correction of the compressed data, or change is selected, the original image is predicted based on the corrected data or changed data, and the predicted value Is generated, the prediction error of the predicted value for the original image is calculated, the suitability of the correction data or the change data is determined based on the prediction error, and the correction data or the change data is converted into the original data corresponding to the determination result. The number of times the compressed data is corrected is output as the image encoding result, and the number of corrections is measured as the number of corrections. The change process changes based on the number of corrections. Result is a correction data or based on the changed data, the original image is predicted, the predicted value is outputted.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows a configuration of an embodiment of an image processing apparatus to which the present invention is applied.
[0017]
The transmission apparatus 1 is supplied with digitized image data. The transmission device 1 compresses and encodes input image data (decreasing the number of pixels) and encodes the resulting encoded data, for example, an optical disc, a magneto-optical disc, a magnetic tape, a phase The information is recorded on the information recording medium 2 such as a change disk or transmitted via a terrestrial wave, a satellite line, a telephone line, a CATV network, the Internet, or another transmission line 3.
[0018]
The receiving device 4 reproduces the encoded data recorded on the information recording medium 2 or receives the encoded data transmitted via the transmission path 3, and decompresses and decodes the encoded data. . The decoded image obtained as a result is supplied to a display (not shown) and displayed.
[0019]
The image processing apparatus as described above is, for example, an optical disk apparatus, a magneto-optical disk apparatus, a magnetic tape apparatus, or other apparatus for recording / reproducing an image, or, for example, a videophone apparatus or a television set. The present invention is applied to a broadcasting system, a CATV system, and other devices that transmit images. In addition, since the amount of encoded data output from the transmission apparatus 1 is small, the image processing apparatus in FIG. 2 can be applied to a mobile terminal having a low transmission rate, such as a mobile phone or the like that is convenient for movement. is there.
[0020]
FIG. 3 shows a configuration example of the transmission apparatus 1 of FIG.
[0021]
An I / F (InterFace) 11 performs reception processing of image data supplied from the outside and transmission processing of encoded data to the transmitter / recording device 16. A ROM (Read Only Memory) 12 stores a program for IPL (Initial Program Loading) and others. A RAM (Random Access Memory) 13 stores system programs (OS (Operating System)) and application programs recorded in the external storage device 15, and data necessary for the operation of a CPU (Central Processing Unit) 14. Remember. In accordance with the IPL program stored in the ROM 12, the CPU 14 expands the system program and the application program from the external storage device 15 to the RAM 13, and executes the application program under the control of the system program. The image data supplied from the image data is encoded as described later.
[0022]
The external storage device 15 is, for example, a hard disk device or the like, and stores system programs and application programs executed by the CPU 14 as well as data necessary for the operation of the CPU 14 as described above. Further, the external storage device 15 reads a system program and application program executed by the CPU 14 from the mounted magnetic disk 17, optical disk 18, magneto-optical disk 19, or semiconductor memory 20 under the control of the CPU 14. The transmitter / recording device 16 records the encoded data supplied from the I / F 11 on the information recording medium 2 or transmits it via the transmission path 3.
[0023]
The I / F 11, the ROM 12, the RAM 13, the CPU 14, and the external storage device 15 are connected to each other via a bus.
[0024]
In the transmission apparatus 1 configured as described above, when image data is supplied to the I / F 11, the image data is supplied to the CPU 14. The CPU 14 encodes the image data and supplies the encoded data obtained as a result to the I / F 11. When the encoded data is received, the I / F 11 supplies the encoded data to the transmitter / recording device 16. In the transmitter / recording device 16, the encoded data from the I / F 11 is recorded on the information recording medium 2 or transmitted via the transmission path 3.
[0025]
FIG. 4 shows a functional configuration example of a portion of the transmission device 1 of FIG. 3 excluding the transmitter / recording device 16.
[0026]
The image data to be encoded is supplied to the preprocessing circuit 51, the delay circuit 55, the upper layer image update circuit 58, and the prediction coefficient update circuit 60. The preprocessing circuit 51 generates an initial upper layer image and an initial prediction coefficient based on the input image data, and converts the initial upper layer image into the mapping circuit 54 and the switch 53 and the upper layer image change circuit 59. This is supplied to the upper layer image update circuit 58 and the initial prediction coefficient is supplied to the mapping circuit 54 and the upper layer image update circuit 58 via the switch 52.
[0027]
For example, the preprocessing circuit 51 divides the supplied image data (original image (high resolution image)) into a plurality of blocks each composed of 3 pixels × 3 pixels, and an average value of pixel values of 9 pixels in each block Is generated as the pixel value of the pixel of the upper layer image (low resolution image) located at the center of the block. In this case, the upper layer image is obtained by reducing the number of vertical and horizontal pixels of the original image to 1/3.
[0028]
The switch 52 is switched by the control signal supplied from the update number counter 57, and is either one of the initial prediction coefficient supplied from the preprocessing circuit 51 or the updated prediction coefficient supplied from the prediction coefficient update circuit 60. Are output to the mapping circuit 54.
[0029]
The switch 53 is switched by the control signal supplied from the update number counter 57, and the initial upper layer image supplied from the preprocessing circuit 51 or the updated upper layer image supplied from the upper layer image update circuit 58 is switched. Any one of them is output to the upper layer image change circuit 59.
[0030]
The update counter 57 includes a counter that is incremented or reset based on a signal supplied from the convergence determination circuit 56, and controls the switch 52 and the switch 53 based on the counter value of the counter.
[0031]
That is, the update counter 57 controls the switch 52 so that the initial prediction coefficient is supplied to the mapping circuit 54 when the initial upper hierarchy image and the initial prediction coefficient are supplied from the preprocessing circuit 51, and the initial upper hierarchy image. Is controlled to be supplied to the upper layer image changing circuit 59. The update counter 57 supplies the updated prediction coefficient to the mapping circuit 54 when the updated upper layer image is supplied from the upper layer image update circuit 58 and the updated prediction coefficient is supplied from the prediction coefficient update circuit 60. In addition to controlling the switch 52, the switch 53 is controlled so that the updated upper layer image is supplied to the upper layer image changing circuit 59.
[0032]
Further, the update counter 57 controls whether or not the upper layer image change circuit 59 changes the upper layer image based on the counter value of the counter.
[0033]
The delay circuit 55 delays the input image data for a time during which the mapping circuit 54 generates a lower layer image, and outputs the delayed image data to the convergence determination circuit 56.
[0034]
When the initial upper layer image and the initial prediction coefficient are supplied, the mapping circuit 54 generates a lower layer image based on the initial upper layer image and the initial prediction coefficient, and supplies the lower layer image to the convergence determination circuit 56. When the mapping circuit 54 is supplied with the upper layer image whose pixel value is updated or changed, and the updated prediction coefficient, the mapping circuit 54 displays the upper layer image whose pixel value is updated or changed, and the updated prediction coefficient. Based on this, a lower layer image is generated and supplied to the convergence determination circuit 56.
[0035]
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the mapping circuit 54. The class classification circuit 81 applies a 1-bit ADRC (Adaptive Dynamic Range Coding) process, for example, to the upper layer image supplied to the mapping circuit 54, and shows a result of class classification based on the features of the upper layer image. The class is calculated, and the calculated class is supplied to the decoding circuit 83. The prediction tap extraction circuit 82 extracts a prediction tap from the upper layer image supplied to the mapping circuit 54 and supplies the extracted prediction tap to the decoding circuit 83.
[0036]
The decoding circuit 83 selects the prediction coefficient corresponding to the class from the prediction coefficients (consisting of the prediction coefficient corresponding to each class) supplied to the mapping circuit 54, and based on the selected prediction coefficient and the prediction tap, The operation is executed to generate a restored image that is a lower layer image, and the generated lower layer image is output to the lower layer image memory 84.
[0037]
For example, as shown in Expression (1), the decoding circuit 83 3 is centered on the pixel (pixel i) of the lower layer image at the position corresponding to the center pixel (for example, pixel I in FIG. 1) of the upper layer image. As pixel values Yn (n = 0, 1, 2,..., 8) of pixels × 3 pixels (pixels a to i), pixel values Xj (j = 0, 1, 2,. .., 8) and a linear primary combination of the prediction coefficient k (n, j) are performed, and the calculation result is output to the lower layer image memory 84.
[0038]
Yn = Σk (n, j) Xj (1)
[0039]
The lower layer image memory 84 sequentially stores restored images that are lower layer images supplied from the decoding circuit 83, and when the processing of the mapping circuit 54 is completed for the entire image, the restored images that are stored lower layer images. Will be output in its entirety.
[0040]
The convergence determination circuit 56 uses the image data (original image) supplied from the delay circuit 55 and the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 54 to lower layer images (from the mapping circuit 54). It is determined whether or not an error between the restored image) and the image data (the sum of the differences for each pixel in the entire screen) is smaller than a threshold value stored in advance, and the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 54 When it is determined that the error between the image and the image data is smaller than the threshold value stored in advance, the upper layer image is output as the optimum upper layer image data and the prediction coefficient is output as the optimum prediction coefficient.
[0041]
The convergence determination circuit 56 outputs the upper layer image as the optimum upper layer image data and optimizes the prediction coefficient when the upper layer image update process and the upper layer image change process are executed a predetermined number of times. You may make it output as a prediction coefficient.
[0042]
Further, the convergence determination circuit 56 is based on the amount of error change (difference between the error in the previous process and the error in the current process), the magnitude of the error, the number of update processes, the number of change processes, and the like. A predetermined determination process may be executed to output the upper layer image as the optimal upper layer image data and output the prediction coefficient as the optimum prediction coefficient in accordance with the determination result.
[0043]
When it is determined that the error between the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 54 and the image data is greater than or equal to a threshold value stored in advance, the convergence determination circuit 56 sends a control signal to the update number counter 57. Then, the update value counter 57 increments the counter value.
[0044]
Based on the image data (original image), the supplied prediction coefficient, and the upper layer image, the upper layer image update circuit 58 is arranged to reduce the error between the pixel value of the restored image and the pixel value of the image data. The pixel value of the hierarchical image is updated, and the upper hierarchical image with the updated pixel value is output to the switch 53, the mapping circuit 54, and the prediction coefficient updating circuit 60.
[0045]
FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the upper layer image update circuit 58. The upper layer image data memory 101 stores the upper layer image supplied to the upper layer image update circuit 58 and supplies the stored upper layer image to the optimum pixel value determination circuit 102 and the switch 103.
[0046]
The optimum pixel value determination circuit 102 is based on the upper layer image supplied from the upper layer image data memory 101 and the prediction coefficient and image data (original image) supplied to the upper layer image update circuit 58. An optimal pixel value of a pixel (hereinafter referred to as a target pixel) corresponding to the pixel value position signal supplied from 104 is calculated, and the upper layer image data memory 101 replaces the pixel value of the target pixel with the optimal pixel value. .
[0047]
7 to 9 are diagrams for explaining the calculation of the optimum pixel value of the target pixel by the optimum pixel value determination circuit 102. FIG. For example, as shown in FIG. 7, the prediction tap (the pixel having a predetermined relationship with the target pixel constituting the upper layer image used for the calculation of Expression (1)) is five pixels centered on the target pixel. In the case of × 5 pixels, the pixel value y ′ of the target pixel shown in FIG. 8 is calculated by Expression (2).
y '= w 1 ・ X 1 + w 2 ・ X 2 + ... + w k ・ X k + ... + w twenty five ・ X twenty five (2)
w 1 Thru w twenty five Is a prediction coefficient corresponding to the class of the target pixel. x 1 Thru x twenty five Is the pixel value of the prediction tap. 1 to 25 indicate the numbers of the taps when the prediction tap is 5 pixels × 5 pixels. w k Is a prediction coefficient corresponding to the target pixel. x k Is the pixel value of the pixel of interest.
[0048]
The influence of the change in the pixel value of the target pixel is 5 pixels × 5 pixels centering on the target pixel, which is the range of the prediction tap, in the upper layer image. Further, when the relationship between the upper layer image and the lower layer image has the relationship shown in FIG. 1, the influence of the change in the pixel value of the target pixel is 15 pixels × 15 pixels in the lower layer image as shown in FIG. 9. It extends to.
[0049]
When the class classification is nonlinear processing, in order to optimize the result of mapping in a range in which the pixel value of the target pixel is affected, the optimal pixel value determination circuit 102 fixes the pixel values of pixels other than the target pixel, The pixel value of the target pixel is changed to calculate an error between the mapping result of the upper layer image with the changed pixel value and the original image, and the pixel value with the smallest error is set as the pixel value of the target pixel.
[0050]
For example, the optimum pixel value determination circuit 102 varies the pixel value of the target pixel in the range of 0 to 255, evaluates the mapping result of 15 pixels × 15 pixels in the corresponding lower layer image, and has the smallest error. Let the pixel value be the pixel value of the pixel of interest.
[0051]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the optimum pixel value determination circuit 102. The upper layer image supplied from the upper layer image memory 101 is supplied to the target pixel determination circuit 121. In the initial process of determining the optimal pixel value, the target pixel value counter 130 is set, for example, to 0 as the counter value, and the predicted tap extraction circuit 122 and the class classification are set with the counter value set as the pixel value of the target pixel. This is supplied to the circuit 123.
[0052]
The target pixel determination circuit 121 determines a target pixel from the upper layer image supplied from the upper layer image memory 101, and supplies data specifying the target pixel to the prediction tap extraction circuit 122 and the class classification circuit 123.
[0053]
The prediction tap extraction circuit 122 extracts a prediction tap corresponding to the target pixel (the prediction tap corresponding to the target pixel has a value set by the target pixel value counter 130) from the upper layer image, and sends it to the decoding circuit 124. Supply.
[0054]
The class classification circuit 123 executes class classification processing based on the lower layer image (the pixel value corresponding to the target pixel has a value set by the target pixel value counter 130) corresponding to the target pixel. Data indicating the class is supplied to the decoding circuit 124.
[0055]
Based on the prediction coefficient and the prediction tap corresponding to the class, the decoding circuit 124 calculates, for example, a lower layer image by an operation shown in Expression (1), and sequentially calculates the calculated lower layer image. To supply.
[0056]
The lower layer image memory 125 stores the lower layer image supplied from the decoding circuit 124 and stores all of the pixel values of the lower layer image that are affected by changing the pixel value of the pixel of interest. The lower layer image is output to the error calculation circuit 126.
[0057]
The error calculation circuit 126 calculates an error between the image data (original image) and the lower layer image supplied from the lower layer image memory 125, and outputs the calculated error to the switch 128 and the comparator 127.
[0058]
The comparator 127 compares the minimum error supplied from the minimum error storage register 129 (indicating the minimum error up to the present) with the error supplied from the error calculation circuit 126. When it is determined that the error supplied from the error calculation circuit 126 is smaller than the minimum error supplied from the minimum error storage register 129, the comparator 127 outputs a control signal to close the switch 128 and store the minimum error. The error supplied from the difference calculating circuit 126 is stored in the register 129 and the switch 131 is closed, and the counter value of the target pixel value counter 130 is stored in the optimum pixel value storage register 132.
[0059]
The comparator 127 supplies a counter increment signal to the target pixel value counter 130 and causes the target pixel value counter 130 to increment the counter value.
[0060]
When the counter value is incremented, the target pixel value counter 130 supplies the counter value as the pixel value of the target pixel to the prediction tap extraction circuit 122 and the class classification circuit 123.
[0061]
In this way, the optimum pixel value determination circuit 102, for example, until the target pixel value counter 130 is incremented from 0 to 255, the lower layer image based on the upper layer image with each counter value as the pixel value of the target pixel. (Restored image) is generated, a counter value that minimizes the error between the image data and the restored image is obtained, and the counter value that minimizes the error is stored in the optimum pixel value storage register 132.
[0062]
Since the target pixel value counter 130 supplies the control signal to the switch 133 and closes the switch 133 when the count value of the target pixel value counter 130 reaches 255, it is stored in the optimum pixel value storage register 132. The counter value that minimizes the error between the image data and the restored image is output as the optimum pixel value.
[0063]
As described above, the optimum pixel value determination circuit 102 calculates and outputs the pixel value of the target pixel that minimizes the error between the restored image and the original image.
[0064]
The pixel-of-interest determination circuit 104 supplies a pixel position signal for designating a pixel as a pixel of interest to the optimal pixel value determination circuit 102. Based on the pixel position signal, the pixels of the upper layer image are sequentially set as the target pixel. All the pixels of the upper layer image are set as the target pixels, the optimum pixel values of all the pixels of the upper layer image are calculated, and the optimum pixel values of all the pixels of the upper layer image are stored in the upper layer image data memory 101. In this case, the pixel-of-interest determination circuit 104 supplies a control signal to the switch 103 and causes the upper layer image stored in the upper layer image data memory 101 to be output as an updated upper layer image.
[0065]
As described above, the upper layer image update circuit 58 updates the upper layer image and outputs the updated upper layer image so as to reduce the error from the image data that is the original image.
[0066]
Referring back to FIG. 4, the upper layer image change circuit 59 uses the upper layer image supplied via the switch 53 as it is under the control of the update number counter 57 as it is, the upper layer image update circuit 58, the mapping circuit 54, and the prediction coefficient. For example, when the update process of the upper layer image is performed a predetermined number of times, the pixel value of the upper layer image is changed, and the upper layer image whose pixel value is changed is changed to the upper layer image. The data is output to the update circuit 58, the mapping circuit 54, and the prediction coefficient update circuit 60.
[0067]
FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of the upper layer image change circuit 59. The upper layer image data memory 151 stores the upper layer image supplied to the upper layer image change circuit 59 and supplies the stored upper layer image to the pixel value change circuit 152 and the switch 155.
[0068]
The pixel value changing circuit 152 selects the pixel value of the upper layer image supplied from the upper layer image data memory 151 based on the pixel position signal supplied from the target pixel determining circuit 154.
[0069]
The change amount determination circuit 153 inputs the counter value supplied from the update number counter 57 as an upper layer image change parameter, determines the pixel value change amount, and supplies the pixel value change circuit 152 to the pixel value change circuit 152. The pixel value change circuit 152 changes the pixel value of the selected upper layer image based on the pixel value change amount supplied from the change amount determination circuit 153 and stores the changed pixel value in the upper layer image data memory 151. Remember.
[0070]
FIG. 12 is a diagram for explaining an example of pixel value change by the pixel value change circuit 152 and the change amount determination circuit 153. The change amount determination circuit 153 generates, for example, a random number with a Gaussian distribution for each pixel of the upper layer image, and supplies the generated random number to the pixel value change circuit 152. The pixel value changing circuit 152 adds the received random number to the pixel value of the selected upper layer image, and causes the upper layer image data memory 151 to store the pixel value to which the random number has been added.
[0071]
In the example illustrated in FIG. 12, the pixel value changing circuit 152 adds a random number that is 3 received from the change amount determining circuit 153 to the pixel value that is 18 of the selected pixel. The pixel value changing circuit 152 sets a pixel value that is 21 obtained by adding a random number to the selected pixel, and stores it in the upper layer image data memory 151.
[0072]
The pixel value changing circuit 152 adds a random number that is −5 received from the variation determining circuit 153 to the pixel value that is 26 of the other selected pixels. The pixel value changing circuit 152 sets a pixel value that is 21 obtained by adding a random number to the other selected pixels and stores the set pixel value in the upper layer image data memory 151.
[0073]
The pixel value changing circuit 152 adds the random number that is 2 received from the change amount determining circuit 153 to the pixel value that is 85 of the selected pixel. The pixel value changing circuit 152 sets a pixel value of 87 obtained by adding a random number to the selected pixel and stores it in the upper layer image data memory 151.
[0074]
The pixel value change circuit 152 and the change amount determination circuit 153 repeat the same processing, add random numbers having different values to the pixels of the upper layer image, and change all the pixels of the upper layer image.
[0075]
Note that the pixel value change circuit 152 may change the pixels of the upper layer image by processing other than addition.
[0076]
FIG. 13 is a diagram for explaining another example of changing the pixel value by the pixel value changing circuit 152 and the change amount determining circuit 153. The change amount determination circuit 153 generates one offset (for example, an offset having a value of 5) for one upper layer image, and supplies the generated offset to the pixel value change circuit 152. The pixel value changing circuit 152 adds the received offset to each of the pixel values of the upper layer image, and causes the upper layer image data memory 151 to store the pixel value to which the offset has been added.
[0077]
In the example illustrated in FIG. 13, the pixel value changing circuit 152 adds the offset that is 5 received from the variation determining circuit 153 to the pixel value that is 18 of the selected pixel. The pixel value changing circuit 152 sets a pixel value which is 23 obtained by adding the offset to the selected pixel, and stores it in the upper layer image data memory 151.
[0078]
The pixel value changing circuit 152 adds the offset of 5 received from the change amount determining circuit 153 to the pixel value of 26 of the selected pixel. The pixel value changing circuit 152 sets a pixel value of 31 obtained by adding the offset to the selected pixel and stores it in the upper layer image data memory 151.
[0079]
The pixel value changing circuit 152 adds the offset that is 5 received from the change amount determining circuit 153 to the pixel value that is 85 of the selected pixel. The pixel value changing circuit 152 sets a pixel value of 90 obtained by adding the offset to the selected pixel and stores it in the upper layer image data memory 151.
[0080]
The pixel value change circuit 152 and the change amount determination circuit 153 repeat the same processing, add one offset to each of the pixels of the upper layer image, and change all of the pixels of the upper layer image.
[0081]
The pixel-of-interest determination circuit 154 supplies the pixel value change circuit 152 with a pixel position signal that designates a pixel to be the pixel of interest. Based on the pixel position signal, the pixels of the upper layer image are sequentially set as the target pixel. All the pixels of the upper layer image are set as the target pixels, the pixel values of all the pixels of the upper layer image are changed, and the changed pixel values of all the pixels of the upper layer image are stored in the upper layer image data memory 151. When stored, the pixel-of-interest determination circuit 154 supplies a control signal to the switch 155 to output the upper layer image stored in the upper layer image data memory 151 as a changed upper layer image.
[0082]
As described above, the upper layer image changing circuit 59 changes the pixel value of the upper layer image and outputs the upper layer image with the changed pixel value.
[0083]
The prediction coefficient update circuit 60 updates the prediction coefficient based on the image data (original image) and the upper layer image in which the pixel value is updated or the pixel value is changed, and the updated prediction coefficient is updated. The prediction coefficient is output to the mapping circuit 54 via the switch 52.
[0084]
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the prediction coefficient update circuit 60. The class classification circuit 171 calculates, for example, a class indicating the result of classifying the upper layer image supplied to the prediction coefficient update circuit 60 based on the characteristics of the upper layer image by applying, for example, 1-bit ADRC processing. Then, the calculated class is supplied to the prediction coefficient calculation circuit 174.
[0085]
The prediction tap extraction circuit 172 extracts a prediction tap from the upper layer image supplied to the prediction coefficient update circuit 60 and supplies the extracted prediction tap to the prediction coefficient calculation circuit 174.
[0086]
The teacher data extraction circuit 173 extracts teacher data (corresponding to the upper layer image) from the image data (original image), and supplies the extracted teacher data to the prediction coefficient calculation circuit 174.
[0087]
The prediction coefficient calculation circuit 174 calculates a prediction coefficient corresponding to the class based on the teacher data supplied to the teacher data extraction circuit 173 and the prediction tap supplied from the prediction tap extraction circuit 172, and calculates the calculated prediction coefficient. Is output.
[0088]
As described above, the prediction coefficient update circuit 60 updates the prediction coefficient corresponding to the updated or changed upper layer image, and outputs the updated prediction coefficient to the mapping circuit 54 via the switch 52.
[0089]
As described above, the transmission device 1 generates an upper layer image with less error when it is quickly restored by updating or changing the upper layer image, and the generated upper layer image is encoded data. Can be output as
[0090]
FIG. 15 shows the correspondence between the number of times of updating or changing the upper layer image calculated by simulation and the S / N (corresponding to the reciprocal of the error) of the image restored from the upper layer image. FIG.
[0091]
The dotted line in FIG. 15 indicates the S / N of the image restored from the upper layer image when the update is repeated (corresponding to the conventional technique) without performing the process of changing the upper layer image. The S / N of an image restored from an upper layer image that has only been updated is a relatively low value and substantially constant even when the number of update processes is increased.
[0092]
The one-dot chain line in FIG. 15 indicates the S / N of the image restored from the upper layer image when the process of changing the upper layer image is executed when the S / N of the restored image becomes substantially constant. When the S / N of the restored image becomes almost constant, the S / N of the image restored from the upper layer image that has been subjected to the process of changing the upper layer image is higher than that when only the update is repeated Value.
[0093]
The solid line in FIG. 15 indicates the S / N of the image restored from the upper layer image when the number of update processes and the number of change processes are executed at a predetermined ratio. The S / N of an image restored from an upper layer image that has been executed at a predetermined ratio between the number of update processes and the number of change processes is almost constant when the update is repeated and when the restored image is repeated. When the upper layer image change process is executed, a higher value is obtained when the number of update processes or the number of change processes is smaller.
[0094]
Next, the encoding process of the transmission apparatus 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11, the preprocessing circuit 51 performs preprocessing for generating an initial upper layer image and an initial prediction coefficient from the input image data, and the initial upper layer image via the switch 53 and the upper layer image change circuit 59. The hierarchical image is supplied to the mapping circuit 54 and the initial prediction coefficient is supplied to the mapping circuit 54 via the switch 54. Details of the pre-processing will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0095]
In step S <b> 12, the mapping circuit 54 executes mapping processing and outputs the generated lower layer image to the convergence determination circuit 56. Details of the mapping process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0096]
In step S13, the convergence determination circuit 56 calculates an error between the image data (original image) supplied from the delay circuit 55 and the lower layer image supplied from the mapping circuit 54, and based on the calculated error. , It is determined whether the error has converged (the error between the restored lower-layer image and the original image is less than a desired value), and if it is determined that the error has not converged, the process proceeds to step S14. Whether or not to update the upper layer image is determined based on the number of times the layer image is updated or the difference from the error calculated in the previous process.
[0097]
If it is determined in step S14 that the upper layer image is to be updated, the process proceeds to step S15, and the upper layer image update circuit 58 causes the upper layer image to be reduced so that the error between the restored lower layer image and the original image is reduced. The process of updating the pixel value is executed, and the procedure proceeds to step S17. Details of the process of updating the pixel value of the upper layer image will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0098]
If it is determined in step S14 that the upper layer image is not updated, that is, it is determined that the upper layer image is to be changed, the process proceeds to step S16, where the upper layer image change circuit 59 changes the pixel value of the upper layer image. Proceed to step S17. Details of the process of changing the pixel value of the upper layer image will be described later with reference to the flowcharts of FIGS.
[0099]
In step S17, the prediction coefficient update circuit 60 updates the prediction coefficient, and the procedure returns to step S12 and repeats the process of updating the upper layer image or the process of changing the upper layer image. Details of the process of updating the prediction coefficient will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0100]
If it is determined in step S13 that the error has converged, the convergence determination circuit 56 outputs the upper layer image and the prediction coefficient as the optimum upper layer image and the optimal prediction coefficient, respectively, and the process ends.
[0101]
As described above, the transmission apparatus 1 can calculate and output an upper layer image and a prediction coefficient in which the error between the lower layer image and the original image when restored is smaller than a desired value.
[0102]
Next, details of the pre-processing in step S11 in FIG. 16 will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S31, the pre-processing circuit 51 generates an initial upper layer image based on the input image data, and the generated initial upper layer image is mapped to the mapping circuit 54 via the switch 53 and the upper layer image change circuit 59. To supply. Details of the process of generating the initial upper layer image will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0103]
In step S32, the preprocessing circuit 51 generates an initial coefficient based on the input image data, supplies the generated initial prediction coefficient to the mapping circuit 54 via the switch 52, and the process ends. Details of the process of generating the initial prediction coefficient will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0104]
In addition, when the initial upper image is not required for the process of generating the initial prediction coefficient, the pre-processing process may generate the initial upper image after generating the initial prediction coefficient.
[0105]
Next, details of the process of generating the initial upper layer image in step S31 of FIG. 17 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S51, the preprocessing circuit 51 determines a target pixel corresponding to the upper layer image. In step S52, the preprocessing circuit 51 determines a corresponding block (for example, a block composed of 3 pixels × 3 pixels) of the lower layer image corresponding to the target pixel determined in the process of step S51.
[0106]
In step S53, the preprocessing circuit 51 acquires the average value of the pixel values of all the pixels in the corresponding block determined in the process of step S52. In step S54, the preprocessing circuit 51 determines the average value acquired in the process of step S53 as the pixel value of the target pixel determined in the process of step S51.
[0107]
In step S55, the preprocessing circuit 51 determines whether or not all the pixels of the upper layer image have been processed as the target pixel, and when it is determined that all the pixels of the upper layer image have not been processed as the target pixel. Returning to step S51, the process is repeated with another pixel as the target pixel.
[0108]
If it is determined in step S55 that all the pixels of the upper layer image have been processed as the target pixel, since the pixel values of all the pixels of the upper layer image have been determined, the process ends.
[0109]
As described above, the preprocessing circuit 51 can generate the initial upper layer image.
[0110]
Note that the preprocessing circuit 51 may generate an initial upper layer image by simple thinning or a Gaussian filter.
[0111]
Next, details of the process of generating the initial prediction coefficient corresponding to step S32 of FIG. 17 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S71, the preprocessing circuit 51 determines a target pixel. In step S72, the preprocessing circuit 51 acquires a class tap corresponding to the target pixel.
[0112]
In step S <b> 73, the preprocessing circuit 51 performs class classification by applying the 1-bit ADRC process to the acquired class tap.
[0113]
In step S74, the preprocessing circuit 51 acquires a prediction tap corresponding to the target pixel. In step S75, the preprocessing circuit 51 acquires teacher data from the image data (original image).
[0114]
In step S76, the preprocessing circuit 51 generates a normal equation based on the teacher data and the prediction tap.
[0115]
In step S77, the preprocessing circuit 51 determines whether or not all the pixels in the upper layer image are the target pixels. If it is determined that all the pixels in the upper layer image are not the target pixels, the process proceeds to step S71. Returning, the process of generating a normal equation is repeated with another pixel as the target pixel.
[0116]
If it is determined in step S77 that all the pixels of the upper layer image are the target pixel, the process proceeds to step S78, and the preprocessing circuit 51 solves the normal equation generated by the least square method or the like to obtain the prediction coefficient. Then, the process ends.
[0117]
As described above, the preprocessing circuit 51 generates an initial prediction coefficient.
[0118]
Next, details of the mapping process corresponding to step S12 in FIG. 16 will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S91, the mapping circuit 54 determines a target pixel. In step S <b> 92, the prediction tap extraction circuit 82 acquires a prediction tap corresponding to the target pixel from the pixels of the upper layer image, and supplies the acquired prediction tap to the decoding circuit 83.
[0119]
In step S <b> 93, the class classification circuit 81 executes class classification processing corresponding to the pixel of interest, and supplies the class to the decoding circuit 83.
[0120]
In step S94, the decoding circuit 83 selects a prediction coefficient corresponding to the class from the supplied prediction coefficients, and based on the selected prediction coefficient and the prediction tap supplied from the prediction tap extraction circuit 82, the lower layer image The mapping processing for generating is performed, and the generated lower layer image is stored in the lower layer image memory 84.
[0121]
In step S95, the mapping circuit 54 determines whether or not all the pixels of the upper layer image are the target pixels. If it is determined that all the pixels of the upper layer image are not the target pixels, the process returns to step S91. Repeat the mapping process.
[0122]
If it is determined in step S95 that all the pixels of the upper layer image are the target pixels, the mapping circuit 54 outputs the lower layer image stored in the lower layer image memory 84, and the process ends.
[0123]
In this way, the mapping circuit 54 executes a mapping process for generating a lower layer image from the upper layer image and the prediction coefficient.
[0124]
Next, details of the upper layer image update process corresponding to step S15 of FIG. 16 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S <b> 111, the target pixel determination circuit 104 selects a pixel to be updated, and supplies a pixel position signal corresponding to the selected pixel to the optimum pixel value determination circuit 102.
[0125]
In step S112, the optimum pixel value determination circuit 102 determines the optimum pixel value of the selected pixel. Details of the process of determining the optimum pixel value will be described later with reference to the flowchart of FIG.
[0126]
In step S <b> 113, the optimum pixel value determination circuit 102 sets the determined optimum pixel value in the upper layer image stored in the upper layer image data memory 101.
[0127]
In step S114, the upper layer image update circuit 58 determines whether or not the optimum pixel value is set for all the pixels of the upper layer image, and if the optimum pixel value is not set for all the pixels of the upper layer image. If it is determined, the process returns to step S111, another pixel is selected, and the process of setting the optimum pixel value is repeated.
[0128]
If it is determined in step S114 that the optimal pixel value has been set for all the pixels of the upper layer image, the upper layer image update circuit 58 causes the pixel-of-interest determination circuit 104 to close the switch 103 so that the upper layer image data memory The upper layer image stored in 101 is output, and the process ends.
[0129]
Details of the process of determining the optimum pixel value in step S112 of FIG. 21 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S131, the target pixel determination circuit 121 determines the target pixel from the upper layer image.
[0130]
In step S <b> 132, the prediction tap extraction circuit 122 extracts a prediction tap corresponding to the target pixel from the upper layer image and supplies the prediction tap to the decoding circuit 124. In step S133, the class classification circuit 123 performs class classification processing and determines a class corresponding to the target pixel.
[0131]
In step S134, the mapping circuit 124 executes mapping processing and outputs the generated lower layer image to the lower layer image memory 125. In step S135, the error calculation circuit 126 calculates an error between the decoded image stored in the lower layer image memory 125 and the image data (original image).
[0132]
In step S136, the comparator 127 compares the error supplied from the error calculation circuit 126 with the minimum error stored in the minimum error storage register 129, and the error supplied from the error calculation circuit 126 is minimized. When the error supplied from the error calculation circuit 126 is determined to be the minimum error, the process proceeds to step S137, and the error supplied from the error calculation circuit 126 is stored as the minimum error. The data is stored in the register 129.
[0133]
In step S138, the comparator 127 closes the switch 131 to store the counter value of the target pixel value counter 130 in the optimum pixel value storage register 132, and the procedure proceeds to step S139.
[0134]
If it is determined in step S136 that the error supplied from the error calculation circuit 126 is not the minimum error, there is no need to store the error value or the counter value of the target pixel value counter 130, so steps S137 and S138 are performed. Skipped and the procedure proceeds to step S139.
[0135]
In step S139, the target pixel value counter 130 determines whether or not the counter value is the final value. If it is determined that the counter value is not the final value, the process proceeds to step S140 and increments the counter value.
[0136]
In step S141, the target pixel value counter 130 causes the prediction tap extraction circuit 122 and the class classification circuit 123 to set the counter value as the pixel value of the upper layer image data, returns to step S132, and repeats the processing.
[0137]
If it is determined in step S139 that the counter value is the final value, the process proceeds to step S142, and the target pixel value counter 130 closes the switch 133 and sets the pixel value stored in the optimum pixel value storage register 132. The process ends after outputting the optimum pixel value.
[0138]
In this way, the upper layer image update circuit 58 can output an upper layer image and a prediction coefficient with a smaller error between the restored lower layer image and the original image.
[0139]
Next, details of the process of changing the upper layer image corresponding to step S16 in FIG. 16 will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S <b> 161, the change amount determination circuit 153 generates a random number and supplies it to the pixel value change circuit 152.
[0140]
In step S <b> 162, the target pixel determination circuit 154 supplies a pixel position signal for specifying the pixel to be selected to the pixel value change circuit 152. The pixel value changing circuit 152 selects a pixel based on the pixel position signal.
[0141]
In step S163, the pixel value changing circuit 152 adds the random number supplied from the change amount determining circuit 153 to the selected pixel. In step S164, the pixel-of-interest determination circuit 154 determines whether or not random numbers are added to all pixel values. If it is determined that random numbers are not added to all pixel values, the process returns to step S161, Repeat the process of adding a random number to the value.
[0142]
If it is determined in step S164 that random numbers have been added to all pixel values, the process ends.
[0143]
Thus, the upper layer image change circuit 59 adds a random number to each pixel value of the upper layer image to change the pixel value.
[0144]
Next, details of another process for changing the upper layer image corresponding to step S16 in FIG. 16 will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S <b> 171, the change amount determination circuit 153 generates an offset and supplies it to the pixel value change circuit 152. In step S <b> 172, the target pixel determination circuit 154 supplies a pixel position signal for specifying a pixel to be selected to the pixel value change circuit 152. The pixel value changing circuit 152 selects a pixel based on the pixel position signal.
[0145]
In step S173, the pixel value changing circuit 152 adds the offset supplied from the change amount determining circuit 153 to the selected pixel. In step S174, the pixel-of-interest determination circuit 154 determines whether or not an offset is added to all pixel values. If it is determined that no offset is added to all pixel values, the process returns to step S172, Repeat the process of adding an offset to the value.
[0146]
If it is determined in step S174 that an offset has been added to all pixel values, the process ends.
[0147]
Thus, the upper layer image change circuit 59 adds the same offset to each pixel value of the upper layer image to change the pixel value.
[0148]
Details of the process of updating the prediction coefficient in step S17 of FIG. 16 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S181, the prediction coefficient update circuit 60 determines a target pixel. In step S182, the class classification circuit 171 applies, for example, a 1-bit ADRC process to the class tap, executes the class classification process, and supplies data indicating the class to the prediction coefficient calculation circuit 174. The prediction tap extraction circuit 172 extracts prediction taps from the upper layer image and supplies them to the prediction coefficient calculation circuit 174.
[0149]
In step S183, the prediction coefficient calculation circuit 174 adds the prediction tap and the teacher data supplied from the teacher data extraction circuit 173 to the calculation equation corresponding to the class.
[0150]
In step S184, the prediction coefficient update circuit 60 determines whether or not all the pixels in the image are the target pixels. If it is determined that all the pixels in the image are not the target pixels, the process returns to step S181. Repeat the process.
[0151]
If it is determined in step S184 that all the pixels in the image are the target pixel, the process proceeds to step S185, where the prediction coefficient calculation circuit 174 solves the generated normal equation to acquire the prediction coefficient, and the process ends. To do.
[0152]
As described above, the prediction coefficient update circuit 60 updates the prediction coefficient.
[0153]
Next, the receiving device 4 will be described.
[0154]
FIG. 26 illustrates a functional configuration example of the receiving device 4. The upper layer image memory 201 stores the supplied upper layer image data. The prediction tap extraction circuit 202 extracts a prediction tap from the upper layer image supplied from the upper layer image memory 201 and supplies the extracted prediction tap to the decoding circuit 204.
[0155]
The class classification circuit 203 calculates, for example, a class indicating the result of classifying the upper layer image supplied from the upper layer image memory 201 based on the characteristics of the upper layer image by applying, for example, 1-bit ADRC processing. Then, the calculated class is supplied to the decoding circuit 204.
[0156]
The decoding circuit 204 selects a prediction coefficient corresponding to a class from prediction coefficients (consisting of prediction coefficients corresponding to each class) supplied to the receiving device 4, and based on the selected prediction coefficient and prediction tap, The calculation is executed to generate a lower layer image, and the generated lower layer image (restored image) is output to the lower layer image memory 205.
[0157]
The lower layer image memory 205 sequentially stores the restored image that is the lower layer image supplied from the decoding circuit 204, and outputs the entire restored image that is the stored lower layer image when the processing is completed for the entire image. To do.
[0158]
Next, the decoding process of the receiving device 4 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S201, the receiving device 4 inputs an upper layer image and a prediction coefficient. In step S202, the receiving device 4 determines a target pixel.
[0159]
In step S <b> 203, the class classification circuit 203 executes class classification processing and supplies data indicating the class to the decoding circuit 204. In step S <b> 204, the prediction tap extraction circuit 202 acquires a prediction tap corresponding to the pixel of interest from the pixels of the upper layer image, and supplies the acquired prediction tap to the decoding circuit 204.
[0160]
In step S205, the decoding circuit 204 selects a prediction coefficient corresponding to the class from the supplied prediction coefficients, and based on the selected prediction coefficient and the prediction tap supplied from the prediction tap extraction circuit 202, the lower layer image The mapping processing for generating is executed, and the generated lower layer image is stored in the lower layer image memory 205.
[0161]
In step S206, the reception device 4 determines whether or not all the pixels of the upper layer image are the target pixels, and when it is determined that all the pixels of the upper layer image are not the target pixels, the process returns to step S202. Repeat the mapping process.
[0162]
If it is determined in step S206 that all the pixels of the upper layer image are the target pixels, the receiving device 4 outputs the lower layer image stored in the lower layer image memory 205, and the process ends.
[0163]
Thus, the receiving device 4 restores the lower layer image from the upper layer image and the prediction coefficient.
[0164]
Next, a second embodiment of the image processing apparatus will be described.
[0165]
FIG. 28 shows a configuration example of the transmission apparatus 1 corresponding to the second embodiment of the image processing apparatus according to the present invention.
[0166]
Image data to be encoded is supplied to a preprocessing circuit 301, encoding circuits 304-1 to 304 -N (N is 15 for example), and an evaluation / selection / convergence determination circuit 307. The pre-processing circuit 301 generates an initial upper layer image and an initial prediction coefficient based on the input image data, supplies the initial upper layer image to the upper layer image memory 302, and stores the initial prediction coefficient in the prediction coefficient table memory. 303.
[0167]
The upper layer image memory 302 supplies the stored upper layer image to the encoding circuits 304-1 to 304-N. The prediction coefficient table memory 303 supplies the stored prediction coefficients to the encoding circuits 304-1 to 304-N.
[0168]
The upper layer image change parameter generation circuit 306 supplies different change parameters to each of the encoding circuits 304-1 to 304-N.
[0169]
The encoding circuit 304-1 changes the upper layer image based on the change parameter supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306, and updates the upper layer image and the prediction coefficient. The encoding circuit 304-1 supplies the changed and updated upper layer image and the updated prediction coefficient to the mapping circuit 305-1 and the switcher 308.
[0170]
The encoding circuit 304-2 changes the upper layer image (performs a change different from the encoding circuit 304-1) based on the change parameter supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306, and performs the upper layer image and prediction. Update the coefficient. The encoding circuit 304-2 supplies the changed and updated upper layer image and the updated prediction coefficient to the mapping circuit 305-2 and the switcher 308.
[0171]
Similarly, the encoding circuits 304-3 to 304-N change the supplied upper layer images to different upper layer images based on the change parameters supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306, and are changed. The upper layer image and the prediction coefficient are updated. The encoding circuits 304-3 to 304-N supply the changed and updated upper layer image and the updated prediction coefficient to any of the mapping circuits 305-3 to 305-N and the switcher 308, respectively.
[0172]
Hereinafter, when it is not necessary to individually distinguish the encoding circuits 304-1 to 304-N, they are simply referred to as the encoding circuit 304.
[0173]
FIG. 29 is a diagram for explaining the configuration of the encoding circuit 304. The prediction coefficient supplied from the prediction coefficient table memory 303 is stored in the prediction coefficient table memory 331. The upper layer image supplied from the upper layer image memory 302 is stored in the upper layer image memory 332.
[0174]
Image data that is an original image is supplied to a convergence determination circuit 334, an upper layer image update circuit 335, and a prediction coefficient update circuit 337.
[0175]
When the upper layer image and the prediction coefficient are supplied, the mapping circuit 333 generates a lower layer image based on the upper layer image and the prediction coefficient and supplies the lower layer image to the convergence determination circuit 334.
[0176]
Based on the supplied image data (original image) and the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 333, the convergence determination circuit 334 and the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 333 It is determined whether or not an error with image data is smaller than a prestored threshold, and an error between the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 333 and the image data is smaller than a prestored threshold. Is determined, the control signal is output, the switch 338 and the switch 339 are closed, the upper layer image stored in the upper layer image memory is output as the optimum upper layer image data, and the prediction count table memory 331 is also output. The stored prediction coefficient is output as the optimum prediction coefficient.
[0177]
When it is determined that the error between the lower layer image (restored image) supplied from the mapping circuit 333 and the image data is greater than or equal to a threshold value stored in advance, the convergence determination circuit 334 outputs a control signal and outputs the switch 338. And the switch 339 is opened, and the process of updating the upper layer image is repeated.
[0178]
Based on the image data (original image), the prediction coefficient supplied from the prediction coefficient table memory 331, and the upper layer image supplied from the upper layer image memory 332, the upper layer image update circuit 335 calculates the pixel value of the restored image. The pixel value of the upper layer image is updated so that the error with the pixel value of the image data is reduced, and the upper layer image with the updated pixel value is output to the upper layer image memory 332. The upper layer image memory 332 stores the upper layer image supplied from the upper layer image update circuit 335.
[0179]
When the upper layer image change parameter is supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306, the upper layer image change circuit 336 receives the upper layer image supplied from the upper layer image memory 332 based on the upper layer image change parameter. The pixel value is changed, and the upper layer image with the changed pixel value is output to the upper layer image memory 332. The upper layer image memory 332 stores the upper layer image supplied from the upper layer image change circuit 336.
[0180]
The prediction coefficient update circuit 337 updates the prediction coefficient based on the image data (original image) and the upper layer image supplied from the upper layer image memory 332, and outputs the updated prediction coefficient to the prediction coefficient table memory 331. To do. The prediction coefficient table memory 331 stores the updated prediction coefficient supplied from the prediction coefficient update circuit 337.
[0181]
When the changed or updated upper layer image and the updated prediction coefficient are supplied, the mapping circuit 333 generates a lower layer image based on the upper layer image and the prediction coefficient, and sends the lower layer image to the convergence determination circuit 334. Supply. The convergence determination circuit 334 executes determination processing based on the lower layer image generated based on the upper layer image and the prediction coefficient.
[0182]
Returning to FIG. 28, the mapping circuit 305-1 generates a lower layer image based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuit 304-1, and evaluates, selects, and converges the generated lower layer image. This is supplied to the determination circuit 307.
[0183]
The mapping circuit 305-2 generates a lower layer image based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuit 304-2, and supplies the generated lower layer image to the evaluation / selection / convergence determination circuit 307. To do.
[0184]
The mapping circuits 305-3 to 305-N generate a lower layer image based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from any of the encoding circuits 304-3 to 304-N, and generate the lower layer image Is supplied to the evaluation / selection / convergence determination circuit 307.
[0185]
Hereinafter, when there is no need to individually distinguish the mapping circuits 305-1 to 305-N, they are simply referred to as the mapping circuit 305.
[0186]
The evaluation / selection / convergence determination circuit 307, when the count count supplied from the counter 309 is smaller than the threshold value stored in advance, the lower layer image and image data supplied from each of the mapping circuits 305-1 to 305-N. And the control signal for selecting the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuits 304-1 to 304-N is supplied to the switcher 308.
[0187]
The evaluation / selection / convergence determination circuit 307, when the count count supplied from the counter 309 is equal to or greater than a threshold value stored in advance, the lower-layer image and the image supplied from each of the mapping circuits 305-1 to 305-N. An error from the data is calculated, and a control signal for selecting an upper layer image and a prediction coefficient is supplied to the switcher 308, and the upper layer image and the prediction coefficient selected by the switcher 308 are respectively optimized for the upper layer image data and the optimum prediction coefficient. A control signal to be output is supplied.
[0188]
Note that the evaluation / selection / convergence determination circuit 307 repeats the process of changing and updating the upper layer image a predetermined number of times, and sets the upper layer image selected by the switcher 308 and the prediction coefficient to the optimum upper layer image data. A control signal to be output as the optimum prediction coefficient may be supplied.
[0189]
Based on the control signal supplied from the evaluation / selection / convergence determination circuit 307, the switcher 308 selects one upper layer image and prediction coefficient from the upper layer images and prediction coefficients supplied from the encoding circuits 304-1 to 304-N. The selected upper layer image is selected and supplied to the upper layer image memory 302, and the selected prediction coefficient is supplied to the prediction coefficient table memory 303. The switcher 308 selects the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuits 304-1 to 304-N based on the control signal supplied from the evaluation / selection / convergence determination circuit 307, and selects the selected upper layer image. And the prediction coefficient are output as the optimum upper layer image data and the optimum prediction coefficient, respectively.
[0190]
The upper layer image memory 302 stores the upper layer image supplied from the switcher 308 and supplies the stored upper layer image to the encoding circuits 304-1 to 304-N. The prediction coefficient table memory 303 stores the prediction coefficient supplied from the switcher 308 and supplies the stored prediction coefficient to the encoding circuits 304-1 to 304-N.
[0191]
FIG. 30 is a diagram illustrating an outline of processing in another configuration example of the transmission device 1 corresponding to the second embodiment of the image processing device. When image data that is an original image is input to the transmission apparatus 1, the preprocessing circuit 301 generates an initial upper layer image and an initial prediction coefficient. The initial upper layer image is buffered in the upper layer image memory 302 as, for example, an upper layer image A. The initial prediction coefficient is stored in the prediction coefficient table memory 303.
[0192]
The upper layer image A buffered in the upper layer image memory 302 is supplied to the encoding circuits 304-1 to 304-N, and different changes are made in parallel.
[0193]
For example, the encoding circuit 304-1 applies the process of image change 1 to the upper layer image A, changes the upper layer image A to the upper layer image A1, and further updates the upper layer image A1.
[0194]
The encoding circuit 304-2 applies the image change 2 (different from the image change 1) process to the upper layer image A, changes the upper layer image A to the upper layer image A2, and further updates the upper layer image A2. To do.
[0195]
The encoding circuit 304-3 applies processing of image change 3 (different from image change 1 and image change 2) to the upper layer image A, changes the upper layer image A to the upper layer image A3, and further The image A3 is updated.
[0196]
Similarly, the encoding circuits 304-4 to 304-N apply the processing of image change 4 to image change N (change of images different from each other) to the upper layer image A, respectively, to convert the upper layer image A into the upper layer image. The image is changed to any one of A4 to upper layer image AN, and further, the upper layer image A4 to upper layer image AN is updated.
[0197]
The evaluation / selection / convergence determination circuit 307 evaluates the upper layer image A1 to the upper layer image AN, selects one of the upper layer image A1 to the upper layer image AN, and selects the selected upper layer image as the upper layer. The image B is stored in the upper layer image memory 302 and the corresponding prediction coefficient is stored in the prediction coefficient table memory 303.
[0198]
Similar processing is repeated for the upper layer image B.
[0199]
As described above, different image change processes are performed in parallel on the upper layer image, and each upper layer image is updated and the selected process is repeated. Therefore, the transmission apparatus 1 can more quickly perform the original image. Thus, it is possible to obtain an upper layer image that can obtain a restored image with a small error.
[0200]
With reference to the flowchart of FIG. 31, the encoding process of the transmission apparatus 1 shown in FIG. 28 will be described. In step S301, the preprocessing circuit 301 generates an initial upper layer image and an initial prediction coefficient, supplies the initial upper layer image to the upper layer image memory 302, and supplies the initial prediction coefficient to the prediction coefficient table memory 303. . The upper layer image memory 302 stores the supplied initial upper layer image and supplies the stored initial upper layer image to each of the encoding circuits 304-1 to 304-N (N is, for example, 15). The prediction coefficient table memory 303 stores the supplied initial prediction coefficient and supplies the stored initial prediction coefficient to each of the encoding circuits 304-1 to 304-N.
[0201]
Since the preprocessing in step S301 is the same as step S11 in FIG. 16, the detailed description of the processing is omitted.
[0202]
In step S302, the upper layer image change parameter generation circuit 306 generates a plurality of upper layer image change parameters (for example, 15 corresponding to the number of the encoding circuits 304-1 to 304-N), and the generated upper layer image changes. Each of the change parameters is supplied to each of the encoding circuits 304-1 to 304-N.
[0203]
The following processing in steps S303 to S306 is executed in parallel in each of the encoding circuits 304-1 to 304-N.
[0204]
In step S303, the upper layer image change circuit 336 of the encoding circuit 304 changes the upper layer image supplied from the prediction coefficient table memory 331 according to the upper layer image change parameter.
[0205]
In step S304, the upper layer image update circuit 335 repeats the process of updating the upper layer image a predetermined number of times (for example, 10 times), and the prediction count update circuit 338 performs the process of updating the prediction coefficient a predetermined number of times (for example, Repeat 10 times). The updated upper layer image is stored in the upper layer image memory 332. The updated prediction coefficient is stored in the prediction coefficient table memory 331.
[0206]
In step S305, the encoding circuit 304 determines whether or not the change in the upper layer image has been repeated a predetermined number of times (for example, five times), and it is determined that the change in the upper layer image has not been repeated a predetermined number of times. In this case, the procedure returns to step S303 and repeats the process of changing the upper layer image.
[0207]
If it is determined in step S305 that the change in the upper layer image has been repeated a predetermined number of times, the process proceeds to step S306, and the mapping circuit 305 performs mapping based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuit 304. Execute the process.
[0208]
Since the mapping process in step S306 is the same as the process in step S16 of FIG. 16, detailed description of the process is omitted.
[0209]
In step S307, the evaluation / selection / convergence determination circuit 307 evaluates the lower layer images supplied from the mapping circuits 305-1 to 305-N, that is, a plurality of results, based on the image data (original image), and the best result is obtained. Choose one.
[0210]
In step S308, the evaluation / selection / convergence determination circuit 307 determines whether or not the image has converged based on the image data (original image), the lower layer image selected in the process of step S307, and the threshold value stored in advance. If it is determined that the process has not converged, the procedure proceeds to step S309.
[0211]
The determination of whether or not the process has converged in step S308 is executed based on, for example, the evaluation value of the lower layer image, the amount of change in the evaluation value, or the number of updates.
[0212]
In step S309, the evaluation / selection / convergence determination circuit 307 switches the switcher 308 to select the upper layer image selected in order to process the upper layer image and the prediction coefficient selected in step S307. The image data is input to the upper layer image memory 302 and the selected prediction coefficient is input to the prediction coefficient table memory 303. The upper layer image memory 302 stores the selected upper layer image. The prediction coefficient table memory 303 stores the selected prediction coefficient. The procedure returns to step S302 and repeats the process of changing the upper layer image and the process of updating.
[0213]
If it is determined in step S308 that the image has converged, the switcher 308 outputs the selected upper layer image as the optimum upper layer image data and outputs the selected prediction coefficient as the optimum prediction coefficient, and the process ends. .
[0214]
As described above, the transmission apparatus 1 having the configuration illustrated in FIG. 28 applies different image change processing to the upper layer image in parallel, updates each upper layer image, and selects the best upper layer image. Therefore, it is possible to output an upper layer image that can obtain a restored image with a small error from the original image more quickly.
[0215]
FIG. 32 shows a configuration example of the transmission apparatus 1 corresponding to the third embodiment of the image processing apparatus according to the present invention. The same parts as those shown in FIG. 28 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0216]
Based on the change parameter supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306, the upper change / coefficient update circuit 351-1 changes the upper layer image and updates the prediction coefficient. The upper change / coefficient update circuit 351-1 supplies the changed upper layer image and the updated prediction coefficient to the mapping circuit 305-1 and the switcher 308.
[0217]
The upper change / coefficient update circuit 351-2 changes the upper layer image based on the change parameter supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306 (changes different from the upper change / coefficient update circuit 351-1). Execute), and update the upper layer image and the prediction coefficient. The upper change / coefficient update circuit 351-2 supplies the changed and updated upper layer image and the updated prediction coefficient to the mapping circuit 305-2 and the switcher 308.
[0218]
Similarly, the upper change / coefficient update circuits 351-3 to 351-N change the supplied upper layer images to different upper layer images based on the change parameters supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306. Then, the changed upper layer image and prediction coefficient are updated. The upper change / coefficient update circuits 351-3 to 351-N transmit the changed and updated upper layer images and the updated prediction coefficients to any of the mapping circuits 305-3 to 305-N and the switcher 308, respectively. Supply.
[0219]
Hereinafter, when it is not necessary to individually distinguish the upper change / coefficient update circuits 351-1 to 351 -N, they are simply referred to as upper change / coefficient update circuits 351.
[0220]
The upper layer image change parameter generation circuit 306 supplies different change parameters to each of the encoding circuits 304-1 to 304-N based on the number of times supplied from the counter 309.
[0221]
The upper update / coefficient update circuit 352 updates the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the switcher 308, stores the updated upper layer image in the upper layer image memory 302, and stores the updated prediction coefficient in the prediction coefficient table memory. 303 stores the result.
[0222]
FIG. 33 is a diagram illustrating an outline of other processing in the configuration example of the transmission device 1 corresponding to the third embodiment of the image processing device. In the processing corresponding to FIG. 33, the pre-processing to the upper layer image change processing are the same as those shown in FIG.
[0223]
In the processing corresponding to FIG. 33, the changed upper layer image 1 to upper layer image N are not updated.
[0224]
The evaluation / selection / convergence determination circuit 307 evaluates the changed upper layer image 1 to upper layer image N and selects one of the upper layer image 1 to upper layer image N. The evaluation / selection / convergence determination circuit 307 controls the switcher 308 to supply the selected upper layer image and prediction coefficient to the upper update / coefficient update circuit 352.
[0225]
The upper update / coefficient update circuit 352 updates the selected upper layer image and prediction coefficient.
[0226]
The upper update / coefficient update circuit 352 stores the updated upper layer image as the upper layer image B in the upper layer image memory 302 and stores the corresponding prediction coefficient in the prediction coefficient table memory 303.
[0227]
The process shown in FIG. 33 has an advantage that the circuit scale of the transmission apparatus 1 can be reduced because the process of updating the upper layer image is less than the process shown in FIG.
[0228]
With reference to the flowchart of FIG. 34, the encoding process of the transmission apparatus 1 shown in FIG. 32 will be described. Since the process of step S321 and step S322 is the same as the process of step S301 and step S302 of FIG. 31, the description is abbreviate | omitted.
[0229]
The following processing in step S323 and step S324 is executed in parallel in each of the upper change / count update circuits 351-1 to 351-N.
[0230]
In step S323, the upper change / count update circuit 351 changes the upper layer image supplied from the upper layer image memory 302 according to the upper layer image change parameter supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 306. In step S324, the mapping circuit 305 executes mapping processing based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the upper change / count update circuit 351.
[0231]
Since the mapping process in step S324 is the same as the process in step S16 of FIG. 16, detailed description of the process is omitted.
[0232]
In step S325, the evaluation / selection / convergence determination circuit 307 evaluates the lower layer images supplied from the mapping circuits 305-1 to 305-N, that is, a plurality of results, based on the image data (original image), and the best result is obtained. Choose one.
[0233]
In step S326, the upper update / coefficient update circuit 352 repeats the process of updating the upper layer image selected in the process of step S325 a predetermined number of times, and performs the process of updating the prediction coefficient a predetermined number of times (for example, 10 times). repeat.
[0234]
In step S328, the transmission device 1 executes mapping processing based on the updated upper layer image and the prediction coefficient.
[0235]
Since the mapping process in step S328 is the same as the process in step S16 of FIG. 16, a detailed description thereof will be omitted.
[0236]
The processes in steps S329 and S330 are the same as the processes in steps S308 and S309 in FIG.
[0237]
As described above, the transmission apparatus 1 corresponding to the third embodiment can quickly and easily store the original image with a circuit configuration of a smaller scale as compared with the case where the processing corresponding to the flowchart shown in FIG. 31 is executed. An upper layer image from which a restored image with a small error can be obtained can be output.
[0238]
FIG. 35 shows a configuration example of the transmission apparatus 1 corresponding to the fourth embodiment of the image processing apparatus. The same parts as those shown in FIG. 32 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0239]
The transmission apparatus 1 corresponding to the fourth embodiment has the same configuration as that of the transmission apparatus 1 of the third embodiment in which the upper update / coefficient update circuit 352 is omitted.
[0240]
FIG. 36 is a diagram illustrating an outline of processing in the configuration example of the transmission device 1 corresponding to the fourth embodiment of the image processing device according to the present invention. In the processing corresponding to FIG. 36, the processing from the preprocessing to the upper layer image change processing is the same as that shown in FIG.
[0241]
The evaluation / selection / convergence determination circuit 307 evaluates the changed upper layer image 1 to upper layer image N and selects one of the upper layer image 1 to upper layer image N. In the processing corresponding to the fourth embodiment according to the present invention, the selected upper layer image is not updated.
[0242]
The evaluation / selection / convergence determination circuit 307 stores the selected upper layer image as the upper layer image B in the upper layer image memory 302 and stores the corresponding prediction coefficient in the prediction coefficient table memory 303.
[0243]
The process shown in FIG. 36 has an advantage that the circuit scale of the transmission apparatus 1 can be further reduced because there is no process for updating the upper layer image as compared with the process shown in FIG.
[0244]
With reference to the flowchart of FIG. 37, the encoding process of the transmission apparatus 1 shown in FIG. 35 will be described. Since the process of step S351 thru | or step S355 is the same as the process of step S321 thru | or step S325 of FIG. 34, the description is abbreviate | omitted.
[0245]
Since the process of step S356 thru | or step S358 is the same as the process of FIG.34 S327 thru | or step S329, the description is abbreviate | omitted.
[0246]
That is, the encoding process of the transmission apparatus 1 illustrated in FIG. 35 is the same as the process in which the process of step S326 is omitted from the process illustrated in the flowchart of FIG.
[0247]
Therefore, the transmission apparatus 1 corresponding to the fourth embodiment of the image processing apparatus according to the present invention can execute the encoding process more quickly.
[0248]
Next, a fifth embodiment of the image processing apparatus according to the present invention will be described.
[0249]
FIG. 38 shows a configuration example of the transmission apparatus 1 corresponding to the fifth embodiment of the image processing apparatus according to the present invention.
[0250]
Image data to be encoded is supplied to a preprocessing circuit 401, an encoding circuit 404, and an evaluation determination / convergence determination circuit 407.
[0251]
The pre-processing circuit 401 generates an initial upper layer image and an initial prediction coefficient based on the input image data, supplies the initial upper layer image to the upper layer image memory 402, and supplies the initial prediction coefficient to the prediction coefficient table memory. 403 is supplied.
[0252]
The upper layer image memory 402 supplies the stored upper layer image to the encoding circuit 404. The prediction coefficient table memory 403 supplies the stored prediction coefficient to the encoding circuit 404.
[0253]
The upper layer image change parameter generation circuit 406 sequentially supplies different change parameters to the encoding circuit 404 based on the number of times supplied from the evaluation determination / convergence determination circuit 407.
[0254]
The encoding circuit 404 changes the upper layer image based on the change parameter supplied from the upper layer image change parameter generation circuit 406, and updates the upper layer image and the prediction coefficient. The encoding circuit 404 supplies the updated upper layer image to the mapping circuit 405 and also supplies it to the optimum upper layer image memory 410 via the switch 409. The encoding circuit 404 supplies the updated prediction coefficient to the mapping circuit 405 and also supplies it to the optimum prediction coefficient table memory 412 via the switch 411.
[0255]
The mapping circuit 405 generates a lower layer image based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuit 404 and supplies the generated lower layer image to the evaluation determination / convergence determination circuit 407.
[0256]
The evaluation determination / convergence determination circuit 407 generates an evaluation value such as an error from the lower layer image supplied from the mapping circuit 405 and the image data (original image). The evaluation determination / convergence determination circuit 407 compares the generated evaluation value with the evaluation value stored in the optimal evaluation value storage register 408, and the generated evaluation value is stored in the optimal evaluation value storage register 408. It is determined whether it is better than the evaluation value.
[0257]
When it is determined that the generated evaluation value is better than the evaluation value stored in the optimal evaluation value storage register 408, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 stores the generated evaluation value in the optimal evaluation value storage register 408. Then, the switch 409 and the switch 411 are closed, the upper layer image supplied from the encoding circuit 404 is stored in the optimum upper layer image memory 410, and the prediction coefficient supplied from the encoding circuit 404 is stored in the optimum prediction coefficient table memory 412. .
[0258]
When it is determined that the generated evaluation value is not better than the evaluation value stored in the optimal evaluation value storage register 408, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 discards the generated evaluation value and prediction coefficient (generated evaluation Do not remember values and prediction coefficients).
[0259]
The evaluation determination / convergence determination circuit 407 compares the generated evaluation value with a prestored threshold value, and determines whether or not the generated evaluation value is better than the prestored threshold value. When it is determined that the generated evaluation value is better than the threshold value, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 closes the switch 416 and the switch 417 and converts the upper layer image stored in the optimal upper layer image memory 410 to the optimum upper layer image. While outputting as an image, the prediction coefficient memorize | stored in the optimal prediction coefficient table memory 412 is output as an optimal prediction coefficient.
[0260]
When it is determined that the generated evaluation value is not better than the threshold value, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 stores the upper layer image stored in the optimal upper layer image memory 410 in the upper layer image memory 402 and also performs the optimal operation. The prediction coefficient stored in the prediction coefficient table memory 412 is stored in the prediction coefficient table memory 403, and the process of changing and updating the upper layer image is repeated.
[0261]
The evaluation determination / convergence determination circuit 407 closes the switch 416 and the switch 417 and repeats the process of changing and updating the upper layer image a predetermined number of times, and stores the upper layer image stored in the optimum upper layer image memory 410. The hierarchical image may be output as the optimal upper hierarchical image, and the prediction coefficient stored in the optimal prediction coefficient table memory 412 may be output as the optimal prediction coefficient.
[0262]
When the lower layer image is supplied from the mapping circuit 405, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 supplies a count signal to the upper layer image change parameter generation circuit 406 and the counter 415.
[0263]
When the upper layer image change parameter generation circuit 406 receives signals of different counts, it generates different change parameters and supplies them to the encoding circuit 404.
[0264]
When the counter 415 receives the count signal, the counter 415 increments the counter value. The counter 415 outputs a control signal for closing the switch 413 and the switch 414 when the counter value reaches a predetermined value.
[0265]
When the switch 413 is closed, the optimum upper layer image memory 410 supplies the stored upper layer image to the upper layer image memory 402 via the switch 413. The upper layer image memory 402 stores the upper layer image supplied from the optimum upper layer image memory 410.
[0266]
In other words, the upper layer image memory 402 stores the optimum upper layer image among the upper layer images obtained by a plurality of image changes.
[0267]
When the switch 414 is closed, the optimum prediction coefficient table memory 412 supplies the stored prediction coefficient to the prediction coefficient table memory 403 via the switch 414. The prediction coefficient table memory 403 stores the prediction coefficient supplied from the optimum prediction coefficient table memory 412.
[0268]
That is, the prediction coefficient table memory 403 stores prediction coefficients corresponding to the optimum upper layer image among the upper layer images obtained by a plurality of image changes.
[0269]
Since the count value of the counter 415 is reset, the optimum upper layer image and the prediction coefficient are based on the upper layer image stored in the upper layer image memory 402 and the prediction coefficient stored in the prediction coefficient table memory 403. The process of changing the upper layer image and the process of updating are repeated until.
[0270]
As described above, the transmission apparatus 1 having the configuration illustrated in FIG. 38 quickly calculates the optimal upper layer image and the prediction coefficient with a circuit having a smaller scale as compared with the case having the configuration illustrated in FIG.
[0271]
With reference to the flowchart of FIG. 39, the encoding process of the transmission apparatus 1 shown in FIG. 38 will be described. In step S 401, the preprocessing circuit 401 generates an initial upper layer image and an initial prediction coefficient, supplies the initial upper layer image to the upper layer image memory 402, and supplies the initial prediction coefficient to the prediction coefficient table memory 403. . The upper layer image memory 402 stores the supplied initial upper layer image and supplies the stored initial upper layer image to the encoding circuit 404. The prediction coefficient table memory 403 stores the supplied initial prediction coefficient and supplies the stored initial prediction coefficient to the encoding circuit 404.
[0272]
The pre-processing in step S401 is the same as step S11 in FIG. 16, and thus detailed description of the processing is omitted.
[0273]
In step S402, the upper layer image change parameter generation circuit 406 generates an upper layer image change parameter based on the number of times supplied from the evaluation determination / convergence determination circuit 407, and encodes the generated upper layer image change parameter. 404 is supplied.
[0274]
In step S403, the encoding circuit 404 changes the upper layer image stored in the internal buffer based on the upper layer image change parameter. In step S404, the encoding circuit 404 repeats the process of updating the upper layer image and the prediction coefficient a predetermined number of times (for example, 10 times).
[0275]
In step S405, the encoding circuit 404 determines whether or not the process of changing the upper layer image has been repeated a predetermined number of times (for example, 5 times), and has not repeated the process of changing the upper layer image a predetermined number of times. If it is determined, the procedure returns to step S403, and the process of changing the upper layer image is repeated.
[0276]
If it is determined in step S405 that the process of changing the upper layer image has been repeated a predetermined number of times, the process proceeds to step S406, and the mapping circuit 405 based on the upper layer image and the prediction coefficient supplied from the encoding circuit 404. A mapping process for generating a lower layer image is executed.
[0277]
Since the mapping process in step S406 is the same as the process in step S12 in FIG. 16, the detailed description thereof is omitted.
[0278]
In step S407, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 generates an evaluation value generated by comparing the lower layer image supplied from the mapping circuit 405 with the image data (original image), and the generated evaluation value is optimal. If it is better than the evaluation value stored in the evaluation value storage register 408, the generated evaluation value is stored in the optimum evaluation value storage register 408, and the upper layer image output from the encoding circuit 404 is stored in the optimal upper layer image memory 410. The prediction coefficient output from the encoding circuit 404 is stored in the optimum prediction coefficient table memory 412.
[0279]
Note that when the process of step S407 is executed for the first time, since the evaluation value is not stored in the optimum evaluation value storage register 408, the generated evaluation value is stored in the optimum evaluation value storage register 408.
[0280]
In step S408, the counter 415 determines whether or not the upper layer image change process has been executed with a predetermined number of change parameters (for example, 15) based on the counter value, and the upper level with the predetermined number of change parameters. If it is determined that the hierarchical image change process has not been executed, the procedure returns to step S402, and the process is repeated from the generation of the upper hierarchical image change parameter.
[0281]
If it is determined in step S408 that the upper layer image change process has been executed with a predetermined number of change parameters, the process advances to step S409, and the evaluation determination / convergence determination circuit 407 is stored in the optimum evaluation value storage register 408. It is determined whether or not it has converged based on the evaluated value and the threshold value stored in advance. If it is determined in step S409 that the image has not converged, the process proceeds to step S410, and the counter 415 stores the upper layer image stored in the optimum upper layer image memory 410 in the upper layer image memory 402, and the optimum prediction coefficient. The prediction count stored in the table memory 412 is stored in the prediction coefficient table memory 403, and the procedure returns to step S402 and repeats the process.
[0282]
If it is determined in step S409 that the image has converged, the evaluation determination / convergence determination circuit 407 determines the upper layer image stored in the optimum upper layer image memory 410 and the prediction count stored in the optimum prediction coefficient table memory 412. Is output and the process ends.
[0283]
As described above, the transmission apparatus 1 shown in FIG. 38 can quickly and originally use a circuit configuration of a smaller scale as compared with the case where the processing corresponding to the flowchart shown in FIG. 31, FIG. 34, or FIG. It is possible to output an upper layer image that can obtain a restored image with a small error from the image.
[0284]
Although the upper layer image has been described as a low-resolution image, it is not limited to a low-resolution image, and may be a low-frequency image.
[0285]
The compressed data corresponding to the upper layer image may be image data having a small number of bits of each pixel.
[0286]
In the present embodiment, the CPU 14 configuring the transmission device 1 of FIG. 3 executes various application processes by executing application programs stored in the external storage device 15 that also configures the transmission device 1. However, these encoding processes can also be performed by hardware. Similarly, the processing in the receiving device 4 can be realized by causing a computer to execute a program for performing such processing, or by hardware.
[0287]
When a series of processing is executed by software, a program constituting the software may execute various functions by installing a computer incorporated in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a recording medium in a general-purpose personal computer or the like.
[0288]
As shown in FIG. 3, the recording medium is distributed to provide a program to the user separately from the computer, and includes a magnetic disk 17 (including a floppy disk) on which the program is recorded, an optical disk 18 (CD- It is composed only of a package medium composed of a ROM (compact disc-read only memory), a DVD (digital versatile disc), a magneto-optical disc 19 (including MD (mini-disc)), or a semiconductor memory 20. Rather, it is configured by a ROM 12 on which a program is recorded and a hard disk included in the external storage unit 15 provided to the user in a state of being incorporated in the computer in advance.
[0289]
In the present specification, the step of describing the program stored in the recording medium is not limited to the processing performed in chronological order according to the described order, but is not necessarily performed in chronological order. It also includes processes that are executed individually.
[0290]
Further, in this specification, the system represents the entire apparatus constituted by a plurality of apparatuses.
[0291]
【The invention's effect】
According to the image encoding device according to claim 1, the image encoding method according to claim 4, and the recording medium according to claim 5, the original image is compressed by reducing its information amount, The compressed data obtained by compressing the original image is corrected to generate corrected data, and the compressed data is changed by calculating with a predetermined numerical value to generate changed data, and the compressed data is corrected or changed. Is selected, the original image is predicted based on the correction data or the change data, the prediction value is generated, the prediction error of the prediction value for the original image is calculated, and the correction data or the change is calculated based on the prediction error. Appropriateness of data is determined, and correction data or change data is output as the encoding result of the original image corresponding to the determination result, and the number of times the compressed data is corrected is counted as the correction number. It is, based on the number of corrections, since changing process is to vary more rapidly, it is possible to obtain the coded data can be restored image with a smaller error.
[0292]
According to the image processing system of claim 6, the original image is compressed by reducing the amount of information, the compressed data obtained by compressing the original image is corrected, and correction data is generated, The compressed data is changed by calculating with a predetermined numerical value, the changed data is generated, the correction of the compressed data, or the change is selected, the original image is predicted based on the corrected data or the changed data, and the prediction A value is generated, a prediction error of the prediction value for the original image is calculated, and based on the prediction error, the correctness of the correction data or the change data is determined. Corresponding to the determination result, the correction data or the change data is The number of times the compressed data is corrected is output as the result of encoding the original image, and the number of corrections is measured. Based on the number of corrections, the changing process changes. Results in a correction data or based on the changed data, the original image is predicted. Thus the predicted value is output, more quickly, it becomes possible to restore the image in a smaller error.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an upper layer image and a lower layer image.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an image processing apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the transmission device 1 of FIG. 2;
4 is a diagram illustrating a functional configuration example of a portion of the transmission apparatus 1 in FIG. 3 excluding a transmitter / recording apparatus 16. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a mapping circuit 54;
6 is a diagram illustrating a configuration of an upper layer image update circuit 58. FIG.
7 is a diagram illustrating calculation of an optimal pixel value of a target pixel by an optimal pixel value determination circuit 102. FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating calculation of an optimum pixel value of a target pixel by an optimum pixel value determination circuit.
FIG. 9 is a diagram illustrating calculation of an optimum pixel value of a target pixel by an optimum pixel value determination circuit.
10 is a diagram showing a configuration of an optimum pixel value determination circuit 102. FIG.
11 is a diagram illustrating a configuration of an upper layer image change circuit 59. FIG.
12 is a diagram illustrating an example of pixel value change by a pixel value change circuit 152 and a change amount determination circuit 153. FIG.
13 is a diagram illustrating an example of pixel value change by a pixel value change circuit 152 and a change amount determination circuit 153. FIG.
14 is a diagram showing a configuration of a prediction coefficient update circuit 60. FIG.
FIG. 15 is a diagram showing a correspondence between the number of times of processing for updating or changing an upper layer image and the S / N of an image restored from the upper layer image.
FIG. 16 is a flowchart illustrating an encoding process.
FIG. 17 is a flowchart illustrating preprocessing.
FIG. 18 is a flowchart illustrating processing for generating an initial upper layer image.
FIG. 19 is a flowchart illustrating processing for generating an initial prediction coefficient.
FIG. 20 is a flowchart illustrating mapping processing.
FIG. 21 is a flowchart illustrating an upper layer image update process.
FIG. 22 is a flowchart illustrating processing for determining an optimal pixel value.
FIG. 23 is a flowchart illustrating processing for changing an upper layer image.
FIG. 24 is a flowchart illustrating another process of changing an upper layer image.
FIG. 25 is a flowchart illustrating processing for updating a prediction coefficient.
FIG. 26 is a diagram illustrating a functional configuration example of a reception device 4;
FIG. 27 is a flowchart illustrating a decoding process.
FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission device 1 in a second embodiment.
29 is a diagram illustrating the configuration of an encoding circuit 304. FIG.
FIG. 30 is a diagram for describing an outline of encoding processing according to the second embodiment;
FIG. 31 is a flowchart illustrating an encoding process of the transmission device 1 according to the second embodiment.
FIG. 32 shows a configuration example of a transmission apparatus 1 in the third embodiment.
FIG. 33 is a diagram for describing an outline of an encoding process according to the third embodiment.
FIG. 34 is a flowchart illustrating an encoding process of the transmission device 1 according to the third embodiment.
FIG. 35 illustrates a configuration example of a transmission device 1 in a fourth embodiment.
[Fig. 36] Fig. 36 is a diagram for describing an overview of an encoding process in the fourth embodiment.
FIG. 37 is a flowchart for describing encoding processing of the transmission device 1 in the fourth embodiment.
38 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission device 1 according to a fifth embodiment. FIG.
FIG. 39 is a flowchart for describing encoding processing of the transmission device 1 in the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission apparatus, 2 Information recording medium, 3 Transmission path, 4 Reception apparatus, 14 CPU, 12 ROM, 13 RAM, 15 External storage device, 17 Magnetic disk, 18 Optical disk, 19 Magneto-optical disk, 20 Semiconductor memory, 54 Mapping circuit, 56 Convergence determination circuit, 57 Update number counter, 58 Upper layer image update circuit, 59 Upper layer image change circuit, 60 Prediction coefficient update circuit, 81 Class classification circuit, 82 Prediction tap extraction circuit, 83 Decoding circuit, 84 Lower layer image memory , 101 Upper layer image data memory, 102 Optimal pixel value determination circuit, 104 Target pixel determination circuit, 151 Upper layer image data memory, 152 Pixel value change circuit, 153 Change amount determination circuit, 154 Target pixel determination circuit, 171 Class classification circuit 172 Prediction tap extraction circuit, 17 3 teacher data extraction circuit, 174 prediction coefficient calculation circuit, 301 preprocessing circuit, 302 upper layer image memory, 303 prediction coefficient table memory, 304-1 to 304-N encoding circuit, 305-1 to 305-N mapping circuit, 306 Upper layer image change parameter generation circuit, 307 evaluation / selection / convergence determination circuit, 308 switcher, 309 counter, 331 prediction coefficient table memory, 332 upper layer image memory, 333 mapping circuit, 334 convergence determination circuit, 335 upper layer image update circuit , 336 Upper layer image change circuit, 337 Prediction coefficient update circuit, 351 Upper change / coefficient update circuit, 352 Upper update / coefficient update circuit, 401 Preprocessing circuit, 402 Upper layer image memory, 403 Prediction coefficient table memory, 404 encoding Road, 405 mapping circuit, 406 an upper layer image change parameter generating circuit, 407 evaluation determining-convergence judging circuit, 408 the optimum evaluation value storage register, 410 the optimum upper-layer image memory, 412 optimum prediction coefficient table memory, 415 counter

Claims (6)

画像を符号化する画像符号化装置であって、
原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮手段と、
前記原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正手段と、
所定の数値と演算することで前記圧縮データを変更し、変更データを生成する変更手段と、
前記圧縮データの補正、または変更を選択する選択手段と、
前記補正データまたは前記変更データに基づいて、前記原画像を予測して、その予測値を生成する予測手段と、
前記原画像に対する、前記予測値の予測誤差を算出する算出手段と、
前記予測誤差に基づいて、前記補正データまたは前記変更データの適正さを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に対応して、前記補正データまたは前記変更データを、前記原画像の符号化結果として出力する出力手段と、
前記補正手段にて前記圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測手段と
を含み、
前記補正回数に基づいて、前記変更手段における変更処理が変化する
ことを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device for encoding an image, comprising:
Compression means for compressing the original image by reducing the amount of information;
Correction means for correcting the compressed data obtained by compressing the original image and generating correction data;
Changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, changing means for generating the changed data,
Selecting means for selecting correction or change of the compressed data;
Prediction means for predicting the original image based on the correction data or the change data and generating a predicted value thereof;
Calculating means for calculating a prediction error of the predicted value with respect to the original image;
Determination means for determining appropriateness of the correction data or the change data based on the prediction error;
Output means for outputting the correction data or the change data as an encoding result of the original image corresponding to the determination result by the determination means;
Measuring means for measuring the number of times the compressed data has been corrected by the correction means as a correction number,
The image coding apparatus according to claim 1, wherein the changing process in the changing unit changes based on the number of corrections.
前記変更手段は、前記圧縮データの画素に対応する乱数である前記数値を加算して、前記圧縮データを変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 1, wherein the changing unit changes the compressed data by adding the numerical value that is a random number corresponding to a pixel of the compressed data.
前記変更手段は、前記圧縮データに対して1つの定数である前記数値を加算して、前記圧縮データを変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。
The image coding apparatus according to claim 1, wherein the changing unit changes the compressed data by adding the numerical value that is one constant to the compressed data.
画像を符号化する画像符号化装置の画像符号化方法であって、
原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮ステップと、
前記原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正ステップと、
所定の数値と演算することで前記圧縮データを変更し、変更データを生成する変更ステップと、
前記圧縮データの補正、または変更を選択する選択ステップと、
前記補正データまたは前記変更データに基づいて、前記原画像を予測して、その予測値を生成する予測ステップと、
前記原画像に対する、前記予測値の予測誤差を算出する算出ステップと、
前記予測誤差に基づいて、前記補正データまたは前記変更データの適正さを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの処理による判定結果に対応して、前記補正データまたは前記変更データを、前記原画像の符号化結果として出力する出力ステップと、
前記補正ステップの処理にて前記圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測ステップと
を含み、
前記補正回数に基づいて、前記変更ステップにおける変更処理が変化する
ことを特徴とする画像符号化方法。
An image encoding method of an image encoding device for encoding an image, comprising:
A compression step of compressing the original image by reducing the amount of information;
A correction step of correcting the compressed data obtained by compressing the original image to generate correction data;
Changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, a change step for generating changed data;
A selection step for selecting correction or change of the compressed data;
A prediction step of predicting the original image based on the correction data or the change data and generating a predicted value thereof;
A calculation step of calculating a prediction error of the predicted value with respect to the original image;
A determination step of determining appropriateness of the correction data or the change data based on the prediction error;
An output step for outputting the correction data or the change data as an encoding result of the original image in response to a determination result obtained by the determination step.
A measurement step of measuring the number of times the compressed data has been corrected in the correction step as a correction number,
The image encoding method, wherein the change process in the change step changes based on the number of corrections.
画像を符号化する画像符号化処理用のプログラムであって、
原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮ステップと、
前記原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正ステップと、
所定の数値と演算することで前記圧縮データを変更し、変更データを生成する変更ステップと、
前記圧縮データの補正、または変更を選択する選択ステップと、
前記補正データまたは前記変更データに基づいて、前記原画像を予測して、その予測値を生成する予測ステップと、
前記原画像に対する、前記予測値の予測誤差を算出する算出ステップと、
前記予測誤差に基づいて、前記補正データまたは前記変更データの適正さを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの処理による判定結果に対応して、前記補正データまたは前記変更データを、前記原画像の符号化結果として出力する出力ステップと、
前記補正ステップの処理にて前記圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測ステップと
を含み、
前記補正回数に基づいて、前記変更ステップにおける変更処理が変化する
ことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
A program for image encoding processing for encoding an image,
A compression step of compressing the original image by reducing the amount of information;
A correction step of correcting the compressed data obtained by compressing the original image to generate correction data;
Changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, a change step for generating changed data;
A selection step for selecting correction or change of the compressed data;
A prediction step of predicting the original image based on the correction data or the change data and generating a predicted value thereof;
A calculation step of calculating a prediction error of the predicted value with respect to the original image;
A determination step of determining appropriateness of the correction data or the change data based on the prediction error;
An output step for outputting the correction data or the change data as an encoding result of the original image in response to a determination result obtained by the determination step.
A measurement step of measuring the number of times the compressed data has been corrected in the correction step as a correction number,
A recording medium on which a computer-readable program is recorded, wherein the changing process in the changing step changes based on the number of corrections.
画像を符号化する画像符号化装置、および符号化された画像を復号する画像復号装置から構成される画像処理システムにおいて、
前記画像符号化装置は、
原画像を、その情報量を少なくすることにより圧縮する圧縮手段と、
前記原画像を圧縮することにより得られる圧縮データを補正して、補正データを生成する補正手段と、
所定の数値と演算することで前記圧縮データを変更し、変更データを生成する変更手段と、
前記圧縮データの補正、または変更を選択する選択手段と、
前記補正データまたは前記変更データに基づいて、前記原画像を予測して、その予測値を生成する第1の予測手段と、
前記原画像に対する、前記予測値の予測誤差を算出する算出手段と、
前記予測誤差に基づいて、前記補正データまたは前記変更データの適正さを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に対応して、前記補正データまたは前記変更データを、前記原画像の符号化結果として出力する出力手段と、
前記補正手段にて前記圧縮データが補正された回数を補正回数として計測する計測手段と
を含み、
前記補正回数に基づいて、前記変更手段における変更処理が変化し、
前記画像復号装置は、
前記原画像の符号化結果である前記補正データまたは前記変更データに基づいて、前記原画像を予測し、その予測値を出力する第2の予測手段と
を含むことを特徴とする画像処理システム。
In an image processing system including an image encoding device that encodes an image and an image decoding device that decodes the encoded image,
The image encoding device includes:
Compression means for compressing the original image by reducing the amount of information;
Correction means for correcting the compressed data obtained by compressing the original image and generating correction data;
Changing the compressed data by calculating with a predetermined numerical value, changing means for generating the changed data,
Selecting means for selecting correction or change of the compressed data;
First prediction means for predicting the original image based on the correction data or the change data and generating a predicted value thereof;
Calculating means for calculating a prediction error of the predicted value with respect to the original image;
Determination means for determining appropriateness of the correction data or the change data based on the prediction error;
Output means for outputting the correction data or the change data as an encoding result of the original image corresponding to the determination result by the determination means;
Measuring means for measuring the number of times the compressed data has been corrected by the correction means as a correction number,
Based on the number of corrections, the changing process in the changing means changes,
The image decoding device includes:
An image processing system comprising: a second prediction unit that predicts the original image based on the correction data or the change data that is a result of encoding the original image and outputs the predicted value.
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