JPH07250326A - Image coding system - Google Patents

Image coding system

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Publication number
JPH07250326A
JPH07250326A JP4017694A JP4017694A JPH07250326A JP H07250326 A JPH07250326 A JP H07250326A JP 4017694 A JP4017694 A JP 4017694A JP 4017694 A JP4017694 A JP 4017694A JP H07250326 A JPH07250326 A JP H07250326A
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JP
Japan
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image
data
inverse
correction
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4017694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunichiro Nonaka
俊一郎 野中
Toshiro Uchiyama
俊郎 内山
Taichi Nakamura
太一 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Corp
Original Assignee
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Communications Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by N T T DATA TSUSHIN KK, NTT Data Communications Systems Corp filed Critical N T T DATA TSUSHIN KK
Priority to JP4017694A priority Critical patent/JPH07250326A/en
Publication of JPH07250326A publication Critical patent/JPH07250326A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a system converting input image data whose luminance is corrected while taking a characteristic of a display device or the like into account into a code suitable for obtaining a decoded image with less visual deterioration with respect to an original image at a high compression efficiency. CONSTITUTION:The image coder 1 uses a frequency characteristic correction section 11 and an inverse gamma correction section 12 to apply inverse luminance correction to input image data thereby once restoring the data into luminance data before the correction. A control section 13 applies orthogonal transformation or the like to the luminance data and a quantization section 14 applies quantization to a transformation coefficient. Then a variable length coding section 15 and a code generating section 16 are used to code the data and the coded data are sent to a transmission line. An image decoder 2 applies inverse generating processing to the coding to decode the image into an original image and it is outputted on a display device 34.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像通信システム等に
適用される画像符号化方式に関し、特に、画像データ
を、原画像データに対して視覚的に劣化の少ない復元画
像を再現し得る符号に変換する方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image coding method applied to an image communication system and the like, and more particularly to a code capable of reproducing a restored image of image data with respect to original image data with less visual deterioration. Regarding the method of converting to.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、画像データの非可逆的符号化技術
のうち、静止画像の符号化については、図3に示す構成
をとるのが一般的であった。即ち、画像は、画像入力デ
バイス、例えばカメラ30から入力されて画像データと
なるが、その際、図4(a)に示すような、ディスプレ
イ(出力デバイス)のγ特性の非線形特性を打ち消すた
め、カメラ30側で図4(b)のようなγ補正がかけら
れるのが通常である。ここで周波数特性の補正をうける
場合もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, of the irreversible encoding techniques for image data, it has been general to employ the configuration shown in FIG. 3 for encoding still images. That is, an image becomes image data by being input from an image input device, for example, a camera 30, but at this time, in order to cancel the non-linear characteristic of the γ characteristic of the display (output device) as shown in FIG. 4A, Normally, the γ correction as shown in FIG. 4B is applied on the camera 30 side. Here, the frequency characteristic may be corrected.

【0003】この補正された画像データは、画像符号化
装置31の変換部311において所定信号に変換され
る。この変換部311では、静止画像符号化の場合は、
例えば8×8画素毎のDCT(Discrete Cosine Transf
orm:離散コサイン変換)などが行われ、動画像符号化
の場合は、フレーム間予測を行うフレームに関しては、
例えば動き補償予測+8×8DCTなどが行われるのが
一般的である。
The corrected image data is converted into a predetermined signal in the conversion unit 311 of the image encoding device 31. In the conversion unit 311, in the case of still image coding,
For example, DCT (Discrete Cosine Transf) for each 8 × 8 pixel
orm: Discrete Cosine Transform) is performed, and in the case of moving image coding, regarding frames for which inter-frame prediction is performed,
For example, motion compensation prediction + 8 × 8 DCT is generally performed.

【0004】変換後の変換係数は量子化部312におい
て量子化される。量子化は非可逆的な処理であるため、
この処理の際に劣化が発生する。量子化されたデータ
は、可変長符号化部313で可変長符号化される。この
ようにして得られた符号化データは、伝送路や蓄積装置
32に出力され、画像復号化装置33に導かれる。
The transform coefficient after the transform is quantized in the quantizer 312. Since quantization is an irreversible process,
Degradation occurs during this process. The quantized data is variable length coded by the variable length coding unit 313. The encoded data obtained in this way is output to the transmission path or the storage device 32 and guided to the image decoding device 33.

【0005】一方、画像復号化装置33では、伝送され
てきた符号化データに対して上記符号化と逆の手順の処
理を施す。即ち、可変長符号化部331で可変長復号化
され、逆量子化部332で逆量子化され、更に、逆変換
部333で逆変換される。その後、ディスプレイ34な
どの出力デバイスで、図4(a)のようなγ特性及び周
波数特性がかかり、復元画像が画面上に表示される。な
お、出力デバイスはディスプレイ34のほか、プリンタ
の場合もある。
On the other hand, in the image decoding device 33, the procedure of the procedure opposite to the above-mentioned encoding is applied to the transmitted encoded data. That is, the variable length coding unit 331 performs variable length decoding, the inverse quantization unit 332 performs inverse quantization, and the inverse conversion unit 333 performs inverse conversion. After that, the output device such as the display 34 applies the γ characteristic and the frequency characteristic as shown in FIG. 4A, and the restored image is displayed on the screen. The output device may be a printer in addition to the display 34.

【0006】このような画像データの非可逆符号化技術
のうち、静止画像符号化方式、動画像符号化方式につい
ては、それぞれ「マルチメディア符号化の国際標準」
(丸善、安田 浩 編著、1991)に示されているJPE
G方式、MPEGーVIDEO方式の技術が知られてい
る。
Among such lossy encoding techniques for image data, the still image encoding system and the moving image encoding system are respectively referred to as "international standard for multimedia encoding".
(Written by Maruzen and Hiroshi Yasuda, 1991)
Techniques of G system and MPEG-VIDEO system are known.

【0007】上述のような符号化/復号化処理の際、変
換部311の変換では、DCTなど、何らかの意味で空
間周波数の帯域分割の処理を含む。そのとき、低域成分
に電力が集中し、且つ、人間の視覚的な感度も低域で高
く、高域で低いため、量子化部312では、低域に当た
る部分は細かく、高域部分では粗く量子化を行い、不要
なデータの削減を行っている。これらの処理後に可変長
符号化部313で可変長符号化を行うので、単純に可変
長符号化だけを行う場合と比較して多少の復元画像の品
質劣化はみられるが、大幅な符号量削減が可能となる。
In the encoding / decoding process as described above, the conversion of the conversion unit 311 includes a process of band division of spatial frequency in some sense such as DCT. At that time, since the electric power is concentrated on the low frequency component, and the human visual sensitivity is high in the low frequency range and low in the high frequency range, the quantization unit 312 has a fine low frequency range and a coarse high frequency range. Quantization is performed to reduce unnecessary data. Since the variable-length coding unit 313 performs the variable-length coding after these processes, the quality of the restored image is slightly deteriorated as compared with the case where only the variable-length coding is simply performed, but the code amount is significantly reduced. Is possible.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
においては、符号化/復号化の際に、量子化部312及
び逆量子化部332において量子化誤差が発生する。こ
の誤差は、画像復号化装置33における逆変換部333
での処理により、画素の状態に応じた変換基底の形状の
雑音が原画像に加えられ、その雑音混入画像データがデ
ィスプレイ34に入力され、そのまま出力デバイスのγ
特性及び周波数特性がかかり、表示される。
By the way, in the conventional technique, a quantization error is generated in the quantization unit 312 and the dequantization unit 332 during the encoding / decoding. This error is due to the inverse transform unit 333 in the image decoding device 33.
By the processing in (1), noise of the shape of the conversion basis according to the state of the pixel is added to the original image, the noise-containing image data is input to the display 34, and the noise of the output device γ
The characteristics and frequency characteristics are applied and displayed.

【0009】ここで、発生する雑音に注目すると、逆変
換部333における変換基底の形状の雑音が出力デバイ
スのγ特性及び周波数特性という非線形な系を経て目に
届くことになる。このとき、γ特性の非線形性の影響で
視覚的な感度が低いはずの高域フィルタの量子化誤差に
起因する雑音に、高周波成分だけでなく視覚的な感度が
高い直流成分や低周波成分が発生してしまい、目障りな
雑音が発生してしまうという問題があった。
Here, paying attention to the generated noise, the noise of the shape of the conversion base in the inverse conversion unit 333 reaches the eyes through the nonlinear system of the γ characteristic and the frequency characteristic of the output device. At this time, the noise caused by the quantization error of the high-pass filter, which should have low visual sensitivity due to the non-linearity of the γ characteristic, contains not only high-frequency components but also DC components and low-frequency components with high visual sensitivity. However, there is a problem that the noise is generated and annoying noise is generated.

【0010】本発明は、かかる問題点を解消するために
なされたもので、その目的は、画像データを、高い圧縮
効率で、原画像に対して視覚的に劣化の少ない復元画像
を得るに適した符号に変換し得る方式を提供することに
ある。
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to obtain image data with a high compression efficiency and to obtain a restored image with little visual deterioration with respect to the original image. It is to provide a method capable of converting to a different code.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明が提供する画像符
号化方式は、 出力デバイスに出力することにより画像
を表示するための画像データを入力して所定の符号化デ
ータを生成する画像符号化装置と、前記符号化の逆生成
処理を施すことで前記符号化データを原画像に復号化
し、復号化データを前記出力デバイスに出力する画像復
号化装置とを備えた画像符号化方式において、前記画像
符号化装置は、入力画像データに対して逆輝度補正を行
い、前記出力デバイスにより出力される輝度をシミュレ
−トした輝度データを生成する輝度補正手段と、生成さ
れた前記輝度データに対して直交変換又は非直交変換を
施し、変換係数を得る変換手段と、前記変換係数に対し
て量子化を行う量子化手段と、量子化された変換係数に
対して可変長符号化を行い、可変長符号を生成する可変
長符号化手段と、生成された可変長符号に所定の制御情
報を付加して符号化データを生成する符号生成手段と、
を備えることを特徴とする。
The image coding method provided by the present invention is an image coding method for inputting image data for displaying an image by outputting to an output device to generate predetermined coded data. In an image coding method comprising an apparatus and an image decoding apparatus that decodes the coded data into an original image by performing an inverse generation process of the coding, and outputs the decoded data to the output device, The image encoding device performs inverse luminance correction on the input image data, and luminance correction means for generating luminance data simulating the luminance output by the output device, and for the generated luminance data. Transform means for carrying out orthogonal transform or non-orthogonal transform to obtain transform coefficients, quantizing means for quantizing the transform coefficients, and variable length coding for the quantized transform coefficients. Variable-length coding means for generating a variable-length code, code generating means for generating coded data by adding predetermined control information to the generated variable-length code,
It is characterized by including.

【0012】上記構成の画像符号化方式において、前記
輝度補正手段は、例えば前記入力画像データに対して逆
γ補正を行う逆γ補正部と、前記出力デバイスの周波数
特性に応じた輝度補正を行う周波数特性補正部との少な
くとも一方を含んでなり、前記量子化手段は、前記輝度
補正手段が前記逆γ補正部を含むときに、前記変換手段
より得られた変換係数のうち、直流成分に相当する係数
はγ補正を行った後に線形量子化し、それ以外の係数は
そのまま線形量子化するのが好ましい。
In the image coding system having the above-mentioned configuration, the brightness correction means performs, for example, an inverse γ correction unit for performing an inverse γ correction on the input image data, and a brightness correction according to the frequency characteristic of the output device. The quantization means includes at least one of a frequency characteristic correction section, and the quantization means corresponds to a DC component of the conversion coefficient obtained by the conversion means when the luminance correction means includes the inverse γ correction section. It is preferable that the coefficients to be subjected to γ correction be linearly quantized and the other coefficients be linearly quantized as they are.

【0013】また、本発明は、上記構成の画像符号化方
式において、原画像を復元するための画像復号化装置を
も提供する。この画像復号化装置は、前記画像符号化装
置から送られた符号化データに対して前記符号生成手段
の逆手順処理を施し、可変長符号と前記制御情報とに分
解する符号分解手段と、前記可変長符号に対して前記可
変長符号化手段の逆手順処理を施し、可変長復号化デー
タを生成する可変長復号化手段と、前記可変長復号化デ
ータに対して前記量子化手段の逆手順処理を施し、逆量
子化データを生成する逆量子化手段と、前記逆量子化デ
ータに対して前記変換手段の逆手順処理を施す逆変換手
段と、該逆変換手段より得られたデータに対して前記輝
度補正手段の逆手順処理を施す逆輝度補正手段と、を備
えることを特徴とする。
The present invention also provides an image decoding apparatus for restoring an original image in the image coding system having the above-mentioned configuration. The image decoding device performs a reverse procedure process of the code generating device on the encoded data sent from the image encoding device, and decomposes the variable data into the variable length code and the control information. Variable-length decoding means for performing variable-length code reverse processing of the variable-length coding means to generate variable-length decoded data; and reverse procedure of the quantizing means for the variable-length decoded data. Inverse quantization means for performing processing to generate inverse quantized data, inverse transformation means for subjecting the inverse quantized data to inverse procedure processing of the transformation means, and for data obtained by the inverse transformation means And a reverse brightness correction means for performing reverse procedure processing of the brightness correction means.

【0014】なお、前記逆量子化手段は、輝度補正手段
が逆γ補正部を含むときに、可変長復号化データのう
ち、直流成分に相当するデータは線形逆量子化を行った
後に逆γ補正し、それ以外のデータはそのまま線形逆量
子化するのが好ましい。
In the inverse quantizing means, when the luminance correcting means includes an inverse γ correcting section, the data corresponding to the DC component in the variable length decoded data is subjected to the linear inverse quantization and then the inverse γ is obtained. It is preferable to correct and linearly dequantize other data as it is.

【0015】[0015]

【作用】本発明の画像符号化方式では、画像符号化装置
において入力画像データに基づく符号化を行う際に、ま
ず、輝度補正手段により出力デバイスの出力特性に応じ
た輝度補正を行う。つまり、周波数特性及び/又はγ特
性の補正を行い、出力デバイスにより実際に出力される
輝度にほぼ比例する値の輝度データを生成し、出力デバ
イスでの実際の出力状態をシミュレートする。この生成
された輝度データに対して直交変換又は非直交変換、量
子化、可変長符号化などを行って符号化データを生成
し、伝送路又は蓄積装置に送る。
According to the image coding method of the present invention, when the image coding apparatus performs coding based on the input image data, first, the brightness correction means performs the brightness correction according to the output characteristic of the output device. That is, the frequency characteristic and / or the γ characteristic is corrected, the luminance data having a value substantially proportional to the luminance actually output by the output device is generated, and the actual output state of the output device is simulated. The generated luminance data is subjected to orthogonal transformation or non-orthogonal transformation, quantization, variable length coding, etc. to generate coded data, which is sent to a transmission line or a storage device.

【0016】この一連の過程のうち、従来と同様、量子
化の際に量子化誤差が発生するが、この量子化誤差は、
γ補正等が解除された状態で加わり、復号化処理の際
に、出力デバイスにより出力される輝度にほぼ比例する
値の座標空間において変換基底の形の雑音として表示さ
れるため、感度の低い高域フィルタの量子化雑音に対し
て感度の高い直流成分及び低周波の雑音信号の発生が抑
制される。
In this series of processes, a quantization error occurs during quantization as in the conventional case. The quantization error is
It is added in the state where γ-correction is canceled, and it is displayed as noise in the form of conversion base in the coordinate space of the value that is almost proportional to the luminance output by the output device during decoding processing, so it has low sensitivity and high sensitivity. The generation of a DC component having a high sensitivity to the quantization noise of the bandpass filter and a low-frequency noise signal is suppressed.

【0017】[0017]

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例に係る画像符号化
方式のブロック構成図であり、画像符号化装置1と伝送
路又は蓄積装置(以下、この実施例において伝送路とす
る)32を介した画像復号化装置2とにより構成され
る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram of an image coding system according to an embodiment of the present invention, in which an image is transmitted through an image coding device 1 and a transmission line or storage device (hereinafter referred to as a transmission line in this embodiment) 32. It is composed of the decoding device 2.

【0018】なお、従来例と同様、画像入力デバイスと
してカメラ31を用い、出力デバイスとしてディスプレ
イ34を用いている。画像符号化装置1は、周波数特性
補正部11、逆γ補正部12、変換部13、量子化部1
4、可変長符号化部15、及び符号生成部16を有し、
画像復号化装置2は、符号分解部21、可変長復号化部
22、逆量子化部23、逆変換部24、γ補正部25、
及び周波数特性逆補正部26を有している。
As in the conventional example, the camera 31 is used as the image input device and the display 34 is used as the output device. The image encoding device 1 includes a frequency characteristic correction unit 11, an inverse γ correction unit 12, a conversion unit 13, and a quantization unit 1.
4, a variable length coding unit 15, and a code generation unit 16,
The image decoding device 2 includes a code decomposition unit 21, a variable length decoding unit 22, an inverse quantization unit 23, an inverse transformation unit 24, a γ correction unit 25,
And a frequency characteristic inverse correction unit 26.

【0019】画像符号化装置1において、周波数特性補
正部11は、カメラ31から入力される画像データに対
してディスプレイ34の周波数特性をシミュレートする
補正を行う。逆γ補正部12は、周波数特性が補正され
た画像データに対し、γ特性をシミュレートする逆γ補
正を行い、ディスプレイ34により表示される輝度にほ
ぼ比例する数値データを得る。変換部13は、この数値
データに対して変換を施し、変換係数を得る。量子化部
14は、変換部13から入力される変換係数を係数位置
から求められる量子化ステップにより量子化を行う。可
変長符号化部15は、量子化部14で量子化された変換
係数を可変長符号化する。符号生成部16は、可変長符
号化部15で求められた可変長符号と、入力画像の大き
さや階調などのヘッダ情報(表示制御情報)とを合わせ
て符号化データとする。
In the image coding apparatus 1, the frequency characteristic correction unit 11 performs correction for simulating the frequency characteristic of the display 34 on the image data input from the camera 31. The inverse γ correction unit 12 performs inverse γ correction that simulates the γ characteristic on the image data whose frequency characteristic has been corrected, and obtains numerical data that is substantially proportional to the brightness displayed on the display 34. The conversion unit 13 performs conversion on this numerical data to obtain conversion coefficients. The quantizing unit 14 quantizes the transform coefficient input from the transforming unit 13 by a quantizing step obtained from the coefficient position. The variable length coding unit 15 variable length codes the transform coefficient quantized by the quantizing unit 14. The code generation unit 16 combines the variable-length code obtained by the variable-length coding unit 15 and header information (display control information) such as the size and gradation of the input image into encoded data.

【0020】また、画像復号化装置2において、符号分
解部21は、上述の符号化データを伝送路32から受け
取り、これをヘッダ情報と可変長符号とに分解する。可
変長復号化部22は、符号分解部21で得られた可変長
符号を、可変長符号化部15と逆手順の処理を行って可
変長復号化する。逆量子化部23は、可変長復号化部2
2で得られた数値に対し、量子化部14の逆手順の処理
を行って逆量子化し、変換係数を得る。逆変換部24
は、逆量子化部23で求められた変換係数に対し、変換
部13と逆手順の処理を施す。γ補正部25は、逆変換
部24で算出されたデータに対し、逆γ補正部12の逆
手順の処理を施し、γ補正を行う。周波数特性逆補正部
26は、γ補正部25で算出されたデータに対して周波
数特性補正部11の逆手順の処理を行い、復号画像を得
る。
Further, in the image decoding apparatus 2, the code decomposition unit 21 receives the above-mentioned coded data from the transmission line 32 and decomposes this into header information and variable length code. The variable length decoding unit 22 performs variable length decoding of the variable length code obtained by the code decomposition unit 21 by performing a process in the reverse procedure of the variable length coding unit 15. The inverse quantization unit 23 uses the variable length decoding unit 2
The numerical value obtained in 2 is subjected to the inverse procedure of the quantizing unit 14 and inversely quantized to obtain the transform coefficient. Inverse conversion unit 24
Performs the reverse procedure of the conversion unit 13 on the transform coefficient obtained by the inverse quantization unit 23. The γ correction unit 25 performs the reverse procedure of the inverse γ correction unit 12 on the data calculated by the inverse conversion unit 24 to perform γ correction. The frequency characteristic inverse correction unit 26 performs the reverse procedure of the frequency characteristic correction unit 11 on the data calculated by the γ correction unit 25 to obtain a decoded image.

【0021】次に、画像データが入力された場合の画像
符号化装置1の各部の動作を具体的に説明する。
Next, the operation of each section of the image coding apparatus 1 when image data is input will be specifically described.

【0022】符号化対象となる画像データは、1画素毎
に周波数特性補正部11に入力され、周波数特性補正を
受ける。ここで、符号化対象となる画像データは、ディ
ジタルデータであり、自然数階調、例えば256階調を
持つものであり、周波数特性補正を受けた画像データ
は、実数の値をとる。
The image data to be encoded is input to the frequency characteristic correction unit 11 for each pixel and subjected to frequency characteristic correction. Here, the image data to be encoded is digital data and has a natural number gradation, for example, 256 gradations, and the image data subjected to the frequency characteristic correction has a real number value.

【0023】周波数特性補正出力は、ディスプレイ34
の種類にもよるが、CRT(cathode ray tube)を用い
る場合には、図6のような順序(1)〜(3)で図示の方向に
走査されるため、次のように算出する。
The frequency characteristic correction output is displayed on the display 34.
When a CRT (cathode ray tube) is used, the scanning is performed in the directions shown in the order (1) to (3) as shown in FIG.

【0024】即ち、CRTの走査方向を考慮して、注目
画素の入力された画像をXi、周波数特性補正出力をYi
とし、注目画素の直前に走査された画素の入力画像デー
タと周波数特性補正出力をそれぞれXi-1、Yi-1とする
と、周波数特性補正出力Yiは下式により算出される。
That is, considering the scanning direction of the CRT, the image into which the pixel of interest is input is X i , and the frequency characteristic correction output is Y i.
Assuming that the input image data of the pixel scanned immediately before the pixel of interest and the frequency characteristic correction output are X i-1 and Y i-1 , respectively, the frequency characteristic correction output Y i is calculated by the following equation.

【0025】[0025]

【数1】Yi =aXi + bXi-1 ここで、a,bは出力デバイスによって異なるパラメタ
であるが、通常のCRTであれば、aは5/6、bは1
/6程度の値とすれば良い。
## EQU1 ## Y i = aX i + bX i-1 where a and b are different parameters depending on the output device, but in the case of a normal CRT, a is 5/6 and b is 1
The value may be about / 6.

【0026】一方、逆γ補正部12では、1画素毎に周
波数特性補正出力Y(Yi)から逆γ補正出力Zを、下
式より求める。
On the other hand, the inverse γ correction section 12 obtains the inverse γ correction output Z from the frequency characteristic correction output Y (Y i ) for each pixel by the following equation.

【数2】 このようにして求めた逆γ補正出力は、注目画素におい
てディスプレイ34により実際に表示される輝度にほぼ
比例する値となる。
[Equation 2] The inverse γ-correction output thus obtained has a value that is substantially proportional to the brightness actually displayed on the display 34 in the target pixel.

【0027】変換部13では、逆γ補正部12により得
られた画像データ全体に対して直交変換などの変換処理
を行う。JPEG方式などの静止画像符号化方式では、
8×8画素毎のDCTが、MPEG−VIDEO方式な
どの動画像符号化方式では、動き補償予測+8×8画素
毎のDCTが行われるのが一般的である。ここで、8×
8画素毎のDCTに代えて正規直交Wavelet変換
やアダマール変換などの直交変換や、双直交Wavel
et変換などの非直交変換を用いて画像符号化方式を構
成することも可能である。
The conversion unit 13 performs conversion processing such as orthogonal conversion on the entire image data obtained by the inverse γ correction unit 12. In the still image encoding method such as JPEG method,
The DCT for every 8 × 8 pixels is generally the motion compensation prediction + DCT for every 8 × 8 pixels in a moving image coding method such as the MPEG-VIDEO method. Where 8x
Orthogonal transforms such as orthonormal Wavelet transform and Hadamard transform instead of DCT for every 8 pixels, and bi-orthogonal Wavel
It is also possible to configure the image coding method using non-orthogonal transformation such as et transformation.

【0028】量子化部14では、変換部13において得
られた変換係数を変換係数位置に応じて適当なステップ
幅により量子化を行う。その際、変換部13より得られ
た変換係数のうち、直流成分に相当する係数はγ補正を
行った後に線形量子化し、それ以外の係数はそのまま線
形量子化する。この量子化により、それまで実数で表現
されていた変換係数が整数値に丸められ、それに伴い、
量子化誤差が発生する。可変長符号化部15では、量子
化部14において量子化された変換係数を可変長符号化
し、可変長符号とする。
The quantizing unit 14 quantizes the transform coefficient obtained in the transforming unit 13 with an appropriate step width in accordance with the transform coefficient position. At this time, among the transform coefficients obtained from the transform unit 13, the coefficient corresponding to the DC component is linearly quantized after γ correction, and the other coefficients are linearly quantized as they are. By this quantization, the transform coefficient, which was previously expressed as a real number, is rounded to an integer value.
Quantization error occurs. In the variable length coding unit 15, the transform coefficient quantized in the quantization unit 14 is variable length coded to be a variable length code.

【0029】以上の要領で入力画像の全ての可変長符号
が作成された後、符号生成部16では、可変長符号化部
15で得られた可変長符号と画像の大きさ、階調などの
ヘッダ情報(画面表示に要するコントロール情報)を合
わせて符号化データとし、伝送路32もしくは蓄積装置
などに出力する。
After all the variable length codes of the input image have been created by the above procedure, the code generation unit 16 calculates the variable length code obtained by the variable length coding unit 15 and the size and gradation of the image. The header information (control information required for screen display) is combined to form encoded data, which is output to the transmission path 32 or the storage device.

【0030】画像復号化装置2は、上述のような画像符
号化装置1における逆手順の処理を施すことで原画像に
対して視覚的な劣化の少ない復元画像を作成する。以
下、各部の動作を具体的に説明する。
The image decoding apparatus 2 creates a restored image with less visual deterioration with respect to the original image by performing the reverse procedure process in the image encoding apparatus 1 as described above. The operation of each unit will be specifically described below.

【0031】符号分解部21では、伝送路32から入力
された符号化データを可変長符号とヘッダ情報とに分解
し、ヘッダ情報については画面制御部(図示省略)に送
出する。可変長復号化部22では、符号分解部21より
得られた可変長符号に対して可変長符号化部15の逆手
順の処理を施し、可変長復号化する。逆量子化部23で
は、可変長復号化22より得られた可変長復号化データ
に量子化部14の逆手順の処理を施し、逆量子化を行
う。その際、可変長復号化データのうち、直流成分に相
当するデータは線形逆量子化を行った後に逆γ補正し、
それ以外のデータはそのまま線形逆量子化する。
The code decomposition unit 21 decomposes the encoded data input from the transmission path 32 into variable length codes and header information, and sends the header information to a screen control unit (not shown). In the variable length decoding unit 22, the variable length code obtained by the code decomposing unit 21 is subjected to the reverse procedure of the variable length coding unit 15 to perform variable length decoding. In the inverse quantization unit 23, the variable-length decoded data obtained by the variable-length decoding 22 is subjected to the inverse procedure of the quantization unit 14 to perform inverse quantization. At that time, of the variable length decoded data, the data corresponding to the DC component is subjected to linear dequantization and then inverse γ corrected,
The other data is linearly inversely quantized.

【0032】逆変換部24では、逆量子化部23より得
られたデータに対し、変換部23と逆手順の処理を施
す。また、逆γ補正部25は、1画素毎に逆変換部24
より得られた入力データZ’から出力Y’を、下式より
求める。
The inverse transforming section 24 subjects the data obtained by the inverse quantizing section 23 to the procedure of the inverse procedure of the transforming section 23. The inverse γ correction unit 25 also includes an inverse conversion unit 24 for each pixel.
The output Y'is obtained from the input data Z'obtained by the following equation.

【数3】 [Equation 3]

【0033】周波数特性逆補正部26では、逆γ補正部
25より得られたデータに1画素毎に周波数特性補正部
11と逆手順の処理を施し、復元画像データを求める。
具体的には、ディスプレイ34の走査方向を考慮して、
注目画素の逆γ補正部25より入力されたデータをY’
i、周波数特性逆補正出力をX’iとし、注目画素のk画
素前に走査された画素の入力データと周波数特性逆補正
出力をそれぞれY’i-k、X’i-kとすると、下式により
周波数特性逆補正出力X’iを算出する。
In the frequency characteristic inverse correction unit 26, the data obtained from the inverse γ correction unit 25 is subjected to the processing in the reverse procedure of the frequency characteristic correction unit 11 for each pixel to obtain restored image data.
Specifically, considering the scanning direction of the display 34,
The data input from the inverse γ correction unit 25 of the target pixel is set to Y ′.
i , the frequency characteristic inverse correction output is X ′ i, and the input data of the pixel scanned k pixels before the target pixel and the frequency characteristic inverse correction output are Y ′ ik and X ′ ik , respectively. The inverse correction output X'i is calculated.

【0034】[0034]

【数4】 [Equation 4]

【0035】ここで、上式は無限項の級数となるが、
a,bは、通常のCRTでは、前述のようにa=5/
6、b=1/6程度の値であるから先頭よりいくつかの
項のみで十分な精度が得られ、残りの項は無視して構わ
ない。
Here, the above equation is a series of infinite terms,
In a normal CRT, a and b are a = 5 / as described above.
Since 6, b = 1/6, a sufficient accuracy can be obtained with only some terms from the beginning, and the remaining terms can be ignored.

【0036】このように、画像符号化装置1では、画像
データに対し、変換処理を行う前に出力デバイスの周波
数特性及びγ特性の補正を行い、出力デバイスにより表
示される輝度に比例する数値となるよう補正を加える。
この補正が加えられた数値に対して変換、量子化、可変
長符号化を行って可変長符号化データとする。この一連
の処理過程において、量子化の際に量子化誤差が発生す
るが、この量子化誤差が復号化処理の際に出力デバイス
により表示される輝度に比例する数値の座標空間におい
て変換基底の形の雑音として表示されるため、感度の低
い高域フィルタの量子化雑音に対して感度の高い直流成
分及び低周波の雑音信号が発生せず、従来、このような
過程で発生していた目障りな雑音を有効に取り除くこと
ができる。
As described above, the image coding apparatus 1 corrects the frequency characteristic and γ characteristic of the output device before performing the conversion process on the image data, and obtains a numerical value proportional to the brightness displayed by the output device. Add correction so that
The corrected value is converted, quantized, and variable-length coded to obtain variable-length coded data. In this series of processing steps, a quantization error occurs during quantization, and this quantization error is in the form of the transformation basis in the coordinate space of the numerical value proportional to the brightness displayed by the output device during the decoding process. Since it is displayed as noise of a high-pass filter, a DC signal and a low-frequency noise signal with high sensitivity do not occur with respect to the quantization noise of a low-pass filter with low sensitivity. The noise can be effectively removed.

【0037】他方、画像復号化装置2では、画像符号化
装置1による符号化処理と逆の処理を行うので、原画像
データに対し、視覚的な劣化の少ない復元画像を得るこ
とができる。
On the other hand, since the image decoding apparatus 2 performs the reverse processing of the encoding processing by the image encoding apparatus 1, it is possible to obtain a restored image with little visual deterioration with respect to the original image data.

【0038】以上、本発明の好適な一実施例を示した
が、本発明は、この実施例のみに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、他の種々の異なる態
様で実施することが可能である。例えば、入力デバイス
及び出力デバイスの種類、あるいは特性に応じて画像符
号化装置1の周波数特性補正部11と逆γ補正部12の
一方を除いても良く、また、それに対応して画像復号化
装置2のγ補正部25と周波数特性逆補正部26の一方
を除いても良い。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and can be implemented in various other different modes without departing from the scope of the invention. It is possible to For example, one of the frequency characteristic correction unit 11 and the inverse γ correction unit 12 of the image coding apparatus 1 may be removed according to the types or characteristics of the input device and the output device, and the image decoding apparatus correspondingly may be removed. One of the second γ correction unit 25 and the frequency characteristic inverse correction unit 26 may be removed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像符号化方式では、画像データに対し、変換処理を
行う前に、出力デバイスの特性に応じて周波数特性及び
/又はγ特性の補正を行う構成であり、量子化の際に発
生する量子化誤差が、復号化処理の際に出力デバイスに
より表示される輝度にほぼ比例する数値の座標空間にお
いて変換基底の形の雑音として表示されるため、感度の
低い高域フィルタの量子化雑音に対して感度の高い直流
成分及び低周波の雑音の発生が従来に比べて格段に抑制
される効果がある。
As is apparent from the above description, in the image coding method of the present invention, the frequency characteristic and / or the γ characteristic of the image data is changed according to the characteristic of the output device before the conversion processing is performed on the image data. It is a configuration that performs correction, and the quantization error that occurs during quantization is displayed as noise in the form of a transform base in a numerical coordinate space that is approximately proportional to the brightness displayed by the output device during the decoding process. Therefore, there is an effect that generation of a DC component having high sensitivity and low-frequency noise with respect to the quantization noise of the high-pass filter having low sensitivity is significantly suppressed as compared with the related art.

【0040】また、輝度補正手段が逆γ補正部を含むと
きに、前記変換手段より得られた変換係数のうち、直流
成分に相当する係数はγ補正を行った後に線形量子化
し、それ以外の係数はそのまま線形量子化するととも
に、復号化処理の際に、可変長復号化データの直流成分
に相当するデータは線形逆量子化を行った後に逆γ補正
し、それ以外のデータはそのまま線形逆量子化するの
で、高周波成分の量子化誤差に起因する直流成分及び低
周波の雑音の発生を抑えつつ、直流成分の量子化誤差に
起因する直流成分の雑音を視覚的に刺激の少ないものと
する効果がある。
Further, when the brightness correction means includes an inverse γ correction section, among the conversion coefficients obtained by the conversion means, the coefficient corresponding to the DC component is γ-corrected and then linearly quantized, The coefficient is linearly quantized as it is, and at the time of the decoding process, the data corresponding to the DC component of the variable-length decoded data is inversely γ-corrected after the linear dequantization, and the other data is linearly inversely quantized. Since it is quantized, the noise of the DC component caused by the quantization error of the DC component is less visually stimulated while suppressing the generation of the DC component and the low frequency noise caused by the quantization error of the high frequency component. effective.

【0041】これにより視覚的に劣化の少ない符号化を
効率的に行うことができ、従来よりも圧縮効率及び復元
画像品質を向上させ得る画像符号化・復号化処理を実現
することができる。
As a result, it is possible to efficiently perform coding with less visual deterioration, and to realize an image coding / decoding process that can improve the compression efficiency and the quality of the restored image as compared with the prior art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る画像符号化方式のブロ
ック構成図。
FIG. 1 is a block configuration diagram of an image coding system according to an embodiment of the present invention.

【図2】出力デバイスの走査方向に合わせて処理を行う
ことを示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing that processing is performed according to the scanning direction of an output device.

【図3】従来の代表的な画像符号化方式のブロック構成
図。
FIG. 3 is a block configuration diagram of a conventional representative image encoding system.

【図4】(a)はCRTなどの出力デバイスが持つγ特
性の説明図,(b)はCRTなどの出力デバイスが持つ
γ特性をキャンセルするために行われるγ補正の入出力
特性を示す説明図。
4A is an explanatory diagram of a γ characteristic of an output device such as a CRT, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing an input / output characteristic of a γ correction performed to cancel the γ characteristic of an output device such as a CRT. Fig.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像符号化装置 11 周波数特性補正部 12 逆γ補正部 13 変換部 14 量子化部 15 可変長符号化部 16 符号生成部 2 画像復号化装置 21 符号分解部 22 可変長復号化部 23 逆量子化部 24 逆変換部 25 γ補正部 26 周波数特性逆補正部 1 Image Coding Device 11 Frequency Characteristic Correction Unit 12 Inverse γ Correction Unit 13 Transforming Unit 14 Quantizing Unit 15 Variable Length Encoding Unit 16 Code Generating Unit 2 Image Decoding Device 21 Code Decomposing Unit 22 Variable Length Decoding Unit 23 Inverse Quantization Conversion unit 24 inverse conversion unit 25 γ correction unit 26 frequency characteristic inverse correction unit

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/202 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area H04N 5/202

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力デバイスに出力することにより画像
を表示するための画像データを入力して所定の符号化デ
ータを生成する画像符号化装置と、前記符号化の逆生成
処理を施すことで前記符号化データを原画像に復号化
し、復号化データを前記出力デバイスに出力する画像復
号化装置とを備えた画像符号化方式において、 前記画像符号化装置は、 入力画像データに対して逆輝度補正を行い、前記出力デ
バイスにより出力される輝度をシミュレ−トした輝度デ
ータを生成する輝度補正手段と、 生成された前記輝度データに対して直交変換又は非直交
変換を施し、変換係数を得る変換手段と、 前記変換係数に対して量子化を行う量子化手段と、 量子化された変換係数に対して可変長符号化を行い、可
変長符号を生成する可変長符号化手段と、 生成された可変長符号に所定の制御情報を付加して符号
化データを生成する符号生成手段と、を備えることを特
徴とする画像符号化方式。
1. An image encoding device for inputting image data for displaying an image by outputting to an output device to generate predetermined encoded data, and an image encoding device for performing an inverse generation process of the encoding. In an image coding method, comprising: an image decoding device that decodes encoded data into an original image, and outputs the decoded data to the output device, wherein the image encoding device performs inverse luminance correction on input image data. And a brightness correction means for generating brightness data simulating the brightness output by the output device, and a conversion means for performing a orthogonal transformation or a non-orthogonal transformation on the generated luminance data to obtain a transformation coefficient. A quantizing means for quantizing the transform coefficient, variable length coding means for performing variable length coding on the quantized transform coefficient, and variable length coding means for generating a variable length code, An image coding method, comprising: a code generation unit that adds predetermined control information to the generated variable-length code to generate coded data.
【請求項2】 請求項1記載の画像符号化方式におい
て、 前記輝度補正手段は、前記入力画像データに対して逆γ
補正を行う逆γ補正部と、前記出力デバイスの周波数特
性に応じた輝度補正を行う周波数特性補正部との少なく
とも一方を含んでなることを特徴とする画像符号化方
式。
2. The image coding method according to claim 1, wherein the brightness correction means applies an inverse γ to the input image data.
An image coding system comprising at least one of an inverse γ correction unit for performing correction and a frequency characteristic correction unit for performing luminance correction according to the frequency characteristic of the output device.
【請求項3】 請求項1又は2記載の画像符号化方式に
おいて、 前記量子化手段は、 前記輝度補正手段が前記逆γ補正部を含むときに、前記
変換手段より得られた変換係数のうち、直流成分に相当
する係数はγ補正を行った後に線形量子化し、それ以外
の係数はそのまま線形量子化することを特徴とする画像
符号化方式。
3. The image coding method according to claim 1, wherein the quantizing unit includes a transform coefficient obtained from the transforming unit when the brightness correcting unit includes the inverse γ correcting unit. An image coding method characterized in that the coefficient corresponding to the DC component is linearly quantized after γ correction, and the other coefficients are linearly quantized as they are.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかの項記載の画
像符号化方式において、 前記画像復号化装置は、 前記画像符号化装置から送られた符号化データに対して
前記符号生成手段の逆手順処理を施し、可変長符号と前
記制御情報とに分解する符号分解手段と、 前記可変長符号に対して前記可変長符号化手段の逆手順
処理を施し、可変長復号化データを生成する可変長復号
化手段と、 前記可変長復号化データに対して前記量子化手段の逆手
順処理を施し、逆量子化データを生成する逆量子化手段
と、 前記逆量子化データに対して前記変換手段の逆手順処理
を施す逆変換手段と、 該逆変換手段より得られたデータに対して前記輝度補正
手段の逆手順処理を施す逆輝度補正手段と、を備えるこ
とを特徴とする画像符号化方式。
4. The image coding method according to claim 1, wherein the image decoding device is provided in the code generation means for the coded data sent from the image coding device. Code decomposing means for performing reverse procedure processing to decompose into a variable length code and the control information, and reverse procedure processing of the variable length coding means for the variable length code to generate variable length decoded data. Variable-length decoding means; dequantizing means for performing inverse procedure processing of the quantizing means on the variable-length decoded data to generate dequantized data; and transforming the dequantized data. Image encoding, which comprises an inverse transforming means for performing the inverse procedure processing of the means, and an inverse luminance correcting means for performing the inverse procedure processing of the luminance correcting means on the data obtained by the inverse transforming means. method.
【請求項5】 請求項4記載の画像符号化方式におい
て、 前記逆量子化手段は、 前記輝度補正手段が前記逆γ補正部を含むときに、前記
可変長復号化データのうち、直流成分に相当するデータ
は線形逆量子化を行った後に逆γ補正し、それ以外のデ
ータはそのまま線形逆量子化することを特徴とする画像
符号化方式。
5. The image coding method according to claim 4, wherein the dequantization unit includes a DC component of the variable length decoded data when the luminance correction unit includes the inverse γ correction unit. An image coding method characterized in that the corresponding data is subjected to linear dequantization and then subjected to inverse γ correction, and the other data is subjected to linear dequantization as it is.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7016420B1 (en) 1999-09-21 2006-03-21 Sharp Kabushiki Kaisha Image encoding device
JP2015080019A (en) * 2013-10-15 2015-04-23 ソニー株式会社 Image processor and image processing method

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