WO2000021298A1 - Encoding device and method, decoding device and method, and recording medium - Google Patents

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Tetsujiro Kondo
Hiroshi Ichiki
Kenji Tanaka
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Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an encoding apparatus and method, a decoding apparatus and method, and a recording medium.
  • the present invention relates to an encoding device and method, a decoding device and method, and a recording medium for transferring information such as image information.
  • a signal format capable of hierarchically recording resolution and gradation is known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-99664).
  • versatility and versatility are required, such as the range of selection of resolution and gradation is limited in advance, and many operations and a circuit configuration related to those operations are required in the decoding process. Feasibility was not enough.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and the present invention has been made to realize an image format in which an arbitrary resolution and gradation can be selected at the time of decoding.
  • the encoding device further comprising: a uniform random number generation unit configured to generate a uniform random number; and an at least one threshold value set based on the uniform random number and a pixel value of the original image signal. Each pixel value of the original image signal is signed based on the comparison result. And an encoding unit for encoding.
  • each pixel generated by encoding each pixel value of the original image signal based on a comparison result with a threshold set based on uniform random numbers A decoding device for decoding an original image signal from an encoded image signal including an encoded value for each value, wherein the encoded value of the encoded image signal corresponds to each pixel value in the original image signal An accumulator that accumulates each time, and a decoder that decodes the coded value for each pixel of the original image signal accumulated by the accumulator based on the number of times counted by the counter. .
  • the encoding method according to claim 22, comprising the steps of: generating a uniform random number;
  • One or more thresholds set based on uniform random numbers and the Encoding each pixel value of the original image signal based on the comparison result with the pixel value.
  • each pixel generated by encoding each pixel value of the original image signal based on a comparison result with a threshold set based on a uniform random number A computer-controllable program for decoding an original image signal from an encoded image signal including encoding for each value is stored on a recording medium in which the encoded program encodes the encoded image signal. Accumulating the value for each pixel value in the original image signal; counting the number of times of accumulation; and counting the coded value corresponding to each pixel of the accumulated original image signal. Decoding based on the number of times performed.
  • the encoding device further comprising: a uniform random number generation unit that generates a uniform random number;
  • An encoding unit encoding the original signal based on a comparison result between one or more thresholds set based on uniform random numbers and each signal value of the original signal.
  • each signal value generated by encoding each signal value of the original signal based on a comparison result with a threshold value set based on a uniform random number A decoding device for decoding an original signal from an encoded signal including an encoded value for each,
  • An accumulator for accumulating the encoded value of the signal to be encoded for each signal value in the original signal
  • a counting unit for counting the number of times of accumulation
  • a decoding unit that decodes an encoded value for each signal value of the original signal accumulated by the accumulation unit based on the number of times counted by the counting unit.
  • the encoding method according to claim 30 includes: a step of generating a uniform random number
  • each signal generated by encoding each signal value of the original signal based on a comparison result with a threshold value set based on a uniform random number A decoding method for decoding an original signal from an encoded signal including an encoded value for each value
  • the recording medium according to claim 32 comprising: a step of generating a uniform random number; and a comparison result between one or more threshold values set based on the uniform random number and a pixel value of the original signal. And a step of encoding each pixel value of the original signal.
  • each signal value generated by encoding each signal value of the original signal based on a comparison result with a threshold value set based on a uniform random number A recording medium storing a computer-controllable program for decoding an original signal from an encoded signal including each encoding
  • the program is A step of accumulating the encoded value of the signal to be encoded for each signal value in the original signal;
  • each of the original image signals based on a comparison result between one or more threshold values set based on uniform random numbers and pixel values of the original image signal, each of the original image signals The pixel values are encoded.
  • each pixel value generated by encoding each pixel value of the original image signal based on a comparison result with a threshold value set based on a uniform random number The coded values of the coded image signal including the coded values for each pixel value are accumulated corresponding to each pixel value in the original image signal, the number of accumulation is counted, and the accumulated original image signal The encoded value for each pixel is decoded based on the count value.
  • each of the original image signals is based on a comparison result between one or more threshold values set based on uniform random numbers and pixel values of the original image signal.
  • the pixel values are encoded.
  • the coded values of the coded image signal including the coded values for each pixel value are accumulated corresponding to each pixel value in the original image signal, the number of accumulation is counted, and the accumulated original image signal The encoded value for each pixel is decoded based on the count value.
  • each pixel of the original image signal is determined based on a comparison result between one or more threshold values set based on uniform random numbers and pixel values of the original image signal.
  • the coded values of the coded image signal including the coded values for each pixel value are accumulated corresponding to each pixel value in the original image signal, the number of accumulation is counted, and the accumulated original image signal
  • a program relating to a process in which an encoded value for each pixel is decoded based on the count value is recorded.
  • a program which can be controlled is recorded, and can be read out as needed.
  • each signal of the original signal is based on a comparison result between one or more thresholds set based on uniform random numbers and the signal value of the original signal. The value is encoded.
  • each signal value generated by encoding each signal value of the original signal based on a comparison result with a threshold value set based on a uniform random number The coded value of the coded signal including the coded value for each signal value is accumulated corresponding to each signal value in the original signal, and the number of times of accumulation is counted, and the accumulated original signal is calculated based on the count value.
  • the coded value for each signal value is decoded.
  • each signal of the original signal is based on a comparison result between one or more threshold values set based on a uniform random number and a signal value of the original signal.
  • the value is encoded.
  • each signal generated by encoding each signal value of the original signal based on a comparison result with a threshold set based on a uniform random number The coded value of the coded signal including the coded value for each value is accumulated corresponding to each signal value in the original signal, and The number of times of accumulation is counted, and the encoded value for each signal value of the accumulated original signal is decoded based on the counted value.
  • each signal value of the original signal is determined based on a comparison result between one or more threshold values set based on a uniform random number and the signal value of the original signal.
  • a computer-controllable program relating to the process of encoding is recorded, and can be read as needed.
  • the recording medium according to claim 33 wherein the recording medium is generated by encoding each signal value of the original signal based on a comparison result with a threshold set based on a uniform random number.
  • the coded values of the signal to be coded including the coded values for each signal value are accumulated corresponding to each signal value in the original signal, and the number of accumulations is counted.
  • a computer-controllable program related to a process in which an encoded value is decoded based on a count value is recorded, and can be read out as needed.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining an overall configuration of an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining encoding in an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining codes generated in one embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining coding procedures in one embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is another part of a flowchart for explaining the encoding procedure in one embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a part of a flowchart for explaining a decoding procedure in FIG. 8, and FIG. 8 is a flowchart for explaining a decoding procedure in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a decoding procedure in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a decoded image according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic line illustrating another example of a decoded image according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing still another example of a decoded image according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing one pixel in an original image and a binarized value in a code.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the correspondence relationship with the array, and FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the correspondence relationship between the binarized value array in the code and one pixel in the decoded image.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a correspondence relationship between an original image, a code, and a decoded image.
  • FIG. 15 is a diagram of an information system to which the present invention can be applied. It is an approximate line figure showing an example.
  • the encoding unit 100 has a uniformly distributed random number generator 110 and a quantizer 120.
  • the original image signal is supplied to the quantizer 120.
  • the uniform random number generated by the uniformly distributed random number generator 110 is further supplied to the quantizer 120.
  • the quantizer 120 performs the process of binarizing each pixel value in the original image signal while scanning the supplied original image signal using the random number as a threshold value, for example, 496 times. By repeating, a code is generated as a set of binarized values.
  • the value of the uniform random number used as the threshold is within the dynamic range for expressing each pixel value in the original image signal.
  • the code generated by the encoding unit 100 is supplied to the transfer signal generator 200.
  • the transfer signal generator 200 generates a transfer signal by adding a synchronization signal or the like relating to horizontal synchronization, vertical synchronization, and synchronization of a whole series of images to the supplied code.
  • the synchronization signal added at this time is, for example, In the case of a analog signal, it may be the same as the synchronization signal in a television signal such as the NTSC system. In the case of a digital signal, synchronization information may be added as header information. The following description is based on digital signals.
  • the minimum unit of information in the transfer signal in the decoding process is referred to as a packet in the following description.
  • a synchronization signal is added at a predetermined position in the packet. Note that, for the purpose of minimizing the effects of errors that occur during transfer, a process of rearranging codes may be performed prior to the process of converting to a transfer signal.
  • the decoding unit 300 has a sampling circuit 310, an accumulation circuit 320, and a decoding circuit 330.
  • the sampling circuit 310 receives the transfer signal and replaces a part of the code in the received transfer signal with 2. Sampling is performed as a quantified value, and the sampled value is supplied to the accumulation circuit 320.
  • the accumulating circuit 320 accumulates the sampling value and updates the sampling count value.
  • the decoding circuit 330 calculates each pixel value in the decoded image based on the stored binarized value, ie, the sampling value and the sampling count value.
  • one pixel value when expressing a pixel value with a gradation of 0 to 255, one pixel value is 184, as shown in FIG. Will be described.
  • the binarization is repeated once using one type of threshold value which is uniformly distributed between 0 and 255.
  • the proportion of those thresholds that are less than 184 is approximately equal to the proportion of 184 to 255.
  • the eight kinds of threshold values take values of 184 or less. For this reason, one-time binarization
  • eight of the obtained one binarized values are, for example, ' ⁇ ', and the other three binarized values are, for example, '0'.
  • the binarized value may be set to '0', and otherwise, the binarized value may be set to '1'. More generally, the following equation (1) holds between the pixel value I, the gradation value Dr, and the ratio P at which the threshold value is equal to or less than the pixel value.
  • the sign as a set of binarized values obtained by binarization made with reference to a large number of uniformly distributed thresholds gives pixels in the original image
  • the value is represented. That is, in the above example, since the number of ' ⁇ included in the 11 binarized values is 8, when the value of 255 X (8/11) is calculated, the calculation result is approximately It becomes 1 85, which indicates that a value substantially equal to the original pixel value 18 4 can be restored.
  • the calculation of the decoded pixel value by the decoding unit 300 as described above has an advantage that the calculation amount is relatively small.
  • the uniform random number is a random number uniformly distributed in the level range of the current image signal. It should be noted that a series of numbers whose values change in a predetermined order other than random numbers generated by a so-called random number generator may be used as uniform random numbers.
  • the value may be a fixed value.
  • Fig. 3A shows an example of the original image.
  • the original image consists of 660 x 220 pixels (each pixel has 8 bits, or 256 gray levels), and has three channels corresponding to R, G, and B.
  • pi X e1 the number of pixels in the horizontal direction of the original image
  • 1 ine the number of pixels in the vertical direction of the original image
  • the binarization is repeated 496 times using a uniform random number as a threshold (see Fig. 3B).
  • Fig. 3C a uniform random number as a threshold
  • 409 6 times is an example, and other times may be used.
  • the binarization processing for all image signals in the original image is not limited to being performed in a raster scan manner.
  • the case where the original image signal is a digital signal represented by 8 bits has been described.
  • encoding can be performed by applying the present invention.
  • the original image signal is an analog signal, it is necessary to use an AGC (Automatic Gain Control 1) circuit or the like so that the amplitude falls within a predetermined width before binarization. is there.
  • the present invention can be applied to any case where the original image signal represents a moving image or a still image.
  • the decoding process performed by the decoding unit 300 will be described in detail.
  • the number of pixels in the horizontal direction of the virtual frame related to the code is denoted by width
  • the number of pixels in the vertical direction of the virtual frame related to the code is denoted by 1ine.
  • an appropriate number of binarized values are sampled by the sampling circuit 310 according to the image quality of the decoded image to be generated. For example, when a high-quality decoded image is required, more binary values are sampled. However, an arbitrary number of binarized values are sampled without prior consideration of the image quality of the decoded image at the time of encoding, and an appropriate number of binarized values are considered at the time of the decoding process in consideration of the image quality desired as the decoded image.
  • the binarized value may be subjected to the decoding process. As mentioned above, of the sampled binarized values, for example, the ratio of 'to the total number of sampled binarized values is the pixel value of the original image normalized to 0 to 1.0. Can be approximated.
  • the approximation accuracy is improved to a certain extent, and the gradation close to the original image is improved. Can be decrypted.
  • the number of samplings for the same pixel is larger than a certain number, the approximation accuracy will plateau even if the number of samplings is increased. In practice, it is sufficient to sample a necessary and sufficient number of binarized values by appropriately thinning out the image quality to be reproduced.
  • the methods of thinning out are: 1) simply reduce the number of samples by increasing the sampling period; 2) thin out so that the sampling positions are alternated between even-numbered frames and odd-numbered frames; ⁇ Color signals R, G, B and For Y, ⁇ , and V, thinning can be used by changing the weights according to the color features.
  • the description has been made assuming that the codes are one frame, but in actual processing, a sampling circuit is used for codes generated corresponding to a series of original image signals. 3 10 repeatedly samples.
  • the sampling circuit 310 transmits the transfer signal in accordance with a user operation (performed through an operation panel or the like, not shown) in accordance with a determination that sufficient image quality of the decoded image is obtained even during transfer. It is also possible to control so as to interrupt the reception of the message. Since the transfer signal including the code obtained by applying the present invention has a larger amount of information than the conventional signal format related to the transfer of image information, the efficiency of the data transfer is improved to a certain extent. In such a case, the above-described process of interrupting reception is effective.
  • a configuration for determining the image quality of the decoded image is provided, and when it is determined that the image quality is better than a predetermined reference by such a configuration, the sampling circuit 310 interrupts the reception of the transmitted signal You may do it.
  • the image quality evaluation at this time can be performed using, for example, the autocorrelation in the decoded image, the average value of the neighborhood difference, and the like.
  • the accumulation circuit 320 has an accumulation number memory buffer 3201, an accumulation number memory 3202, and an automatic setting circuit 3202.
  • the accumulation number memory buffer 3201 counts the number of times that the binarized value becomes “ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ” by accumulating the binarized value supplied from the sampling circuit 310 corresponding to the sampling address.
  • the cumulative count value generated by the cumulative count memory buffer 3201 is supplied to the decoding circuit 330.
  • the accumulating circuit 320 is a sampling circuit 310, The number of binarized values supplied thereto is counted, and the counted value is supplied to the decoding circuit 330.
  • the automatic setting circuit 3203 relates to the operation of the accumulated number memory buffer 3201, such as stopping the operation of the accumulated number memory buffer 3201 when the accumulated number reaches a preset value. Make settings.
  • the decryption circuit 330 has an address conversion and division circuit 3301, and an address information circuit 3302.
  • the address information circuit 3302 holds values Pixel ', line', and depth 'characterizing the decoded image, and supplies these values to the address conversion and division circuit 3301. As described later, pixel ', line', and depth 'indicate the number of pixels in the horizontal and vertical directions of the decoded image and the maximum value of the gradation value of the decoded image.
  • the address conversion and division circuit 3301 is provided with a cumulative value supplied from the cumulative number memory buffer 3201, a cumulative number value supplied from the cumulative number memory 3202, and an address information circuit 330. Based on the address value in the decoded image supplied from 2, the address conversion process and the process of dividing the accumulated value by the accumulated count value are performed to generate a decoded image signal.
  • a large-capacity recording medium such as a tape or a disk may be used instead of the accumulated number memory buffer 3201.
  • the operating conditions of the automatic setting circuit 3202, the address information circuit 3302, etc. may be set by a user or the like. Alternatively, these operating conditions may be automatically controlled in consideration of the performance of the image display unit and the like.
  • the decoding circuit 330 performs a process of calculating the pixel density based on the cumulative value supplied from the cumulative circuit 320 and the cumulative number value. That is, by dividing the cumulative value by the cumulative count value, the pixel density corresponding to each pixel (that is, the pixel value of the original image normalized to 0 to 1.0) is obtained. You. Further, the pixel value is calculated by multiplying the pixel density by the number of tones of the image to be decoded, such as 256 tones. That is, the pixel value I is calculated by the following equation (2) based on the gradation value Dr and the pixel density p. At this time, the gradation value Dr may be different from the gradation value before encoding.
  • the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 1 converts the code generated by the encoding unit 100 into a transfer signal by immediately supplying the code to the transfer signal generator 200, and decodes the code. To the conversion unit 300. On the other hand, the code generated by the encoding unit 100 and the transfer signal generated by the transfer signal generator 200 are recorded on a recording medium, and transmitted to the decoding unit 300 via the recording medium. It is also possible to supply. That is, the present invention can be applied to a storage-type content providing service.
  • a process of binarizing a transferred image in, for example, a raster scan order is repeated an arbitrary number of times.
  • (2) Repeat the process of binarizing and transferring an arbitrary number of times per pixel, for example, in the last scan order.
  • the method (1) is suitable when the communication performance of the transmitting side and that of the receiving side do not differ so much.
  • the transferred information can be arbitrarily thinned to obtain a decoded image of necessary and sufficient image quality.
  • the entire image of the moving image sequence can be seen while the number of transfer processes is relatively small.
  • the method (2) is suitable when the transmitting side has a performance of generating transfer data at high speed. In this case, a decoded image quality according to the decoding performance of the receiving side can be obtained. In other words, if the decoding performance on the receiving side is high, high-quality No. image can be obtained.
  • FIGS. 5 and 6 show one flow chart as a whole. Note that X, P, Q, R in Figs. 5 and 6
  • S indicate connection points of the processing procedure.
  • the encoding unit 100 sets the values of the constants width, height, ixel, and line, respectively.
  • pixel and line represent the size of the original image. That is, pixel represents the number of pixels in the horizontal direction of the original image, and line represents the number of pixels in the vertical direction of the original image (the number of lines during raster scanning).
  • W id th represents the number of pixels in the horizontal direction of the binarized value array corresponding to one pixel of the original image in the code.
  • the encoding unit 100 initializes variables i and j, respectively.
  • i and j are variables indicating the pixel positions in the horizontal and vertical directions of the original image, that is, the coordinates on the original image.
  • the encoding unit 100 sets the pixel value I (i, j) at the coordinates (i, j) of the original pixel as the value of the variable source indicating the pixel value of the original image.
  • the coding unit 100 initializes variables v and h, respectively.
  • v and h are variables that indicate the horizontal and vertical pixel positions in the binarized value array corresponding to one pixel of the original image in the code, that is, the coordinates that indicate the coordinates in the binarized value array. is there.
  • the encoding unit 100 performs the binary processing in step S8. Calculate the values of the variables vv, hh that represent in the code the data position that should hold the binarized value as a result of the binarization.
  • vv and hh are variables indicating the positions of the horizontal and vertical binarized values in the code, that is, the coordinates in the code.
  • vv is i X height, which is the coordinates of the upper end of the binarized value array located below and adjacent to the binarized value array corresponding to one pixel of the original image including the data overnight position, and the data position is Calculated as the sum of V and V, which is the vertical coordinate of the data position in the binarized value array.
  • ti l is the rightmost coordinate of the binarized value array located to the left of the binarized value array corresponding to one pixel of the original image including the data location, and the data x Calculated as the sum of h, which is the horizontal coordinate of the data position in the binarized value array containing the position.
  • step S7 encoding section 100 sets a threshold value.
  • the product of the result of rand 0, which is a function that obtains a uniform random number in the interval from 0 to 1, and the maximum value of the dynamic range, for example, 255, is set as the value of the variable thresh representing the threshold value I do.
  • the function r an d () is a module for receiving a uniform random number generated by the uniform distribution random number generator 110 described above with reference to FIG. 1 and the like. However, a uniform random number may be generated on software.
  • step S8 the encoding unit 100 determines whether or not the value of thresh is equal to or less than the value of source. If it is determined that the value of thresh is equal to or less than the value of source as a result of step S8, the process proceeds to step S9. Otherwise, the process proceeds to step S10.
  • step S11 the encoding unit 100 sets the value of b as the value of the binarized value located at the coordinates (vv, hh) in the code. Each time step S11 is performed, one binary value in the code is determined. Then, the flow shifts to step S12, where the encoder 100 adds 1-to the value of h. Such an operation corresponds to shifting the coordinates in the code by one in the horizontal direction.
  • step S13 determines whether the value of h is smaller than the value of width, that is, in the horizontal direction of the binarized value array in the code corresponding to one pixel of the original image.
  • the encoding unit 100 determines whether or not it does not protrude. If it is determined that the value of h is smaller than the value of width as a result of step S13, the process proceeds to step S7, and the binarized value is calculated below the value of h set in step S12.
  • the encoding unit 100 performs the process of setting the value. On the other hand, if it is determined that the value of h is smaller than the value of width as a result of step S13, the process proceeds to step S14.
  • step S14 the encoding unit 100 adds 1 to the value of V.
  • This step S14 corresponds to shifting the coordinates in the binarized value array corresponding to one pixel of the original image by one in the vertical direction.
  • step S15 the process proceeds to step S15, where it is determined whether the value of V is smaller than the value of height, that is, a binarized value array corresponding to one pixel of the original image in the code.
  • the encoding unit 100 determines whether the image does not protrude in the vertical direction.
  • step S15 If it is determined that the value of h is smaller than the value of height as a result of step S15, the process proceeds to step S6, where the value of h is initialized, and The encoding unit 100 performs a process of setting the value of the binarized value under the value of v set in step S14. On the other hand, when it is determined that the value of h is not less than the value of height as a result of step S15, the process proceeds to step S16.
  • step S16 the encoding unit 100 adds 1 to the value of j.
  • This operation corresponds to shifting the position of the pixel in the original image to be binarized by one in the horizontal direction.
  • step S16 the process goes to step S17 to determine whether the value of j is smaller than the value of pi X e1, that is, the value of j determines the number of pixels in the horizontal direction of the original image.
  • the encoding unit 1000 determines whether or not it does not exceed the value. If it is determined that the value of j is smaller than the value of pi X e 1 as a result of step S 17, the process proceeds to step S 4, and the value of the original image is set below the value of j set in step S 16.
  • step S18 the encoding unit 100 adds 1 to the value of i.
  • Such an operation corresponds to shifting the position of a pixel in the original image to be binarized by one in the vertical direction.
  • step S19 the process moves to step S19 to determine whether the value of i is smaller than the value of 1ine, that is, whether the value of i does not exceed the number of pixels in the vertical direction of the original image. Is determined by the encoding unit 100.
  • step S17 If it is determined that the value of i is smaller than the value of line as a result of step S17, the process proceeds to step S3, where the value of j is initialized, and the value of i set by step S18 is set.
  • the process of sequentially binarizing the pixels of the original image under the value of is performed.
  • the encoding unit 100 It is determined that the binarization processing has been completed for all pixels, and the series of processing ends.
  • a code is generated by binarizing each pixel value in the original image under a threshold given as a uniform random number.
  • FIGS. 7 and 8 show one flow chart as a whole.
  • Y in FIGS. 7 and 8 indicates a connection point of the processing procedure.
  • the decoding circuit 330 sets the values of the variables ixel ', line', and depth.
  • piXe1 ' represents the number of pixels in the horizontal direction of the decoded image
  • line' represents the number of pixels in the vertical direction of the decoded image.
  • depth represents the maximum value of the gradation value of the decoded image.
  • step S102 the decoding circuit 330 receives the values of Tpixel and Tine.
  • Tpixe1 represents the number of pixels in the horizontal direction of the code
  • Tline represents the number of pixels in the vertical direction of the code.
  • the values of Tpixel and Tline are included in, for example, the header section in the above-described transfer signal.
  • the decoding circuit 330 sets the values of width 'and height' by calculation, respectively. That is, the decoding circuit 330 can calculate one pixel in the decoded image by dividing T pi X e 1 representing the number of pixels in the horizontal direction of the code by pi X e 1 ′ representing the number of pixels in the horizontal direction of the decoded image. Calculate the number of horizontal pixels width 'in the binarized value array corresponding to. Similarly, the decoding circuit 330 corresponds to one pixel in the decoded image by dividing T line representing the number of pixels in the vertical direction of the code by 1ine 'representing the number of pixels in the vertical direction of the decoded image.
  • step S104 the decoding circuit 330 determines whether or not all data in the transfer signal has been transferred. If it is determined that the transfer has been completed, the flow shifts to step S113 in FIG. 8, and otherwise, the flow shifts to step S105. Each pixel value in the decoded image is calculated by the processing after step S113, which will be described later.
  • step S105 the decoding circuit 330 receives the binarized value T (V, h) at the coordinates (V, h) in the code.
  • step S106 the decoding circuit 330 detects the coordinates (i, j) of the pixel value in the decoded image corresponding to T (V, h). That is, i is calculated as the integer part of the value obtained by dividing V by height ', and j is calculated as the integer part of the value obtained by dividing h by width'.
  • step S107 the decoding circuit 330 determines whether or not the binarized value T (v, h) is other than "0". If it is determined that T (V, h) is other than '0', the flow shifts to step S108. Otherwise, the flow shifts to step S109.
  • step S108 the decoding circuit 330 adds 1 to the value of the matrix form variable cnt [i] [j]. This c nt [i]] is a variable for counting the number of binarized values corresponding to the pixel at the coordinates (i, j) in the decoded image that take values other than '0'.
  • step S107 Each time T (V, h) is determined to be other than '0' in step S107, the value of cnt [i] [j] increases by one, and finally, The total number of binarized values corresponding to the pixel at coordinates (i, j) that take values other than '0' is stored as the value of cnt [i] [j].
  • step S109 the process moves to step S109.
  • the threshold is set when the value of T (V, h) is other than '0'. Since the processing based on the code corresponding to the case of being equal to or less than the prime value has been described, if the binarized value T (V, h) is other than '0' in step S107, cnt ( i] 1 is added to the value of [j].
  • step S when processing based on a code corresponding to a case where the value of T (V, h) is '0' corresponds to a case where the threshold value is equal to or less than the pixel value is performed, step S If the binarized value T (V, h) is '0' at 107, 1 may be added to the value of cnt [i] [j]. -In step S109, the decoding circuit 330 adds 1 to the value of the matrix-form variable num [i] [j]. This n um [i] [j] is a variable for counting the number of binarized values corresponding to the pixel at the coordinates (i, j) in the decoded image.
  • step S107 irrespective of the determination result in step S107, the value of num [i] [j] increases by one each time T (V, h) is received, and finally, The total number of binarized values corresponding to the pixel at the coordinates (i, j) in the image is stored as the value of num [i] [j].
  • step S110 for example, when the user determines that sufficient image quality has been obtained as a decoded image, it is determined whether or not an operation for interrupting the transfer has been performed assuming that the transfer of a further code is unnecessary. Is determined by the decoding circuit 330. If it is determined that the operation of interrupting the transfer has been performed, the process proceeds to step S113, and otherwise, the process proceeds to step S111.
  • step S111 the image quality of the decoded image is determined by the decoding circuit 330. More specifically, the decoding circuit 330 performs image quality discrimination based on the self-determination in the decoded image, the average value of the differences between neighboring pixels in the decoded image, and the like.
  • step S112 the decoding circuit 330 performs processing based on the result of the image quality determination in step S111. That is, if it is determined that the image quality is sufficient, the process proceeds to step S113. Otherwise, the process proceeds to step S104. Then, the process is repeated.
  • step S113 the decoding circuit 330 initializes the value of i. Further, in step S114, the decoding circuit 330 initializes the value of j. Further, the process proceeds to step S115. In step S115, the decoding circuit 330 calculates a pixel value at the coordinates (i-, j) in the decoded image, and stores the calculated pixel value in a matrix-format variable O [i] [j]. You.
  • the value of 0 [i] [j] is calculated by the decoding circuit 330 as a product of the ratio of the total number cnt [i] [j] to the gradation value depth of the decoded image.
  • step S116 the decoding circuit 330 adds 1 to the value of j.
  • This operation corresponds to shifting the coordinates of the pixels in the decoded image by one in the horizontal direction.
  • step S117 the decoding circuit 330 determines whether or not the value of i is smaller than the value of pie1 ', that is, whether or not the pixel array in the decoded image protrudes in the horizontal direction. Is determined. If the value of '' is determined to be smaller than the value of pi X e 1 '' as a result of step S1 17, the process proceeds to step S1 15 and the value of j set in step S1 16 is determined.
  • step S118 the decoding circuit 330 adds 1 to the value of i. This step S118 corresponds to shifting the coordinates of the pixels in the decoded image by one in the vertical direction.
  • step S118 the process proceeds to step S119, where i
  • the decoding circuit 330 determines whether the value is smaller than the value of 1ine ', that is, whether the value does not protrude in the vertical direction of the pixel array in the decoded image. If it is determined that the value of h is smaller than the value of line 'as a result of step S118, the process proceeds to step S114, where the value of j is initialized, and step S118 is performed.
  • the decoding circuit 330 calculates the pixel value in the decoded image under the value of i set by the following.
  • the decoding circuit 330 returns the value of all the pixel values in the decoded image. It is determined that the calculation is completed, and the series of processing ends.
  • Fig. 9, Fig. 10 and Fig. 11 show decoded images decoded from codes generated by applying binarization to an example of an original image four times, 32 times and 400 times, respectively.
  • An example is shown below. It can be seen that as the number of times of binarization increases, the image quality of the decoded image improves, and a pattern or the like in the original image can be more clearly recognized. Thus, as the number of transfers increases, the resolution of the decoded image improves. In particular, when the number of displayable pixels and the number of gradations on the display unit on the receiving side are small, a decoded image having a necessary and sufficient image quality can be obtained in a short time after the start of transfer.
  • image information is transmitted by a code obtained by binarization and consisting of repetition of homogeneous binary information. For this reason, it has some properties that are not included in the conventional signal format related to the transmission of image information, and various processes can be performed based on such properties. First, there is great arbitrariness in the relationship between the original image and the code.
  • the pixel value I ′ is decoded according to the following equation (2) ′ using the arbitrarily set gradation value Dr ′.
  • p represents the pixel density similarly to p in the equation (2).
  • FIG. 14 shows an example of encoding from an original image to a code and decoding from the code to a decoded image of an arbitrary gradation.
  • an original image in which 8 bits (256 gradations) of pixels are arranged in a row of, for example, 800 pixels and in a vertical direction of, for example, 800 pixels in a horizontal direction and 72 pixels in a vertical direction. It can be converted to a code consisting of a plurality of binary values arranged in a number of 0 0. More generally, by arbitrarily setting the number of horizontal and vertical binarized values in the code corresponding to one pixel in the original image, the binarized value in the entire code is obtained. The number of vertical / horizontal arrays can be set arbitrarily.
  • a 7-bit (128 gray scale) pixel is represented by a code consisting of binary values that are arranged 800 000 horizontally and 720 000 vertically, for example. It is possible to decode an image consisting of 66 7 pieces and 360 pieces in a row. You. More generally, by arbitrarily setting the number of binary values in the horizontal and vertical directions in the code corresponding to one pixel in the image to be decoded, an arbitrary size, number of pixels, and floor A decoded image having a tone or the like can be obtained from the code.
  • the arbitrariness in the relationship between the original image and the decoded image is large.
  • a process referred to as resizing process
  • the number of pixels of the original image and the decoded image is different in the vertical direction and the Z direction or the horizontal direction, an effect equivalent to linear interpolation can be obtained in principle.
  • the format of the transfer signal has a high degree of arbitrariness.
  • the arrangement of the binarized value in the code corresponding to one pixel in the original image can be determined, for example, for each model. More specifically, (a) determine the arrangement of the binarized values according to the performance of the model on the transmitting side, or (b) determine the arrangement of the binarized values according to the performance of the model on the receiving side, etc. The following method is possible.
  • the degree of arbitrariness is large, and the additional position can be determined, for example, for each model.
  • header information may be provided in the transfer signal, and parameters related to encoding or the like may be included in the header information.
  • horizontal and vertical synchronization must be established between the transfer side and the reception side.
  • the arbitrariness in the decoding process can be increased. That is, since the image information is transmitted by codes consisting of repetition of the same binary information obtained by binarization, even before the transfer of all codes is completed, sampling by the sampling circuit 310 is performed. If the synchronization necessary for performing the correct evening timing is established, the discretion in subsequent decoding processing is large. For this reason, the decoding process can be performed at any time after the transfer completes, that is, after the transfer data of at least one packet is received. For this reason, for example, at the start of transfer signal reception, information related to synchronization can be obtained, and decoding processing can be performed from the next sequence.
  • decoding is performed based on a relatively small amount of information in the code. For example, when trying to realize quick transfer of image information, which is slightly inferior in image quality by performing processing such as decoding, it is also possible to perform processing such as performing pseudo display such as tiza without increasing the computational load of the decoding unit. It is possible.
  • the decoding process is performed in accordance with the timing of updating the values of the memory and the memory buffer in the accumulating circuit 320, so that a decoded image of higher image quality can be obtained. May be obtained.
  • the user performs predetermined operations to transmit information related to image quality required for a decoded image from the decoding side to the encoding side, and performs binarization based on the information. Coding conditions such as the number of times may be set.
  • the decoding process is stopped as a result of calculating the autocorrelation of the image and the average value of the neighborhood differences, and as a result of the determination made by referring to the threshold value preset by the user or the like based on the calculated value.
  • the image information may not be displayed on an arbitrary part of the decoded image, and the part may be used to display information other than the original image such as character information, for example.
  • the part in a code corresponding to an arbitrary part of the original image may not be decoded.
  • FIG. 15 shows an example of a computer system to which the present invention can be applied, for example, as an information system relating to a content providing service.
  • Bus 401 has CPU (Cectral Processing Unit) 402, ROM (Read Only Memory) 403, RAM (Random Access Memory) 404, and interface function with external communication line It has a function to play the communication interface 405, for example, a removable recording medium 408 such as FD (floppy disk), CD (compact disk), etc.
  • Drive 406 an HDD (Hard Disk Drive) 407 as an auxiliary recording unit, and the like are connected.
  • an auxiliary recording unit using an optical disk medium or an auxiliary recording unit using a tape-shaped recording medium may be provided together with or instead of the HDD 407.
  • Encoded image data can be generated by supplying the original image to the computer system and performing the above-described encoding processing by the computer system.
  • the software relating to the encoding process is received via the recording contents of the removable recording medium 408 reproduced by the drive 406, and Z or the communication interface 405. It can be supplied to the computer system as an information signal from an external line such as a telephone line. That is, the encoding process is performed by operating the computer system according to a program supplied via a recording medium or the like.
  • the generated coded image data is recorded on a removable recording medium 408 by a drive 406, and transmitted on an external line via Z or a communication interface 405. In this way, it can be output outside.
  • the decoding process is performed by operating the computer system according to the program recorded on the recording medium.
  • the information recorded on the removable recording medium 408 reproduced by the drive 406 and / or an information signal from an external line such as a telephone line received via the communication interface 405 may be used.
  • the image data encoded as described above is supplied to the computer system, and the computer system performs the decoding process as described above.
  • a decoded image can be generated.
  • the software related to the decryption processing includes the recorded contents of the removable recording medium 408 reproduced by the drive 406 and / or the telephone received via the communication interface 405. It can be supplied to the computer system as an information signal from an external line such as a line. That is, the decoding process is performed by operating the computer system according to a program supplied via a recording medium or the like.
  • the image information is transmitted using the code composed of two gradations, so that the image information is transmitted by the code composed of the repetition of the same binary information.
  • the format of the transfer signal can be made flexible (ie, highly arbitrary). If the original image is an image format consisting of, for example, 8 bits per pixel, the information amount for one pixel is reduced to 1/8, and the binary value of '1' / '0' is further reduced. Transfer speed can be increased. Also, even if an error is included in a part of the transfer data, the error has little effect on the decoding result (it can be considered that there is substantially no effect), and the robustness is large. Although the amount of information to be transferred as a whole increases, it can have a great effect depending on the target of application due to the above-mentioned advantages.
  • a code composed of two gradations which is an aggregate of binarized values, is generated, and the generated code composed of two gradations is transferred.
  • a method such as obtaining three types of thresholds using a uniformly distributed random number generator, etc., and generating a code consisting of four gradations by quantization using these thresholds. In some cases, the same effect as that of the present invention may be obtained.
  • the embodiment of the present invention described above is applicable to a case where image data is transferred.
  • the present invention is applied, but the applicability of the present invention is not limited to the case of transferring image data.
  • the present invention can be applied to a case where data other than image data such as audio data is transferred.
  • the present invention refers to a set of binarized values obtained by binarizing pixel values of an original image signal with reference to a threshold value set based on a uniform random number.
  • the encoding / decoding processing of such an image signal is much simpler than the encoding Z decoding processing that presupposes an image signal having a scanning line structure such as the NTSSC method.
  • the amount of calculation on the receiving side (decoding) can be made extremely small. This contributes to simplification of the configuration and firmware related to encoding / decoding.
  • the arrangement of the binarized value in the code corresponding to one pixel in the original image can be determined, for example, for each model.
  • the parameters related to the synchronization signal and encoding are added to the code and added to the transfer signal.
  • a transfer signal format suitable for desired image information processing can be selected and used.Furthermore, a process in which the arrangement of binarized values in a code is rearranged and then converted to a transfer signal It is also possible to do. When performing such processing In this case, it is possible to prevent the image quality of the decoded image from being significantly degraded partially due to an error occurring on the way of transfer or on the recording medium, and to ensure consistency with the decoding process.
  • the format flexibility described above, and the fact that the accumulated count value in the memory does not exactly match the actual accumulated count in the memory buffer as described above has little effect on the image quality of the decoded image.
  • the arbitrariness can be improved in the decoding process.
  • the decoding process can be performed under predetermined conditions such as that synchronization has been established. Can be performed in parallel.
  • the contents of the decoded image, particularly the image quality, can be confirmed even during the transfer, and by performing control such as suspending the transfer based on the result of the confirmation, the desired image information can be obtained more efficiently and It is possible to transfer quickly.
  • the number of displayable pixels and the number of gradations on the display unit on the receiving side are small. In such a case, a decoded image having necessary and sufficient image quality can be obtained in a short time after the start of transfer.
  • a pseudo-display such as a tiza is performed without increasing the computational load of the decoding device. Is also possible.
  • the user performs predetermined operations or the like to transmit information related to image quality or the like required for a decoded image from the decoding processing side to the encoding side, and performs binarization based on the information.
  • the number of times, etc., and encoding conditions may be set.
  • the tone value of the decoded image is obtained from the code as a result of the binarization that is repeated a plurality of times.
  • the effect on the decoded image is small, and very high robustness can be realized.
  • the code resulting from binarization is a set of 1-bit binarized values that are not related to each other, error propagation cannot occur in principle. Therefore, even when the communication environment, the recording medium, and the like do not have high reliability, it is possible to obtain a good decoded image.

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Description

明 細 書
符号化装置および方法、 復号装置および方法並びに記録媒体 技術分野
この発明は、 例えば画像情報等の情報の転送に係る符号化装置およ び方法、 復号装置および方法、 並びに記録媒体に関する。
背景技術 - 従来、 画像情報の転送に係る信号フォーマッ トは、 特定の解像度、 階調等を想定して規定されていた。 このため、 転送された情報に基づ いて復号される画像の解像度、 階調等は、 符号時の解像度、 階調等に よって拘束されていた。
また、 解像度や階調を階層的に記録できる信号フォーマツ トも知ら れている （例えば、 特開平 7 — 9 9 6 4 6号公報参照） 。 但し、 その ような信号フォーマツトでは、 解像度や階調のついての選択の範囲が 予め限定されていたり、 復号化処理において多くの演算およびそれら の演算に係る回路構成が必要になる等、 汎用性および実現性が充分で なかった。
このため、 復号時に解像度、 階調等を任意に選択できるような画像 フォーマツ トの実現が要望されていた。
発明の開示
この発明は、 このような状況に鑑みてなされたものであり、 この発 明は、 復号時に任意の解像度と階調とを選択できるような画像フォー マツ トを実現できるようにしたものである。
請求の範囲 1に記載の符号化装置は、 一様乱数を発生する一様乱数 発生部と、 一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原画 像信号の画素値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符 号化する符号化部とを備えることを特徴とする。
請求の範囲 1 1に記載の復号装置は、 一様乱数に基づいて設定され るしきい値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化 することにより生成された各画素値毎の符号化値を含む被符号化画像 信号から、 原画像信号を復号する復号装置であって、 被符号化画像信 号の符号化値を、 原画像信号における各画素値に対応するもの毎に累 積する累積部と、 累積部によって累積された原画像信号の各画素対す る符号化値を、 計数部で計数された回数に基づいて復号する復号部と を備えることを特徴とする。
請求の範囲 2 2に記載の符号化方法は、 一様乱数を発生するステツ プと、
一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原画像信号の 画素値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化する ステツプとを備えることを特徴とする。
請求の範囲 2 3に記載の復号方法は、 一様乱数に基づいて設定され るしきい値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化 することにより生成された各画素値毎の符号化値を含む被符号化画像 信号から、 原画像信号を復号する復号方法であって、
被符号化画像信号の符号化値を、 原画像信号における各画素値に対 応するもの毎に累積するステップと、
累積を行なった回数を計数するステツプと、
累積された原画像信号の各画素に対応する符号化値を、 計数された 回数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴とする。
請求の範囲 2 4に記載の記録媒体は、 一様乱数を発生するステツプ と、
一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原画像信号の 画素値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化する ステップとを含むコンピュータ制御可能なプログラムが記録されたこ とを特徴とする。
請求の範囲 2 5に記載の記録媒体は、 一様乱数に基づいて設定され るしきい値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化 することにより生成された各画素値毎の符号化を含む被符号化画像信 号から、 原画像信号を復号するコンピュータ制御可能なプログラムが— 記憶された記録媒体において、 記憶されたプログラムは、 被符号化画 像信号の符号化値を、 原画像信号における各画素値に対応するもの毎 に累積するステップと、 累積を行なった回数を計数するステップと、 累積された原画像信号の各画素に対応する符号化値を、 計数された回 数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴とする。
請求の範囲 2 6に記載の符号化装置は、 一様乱数を発生する一様乱 数発生部と、
一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原信号の各信 号値の比較結果に基づいて、 原信号を符号化する符号化部とを備える ことを特徴とする。
請求の範囲 2 9に記載の復号装置は、 一様乱数に基づいて設定され るしきい値との比較結果に基づいて、 原信号の各信号値を符号化する ことにより生成された各信号値毎の符号化値を含む被符号化信号から 、 原信号を復号する復号装置であって、
被符号化信号の符号化値を、 原信号における各信号値に対応するも の毎に累積する累積部と、
累積を行なった回数を計数する計数部と、
累積部によって累積された原信号の各信号値に対する符号化値を、 計数部で計数された回数に基づいて復号する復号部とを備えることを 特徴とする。
請求の範囲 3 0に記載の符号化方法は、 一様乱数を発生するステツ プと、
一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原信号の情報 単位をなす信号値との比較結果に基づいて、 原信号の各信号値を符号 化するステップとを備えることを特徴とする。
請求の範囲 3 1に記載の復号方法は、 一様乱数に基づいて設定され— るしきい値との比較結果に基づいて、 原信号の各信号値を符号化する ことにより生成された各信号値毎の符号化値を含む被符号化信号から 、 原信号を復号する復号方法であって、
被符号化信号の符号化値を、 原信号における各信号値に対応するも の毎に累積するステツプと、
累積を行なった回数を計数するステツプと、
累積された原信号の各信号値に対応する符号化値を、 計数された回 数に基づいて復号するステップとを備えることを特徴とする。
請求の範囲 3 2に記載の記録媒体は、 一様乱数を発生するステツプ と、 一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原信号の画 素値との比較結果に基づいて、 原信号の各画素値を符号化するステツ プとを含むコンピュータ制御可能なプログラムが記録されたことを特 徴とする。
請求の範囲 3 3に記載の記録媒体は、 一様乱数に基づいて設定され るしきい値との比較結果に基づいて、 原信号の各信号値を符号化する ことにより生成された各信号値毎の符号化を含む被符号化信号から、 原信号を復号するコンピュータ制御可能なプログラムが記憶された記 録媒体において、
プログラムは、 被符号化信号の符号化値を、 原信号における各信号値に対応するも の毎に累積するステツプと、
累積を行なった回数を計数するステツプと、
累積された原信号の各信号値に対応する符号化値を、 計数された回 数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴とする。
請求の範囲 1に記載の符号化装置においては、 一様乱数に基づいて 設定される 1つ以上のしきい値と原画像信号の画素値との比較結果に- 基づいて、 原画像信号の各画素値が符号化される。
請求の範囲 1 1 に記載の復号装置においては、 一様乱数に基づいて 設定されるしきい値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値 を符号化することにより生成された各画素値毎の符号化値を含む被符 号化画像信号の符号化値が原画像信号における各画素値に対応して累 積され、 また、 累積回数が計数され、 累積された原画像信号の各画素 に対する符号化値が計数値に基づいて復号される。
請求の範囲 2 2に記載の符号化方法においては、 一様乱数に基づい て設定される 1つ以上のしきい値と原画像信号の画素値との比較結果 に基づいて、 原画像信号の各画素値が符号化される。
請求の範囲 2 3に記載の復号方法においては、 一様乱数に基づいて 設定されるしきい値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値 を符号化することにより生成された各画素値毎の符号化値を含む被符 号化画像信号の符号化値が原画像信号における各画素値に対応して累 積され、 また、 累積回数が計数され、 累積された原画像信号の各画素 に対する符号化値が計数値に基づいて復号される。
請求の範囲 2 4に記載の記録媒体においては、 一様乱数に基づいて 設定される 1つ以上のしきい値と原画像信号の画素値との比較結果に 基づいて、 原画像信号の各画素値が符号化される処理に係るコンビュ —夕制御可能なプログラムが記録され、 必要に応じて読み出されるこ とが可能とされる。
請求の範囲 2 5に記載の記録媒体においては、 一様乱数に基づいて 設定されるしきい値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値 を符号化することにより生成された各画素値毎の符号化値を含む被符 号化画像信号の符号化値が原画像信号における各画素値に対応して累 積され、 また、 累積回数が計数され、 累積された原画像信号の各画素— に対する符号化値が計数値に基づいて復号される処理に係るコンビュ —夕制御可能なプログラムが記録され、 必要に応じて読み出されるこ とが可能とされる。
請求の範囲 2 6に記載の符号化装置においては、 一様乱数に基づい て設定される 1つ以上のしきい値と原信号の信号値との比較結果に基 づいて、 原信号の各信号値が符号化される。
請求の範囲 2 9に記載の復号装置においては、 一様乱数に基づいて 設定されるしきい値との比較結果に基づいて、 原信号の各信号値を符 号化することにより生成された各信号値毎の符号化値を含む被符号化 信号の符号化値が原信号における各信号値に対応して累積され、 また 、 累積回数が計数され、 計数値に基づいて、 累積された原信号の各信 号値に対する符号化値が復号される。
請求の範囲 3 0に記載の符号化方法においては、 一様乱数に基づい て設定される 1つ以上のしきい値と原信号の信号値との比較結果に基 づいて、 原信号の各信号値が符号化される。
請求の範囲 3 1に記載の復号方法においては、 一様乱数に基づいて 設定されるしきい値との比較結果に基づいて、 原号の各信号値を符号 化することにより生成された各信号値毎の符号化値を含む被符号化信 号の符号化値が原信号における各信号値に対応して累積され、 また、 累積回数が計数され、 累積された原信号の各信号値に対する符号化値 が計数値に基づいて復号される。
請求の範囲 3 2に記載の記録媒体においては、 一様乱数に基づいて 設定される 1つ以上のしきい値と原信号の信号値との比較結果に基づ いて、 原信号の各信号値が符号化される処理に係るコンピュータ制御 可能なプログラムが記録され、 必要に応じて読み出されることが可能 とされる。 一 請求の範囲 3 3に記載の記録媒体においては、 一様乱数に基づいて 設定されるしきい値との比較結果に基づいて、 原信号の各信号値を符 号化することにより生成された各信号値毎の符号化値を含む被符号化 信号の符号化値が原信号における各信号値に対応して累積され、 また 、 累積回数が計数され、 累積された原信号の各信号値に対する符号化 値が計数値に基づいて復号される処理に係るコンピュータ制御可能な プログラムが記録され、 必要に応じて読み出されることが可能とされ る。
図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の一実施形態の全体的な構成について説明する ためのブロック図、 第 2図は、 第 3図は、 この発明の一実施形態にお ける符号化について説明するための略線図、 第 4図は、 この発明の一 実施形態において生成される符号について説明するための略線図、 第 5図は、 この発明の一実施形態における符号化の手順について説明す るためのフローチャートの一部、 第 6図は、 この発明の一実施形態に おける符号化の手順について説明するためのフロ一チヤ一卜の他の一 部、 第 7図は、 この発明の一実施形態における復号化の手順について 説明するためのフローチャートの一部、 第 8図は、 この発明の一実施 形態における復号化の手順について説明するためのフローチヤ一トの 他の一部、 第 9図は、 この発明の一実施形態における復号画像の一例 を示す略線図、 第 1 0図は、 この発明の一実施形態における復号画像 の他の一例を示す略線図である。 第 1 1図は、 この発明の一実施形態 における復号画像のさらに他の一例を示す略線図、 第 1 2図は、 原画 像中の 1個の画素と、 符号中の 2値化値の配列との対応関係について 説明するための略線図、 第 1 3図は、 符号中の 2値化値の配列と、 復 号画像中の 1個の画素との対応関係について説明するための略線図、 - 第 1 4図は、 原画像、 符号、 および復号画像間の対応関係の一例を示 す略線図、 第 1 5図は、 この発明を適用することが可能な情報システ ムの一例を示す略線図である。
発明を実施するための最良の形態
第 1図を参照して、 この発明の一実施形態に係る情報処理システム の全体的な構成について説明する。 符号化部 1 0 0は、 一様分布乱数 発生器 1 1 0と量子化器 1 2 0とを有する。 量子化器 1 2 0には原画 像信号が供給される。 量子化器 1 2 0には、 さらに、 一様分布乱数発 生器 1 1 0が発生する一様乱数が供給される。 量子化器 1 2 0は、 か かる乱数をしきい値として、 供給される原画像信号をラス夕スキャン しながら原画像信号内の各画素値を 2値化する処理を例えば 4 0 9 6 回繰り返すことによって 2値化値の集合体としての符号を生成する。 ここで、 しきい値として用いられる一様乱数の値は、 原画像信号内の 各画素値を表現するためのダイナミックレンジの範囲内のものとされ る。
符号化部 1 0 0が生成する符号は、 転送信号生成器 2 0 0に供給さ れる。 転送信号生成器 2 0 0は、 供給される符号に水平同期、 垂直同 期および一連の画像全体の同期に係る同期信号等を付加することによ り、 転送信号を生成する。 この際に付加される同期信号は、 例えばァ ナログ信号の場合は N T S C方式等のテレビジョン用の信号における 同期信号と同様のものとすれば良い。 ディジタル信号の場合は、 へッ ダ情報として同期情報を付加すれば良い。 以下の説明は、 ディジタル 信号を前提として行う。 復号化処理における転送信号中の情報の最小 単位を、 以下の説明においてはパケットと表記する。 パケット内の所 定の位置に同期信号が付加される。 なお、 転送中に生じるエラーの影 響を小さく抑える等の目的で、 転送信号への変換処理に先立って、 符ー 号を並べ替える処理を行うようにしても良い。
一方、 復号化部 3 0 0は、 サンプリング回路 3 1 0、 累積回路 3 2 0および復号回路 3 3 0を有する。 転送信号内の同期信号に基づいて 、 水平 ·垂直 ·画像全体の同期が確立された状態において、 サンプリ ング回路 3 1 0が転送信号を受信し、 受信した転送信号中の符号の一 部を 2値化値としてサンプリングし、 サンプリング値を累積回路 3 2 0に供給する。 累積回路 3 2 0は、 サンプリング値を累積すると共に サンプリング回数値を更新する。 蓄積された 2値化値であるサンプリ ング値とサンプリング回数値とに基づいて、 復号回路 3 3 0が復号画 像内の各画素値を算出する。
次に、 符号化部 1 0 0による、 原画像信号の符号化についてより詳 細に説明する。 まず、 1個の画素値の 2値化の一例として、 0〜 2 5 5の階調で画素値を表現する場合に 1つの画素値が 1 8 4である、 第 2図に示すような場合について説明する。 この一例では、 0〜 2 5 5 までの間で一様に分布するしきい値 1 1種類を用いて 2値化を 1 1回 繰り返す。 これらのしきい値の内で 1 8 4以下の値をとるものの割合 は、 2 5 5に対する 1 8 4の割合と略等しい。
すなわち、 （ 1 8 4 + 2 5 5 ) X 1 1の値が約 7 . 9なので、 8種 類のしきい値が 1 8 4以下の値をとる。 このため、 1 1回の 2値化に よって得られる 1 1個の 2値化値の内の 8個が例えば ' Γ とされ、 他 の 3個の 2値化値が例えば' 0 ' とされる。 但し、 しきい値が画素値以 下である場合に 2値化値を' 0 ' とし、 それ以外の場合に 2値化値を' 1 ' としても良い。 より一般的には、 画素値 I、 階調値 D r、 およびし きい値が画素値以下となる割合 Pの間に以下の式 （ 1 ) の関係が成り 立つ。
l / Dn p ( 1 ) このように、 一様に分布する多数のしきい値を参照してなされる 2 値化によって得られる 2値化値の集合体としての符号によって、 原画 像内の画素値が表現される。 すなわち、 上述の一例においては、 1 1 個の 2値化値に含まれる ' Γ の数が 8であることから、 2 5 5 X ( 8 / 1 1 ) の値を計算すると、 計算結果が約 1 8 5となり、 元の画素値 1 8 4に略等しい値を復元できることがわかる。 上述したような復号 化部 3 0 0による復号画素値の算出においては、 計算量が比較的少な いという利点がある。
ここで、 2値化の繰り返し回数、 すなわちそれらの 2値化において 参照される、 一様に分布するしきい値の数が多くなる程、 原画像信号 の画素値を符号が精度良く表現するものとなる。 一様に分布するしき い値を作成する方法として、 この発明の一実施形態では一様乱数を用 いる。 ここで、 一様乱数とは、 現画像信号のレベル範囲で一様に分布 する乱数である。 なお、 いわゆる乱数発生器で発生された乱数以外の 、 決められた順番で値が変わる数の系列を一様乱数として用いても良 レ^ また、 画像内で特定の位置を占める画素に対するしきい値を固定 値とするようにしても良い。
符号を生成するための上述したような処理を画像信号の 1フレーム に対して行う場合について、 第 3図 A， 第 3図 Bを参照して説明する 。 第 3図 Aに原画像の一例を示す。 この一例では、 原画像が 6 6 0 X 2 2 0画素 （各画素が 8ビットすなわち 2 5 6階調を有する） からな り、 R， G， Bに対応する 3チャンネルを有する。 後述するように、 原画像の横方向の画素数が p i X e 1、 原画像の縦方向の画素数が 1 i n eと表記される。 従って、 この一例では、 p i X e 1 = 6 6 0、 1 i n e = 2 2 0である。 このような原画像中の全ての画像信号につ いて、 例えばラス夕スキャン状に、 一様乱数をしきい値として 4 0 9 6回の 2値化を繰り返し行う （第 3図 B参照） ことにより、 第 3図 C に示すような符号が得られる。 ここで、 4 0 9 6回は一例であり、 他 の回数でも良い。 上述したように、 2値化の回数を多くする程、 高い 画質の復号画像を得るのに充分な情報量を有する符号を生成すること ができる。 また、 原画像中の全ての画像信号についての 2値化処理は 、 ラスタスキヤン状に行われることに限定されるものではない。
ここでは、 原画像信号が 8ビッ トで表現されるディジタル信号であ る場合について説明したが、 原画像信号がアナログ信号である場合に もこの発明を適用して符号化を行うことができる。 但し、 原画像信号 がアナログ信号である場合には、 2値化を行うに先立ち、 AG C (Aut omatic Gain Con t ro 1)回路等を用いて振幅が所定幅以内に収まるよう にする必要がある。 なお、 原画像信号が動画 Z静止画の何れを表現す る場合にも、 この発明を適用することができる。
次に、 復号化部 3 0 0が行う復号化処理について詳細に説明する。 ここでは、 上述した一例において生成される符号を復号化する場合を 例として説明する。 かかる場合には、 受信される転送信号に含まれる 符号は、 横に 6 6 0 X 4 0 9 6 (= 2 7 0 3 3 6 0 ) 個、 縦に 2 2 0 X 4 0 9 6 (= 9 0 1 1 2 0 ) 個の画素がマトリクス状に並んでなる 1枚の仮想的なフレームに見立てることができる （第 4図参照） 。 後 述するように、 符号に係る仮想的なフレームの横方向の画素数が w i d t h、 符号に係る仮想的なフレームの縦方向の画素数が 1 i n eと 表記される。 従って、 この一例では、 w i d t h = 2 7 0 3 3 6 9、 l i n e = 9 0 1 1 2 0である。 この仮想的なフレームから、 生成し たい復号画像の画質等に応じて適切な数の 2値化値がサンプリング回 路 3 1 0によってサンプリングされる。 例えば、 復号画像として高画 質のものが要求される場合程、 多くの 2値化値がサンプリングされる 。 但し、 符号化時に復号画像の画質を予め考慮することなく、 任意の 個数の 2値化値をサンプリングするようにし、 復号化処理時に復号画 像として所望される画質を考慮して適切な数の 2値化値を復号化処理 対象とするようにしても良い。 上述したように、 サンプリングされた 2値化値の内で例えば' の数がサンプリングされた 2値化値の総数 に占める割合は、 原画像の画素値を 0〜 1. 0に正規化したものと近 似できる。
ここで、 サンプリング回路 3 1 0に対して、 サンプリング周期を短 くする等の制御を行うことによってサンプリング回数を増やす程、 あ る程度までは近似の精度が向上し、 原画像に近い階調を復号できる。 但し、 同じ画素に対するサンプリング回数がある程度以上大きい場合 には、 サンプリング回数を増やしても近似の精度が頭打ちとなる点に 留意する必要がある。 実際には再現したい画質等を考慮して、 適宜間 引いて必要充分な数の 2値化値をサンプリングすれば良い。 間引きの 方法としては、 ①サンプリング周期を大きくすることによって単純に サンプリング数を減らす、 ②偶数番目のフレームと奇数番目のフレ一 ムとでサンプリング位置が互い違いとなるように間引く、 ③フレーム またはフィールド毎の駒落とし処理を行う、 ④色信号 R， G, Bまた は Y， υ， Vについて、 色特徴に応じた重み付けを変えて間引く等を 用いることができる。 ここでは、 説明を簡明なものとするために符号 を 1枚のフレームに見立てて説明したが、 実際の処理においては、 一 連の原画像信号に対応して生成された符号に対してサンプリング回路 3 1 0が繰り返しサンプリングを行う。
また、 例えば、 転送途中でも復号画像の画質として充分なものが得 られたとの判断に応じたユーザの操作 （図示しない操作パネル等を介 してなされる） に従って、 サンプリング回路 3 1 0が転送信号の受信 を中断するように制御することもできる。 この発明を適用することに よって得られる符号を含む転送信号は、 画像情報の転送に係る従来の 信号フォーマツ 卜よりも多くの情報量を有するものとなるので、 デ一 夕転送の効率をある程度以上としたい場合に、 上述したような受信を 中断する処理が有効となる。 ユーザの操作以外に、 復号画像の画質を 判定する構成を設け、 かかる構成によって画質が予め定めた基準より 良くなつたと判定される場合等に、 サンプリング回路 3 1 0が転送信 号の受信を中断するようにしても良い。 この際の画質評価は、 例えば 、 復号画像内の自己相関、 近傍差分の平均値等を用いて行うことがで きる。
累積回路 3 2 0、 復号回路 3 3 0の構成および動作について、 第 5 図を参照して詳細に説明する。 累積回路 3 2 0は、 累積回数メモリバ ッファ 3 2 0 1、 累積回数メモリ 3 2 0 2、 および自動設定回路 3 2 0 3を有する。 累積回数メモリバッファ 3 2 0 1は、 サンプリング回 路 3 1 0から供給される 2値化値をサンプリングァドレスに対応して 累積することによって 2値化値が ' Γ となる回数を計数する。 累積回 数メモリバッファ 3 2 0 1が生成する累積回数値は、 復号回路 3 3 0 に供給される。 また、 累積回路 3 2 0は、 サンプリング回路 3 1 0力、 ら供給される 2値化値の個数を計数し、 計数値を復号回路 3 3 0に供 給する。 自動設定回路 3 2 0 3は、 累積回数が予め設定された値に到 達した時に累積回数メモリバッファ 3 2 0 1の動作を停止させる等の 、 累積回数メモリバッファ 3 2 0 1の動作に係る設定を行う。 一方、 復号回路 3 3 0は、 アドレス 変換および割り算回路 3 3 0 1、 およ びァドレス情報回路 3 3 0 2を有する。 ァドレス情報回路 3 3 0 2は 、 復号画像を特徴付ける値 P i x e l ' 、 l i n e ' 、 および d e p t h ' を保持しており、 これらの値をアドレス変換および割り算回路 3 3 0 1に供給する。 p i x e l ' 、 l i n e ' 、 および d e p t h ' は後述するように、 復号画像の横方向/縦方向の画素数、 および復 号画像の階調値の最大値を表す。 アドレス変換および割り算回路 3 3 0 1は、 累積回数メモリバッファ 3 2 0 1から供給される累積値、 累 積回数メモリ 3 2 0 2から供給される累積回数値、 およびァドレス情 報回路 3 3 0 2から供給される復号画像内のァドレス値とに基づいて 、 アドレス変換処理、 および累積値を累積回数値で割り算する処理を 行って復号画像信号を生成する。 なお、 特に長時間に渡る画像信号を 復号化処理する場合には、 累積回数メモリバッファ 3 2 0 1の代わり にテープ或いはディスク等の大容量の記録媒体を使用するようにして も良い。 また、 自動設定回路 3 2 0 3、 アドレス情報回路 3 3 0 2等 の動作条件はユーザ等によって設定されるようにしても良い。 或いは 、 これらの動作条件が画像表示部の性能等を考慮して自動的に制御さ れるようにしても良い。
次に、 復号回路 3 3 0は、 累積回路 3 2 0から供給される累積値と 累積回数値とに基づいて画素濃度を計算する処理を行う。 すなわち、 累積値を累積回数値で除算することにより、 各画素に対応する画素濃 度 （すなわち、 原画像の画素値を 0〜 1. 0に正規化したもの） を得 る。 さらに、 この画素濃度に例えば 2 5 6階調等の復号したい画像の 階調数を掛けることにより、 画素値が算出される。 すなわち、 階調値 D r、 および画素濃度 pに基づいて、 以下の式 （ 2 ) によって画素値 Iが算出される。 この際に、 階調値 D rは符号化前の階調値と異なつ ても良い。
I r X p ( 2 )
第 1図を参照して上述したこの発明の一実施形態は、 符号化部 1 0 0が生成する符号を直ちに転送信号生成器 2 0 0に供給することによ つて転送信号に変換し、 復号化部 3 0 0に供給するものである。 これ に対して、 符号化部 1 0 0が生成する符号や、 転送信号生成器 2 0 0 が生成する転送信号を記録媒体に記録し、 かかる記録媒体を介して復 号化部 3 0 0に供給することも可能である。 すなわち、 蓄積型のコン テンッ提供サービスにも、 この発明を適用することができる。
上述したような画像データ転送の具体的な方法の例として、 （1 ) 転 送される画像を例えばラスタースキャン順に 2値化する処理を任意の 回数繰り返す。 （2) 1画素当たり任意の回数 2値化し、 転送する処理 を、 例えばラス夕一スキャン順に繰り返す。 （1 ) の方法は送信側と受 信側の通信性能があまり違わない場合に好適なものである。 受信側で は転送されて来る情報を任意に間引き、 必要十分な画質の復号画像を 得ることができる。 動画を扱う場合、 転送処理の回数が比較的小さい 内に、 動画シーケンスの全体像を見ることができる。 そして、 そのよ うな動画シーケンスの全体像に応じて、 例えば、 当該動画が所望の情 報であるか否か等を受信側で判断することが可能とされる。 また、 （2 ) の方法は、 送信側が高速に転送データを生成する性能を有する場合 に好適なものである。 この場合、 受信側の復号性能に応じた復号画像 品質が得られる。 すなわち、 受信側の復号性能が高ければ高画質の復 号画像を得ることができる。
次に、 この発明の一実施形態における処理の手順について説明する
。 まず、 第 5図および第 6図のフローチャートを参照して符号化の手 順について説明する。 ここで、 2個の図に分けたのは記載スペースの 都合によるものであり、 第 5図および第 6図は、 一体として 1個のフ ローチヤ—トを示す。 なお、 第 5図および第 6図中の X， P， Q, R
， Sは、 処理手順の接続点を示す。 ステップ S 1として符号化部 1 0 0が定数 w i d t h， h e i g h t , i x e l , l i n eの値をそ れぞれ設定する。 p i x e lおよび l i n eは原画像の大きさを表す 。 すなわち、 p i x e lは原画像の横方向の画素数を表し、 l i n e は原画像の縦方向の画素数 （ラス夕スキャン時のライン数） を表す。 また、 w i d t hは、 符号中で原画像の 1画素に対応する 2値化値配 列の横方向の画素数を表す。 また、 h e i g h tは、 かかる 2値化値 配列の縦方向の画素数を表す。 すなわち、 第 3図 Aでは、 p i x e l = 6 6 0、 l i n e = 2 2 0とされ、 第 4図では、 w i d t h = 42 240 , h e i g h t = 1 40 8 0とされている。
ステップ S 2、 ステップ S 3において、 符号化部 1 0 0がそれぞれ 、 変数 i， j を初期化する。 i , j はそれぞれ、 原画像の横方向、 縦 方向の画素位置すなわち原画像上の座標を示す変数である。 ステップ S 4では、 符号化部 1 0 0は、 原画像の画素値を示す変数 s o u r c eの値として、 原画素の座標 （ i， j ) における画素値 I ( i， j ) を設定する。 ステップ S 5、 ステップ S 6において符号化部 1 0 0は 、 それぞれ、 変数 v， hを初期化する。 v， hはそれぞれ、 符号内で 原画像の 1画素に対応する 2値化値配列内の横方向、 縦方向の画素位 置、 すなわち、 かかる 2値化値配列内での座標を示す変数である。 ステップ S 7では、 符号化部 1 0 0は、 ステップ S 8における 2値 化の結果としての 2値化値を保持すべきデータ位置を符号中で表現す る変数 v v, h hの値を計算する。 v v、 h hはそれぞれ、 符号内で の横方向、 縦方向の 2値化値の位置、 すなわち符号内での座標を示す 変数である。 v vは、 当該デ一夕位置を含む原画像の 1画素に対応す る 2値化値配列の下隣に位置する 2値化値配列の上端の座標である i X h e i g h t と、 当該データ位置を含む 2値化値配列内での当該デ —夕位置の縦方向の座標である Vとの和として計算される。 また、 ti l は、 当該デ一夕位置を含む原画像の 1画素に対応する 2値化値配列 の左隣に位置する 2値化値配列の右端の座標である j X w i d t hと 、 当該データ位置を含む 2値化値配列内での当該データ位置の横方向 の座標である hとの和として計算される。
また、 ステップ S 7では、 符号化部 1 0 0がしきい値を設定する。 ここでは、 0〜 1の区間で一様乱数を得る関数である r a n d 0 の 結果と、 例えば 2 5 5等のダイナミックレンジの最大値との積を、 し きい値を表す変数 t h r e s hの値として設定する。 関数 r a n d ( ) は、 第 1図等を参照して上述した一様分布乱数発生器 1 1 0が発生 する一様乱数を受取るためのモジュールである。 但し、 ソフトウェア 上で一様乱数を発生させるようにしても良い。
さらに、 ステップ S 8に移行して、 t h r e s hの値が s o u r c eの値以下であるか否かを符号化部 1 0 0は判定する。 ステップ S 8 の結果として t h r e s hの値が s o u r c eの値以下であると判定 される場合にはステツプ S 9に移行し、 それ以外の場合にはステツプ S 1 0に移行する。 ステップ S 9では、 2値化値を表す変数 bを例え ば b==' l' と符号化部 1 0 0は設定し、 一方、 ステップ S 1 0では例 えば b=' 0' と符号化部 1 0 0は設定する。 これらのステップにより 、 t h r e s hの値を参照した 2値化がなされる。 なお、 ステップ S 9で b =' 0' と設定し、 ステップ S 1 0で b =' 1' と設定するように しても良い。
ステツプ S 9またはステツプ S 1 0が完了すると、 ステツプ S 1 1 に移行する。 ステップ S 1 1では、 符号内での座標 （v v， h h) に 位置する 2値化値の値として、 bの値を符号化部 1 0 0が設定する。 ステップ S 1 1が行われる毎に、 符号中の 2値化値の値が 1つ確定す る。 そして、 ステツプ S 1 2に移行し、 符号化部 1 0 0は hの値に 1 - を加算する。 かかる操作は、 符号内での座標を横方向に 1つずらすこ とに対応する。
さらに、 第 6図中のステップ S 1 3に移行し、 hの値が w i d t h の値より小さいか否か、 すなわち、 原画像の 1画素に対応する符号内 の 2値化値配列の横方向にはみ出ないか否かを符号化部 1 0 0が判定 する。 ステップ S 1 3の結果として hの値が w i d t hの値より小さ いと判定される場合にはステップ S 7に移行し、 ステップ S 1 2で設 定される hの値の下で 2値化値の値を設定する処理を符号化部 1 0 0 が行う。 一方、 ステップ S 1 3の結果として hの値が w i d t hの値 より小さいと判定される場合以外の場合にはステツプ S 1 4に移行す る。
ステップ S 1 4では、 符号化部 1 0 0は Vの値に 1を加算する。 こ のステップ S 1 4は、 原画像の 1画素に対応する 2値化値配列中での 座標を縦方向に 1つずらすことに対応する。 ステップ S 1 4が完了す ると、 ステップ S 1 5に移行し、 Vの値が h e i g h tの値より小さ いか否か、 すなわち、 符号内で原画像の 1画素に対応する 2値化値配 列の縦方向にはみ出ないか否かを符号化部 1 0 0が判定する。 ステツ プ S 1 5の結果として hの値が h e i g h tの値より小さいと判定さ れる場合にはステップ S 6に移行し、 hの値を初期化した上でステツ プ S 1 4で設定される vの値の下で 2値化値の値を設定する処理を符 号化部 1 0 0が行う。 一方、 ステップ S 1 5の結果として hの値が h e i g h tの値以上であると判定される場合にはステツプ S 1 6に移 行する。
ステップ S 1 6では、 符号化部 1 0 0は j の値に 1を加算する。 力、 かる操作は、 2値化の対象とされる原画像内の画素の位置を横方向に 1つずらすことに対応する。 ステップ S 1 6が完了すると、 ステップ— S 1 7に移行し、 j の値が p i X e 1の値より小さいか否か、 すなわ ち、 j の値が原画像の横方向の画素数を越えないか否かを符号化部 1 0 0が判定する。 ステツプ S 1 7の結果として j の値が p i X e 1 の 値より小さいと判定される場合にはステップ S 4に移行し、 ステップ S 1 6で設定される j の値の下で原画像の画素値を表す s o u r c e の値を設定し、 さらに、 ステップ S 5以降の 2値化処理がなされる。 一方、 ステップ S 1 7の結果として j の値が p i e 1 の値以上で あると判定される場合には、 ステップ S 1 8に移行する。 ステップ S 1 8では、 符号化部 1 0 0は iの値に 1を加算する。 かかる操作は、 2値化の対象とされる原画像内の画素の位置を縦方向に 1つずらすこ とに対応する。 ステップ S 1 8が完了すると、 ステップ S 1 9に移行 し、 i の値が 1 i n eの値より小さいか否か、 すなわち、 iの値が原 画像の縦方向の画素数を越えないか否かを符号化部 1 0 0が判定する 。 ステツプ S 1 7の結果として iの値が l i n eの値より小さいと判 定される場合にはステップ S 3に移行し、 j の値を初期化した上でス テツプ S 1 8によって設定される iの値の下で原画像の画素を順次 2 値化する処理がなされる。
一方、 ステツプ S 1 7の結果として iの値が l i n eの値より小さ いと判定される場合以外の場合には、 符号化部 1 0 0は、 原画像内の 全ての画素に対する 2値化処理が完了したと判断して一連の処理を終 了する。 以上のような処理方法により、 原画像内の各画素値を一様乱 数として与えられるしきい値の下で 2値化することによって符号が生 成される。
次に、 第 7図および第 8図のフローチャートを参照して復号化の手 順について説明する。 ここで、 2個の図に分けたのは記載スペースの 都合によるものであり、 第 7図および第 8図は、 一体として 1個のフ— ローチャートを示す。 なお、 第 7図および第 8図中の Yは、 処理手順 の接続点を示す。 ステップ S 1 0 1として、 復号回路 3 3 0は、 変数 i x e l ' , l i n e ' , d e p t hの値を設定する。 ここで、 p i X e 1 ' は、 復号画像の横方向の画素数を表し、 また、 l i n e ' は、 復号画像の縦方向の画素数を表す。 さらに、 d e p t hは、 復号 画像の階調値の最大値を表す。 ステップ S 1 0 2では、 復号回路 3 3 0が T p i x e l , T 1 i n eの値を受信する。 T p i x e 1は、 符 号の横方向の画素数を表し、 また、 T l i n eは、 符号の縦方向の画 素数を表す。 ここで、 T p i x e l , T l i n eの値は、 例えば、 上 述した転送信号中のヘッダ部等に含まれている。
さらに、 ステツプ S 1 0 3では、 復号回路 3 3 0は、 w i d t h ' ， h e i g h t ' の値を、 それぞれ計算によって設定する。 すなわち 、 復号回路 3 3 0は、 復号画像の横方向の画素数を表す p i X e 1 ' で符号の横方向の画素数を表す T p i X e 1 を割ることにより、 復号 画像内の 1画素に対応する 2値化値配列中の横の画素数 w i d t h ' を計算する。 同様に、 復号回路 3 3 0は、 復号画像の縦方向の画素数 を表す 1 i n e ' で符号の縦方向の画素数を表す T l i n eを割るこ とにより、 復号画像内の 1画素に対応する 2値化値配列中の縦の画素 数 h e i g h を計算する。 そして、 転送信号が転送される。 ステップ S 1 04において、 転送 信号内の全てのデータの転送が完了したか否かを復号回路 3 3 0が判 定する。 転送が完了したと判定される場合には第 8図中のステツプ S 1 1 3に移行し、 それ以外の場合にはステツプ S 1 0 5に移行する。 ステップ S 1 1 3以降の処理によって復号画像内の各画素値が算出さ れるが、 これについては後述する。 ステップ S 1 0 5では、 符号内で の座標 （V , h ) における 2値化値 T ( V , h ) を復号回路 3 3 0がー 受信する。 さらに、 ステップ S 1 0 6に移行し、 復号回路 3 3 0は、 T ( V , h ) が対応する、 復号画像内の画素値の座標 （ i , j ) を検 出する。 すなわち、 iは、 Vを h e i g h t ' で割った値の整数部分 として算出され、 j は、 hを w i d t h ' で割った値の整数部分とし て算出される。
次に、 ステップ S 1 0 7に移行し、 2値化値 T (v， h) が' 0' 以 外であるか否かを復号回路 3 3 0が判定する。 T ( V , h ) が' 0' 以 外であると判定される場合には、 ステップ S 1 0 8に移行し、 それ以 外の場合にはステツプ S 1 0 9に移行する。 ステツプ S 1 0 8では、 復号回路 3 3 0は、 行列形式の変数 c n t 〔 i〕 〔 j〕 の値に 1を加 算する。 この c n t 〔 i〕 〕 は、 復号画像内の座標 （ i， j ) の 画素に対応する 2値化値の内で' 0' 以外の値をとるものの個数を計数 するための変数である。 ステップ S 1 0 7で T ( V , h) が' 0' 以外 であると判定される毎に、 c n t 〔 i〕 〔 j〕 の値が 1ずつ増加し、 最終的には、 復号画像内の座標 （ i， j ) の画素に対応する 2値化値 の内で' 0' 以外の値をとるものの総数が c n t 〔 i〕 〔 j〕 の値とし て格納される。 ステップ S 1 0 7が完了すると、 ステップ S 1 0 9に 移行する。
ここでは、 T ( V , h) の値が' 0' 以外である場合をしきい値が画 素値以下である場合に対応させてなる符号に基づく処理を行う場合に ついて説明したため、 ステップ S 1 0 7で 2値化値 T ( V , h) が' 0 ' 以外である場合に c n t 〔 i〕 〔 j〕 の値に 1が加算される。 これ に対して、 T ( V , h ) の値が' 0' である場合をしきい値が画素値以 下である場合に対応させてなる符号に基づく処理を行う場合には、 ス テツプ S 1 0 7で 2値化値 T ( V， h) が' 0' である場合に c n t 〔 i〕 〔 j〕 の値に 1を加算するようにすれば良い。 ― ステップ S 1 0 9では、 復号回路 3 3 0は、 行列形式の変数 n um 〔 i〕 〔 j〕 の値に 1を加算する。 この n um 〔 i〕 〔 j〕 は、 復号 画像内の座標 （ i , j ) の画素に対応する 2値化値の個数を計数する ための変数である。 すなわち、 ステップ S 1 0 7での判定結果に関係 無く、 T ( V , h) が受信される毎に n um 〔 i〕 〔 j 〕 の値は 1ず つ増加し、 最終的には、 復号画像内の座標 （ i , j ) の画素に対応す る 2値化値の総数が n um 〔 i〕 〔 j 〕 の値として格納される。
さらに、 ステップ S 1 1 0に移行する。 ステップ S 1 1 0では、 ュ 一ザが例えば復号画像として充分な画質が得られたと判断した場合等 に、 それ以上の符号の転送が不要であるとして転送を中断する操作が 行われたか否かを復号回路 3 3 0が判定する。 転送を中断する操作が 行われたと判定される場合にはステップ S 1 1 3に移行し、 それ以外 の場合にはステツプ S 1 1 1に移行する。 ステップ S 1 1 1では、 復 号画像の画質が復号回路 3 3 0によって判別される。 より具体的には 、 復号回路 3 3 0は、 復号画像内の自己相閧、 復号画像内での近傍画 素間差分の平均値等に基づく画質判別を行なう。 ステップ S 1 1 2で は、 復号回路 3 3 0は、 ステップ S 1 1 1による画質判別の結果に基 づく処理を行う。 すなわち、 画質が充分であると判定される場合には ステップ S 1 1 3に移行し、 それ以外の場合にはステツプ S 1 04に 移行し、 処理がさらに繰り返される。
ステツプ S 1 0 4で転送が完了したと判定される場合、 およびステ ップ S 1 1 2で転送を中断する操作が行われたと判定される場合には 、 ステップ S 1 1 3に移行する。 ステップ S 1 1 3では、 復号回路 3 3 0が i の値を初期化する。 さらに、 ステップ S 1 1 4では、 復号回 路 3 3 0が j の値が初期化する。 さらに、 ステップ S 1 1 5に移行す る。 ステップ S 1 1 5では、 復号回路 3 3 0が復号画像内の座標 （ i ― , j ) における画素値を計算し、 計算した画素値を行列形式の変数 O 〔 i〕 〔 j 〕 に格納するる。 すなわち、 復号画像内の座標 （ i， j ) の画素に対応する 2値化値の総数 n u m 〔 i〕 〔 j 〕 の値と、 当該 2 値化値中で例えば' 0' 以外の値をとるものの総数 c n t 〔 i〕 〔 j 〕 の値との比率と、 復号画像の階調値 d e p t hとの積として、 0 〔 i 〕 〔 j 〕 の値が復号回路 3 3 0にて計算される。
そして、 ステツプ S 1 1 6に移行し、 復号回路 3 3 0は、 j の値に 1を加算する。 かかる操作は、 復号画像中の画素の座標を横方向に 1 つずらすことに対応する。 さらに、 ステップ S 1 1 7において、 復号 回路 3 3 0は、 i の値が p i e 1 ' の値より小さいか否か、 すなわ ち、 復号画像中の画素配列の横方向にはみ出ないか否かを判定する。 ステップ S 1 1 7の結果として」' の値が p i X e 1 ' の値より小さい と判定される場合には、 ステップ S 1 1 5に移行し、 ステップ S 1 1 6で設定された j の値によって指定される復号画像中の画素値を設定 するための処理が行われる。 それ以外の場合にはステップ S 1 1 8に 移行する。 ステップ S 1 1 8では、 復号回路 3 3 0は、 i の値に 1 を 加算する。 このステップ S 1 1 8は、 復号画像中の画素の座標を縦方 向に 1つずらすことに対応する。
ステップ S 1 1 8が完了すると、 ステップ S 1 1 9に移行し、 i の 値が 1 i n e ' の値より小さいか否か、 すなわち、 復号画像中の画素 配列の縦方向にはみ出ないか否かを復号回路 3 3 0が判定する。 ステ ップ S 1 1 8の結果として hの値が l i n e ' の値より小さいと判定 される場合にはステップ S 1 1 4に移行し、 j の値を初期化した上で ステップ S 1 1 8によって設定されている iの値の下で復号画像内の 画素値を復号回路 3 3 0が計算する。 一方、 ステップ S 1 1 9の結果 として hの値が 1 i n e ' の値より小さいと判定される場合以外の場一 合には、 復号回路 3 3 0は、 復号画像内の全ての画素値の計算が完了 したと判断して一連の処理を終了する。
この発明の一実施形態によって得られる復号画像の画質と、 2値化 の回数との関係について説明する。 第 9図、 第 1 0図、 第 1 1図は、 原画像の一例に 2値化をそれぞれ、 4回、 3 2回、 4 0 0回施すこと によって生成される符号から復号される復号画像の一例を示す。 2値 化の回数が増える程、 復号画像の画質が向上し、 原画像中にあった模 様等がより鮮明に視認できるようになることがわかる。 このように、 転送回数が増える程、 復号画像の解像度が向上する。 特に、 受信側の 表示部の表示可能画素数、 階調数が小さい場合等においては、 転送開 始後短時間で必要十分な画質を有する復号画像を得ることができる。
この発明に係る画像信号の符号化 Z復号化においては、 2値化によ つて得られる、 同質な 2値化情報の繰り返しからなる符号によって画 像情報が伝送される。 このため、 画像情報の伝送に係る従来の信号フ ォ一マッ トには無い、 幾つかの性質を有し、 そのような性質に基づい て種々の処理が可能となる。 まず、 原画像と符号との関係における任 意性が大きい。
例えば、 第 1 2図に示すように、 横に 8 0 0個、 縦に 6 0 0個の画 素 （各画素が例えば 8ビット （2 5 6階調） ） を有する原画像を、 横 に 8 0 0 X 1 0 0 = 8 0 0 0 0個、 縦に 6 0 0 X 1 2 0 = 7 2 0 0 0 個並べられた 2値化値からなる符号に変換することができる。 ここで 、 幅 w= 1 0 0、 高さ h = 1 2 0は一例であり、 幅 w、 高さ hの値は 、 例えば機種毎に設定することができる。
さらに、 符号から階調のある画像を復号する場合にも、 原画像の大 きさ、 画素数、 階調等には無関係に、 任意の画素数、 階調数に復号す ることができる。 例えば、 原画像信号中の 1画素が幅 w' が 1 0 0、 ― 高さ h ' が 1 2 0の 1ビッ ト （2階調） の画素群に変換されてなる、 第 1 3図に示すような符号から、 例えば横に 6 6 7個、 縦に 3 6 0個 の任意の階調の画素からなる画像を復号することができる。 ここで、 任意に設定される階調値 D r ' を用いて画素値 I ' が以下の式 （ 2) ' に従って復号される。
I ' =D r ' X p (2) ，
ここで、 pは、 式 （2) 中の pと同様に画素濃度を表す。
上述の点について、 第 1 4図を参照してより明確に説明する。 第 1 4図は、 原画像から符号への符号化、 および符号から任意の階調の復 号画像への復号化の一例を示す。 例えば 8ビッ ト （ 2 5 6階調） の画 素が例えば横に 8 0 0個、 縦に 6 0 0個並んでなる原画像を、 例えば 横に 8 0 0 0 0個、 縦に 7 2 0 0 0個並べられた複数の 2値化値から なる符号に変換することができる。 より一般的には、 原画像中の 1画 素に対応する、 符号中の横方向および縦方向の 2値化値の配列数を任 意に設定することにより、 符号全体における、 2値化値の縦/横の配 列数を任意に設定することができる。
一方、 例えば横に 8 0 0 0 0個、 縦に 7 2 0 0 0個並べられた 2値 化値からなる符号から、 例えば 7ビッ ト （ 1 2 8階調） の画素が例え ば横に 6 6 7個、 縦に 3 6 0個並んでなる画像を復号することができ る。 より一般的には、 復号される画像中の 1画素に対応する、 符号中 の横方向および縦方向の 2値化値の数を任意に設定することにより、 任意の大きさ、 画素数、 階調等を有する復号画像を符号から得ること ができる。
上述したことから、 この実施例に係る符号化 Z復号化においては、 原画像と復号画像との関係における任意性が大きいことがわかる。 例 えば、 上述のステップ S 1 0 1によって設定される画素数、 解像度、 ― 縦/横のバランス等が原画像と異なる復号画像を得る処理 （リサイズ 処理と称される） を行うことができる。 ここで、 原画像と復号画像と の画素数が縦方向および Zまたは横方向で異なる場合には線形補間と 同等な効果が原理的に得られる。
また、 この実施例に係る符号化/復号化においては、 転送信号のフ ォ一マッ トについての任意性が大きい。 例えば、 上述したように、 原 画像中の 1画素に対応する符号中の 2値化値の配置を、 例えば機種毎 に決めることができる。 より具体的には、 （a) 送信側の機種の性能に 応じて 2値化値の配置を決める、 或いは（b) 受信側の機種の性能に応 じて 2値化値の配置を決める等の方法が可能である。 また、 同期信号 や符号化に係るパラメ一夕 （原画像の大きさ、 画素数、 符号内での 2 値化値の配列数、 2値化の回数等） を付加する際に付加位置等につい ての任意性が大きく、 付加位置等を例えば機種毎に決めることができ る。 例えば、 転送信号内にヘッダ情報を備えるようにし、 ヘッダ情報 内に符号化に係るパラメ一夕等を含めるようにしても良い。 この発明 による動作が正しく行われるためには、 転送側と受信側で水平と垂直 の同期がとれている必要がある。 水平/垂直同期をとる方法としては 、 転送信号に同期信号を追加する方法と、 予めヘッダ情報として転送 側から受信側に同期のための情報を伝送する方法があるが、 何れの方 法を用いても良い。 水平 Z垂直同期が正しくとれていれば、 受信側で は全ての信号を受信する必要は無く、 適宜信号を間引いて受取ること で、 必要十分な量だけ受信すれば良い。
次に、 この実施例によれば、 復号化処理における任意性を大きくす ることができる。 すなわち、 2値化によって得られる同質な 2値化情 報の繰り返しからなる符号によって画像情報が伝送されるので、 全て の符号の転送が完了する以前においても、 サンプリング回路 3 1 0に - よるサンプリングを正しい夕イミングで行うために必要な同期が確立 されれば、 それ以降の復号化処理における任意性が大きい。 このため 、 転送が一巡した時点、 すなわち最小で 1パケッ ト分の転送データが 受信された時点以降、 何時でも復号化処理を行うことができる。 この ため、 例えば、 転送信号受信開始時には同期に係る情報を取得し、 次 のシーケンスから復号化処理を行うこともできる。
また、 上述した復号化部 3 0 0において、 累積回路 3 2 0内のメモ リに記憶される累積回数値と、 メモリバッファにおける実際の累積回 数とは、 厳密に一致しなくても、 割り算の結果に影響する程大きく食 い違わない限り、 画素値の再現の精度にはほとんど影響しない。 この ため、 復号化処理における計算処理は、 累積回路 3 2 0内のメモリお よびメモリバッファの記憶値が更新される夕イミングに正確に同期し て行われる必要は無い。
このため、 例えば、 累積回路 3 2 0における累積処理と、 復号回路 3 3 0における計算処理とを並列に行う処理が可能となる。 従って、 転送の途中でも復号画像の内容、 特に画質を確認することができる。 そして、 確認の結果に基づいて転送を中断する等の制御を行うことに より、 所望の画像情報をより効率的におよび素早く転送することが可 能となる。 特に、 符号中の比較的少ない情報量に基づいて復号化処理 を行う等の処理によって画質においてはやや劣るが素早い画像情報の 転送を実現しょうとする場合に、 復号化部の演算の負荷を増大させる こと無く、 ティザのような擬似表示を行う等の処理も可能である。 勿 論、 より多くの情報が転送されてから後、 累積回路 3 2 0内のメモリ とメモリバッファとの値の更新のタイミングに合わせて復号化処理を 遂行することにより、 より高い画質の復号画像を得るようにしても良 い。
また、 たとえばユーザが所定の操作を行う等の方法で、 復号化処理 を行う側から符号化側に復号画像に要求される画質等に係る情報を伝 達し、 かかる情報に基づいて 2値化の回数等、 符号化の条件を設定す るようにしても良い。 或いは、 画像の自己相関や近傍差分の平均値等 を計算し、 計算値に基づいて、 ユーザ等が予め設定したしきい値を参 照してなされる判定の結果として、 復号処理を停止するようにしても 良い。
なお、 復号画像の任意の一部分に画像情報を表示せず、 かかる一部 分を、 例えば文字情報等の原画像とは別の情報を表示するために使用 することもできる。 このような表示を実現する方法として、 例えば、 原画像の任意の一部分に対応する、 符号内の一部分を復号しないよう にしても良い。
この発明を適用することが可能な、 例えばコンテンツ提供サービス に係る情報システムとしての、 コンピュータシステムの一例を第 1 5 図に示す。 バス 4 0 1に、 C P U (Cectral Processing Uni t) 4 0 2 ， R O M (Read Only Memory) 4 0 3 , R A M (Random Access Memory) 4 0 4， 外部通信回線とのィン夕一フェイス機能を有する通信イン夕 一フェイス 4 0 5、 例えば F D (フロッピ一ディスク） 、 CD (コン パク トディスク） 等の着脱可能な記録媒体 4 0 8を再生する機能を有 するドライブ 4 0 6、 補助記録部としての H D D (Hard D i sk Dr i ve) 4 0 7等が接続されている。 なお、 H D D 4 0 7 と共に、 または H D D 4 0 7の代わりに、 光ディスク媒体を用いた補助記録部や、 テープ 状の記録媒体を用いた補助記録部を備えるようにしても良い。
ドライブ 4 0 6によって再生される着脱可能な記録媒体 4 0 8の記 録内容、 および/または通信ィン夕一フェイス 4 0 5を介して受信さ れる電話回線等の外部回線から情報信号として、 原画像をコンビュ一一 夕システムに供給するようにし、 コンピュータシステムが上述したよ うな符号化処理を行うことにより、 符号化画像データを生成すること ができる。 この際に、 符号化処理に係るソフトウェアは、 ドライブ 4 0 6によって再生される着脱可能な記録媒体 4 0 8の記録内容、 およ び Zまたは通信ィンターフェイス 4 0 5を介して受信される電話回線 等の外部回線から情報信号としてコンピュータシステムに供給される ことが可能である。 すなわち、 記録媒体等を介して供給されるプログ ラムに従ってコンピュータシステムが動作することにより、 符号化処 理が行われる。 生成された符号化画像データは、 ドライブ 4 0 6によ つて着脱可能な記録媒体 4 0 8に記録する、 および Zまたは通信ィン ターフェイス 4 0 5を介して外部回線上の送信する等の方法で、 外部 に出力することができる。 また、 記録媒体に記録されたプログラムに 従って、 コンピュータシステムが動作することにより、 復号化処理が 行われる。
また、 ドライブ 4 0 6によって再生される着脱可能な記録媒体 4 0 8の記録内容、 および/または通信ィンタ一フェイス 4 0 5を介して 受信される電話回線等の外部回線から情報信号として、 上述したよう にして符号化された画像デ一夕をコンピュータシステムに供給するよ うにし、 コンピュータシステムが上述したような復号化処理を行うこ とにより、 復号画像を生成することができる。 この際に、 復号化処理 に係るソフ トウェアは、 ドライブ 4 0 6によって再生される着脱可能 な記録媒体 4 0 8の記録内容、 および/または通信ィンターフェイス 4 0 5を介して受信される電話回線等の外部回線から情報信号として コンピュータシステムに供給されることが可能である。 すなわち、 記 録媒体等を介して供給されるプログラムに従ってコンピュータシステ ムが動作することにより、 復号処理が行われる。 ― 上述したこの発明の一実施形態では、 2階調からなる符号を用いて 画像情報を転送するようにしたので、 同質な 2値化情報の繰り返しか らなる符号によって画像情報が伝送されるので、 転送信号のフォーマ ッ トを柔軟な （すなわち任意性の大きい） ものとすることができる。 原画像が例えば 1画素当たり 8ビッ 卜からなる画像フォ一マツ トであ る場合には、 1画素分の情報量が 1 / 8と小さくなり、 さらに、 ' 1 ' / ' 0 ' の 2値の情報とされるため、 転送速度を高速化することができ る。 また、 転送データの一部に誤りが含まれていたとしても、 その誤 りが復号結果に与える影響が小さく （実質的には影響は無いとみなせ る） 、 ロバスト性が大きい。 全体として転送されるべき情報量は増大 するが、 上述したような長所との兼ね合いにより、 適用対象によって は大きな効果を奏することができる。
上述したこの発明の一実施形態は、 2値化値の集合体である 2階調 からなる符号を生成し、 生成した 2階調からなる符号を転送するもの である。 これに対して、 一様分布乱数発生器等を用いて例えば 3種類 のしきい値を得て、 それらのしきい値を用いた量子化処理によって 4 階調からなる符号を生成する等の方法によっても、 この発明と略同等 な効果が得られる可能性がある。
また、 上述したこの発明の一実施形態は、 画像デ一夕を転送する場 合にこの発明を適用したものであるが、 この発明の適用可能性は、 画 像データを転送する場合に限定されるものではない。 例えばオーディ ォデ一夕等の画像データ以外のデ一夕を転送する場合にも、 この発明 を適用することができる。
この発明は、 上述した実施例に限定されることなく、 この発明の要 旨を逸脱しない範囲で種々の応用および変形が考えられる。
上述したように、 この発明は、 一様乱数に基づいて設定されるしき- い値を参照して、 原画像信号の画素値を 2値化することによって得ら れる 2値化値の集合体としての符号を生成し、 また、 そのような符号 からサンプリングされる 2値化値を累積して、 累積値を別途計数され る累積回数で除算し、 除算の結果に基づいて復号画像を得るものであ る。
このような画像信号の符号化/復号化処理は、 例えば N T S C方式 等の走査線構造を有する画像信号を前提とする符号化 Z復号化処理に 比較して非常に簡単なものとなる。 特に、 受信側 （復号化） での計算 量を極めて小さくすることができる。 このため、 符号化/復号化に係 る構成やファームウェアの簡素化に寄与する。
例えば、 原画像中の 1画素に対応する符号中の 2値化値の配置を、 例えば機種毎に決めることができる。 また、 同期信号や符号化に係る パラメ一夕 （原画像の大きさ、 画素数、 符号内での 2値化値の配列数 、 2値化の回数等） を符号に付加して転送信号に変換する処理におい て、 付加位置等についての任意性が大きい。 このため、 所望の画像情 報処理に適した転送信号フォーマツ トを選択して用いることができる さらに、 符号内の 2値化値の配置を並べ替えた後に、 転送信号に変 換するような処理を行うことも可能である。 このような処理を行う場 合には、 転送の途上や記録媒体上で発生するエラー等によって復号画 像の画質が部分的に大きく劣化することが回避され、 また、 復号化処 理との整合性が担保される。
上述したようなフォーマツ 卜の柔軟性により、 復号化処理を適正に 行うために転送信号中の全ての符号をサンプリングする必要は無く、 符号中の任意の割合の 2値化値に基づいて復号化処理を行うようにす ることができる。 すなわち、 復号画像に要求される画質等を考慮して- 適切なサンプリング周期を設定することにより、 転送信号中の符号を 適宜間引いてサンプリングすることができる。 従って、 復号画像の解 像度および階調を任意に選択することができると共に、 所望の解像度 および階調を有する復号画像を生成するのに充分なメモリ、 演算回路 等を復号化装置が有するようにすれば良いので、 復号化装置の性能、 構成に関して自由度を大きくすることができる。 このため、 復号化装 置における製造コストの低減、 および電力消費の低減に配慮した設計 を行うことが可能とされる。
また、 上述したようなフォーマッ トの柔軟性、 および上述したよう にメモリ上の累積回数値とメモリバッファにおける実際の累積回数と が厳密に一致しなくても復号画像の画質にほとんど影響しないこと等 により、 復号化処理において任意性を向上させることができる。 すな わち、 全ての符号の転送が完了する以前においても、 同期が確立され ている等の所定の条件の下では復号化処理を行うことができるので、 転送信号の受信と復号化処理とを並行して行うことができる。
従って、 転送の途中でも復号画像の内容、 特に画質を確認すること ができ、 確認の結果に基づいて転送を中断する等の制御を行うことに より、 所望の画像情報をより効率的に、 また、 素早く転送することが 可能となる。 特に、 受信側の表示部の表示可能画素数、 階調数が小さ い場合等においては、 転送開始後短時間で必要十分な画質を有する復 号画像を得ることができる。 また、 符号中の比較的少ない情報量に基 づく復号化を行う等の処理によって素早く転送する場合には、 復号装 置の演算の負荷を増大させること無く、 ティザのような擬似表示を行 う等の処理も可能である。 また、 たとえばユーザが所定の操作を行う 等の方法で、 復号化処理を行う側から符号化側に復号画像に要求され る画質等に係る情報を伝達し、 かかる情報に基づいて 2値化の回数等― 、 符号化の条件を設定するようにしても良い。
このような復号化処理の任意性により、 コンテンッ提供サービス等 において、 全体的な画像を素早く転送する処理と、 比較的時間を費や して精細な画像を転送する処理との両方を実現することが可能となる 。 一方、 この発明に係る符号化 Z復号化においては、 原画像と、 符 号を経て復号される復号画像との関係に任意性が大きくなる。 このた め、 リサイズ処理、 すなわち、 画素数、 解像度、 縦/横のバランス等 が原画像と異なる復号画像を得る処理を行うことができる。 また、 原 画像の一部に対応する表示を行わない処理等を容易に行うことができ る。
さらに、 この発明に係る符号においては情報の単位が小さいことに 加えて、 複数回繰り返される 2値化の結果としての符号から復号画像 の階調値を得るするので、 転送時に発生するエラ一が復号画像に与え る影響が小さく、 非常に高いロバスト性を実現することができる。 ま た、 2値化の結果としての符号は、 互いに関連性の無い 1 ビッ トの 2 値化値の集合体であるため、 エラー伝播が原理的に生じ得ない。 従つ て、 通信環境、 記録媒体等が高い信頼性を有するものでない場合にも 、 良好な復号画像を得ることが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 一様乱数を発生する一様乱数発生部と、
上記一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原画像信 号の画素値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化 する符号化部とを備えることを特徴とする符号化装置。
2 . 上記符号化部は、 上記原画像信号の各素値に対して複数回符号化 を行ない、
上記一様乱数発生部は、 上記各素値に対する複数回の符号化にそれ ぞれに対して異なる一様乱数を発生することを特徴とする特許請求の 範囲第 1項に記載の符号化装置。
3 . 上記符号化部は、 所定範囲内の上記原画像信号の全画素値を 1回 づっ符号化する処理を繰返し行なうことを特徴とする特許請求の範囲 第 1項に記載の符号化装置。
4 . 上記所定範囲は、 上記原画像信号の 1フレームであることを特徴 とする特許請求の範囲第 3項に記載の符号化装置。
5 . 上記符号化部は、 所定範囲内の上記原画像信号の各素値に対して 複数回連続して符号化する処理を順次行なうことを特徴とする特許請 求の範囲第 2項に記載の符号化装置。
6 . 上記所定範囲は、 上記原画像信号の 1フレームであることを特徴 とする特許請求の範囲第 5項に記載の符号化装置。
7 . 上記符号化部は、 上記しきい値に基づいて、 上記原画像信号の各 画素値を 2値化することを特徴とする特許請求の範囲第 1項に記載の 符号化装置。
8 . 上記しきい値は、 上記原画像信号の階調範囲内の値であることを 特徴とする特許請求の範囲第 1項に記載の符号化装置。
9 . 上記 1つ以上のしきい値は、 所定の原画像信号に対して固定数で あることを特徴とする特許請求の範囲第 1項に記載の符号化装置。
1 0 . 上記原画像がディジタル画像信号であることを特徴とする特許 請求の範囲第 1項に記載の符号化装置。
1 1 . 一様乱数に基づいて設定されるしきい値との比較結果に基づい て、 原画像信号の各画素値を符号化することにより生成された各画素 値毎の符号化値を含む被符号化画像信号から、 上記原画像信号を復号 する復号装置であって、 ' 上記被符号化画像信号の上記符号化値を、 上記原画像信号における 各画素値に対応するもの毎に累積する累積部と、
上記累積部によって累積された上記原画像信号の各画素対する符号 化値を、 上記計数部で計数された回数に基づいて復号する復号部とを 備えることを特徴とする復号装置。
1 2 . 上記被符号化画像信号の符号化値をサンプリングするサンプリ ング部をさらに備え、
上記累積部は、 上記サンプリング部でサンプリングされた符号化値 を累積することを特徴とする特許請求の範囲第 1 1項に記載の復号装
1 3 . 上記サンプリング部は、 上記符号化値をサンプリングするサン プリング周期が可変に設定可能であることを特徴とする特許請求の範 囲第 1 2項に記載の復号装置。
1 4 . 上記累積部による上記符号化値の累積を中断する制御部をさら に備えることを特徴とする特許請求の範囲第 1 1項に記載の復号装置
1 5 . 上記制御部は、 ユーザによる指示情報に基づいて上記累積部に よる上記符号化値の累積を中断することを特徴とする特許請求の範囲 第 1 4項に記載の復号装置。
1 6 . 上記制御部は、 上記符号化値から上記原画像信号を復号した時 の上記原画像信号の画質が予め定められた基準値以上となった時に、 上記累積部による上記符号化値の累積を中断することを特徴とする特 許請求の範囲第 1 4項に記載の復号装置。
1 7 . 上記制御部は、 上記計数部が上記原画像信号の各画素に対応す る符号化累積部によって所定回数累積されたことを計数した時に、 上 記画質が上記基準値以上となったことを検出することを特徴とする特- 許請求の範囲第 1 6項に記載の復号装置。
1 8 . 上記復号部は、 予め設定された階調数を示す階調値に基づいて 上記原画像信号を復号することを特徴とする特許請求の範囲第 1 1項 に記載の復号装置。
1 9 . 上記階調値が可変であることを特徴とする特許請求の範囲第 1 1項に記載の復号装置。
2 0 . 上記原画像信号がディジタル画像信号であることを特徴とする 特許請求の範囲第 1 1項に記載の復号装置。
2 1 . 上記符号化値は 2値化値であること特徴とする特許請求の範囲 第 1 1項に記載の復号装置。
2 2 . —様乱数を発生するステップと、
上記一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原画像信 号の画素値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化 するステップとを備えることを特徴とする符号化方法。
2 3 . 一様乱数に基づいて設定されるしきい値との比較結果に基づい て、 原画像信号の各画素値を符号化することにより生成された各画素 値毎の符号化値を含む被符号化画像信号から、 上記原画像信号を復号 する復号方法であって、
上記被符号化画像信号の上記符号化値を、 上記原画像信号における 各画素値に対応するもの毎に累積するステツプと、
上記累積を行なった回数を計数するステップと、
上記累積された上記原画像信号の各画素に対応する符号化値を、 上 記計数された回数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴 とする復号方法。
2 4 . —様乱数を発生するステップと、
上記一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原画像信― 号の画素値との比較結果に基づいて、 原画像信号の各画素値を符号化 するステツプとを含むコンピュータ制御可能なプログラムが記録され たことを特徴とする記録媒体。
2 5 . —様乱数に基づいて設定されるしきい値との比較結果に基づい て、 原画像信号の各画素値を符号化することにより生成された各画素 値毎の符号化を含む被符号化画像信号から、 上記原画像信号を復号す るコンピュータ制御可能なプログラムが記憶された記録媒体において 、
上記プログラムは、
上記被符号化画像信号の上記符号化値を、 上記原画像信号における 各画素値に対応するもの毎に累積するステツプと、
上記累積を行なった回数を計数するステップと、
上記累積された上記原画像信号の各画素に対応する符号化値を、 上 記計数された回数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴 とする記録媒体。
2 6 . —様乱数を発生する一様乱数発生部と、
上記一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原信号の 各信号値の比較結果に基づいて、 上記原信号を符号化する符号化部と を備えることを特徴とする符号化装置。
2 7 . 上記原信号の各信号値に対して複数回符号化を行ない、 上記一様乱数発生部は、 上記各信号値に対する複数回の符号化の各 々に対して異なる一様乱数を発生することを特徴とする特許請求の範 囲第 2 6項に記載の符号化装置。
2 8 . 上記符号化部は、 所定範囲内の上記原信号の全信号値を 1回づ つ符号化する処理を繰返し行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
2 6項に記載の符号化装置。 一 2 9 . 一様乱数に基づいて設定されるしきい値との比較結果に基づい て、 原信号の各信号値を符号化することにより生成された各信号値毎 の符号化値を含む被符号化信号から、 上記原信号を復号する復号装置 であって、
上記被符号化信号の上記符号化値を、 上記原信号における各信号値 に対応するもの毎に累積する累積部と、
上記累積を行なった回数を計数する計数部と、
上記累積部によって累積された上記原信号の各信号値に対する符号 化値を、 上記計数部で計数された回数に基づいて復号する復号部とを 備えることを特徴とする復号装置。
3 0 . 様乱数を発生するステップと、
上記一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原信号の 情報単位をなす信号値との比較結果に基づいて、 上記原信号の各信号 値を符号化するステップとを備えることを特徴とする符号化方法。
3 1 . 一様乱数に基づいて設定されるしきい値との比較結果に基づい て、 原信号の各信号値を符号化することにより生成された各信号値毎 の符号化値を含む被符号化信号から、 上記原信号を復号する復号方法 であって、
上記被符号化信号の上記符号化値を、 上記原信号における各信号値 に対応するもの毎に累積するステツプと、
上記累積を行なった回数を計数するステツプと、
上記累積された上記原信号の各信号値に対応する符号化値を、 上記 計数された回数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴と する復号方法。
3 2 . —様乱数を発生するステップと、
上記一様乱数に基づいて設定される 1つ以上のしきい値と原信号の— 信号値との比較結果に基づいて、 上記原信号の各信号値を符号化する ステップとを含む、 コンピュータ制御可能なプログラムが記録された ことを特徴とする記録媒体。
3 3 . —様乱数に基づいて設定されるしきい値との比較結果に基づい て、 原信号の各信号値を符号化することにより生成された各信号値毎 の符号化を含む被符号化信号から、 上記原信号を復号するコンビユー 夕制御可能なプログラムが記憶された記録媒体において、
上記プログラムは、
上記被符号化信号の上記符号化値を、 上記原信号における各信号値 に対応するもの毎に累積するステツプと、
上記累積を行なった回数を計数するステツプと、
上記累積された上記原信号の各信号値に対応する符号化値を、 上記 計数された回数に基づいて復号するステツプとを備えることを特徴と する記録媒体。
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