JP4343863B2 - 画像符号化装置及び画像復号装置、並びに、それらの制御方法 - Google Patents
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Description
1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置であって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成手段と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化手段と、
前記色数計数手段より得られた色数情報、及び、前記ベクトル情報生成手段で得られたベクトル情報に基づき、前記予測符号化手段、前記ベクトル情報符号化手段で得られた符号化データから出力用の符号化データを生成する符号化データ生成手段とを備え、
当該符号化データ生成手段は、
(a)前記色数情報で示される色数が所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(b)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の非存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データと前記着目画素データの非圧縮データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(c)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定閾値を超える場合、前記予測符号化手段で生成された予測符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力することを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る画像処理装置のブロック構成図である。
Xa=(P(x−1,y,0)、P(x−1,y,1)、P(x−1,y,2))
Xb=(P(x,y−1,0)、P(x,y−1,1)、P(x,y−1,2))
Xc=(P(x−1,y−1, 0)、P(x−1,y−1,1)、P(x−1,y−1,2))
Xd=(P(x+1,y−1,0)、P(x+1,y−1,1)、P(x+1,y−1,2))
e≧0の場合、V=2×e
e<0の場合、V=−2×e−1
上記第1の実施形態をソフトウェアでもって実現しても構わない。そこで、本変形例では、ソフトウェアで実現する例を説明する。
次に、上記第1の実施形態(或いはその変形例)で生成された符号化データの復号する例を第2の実施形態として説明する。復号処理は、基本的には、第1の実施形態の画像処理装置での符号化処理の逆の手順で実行すればよい。
・Vが奇数の場合、e=−(V+1)/2
・Vが偶数の場合、e=V/2
第1の実施形態と同様に成分値予測部202で予測値pを生成し、加算器1302で着目する成分値を復元して出力する。各成分の復号後、カウンタN[C]に復号した予測誤差の絶対値|e|を加算して更新し、着目する画素について全成分の復号が終了した時点でカウンタNに1を加えて更新する。なお、A[C]とNを所定の範囲内に限定するためにはNが一定値(例えば32)に達したタイミングでA[C]とNを1/2にするといった処理を適用すれば良い。但し、同じkパラメータを得るためには、この処理は符号化側と復号側で共通に行わなければならない。
上記第2の実施形態は、ソフトウェアでもって実現しても構わない。その例を以下に説明する。ソフトウェアで実現する場合の装置構成は、第1の実施形態の変形例を参照した図14と同じであるのでその説明は省略し、その装置上で実行する復号アプリケーションの処理手順を図21のフローチャートに従って説明する。なお、図10に示す各種処理部に相当する処理は、ソフトウェア上では関数、サブルーチン等で実現することになるが、本変形例でも、便宜的に、図10の各処理部の名前をそのまま使用するものとする。そして、各部の処理内容は、上記第2の実施形態で説明した処理を行なうものとする。また、当然のことながら、バッファ201や符号バッファ1001については、処理を開始するに先立って、CPU1401がRAM1402に確保することになる。
上記第1の実施形態の画像処理装置では、周囲画素の色数に応じてベクトル情報の符号化を行うか否かを切り替える構成とした。具体的には、周囲4画素の色数を数え、4色の場合にはベクトル情報の符号化を行わずに、各成分毎に予測符号化を行った。また、1色から3色の場合にはベクトル情報の符号化を行い、尚且つ、周囲4画素に着目画素と同一の画素値が存在しない場合には各成分値を非圧縮で伝送する方法を示した。
i)色数Ncが1または2の場合、
ii)色数Ncが3で、画素間差分大小判定部1701の出力が“1”である場合、
上記条件以外の場合には、ベクトル情報の符号化を行なわないものとし、モード判定結果として“0”を出力する。
第1、3の実施形態の画像処理装置では近傍一致情報の符号化を行い、周囲画素に着目画素と同一の画素値が存在しなかった場合(不一致であった場合)には各成分値を元のビット精度で、非圧縮で伝送したが、予測変換以外の方法により符号量を削減することも可能である。この例を第4の実施形態として説明する。
R2=a xor c
R3=a xor d
R=R1 | R2 | R3
このようにして得られた変数Rの各ビットは、ビットが0である桁はa,b,c,d全てが共通の値であることを表し、1である桁は共通でないことを表す。
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
Claims (20)
- 1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置であって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成手段と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化手段と、
前記色数計数手段より得られた色数情報、及び、前記ベクトル情報生成手段で得られたベクトル情報に基づき、前記予測符号化手段、前記ベクトル情報符号化手段で得られた符号化データから出力用の符号化データを生成する符号化データ生成手段とを備え、
当該符号化データ生成手段は、
(a)前記色数情報で示される色数が所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(b)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の非存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データと前記着目画素データの非圧縮データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(c)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定閾値を超える場合、前記予測符号化手段で生成された予測符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 更に、符号化済みの画素から同一色の画素の連続が予想される場合に、所定の符号化済み画素と同一色を持つ後続入力画素の数を計数し、計測した同一色の画素の連続数の符号化データを出力するランレングス符号化手段と、
該ランレングス符号化手段で同一色の画素の連続性の符号化データが生成されるタイミングで、当該ランレングス符号化手段からの符号化データを選択して出力し、符号化済みの画素からの同一色の画素の連続が予想されない場合には、前記符号化データ生成手段からの符号化データを選択し、出力する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化装置。 - 前記ベクトル情報生成手段は、前記色数計数手段で得られた色数情報で示される色数に応じたベクトル情報を生成し、
前記ベクトル情報符号化手段は、前記色数情報で示される色数毎に想定される確率分布に応じて構成された符号を用いて、前記ベクトル情報の符号化データを生成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。 - 前記着目画素の近傍の符号化済み画素位置にある複数の画素データ間で、着目色成分における最上位ビットから下位ビットに向かう共通なビット数nを算出する算出手段と、
算出された前記着目画素の上位nビットと、符号化済み画素位置にある特定の画素データの上位nビットとを比較し、両者が一致するか否かを判定し、1ビットの判定情報を出力する判定手段と、
該判定手段からの判定情報が一致することを示す場合、前記着目画素データの上位nビットを除去した下位ビットデータを、判定情報が不一致であることを示す場合には前記着目画素データの全ビットデータを、前記判定情報に後続して出力する共通ビット除去手段とを備え、
前記符号化データ生成手段の処理(b)における非圧縮データとして、前記共通ビット除去手段で生成されたデータを利用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。 - 1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置の制御方法であって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化工程と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素データが表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数工程と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成工程と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化工程と、
前記色数計数工程より得られた色数情報、及び、前記ベクトル情報生成工程で得られたベクトル情報に基づき、前記予測符号化工程、前記ベクトル情報符号化工程で得られた符号化データから出力用の符号化データを生成する符号化データ生成工程とを備え、
当該符号化データ生成工程は、
(a)前記色数情報で示される色数が所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化工程で生成された符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(b)前記色数計数工程で計数された色数が前記所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の非存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化工程で生成された符号化データと前記着目画素データの非圧縮データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(c)前記色数計数工程で計数された色数が前記所定閾値を超える場合、前記予測符号化工程で生成された予測符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力する
ことを特徴とする画像符号化装置の制御方法。 - コンピュータに読込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを、1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置として機能させるコンピュータプログラムであって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成手段と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化手段と、
前記色数計数手段より得られた色数情報、及び、前記ベクトル情報生成手段で得られたベクトル情報に基づき、前記予測符号化手段、前記ベクトル情報符号化手段で得られた符号化データから出力用の符号化データを生成する符号化データ生成手段として機能させ、
当該符号化データ生成手段は、
(a)前記色数情報で示される色数が所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(b)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定閾値以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の非存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データと前記着目画素データの非圧縮データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(c)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定閾値を超える場合、前記予測符号化手段で生成された予測符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力する
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項6に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
- 1画素が複数の色成分データで構成され、符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置であって、
入力した着目画素データの近傍の、復号済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを復号する予測復号手段と、
前記着目画素の近傍にあって、復号済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
該色数計数手段で得られた色数情報による色数が所定数を超えることを示す場合、前記着目画素の符号化データは予測符号化データであるとして、前記予測復号手段によって得られた復号結果を、前記着目画素の復号データとして出力する第1の復号データ出力手段と、
前記色数計数手段で得られた色数情報による色数が所定数以下の場合、前記着目画素の符号化データは、ベクトル情報であると判定し、当該ベクトル情報を復号するベクトル情報復号手段と、
該ベクトル情報復号手段で得られたベクトル情報が、前記着目画素と同じ色を持つ、近傍の復号済み画素位置を示す場合、該当する位置の復号済み画素データを選択し、前記着目画素の復号データとして出力する第2の復号データ出力手段と、
該ベクトル情報復号手段で得られたベクトル情報が、前記着目画素と同じ色を持つ近傍の画素位置が存在しないことを示す場合、後続して入力されるデータは、前記着目画素の非圧縮データであるものとして出力する第3の復号データ出力手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 更に、復号済みの画素から同一色を持つ画素の連続が予想される場合に、入力した符号化データをランレングス符号化データであるものとし、所定の復号済み画素と同一色を持つ画素の連続数を復号し、前記所定の復号済みの画素データを、復号した連続数だけ出力するランレングス復号手段と、
該ランレングス復号手段で画素データを出力中は、前記第1、第2、第3の復号データ出力手段からの出力を無効とし、前記ランレングス復号手段による復号した全画素データの出力した直後のタイミングで、前記第1、第2、第3の復号データ出力手段からの出力を有効にする制御手段と
を備えることを特徴とする請求項8に記載の画像復号装置。 - 前記ベクトル情報復号手段は、前記色数計数手段で得られた色数情報で示される色数毎に想定される確率分布に応じて構成された符号を用いてベクトル情報を復号することを特徴とする請求項8に記載の画像復号装置。
- 1画素が複数の色成分データで構成され、符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置の制御方法であって、
入力した着目画素データの近傍の、復号済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを復号する予測復号工程と、
前記着目画素の近傍にあって、復号済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数工程と、
該色数計数工程で得られた色数情報による色数が所定数を超えることを示す場合、前記着目画素の符号化データは予測符号化データであるとして、前記予測復号工程によって得られた復号結果を、前記着目画素の復号データとして出力する第1の復号データ出力工程と、
前記色数計数工程で得られた色数情報による色数が所定数以下の場合、前記着目画素の符号化データは、ベクトル情報であると判定し、当該ベクトル情報を復号するベクトル情報復号工程と、
該ベクトル情報復号工程で得られたベクトル情報が、前記着目画素と同じ色を持つ、近傍の復号済み画素位置を示す場合、該当する位置の復号済み画素データを選択し、前記着目画素の復号データとして出力する第2の復号データ出力工程と、
該ベクトル情報復号工程で得られたベクトル情報が、前記着目画素と同じ色を持つ近傍の画素位置が存在しないことを示す場合、後続して入力されるデータは、前記着目画素の非圧縮データであるものとして出力する第3の復号データ出力工程と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - コンピュータに読込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを、1画素が複数の色成分データで構成され、符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置として機能させるコンピュータプログラムであって、
入力した着目画素データの近傍の、復号済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを復号する予測復号手段と、
前記着目画素の近傍にあって、復号済み画素位置にある複数の画素データが表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
該色数計数手段で得られた色数情報による色数が所定数を超えることを示す場合、前記着目画素の符号化データは予測符号化データであるとして、前記予測復号手段によって得られた復号結果を、前記着目画素の復号データとして出力する第1の復号データ出力手段と、
前記色数計数手段で得られた色数情報による色数が所定数以下の場合、前記着目画素の符号化データは、ベクトル情報であると判定し、当該ベクトル情報を復号するベクトル情報復号手段と、
該ベクトル情報復号手段で得られたベクトル情報が、前記着目画素と同じ色を持つ、近傍の復号済み画素位置を示す場合、該当する位置の復号済み画素データを選択し、前記着目画素の復号データとして出力する第2の復号データ出力手段と、
該ベクトル情報復号手段で得られたベクトル情報が、前記着目画素と同じ色を持つ近傍の画素位置が存在しないことを示す場合、後続して入力されるデータは、前記着目画素の非圧縮データであるものとして出力する第3の復号データ出力手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項12に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
- 1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置であって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成手段と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素間の差分値を求め、当該差分値が所定閾値以上であるか否かを判定情報を出力する差分値演算手段と、
前記色数計数手段で計数された色数情報と、前記差分値演算手段で得られた判定情報に基づき、前記ベクトル情報符号化手段、前記予測符号化手段のいずれかを選択する選択手段と
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 更に、符号化済みの画素から同一色の画素の連続が予想される場合に、所定の符号化済み画素と同一色をもつ後続入力画素の数を計数し、計測した同一色の画素の連続数の符号化データを出力するランレングス符号化手段と、
該ランレングス符号化手段で同一色の画素の連続性の符号化データが生成されるタイミングで、当該ランレングス符号化手段からの符号化データを選択して出力し、符号化済みの画素から同一色の画素の連続が予想されない場合には、前記選択手段で選択された符号化手段からの出力を有効にする制御手段と
を備えることを特徴とする請求項14に記載の画像符号化装置。 - 前記選択手段は、
i)前記色数が第1の閾値以下である、
ii)前記色数が前記第1の閾値より大きい第2の閾値以下であり、且つ、前記差分演算手段による判定情報が前記所定閾値以上である、
の条件i、iiのいずれかを満たす場合、前記ベクトル情報符号化手段を選択し、
前記条件i,iiのいずれも満たさない場合には、前記予測符号化手段を選択する
ことを特徴とする請求項14に記載の画像符号化装置。 - 前記ベクトル情報符号化手段は、
(a)前記色数情報で示される色数が所定数以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データを、前記着目画素の符号化データとして出力し、
(b)前記色数計数手段で計数された色数が前記所定数以下で、且つ、前記ベクトル情報が前記着目画素と同じ色を持つ近傍画素の非存在を示す場合、前記ベクトル情報符号化手段で生成された符号化データと前記着目画素データの非圧縮データを、前記着目画素の符号化データとして出力する
ことを特徴とする請求項14に記載の画像符号化装置。 - 1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置の制御方法であって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化工程と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数工程と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成工程と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化工程と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素間の差分値を求め、当該差分値が所定閾値以上であるか否かを判定情報を出力する差分値演算工程と、
前記色数計数工程で計数された色数情報と、前記差分値演算工程で得られた判定情報に基づき、前記ベクトル情報符号化工程、前記予測符号化工程のいずれかを選択する選択工程と
を備えることを特徴とする画像符号化装置の制御方法。 - コンピュータに読込み込ませ実行させることで、前記コンピュータを、1画素が複数の色成分データで構成されている画像データを、可逆符号化する画像符号化装置として機能させるコンピュータプログラムであって、
入力した着目画素データを構成する複数の色成分データそれぞれについて、前記着目画素の近傍の、符号化済みの画素の色成分データを参照して予測値を求め、予測符号化データを生成する予測符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素が表わす色数を計数し、色数情報を生成する色数計数手段と、
前記着目画素データと、前記着目画素の近傍にあって符号化済み画素位置にある複数の画素データどうしとを比較し、前記着目画素と同じ色の近傍画素が存在するか否か、及び、存在する場合には前記着目画素に対する該当近傍画素の相対位置を特定するベクトル情報を生成するベクトル情報生成手段と、
前記ベクトル情報を符号化するベクトル情報符号化手段と、
前記着目画素の近傍にあって、符号化済み画素位置にある複数の画素間の差分値を求め、当該差分値が所定閾値以上であるか否かを判定情報を出力する差分値演算手段と、
前記色数計数手段で計数された色数情報と、前記差分値演算手段で得られた判定情報に基づき、前記ベクトル情報符号化手段、前記予測符号化手段のいずれかを選択する選択手段
として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項19に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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