JPH08149311A - 符号化装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生画像におけるブロックテクスチャの発生
を抑えて、画像の品位低下を防ぐことができる符号化装
置およびその方法を提供する。 【構成】 ブロック切出器2は、フレームメモリ1に格納
された画像から、4×4，8×4，4×8，8×8画素の何れか
のブロックを切出す。平均値算出器4は切出されたブロ
ックの画素の平均値（直流成分）を求め、平均値符号器
6はその平均値を符号化する。ブロック切出器3は、フレ
ームメモリ1に格納された画像から、8×8画素のブロッ
クを切出す。切出されたブロックの画素はDCT器5により
DCTが施され、直流成分をのぞくDCT係数は符号器7によ
って符号化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は符号化装置およびその方
法に関し、例えば、画像を符号化する符号化装置および
その方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル画像の符号化には、様々な方
式が用いられている。とくに、画像を複数のブロックに
分割して、各ブロックに対して直交変換符号化を行う方
式は、多値自然画像の符号化において一般的な手法とな
っている。国際標準となったITU-T勧告H261や、JPEG方
式，MPEG方式も、やはり直交交換であるDCT(Discrete C
osine Tromsform)を用いたブロック符号化方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、次のような問題点があった。

【０００４】上述した符号化方式は、何れも、所定の量
子化ステップで直交変換係数を直線量子化するものであ
る。この方法を用いた場合、各変換係数ごとに量子化誤
差が発生し、復号された画像上には全変換係数からの誤
差が蓄積される。各変換係数における誤差の平均値は零
であるが、周波数によりその分散が異なるため、その総
計が零に近付くことはない。一般的に、画像の低周波成
分ほど振幅が大きいため、復号された画像上の誤差は、
大きな振幅をもつ低周波成分（直流を含む）の誤差が支
配的になる。このため、充分小さいとは言いがたい量子
化ステップによって符号化された画像には、明らかなブ
ロックテクスチャが現れ、これが画像の品位を低下させ
る要因になっている。

【０００５】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、再生画像におけるブロックテクスチャの発生
を抑えて、画像の品位低下を防ぐことができる符号化装
置およびその方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明は、前記の目的を達成する一手段とし
て、以下の構成を備える。

【０００７】本発明にかかる符号化装置は、入力された
画像を複数の方法でブロック化する分割手段と、前記分
割手段から出力されたブロックから所定の周波数成分を
抽出する抽出手段と、前記抽出手段から出力された周波
数成分を符号化する符号化手段とを有することを特徴と
する。

【０００８】また、入力された画像を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された画像を第一の分割方法で
複数の画素からなるブロックに分割する第一の分割手段
と、前記第一の分割手段によって分割されたブロックに
含まれる画素の平均値に基づいてそのブロックを符号化
する第一の符号化手段と、前記記憶手段に記憶された画
像を第二の分割方法で複数の画素からなるブロックに分
割する第二の分割手段と、前記第二の分割手段によって
分割されたブロックに含まれる画素の直交変換係数を符
号化する第二の符号化手段とを有することを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明にかかる符号化方法は、入力
された画像を複数の方法でブロック化する分割ステップ
と、前記分割ステップで得たブロックから所定の周波数
成分を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップで得
た周波数成分を符号化する符号化ステップとを有するこ
とを特徴とする。

【００１０】また、入力された画像を記憶手段に記憶す
る記憶ステップと、前記記憶手段に記憶された画像を第
一の分割方法で複数の画素からなるブロックに分割する
第一の分割ステップと、前記第一の分割ステップで分割
したブロックに含まれる画素の平均値に基づいてそのブ
ロックを符号化する第一の符号化ステップと、前記記憶
手段に記憶された画像を第二の分割方法で複数の画素か
らなるブロックに分割する第二の分割ステップと、前記
第二の分割ステップで分割したブロックに含まれる画素
の直交変換係数を符号化する第二の符号化ステップとを
有することを特徴とする。

【００１１】

【実施例】以下、本発明にかかる一実施例の符号化装置
を図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図1は本発明にかかる一実施例の符号化装
置を備えた静止画像圧縮符号器の概念図である。

【００１３】同図において、1はこれから符号化する画
像格納用のフレームメモリ、2は後述する第一のブロッ
ク分割を行うブロック切出器、3は後述する第二のブロ
ック分割を行うブロック切出器、4は平均値算出器、5は
DCT器、6は平均値符号器、7はDCT係数の交流成分を符号
化する符号器、8は符号データを蓄える記憶部である。

【００１４】ブロック切出器2は、フレームメモリ1に格
納された多値のディジタル画像から、順次、ブロックを
切出し、平均値算出器4へ送る。図2Aはこのときのブロ
ックを切出す様子を示す図で、最初に画像の左上角で4
×4画素を切出し、右方向へ進んで画像右端手前までは8
×4画素、右端で4×4画素、一段下って4×8画素、以降
右端手前までは8×8画素、右端で4×4画素、また一段下
って4×8画素、…、最後に画像の右下で4×4画素という
ようにブロックを切出す。

【００１５】このようにして、順次、切出されたブロッ
クは平均値算出器4へ入力され、ブロックごとに画素の
平均値が算出される。得られた平均値は平均値符号器6
へ入力される。平均値符号器6は、直前の平均値AV(n-1)
を記憶していて、入力された平均値AV(n)との差分を求
め、その差分値にハフマン符号を割当てて、一つのブロ
ックに対する動作を終了する。このようにして、一画面
分の平均値の符号化を終えた後、もしくは平行して、交
流成分の符号化が行われる。

【００１６】ブロック切出器3は、フレームメモリ1に格
納された画像から、順次、図2Bに示す8×8画素のブロッ
クを切出し、DCT器5へ送る。DCT器5は、入力された8×8
画素にDCTを施し、変換係数を符号器7へ入力する。符号
器7は、入力された直流分の変換係数を除いて、交流分
の変換係数を量子化し符号化する。

【００１７】このように、フレームメモリ1に格納され
た画像は、直流分の符号化用と交流分の符号化用に異な
る切出し方法でブロックに分割された後、それぞれ符号
化される。また、このようにして符号化された画像は、
直流成分と交流成分が復号され、それぞれ符号化時に切
出された方法に従って再生されて、直流成分画像と交流
成分画像（負値を含む）になる。この二つの画像を足し
合わせることにより、元の画像が再生される。

【００１８】本実施例の符号化方法によれば、直流成分
符号化用のブロックと交流成分符号化用のブロックは、
その切出し位置が縦方向横方向ともに四画素ずつずれて
いるので、量子化ステップを大きくして狙い量子化を行
った場合でも、再生された画像に発生するブロックテク
スチャは4×4画素単位になり、画像の品位を向上するこ
とができる。

【００１９】

【第2実施例】以下、本発明にかかる第2実施例の符号化
装置を説明する。なお、第2実施例において、第1実施例
と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳
細説明を省略する。

【００２０】図3は本発明にかかる第2実施例の符号化装
置を備えた静止画像圧縮符号器の概念図である。

【００２１】同図において、9は後述する第三のブロッ
ク分割を行うブロック切出器、10は後述する第四のブロ
ック分割を行うブロック切出器、11はDCT変換における
図5に示す基底Bとの内積をとるフィルタ、12はDCT変換
における図5に示す基底Cとの内積をとるフィルタ、13お
よび14はフィルタ出力符号器、15はランレングス符号器
である。

【００２２】ブロック切出器2は、図2Aに示した方法
（切出されるブロックは4×4，8×4，4×8，8×8の何れ
か）に従って、フレームメモリ1に格納された画像か
ら、順次、ブロックを切出す。切出されたブロックは、
前述したように直流成分の符号に変換される。

【００２３】次に、ブロック切出器9は、図4Aに示す切
出し方法（切出されるブロックは2×2，8×2，2×8，8
×8の何れか）に従って、フレームメモリ1に格納された
画像から、順次、ブロックを切出す。切出されたブロッ
クは、フィルタ11により図5に示すDCT係数の基底Bとの
内積がとられ、その内積値はフィルタ出力符号器13によ
り符号化される。

【００２４】次に、ブロック切出器10は、図4Bに示す切
出し方法（切出されるブロックは6×6，8×6，6×8，8
×8の何れか）に従って、フレームメモリ1に格納された
画像から、順次、ブロックを切出す。切出されたブロッ
クは、フィルタ12により図5に示すDCT係数の基底Cとの
内積がとられ、その内積値はフィルタ出力符号器14によ
り符号化される。

【００２５】最後に、ブロック切出器3は、図2Bに示し
た方法（切出されるブロックは8×8）に従って、順次、
ブロックを切出す。切出されたブロックの画素はDCT器5
によりDCTが施される。ランレングス符号器15は、図5の
基底A,B,Cをマスクして、DCT器5から出力された直交変
換係数を量子化し符号化する。なお、このときの符号化
はJPEGで用いられるものと同一である。

【００２６】このように、フレームメモリ1に格納され
た画像は、四つの周波数成分の符号化用に異なる切出し
方法でブロックに分割された後、それぞれ符号化され
る。また、このようにして符号化された画像は、四つの
周波数成分が復号され、それぞれ符号化時に切出された
方法に従って再生されて、四つの周波数成分画像にな
る。この四つの画像を足し合わせることにより、元の画
像が再生される。

【００２７】本実施例の符号化方法によれば、四つの周
波数成分符号化用のブロックは、その切出し位置が縦方
向横方向ともに二画素ずつずれているので、量子化ステ
ップを大きくして狙い量子化を行った場合でも、再生さ
れた画像に発生するブロックテクスチャは2×2画素単位
になり、画像の品位を向上することができる。

【００２８】以上説明したように、本実施例によれば、
周波数成分（もしくは周波数成分群）ごとに異なるブロ
ック境界を設け、それぞれを独立に符号化することによ
り、再生画像におけるブロックテクスチャの発生を抑え
ることができる。

【００２９】

【第3実施例】以下、本発明にかかる第3実施例の符号化
装置を説明する。なお、第3実施例において、第1実施例
と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳
細説明を省略する。

【００３０】図6は本発明にかかる第3実施例の符号化装
置を備えた動画像符号器の概念図である。

【００３１】同図において、21は第2実施例で説明した
符号器であるが、第2実施例におけるフレームメモリ1お
よび記憶部8は備えていない。22は復号器で、符号器21
から出力された符号を復号して画像を再生するものであ
る。

【００３２】24と25はそれぞれフレームメモリで、その
一方は過去に送信された画像（フレーム）を格納するた
めに用い、もう一方は符号器21が符号化中の画像（フレ
ーム）を略同時に復号した画像（フレーム）を格納する
ために用いる。二つのフレームメモリは、メモリコント
ローラ23の制御により、交互にこの役割を担うものであ
る。

【００３３】入力101を介して、これから符号化される
画像が入力されるとき、フレームメモリ24には前回符号
化された画像のローカルデコードイメージが入っている
ものとすると、メモリコントローラ23はフレームメモリ
24に格納された画像を読出し、加算器26において入力さ
れた画像データから読出された画像データが差引かれ、
符号器21にはその差分データが入力される。

【００３４】符号器21は、第2実施例で説明したのと同
様の符号化を行い、その符号データは、出力102を介し
て伝送路などへ出力されるとともに、復号器22へ入力さ
れる。復号器22は、入力された符号データを復号して、
再構成された差分データを加算器27へ出力する。加算器
27は、その差分データとフレームメモリ24から読出され
た画像データとを加算してローカルデコードイメージを
生成し、メモリコントローラ23を介して、フレームメモ
リ25に書込む。

【００３５】本実施例の動画像符号器によれば、圧縮率
を高くして伝送量や記憶量を低くするために、とくに大
きな量子化ステップを用いる動画像圧縮においても、ブ
ロックテクスチャを目立たせずに、好ましい視覚的印象
を与えることができる動画像の出力が可能になる。

【００３６】以上説明したように、本実施例によれば、
周波数成分（もしくは周波数成分群）ごとに異なるブロ
ック境界を設け、それぞれを独立に符号化することによ
り、再生画像におけるブロックテクスチャの発生を抑え
ることができるので、静止画・動画を問わず、好しい印
象の再生画像を得ることができる。とくに、大きな圧縮
率を必要とする動画像符号化において、大きな効果が期
待できる。

【００３７】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。

【００３８】また、本発明は、システムあるいは装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再生画像におけるブロックテクスチャの発生を抑えて、
画像の品位低下を防ぐ符号化装置およびその方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の符号化装置を備えた
静止画像圧縮符号器の概念図、

【図２Ａ】図1に示すブロック切出器2がブロックを切出
す様子を示す図、

【図２Ｂ】図1に示すブロック切出器3がブロックを切出
す様子を示す図、

【図３】本発明にかかる第2実施例の符号化装置を備え
た静止画像圧縮符号器の概念図、

【図４Ａ】図3に示すブロック切出器9がブロックを切出
す様子を示す図、

【図４Ｂ】図3に示すブロック切出器10がブロックを切
出す様子を示す図、

【図５】DCT係数の基底を示す図、

【図６】本発明にかかる第3実施例の符号化装置を備え
た動画像符号器の概念図である。

【符号の説明】

1 フレームメモリ 2,3 ブロック切出器 4 平均値算出器 5 DCT器 6 平均値符号器 7 符号器 8 記憶部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像を複数の方法でブロック
   化する分割手段と、 前記分割手段から出力されたブロックから所定の周波数
   成分を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段から出力された周波数成分を符号化する符
   号化手段とを有することを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 入力された画像を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された画像を第一の分割方法で複数
   の画素からなるブロックに分割する第一の分割手段と、 前記第一の分割手段によって分割されたブロックに含ま
   れる画素の平均値に基づいてそのブロックを符号化する
   第一の符号化手段と、 前記記憶手段に記憶された画像を第二の分割方法で複数
   の画素からなるブロックに分割する第二の分割手段と、 前記第二の分割手段によって分割されたブロックに含ま
   れる画素の直交変換係数を符号化する第二の符号化手段
   とを有することを特徴とする符号化装置。
3. 【請求項３】 前記第一の分割手段はn×n画素，m×n画
   素，n×m画素またはm×m画素の何れかのブロックを出力
   し、前記第二の分割手段はm×m画素のブロックを出力
   し、m=2nの関係であることを特徴とする請求項2に記載
   された符号化装置。
4. 【請求項４】 前記第二の符号化手段は直流成分を除く
   直交変換係数を符号化することを特徴とする請求項2に
   記載された符号化装置。
5. 【請求項５】 入力された画像を複数の方法でブロック
   化する分割ステップと、 前記分割ステップで得たブロックから所定の周波数成分
   を抽出する抽出ステップと、 前記抽出ステップで得た周波数成分を符号化する符号化
   ステップとを有することを特徴とする符号化方法。
6. 【請求項６】 入力された画像を記憶手段に記憶する記
   憶ステップと、 前記記憶手段に記憶された画像を第一の分割方法で複数
   の画素からなるブロックに分割する第一の分割ステップ
   と、 前記第一の分割ステップで分割したブロックに含まれる
   画素の平均値に基づいてそのブロックを符号化する第一
   の符号化ステップと、 前記記憶手段に記憶された画像を第二の分割方法で複数
   の画素からなるブロックに分割する第二の分割ステップ
   と、 前記第二の分割ステップで分割したブロックに含まれる
   画素の直交変換係数を符号化する第二の符号化ステップ
   とを有することを特徴とする符号化方法。