JPH04207471A

JPH04207471A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH04207471A
Application number: JP2329811A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nomizu; 泰之野水
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-29
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JP3027605B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ラスク走査して得た画像信号を所定の矩形領
域からなるブロックに分割し、そのブロック単位に画像
信号を符号化圧縮する画像処理装置に関する。

「従来の技術］例えば、自然画符号化方式のように、二次元的な画像領
域を単位として符号化圧縮する符号化方式が実用されて
いる。

例えば、ＮＸＮの画素からなる画像領域（以下、ブロッ
クという）を単位とし、そのブロック内の画像信号に対
しＤＣＴ　（Ｍ散コサイン変換）などの直交変換を適用
して、元の空間領域の信号を周波数領域の信号に変換し
、それによって得られるＮＸＮのＤＣＴ係数を符号化圧
縮する符号化方式が実用されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような符号化方式には、次のような
不都合を生じていた。

すなわち、二のような符号化方式では、一般に、符号化
対象とする画像領域を、重なりのないブロック（以下、
正則ブロックという）に分割している。

しかしながら、このブロック分割方法では、ブロックが
規則的に配置された状態になっているため、復号化され
た画像におけるブロックの境目で「画像歪みＪが生じや
すく、画像の品質が低下するという不都合を生じること
がある。

このような再生画像の画質劣化を防止するために、互い
に重なり合う態様にブロック（以下、重畳ブロックとい
う）に分割する方法がとられることもある。

この方法では、隣接するブロックが重なり合う部分をも
つため、上述した「画像歪み」の原因となる符号化誤差
が複数のブロックに分散され、それにより、再生画像の
画質劣化を抑制する二とができる。

しかし、この分割方法では、符号化処理するブロック数
が多くなるため、符号化効率が悪いという不都合を生じ
る。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、効率室く画像を符号化できる画像処理装置を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、おのおののブロックの画像信号に基づいてそ
のブロックの空間周波数を算出する空間周波数演算手段
と、この空間周波数演算手段の少なくとも１つのブロッ
クについての演算結果に基づいて、次に符号化するブロ
ックを、互いに重なり合わない態様の正則ブロックある
いは互いに重なる領域をもつ態様の重畳ブロックのいず
れかにに設定するブロック選択手段を備えたものである
。

また、ブロック選択手段は、空間周波数の演算結果が所
定の閾値よりも小さい場合に、次に符号化するブロック
を重畳ブロックに設定するようにしている。また、ブロ
ック選択手段は、空間周波数の演算結果が所定の閾値以
上の小さい場合に、次に符号化するブロックを正則ブロ
ックに設定するようにしている。

［作用コしたがって、周囲のブロックの空間周波数の大小に応じ
て、すなわち、濃度変動の傾向に応じて、符号化圧縮単
位となるブロックを正則ブロックまたは重畳ブロックに
切り換えているので、符号化圧縮効率が良好になるとと
もに、再生画像の画質が劣化することを抑制できる。

［実施例］以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

まず、本発明の原理について説明する。本発明は、例え
ば、自然画符号化方式のように、二次元的な画像領域を
単位として符号化圧縮する符号化方式に適用する。

例えば、画像信号を８×８のブロックに分割するとき、
第１図に示すように、互いに重なる領域のない正則ブロ
ックにブロックを切り出すと、従来技術の説明の欄で述
べたように、復号化された画像におけるブロックの境目
で「画像歪みＪが生じやすく、画像の品質が低下すると
いう不都合を生じやすい。

また、第２図に示すように、互いに重なり合う重畳ブロ
ックに分割すると、隣接するブロックが重なり合う部分
をもつため、上述した「画像歪み」の原因となる符号化
誤差が複数のブロックに分散され、それにより、再生画
像の画質劣化を抑制することができる。

しかしながら、この分割方法では、符号化処理するブロ
ック数が多くなるため、符号化効率が悪いという不都合
を生じる。

そこで、本実施例では、それぞれのブロック単位に空間
周波数を計算し、その空間周波数を同一ラインに並ぶ複
数のブロック（以下、ブロックラインという）について
平均し、その平均値に基づいて、次のブロックラインの
ブロック選択態様を正則ブロックにするか重畳ブロック
にするか選択する。

例えば、空間周波数の平均値が所定の閾値よりも小さい
場合、すなわち、空間周波数の低周波数成分が大きい場
合には、その周囲では画像の濃度変動が緩やかで濃度変
動が目立ちやすいので、次のブロックラインを第２図の
ような重畳プロ・ツクラインＬＢＤＩ、ＬＢＤ２．・・
・に設定し、空間周波数の平均値が所定の閾値以上の場
合、すなわち、空間周波数の高周波数成分が大きい場合
には、その周囲では画像の濃度変動が細かく濃度変動が
目立ちにくいため、次のブロックラインを第１図のよう
な正則ブロックラインＬＢＬＩ、ＬＢＬ２゜・・・に設
定する。

また、２つのブロックラインに含まれる領域については
、例えば、おのおののブロックを復号化して得られた２
つの信号の平均値を算出することで、そのブロックの信
号値を得ることができる。

さて、一般に、空間周波数は、直交変換により求めるこ
とができ、離散コサイン変換を用いて空間周波数を算出
すると、次式（Ｉ）のようになる。

Ｆ（ｕ、ｖ）　＝　−＃Ｃ（ｕ）Ｃ（ｖ）　ｘ・・・　
　（Ｉ）ただしＮ＝８ｆ　（ｊ、ｊ）：画像信号Ｆ　（ｕ、　ｖ）　　：変換係数このようにして得られた８×８の変換係数を用いて、そ
のブロックにおける空間周波数を評価するための空間周
波数係数εは、次式（Ｔ　Ｉ）　ｉこより得ることがで
きる。

ε＝（Σ（低周波数領域係数））Ｘａ）／（Σ（高周波
数領域係数））Ｘｂ）　　　・・・（ＩＩ）ここで、ａ
、ｂは、所定の定数である。また、変換係数Ｆ　（ｕ、
ｖ）のうち、Ｆ　（０，０）は直流成分をあられす。低
周波数領域係数は、変換係数Ｆ（ｕ、ｖ）のうち、Ｆ　
（０，１）、Ｆ　（０゜２）、Ｆ　　（０，３）、Ｆ　
　（０，４）、Ｆ　　（１，Ｏ）、Ｆ　　（１，］）、
Ｆ　　（１，２）、Ｆ　　（１，３）。

Ｆ（２，０）、Ｆ（２，１）、Ｆ（２，’２）、Ｆ（２
，３）、Ｆ　　Ｃ３，０）、Ｆ　　（３，ｌ）、Ｆ（３
，２）、Ｆ　（３，３）、Ｆ　（４，Ｏ）である。

また、高周波数領域係数は、それ以外の変換係数である
。

この空間周波数係数εの値は、ブロックにおける濃度変
動が緩やかで、空間周波数の低周波数成分の割合が大き
い場合に大きくなり、ブロックにおける濃度変動が比較
的細かく、空間周波数の高周波数成分領域の割合が大き
い場合に小さくなる。

したがって、１つのブロックラインの各ブロックについ
て算出した空間周波数係数εの平均値が所定の閾値より
も大きい場合、次のブロックラインを重畳ブロックライ
ンに設定し、空間周波数係数εの平均値が所定の閾値以
下の場合、次のブロックラインを正則ブロックラインに
設定することで、符号化誤差を拡散することができる。

また、この評価方法としては、これ以外に、例えば、１
つのブロックラインの各ブロックについて算出した空間
周波数係数εの最大値を選択し、その最大値を所定の閾
値と比較するようにすることもできる。その場合、その
最大値が閾値以上になる場合に次のブロックラインを重
畳ブロックラインに設定する。

これとは逆に、１つのブロックラインの各ブロックにつ
いて算出した空間周波数係数εの最小値を選択し、その
最小値を所定の閾値と比較するようにすることもできる
。その場合、その最小値が閾値以下になる場合に次のブ
ロックラインを正則ブロックラインに設定する。

また、それ以外にも、各ブロック出えられた空間周波数
係数εに適宜な重み付は係数を設定することで、任意の
判定態様を用いることができる。

また、多数の判定方法を、画像内容に応じて切り換える
ようにすることも可能である。

このようにして、本実施例では、画質劣化があまり大き
くない領域を正則ブロックに、また、画質劣化の影響が
大きくあられれる領域を重畳ブロックに設定しているの
で、再住画像の画質劣化を抑制でき、かつ、データ圧縮
率の低下を極力抑えることができる。

第３図は、本発明の一実施例にかかる符号化装置の一例
を示している。

同図において、バッファメモリ１は、符号化対象となる
画像信号ＩＤｉを蓄積するものであり、空間周波数演算
部２は、バッファメモリＩに蓄積されている画像信号Ｉ
Ｄｊに基づいて、上述した空間周波数係数εを各ブロッ
クについて算出するとともに、１つのブロックラインに
ついて、各ブロックについて算出した空間周波数係数ε
の平均値を算出し、その平均値が所定の閾値よりも大き
い場合に次のブロックラインを重畳ブロックラインに設
定し、空間周波数係数εの平均値が所定の閾値以下の場
合、次のブロックラインを正則ブロックラインに設定す
るものであり、その設定結果を、ブロック種別信号Ｓ１
としてブロック分割部３に通知する。

ブロック分割部３は、空間周波数演算部２より加えられ
るブロック種別信号Ｓ１に基ついて、それぞれのブロッ
クラインのブロック分割態様を判定し、その判定結果に
基づいて、バッファメモリ１に蓄積されている画像信号
ＴＤｉを順次取り出して、符号化部４に通知するもので
ある。また、そのときに取り出しているブロックライン
のブロック種別をあられすブロック種別信号Ｓ２を符号
化部４に出力する。

符号化部４は、ブロック分割部３よ）ノ入力した画像信
号ＩＤｉに基づいて、・所定の符号化処理を実行し、そ
れぞれのブロックについて符号データを形成するととも
に、ブロック分割部３より通知されるブロック種別信号
Ｓ２に対応したブロック種別情報をその符号データに付
加した状態で、符号データＣＤｏとして次段装置に出力
する。

したがって、画像信号ｒＤ１が順次バッファメモリｌに
蓄積し、ｌブロックライン分のデータか蓄積されると、
空間周波数演算部２は、そのバッファメモリ１に蓄積さ
れている画像信号ＩＤｉに基づいて、空間周波数係数ε
を算出し、その算出結果に基づいて、ブロック種別信号
Ｓ］を形成し、ブロック分割部３に出力する。

これにより、ブロック分割部３は、二のブロック種別信
号Ｓ１に基づいて次のブロックラインのブロック分割態
様を判定し、次のブロックラインの画像信号ＩＤｉがバ
ッファメモリｌに蓄積されると、そのブロックラインの
ブロック分割態様をあられすブロック種別信号Ｓ２を符
号化部４に出力した後に、そのブロックラインの画像信
号ＩＤｉをバッファメモリｌより順次取り出して、符号
化部４に出力する。なお、最初のブロックラインについ
ては、正則ブロックをあられすブロック種別信号Ｓ２を
符号化部４に出力する。

これによって、符号化部４は、それぞれのブロックライ
ンについて、おのおののブロックを符号化圧縮し、それ
によって得た符号データＣＤｏを次段装置に出力する。

また、各ブロックラインの最初のブロックの符号データ
ＣＤｏには、そのブロックラインのブロック分割態様を
あられす情報が付加される。

第４図は、本発明の一実施例にがかる復号化装置を示し
ている。

同図において、バッファメモリ１１は、符号データＣＤ
ｉを蓄積するものであり、復号化部１２は、バッファメ
モリ１１に蓄積されている符号データＣＤｉを取り出し
て、ブロック単位に復号化処理するものであり、それに
よって得られた画像信号は画像復元部１３に加えられる
。また、復号化部１２は、各ブロックラインの先頭に付
加されているブロック分割態様をあられす情報を、ブロ
ック種別信号Ｓ３として画像復元部１３に８カする。

画像復元部１３は、復号化部１２から入力した画像信号
を一旦バッファメモリ１４に蓄積するとともに、復号化
部１２から入力したブロック種別信号Ｓ３に基づいて、
重畳するブロック領域を判別し、その重畳する部分の画
像信号については、バッファメモリ１４から取り出した
２つの信号値の平均値を画像信号の値に設定し、また、
重畳しないブロック領域についてはバッファメモリ１４
から取り出したそのままの信号値を画像信号の値に設定
し、その結果得られた信号を、画像信号データｒＤ○と
して次段装置に出力する。

以上の構成で、符号データＣＤｉがバッファメモリ１１
に順次入力されて、１つのブロックライン分蓄積される
と、復号化部１２は、最初のブロックに付加されている
ブロック分割態様をあられす情報に対応した値のブロッ
ク種別信号Ｓ３を画像復元部１３に出力し、その後、バ
ッファメモリ１１より順次符号データＣＤｊを取り出し
て、所定の復号化処理を行ない、それによって得た画像
信号を画像復元部１３に出力する。

画像復元部１３は、復号化部１２から入力した画像信号
をブロック単位にバッファメモリ１４に蓄積するととも
に、おのおののブロックラインについて、ブロック種別
信号Ｓ３に基づき、そのブロック分割態様を判別して、
重畳している領域を判定する。

そして、重畳している領域については、２つの信号値を
平均してその領域の画像信号を形成して画像信号ｉＤｏ
として出力するとともに、それ以外の領域については、
そのままの信号を画像信号ＩＤｏとして出力する。

このようにして、符号化装置で形成された符号データか
、復号化装置により適切に復号化され、画像信号が再構
成される。

ところで、上述した実施例では、空間周波数を演算する
ときに離散コサイン変換を用いているが、それ以外の直
交変換、例えば、アダマール変換等を用いることもでき
る。

また、上述した実施例では、符号化対象となるブロック
のサイズをＮＸＮの領域に設定しているが、このブロッ
クサイズをＮＸＭの領域に設定することもできる。また
、Ｎの値を８以外にも、任意の値をとることができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、周囲のブロック
の空間周波数の大小に応じて、すなわち、濃度変動の傾
向に応じて、符号化圧縮単位となるブロックを正則ブロ
ックまたは重畳ブロックに切り換えているので、符号化
圧縮効率が良好になるとともに、再生画像の画質が劣化
することを抑制できるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は正則ブロックラインの一例を示す概略図、第２
図は重畳ブロックラインの一例を示す概略図、第３図は
本発明の一実施例にががる符号化装置を示すブロック図
、第４図は本発明の一実施例にがかる復号化装置を示す
ブロック図である。１．１１．１４・・・バッファメモリ、２・・・空間周
波数演算部、３・・・ブロック分割部、４・・・符号化
部、１２・・・復号化部、１３・・・画像復元部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ラスタ走査して得た画像信号を所定の矩形領域か
らなるブロックに分割し、そのブロック単位に画像信号
を符号化圧縮する画像処理装置において、おのおののブ
ロックの画像信号に基づいてそのブロックの空間周波数
を算出する空間周波数演算手段と、この空間周波数演算
手段の少なくとも１つのブロックについての演算結果に
基づいて、次に符号化するブロックを、互いに重なり合
わない態様の正則ブロックあるいは互いに重なる領域を
もつ態様の重畳ブロックのいずれかにに設定するブロッ
ク選択手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
（２）前記ブロック選択手段は、空間周波数の演算結果
が所定の閾値よりも小さい場合に、次に符号化するブロ
ックを重畳ブロックに設定することを特徴とする請求項
１記載の画像処理装置。
（３）前記ブロック選択手段は、空間周波数の演算結果
が所定の閾値以上の小さい場合に、次に符号化するブロ
ックを正則ブロックに設定することを特徴とする請求項
１記載の画像処理装置。