JP4671354B2 - 画像圧縮装置および画像圧縮方法 - Google Patents
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Description
図9は、JPEG2000アルゴリズムの基本を説明するための機能ブロック図である。この機能ブロック図は、JPEG2000形式の画像圧縮伸長用の画像処理用コンピュータプログラムに従いコンピュータが実行することになる各種の機能に対応するアルゴリズムをブロック化して示している。
同図に示すように、画像圧縮装置100は、ウェーブレット変換部10、算術符号化部20、パケットヘッダ生成処理部30、メモリコントローラ40及びDRAM50で構成される。メモリコントローラ40は、いわゆるアービタ回路であり、上記ウェーブレット変換部10、算術符号処理部20及びパケットヘッダ生成処理部30が備える各DMA13、21、25、31、33、35及び37のDRAM50に対するデータアクセス権の調停を行う。
同図に示すように、画像をウェーブレット変換し(ステップS501)、量子化し(ステップS502)、MQ(算術)符号化し(ステップS503)、符号形成して(ステップS504)、圧縮画像データを得ていた(ステップS505)。通常、ROI機能を実現するためには、符号化時に、それに対応した処理を行っておく必要がある。
同図に示すように、画像をウェーブレット変換し(ステップS601)、ビットシフトし(ステップS602)、量子化し(ステップS603)、MQ(算術)符号化し(ステップS604)、符号形成して(ステップS605)、圧縮画像データを得ていた(ステップS606)。通常、ROI機能を実現するためには、符号化時に、それに対応した処理を行っておく必要がある。
JPEG2000符号化処理の時に、上述した特許文献1,2に開示されているように、あらかじめ設定された目標の符号量に対し、算術符号化処理された符号データを下位から破棄し目標の符号量になるように調整する「レートコントロール」と呼ばれる方法がある(図13のレートコントロール回路32参照)。
図1は、ROI処理に類似したレートコントロール処理を含む本発明に係る処理の流れを示す図である。本発明では、同図に示すように、画像をウェーブレット変換し(ステップS1)、量子化し(ステップS2)、MQ(算術)符号化し(ステップS3)、ROI類似機能を有するレートコントロールを行い(ステップS4)、符号形成して(ステップS5)、圧縮画像データを得る(ステップS6)。
図2は、コードブロック情報を読出しの実施例を示すブロック図である。
JPEG2000符号化時、算術符号化処理後のデータは、各コードブロックの情報(ゼロビットプレーン数、コーディングパス数、コードブロック符号量、コーディングパス毎の符号量等)はパケットポインターと呼ばれる内部メモリ64領域に記録される。
[ SA(CB)=SA(SUB)+Y*Xh+X]
ここで、Xhはサブバンドの水平方向のコードブロック数とする。図2の加算器の記号は上記式に相当する。
i194 c1: 1, 2 2 2, 2 2 3, 4 4 5, 6 7 9, 11 11 16
i194 c2: 1, 1 1 2, 2 2 3, 3 3 4, 5 5 7, 9 9 12
ここで、それぞれの数字は、
C0:コンポーネント0。具体的にはY成分を示す。
C1:コンポーネント1。具体的にはCb成分を示す。
C2:コンポーネント2。具体的にはCr成分を示す。
5LL:レベル5LL成分のサブバンドのコーディングパス単位のトランケーション量
5HL−LH−HH:レベル5のHL成分とLH成分とHH成分のサブバンドのコーディングパス単位のトランケーション量
4HL−LH−HH:レベル4のHL成分とLH成分とHH成分のサブバンドのコーディングパス単位のトランケーション量
3HL−LH−HH:レベル3のHL成分とLH成分とHH成分のサブバンドのコーディングパス単位のトランケーション量
2HL−LH−HH:レベル2のHL成分とLH成分とHH成分のサブバンドのコーディングパス単位のトランケーション量
1HL−LH−HH:レベル1のHL成分とLH成分とHH成分のサブバンドのコーディングパス単位のトランケーション量
をそれぞれ表す。
このようなテーブルデータはメモリ上、スタートアドレスから小さい順で配置される。
レートコントロールがスタートしたら、トランケーションテーブルを一つ選択し(ステップS101)、サブバンドのコーディングパス毎の符号量情報をメモリ上より読み出し(ステップS102)、選択したトランケーションテーブルに従ってトランケーションを行った場合のサブバンドの符号量を計算し(ステップS103)、ステップS103の処理を全てのサブバンドに対して行い、算出した符号量が目標符号量に達した場合は、それを最終的なトランケーションテーブルとしステップS105に進み、算出した符号量が目標符号量に達しない場合は目標値との差に従って次のテーブルを選択するためステップS101に戻る。これにより目標の符号量になるためのトランケーション量が決定される。
トランケーションをスタートし(ステップS105)、一個のコードブロックの情報をメモリ上より読出し(ステップS106)、選択したトランケーションテーブルに従ってコードブロックのコーディングパスのトランケーションを行い(ステップS107)、それを反映したコードブロックの情報を求め、新しいコードブロック情報としてメモリ上に書き込む(ステップS108)。全てのコードブロックに対しての処理が終わったら(ステップS109:Y)、レートコントロールを終了する。
トランケーションテーブル選択の流れについて説明する。
まず、ステップS201で、トランケーションテーブルを一つ選択し、ステップS202で、一個のコードブロック情報をメモリ上より読み出す。
ステップS208でトランケーションを開始し、一個のコードブロック情報をメモリ上より読み出す(ステップS209)。
図5は、指定領域に属するコードブロックの例を示す図である。
ROI領域を長方形とし、その空間的情報は左上の頂点Aと右下の頂点Bで決定される。もとの画像が解像度レベル0とすると、解像度レベルが一つ上がると、対するサブバンドのサイズが二分の一になる。
画像サイズが「8192×8192」以下の場合、X方向座標は14ビットのレジスターでまかなえる。解像度レベル1の時、対するサブバンドのサイズが1/2になるから、レジスターの最上位ビット(13ビット目)から最下位ビット(0ビット目)より一つ上のビット(1ビット目)まではサブバンド内のX方向座標を表す。
トランケーションテーブルを選択するとき、メモリからのテーブルスタートアドレスTA(ST)にテーブルアドレスオフセット(TAO)を加えた値をテーブルアドレス(TA)とする[すなわち、TA=TA(ST)+TAO](ステップS301)。
テーブルアドレスオフセット(TAO)は、個々のテーブルがテーブルスタートアドレスTA(ST)からのオフセット値を表す。
まず、各コードブロックのパケットポインターを読み出し、コーディングパス数や符号量(バイト数)など必要な情報を取り出す(ステップS401)。指定領域内のコードブロックは(ステップS402:Y)、トランケーション量が0でコードブロック情報に変更がないため、書込みを行う必要がなく次のコードブロックの処理に進む(ステップS408)。
10:ウェーブレット変換部
20:算術符号化部
30:パケットヘッダ生成処理部
40:メモリコントローラ
50:DRAM
13,21,25,31,33,35,37:DMA
11:色変換回路
12:ウェーブレット変換回路
23:ビットプレーン分割回路
24:算術符号化回路
22:量子化回路
26:平均値算出回路
27:マスキング係数計算回路
28:符号量算出回路
29:データ処理回路
32:レートコントロール回路
34:パケット情報生成回路
36:パケットヘッダ生成回路
38:符号形成回路
111:色空間変換・逆変換部
112:2次元ウェーブレット変換・逆変換部
113:量子化・逆量子化部
114:エントロピー符号化・復号化部
115:タブ処理部
Claims (6)
- JPEG2000方式の符号化に際して、MQ(算術)符号化器にて生成されたコードブロック毎のコーディングパス数、符号量を入力とし、コードブロック毎に与えられる第一の符号量制御基準および第二の符号量制御基準に基づいてそのコードブロックで符号化すべきコーディングパス数とそれに対応する符号量を決定する符号量制御を行う画像圧縮装置であって、
特定のコードブロックに対しては前記第二の符号量制御基準を用いてコーディングパス数とそれに対応する符号量を決定し、それ以外のコードブロックに対しては前記第一の符号量制御基準を用いてコーディングパス数とそれに対応する符号量を決定する手段を有するとともに、
コードブロックが矩形対角線上の2点の空間的座標位置の上位ビットによって決まる指定領域内に属する場合に、当該コードブロックを前記第二の符号量制御基準を用いる特定のコードブロックとすること特徴とする画像圧縮装置。 - 前記第一の符号量制御基準として、各コードブロックで破棄するコーディングパス数を用いることを特徴とする請求項1記載の画像圧縮装置。
- 前記第二の符号量制御基準として、破棄するコーディングパス数を0、すなわち指定された空間的領域に属するコードブロックに対してはMQ符号化器で生成された符号を破棄することなく符号化することを特徴とする請求項1記載の画像圧縮装置。
- JPEG2000方式の符号化に際して、MQ(算術)符号化器にて生成されたコードブロック毎のコーディングパス数、符号量を入力とし、コードブロック毎に与えられる第一の符号量制御基準および第二の符号量制御基準に基づいてそのコードブロックで符号化すべきコーディングパス数とそれに対応する符号量を決定する符号量制御を行う画像圧縮方法であって、
特定のコードブロックに対しては前記第二の符号量制御基準を用いてコーディングパス数とそれに対応する符号量を決定するステップと、それ以外のコードブロックに対しては前記第一の符号量制御基準を用いてコーディングパス数とそれに対応する符号量を決定するステップを有するとともに、
コードブロックが矩形対角線上の2点の空間的座標位置の上位ビットによって決まる指定領域内に属する場合に、当該コードブロックを前記第二の符号量制御基準を用いる特定のコードブロックとすること特徴とする画像圧縮方法。 - 前記第一の符号量制御基準として、各コードブロックで破棄するコーディングパス数を用いることを特徴とする請求項4記載の画像圧縮方法。
- 前記第二の符号量制御基準として、破棄するコーディングパス数を0、すなわち指定された空間的領域に属するコードブロックに対してはMQ符号化器で生成された符号を破棄することなく符号化することを特徴とする請求項4記載の画像圧縮方法。』
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