JPH07288807A - 画像符号化装置及び画像復号化装置 - Google Patents
画像符号化装置及び画像復号化装置Info
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- JPH07288807A JPH07288807A JP8130594A JP8130594A JPH07288807A JP H07288807 A JPH07288807 A JP H07288807A JP 8130594 A JP8130594 A JP 8130594A JP 8130594 A JP8130594 A JP 8130594A JP H07288807 A JPH07288807 A JP H07288807A
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像符号化、及び復号化装置をより簡単に
し、復号化装置においては高速にかつ正確に復号する。 【構成】 n段のスムージングフィルタ20−iによ
り、画像の低域通過処理を行い、エッジ検出手段21−
iにより入力画像またはスムージングフィルタ20−i
の出力画像から画像のエッジを検出する。選択手段22
により、画像のエッジのいずれかひとつを選択する。符
号化手段24により、画像のエッジに対して、符号化処
理を行う。最終段のスムージングフィルタ20−iより
出力される低周波域の画像に対して、サンプリング手段
23により、ダウンサンプリングする。多重化手段26
により、符号化された高周波域の画像エッジ、及び符号
化された低周波域のダウンサンプリングされた画像の多
重化を行い、外部に出力する。
し、復号化装置においては高速にかつ正確に復号する。 【構成】 n段のスムージングフィルタ20−iによ
り、画像の低域通過処理を行い、エッジ検出手段21−
iにより入力画像またはスムージングフィルタ20−i
の出力画像から画像のエッジを検出する。選択手段22
により、画像のエッジのいずれかひとつを選択する。符
号化手段24により、画像のエッジに対して、符号化処
理を行う。最終段のスムージングフィルタ20−iより
出力される低周波域の画像に対して、サンプリング手段
23により、ダウンサンプリングする。多重化手段26
により、符号化された高周波域の画像エッジ、及び符号
化された低周波域のダウンサンプリングされた画像の多
重化を行い、外部に出力する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像の低ビットレート
・高能率符号化・復号化装置、画像伝送装置、画像処理
装置などに用いられ、画像の高能率符号化/復号化を行
う画像符号化装置・復号化装置に関するものである。
・高能率符号化・復号化装置、画像伝送装置、画像処理
装置などに用いられ、画像の高能率符号化/復号化を行
う画像符号化装置・復号化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;アイシーエーエスエスピー プロシーディング
(ICASSP Proceeding)(1991)
IEEE(米)、Stephane Mallat and Sifen Zhong)"C
ompact Image Coding From Edges with Wavelet"P.2
745−2748 前記文献には、低域通過フィルタを通した画像をウェー
ブレット変換し、該ウェーブレット変換された画像の局
所ピークの位置、及び大きさを算出することにより画像
の低ビットレート・高能率符号化を実現する方法が記載
されている。
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;アイシーエーエスエスピー プロシーディング
(ICASSP Proceeding)(1991)
IEEE(米)、Stephane Mallat and Sifen Zhong)"C
ompact Image Coding From Edges with Wavelet"P.2
745−2748 前記文献には、低域通過フィルタを通した画像をウェー
ブレット変換し、該ウェーブレット変換された画像の局
所ピークの位置、及び大きさを算出することにより画像
の低ビットレート・高能率符号化を実現する方法が記載
されている。
【0003】図2は、前記文献に記載されたウェーブレ
ット変換による画像の符号化を行う従来の画像符号化装
置の機能ブロック図である。この従来の画像符号化装置
では、n(n≧1)段に縦続されているウェーブレット
変換手段1−i(i=1〜n)により、画像に対してウ
ェーブレット変換を行いn段の高周波成分と1段の低周
波数成分に分割する。各ピーク検出手段2−iにより、
高周波成分から、画像の局所ピーク値の位置、及び大き
さを検出する。選択手段3により、ピーク情報の中か
ら、1段のピーク情報を選出する。符号化手段5によ
り、ピーク情報に対して、例えばチェン符号化等の符号
化を行う。また、低周波数成分に対しては、サンプリン
グ手段4によりダウンサンプリングし、符号化手段6に
より符号化(例えば予測誤差符号化(DPCM)あるいは離
散コサイン変換(DCT)符号化等)する。多重化手段6を
用いて符号化された高周波成分と低周波成分を多重化
し、多重化信号S7を送出する。
ット変換による画像の符号化を行う従来の画像符号化装
置の機能ブロック図である。この従来の画像符号化装置
では、n(n≧1)段に縦続されているウェーブレット
変換手段1−i(i=1〜n)により、画像に対してウ
ェーブレット変換を行いn段の高周波成分と1段の低周
波数成分に分割する。各ピーク検出手段2−iにより、
高周波成分から、画像の局所ピーク値の位置、及び大き
さを検出する。選択手段3により、ピーク情報の中か
ら、1段のピーク情報を選出する。符号化手段5によ
り、ピーク情報に対して、例えばチェン符号化等の符号
化を行う。また、低周波数成分に対しては、サンプリン
グ手段4によりダウンサンプリングし、符号化手段6に
より符号化(例えば予測誤差符号化(DPCM)あるいは離
散コサイン変換(DCT)符号化等)する。多重化手段6を
用いて符号化された高周波成分と低周波成分を多重化
し、多重化信号S7を送出する。
【0004】図3は、図2の画像符号化装置により符号
化された画像を復号する画像復号化装置の機能ブロック
図である。図3の画像復号化装置では、入力される符号
化、及び多重化された画像信号を分離手段10により、
高周波成分S10aと低周波成分S10bとに分離す
る。低周波成分10bについては、図2中の符号化手段
6と対をなす復号手段12により復号(例えば符号化手
段6がDCT に対して逆DCT 等)し、補間手段15により
図2中のサンプリング手段4と同等サイズにアップサン
プリングをし入力画像サイズと同サイズにする。高周波
成分S10aに対して、分配手段13により図2中のピ
ーク検出手段2−iと同じ段のウェーブレット写像手段
14−iに分配する。各段に対して、それぞれウェーブ
レット写像手段14−i(i=1〜n)により、ウェー
ブレット変換領域に写像する。ウェーブレット変換領域
に写像されたピーク情報に対して、ウェーブレット逆変
換手段16−iにより、ウェーブレット逆変換をし画像
を生成するとともに、各段のウェーブレット逆変換手段
16−iにより生成された画像をさらに上位段のウェー
ブレット変換手段17−(i−1)により、ウェーブレ
ット変換し画像の高周波成分を生成する。該変換された
高周波成分に対してピーク写像手段18−iによりピー
ク情報領域に写像し、再びウェーブレット写像手段14
−iに入力する。これらの処理を再生画像が収束と判断
されるまで繰り返す。
化された画像を復号する画像復号化装置の機能ブロック
図である。図3の画像復号化装置では、入力される符号
化、及び多重化された画像信号を分離手段10により、
高周波成分S10aと低周波成分S10bとに分離す
る。低周波成分10bについては、図2中の符号化手段
6と対をなす復号手段12により復号(例えば符号化手
段6がDCT に対して逆DCT 等)し、補間手段15により
図2中のサンプリング手段4と同等サイズにアップサン
プリングをし入力画像サイズと同サイズにする。高周波
成分S10aに対して、分配手段13により図2中のピ
ーク検出手段2−iと同じ段のウェーブレット写像手段
14−iに分配する。各段に対して、それぞれウェーブ
レット写像手段14−i(i=1〜n)により、ウェー
ブレット変換領域に写像する。ウェーブレット変換領域
に写像されたピーク情報に対して、ウェーブレット逆変
換手段16−iにより、ウェーブレット逆変換をし画像
を生成するとともに、各段のウェーブレット逆変換手段
16−iにより生成された画像をさらに上位段のウェー
ブレット変換手段17−(i−1)により、ウェーブレ
ット変換し画像の高周波成分を生成する。該変換された
高周波成分に対してピーク写像手段18−iによりピー
ク情報領域に写像し、再びウェーブレット写像手段14
−iに入力する。これらの処理を再生画像が収束と判断
されるまで繰り返す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像符号化、及び復号化装置には、次のような課題があ
った。 (a)画像符号化装置では、ウェーブレット変換関数
が、低域通過フィルタのスムージング関数の1次微分あ
るいは2次微分関数となるときのみ、ウェーブレット変
換後の高周波成分の最大値、及び最小値(1次微分の場
合)、あるいはゼロ点(2次微分の場合)が、画像のエ
ッジ点に相当し、ピーク検出手段2−i(i=1〜n)
によりそれらを検出することができる。すなわち、ウェ
ーブレット変換関数が制限を受けるという問題点があ
る。 (b)画像復号化装置では、ピーク情報のウェーブレッ
ト変換領域への写像とウェーブレット変換領域への写像
とウェーブレット変換係数のピーク情報領域への写像等
の複雑な処理が必要な上に再生画像が収束と判断される
まで上記処理を繰り返す必要があり、画像の復号化処理
に時間を要し、そのうえ収束条件の判断も困難であり、
装置に大きな負担がかかるという問題点があった。
画像符号化、及び復号化装置には、次のような課題があ
った。 (a)画像符号化装置では、ウェーブレット変換関数
が、低域通過フィルタのスムージング関数の1次微分あ
るいは2次微分関数となるときのみ、ウェーブレット変
換後の高周波成分の最大値、及び最小値(1次微分の場
合)、あるいはゼロ点(2次微分の場合)が、画像のエ
ッジ点に相当し、ピーク検出手段2−i(i=1〜n)
によりそれらを検出することができる。すなわち、ウェ
ーブレット変換関数が制限を受けるという問題点があ
る。 (b)画像復号化装置では、ピーク情報のウェーブレッ
ト変換領域への写像とウェーブレット変換領域への写像
とウェーブレット変換係数のピーク情報領域への写像等
の複雑な処理が必要な上に再生画像が収束と判断される
まで上記処理を繰り返す必要があり、画像の復号化処理
に時間を要し、そのうえ収束条件の判断も困難であり、
装置に大きな負担がかかるという問題点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、画像符号化装置において、以下の手
段を備えている。すなわち、画像の低周波数成分を取り
出す奇数タップのフィルタを有するn(n≧1の任意の
正整数)段の縦続するスムージングフィルタと、前記各
段のスムージングフィルタと同一の入力を有し、画像の
エッジ情報を検出するn段のエッジ検出手段と、前記各
段のエッジ検出手段の出力を選択する選択手段と、前記
選択手段によって選択された画像のエッジ情報を符号化
する第1の符号化手段と、前記最終段のスムージングフ
ィルタにより出力された低周波成分の画像をダウンサン
プリングするサンプリング手段と、該ダウンサンプリン
グされた画像を符号化する第2の符号化手段と、前記第
1の符号化手段によって符号化された画像のエッジ情報
と前記第2の符号化手段によって符号化された低周波成
分の画像を多重化する多重化手段とを、備えている。第
5の発明は、画像復号化装置において以下の手段を備え
ている。すなわち、符号化、及び多重化された画像信号
をエッジ情報と低周波成分とに分離する分離手段と、前
記分離手段により分離された画像のエッジ情報を復号す
る第1の復号手段と、前記分離手段により分離された画
像の符号化された低周波成分を復号する第2の復号手段
と、前記第1の復号手段により復号された画像のエッジ
情報をn(n≧1の任意の正整数)段に分配出力する分
配手段と、分配されたn段の画像のエッジ情報をそれぞ
れ高周波成分に合成するn段の奇数タップのフィルタ係
数を有する波形合成手段と、前記第2の復号手段により
復号された画像の低周波成分を所定サイズにアップサン
プリングする補間手段と、前記各段の高周波成分、及び
低周波成分に対して順次ウェーブレット逆変換するn段
の奇数タップのフィルタ係数を有するウェーブレット逆
変換手段とを、備えている。第8の発明は、画像復号化
装置において以下の手段を備えている。すなわち、符号
化、及び多重化された画像信号をエッジ情報と低周波成
分とに分離する分離手段と、前記分離手段により分離さ
れた画像のエッジ情報を復号する第1の復号手段と、前
記分離手段により分離された画像の符号化された低周波
成分を復号する第2の復号手段と、前記第1の復号手段
により復号された画像のエッジ情報をn(n≧1の任意
の正整数)段に分配出力する分配手段と、分配されたn
段の画像のエッジ情報をそれぞれウェーブレット逆変換
手段によって元の画像が得られる高周波成分の差分に合
成するn段の偶数タップのフィルタ係数を有する波形合
成手段と、前記波形合成手段により合成された画像の高
周波成分の差分から累積加算によって高周波成分を復元
する差分復元手段と、前記第2の復号手段により復号さ
れた画像の低周波成分を所定サイズにアップサンプリン
グする補間手段と、前記各段の高周波成分、及び低周波
成分に対して順次ウェーブレット逆変換するn段の偶数
タップのフィルタ係数を有するウェーブレット逆変換手
段とを、備えている。
を解決するために、画像符号化装置において、以下の手
段を備えている。すなわち、画像の低周波数成分を取り
出す奇数タップのフィルタを有するn(n≧1の任意の
正整数)段の縦続するスムージングフィルタと、前記各
段のスムージングフィルタと同一の入力を有し、画像の
エッジ情報を検出するn段のエッジ検出手段と、前記各
段のエッジ検出手段の出力を選択する選択手段と、前記
選択手段によって選択された画像のエッジ情報を符号化
する第1の符号化手段と、前記最終段のスムージングフ
ィルタにより出力された低周波成分の画像をダウンサン
プリングするサンプリング手段と、該ダウンサンプリン
グされた画像を符号化する第2の符号化手段と、前記第
1の符号化手段によって符号化された画像のエッジ情報
と前記第2の符号化手段によって符号化された低周波成
分の画像を多重化する多重化手段とを、備えている。第
5の発明は、画像復号化装置において以下の手段を備え
ている。すなわち、符号化、及び多重化された画像信号
をエッジ情報と低周波成分とに分離する分離手段と、前
記分離手段により分離された画像のエッジ情報を復号す
る第1の復号手段と、前記分離手段により分離された画
像の符号化された低周波成分を復号する第2の復号手段
と、前記第1の復号手段により復号された画像のエッジ
情報をn(n≧1の任意の正整数)段に分配出力する分
配手段と、分配されたn段の画像のエッジ情報をそれぞ
れ高周波成分に合成するn段の奇数タップのフィルタ係
数を有する波形合成手段と、前記第2の復号手段により
復号された画像の低周波成分を所定サイズにアップサン
プリングする補間手段と、前記各段の高周波成分、及び
低周波成分に対して順次ウェーブレット逆変換するn段
の奇数タップのフィルタ係数を有するウェーブレット逆
変換手段とを、備えている。第8の発明は、画像復号化
装置において以下の手段を備えている。すなわち、符号
化、及び多重化された画像信号をエッジ情報と低周波成
分とに分離する分離手段と、前記分離手段により分離さ
れた画像のエッジ情報を復号する第1の復号手段と、前
記分離手段により分離された画像の符号化された低周波
成分を復号する第2の復号手段と、前記第1の復号手段
により復号された画像のエッジ情報をn(n≧1の任意
の正整数)段に分配出力する分配手段と、分配されたn
段の画像のエッジ情報をそれぞれウェーブレット逆変換
手段によって元の画像が得られる高周波成分の差分に合
成するn段の偶数タップのフィルタ係数を有する波形合
成手段と、前記波形合成手段により合成された画像の高
周波成分の差分から累積加算によって高周波成分を復元
する差分復元手段と、前記第2の復号手段により復号さ
れた画像の低周波成分を所定サイズにアップサンプリン
グする補間手段と、前記各段の高周波成分、及び低周波
成分に対して順次ウェーブレット逆変換するn段の偶数
タップのフィルタ係数を有するウェーブレット逆変換手
段とを、備えている。
【0007】
【作用】第1の発明によれば、以上のように画像符号化
装置を構成したので、スムージングフィルタにより画像
の低周波数成分を取り出される。この低周波成分の画像
が下段のスムージングフィルタ、及びエッジ検出手段に
入力される。エッジ検出手段により画像のエッジ情報が
検出される。選択手段により、多段のエッジ検出手段に
より検出された画像のエッジ情報のうち予め決められた
1段のエッジ検出手段により検出された画像のエッジ情
報が選択出力される。第1の符号化手段により、選択手
段により選択された画像のエッジ情報が符号化される。
サンプリング手段により、最終段のスムージングフィル
タにより出力された低周波成分の画像がダウンサンプリ
ングされ、第2の符号化手段により該ダウンサンプリン
グされた画像が符号化される。多重化手段により、第1
の符号化手段によって符号化された画像のエッジ情報と
第2の符号化手段によって符号化された低周波成分の画
像が多重化される。第5の発明によれば、分離手段によ
り符号化、及び多重化された画像信号をエッジ情報と低
周波成分とに分離される。第1の復号手段により、分離
手段により分離された画像のエッジ情報が復号される。
第2の復号手段により、分離手段により分離された画像
の符号化された低周波成分が復号される。分配手段によ
り、第1の復号手段により復号された画像のエッジ情報
がn(n≧1の任意の正整数)段に分配出力される。波
形合成手段により、画像のエッジ情報が奇数タップのフ
ィルタ係数を有する高域通過フィルタにより高周波成分
に合成される。補間手段により、第2の復号手段により
復号された画像の低周波成分が所定サイズにアップサン
プリングされる。ウェーブレット逆変換手段により、各
段の高周波成分、及び低周波成分に対して順次ウェーブ
レット逆変換され、最上段のウェーブレット逆変換手段
より復元された画像が出力される。第8の発明によれ
ば、波形合成手段により、画像のエッジ情報が偶数タッ
プのフィルタ係数を有する高域通過フィルタにより高周
波成分の差分に合成される。差分復元手段により、高周
波成分の差分から累積加算によって高周波成分が復元さ
れる。ウェーブレット逆変換手段により、復元された高
周波成分、及び低周波成分に対して順次ウェーブレット
逆変換され、最上段のウェーブレット逆変換手段より復
元された画像が出力される。従って、前記課題を解決で
きるのである。
装置を構成したので、スムージングフィルタにより画像
の低周波数成分を取り出される。この低周波成分の画像
が下段のスムージングフィルタ、及びエッジ検出手段に
入力される。エッジ検出手段により画像のエッジ情報が
検出される。選択手段により、多段のエッジ検出手段に
より検出された画像のエッジ情報のうち予め決められた
1段のエッジ検出手段により検出された画像のエッジ情
報が選択出力される。第1の符号化手段により、選択手
段により選択された画像のエッジ情報が符号化される。
サンプリング手段により、最終段のスムージングフィル
タにより出力された低周波成分の画像がダウンサンプリ
ングされ、第2の符号化手段により該ダウンサンプリン
グされた画像が符号化される。多重化手段により、第1
の符号化手段によって符号化された画像のエッジ情報と
第2の符号化手段によって符号化された低周波成分の画
像が多重化される。第5の発明によれば、分離手段によ
り符号化、及び多重化された画像信号をエッジ情報と低
周波成分とに分離される。第1の復号手段により、分離
手段により分離された画像のエッジ情報が復号される。
第2の復号手段により、分離手段により分離された画像
の符号化された低周波成分が復号される。分配手段によ
り、第1の復号手段により復号された画像のエッジ情報
がn(n≧1の任意の正整数)段に分配出力される。波
形合成手段により、画像のエッジ情報が奇数タップのフ
ィルタ係数を有する高域通過フィルタにより高周波成分
に合成される。補間手段により、第2の復号手段により
復号された画像の低周波成分が所定サイズにアップサン
プリングされる。ウェーブレット逆変換手段により、各
段の高周波成分、及び低周波成分に対して順次ウェーブ
レット逆変換され、最上段のウェーブレット逆変換手段
より復元された画像が出力される。第8の発明によれ
ば、波形合成手段により、画像のエッジ情報が偶数タッ
プのフィルタ係数を有する高域通過フィルタにより高周
波成分の差分に合成される。差分復元手段により、高周
波成分の差分から累積加算によって高周波成分が復元さ
れる。ウェーブレット逆変換手段により、復元された高
周波成分、及び低周波成分に対して順次ウェーブレット
逆変換され、最上段のウェーブレット逆変換手段より復
元された画像が出力される。従って、前記課題を解決で
きるのである。
【0008】
【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図である。この画像符号化装置では、画像が入
力される入力端子INに接続され、奇数タップの低域通
過フィルタとしてのスムージングフィルタ20−1、及
び画像のエッジを検出するエッジ検出手段21−1が接
続されている。スムージングフィルタ20−1の出力側
には、スムージングフィルタ20−2、及びエッジ検出
手段21−2が接続され、さらにスムージングフィルタ
20−2の出力側には、スムージングフィルタ20−
3、及びエッジ検出手段21−3が接続されるという具
合に、n個のスムージングフィルタ20−iが縦続さ
れ、エッジ検出手段21−i(i=1〜n)が、スムー
ジングフィルタ20−iと同一の入力S20−(i−
1)を有する構成となっている。エッジ検出手段21−
iの出力側には、n個のエッジ検出手段21−iの出力
S21−iを選択する選択手段22が接続されている。
最終段のスムージングフィルタ20−nの出力側には、
低周波成分の出力画像S20−nをダウンサンプリング
するサンプリング手段23が接続されている。選択手段
22の出力側には、画像のエッジ情報S22を符号化す
る第1の符号化手段24が接続されている。サンプリン
グ手段23の出力側には、ダウンサンプリングされた画
像S23を符号化する第2の符号化手段25が接続され
ている。第1、及び第2の符号化手段24,25の出力
側には、第1の符号化手段24によって符号化された画
像のエッジS24と第2の符号化手段25によって符号
化された低周波成分の画像S25を多重化する多重化手
段26が接続されている。多重化手段26には、出力端
子が接続され、該出力端子より符号化データが出力され
る。
ブロック図である。この画像符号化装置では、画像が入
力される入力端子INに接続され、奇数タップの低域通
過フィルタとしてのスムージングフィルタ20−1、及
び画像のエッジを検出するエッジ検出手段21−1が接
続されている。スムージングフィルタ20−1の出力側
には、スムージングフィルタ20−2、及びエッジ検出
手段21−2が接続され、さらにスムージングフィルタ
20−2の出力側には、スムージングフィルタ20−
3、及びエッジ検出手段21−3が接続されるという具
合に、n個のスムージングフィルタ20−iが縦続さ
れ、エッジ検出手段21−i(i=1〜n)が、スムー
ジングフィルタ20−iと同一の入力S20−(i−
1)を有する構成となっている。エッジ検出手段21−
iの出力側には、n個のエッジ検出手段21−iの出力
S21−iを選択する選択手段22が接続されている。
最終段のスムージングフィルタ20−nの出力側には、
低周波成分の出力画像S20−nをダウンサンプリング
するサンプリング手段23が接続されている。選択手段
22の出力側には、画像のエッジ情報S22を符号化す
る第1の符号化手段24が接続されている。サンプリン
グ手段23の出力側には、ダウンサンプリングされた画
像S23を符号化する第2の符号化手段25が接続され
ている。第1、及び第2の符号化手段24,25の出力
側には、第1の符号化手段24によって符号化された画
像のエッジS24と第2の符号化手段25によって符号
化された低周波成分の画像S25を多重化する多重化手
段26が接続されている。多重化手段26には、出力端
子が接続され、該出力端子より符号化データが出力され
る。
【0009】図5は、図1の画像符号化装置により符号
化データを復号する第1の実施例の画像復号化装置の機
能ブロック図である。この画像復号化装置では、入力端
子INに接続され、符号化、及び多重化された画像信号
S26をエッジ情報S30aと低周波成分S30bに分
離する分離手段30を有している。分離手段30の出力
側には、符号化された画像のエッジを復号する第1の復
号手段31、及び符号化された低周波成分を復号化する
第2の復号手段32が接続されている。第1の復号手段
31の出力側には、第1の復号手段31により復号され
た画像エッジS31をn段に分配出力する分配手段33
が接続され、さらに分配手段33の出力側には、分配手
段33により分配出力された画像のエッジS33をそれ
ぞれ高周波成分の画像S34−iに合成するn個の波形
合成手段34−i(i=1〜n)が接続されている。第
2の復号手段32の出力側には、図1中の最終段のスム
ージングフィルタ20−nの出力画像S20−nのサイ
ズにアップサンプリングする補間手段35が接続されて
いる。波形合成手段34−iの出力側には、ウェーブレ
ット逆変換を行うウェーブレット逆変換手段36−iが
接続されている。補間手段35の出力側には、最終段の
ウェーブレット逆変換手段36−nが接続されている。
各ウェーブレット逆変換手段36−i(i=n−1〜
1)は、下段のウェーブレット逆変換手段36−(i+
1)の出力側に接続されている。ウェーブレット逆変換
手段36−1の出力側には、出力端子が接続され、該出
力端子より再生画像が出力される。
化データを復号する第1の実施例の画像復号化装置の機
能ブロック図である。この画像復号化装置では、入力端
子INに接続され、符号化、及び多重化された画像信号
S26をエッジ情報S30aと低周波成分S30bに分
離する分離手段30を有している。分離手段30の出力
側には、符号化された画像のエッジを復号する第1の復
号手段31、及び符号化された低周波成分を復号化する
第2の復号手段32が接続されている。第1の復号手段
31の出力側には、第1の復号手段31により復号され
た画像エッジS31をn段に分配出力する分配手段33
が接続され、さらに分配手段33の出力側には、分配手
段33により分配出力された画像のエッジS33をそれ
ぞれ高周波成分の画像S34−iに合成するn個の波形
合成手段34−i(i=1〜n)が接続されている。第
2の復号手段32の出力側には、図1中の最終段のスム
ージングフィルタ20−nの出力画像S20−nのサイ
ズにアップサンプリングする補間手段35が接続されて
いる。波形合成手段34−iの出力側には、ウェーブレ
ット逆変換を行うウェーブレット逆変換手段36−iが
接続されている。補間手段35の出力側には、最終段の
ウェーブレット逆変換手段36−nが接続されている。
各ウェーブレット逆変換手段36−i(i=n−1〜
1)は、下段のウェーブレット逆変換手段36−(i+
1)の出力側に接続されている。ウェーブレット逆変換
手段36−1の出力側には、出力端子が接続され、該出
力端子より再生画像が出力される。
【0010】次に、図1の動作を説明する。入力端子I
Nより入力された2次元のディジタル画像が、スムージ
ングフィルタ20−1、及びエッジ検出手段21−1に
入力される。スムージングフィルタ20−1では、入力
された2次元のディジタル画像に対して、低域通過フィ
ルタをかけ、その結果S20−1をスムージングフィル
タ20−2(1段のみのスムージングフィルタの構成の
場合は、サンプリング手段23)に出力する。スムージ
ングフィルタ20−1が有する低域通過フィルタとして
は、次式(1)、及び(2)を満たす奇数タップの偶対
称のフィルタを用いる。 |H0 (0)|=1 |H0 (ω)2 |+|H0 (ω+π)2 |=1 ・・・(1) ここで、ωは、周波数を表し、H0 (ω)は、低域通過
フィルタの周波数特性を表す。 h0 (−k)=h0 (k) (k=1,2,…,N) ・・・(2) ここで、Nは低域通過フィルタのタップ数(2N+1)
を表す任意の正整数であり、h0 (k)は、低域通過フ
ィルタのフィルタ係数を表す。式(1)、及び(2)で
表される低域通過フィルタを用いると、スムージングフ
ィルタ20−1の出力は、次式(3)で表される。
Nより入力された2次元のディジタル画像が、スムージ
ングフィルタ20−1、及びエッジ検出手段21−1に
入力される。スムージングフィルタ20−1では、入力
された2次元のディジタル画像に対して、低域通過フィ
ルタをかけ、その結果S20−1をスムージングフィル
タ20−2(1段のみのスムージングフィルタの構成の
場合は、サンプリング手段23)に出力する。スムージ
ングフィルタ20−1が有する低域通過フィルタとして
は、次式(1)、及び(2)を満たす奇数タップの偶対
称のフィルタを用いる。 |H0 (0)|=1 |H0 (ω)2 |+|H0 (ω+π)2 |=1 ・・・(1) ここで、ωは、周波数を表し、H0 (ω)は、低域通過
フィルタの周波数特性を表す。 h0 (−k)=h0 (k) (k=1,2,…,N) ・・・(2) ここで、Nは低域通過フィルタのタップ数(2N+1)
を表す任意の正整数であり、h0 (k)は、低域通過フ
ィルタのフィルタ係数を表す。式(1)、及び(2)で
表される低域通過フィルタを用いると、スムージングフ
ィルタ20−1の出力は、次式(3)で表される。
【0011】
【数1】 ここで、x(i+k)は入力端子INより入力されるデ
ィジタル画像の画素を表し、簡単のために1次元で表し
ている。また、該スムージグフィルタと対をなし、後述
するウェーブレット逆変換用高域通過フィルタは次式
(4)のように、該スムージングフィルタ係数h
0 (k)を用いて求められる。 g0 (k)=(−1)k h0 (−k) ・・・(4) すると、式(4)で表されるウェーブレット逆変換用高
域通過フィルタは、次式(5)で表され、このウェーブ
レット逆変換用高域通過フィルタは、奇数タップの偶対
称のフィルタとなる。
ィジタル画像の画素を表し、簡単のために1次元で表し
ている。また、該スムージグフィルタと対をなし、後述
するウェーブレット逆変換用高域通過フィルタは次式
(4)のように、該スムージングフィルタ係数h
0 (k)を用いて求められる。 g0 (k)=(−1)k h0 (−k) ・・・(4) すると、式(4)で表されるウェーブレット逆変換用高
域通過フィルタは、次式(5)で表され、このウェーブ
レット逆変換用高域通過フィルタは、奇数タップの偶対
称のフィルタとなる。
【数2】 ここでx´(i+k)は、ディジタル画像の画素を表
し、簡単のために1次元で表している。エッジ検出手段
21−1では、画像の横方向、及び縦方向のエッジを例
えば次のような方法で検出し、該エッジの位置、及び大
きさS21−1を選択手段22に出力する。
し、簡単のために1次元で表している。エッジ検出手段
21−1では、画像の横方向、及び縦方向のエッジを例
えば次のような方法で検出し、該エッジの位置、及び大
きさS21−1を選択手段22に出力する。
【0012】図4は画像エッジの構造を示す図であり、
画像エッジが、図4に示すように、2直線L1 、及びL
2 の交わりの頂点Pにできると仮定できるので、この場
合、直線L1 と水平線L3 との角度をθ1 、直線L2 と
水平線L3 との角度をθ2 とすると、該エッジの大きさ
が(tanθ1 +tanθ2 )で表すことができ、この
エッジの横方向、及び縦方向の大きさは頂点Pの近傍画
素を用いてそれぞれ以下のようにして求められる。エッ
ジの横方向のエッジを検出する場合に、まず入力画像の
注目画素x(i,j)の横方向の隣り合う画素間で次式
(6)の演算をし、差分値sh (i,j)を求め、該差
分値sh (i,j)の絶対値を閾値Tと比較し、閾値T
より大きいものをエッジとする。 sh (i,j)=x(i+1,j)−2x(i,j)+x(i−1,j) ・・・(6) ここで、x(i−1,j)−x(i,j)がtanθ1
に対応し、x(i+1,j)−x(i,j)がtanθ
2 に対応する。縦方向のエッジを求める場合も横方向と
同様であるが、式(6)の代わりに次式(7)を用い
る。 sv (i,j)=x(i,j+1)−2x(i,j)+x(i,j−1) ・・・(7) 式(6)、及び(7)により検出した横、及び縦方向の
エッジ情報S21−1を選択手段22に出力する。エッ
ジ検出手段21−i(i≧2)では、式(6)、(7)
と同様してスムージングフィルタ20−iの出力画像S
20−iよりエッジを求める。この時、式(6)、及び
(7)においてディジタル入力画素x(*,*)の代わ
りに、各画素に対応するスムージングフィルタ20−i
の出力画像S20−iの対応する各画素を代入する。
画像エッジが、図4に示すように、2直線L1 、及びL
2 の交わりの頂点Pにできると仮定できるので、この場
合、直線L1 と水平線L3 との角度をθ1 、直線L2 と
水平線L3 との角度をθ2 とすると、該エッジの大きさ
が(tanθ1 +tanθ2 )で表すことができ、この
エッジの横方向、及び縦方向の大きさは頂点Pの近傍画
素を用いてそれぞれ以下のようにして求められる。エッ
ジの横方向のエッジを検出する場合に、まず入力画像の
注目画素x(i,j)の横方向の隣り合う画素間で次式
(6)の演算をし、差分値sh (i,j)を求め、該差
分値sh (i,j)の絶対値を閾値Tと比較し、閾値T
より大きいものをエッジとする。 sh (i,j)=x(i+1,j)−2x(i,j)+x(i−1,j) ・・・(6) ここで、x(i−1,j)−x(i,j)がtanθ1
に対応し、x(i+1,j)−x(i,j)がtanθ
2 に対応する。縦方向のエッジを求める場合も横方向と
同様であるが、式(6)の代わりに次式(7)を用い
る。 sv (i,j)=x(i,j+1)−2x(i,j)+x(i,j−1) ・・・(7) 式(6)、及び(7)により検出した横、及び縦方向の
エッジ情報S21−1を選択手段22に出力する。エッ
ジ検出手段21−i(i≧2)では、式(6)、(7)
と同様してスムージングフィルタ20−iの出力画像S
20−iよりエッジを求める。この時、式(6)、及び
(7)においてディジタル入力画素x(*,*)の代わ
りに、各画素に対応するスムージングフィルタ20−i
の出力画像S20−iの対応する各画素を代入する。
【0013】また、各段のスムージングフィルタ20−
i(i≧2)は、スムージングフィルタ20−1と同様
に動作するが、スムージングフィルタ20−iの低域通
過フィルタのカットオフ周波数特性は、それぞれ前段の
スムージングフィルタ20−(i−1)の低域通過フィ
ルタのカットオフ周波数特性の半分である。このような
低域通過フィルタは、例えば前段の低域通過フィルタの
フィルタ係数を1個おきにゼロを1個挿入することによ
り構成することができる。選択手段22では、n段のエ
ッジ検出手段21−i(i=1〜n)から入力されるn
段のエッジ情報S21−iから最も適切にエッジ情報を
表している1段あるいは予め決められた1段のエッジ情
報S22を選択し、符号化手段24に出力する。符号化
手段24では、入力される画像のエッジ情報S22を圧
縮符号化し、その符号を多重化手段26に出力する。圧
縮符号化手法としては、例えば、エッジの位置を1次
元、2次元ラングレス符号化、またはチェン符号化し、
エッジの大きさを順次差分符号化する必要がある。サン
プリング手段23では、最終段のスムージングフィルタ
20−nの出力S20−nをダウンサンプリングし、該
サンプリング結果S23を符号化手段25に出力する。
サンプリングの手法としては、例えば1/m2 のスケー
ルにダウンサンプリングする場合には、m×mの2次元
の入力データに対して1個の代表値(中間値あるいは平
均値)を出力する方法がある。符号化手段25では、ダ
ウンサンプリングされたデータS23を、例えば2次元
離散コサイン変換し、その変換係数を量子化し、可変長
符号化して多重化手段26に出力する。または、ダウン
サンプリングされたデータS23を予測符号化(DPCM
等)して、多重化手段26に出力する。多重化手段26
では、符号化手段24、及び符号化手段25により出力
される符号化された符号S24,S25を多重化し出力
する。
i(i≧2)は、スムージングフィルタ20−1と同様
に動作するが、スムージングフィルタ20−iの低域通
過フィルタのカットオフ周波数特性は、それぞれ前段の
スムージングフィルタ20−(i−1)の低域通過フィ
ルタのカットオフ周波数特性の半分である。このような
低域通過フィルタは、例えば前段の低域通過フィルタの
フィルタ係数を1個おきにゼロを1個挿入することによ
り構成することができる。選択手段22では、n段のエ
ッジ検出手段21−i(i=1〜n)から入力されるn
段のエッジ情報S21−iから最も適切にエッジ情報を
表している1段あるいは予め決められた1段のエッジ情
報S22を選択し、符号化手段24に出力する。符号化
手段24では、入力される画像のエッジ情報S22を圧
縮符号化し、その符号を多重化手段26に出力する。圧
縮符号化手法としては、例えば、エッジの位置を1次
元、2次元ラングレス符号化、またはチェン符号化し、
エッジの大きさを順次差分符号化する必要がある。サン
プリング手段23では、最終段のスムージングフィルタ
20−nの出力S20−nをダウンサンプリングし、該
サンプリング結果S23を符号化手段25に出力する。
サンプリングの手法としては、例えば1/m2 のスケー
ルにダウンサンプリングする場合には、m×mの2次元
の入力データに対して1個の代表値(中間値あるいは平
均値)を出力する方法がある。符号化手段25では、ダ
ウンサンプリングされたデータS23を、例えば2次元
離散コサイン変換し、その変換係数を量子化し、可変長
符号化して多重化手段26に出力する。または、ダウン
サンプリングされたデータS23を予測符号化(DPCM
等)して、多重化手段26に出力する。多重化手段26
では、符号化手段24、及び符号化手段25により出力
される符号化された符号S24,S25を多重化し出力
する。
【0014】次に、図5の画像復号化装置の動作を説明
する。入力端子INより図1中の符号化手段24,25
により符号化され、多重化手段26により多重化された
画像信号S26が、分離手段30に入力される。分離手
段30では、図1中の多重化手段26と逆の手法によ
り、エッジ情報S30a、及び低周波成分S30bに分
離し、エッジ情報S30aは、第1の復号手段31に出
力し、低周波成分S30bは、第2の復号手段32に出
力する。復号手段32では、低周波成分S30bに対し
て、図1中の符号化手段25とは逆の手法で、例えば符
号化手段25では2次元離散コサイン変換と量子化と可
変長符号化を用いた場合には、可変長復号、逆量子化、
逆離散コサイン変換を順次施し画像の低周波成分S32
を復元し、補間手段35に出力する。補間手段35で
は、低周波成分S32に対して、図1中のサンプリング
手段23と逆の処理で画像を元のサイズにアップサンプ
リングし、最終段のウェーブレット逆変換手段36−n
に出力する。例えば、サンプリング手段23において、
m×mの2次元データを1個の代表値で出力した場合に
は、該補間手段35では、該代表値をm×m個コピー
し、m×m次元データS35として出力する。復号手段
31では、画像の符号化されたエッジ情報S30aに対
して、図1中の符号化手段24と対をなす復号方法で復
号しエッジの位置、及び大きさS31を分配手段33に
出力する。例えば、符号化手段24では、エッジの位置
をラングレス符号化あるいはチェン符号化し、エッジの
大きさを順次差分符号化した場合に、該復号手段31で
は、該ラングレス符号あるいはチェン符号からエッジの
位置を算出し、またエッジの大きさを順次予測復号し該
当する位置に置き、分配手段33に出力する。
する。入力端子INより図1中の符号化手段24,25
により符号化され、多重化手段26により多重化された
画像信号S26が、分離手段30に入力される。分離手
段30では、図1中の多重化手段26と逆の手法によ
り、エッジ情報S30a、及び低周波成分S30bに分
離し、エッジ情報S30aは、第1の復号手段31に出
力し、低周波成分S30bは、第2の復号手段32に出
力する。復号手段32では、低周波成分S30bに対し
て、図1中の符号化手段25とは逆の手法で、例えば符
号化手段25では2次元離散コサイン変換と量子化と可
変長符号化を用いた場合には、可変長復号、逆量子化、
逆離散コサイン変換を順次施し画像の低周波成分S32
を復元し、補間手段35に出力する。補間手段35で
は、低周波成分S32に対して、図1中のサンプリング
手段23と逆の処理で画像を元のサイズにアップサンプ
リングし、最終段のウェーブレット逆変換手段36−n
に出力する。例えば、サンプリング手段23において、
m×mの2次元データを1個の代表値で出力した場合に
は、該補間手段35では、該代表値をm×m個コピー
し、m×m次元データS35として出力する。復号手段
31では、画像の符号化されたエッジ情報S30aに対
して、図1中の符号化手段24と対をなす復号方法で復
号しエッジの位置、及び大きさS31を分配手段33に
出力する。例えば、符号化手段24では、エッジの位置
をラングレス符号化あるいはチェン符号化し、エッジの
大きさを順次差分符号化した場合に、該復号手段31で
は、該ラングレス符号あるいはチェン符号からエッジの
位置を算出し、またエッジの大きさを順次予測復号し該
当する位置に置き、分配手段33に出力する。
【0015】分配手段33では、入力される画像のエッ
ジ情報S31を所定の段数の波形合成手段34−i(i
=1〜n)に分配する。波形合成手段34−iでは、分
配手段33より入力される画像のエッジ情報S33に対
して、それぞれ横方向、及び縦方向の高周波成分を合成
し、ウェーブレット逆変換手段36−iに出力する。波
形合成方法としては、例えば式(6)、及び(7)のs
h (i,j)、及びsv (i,j)が入力されると、式
(5)において入力x´(i)に図4の(i,j)をエ
ッジ点Pとするエッジ構造(θ1 とθ2 の角度を持ち、
(i,j)を始点とする2直線)を代入すると、該エッ
ジの横方向または縦方向の高周波成分は(i,j)を中
心に、横方向または縦方向に±Nの幅の広がりを持ち、
その他の点はゼロとなる。たとえば、該エッジの横方向
の急峻さをsh (i,j)=(tanθ1 +tanθ2
)とすると、該高周波フィルタは、式(5)に示すよ
うに奇数タップ係数の偶対称フィルタであるので、エッ
ジの横方向の高周波成分は、次式(8)のように求めら
れる。
ジ情報S31を所定の段数の波形合成手段34−i(i
=1〜n)に分配する。波形合成手段34−iでは、分
配手段33より入力される画像のエッジ情報S33に対
して、それぞれ横方向、及び縦方向の高周波成分を合成
し、ウェーブレット逆変換手段36−iに出力する。波
形合成方法としては、例えば式(6)、及び(7)のs
h (i,j)、及びsv (i,j)が入力されると、式
(5)において入力x´(i)に図4の(i,j)をエ
ッジ点Pとするエッジ構造(θ1 とθ2 の角度を持ち、
(i,j)を始点とする2直線)を代入すると、該エッ
ジの横方向または縦方向の高周波成分は(i,j)を中
心に、横方向または縦方向に±Nの幅の広がりを持ち、
その他の点はゼロとなる。たとえば、該エッジの横方向
の急峻さをsh (i,j)=(tanθ1 +tanθ2
)とすると、該高周波フィルタは、式(5)に示すよ
うに奇数タップ係数の偶対称フィルタであるので、エッ
ジの横方向の高周波成分は、次式(8)のように求めら
れる。
【数3】 ここで0≦t≦Nである。また、同様に縦方向の高周波
成分は、次式(9)のように求められる。
成分は、次式(9)のように求められる。
【数4】 エッジ点は複数個存在するので、エッジ点を中心とした
高周波成分の横方向または縦方向の広がりは、互いに重
なり合う。そこで、波形合成手段34−1では、全ての
エッジ点の式(8)、(9)で示される横方向、及び縦
方向の高周波成分が重なり合う点における成分を足し合
わせて全体の横方向、及び縦方向の高周波成分S34−
1をウェーブレット逆変換手段36−1に出力する。
高周波成分の横方向または縦方向の広がりは、互いに重
なり合う。そこで、波形合成手段34−1では、全ての
エッジ点の式(8)、(9)で示される横方向、及び縦
方向の高周波成分が重なり合う点における成分を足し合
わせて全体の横方向、及び縦方向の高周波成分S34−
1をウェーブレット逆変換手段36−1に出力する。
【0016】他の各段の波形合成手段34−i(i≧
2)では、波形合成手段34−1と同様に動作する。た
だし、各段の波形合成手段34−iの高域通過フィルタ
係数は、それぞれ自分自身と同一段の図1中のスムージ
ングフィルタ20−iの低域通過フィルタの係数を用い
て式(5)のように求め、ウェーブレット逆変換手段3
6−iに出力する。各段のウェーブレット逆変換手段3
6−iでは、次段のウェーブレット逆変換手段36−
(i+1)(最終段のウェーブレット逆変換手段36−
nにおいては、補間手段35により入力される画像の低
周波成分S35)、及び波形合成手段34−iから入力
される高周波成分S34−iに対して、次式(10)の
1項で示される偶対称な低周波フィルタ、2項、及び3
項で示される偶対称な高域通過フィルタを用いて画像を
ウェーブレット逆変換し、その結果S36−iを前段の
ウェーブレット逆変換手段36−(i−1)、もしくは
初段のウェーブレット逆変換手段36−1においては、
復元画像として外部へ出力する。
2)では、波形合成手段34−1と同様に動作する。た
だし、各段の波形合成手段34−iの高域通過フィルタ
係数は、それぞれ自分自身と同一段の図1中のスムージ
ングフィルタ20−iの低域通過フィルタの係数を用い
て式(5)のように求め、ウェーブレット逆変換手段3
6−iに出力する。各段のウェーブレット逆変換手段3
6−iでは、次段のウェーブレット逆変換手段36−
(i+1)(最終段のウェーブレット逆変換手段36−
nにおいては、補間手段35により入力される画像の低
周波成分S35)、及び波形合成手段34−iから入力
される高周波成分S34−iに対して、次式(10)の
1項で示される偶対称な低周波フィルタ、2項、及び3
項で示される偶対称な高域通過フィルタを用いて画像を
ウェーブレット逆変換し、その結果S36−iを前段の
ウェーブレット逆変換手段36−(i−1)、もしくは
初段のウェーブレット逆変換手段36−1においては、
復元画像として外部へ出力する。
【数5】 ここで、f0 (*)は(11)式のF0 (ω)を逆フー
リエ変換して求められる。また、x(*,*)は、下段
のウェーブレット逆変換手段36−(i+1)(最終段
のウェーブレット逆変換手段36−nにおいては、サン
プリング手段)より入力された画像S35)より入力さ
れた画像S36−(i+1)であり、yh (*,*)、
及びyv (*,*)は波形合成手段34−iより入力さ
れた、横方向、及び縦方向の高周波成分が重なり合う点
における成分が足し合わされた全体の横方向、及び縦方
向の高周波成分S34−iである。
リエ変換して求められる。また、x(*,*)は、下段
のウェーブレット逆変換手段36−(i+1)(最終段
のウェーブレット逆変換手段36−nにおいては、サン
プリング手段)より入力された画像S35)より入力さ
れた画像S36−(i+1)であり、yh (*,*)、
及びyv (*,*)は波形合成手段34−iより入力さ
れた、横方向、及び縦方向の高周波成分が重なり合う点
における成分が足し合わされた全体の横方向、及び縦方
向の高周波成分S34−iである。
【0017】以上説明したように、従来の画像符号化装
置では、ウェーブレット変換手段が必要であったが、本
第1の実施例の画像符号化装置では、低域通過フィルタ
のみとなるので画像符号化装置を簡略化することができ
るという利点がある。また、従来のウェーブレット変換
手段では、後続のピーク検出手段のピークを検出するた
めにウェーブレット関数が1次微分あるいは2次微分関
数とする必要があったが、本第1の実施例では、そのよ
うな必要がなくウェーブレット関数を幅広く選択するこ
とができる。また、従来の画像復号化装置では、ピーク
情報をウェーブレット変換領域へ写像するためのウェー
ブレット写像手段、及びウェーブレット変換係数をピー
ク情報領域へ写像するためのピーク写像手段がn段必要
で、再生画像が収束と判断されるまで処理を繰り返す必
要があり、負担が大きいが、本第1の実施例の画像復号
化装置では、複数個の加算器によって簡単に構成するこ
とのできる波形合成手段がn段あれば良く、装置が簡単
な上に繰り返し処理も必要なく、高速にかつ正確に画像
を復元できるという利点がある。
置では、ウェーブレット変換手段が必要であったが、本
第1の実施例の画像符号化装置では、低域通過フィルタ
のみとなるので画像符号化装置を簡略化することができ
るという利点がある。また、従来のウェーブレット変換
手段では、後続のピーク検出手段のピークを検出するた
めにウェーブレット関数が1次微分あるいは2次微分関
数とする必要があったが、本第1の実施例では、そのよ
うな必要がなくウェーブレット関数を幅広く選択するこ
とができる。また、従来の画像復号化装置では、ピーク
情報をウェーブレット変換領域へ写像するためのウェー
ブレット写像手段、及びウェーブレット変換係数をピー
ク情報領域へ写像するためのピーク写像手段がn段必要
で、再生画像が収束と判断されるまで処理を繰り返す必
要があり、負担が大きいが、本第1の実施例の画像復号
化装置では、複数個の加算器によって簡単に構成するこ
とのできる波形合成手段がn段あれば良く、装置が簡単
な上に繰り返し処理も必要なく、高速にかつ正確に画像
を復元できるという利点がある。
【0018】第2の実施例 図6は、本発明の第2の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図であり、第1の実施例の図1の画像符号化装
置と同様の要素には同一の符号を付している。本第2の
実施例の画像符号化装置が、第1の実施例の画像符号化
装置と異なる点は、選択手段42をエッジ検出手段43
の前に置き、選択手段42がスムージングフィルタ20
−i(i=1〜n)の出力を入力し、エッジ検出手段4
3を1段に省略し、エッジ検出手段43が選択手段42
の出力を入力し、その出力を第1の符号化手段24に入
力する構成となっている。また、本第2の実施例の画像
復号化装置は、第1の実施例の図5の画像復号化装置と
同じ構成である。この画像符号化装置では、スムージン
グフィルタ20−i(i=1〜n−1)の出力側に、次
段のスムージングフィルタ20−(i+1)、及び選択
手段32が接続されている。最終段のスムージングフィ
ルタ20−nの出力側には、サンプリング手段23が接
続されている。選択手段42の出力側には、エッジ検出
手段43が接続され、さらにエッジ検出手段43の出力
側には、符号化手段24が接続されている。サンプリン
グ手段23の出力側には、符号化手段25が接続されて
いる。符号化手段24,25の出力側には、多重化手段
26が接続されている。多重化手段26からは、符号化
データが出力される。
ブロック図であり、第1の実施例の図1の画像符号化装
置と同様の要素には同一の符号を付している。本第2の
実施例の画像符号化装置が、第1の実施例の画像符号化
装置と異なる点は、選択手段42をエッジ検出手段43
の前に置き、選択手段42がスムージングフィルタ20
−i(i=1〜n)の出力を入力し、エッジ検出手段4
3を1段に省略し、エッジ検出手段43が選択手段42
の出力を入力し、その出力を第1の符号化手段24に入
力する構成となっている。また、本第2の実施例の画像
復号化装置は、第1の実施例の図5の画像復号化装置と
同じ構成である。この画像符号化装置では、スムージン
グフィルタ20−i(i=1〜n−1)の出力側に、次
段のスムージングフィルタ20−(i+1)、及び選択
手段32が接続されている。最終段のスムージングフィ
ルタ20−nの出力側には、サンプリング手段23が接
続されている。選択手段42の出力側には、エッジ検出
手段43が接続され、さらにエッジ検出手段43の出力
側には、符号化手段24が接続されている。サンプリン
グ手段23の出力側には、符号化手段25が接続されて
いる。符号化手段24,25の出力側には、多重化手段
26が接続されている。多重化手段26からは、符号化
データが出力される。
【0019】以下、図6の動作を説明する。スムージン
グフィルタ20−i(i=1〜n)では、第1の実施例
と同様に動作して次段のスムージングフィルタ20−
(i+1)(最終段のスムージングフィルタ20−nに
おいてはサンプリング手段23)、及び選択手段42に
出力する。選択手段42では、n段のスムージングフィ
ルタ20−i(i=1〜n)より入力されるn段の画像
信号に対して、予めきめられた1段の画像信号を選択し
て、エッジ検出手段43に出力する。エッジ検出手段4
3では、選択手段42から入力される画像信号を第1の
実施例の図1中のエッジ検出手段21−1と同様に動作
しエッジ情報を検出し、該エッジ情報を符号化手段24
に出力する。サンプリング手段23、符号化手段24,
25、及び多重化手段26は第1の実施例と同様に動作
し、多重化手段26より符号化データが出力される。以
上説明したように、本第2の実施例では、第1の実施例
と同様の利点がある上に、選択手段42をエッジ検出手
段43の前に置き、エッジ検出手段43を1段の構成に
したので、画像符号化装置の規模をさらに小さくするこ
とができるという利点がある。
グフィルタ20−i(i=1〜n)では、第1の実施例
と同様に動作して次段のスムージングフィルタ20−
(i+1)(最終段のスムージングフィルタ20−nに
おいてはサンプリング手段23)、及び選択手段42に
出力する。選択手段42では、n段のスムージングフィ
ルタ20−i(i=1〜n)より入力されるn段の画像
信号に対して、予めきめられた1段の画像信号を選択し
て、エッジ検出手段43に出力する。エッジ検出手段4
3では、選択手段42から入力される画像信号を第1の
実施例の図1中のエッジ検出手段21−1と同様に動作
しエッジ情報を検出し、該エッジ情報を符号化手段24
に出力する。サンプリング手段23、符号化手段24,
25、及び多重化手段26は第1の実施例と同様に動作
し、多重化手段26より符号化データが出力される。以
上説明したように、本第2の実施例では、第1の実施例
と同様の利点がある上に、選択手段42をエッジ検出手
段43の前に置き、エッジ検出手段43を1段の構成に
したので、画像符号化装置の規模をさらに小さくするこ
とができるという利点がある。
【0020】第3の実施例 図7は、本第3の実施例の画像符号化装置の機能ブロッ
ク図であり、第1の実施例の画像符号化装置の図1中の
要素と同様の要素には同一の符号を付してある。また、
図8は、図7の画像符号化装置により符号化されたデー
タを復号する画像復号化装置の機能ブロック図であり、
第1の実施例の画像復号化装置の図5中の要素と同様の
要素には同一の符号が付されている。本第3の実施例の
画像符号化装置が第1の実施例の画像符号化装置と異な
る点は、図7中のn段のスムージングフィルタ50−i
(i=1〜n)のフィルタの構造が、図1中のn段のス
ムージングフィルタ20−i(i=1〜n)のフィルタ
の構造と異なることである。また、図8中の画像復号化
装置が図5中の画像復号化装置と異なる点は、波形合成
手段60−iの出力側に、差分復元手段61−iを設
け、差分復元手段61−iの出力側に、ウェーブレット
逆変換手段63−iを設けたことである。図7の画像符
号化装置では、図1中のスムージングフィルタ20−i
(i=1〜n)と機能の異なるスムージングフィルタ5
0−iを有している。スムージングフィルタ50−iの
出力側には、次段のスムージングフィルタ50−(i+
1)、及びエッジ検出手段21−iが接続されている。
エッジ検出手段21−iの出力側には、選択手段22が
接続され、さらにその出力側には、第1の符号化手段2
4が接続されている。最終段のスムージングフィルタ5
0−nの出力側には、サンプリング手段23が接続さ
れ、さらにその出力側には、第2の符号化手段25が接
続されている。符号化手段24,25の出力側には、多
重化手段26が接続されている。多重化手段26から
は、符号化データが出力される。
ク図であり、第1の実施例の画像符号化装置の図1中の
要素と同様の要素には同一の符号を付してある。また、
図8は、図7の画像符号化装置により符号化されたデー
タを復号する画像復号化装置の機能ブロック図であり、
第1の実施例の画像復号化装置の図5中の要素と同様の
要素には同一の符号が付されている。本第3の実施例の
画像符号化装置が第1の実施例の画像符号化装置と異な
る点は、図7中のn段のスムージングフィルタ50−i
(i=1〜n)のフィルタの構造が、図1中のn段のス
ムージングフィルタ20−i(i=1〜n)のフィルタ
の構造と異なることである。また、図8中の画像復号化
装置が図5中の画像復号化装置と異なる点は、波形合成
手段60−iの出力側に、差分復元手段61−iを設
け、差分復元手段61−iの出力側に、ウェーブレット
逆変換手段63−iを設けたことである。図7の画像符
号化装置では、図1中のスムージングフィルタ20−i
(i=1〜n)と機能の異なるスムージングフィルタ5
0−iを有している。スムージングフィルタ50−iの
出力側には、次段のスムージングフィルタ50−(i+
1)、及びエッジ検出手段21−iが接続されている。
エッジ検出手段21−iの出力側には、選択手段22が
接続され、さらにその出力側には、第1の符号化手段2
4が接続されている。最終段のスムージングフィルタ5
0−nの出力側には、サンプリング手段23が接続さ
れ、さらにその出力側には、第2の符号化手段25が接
続されている。符号化手段24,25の出力側には、多
重化手段26が接続されている。多重化手段26から
は、符号化データが出力される。
【0021】以下、図8の画像符号化装置の動作の説明
をする。入力端子INより入力された2次元のディジタ
ル画像が、スムージングフィルタ50−1、及びエッジ
検出手段21−1に入力される。スムージングフィルタ
50−1では、入力された2次元のディジタル画像に対
して、低域通過フィルタをかけ、その結果をスムージン
グフィルタ50−2、及びエッジ検出手段21−2に出
力する。スムージングフィルタ50−1が1段のみのス
ムージングフィルタの構成の場合は、サンプリング手段
23に出力する。スムージングフィルタ50−1の低域
通過フィルタとしては、次式(12)、及び(13)を
満たす偶数タップのk=1/2に関して偶対称フィルタ
を用いる。 |H1 (0)| =1 |H1 (ω)2 |+|H1 (ω+π)2 |=1 ・・・(12) ここで、ωは、周波数を表し、H1 (ω)は、低域通過
フィルタの周波数特性を表す。 h1 (−k+1)=h1 (k) (k=1,2,…,N) ・・・(13) ここで、Nは低域通過フィルタのタップ数(2N)を表
す任意の正整数であり、h1 (k)は、低域通過フィル
タのフィルタ係数を表す。式(12)、及び(13)で
表される低域通過フィルタを用いると、スムージングフ
ィルタ50−1の出力は、次式(14)で表される。
をする。入力端子INより入力された2次元のディジタ
ル画像が、スムージングフィルタ50−1、及びエッジ
検出手段21−1に入力される。スムージングフィルタ
50−1では、入力された2次元のディジタル画像に対
して、低域通過フィルタをかけ、その結果をスムージン
グフィルタ50−2、及びエッジ検出手段21−2に出
力する。スムージングフィルタ50−1が1段のみのス
ムージングフィルタの構成の場合は、サンプリング手段
23に出力する。スムージングフィルタ50−1の低域
通過フィルタとしては、次式(12)、及び(13)を
満たす偶数タップのk=1/2に関して偶対称フィルタ
を用いる。 |H1 (0)| =1 |H1 (ω)2 |+|H1 (ω+π)2 |=1 ・・・(12) ここで、ωは、周波数を表し、H1 (ω)は、低域通過
フィルタの周波数特性を表す。 h1 (−k+1)=h1 (k) (k=1,2,…,N) ・・・(13) ここで、Nは低域通過フィルタのタップ数(2N)を表
す任意の正整数であり、h1 (k)は、低域通過フィル
タのフィルタ係数を表す。式(12)、及び(13)で
表される低域通過フィルタを用いると、スムージングフ
ィルタ50−1の出力は、次式(14)で表される。
【0022】
【数6】 ここで、x(i+k)は、入力端子INより入力された
ディジタル画像の画素であり、簡単のために1次元で表
している。一方、該スムージングフィルタと対をなす後
述するウェーブレット逆変換用高域通過フィルタは、次
式(15)のように、該スムージングフィルタ係数h1
(k)を用いて求められ、偶数タップのk=−1/2に
関して奇対称フィルタとなる。 g1 (k)=(−1)k h1 (−k),(k=−N〜N−1)・・・(15) すると、式(15)で表されるウェーブレット変換用高
域通過フィルタの出力は、次式(16)で表される。
ディジタル画像の画素であり、簡単のために1次元で表
している。一方、該スムージングフィルタと対をなす後
述するウェーブレット逆変換用高域通過フィルタは、次
式(15)のように、該スムージングフィルタ係数h1
(k)を用いて求められ、偶数タップのk=−1/2に
関して奇対称フィルタとなる。 g1 (k)=(−1)k h1 (−k),(k=−N〜N−1)・・・(15) すると、式(15)で表されるウェーブレット変換用高
域通過フィルタの出力は、次式(16)で表される。
【数7】 ここで、x´(i+k)は、画像の画素であり、簡単の
ために1次元で表している。各段のスムージングフィル
タ50−i(i≧2)もスムージングフィルタ50−1
と同様の動作をするが、低域通過フィルタのカットオフ
周波数特性はそれぞれ前段のスムージングフィルタ50
−(i−1)の低域通過フィルタのカットオフ周波数特
性の半分である。このような低域通過フィルタは、例え
ば前段のフィルタ係数を1個おきにゼロを1個挿入する
ことで構成できる。エッジ検出手段21−iでは、第1
の実施例と同様にして式(6)、及び(7)で表される
画像の横方向、及び縦方向のエッジの位置、及び大きさ
を選択手段22に出力する。選択手段22、サンプリン
グ手段23、符号化手段24,25、及び多重化手段2
6は、図1の第1の実施例と同様に動作し、符号化デー
タS26が多重化手段26より出力される。
ために1次元で表している。各段のスムージングフィル
タ50−i(i≧2)もスムージングフィルタ50−1
と同様の動作をするが、低域通過フィルタのカットオフ
周波数特性はそれぞれ前段のスムージングフィルタ50
−(i−1)の低域通過フィルタのカットオフ周波数特
性の半分である。このような低域通過フィルタは、例え
ば前段のフィルタ係数を1個おきにゼロを1個挿入する
ことで構成できる。エッジ検出手段21−iでは、第1
の実施例と同様にして式(6)、及び(7)で表される
画像の横方向、及び縦方向のエッジの位置、及び大きさ
を選択手段22に出力する。選択手段22、サンプリン
グ手段23、符号化手段24,25、及び多重化手段2
6は、図1の第1の実施例と同様に動作し、符号化デー
タS26が多重化手段26より出力される。
【0023】次に、図8の画像復号化装置の動作を説明
する。入力端子INより符号化、及び多重化された画像
信号S26が分離手段30に入力される。分離手段30
では、第1の実施例と同様に、エッジ情報S30a、及
び低周波成分S30bとに分離し、エッジ情報S30a
は、第1の復号手段31に出力し、低周波成分S30b
は、第2の復号手段32に出力する。復号手段32で
は、低周波成分S30bに対して、図7中の符号化手段
25とは逆の手法で、画像の低周波成分を復元し、補間
手段35に出力する。補間手段35では、低周波成分に
対して、図7中のサンプリング手段23と逆の処理で画
像を元のサイズにアップサンプリングし、最終段のウェ
ーブレット逆変換手段62−nに出力する。復号手段3
1では、画像の符号化されたエッジ情報S30aに対し
て、図7中の符号化手段24と対をなす復号方法で復号
し、エッジの位置、及び大きさを算出し、分配手段33
に出力する。分配手段33では、入力される画像のエッ
ジ情報を所定の段数の波形合成手段60−i(i=1〜
n)に分配する。波形合成手段60−iでは、入力され
る画像のエッジ情報に対して、それぞれ横方向、及び縦
方向の高周波成分の隣接画素の差分を合成し、差分復元
手段61−iに出力する。波形合成方法としては、例え
ば式(6)、及び(7)のsh (i,j)、及びs
v (i,j)が入力されると、高域フィルタを表す式
(15)において入力画素x´(i)に図4の(i,
j)をエッジ点Pとするエッジ構造(θ1 とθ2 の角度
を持ち、(i,j)を始点とする2直線)を代入する
と、該エッジの横方向または縦方向の高周波成分は
(i,j)を中心に、横方向または縦方向に±Nの幅の
広がりを持ち、その他の点はゼロとなる。
する。入力端子INより符号化、及び多重化された画像
信号S26が分離手段30に入力される。分離手段30
では、第1の実施例と同様に、エッジ情報S30a、及
び低周波成分S30bとに分離し、エッジ情報S30a
は、第1の復号手段31に出力し、低周波成分S30b
は、第2の復号手段32に出力する。復号手段32で
は、低周波成分S30bに対して、図7中の符号化手段
25とは逆の手法で、画像の低周波成分を復元し、補間
手段35に出力する。補間手段35では、低周波成分に
対して、図7中のサンプリング手段23と逆の処理で画
像を元のサイズにアップサンプリングし、最終段のウェ
ーブレット逆変換手段62−nに出力する。復号手段3
1では、画像の符号化されたエッジ情報S30aに対し
て、図7中の符号化手段24と対をなす復号方法で復号
し、エッジの位置、及び大きさを算出し、分配手段33
に出力する。分配手段33では、入力される画像のエッ
ジ情報を所定の段数の波形合成手段60−i(i=1〜
n)に分配する。波形合成手段60−iでは、入力され
る画像のエッジ情報に対して、それぞれ横方向、及び縦
方向の高周波成分の隣接画素の差分を合成し、差分復元
手段61−iに出力する。波形合成方法としては、例え
ば式(6)、及び(7)のsh (i,j)、及びs
v (i,j)が入力されると、高域フィルタを表す式
(15)において入力画素x´(i)に図4の(i,
j)をエッジ点Pとするエッジ構造(θ1 とθ2 の角度
を持ち、(i,j)を始点とする2直線)を代入する
と、該エッジの横方向または縦方向の高周波成分は
(i,j)を中心に、横方向または縦方向に±Nの幅の
広がりを持ち、その他の点はゼロとなる。
【0024】たとえば、該エッジの横方向の急峻さをs
h (i,j)=(tanθ1 +tanθ2 )とすると、
該高域通過フィルタは偶数タップ係数の奇対称のフィル
タであるので、エッジの横方向の高周波成分の隣接する
画素の差分が、次式(17)で求められる。
h (i,j)=(tanθ1 +tanθ2 )とすると、
該高域通過フィルタは偶数タップ係数の奇対称のフィル
タであるので、エッジの横方向の高周波成分の隣接する
画素の差分が、次式(17)で求められる。
【数8】 同様に、縦方向の高周波成分の隣接する画素の差分は、
次式(18)で表される。
次式(18)で表される。
【数9】 エッジ点は複数個存在するので、エッジ点を中心とした
高周波成分の差分の横方向または縦方向に広がりは、互
いに重なり合う。そこで、波形合成手段60−1では、
全てのエッジ点の式(17)、(18)で示される横方
向、及び縦方向の高周波成分の差分が重なり合う点にお
ける成分を足し合わせて全体の横方向、及び縦方向の高
周波成分の差分S60−1を差分復元手段61−iに出
力する。他の各段の波形合成手段60−i(i≧2)で
は、波形合成手段60−1と同様に動作し、差分復元手
段61−iに出力する。ただし、各段の波形合成手段6
0−iの高域通過フィルタ係数は、それぞれ自分自身と
同一段の図7中のスムージングフィルタ50−iの低域
通過フィルタの係数を用いて式(16)のように求め
る。
高周波成分の差分の横方向または縦方向に広がりは、互
いに重なり合う。そこで、波形合成手段60−1では、
全てのエッジ点の式(17)、(18)で示される横方
向、及び縦方向の高周波成分の差分が重なり合う点にお
ける成分を足し合わせて全体の横方向、及び縦方向の高
周波成分の差分S60−1を差分復元手段61−iに出
力する。他の各段の波形合成手段60−i(i≧2)で
は、波形合成手段60−1と同様に動作し、差分復元手
段61−iに出力する。ただし、各段の波形合成手段6
0−iの高域通過フィルタ係数は、それぞれ自分自身と
同一段の図7中のスムージングフィルタ50−iの低域
通過フィルタの係数を用いて式(16)のように求め
る。
【0025】各段の差分復元手段61−iでは、入力さ
れる画像の横方向、及び縦方向の高周波成分の横方向、
及び縦方向の差分に対して、次式(19)、及び(2
0)のように、それぞれ横方向、及び縦方向の前方のデ
ータとの和を出力する。ただし、先頭のデータに関して
はそのまま出力する。 yh (i,j)=ysh (i,j)+ysh (i−1,j) ・・・(19) yv (i,j)=ysv (i,j)+ysv (i,j−1) ・・・(20) ここで、ysh (*,*)、ysv (*,*)は、波形
合成手段60−iより入力された、全体の横方向、及び
縦方向の高周波成分の差分S60−1である。各段のウ
ェーブレット逆変換手段62−iでは、次段のウェーブ
レット逆変換手段62−(i+1)(最終段のウェーブ
レット逆変換手段62−nにおいては、補間手段35に
より入力される画像の低周波成分)、及び差分復元手段
61−iから入力される高周波成分を用いて、次式(2
1)のように画像をウェーブレット逆変換し、その結果
を前段のウェーブレット逆変換手段62−(i−1)も
しくは初段のウェーブレット逆変換手段62−1におい
ては、復元画像として外部へ出力する。
れる画像の横方向、及び縦方向の高周波成分の横方向、
及び縦方向の差分に対して、次式(19)、及び(2
0)のように、それぞれ横方向、及び縦方向の前方のデ
ータとの和を出力する。ただし、先頭のデータに関して
はそのまま出力する。 yh (i,j)=ysh (i,j)+ysh (i−1,j) ・・・(19) yv (i,j)=ysv (i,j)+ysv (i,j−1) ・・・(20) ここで、ysh (*,*)、ysv (*,*)は、波形
合成手段60−iより入力された、全体の横方向、及び
縦方向の高周波成分の差分S60−1である。各段のウ
ェーブレット逆変換手段62−iでは、次段のウェーブ
レット逆変換手段62−(i+1)(最終段のウェーブ
レット逆変換手段62−nにおいては、補間手段35に
より入力される画像の低周波成分)、及び差分復元手段
61−iから入力される高周波成分を用いて、次式(2
1)のように画像をウェーブレット逆変換し、その結果
を前段のウェーブレット逆変換手段62−(i−1)も
しくは初段のウェーブレット逆変換手段62−1におい
ては、復元画像として外部へ出力する。
【数10】 ここで、f1 (*)は(22)式の逆フーリエ変換より
求められる。またx(*,*)は、下段のウェーブレッ
ト逆変換手段62−(i−1)(最終段のウェーブレッ
ト逆変換手段62−nにおいては補間手段35)の出力
画像の画素であり、h1 * (k)、及びg1 * (k)、
及びf1 * (k)は、それぞれh1 (k)、及びg
1 (k)及びf1 (k)の共役関数で、次式(23)、
(24)、(25)のように求められる。 h1 * (−k)=h1 (k) ・・・(23) g1 * (−k)=g1 (k) ・・・(24) f1 * (−k)=f1 (k) ・・・(25) 以上説明したように、本第3の実施例では、第1の実施
例と同様の利点がある。
求められる。またx(*,*)は、下段のウェーブレッ
ト逆変換手段62−(i−1)(最終段のウェーブレッ
ト逆変換手段62−nにおいては補間手段35)の出力
画像の画素であり、h1 * (k)、及びg1 * (k)、
及びf1 * (k)は、それぞれh1 (k)、及びg
1 (k)及びf1 (k)の共役関数で、次式(23)、
(24)、(25)のように求められる。 h1 * (−k)=h1 (k) ・・・(23) g1 * (−k)=g1 (k) ・・・(24) f1 * (−k)=f1 (k) ・・・(25) 以上説明したように、本第3の実施例では、第1の実施
例と同様の利点がある。
【0026】第4の実施例 図9は、本発明の第4の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図であり、第3の実施例の図7の画像符号化装
置と同様の要素には同一の符号を付している。本第4の
実施例の画像符号化装置が、第3の実施例の画像符号化
装置と異なる点は、選択手段70をエッジ検出手段71
の前に置き、選択手段70が、スムージングフィルタ5
0−i(i=1〜n)の出力を入力し、エッジ検出手段
71を1段に省略し、エッジ検出手段71が選択手段7
0の出力を入力し、その出力を符号化手段24に入力す
る構成となっている。また、本第4の実施例の画像復号
化装置は、第3の実施例の図8の画像復号化装置と同じ
構成である。この画像符号化装置では、スムージングフ
ィルタ50−i(i=1〜n−1)の出力側に、次段の
スムージングフィルタ50−(i+1)、及び選択手段
70が接続されている。最終段のスムージングフィルタ
50−nの出力側には、サンプリング手段23が接続さ
れている。選択手段70の出力側には、エッジ検出手段
33が接続され、さらにエッジ検出手段71の出力側に
は、符号化手段24が接続されている。サンプリング手
段23の出力側には、符号化手段25が接続されてい
る。符号化手段24,25の出力側には、多重化手段2
6が接続されている。多重化手段26からは、符号化デ
ータS26が出力される。
ブロック図であり、第3の実施例の図7の画像符号化装
置と同様の要素には同一の符号を付している。本第4の
実施例の画像符号化装置が、第3の実施例の画像符号化
装置と異なる点は、選択手段70をエッジ検出手段71
の前に置き、選択手段70が、スムージングフィルタ5
0−i(i=1〜n)の出力を入力し、エッジ検出手段
71を1段に省略し、エッジ検出手段71が選択手段7
0の出力を入力し、その出力を符号化手段24に入力す
る構成となっている。また、本第4の実施例の画像復号
化装置は、第3の実施例の図8の画像復号化装置と同じ
構成である。この画像符号化装置では、スムージングフ
ィルタ50−i(i=1〜n−1)の出力側に、次段の
スムージングフィルタ50−(i+1)、及び選択手段
70が接続されている。最終段のスムージングフィルタ
50−nの出力側には、サンプリング手段23が接続さ
れている。選択手段70の出力側には、エッジ検出手段
33が接続され、さらにエッジ検出手段71の出力側に
は、符号化手段24が接続されている。サンプリング手
段23の出力側には、符号化手段25が接続されてい
る。符号化手段24,25の出力側には、多重化手段2
6が接続されている。多重化手段26からは、符号化デ
ータS26が出力される。
【0027】以下、図9の動作を説明する。スムージン
グフィルタ50−i(i=1〜n)では、第3の実施例
と同様に動作して次段のスムージングフィルタ50−
(i+1)(最終段のスムージングフィルタ20−nに
おいてはサンプリング手段23)、及び選択手段70に
出力する。選択手段70では、n段のスムージングフィ
ルタ50−i(i=1〜n)より入力されるn段の画像
信号に対して、予めきめられた1段の画像信号を選択し
て、エッジ検出手段71に出力する。エッジ検出手段7
1では、選択手段70から入力される画像信号S70を
第3の実施例の図7中のエッジ検出手段21−1と同様
に動作しエッジ情報を検出し、該エッジ情報を符号化手
段24に出力する。サンプリング手段23、符号化手段
24,25、及び多重化手段26は第1の実施例と同様
に動作する。そして、多重化手段26より符号化データ
が出力される。以上説明したように、本第4の実施例で
は、選択手段70をエッジ検出手段71の入力側に置
き、エッジ検出手段71を1段の構成にしたので、第2
の実施例と同様の利点がある。
グフィルタ50−i(i=1〜n)では、第3の実施例
と同様に動作して次段のスムージングフィルタ50−
(i+1)(最終段のスムージングフィルタ20−nに
おいてはサンプリング手段23)、及び選択手段70に
出力する。選択手段70では、n段のスムージングフィ
ルタ50−i(i=1〜n)より入力されるn段の画像
信号に対して、予めきめられた1段の画像信号を選択し
て、エッジ検出手段71に出力する。エッジ検出手段7
1では、選択手段70から入力される画像信号S70を
第3の実施例の図7中のエッジ検出手段21−1と同様
に動作しエッジ情報を検出し、該エッジ情報を符号化手
段24に出力する。サンプリング手段23、符号化手段
24,25、及び多重化手段26は第1の実施例と同様
に動作する。そして、多重化手段26より符号化データ
が出力される。以上説明したように、本第4の実施例で
は、選択手段70をエッジ検出手段71の入力側に置
き、エッジ検出手段71を1段の構成にしたので、第2
の実施例と同様の利点がある。
【0028】なお、本発明は、上記実施例に限定されず
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (1) 式(6)、及び(7)で求めた画像のエッジを
さらに次式(26)、及び(27)により、エッジの大
きさと方向に変換して、エッジの大きさと方向を選択手
段22,42に出力することも可能である。 s(i,j)=(sh (i,j)2 +sv (i,j)2 )1/2 ・・・(26) θ(i,j)=arctan(sh (i,j)/sh (i,j)) ・・・(27) (2) 式(26)、及び(27)のような2次元のエ
ッジの大きさ、及び方向が符号化手段24に入力された
場合に、符号化手段24では、エッジの大きさのみを符
号化方法で符号化し出力することもできる。
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (1) 式(6)、及び(7)で求めた画像のエッジを
さらに次式(26)、及び(27)により、エッジの大
きさと方向に変換して、エッジの大きさと方向を選択手
段22,42に出力することも可能である。 s(i,j)=(sh (i,j)2 +sv (i,j)2 )1/2 ・・・(26) θ(i,j)=arctan(sh (i,j)/sh (i,j)) ・・・(27) (2) 式(26)、及び(27)のような2次元のエ
ッジの大きさ、及び方向が符号化手段24に入力された
場合に、符号化手段24では、エッジの大きさのみを符
号化方法で符号化し出力することもできる。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1〜第6
の発明の画像符号化装置によれば、縦続するn(n≧1
の任意の正整数)段のスムージングフィルタと、エッジ
検出手段と、選択手段と、第1、第2の符号化手段と、
サンプリング手段と、多重化手段とを備えているので、
スムージング関数の制約を取り除くことができ、エッジ
情報の検出が簡単にでき、幅広く画像の符号化処理が実
現できるとともに、装置の構成を簡略にできる。第7〜
第9の発明の画像復号化装置によれば、分離手段と、第
1、第2の復号手段と、分配手段と、奇数タップ係数の
フィルタを有する波形合成手段と、補間手段と、ウェー
ブレット逆変換手段とを備えているので、高周波成分を
容易に復元することができ、装置の構成を簡略にするこ
とができる。さらに、ウェーブレット逆変換手段により
高周波成分、及び低周波成分に対して順次ウェーブレッ
ト逆変換することにより画像を復元するので、再生画像
の収束を判定する必要がなく高速にかつ正確に画像を復
元することができる。第10〜第12の発明の画像復号
化装置によれば、分離手段と、第1、第2の復号手段
と、分配手段と、偶数タップ係数のフィルタを有する波
形合成手段と、差分復元手段と、補間手段と、ウェーブ
レット逆変換手段とを備え、波形合成手段、及び差分復
元手段により高周波成分を容易に復元することができ、
装置の構成を簡略にすることができる。さらに、ウェー
ブレット逆変換手段により高周波成分、及び低周波成分
に対して順次ウェーブレット逆変換することにより画像
を復元するので、再生画像の収束を判定する必要がなく
高速にかつ正確に画像を復元することができる。第13
の発明の画像符号化復号化装置によれば、第1、または
第2の発明の画像符号化装置と、第7の発明の画像復号
化装置を備えているので、第1、または第2の発明、及
び第7の発明と同様の効果がある。第14の発明の画像
符号化復号化装置によれば、第3、または第4の発明の
画像符号化装置と、第10の発明の画像復号化装置を備
えているので、第3、または第4の発明、及び第10の
発明と同様の効果がある。
の発明の画像符号化装置によれば、縦続するn(n≧1
の任意の正整数)段のスムージングフィルタと、エッジ
検出手段と、選択手段と、第1、第2の符号化手段と、
サンプリング手段と、多重化手段とを備えているので、
スムージング関数の制約を取り除くことができ、エッジ
情報の検出が簡単にでき、幅広く画像の符号化処理が実
現できるとともに、装置の構成を簡略にできる。第7〜
第9の発明の画像復号化装置によれば、分離手段と、第
1、第2の復号手段と、分配手段と、奇数タップ係数の
フィルタを有する波形合成手段と、補間手段と、ウェー
ブレット逆変換手段とを備えているので、高周波成分を
容易に復元することができ、装置の構成を簡略にするこ
とができる。さらに、ウェーブレット逆変換手段により
高周波成分、及び低周波成分に対して順次ウェーブレッ
ト逆変換することにより画像を復元するので、再生画像
の収束を判定する必要がなく高速にかつ正確に画像を復
元することができる。第10〜第12の発明の画像復号
化装置によれば、分離手段と、第1、第2の復号手段
と、分配手段と、偶数タップ係数のフィルタを有する波
形合成手段と、差分復元手段と、補間手段と、ウェーブ
レット逆変換手段とを備え、波形合成手段、及び差分復
元手段により高周波成分を容易に復元することができ、
装置の構成を簡略にすることができる。さらに、ウェー
ブレット逆変換手段により高周波成分、及び低周波成分
に対して順次ウェーブレット逆変換することにより画像
を復元するので、再生画像の収束を判定する必要がなく
高速にかつ正確に画像を復元することができる。第13
の発明の画像符号化復号化装置によれば、第1、または
第2の発明の画像符号化装置と、第7の発明の画像復号
化装置を備えているので、第1、または第2の発明、及
び第7の発明と同様の効果がある。第14の発明の画像
符号化復号化装置によれば、第3、または第4の発明の
画像符号化装置と、第10の発明の画像復号化装置を備
えているので、第3、または第4の発明、及び第10の
発明と同様の効果がある。
【図1】本発明の第1の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】従来の画像符号化装置の機能ブロック図であ
る。
る。
【図3】従来の画像復号化装置の機能ブロック図であ
る。
る。
【図4】エッジ構造の説明図である。
【図5】本発明の第1の実施例の画像復号化装置の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図6】本発明の第2の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図7】本発明の第3の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図8】本発明の第3の実施例の画像復号化装置の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
【図9】本発明の第4の実施例の画像符号化装置の機能
ブロック図である。
ブロック図である。
20−i,50−i(i=1〜n) スムージ
ングフィルタ 21−i(i=1〜n),43 エッジ検
出手段 22,42,70 選択手段 23 サンプリ
ング手段 24,25 符号化手
段 26 多重化手
段 30 分離手段 31,32 復号手段 33 分配手段 34−i,60−i (i=1〜n) 波形合成
手段 35 補間手段 36−i(i=1〜n) ウェーブ
レット逆変換手段
ングフィルタ 21−i(i=1〜n),43 エッジ検
出手段 22,42,70 選択手段 23 サンプリ
ング手段 24,25 符号化手
段 26 多重化手
段 30 分離手段 31,32 復号手段 33 分配手段 34−i,60−i (i=1〜n) 波形合成
手段 35 補間手段 36−i(i=1〜n) ウェーブ
レット逆変換手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/41 B
Claims (12)
- 【請求項1】 画像の低周波数成分を取り出すフィルタ
を有するn(n≧1の任意の正整数)段の縦続するスム
ージングフィルタと、 前記各段のスムージングフィルタと同一の入力を有し、
画像のエッジ情報を検出するn段のエッジ検出手段と、 前記各段のエッジ検出手段の出力を選択する選択手段
と、 前記選択手段によって選択された画像のエッジ情報を符
号化する第1の符号化手段と、 前記最終段のスムージングフィルタにより出力された低
周波成分の画像をダウンサンプリングするサンプリング
手段と、 該ダウンサンプリングされた画像を符号化する第2の符
号化手段と、 前記第1の符号化手段によって符号化された画像のエッ
ジ情報と前記第2の符号化手段によって符号化された低
周波成分の画像を多重化する多重化手段とを、 備えたことを特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項2】 画像の低周波数成分を取り出すフィルタ
を有するn(n≧1の任意の正整数)段の縦続するスム
ージングフィルタと、 前記各段のスムージングフィルタの出力を選択する選択
手段と、 前記選択手段によって選択された画像のエッジ情報を検
出するエッジ検出手段と、 前記エッジ検出手段によって検出された画像のエッジ情
報を符号化する第1の符号化手段と、 前記最終段のスムージングフィルタから出力される低周
波成分の画像をダウンサンプリングするサンプリング手
段と、 該ダウンサンプリングされた低周波成分の画像を符号化
する第2の符号化手段と、 前記第1の符号化手段によって符号化された画像のエッ
ジ情報と前記第2の符号化手段によって符号化された低
周波成分の画像を多重化する多重化手段とを、 備えたことを特徴とする画像符号化装置。 - 【請求項3】 前記エッジ検出手段は、入力された画像
の注目画素の横方向または縦方向の隣接2画素の和と該
注目画素の2倍との差の絶対値が閾値よりも大きいもの
を該注目画素の横方向または縦方向のエッジとするよう
にしたことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に
記載の画像符号化装置。 - 【請求項4】 前記スムージングフィルタは、偶対称の
低域通過フィルタであることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項に記載の画像符号化装置。 - 【請求項5】 符号化、及び多重化された画像信号をエ
ッジ情報と低周波成分とに分離する分離手段と、 前記分離手段により分離された画像のエッジ情報を復号
する第1の復号手段と、 前記分離手段により分離された画像の符号化された低周
波成分を復号する第2の復号手段と、 前記第1の復号手段により復号された画像のエッジ情報
をn(n≧1の任意の正整数)段に分配出力する分配手
段と、 分配されたn段の画像のエッジ情報をそれぞれ高周波成
分に合成するn段の奇数タップのフィルタ係数を有する
波形合成手段と、 前記第2の復号手段により復号された画像の低周波成分
を所定サイズにアップサンプリングする補間手段と、 前記各段の高周波成分、及び低周波成分に対して順次ウ
ェーブレット逆変換するn段の奇数タップのフィルタ係
数を有するウェーブレット逆変換手段とを、 備えたことを特徴とする画像復号化装置。 - 【請求項6】 前記波形合成手段は、画像の各エッジ点
に対して、該各エッジ点の近傍において独立にウェーブ
レット逆変換手段によって元の画像が得られる高周波成
分を横方向または縦方向に合成し、前記近傍の重なりに
おいて前記合成された横方向または縦方向の高周波成分
を足し合わせて全体の横方向または縦方向の高周波成分
に合成することを特徴とする請求項5に記載の画像復号
化装置。 - 【請求項7】 前記波形合成手段は、偶対称の高域通過
フィルタを用い、 前記ウェーブレット逆変換手段は、偶対称の高域通過フ
ィルタ、及び偶対称の低域通過フィルタを用いることを
特徴とする請求項6記載の画像復号化装置。 - 【請求項8】 符号化、及び多重化された画像信号をエ
ッジ情報と低周波成分とに分離する分離手段と、 前記分離手段により分離された画像のエッジ情報を復号
する第1の復号手段と、 前記分離手段により分離された画像の符号化された低周
波成分を復号する第2の復号手段と、 前記第1の復号手段により復号された画像のエッジ情報
をn(n≧1の任意の正整数)段に分配出力する分配手
段と、 分配されたn段の画像のエッジ情報をそれぞれウェーブ
レット逆変換手段によって元の画像が得られる高周波成
分の差分に合成するn段の偶数タップのフィルタ係数を
有する波形合成手段と、 前記波形合成手段により合成された画像の高周波成分の
差分から累積加算によって高周波成分を復元する差分復
元手段と、 前記第2の復号手段により復号された画像の低周波成分
を所定サイズにアップサンプリングする補間手段と、 前記各段の高周波成分、及び低周波成分に対して順次ウ
ェーブレット逆変換するn段の偶数タップのフィルタ係
数を有するウェーブレット逆変換手段とを、 備えたことを特徴とする画像復号化装置。 - 【請求項9】 前記波形合成手段は、画像の各エッジ点
に対して、該各エッジ点の近傍において独立に高周波成
分の差分を横方向または縦方向に合成し、前記近傍の重
なりにおいて前記合成された横方向または縦方向の高周
波成分の差分を足し合わせて全体の横方向または縦方向
の高周波成分の差分に合成することを特徴とする請求項
8に記載の画像復号化装置。 - 【請求項10】 前記波形合成手段は、奇対称の高域通
過フィルタを用い、 前記ウェーブレット逆変換手段は、奇対称の高域通過フ
ィルタ、及び偶対称の低域通過フィルタを用いることを
特徴とする請求項9記載の画像復号化装置。 - 【請求項11】 請求項1または2記載の画像符号化装
置と、 請求項5記載の画像復号化装置とを、 備えたことを特徴とする画像符号化復号化装置。 - 【請求項12】 請求項1または2記載の画像符号化装
置と、 請求項8記載の画像復号化装置とを、 備えたことを特徴とする画像符号化復号化装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8130594A JPH07288807A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 画像符号化装置及び画像復号化装置 |
EP95302620A EP0679032B1 (en) | 1994-04-20 | 1995-04-20 | Image encoding and decoding method and apparatus using edge systhesis and inverse wavelet transform |
US08/425,990 US6226414B1 (en) | 1994-04-20 | 1995-04-20 | Image encoding and decoding method and apparatus using edge synthesis and inverse wavelet transform |
DE69536083T DE69536083D1 (de) | 1994-04-20 | 1995-04-20 | Gerät und Verfahren zur Kodierung und Dekodierung von Bildern unter Verwendung einer Kantensynthese und einer Wavelet-Rücktransformation |
EP04106165A EP1538843A3 (en) | 1994-04-20 | 1995-04-20 | Image Encoding and Decoding Method and Apparatus Using Edge Synthesis and Inverse Wavelet Transform |
US09/809,294 US6330367B2 (en) | 1994-04-20 | 2001-03-16 | Image encoding and decoding using separate hierarchical encoding and decoding of low frequency images and high frequency edge images |
US09/985,912 US6477279B2 (en) | 1994-04-20 | 2001-11-06 | Image encoding and decoding method and apparatus using edge synthesis and inverse wavelet transform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8130594A JPH07288807A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 画像符号化装置及び画像復号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07288807A true JPH07288807A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13742689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8130594A Pending JPH07288807A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 画像符号化装置及び画像復号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07288807A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8428364B2 (en) | 2010-01-15 | 2013-04-23 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Edge enhancement for temporal scaling with metadata |
WO2013157820A1 (ko) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 삼성전자 주식회사 | 고속 에지 검출을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 그 비디오 복호화 방법 및 장치 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP8130594A patent/JPH07288807A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8428364B2 (en) | 2010-01-15 | 2013-04-23 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Edge enhancement for temporal scaling with metadata |
WO2013157820A1 (ko) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | 삼성전자 주식회사 | 고속 에지 검출을 이용하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 그 비디오 복호화 방법 및 장치 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021015 |