JP4895567B2 - 画像符号化方法及び装置、画像復号化方法及び装置、撮像装置 - Google Patents
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Description
前記画素の画素値が特定の画素値である場合には、特定の量子化代表値に割り当て、前記画素値が前記特定の画素値以外の場合には、前記特定の量子化代表値を除く量子化代表値に割り当てて符号化することを特徴とする。
前記符号化に先立って、画素値が特定の画素値でない前記各画素の画素値に、それぞれ所定のオフセット値を加算してもよい。
なお、オフセット値は、2(m−n)−1であってもよい。
第1画素の画素値と、前記第1画素の近傍の第2画素の画素値との差分値を算出するステップと、
前記差分値の大きさに基づいて前記差分値をkビットの量子化代表値で表すステップと、
前記差分値の前記kビットの量子化代表値を前記nビットの量子化代表値の一つに変換して符号化するステップと
を含み、
前記第2画素の画素値が特定の画素値である場合には、前記差分値として、特定の量子化代表値に変換することを特徴とする。
前記差分値を算出するステップでは、第1画素の画素値と前記第1画素の近傍の同色の第2画素の画素値との差分値を算出することとしてもよい。
前記差分値を算出するステップでは、第1画素の画素値と前記第1画素の近傍の異なる色の第2画素の画素値との差分値を算出することとしてもよい。
前記画素の画素値が特定の画素値であるか否かを判別する特定画素値判別部と、
前記画素の画素値が前記特定の画素値である場合には、特定の量子化代表値に割り当て、前記画素の画素値が前記特定の画素値以外の場合には、前記特定の量子化代表値を除く量子化代表値に割り当てて符号化する符号化部と
を備えることを特徴とする。
第1画素の画素値と、前記第1画素の近傍の第2画素の画素値との差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値の大きさに基づいて前記差分値をkビットの量子化代表値で表す中間量子化部と、
前記第2画素の画素値が特定の画素値であるか否かを判別する特定画素値判別部と、
前記第2画素の画素値が前記特定の画素値である場合には、前記差分値の前記kビットの量子化代表値を前記nビットの量子化代表値の一つに変換し、前記第2画素の画素値が前記特定の画素値以外の場合には、前記差分値の前記kビットの量子化代表値を前記nビットの前記特定の量子化代表値を除く量子化代表値の一つに変換して符号化する符号化部と
を備えることを特徴とする。
前記差分値について、前記変換したnビットの量子化代表値と、前記量子化幅とを含む画像データ列を所定の単位にパッキングするパッキング部と
をさらに備えてもよい。
符号化された前記画素の量子化代表値が特定の量子化代表値である場合には、特定の画素値に割り当て、符号化された前記画素の量子化代表値が前記特定の量子化代表値以外の場合には、前記特定の画素値を除く画素値に割り当てて復号化することを特徴とする。
符号化された画素データ列をデパッキングするステップと、
第1画素の画素値として第1符号値を得るステップと、
前記第1画素の画素値と第2画素の画素値との差分値の符号化された量子化代表値として第2符号値を得るステップと、
前記第2符号値は、特定の量子化代表値であるか否かを判断するステップと、
前記第2符号値を復号化して前記第1画素の画素値と前記第2画素の画素値との差分値を得るステップと、
復号化した前記第1画素の画素値に復号化した前記差分値を加算して前記第2画素の画素値を得るステップと
を含み、
前記第2符号値が特定の量子化代表値であった場合には、前記第2画素の画素値として特定の画素値を割り当てることを特徴とする。
前記第2符号値を復号化して差分値を得るステップにおいて、前記第2符号値を前記量子化幅に基づいて復号化して差分値を得ることができる。
前記量子化代表値が特定の量子化代表値であるか否かを判別する特定画素値判別部と、
前記量子化代表値が前記特定の量子化代表値である場合には、特定の画素値に割り当て、前記量子化代表値が前記特定の量子化代表値以外の場合には、前記特定の画素値を除く画素値に割り当てて復号化する復号化部と
を備えることを特徴とする。
符号化された画素データ列をデパッキングするデパッキング部と、
第1画素の画素値として第1符号値を得ると共に、前記第1画素の画素値と第2画素の画素値との差分値の符号化された量子化代表値として第2符号値を得る符号値抽出部と、
前記第2符号値は、特定の量子化代表値であるか否かを判断する特定画素値判別部と、
前記第2符号値が特定の量子化代表値である場合には、前記第2画素の画素値として特定の画素値を割り当て、前記第2符号値が特定の量子化代表値でない場合には、前記第2符号値を復号化して前記差分値を得て、前記差分値を復号化した前記第1画素の画素値に加算して前記第2画素の画素値を得る復号化部と
を備えることを特徴とする。
前記復号化部は、前記第2符号値を前記量子化幅に基づいて復号化して差分値を得ることができる。
前記画像符号化装置と
を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像符号化装置をデジタルスチルカメラ(DSC)に適用した場合の構成例を示すブロック図である。このデジタルカメラは、撮像レンズ1、撮像センサ2、ADC3、デジタル信号処理回路4、メモリ5、記録部6、レンズ制御部7、センサ制御部8を備える。撮像レンズ1から入射した被写体は、撮像センサ2において光電変換され、ADC(アナログデジタルコンバータ)3においてデジタル化された後、デジタル信号処理回路4に入力される。撮像センサ2には、図3に示すベイヤ配列構造の色フィルタを有する3色の画素が配置されている。図3で、Gはグリーン(緑)、Rはレッド(赤)、Bはブルー(青)のそれぞれの色フィルタを示している。これらの各画素の各色の画素データは、ラスタスキャンの順序で撮像センサ2から出力され、デジタル信号処理回路4で輝度と色差信号データに変換される。
(a)画素値の入力を受け付ける(S01)。ここでは、図2に示すように前処理部11から前処理された画素データ列を受け付ける。
(b)画素値は、特定の画素値か否か判断する(S02)。ここで特定の画素値とは、例えば、「0」であり、特定の画素値である場合には、欠陥画素データであることを意味する。画素値が特定の画素値である場合には、画素値を特定の量子化代表値に割り当てて符号化する(S04)。なお、あらかじめ欠陥画素データに対して割り当てる特定の画素値としては「0」に限られない。例えば、表現する画素値の上限の値であってもよい。
(c)画素値が特定の画素値でない場合には、画素値を特定の量子化代表値を除く量子化代表値の一つに割り当てて符号化する(S03)。ここでは、元の画素値がmビットであった場合に、nビットの量子化代表値に割り当てて符号化する場合である。nビットがmビットより小さい場合にはメモリ容量を減らすことができる。
以上によって画素データ列を符号化することができる。
このように符号値を表す量子化代表値の一つによって欠陥画素データを示すことで、欠陥画素に関する情報について別にメモリを占める必要がなくなる。また、符号化された量子化代表値が特定の量子化代表値である場合には、元の画素値が欠陥画素データであることがわかるので、欠陥画素データについて可逆的に符号化・復号化を行うことができる。
本発明の実施の形態2に係る画像符号化装置では、実施の形態1に係る画像符号化装置と比較すると、画素入力部21において、各画素の画素値に所定のオフセット値を加算する点で相違する。ここで所定のオフセット値とは、mビットの画素値をnビットの量子化代表値に符号化することによって丸められて特定の量子化代表値になることを防ぐ値である。具体的には、オフセット値は、2(m−n)−1である。例えば、10ビット(m=10)の画素値を6ビット(n=6)の量子化代表値に符号化する場合には、画素値が1〜15(=24−1)の場合には6ビットに丸めると量子化代表値としては0となってしまう。この場合、オフセット値(2(10−6)−1)は、15(=24−1)となる。このオフセット値を特定の画素値を除く全ての画素の画素値に加算しておくことによって符号化した際にも特定の量子化代表値に丸められることがない。これによって、符号化の際に特定画素値については特定の量子化代表値が割り当てられるが、それ以外の画素値については丸められることなく特定の量子化代表値を除く量子化代表値に割り当てられる。そこで、欠陥画素データについては可逆的に符号化・復号化を行うことができる。この場合、オフセット値を加算することによってmビットの上限を超えないようにクリッピング処理を施して、これらの画素値をmビットの上限の2m−1に丸める。
(a)画素値の入力(S11)を受け付ける。
(b)画素値は、特定の画素値か否か判断する(S12)。ここでは、特定の画素値を除く全ての画素値にオフセット値を加算するため、特定の画素値であるか否かを判断する。
(c)各画素値にオフセット値2(m−n)−1をインクリメントする(S13)。
(d)オフセット値加算後の画素値は、2m−1を超えたか否か判断する(S14)。オフセット値加算後に元の画素値のmビットを超える場合、そのままではmビットで表現できなくなるため、画素値を2m−1に設定する(S15)。このように上限を超える場合にクリッピングすることで元のデータの情報が一部失われるが、上限に近いためほとんど認識されないものと考えられる。一方、オフセット値加算後もmビットの範囲を超えていない場合には、ステップS16に移行する。
(e)全ての画素についてオフセット処理を済ませたか否か判断する(S16)。全ての画素についてオフセット処理が終了した場合には、次のステップS17に移行し、終了していなければ、ステップS11に戻る。
(f)画素値は、特定の画素値か否か判断する(S17)。特定の画素値である場合には、画素値を特定の量子化代表値に割り当てて符号化する(S19)。
(g)特定の画素値でない場合には、画素値を特定の量子化代表値を除く量子化代表値の一つに割り当てて符号化する(S18)。
以上によって、画素のmビットの画素値を含む画素データ列から、上記画素値を符号化したnビットの量子化代表値の画素データ列を得る画像符号化を行うことができる。このように、オフセット値を加算しておくことによって、元の画素値が1〜2(m−n)−1の範囲にある場合にも、符号化の際に丸められて特定の量子化代表値「0」になることを防ぐことができる。
図7は、本発明の実施の形態3に係る画像符号化装置10aの構成を示すブロック図である。この画像符号化装置10aは、実施の形態1に係る画像符号化装置と比較すると、差分値算出部25と、中間量子化部26とを備える点で相違する。差分値算出部25は、第1画素の画素値と第1画素の周辺の第2画素の画素値との差分値を算出する。中間量子化部26は、上記差分値を表すことができる最小ビットとしてkビットを決定し、上記差分値をkビットの量子化代表値で表す。また、符号化部23では、kビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する。この画像符号化装置では、画素値自体ではなく差分値を符号化するので、差分値がnビットの範囲で表すことができる場合には、符号化の際の丸めが生じないので可逆的に符号化・復号化を行うことができる。
(a)第1画素の画素値の入力を受け付ける(S21)。この場合、第1画素の画素値は特定の画素値でないものとする。
(b)第2画素の画素値の入力を受け付ける(S22)。第2画素は、図9に示すように、第1画素の近傍の同色の画素としてもよい。あるいは、図10に示すように、第2画素は、第1画素の隣接画素であってもよい。
(c)第2画素の画素値は、特定の画素値か否か判断する(S23)。特定の画素値である場合には、差分値として、特定の量子化代表値に符号化する(S27)。なお、この場合に、差分値として特定の量子化代表値が格納されるが、第2画素の画素値が欠陥画素データであることを意味するものであって、復号化の際には、差分値が特定の量子化代表値であることを検出することによって、第2画素の画素値として欠陥画素データを意味する特定の画素値を割り当てる。
(d)第2画素の画素値が特定の画素値でない場合には、第1画素の画素値と第2画素の画素値の差分値δを算出する(S24)。なお、第1画素と第2画素の組は、図9及び図10に示すように互いに近傍の同色の画素の組であってもよく、隣接する互いに異なる色の画素の組であってもよい。
(e)差分値δをkビットの量子化代表値で表す(S25)。この場合、上記差分値δを表すことができる最小ビットとしてkビットを決定する。
(f)差分値として、kビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する(S26)。
以上によって、画素のmビットの画素値を含む画素データ列から、各画素値の差分値をそれぞれ符号化したnビットの量子化代表値を含む画素データ列を得ることができる。
差分値δ=IN(t)−IN(t−1) t:時刻
として表すことができる。また、図3に示すようなベイヤ配列構成をとる撮像センサからの入力は、水平ライン毎に、R(赤)、G(緑)、R、G・・・、次のラインはG(緑)、B(青)、G、B・・・という順に画素値が入力される。そこで、第1画素と第2画素の組合わせとしては、図9に示すように、近傍の同色の画素の組とする場合と、図10に示すように隣接する互いに異なる色の画素の組とする場合がある。また、図11に示すように、画素の画素値が特定の画素値である場合には、これを第1画素とはしないものとする。この場合、画素値が特定の画素値ではない画素を第1画素として選択する。図12の場合には、R(赤)の画素については、差分値δ2、δ4はそのまま算出できる。また、G(緑)の画素の差分値δ1については、第2画素の画素値が特定の画素値である場合なので、δ1に代えて特定の量子化代表値が格納される。一方、画素値が特定の画素値となる画素は第1画素としないので、δ3ではなく、図11と同様に特定の画素値ではない画素を第1画素として差分値を算出する。さらに、図13に示すように、隣接する画素間で差分値を算出する場合には、特定の画素値である画素を第1画素としないようにする。
本発明の実施の形態4に係る画像符号化方法は、実施の形態3に係る画像符号化方法と比較すると、差分値を表すkビットの量子化代表値が特定の量子化代表値となる場合に、(k+1)ビットの量子化代表値で表す点で相違する。これによって差分値の符号化にあたって特定の量子化代表値を避けることができ、復号化の際に特定の量子化代表値を検出した場合には符号化による割り当てを避けることができるので、特定の画素値に可逆的に符号化・復号化ができる。
(a)第1画素の画素値の入力を受け付ける(S31)。
(b)第2画素の画素値の入力を受け付ける(S32)。
(c)第2画素の画素値は、特定の画素値か否か判断する(S33)。特定の画素値である場合には、差分値として、特定の量子化代表値に符号化する(S40)。
(d)第1画素の画素値と第2画素の画素値の差分値δを算出する(S34)。
(e)差分値をkビットの量子化代表値で表す(S35)。この場合、上記差分値δを表すことができる最小ビットとしてkビットを決定する。
(f)kビットの量子化代表値は、特定の量子化代表値か否か判断する(S36)。図15に示すように、差分値δを符号無しkビットで表す場合には、差分値δが−2k−1−1に一致する場合には、符号化した量子化代表値として「0」となる。そこで、差分値を表すビット数を増して、差分値を(k+1)ビットの量子化代表値で表す(S37)。これによって、特定の量子化代表値「0」を避けることができる。
(g)ステップS37に続いて、差分値として、(k+1)ビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する(S38)。
(h)ステップS36でkビットの量子化代表値が特定の量子化代表値でないと判断した場合には、差分値として、kビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する(S39)。
以上によって、画素のmビットの画素値を含む画素データ列から、各画素値の差分値をそれぞれ符号化したnビットの量子化代表値を含む画素データ列を得る。
本発明の実施の形態5に係る画像符号化方法は、実施の形態4に係る画像符号化方法と比較すると、差分値を表すkビットの量子化代表値が特定の量子化代表値である場合に、nビットの特定の量子化代表値に符号化する点で相違する。例えば、特定の画素値に対応する「0」以外の、「1」に符号化する。これによって特定の画素値に対応する特定の量子化代表値を避けて符号化することができるので、復号化の際に特定の量子化代表値を検出した場合には、特定の画素値に可逆的に符号化・復号化ができる。
(a)第1画素の画素値の入力を受け付ける(S41)。
(b)第2画素の画素値の入力を受け付ける(S42)。
(c)第2画素の画素値は、特定の画素値か否か判断する(S43)。特定の画素値の場合には、差分値として、特定の量子化代表値に符号化する(S49)。
(d)第1画素の画素値と第2画素の画素値の差分を算出する(S44)。
(e)差分値をkビットの量子化代表値で表す(S45)。
(f)kビットの量子化代表値は、特定の量子化代表値か否か判断する(S46)。特定の量子化代表値である場合には、差分値として、nビットの特定の量子化代表値に符号化する(S48)。例えば、特定の画素値に対応する「0」以外の、「1」に符号化する。
(g)差分値として、kビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する(S47)。
以上によって、画素のmビットの画素値を含む画素データ列から、各画素値の差分値をそれぞれ符号化したnビットの量子化代表値を含む画素データ列を得ることができる。
本発明の実施の形態6に係る画像符号化方法は、実施の形態4及び5に係る画像符号化方法と比較すると、nビットの量子化代表値が特定の量子化代表値である場合に、nビットの特定の量子化代表値に符号化する点で相違する。例えば、特定の画素値に対応する「0」以外の、「1」に符号化する。これによって特定の画素値に対応する特定の量子化代表値を避けて符号化することができるので、復号化の際に特定の量子化代表値を検出した場合には、特定の画素値に可逆的に符号化・復号化ができる。
(a)第1画素の画素値の入力を受け付ける(S51)。
(b)第2画素の画素値の入力を受け付ける(S52)。
(c)第2画素の画素値は、特定の画素値か否か判断する(S53)。特定の画素値である場合には、差分値として、特定の量子化代表値に符号化する(S59)。
(d)第1画素の画素値と第2画素の画素値の差分値を算出する(S54)。
(e)差分値をkビットの量子化代表値で表す(S55)。この場合、差分値を表すことができる最小ビットとしてkビットを決定する。
(f)差分値として、kビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する(S56)。
(g)nビットの量子化代表値は、特定の量子化代表値か否か判断する(S57)。特定の量子化代表値である場合には、差分値として、nビットの特定の量子化代表値に符号化する(S58)。例えば、特定の画素値に対応する「0」以外の、「1」に符号化する。特定の量子化代表値でないと判断された場合には、特に処理を要しないので、そのまま終了する。
以上によって、画素のmビットの画素値を含む画素データ列から、各画素値の差分値をそれぞれ符号化したnビットの量子化代表値を含む画素データ列を得ることができる。
図18は、本発明の実施の形態7に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。この画像符号化装置10bは、実施の形態3に係る画像符号化装置と比較すると、量子化幅算出部27を備える点で相違する。この量子化幅算出部27は、符号化された差分値δの圧縮度を表す量子化幅を算出する。これにより、差分値δがnビットの幅を超える場合にも圧縮してnビットの量子化代表値で表記でき、復号化の際にはnビットの量子化代表値について圧縮度を示す量子化幅に基づいて元の差分値δに伸張することができる。
(a)第1画素の画素値の入力を受け付ける(S61)。
(b)第2画素の画素値の入力を受け付ける(S62)。
(c)第2画素の画素値は、特定の画素値か否か判断する(S63)。特定の画素値である場合には、差分値として、特定の量子化代表値に符号化する(S68)。
(d)第1画素の画素値と第2画素の画素値の差分値を算出する(S64)。
(e)差分値をkビットの量子化代表値で表す(S65)。この場合、差分値を表すことができる最小ビットとしてkビットを決定する。
(f)差分値として、kビットの量子化代表値をnビットの量子化代表値に符号化する(S66)。このときに、kビットがnビットを超える場合には、圧縮して符号化する。
(g)kビットの量子化代表値とnビットの量子化代表値とを比較して、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅を算出する(S67)。なお、この量子化幅の算出の詳細については後述する。
以上によって、画素のmビットの画素値を含む画素データ列から、各画素値の差分値をそれぞれ符号化したnビットの量子化代表値を含む画素データ列を得ることができる。
(a)第2画素の画素値は、特定の画素値か否か判断する(S71)。特定の画素値である場合には、例えば、差分値として特定の量子化代表値として「0」を割り当てるとする場合、その値は明らかにnビットのダイナミックレンジ(範囲内)で表すことができるので、圧縮を要しない。したがって、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅は20(S77)である。
(b)差分値δが、−((2n)/2−1)≦(差分δ)≦(2n)/2−1の不等式を満たすか否か判断する(S72)。差分値δがこの不等式の範囲内にある場合には、差分値δをnビットのダイナミックレンジで表すことができるので、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅は、20(S77)である。
(c)差分値δが、−((2n+1)/2−1)≦(差分δ)≦(2n+1)/2−1の不等式を満たすか否か判断する(S73)。差分値δがこの不等式の範囲内にある場合には、差分値δを表すためにn+1ビットのダイナミックレンジが必要となるので、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅は、21(S78)である。
(d)差分値δが、−((2n+2)/2−1)≦(差分δ)≦(2n+2)/2−1の不等式を満たすか否か判断する(S74)。差分値δがこの不等式の範囲内にある場合には、差分値δを表すために(n+2)ビットのダイナミックレンジが必要となるので、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅は、22(S79)である。
(e)差分値δが、−((2m−1)/2−1)≦(差分δ)≦(2m−1)/2−1の不等式を満たすか否か判断する(S75)。差分値δがこの不等式の範囲内にある場合には、差分値δを表すために(m−1)ビットのダイナミックレンジが必要となるので、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅は、2m−n−1(S78)である。
(f)一方、差分値δが−((2m−1)/2−1)≦(差分δ)≦(2m−1)/2−1の不等式を満たさない場合には、差分値δを表すためにmビットのダイナミックレンジが必要となるので、符号化された差分値δの圧縮度を示す量子化幅は、2(m−n)(S76)である。
以上によって量子化幅が算出される。その後リターンする。
−((2n)/2−1)〜(2n)/2−1
を示している。一方、第2のスケールは、第1のスケールに比べて刻み幅が2倍のスケールであって、第1のスケールと同様のnビットの量子化代表値のそれぞれの値が2倍の値を指し、n+1ビットの量子化代表値の範囲、
−((2n+1)/2−1)〜(2n+1)/2−1
を示している。さらに、第3のスケールは、第1のスケールに比べて刻み幅が4倍のスケールであって、第1のスケールと同様のnビットの量子化代表値のそれぞれの値が4倍の値を指し、n+2ビットの量子化代表値の範囲、
−((2n+2)/2−1)〜(2n+2)/2−1
を示している。すなわち、この刻み幅は、差分値δをnビットの範囲に圧縮する圧縮度を表す量子化幅を意味する。
pmax = MAX(p(1),p(2),p(3),p(4))
ここで、MAX()は最大値を返す処理である。
p(1)= 22
p(2)= 21
p(3)= 22
p(4)= 20
である場合には、
pmax=MAX(22、21、22、20)=22=4
として組の量子化幅pmaxは4として得られる。そこで、この組の量子化幅pmaxに基づいて、差分値δ1、δ2、δ3、δ4は、nビットの量子化代表値として符号化される。
p= MAX(p(t),p(t+1),・・・,p(t+n−1))
第1画素の画素値:IN(2)=150
第2画素の画素値:IN(1)=200
差分値:δ=IN(2)−IN(1)=50
ここで、差分値を符号無しで表記する場合を考えると、6ビットの範囲で表せるのは、差分値δが−26−1−1〜26−1−1の範囲、すなわち、−32〜32の範囲である。この例では、差分値は、7ビットの範囲−26〜26で表すことができるので、その量子化幅pは21である。ここでは、組の量子化幅pmaxも同じ21の場合を考える。この場合、ダイナミックレンジDは、pmax×2n=21×26=128である。
(a)仮の基底値Saは、Sa=IN(1)−D=150−128=22としてSa=22が得られる。
(b)この仮の基底値Saは正であるので、基底値FとしてSaと同じ値22が与えられる。
(c)次いで、基底値Fからの第2画素の画素値IN(2)の差Inは、In=IN(2)−F−1=200−22−1=177として177が得られる。
(d)得られた差Inは、177であり、6ビットの範囲では表せないので、量子化幅21で圧縮して6ビットの範囲の量子化代表値ENCとして符号化する。具体的には、「177」を1ビット右シフト演算して6ビットの88(=101100)が得られる。
なお、復号化の際には、6ビットの量子化代表値のENC値88について、量子化幅21に基づいて逆に1ビット左シフト演算して「176」を得る。次いで、基底値22に176を加算して第2画素の画素値として199を復号化できる。
図23は、本発明の実施の形態8に係る画像復号化装置20の構成を示すブロック図である。この画像復号化装置20は、デパッキング部31と、符号値抽出部32と、特定画素値判別部33と、復号化部34とを備える。デパッキング部31では、符号化された画素データ列をデパッキングする。符号値抽出部32では、符号化された量子化代表値を抽出する。特定画素値判別部33では、量子化代表値が特定の量子化代表値であるか否か判断する。復号化部34では、特定の量子化代表値である場合には元の画素値が欠陥画素データであることを意味するので、特定の画素値を割り当てて復号化し、特定の量子化代表値でない場合には、特定の画素値を除く画素値を割り当てて復号化する。このように、欠陥画素データについてあらかじめ特定の量子化代表値を割り当てて符号化しておくことによって、欠陥画素データについての情報を別にメモリに確保する必要がない。また、特定の量子化代表値であるか否か判断することによって、画素値の圧縮は不可逆的な符号化となるが、欠陥画素データについては可逆的に符号化・復号化できる。
(a)符号化された画素データ列をデパッキングする(S81)。
(b)符号値を抽出する(S82)。例えば、画素値の符号化された量子化代表値を抽出する。
(c)抽出された量子化代表値は、特定の量子化代表値か否か判断する(S83)。特定の量子化代表値である場合には、元の画素値は欠陥画素データであることを意味するので、特定の画素値に割り当てて復号化する(S85)。
(d)一方、特定の量子化代表値でない場合には、量子化代表値を特定の画素値を除く画素値に割り当てて復号化する(S84)。
以上によって、少なくとも一つの画素値の符号化された量子化代表値を含む画素データ列から、復号化された画素値を含む画素データ列を得ることができる。
図26は、本発明の実施の形態9に係る画像復号化方法のフローチャートである。
(a)符号化された画素データ列をデパッキングする(S91)。
(b)符号値を抽出する(S92)。例えば、第1画素の画素値を抽出すると共に、第1画素の画素値と第1画素の近傍の第2画素の画素値との差分値δの符号化された量子化代表値を抽出する。図22の(a)又は(b)の例では、初期値として第1画素の画素値(mビット)をそのまま抽出することができる。また、上記差分値δは、符号化された量子化データ(nビット)として抽出できる。
(c)符号化された差分値は、特定の量子化代表値か否か判断する(S93)。差分値が特定の量子化代表値の場合には、第2画素の画素値として、特定の画素値を割り当てて復号化する(S96)。
(d)nビットの差分値δをmビットに復号化する(S94)。この場合、差分値δはnビットの0〜2n−1の範囲内で表せる場合であるので、nビットを超えてmビットまでの上位ビットには0を並べてnビットからmビットへ変換することができる。
(e)第1画素のmビットの画素値に、復号化されたmビットの差分値を加算して、第2画素のmビットの画素値を復号化する(S95)。
以上によって、画素間の差分値が符号化されたnビットの量子化代表値を含む画素データ列から、復号化されたmビットの画素値を含む画素データ列を得ることができる。
なお、上記の例では、第1画素の画素値は、図22に示すように初期値としてそのまま抽出できる場合について説明したが、これに限られない。例えば、初期値に対する差分値を加算して算出される画素の画素値は、連続する次の画素の画素値に対しては第1画素の画素値とみなすことができる。同様に連続する画素であって、互いに近傍の2つの画素について、直前の復号化によって得られた画素値を第1画素の画素値として第2画素の画素値を得るために用いてもよい。
図24は、本発明の実施の形態10に係る画像復号化装置20aの構成を示すブロック図である。この画像復号装置20aは、実施の形態8に係る画像復号装置と比較すると、符号化された差分値の圧縮度を示す量子化幅抽出部35を備える点で相違する。この画像復号装置20aでは、量子化幅抽出部35を備えるので、圧縮されて符号化された差分値を量子化幅に基づいて復号化できる。
(a)符号化された画素データ列をデパッキングする(S101)。
(b)符号値を抽出する(S102)。
(c)符号化された差分値の圧縮度を示す量子化幅を抽出する(S103)。
(d)符号化された差分値は、特定の量子化代表値か否か判断する(S104)。符号化された差分値が特定の量子化代表値の場合には、第2画素の画素値が欠陥画素データであることを意味するので、第2画素の画素値として、特定の画素値を割り当てて復号化する(S107)。
(e)一方、特定の量子化代表値でない場合には、差分値を量子化幅に基づいて復号化する(S105)。
(f)第1画素の画素値に復号化された差分値を加算して第2画素の画素値を復号化する(S106)。
以上によって、画素間の差分値が符号化されたnビットの量子化代表値を含む画素データ列から、復号化されたmビットの画素値を含む画素データ列を得ることができる。
図28は、本発明の実施の形態11に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置は、撮像センサ2と、ADC3と、画像符号化回路10cと、センサ制御部8とを備える。この画像符号化回路10cは、上記画像符号化装置のいずれかであっても用いることができる。この撮像装置では、撮像センサ2として、CMOSセンサ等のように周辺にロジックを配置できるセンサを用いている。また、ADC3のアナログ・デジタル変換された出力部分に画像符号化回路10cを配置している。従来、撮像センサを備えた撮像装置から信号処理側へのデータトラフィックが大きな課題であった。一方、この撮像装置では画像符号化回路(圧縮部)10cを備えており、これと接続する信号処理側には伸張(デコード)部を備えるものを用いるだけでよいので、撮像装置と信号処理側との間のトラフィックを抑えることができ、消費電力を抑制できると共に、信号処理側への高速データ転送が可能となる。また、画像符号化回路10cを備えるので、上述のように特定の画素値である場合に特定の量子化代表値に符号化することができる。これにより、復号化の際に特定の量子化代表値を検出した場合には特定の画素値であることを意味するので、特定の画素値について可逆的に符号化・復号化することができる。
Claims (13)
- 複数の画素が配列された画素列における各画素の画素値であってmビット精度で量子化された画素値を、前記mビット精度よりも荒いnビット精度で量子化された画素値に符号化する画像符号化方法であって、
符号化の対象である対象画素の画素値が特定の画素値である場合には、前記対象画素の画素値を前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち特定の量子化代表値に割り当て、前記対象画素の画素値が前記特定の画素値以外の場合には、前記対象画素の画素値を前記特定の量子化代表値を除く量子化代表値に割り当てて符号化し、
さらに、前記符号化に先立って、前記対象画素の画素値が特定の画素値以外である前記対象画素の画素値に対して、所定のオフセット値を加算することを特徴とする画像符号化方法。 - 前記オフセット値は、2^(m−n)−1であることを特徴とする請求項1に記載の画像符号化方法。
- 複数の画素が配列された画素列における各画素の画素値であってmビット精度で量子化された画素値を、前記mビット精度よりも荒いnビット精度で量子化された画素値に符号化する画像符号化方法であって、
前記符号化の対象である対象画素の画素値と、前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値との差分値を算出し、
前記差分値の大きさおよび、前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値の範囲に基づいて、前記差分値を前記nビット精度で量子化する際の量子化幅を設定し、
前記設定した量子化幅を用いて、前記差分値を前記nビット精度で量子化し、
前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値が特定の画素値である場合、前記差分値を前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち特定の量子化代表値に量子化することを特徴とする画像符号化方法。 - 前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値が特定の画素値ではない場合であって、かつ前記差分値が、前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち前記特定の量子化代表値に量子化される場合には、前記設定した量子化幅の値をより大きな量子化幅に変更して、前記変更した量子化幅を用いて、前記差分値を前記nビット精度で量子化する請求項3に記載の画像符号化方法。
- 前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値が特定の画素値ではない場合であって、かつ前記差分値が、前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち前記特定の量子化代表値に量子化される場合には、前記差分値を、前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち前記特定の量子化代表値以外の量子化代表値に割り当てる請求項3に記載の画像符号化方法。
- 前記対象画素として、前記特定の画素値を除く画素値を有する画素を選択する請求項3に記載の画像符号化方法。
- 前記画素列は、少なくとも2種類の色の画素が配列され、
前記差分値を算出する際、前記対象画素の画素値と、前記対象画素に対して同色である前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値とを用いて差分値を算出する請求項3に記載の画像符号化方法。 - 前記画素列は、少なくとも2種類の色の画素が配列され、
前記差分値を算出する際、前記対象画素の画素値と、前記対象画素に対して互いに異なる色である前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値とを用いて差分値を算出する請求項3に記載の画像符号化方法。 - 前記nビット精度で量子化して得られる画素データ列を、メモリのアクセスビット幅の倍数でパッキングする請求項3に記載の画像符号化方法。
- 複数の画素が配列された画素列における各画素の画素値であってmビット精度で量子化された画素値を、前記mビット精度よりも荒いnビット精度で量子化された画素値に符号化する画像符号化装置であって、
前記符号化の対象である対象画素の画素値が特定の画素値であるか否かを判別する特定画素値判別部と、
前記判別の結果、前記対象画素の画素値が前記特定の画素値である場合には、前記対象画素の画素値を前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち特定の量子化代表値に割り当て、前記対象画素の画素値が前記特定の画素値以外の場合には、前記対象画素の画素値を前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち前記特定の量子化代表値を除く量子化代表値の中からいずれか1つに割り当てて符号化する符号化部と、
前記符号化部における符号化に先立って、前記対象画素の画素値が前記特定の画素値以外である画素値に対して、所定のオフセット値を加算する加算部と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。 - 複数の画素が配列された画素列における各画素の画素値であってmビット精度で量子化された画素値を、前記mビット精度よりも荒いnビット精度で量子化された画素値に符号化する画像符号化装置であって、
前記符号化の対象である対象画素の画素値と、前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値との差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値の大きさおよび、前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値の範囲に基づいて、前記差分値を前記nビット精度で量子化する際の量子化幅を設定する量子化幅設定部と、
前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値が特定の画素値であるか否かを判別する特定画素値判別部と、
前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値が前記特定の画素値である場合、前記差分値を前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち特定の量子化代表値に量子化し、一方、前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値が前記特定の画素値以外の場合、前記差分値を設定された前記量子化幅で、前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値であって前記特定の量子化代表値を除く量子化代表値の中からいずれか1つに量子化する符号化部と、
を備える画像符号化装置。 - 画素間の差分値がnビット精度で量子化された画素データ列から、mビット精度で量子化された画素データ列を得る画像復号化方法であって、
符号化された画素データ列をデパッキングし、
復号化の対象である対象画素の画素値として、nビット精度で量子化された前記対象画素の画素値を取得し、
前記対象画素の画素値と前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値との差分値として、前記nビット精度で量子化された差分値を取得し、
前記nビット精度で量子化された前記差分値が前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち特定の量子化代表値であるか否かを判断し、
前記対象画素の画素値として、前記nビット精度で量子化された前記対象画素の画素値を前記mビット精度の量子化代表値に復号すると共に、前記判断の結果、前記nビット精度で量子化された前記差分値が前記特定の量子化代表値でない場合、前記nビット精度で量子化された前記差分値を前記mビット精度の差分値に復号し、復号した前記mビット精度の差分値を前記mビット精度の前記対象画素の画素値に加算することで、前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値として、前記mビット精度で量子化された画素値に復号化し、一方、前記nビット精度で量子化された前記差分値が前記特定の量子化代表値である場合、前記対象画素の近傍の画素の画素値として、前記mビット精度で量子化された特定の画素値を割り当てる、画像復号化方法。 - 画素間の差分値がnビット精度で量子化された画素データ列から、mビット精度で量子化された画素データ列を得る画像復号化装置であって、
符号化された画素データ列をデパッキングするデパッキング部と、
復号化の対象である対象画素の画素値として、nビット精度で量子化された前記対象画素の画素値を取得すると共に、前記対象画素の画素値と前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値との差分値として、前記nビット精度で量子化された差分値を取得する符号値抽出部と、
前記nビット精度で量子化された前記差分値が前記nビット精度で量子化する際に取り得る量子化代表値のうち特定の量子化代表値であるか否かを判断する特定画素値判別部と、
前記対象画素の画素値として、前記nビット精度で量子化された前記対象画素の画素値を前記mビット精度の量子化代表値に復号すると共に、前記判断の結果、前記nビット精度で量子化された前記差分値が前記特定の量子化代表値でない場合、前記nビット精度の前記差分値を前記mビット精度の差分値に復号し、復号した前記mビット精度の前記差分値を前記mビット精度の前記対象画素の画素値に加算することで、前記対象画素の近傍に位置する画素の画素値として、前記mビット精度で量子化された画素値に復号化し、一方、前記nビット精度で量子化された前記差分値が前記特定の量子化代表値である場合、前記対象画素の近傍の画素の画素値として、前記mビット精度で量子化された特定の画素値を割り当てる復号化部と、
を備えた画像復号化装置。
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