JPS63311870A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、平均値分離、ブロック単位処理を行う画像符
号化方式に関するものである。

（発明の概要） 本発明は、入力画像からブロック毎にそのブロックの平
均値を分離し、分離された平均値と、そのブロックから
平均値を減算した残差を別々に符号化する画像符号化方
式において、平均値分離の際に該当ブロックの平均値だ
けでなく、該当ブロックの周囲のブロックの平均値から
計算された補間画像を用いることにより、残差画像がブ
ロックとブロックの境界部で不自然な段差を持つことを
防止し、符号化効率の向上、ブロック状歪みの低減を行
うようにしたものである。

ここで、補間画像をブロック化したときのあるブロック
の平均値が、入力画像をブロック化したときの当該ブロ
ックの平均値と等しくなるようにすることにより、残差
画像の当該ブロックの平均値は零となり、従来の平均値
分離型ブロック単位処理を行う方式、即ち、直交変換画
像符号化方式、ベクトル量子化画像符号化方式などを本
発明と組み合わせることができる。

（従来の技術） 従来の平均値分離、ブロック単位処理を行う画像符号化
方式では１画像をブロック化し、ブロックの平均値分を
そのブロックから減算し、残差分と平均値を別々に符号
化していた。

このような方式では、最も電力の大きい平均値分を独立
に符号化するため、符号化効率の向上。

回路の簡単化などの利点がある。しかし、単純なブロッ
ク分割による弊害として、ブロック状の歪みがａｍされ
るという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 画像は、一般に大きな自己相関を持っているため、ある
画素の画素値はその画素の周囲の画素の画素値と似通っ
ている。

画像をブロック化した時、ブロック中央部の画素は、そ
の画素と相関の高い画素が全て平均値の算出に用いられ
ているので、ブロックの平均値に対する相関が高くなる
。

しかし、ブロック周辺部の画素は、その画素と相関の大
きい画素がブロックの外部にも存在し。

ブロックの平均値計算に用いられ、かつ、その画素と相
関の高い画素の数は中央部の画素に比べて少なくなる。

従って、ブロック周辺部の画素は中央部の画素に比べて
、ブロックの平均値に対して小さな相関を持ち、平均値
を減算した後のブロックでは、周辺部の画素程大きな画
素値を持つことになる。

このため、ブロック周辺部の画素に対する符号化歪みは
ブロック中央部と比較して大きくなり、これがブロック
状の歪みとして画像符号化の信号対雑音比の低下、視覚
上の画品質の劣化を招いていた。

この様な従来技術の問題点は、従来の平均値分離、ブロ
ック単位処理を行う画像符号化方式が、ブロック間に渡
る画素同士の相関を無視していることに起因している。

入力画像をブロック化し、ブロック毎に平均値を計算し
た場合、入力画像の画素間相関により、ブロック周辺部
の画素は、自分が属するブロックの平均値と、隣接ブロ
ックの平均値の両方に相関があると考えられる。

本発明は、この性質を利用し、平均値分離後のブロック
周辺部の画素値を小さくし、信号対雑音比の向上、ブロ
ック状歪みの低下を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、当該ブロックとその周囲のブロックの複数
ブロックの平均値から、補間処理により、なめらかで、
かつ、補間した画像をブロック化した時の平均値が入力
画像の該当ブロックの平均値と等しくなるような補間画
像を生成し、その画像を入力画像から減算した画像をブ
ロック化して、ブロックの平均値分、残差分を別々に符
号化する。

即ち、入力画像をｘ（ｍｅｎｔｉｔｊ）。

補間画像をＹ（ｍｙｎ＋１ｔＪ）、 ブロックの大きさをＢｓ画画素Ｘ８函 補間画像Ｙ（ｍ，ｎ，ｉ，ｊ）を、入力画像をブロック
化したときの複数の平均値の関数ｆとして計算する。（
ｍ，ｎ）は、ブロックの番号、（ｉ，ｊ）は、ブロック
内の画素の位置を表わす。

Ｙ　（ｍ，ｎ，ｉ　ｔｊ）　＝　ｆ　（・ｙＭ（ｍ−１
　、ｎ−１）　、Ｍ（ｍ，ｎ−１）　、Ｍ　（ｍ＋ｌ　
、ｎ−１）。

Ｍ（ｍ−１，　ｎ）９Ｍ（ｍｅ　ｎ）＋Ｍ（ｍ＋１，　
ｎ）。

Ｍ（ｍ−１，ｎ＋１）、Ｍ（ｍ，ｎ＋１）、Ｍ（ｍ＋１
，ｎ＋１）＝，ｉ，ｊ）・・・・・・・・・（１） ここで、関数ｆは以下の条件を満たす。

次に、残差分Ｚ　（ｍ，ｎ＊ｌ，Ｊ）　＝　Ｘ　（Ｌｎ
，ｌ＋Ｊ）　　Ｙ　（Ｌｎ＋ｌ，ｊ）と。

平均値分Ｍ（ｍ，ｎ）を別々に符号化する。

（作　用） 本発明の処理により、隣接ブロックとの相関も利用した
平均値分離型画像符号化が達成でき，平均値分離後の残
差信号のブロックの境界付近の画素電力が減少する。こ
れにより、ブロック状の歪みの減少、符号化効率の向上
が行われる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、１は入
力端子、２は平均値計算器、３は補間画像生成器、４は
平均値符号器、５は減算器、６は残差全符号器、７は信
号多重化器、８は出力端子である。

入力画像は入力端子１から入力され、平均値計算器２で
８画素×８画素等のブロック単位で平均値が計算される
。各ブロックの平均値は、平均値符号器４により符号化
され、信号多重化器７に送られる。また、各ブロックの
平均値は補間画像生成器３に送られる。補間画像生成部
は、複数のブロックの平均値を用いてブロック毎の平均
値が保存されている補間画像を生成する。

補間画像生成の一例として、特許請求の範囲第（２）項
に示した２次曲面のあてはめによる補間画像生成方法に
ついて説明する。

ブロックの番号（ｍ、ｎ）の入力画像、平均値、補間画
像をＸ（ｍ、ｎ、ｉ、ｊ）、Ｍ（ｍｅｎ）、Ｙ（ｍ。

ｎ　＊　ｌ　ｔ　Ｊ　）とする。ブロックの大きさは１
例えば８画素×８画素とする。

２次元座標上の配置を第２図に示す。２次曲面を次の式
で表わす。

Ｗ（ｘ、ｙ）＝Ａｘ”＋Ｂｘ＋Ｃｙ”＋Ｄｙ＋Ｅ　　　
−（３）この２次曲面の係数Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅを次の
条件から決定する。

（１）２次曲面のブロック内の平均値は、入力画像の該
当ブロックの平均値と等しい。

（２）２次曲面は、隣接４近傍のブロックの中心でそれ
らのブロックの平均値を取る。

これらの条件は次式で表わされる。

Ｗ（ｘ、　ｙ−４）　＝Ｍ（ｍ、　ｎ−１）Ｗ（ｘ、　
ｙ＋１２）＝Ｍ（ｍ、　ｎ＋１）　　　　　　　＋＋・
＋＋＋＋＋＋　（４）Ｗ（ｘ−４，ｙ）　＝Ｍ（ｍ−１
，ｎ）Ｗ（ｘ＋１２．　ｙ）”Ｍ（ｍ＋１．　ｎ）ここ
で、 である。

式（４）の条件を、式（３）に代入することにより、係
数Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅに関する５元連立１次方程式が得
られる。

この方程式を解くことにより、Ｗ（ｘ、ｙ）が得られる
。補間画像Ｙ（ｍ、ｎ、ｉ、ｊ）は、ブロック毎にこの
２次曲面Ｗ（ｘ、ｙ）を計算することによって得られる
。即ち、 Ｙ（ｍｌｎｌｉｌｊ）＝Ｗ（ｉ＋０．５．　ｊ＋０．５
）　　　　・−・−・−（６）となる。

減算器５は、入力画像から補間画像を減算することによ
り、残差を計算する。残差分は、残差全符号器６で符号
化され、信号多重化器７に送られる。信号多重化器７は
、平均値と残差の符号を多重化して出力端子８に出力す
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、ブロックの平均値を分
離するときに、該当ブロックの平均値だけでなく、隣接
ブロックの平均値も用いているため、ブロック間に渡る
画素の相関を利用することができ、平均値分離後のブロ
ックの画素電力、特にブロック周辺部の画素電力が減少
する。

この効果により、符号化効率が向上し、ブロック状歪み
が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は２次曲
面のあてはめによる補間画像生成のための座標系、画素
の位置を説明するための図である。 １　・・・入力端子、　　　２　・・・平均値計算器、
３・・・補間画像生成器、 ４・・・平均値符号器、 ５・・・減算器、　　　６　・・・残差全符号器、７・
・・信号多重化器、８　・・・出方端子。 特許出願人　日本電信電話株式会社 第１図 を 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像或いはある画像の予測誤差をブロックに分割
   し、ブロックの平均値を分離して、ブロックの平均値と
   、ブロックの平均値を除いた残差分とを別々に符号化す
   る画像符号化方式において、ブロックの平均値を計算し
   、複数個のブロックの平均値を用いて、ブロック化した
   ときの平均値が前記平均値と等しくなるような補間画像
   を生成し、その補間画像をもとの画像から減算し、その
   残差分をブロック化し、ブロック化された残差分と平均
   値とを別々に符号化することを特徴とする画像符号方式
   。
2. （２）なめらかな補間画像生成を、２次曲面のあてはめ
   により行うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の画像符号化方式。