JPH09275565A - 画像ブロックマッチング方法及び画像符号化方法 - Google Patents

画像ブロックマッチング方法及び画像符号化方法

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JPH09275565A
JPH09275565A JP8435096A JP8435096A JPH09275565A JP H09275565 A JPH09275565 A JP H09275565A JP 8435096 A JP8435096 A JP 8435096A JP 8435096 A JP8435096 A JP 8435096A JP H09275565 A JPH09275565 A JP H09275565A
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rectangular
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Application number
JP8435096A
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English (en)
Inventor
Akifumi Arayashiki
明文 荒屋敷
Masakazu Oyamada
応一 小山田
Shinichi Hirata
晋一 平田
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二乗誤差演算の回数を軽減することで、処理
効率を向上できる画像ブロックマッチング方法及び画像
符号化方法を提供する。 【解決手段】 画像内のレンジブロック及び探索領域内
のドメインブロックの各々について、矩形ブロック内の
画像の特徴を表すパラメータを算出し、レンジブロック
のパラメータとドメインブロックのパラメータとが一致
した場合に、該レンジブロックと該ドメインブロックを
相似ブロックとする画像ブロックマッチング方法及び画
像符号化方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静止画像及び動画
像の圧縮等に用いられる画像ブロックマッチング方法及
び画像符号化方法に係り、特に処理速度を高速化した画
像ブロックマッチング方法及び画像符号化方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】動画像を圧縮符号化する方法の一つに、
動画像の動きを予測して予測した画像との誤差分を符号
化する動き補償予測の方法がある。そしてこの動き補償
予測において、動画像の動きを示す動きベクトルを検出
するために、画像内の一部の画像と相似する画像を前画
像の中で検出する方法として画像ブロックマッチング方
法がある。
【0003】また、静止画像又は動画像の1場面を圧縮
符号化する方法の一つとして、画像の構造的特徴である
自己相似性を利用して符号化する反復変換符号化(フラ
クタル符号化)がある。フラクタル符号化は、ある画像
を構成する一部の画像がその画像の縮小画像を組み合わ
せて構成されているという理論に基づく方法で、符号化
の際は、画像を構成する一部の画像を縮小及び回転した
画像と相似する画像を特定の範囲内で探索する必要があ
り、ここでも画像ブロックマッチング方法が用いられ
る。
【0004】この画像ブロックマッチング方法とは、1
画面の画像を一定の大きさの矩形ブロックに分割し、探
索対象となる矩形ブロック(以下、レンジブロックと呼
ぶ)に対して、任意に設定された探索領域から切り出し
た矩形ブロック(以下、ドメインブロックと呼ぶ)を比
較し、最も相似性の高いドメインブロックを探索して、
該レンジブロックと該ドメインブロックとの組を相似ブ
ロックとするものである。
【0005】そして、従来の画像ブロックマッチング方
法では、レンジブロックとドメインブロックとの比較の
方法としては、[数1]に示す二乗誤差SEが用いられ
ており、二乗誤差SEが最小となるドメインブロックと
レンジブロックとの組を相似ブロックとしている。
【0006】
【数1】
【0007】ここで、従来の画像ブロックマッチング方
法を実現する具体的な処理方法について図6を使って説
明する。図6は、従来の画像ブロックマッチング方法に
おける処理の流れを示すフローチャート図である。
【0008】従来の画像ブロックマッチング方法は、ま
ず二乗誤差の最小値を保持する変数MINを初期化し
(100)、レンジブロックの画素値を取り出す(10
2)。
【0009】そして、ドメインブロックとの比較処理と
して、探索領域内からドメインブロックの画素値を取り
出し(104)、レンジブロックとドメインブロックと
の二乗誤差SEを算出し(106)、算出した二乗誤差
SEが変数MINの値より大きいか判断し(108)、
二乗誤差SEが大きい場合(Yes)は、処理112に
進み、二乗誤差SEが大きくない場合(No)は、算出
した二乗誤差SEを変数MINに代入し(110)、レ
ンジブロックとドメインブロックの位置を記憶する(1
11)。
【0010】そして、ドメインブロックがまだあるか判
断し(112)、まだある場合(Yes)は処理104
に戻って次のドメインブロックについて処理を繰り返
し、ドメインブロックがもうない場合(No)は、レン
ジブロックがまだあるか判断し(114)、まだある場
合(Yes)は処理102に戻って次のレンジブロック
についてドメインブロックとの比較処理を繰り返し、レ
ンジブロックがもうない場合(No)は、記憶されてい
るレンジブロックとドメインブロックの位置を相似ブロ
ックの情報として出力し(116)、画像ブロックマッ
チング方法の処理を終了する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像ブロックマッチング方法では、1回の二乗誤差
演算で減算・乗算・加算が矩形ブロックの画素数分行わ
れ、更に1画面についてこの二乗誤差演算をレンジブロ
ック×ドメインブロックの数だけ繰り返すことになり、
演算量が膨大で、処理効率が悪いという問題点があっ
た。
【0012】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、二乗誤差演算の回数を軽減することで、処理効率を
向上できる画像ブロックマッチング方法及び画像符号化
方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、画像ブロックマッ
チング方法において、画像を特定の大きさの矩形ブロッ
クに分割し、前記分割された複数の矩形ブロックの内、
1又は複数の特定の矩形ブロックをレンジブロックと
し、前記画像における探索領域内の矩形ブロックをドメ
インブロックとし、前記レンジブロック及び前記ドメイ
ンブロックについて、各々の矩形ブロック内の画像の特
徴をパラメータとして算出しておき、前記レンジブロッ
クのパラメータと前記ドメインブロックのパラメータと
を比較し、前記比較した各々のパラメータが最初に一致
するレンジブロックとドメインブロックとを相似するブ
ロックとすることを特徴としており、二乗誤差演算を行
わずに相似するブロックを探索できる。
【0014】上記従来例の問題点を解決するための請求
項2記載の発明は、画像ブロックマッチング方法におい
て、画像を特定の大きさの矩形ブロックに分割し、前記
分割された複数の矩形ブロックの内、1又は複数の特定
の矩形ブロックをレンジブロックとし、前記画像におけ
る探索領域内の矩形ブロックをドメインブロックとし、
前記レンジブロック及び前記ドメインブロックについ
て、各々の矩形ブロック内の画像の特徴をパラメータと
して算出しておき、前記レンジブロックのパラメータと
前記ドメインブロックのパラメータとを比較し、前記比
較した各々のパラメータが一致する場合に、当該レンジ
ブロックと当該ドメインブロックとから相対位置を算出
し、前記相対位置が最小となるレンジブロックとドメイ
ンブロックとを相似するブロックとすることを特徴とし
ており、二乗誤差演算を行わずに、ある程度のマッチン
グ精度を保持しながら、簡単な処理で相似するブロック
を探索できる。
【0015】上記従来例の問題点を解決するための請求
項3記載の発明は、画像ブロックマッチング方法におい
て、画像を特定の大きさの矩形ブロックに分割し、前記
分割された複数の矩形ブロックの内、1又は複数の特定
の矩形ブロックをレンジブロックとし、前記画像におけ
る探索領域内の矩形ブロックをドメインブロックとし、
前記レンジブロック及び前記ドメインブロックについ
て、各々の矩形ブロック内の画像の特徴をパラメータと
して算出しておき、前記レンジブロックのパラメータと
前記ドメインブロックのパラメータとを比較し、前記比
較した各々のパラメータが一致する場合に、当該レンジ
ブロックの画素値と当該ドメインブロックの画素値とか
ら二乗誤差を算出し、前記二乗誤差が最小となるレンジ
ブロックとドメインブロックとを相似するブロックとす
ることを特徴としており、相似するブロックの探索過程
における二乗誤差演算の回数を軽減できる。
【0016】上記従来例の問題点を解決するための請求
項4記載の発明は、請求項1記載の画像ブロックマッチ
ング方法において、パラメータが、矩形ブロック内の画
素値を2値化し、前記2値化した画素値をビットとして
1次元に並べ、16進数値又は10進数値にした値であ
ることを特徴としており、ある程度のマッチング精度を
保ちながら、簡素化されたパラメータで相似するブロッ
クを探索できる。
【0017】上記従来例の問題点を解決するための請求
項5記載の発明は、請求項2記載の画像ブロックマッチ
ング方法において、パラメータが、矩形ブロック内の画
素値を2値化し、前記2値化した画素値をビットとして
1次元に並べ、16進数値又は10進数値にした値であ
ることを特徴としており、ある程度のマッチング精度を
保ちながら、簡素化されたパラメータで相似するブロッ
クを探索できる。
【0018】上記従来例の問題点を解決するための請求
項6記載の発明は、請求項3記載の画像ブロックマッチ
ング方法において、パラメータが、矩形ブロック内の画
素値を2値化し、前記2値化した画素値をビットとして
1次元に並べ、16進数値又は10進数値にした値であ
ることを特徴としており、ある程度のマッチング精度を
保ちながら、簡素化されたパラメータで二乗誤差演算を
行うべきレンジブロックとドメインブロックとを抽出で
きる。
【0019】上記従来例の問題点を解決するための請求
項7記載の発明は、請求項1記載の画像ブロックマッチ
ング方法において、パラメータが、矩形ブロック内の画
素値を2値化し、前記2値化した画素値の0の数又は1
の数であることを特徴としており、簡単な演算で求めた
簡素化されたパラメータで相似するブロックを探索でき
る。
【0020】上記従来例の問題点を解決するための請求
項8記載の発明は、請求項2記載の画像ブロックマッチ
ング方法において、パラメータが、矩形ブロック内の画
素値を2値化し、前記2値化した画素値の0の数又は1
の数であることを特徴としており、簡単な演算で求めた
簡素化されたパラメータで相似するブロックを探索でき
る。
【0021】上記従来例の問題点を解決するための請求
項9記載の発明は、請求項3記載の画像ブロックマッチ
ング方法において、パラメータが、矩形ブロック内の画
素値を2値化し、前記2値化した画素値の0の数又は1
の数であることを特徴としており、簡単な演算で求めた
簡素化されたパラメータで二乗誤差演算を行うレンジブ
ロックとドメインブロックとを抽出できる。
【0022】上記従来例の問題点を解決するための請求
項10記載の発明は、請求項4又は請求項7記載の画像
ブロックマッチング方法において、矩形ブロック内の画
素値の2値化を、前記画素値の平均値又は中間値を用い
て2値化することを特徴としており、簡単な計算でパラ
メータを算出できる。
【0023】上記従来例の問題点を解決するための請求
項11記載の発明は、請求項5又は請求項8記載の画像
ブロックマッチング方法において、矩形ブロック内の画
素値の2値化を、前記画素値の平均値又は中間値を用い
て2値化することを特徴としており、簡単な計算でパラ
メータを算出できる。
【0024】上記従来例の問題点を解決するための請求
項12記載の発明は、請求項6又は請求項9記載の画像
ブロックマッチング方法において、矩形ブロック内の画
素値の2値化を、前記画素値の平均値又は中間値を用い
て2値化することを特徴としており、簡単な計算でパラ
メータを算出できる。
【0025】上記従来例の問題点を解決するための請求
項13記載の発明は、画像符号化方法において、請求項
1又は請求項4又は請求項7又は請求項10記載の画像
ブロックマッチング方法を、フラクタル符号化における
相似領域探索に用いたことを特徴としており、二乗誤差
演算を行わずに簡単な処理でフラクタル符号化における
画像ブロックマッチングを実現できる。
【0026】上記従来例の問題点を解決するための請求
項14記載の発明は、画像符号化方法において、請求項
1又は請求項4又は請求項7又は請求項10記載の画像
ブロックマッチング方法を、動画像符号化における動き
領域探索に用いたことを特徴としており、二乗誤差演算
を行わずに簡単な処理で動画像符号化における画像ブロ
ックマッチングを実現できる。
【0027】上記従来例の問題点を解決するための請求
項15記載の発明は、画像符号化方法において、請求項
2又は請求項5又は請求項8又は請求項11記載の画像
ブロックマッチング方法を、フラクタル符号化における
相似領域探索に用いたことを特徴としており、二乗誤差
演算を行わずにある程度の精度を保持しながら簡単な処
理でフラクタル符号化における画像ブロックマッチング
を実現できる。
【0028】上記従来例の問題点を解決するための請求
項16記載の発明は、画像符号化方法において、請求項
2又は請求項5又は請求項8又は請求項11記載の画像
ブロックマッチング方法を、動画像符号化における動き
領域探索に用いたことを特徴としており、二乗誤差演算
を行わずにある程度の精度を保持しながら簡単な処理で
動画像符号化における画像ブロックマッチングを実現で
きる。
【0029】上記従来例の問題点を解決するための請求
項17記載の発明は、画像符号化方法において、請求項
3又は請求項6又は請求項9又は請求項12記載の画像
ブロックマッチング方法を、フラクタル符号化における
相似領域探索に用いたことを特徴としており、フラクタ
ル符号化における二乗誤差演算の回数を軽減できる。
【0030】上記従来例の問題点を解決するための請求
項18記載の発明は、画像符号化方法において、請求項
3又は請求項6又は請求項9又は請求項12記載の画像
ブロックマッチング方法を、動画像符号化における動き
領域探索に用いたことを特徴としており、動画像符号化
における二乗誤差演算の回数を軽減できる。
【0031】
【発明の実施の形態】請求項に係る発明について、その
実施の形態を図面を参照しながら説明する。本発明に係
る第1の画像ブロックマッチング方法は、画像内のレン
ジブロック及び探索領域内のドメインブロックの各々に
ついて、矩形ブロック内の画像の特徴を表すパラメータ
を算出して記憶し、レンジブロックのパラメータとドメ
インブロックのパラメータとを比較し、比較したパラメ
ータが一致した場合に、該レンジブロックと該ドメイン
ブロックの相対位置を算出し、相対位置が最小である該
レンジブロックと該ドメインブロックを相似するブロッ
クとするものなので、画像ブロックマッチングの処理効
率を向上できるものであり、第1の画像ブロックマッチ
ング方法を用いた画像符号化方法は、画像符号化全体の
処理効率が向上できる。
【0032】まず、本発明に係る第1の画像ブロックマ
ッチング方法を実現する装置(第1の装置)の概略構成
について、図1を使って説明する。図1は、本発明に係
る第1の画像ブロックマッチング方法を実現する装置の
概略構成ブロック図である。尚、図1では、同一画像の
中から互いに相似するブロックの組(相似ブロック)を
探索する場合を示している。
【0033】本発明に係る第1の装置は、基本的には原
画像メモリ1と、ワークメモリ2と、ブロックマッチン
グ処理部3とから構成されており、ワークメモリ2の内
部には、レンジパラメータエリア2aと、ドメインパラ
メータエリア2bと、最小値変数(MIN)2cが設け
られている。
【0034】次に、本装置の各部について具体的に説明
する。原画像メモリ1は、相似ブロックの探索対象とな
る原画像の画像データを記憶する記憶部である。ワーク
メモリ2は、相似ブロックを探索する過程で一時的にデ
ータを記憶するエリアである。
【0035】レンジパラメータエリア2aは、原画像内
の1つ又は複数のレンジブロックの位置情報とそれに対
応するパラメータとを対応付けて記憶するエリアであ
る。ドメインパラメータエリア2bは、原画像内の複数
のドメインブロックの位置情報とそれに対応するパラメ
ータとを対応付けて記憶するエリアである。尚、パラメ
ータについての詳細は、後述する。最小値変数(MI
N)2cは、相対位置の最小値を記憶するエリアであ
る。
【0036】ブロックマッチング処理部3は、相似ブロ
ックの探索を行うブロックマッチング処理を行い、最も
相似性の高いレンジブロックとドメインブロックとの組
を相似ブロックとして、その相似ブロックの位置情報を
出力するもので、その内容は大きくパラメータ算出処理
と相似ブロック探索処理とに分けられる。尚、ブロック
マッチング処理部3から出力される相似ブロックの情報
が画像符号化方法に応じて利用されるようになってい
る。
【0037】ここで、パラメータ算出処理とは原画像を
特定の大きさの矩形ブロック(例えば、4×4ピクセル
(画素))に分割し、予め選択された探索対象の矩形ブ
ロックであるレンジブロックと、被探索対象の矩形ブロ
ックであるドメインブロックとに分けて、各矩形ブロッ
クに対するパラメータの算出を行う処理である。
【0038】また、相似ブロック探索処理は、パラメー
タ算出処理で算出されたレンジブロックのパラメータ
と、ドメインブロックのパラメータとを比較することに
よって、互いに最も相似であるレンジブロックとドメイ
ンブロックとの組を探索して抽出する処理である。
【0039】ここで、パラメータとは、矩形ブロック内
の画像の特徴を端的に表すことができる値で、パラメー
タの算出方法としては、例えば、まず矩形ブロックを構
成する各画素値を2値化し、次に2値化された各画素を
1ビットとして、2次元のビットイメージを1次元のビ
ット列に変換し、そのビット列を特定の法則で数値化し
てパラメータとするようになっている。
【0040】矩形ブロックのパラメータを求める方法の
具体例について、図2を使って説明する。図2は、本発
明の第1の画像ブロックマッチング方法におけるパラメ
ータ算出処理の具体例を示す説明図である。本発明にお
けるパラメータ算出方法は、まず特定の大きさ(図2の
例では、4×4ピクセル)の矩形ブロックを構成する各
画素値を、それらの画素値の平均値又は中央値を境にし
て2値化する。図2の例では、図2(a)の矩形ブロッ
クを平均画素値127で2値化して図2(b)のように
なる。
【0041】そして、パラメータ化の第1の方法とし
て、2値化された値を順に1次元に並べると、図2
(c)に示す16ビットの数値となるので、以降はその
数値(0〜FFFFh)を図2(d)に示すようにパラ
メータとして取り扱う。尚、矩形ブロックが8×8ピク
セルの場合は、同様の方法で64ビットの数値が得られ
るが、4画素をまとめて2値化し、16ビットの数値を
パラメータとする方法もある。
【0042】また、パラメータ化の第2の方法として、
図2(b)に示す2値化した状態から、ビットがオンの
数又はオフの数をそのままパラメータとする方法もあ
る。図2の例では、ビットがオン(“1”)の数が6個
なので、図2(e)に示すようにパラメータを6とす
る。その結果、4×4ピクセルの矩形ブロックの場合は
0〜16の値が得られ、16×16ピクセルの矩形ブロ
ックの場合は0〜64の値が得られることになる。
【0043】本発明のパラメータ算出処理では、上記何
れかの方法を用いてレンジブロック及びドメインブロッ
クについてそれぞれパラメータを算出して、矩形ブロッ
クの位置情報と算出したパラメータとを対応付けてワー
クメモリ2のレンジパラメータエリア2a又はドメイン
パラメータエリア2bに格納するようになっている。
【0044】次に、本発明に係る第1の装置のブロック
マッチング処理部3における具体的な処理方法について
図3を使って説明する。図3は、本発明に係る第1のブ
ロックマッチング処理の流れのを示す概略フローチャー
ト図である。尚、図3では予め矩形ブロックの大きさ
と、レンジブロックの位置及びドメインブロックの位置
が決定されている場合の処理を示している。
【0045】本発明に係る第1の装置のブロックマッチ
ング処理部3におけるブロックマッチング処理では、ま
ずパラメータ算出記憶処理を行い(200)、最小値変
数(MIN)2cを初期化する(202)。ここで、パ
ラメータ算出記憶処理は、原画像メモリ1からレンジブ
ロック及びドメインブロックの各矩形ブロックの画素値
を読み込んで2値化してパラメータを求め、ワークメモ
リ2のレンジパラメータエリア2a又はドメインパラメ
ータエリア2bに矩形ブロックの位置情報とパラメータ
とを対応付けて格納する処理である。
【0046】次に、レンジパラメータエリア2aからレ
ンジブロックの位置情報とパラメータとを1つ取り出し
(210)、次にドメインパラメータエリア2bからド
メインブロックの位置情報とパラメータとを1つ取り出
し(220)、2つのパラメータが一致するか判断し
(222)、パラメータが一致しない場合(No)は、
処理230に進み、パラメータが一致する場合(Ye
s)は、該レンジブロックと該ドメインブロックについ
て相対位置算出処理を行う(224)。
【0047】ここで、相対位置算出処理とは、該レンジ
ブロックと該ドメインブロックとの相対位置を、例えば
左上の画素間の距離を算出することによって求め、最小
値変数(MIN)2cを用いて相対位置がより小さいレ
ンジブロックとドメインブロックの位置を記憶していく
ようにする。
【0048】そして、ドメインパラメータエリア2bを
参照してドメインブロックがまだあるか判断し(23
0)、ドメインブロックがまだある場合(Yes)は、
処理220に戻って次にドメインブロックについて処理
を繰り返す。
【0049】一方、処理230において、ドメインブロ
ックがもう無い場合(No)は、レンジパラメータエリ
ア2aを参照してレンジブロックがまだあるか判断し
(232)、レンジブロックがまだある場合(Yes)
は、処理210に戻って次にレンジブロックについての
処理を繰り返し、レンジブロックがもうない場合(N
o)は、記憶されているレンジブロックとドメインブロ
ックの位置を相似ブロックの情報として出力し(23
4)、ブロックマッチング処理を終了する。
【0050】本発明の第1の装置の動作は、相似ブロッ
クの探索対象となう画像の画像データが原画像メモリ1
に記憶され、ブロックマッチング処理部3で矩形ブロッ
ク毎にパラメータが算出されて、矩形ブロックの位置情
報と算出されたパラメータとがレンジパラメータエリア
2a又はドメインパラメータエリア2bに記憶される。
【0051】そして、レンジパラメータエリア2aのパ
ラメータとドメインパラメータエリア2bのパラメータ
とを比較して一致した場合に、レンジブロックとドメイ
ンブロックとの相対位置を算出し、相対位置が最小であ
るレンジブロックとドメインブロックの位置情報が相似
ブロックの情報として外部に出力されるようになってい
る。
【0052】本発明の第1の画像ブロックマッチング方
法によれば、全てのレンジブロック及びドメインブロッ
クのパラメータを算出して記憶し、パラメータが一致す
るレンジブロック及びドメインブロックについて相対位
置を算出して、相対位置が最小となるレンジブロックと
ドメインブロックの組を相似ブロックとするものである
ので、簡単な演算で相似ブロックを探索でき、その結果
処理速度を向上できる効果がある。
【0053】また、本発明の第1の画像ブロックマッチ
ング方法によれば、矩形ブロックを構成する各画素値を
2値化し、それを数値化したパラメータでマッチング処
理を行うので、簡単に扱える数値でマッチング処理を行
うことができ、処理速度を向上できる効果がある。
【0054】更に、本発明の第1の画像ブロックマッチ
ング方法を、フラクタル符号化における相似領域探索に
使用すれば、フラクタル符号化における処理の大半を占
める画像ブロックマッチング処理が高速化され、フラク
タル符号化処理全体の効率が大幅に向上する効果があ
る。
【0055】また、本発明の第1の画像ブロックマッチ
ング方法を、動画像符号化における動き補償のための動
き領域探索に使用すれば、画像ブロックマッチング処理
が高速化され、動画像符号化処理全体の効率が向上する
効果がある。
【0056】尚、本発明の第1の画像ブロックマッチン
グ方法について、多少マッチング精度を犠牲にしても、
更に効率を向上させる方法として、画像内のレンジブロ
ック及び探索領域内のドメインブロックの各々につい
て、矩形ブロック内の画像の特徴を表すパラメータを算
出して記憶し、レンジブロックのパラメータとドメイン
ブロックのパラメータとを比較し、比較したパラメータ
が最初に一致した該レンジブロックと該ドメインブロッ
クを相似するブロックとする方法もある。
【0057】次に、請求項に係る発明について、その第
2の実施の形態を図面を参照しながら、第1の実施の形
態と異なる部分を中心に説明する。本発明に係る第2の
画像ブロックマッチング方法は、第1の方法と同様に画
像内のレンジブロック及びドメインブロックの各々につ
いてパラメータを算出して記憶し、レンジブロックのパ
ラメータとドメインブロックのパラメータとが一致した
場合のみ、該レンジブロックと該ドメインブロックとの
二乗誤差を計算し、二乗誤差が最小であるレンジブロッ
クとドメインブロックの組を相似ブロックとして出力す
るものなので、画像マッチングの精度をある程度保持し
ながら、画像ブロックマッチングの処理効率を向上でき
るものであり、第2の画像ブロックマッチング方法を用
いた画像符号化方法は、符号化精度をある程度保持しな
がら画像符号化全体の処理効率が向上できる。
【0058】まず、本発明に係る第2の画像ブロックマ
ッチング方法を実現する装置(第2の装置)の概略構成
は、図1に示した第1の装置と基本的には同様である
が、但しワークメモリ2内の最小値変数(MIN)2c
を相対位置ではなく二乗誤差の最小値を記憶する変数と
して用いることと、ブロックマッチング処理部3におけ
る処理内容が第1の装置とは異なっている。
【0059】第2の装置のブロックマッチング処理部3
は、第1の装置と同様に相似ブロックの探索を行い、最
も相似性の高いレンジブロックとドメインブロックとの
組を相似ブロックとして、その相似ブロックの位置情報
を出力するもので、その内容は大きくパラメータ算出処
理と相似ブロック探索処理とに分けられる。
【0060】そして、第2の装置のパラメータ算出処理
は、第1の装置と全く同様であるので、ここでは説明を
省略する。また、第2の装置の特徴部分である相似ブロ
ック探索処理は、パラメータ算出処理で算出されたレン
ジブロックのパラメータと、ドメインブロックのパラメ
ータとを比較し、一致した場合にのみパラメータに対応
するレンジブロックとドメインブロックの画素値につい
て二乗誤差を算出し、算出した二乗誤差が最小となるレ
ンジブロックとドメインブロックとの組を相似ブロック
として抽出する処理である。
【0061】次に、本発明に係る第2の装置のブロック
マッチング処理部3における具体的な処理方法について
図4、図5を使って説明する。図4は、本発明に係る第
2のブロックマッチング処理の流れを示す概略フローチ
ャート図であり、図5は、ブロックマッチング処理の中
の最小二乗誤差算出処理の流れを示すフローチャート図
である。尚、図4では予め矩形ブロックの大きさと、レ
ンジブロックの位置及びドメインブロックの位置が決定
されている場合の処理を示している。
【0062】本発明に係る第2の装置のブロックマッチ
ング処理部3におけるブロックマッチング処理では、ま
ずパラメータ算出記憶処理を行い(300)、最小値変
数(MIN)2cを初期化する(302)。尚、パラメ
ータ算出記憶処理は、第1の装置と全く同様である。
【0063】次に、レンジパラメータエリア2aからレ
ンジブロックの位置情報とパラメータとを1つ取り出し
(310)、次にドメインパラメータエリア2bからド
メインブロックの位置情報とパラメータとを1つ取り出
し(320)、2つのパラメータが一致するか判断し
(322)、一致しない場合(No)は、処理330に
進む。
【0064】そして、2つのパラメータが一致する場合
(Yes)は、最小二乗誤差算出処理を行い(32
4)、ドメインパラメータエリア2bを参照してドメイ
ンブロックがまだあるか判断し(330)、まだある場
合(Yes)は処理320に戻って次のドメインブロッ
クについて処理を繰り返し、ドメインブロックがもうな
い場合(No)は、レンジパラメータエリア2aを参照
してレンジブロックがまだあるか判断し(332)、ま
だある場合(Yes)は処理310に戻って次のレンジ
ブロックについてドメインブロックとの比較処理を繰り
返し、レンジブロックがもうない場合(No)は、記憶
されているレンジブロックとドメインブロックの位置を
相似ブロックの情報として出力し(334)、ブロック
マッチング処理を終了する。
【0065】そして、最小二乗誤差算出処理の内容は、
図5に示すように、原画像メモリ1から対応するレンジ
ブロックとドメインブロックの画素値を取り出し(40
0)、二乗誤差SEを算出し(402)、算出した二乗
誤差SEが変数MINの値より大きいか判断し(40
4)、二乗誤差SEが大きい場合(Yes)は、最小二
乗誤差算出処理を終了し、二乗誤差SEが大きくない場
合(No)は、算出した二乗誤差SEを変数MINに代
入し(410)、レンジブロックとドメインブロックの
位置を記憶する(412)。
【0066】本発明の第2の画像ブロックマッチング方
法によれば、全てのレンジブロック及びドメインブロッ
クのパラメータを算出して記憶し、パラメータが一致す
るレンジブロック及びドメインブロックについて二乗誤
差を算出して、二乗誤差が最小となるレンジブロックと
ドメインブロックの組を相似ブロックとするものである
ので、ある程度相似性があると判断されるレンジブロッ
クとドメインブロックの組についてのみ二乗誤差を算出
するので、マッチング精度をある程度保持しながら、負
荷の大きい二乗誤差の回数を軽減することにより、処理
速度を向上できる効果がある。
【0067】また、本発明の第2の画像ブロックマッチ
ング方法によれば、矩形ブロックを構成する各画素値を
2値化し、それを数値化したパラメータを算出し、パラ
メータが一致したレンジブロックとドメインブロックの
組についてのみ二乗誤差演算を行うので、簡単な処理で
二乗誤差演算を行うレンジブロックとドメインブロック
の組を選択でき、処理速度を向上できる効果がある。
【0068】更に、本発明の第2の画像ブロックマッチ
ング方法をフラクタル符号化における相似領域探索に使
用すれば、フラクタル符号化における処理の大半を占め
る画像ブロックマッチング処理が高速化され、符号化精
度をある程度保持しながら、フラクタル符号化処理の効
率が大幅に向上する効果がある。
【0069】また、本発明の第2の画像ブロックマッチ
ング方法を、動画像符号化における動き補償のための動
き領域探索に使用すれば、画像ブロックマッチング処理
が高速化され、動画像符号化処理全体の効率が向上する
効果がある。
【0070】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、画像を特
定の大きさの矩形ブロックに分割し、矩形ブロックの中
のレンジブロックとドメインブロックについて各々のパ
ラメータを算出しておき、パラメータが最初に一致する
レンジブロックとドメインブロックとを相似するブロッ
クとする画像ブロックマッチング方法としているので、
二乗誤差演算を行わずに簡単な処理で相似するブロック
を探索でき、処理効率を大幅に向上できる効果がある。
【0071】請求項2記載の発明によれば、画像を特定
の大きさの矩形ブロックに分割し、矩形ブロックの中の
レンジブロックとドメインブロックについて各々のパラ
メータを算出しておき、パラメータが一致するレンジブ
ロックとドメインブロックについて相対位置を算出し、
相対位置が最小となるレンジブロックとドメインブロッ
クとを相似するブロックとする画像ブロックマッチング
方法としているので、二乗誤差演算を行わずに、ある程
度のマッチング精度を保持しながら、簡単な処理で相似
するブロックを探索でき、処理効率を大幅に向上できる
効果がある。
【0072】請求項3記載の発明によれば、画像を特定
の大きさの矩形ブロックに分割し、矩形ブロックの中の
レンジブロックとドメインブロックについて各々のパラ
メータを算出しておき、パラメータが一致するレンジブ
ロックとドメインブロックについて二乗誤差を算出し、
二乗誤差が最小となるレンジブロックとドメインブロッ
クとを相似するブロックとする画像ブロックマッチング
方法としているので、相似するブロックの探索過程にお
ける二乗誤差演算の回数を軽減することにより、ある程
度のマッチング精度を保持しながら、処理効率を大幅に
向上できる効果がある。
【0073】請求項4,5,6記載の発明によれば、パ
ラメータが、矩形ブロック内の画素値を2値化し、2値
化した画素値をビットとして1次元に並べ、16進数値
又は10進数値にした値である請求項1又は請求項2又
は請求項3記載の画像ブロックマッチング方法としてい
るので、ある程度のマッチング精度を保ちながら、簡素
化されたパラメータで相似するブロック又は相対位置演
算,二乗誤差演算を行うべきブロックを探索でき、処理
効率を向上できる効果がある。
【0074】請求項7,8,9記載の発明によれば、パ
ラメータが、矩形ブロック内の画素値を2値化し、前記
2値化した画素値の0の数又は1の数である請求項1又
は請求項2又は請求項3記載の画像ブロックマッチング
方法としているので、簡単な演算で求めた簡素化された
パラメータで相似するブロック又は相対位置演算,二乗
誤差演算を行うべきブロックを探索でき、処理効率を向
上できる効果がある。
【0075】請求項10,11,12記載の発明によれ
ば、矩形ブロック内の画素値の2値化を、画素値の平均
値又は中間値を用いて2値化する請求項4又は請求項5
又は請求項6又は請求項7又は請求項8又は請求項9記
載の画像ブロックマッチング方法としているので、簡単
な計算でパラメータを算出でき、処理効率を向上できる
効果がある。
【0076】請求項13,14記載の発明によれば、請
求項1又は請求項4又は請求項7又は請求項10記載の
画像ブロックマッチング方法を、フラクタル符号化にお
ける相似領域探索又は動画像符号化における動き領域探
索に用いた画像符号化方法としているので、二乗誤差演
算を行わずに簡単な処理でフラクタル符号化又は動画像
符号化における画像ブロックマッチングを実現でき、画
像符号化全体の効率を向上できる効果がある。
【0077】請求項15,16記載の発明によれば、請
求項2又は請求項5又は請求項8又は請求項11記載の
画像ブロックマッチング方法を、フラクタル符号化にお
ける相似領域探索又は動画像符号化における動き領域探
索に用いた画像符号化方法としているので、二乗誤差演
算を行わずにある程度の精度を保持しながら簡単な処理
でフラクタル符号化又は動画像符号化における画像ブロ
ックマッチングを実現でき、画像符号化全体の効率を向
上できる効果がある。
【0078】請求項17,18記載の発明によれば、請
求項3又は請求項6又は請求項9又は請求項12記載の
画像ブロックマッチング方法を、フラクタル符号化にお
ける相似領域探索又は動画像符号化における動き領域探
索に用いた画像符号化方法としているので、フラクタル
符号化又は動画像符号化における二乗誤差演算の回数を
軽減することにより、ある程度の精度を保持しながら画
像符号化全体の効率を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の画像ブロックマッチング方
法を実現する装置の概略構成ブロック図である。
【図2】本発明の第1の画像ブロックマッチング方法に
おけるパラメータ算出処理の具体例を示す説明図であ
る。
【図3】本発明に係る第1のブロックマッチング処理の
流れのを示す概略フローチャート図である。
【図4】本発明に係る第2のブロックマッチング処理の
流れのを示す概略フローチャート図である。
【図5】本発明に係るブロックマッチング処理の中の最
小二乗誤差算出処理の流れを示すフローチャート図であ
る。
【図6】従来の画像ブロックマッチング方法における処
理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…原画像メモリ、 2…ワークメモリ、 2a…レン
ジパラメータエリア、2b…ドメインパラメータエリ
ア、 2c…最小値変数(MIN)、 3…ブロックマ
ッチング処理部

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像を特定の大きさの矩形ブロックに分
    割し、前記分割された複数の矩形ブロックの内、1又は
    複数の特定の矩形ブロックをレンジブロックとし、前記
    画像における探索領域内の矩形ブロックをドメインブロ
    ックとし、前記レンジブロック及び前記ドメインブロッ
    クについて、各々の矩形ブロック内の画像の特徴をパラ
    メータとして算出しておき、前記レンジブロックのパラ
    メータと前記ドメインブロックのパラメータとを比較
    し、前記比較した各々のパラメータが最初に一致するレ
    ンジブロックとドメインブロックとを相似するブロック
    とすることを特徴とする画像ブロックマッチング方法。
  2. 【請求項2】 画像を特定の大きさの矩形ブロックに分
    割し、前記分割された複数の矩形ブロックの内、1又は
    複数の特定の矩形ブロックをレンジブロックとし、前記
    画像における探索領域内の矩形ブロックをドメインブロ
    ックとし、前記レンジブロック及び前記ドメインブロッ
    クについて、各々の矩形ブロック内の画像の特徴をパラ
    メータとして算出しておき、前記レンジブロックのパラ
    メータと前記ドメインブロックのパラメータとを比較
    し、前記比較した各々のパラメータが一致する場合に、
    当該レンジブロックと当該ドメインブロックとから相対
    位置を算出し、前記相対位置が最小となるレンジブロッ
    クとドメインブロックとを相似するブロックとすること
    を特徴とする画像ブロックマッチング方法。
  3. 【請求項3】 画像を特定の大きさの矩形ブロックに分
    割し、前記分割された複数の矩形ブロックの内、1又は
    複数の特定の矩形ブロックをレンジブロックとし、前記
    画像における探索領域内の矩形ブロックをドメインブロ
    ックとし、前記レンジブロック及び前記ドメインブロッ
    クについて、各々の矩形ブロック内の画像の特徴をパラ
    メータとして算出しておき、前記レンジブロックのパラ
    メータと前記ドメインブロックのパラメータとを比較
    し、前記比較した各々のパラメータが一致する場合に、
    当該レンジブロックの画素値と当該ドメインブロックの
    画素値とから二乗誤差を算出し、前記二乗誤差が最小と
    なるレンジブロックとドメインブロックとを相似するブ
    ロックとすることを特徴とする画像ブロックマッチング
    方法。
  4. 【請求項4】 パラメータが、矩形ブロック内の画素値
    を2値化し、前記2値化した画素値をビットとして1次
    元に並べ、16進数値又は10進数値にした値であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像ブロックマッチング
    方法。
  5. 【請求項5】 パラメータが、矩形ブロック内の画素値
    を2値化し、前記2値化した画素値をビットとして1次
    元に並べ、16進数値又は10進数値にした値であるこ
    とを特徴とする請求項2記載の画像ブロックマッチング
    方法。
  6. 【請求項6】 パラメータが、矩形ブロック内の画素値
    を2値化し、前記2値化した画素値をビットとして1次
    元に並べ、16進数値又は10進数値にした値であるこ
    とを特徴とする請求項3記載の画像ブロックマッチング
    方法。
  7. 【請求項7】 パラメータが、矩形ブロック内の画素値
    を2値化し、前記2値化した画素値の0の数又は1の数
    であることを特徴とする請求項1記載の画像ブロックマ
    ッチング方法。
  8. 【請求項8】 パラメータが、矩形ブロック内の画素値
    を2値化し、前記2値化した画素値の0の数又は1の数
    であることを特徴とする請求項2記載の画像ブロックマ
    ッチング方法。
  9. 【請求項9】 パラメータが、矩形ブロック内の画素値
    を2値化し、前記2値化した画素値の0の数又は1の数
    であることを特徴とする請求項3記載の画像ブロックマ
    ッチング方法。
  10. 【請求項10】 矩形ブロック内の画素値の2値化を、
    前記画素値の平均値又は中間値を用いて2値化すること
    を特徴とする請求項4又は請求項7記載の画像ブロック
    マッチング方法。
  11. 【請求項11】 矩形ブロック内の画素値の2値化を、
    前記画素値の平均値又は中間値を用いて2値化すること
    を特徴とする請求項5又は請求項8記載の画像ブロック
    マッチング方法。
  12. 【請求項12】 矩形ブロック内の画素値の2値化を、
    前記画素値の平均値又は中間値を用いて2値化すること
    を特徴とする請求項6又は請求項9記載の画像ブロック
    マッチング方法。
  13. 【請求項13】 請求項1又は請求項4又は請求項7又
    は請求項10記載の画像ブロックマッチング方法を、フ
    ラクタル符号化における相似領域探索に用いたことを特
    徴とする画像符号化方法。
  14. 【請求項14】 請求項1又は請求項4又は請求項7又
    は請求項10記載の画像ブロックマッチング方法を、動
    画像符号化における動き領域探索に用いたことを特徴と
    する画像符号化方法。
  15. 【請求項15】 請求項2又は請求項5又は請求項8又
    は請求項11記載の画像ブロックマッチング方法を、フ
    ラクタル符号化における相似領域探索に用いたことを特
    徴とする画像符号化方法。
  16. 【請求項16】 請求項2又は請求項5又は請求項8又
    は請求項11記載の画像ブロックマッチング方法を、動
    画像符号化における動き領域探索に用いたことを特徴と
    する画像符号化方法。
  17. 【請求項17】 請求項3又は請求項6又は請求項9又
    は請求項12記載の画像ブロックマッチング方法を、フ
    ラクタル符号化における相似領域探索に用いたことを特
    徴とする画像符号化方法。
  18. 【請求項18】 請求項3又は請求項6又は請求項9又
    は請求項12記載の画像ブロックマッチング方法を、動
    画像符号化における動き領域探索に用いたことを特徴と
    する画像符号化方法。
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