JPWO2009087783A1 - 符号化用データ生成装置、符号化用データ生成方法、復号装置および復号方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態の符号化用データ生成装置を示すブロック図である。
第1の実施形態の符号化用データ生成装置は、例えば、プログラム制御により動作するデータ処理装置20と、データ記憶装置30と、符号出力装置40とを備える。以下、符号化用データ生成装置が符号化の対象となるデータを生成し、更にそのデータの符号化も行う場合を例にして説明し、符号化用データ生成装置を符号化装置と記す。
本実施形態では、ベイヤー配列画像のように、一定の大きさの各画素ブロックにおいて、R,G,B成分を同数ずつ含む画素の組と、その組に含まれないR成分、G成分、またはB成分とに分けることが可能な画像から、RGB成分形成手段201がR,G,B成分を同数ずつ含む画素の組を抽出し、単一成分形成手段203がその組に含まれない単一成分を抽出する。R,G,B成分を同数ずつ含む画素の組は、R,G,B成分を符号化する任意の符号化方法で符号化可能であり、抽出された単一成分も、単一成分を符号化する任意の符号化方法で符号化可能である。このように、本実施形態によれば、様々な既存の画像符号化方式で符号化可能なRGB画素データや単一成分画素データを生成することができ、そのRGB画素データや単一成分画素データの符号化方式として、任意の画像符号化方式を利用することができる。従って、安価な既存のLSIを使いまわすことができ、装置のコストを低く抑えることが可能となる。すなわち、RGB成分符号化手段202および単一成分符号化手段204として安価な既存のLSIを使うことができ、低コスト化を実現できる。また、速度や圧縮率の要求に応じて、様々な特性を持つ符号化方式を入れ替えて適用することが容易になる。例えば、RGB成分符号化手段202および単一成分符号化手段204をLSI等で実現している場合、符号化の速度や圧縮率の要求に応じて、符号化方法の異なるRGB成分符号化手段202および単一成分符号化手段204に入れ替えることが容易になる。
図3は、本発明の第2の実施形態の符号化用データ生成装置を示すブロック図である。第1の実施形態の符号化用データ生成装置と同様の構成要素については、図1と同一の符号を付す。第2の実施形態の符号化用データ生成装置は、例えば、プログラム制御により動作するデータ処理装置20と、データ記憶装置30と、符号出力装置40とを備える。第1の実施形態と同様に、符号化用データ生成装置がデータの符号化までも行う場合を例に説明し、符号化用データ生成装置を符号化装置と記す。また、入力画像データ10がベイヤー配列のデータである場合を例にして説明するが、入力画像データ10は、一定の大きさの画素ブロック毎に、R,G,B成分を同数ずつ含む画素の組と、そのR,G,B成分を同数ずつ含む画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分とに分けることが可能な画像であればよい。
本実施形態では、RGB成分符号化手段202および単一成分符号化手段2040が要求した画素を、逐次、RGB成分形成手段201および単一成分形成手段203が座標変換して取得する。このため、RGB成分メモリ301および単一成分メモリ302として画像1枚分の容量を確保する必要がなく、所要メモリ容量が削減できる。また、レジスタなど高速なメモリを割り当てることで動作の高速化が可能である。
図5は、本発明の第3の実施形態の復号装置を示すブロック図である。第3の実施形態の復号装置は、第1の実施形態で示した符号化用データ生成装置によって生成されたRGB画素データおよび単一成分画素データを復号化したデータを復号する。例えば、図1に示す符号化用データ生成装置が出力した符号化データを復号する。
図7は、本発明の第4の実施形態の復号装置を示すブロック図である。第3の実施形態と同様の構成要素については、図5と同一の符号を付す。第4の実施形態の復号装置は、第2の実施形態で示した符号化用データ生成装置によって生成されたRGB画素データと、単一成分に関するデータ(予測値と実際の値との差分)とを復号する。例えば、図3に示す符号化用データ生成装置が出力した符号化データを復号する。
図11は、本発明の符号化用データ生成装置の概要を示すブロック図である。本発明の符号化用データ生成装置は、カラー成分形成手段151(例えば、RGB成分形成手段201)と、単一成分形成手段152(例えば、単一成分形成手段203)とを備える。
30 データ記憶装置
40 符号出力装置
201 RGB成分形成手段
202 RGB成分符号化手段
203 単一成分形成手段
204 単一成分符号化手段
301 RGB成分メモリ
302 単一成分メモリ
技術分野
[0001]
本発明は、2次元信号の符号化や復号に用いられる符号化装置、符号化方法、符号化プログラム、復号装置、復号方法および復号プログラムに関する。
背景技術
[0002]
画像信号に代表される2次元信号を記録媒体に格納する場合や通信ネットワークを介して伝送する場合には、記録媒体や伝送路を効率的に利用するためにデータの圧縮あるいは符号化が不可欠である。例えば、DCT(Discrete Cosine Transform:離散コサイン変換)を用いた符号化や予測符号化などの種々の方式が提案され、実際に使用されている。
[0003]
画像符号化方式は、対象とする画像の種別(自然画像または人工画像)や速度・圧縮率・機能などの面で多様化が進んでいる。機能の例としては、プログレッシブ復号(漸進的な高品質化)や誤り耐性などが挙げられる。プログレッシブ復号とは、符号データのうち一部だけを用いて低品質な画像を復元できるようにしたものであり、データを伝送しながら漸次的に高精細化していくなどの用途に用いられる。
[0004]
画像信号の形式としては、各ピクセルにR(赤)、G(緑)、B(青)の成分を持ち、かつピクセルが格子状に配置された画素構造が多く用いられる。これは、この構造が計算機で扱いやすく、また様々な画像情報を普遍的に扱うことができる(すなわち応用範囲が広い)からである。この形式に対応している符号化方式は多く、画像処理用のハードウェア(例えばLSIなど)が豊富に存在する。
[0005]
なお、RGB画像の圧縮では、RGB信号をYCbCrなどの輝度、色差の信号に変換して圧縮するものが多い。これは、人間の視覚が色の変化に鈍感であるため、色差の情報量を間引くことによって、高い圧縮率を達成できるためである。
[0006]
一方、現在、一般的なデジタルカメラでは、単板の感光センサとカラーフィルタアレ
ているため、既存のRGBの符号化ハードウェア(LSIなど)と組み合わせて用いることが困難である。
[0013]
そこで、本発明は、カラーフィルタを用いた感光センサ画像などを符号化する場合に、RGB用の任意の符号化方式で符号化可能な符号化用データを生成することができ、また、全画素の全成分を復号しなくてもRGB画像を得られるようにすることができる符号化装置、符号化方法、符号化プログラムを提供することを目的する。また、そのような符号化用データから符号化されたデータを復号する復号装置、復号方法および復号プログラムを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0014]
本発明の符号化装置は、各空間座標に3原色いずれかの成分を表す画素が配置された画像であって、かつ、一定の大きさの画素ブロック毎に3原色が同数ずつ含まれない画像を対象とし、
前記画素ブロック毎に、3原色の各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出するカラー成分形成手段と、
前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれない個々の成分である単一成分を1種以上抽出する単一成分形成手段と、
前記カラー成分形成手段が抽出した画素の組を符号化するカラー成分符号化手段と、
前記単一成分形成手段が抽出した単一成分に関する情報を符号化する単一成分符号化手段とを含み、
前記カラー成分符号化手段は、前記カラー成分形成手段が抽出した3原色の画素の各組を、該カラー成分の画素のみを参照して符号化を行うものであることを特徴とする。
[0015]
また、本発明の符号化方法は、各空間座標に3原色いずれかの成分を表す画素が配置された画像であって、かつ、一定の大きさの画素ブロック毎に3原色が同数ずつ含まれない画像を対象とし、
前記画素ブロック毎に、3原色の各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出し、
前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれない個々の成分である単一成分を
1種以上抽出し、
前記抽出した3原色の画素の各組を、該カラー成分の画素のみを参照して符号化を行い、
前記抽出した単一成分に関する情報を符号化することを特徴とする。
[0016]
また、本発明の符号化プログラムは、各空間座標に3原色いずれかの成分を表す画素が配置された画像であって、かつ、一定の大きさの画素ブロック毎に3原色が同数ずつ含まれない画像を対象とし、
コンピュータに、
前記画素ブロック毎に、3原色の各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出する機能と、
前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれない個々の成分である単一成分を1種以上抽出する機能と、
前記抽出した3原色の画素の各組を、該カラー成分の画素のみを参照して符号化を行う機能と、
前記抽出した単一成分に関する情報を符号化する機能とを実行させることを特徴とする。
[0017]
また、本発明の復号装置は、各空間座標に3原色いずれかの成分を表す画素が配置された画像であって、かつ、一定の大きさの画素ブロック毎に3原色の画素が同数ずつ含まれない画像を対象とし、
前記画素ブロック毎に、3原色の各成分を同数ずつ含む画素の組をカラー成分として復号するカラー成分復号手段と、
前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれない個々の成分である単一成分を復号する単一成分復号手段と、
各空間座標に配置された画素が3原色のいずれかの成分を表す画像メモリに対して、前記カラー成分の値を所定の座標変換を行って出力するカラー成分出力手段と、
前記画像メモリに対して、前記単一成分の値を所定の座標変換を行って出力する単一成分出力手段とを含み、
前記カラー成分復号手段は、前記カラー成分形成手段が抽出したカラー成分の画素のみを参照して復号を行うものであり、
前記カラー成分出力手段は、各空間座標のカラー成分が復号されると、対応する空間座標の画素ブロック内の、各成分の種類ごとに予め決められた位置へ画素値を出力するものであり、
前記単一成分出力手段は、各空間座標の単一成分が復号されると、対応する空間座標の画素ブロック内の、各成分の種類ごとに予め決められた位置へ画素値を出力するものであることを特徴とする。
[0018]
また、本発明の復号方法は、各空間座標に3原色いずれかの成分を表す画素が配置された画像であって、かつ、一定の大きさの画素ブロック毎に3原色の画素が同数ずつ含まれない画像を対象とし、
抽出されたカラー成分の画素のみを参照して、前記画素ブロック毎に、3原色の各成分を同数ずつ含む画素の組をカラー成分として復号し、
前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれない個々の成分である単一成分を復号し、
各空間座標に配置された画素が3原色のいずれかの成分を表す画像メモリに対して、各空間座標のカラー成分が復号されると、対応する空間座標の画素ブロック内の、各成分の種類ごとに予め決められた位置への画素値を出力し、
前記画像メモリに対して、各空間座標の単一成分が復号されると、対応する空間座標の画素ブロック内の、各成分の種類ごとに予め決められた位置への画素値を出力することを特徴とする。
[0019]
また、本発明の復号プログラムは、各空間座標に3原色いずれかの成分を表す画素が配置された画像であって、かつ、一定の大きさの画素ブロック毎に3原色の画素が同数ずつ含まれない画像を対象とし、
コンピュータに
抽出されたカラー成分の画素のみを参照して、前記画素ブロック毎に、3原色の各成分を同数ずつ含む画素の組をカラー成分として復号する機能と、
前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれない個々の成分である単一成分を復号する機能と、
各空間座標に配置された画素が3原色のいずれかの成分を表す画像メモリに対して、各空間座標のカラー成分が復号されると、対応する空間座標の画素ブロック内の、各成分の種類ごとに予め決められた位置への画素値を出力する機能と、
前記画像メモリに対して、各空間座標の単一成分が復号されると、対応する空間座標の画素ブロック内の、各成分の種類ごとに予め決められた位置への画素値を出力する機能とを実行させることを特徴とする。
発明の効果
[0020]
本発明によれば、入力画像データから画素ブロック毎に、R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出するので、RGB用の任意の符号化方式で符号化可能な符号化用データを得ることができる。また、全画素の全成分を復号しなくてもRGB画像を得られるようにすることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0021]
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
[0022]
実施形態1.
図1は、本発明の第1の実施形態の符号化用データ生成装置を示すブロック図である。
第1の実施形態の符号化用データ生成装置は、例えば、プログラム制御により動作
Claims (24)
- 一定の大きさの画素ブロック毎にR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組と、R,G,B成分を同数ずつ含む前記画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分とに分けることが可能な入力画像データから、前記画素ブロック毎に、R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出するカラー成分形成手段と、
前記入力画像データから、前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分である単一成分を1種以上抽出する単一成分形成手段とを含むことを特徴とする符号化用データ生成装置。 - 前記カラー成分形成手段に対して、抽出すべき画素の組を示す座標を指定するカラー成分座標指定手段を有する請求項1に記載の符号化用データ生成装置。
- 前記単一成分形成手段に対して、抽出すべき単一成分を示す座標を指定する単一成分座標指定手段を備える請求項1に記載の符号化用データ生成装置。
- 前記カラー成分形成手段が抽出したR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を符号化するカラー成分符号化手段と、
単一成分形成手段が抽出した単一成分に関する情報を符号化する単一成分符号化手段とを備える請求項1に記載の符号化用データ生成装置。 - 単一成分符号化手段は、
単一成分形成手段が抽出した単一成分と同じ色を表す成分であって、前記単一成分を囲むようにして配置される前記単一成分の直近の4つの成分を入力画像データから抽出する参照画素形成手段と、
前記参照画素形成手段が抽出する4つの成分によって囲まれる単一成分の予測値を算出する単一成分予測手段と、
前記予測値と、単一成分形成手段が抽出した単一成分との差分を計算し、単一成分に関する情報として前記差分を符号化する符号化手段とを含む請求項4に記載の符号化用データ生成装置。 - 単一成分予測手段は、参照画素形成手段が抽出する4つの成分の平均値を、前記4つの成分によって囲まれる単一成分の予測値とする請求項5に記載の符号化用データ生成装置。
- コンピュータに、
一定の大きさの画素ブロック毎にR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組と、R,G,B成分を同数ずつ含む前記画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分とに分けることが可能な入力画像データから、前記画素ブロック毎に、R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出する処理と、
前記入力画像データから、前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分である単一成分を1種以上抽出する処理とを実行させることを特徴とする符号化用データ生成プログラム。 - 前記コンピュータに、前記抽出すべき画素の組を示す座標を指定する処理を実行させる請求項7に記載の符号化用データ生成プログラム。
- 前記コンピュータに、前記抽出すべき単一成分を示す座標を指定する処理を実行させる請求項7に記載の符号化用データ生成プログラム。
- 前記コンピュータに、
前記抽出したR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を符号化する処理と、
前記抽出した単一成分に関する情報を符号化する処理とを実行させる請求項7に記載の符号化用データ生成プログラム。 - 前記コンピュータに、
抽出した単一成分と同じ色を表す成分であって、前記単一成分を囲むようにして配置される前記単一成分の直近の4つの成分を入力画像データから抽出する処理と、
前記抽出した4つの成分によって囲まれる単一成分の予測値を算出する処理と、
前記予測値と、前記抽出した単一成分との差分を計算し、単一成分に関する情報として前記差分を符号化する処理とを実行させる請求項10に記載の符号化用データ生成プログラム。 - 前記コンピュータに、前記抽出した4つの成分の平均値を、前記4つの成分によって囲まれる単一成分の予測値とする処理を実行させる請求項11に記載の符号化用データ生成プログラム。
- 一定の大きさの画素ブロック毎にR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組と、R,G,B成分を同数ずつ含む前記画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分とに分けることが可能な入力画像データから、前記画素ブロック毎に、R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を抽出する処理と、
前記入力画像データから、前記画素ブロック毎に、前記画素の組に含まれないR成分、G成分、またはB成分である単一成分を1種以上抽出する処理とを実行することを特徴とする符号化用データ生成方法。 - 前記抽出すべき画素の組を示す座標を指定し、前記抽出すべき単一成分を示す座標を指定する請求項13に記載の符号化用データ生成方法。
- R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を符号化したデータの集合を復号するカラー成分復号手段と、
前記R、G、B成分の組に属さない単一のR成分、G成分、またはB成分である単一成分に関する情報の符号化データを復号して、前記単一成分を導出する単一成分復号手段とを含む
ことを特徴とする復号装置。 - 前記カラー成分復号手段で復号した画素の組を示す座標を指定するカラー成分座標指定手段と、
前記単一成分復号手段で復号した単一成分を示す座標を指定する単一成分座標指定手段とを含む請求項15に記載の復号装置。 - 単一成分復号手段は、
単一成分と同じ色を表す成分であって、前記単一成分とR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組とを組み合わせて一つの画像データとしたときに前記単一成分を囲むようにして前記単一成分の直近に配置される4つの成分から求められた前記単一成分の予測値と前記単一成分との差分の符号化データを復号する差分復号手段と、
前記4つの成分から前記4つの成分に囲まれる単一成分の予測値を計算する単一成分予測値算出手段と、
前記予測値に、前記差分復号手段が復号した差分を加算することにより前記単一成分を導出する単一成分導出手段とを含む請求項14に記載の復号装置。 - 単一成分予測値算出手段は、前記4つの成分の平均値を、前記4つの成分に囲まれる単一成分の予測値として計算する請求項17に記載の復号装置。
- コンピュータに、
R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を符号化したデータの集合を復号する処理と、
前記R、G、B成分の組に属さない単一のR成分、G成分、またはB成分である単一成分に関する情報の符号化データを復号して、前記単一成分を導出する処理とを実行させることを特徴とする復号プログラム。 - 前記コンピュータに、前記復号した画素の組を示す座標を指定する処理と、前記復号した単一成分を示す座標を指定する処理とを実行させる請求項16に記載の復号プログラム。
- 前記コンピュータに、
単一成分と同じ色を表す成分であって、前記単一成分とR,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組とを組み合わせて一つの画像データとしたときに前記単一成分を囲むようにして前記単一成分の直近に配置される4つの成分から求められた前記単一成分の予測値と前記単一成分との差分の符号化データを復号する処理と、
前記4つの成分から前記4つの成分に囲まれる単一成分の予測値を計算する処理と、
前記予測値に、前記差分復号手段が復号した差分を加算することにより前記単一成分を導出する処理とを実行させる請求項20に記載の復号プログラム。 - 前記コンピュータに、前記4つの成分の平均値を、前記4つの成分に囲まれる単一成分の予測値として計算する処理を実行させる請求項21に記載の復号装置。
- R,G,Bの各成分を同数ずつ含む画素の組を符号化したデータの集合を復号する処理と、
前記R、G、B成分の組に属さない単一のR成分、G成分、またはB成分である単一成分に関する情報の符号化データを復号して、前記単一成分を導出する処理とを実行することを特徴とする復号方法。 - 前記復号した画素の組を示す座標を指定する処理と、前記復号した単一成分を示す座標を指定する処理とを実行する請求項23に記載の復号方法。
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