JPH05236511A - 画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化装置

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JPH05236511A
JPH05236511A JP7233992A JP7233992A JPH05236511A JP H05236511 A JPH05236511 A JP H05236511A JP 7233992 A JP7233992 A JP 7233992A JP 7233992 A JP7233992 A JP 7233992A JP H05236511 A JPH05236511 A JP H05236511A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、画像符号化装置において、肌色を含
む画像部分など視覚上識別力の高い画像領域の画質を向
上させることにより、再生画像の画質を視覚上従来に比
して一段と向上させる。 【構成】画像データに含まれる色成分を検出し、識別力
の高い色成分を多く含む単位ブロツクが検出された場合
には、当該単位ブロツクに対応する量子化ステツプサイ
ズを小さく制御し、当該単位ブロツクに他の単位ブロツ
クに比して多くのデータ量を割り当てる。これにより静
止画及び動画に係わらず視覚的に目立つ画像領域の画質
が向上し、全体として再生画像の視覚上の画質を従来に
比して一段と向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図4) 発明が解決しようとする課題(図5及び図6) 課題を解決するための手段(図2) 作用(図3) 実施例(図1〜図3) (1−1)全体構成(図1) (1−2)平均レベル検出回路5及び色度レベル判定回
路6の構成(図2) (2)実施例の動作及び効果(図3) (3)他の実施例 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は画像符号化装置に関し、
例えば画像データを高能率符号化することによりデータ
量を圧縮して伝送するものに適用して好適なものであ
る。
【0003】
【従来の技術】従来、例えばテレビ電話システム等のよ
うに画像情報を遠隔地に伝送する場合や画像情報をデー
タ圧縮して記録媒体に記録する場合においては、伝送路
を効率良く利用するため、また記録密度を上げるために
画像情報を高能率符号化することが提案されている。
【0004】これにより映像信号伝送システムは、全て
の画像データを伝送する場合に比較して格段的に少ない
データ量で画像を伝送又は記録することができるように
なされている。
【0005】例えば映像信号伝送システムは、一枚のフ
レーム画像FRMを微小なブロツクに分割し、当該ブロ
ツクの画像データを符号化することにより画像データの
データ量を圧縮するようになされている。
【0006】ここでフレーム画像FRMは2個(水平方
向)×6個(垂直方向)のブロツクグループGOBで構
成され(図4(A))、また各ブロツクグループGOB
は11個(水平方向)×3個(垂直方向)のマクロブロ
ツクMBで構成されるようになされている(図4
(B))。
【0007】さらに各マクロブロツクMBは2個(水平
方向)×3個(垂直方向)の輝度ブロツクY1〜Y4及
び色差ブロツクCr 、Cb で構成される(図4
(C))。因みに輝度ブロツクY1〜Y4は、それぞれ
8個(水平方向)×8個(垂直方向)の画素に対応する
輝度信号データであり、色差ブロツクCr 、Cb は16
個(水平方向)×16個(垂直方向)の画素に対応する
色差信号データである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の映像信
号伝送システムは、このような輝度ブロツクY1〜Y4
及び色差ブロツクCr 、Cb ごとに画像データの発生情
報量を求め、当該画像データの平坦度に応じて各ブロツ
クの量子化ステツプサイズを決定するようになされてい
る。
【0009】すなわち輝度ブロツクと色差ブロツクのそ
れぞれについて画像データの平坦度を求め、輪郭部分が
多く含まれるブロツクや動きの少ない画像のブロツクは
細かく、また動画部分が多く含まれるブロツクは粗く量
子化するようになされている。
【0010】例えば芝生を背景とした人物画像(図5)
や葉の生い茂つた小枝に実つた果実の画像(図6)をこ
の原則に基づいて量子化すると、芝生や小枝の部分には
人物や果実の画像に比して細部が多く含まれるため細か
い量子化ステツプサイズで量子化されることになる。
【0011】ところが視聴者の目は、再生画像のうち肌
色や赤系統の色が付された画像部分(以下、色視力が高
い画像部分という)に注意が注がれる傾向があり、この
人物や果実の画像部分の量子化ステツプサイズが荒いと
背景部分が忠実に再現されていても画質が劣化して見え
る傾向にある。
【0012】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、肌色の画像部分など色視力の高い画像領域の画質を
向上させることにより、従来に比して再生画像の画質を
視覚上一段と向上させることができる画像符号化装置を
提案しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第1の発明においては、画像データを単位ブロツクご
とに直交変換して係数データS7に変換し、当該係数デ
ータS7を所定の量子化ステツプサイズで量子化する画
像符号化装置1において、画像データに含まれる色成分
を判別し、単位ブロツクから識別力の高い色成分を含む
単位ブロツクを検出する色成分検出手段5、6と、色成
分検出手段5、6の検出結果に基づいて量子化ステツプ
サイズを制御し、識別力の高い単位ブロツクが検出され
た場合には、当該単位ブロツクに対応する量子化ステツ
プサイズを小さく制御することにより、当該単位ブロツ
クにデータ量を多く割り当てる量子化サイズ制御手段
5、6とを備えるようにする。
【0014】また第2の発明においては、色成分検出手
段5、6は、赤色系成分が多く含まれる単位ブロツクを
識別力の高い単位ブロツクとして検出するようにする。
【0015】
【作用】識別力の高い色成分を含む単位ブロツクを小さ
い量子化ステツプサイズで量子化し、当該単位ブロツク
のデータ量を他の単位ブロツクに比して多く割り当てる
ことにより、伝送画像のうち視覚的に識別されやすい領
域は精細に再生することができ、再生画像の画質を視覚
上従来に比して一段と向上することができる。
【0016】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0017】(1−1)全体構成 図1において、1は全体として画像符号化装置を示し、
前処理回路2はアナログ映像信号S1を順次入力する
と、マトリクス回路及びアナログ/デイジタル変換回路
を順次介してデイジタルデータに変換するようになされ
ている。
【0018】また前処理回路2は、当該デイジタルデー
タを各ブロツクに対応するブロツク画像データS2に変
換し、差データ生成回路3、切換回路4及び平均レベル
検出回路5に出力するようになされている。
【0019】ここで差データ生成回路3は、ブロツク画
像データS2と動き補償データS3との差分を求めるこ
とにより、前フレームの画像を動き補償した動き補償画
像と現入力画像とのフレーム間差分を求め、当該差分値
を差分データS4として切換回路4に出力するようにな
されている。
【0020】また平均レベル検出回路5は、ブロツク画
像データS2のブロツク内での平均レベルを検出し、平
均レベル信号S5として色度レベル判定回路6に出力す
るようになされている。
【0021】この実施例の場合、平均レベル検出回路5
は、輝度データY1〜Y4とブロツクラインごとに線順
次に入力される色差データCR及びCBとのタイミング
を一致させるため、色差データCR及びCBをブロツク
ライン間でホールドするようになされている。
【0022】ここで色度レベル判定回路6は、輝度デー
タY及び色差データCR、CBの各平均レベルより現ブ
ロツクの画像に赤色信号が所定レベル以上含まれるか否
か判別し、所定レベルを越える場合には、現ブロツクが
視覚的に注目されやすいブロツクであるとして注目ブロ
ツク識別信号S6の論理値を論理「H」に立ち上げるよ
うになされている。
【0023】切換回路4は、伝送モードに基づいて切換
制御され、ブロツク内の平均レベルとの差分絶対値和が
小さくなる方をデイスクリートコサイン変換回路7に出
力する。
【0024】すなわち切換回路4は、ブロツク画像デー
タS2と差分データS4とを比較してブロツク内の発生
情報量が小さくなる方をデイスクリートコサイン変換回
路7に出力するようになされている。
【0025】因にフイールド内符号化して伝送した方が
少ないデータ量で伝送できる場合を以下フイールド内符
号化モードといい、フレーム間符号化して伝送した方が
少ないデータ量で伝送できる場合を以下フレーム間符号
化モードという。
【0026】デイスクリートコサイン変換回路7は、ブ
ロツク画像データS2又は差分データS4として入力さ
れるブロツク単位の画像データをデイスクリートコサイ
ン変換符号化方式により直交変換し、係数データS7を
量子化回路8に出力するようになされている。
【0027】量子化回路8は、量子化ステツプサイズ制
御信号S8及び注目ブロツク識別信号S6に基づいて変
換データS7を所定の量子化ステツプサイズに量子化
し、量子化データS9として可変長符号化回路等でなる
後段の処理回路に出力するようになされている。
【0028】また画像符号化装置1は、局部復号回路系
9を有し、符号化側で伝送画像を確認できるようになさ
れている。すなわち局部復号回路系9は、量子化データ
S9を逆量子化回路10及び逆デイスクリートコサイン
変換回路11を順次介して局部復号すると、局部復号デ
ータS10を合成データ生成回路12及び切換回路13
に供給する。
【0029】また切換回路13は、前ブロツク画像がフ
レーム間符号化モードで伝送された場合には動き補償デ
ータS3に局部復号データS10を合成することによつ
て復元された復号ブロツク画像データS11を前フレー
ムメモリ14に出力し、前ブロツク画像がフイールド内
符号化モードで伝送された場合には局部復号データS1
0を前フレームメモリ14に順次出力するようになされ
ている。
【0030】フレームメモリ14は、前フレームの各ブ
ロツクを局部復号データS10又は復号ブロツク画像デ
ータS11で置換して前フレームのフレーム画像を再現
し、前フレームデータS12として後処理回路15に出
力するようになされている。因に後処理回路15はブロ
ツクごとに入力される前フレームデータS12を走査線
信号に変換すると、当該走査線信号をデイジタル/アナ
ログ変換してなる復号映像信号S13を出力する。
【0031】また動き検出回路16は、フレームメモリ
14より前フレームデータS12を入力すると、ブロツ
ク画像データS2と前フレームデータS12を比較して
現ブロツク画像の前ブロツク画像に対する動き量を求
め、動きベクトル信号S14として動き補償回路17及
び伝送路に出力するようになされている。
【0032】動き補償回路17は、動きベクトル信号S
14より与えられる動き量に基づいて前フレームのブロ
ツク画像をシフトし、動き補償データS3として差デー
タ生成回路3及び合成データ生成回路12に出力するよ
うになされている。
【0033】(1−2)平均レベル検出回路5及び色度
レベル判定回路6の構成 平均レベル検出回路5及び色度レベル判定回路6は、図
2に示すように、5組の先入れ先出し(以下FIFO:
first in first outという)メモリ20、21、22、
23、24と3組のリードオンリメモリ25、26、2
7により構成されるようになされている。
【0034】ここでFIFOメモリ20は、ライトイネ
ーブル信号入力端(WE)及びリードイネーブル信号入
力端(RE)に入力される制御信号IBLKP(図3
(I))により制御され、輝度信号SY(図3(C))
を1ブロツクライン分遅延し、輝度信号SY1(図3
(E))としてFIFOメモリ21に出力するようにな
されている。
【0035】同様にFIFOメモリ21は、輝度信号S
Y1を1ブロツクラインと3クロツク分遅延し、輝度信
号SY2(図3(F))としてリードオンリメモリ25
に出力するようになされている。これによりFIFOメ
モリ20及び21は、線順次色差信号CR/CB(図3
(D))を2並列の色差信号CR0及びCB0に変換す
るのに要する時間、輝度信号SY0を遅延して出力する
ようになされている。
【0036】またFIFOメモリ22は、線順次色差信
号CR/CB(図3(D))のうち赤系の色差信号CR
を1ブロツクライン分遅延した後、FIFOメモリ24
を介してさらに1ブロツクライン分遅延し、色差信号C
R0としてリードオンリメモリ27に出力するようにな
されている(図3(N))。
【0037】一方FIFOメモリ23は、線順次色差信
号CR/CB(図3(D))のうち青系の色差信号CB
を1ブロツクライン分遅延し、色差信号CB0としてリ
ードオンリメモリ26に出力するようになされている
(図3(O))。
【0038】これによりFIFOメモリ22、23及び
24は、色差信号CR及びCBがブロツクラインごと交
互に入力される線順次色差信号CR/CB(図3
(D))を2ブロツクライン間で繰り返す2並列の色差
信号CR0及びCB0に変換して出力するようになされ
ている。
【0039】ここでリードオンリメモリ25、26及び
27は、各ブロツクラインに対応して入力される輝度信
号SY0及び色差信号CR0及びCB0のそれぞれにつ
いて赤色系の出力に要する所定レベルより高いか否か判
別し、所定レベルを越える場合には、論理「H」の論理
出力データS20、S21及びS22をアンド回路28
に出力するようになされている。
【0040】アンド回路28は、輝度信号SY0及び色
差信号CR0及びCB0の全てについて赤色系の出力条
件を満たす場合、アンド出力を論理「H」に立ち上げ注
目ブロツク識別信号S6として量子化回路8に出力する
ようになされている(図3(P))。
【0041】(2)実施例の動作及び効果 以上の構成において、画像符号化装置1はアナログ映像
信号S1を順次入力すると、前処理回路2を介して各ブ
ロツクに対応するブロツク画像データS2に変換し、差
データ生成回路3、切換回路4、デイスクリートコサイ
ン変換回路7を順次介して直交変換した後、係数データ
S7として量子化回路8に供給する。
【0042】これと同時に色度レベル判定回路6は、平
均レベル検出回路5で求められた各ブロツクの輝度デー
タY及び色差信号CR 、CB の平均レベルの比率に基づ
いて量子化回路8で量子化するブロツクが視覚的に目立
つ肌色か否かを判別し、論理「H」又は論理「L」の注
目ブロツク識別信号S6を量子化回路8に供給する。
【0043】このとき量子化回路8は、注目ブロツク識
別信号S6を最優先し、注目ブロツク識別信号S6が論
理「H」の場合(すなわち視覚的に知覚されやすい色の
場合)には、量子化対象のブロツクが動画や細部の少な
い画像の場合にも量子化ステツプサイズを細かくし、多
くのビツト数を割り当てる。
【0044】また一方量子化回路8は、注目ブロツク識
別信号S6が論理「L」の場合(すなわち視覚的に知覚
されにくい色の場合)には、量子化対象のブロツクが静
止画や細部の多い画像の場合にも量子化ステツプサイズ
を粗くし、ビツト数の割り当てを減らして量子化する。
【0045】以上の構成によれば、画像符号化装置1
は、画像伝送に要する全体のビツト数はほとんど可変す
ることなく視覚的に目立つ色に重点的にビツト数を多く
割り当てることにより、肌色などの視覚的に注目され易
い重要な領域の画質を向上させることができ、従来に比
して視覚上画質を一段と向上させることができる。
【0046】(3)他の実施例 なお上述の実施例においては、4つの輝度信号ブロツク
Y1〜Y4に対して色差データCR及びCBが線順次に
入力される画像データを高能率符号する場合に適用する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、三原色
信号R、G、Bそれぞれについての画像データを高能率
符号する場合や輝度信号の帯域が色差信号の帯域の2倍
の画像データを高能率符号する場合等にも広く適用し得
る。
【0047】また上述の実施例においては、画像データ
をデイスクリートコサイン変換して符号化する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、他の直交変換符
号化方式により符号化する場合にも適用し得る。
【0048】さらに上述の実施例においては、視覚的に
目立つ色として肌色に重点的にビツト数を割り当てる場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、視覚的に
目に付きやすい赤系統の色に多くのビツト数を割り当て
る場合にも広く適用し得る。
【0049】さらに上述の実施例においては、物体の色
情報を高能率符号化処理における量子化ステツプサイズ
の制御に用いる場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、画像認識処理に用いても良い。これによりエツ
ジ情報等による形状の認識と共に、物体の色情報によつ
て画像認識の精度を高めることができ、また色情報によ
る領域の抽出等その他の画像処理にも適用し得る。
【0050】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、画像デー
タに含まれる色成分を検出し、識別性の高い色成分を多
く含む単位ブロツクが検出されると、当該単位ブロツク
に対応する量子化ステツプサイズを小さく制御し、当該
単位ブロツクに他の単位ブロツクに比して多くのデータ
量を割り当てることにより、従来に比して再生画像の視
覚上の画質を一段と向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像符号化装置の一実施例を示す
ブロツク図である。
【図2】平均レベル検出回路及び色度レベル判定回路を
示すブロツク図である。
【図3】その動作の説明に供するタイミングチヤートで
ある。
【図4】フレーム画像データの説明に供する略線図であ
る。
【図5】視覚上画質が低く識別される画像の説明に供す
る略線図である。
【図6】視覚上画質が低く識別される画像の説明に供す
る略線図である。
【符号の説明】
1……画像符号化装置、2……前処理回路、3……差デ
ータ生成回路、4、13……切換回路、5……平均レベ
ル検出回路、6……色度レベル判定回路、7……デイス
クリートコサイン変換回路、8……量子化回路、9……
局部復号回路系、10……逆量子化回路、11……デイ
スクリートコサイン逆変換回路、12……合成データ生
成回路、14……フレームメモリ、15……後処理回
路、16……動き検出回路、17……動き補償回路、2
0、21、22、23、24……FIFOメモリ、2
5、26、27……リードオンリメモリ、28……アン
ド回路、31、32、33、34、35、36、37、
38、39、41、42、43、44……遅延回路、4
0……オア回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像データを単位ブロツクごとに直交変換
    して係数データに変換し、当該係数データを所定の量子
    化ステツプサイズで量子化する画像符号化装置におい
    て、 上記画像データに含まれる色成分を判別し、上記単位ブ
    ロツクから識別力の高い色成分を含む単位ブロツクを検
    出する色成分検出手段と、 上記色成分検出手段の検出結果に基づいて、上記量子化
    ステツプサイズを制御し、上記識別力の高い単位ブロツ
    クが検出された場合には、当該単位ブロツクに対応する
    量子化ステツプサイズを小さく制御することにより、当
    該単位ブロツクにデータ量を多く割り当てる量子化サイ
    ズ制御手段とを具えることを特徴とする画像符号化装
    置。
  2. 【請求項2】上記色成分検出手段は、赤色系成分が多く
    含まれる単位ブロツクを上記識別力の高い単位ブロツク
    として検出することを特徴とする請求項1に記載の画像
    符号化装置。
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