JP4356240B2 - 符号化装置及び方法、復号装置及び方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、画像を符号化する符号化装置及び方法、符号化データを復号する復号装置及び方法に関する。
背景技術
デジタル化されたテレビ信号を符号化するとき、従来では伝送しようとする画素の周辺の情報を利用して符号化していた。なぜなら、画像は一般的に近傍領域の自己相関が強いため、圧縮を考えた場合、近傍領域のデータを利用するのが効率が良いからである。
しかし、ミクロな視点で見ると、信号変化がないフラットな部分は相関が強いが、信号が急峻に変化する画像のエッジ部では相関があるとは言えない。
このような場合、従来では相関が強い部分では相関の強さを存分に使って符号化を行い、エッジ部ではそれなりの情報量を割り当てて符号化を行うか、視覚的なマスキング効果が得られる範囲で符号化を行う工夫をしていた。
ところで、上記従来の符号化では、画像のエッジ部分でそれなりの情報量を割り当てて符号化を行っていたので、情報量の削減には限界があり、符号化効率が悪かった。
発明の開示
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、エッジ部分でも相関の高い画素を探してランダムスキャンにより符号化するので、情報量を削減することができ、信号値の符号化効率を高くできる符号化装置及び方法の提供を目的とする。
また、画像の特性に応じてランダムスキャン順序で符号化され伝送されてきた画像を容易に復号できる復号装置及び方法の提供を目的とする。
このため、本発明に係る符号化装置は、複数の画素データを有する画像信号の特性に基づいて、上記複数の画素データの符号化の順番を決定する評価部と、上記評価部で決定された順番で、上記複数の画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化する符号化部とを備え、上記評価部は、ある注目画素データに対して相関の強い画素データを、上記複数の画素データ中から選定し、選定した画素データを上記注目画素データの次の順番の画素データとして決定する。
本発明に係る復号装置は、所定の順番を有する複数の画素データからなる画像信号を、その特性に基づく順番で画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化することによって生成された複数の符号化画素データから、上記所定の順番を有する複数の画素データを復号する復号装置であって、上記複数の符号化画素データから上記各コンポーネントの差分の符号値に分割する分割化部と、上記分割化部により分割された上記各コンポーネントの内の位置データの差分の符号値を復号して位置データを得る位置復号化部と、上記分割化部により分割された上記各コンポーネントの内のレベルデータの差分の符号値を復号してレベルデータを得るレベル復号化部と、上記位置復号化部からの上記位置データが示す位置に、上記レベル復号化部からの上記レベルデータを配置することにより、上記所定の順番に変換する変換部とを備える。
本発明に係る符号化方法は、複数の画素データを有する画像信号の特性に基づいて、上記複数の画素データの符号化の順番を決定する第１のステップと、上記第１のステップで決定された順番で、上記複数の画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化する第２のステップとからなり、上記第１のステップでは、ある注目画素データに対して相関の強い画素データを、上記複数の画素データ中から選定し、選定した画素データを上記注目画素データの次の順番の画素データとして決定する。
本発明に係る復号方法は、所定の順番を有する複数の画素データからなる画像信号を、その特性に基づく順番で画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化することによって生成された複数の符号化画素データから、上記所定の順番を有する複数の画素データを復号する復号方法であって、上記複数の符号化画素データから上記各コンポーネントの差分の符号値に分割する分割化ステップと、上記分割化ステップにより分割された上記各コンポーネントの内の位置データの差分の符号値を復号して位置データを得る位置復号化ステップと、上記分割化ステップにより分割された上記各コンポーネントの内のレベルデータの差分の符号値を復号してレベルデータを得るレベル復号化ステップと、上記位置復号化ステップからの上記位置データが示す位置に、上記レベル復号化ステップからの上記レベルデータを配置することにより、上記所定の順番に変換する変換ステップとからなる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、図１に示すような画像処理システム１であり、デジタル化された画素情報を符号化して符号化データを出力する符号化装置２と、符号化装置２が出力した符号化データを伝送する伝送媒体１０と、伝送媒体１０により伝送されてきた上記符号化データを受信して復号する復号装置６とを備えている。
符号化装置２は、ラスタースキャンが一般的なテレビジョン信号の画像のエッジ部等の画像相関に不利となる部分に関してはその方向の画素情報を符号化せず、他の画像相関が強い候補を探して符号化する。つまり、規則正しい符号化順序を採用するのではなく、画像の特性や信号分布に応じて符号化の対象となる画素情報を逐次、画素情報の相関に基づいて決まるラスタースキャンとは異なるランダムな方向に決定する。
一般的なカラー画像信号において、例えばＲＧＢ表色系の色空間では図２Ａに示す様にある程度、画像の信号レベル分布は偏っている。一方、アドレス空間で示すと、画像信号は図２Ｂに示す様に例えばマクロブロックのような空間に一様に分布している。そこで、符号化装置２は、複数の画素情報を有する画像信号を複数のマクロブロックに分割し、そのマクロブロック内の各画素情報のレベル情報と、位置情報を画像信号の特性や信号分布に応じて符号化して伝送する。
符号化装置２が適用する、本発明の符号化方法によるスキャン方式の概念について図３を参照して説明する。ある大きさのブロックを考えたブロック符号化の場合、通常、ブロック内では図３Ａに示すようなラスタースキャン順で画素情報を符号化する。これに対し、符号化装置２が適用する本発明の符号化方法では、次に符号化すべき画素情報を探すのに最適なマクロブロック領域を設定し、そのマクロブロック内で最適な順序で画素情報を符号化する。したがって、図３Ｂに示すように各マクロブロック内で画素情報を符号化して伝送する順序はランダムとなる。なお、画素情報の符号化の最適な順序の決定は、フレーム全体や、フィールド全体の中で行ってもよい。
図１の符号化装置２において、ラスタースキャン順序で入力端子ＩＮ_Ｔから入力されたデジタルの画素情報はメモリ３_ａ及び３_ｂに蓄積される。これらメモリ３_ａ及び３_ｂは、一方のメモリからマクロブロック単位の画素情報が読み出される間に、他方のメモリにマクロブロック単位の画素情報が書き込まれるバンク切替構造となっている。このため、マクロブロック読み出し部４は、メモリ３_ａ及び３_ｂから、異なるタイミングでマクロブロック単位の画素情報を読み出すことができる。
マクロブロック読み出し部４により、マクロブロック毎に読み出された画素情報はエンコーダ５に供給される。エンコーダ５は、マクロブロック内の画素情報の伝送順序を最適化し、かつ冗長度を除去して符号化画素データを出力する。エンコーダ５からの符号化画素データは出力端子ＯＵＴ_Ｔを介して伝送媒体１０に出力される。
エンコーダ５での符号化について以下に説明する。
先ず、画素情報のフォーマット例を図４に示す。画素情報Ｐとしては、画素の信号レベル情報Ｌと、画素の位置情報Ａを使う。画素の信号レベル情報Ｌとして、ここではＲ，Ｇ，Ｂ３原色を考慮しているが、輝度信号Ｙ、青色差信号Ｃｂ、赤色差信号Ｃｒを考慮してもよい。また、画素の位置情報Ａとしては、対象とする画素の２次元座標上のアドレス位置Ｘ，Ｙを考慮している。
エンコーダ５は、マクロブロック内の各画素情報Ｐを上記図４に従ったＲ，Ｇ，Ｂ，Ｘ，Ｙの５つのコンポーネントに分け、符号化して伝送する。画素情報Ｐ_ｓ（Ｒ_ｓ，Ｇ_ｓ，Ｂ_ｓ，Ｘ_ｓ，Ｙ_ｓ）と、次に符号化して伝送する画素候補Ｐ_ｎ（Ｒ_ｎ，Ｇ_ｎ，Ｂ_ｎ，Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）との差分をとり、その差分の絶対値和Ｅを次の（１）式のように求め、それを評価値とし、その評価値Ｅが最小になるように、次に符号化し伝送する画素情報Ｐ_ｎを決定する。
Ｅ＝｜Ｒ_ｎ−Ｒ_ｓ｜＋｜Ｇ_ｎ−Ｇ_ｓ｜＋｜Ｂ_ｎ−Ｂ_ｓ｜
＋｜Ｘ_ｎ−Ｘ_ｓ｜＋｜Ｙ_ｎ−Ｙ_ｓ｜・・・（１）
上記（１）式の評価関数により、伝送順を決定した後、エンコーダ５は次に伝送する画素情報Ｐ_ｎを差分符号化して符号化画素データを伝送媒体１０に出力する。エンコーダ５の詳細については後述する。
伝送媒体１０としては、ネットワークのような通信路の他、ディスク状又はテープ状記録媒体が挙げられる。
伝送媒体１０により伝送されてきた上記符号化画素データは、入力端子ＩＮ_Ｒから復号装置６に入力される。そして、デコーダ７は、アドレス情報Ｘ，Ｙをデコードし、バンク切替構造のメモリ９_ａ及びメモリ９_ｂ上でアドレス情報Ｘ，Ｙに基づいた位置に信号レベル情報の復号値をストアする。次に、マクロブロック読み出し部８がメモリ９_ａ及びメモリ９_ｂから、ラスター順序でマクロブロック内の信号レベル情報を読み出し、出力端子ＯＵＴ_Ｒから導出する。
次に、エンコーダ５及びデコーダ７の詳細な構成及び動作について説明する。
エンコーダ５の詳細な構成を図５に示す。このエンコーダ５は、上記（１）式に示す評価値Ｅを用いて画像信号の特性（画素間の相関の強さ）を評価し、その特性に応じてマクロブロック内の複数の画素情報の符号化の順番を決定する評価部１３と、この評価部１３で決定された順番で、マクロブロック内の複数の画素情報を差分符号化する差分符号化部１６と、この差分符号化部１６からの差分符号化出力を多重化する多重化部１７とを備えている。
また、エンコーダ５は、メモリ１１を備え、このメモリ１１にメモリ３_ａ及び３_ｂから読み出された上記画素情報の内の信号レベル情報を、Ｒ，Ｇ，Ｂのコンポーネント毎に格納している。また、エンコーダ５は、アドレスカウンタ１２を備え、このアドレスカウンタ１２で上記信号レベル情報のアドレス情報Ｘ，Ｙをカウントしている。
そして、エンコーダ５は、メモリ１１から上記信号レベル情報と、アドレスカウンタ１２から上記アドレス情報を読み出し、図６に示す手順で画素情報の伝送順序の最適化処理、すなわち次に伝送する画素情報を決定するための処理を行う。
先ず、エンコーダ５はステップＳ１で初期伝送画素情報Ｐ_ｓを決定する。ここでは、任意値とするが、所定のアルゴリズムに基づいた最適法を用いて決定してもよい。
次に、エンコーダ５はステップＳ２で初期伝送画素情報Ｐ_ｓの次に伝送すべき画素情報の候補Ｐ_ｎを選ぶ。この伝送画素情報候補Ｐ_ｎの選択処理は、ステップＳ３で既に伝送した画素情報でないと判断されたものに対して行い、既に伝送した画素情報であると判断されたものに対しては行わない。
そして、エンコーダ５はステップＳ４で評価部１３を使い、その画素情報候補Ｐ_ｓに対して、上記（１）式に示した評価関数を用いて相関を評価する。（１）式は、上述したように、マクロブロック内の、伝送する画素情報Ｐ_ｓ（Ｒ_ｓ，Ｇ_ｓ，Ｂ_ｓ，Ｘ_ｓ，Ｙ_ｓ）と、次に伝送する画素情報候補Ｐ_ｎ（Ｒ_ｎ，Ｇ_ｎ，Ｂ_ｎ，Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）との差分をとり、その差分の絶対値和を評価値Ｅとしている。
次に、エンコーダ５はステップＳ５で、上記（１）式に示した評価関数の評価値Ｅが最小であるか否かを判断し、最小値であれば、ステップＳ６に進み、評価部１３内部に有する後述の最小値バッファ内の画素情報の値を書き換える。評価値Ｅが最小でなければ書き換えない。エンコーダ５はここまでの最小値の探索処理をマクロブロック内の全画素情報を対象として繰り返す（ステップＳ７）。
エンコーダ５はステップＳ７においてマクロブロック内の全画素情報の探索が完了した時点で最小値バッファにある画素情報を次に伝送する画素情報として伝送する（ステップＳ８）。
以上のステップＳ２〜ステップＳ８までの処理をエンコーダ５は、マクロブロック内の全画素を伝送する（ステップＳ９）まで繰り返すことで、次に伝送する画素情報を決定する。もちろん、エンコーダ５は、次に伝送する画素情報を決定するだけでもよく、伝送はいつでも構わない。
このエンコーダ５における全画素の探索処理（ステップＳ７に相当する）の原理を図７に示すハードウェア構成例を用いて説明する。
画素情報のレベル情報Ｒ，Ｇ，Ｂと位置情報Ｘ，Ｙから上記（１）式に示した評価関数を計算して評価値Ｅを求める評価関数ユニットを複数個有するハードウェア構成を想定している。
画素単位で処理するためのクロックレートを用いると、入力端子２１からの画素情報ｎ個に対して評価関数ユニット２２_ｎ−１で、上記（１）式に示した評価関数による評価値Ｅの計算を（ｎ−１）画素分繰り返して計算し、評価値Ｅが最小となる画素情報を、初期伝送画素情報の次に伝送する画素として決定する。
評価関数ユニット２２_ｎ−２は、上記評価関数ユニット２２_ｎ−１での計算で伝送順番が決定した２個の画素情報を除いた（ｎ−２）回だけ上記（１）式に示した評価関数による評価値Ｅの計算を繰り返して３番目に伝送する画素情報を決定する。
そして、評価関数ユニット２２_１によりブロック内で最後に伝送する画素を決定するまで上記（１）式の評価関数を（ｎ−３），（ｎ−４）・・・１まで繰り返す。
各評価関数ユニット２２_ｎ−１、２２_ｎ−１、・・・１には、伝送フラグメモリ２３_ｎ−１、２３_ｎ−１、・・・１が接続されており、８×８画素毎に伝送済み又は未伝送というフラグを記憶しておく。
上記評価関数ユニット２２_ｎ−１、２２_ｎ−１、・・・１の詳細な構成を図８に示す。前に伝送された画素情報のコンポーネントを前値（初期伝送画素情報を含む）、次に伝送される画素情報のコンポーネントを後値（伝送画素情報の候補値）とすると、前値Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１，Ｘ_１，Ｙ_１と後値Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２，Ｘ_２，Ｙ_２の相関を相関判定ユニット２５_Ｒ，２５_Ｇ，２５_Ｂ、２５_Ｘ及び２５_Ｙで判定する。相関判定ユニット２５は、図９に示すように例えばＲに関して、前値Ｒ_１と後値Ｒ_２との差分Ｒ_２−Ｒ_１を差分器３１で求め、その絶対値｜Ｒ_２−Ｒ_１｜を絶対値部３２で求め、差分の絶対値｜Ｒ_２−Ｒ_１｜と、後値Ｒ_２とを出力する。
相関判定ユニット２５_Ｒ，２５_Ｇ，２５_Ｂ、２５_Ｘ及び２５_Ｙの各コンポーネントの差分の絶対値は加算器２６に供給される。また、各コンポーネントの後値はラッチ２９_Ｒ，２９_Ｇ，２９_Ｂ、２９_Ｘ及び２９_Ｙに供給される。
加算器２６の加算結果は、
｜Ｒ_２−Ｒ_１｜＋｜Ｇ_２−Ｇ_１｜＋｜Ｂ_２−Ｂ_１｜
＋｜Ｘ_２−Ｘ_１｜＋｜Ｙ_２−Ｙ_１｜
となり、上記評価値Ｅと同じである。
この加算結果は比較器２８に送られる。比較器２８は、これまでの最小の評価値を記憶している最小値バッファ２７からの当該評価値と上記加算結果による現在の評価値とを比較する。そして、現在の評価値（加算器２６からの加算結果）が上記最小値バッファ２７に記憶されていた評価値よりも小さければ、リセット出力を最小値バッファ２７、及びラッチ２９_Ｒ，２９_Ｇ，２９_Ｂ、２９_Ｘ及び２９_Ｙに送り、各バッファ及びラッチの値をリセットする。このため、各ラッチ２９_Ｒ，２９_Ｇ，２９_Ｒ、２９_Ｘ及び２９_Ｙには新たな評価値を計算するときに用いた画素情報の候補、ここでは後値Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２，Ｘ_２，Ｙ_２が格納される。そして、マクロブロック内の全画素情報が探索された後に、ラッチ２９_Ｒ，２９_Ｇ，２９_Ｂ、２９_Ｘ及び２９_Ｙに最後まで格納されていた画素情報Ｐ_ｎ（Ｒ_ｎ，Ｇ_ｎ，Ｂ_ｎ，Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）が伝送される。
このようにして評価部１３から伝送された上記画素情報Ｐ_ｎ（Ｒ_ｎ，Ｇ_ｎ，Ｂ_ｎ，Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）は、図５に示す減算器１５_Ｒ，１５_Ｇ，１５_Ｂ，１５_Ｘ，１５_Ｙに供給される。各減算器１５_Ｒ，１５_Ｇ，１５_Ｂ，１５_Ｘ，１５_Ｙは、ラッチ１４_Ｒ，１４_Ｇ，１４_Ｂ，１４_Ｘ，１４_Ｙに格納されている、既に伝送された画素情報Ｐ_ｓ（Ｒ_ｓ，Ｇ_ｓ，Ｂ_ｓ，Ｘ_ｓ，Ｙ_ｓ）と上記次に伝送する画素情報Ｐ_ｎ（Ｒｎ，Ｇ_ｎ，Ｂ_ｎ，Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）との差分値Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｘ，Ｄ_Ｙを計算し差分符号化部１６の各差分符号化器１６_Ｒ，１６_Ｇ，１６_Ｂ，１６_Ｘ，１６_Ｙに送る。差分符号化器１６_Ｒ，１６_Ｇ，１６_Ｂ，１６_Ｘ，１６_Ｙは、上記差分値Ｄ_Ｒ，Ｄ_Ｇ，Ｄ_Ｂ，Ｄ_Ｘ，Ｄ_Ｙを差分符号化する。ここでの差分符号化方法としては、差分値を再量子化するＤＰＣＭや、差分値の頻度に最適化を行ってハフマン符号で符号化する方法などがある。
そして、差分符号化部１６からの各コンポーネントの差分の符号化値は多重化部１７で多重化され、出力端子ＯＵＴ_Ｔから伝送媒体１０を介して復号装置６に伝送される。
次に、上記図１に示したデコーダ７の詳細について図１０を参照しながら説明する。このデコーダ７は、本発明の復号方法を実行する。上記復号方法は、画像の特性に応じてランダムスキャン順序で符号化され伝送されてきた画像を復号するためのものであり、上記伝送されてきた画像の画素情報を復号し、その復号画素情報に基づいて画像信号をラスタースキャン順序で読み出す。
上記復号方法を実行するため、デコーダ７は、上記エンコーダ５で多重化された画素情報の差分の符号値を各コンポーネントの差分の符号値に分割する分割化部４２と、この分割化部４２で分割された各コンポーネントの差分の符号値から差分を復号する差分復号化部４３と、差分復号化部４３からの差分復号出力から画素情報のコンポーネント値を得るコンポーネント復号部を構成する加算器４４及びラッチ４５と、上記コンポーネント復号部で得られた画素のアドレス情報Ｘ，Ｙに基づいて画素情報のレベル情報Ｒ，Ｇ，Ｂが書き込まれた後、通常のスキャン順序で画素情報が読み出されるマクロブロックメモリ４６_ａ及び４６_ｂとを備える。ここで、上記マクロブロックメモリ４６_ａ及び４６_ｂにおける読み出しのためのアドレスは、アドレスカウンタ４７が通常のスキャン順序にしたがったアドレスとしてカウントする。
デコーダ７での動作の流れは以下のようになる。すなわち、分割化部４２は、入力端子６から、ランダムに伝送されてきた多重化コンポーネントの差分符号値を分割し、差分復号化部４３の各差分復号化器４３_Ｒ，４３_Ｇ，４３_Ｂ，４３_ｘ，４３_Ｙに供給する。
各差分復号化器４３_Ｒ，４３_Ｇ，４３_Ｂ，４３_Ｘ，４３_Ｙで復号化された各コンポーネントの差分値は上記コンポーネント復号部を構成する、加算器４４_Ｒ，４４_Ｇ，４４_Ｂ，４４_Ｘ，４４_Ｙに供給され、ラッチ４５_Ｒ，４５_Ｇ，４５_Ｂ，４５_Ｘ，４５_Ｙからのラッチ加算出力と加算される。そして、上記コンポーネント復号部からの各コンポーネント復号出力は、バンク構造とされたマクロブロックメモリ４６_ａ及び４６_ｂに供給される。アドレスカウンタ４７は、上述したように、ランダムスキャンに用いられたアドレス情報をラスタースキャンで読み出すので、マクロブロックメモリ４６_ａ及び４６_ｂからは、書き込み時にランダムスキャンであった画像信号も、読み出し時にはラスタースキャンの画像信号に変換されて出力される。
このように、上記実施の形態では、ラスタースキャンの符号化より、エッジ等の相関がない部分は、相関が高い画素を探して符号化するので、信号値の符号化効率はかなり高い。ラスタースキャンでは必要ないアドレス情報を送るのでその情報量は増えるが、それ以上に信号値の情報量削減が可能であり、トータルとして符号化効率は良くなる。
なお、上記図１に示した画像処理システムの符号化装置２では、エンコーダ５の代わりに、図１１に示すエンコーダ５０を用いてもよい。このエンコーダ５０は、評価部１３の前段に間引き部５１を用いている点がエンコーダ５と異なる。
この間引き部５１は、画素情報の信号レベル情報とアドレス情報を削減する。この間引き部５１の原理を図１２及び図１３を用いて説明する。図１２に示す２×２のブロックの４画素に着目し、その信号分布に対して適応的に図１３の４パターンの画素密度に置き換える。４つの画素は各画素値ａ，ｂ，ｃ，ｄを持っている。
ＴＨをしきい値とすると、図１３Ａのパターン１では｜ａ−ｂ｜＜ＴＨ，｜ｂ−ｃ｜＜ＴＨ，｜ｃ−ｄ｜＜ＴＨ，｜ｄ−ａ｜＜ＴＨ，｜ａ−ｃ｜＜ＴＨ，｜ｂ−ｄ｜＜ＴＨの全てを満たしたとき、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）／４に置き換える。また、図１３Ｂのパターン２では｜ａ−ｂ｜＜ＴＨ，｜ｃ−ｄ｜＜ＴＨのみ満たしたとき、（ａ＋ｃ）／２，（ｂ＋ｄ）／２に置き換える。また、図１３Ｃのパターン３では｜ａ−ｃ｜＜ＴＨ，｜ｂ−ｄ｜＜ＴＨのみ満たしたとき、（ａ＋ｂ）／２，（ｃ＋ｄ）／２に置き換える。また、図１３Ｄのパターン４では上記のどれも満たさないとき、元の画素値のままとする。
この間引き部５１を用いたエンコーダ５０を符号化装置に用いることにより、情報量が削減される。
図１４には、エンコーダ５０を用いたときに必要なデコーダ５３の構成を示す。マクロブロックメモリ４６_ａ及び４６_ｂから読み出した画像信号に、ラインメモリ５４を用いた補間処理を画素アドレス補間部５５で施す必要がある。そして、補間出力を出力端子５６から出力する。
なお、上記符号化装置１側では、フレーム画像内のマクロブロック単位で画素に対してランダムスキャン順序を最適化してもよいし、フィールド画像内のマクロブロック単位で画素に対してランダムスキャン順序を最適化してもよい。さらには、時間軸方向のマクロブロックを単位としてもよい。また、マクロブロックについても順番に送る必要はなく、マクロブロックの先頭アドレスの差分を送るようにしてもよい。
産業上の利用可能性
本発明によれば、エッジ部分でも相関の高い画素を探して符号化するので、情報量を削減することができ、信号値の符号化効率を高くできる。また、画像の特性に応じてランダムスキャン順序で符号化され伝送されてきた画像を簡単な構成で復号できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施の形態である画像処理システムの構成を示すブロック図である。
図２Ａは一般的な画像信号のＲＧＢ表色系の色空間における偏った分布を示す信号分布図である。
図２Ｂはアドレス空間の情報分布図である。
図３Ａは従来のスキャンの概念を説明するための図である。
図３Ｂは本発明のスキャンの概念を説明するための図である。
図４は画素情報のフォーマット図である。
図５は画像処理システムの符号化装置側のエンコーダの詳細な構成を示すブロック図である。
図６は上記図５に示したエンコーダが行う画素の伝送順序の最適化処理を説明するためのフローチャートである。
図７は上記エンコーダを構成する評価部の詳細な構成を示すブロック図である。
図８は上記評価部を構成する評価関数ユニットの詳細な構成を示すブロック図である。
図９は上記評価関数ユニットを構成する相関判定ユニットの詳細な構成を示すブロック図である。
図１０は上記画像処理システムの受信装置側のデコーダの構成を示すブロック図である。
図１１は上記図５に示すエンコーダの他の具体例を示すブロック図である。
図１２は上記図１１に示したエンコーダが行う間引き処理を説明するために用いる２×２のブロック４画素を示す図である。
図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄは上記図１２に示した４画素に対して取られる間引きの４パターンを示す図である。
図１４は上記図１０に示したデコーダの他の具体例を示すブロック図である。

Claims (15)

1. 複数の画素データを有する画像信号の特性に基づいて、上記複数の画素データの符号化の順番を決定する評価部と、
   上記評価部で決定された順番で、上記複数の画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化する符号化部とを備え、
   上記評価部は、ある注目画素データに対して相関の強い画素データを、上記複数の画素データ中から選定し、選定した画素データを上記注目画素データの次の順番の画素データとして決定する
   符号化装置。
2. 上記評価部は、所定の範囲としての同じフレーム、同じフィールド、若しくは同じフレーム又はフィールド内の同じマクロブロック内に含まれる複数の画素データに基づいて、上記画像信号の特性を評価する請求項１記載の符号化装置。
3. 上記評価部は、上記所定の範囲内における各画素データの上記レベルデータ及び上記位置データのコンポーネントデータに基づいて、コンポーネントデータ間の相関の強い画素データを選定する請求項２記載の符号化装置。
4. 上記評価部は、各画素データの各コンポーネントデータの差分の絶対値和が最小となる画素データを相関の強い画素データとして選定する請求項３記載の符号化装置。
5. 上記画像信号は、カラー画像信号であり、上記レベルデータは、複数のカラーコンポーネントデータを含み、上記複数のカラーコンポーネントデータによってカラー画像が表される請求項３記載の符号化装置。
6. 上記評価部は、上記注目画素データの上記位置データの座標コンポーネントデータ及び上記各カラーコンポーネントデータと、上記所定の範囲内における各画素データの位置データの座標コンポーネントデータ及び上記各カラーコンポーネントデータとの相関に基づいて、上記注目画素データに対して相関の強い画素データを、上記複数の画素データ中から選定する請求項５記載の符号化装置。
7. 上記評価部は、上記注目画素データの上記各コンポーネントデータと上記所定の範囲内における各画素データの各コンポーネントデータとの差分をとり、その差分の絶対値和が最小となる画素データを相関の強い画素データとして選定する請求項６記載の符号化装置。
8. 上記画像信号を複数のマクロブロックに分割するマクロブロック分割部をさらに備え、上記評価部は、各マクロブロック毎に、各マクロブロック内の上記複数の画素データの符号化順番を決定する請求項１記載の符号化装置。
9. 上記画像信号の一部の画素データを間引く間引き部をさらに備え、上記評価部は、上記間引き部で一部の画素データが間引かれた画像信号の符号化の順序を決定する請求項１記載の符号化装置。
10. 所定の順番を有する複数の画素データからなる画像信号を、その特性に基づく順番で画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化することによって生成された複数の符号化画素データから、上記所定の順番を有する複数の画素データを復号する復号装置であって、
    上記複数の符号化画素データから上記各コンポーネントの差分の符号値に分割する分割化部と、
    上記分割化部により分割された上記各コンポーネントの内の位置データの差分の符号値を復号して位置データを得る位置復号化部と、
    上記分割化部により分割された上記各コンポーネントの内のレベルデータの差分の符号値を復号してレベルデータを得るレベル復号化部と、
    上記位置復号化部からの上記位置データが示す位置に、上記レベル復号化部からの上記レベルデータを配置することにより、上記所定の順番に変換する変換部と
    を備える復号装置。
11. 上記複数の符号化画素データは、所定の範囲としての同じフレーム、同じフィールド、若しくは同じフレーム又はフィールド内の同じマクロブロック内毎に上記特性に基づく順番で符号化されている請求項１０記載の復号装置。
12. 上記符号化画素データは、上記複数の画素データのある注目画素データに対して相関の強い画素データを上記複数の画素データ中から選定し、選定した画素データを上記注目画素データの次の順番の画素データとして決定し、決定された順番で画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化することにより生成されたものである請求項１０記載の復号装置。
13. 上記符号化画素データは、上記所定の順番を有する複数の画素データの一部が間引かれた後に、符号化の順番が決定されており、上記変換部で上記所定の順番に変換された画素データに対して画素補間処理を行う補間処理部をさらに備える請求項１０記載の復号装置。
14. 複数の画素データを有する画像信号の特性に基づいて、上記複数の画素データの符号化の順番を決定する第１のステップと、
    上記第１のステップで決定された順番で、上記複数の画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化する第２のステップとからなり、
    上記第１のステップでは、ある注目画素データに対して相関の強い画素データを、上記複数の画素データ中から選定し、選定した画素データを上記注目画素データの次の順番の画素データとして決定する
    符号化方法。
15. 所定の順番を有する複数の画素データからなる画像信号を、その特性に基づく順番で画素データのレベルデータ及び位置データのコンポーネントデータを差分符号化することによって生成された複数の符号化画素データから、上記所定の順番を有する複数の画素データを復号する復号方法であって、
    上記複数の符号化画素データから上記各コンポーネントの差分の符号値に分割する分割化ステップと、
    上記分割化ステップにより分割された上記各コンポーネントの内の位置データの差分の符号値を復号して位置データを得る位置復号化ステップと、
    上記分割化ステップにより分割された上記各コンポーネントの内のレベルデータの差分の符号値を復号してレベルデータを得るレベル復号化ステップと、
    上記位置復号化ステップからの上記位置データが示す位置に、上記レベル復号化ステップからの上記レベルデータを配置することにより、上記所定の順番に変換する変換ステップと
    からなる復号方法。

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