JPH07123275A - 画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の領域に分解された原画像を極めて効率
良く再合成できる画像符号化方法を実現する。 【作用】 画像領域に含まれる各画素の輝度を表す輝度
情報のいずれかの符号語を、画像領域外を表す禁止コー
ドに割り当て、各領域の画像を輝度値だけで「領域」と
「輝度」とを表現する。この結果、従来に比して、複数
の領域に分解された原画像を極めて効率良く再合成する
ことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、画像通信など
に用いて好適な画像符号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、静止画像を圧縮する技術
としては、予測符号化、適応予測符号化、変換符号化
（アマダール変換、ＫＬ変換、ＤＣＴ変換、ウェーブレ
ット変換）およびサブバンド符号化などが知られてい
る。また、動画像を圧縮する技術としては、フレーム間
予測符号化や、動領域ＤＰＣＭ符号化、あるいはブロッ
クマッチングによる動き補償等が挙げられる。そして、
符号語自体の圧縮方法としては、ハフマン符号、ランレ
ングス符号および算術符号などが案出されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
画像圧縮技術では、原画像の標本点数を低減したり、標
本値を表す符合語のビット数を低減するものの、原画像
を複数の領域に分解して再合成する形態では各領域に対
応する画像毎に圧縮処理を施さなければならず、効率良
い画像圧縮伝送を達成し得ない。そこで本発明は、複数
の領域に分解された原画像を極めて効率良く再合成する
ことができる画像符号化方法を提供することを目的とし
ている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による画像符号化方法は、原画像を複数の画
像領域に分解して再合成する方法であって、前記画像領
域に含まれる各画素の輝度を表す輝度情報の内、いずれ
かの符号語を禁止コードに割り当て、この禁止コードに
よって前記画像領域の形状を表すことを特徴としてい
る。また、好ましい態様として、前記禁止コードとして
割り当てられた符号語を他の符号語で置換することを特
徴とする。

【０００５】

【作用】本発明では、画像領域に含まれる各画素の輝度
を表す輝度情報のいずれかの符号語を、画像領域外を表
す禁止コードに割り当て、各領域の画像を輝度値だけで
「領域」と「輝度」とを表現する。したがって、複数の
領域に分解された原画像を極めて効率良く再合成するこ
とが可能になる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による画像符号
化方法の原理について説明した後、この画像符号化方法
を適用した実施例について説明する。 Ａ．発明の原理 本発明による画像符号化方法は、原画像を複数の領域に
分解し、これを再合成するシステムに適用されるもので
あり、複数の領域に分割された各画像の領域形状を表す
領域情報と、その領域内に含まれる各画素の輝度を表す
輝度情報とを符号化するものである。

【０００７】まず、図１は、原画像ＯＲＧを複数の画像
領域Ｅ１〜Ｅ４に分解した一例を示す図である。なお、
ここで言う原画像ＯＲＧは、静止画像に限定されず、例
えば、複数の静止画像の重ね合わせで形成される動画像
の一画像と見做しても良い。要は、本発明による画像符
号化方法は、複数に分解されている原画像を如何に効率
良く伝送するかをポイントとしている。以下、これにつ
いて順次説明する。図１に示す４つの画像領域Ｅ１〜Ｅ
４は、それぞれ図２（イ）〜（ニ）に対応する形状の画
像領域となる。こうして分解された各画像領域Ｅ１〜Ｅ
４は、領域情報とその領域内部の輝度情報で原画像ＯＲ
Ｇに復元される。

【０００８】一般に、画像を量子化する際には、各画素
をｎビットで符号化し、これを２ⁿ階調の輝度信号に変
換する。したがって、領域情報と輝度情報とを効率良く
符号化するには、符号語の内の１つのワードに領域外で
ある旨を表す禁止コードをアサインし、この禁止コード
以外の符号語は領域内の各画素の輝度情報であるとする
ことにより、輝度情報だけで「領域」と「輝度」とを識
別することが可能になる。この禁止コードをどの符号語
に割り当てるかは、２つの形態による。すなわち、予め
どの符号語を禁止コードに割り当てるかを決めておく固
定方式と、画像情報に応じてダイナミックに割り当て符
号語を変えるダイナミック方式とが考えられる。

【０００９】固定方式の場合、原画像ＯＲＧに禁止コー
ドと同じ値の画素が存在した時、その画素の輝度値に替
えて新たな符号語を割り当てる。例えば、「０」を禁止
コードに割り当て、原画像ＯＲＧに含まれる輝度値
「０」を「１」に変更する。ダイナミック方式では、原
画像ＯＲＧで使われていない符号語を禁止コードとし、
この禁止コードを各領域の画像とは別に伝送する。原画
像ＯＲＧで全ての符号が使用されている場合には、その
内、一番使用頻度の低い符号語を禁止コードとし、禁止
コードとなった輝度情報、禁止コードの次または前の符
号語で代用する。

【００１０】例えば、原画像ＯＲＧを８ビットで量子化
した時、図３に示すように、各画素は「０」〜「２５
５」までの符号語によって表現される。このように各画
素の輝度が量子化された原画像ＯＲＧにおいて、各符号
語の出現確率を求める。例えば、出現確率が図４に示す
分布となった時、この分布で一番出現確率の低い輝度
「６」が禁止コードと見做される。この場合、図５に示
すように、本来、輝度「６」の画素が（図３参照）輝度
「５」を表す輝度情報に変換される。

【００１１】なお、この場合、輝度「６」の画素を一意
的に輝度「５」とするのではなく、図６に示すように、
禁止コード「６」に対応する画素を輝度「５」あるいは
「７」とするディザを施すようにしても良い。また、原
画像ＯＲＧを量子化する時に非一様量子化を行うことに
よって、特定の符号語の出現確率を小さくし、これによ
り禁止コードを割り当てる際に生じる量子化誤差を低減
する方法も考えられる。

【００１２】次に、上述した領域情報と輝度情報とを禁
止コードで表現する符号化方法によって、複数に領域に
分解された画像の伝送について説明する。この場合、送
信側と受信側との両者でお互いに授受される画像形状が
判っているものとする。なお、両者が画像形状を認知し
ていない場合には、画像伝送に先立って送信側から受信
側へ画像形状を教示すれば良い。

【００１３】ここで、例えば、図１に示した原画像ＯＲ
Ｇを伝送する場合を考える。図７（イ）に示す１回目の
領域画像を送信側から受信側へ伝送すると、送受信双方
ではどの部分が領域外に相当するかが既知となっている
ため、次の送信時には未送信の画像領域のみ伝送する。
例えば、図７に示す一例では、同図（イ）において画像
全体の形状に相当する画像領域を伝送し、以後、同図
（ロ）〜（ニ）に示す各領域画像を順次伝送する。

【００１４】それぞれの伝送段階においては、それ以前
に伝送されてきた領域によって、どの領域が未送信にな
っているかが既知となるから、今回伝送する領域の内、
どの部分が領域外に相当するかを伝送すれば良いことに
なる。したがって、現在の領域を左上から順次走査して
行き、その走査ライン順に送信する。例えば、図８
（イ）において、斜線部分が未送信である場合、左上か
ら１走査ライン順に走査し、未送信の部分を順番に送
り、送信済の部分についてはスキップする。例えば、図
８（ロ）に示す数字の順番で走査した画像情報を伝送す
る。なお、次回に送信される画像も領域の属性が付与さ
れるから、未送信領域の伝送を繰り返し、その未送信領
域が無くなった時点で伝送が完了する。

【００１５】Ｂ．画像符号化方法を適用した画像伝送装
置 次に、上述した画像符号化方法が適用される画像伝送装
置について図９を参照して説明する。この図において、
構成要素１〜４が送信側装置を構成し、構成要素５〜９
が受信側装置を構成する。なお、送信側装置と受信側装
置とはデータ伝送ラインＤＬで接続される。出現確率計
算装置１は、外部から供給される領域画像データから原
画像ＯＲＧにおける各符号語（輝度値）の出現確率を算
出し、最も少ない出現確率の輝度値を禁止コードに設定
して出力する。禁止コード変換装置２は、装置１から与
えられた禁止コードに基づき、領域画像の対応する輝度
値を禁止コードに変換する。領域抽出装置３は、禁止コ
ード変換装置２の出力と領域情報とに応じて送出すべき
複数の領域画像を生成すると共に、これら生成された領
域画像を伝送順に並び替える。圧縮装置４は、領域抽出
装置３から供給される領域画像の禁止コードと輝度情報
とを周知の符号化技術で圧縮し、これをデータ伝送ライ
ンＤＬに伝送する。

【００１６】一方、受信側では、伸長装置５が圧縮され
た領域画像をデコードし、輝度情報と禁止コードとから
なる領域画像を発生する。禁止コード検出装置６は、デ
コードされた領域画像から禁止コードを検出し、領域情
報を発生する。領域記憶装置８は、この禁止コード検出
装置６によって得られた領域情報を記憶する。さらに、
画像記憶装置７では、装置６から供給される領域情報と
デコードされた輝度情報とからなる再生された領域画像
を記憶するものであって、領域記憶装置８の出力に応じ
て全画像領域の受信完了を判定する終了決定装置９から
出力される終了信号に従って１フレーム分の画像記憶を
完了する。

【００１７】次に、上記構成による画像伝送装置の動作
について図１０を参照して説明する。図１０は、この装
置によって伝送される画像領域の一例を図示したもので
ある。この図において、斜線部分の領域と「０」の部分
の領域とが実際に送出され、空白部分（図１０（ロ）参
照）は送出されない領域を示している。送信側および受
信側ともに、既に全段階でどの部分が送信済であり、ど
こが次に受信すべき領域であるかという事が既知となっ
ているため、この空白部分を符号化しなくて済む訳であ
る。

【００１８】また、同図（ハ）に示すように、３回目以
降の画像伝送では、画面形状を表すフレーム枠が無い点
に注目されたい。これは、同図（ロ）に示す２回目の伝
送において背景部分が送信済みであるため、斜線部分と
「０」の部分のみを送信することを示している。従っ
て、各送出段階で伝送すべき画像の面積は、順次減少し
て行くことになる。図１０（イ）〜（ニ）に示すよう
に、各段階に分解された画像は、例えば、「０」の部分
をランレングス符号化などの周知の符号化技術によって
圧縮する。「０」の部分が続く領域では、ランレングス
符号化により情報量がかなり減少することが期待され
る。

【００１９】このように、上述した実施例によれば、輝
度情報のいずれかを画像領域外を表す禁止コードに割り
当て、各領域の画像を輝度値だけで「領域」と「輝度」
とを表現し、しかも、複数の領域に分解した画像は各送
出段階でその面積が順次減少するから、従来に比して、
複数の領域に分解された原画像を極めて効率良く再合成
することが可能になる。

【００２０】なお、上述した実施例における禁止コード
は、ランダムに出現するものではなく、実際の画像にお
ける有意な領域を表すものであり、２次元的な相関が強
い。従って、この禁止コードを周知のランレングス符号
で符号化すれば、より一層の圧縮が可能となる。また、
実際の画像にあっては、輝度の振幅分布は比較的広い範
囲に分布するが、それは全体に平均的に分布する訳では
ない。したがって、画像領域中に存在しない輝度値を禁
止コードにアサインすることは十分可能である。さら
に、画像全領域にわたって輝度分布が存在する場合に
は、出現確率が少ない輝度値を禁止コードとして用いる
が、この場合、当該禁止コードに対応する画素を近傍の
輝度値で置き換えても画像全体の劣化は皆無である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、画像領域に含まれる各
画素の輝度を表す輝度情報のいずれかを画像領域外を表
す禁止コードに割り当て、各領域の画像を輝度値だけで
「領域」と「輝度」とを表すので、複数の領域に分解さ
れた原画像を極めて効率良く再合成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための図である。

【図２】本発明の原理を説明するための図である。

【図３】各画素の符号化形態を説明するための図であ
る。

【図４】輝度情報の出現確率を説明するための図であ
る。

【図５】禁止コードの割り当て態様の一例を示す図であ
る。

【図６】ディザにより禁止コードを割り当てる場合の一
例を示す図である。

【図７】本発明の画像符号化方法による画像伝送の一例
を示す図である。

【図８】本発明の画像符号化方法による画像伝送の一例
を示す図である。

【図９】画像符号化方法を適用した一実施例の構成を示
すブロック図である。

【図１０】同実施例の動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 出現確率計算装置 ２ 禁止コード変換装置 ３ 領域抽出装置 ４ 圧縮装置 ５ 伸長装置 ６ 禁止コード検出装置 ７ 画像記憶装置 ８ 領域記憶装置 ９ 終了決定装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像を複数の画像領域に分解して再合
   成する方法であって、 前記画像領域に含まれる各画素の輝度を表す輝度情報の
   内、いずれかの符号語を禁止コードに割り当て、この禁
   止コードによって前記画像領域の形状を表すことを特徴
   とする画像符号化方法。
2. 【請求項２】 前記禁止コードとして割り当てられた符
   号語を他の符号語で置換することを特徴とする請求項１
   記載の画像符号化方法。