JPH0723230A - 画像符号化および復元装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像データを圧縮して取り扱うための画像符
号化および復元装置に関し、符号化側で最適と認められ
た画像処理条件を符号化データとともに復元側に送るこ
とにより、復元側で最適処理条件での画像表示を直ちに
可能とすることを目的とする。 【構成】 入力画像データを符号化する手段２１と、入
力画像データに対する画像処理条件のデータを保持する
手段２２と、手段２１の出力と手段２２が保持する条件
データとを組み合わせて出力する手段２３とを画像符号
化のために備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば画像データベー
スのように多数の画像データを蓄積するシステム、また
は画像データを伝送する画像データ伝送システムに係わ
り、さらに詳しくは画像データを符号化によって圧縮
し、また圧縮されたデータから画像を復元する画像符号
化および復元装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】数値データに比べて情報量が桁違いに大
きい画像データ、特に中間調画像やカラー画像のデータ
を画像データベースに蓄積したり、または画像伝送シス
テムにおいて高速、高品質の伝送を行うためには、各画
素のデータを高能率に符号化する必要がある。画像デー
タの高能率圧縮方式として、例えば適応離散コサイン変
換符号化方式がある。

【０００３】適応離散コサイン変換符号化方式（ＡＤＣ
Ｔ）では、画像を８×８画素からなるブロックに分割
し、各ブロックの画像データを二次元離散コサイン変換
（ＤＣＴ）によって空間周波数分布の係数に変換し、視
覚に適応した閾値を用いて量子化し、求められた量子化
係数をハフマンテーブルを用いて符号化する方式が用い
られる。

【０００４】図１２は静止画像の符号化装置の従来例で
ある。同図において、ブロック化された画像データはブ
ロックバッファ１に格納され、ＤＣＴ変換部２によって
二次元離散コサイン変換を用いて空間周波数分布の係数
に変換され、量子化部３において量子化閾値４を用いて
視覚に適応した閾値で量子化され、求められた量子化係
数は可変長符号化部５によって、ハフマン符号表６を用
いて可変長符号化されて出力される。

【０００５】図１３は静止画像の復元装置の従来例であ
る。同図において、入力される可変長符号化データは可
変長復号化部７によってハフマン符号表を用いて復号化
され、逆量子化部９において量子化閾値１０を用いて逆
量子化され、逆ＤＣＴ変換部１１によって逆離散コサイ
ン変換され、画像メモリ１２にブロック内画素書き込み
制御部１３、およびブロックアドレス発生部１４の制御
によって書き込まれる。

【０００６】図１４は画像処理の一種として画像データ
の階調変換を行う従来の階調変換装置の構成例である。
同図において、画像データが画像保持部１５に保持さ
れ、その画像データに対して階調変換部１６によって階
調変換指示部１７から与えられる階調変換指示データを
用いて階調変換が行われ、その結果は画像表示部１８に
よって表示される。このように従来においては、階調変
換などの画像処理は符号化とは基本的に独立に行われて
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１２、１３で説明し
たように符号化装置と復元装置を用いて入力画像データ
を符号化によって圧縮することは、例えば画像データベ
ースにおいて保存できる画像データの枚数を増大させる
ために極めて有効である。

【０００８】しかしながらこのような場合元の画像デー
タに対する符号化データのみを蓄積するだけでは、元の
画像データに対する適正な画像処理条件、例えば階調変
換条件などを画像復元時に知ることができないために、
復元時の画像表示が最適な階調変換条件で行われないと
いう問題点があった。

【０００９】また例えば離散コサイン変換は、情報圧縮
を行うことによって復号化後においては元の画像と全く
同じデータを再現することができない情報非保存の符号
化方式であるため、画像中の細やかな変化は無視され、
例えば常に一定の量子化条件を用いる場合には入力画像
データを復元時に正しく再生できないことになる。従っ
て前述の問題点を解決するために、最適な階調変換条件
によって階調変換された画像を符号化しても、必ずしも
復元側で最適な画像を復元できないという問題点があっ
た。

【００１０】本発明は、元の画像データの符号化結果
と、符号化側において最適と認められた画像処理条件デ
ータ、例えば階調変換データとを組み合わせて復元側に
送ることにより、復元側でその画像処理条件での画像表
示を直ちに可能とし、更に符号化データに対して異なる
画像処理条件による復元画像の表示をも可能とさせるこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。同図は、符号化側では入力画像データに
適した画像処理条件のデータを入力画像データの符号化
結果と合わせて出力し、復元側ではこれらのデータの入
力を受けて画像を復元する画像符号化および復元装置の
原理ブロック図である。

【００１２】図１（ａ）は符号化側の構成であり、符号
化手段２１は入力画像データに対して、例えば離散コサ
イン変換を用いて符号化を行う。また画像処理条件デー
タ保持手段２２は入力画像データに適した画像処理条件
のデータを保持する。この入力画像データに適した画像
処理条件のデータは、例えば階調変換、または強調など
の画像処理を入力画像データに対して行い、その結果を
表示してそれを繰り返し、最適の画像を得ることのでき
た条件を表すものとして設定される。

【００１３】更に出力手段２３は、符号化手段２１が出
力する入力画像データの符号化データと、画像処理条件
データ保持手段２２が保持する画像処理条件データとを
組み合わせて画像復元側に出力するものである。

【００１４】図１（ｂ）は復元側の原理構成を示す。同
図において、分離手段２６は符号化側から送られた入力
画像データの符号化結果と適正な画像処理条件データの
組み合わせの入力から、符号化データと画像処理条件デ
ータとを分離する。そして復号化手段２７は分離手段２
６から出力された符号化データを、例えば逆離散コサイ
ン変換を用いて復号化し、更に画像処理手段２８は、分
離手段２６から出力される画像処理条件データに応じ
て、復号化手段２７による復号化結果に対して画像処理
を行い、復元画像データを出力する。

【００１５】

【作用】本発明においては、画像符号化および復元装置
の符号化側で、画像強調や階調変換などの画像処理を繰
り返し行って適正な画像処理条件を決定し、その画像処
理条件のデータが入力画像データに対する符号化データ
と共に復元側に送られる。

【００１６】そして復元側では入力された符号化データ
と画像処理条件データの組み合わせデータから符号化結
果が読み出されて復号化され、また入力の組み合わせデ
ータから画像処理条件データが読み出され、その条件を
用いて復号化結果に対して画像処理が行われ、復元画像
データが出力される。また復元側においては、符号化デ
ータに対して符号化側から送られた画像処理条件と異な
る条件を用いて画像処理を実行することも可能である。

【００１７】以上のように本発明によれば、入力画像デ
ータに対して適正と考えられる画像処理条件が符号化側
で決定され、その条件データが復元側に送られることに
より、復元側ではその画像処理条件を用いて画像データ
を復元することが可能となる。

【００１８】

【実施例】図２は本発明における符号化処理実施例のフ
ローチャートである。同図において処理が開始される
と、まずステップ（Ｓ）３０において画像データが入力
され、Ｓ３１で例えば二次元離散コサイン変換を用いて
符号化が行われ、Ｓ３２で符号データが出力される。

【００１９】一方Ｓ３０で入力された画像データに対し
て、Ｓ３３で例えば強調などの画像処理が行われ、Ｓ３
４で階調変換が行われた後に、Ｓ３５で画像表示が行わ
れ、Ｓ３６で適正な画像処理が行われたか否かが判定さ
れ、適正でないと判定された時にはＳ３３以降の処理が
繰り返される。また適正と判定された時には、Ｓ３７で
画像処理情報と階調変換情報、すなわちこれらの条件が
出力される。

【００２０】なおここではＳ３４の階調変換を、Ｓ３３
の画像処理と異なるステップとして説明したが、階調変
換を画像処理の中に含めることも可能であり、例えば階
調変換のみを行い、強調などの画像処理を行わないこと
も可能である。

【００２１】図３は本発明における復号化処理実施例の
フローチャートである。同図において処理が開始される
と、まずＳ４０で入力される符号化データと画像処理条
件データとの組み合わせのうちで、符号化データに対す
る復号化が行われ、Ｓ４１で画像処理および／または階
調変換が必要か否かが判定され、必要な場合にはＳ４２
で画像処理および／または階調変換が行われた後に、必
要でない時には直ちに、Ｓ４３で画像データが表示さ
れ、処理が終了する。

【００２２】図４は本発明における画像符号化および復
元装置の符号化側の構成ブロック図である。同図におい
て、入力画像データは端子１００から画像保持部４０に
与えられる。その入力画像データは直ちに符号化部４６
によって符号化され、スイッチ４７に出力される。一方
画像処理のための画像処理指示データは端子２００から
画像処理指示部４３に与えられ、また階調変換指示デー
タは端子３００から階調変換指示部４４に与えられる。

【００２３】図２で説明したように、画像保持部４０に
保持されている入力画像データに対して、画像処理指示
部４３から指示される画像処理指示データに従って、画
像処理部４１によって画像処理が行われる。また同じく
画像保持部４０の保持する画像データに対して、階調変
換指示部４４から与えられる階調変換指示データに従っ
て、階調変換部４２によって階調変換が行われ、これら
の画像処理および階調変換後の画像データは、例えば階
調変換部４２を介して画像表示部４５に与えられ、画像
として表示される。そして図２のＳ３６で画像処理およ
び階調変換結果がＯＫとなった時には、画像処理指示部
４３に格納されている画像処理指示データと階調変換指
示部４４に格納されている階調変換指示データとがスイ
ッチ４７に出力され、符号化部４６から出力された符号
化データと組み合わされ、スイッチ４７から端子４００
を介して復元側へのデータとして出力される。

【００２４】図５は画像符号化および復元装置の実施例
の復元側の構成ブロック図である。同図において符号化
側からの符号データなどは端子５００からスイッチ５０
に入力され、スイッチ５０によって符号化データ、階調
変換指示データ、および画像処理指示データの３つに分
けられ出力される。符号データは復号化部５１に与えら
れ、復号化された画像データは画像保持部５４に格納さ
れる。

【００２５】一方画像処理指示データは画像処理指示部
５３に、また階調変換指示データは階調変換指示部５２
に与えられ、ここではまず画像処理部５７によって画像
保持部５４に格納されたデータに対する画像処理が行わ
れ、その結果のデータに対して階調変換部５５によって
階調変換が行われ、最終的な結果が画像表示部５６によ
って表示される。

【００２６】図６は符号化側から出力され、復元側に入
力されるデータフォーマットの実施例である。同図にお
いて、そのデータの先頭側から画像処理情報、階調変換
情報が格納され、符号化データはその後に格納されてい
る。

【００２７】図７は階調変換方式の実施例の説明図であ
る。同図（ａ）は１２ビット画像における画像データの
分布を示している。例えばレントゲン写真のように、高
精度を必要とする画像に対しては１２ビットのデータが
用いられるが、実際のデータは図に示すように比較的狭
い範囲に分布し、実際に画像表示を行う時には、適当な
階調変換を行うことにより、画像データを比較的広い範
囲に分布させる方が見易い画像を得ることができる。

【００２８】そこで（ｂ）に示すように、１２ビット画
像の階調のＡからＢの範囲を拡大するための階調変換を
行うことにより、同図（ｃ）に示すような分布を持つ８
ビット画像を得ることができる。このような階調変換
は、実際にはレントゲン技師のような専門家がこれを行
うことによって最適な表示画像を得ることができる場合
が多く、このような最適な階調変換条件を復元側に送る
ことにより、復元側では例え素人であってもそのような
階調変換条件を用いて復元画像を得ることが可能とな
る。

【００２９】図８は階調変換情報の実施例としての階調
変換テーブルの例である。同図は、図７（ａ）から
（ｃ）に示すように、１２ビットの画像データから８ビ
ットの画像データを得るための階調変換テーブルの例を
示し、実質的に図７で説明した階調変換式と同様の階調
変換を行うことができる。

【００３０】図９は画像処理の実施例の説明図である。
同図（ａ）は画像内におけるぼけたエッジの存在を示
し、この画像データに対して（ｂ）に示すようなマトリ
クスを用いて強調処理を行うことにより、同図（ｃ）に
示すようにエッジを強調した画像を得ることができる。

【００３１】また逆に強いエッジが存在するような場合
には、図９（ｄ）に示すようなマトリクスを用いた平滑
処理を行うことにより、強調されたエッジを平滑化する
ことが可能になる。

【００３２】図１０は図４における符号化部４６の詳細
構成ブロック図である。同図において、画像保持部４０
から入力される画像データが二次元ＤＣＴ変換部６０に
よって空間周波数分布の係数に変換され、その係数が線
形量子化部６１によって量子化マトリクス６２を用いて
量子化され、可変長符号化部６３によって符号化テーブ
ル６４を用いて可変長符号化され、符号データとして図
４のスイッチ４７に出力される。

【００３３】図１１は図５における復号化部の詳細構成
ブロック図である。同図において、スイッチ５０から入
力される符号データは可変長復号化部７０によって符号
化テーブル７１を用いて復号され、線形逆量子化部７２
によって量子化マトリクス７３を用いて逆量子化され、
二次元逆ＤＣＴ変換部７４によって逆離散コサイン変換
されて、図５の画像保持部５４に画像データとして出力
される。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば符号化側で最適と考えた画像処理条件を用いて復元
側で復元画像を得ることが可能となり、また離散コサイ
ン変換のように情報非保存の符号化方式を用いても、元
の画像の符号化データに対して復元側で異なる画像処理
を施すことが可能である。更に符号化されて、例えば画
像データベースに蓄積された画像データに対して符号化
時に最適な階調変換条件などを決定し、そのデータを同
時に蓄積しておくことにより、データ復元時にはまずそ
の条件を用いて画像表示を行うことにより最適に近い表
示条件で画像表示を高速に実現することが可能となり、
画像符号化および復元装置の実用性の向上に寄与すると
ころが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成ブロック図である。

【図２】本発明における符号化処理実施例のフローチャ
ートである。

【図３】復号化処理実施例のフローチャートである。

【図４】画像符号化および復元装置の実施例における符
号化側の構成を示すブロック図である。

【図５】実施例における復元側の構成を示すブロック図
である。

【図６】符号化側から出力されるデータフォーマットの
実施例を示す図である。

【図７】階調変換の実施例を説明する図である。

【図８】階調変換テーブルの実施例を示す図である。

【図９】画像処理の実施例を説明する図である。

【図１０】符号化部の詳細構成を示すブロック図であ
る。

【図１１】復号化部の詳細構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】静止画像符号化装置の従来例を示す図であ
る。

【図１３】静止画像復元装置の従来例を示す図である。

【図１４】階調変換装置の従来例を示す図である。

【符号の説明】

２１ 符号化手段 ２２ 画像処理条件データ保持手段 ２３ 出力手段 ２６ 分離手段 ２７ 復号化手段 ２８ 画像処理手段 ４０，５４ 画像保持部 ４１，５７ 画像処理部 ４２，５５ 階調変換部 ４３，５３ 画像処理指示部 ４４，５２ 階調変換指示部 ４５，５６ 画像表示部 ４６ 符号化部 ４７，５０ スイッチ ５１ 復号化部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データの符号化のために、 入力画像データを符号化する符号化手段（２１）と、 入力画像データに対する画像処理条件のデータを保持す
   る画像処理条件データ保持手段（２２）と、 該符号化手段（２１）が出力する符号化データと画像処
   理条件データ保持手段（２２）が保持する画像処理条件
   データとを組み合わせて出力する出力手段（２３）とを
   備え、入力画像データに適した画像処理条件のデータを
   符号化データと合わせて出力することを特徴とする画像
   符号化および復元装置。
2. 【請求項２】 説明符号化データと画像処理データ条件
   の組み合わせの入力から画像を復元するために、 該入力された組み合わせデータから符号化データと画像
   処理条件データとを分離する分離手段（２６）と、 該分離手段（２６）から出力される符号化データを復号
   する復号化手段（２７）と、 該分離手段（２６）から出力される画像処理条件データ
   に応じて、該復号化手段（２７）の復号化結果に対して
   画像処理を行う画像処理手段（２８）とをさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の画像符号化および復元
   装置。
3. 【請求項３】 前記画像処理条件データが、画像データ
   に対する階調変換のための階調変換式と該変換式内の係
   数であることを特徴とする、請求項１、または２記載の
   画像符号化および復元装置。
4. 【請求項４】 前記画像処理条件データが、画像データ
   に対する階調変換条件として入力データに対する出力デ
   ータを定めた階調変換データ対であることを特徴とする
   請求項１、または２記載の画像符号化および復元装置。
5. 【請求項５】 前記画像処理条件データが、画像強調を
   含む画像処理のパラメータであることを特徴とする請求
   項１、または２記載の画像符号化および復元装置。
6. 【請求項６】 入力画像データを符号化する方法におい
   て、 入力画像データを符号化する過程と、 該入力画像データに対する画像処理を繰り返して、入力
   画像データに対する適正な画像処理条件データを得る過
   程と、 該符号化結果と適正な画像処理条件データとを組み合わ
   せて出力する過程とを有することを特徴とする画像符号
   化および復元方法。
7. 【請求項７】 前記符号化結果と適正な画像処理条件デ
   ータとの組み合わせの入力から画像を復元する方法にお
   いて、 該入力された組み合わせのデータから符号化結果を読み
   出して復号する過程と、 該組み合わせデータから画像処理条件データを読み出
   し、該画像処理条件データを用いて該復号結果に対して
   画像処理を行う過程とを有することを特徴とする請求項
   ６記載の画像符号化および復元方法。