JPH10187999A - 輪郭線映像信号符号化装置 - Google Patents
輪郭線映像信号符号化装置Info
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- JPH10187999A JPH10187999A JP16229697A JP16229697A JPH10187999A JP H10187999 A JPH10187999 A JP H10187999A JP 16229697 A JP16229697 A JP 16229697A JP 16229697 A JP16229697 A JP 16229697A JP H10187999 A JPH10187999 A JP H10187999A
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Abstract
すべきデータの量を減らし得る輪郭線映像信号符号化装
置を提供する。 【解決手段】 複数の輪郭線分に分けられる輪郭線を
多角近似化して、該輪郭線上に複数の頂点の位置を特定
する多角近似化部11と、複数の頂点の位置を符号化す
る頂点符号化器17と、各輪郭線分とそれに対応する線
分との間の差を表すエラーの組を計算するエラー検出部
12と、各輪郭線分とそれに対応する線分との間の近似
化エラーを推定し、近似化エラーと閾値THとを比較し
て、近似化エラーが閾値THより大きい場合に選択信号
を発生する決定部16と、選択信号に応じてエラーの組
を符号化して符号化エラーの組を発生する統計的符号化
器18とを含む。
Description
れる物体の輪郭線を符号化する輪郭線映像信号符号化装
置に関し、特に、近似化エラーを適応的に符号化して、
伝送すべきデータの量を減らし得る輪郭線映像信号符号
化装置に関する。
ビジョンシステムのようなディジタルテレビジョンシス
テムにおいて、映像フレーム信号のビデオライン信号が
「画素値」と呼ばれる一連のディジタルデータよりなっ
ているため、各映像フレーム信号を定義するには大量の
ディジタルデータが必要となる。しかしながら、従来の
伝送チャネル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されて
いるため、特に、テレビ電話及び電子会議のシステムの
ような低ビットレートの映像信号符号化器の場合、この
ような伝送チャネルを通じて多量のディジタルデータを
伝送するためには、多様なデータ圧縮技法を用いて伝送
すべきデータの量を圧縮するか減らす必要がある。
て、映像信号の符号化方法のうちの1つに、いわゆる、
物体指向分析−合成符号化方法がある。ここで、入力映
像は複数の物体に分けられ、各物体の動き、輪郭線、画
素データを定義するための3つの組よりなるパラメータ
が異なる符号化チャネルを通じて処理される。
析及び合成するためには、輪郭線情報が重要である。こ
の輪郭線情報を表す通常の符号化方法に、チェーン符号
化方法(chain coding method)が
ある。しかし、このチェーン符号化方法は、たとえ輪郭
線情報を損失なく符号化しても、輪郭線情報を表現する
ために大量のデータビットが必要となるという短所を有
する。
法及び多角近似化技法のような輪郭線情報符号化法が幾
つか提案されてきた。多角近似化方法には、輪郭線が粗
く表現されるという短所がある。一方、B−スプライン
近似化技法は輪郭線をより詳細に表現し得るが、近似化
エラーを減らすため高次多項式を必要とするので、映像
信号符号化器の全体的な計算量が増加させるという不都
合がある。
の複雑さのような問題点を克服するための方法の1つ
に、離散的サイン変換(DST)を用いる輪郭線近似化
方法がある。
出願平成7年第115,096号に「輪郭近似装置」と
の名称に開示されているように、多角近似化及びDST
に基づく輪郭線近似化技法を採用する符号化装置におい
ては、最初、複数の頂点が決定され、物体の輪郭線が輪
郭線を線分で結ぶ多角近似化方法によって近似化され
る。その後、各線分上でN個のサンプル点が選択され、
各線分上に位置したN個のサンプル点における近似化エ
ラーが順番に計算されて、各線分に対する近似化エラー
の組が求められる。各近似化エラーはN個のサンプル点
の各々における輪郭線と線分との間の距離を表す。しか
る後、近似化エラーの各組に対して1次元DSTが行わ
れてDST係数の組が求められる。
化技法を用いて、たとえ、輪郭線の粗い表現及び計算量
の複雑さを克服することができたとしても、例えば、6
4kb/sの伝送チャネル帯域幅を有する低ビットレー
トのコーデックシステムを効果的に具現するには、伝送
すべきデータの量をより一層減らすことが好ましい。
目的は、映像信号で表現された物体の輪郭線信号を近似
化エラーを適応的に符号化して、伝送すべきデータの量
を減らし得る輪郭線映像信号符号化装置を提供すること
にある。
めに、本発明によれば、物体の輪郭線映像信号を符号化
する輪郭線映像信号符号化装置であって、各々が両終点
を結ぶ線分によって近似化される複数の輪郭線分に分け
られる、輪郭線を多角近似化して、該輪郭線上に複数の
頂点の位置を特定する多角近似化手段と、前記輪郭線上
の前記複数の頂点の位置を符号化する第1符号化手段
と、前記各輪郭線分に対して、前記各輪郭線分とそれに
対応する前記線分との間の差を表す、エラーの組を計算
するエラー計算手段と、前記各輪郭線分とそれに対応す
る前記線分との間の近似化エラーを推定する近似化エラ
ー推定手段と、前記近似化エラーと閾値THとを比較し
て、前記近似化エラーが前記閾値THより大きい場合に
選択信号を発生する比較手段と、前記選択信号に応じて
前記エラーの組を符号化して、符号化エラーの組を発生
する第2符号化手段とを含むことを特徴とする輪郭線映
像信号符号化装置が提供される。
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
像信号符号化装置20のブロック図が示されている。
情報を表す、輪郭線映像データは多角近似化部11に入
力される。
似化技法を用いて、複数の頂点が輪郭線上に特定され
る。この多角近似化技法によって、輪郭線は複数の輪郭
線分に分けられる。各輪郭線分は該輪郭線に沿って2つ
の隣接する頂点からなる輪郭線部分、また両頂点間に位
置する輪郭線画素を表し、両隣接する頂点を結ぶ線分に
よって近似化される。多角近似化部11は、各輪郭線分
に対する輪郭線分データをラインL11及びラインL1
0を通じてエラー検出部12及び決定部16に各々供給
し、また、頂点データをラインL20を通じて頂点符号
化器17に供給する。ここで、輪郭線分データは輪郭線
画素の位置情報及び輪郭線分を構成する各頂点を表し、
頂点データは輪郭線分内に含まれた各頂点の位置情報を
表す。
線10に対する多角近似化プロセスを説明するための模
式図が示されている。
いるため、両終点(例えば、A及びB)が開始頂点とし
て選択される。もし、近似化されるべき輪郭線が閉ルー
プ形態から構成されている場合には、輪郭線上における
互いに一番遠く隔たった2つの頂点が開始頂点として選
択される。その後、線分ABから輪郭線10上の一番遠
く隔たっている点(例えば、C)が決定される。もし、
点Cから線分ABまでの距離Dmaxが予め定められた閾
値THより大きい場合、点Cが1つの頂点として選択さ
れる。この頂点決定過程は、輪郭線10に沿って、2つ
の隣接する頂点を結ぶ各線分に対する距離Dmaxが閾値
TH以下になるまで繰り返される。
頂点(例えば、A〜G)、各輪郭線分(例えば、曲線A
D〜EB)及び各線分(例えば、直線AD〜EB)が生
成される。
図2乃至図5分かるように、線分を用いて輪郭線10を
近似化すると、予め定められた閾値THがより小さけれ
ば小さいほど符号化の効率は低下される反面、元の輪郭
線10と類似したものになる。従って、予め定められた
閾値THは伝送されるべきデータの量を考慮して設定さ
れる。
では、輪郭線分に対する頂点データが、例えば、従来の
オクタント単位頂点符号化技法または算術的符号化技法
を用いて符号化される。その後、この符号化頂点データ
はマルチプレクサ(MUX)19に供給される。
て、エラー検出部12は線分上にN個のサンプル点(N
は正の整数)を決定すると共に、各サンプル点における
エラーを計算して、各輪郭線分に対するエラーの組を変
換部13及び決定部16に各々供給する。ここで、本発
明の好適実施例によれば、線分上の各サンプル点はお互
いに一定の間隔だけ隔たっており、各エラーの組は各輪
郭線分とそれに対応する線分との間の差を表す。
サンプル点から、輪郭線分とサンプル点から線分までの
垂線とによって形成された交点までの変位を表す。ここ
で、エラーはサンプル点と交点との間の距離を有し、符
号は線分に対して交点の相対的位置(正方向、または負
方向)を表す。
れに対応する輪郭線分との間のエラーを表す模式図が各
々示されている。ここで、線分AD上のサンプル点S1
または線分CF上のサンプル点S1′からそれに対応す
る輪郭線分上の交点までの変位(例えば、d1またはd
1′)は、サンプル点S1またはS1′におけるエラー
を表し、サンプル点S1〜S8における変位d1〜d8
は、線分ADに対するエラーの組の要素であり、サンプ
ル点S1′〜S8′における変位d1′〜d8′は線分
CFに対するエラーの組の要素である。
エラーの組を受け取る変換部13は、予め定められた変
換方法(例えば、離散的サイン変換(DST)または離
散的コサイン変換(DCT))を用いて、エラー検出部
12からのエラーの組に対して一次元変換を施して、各
エラーの組に対する変換係数の組を生成すると共に、こ
れを量子化部14に供給する。
の変換係数の組を量子化すると共に、量子化変換係数の
組を切換え部15に供給する。
する線分との間の近似化エラーが推定される。この近似
化エラーの推定は、各輪郭線分に対するエラーの組が符
号化されるべきであるか、または受信端に伝送されるべ
きであるかに対する推定差分の大きさに基づいて行われ
る。
定部16における輪郭線分CSと線分LSとの間の近似
化エラーを決定する多様な方法を説明するための模式図
が各々示されている。
k、Vk+1を結ぶ線分LSの長さLk、k+1によって定義さ
れる。ここで、長さLk、k+1は、下記式によって計算さ
れる。Lk、k+1=((xk+1−xk)2+(yk+1−
yk)2)0.5または、 Lk、k+1=|xk+1−xk|+|yk+1−yk| ここで、xk及びxk+1は頂点Vkの座標を、yk及びy
k+1は頂点Vk+1の座標を各々表す。
及びそれに対応する輪郭線分CSによって取り囲まれた
領域Ak、k+1の面積を線分LSの長さLk、k+1で割り算
した値として定義される。
k、Vk+1を結ぶ線分LS及び輪郭線分CSによって取り
囲まれた画素の数Pを、長さLk、k+1で割り算した値と
して定義される。
Sから輪郭線分CS上の一番遠く離れている点までの距
離dを長さLk、k+1で割ることによって計算される。
分と、線分LS上のN個のサンプル点(例えば、S1、
S2、S3及びS4)との間の各距離の和(例えば、E
1、E2、E3及びE4)を長さLk、k+1で割り算した
値として定義される。
4に示した方法の1つによって求められた近似化エラー
と予め定められた閾値TH′とを比較し、近似化エラー
が閾値TH′より大きい場合は第1選択信号を、そうで
ない場合には第2選択信号を、切換え部15に各々出力
する。この切換え部15は決定部16からの選択信号に
応じて、量子化部14からの量子化変換係数の組を切換
える。もし、切換え部15が第1選択信号を受け取った
場合は、量子化変換係数の組を統計的符号化器18に伝
送し、第2選択信号を受け取った場合には、量子化変換
係数の組の統計的符号化器への伝送を阻止する。
量子化DST係数の組を受け取った場合、統計的符号化
器18は通常の統計的符号化法、例えば、VLC(可変
長符号化)技法を用いて、量子化変換係数の組を符号化
した後、該量子化変換係数の組の統計的符号化データを
MUX19に供給する。このMUX19は、頂点符号化
器17からの符号化頂点データ及び統計的符号化器18
からの統計的符号化データを伝送するため伝送器(図示
せず)に供給する。
分に対するエラーの組に対する統計的符号化データは、
輪郭線分とそれに対応する線分との間の推定近似化エラ
ーが閾値TH′より大きいか否かによって適応的に伝送
される。もし、推定近似化エラーが閾値TH′以下であ
る場合、推定近似化エラーが無視できることを意味して
いるので、線分の頂点のみが符号化されて受信端のデコ
ーダに伝送される。この時、輪郭線分は線分によって近
似化される。輪郭線の符号化の際、画質を良好に保持し
たまま、伝送すべきデータの量を減らすことができる。
中の輪郭線符号化器20は、切換え部15がエラー検出
部12と変換部13との間に設けられるように構成され
てもよい。そのような例によれば、決定部16からの選
択信号の制御下で、エラー検出部12からのエラーの組
は変換部13に供給される。
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
を選択的に変換して輪郭線映像データを符号化すること
によって、伝送すべきデータの量をより一層減らすこと
ができる。
図。
分とそれに対応する輪郭線分の間のエラーを示す模式
図。
分の決定方法を説明するための模式図。
分の決定方法を説明するための模式図。
分の決定方法を説明するための模式図。
差分の決定方法を説明するための模式図。
差分の決定方法を説明するための模式図。
Claims (7)
- 【請求項1】 物体の輪郭線映像信号を符号化する輪
郭線映像信号符号化装置であって、 各々が両終点を結ぶ線分によって近似化される複数の輪
郭線分に分けられる、輪郭線を多角近似化して、該輪郭
線上に複数の頂点の位置を特定する多角近似化手段と、 前記輪郭線上の前記複数の頂点の位置を符号化する第1
符号化手段と、 前記各輪郭線分に対して、前記各輪郭線分とそれに対応
する前記線分との間の差を表す、エラーの組を計算する
エラー計算手段と、 前記各輪郭線分とそれに対応する前記線分との間の近似
化エラーを推定する近似化エラー推定手段と、 前記近似化エラーと閾値THとを比較して、前記近似化
エラーが前記閾値THより大きい場合に選択信号を発生
する比較手段と、 前記選択信号に応じて前記エラーの組を符号化して、符
号化エラーの組を発生する第2符号化手段とを含むこと
を特徴とする輪郭線映像信号符号化装置。 - 【請求項2】 前記近似化エラーが、前記線分の長さ
であることを特徴とする請求項1に記載の輪郭線映像信
号符号化装置。 - 【請求項3】 前記近似化エラーが、前記輪郭線分と
前記線分とによって取り囲まれた領域を前記線分の長さ
で割り算した値として定義されることを特徴とする請求
項1に記載の輪郭線映像信号符号化装置。 - 【請求項4】 前記近似化エラーが、前記輪郭線分及
び前記線分の内側に位置する画素の数を前記線分の長さ
で割り算した値として定義されることを特徴とする請求
項1に記載の輪郭線映像信号符号化装置。 - 【請求項5】 前記近似化エラーが、前記線分から前
記輪郭線分上の一番遠く離れている点までの距離を前記
線分の長さで割り算した値として定義されることを特徴
とする請求項1に記載の輪郭線映像信号符号化装置。 - 【請求項6】 前記近似化エラーが、前記線分上の複
数のサンプル点と前記輪郭線分との間の各距離の和を前
記線分の長さで割り算した値として定義されることを特
徴とする請求項1に記載の輪郭線映像信号符号化装置。 - 【請求項7】 前記複数のサンプル点が、各々等間隔
に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の輪
郭線映像信号符号化装置。
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