JPH08317401A

JPH08317401A - 画像処理装置及び方法

Info

Publication number: JPH08317401A
Application number: JP11720295A
Authority: JP
Inventors: Koji Hirabayashi; 康二平林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】画像の性質に依存しない効率的な符号化を行
うと共に、画素値の予測方法を示す付加情報を必要とし
ない符号化を行う。【構成】所定の画素に対して符号化効率の予測を行う
第１予測手段と、前記第１予測手段により予測された結
果を複数個用いて符号化対象画素の符号化効率の予測を
行う第２予測手段と、前記第２の予測手段により予測さ
れた結果に応じて符号化対象画素を符号化する符号化手
段とを有することを特徴とする画像処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、符号化もしくは復号
化装置及び方法、及び画像処理装置及び方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多値画像の可逆符号化方式として
ＤＰＣＭ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｕｌｓｅＣｏ
ｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が広く知られている。一
般的なＤＰＣＭによる符号化は、符号化対象画素の周囲
にある符号化済の画素、すなわち左画素（これをａとす
る）、上画素（同様にｂ）、左斜め画素（同様にｃ）を
用いて符号化対象画素の予測値（平面予測）を例えば、
式（ａ＋ｂ−ｃ）を用いて算出し、これと符号化対象画
素値との差分を符号化するものである。

【０００３】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題を解
決するために、本願発明の請求項１における画像処理装
置は、所定の画素に対して符号化効率の予測を行う第１
予測手段と、前記第１予測手段により予測された結果を
複数個用いて符号化対象画素の符号化効率の予測を行う
第２予測手段と、前記第２の予測手段により予測された
結果に応じて符号化対象画素を符号化する符号化手段と
を有することを特徴とする。

【０００４】また、請求項５における画像処理装置は、
符号化対象画素以外の複数画素について、所定の画素と
の相関を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果
に基づき、符号化対象画素の符号化方法を決定する決定
手段と、前記決定手段により決定された符号化方法を用
いて符号化を行う符号化手段を有することを特徴とす
る。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】一般に、画像の部
分の多くは単調な輝度勾配によって形成されるため、前
述の符号化対象画素の予測によって符号化対象画素のか
なりの部分は精度良く予測され、符号化される。

【０００６】しかし、画素内における高周波部分、すな
わちエッジ部、細線部では、当然のことながら大きな予
測誤差を発生することになる。このような部分では平面
予測ではなく、エッジの方向や線の延長方向への一次元
予測の方が適する。

【０００７】このように、画素内の性質により最適な予
測の方法は異なってくる。最適予測方向は、画素毎に異
るものであるが、実際にその様な符号化を行おうとした
場合には、どの予測方法を用いたかを示す付加情報が加
わるため、符号化効率が悪くなってしまう。

【０００８】以上の様に、従来画素値が滑らかな勾配を
有する部分に対しても、エッジ部や細線部に対しても共
通に効率良く符号化する予測方法が無いという問題があ
った。

【０００９】また、複数の予測方法を選択的に用いて予
測符号化する際には、どの予測方法を選択したかを示す
ための付加情報が必要であり、符号化効率が悪いという
問題があった。そこで本願発明は、上記の問題を解決す
るために、画像の性質に依存しない効率的な符号化を行
うことを目的とし、更には画素値の予測方法を示す付加
情報を必要としない符号化方法を提供することを別の目
的とする。

【００１０】

【実施例】本願発明の第１の実施例である多値画像符号
化及び復号化装置の全体ブロック図を図１の（ａ）及び
（ｂ）に示す。

【００１１】はじめに符号化装置について説明する。

【００１２】図１の（ａ）において１はラインバッファ
であり、原画像を画像幅で３ライン保持するものであ
る。２は予測器、３は１と同じく３ラインのバッファで
あり、予測器２によって生成された予測結果のデータを
格納するものである。４は予測決定器であり、ラインバ
ッファ３に格納された予測結果を参照して、符号化対象
画素に対する予測方法を決定するものである。５は予測
器２と同様の予測器であるが、２は全ての予測方法を試
すのに対して５は４により指示された予測のみを行う点
で異なる。

【００１３】６は差分器であり、符号化対象画素と、予
測値の差分を取るものである。７は符号器で、差分値に
対し符号を割当てて出力するものである。

【００１４】次に符号化側の全体の動作について図１
（ａ）を用いて説明する。

【００１５】１０１から１０２を経て１０３への経路
は、単に予測のみを行う系であり、符号化時において、
符号化対象画素のひとつ手前の画素までの予測処理が終
了していれば良く、これよりも処理が早い分には構わな
い。

【００１６】まず１０１を通じて入力される画像データ
の３ライン分がラインバッファ１に格納される。３ライ
ンのうち一番下のラインが符号化ラインであり、その上
の２ラインは参照用として用いる。図４に本実施例で用
いる参照用ライン内の参照画素を示す。

【００１７】予測器２は、符号化対象画素を符号化する
際に参照する各参照画素につき、その周囲画素を用いて
後述する６種類の予測（画素値の相関計測）を行い、そ
れぞれに対し、予測誤差が所定の値より小さければ１
を、大きければ０を発生し、この結果をラインバッファ
３に書きこむ。これにより１画素に対し６ｂｉｔの予測
結果が発生することになる。

【００１８】次に、符号化時における符号化対象画素値
の予測方法を決定する際には、符号化画素の周囲６画素
（上記の予測処理が施された符号化済み画素）に相当す
る位置の予測結果がラインバッファ３から予測決定器４
に送られる。

【００１９】予測決定器４は、周囲画素の予測結果を、
後述する予測方法の決定に用い６種類の予測方法のうち
からどの方法を用いるかを決定する。この決定された予
測方法は予測器５に出力する。

【００２０】予測器５は予測決定器４から入力された方
法に従い、ラインバッファ１の符号化画素の周囲画素を
参照することにより一つの予測値を算出し、これを差分
器６に出力する。

【００２１】差分器６は、１０８を通じて入力された符
号化対象画素値から、１０７を通じて入力された予測値
を減じて差分値を生成し、この差分値を符号器７に出力
する。

【００２２】符号器７はこの差分値をハフマン符号化し
て出力する。以上で全体の動作の説明を終る。

【００２３】次に予測器２における予測の方法について
図２を用いて詳細に説明する。

【００２４】図２に示す様にラインバッファ１内の注目
画素とその周囲６画素（Ａ〜Ｆ）の画素値を用いる。こ
の時、注目画素とその周囲６画素との差分の絶対値が５
以下（画素のダイナミックレンジを０〜２５５とする）
の場合には“有効”とし、予測結果値１を、５以下でな
かったものは“無効”とし予測結果値０とする。

【００２５】これにより各々の注目画素に対し、６ｂｉ
ｔの予測結果値が発生する。この６ｂｉｔのデータは、
ラインメモリ３上の注目画素位置に対応するところに書
き込まれる。

【００２６】次に予測決定器４における予測方法を決定
する方法について図３を用いて詳細に説明する。

【００２７】図３に示す様にラインバッファ３内の符号
化画素に対応する位置の周囲６画素（符号化対象画素を
注目画素とした時のＡ〜Ｆに相当）の予測結果を用い
る。この予測結果をＲ₀ 〜Ｒ₅ とする。

【００２８】これらは予測器２の予測処理の時に発生し
た、Ｒ₀ 〜Ｒ₅ の各々が１×６ｂｉｔの予測結果値を有
するデータである。

【００２９】Ｒ_i （ｉは０〜５）に対するｊ番目の予測
結果の有効／無効を示す１ｂｉｔ予測結果値をＲ
_i（ｊ）とするとき、Ｒ₀ 〜Ｒ₅ の領域内でのｊ番目の
予測方法に対する評価値をＳ（ｊ）する。Ｓ（ｊ）は以
下の様に定義する。

【００３０】

【外１】

【００３１】ここでＰは方向重みパラメータであり、本
実施例ではＰ＝５とする。このときＳ（ｊ）の最大値を
与えるｊをもって予測方法のインデクスとする。予測決
定器４はこの値を予測器５に出力する。

【００３２】即ち、上記の式は、図４における＃０〜＃
５の領域について、全体的な画素値の相関を計測する式
であり、符号化対象画素の周囲の画素値の相関を計測す
ることができる。

【００３３】次に、予測器５の動作について図４を用い
て詳細に説明する。図４にラインバッファ１内の符号化
対象画素とその周囲画素の様子を示す。

【００３４】予測器５は予測決定器４から入力されたイ
ンデクスに従い予測値を出力する。例えばインデクスｊ
＝０が入力された時は、０番目の予測方法による予測値
である＃０の値を出力する。この値は差分器６に出力さ
れる。

【００３５】次に復号化装置について図１（ｂ）を用い
て説明する。

【００３６】図１（ｂ）において、８は復号器、９は加
算器であり、１０〜１４の系は、図１（ａ）の１〜５の
系と同様の構成である。

【００３７】図１（ａ）における符号器７から出力され
た符号化データは、１１１を通じて復号器８に入力され
復号化される。復号化された差分値データは、加算器９
で後述する予測器１４から出力された予測値に加算され
再生データとして１１３を通じて出力される。

【００３８】再生された復号化済データは、ラインバッ
ファ１０に格納される。

【００３９】予測器１１から予測器１４まで符号化装置
側と同様の操作が行われ、符号化装置側と同様に復号化
対象画素の予測値が予測器１４から出力される。この予
測値と前述の差分値データを加算器９において加算す
る。

【００４０】以上の本実施例における符号化時の予測に
用いる参照画素領域＃０〜＃５は、符号化対象画素の周
囲画素に限らず、他の画面の画素を参照画素として用い
る様な応用も可能である。例えば動画における異なる時
間に表示される画面内の画素を用いて、符号化対象画素
の符号化方法予測を行っても良い。また、符号化方法に
ついては２値符号化、多値符号化のどちらでも良く、例
えばＪＢＩＧ方式の２値符号化にも応用できる。

【００４１】以上の様に本実施例では、各画素の予測方
法を適応的に切り換えることが可能であり、しかも予測
方法を決定する際に、符号化対象画素を用いることなく
符号化済の周囲画素を用いているので、予測方法を示す
付加情報を必要としない、よって効率の良い符号化が可
能となる。

【００４２】また予測決定器４で用いられた評価方法
は、エッジや線図形の予測に非常に有効であり、本実施
例の符号化方法の符号化効率を一段と高めるものであ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、画像の
性質に依存しない効率的な符号化を行うことができ、更
には画素値の予測方法を示す付加情報を必要としない符
号化方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の画像符号化装置及び復号化装置。

【図２】図１における予測器２の説明に用いる図。

【図３】図１における予測決定器４の説明に用いる図。

【図４】図１における予測器５の説明に用いる図。

【符号の説明】

１ラインバッファ（原画用）２予測器３ラインバッファ（予測結果用）４予測決定器５予測器６差分器７符号器

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【手続補正書】

【提出日】平成７年７月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】削除

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】削除

【提出日】平成７年７月１９日

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題を解
決するために、本願発明の請求項１における画像処理装
置は、所定の画素に対して符号化効率の予測を行う第１
予測手段と、前記第１予測手段により予測された結果を
複数個用いて符号化対象画素の符号化効率の予測を行う
第２予測手段と、前記第２予測手段により予測された結
果に応じて符号化対象画素を符号化する符号化手段とを
有することを特徴とする。また、請求項５における画像
処理装置は、符号化対象画素以外の複数画素について、
所定の画素との相関を計測する計測手段と、前記計測手
段の計測結果に基づき、符号化対象画素の符号化方法を
決定する決定手段と、前記決定手段により決定された符
号化方法を用いて符号化を行う符号化手段を有すること
を特徴とする。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年３月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】画像処理装置及び方法

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データの符号化、
復号化を行う画像処理装置及び方法に関するものであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の画素に対して符号化効率の予測を
行う第１予測手段と、前記第１予測手段により予測された結果を複数個用いて
符号化対象画素の符号化効率の予測を行う第２予測手段
と、前記第２の予測手段により予測された結果に応じて符号
化対象画素を符号化する符号化手段とを有することを特
徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記所定の画素は、前記符号化対象画素
以外の画素であり、該符号化対象の画素の周囲の符号化
済画素であることを特徴とする請求項１に記載の画像処
理装置。
【請求項３】前記第１予測手段による予測は、前記所
定の画素と、前記所定の画素が符号化される前に符号化
される複数の周囲画素との差分の大きさを複数個算出
し、算出された結果により前記符号化効率の予測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】所定の画素に対して符号化効率を予測す
る第１予測を行い、第１予測の結果を用いて符号化対象
画素の符号化効率を予測する第２予測を行い、第２予測の結果に応じて符号化対象画素を符号化するこ
とを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】符号化対象画素以外の複数画素につい
て、所定の画素との相関を計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づき、符号化対象画素の符
号化方法を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された符号化方法を用いて符号
化を行う符号化手段を有することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項６】前記計測手段による計測に用いる前記所
定の画素は、前記複数の画素の各々における該各々の画
素以前に符号化される周囲画素であり、前記複数画素は、前記符号化対象画素における該符号化
対象画素以前に符号化される周囲画素であることを特徴
とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】前記相関は、互いの画素値の差分値をと
ることにより計測することを特徴とする請求項５に記載
の画像処理装置。
【請求項８】前記決定手段による決定には、前記計測
結果を複数個用いることを特徴とする請求項５に記載の
画像処理装置。
【請求項９】前記符号化手段による符号化には、差分
符号化を用いることを特徴する請求項１及び請求項５に
記載の画像処理装置。
【請求項１０】前記決定手段は、符号化の際に参照す
る画素の選択方法を決定することを特徴とする請求項５
に記載の画像処理装置。
【請求項１１】注目画素以外の複数画素の夫々につい
て、その相関方向を夫々検出し、当該検出結果に応じて
前記注目画素を符号化することを特徴とする画像符号化
方法。
【請求項１２】所定の画素に対して符号化効率の予測
を行う第１予測手段と、前記第１予測手段により予測された結果を複数個用いて
復号化対象画素の符号化効率の予測を行う第２予測手段
と、前記第２の予測手段により予測された結果に応じて復号
化対象画素を復号化する復号化手段とを有することを特
徴とする画像処理装置。
【請求項１３】所定の画素に対して符号化効率を予測
する第１予測を行い、第１予測の結果を用いて復号化対
象画素の符号化効率を予測する第２予測を行い、第２予測の結果に応じて復号化対象画素を復号化するこ
とを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】復号化対象画素以外の複数画素につい
て、所定の画素との相関を計測する計測手段と、前記計測手段の結果に基づき、復号化対象画素の復号化
方法を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された復号化方法を用いて復号
化を行う復号化手段を有することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項１５】復号化対象画素以外の複数画素につい
て、所定の画素との相関を計測し、計測された結果に基づき復号化対象画素の復号化方法を
決定し、決定された復号化方法を用いて復号化を行うことを特徴
とする画像処理方法。