JPH11243491A - 適応進化型画像圧縮符号化装置 - Google Patents
適応進化型画像圧縮符号化装置Info
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- JPH11243491A JPH11243491A JP4532598A JP4532598A JPH11243491A JP H11243491 A JPH11243491 A JP H11243491A JP 4532598 A JP4532598 A JP 4532598A JP 4532598 A JP4532598 A JP 4532598A JP H11243491 A JPH11243491 A JP H11243491A
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- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、参照画素位置の組み合わせを任意に
とることができ、参照画素位置の最適化を図ることがで
きる装置を提供することを目的とする。 【解決手段】コンテクスト発生器４０１とエントロピー
符号器４０２と適応進化装置４０３と評価値算出器４０
４と復号装置４１１を具備し、コンテクスト発生器４０
１は過去に符号化した近傍画素から複数個の参照画素を
選択してコンテクストを作成し、エントロピー符号器４
０２は画像データとコンテクストを入力して符号化し、
評価値算出器４０４は画像データと符号化画素データか
ら圧縮率の計算を行い、適応進化装置４０３は遺伝的ア
ルゴリズムによる計算を実行し最適な参照画素位置を求
めコンテクスト発生器４０１に送信して参照画素位置を
変更するとともに、テンプレート情報信号線を介してテ
ンプレート設定情報を復号装置４１１に送信することを
特徴とする。
とることができ、参照画素位置の最適化を図ることがで
きる装置を提供することを目的とする。 【解決手段】コンテクスト発生器４０１とエントロピー
符号器４０２と適応進化装置４０３と評価値算出器４０
４と復号装置４１１を具備し、コンテクスト発生器４０
１は過去に符号化した近傍画素から複数個の参照画素を
選択してコンテクストを作成し、エントロピー符号器４
０２は画像データとコンテクストを入力して符号化し、
評価値算出器４０４は画像データと符号化画素データか
ら圧縮率の計算を行い、適応進化装置４０３は遺伝的ア
ルゴリズムによる計算を実行し最適な参照画素位置を求
めコンテクスト発生器４０１に送信して参照画素位置を
変更するとともに、テンプレート情報信号線を介してテ
ンプレート設定情報を復号装置４１１に送信することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像の可逆圧縮符
号化に適用される適応進化型画像圧縮符号化装置に関す
る。 （用語の説明） （ａ）「画像の可逆圧縮符号化」 「画像の圧縮符号化」とは、元画像データ系列に含まれ
る冗長性を取り除き、長さの短い圧縮データ系列に変換
する処理のことをいう。
号化に適用される適応進化型画像圧縮符号化装置に関す
る。 （用語の説明） （ａ）「画像の可逆圧縮符号化」 「画像の圧縮符号化」とは、元画像データ系列に含まれ
る冗長性を取り除き、長さの短い圧縮データ系列に変換
する処理のことをいう。
【０００２】「可逆圧縮符号化」とは、圧縮データ系列
から元画像データ系列を復元したとき、元画像データ系
列が完全に復元されるような圧縮符号化のことをいう。 （ｂ）「適応進化処理」 「適応進化処理」とは、進化的計算手法を用いて「適
応」を実現したシステムによる情報処理をいう。
から元画像データ系列を復元したとき、元画像データ系
列が完全に復元されるような圧縮符号化のことをいう。 （ｂ）「適応進化処理」 「適応進化処理」とは、進化的計算手法を用いて「適
応」を実現したシステムによる情報処理をいう。
【０００３】「適応」とは、何らかの仕事をするシステ
ムが、動的環境（システムの使用条件や方法、さらには
目的などが変化する状況）において、よりよく（効率的
に、確実に）仕事を遂行するために、システムが自らの
機能（振る舞い）を変化させることを言う。 （ｃ）「適応進化型画像圧縮符号化」 「適応進化型画像圧縮符号化」とは、進化的計算手法を
用いて、画像の特徴に応じて最適な符号化方法を高速に
発見し、圧縮率を高めることを可能にした符号化手法の
ことをいう。
ムが、動的環境（システムの使用条件や方法、さらには
目的などが変化する状況）において、よりよく（効率的
に、確実に）仕事を遂行するために、システムが自らの
機能（振る舞い）を変化させることを言う。 （ｃ）「適応進化型画像圧縮符号化」 「適応進化型画像圧縮符号化」とは、進化的計算手法を
用いて、画像の特徴に応じて最適な符号化方法を高速に
発見し、圧縮率を高めることを可能にした符号化手法の
ことをいう。
【０００４】従来の適応型画像圧縮符号化では、画像の
特徴別に何通りかの符号化方法を用意しておき、圧縮時
にそれらを切り替えながら使用していた。しかし、当然
ながら、あらかじめ用意されていない特徴に対しては、
効率のよい符号化を行うことはできない。
特徴別に何通りかの符号化方法を用意しておき、圧縮時
にそれらを切り替えながら使用していた。しかし、当然
ながら、あらかじめ用意されていない特徴に対しては、
効率のよい符号化を行うことはできない。
【０００５】これに対して、「適応進化型画像圧縮符号
化」では、画像の特徴に応じて、最も効率のよい符号化
方法を発見することが出来るために、圧縮率の向上を計
ることが可能で、何通りもの符号化方法を用意しておく
手間を省くことができる。 （ｄ）「変換信号のエントロピー」 「変換信号のエントロピー」とは、１つの情報メッセー
ジ当たりの情報量のことをいう。
化」では、画像の特徴に応じて、最も効率のよい符号化
方法を発見することが出来るために、圧縮率の向上を計
ることが可能で、何通りもの符号化方法を用意しておく
手間を省くことができる。 （ｄ）「変換信号のエントロピー」 「変換信号のエントロピー」とは、１つの情報メッセー
ジ当たりの情報量のことをいう。
【０００６】それぞれｐ1 、ｐ2 、…なる発生確率をも
つ、全体でＭ個のメッセージｍ1 、ｍ2 、…があるとす
る。かなり長い伝送時間の間に全体としてＮ個のメッセ
ージが送られたとすると、これらのメッセージの全情報
量Ｉは、
つ、全体でＭ個のメッセージｍ1 、ｍ2 、…があるとす
る。かなり長い伝送時間の間に全体としてＮ個のメッセ
ージが送られたとすると、これらのメッセージの全情報
量Ｉは、
【０００７】
【数１】 で与えられる。そして、１メッセージ当たりの平均情報
量、つまりエントロピーＨは、
量、つまりエントロピーＨは、
【０００８】
【数２】
【０００９】で与えられる。 （ｅ）「エントロピー符号化」 「エントロピー符号化」とは、信号系列に符号割当を行
って、平均符号長がエントロピーにできるだけ近い符号
を見出だすことをいう。 （ｆ）「画素値」 「画素値」とは、画素の濃淡レベルのことをいう。
って、平均符号長がエントロピーにできるだけ近い符号
を見出だすことをいう。 （ｆ）「画素値」 「画素値」とは、画素の濃淡レベルのことをいう。
【００１０】２値画像なら０と１、２５６階調なら０〜
２５５で表される。 （ｇ）「コンテクスト」 「コンテクスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）」とは、「参照画素
値のとるパターン」のことをいう。
２５５で表される。 （ｇ）「コンテクスト」 「コンテクスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）」とは、「参照画素
値のとるパターン」のことをいう。
【００１１】「参照画素値のとるパターン」とは、参照
する画素値の組合わせのことをいう。 （ｈ）「テンプレート」 「テンプレート」とは、参照画素位置のパターンのこと
をいう。 （ｉ）「テンプレートの最適化」 「テンプレートの最適化」とは、予測符号化において、
画素値の推定を行う際に参照する対象画素近傍の画素位
置のパターンの最適化のことをいう。
する画素値の組合わせのことをいう。 （ｈ）「テンプレート」 「テンプレート」とは、参照画素位置のパターンのこと
をいう。 （ｉ）「テンプレートの最適化」 「テンプレートの最適化」とは、予測符号化において、
画素値の推定を行う際に参照する対象画素近傍の画素位
置のパターンの最適化のことをいう。
【００１２】テンプレートの良し悪しにより、最終的な
圧縮率が大きく変化する。しかし、全ての画像に対して
最適なテンプレートは存在せず、画像ごとに異なる。
圧縮率が大きく変化する。しかし、全ての画像に対して
最適なテンプレートは存在せず、画像ごとに異なる。
【００１３】更に、１つの画像においても部分的に異な
る。そのため、最良の圧縮率を得るためには、各画像を
適切に分割し、それぞれの分割画像ごとに最適なテンプ
レートを発見しなければならない。 （ｊ）「遺伝的アルゴリズム」 「遺伝的アルゴリズム」とは、集団遺伝学に基づき、生
物の染色体レベルでの進化プロセスをモデル化した計算
手続であり、対象とする問題の性質に依存せずに高い探
索性能を示せること（頑健性）を最大の特徴とする。進
化的計算の１種になつている。 （ｋ）「染色体の遺伝的操作」 「染色体」とは、解こうとしている問題の解の候補を表
現した文字列であり、「遺伝的操作」によって、より優
れた解を表現する染色体が作り出される。
る。そのため、最良の圧縮率を得るためには、各画像を
適切に分割し、それぞれの分割画像ごとに最適なテンプ
レートを発見しなければならない。 （ｊ）「遺伝的アルゴリズム」 「遺伝的アルゴリズム」とは、集団遺伝学に基づき、生
物の染色体レベルでの進化プロセスをモデル化した計算
手続であり、対象とする問題の性質に依存せずに高い探
索性能を示せること（頑健性）を最大の特徴とする。進
化的計算の１種になつている。 （ｋ）「染色体の遺伝的操作」 「染色体」とは、解こうとしている問題の解の候補を表
現した文字列であり、「遺伝的操作」によって、より優
れた解を表現する染色体が作り出される。
【００１４】「遺伝的アルゴリズム」では、染色体の集
団に対して遺伝的操作を加え、集団全体を進化させる。
主な遺伝的操作としては、選択、交叉、突然変異の３つ
があり、選択は生物同士の生存競争をモデルにし、交叉
は交配の際の遺伝子組み替えをモデルにしている。 （ｌ）「進化的計算を実行し」 「進化的計算を実行し」とは、生物の進化プロセスやそ
の仕組みを簡単化し、モデル化したアルゴリズムによ
り、探索や最適化などの工学的な問題を解決しようとす
るパラダイム（理論的枠組）のことをいい、生物進化の
原理を応用した探索手法である。 （ｍ）「復号装置」 「復号装置」とは、圧縮データ系列から元画像データ系
列を復元する装置のことをいう。 （ｎ）「ヘッダー情報」 「ヘッダー情報」とは、圧縮データ系列に添付する情報
のことをいい、圧縮時に使ったテンプレートや圧縮デー
タ系列のデータサイズなどを持っている。
団に対して遺伝的操作を加え、集団全体を進化させる。
主な遺伝的操作としては、選択、交叉、突然変異の３つ
があり、選択は生物同士の生存競争をモデルにし、交叉
は交配の際の遺伝子組み替えをモデルにしている。 （ｌ）「進化的計算を実行し」 「進化的計算を実行し」とは、生物の進化プロセスやそ
の仕組みを簡単化し、モデル化したアルゴリズムによ
り、探索や最適化などの工学的な問題を解決しようとす
るパラダイム（理論的枠組）のことをいい、生物進化の
原理を応用した探索手法である。 （ｍ）「復号装置」 「復号装置」とは、圧縮データ系列から元画像データ系
列を復元する装置のことをいう。 （ｎ）「ヘッダー情報」 「ヘッダー情報」とは、圧縮データ系列に添付する情報
のことをいい、圧縮時に使ったテンプレートや圧縮デー
タ系列のデータサイズなどを持っている。
【００１５】
【従来の技術】従来の技術を図４〜図６に示す。図４は
従来の画像の可逆圧縮符号化装置のブロック図、図５は
従来のマルコフモデル符号化装置のブロック図、図６は
従来の参照画素の位置を指定するテンプレートを示す図
である。
従来の画像の可逆圧縮符号化装置のブロック図、図５は
従来のマルコフモデル符号化装置のブロック図、図６は
従来の参照画素の位置を指定するテンプレートを示す図
である。
【００１６】従來の装置は、図４に示すように、モデル
化部１０１、エントロピー符号化部１０２から構成され
る。モデル化部１０１の目的は、画像信号をできるだけ
圧縮しやすい信号へ変換することである。
化部１０１、エントロピー符号化部１０２から構成され
る。モデル化部１０１の目的は、画像信号をできるだけ
圧縮しやすい信号へ変換することである。
【００１７】そして、エントロピー符号化部１０２は、
モデル化部１０１で変換された信号系列に、実際に符号
を割り当てて圧縮符号化を行う。エントロピー符号化に
おいては、変換信号のエントロピーより小さく圧縮する
ことはできない。よって．圧縮率は、モデル化において
画像信号を如何にエントロピーが小さい変換信号に変え
ることが出来るかにかかっている。
モデル化部１０１で変換された信号系列に、実際に符号
を割り当てて圧縮符号化を行う。エントロピー符号化に
おいては、変換信号のエントロピーより小さく圧縮する
ことはできない。よって．圧縮率は、モデル化において
画像信号を如何にエントロピーが小さい変換信号に変え
ることが出来るかにかかっている。
【００１８】モデル化の種類としては、ランレングス符
号化、マルコフモデル符号化、予測符号化等が提案され
ており、エントロピー符号化の種類としては、ハフマン
符号化、算術符号化等が提案されている。
号化、マルコフモデル符号化、予測符号化等が提案され
ており、エントロピー符号化の種類としては、ハフマン
符号化、算術符号化等が提案されている。
【００１９】以下に、マルコフモデル符号化装置につい
て説明する。画像データ中のある画素値に注目した場
合、その画素値は近傍の画素値に大きく依存すると考え
られる。
て説明する。画像データ中のある画素値に注目した場
合、その画素値は近傍の画素値に大きく依存すると考え
られる。
【００２０】マルコフモデル符号化装置では、このよう
な依存性を用いるために、過去に符号化した近傍の画素
から複数個の参照画素を選択し、参照画素値のとるパタ
ーン毎に符号化画素の値の出現確率を仮定し、その統計
的性質にしたがって効率的な符号を構成し、符号化を行
う。
な依存性を用いるために、過去に符号化した近傍の画素
から複数個の参照画素を選択し、参照画素値のとるパタ
ーン毎に符号化画素の値の出現確率を仮定し、その統計
的性質にしたがって効率的な符号を構成し、符号化を行
う。
【００２１】なお、参照画素値のとるパターンをコンテ
クストと呼ぶ。図５にマルコフモデル符号化装置のブロ
ック図を示す。マルコフモデル符号化装置は、図５に示
すように、コンテクスト発生器２０１と、エントロビー
符号器２０２と、画像データ信号線２０３と、コンテク
スト信号線２０４と、符号データ信号線２０５から構成
される。
クストと呼ぶ。図５にマルコフモデル符号化装置のブロ
ック図を示す。マルコフモデル符号化装置は、図５に示
すように、コンテクスト発生器２０１と、エントロビー
符号器２０２と、画像データ信号線２０３と、コンテク
スト信号線２０４と、符号データ信号線２０５から構成
される。
【００２２】コンテクスト発生器２０１は、図４の可逆
圧縮符号化装置のモデル化部１０１に対応し、過去に符
号化した近傍画素から複数個の参照画素を選択して値を
出力する。
圧縮符号化装置のモデル化部１０１に対応し、過去に符
号化した近傍画素から複数個の参照画素を選択して値を
出力する。
【００２３】エントロビー符号器２０２は、図４の装置
のエントロビー符号化部１０２に対応し、画像データ信
号線２０３を介して符号化画素を、コンテクスト信号線
２０４を介してコンテクストを受け取り圧縮符号化を実
行する。
のエントロビー符号化部１０２に対応し、画像データ信
号線２０３を介して符号化画素を、コンテクスト信号線
２０４を介してコンテクストを受け取り圧縮符号化を実
行する。
【００２４】コンテクストを生成する場合、図６に示す
ような参照画素の位置を指定するテンプレートを用いる
が、このテンプレートを画像の種類（文字、図形、絵な
ど）によつて適応的に変更すると符号化効率が向上する
ことが報告されている（加藤、安田：参照画素のダイナ
ミック選択による２値画像の適応マルコフモデル符号
化、電子通償学会論文誌 Ｂ、１９９７７月）。
ような参照画素の位置を指定するテンプレートを用いる
が、このテンプレートを画像の種類（文字、図形、絵な
ど）によつて適応的に変更すると符号化効率が向上する
ことが報告されている（加藤、安田：参照画素のダイナ
ミック選択による２値画像の適応マルコフモデル符号
化、電子通償学会論文誌 Ｂ、１９９７７月）。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）従來の技術では、複数の参照画素を任意の場所に
置くことができなかった。つまり、参照画素位置の組み
合わせを任意にとることができなかつた。 （２）また、従来の装置においては、参照画素位置の最
適化装置がなかった。本発明は、これらの問題を解決す
ることができる装置を提供することを目的とする。
は、次のような問題がある。 （１）従來の技術では、複数の参照画素を任意の場所に
置くことができなかった。つまり、参照画素位置の組み
合わせを任意にとることができなかつた。 （２）また、従来の装置においては、参照画素位置の最
適化装置がなかった。本発明は、これらの問題を解決す
ることができる装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】（第１の手段）本発明に
係る適応進化型画像圧縮符号化装置は、（Ａ）コンテク
スト発生器４０１とエントロピー符号器４０２と適応進
化装置４０３と評価値算出器４０４と復号装置４１１を
具備し、（Ｂ）前記コンテクスト発生器４０１は、画像
データ信号線４０５を介して画像データを入力して、過
去に符号化した近傍画素から複数個の参照画素を選択し
てコンテクストを作成し、（Ｃ）前記エントロピー符号
器４０２は、画像データ信号線４０５を介して画像デー
タを入力するとともに、コンテクスト信号線４０６を介
してコンテクスト発生器４０１からコンテクストを入力
し、（Ｄ）前記評価値算出器４０４は、画像データ信号
線４０５を介して画像データを入力するとともに、符号
データ信号線４０７を介してエントロピー符号器４０２
から符号化画素データを入力して、それぞれをカウント
することにより圧縮率の計算を行い、その圧縮率を評価
値として評価値信号線４０９を介して適応進化装置４０
３へ送り、（Ｅ）前記適応進化装置４０３は、遺伝的ア
ルゴリズムによる計算を実行し、対象画像にとって最適
な参照画素位置を求め、得られた参照画素位量をテンプ
レート設定変更信号線４０８を介してコンテクスト発生
器４０１に送信して参照画素位置を変更するとともに、
テンプレート情報信号線を介してテンプレート設定情報
を復号装置４１１に送信することを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
任意の複数個の参照画素を設定できることを特徴とす
る。 （第３の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
遺伝的アルゴリズムの探索手法または重回帰分析の統計
的手法による適応的な参照画素位置の最適化装置を備え
たことを特徴とする。 （第４の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
画像の性質に応じて参照画素位置の最適化を行なうこと
により高効率な符号化を実行したことを特徴とする。 （第５の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
画像をブロックに分割して適応進化処理を実行すること
により、画像の局所的な性質に応じた参照画素位置の最
適化を行いながら高効率な画像の符号化を実現すること
を特徴とする。 （第６の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
分割したブロック毎にテンプレートを作成し、画像の符
号化時にテンプレートを切り換えながら符号化すること
を特徴とする。 （第７の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
事前にサンプル画像を用いて適応進化処理を行ってテン
プレートを複数個求めておき、画像の符号化実行時に、
求めておいたテンプレートを切替えながら符号化するこ
とを特徴とする。 （第８の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
圧縮データ系列から元画像データ系列への復号化の前に
画像の符号化側で作成したテンプレートを復号装置４１
１に送信することを特徴とする。
係る適応進化型画像圧縮符号化装置は、（Ａ）コンテク
スト発生器４０１とエントロピー符号器４０２と適応進
化装置４０３と評価値算出器４０４と復号装置４１１を
具備し、（Ｂ）前記コンテクスト発生器４０１は、画像
データ信号線４０５を介して画像データを入力して、過
去に符号化した近傍画素から複数個の参照画素を選択し
てコンテクストを作成し、（Ｃ）前記エントロピー符号
器４０２は、画像データ信号線４０５を介して画像デー
タを入力するとともに、コンテクスト信号線４０６を介
してコンテクスト発生器４０１からコンテクストを入力
し、（Ｄ）前記評価値算出器４０４は、画像データ信号
線４０５を介して画像データを入力するとともに、符号
データ信号線４０７を介してエントロピー符号器４０２
から符号化画素データを入力して、それぞれをカウント
することにより圧縮率の計算を行い、その圧縮率を評価
値として評価値信号線４０９を介して適応進化装置４０
３へ送り、（Ｅ）前記適応進化装置４０３は、遺伝的ア
ルゴリズムによる計算を実行し、対象画像にとって最適
な参照画素位置を求め、得られた参照画素位量をテンプ
レート設定変更信号線４０８を介してコンテクスト発生
器４０１に送信して参照画素位置を変更するとともに、
テンプレート情報信号線を介してテンプレート設定情報
を復号装置４１１に送信することを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
任意の複数個の参照画素を設定できることを特徴とす
る。 （第３の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
遺伝的アルゴリズムの探索手法または重回帰分析の統計
的手法による適応的な参照画素位置の最適化装置を備え
たことを特徴とする。 （第４の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
画像の性質に応じて参照画素位置の最適化を行なうこと
により高効率な符号化を実行したことを特徴とする。 （第５の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
画像をブロックに分割して適応進化処理を実行すること
により、画像の局所的な性質に応じた参照画素位置の最
適化を行いながら高効率な画像の符号化を実現すること
を特徴とする。 （第６の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
分割したブロック毎にテンプレートを作成し、画像の符
号化時にテンプレートを切り換えながら符号化すること
を特徴とする。 （第７の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
事前にサンプル画像を用いて適応進化処理を行ってテン
プレートを複数個求めておき、画像の符号化実行時に、
求めておいたテンプレートを切替えながら符号化するこ
とを特徴とする。 （第８の手段）本発明に係る適応進化型画像圧縮符号化
装置は、第１の手段の画像の可逆圧縮符号化において、
圧縮データ系列から元画像データ系列への復号化の前に
画像の符号化側で作成したテンプレートを復号装置４１
１に送信することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態を図１〜図３に示す。図１は適応進化型
画像圧縮符号化装置のブロック図、図２は適応進化型画
像圧縮符号化装置の参照画素位置の設定例を示す図、図
３は適応進化型画像圧縮符号化装置の適応進化処理手順
を示す図である。
１の実施の形態を図１〜図３に示す。図１は適応進化型
画像圧縮符号化装置のブロック図、図２は適応進化型画
像圧縮符号化装置の参照画素位置の設定例を示す図、図
３は適応進化型画像圧縮符号化装置の適応進化処理手順
を示す図である。
【００２８】本発明装置は、図１に示すように、マルコ
フモデル符号化装置をベースとしており、コンテクスト
発生器４０１と、エントロピー符号器４０２と、適応進
化装置４０３と、評価値算出器４０４と、画像データ信
号線４０５と、コンテクスト信号線４０６と、符号デー
タ信号線４０７と、テンプレート設定変更信号線４０８
と、評価値信号線４０９と、テンプレート情報信号線４
１０から構成される。
フモデル符号化装置をベースとしており、コンテクスト
発生器４０１と、エントロピー符号器４０２と、適応進
化装置４０３と、評価値算出器４０４と、画像データ信
号線４０５と、コンテクスト信号線４０６と、符号デー
タ信号線４０７と、テンプレート設定変更信号線４０８
と、評価値信号線４０９と、テンプレート情報信号線４
１０から構成される。
【００２９】図２に参照画素位置の設定例を示す。本発
明におけるコンテクスト発生器４０１では、図２に示す
ような参照画素領域を扱うようになっており、その領域
内で任意の参照画素位置を設定することが出来る。
明におけるコンテクスト発生器４０１では、図２に示す
ような参照画素領域を扱うようになっており、その領域
内で任意の参照画素位置を設定することが出来る。
【００３０】コンテクスト発生器４０１は、図４の可逆
圧縮符号化装置のモデル化部１０１に対応し、過去に符
号化した近傍画素から複数個の参照画素を選択してコン
テクストを出力する。
圧縮符号化装置のモデル化部１０１に対応し、過去に符
号化した近傍画素から複数個の参照画素を選択してコン
テクストを出力する。
【００３１】エントロビー符号器４０２は、図４の装置
のエントロビー符号化部１０２に対応し、画像データ信
号線４０５を介して画像データを受け取るとともに、コ
ンテクスト信号線４０６を介してコンテクストを受け取
って圧縮符号化を実行する。
のエントロビー符号化部１０２に対応し、画像データ信
号線４０５を介して画像データを受け取るとともに、コ
ンテクスト信号線４０６を介してコンテクストを受け取
って圧縮符号化を実行する。
【００３２】評価値算出器４０４は、画像データ信号線
４０５を介して画像データを受け取るとともに、符号デ
ータ信号線４０７を介して符号化画素データを受け取っ
て、それぞれをカウントすることにより圧縮率の計算を
行い、その圧縮率を評価値として評価値信号線４０９に
よって適応進化装置４０３へ送る。
４０５を介して画像データを受け取るとともに、符号デ
ータ信号線４０７を介して符号化画素データを受け取っ
て、それぞれをカウントすることにより圧縮率の計算を
行い、その圧縮率を評価値として評価値信号線４０９に
よって適応進化装置４０３へ送る。
【００３３】適応進化装置４０３は、遺伝的アルゴリズ
ムなどによる進化的計算を実行し、対象画像にとって最
適な参照画素位置を求める。つまり、どんな画像が与え
られても圧縮率が高くなるようにテンプレートの最適化
を図る。
ムなどによる進化的計算を実行し、対象画像にとって最
適な参照画素位置を求める。つまり、どんな画像が与え
られても圧縮率が高くなるようにテンプレートの最適化
を図る。
【００３４】そして、得られた参照画素位量をテンプレ
ート設定変更信号線４０８によつてコンテクスト発生器
４０１に送信し、参照画素位置を変更する。また、復号
装置に送信するテンプレート設定情報は、テンプレート
情報信号線４１０から出力される。 （作用）本発明による符号化装置では、はじめに画像毎
に適応進化処理を行って、最適なテンプレートを求めて
から符号化を実行する。
ート設定変更信号線４０８によつてコンテクスト発生器
４０１に送信し、参照画素位置を変更する。また、復号
装置に送信するテンプレート設定情報は、テンプレート
情報信号線４１０から出力される。 （作用）本発明による符号化装置では、はじめに画像毎
に適応進化処理を行って、最適なテンプレートを求めて
から符号化を実行する。
【００３５】このとき、画像をブロックに分割して適応
進化処理を実行することにより、画像の種類だけでなく
画像の局所的な性質に応じたテンプレートの最適化が実
現できる。
進化処理を実行することにより、画像の種類だけでなく
画像の局所的な性質に応じたテンプレートの最適化が実
現できる。
【００３６】また、サンプル画像を用いて事前に適応進
化処理を行ってテンプレートを複数個求めておき、符号
化実行時に求めておいたテンプレートを切り換えながら
符号化することにより、符号化実行時に適応進化処理の
時間を割くことできない場合にも対応できる。
化処理を行ってテンプレートを複数個求めておき、符号
化実行時に求めておいたテンプレートを切り換えながら
符号化することにより、符号化実行時に適応進化処理の
時間を割くことできない場合にも対応できる。
【００３７】本発明の具体的な適応進化処理手段を図３
に示す。この処理は適応進化装置４０３と評価値算出器
４０４によって実行される。本手順においては、画像を
固定サイズのＢ（Ｂ≧１）個のブロックに分割する。
（Ｂ＝ｌのときはブロックに分割しないものとみな
す。） また、１ブロック当たりの適応進化処理の回数をＬ（Ｌ
≧１），染色体の個体数をＮとおく。
に示す。この処理は適応進化装置４０３と評価値算出器
４０４によって実行される。本手順においては、画像を
固定サイズのＢ（Ｂ≧１）個のブロックに分割する。
（Ｂ＝ｌのときはブロックに分割しないものとみな
す。） また、１ブロック当たりの適応進化処理の回数をＬ（Ｌ
≧１），染色体の個体数をＮとおく。
【００３８】本手順では、参照画素位置の座標を染色体
に割当て遺伝的アルゴリズムにより適応進化処理を行
う。まず最初に、初期染色体集合を生成する。
に割当て遺伝的アルゴリズムにより適応進化処理を行
う。まず最初に、初期染色体集合を生成する。
【００３９】基本的には過去に発見した良いテンプレー
トをあらかじめ準備しておくが、ここで重回帰分析など
の統計的手法を用いて初期テンプレートを作つておく
と、より効果的である。
トをあらかじめ準備しておくが、ここで重回帰分析など
の統計的手法を用いて初期テンプレートを作つておく
と、より効果的である。
【００４０】次に評価値を算出し、その評価値をもとに
遺伝的操作を実行し、新しい次世代の染色体集合を生成
する。遺伝的操作としては、選択、淘汰、交叉、突然変
異などが考えられる。（評価値算出）→（遺伝的操作）
→（新しい染色体集合の生成）という処理を規定回数
（Ｌ回）だけ実行し、最も評価値が高かった染色体をそ
のブロックにおけるテンプレートに決定する。
遺伝的操作を実行し、新しい次世代の染色体集合を生成
する。遺伝的操作としては、選択、淘汰、交叉、突然変
異などが考えられる。（評価値算出）→（遺伝的操作）
→（新しい染色体集合の生成）という処理を規定回数
（Ｌ回）だけ実行し、最も評価値が高かった染色体をそ
のブロックにおけるテンプレートに決定する。
【００４１】そして最初のブロックに対する適応進化処
理が終了したら、次のブロックの適応進化処理へと移行
する。１つの画像に対する適応進化処理が終了すると、
各ブロック毎に最適化されたテンプレートが求められ
る。
理が終了したら、次のブロックの適応進化処理へと移行
する。１つの画像に対する適応進化処理が終了すると、
各ブロック毎に最適化されたテンプレートが求められ
る。
【００４２】そして、各ブロックに対応するテンプレー
トに切り換えながら、圧縮符号化を実行する。このと
き、テンプレートは、符号デ−タのへッダ情報として復
号装置に送られる。
トに切り換えながら、圧縮符号化を実行する。このと
き、テンプレートは、符号デ−タのへッダ情報として復
号装置に送られる。
【００４３】なお、初期染色体集合生成において、新た
に初期化を行わず、前ブロックまたは前画像における適
応進化処理終了時の染色体集合をそのまま使用すること
により、過去の適応進化処理結果を継承して保存してお
くことが可能となり、適応速度の向上、および、適応進
化が実現できる。以上の発明により、画像の性質に応じ
てテンプレートを最適化することによって高い符号化効
率を得ることができる。
に初期化を行わず、前ブロックまたは前画像における適
応進化処理終了時の染色体集合をそのまま使用すること
により、過去の適応進化処理結果を継承して保存してお
くことが可能となり、適応速度の向上、および、適応進
化が実現できる。以上の発明により、画像の性質に応じ
てテンプレートを最適化することによって高い符号化効
率を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）画像の可逆圧縮符号化において、任意の複数個の
参照画素を設定できる。 （２）画像の可逆圧縮符号化において、遺伝的アルゴリ
ズムの探索手法または重回帰分析の統計的手法により適
応的な参照画素位置の最適化を図ることができる。 （３）画像の可逆圧縮符号化において、画像の性質に応
じて参照画素位置の最適化を行なうことにより高効率な
符号化を実行することが出来る。 （４）画像の可逆圧縮符号化において、画像をブロック
に分割して適応進化処理を実行することにより、画像の
局所的な性質に応じた参照画素位置の最適化を行いなが
ら高効率な画像の符号化を実現することが出来る。 （５）画像の可逆圧縮符号化において、分割したブロッ
ク毎にテンプレートを作成し、画像の符号化時にテンプ
レートを切り換えながら符号化することが出来る。 （６）画像の可逆圧縮符号化において、事前にサンプル
画像を用いて適応進化処理を行ってテンプレートを複数
個求めておき、画像の符号化実行時に、求めておいたテ
ンプレートを切替えながら画像を符号化することが出来
る。 （７）画像の可逆圧縮符号化において、圧縮データ系列
から元画像データ系列への復号化の前に画像の符号化側
で作成したテンプレートを復号装置に送信することが出
来る。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）画像の可逆圧縮符号化において、任意の複数個の
参照画素を設定できる。 （２）画像の可逆圧縮符号化において、遺伝的アルゴリ
ズムの探索手法または重回帰分析の統計的手法により適
応的な参照画素位置の最適化を図ることができる。 （３）画像の可逆圧縮符号化において、画像の性質に応
じて参照画素位置の最適化を行なうことにより高効率な
符号化を実行することが出来る。 （４）画像の可逆圧縮符号化において、画像をブロック
に分割して適応進化処理を実行することにより、画像の
局所的な性質に応じた参照画素位置の最適化を行いなが
ら高効率な画像の符号化を実現することが出来る。 （５）画像の可逆圧縮符号化において、分割したブロッ
ク毎にテンプレートを作成し、画像の符号化時にテンプ
レートを切り換えながら符号化することが出来る。 （６）画像の可逆圧縮符号化において、事前にサンプル
画像を用いて適応進化処理を行ってテンプレートを複数
個求めておき、画像の符号化実行時に、求めておいたテ
ンプレートを切替えながら画像を符号化することが出来
る。 （７）画像の可逆圧縮符号化において、圧縮データ系列
から元画像データ系列への復号化の前に画像の符号化側
で作成したテンプレートを復号装置に送信することが出
来る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る適応進化型画
像圧縮符号化装置のブロック図。
像圧縮符号化装置のブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る適応進化型画
像圧縮符号化装置における参照画素位置の設定例を示す
図。
像圧縮符号化装置における参照画素位置の設定例を示す
図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る適応進化型画
像圧縮符号化装置における適応進化処理手順を示す図。
像圧縮符号化装置における適応進化処理手順を示す図。
【図４】従来の画像可逆圧縮符号化装置のブロック図。
【図５】従来のマルコフモデル符号化のブロック図。
【図６】従来の参照画素の位置を指定するテンプレート
を示す図。
を示す図。
１０１ …モデル化部 １０２ …エントロピー符号化部 ２０１ …コンテクスト発生器 ２０２ …エントロピー符号器 ２０３ …画像データ信号線 ２０４ …コンテクスト信号線 ２０５ …符号データ信号線 ４０１ …コンテクスト発生器 ４０２ …エントロピー符号器 ４０３ …適応進化装置 ４０４ …評価値算出器 ４０５ …画像データ信号線 ４０６ …コンテクスト信号線 ４０７ …符号データ信号線 ４０８ …テンプレート設定変更信号線 ４０９ …評価値信号線 ４１０ …テンプレート情報信号線 ４１１ …復号装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598026242 栗田 多喜夫 茨城県土浦市神立町3628−20 (74)上記３名の代理人 弁理士 鈴江 武彦 (72)発明者 樋口 哲也 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 栗田 多喜夫 茨城県土浦市神立町3628−20 (72)発明者 坂無 英徳 茨城県つくば市春日３丁目８−５ シャト ー春日Ｅ105 (72)発明者 田中 雅晴 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内
Claims (8)
- 【請求項１】（Ａ）コンテクスト発生器と、エントロピ
ー符号器と、評価値算出器と、適応進化装置と、復号装
置を具備し、（Ｂ）前記コンテクスト発生器は、画像デ
ータ信号線を介して画像データを入力して、過去に符号
化した近傍画素から複数個の参照画素を選択してコンテ
クストを作成し、（Ｃ）前記エントロピー符号器は、画
像データ信号線を介して画像データを入力するととも
に、コンテクスト信号線を介してコンテクスト発生器か
らコンテクストを入力し、（Ｄ）前記評価値算出器は、
画像データ信号線を介して画像データを入力するととも
に、符号データ信号線を介してエントロピー符号器から
符号化画素データを入力して、それぞれをカウントする
ことにより圧縮率の計算を行い、その圧縮率を評価値と
して評価値信号線を介して適応進化装置へ送り、（Ｅ）
前記適応進化装置は、遺伝的アルゴリズムによる計算を
実行し、対象画像にとって最適な参照画素位置を求め、
得られた参照画素位置をテンプレート設定変更信号線を
介してコンテクスト発生器に送信して参照画素位置を変
更するとともに、テンプレート情報信号線を介してテン
プレート設定情報を復号装置に送信することを特徴とす
る適応進化型画像圧縮符号化装置。 - 【請求項２】画像の可逆圧縮符号化において、任意の複
数個の参照画素を設定できることを特徴とする請求項１
に記載の適応進化型画像圧縮符号化装置。 - 【請求項３】画像の可逆圧縮符号化において、遺伝的ア
ルゴリズムの探索手法または重回帰分析の統計的手法に
よる適応的な参照画素位置の最適化装置を備えたことを
特徴とする請求項１に記載の適応進化型画像圧縮符号化
装置。 - 【請求項４】画像の可逆圧縮符号化において、画像の性
質に応じて参照画素位置の最適化を行なうことにより高
効率な符号化を実行したことを特徴とする請求項１に記
載の適応進化型画像圧縮符号化装置。 - 【請求項５】画像の可逆圧縮符号化において、画像をブ
ロックに分割して適応進化処理を実行することにより、
画像の局所的な性質に応じた参照画素位置の最適化を行
いながら高効率な画像の符号化を実現することを特徴と
する請求項１に記載の適応進化型画像圧縮符号化装置。 - 【請求項６】画像の可逆圧縮符号化において、分割した
ブロック毎にテンプレートを作成し、画像の符号化時に
テンプレートを切り換えながら符号化することを特徴と
する請求項１に記載の適応進化型画像圧縮符号化装置。 - 【請求項７】画像の可逆圧縮符号化において、事前にサ
ンプル画像を用いて適応進化処理を行ってテンプレート
を複数個求めておき、画像の符号化実行時に、求めてお
いたテンプレートを切替えながら画像を符号化すること
を特徴とする請求項１に記載の適応進化型画像圧縮符号
化装置。 - 【請求項８】画像の可逆圧縮符号化において、圧縮デー
タ系列から元画像データ系列への復号化の前に画像の符
号化側で作成したテンプレートを復号装置に送信するこ
とを特徴とする請求項１に記載の適応進化型画像圧縮符
号化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4532598A JPH11243491A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 適応進化型画像圧縮符号化装置 |
| US09/655,869 US6711296B1 (en) | 1998-02-26 | 2000-09-06 | Apparatus for performing loss-less compression-coding of adaptive evolution type on image data |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4532598A JPH11243491A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 適応進化型画像圧縮符号化装置 |
| US09/655,869 US6711296B1 (en) | 1998-02-26 | 2000-09-06 | Apparatus for performing loss-less compression-coding of adaptive evolution type on image data |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11243491A true JPH11243491A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=32684061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4532598A Pending JPH11243491A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 適応進化型画像圧縮符号化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6711296B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11243491A (ja) |
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| WO2002054757A1 (fr) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Evolvable Systems Research Institute, Inc. | Procede, dispositif et programme de codage de donnees |
| KR100382649B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | 하드 카피 장치용 데이타 압축 및 복원 방법들 및 장치들 |
| US6711296B1 (en) | 1998-02-26 | 2004-03-23 | Japan As Represented By Secretary Of Agency Of Industrial Science And Technology | Apparatus for performing loss-less compression-coding of adaptive evolution type on image data |
| JP2006325006A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Canon Inc | 画像符号化装置及び方法、並びに、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 |
| JP5461419B2 (ja) * | 2008-10-27 | 2014-04-02 | 日本電信電話株式会社 | 画素予測値生成手順自動生成方法、画像符号化方法、画像復号方法、それらの装置、それらのプログラム、およびこれらのプログラムを記録した記録媒体 |
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|---|---|---|---|---|
| US7463372B2 (en) * | 2004-01-30 | 2008-12-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording system and control method therefor |
| US8904044B2 (en) * | 2007-09-28 | 2014-12-02 | International Business Machines Corporation | Adapting compression techniques over data based on context |
| KR101663764B1 (ko) * | 2010-08-26 | 2016-10-07 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 인트라 예측을 이용한 부호화 및 복호화 장치와 방법 |
| US9286698B2 (en) | 2010-12-14 | 2016-03-15 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Method and device for storing a compression ratio indication in a pixel value buffer in tile encoding |
| CN109949380B (zh) * | 2019-02-02 | 2023-02-03 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 图像压缩方法、系统及存储介质 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP3108479B2 (ja) | 1991-08-28 | 2000-11-13 | 株式会社リコー | 符号化復号化方法およびその装置 |
| JP3224283B2 (ja) | 1992-09-09 | 2001-10-29 | 株式会社リコー | 予測符号化装置および予測復号化装置 |
| JP3261208B2 (ja) | 1993-05-12 | 2002-02-25 | 株式会社リコー | 画情報予測符号化および復号化装置 |
| US5680129A (en) * | 1995-07-18 | 1997-10-21 | Hewlett-Packard Company | System and method for lossless image compression |
| US5970174A (en) * | 1997-06-19 | 1999-10-19 | Electronics For Imaging | Method and apparatus for data compression and gray value estimation |
| JPH11243491A (ja) | 1998-02-26 | 1999-09-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 適応進化型画像圧縮符号化装置 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP4532598A patent/JPH11243491A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-06 US US09/655,869 patent/US6711296B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US7254273B2 (en) | 2000-12-28 | 2007-08-07 | Evolvable Systems Research Institute, Inc. | Data coding method and device, and data coding program |
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| JP2006325006A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Canon Inc | 画像符号化装置及び方法、並びに、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 |
| JP4587175B2 (ja) * | 2005-05-19 | 2010-11-24 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置及び方法、並びに、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 |
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| US9124289B2 (en) | 2008-10-27 | 2015-09-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Predicted pixel value generation procedure automatic producing method, image encoding method, image decoding method, apparatus therefor, programs therefor, and storage media which store the programs |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6711296B1 (en) | 2004-03-23 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020604 |