JPH1118088A - 画像の反復変換符号化装置及び方法、並びに復号化装置 - Google Patents
画像の反復変換符号化装置及び方法、並びに復号化装置Info
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- JPH1118088A JPH1118088A JP9166276A JP16627697A JPH1118088A JP H1118088 A JPH1118088 A JP H1118088A JP 9166276 A JP9166276 A JP 9166276A JP 16627697 A JP16627697 A JP 16627697A JP H1118088 A JPH1118088 A JP H1118088A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反復変換符号化のみでは高い符号化効率が得
られないような画像を含むあらゆる画像に対して高い符
号化効率を実現できるようにする。 【解決手段】 入力された原画像100を、第1、第2
のブロック生成部1,2でそれぞれ第1、第2のブロッ
ク画像に分割し、画像メモリ部3に記憶された第2のブ
ロック画像102を画像変換・生成部7で変換処理して
得られた変換後のブロック画像107を近似ブロック探
索部4に送り、第1のブロック画像101と変換後のブ
ロック画像107との間でマッチングをとり、両者の誤
差が最小となるブロック画像を探索し、選択部10に送
る。選択部10には、ベクトル量子化部11から第1の
ブロック画像101をベクトル量子化した出力131も
送られており、第1のブロック画像101により近い方
が選択されて、符号化・多重化部9に送られる。
られないような画像を含むあらゆる画像に対して高い符
号化効率を実現できるようにする。 【解決手段】 入力された原画像100を、第1、第2
のブロック生成部1,2でそれぞれ第1、第2のブロッ
ク画像に分割し、画像メモリ部3に記憶された第2のブ
ロック画像102を画像変換・生成部7で変換処理して
得られた変換後のブロック画像107を近似ブロック探
索部4に送り、第1のブロック画像101と変換後のブ
ロック画像107との間でマッチングをとり、両者の誤
差が最小となるブロック画像を探索し、選択部10に送
る。選択部10には、ベクトル量子化部11から第1の
ブロック画像101をベクトル量子化した出力131も
送られており、第1のブロック画像101により近い方
が選択されて、符号化・多重化部9に送られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像の高能率符号
化あるいは復号化を行い、画像の効率的伝送もしくは蓄
積を行うシステムに供することのできる画像の反復変換
符号化装置及び方法、並びに復号化装置に関するもので
ある。
化あるいは復号化を行い、画像の効率的伝送もしくは蓄
積を行うシステムに供することのできる画像の反復変換
符号化装置及び方法、並びに復号化装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来の代表的な画像圧縮方式として、I
SOによって標準化されたいわゆるJPEG(Joint Ph
otographic Coding Experts Group) 方式が知られてい
る。このJPEG方式は、DCT(離散コサイン変換:
Discrete Cosine Transform)を用い、比較的高いビッ
トが割り当てられる場合には、良好な符号化・復号化画
像を供することが知られている。ところが、ある程度符
号化ビット数を少なくすると、DCT特有のブロック歪
みが顕著になり、主観的に劣化が目立つようになる。
SOによって標準化されたいわゆるJPEG(Joint Ph
otographic Coding Experts Group) 方式が知られてい
る。このJPEG方式は、DCT(離散コサイン変換:
Discrete Cosine Transform)を用い、比較的高いビッ
トが割り当てられる場合には、良好な符号化・復号化画
像を供することが知られている。ところが、ある程度符
号化ビット数を少なくすると、DCT特有のブロック歪
みが顕著になり、主観的に劣化が目立つようになる。
【0003】これとは別に最近、反復変換方式(IF
S:Iterated Function Systems) を利用した画像圧縮
方式が注目され始めている。この方式は、画像全体の中
で、その画像の一部分を取り出した場合に、その取り出
された画像と良く似た別の画像が、その画像の中に異な
るサイズの形で存在するという前提で、画像の自己相似
性を利用したものである。この反復変換方式は、上記J
PEGのようなブロック歪みが目立つことがなく、しか
も画像内の異なるサイズのブロック間の自己相似性を利
用していることから、復号化時には解像度に依存しない
という利点がある。この反復変換符号化は、別名フラク
タル符号化とも呼ばれており、様々な領域への応用が期
待されている。
S:Iterated Function Systems) を利用した画像圧縮
方式が注目され始めている。この方式は、画像全体の中
で、その画像の一部分を取り出した場合に、その取り出
された画像と良く似た別の画像が、その画像の中に異な
るサイズの形で存在するという前提で、画像の自己相似
性を利用したものである。この反復変換方式は、上記J
PEGのようなブロック歪みが目立つことがなく、しか
も画像内の異なるサイズのブロック間の自己相似性を利
用していることから、復号化時には解像度に依存しない
という利点がある。この反復変換符号化は、別名フラク
タル符号化とも呼ばれており、様々な領域への応用が期
待されている。
【0004】上記反復変換符号化の基本的な構成は、例
えば、アーノード・イー・ジャッキン(Arnaud E. Jacq
uin) による論文「反復収縮画像変換のフラクタル理論
に基づく画像符号化」("Image coding based on a fra
ctal theory of Iterated Contractive Image Transfor
mations", IEEE Transactions on Image Processing,Vo
l.1, No.1, pp.18-30)に示されている。ここで示され
ている反復変換符号化装置を図11に、反復変換復号化
装置を図12に示す。
えば、アーノード・イー・ジャッキン(Arnaud E. Jacq
uin) による論文「反復収縮画像変換のフラクタル理論
に基づく画像符号化」("Image coding based on a fra
ctal theory of Iterated Contractive Image Transfor
mations", IEEE Transactions on Image Processing,Vo
l.1, No.1, pp.18-30)に示されている。ここで示され
ている反復変換符号化装置を図11に、反復変換復号化
装置を図12に示す。
【0005】先ず、反復変換符号化装置について、図1
1を参照しながら説明する。この図11の反復変換符号
化装置に供給された原画像300は、ブロック生成回路
200に入力されて複数個のブロック301に分割され
る。これらのブロックは互いに重なり合わないように設
定されている。また原画像300を縮小画像生成回路2
02にて縮小することにより得られた縮小画像307
は、縮小画像記憶回路204において記憶される。上記
分割されたブロック301は、近似領域検索回路201
において、縮小画像記憶回路204の中から全探索で縮
小画像を探索して、その中から最も良く似た縮小画像を
検出する。ここで得られた、縮小画像中のどの部分を抜
き出すかという近似ブロック位置情報306が、縮小画
像記憶回路204に伝送され、指定領域の縮小画像30
5が取り出される。続いて、指定領域の縮小画像305
は、変換パラメータ304に従って、回転・変転・レベ
ル値変換回路203において、例えば回転・変転・レベ
ル値変換を行い、変換後の縮小画像303が出力され
る。その結果、変換パラメータ304と近似ブロック位
置情報306は、IFS(反復関数方式:Iterated Fun
ction System)符号302として出力される。
1を参照しながら説明する。この図11の反復変換符号
化装置に供給された原画像300は、ブロック生成回路
200に入力されて複数個のブロック301に分割され
る。これらのブロックは互いに重なり合わないように設
定されている。また原画像300を縮小画像生成回路2
02にて縮小することにより得られた縮小画像307
は、縮小画像記憶回路204において記憶される。上記
分割されたブロック301は、近似領域検索回路201
において、縮小画像記憶回路204の中から全探索で縮
小画像を探索して、その中から最も良く似た縮小画像を
検出する。ここで得られた、縮小画像中のどの部分を抜
き出すかという近似ブロック位置情報306が、縮小画
像記憶回路204に伝送され、指定領域の縮小画像30
5が取り出される。続いて、指定領域の縮小画像305
は、変換パラメータ304に従って、回転・変転・レベ
ル値変換回路203において、例えば回転・変転・レベ
ル値変換を行い、変換後の縮小画像303が出力され
る。その結果、変換パラメータ304と近似ブロック位
置情報306は、IFS(反復関数方式:Iterated Fun
ction System)符号302として出力される。
【0006】次に、反復変換復号化装置について、図1
2を参照しながら説明する。上記図11の反復変換符号
化装置から出力された上記IFS符号302は、一度I
FS符号蓄積回路205に入力されて記憶され、ここか
ら複数回に渡ってシーケンシャルにブロック単位で読み
出される。IFS符号読み出し回路206では、ブロッ
ク単位のIFS符号308を読み出して、前記近似ブロ
ック位置情報306及び変換パラメータ304とに分け
る。続いて、近似ブロック位置情報306は縮小画像記
憶回路210に入力し、縮小画像中で前記位置情報30
6によって指定領域の縮小画像305が取り出される。
この指定領域の縮小画像305は、回転・変転・レベル
値変換回路203において、変換パラメータ304に基
づいた変換処理が施され、復号画像記憶回路208中の
復号画像に加算、複写処理されて記憶される。IFS符
号読み出し回路206は、全てのブロックのIFS符号
308を読み出し終わると、読み出し終了通知信号31
0を複写制御回路207に送る。この複写制御回路20
7では、一連の上記複写処理を何回実行したかを計測し
ていて、予め設定した値に達していない場合には、再読
み出し指示信号309をIFS符号読み出し回路206
に出力して、上記複写処理を再度、画像中の全てのブロ
ックに対して行う。同時に、復号画像出力制御信号31
1で再処理指示情報を送り、スイッチ209により復号
画像313を縮小画像生成回路202への入力314に
接続する。縮小画像生成回路202は、符号化器側と全
く同様にして縮小画像315を生成して、これにより縮
小画像記憶回路204に記憶されている画像の内容を書
き換える。一方、前記複写処理が一定の回数に達した時
には、複写制御回路207は、復号画像出力制御信号3
11で終了の指示を出し、スイッチ209により復号画
像313を最終出力画像316側に接続して、復号化器
の出力を得る。
2を参照しながら説明する。上記図11の反復変換符号
化装置から出力された上記IFS符号302は、一度I
FS符号蓄積回路205に入力されて記憶され、ここか
ら複数回に渡ってシーケンシャルにブロック単位で読み
出される。IFS符号読み出し回路206では、ブロッ
ク単位のIFS符号308を読み出して、前記近似ブロ
ック位置情報306及び変換パラメータ304とに分け
る。続いて、近似ブロック位置情報306は縮小画像記
憶回路210に入力し、縮小画像中で前記位置情報30
6によって指定領域の縮小画像305が取り出される。
この指定領域の縮小画像305は、回転・変転・レベル
値変換回路203において、変換パラメータ304に基
づいた変換処理が施され、復号画像記憶回路208中の
復号画像に加算、複写処理されて記憶される。IFS符
号読み出し回路206は、全てのブロックのIFS符号
308を読み出し終わると、読み出し終了通知信号31
0を複写制御回路207に送る。この複写制御回路20
7では、一連の上記複写処理を何回実行したかを計測し
ていて、予め設定した値に達していない場合には、再読
み出し指示信号309をIFS符号読み出し回路206
に出力して、上記複写処理を再度、画像中の全てのブロ
ックに対して行う。同時に、復号画像出力制御信号31
1で再処理指示情報を送り、スイッチ209により復号
画像313を縮小画像生成回路202への入力314に
接続する。縮小画像生成回路202は、符号化器側と全
く同様にして縮小画像315を生成して、これにより縮
小画像記憶回路204に記憶されている画像の内容を書
き換える。一方、前記複写処理が一定の回数に達した時
には、複写制御回路207は、復号画像出力制御信号3
11で終了の指示を出し、スイッチ209により復号画
像313を最終出力画像316側に接続して、復号化器
の出力を得る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
反復変換を利用した符号化方式では、画像の性質に符号
化性能が依存し、自己相似性の高い性質を持った画像の
場合は、符号化効率が高いが、これは画像の性質に依存
してしまう。従って、あらゆる画像に対してある程度の
高い符号化効率を実現するためには、自己相似性の低い
ブロックに対しては、他の符号化方式によって代用する
手法が考えられる。
反復変換を利用した符号化方式では、画像の性質に符号
化性能が依存し、自己相似性の高い性質を持った画像の
場合は、符号化効率が高いが、これは画像の性質に依存
してしまう。従って、あらゆる画像に対してある程度の
高い符号化効率を実現するためには、自己相似性の低い
ブロックに対しては、他の符号化方式によって代用する
手法が考えられる。
【0008】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、上述のようなすべての画像に対して高い
符号化効率を実現し得るような画像の反復変換符号化装
置及び方法、並びに復号化装置を提供することを目的と
する。
たものであり、上述のようなすべての画像に対して高い
符号化効率を実現し得るような画像の反復変換符号化装
置及び方法、並びに復号化装置を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像の反復
変換符号化装置は、上述の課題を解決するために、第1
のブロック生成手段、第2のブロック生成手段と、上記
第1のブロック生成手段で生成された第1のブロック画
像に対して反復変換符号化とは異なる第2の符号化処理
を施す第2の符号化処理手段と、上記第2のブロック生
成手段から生成されたブロック画像を記憶しておく画像
メモリ部と、上記画像メモリから出力されたブロック画
像を読み出して所定の変換処理を施して、変換後のブロ
ック画像を出力する画像変換・生成手段と、変換後のブ
ロック画像と前記第1のブロック画像とを比較して、最
も第1のブロック画像に近い前記ブロック画像を探索す
る近似ブロック探索手段と、上記第2の符号化処理手段
により得られたブロック画像と、上記近似ブロック探索
手段より得られたブロック画像とを比較して、原画像ブ
ロックに比べてより誤差の少ない方を選択する選択手段
と、最終的に選択された方式に関する情報と、得られた
変換されたブロック画像のブロック番号及び変換パラメ
ータとを符号化・多重化して送出する符号化・多重化手
段とを備えることを特徴としている。
変換符号化装置は、上述の課題を解決するために、第1
のブロック生成手段、第2のブロック生成手段と、上記
第1のブロック生成手段で生成された第1のブロック画
像に対して反復変換符号化とは異なる第2の符号化処理
を施す第2の符号化処理手段と、上記第2のブロック生
成手段から生成されたブロック画像を記憶しておく画像
メモリ部と、上記画像メモリから出力されたブロック画
像を読み出して所定の変換処理を施して、変換後のブロ
ック画像を出力する画像変換・生成手段と、変換後のブ
ロック画像と前記第1のブロック画像とを比較して、最
も第1のブロック画像に近い前記ブロック画像を探索す
る近似ブロック探索手段と、上記第2の符号化処理手段
により得られたブロック画像と、上記近似ブロック探索
手段より得られたブロック画像とを比較して、原画像ブ
ロックに比べてより誤差の少ない方を選択する選択手段
と、最終的に選択された方式に関する情報と、得られた
変換されたブロック画像のブロック番号及び変換パラメ
ータとを符号化・多重化して送出する符号化・多重化手
段とを備えることを特徴としている。
【0010】ここで、上記第2の符号化処理手段として
は、ブロック画像情報とそれらに対応するインデックス
を記憶したコードブックと、該コードブックを用いて、
上記生成された第1のブロック画像をベクトル量子化す
るベクトル量子化手段とから成る符号化処理手段が挙げ
られる。この場合、ベクトル量子化手段は、第1のブロ
ック生成手段で生成されたブロック画像をコードブック
を参照してベクトル量子化し、量子化されたインデック
スを出力する。選択手段では、ベクトル量子化によって
得られた符号化画像と、変換後のブロック画像との比較
を行い、より第1のブロック画像に近いものを選択し、
選択情報を出力する。
は、ブロック画像情報とそれらに対応するインデックス
を記憶したコードブックと、該コードブックを用いて、
上記生成された第1のブロック画像をベクトル量子化す
るベクトル量子化手段とから成る符号化処理手段が挙げ
られる。この場合、ベクトル量子化手段は、第1のブロ
ック生成手段で生成されたブロック画像をコードブック
を参照してベクトル量子化し、量子化されたインデック
スを出力する。選択手段では、ベクトル量子化によって
得られた符号化画像と、変換後のブロック画像との比較
を行い、より第1のブロック画像に近いものを選択し、
選択情報を出力する。
【0011】また、本発明に係る画像の反復変換復号化
装置は、上述の目的を達成するために、多重化された符
号語を各符号語に分離して別々に復号化を行う復号化・
多重化分離手段と、選択情報に従って異なる符号化回路
に切り替えを行い、制御信号を送出する第1のスイッチ
と、ブロック番号を元に変換元ブロックを再現し所定の
位置にあるブロックを再現する変換元ブロック再現手段
と、得られた第2の符号化情報を復号する第2の復号化
処理手段と、復号化ループの末端部にあり、ループを回
る回数をカウントしていて、所定回数回った場合には、
ループを抜けて最終的な復号化ブロック画像を出力する
制御手段と、初期画像のブロック画像、またはループ内
の画像メモリ部からの出力であるブロック画像を選択す
る第2のスイッチと、選択情報に従って復号ブロック画
像を選択する第3のスイッチと、第3のスイッチで選択
されたブロック画像を1画面分記憶する画像メモリ部と
を備えたことを特徴としている。
装置は、上述の目的を達成するために、多重化された符
号語を各符号語に分離して別々に復号化を行う復号化・
多重化分離手段と、選択情報に従って異なる符号化回路
に切り替えを行い、制御信号を送出する第1のスイッチ
と、ブロック番号を元に変換元ブロックを再現し所定の
位置にあるブロックを再現する変換元ブロック再現手段
と、得られた第2の符号化情報を復号する第2の復号化
処理手段と、復号化ループの末端部にあり、ループを回
る回数をカウントしていて、所定回数回った場合には、
ループを抜けて最終的な復号化ブロック画像を出力する
制御手段と、初期画像のブロック画像、またはループ内
の画像メモリ部からの出力であるブロック画像を選択す
る第2のスイッチと、選択情報に従って復号ブロック画
像を選択する第3のスイッチと、第3のスイッチで選択
されたブロック画像を1画面分記憶する画像メモリ部と
を備えたことを特徴としている。
【0012】上記第2の復号化処理手段としては、得ら
れた量子化インデックスに相当するブロック画像をコー
ドブックから読み出し、ベクトル逆量子化画像ブロック
を出力するベクトル逆量子化手段が挙げられる。
れた量子化インデックスに相当するブロック画像をコー
ドブックから読み出し、ベクトル逆量子化画像ブロック
を出力するベクトル逆量子化手段が挙げられる。
【0013】このような構成の画像の反復変換復号化装
置において、復号化・多重化分離手段は、多重化された
符号語を各符号語に分離して、別々に復号化を行う。第
1のスイッチは、反復変換符号化か他の(第2の)復号
化、例えばベクトル量子化かのどちらが選択されたかを
示す選択情報に従って制御信号の出力を切り替える。変
換元ブロック再現手段は、ブロック番号を元に変換元ブ
ロックを再現し、所定の位置にあるブロックを再現す
る。ベクトル逆量子化手段は、得られたインデックスに
相当するブロック画像をコードブックから読み出し、逆
量子化画像ブロックを出力する。制御手段は、復号化ル
ープの末端部にあり、ループを回る回数をカウントして
いて、所定回数回った場合には、ループを抜けて最終的
な復号化ブロック画像を出力する。第2のスイッチは、
初期画像のブロック画像、またはループ内の画像メモリ
部からの出力であるブロック画像を選択する。第3のス
イッチは、前記選択情報に従って、反復変換符号化かベ
クトル量子化かの復号ブロック画像を出力する。
置において、復号化・多重化分離手段は、多重化された
符号語を各符号語に分離して、別々に復号化を行う。第
1のスイッチは、反復変換符号化か他の(第2の)復号
化、例えばベクトル量子化かのどちらが選択されたかを
示す選択情報に従って制御信号の出力を切り替える。変
換元ブロック再現手段は、ブロック番号を元に変換元ブ
ロックを再現し、所定の位置にあるブロックを再現す
る。ベクトル逆量子化手段は、得られたインデックスに
相当するブロック画像をコードブックから読み出し、逆
量子化画像ブロックを出力する。制御手段は、復号化ル
ープの末端部にあり、ループを回る回数をカウントして
いて、所定回数回った場合には、ループを抜けて最終的
な復号化ブロック画像を出力する。第2のスイッチは、
初期画像のブロック画像、またはループ内の画像メモリ
部からの出力であるブロック画像を選択する。第3のス
イッチは、前記選択情報に従って、反復変換符号化かベ
クトル量子化かの復号ブロック画像を出力する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の
第1の実施の形態としての画像の反復変換符号化装置の
概略構成を示すブロック図である。
ついて図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の
第1の実施の形態としての画像の反復変換符号化装置の
概略構成を示すブロック図である。
【0015】図1に示す反復変換符号化装置は、2つの
異なるブロック生成部1,2と、第2のブロック画像を
1画面分記憶する画像メモリ部3と、画像メモリ部3か
ら読み出された第2のブロック画像に所定の変換処理を
施す画像変換・生成部7と、第1のブロック画像に最も
近いブロック画像を探索する近似ブロック探索部4と、
第1のブロック画像にベクトル量子化を行い、量子化代
表ベクトル及び量子化インデックスを出力するベクトル
量子化部11、及びそれに付随したコードブック8と、
近似ブロック探索部4から得られたブロック画像と、ベ
クトル量子化部11より得られたブロック画像とを比較
して、より第1のブロック画像に近い方を選択する選択
部10と、得られたブロック番号、変換パラメータ、さ
らに量子化インデックスとを各々符号化、多重化して送
出する符号化・多重化部9とを有して構成されている。
異なるブロック生成部1,2と、第2のブロック画像を
1画面分記憶する画像メモリ部3と、画像メモリ部3か
ら読み出された第2のブロック画像に所定の変換処理を
施す画像変換・生成部7と、第1のブロック画像に最も
近いブロック画像を探索する近似ブロック探索部4と、
第1のブロック画像にベクトル量子化を行い、量子化代
表ベクトル及び量子化インデックスを出力するベクトル
量子化部11、及びそれに付随したコードブック8と、
近似ブロック探索部4から得られたブロック画像と、ベ
クトル量子化部11より得られたブロック画像とを比較
して、より第1のブロック画像に近い方を選択する選択
部10と、得られたブロック番号、変換パラメータ、さ
らに量子化インデックスとを各々符号化、多重化して送
出する符号化・多重化部9とを有して構成されている。
【0016】この第1の実施の形態は、すべての画像に
対して高い符号化効率を供する反復変換符号化装置を実
現するためのものであって、反復変換符号化器に、これ
以外の(第2の)符号化方式の符号化器、例えばベクト
ル量子化器を組み合わせた構成としている。
対して高い符号化効率を供する反復変換符号化装置を実
現するためのものであって、反復変換符号化器に、これ
以外の(第2の)符号化方式の符号化器、例えばベクト
ル量子化器を組み合わせた構成としている。
【0017】以下、動作について説明する。この図1の
第1の実施の形態の装置では、画像がある特定のブロッ
クサイズで分割され、各ブロック画像102が画像メモ
リ部3に出力される。続いて、画面を構成する全ブロッ
クの画像メモリ部3への書き込みが終了した時点で、第
1のブロック生成部1で生成された第1のブロック画像
101を、近似ブロック探索部4が入力する。同時に、
画像メモリ部から読み出されたブロック画像104は、
順番に(画面の左上から右下が普通)画像変換・生成部
7に入力して、同部7において所定の変換処理が施され
る。この変換処理としては、例えば、回転、並進、縮小
等の一連の変換処理を行うアフィン変換処理が挙げられ
る。
第1の実施の形態の装置では、画像がある特定のブロッ
クサイズで分割され、各ブロック画像102が画像メモ
リ部3に出力される。続いて、画面を構成する全ブロッ
クの画像メモリ部3への書き込みが終了した時点で、第
1のブロック生成部1で生成された第1のブロック画像
101を、近似ブロック探索部4が入力する。同時に、
画像メモリ部から読み出されたブロック画像104は、
順番に(画面の左上から右下が普通)画像変換・生成部
7に入力して、同部7において所定の変換処理が施され
る。この変換処理としては、例えば、回転、並進、縮小
等の一連の変換処理を行うアフィン変換処理が挙げられ
る。
【0018】変換後のブロック画像107は、近似ブロ
ック探索部4に入力して、同部4では、第1のブロック
画像101と変換後のブロック画像107とのマッチン
グを行い、誤差を測定する。上記操作を画像メモリ部3
内に記憶されたすべてのブロックに対して行うことで、
第1のブロック画像101に対して誤差が最小となるブ
ロック画像を探索・抽出する。この結果得られた、変換
後のブロック画像135と、最小誤差を与えるブロック
画像のブロック番号103が近似ブロック探索部4より
出力される。
ック探索部4に入力して、同部4では、第1のブロック
画像101と変換後のブロック画像107とのマッチン
グを行い、誤差を測定する。上記操作を画像メモリ部3
内に記憶されたすべてのブロックに対して行うことで、
第1のブロック画像101に対して誤差が最小となるブ
ロック画像を探索・抽出する。この結果得られた、変換
後のブロック画像135と、最小誤差を与えるブロック
画像のブロック番号103が近似ブロック探索部4より
出力される。
【0019】次に、本発明の実施の形態の基本技術の1
つである反復変換符号化・復号化の基礎理論について、
図2を参照しながら説明する。反復変換符号化では、通
常、ドメインブロックからレンジブロックへの縮小写像
を画面を構成するすべてのレンジブロックに対して、反
復して行うことで、画像符号化を行う手法である。この
時、各レンジブロックを最も近似するドメインブロック
の位置情報、変換パラメータを符号化すればよい。
つである反復変換符号化・復号化の基礎理論について、
図2を参照しながら説明する。反復変換符号化では、通
常、ドメインブロックからレンジブロックへの縮小写像
を画面を構成するすべてのレンジブロックに対して、反
復して行うことで、画像符号化を行う手法である。この
時、各レンジブロックを最も近似するドメインブロック
の位置情報、変換パラメータを符号化すればよい。
【0020】図2においてRk は、レンジブロックに相
当し、Dk はドメインブロックに相当する。ここではR
k のブロックサイズをm×n、Dk のブロックサイズを
M×Nとしている。図2では、レンジブロックがL×L
個存在することを示している。このレンジブロックとド
メインブロックのブロックサイズは、符号化効率に大き
く影響する要素であり、このサイズ決定は重要である。
当し、Dk はドメインブロックに相当する。ここではR
k のブロックサイズをm×n、Dk のブロックサイズを
M×Nとしている。図2では、レンジブロックがL×L
個存在することを示している。このレンジブロックとド
メインブロックのブロックサイズは、符号化効率に大き
く影響する要素であり、このサイズ決定は重要である。
【0021】また、画像変換・生成部6でのブロック画
像変換は、このDk からRk への変換であり、ブロック
kへのマッピング関数をwk 、画面全体を写像変換する
ために要したドメインブロックのブロック数をPとする
と、画像fは画像全体のマッピング関数Wによって、 W(f) = w1(f) ∪ w2(f) ∪ … ∪ wP(f) …… (1) に写像される。従って、Wは下式によって表される。
像変換は、このDk からRk への変換であり、ブロック
kへのマッピング関数をwk 、画面全体を写像変換する
ために要したドメインブロックのブロック数をPとする
と、画像fは画像全体のマッピング関数Wによって、 W(f) = w1(f) ∪ w2(f) ∪ … ∪ wP(f) …… (1) に写像される。従って、Wは下式によって表される。
【0022】W = ∪P k=1wk …… (2) ここで、上記マッピング関数wは、どのようなものを選
択しても収束すれば良く、収束を確実にするために一般
に縮小写像が用いられることが多い。さらに、処理の簡
単化からアフィン変換がよく用いられる。アフィン変換
によってDk がRk に写像されるケースを、実際の変換
関数をvi として、数式化すると下記のようになる。
択しても収束すれば良く、収束を確実にするために一般
に縮小写像が用いられることが多い。さらに、処理の簡
単化からアフィン変換がよく用いられる。アフィン変換
によってDk がRk に写像されるケースを、実際の変換
関数をvi として、数式化すると下記のようになる。
【0023】
【数1】
【0024】この(3)式によって、2ブロック間の回
転・並進・縮小・拡大等の変換がすべて表現できること
になる。
転・並進・縮小・拡大等の変換がすべて表現できること
になる。
【0025】画像変換・生成部7では、例えば(3)式
で示される回転・並進・縮小・拡大等の変換を行う回路
を内蔵していて、画像メモリ部3から読み出されたブロ
ック画像104に対して、画面内での位置変換を行う。
図2では、画面右下にあったDk が画面左上にあるRk
に、写像変換される様子を示している。
で示される回転・並進・縮小・拡大等の変換を行う回路
を内蔵していて、画像メモリ部3から読み出されたブロ
ック画像104に対して、画面内での位置変換を行う。
図2では、画面右下にあったDk が画面左上にあるRk
に、写像変換される様子を示している。
【0026】次にブロック内の画素の濃淡値の変換法と
しては、これも同様に、アフィン変換を用いることで実
現できる。読み出されたブロック画像104に対して、
上記(3)式の変換係数(ai,bi,ci,di,ei,fi) を何通
りか変えて、変換処理を施すことで複数個の変換ブロッ
ク画像107を得ることができる。そしてそれらの複数
個の変換ブロック画像107の中から、第1のブロック
画像101に最も近いブロック画像を探索して検出す
る。
しては、これも同様に、アフィン変換を用いることで実
現できる。読み出されたブロック画像104に対して、
上記(3)式の変換係数(ai,bi,ci,di,ei,fi) を何通
りか変えて、変換処理を施すことで複数個の変換ブロッ
ク画像107を得ることができる。そしてそれらの複数
個の変換ブロック画像107の中から、第1のブロック
画像101に最も近いブロック画像を探索して検出す
る。
【0027】次にベクトル量子化部11の動作について
説明する。ベクトル量子化は画像符号化に頻繁に用いら
れる手法であり、符号化効率が高いことで知られてい
る。スカラ量子化が標本値を1つ1つ独立に量子化する
のに対し、ベクトル量子化は複数の標本値をまとめてベ
クトルとして量子化することによって標本値間の冗長度
を情報圧縮に利用する方式である。以下、簡単にベクト
ル量子化の代表的な記述を示す。まず、入力ベクトルx
をK次元ベクトルx =(x1, x2, …, xK)T ……(4) とする。この時、入力ベクトルが存在する信号空間はK
次元空間となる。このK次元空間をRK と書くことにす
る。ここで、K次元信号空間RK を互いに重なり合わな
いN個の領域P1, P2, …, PN に分割し、各領域Pi
内に量子化代表ベクトルy i =(yi1, yi2, …, yiK)T ……(5) を1つ定めておく。ここで、領域P1, P2, …, PN の
集合をPと書き、分割と呼ぶ。また、量子化代表ベク
トルy1 , y2 , …, yN の集合をCと書き、コードブ
ックと呼ぶ。
説明する。ベクトル量子化は画像符号化に頻繁に用いら
れる手法であり、符号化効率が高いことで知られてい
る。スカラ量子化が標本値を1つ1つ独立に量子化する
のに対し、ベクトル量子化は複数の標本値をまとめてベ
クトルとして量子化することによって標本値間の冗長度
を情報圧縮に利用する方式である。以下、簡単にベクト
ル量子化の代表的な記述を示す。まず、入力ベクトルx
をK次元ベクトルx =(x1, x2, …, xK)T ……(4) とする。この時、入力ベクトルが存在する信号空間はK
次元空間となる。このK次元空間をRK と書くことにす
る。ここで、K次元信号空間RK を互いに重なり合わな
いN個の領域P1, P2, …, PN に分割し、各領域Pi
内に量子化代表ベクトルy i =(yi1, yi2, …, yiK)T ……(5) を1つ定めておく。ここで、領域P1, P2, …, PN の
集合をPと書き、分割と呼ぶ。また、量子化代表ベク
トルy1 , y2 , …, yN の集合をCと書き、コードブ
ックと呼ぶ。
【0028】以上の記述を用いると、「K次元Nレベル
のベクトル量子化」は、K次元信号空間RK からコード
ブックCへの写像をQ(.) とすれば、ベクトル量子化
の動作は、入力ベクトルxが領域Pi に所属しているな
らば、 Q(x) = yi ……(6) で記述することができる。従って、この時の符号化器、
復号化器の動作は、それぞれ次式の写像a(.),b(.)で
記述できる。
のベクトル量子化」は、K次元信号空間RK からコード
ブックCへの写像をQ(.) とすれば、ベクトル量子化
の動作は、入力ベクトルxが領域Pi に所属しているな
らば、 Q(x) = yi ……(6) で記述することができる。従って、この時の符号化器、
復号化器の動作は、それぞれ次式の写像a(.),b(.)で
記述できる。
【0029】 符号化器: a(x)= i ……(7) 復号化器: b(i) = yi ……(8) 上記のベクトル量子化を用いて、第1のブロック画像1
01を符号化する。コードブックは予め設計をしてデー
タベースとして、量子化代表ベクトルを記憶させておく
必要がある。コードブックの設計には、公知の手法、例
えばLBGクラスタリング法(Y.Linde,A.Buzo and R.
M.Gray :"An Algorithm for Vector Quantizer Desig
n", IEEE Trans. COM-28, 1, pp.84-95 (Jan.1980))
を用いればよい。前記次元数はブロック内の画素数に相
当し、4×4の場合にはK=16となる。また、レベル
数Nは、コードブックのサイズに直接影響し、Nが大き
くなれば量子化代表ベクトルが増えるので、符号化性能
が向上するが、これらを記憶するためのメモリ量の増大
につながる欠点がある。本具体例では、コードブックの
次元数K=16を例として説明する。従ってこの場合に
は、第1のブロック画像のブロックサイズはずべて4×
4の場合に限られるので、第1のブロック生成部では、
画面を4×4のブロックサイズに順番に分割していくこ
とになる。
01を符号化する。コードブックは予め設計をしてデー
タベースとして、量子化代表ベクトルを記憶させておく
必要がある。コードブックの設計には、公知の手法、例
えばLBGクラスタリング法(Y.Linde,A.Buzo and R.
M.Gray :"An Algorithm for Vector Quantizer Desig
n", IEEE Trans. COM-28, 1, pp.84-95 (Jan.1980))
を用いればよい。前記次元数はブロック内の画素数に相
当し、4×4の場合にはK=16となる。また、レベル
数Nは、コードブックのサイズに直接影響し、Nが大き
くなれば量子化代表ベクトルが増えるので、符号化性能
が向上するが、これらを記憶するためのメモリ量の増大
につながる欠点がある。本具体例では、コードブックの
次元数K=16を例として説明する。従ってこの場合に
は、第1のブロック画像のブロックサイズはずべて4×
4の場合に限られるので、第1のブロック生成部では、
画面を4×4のブロックサイズに順番に分割していくこ
とになる。
【0030】上記(4)式より第1のブロック画像の入
力ベクトルは、x =(x1, x2, …, x16)T で表され、コードブック8に対して読み出し信号133
を出力すると、コードブック8からはインデックス付き
の量子化代表ベクトル134が順次読み出され、ベクト
ル量子化部11に入力される。入力ベクトルxとの歪み
が最小となる量子化代表ベクトルを、コードブック8に
記憶されたすべての量子化代表ベクトルの中(N個)か
ら探索し、その時得られた量子化代表ベクトルyi のイ
ンデックスiが、インデックス132として、また量子
化代表ベクトルyi がベクトル量子化されたブロック画
像131として、ベクトル量子化部11より出力され
る。なお、この際、入力ベクトルxを量子化代表ベクト
ルyi で置き換えた時に発生する歪み量をd(x, yi )
と定義すると、 d(x, yi ) ≦ d(x, yj ) (for all j≠i, j≦N) ……(9) を満足していることは明らかである。また、上記歪み量
の定義は多々あるが、よく用いられる下記の(10)式 d(x, yi ) = ‖x−yj ‖2 ……(10) で示される2乗歪み測度を用いればよい。
力ベクトルは、x =(x1, x2, …, x16)T で表され、コードブック8に対して読み出し信号133
を出力すると、コードブック8からはインデックス付き
の量子化代表ベクトル134が順次読み出され、ベクト
ル量子化部11に入力される。入力ベクトルxとの歪み
が最小となる量子化代表ベクトルを、コードブック8に
記憶されたすべての量子化代表ベクトルの中(N個)か
ら探索し、その時得られた量子化代表ベクトルyi のイ
ンデックスiが、インデックス132として、また量子
化代表ベクトルyi がベクトル量子化されたブロック画
像131として、ベクトル量子化部11より出力され
る。なお、この際、入力ベクトルxを量子化代表ベクト
ルyi で置き換えた時に発生する歪み量をd(x, yi )
と定義すると、 d(x, yi ) ≦ d(x, yj ) (for all j≠i, j≦N) ……(9) を満足していることは明らかである。また、上記歪み量
の定義は多々あるが、よく用いられる下記の(10)式 d(x, yi ) = ‖x−yj ‖2 ……(10) で示される2乗歪み測度を用いればよい。
【0031】前記、近似ブロック選択部4から出力され
た変換後のブロック画像135と、前記ベクトル量子化
部からのブロック画像131とが選択部10に入力し
て、原画像の第1のブロック画像101との誤差がより
小さい方が選択され、選択部10より、選択情報130
が出力される。また、前者が選択された場合には、画像
メモリ部3に記憶されたブロック画像のブロック番号1
03が同時に選択部10より出力される。その結果、符
号化・多重化部9では、前記反復変換符号化が選択され
た場合には、変換パラメータ108、ブロック番号10
3、選択情報130が、符号化・多重化部9において各
々符号化され、符号語が多重化され、多重化された符号
語112として、符号化器から送出される。他方、前記
ベクトル量子化が選択された場合には、量子化インデッ
クス132、選択情報130が、符号化・多重化部9に
おいて各々符号化され、同様にして符号語が多重化さ
れ、多重化された符号語112として、符号化器から送
出される。
た変換後のブロック画像135と、前記ベクトル量子化
部からのブロック画像131とが選択部10に入力し
て、原画像の第1のブロック画像101との誤差がより
小さい方が選択され、選択部10より、選択情報130
が出力される。また、前者が選択された場合には、画像
メモリ部3に記憶されたブロック画像のブロック番号1
03が同時に選択部10より出力される。その結果、符
号化・多重化部9では、前記反復変換符号化が選択され
た場合には、変換パラメータ108、ブロック番号10
3、選択情報130が、符号化・多重化部9において各
々符号化され、符号語が多重化され、多重化された符号
語112として、符号化器から送出される。他方、前記
ベクトル量子化が選択された場合には、量子化インデッ
クス132、選択情報130が、符号化・多重化部9に
おいて各々符号化され、同様にして符号語が多重化さ
れ、多重化された符号語112として、符号化器から送
出される。
【0032】なお、前記実施の形態では、ベクトル量子
化のブロックサイズを4×4とし、コードブックに記憶
されたベクトルデータの次元数は16次元としていた
が、これを例えば、ブロックサイズを8×8とし、その
結果コードブックに記憶されたベクトルデータの次元数
を64次元とすることも可能である。さらに、複数通り
のブロックサイズのベクトル量子化を行うために、複数
個のコードブックを備えておき、それらの適応的な切り
替えによって、全体の符号化効率を向上させる例も考え
られる。
化のブロックサイズを4×4とし、コードブックに記憶
されたベクトルデータの次元数は16次元としていた
が、これを例えば、ブロックサイズを8×8とし、その
結果コードブックに記憶されたベクトルデータの次元数
を64次元とすることも可能である。さらに、複数通り
のブロックサイズのベクトル量子化を行うために、複数
個のコードブックを備えておき、それらの適応的な切り
替えによって、全体の符号化効率を向上させる例も考え
られる。
【0033】次に、本発明の第2の実施の形態となる画
像の反復変換復号化装置について、図3を参照しながら
説明する。この図3に示す第2の実施の形態は、上記図
1に示した画像の反復変換符号化装置に対応する復号化
装置である。
像の反復変換復号化装置について、図3を参照しながら
説明する。この図3に示す第2の実施の形態は、上記図
1に示した画像の反復変換符号化装置に対応する復号化
装置である。
【0034】この図3に示す画像の反復変換復号化装置
は、上記図1の反復変換符号化装置から出力されて送ら
れた多重化符号語を各符号語に分離して別々に復号化を
行う復号化・多重化分離部21と、選択情報に従って異
なる符号化方式に切り替えを行い、制御信号を送出する
第1のスイッチ26と、ブロック番号を元に変換元ブロ
ックを再現し所定の位置にあるブロックを再現する変換
元ブロック再現部22と、変換元ブロック再現部22か
らのブロック位置情報及び復号化・多重化分離部21か
らの変換パラメータを入力して変換後のブロック画像を
出力する画像変換生成部6と、復号化・多重化分離部2
1から得られた量子化インデックスに相当するブロック
画像をコードブック8から読み出し、ベクトル逆量子化
画像ブロックを出力するベクトル逆量子化部12と、復
号化ループの末端部にあり、ループを回る回数をカウン
トしていて、所定回数回った場合には、ループを抜けて
最終的な復号化ブロック画像を出力する制御部23と、
初期画像入力部24からのブロック画像又はループ内の
画像メモリ部3からの出力であるブロック画像を選択す
る第2のスイッチ25と、選択情報に従って復号ブロッ
ク画像を選択する第3のスイッチ27と、第3のスイッ
チ27で選択されたブロック画像を1画面分記憶する画
像メモリ部3とを備えて構成されている。
は、上記図1の反復変換符号化装置から出力されて送ら
れた多重化符号語を各符号語に分離して別々に復号化を
行う復号化・多重化分離部21と、選択情報に従って異
なる符号化方式に切り替えを行い、制御信号を送出する
第1のスイッチ26と、ブロック番号を元に変換元ブロ
ックを再現し所定の位置にあるブロックを再現する変換
元ブロック再現部22と、変換元ブロック再現部22か
らのブロック位置情報及び復号化・多重化分離部21か
らの変換パラメータを入力して変換後のブロック画像を
出力する画像変換生成部6と、復号化・多重化分離部2
1から得られた量子化インデックスに相当するブロック
画像をコードブック8から読み出し、ベクトル逆量子化
画像ブロックを出力するベクトル逆量子化部12と、復
号化ループの末端部にあり、ループを回る回数をカウン
トしていて、所定回数回った場合には、ループを抜けて
最終的な復号化ブロック画像を出力する制御部23と、
初期画像入力部24からのブロック画像又はループ内の
画像メモリ部3からの出力であるブロック画像を選択す
る第2のスイッチ25と、選択情報に従って復号ブロッ
ク画像を選択する第3のスイッチ27と、第3のスイッ
チ27で選択されたブロック画像を1画面分記憶する画
像メモリ部3とを備えて構成されている。
【0035】次に動作について説明する。まず、復号化
・多重化分離部21で、多重化された信号を分離して得
られた選択情報130から符号化方式の切り替えを、第
1のスイッチ26で行う。反復変換復号化が選択された
場合には、第1のスイッチ26が切り替わり、制御信号
140が変換元ブロック再現部22に出力される。制御
信号140が伝送されると、変換元ブロック再現部22
では、復号化・多重化分離部21において多重化分離し
て得られたブロック番号103を入力して、変換元のブ
ロック位置情報111を出力する。画像変換生成部6で
は、変換パラメータ108、変換元のブロック位置情報
111を入力して、変換後のブロック画像113を第3
のスイッチ27に出力する。ここで、上記変換手法とし
てアフィン変換を用いることができ、この場合には、例
えば画像変換・生成部に、回転・並進・縮小等の一連の
変換処理を行うアフィン変換部を内蔵させればよい。
・多重化分離部21で、多重化された信号を分離して得
られた選択情報130から符号化方式の切り替えを、第
1のスイッチ26で行う。反復変換復号化が選択された
場合には、第1のスイッチ26が切り替わり、制御信号
140が変換元ブロック再現部22に出力される。制御
信号140が伝送されると、変換元ブロック再現部22
では、復号化・多重化分離部21において多重化分離し
て得られたブロック番号103を入力して、変換元のブ
ロック位置情報111を出力する。画像変換生成部6で
は、変換パラメータ108、変換元のブロック位置情報
111を入力して、変換後のブロック画像113を第3
のスイッチ27に出力する。ここで、上記変換手法とし
てアフィン変換を用いることができ、この場合には、例
えば画像変換・生成部に、回転・並進・縮小等の一連の
変換処理を行うアフィン変換部を内蔵させればよい。
【0036】第3のスイッチ27では、前記選択情報1
30に従って、前記変換後のブロック画像110か、後
述のベクトル逆量子化部12からの出力131かを切り
替えて、復号ブロック画像126として、画像メモリ部
3に入力する。さらに、画像メモリ部3では、1画面全
体のブロック画像を記憶した後、画面全体の画像122
を制御部23に出力する。制御部23は、復号化ループ
の末端部にあり、ループを回る回数をカウントしてい
て、所定回数回った場合には、ループを抜けて最終的な
復号化ブロック画像125を出力する。復号化ループを
さらに回る場合には、制御部23からの復号化画像12
1が、第2のスイッチ25に入力して、該復号化ループ
の回数が2回目以上には、同スイッチ25が切り替わ
り、再度画像変換・生成部6への入力画像124にな
る。一方、初期状態では、初期画像入力部24に記憶さ
れた画像123が前記第2のスイッチ25に入力して、
同スイッチ25が切り替わり、入力画像124になる。
30に従って、前記変換後のブロック画像110か、後
述のベクトル逆量子化部12からの出力131かを切り
替えて、復号ブロック画像126として、画像メモリ部
3に入力する。さらに、画像メモリ部3では、1画面全
体のブロック画像を記憶した後、画面全体の画像122
を制御部23に出力する。制御部23は、復号化ループ
の末端部にあり、ループを回る回数をカウントしてい
て、所定回数回った場合には、ループを抜けて最終的な
復号化ブロック画像125を出力する。復号化ループを
さらに回る場合には、制御部23からの復号化画像12
1が、第2のスイッチ25に入力して、該復号化ループ
の回数が2回目以上には、同スイッチ25が切り替わ
り、再度画像変換・生成部6への入力画像124にな
る。一方、初期状態では、初期画像入力部24に記憶さ
れた画像123が前記第2のスイッチ25に入力して、
同スイッチ25が切り替わり、入力画像124になる。
【0037】続いて、ベクトル逆量子化の動作について
説明する。復号化・多重化分離部21で分離された選択
情報130に従って第1のスイッチ26が切り替わり、
同部より制御信号141が、そして復号化・多重化分離
部21より量子化インデックス132が、ベクトル逆量
子化部12に出力される。このベクトル逆量子化部12
からは、コードブック8に対して量子化インデックス1
32が出力される。一方、コードブック8からは、該量
子化インデックス132に対応する量子化代表ベクトル
131が読み出され、ベクトル逆量子化部12に再度出
力される。該量子化代表ベクトル131は、既にベクト
ル量子化の部分で説明した通り、ブロック画像のデータ
を表している。その結果、ベクトル逆量子化後の出力さ
れたブロック画像131は、第3のスイッチ27に入力
する。その後の第3のスイッチ27でのスイッチの切り
替えについては、既に述べた通りである。
説明する。復号化・多重化分離部21で分離された選択
情報130に従って第1のスイッチ26が切り替わり、
同部より制御信号141が、そして復号化・多重化分離
部21より量子化インデックス132が、ベクトル逆量
子化部12に出力される。このベクトル逆量子化部12
からは、コードブック8に対して量子化インデックス1
32が出力される。一方、コードブック8からは、該量
子化インデックス132に対応する量子化代表ベクトル
131が読み出され、ベクトル逆量子化部12に再度出
力される。該量子化代表ベクトル131は、既にベクト
ル量子化の部分で説明した通り、ブロック画像のデータ
を表している。その結果、ベクトル逆量子化後の出力さ
れたブロック画像131は、第3のスイッチ27に入力
する。その後の第3のスイッチ27でのスイッチの切り
替えについては、既に述べた通りである。
【0038】次に、本発明に係る第3の実施の形態とな
る画像の反復変換符号化装置について、図4を参照しな
がら説明する。この図4に示す第3の実施の形態の反復
変換符号化装置は、前述した図1の第1の実施の形態の
構成に、第1のブロック再分割部30、及び第2のブロ
ック再分割部31を設けたものであり、他の構成は前述
した第1の実施の形態と同様である。
る画像の反復変換符号化装置について、図4を参照しな
がら説明する。この図4に示す第3の実施の形態の反復
変換符号化装置は、前述した図1の第1の実施の形態の
構成に、第1のブロック再分割部30、及び第2のブロ
ック再分割部31を設けたものであり、他の構成は前述
した第1の実施の形態と同様である。
【0039】この図4の反復変換符号化装置の基本的な
動作は、前記図1の第1の実施の形態で説明した符号化
装置と同様である。さらに、第2のブロック生成部2で
生成された第2のブロック画像102は、第2のブロッ
ク再分割部31で複数個のサブブロック画像に再分割さ
れ、第2のサブブロック画像137が得られる。これら
第2のサブブロック画像137を画像メモリ部3に記憶
しておく。本符号化器は、反復変換符号化とベクトル量
子化とを、その符号化歪みの大小に応じて切り替える構
成を取っている。従って、第1のブロック再分割部30
で再分割された第1のサブブロック画像136に最も近
い変換後の画像107を検索して得られたブロック画像
135と、該第1のブロック再分割部30をそれぞれベ
クトル量子化して得られた量子化代表ベクトルであるブ
ロック画像131とを、選択部10で選択する構成であ
る。また、前記量子化代表ベクトルの次元数を複数個分
用意したコードブック8を用いれば、第1のサブブロッ
ク画像136のブロックサイズ複数通りにすることが可
能になり、さらに符号化効率が向上する。従って、コー
ドブックのメモリに余裕がある時には、上記構成を取っ
てもよい。また上記具体例で、量子化代表ベクトルの次
元数に合せてコードブック8を別々に備えても、上記と
同様の効果を奏することは自明である。なお、本実施の
形態の例で、第1のサブブロック画像136が複数個の
サブブロック画像から構成される場合には、これらすべ
てのサブブロック画像に対して、上記動作を行うことは
明らかである。
動作は、前記図1の第1の実施の形態で説明した符号化
装置と同様である。さらに、第2のブロック生成部2で
生成された第2のブロック画像102は、第2のブロッ
ク再分割部31で複数個のサブブロック画像に再分割さ
れ、第2のサブブロック画像137が得られる。これら
第2のサブブロック画像137を画像メモリ部3に記憶
しておく。本符号化器は、反復変換符号化とベクトル量
子化とを、その符号化歪みの大小に応じて切り替える構
成を取っている。従って、第1のブロック再分割部30
で再分割された第1のサブブロック画像136に最も近
い変換後の画像107を検索して得られたブロック画像
135と、該第1のブロック再分割部30をそれぞれベ
クトル量子化して得られた量子化代表ベクトルであるブ
ロック画像131とを、選択部10で選択する構成であ
る。また、前記量子化代表ベクトルの次元数を複数個分
用意したコードブック8を用いれば、第1のサブブロッ
ク画像136のブロックサイズ複数通りにすることが可
能になり、さらに符号化効率が向上する。従って、コー
ドブックのメモリに余裕がある時には、上記構成を取っ
てもよい。また上記具体例で、量子化代表ベクトルの次
元数に合せてコードブック8を別々に備えても、上記と
同様の効果を奏することは自明である。なお、本実施の
形態の例で、第1のサブブロック画像136が複数個の
サブブロック画像から構成される場合には、これらすべ
てのサブブロック画像に対して、上記動作を行うことは
明らかである。
【0040】次に、本発明に係る第4の実施の形態とな
る画像の反復変換符号化装置について、図5を参照しな
がら説明する。この図5に示す第4の実施の形態の反復
変換符号化装置は、入力画像をブロック分割する第1の
ブロック生成部1及び第2のブロック生成部2と、各ブ
ロック生成部で生成されたブロック画像の特徴量をそれ
ぞれ抽出する第1の特徴量抽出部5及び第2の特徴量抽
出部6と、第2のブロック画像とその画像の特徴量とが
多重化されて1画面分が記憶される画像メモリ部3と、
第1のブロック画像の特徴量と同じ特徴量を持つ第2の
ブロック画像を画像メモリ部3から読み出す制御を行う
制御部15と、読み出された第2のブロック画像に所定
の変換処理を施す画像変換・生成部7と、第1のブロッ
ク画像に最も近いブロック画像を探索する近似ブロック
探索部4と、ブロック番号と変換パラメータとを各々符
号化、多重化して送出する符号化・多重化部9とを有
し、さらに、前述したベクトル量子化部11、コードブ
ック8、及び選択部10を設けたものである。すなわ
ち、ベクトル量子化部11は第1のブロック生成部1か
らの第1のブロック画像を入力し、コードブック8を検
索(サーチ)して最適の量子化代表ベクトルのブロック
画像を選択部10に送っている。
る画像の反復変換符号化装置について、図5を参照しな
がら説明する。この図5に示す第4の実施の形態の反復
変換符号化装置は、入力画像をブロック分割する第1の
ブロック生成部1及び第2のブロック生成部2と、各ブ
ロック生成部で生成されたブロック画像の特徴量をそれ
ぞれ抽出する第1の特徴量抽出部5及び第2の特徴量抽
出部6と、第2のブロック画像とその画像の特徴量とが
多重化されて1画面分が記憶される画像メモリ部3と、
第1のブロック画像の特徴量と同じ特徴量を持つ第2の
ブロック画像を画像メモリ部3から読み出す制御を行う
制御部15と、読み出された第2のブロック画像に所定
の変換処理を施す画像変換・生成部7と、第1のブロッ
ク画像に最も近いブロック画像を探索する近似ブロック
探索部4と、ブロック番号と変換パラメータとを各々符
号化、多重化して送出する符号化・多重化部9とを有
し、さらに、前述したベクトル量子化部11、コードブ
ック8、及び選択部10を設けたものである。すなわ
ち、ベクトル量子化部11は第1のブロック生成部1か
らの第1のブロック画像を入力し、コードブック8を検
索(サーチ)して最適の量子化代表ベクトルのブロック
画像を選択部10に送っている。
【0041】この図5に示す第4の実施の形態の説明に
先立ち、上記特徴量抽出による検索ブロックの絞り込み
を伴った反復変換符号化の基本動作について、図6を参
照しながら説明する。この図6は、説明を簡略化するた
めに、上記第4の実施の形態となる図5の構成中のコー
ドブック8、選択部10及びベクトル量子化部11を除
いた構成を示すものである。
先立ち、上記特徴量抽出による検索ブロックの絞り込み
を伴った反復変換符号化の基本動作について、図6を参
照しながら説明する。この図6は、説明を簡略化するた
めに、上記第4の実施の形態となる図5の構成中のコー
ドブック8、選択部10及びベクトル量子化部11を除
いた構成を示すものである。
【0042】この図6において、入力された原画像10
0は、第1のブロック生成部1及び第2のブロック生成
部2に入力されて、それぞれ画面を構成する複数個のブ
ロックに分割される。ここで、第2のブロック生成部2
は、第1のブロック生成部1でのブロック生成の動作が
行われる以前に、画面全体をある特定のサイズの複数個
のブロックに分割する。便宜上、第2のブロックのブロ
ックサイズをM×Nとする。生成された第2のブロック
画像情報102は、第2の特徴量抽出部6に入力され
て、ここで第2の特徴量106が抽出され、出力され
る。このブロック画像情報102は、該ブロック画像を
構成する画素情報の他に、ブロックの位置情報も含んで
いる。続いて、第2のブロック画像情報102は、前記
第2の特徴量106と一緒に多重化されて、画像メモリ
部3に記憶される。この一連の動作は1画面を構成する
全ブロックに対して続けられる。
0は、第1のブロック生成部1及び第2のブロック生成
部2に入力されて、それぞれ画面を構成する複数個のブ
ロックに分割される。ここで、第2のブロック生成部2
は、第1のブロック生成部1でのブロック生成の動作が
行われる以前に、画面全体をある特定のサイズの複数個
のブロックに分割する。便宜上、第2のブロックのブロ
ックサイズをM×Nとする。生成された第2のブロック
画像情報102は、第2の特徴量抽出部6に入力され
て、ここで第2の特徴量106が抽出され、出力され
る。このブロック画像情報102は、該ブロック画像を
構成する画素情報の他に、ブロックの位置情報も含んで
いる。続いて、第2のブロック画像情報102は、前記
第2の特徴量106と一緒に多重化されて、画像メモリ
部3に記憶される。この一連の動作は1画面を構成する
全ブロックに対して続けられる。
【0043】上記動作が終了した後、第1のブロック生
成部1において、画面からブロックを順番に読み出して
(普通は画面左上から右下の方向)、読み出された第1
のブロック画像の特徴量105を、第1の特徴量抽出部
5において抽出し、制御部15に出力する。制御部15
では、第1のブロック画像101の特徴量105と読み
出し許可信号を多重化した情報110を、画像メモリ部
3に出力する。画像メモリ部3では、多重化した情報1
10を受け、第1のブロック画像の特徴量105と同じ
特徴量、実際には一定以上の類似度の範囲内の特徴量を
持ったブロック画像情報104だけを画像メモリ部3の
中から読み出して、画像変換・生成部7に出力する。
成部1において、画面からブロックを順番に読み出して
(普通は画面左上から右下の方向)、読み出された第1
のブロック画像の特徴量105を、第1の特徴量抽出部
5において抽出し、制御部15に出力する。制御部15
では、第1のブロック画像101の特徴量105と読み
出し許可信号を多重化した情報110を、画像メモリ部
3に出力する。画像メモリ部3では、多重化した情報1
10を受け、第1のブロック画像の特徴量105と同じ
特徴量、実際には一定以上の類似度の範囲内の特徴量を
持ったブロック画像情報104だけを画像メモリ部3の
中から読み出して、画像変換・生成部7に出力する。
【0044】画像変換・生成部7では、ブロック画像情
報104に対して、所定の回転・並進・拡大・縮小等の
変換処理が施され、変換後のブロック画像107が近似
ブロック探索部4に出力される。この時の変換処理の具
体例については、後で詳述する。近似ブロック探索部4
では、第1のブロック画像101と前記変換後のブロッ
ク画像107との間でマッチングを取り、両者の誤差が
最小となるブロック画像を探索し、選択する。この時に
得られたブロック番号103と変換パラメータ108
は、符号化・多重化部において、各々符号化(例えばハ
フマン符号化)された後、得られた符号語を多重化し
て、符号化器の出力として送出する。
報104に対して、所定の回転・並進・拡大・縮小等の
変換処理が施され、変換後のブロック画像107が近似
ブロック探索部4に出力される。この時の変換処理の具
体例については、後で詳述する。近似ブロック探索部4
では、第1のブロック画像101と前記変換後のブロッ
ク画像107との間でマッチングを取り、両者の誤差が
最小となるブロック画像を探索し、選択する。この時に
得られたブロック番号103と変換パラメータ108
は、符号化・多重化部において、各々符号化(例えばハ
フマン符号化)された後、得られた符号語を多重化し
て、符号化器の出力として送出する。
【0045】次に、第1の特徴量抽出部5、及び第2の
特徴量抽出部6での動作の具体例について、図7、図8
及び図9を用いて説明する。ここで、図7はN×Nのサ
イズのブロックをk×kのサブブロックに分割した状態
を示す図であり、図8は第2の特徴量抽出部6での動作
を説明するためのフローチャート、図9は第1の特徴量
抽出部5での動作を説明するためのフローチャートであ
る。
特徴量抽出部6での動作の具体例について、図7、図8
及び図9を用いて説明する。ここで、図7はN×Nのサ
イズのブロックをk×kのサブブロックに分割した状態
を示す図であり、図8は第2の特徴量抽出部6での動作
を説明するためのフローチャート、図9は第1の特徴量
抽出部5での動作を説明するためのフローチャートであ
る。
【0046】先ず、上記第2のブロック生成部2で作ら
れた第2のブロックの画像情報102のドメインブロッ
クを、例えばN×Nのサイズのブロックとするとき、図
8の最初のステップS500でこのN×Nのサイズのド
メインブロックを入力する。次のステップS501で
は、図7に示すように、N×Nのサイズのブロックを縦
横共にk×kのサブブロックに分割する。次のステップ
S502では、分割された各サブブロック毎に、輝度値
の平均値を算出する。従って、上記N×Nのサイズのブ
ロックは、k2 個の平均値を持つことになるので、これ
をベクトル表現すれば、k2 次元のベクトルデータdi
(0≦i≦k2−1)を有することになる。図8のステ
ップS503においては、上記N×Nのサイズのドメイ
ンブロックのベクトルデータdi(0≦i<k2)を算出
している。従って、上記第2の特徴量抽出部6で求めら
れた上記第2のブロックの特徴量106は、このベクト
ルデータdi に他ならない。次に、ステップS504に
おいて、上記第2のブロックの特徴量106であるベク
トルデータdi と、上記第2のブロック画像情報102
であるドメインブロックの画像・位置情報とを多重化
し、上記画像メモリ部3内に記憶する。次のステップS
505では、画面を構成する全てのドメインブロックに
ついて上述の処理が終了したか否かを判別し、NOのと
きは上記ステップS500に戻り、YESのときは処理
を終了する。以上が、上記第2のブロック生成部2及び
第2の特徴量抽出部6での動作である。なお、上記具体
例では、各サブブロックの特徴量を表すためにそれぞれ
のサブブロックの平均値を用いたが、例えば分散や標準
偏差等の統計量を用いてもよい。
れた第2のブロックの画像情報102のドメインブロッ
クを、例えばN×Nのサイズのブロックとするとき、図
8の最初のステップS500でこのN×Nのサイズのド
メインブロックを入力する。次のステップS501で
は、図7に示すように、N×Nのサイズのブロックを縦
横共にk×kのサブブロックに分割する。次のステップ
S502では、分割された各サブブロック毎に、輝度値
の平均値を算出する。従って、上記N×Nのサイズのブ
ロックは、k2 個の平均値を持つことになるので、これ
をベクトル表現すれば、k2 次元のベクトルデータdi
(0≦i≦k2−1)を有することになる。図8のステ
ップS503においては、上記N×Nのサイズのドメイ
ンブロックのベクトルデータdi(0≦i<k2)を算出
している。従って、上記第2の特徴量抽出部6で求めら
れた上記第2のブロックの特徴量106は、このベクト
ルデータdi に他ならない。次に、ステップS504に
おいて、上記第2のブロックの特徴量106であるベク
トルデータdi と、上記第2のブロック画像情報102
であるドメインブロックの画像・位置情報とを多重化
し、上記画像メモリ部3内に記憶する。次のステップS
505では、画面を構成する全てのドメインブロックに
ついて上述の処理が終了したか否かを判別し、NOのと
きは上記ステップS500に戻り、YESのときは処理
を終了する。以上が、上記第2のブロック生成部2及び
第2の特徴量抽出部6での動作である。なお、上記具体
例では、各サブブロックの特徴量を表すためにそれぞれ
のサブブロックの平均値を用いたが、例えば分散や標準
偏差等の統計量を用いてもよい。
【0047】次に、上記第1のブロック生成部1及び第
1の特徴量抽出部5での動作について、図9のフローチ
ャートを参照しながら説明する。この具体例では、上記
第1のブロック生成部1で生成された第1のブロック画
像情報のレンジブロックのサイズを例えばM×Mとして
おり、図9の最初のステップS510でこのM×Mのサ
イズのレンジブロックを入力し、ステップS511で、
上記ドメインブロックの場合と同様にk×kのサブブロ
ックに分割する。次のステップS512では、各サブブ
ロック毎に例えば輝度の平均値を算出し、ステップS5
13で、該レンジブロックのベクトルデータri(0≦
i<k2)を算出する。次に、ステップS514におい
て、上記画像メモリ部3に記憶されている上述のドメイ
ンブロックのベクトルデータdi(0≦i<k2)の中か
ら、 ri =di(for all i:0≦i≦k2−1) となる全てのドメインブロックを抽出する。抽出された
ドメインブロックは、上記制御部15から読み出された
情報110に従って、上記候補ドメインブロックを1個
ずつ読み出し、ブロック画像情報104を画像変換・生
成部7に出力する。ステップS515では、上で抽出し
た全てのドメインブロックと現在のレンジブロックとの
間で近似度を測定し、最も近いドメインブロックを最終
的に選択している。また、最後のステップS516で
は、処理すべき次のレンジブロックがあるか否かを判別
し、YESのときは上記ステップS510に戻り、NO
のときは処理を終了している。
1の特徴量抽出部5での動作について、図9のフローチ
ャートを参照しながら説明する。この具体例では、上記
第1のブロック生成部1で生成された第1のブロック画
像情報のレンジブロックのサイズを例えばM×Mとして
おり、図9の最初のステップS510でこのM×Mのサ
イズのレンジブロックを入力し、ステップS511で、
上記ドメインブロックの場合と同様にk×kのサブブロ
ックに分割する。次のステップS512では、各サブブ
ロック毎に例えば輝度の平均値を算出し、ステップS5
13で、該レンジブロックのベクトルデータri(0≦
i<k2)を算出する。次に、ステップS514におい
て、上記画像メモリ部3に記憶されている上述のドメイ
ンブロックのベクトルデータdi(0≦i<k2)の中か
ら、 ri =di(for all i:0≦i≦k2−1) となる全てのドメインブロックを抽出する。抽出された
ドメインブロックは、上記制御部15から読み出された
情報110に従って、上記候補ドメインブロックを1個
ずつ読み出し、ブロック画像情報104を画像変換・生
成部7に出力する。ステップS515では、上で抽出し
た全てのドメインブロックと現在のレンジブロックとの
間で近似度を測定し、最も近いドメインブロックを最終
的に選択している。また、最後のステップS516で
は、処理すべき次のレンジブロックがあるか否かを判別
し、YESのときは上記ステップS510に戻り、NO
のときは処理を終了している。
【0048】以上のような処理により、ドメインブロッ
ク、レンジブロックのブロックサイズによらず、特徴量
となるベクトルデータの次元数が共通しているので、処
理が高速に実行できるという利点がある。また、全ての
ドメインブロックを総当たりで探索して最も近似度の高
いものを探索するのに比べて、計算時間の短縮が実現で
きることは明らかである。
ク、レンジブロックのブロックサイズによらず、特徴量
となるベクトルデータの次元数が共通しているので、処
理が高速に実行できるという利点がある。また、全ての
ドメインブロックを総当たりで探索して最も近似度の高
いものを探索するのに比べて、計算時間の短縮が実現で
きることは明らかである。
【0049】他方、より単純な手法で特徴量を抽出する
手法も考えられる。この場合には、処理回路がより簡素
になるという利点がある。例えば、入力ブロックを均等
に4分割して、生成された4つのサブブロックをA,
B,C,Dとし、これら4つの各サブブロックのいわゆ
るアクティビティをそれぞれ算出する。このアクティビ
ティには、前述の画素値の分散値を用いてもよい。続い
て、得られた4つのアクティビティ値の大小関係で番号
付けを行い、各サブブロックA,B,C,Dに、1,
2,3,4の番号のいずれかをそれぞれ割り当てる。こ
こでは、ブロックの特徴量は、サブブロックA,B,
C,Dの順に並べた上記番号とし、これを同ブロックの
クラスと定義する。例えば、アクティビティ値が大きい
順にB,A,C,Dとなる場合には、サブブロックA,
B,C,Dの各番号は2,1,3,4となるから、上記
クラスの値(クラス番号ともいう)は「2143」とな
る。
手法も考えられる。この場合には、処理回路がより簡素
になるという利点がある。例えば、入力ブロックを均等
に4分割して、生成された4つのサブブロックをA,
B,C,Dとし、これら4つの各サブブロックのいわゆ
るアクティビティをそれぞれ算出する。このアクティビ
ティには、前述の画素値の分散値を用いてもよい。続い
て、得られた4つのアクティビティ値の大小関係で番号
付けを行い、各サブブロックA,B,C,Dに、1,
2,3,4の番号のいずれかをそれぞれ割り当てる。こ
こでは、ブロックの特徴量は、サブブロックA,B,
C,Dの順に並べた上記番号とし、これを同ブロックの
クラスと定義する。例えば、アクティビティ値が大きい
順にB,A,C,Dとなる場合には、サブブロックA,
B,C,Dの各番号は2,1,3,4となるから、上記
クラスの値(クラス番号ともいう)は「2143」とな
る。
【0050】このように入力ブロックを4つのサブブロ
ックに分割する場合には、総クラス数は、4つの番号の
順列を求めることに他ならず、4P4=24(通り)にな
る。なお、この場合には、ブロックサイズに依らず全て
のブロックに対して同一の手法で特徴量を抽出すること
ができるという利点がある。また、上述のようにして得
られたクラス番号を可変長符号化することで、情報量削
減ができることは明らかである。
ックに分割する場合には、総クラス数は、4つの番号の
順列を求めることに他ならず、4P4=24(通り)にな
る。なお、この場合には、ブロックサイズに依らず全て
のブロックに対して同一の手法で特徴量を抽出すること
ができるという利点がある。また、上述のようにして得
られたクラス番号を可変長符号化することで、情報量削
減ができることは明らかである。
【0051】再び図5に戻って、この図5に示す本発明
の第4の実施の形態は、上記図6に示す画像の反復変換
符号化装置の構成に、符号化効率を高める目的でさらに
ベクトル量子化部11及びコードブック8を接続したも
のである。
の第4の実施の形態は、上記図6に示す画像の反復変換
符号化装置の構成に、符号化効率を高める目的でさらに
ベクトル量子化部11及びコードブック8を接続したも
のである。
【0052】すなわち、原画像100を入力した第2の
ブロック生成部2では、所定のブロックサイズに画面を
分割し生成された第2のブロック画像102を出力す
る。第2の特徴量抽出部6では、前記実施の形態1で示
した手法に従って第2の特徴量106を抽出、出力す
る。画像メモリ部3では、前記第2のブロック画像10
2と第2の特徴量106とを多重化して記憶する。そし
てこの一連の動作を原画像100を構成するすべてのブ
ロックに対して行う。その結果、画像メモリ部3には1
画面分の第2のブロック画像102と第2の特徴量10
6とが多重化されて記憶されている。1画面分のブロッ
ク画像の書き込み終了後、第1のブロック生成部1にて
順次生成された第1のブロック画像101は、第1の特
徴量抽出部5に入力して、上記図6の反復変換符号化装
置で説明した手法に従って第1の特徴量105を抽出
し、制御部15に出力する。制御部15では、第1のブ
ロック画像の特徴量105と読み出し許可信号を多重化
した情報110を画像メモリ部3に出力して、第1の特
徴量105と同じ特徴量を持つ第2のブロック画像情報
104を画像メモリ部3から読み出し、画像変換・生成
部7に出力する。画像変換・生成部7では、ブロック画
像情報104に対して、所定の回転・並進・拡大・縮小
等の変換処理が施され、変換後のブロック画像107が
近似ブロック探索部4に出力される。近似ブロック探索
部4では、第1のブロック画像101と前記変換後のブ
ロック画像107との間でマッチングを取り、両者の誤
差が最小となるブロック画像を探索し、選択する。この
時に得られたブロック番号103と変換パラメータ10
8は、符号化・多重化部において、各々符号化された
後、得られた符号語を多重化して、符号化器の出力とし
て送出する。
ブロック生成部2では、所定のブロックサイズに画面を
分割し生成された第2のブロック画像102を出力す
る。第2の特徴量抽出部6では、前記実施の形態1で示
した手法に従って第2の特徴量106を抽出、出力す
る。画像メモリ部3では、前記第2のブロック画像10
2と第2の特徴量106とを多重化して記憶する。そし
てこの一連の動作を原画像100を構成するすべてのブ
ロックに対して行う。その結果、画像メモリ部3には1
画面分の第2のブロック画像102と第2の特徴量10
6とが多重化されて記憶されている。1画面分のブロッ
ク画像の書き込み終了後、第1のブロック生成部1にて
順次生成された第1のブロック画像101は、第1の特
徴量抽出部5に入力して、上記図6の反復変換符号化装
置で説明した手法に従って第1の特徴量105を抽出
し、制御部15に出力する。制御部15では、第1のブ
ロック画像の特徴量105と読み出し許可信号を多重化
した情報110を画像メモリ部3に出力して、第1の特
徴量105と同じ特徴量を持つ第2のブロック画像情報
104を画像メモリ部3から読み出し、画像変換・生成
部7に出力する。画像変換・生成部7では、ブロック画
像情報104に対して、所定の回転・並進・拡大・縮小
等の変換処理が施され、変換後のブロック画像107が
近似ブロック探索部4に出力される。近似ブロック探索
部4では、第1のブロック画像101と前記変換後のブ
ロック画像107との間でマッチングを取り、両者の誤
差が最小となるブロック画像を探索し、選択する。この
時に得られたブロック番号103と変換パラメータ10
8は、符号化・多重化部において、各々符号化された
後、得られた符号語を多重化して、符号化器の出力とし
て送出する。
【0053】ベクトル量子化部11は、前記第1のブロ
ック画像101を入力して、コードブックに記憶された
量子化代表ベクトルの中から最小歪みを与えるベクトル
を選択して、この結果量子化代表ベクトルのブロック画
像131、及びインデックス132を出力する。選択部
10では、ベクトル量子化によるブロック画像131と
反復変換符号化によるブロック画像135とを比較し
て、より第1のブロック画像101に近い方を選択し、
選択情報130を符号化・多重化部9に出力する。
ック画像101を入力して、コードブックに記憶された
量子化代表ベクトルの中から最小歪みを与えるベクトル
を選択して、この結果量子化代表ベクトルのブロック画
像131、及びインデックス132を出力する。選択部
10では、ベクトル量子化によるブロック画像131と
反復変換符号化によるブロック画像135とを比較し
て、より第1のブロック画像101に近い方を選択し、
選択情報130を符号化・多重化部9に出力する。
【0054】次に、本発明に係る第5の実施の形態とな
る画像の反復変換符号化装置について、図10を参照し
ながら説明する。この図10に示す第5の実施の形態の
反復変換符号化装置は、前述した図5の第4の実施の形
態の構成に、前記図4の第3の実施の形態と同様に、第
1のブロック再分割部30、及び第2のブロック再分割
部31を設けたものであり、他の構成は前述した実施の
形態と同様である。
る画像の反復変換符号化装置について、図10を参照し
ながら説明する。この図10に示す第5の実施の形態の
反復変換符号化装置は、前述した図5の第4の実施の形
態の構成に、前記図4の第3の実施の形態と同様に、第
1のブロック再分割部30、及び第2のブロック再分割
部31を設けたものであり、他の構成は前述した実施の
形態と同様である。
【0055】この第5の実施の形態の基本動作は、前記
第4の実施の形態と同様であり、差異は、2つのブロッ
ク再分割部を接続したことにより、第1のブロック生成
部1、第2のブロック生成部2で生成された各々のブロ
ック画像を、前記実施の形態4で述べた所定の処理に従
い、さらにサブブロックに再分割する。これにより符号
化画質を高める。なお、再分割されたサブブロック画像
のベクトル量子化の動作については、前記図4の第3の
実施の形態で既に述べた手法と同様に行えばよい。
第4の実施の形態と同様であり、差異は、2つのブロッ
ク再分割部を接続したことにより、第1のブロック生成
部1、第2のブロック生成部2で生成された各々のブロ
ック画像を、前記実施の形態4で述べた所定の処理に従
い、さらにサブブロックに再分割する。これにより符号
化画質を高める。なお、再分割されたサブブロック画像
のベクトル量子化の動作については、前記図4の第3の
実施の形態で既に述べた手法と同様に行えばよい。
【0056】以上説明したような画像の反復変換符号化
装置や復号化装置の具体的な応用例としては、ディジタ
ルビデオディスク、画像のデータベース、インターネッ
ト上での画像のダウンロードを目的とした画像圧縮・伸
長器、または同方式を実現したソフトウェアモジュール
などが挙げられる。
装置や復号化装置の具体的な応用例としては、ディジタ
ルビデオディスク、画像のデータベース、インターネッ
ト上での画像のダウンロードを目的とした画像圧縮・伸
長器、または同方式を実現したソフトウェアモジュール
などが挙げられる。
【0057】なお、本発明は上述した実施の形態のみに
限定されるものではなく、例えば、反復変換符号化以外
の他の(第2の)符号化方式としてベクトル量子化を挙
げているが、この他、DCT等を用いた直交変換符号化
や、適応符号化等の種々の符号化方式が採用できること
は勿論である。
限定されるものではなく、例えば、反復変換符号化以外
の他の(第2の)符号化方式としてベクトル量子化を挙
げているが、この他、DCT等を用いた直交変換符号化
や、適応符号化等の種々の符号化方式が採用できること
は勿論である。
【0058】
【発明の効果】本発明によれば、入力画像を第1、第2
のブロックにそれぞれ分割する第1、第2のブロック生
成手段と、少なくとも上記第2のブロック画像が記憶さ
れる画像メモリと、上記画像メモリから読み出された上
記第2のブロック画像に所定の変換処理を施す画像変換
・生成手段と、上記第1のブロック生成手段で生成され
た第1のブロック画像に最も近い上記画像変換・生成手
段からのブロック画像を探索する近似ブロック探索手段
と、上記第1のブロック生成手段で生成された第1のブ
ロック画像に対して反復変換符号化とは異なる第2の符
号化処理を施す第2の符号化処理手段と、上記近似ブロ
ック探索手段から得られたブロック画像と、上記第2の
符号化処理手段から得られたブロック画像とを比較し
て、より上記第1のブロック画像に近い方を選択する選
択手段と、上記近似ブロック探索手段からのブロック番
号及び上記画像変換・生成手段からの変換パラメータ
と、上記第2の符号化処理手段からの第2の符号化出力
との少なくとも一方を符号化・多重化する符号化・多重
化手段とを有して構成することにより、反復変換符号化
のみでは符号化画質が低い場合でも、ベクトル量子化等
の第2の符号化処理手段を反復変換符号化に組み合わ
せ、両者を適応的に選択することで、全体の符号化効率
を向上させることができる。
のブロックにそれぞれ分割する第1、第2のブロック生
成手段と、少なくとも上記第2のブロック画像が記憶さ
れる画像メモリと、上記画像メモリから読み出された上
記第2のブロック画像に所定の変換処理を施す画像変換
・生成手段と、上記第1のブロック生成手段で生成され
た第1のブロック画像に最も近い上記画像変換・生成手
段からのブロック画像を探索する近似ブロック探索手段
と、上記第1のブロック生成手段で生成された第1のブ
ロック画像に対して反復変換符号化とは異なる第2の符
号化処理を施す第2の符号化処理手段と、上記近似ブロ
ック探索手段から得られたブロック画像と、上記第2の
符号化処理手段から得られたブロック画像とを比較し
て、より上記第1のブロック画像に近い方を選択する選
択手段と、上記近似ブロック探索手段からのブロック番
号及び上記画像変換・生成手段からの変換パラメータ
と、上記第2の符号化処理手段からの第2の符号化出力
との少なくとも一方を符号化・多重化する符号化・多重
化手段とを有して構成することにより、反復変換符号化
のみでは符号化画質が低い場合でも、ベクトル量子化等
の第2の符号化処理手段を反復変換符号化に組み合わ
せ、両者を適応的に選択することで、全体の符号化効率
を向上させることができる。
【0059】また、上記2つのブロック生成手段にブロ
ック再分割部を接続する構成とすることにより、入力画
像の部分的な性質に応じてブロック画像の再分割を行
い、得られたサブブロック画像毎に反復変換符号化を行
うことができ、その結果、符号化画像の画質を向上させ
ることができる。
ック再分割部を接続する構成とすることにより、入力画
像の部分的な性質に応じてブロック画像の再分割を行
い、得られたサブブロック画像毎に反復変換符号化を行
うことができ、その結果、符号化画像の画質を向上させ
ることができる。
【0060】さらに、画像変換・生成部に、回転・並進
・拡大・縮小等の一連の変換処理を行うアフィン変換部
を内蔵させたので、処理系を簡素化して、変換処理を高
速に実現することができる。
・拡大・縮小等の一連の変換処理を行うアフィン変換部
を内蔵させたので、処理系を簡素化して、変換処理を高
速に実現することができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態となる画像の反復変
換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】ドメインブロックとレンジブロックとの間の写
像変換を示す図である。
像変換を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態となる画像の反復変
換復号化装置の概略構成を示すブロック図である。
換復号化装置の概略構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態となる画像の反復変
換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態となる画像の反復変
換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態の説明に供する画像
の反復変換符号化装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
の反復変換符号化装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図7】N×Nサイズのブロックをk×kサイズのサブ
ブロックに分割した状態を示す図である。
ブロックに分割した状態を示す図である。
【図8】ドメインブロックの特徴量抽出の動作手順を説
明するためのフローチャートである。
明するためのフローチャートである。
【図9】レンジブロックの特徴量抽出及び画像メモリ部
からの読み出しの動作手順を説明するためのフローチャ
ートである。
からの読み出しの動作手順を説明するためのフローチャ
ートである。
【図10】本発明の第5の実施の形態となる画像の反復
変換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
変換符号化装置の概略構成を示すブロック図である。
【図11】従来の画像の反復変換符号化装置の構成の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図12】従来の画像の反復変換復号化装置の構成の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
1 第1のブロック生成部、 2 第2のブロック生成
部、 3 画像メモリ部、 4 近似ブロック探索部、
5 第1の特徴量抽出部、 6 第2の特徴量抽出
部、 7 画像変換・生成部、 8 コードブック、
9 符号化・多重化部、 10 選択部、 11 ベク
トル量子化部、 12 ベクトル逆量子化部、 15
制御部、 21 復号化・多重化分離部、 22 変換
元ブロック再現部、 23 制御部、 24 初期画像
入力部、 25 第2のスイッチ、26 第1のスイッ
チ、 27 第3のスイッチ、 30 第1のブロック
分割部、 31 第2のブロック分割部
部、 3 画像メモリ部、 4 近似ブロック探索部、
5 第1の特徴量抽出部、 6 第2の特徴量抽出
部、 7 画像変換・生成部、 8 コードブック、
9 符号化・多重化部、 10 選択部、 11 ベク
トル量子化部、 12 ベクトル逆量子化部、 15
制御部、 21 復号化・多重化分離部、 22 変換
元ブロック再現部、 23 制御部、 24 初期画像
入力部、 25 第2のスイッチ、26 第1のスイッ
チ、 27 第3のスイッチ、 30 第1のブロック
分割部、 31 第2のブロック分割部
Claims (8)
- 【請求項1】 入力画像を第1、第2のブロックにそれ
ぞれ分割する第1、第2のブロック生成手段と、 少なくとも上記第2のブロック画像が記憶される画像メ
モリと、 上記画像メモリから読み出された上記第2のブロック画
像に所定の変換処理を施す画像変換・生成手段と、 上記第1のブロック生成手段で生成された第1のブロッ
ク画像に最も近い上記画像変換・生成手段からのブロッ
ク画像を探索する近似ブロック探索手段と、 上記第1のブロック生成手段で生成された第1のブロッ
ク画像に対して反復変換符号化とは異なる第2の符号化
処理を施す第2の符号化処理手段と、 上記近似ブロック探索手段から得られたブロック画像
と、上記第2の符号化処理手段から得られたブロック画
像とを比較して、より上記第1のブロック画像に近い方
を選択する選択手段と、 上記近似ブロック探索手段からのブロック番号及び上記
画像変換・生成手段からの変換パラメータと、上記第2
の符号化処理手段からの第2の符号化出力との少なくと
も一方を符号化・多重化する符号化・多重化手段とを有
することを特徴とする画像の反復変換符号化装置。 - 【請求項2】 上記第2の符号化処理手段は、ベクトル
量子化手段とそれに付随するコードブックとを有するも
のであり、上記第2の符号化出力は量子化インデックス
であることを特徴とする請求項1記載の画像の反復変換
符号化装置。 - 【請求項3】 上記2つのブロック生成手段にそれぞれ
ブロック再分割手段を備えたことを特徴とする請求項1
記載の画像の反復変換符号化装置。 - 【請求項4】 上記画像変換・生成手段は、回転、並
進、縮小の少なくとも1つを含む一連の変換処理を行う
アフィン変換手段を内蔵したことを特徴とする請求項1
記載の画像の反復変換符号化装置。 - 【請求項5】 入力画像を第1、第2のブロックにそれ
ぞれ分割する第1、第2のブロック生成工程と、 上記第2のブロック画像とその画像の特徴量とを画像メ
モリに記憶する工程と、 上記画像メモリから読み出された上記第2のブロック画
像に所定の変換処理を施す画像変換・生成工程と、 上記第1のブロック生成工程で生成された第1のブロッ
ク画像に最も近い上記画像変換・生成手段からのブロッ
ク画像を探索する近似ブロック探索工程と、 上記第1のブロック生成工程で生成された第1のブロッ
ク画像に対して反復変換符号化とは異なる第2の符号化
処理を施す第2の符号化処理工程と、 上記近似ブロック探索工程にて得られたブロック画像
と、上記第2の符号化処理工程にて得られたブロック画
像とを比較して、より上記第1のブロック画像に近い方
を選択する選択工程と、 上記近似ブロック探索工程から得られるブロック番号及
び上記画像変換・生成工程から得られる変換パラメータ
と、上記第2の符号化処理工程から得られる第2の符号
化出力との少なくとも一方を符号化・多重化する符号化
・多重化工程とを有することを特徴とする画像の反復変
換符号化方法。 - 【請求項6】 多重化された符号語を各符号語に分離し
て別々に復号化を行う復号化・多重化分離手段と、 選択情報に従って異なる第1、第2の復号化処理手段に
切り替えを行い、制御信号を送出する第1のスイッチ
と、 ブロック番号を元に変換元ブロックを再現し所定の位置
にあるブロックを再現する変換元ブロック再現手段と、 得られた第2の符号化情報から画像ブロックを復号する
第2の復号化処理手段と、 復号化ループの末端部にあり、ループを回る回数をカウ
ントしていて、所定回数回った場合には、ループを抜け
て最終的な復号化ブロック画像を出力する制御手段と、 初期画像のブロック画像、またはループ内の画像メモリ
部からの出力であるブロック画像を選択する第2のスイ
ッチと、 選択情報に従って復号ブロック画像を選択する第3のス
イッチと、第3のスイッチで選択されたブロック画像を
1画面分記憶する画像メモリ部とを備えたことを特徴と
する画像の反復変換復号化装置。 - 【請求項7】 上記第2の復号化処理手段は、得られた
量子化インデックスに相当するブロック画像をコードブ
ックから読み出し、ベクトル逆量子化画像ブロックを出
力するベクトル逆量子化手段であることを特徴とする請
求項6記載の画像の反復変換復号化装置。 - 【請求項8】 上記画像変換・生成手段は、回転、並
進、縮小の少なくとも1つを含む一連の変換処理を行う
アフィン変換手段を内蔵したことを特徴とする請求項6
記載の画像の反復変換復号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9166276A JPH1118088A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 画像の反復変換符号化装置及び方法、並びに復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9166276A JPH1118088A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 画像の反復変換符号化装置及び方法、並びに復号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1118088A true JPH1118088A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15828386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9166276A Withdrawn JPH1118088A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 画像の反復変換符号化装置及び方法、並びに復号化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1118088A (ja) |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP9166276A patent/JPH1118088A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |