JPH04269084A - 画像変換装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像変換装置に関し、
特に、ブロックアーチファクトの視覚上の影響を取り除
く技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオ技術分野においても映像信
号をデジタル化して取り扱っていこうとする動きが活発
になってきた。この流れは、撮影画像をデジタル的に保
管し、管理、検索、伝送を行う画像処理管理システムへ
向けて更に発展を遂げつつある。

【０００３】特に、近年においては撮像素子の高分解能
化に伴い自然画のデジタル化を行うに際して多大なデー
タ量を発生する。例えば、ＲＧＢ各色５１２×５１２の
撮像素子を用いて撮影した場合ですら、各色の画素数は
２５万画素、１画素当たりの情報量は８ビット以上必要
であると言われており、従って、１画面当たりの記憶容
量は７５０キロバイト以上となる。

【０００４】画像データの記憶容量がこのような大容量
である以上、これを記憶媒体に保管したり、通信回線を
用いて伝送したりする際、ランニングコストや伝送時間
の面で大きなデメリットを生じる。画像データを、復元
可能な方法によりより小容量なデータに変換すれば、こ
れらのデメリットは解消される。このように、デジタル
化された画像データを、より小容量なデータに変換する
技術は、画像圧縮若しくはデータ圧縮技術と称される。

【０００５】かかるデータ圧縮の手法は、大きく分けて
可逆圧縮と非可逆圧縮とに分類される。可逆圧縮とは、
原画像を圧縮−伸張して得られる復元画像が、原画像と
完全に一致する圧縮手法を言う。一方、圧縮によって、
多少なりとも画素値に誤差が生じる場合の圧縮手法を非
可逆圧縮と呼んでいる。可逆圧縮では、圧縮率が１／２
から１／３程度にとどまるのに対し、非可逆圧縮では、
１／５以上の高圧縮率が期待できる。かかる非可逆圧縮
の一手法であり、階調画像に対して高い圧縮率が得られ
るコサイン変換符号化が知られている。

【０００６】このコサイン変換符号化は、コサイン変換
と呼ばれる変換を用いてデータを圧縮する手法である。 コサイン変換はフーリエ変換、アダマール変換に代表さ
れる直交変換の一つであり、これを用いたときに最も圧
縮効率のよい符号化が行える変換方法である。ここで、
画像をｆ（ｉ，ｊ）、変換によって得られる係数（変換
係数）をＦ（ｕ，ｖ）、画像の画素数をＮ×Ｎとすると
２次元コサイン変換及び逆変換は次式で表される。

【０００７】

【数１】

【０００８】図６はコサイン変換による変換符号化及び
伸張の処理手順を示している。図の（ａ）の画像のブロ
ック化は、まず画像データを８×８画素からなるブロッ
ク画像ｆ（ｉ，ｊ）（　ｉ，ｊ＝０，１，２，・・・８
）に分割する。 （ｂ）の２次元コサイン変換は、８×８画素のブロック
画像ｆ（ｉ，ｊ）に２次元ディスクリートコサイン変換
を施し、同サイズの変換係数マトリクスＦ（ｕ，ｖ）（
　ｕ，ｖ＝０，１，２，・・・８）を求める。変換係数
は実数値をとる。

【０００９】（ｃ）の量子化は、変換係数は実数である
ため、係数をそのまま記憶したのでは、データの圧縮に
ならない。そこで、係数値の丸めを行うことによって係
数を表すのに要するレベル数を減少させる。このように
、データの丸めを行う処理を量子化と言う。 （ｄ）の符号化は、量子化を終えた係数に対して、符号
長の異なる符号語（可変長符号）を割り当てる処理を符
号化と呼ぶ。

【００１０】生起確率の高い係数ほど短い符号を割り当
てるようにすれば、量子化を終えた係数をそのまま記憶
するよりも少ない容量で係数を記憶することができる。 この符号化処理を終えることにより、画像データが圧縮
される。圧縮されたデータから復元画像を再生するには
、符号データを解読して量子化データに置き換え（復号
）、これに直交逆変換を施す伸張処理を行えばよい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の変換符号化の構成にあっては、復元画像中のブ
ロック境目を目立たせるブロックアーチファクトの視覚
上の影響が生じる。即ち、各ブロック単位で高能率符号
化し変換データを丸めるので、再生したデータを復号し
たとき、丸め誤差が生じ、この誤差が各ブロックによっ
て異なるためブロック歪みとなって、画面上に矩形の歪
みが現れることがある。そして、ブロックの分割方式が
固定しているため、視覚上ブロック歪みが固定的に目に
写るのである。

【００１２】ところで、上記のようなブロックアーチフ
ァクトの視覚上の影響を取り除く技術として、映像信号
の各フィールド又はフレームを、横方向Ｎ画素，縦方向
Ｍ画素の矩形ブロック単位で分割し、その矩形ブロック
の画面上でのブロックラインが、相前後するフィールド
又はフレームにおける矩形ブロックのブロックラインと
は、画面上での位置が異なるようにブロック化する手段
と、前記矩形ブロック単位で高能率符号化する手段と、
各フィールド又はフレームのブロック化位置情報を信号
に付加する手段とを備えたものがある（特開平２−１１
９４８２号公報参照）。

【００１３】しかし、このものでは、フレーム画像には
有効であるが、フィールド画像には適さない。又、フレ
ーム画像の場合、その内のフィールド間での矩形ブロッ
クのブロックラインが異なるのみで、フィールド内での
矩形ブロックのブロックラインは同一であるため、矩形
ブロックのブロックラインが依然として目立ち、充分に
ブロックアーチファクトの視覚上の影響を取り除くこと
ができないという問題点があった。

【００１４】そこで、本発明は、上述のような従来の実
情に鑑み、撮影した映像の信号をディジタル化して、変
換符号化する場合に、フィールド内でブロック変換の切
換位置を垂直方向又は水平方向の少なくとも一方にずら
すことによって、矩形ブロックのブロックラインが目立
たないようにして、変換後の丸め誤差のために発生する
ブロックアーチファクトの視覚上の影響をより効果的に
取り除くことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の画像
変換装置は、映像信号の各フィールドを、矩形ブロック
単位で分割し、各フィールド内での垂直方向又は水平方
向のブロックライン毎に変換ブロック位置が変化するよ
うにブロック化するブロック化手段と、前記ブロック単
位で高能率符号化する手段と、を含んで構成した。

【００１６】

【作用】かかる構成において、各フィールド内での垂直
方向或いは水平方向のブロックライン毎に変換ブロック
位置が変化するようにブロック化するようにしたから、
矩形ブロックのブロックラインが目立たなくなり、変換
後の丸め誤差のために発生するブロックアーチファクト
の視覚上の影響がより効果的に取り除かれる。

【００１７】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１は、本発明の一実施例における画像変換装
置のブロック図を示すものである。図において、Ａ／Ｄ
変換されたディジタル映像信号が入力されるフィールド
メモリ１が設けられている。このフィールドメモリ１は
映像信号の各フィールドをブロック化するもので、横Ｎ
画素、縦Ｎ画素の矩形ブロック単位に画素を並びかえる
。実際には８×８画素で行う。フィールドメモリ１には
、フィールド検出手段２からフィールドのフィールドナ
ンバーと、ブロックライン検出手段３から矩形ブロック
のブロックラインと、画素検出手段４から画素の奇数・
偶数情報と、が与えられるブロック開始位置切換手段５
からの制御信号が入力され、該切換手段５によって各フ
ィールドのブロック開始位置が切り換えられる。この場
合、ブロック開始位置は、各フィールド内での垂直方向
又は水平方向のブロックライン毎に変換ブロック位置が
変化するように制御される。尚、この場合、変換ブロッ
ク位置の位置ずれは、ブロックの幅の１／２のずれとな
るように設定される。

【００１８】ブロック化された映像信号は、直交変換器
６によって前述したようなに２次元ディスクリートコサ
イン変換等の直交変換が施され、量子化器７によって、
データの丸め即ち、変換係数値の丸めを行う。更に、ハ
フマン符号化等の圧縮符号化器８によってデータ量の圧
縮が行われ、記録データとして出力される。上記フィー
ルドメモリ１及びブロック開始位置切換手段５等によっ
て、本発明のブロック化手段が構成され、直交変換器６
によって本発明の高能率符号化手段が構成される。

【００１９】図２は図１で説明した画像変換装置に対応
する復号化装置の実施例のブロック図を示すものである
。この復号化装置では、圧縮されたデータから復元画像
を再生するもので、符号化データを解読して量子化デー
タに置き換え（復号）、これに直交逆変換を施す伸張処
理を行う。

【００２０】即ち、図において、９は圧縮復合化器、１
０は逆量子化器、１１は直交逆変換器である。ここで、
各フィールド内での垂直方向のブロックライン毎に変換
ブロック位置が変化するようにブロック化した結果、フ
ィールドは図３に示すようなブロックになる。

【００２１】又、水平方向のブロックライン毎に変換ブ
ロック位置が変化するようにブロック化した結果、フィ
ールドは図４に示すようなブロックになる。従って、例
えば、フィールド画像にする場合、第Ｎフィールドを図
３のようなブロックにし、第Ｎ＋１フィールドを図４の
ようなブロックにして、両者を重ね合わせるようにすれ
ば良く、周期を逆にしてフィールドを重ね合わせるよう
にしても良い。

【００２２】かかる構成によると、各フィールド内での
垂直方向或いは水平方向のブロックライン毎に変換ブロ
ック位置が変化するようにブロック化するようにしたか
ら、矩形ブロックのブロックラインが目立たなくなり、
変換後の丸め誤差のために発生するブロックアーチファ
クトの視覚上の影響をより効果的に取り除くことができ
る。

【００２３】又、本実施例によると、特に、フィールド
内におけるブロックラインの位置ずれを、ブロックの幅
の１／２のずれとなるようにした結果、ブロック化に際
して、フィールドナンバーに基づく複雑なアドレス制御
が不要であり、フィールド毎の読出開始アドレス演算器
等が不要であるため、装置の製作コストを安価に抑える
ことが可能であると共に、ブロック化位置情報を特に付
加しなくとも良いため、圧縮率を上げることができると
いう利点がある。

【００２４】尚、図５に示すように、矩形ブロックのブ
ロックラインが、相前後するフィールド、例えば第Ｎフ
ィールドと第Ｎ＋１フィールド間で矩形ブロックのブロ
ックラインと位置が異なるようにし、両フィールド間の
ブロック位置の位置ずれがブロックの幅の１／２のずれ
となるようにすれば、矩形ブロックのブロックラインが
織りなすメッシュを充分に細分化でき、変換後の丸め誤
差のために発生するブロックアーチファクトの視覚上の
影響をより効果的に取り除くことができる。又、フィー
ルド間のブロック位置の位置ずれがブロックの幅の１／
２のずれとなるようにした結果、上記したように、フィ
ールドナンバーに基づく複雑なアドレス制御が不要であ
り、フィールド毎の読出開始アドレス演算器等が不要で
あるため、装置の製作コストを安価に抑えることが可能
であると共に、ブロック化位置情報を特に付加しなくと
も良いため、圧縮率を上げることができるという利点が
ある。

【００２５】以上のように、特定の実施例を参照して本
発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、当該技術分野における熟練者等により、本発明に
添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、種々
の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきである
。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、撮影した
映像の信号をディジタル化して、変換符号化する場合に
、フィールド内でブロック変換の切換位置を垂直方向又
は水平方向の少なくとも一方にずらすようにしたから、
矩形ブロックのブロックラインが目立たなくなり、変換
後の丸め誤差のために発生するブロックアーチファクト
の視覚上の影響をより効果的に取り除くことができる有
用性大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例である画像変換装置の構
成を示すブロック図

【図２】　　同上の画像変換装置に対応する復号化装置
の実施例の構成を示すブロック図

【図３】　　同上実施例のブロック分割模式図

【図４】
　　同上実施例のブロック分割模式図

【図５】　　他の
実施例のブロック分割模式図

【図６】　　コサイン変換
による変換符号化及び伸張の処理手順を示す図

【符号の説明】

１　　フィールドメモリ ２　　フィールド検出手段 ３　　ライン検出手段 ４　　画素検出手段 ５　　ブロック開始位置切換手段 ６　　直交変換器 ７　　量子化器 ８　　圧縮符号化器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号の各フィールドを、矩形ブロック
   単位で分割し、各フィールド内での垂直方向又は水平方
   向のブロックライン毎に変換ブロック位置が変化するよ
   うにブロック化するブロック化手段と、前記ブロック単
   位で高能率符号化する手段と、を含んで構成したことを
   特徴とする画像変換装置。