JP3356337B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
画像処理装置及び画像処理方法Info
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Description
理方法に関し、例えば所定の画像データを異なる解像度
でなる複数の画像データに分割符号化する画像処理装置
及び画像処理方法に適用して好適なものである。
入力画像データをピラミツド符号化等の階層符号化の手
法を用いて階層的に符号化するものがある。この階層符
号化装置においては、高解像度の入力画像データを第1
の階層データとして、この第1の階層データよりも解像
度が低い第2の解像データ、さらに第2の解像データよ
りも解像度が低い第3の階層データ、……を順次再帰的
に形成し、これら複数の階層データを通信路や記録再生
経路でなる伝送路で伝送する。
る画像復号化装置では、複数の階層データについて全て
復号化しても良く、またそれぞれに対応するテレビジヨ
ンモニタの解像度等により、何れかの階層データのうち
所望の1つを選択して復号化しても良い。このように階
層化された複数の階層データから所望の階層データのみ
について復号化することにより必要最小限の伝送データ
量により所望の画像データを得ることができる。
化として例えば4階層の符号化を実現する画像符号化装
置1では、それぞれ3段分の間引きフイルタ2、3、4
と補間フイルタ5、6、7とを有し、入力画像データD
1について各段の間引きフイルタ2、3、4によつて順
次解像度の低い縮小画像データD2、D3、D4を形成
すると共に補間フイルタ5、6、7により縮小画像デー
タD2、D3、D4を縮小前の解像度に戻す。
及び各補間フイルタ5〜7の出力D5〜D7はそれぞれ
差分回路8、9、10に入力され、これにより差分デー
タD8、D9、D10が生成される。この結果、画像符
号化装置1においては、階層データのデータ量を低減す
ると共に信号電力を低減する。ここでこの差分データD
8〜D10及び縮小画像データD4は、入力画像データ
D1に対して、それぞれ面積が1、1/4 、1/16、1/64の
サイズとなつている。
差分データD8〜D10及び間引きフイルタ4より得ら
れる縮小画像データD4は各符号器11、12、13、
14によつて圧縮処理され、この結果、各符号器11、
12、13、14から解像度の異なる第1、第2、第3
及び第4の階層データD11、D12、D13及びD1
4が所定の順序で伝送路に送出される。
層データD11〜D14は、図13に示す画像復号化装
置によつて復号される。すなわち第1〜第4の階層デー
タD11〜D14は、それぞれ復号器21、22、2
3、24によつて復号され、この結果、まず復号器24
からは第4の階層データD24が出力される。
いて補間フイルタ26より得られる第4の階層データD
24の補間データと加算され、これにより第3の階層デ
ータD23が復元される。同様にして復号器22の出力
は加算回路30において補間フイルタ27より得られる
第3の階層データD23の補間データと加算され、これ
により第2の階層データD22が復元される。さらに復
号器21の出力は加算回路31において補間フイルタ2
8より得られる第2の階層データD22の補間データと
加算され、これにより第1の階層データD21が復元さ
れる。
号化方法を実現する画像符号化装置においては、入力画
像データを複数の階層データに分割して符号化するた
め、必然的に階層成分だけデータ量が増加し、その分階
層符号化を用いない高能率符号化方法に比較して圧縮率
が低下するという問題がある。また圧縮効率を向上しよ
うとした場合、各階層データ間に適用される量子化器に
よつて画質劣化が発生する問題がある。さらに重要な問
題として、かかる階層符号化方法により得られた各階層
データを伝送する際のデータ構造が伝送エラーに対して
何ら考慮されていない問題があつた。
で、かかる従来の問題点を一挙に解決しながら、伝送エ
ラーに対するロバスト(robust)性をもたせ得る画像処
理装置及び画像処理方法を提案しようとするものであ
る。
め本発明においては、解像度の最も低い最上位階層情報
D35から解像度の最も高い最下位階層情報D31でな
る複数のからなる画像データを伝送するための画像伝送
データを生成する画像処理装置において、最上位階層情
報D35を除く階層情報D31〜D34として、隣接す
る上位階層の階層情報との差分である階層間差分データ
D41〜D44を求める階層間差分データ生成手段4
1、43、45、47と、所定の階層の階層情報D41
〜D44に対して、複数の画素からなる各ブロツクにつ
いてブロツクアクテイビテイPを判断する判断手段51
〜54と、最上位階層情報D35を除く所定の階層の階
層情報D41〜D44の各ブロツクについて、ブロツク
アクテイビテイPが所定の閾値未満TH1〜TH4のと
きに、当該ブロツクの階層情報D41〜D44の伝送を
しないことを示すフラグを設定する設定手段51と、フ
ラグに基づいて、各階層情報D41〜D44の各ブロツ
ク毎に伝送又は非伝送の有無を制御する制御手段51
と、最上位階層情報D35及びフラグを固定長データC
1、D55、C2として伝送した後に階層間差分データ
D41〜D44を可変長データD51〜D54として伝
送するような画像伝送データを生成する画像伝送データ
生成手段80とを設けるようにした。
最上位階層情報D35から解像度の最も高い最下位階層
情報D31でなる複数のからなる画像データを伝送する
ための画像伝送データを生成する画像処理方法におい
て、最上位階層情報D35を除く階層情報D31〜D3
4として、隣接する上位階層の階層情報との差分である
階層間差分データD41〜D44を求める第1のステツ
プと、所定の階層の階層情報D41〜D44に対して、
複数の画素からなる各ブロツクについてブロツクアクテ
イビテイPを判断する第2のステツプと、最上位階層情
報D35を除く所定の階層の階層情報D41〜D44の
各ブロツクについて、ブロツクアクテイビテイPが所定
の閾値未満TH1〜TH4のときに、当該ブロツクの階
層情報D41〜D44の伝送をしないことを示すフラグ
を設定する第3のステツプと、フラグに基づいて、各階
層情報D41〜D44の各ブロツク毎に伝送又は非伝送
の有無を制御する第4のステツプと、最上位階層情報D
35及びフラグを固定長データC1、D55、C2とし
て伝送した後に階層間差分データD41〜D44を可変
長データD51〜D54として伝送するような画像伝送
データを生成する第5のステツプとを設けるようにし
た。
い最上位階層情報D35から解像度の最も高い最下位階
層情報D31でなる複数の階層情報からなる画像データ
を伝送するための画像伝送データを生成する画像処理装
置において、最上位階層情報D35を除く階層情報D3
1〜D34として、隣接する上位階層の階層情報との差
分である階層間差分データD41〜D44を求める階層
間差分データ生成手段41、43、45、47と、所定
の階層の階層情報D41〜D44に対して、複数の画素
からなる各ブロツクについてブロツクアクテイビテイP
を判断する判断手段51〜54と、最上位階層情報D3
5を除く所定の階層の階層情報D41〜D44の各ブロ
ツクについて、ブロツクアクテイビテイPが所定の閾値
TH1〜TH4以上のときにブロツクの階層情報D41
〜D44の伝送をし、ブロツクアクテイビテイPが当該
閾値TH1〜TH4未満のときにブロツクの階層情報D
41〜D44の伝送をしないように制御する制御手段5
1と、最上位階層情報D35を固定長データC1、D5
5、C2として伝送した後に階層間差分データD41〜
D44を可変長データD51〜D54として伝送するよ
うな画像伝送データを生成する画像伝送データ生成手段
80とを設けるようにした。
い最上位階層情報D35から解像度の最も高い最下位階
層情報D31でなる複数の階層情報からなる画像データ
を伝送するための画像伝送データを生成する画像処理方
法において、最上位階層情報D35を除く階層情報D3
1〜D34として、隣接する上位階層の階層情報との差
分である階層間差分データD41〜D44を求める第1
のステツプと、所定の階層の階層情報D41〜D44に
対して、複数の画素からなる各ブロツクについてブロツ
クアクテイビテイPを判断する第2のステツプと、最上
位階層情報D35を除く所定の階層の階層情報D41〜
D44の各ブロツクについて、ブロツクアクテイビテイ
Pが所定の閾値TH1〜TH4以上のときにブロツクの
階層情報D41〜D44の伝送をし、ブロツクアクテイ
ビテイPが当該閾値TH1〜TH4未満のときにブロツ
クの階層情報D41〜D44の伝送をしないように制御
する第3のステツプ51と、最上位階層情報D35を固
定長データC1、D55、C2として伝送した後に階層
間差分データD41〜D44を可変長データD51〜D
54として伝送するような画像伝送データを生成する第
4のステツプとを設けるようにした。
報D35を除く所定の階層の階層情報D41〜D44の
各ブロツクについて、ブロツクアクテイビテイPが所定
の閾値未満TH1〜TH4のときに、当該ブロツクの階
層情報D41〜D44の伝送をしないことを示すフラグ
を設定し、当該フラグに基づいて、各階層情報D41〜
D44の各ブロツク毎に伝送又は非伝送の有無を制御す
るようにしたことにより、伝送情報量を削減することが
できる。
定長データC1、D55、C2として伝送した後に階層
間差分データD41〜D44を可変長データD51〜D
54として伝送するような画像伝送データを生成するよ
うにしたことにより、復号する際、可変長データD54
〜D51にエラーが発生した場合でも、固定長データC
1、D55、C2の内容を正確に検出することができ
る。さらに固定長データC1、D55、C2に基づいて
所望の画像データに対するアクセス性を向上させること
ができる。
上位階層情報D35を除く所定の階層の階層情報D41
〜D44の各ブロツクについて、ブロツクアクテイビテ
イPが所定の閾値TH1〜TH4以上のときにブロツク
の階層情報D41〜D44の伝送をし、ブロツクアクテ
イビテイPが当該閾値TH1〜TH4未満のときにブロ
ツクの階層情報D41〜D44の伝送をしないように制
御するようにしたことにより、伝送情報量を削減するこ
とができる。また第1及び第2の発明と同様に、最上位
階層情報D35を固定長データC1、D55、C2とし
て伝送した後に階層間差分データD41〜D44を可変
長データD51〜D54として伝送するような画像伝送
データを生成するようにしたことにより、復号する際、
可変長データD54〜D51にエラーが発生した場合で
も、固定長データC1、D55、C2の内容を正確に検
出することができる。さらに固定長データC1、D5
5、C2に基づいて所望の画像データに対するアクセス
性を向上させることができる。
する。
て、例えば高品位テレビジヨン信号等の静止画像を階層
符号化して圧縮する場合を示す。この階層符号化では下
位階層データの単純な算術平均で上位階層データを作り
伝送すべき下位階層データを減少させて、情報量の増加
を伴わない階層構造を実現する。また上位階層から下位
階層の復号についてはブロツク毎のアクテイビテイに基
づいて適応的に分割を制御することで平坦部分の情報量
を削減する。さらに下位階層のために行う差分信号の符
号化では、その量子化特性を上位階層のアクテイビテイ
に基づいて、付加コードなしにブロツク毎に切り替える
ことで高能率化を実現する。
まず入力される高品位テレビジヨン信号を下位階層と
し、この下位階層の2ライン×2画素の小ブロツク中の
4画素X1 〜X4 について、次式
する。この下位階層では、次式
することで、元々の4画素データと同じ情報量で階層構
造を構成する。
〜X3 は、次式
Xi を加えて復号値E〔Xi 〕を求め、残つた1画素
は、次式
復号値を引く事で復号値E〔X4 〕を決定する。ここ
で、E〔 〕は復号値を意味する。
層から下位階層へは解像度が階層毎に4倍になるが、平
坦部ではこの分割を禁止する事で冗長度を削減してい
る。なおこの分割の有無を指示するためのフラグが1ビ
ツト、ブロツク単位で用意される。下位階層での分割の
必要性の判断は局所的なアクテイビテイとして、例えば
差分データの最大値で判断する。
標準画像(Y信号)を用い、5階層符号化した場合の適
応分割結果を図2に示す。最大差分データに対する閾値
を変化させた時の各階層の画素数を本来の画素数に対す
る割合を示すが、空間相関に基づく冗長度削減のようす
が分かる。削減効率は画像によつて変わるが最大差分デ
ータに対する閾値を1〜6と変化させると、平均的な削
減率は28〜69〔%〕になる。
て上位階層を作り、そのとき下位階層では上位階層デー
タからの差分データを符号化することで、信号レベル幅
を有効に削減できる。図2について上述した階層符号化
による5階層の場合を、図3に示すが、ここでは階層を
下位から数えて第1〜5階層と名付けた。
信号レベル幅の削減が見られる。特に画素数の多い第1
〜4階層は差分信号なので、大幅な削減が達成でき、以
降の量子化で効率が向上する。図3の表から分かるよう
に削減効率の絵柄への依存性は少なく、全ての絵に対し
て有効である。
とで、エラー伝播をブロツク内にとめながら、下位階層
を上位階層の平均値からの差分に変換することで、効率
の良さも合わせ持つことができる。実際上階層符号化で
は同一空間的位置での階層間のアクテイビテイには相関
があり、上位階層の量子化結果から下位階層の量子化特
性を決定することで、受信側に逆量子化のための量子化
情報を伝送する必要のない(但し、初期値を除く)適応
量子化器を実現できる。
いて画像を階層符号化してマルチ解像度で表現し、階層
構造を利用した適応分割及び適応量子化を行うことで、
各種HD標準画像(8ビツトのY/PB /PR )を約1
/8に圧縮することができる。また適応分割のために用
意されるブロツク毎の付加コードは、圧縮効率の向上の
ために各階層でランレングス符号化が行われる。このよ
うにして、各階層で充分な画質の画像が得られ、最終的
な最下位階層も視覚的劣化のない良好な画像を得ること
ができる。
し、入力画像データD1を階層符号化して出力する階層
符号化エンコーダ部40Aと階層符号化エンコーダ部4
0Aにおける発生情報量が目標値を達成するように制御
する発生情報量制御部40Bとによつて構成されてい
る。
を考慮して符号化できるように各階層ごとの閾値を設定
できるようになされている。これにより広い面積に影響
を及ぼす上位階層の画像データについてはブロツクの分
割処理を選択させる一方、狭い面積にしか影響を及ぼさ
ない下位階層の画像データについてはブロツクの分割処
理を選択させないといつた各階層に応じた分割処理を実
現できるようになされている。
ータ遅延用のメモリ(図示せず)とエンコーダとによつ
て構成されている。このうちメモリは発生情報量制御部
40Bにおいて最適制御値が決定されるまでの間、エン
コード処理が実行されないようにデータを遅延できるよ
う入力段に設けられている。
データを入力して処理対象データに適合した閾値THを
決定するようになされており、階層符号化エンコーダ部
40Aにおいて入力画像データが効率良く符号化される
ように決定された最適制御値をエンコーダに伝送するよ
うになされている。いわゆるフイードフオワード型のバ
ツフアリングの構成である。この構成により正確な発生
情報量制御とフイードフオワード型バツフアリングによ
つて発生する時間遅れを排除することができるようにな
されている。
り、この例の場合、5階層に分けて処理する。まず入力
画像データD31が第1の差分回路41及び第1の平均
化回路42に入力される。第1の平均化回路42は、入
力画像データD31(すなわち第1階層データ(最下位
階層データ))の4画素平均により第2階層データD3
2を生成する。この実施例の場合、第1の平均化回路4
2は、図6(D)及び(E)に示すように、入力画像デ
ータD31の4画素X1(1)〜X4(1)から第2階層データ
D2の画素X1(2)を生成する。
隣接する画素X2(2)〜X4(2)も同様に第1階層データD
31の4画素平均により生成される。第2階層データD
32は第2の差分回路43及び第2の平均化回路44に
入力され、第2の平均化回路44は、第2階層データD
32の4画素平均により第3階層データD33を生成す
る。例えば、図6(C)及び(D)に示す第2階層デー
タD32の画素X1(2)〜X4(2)から第3階層データD3
3の画素X1(3)が生成されると共に、画素X1(3)に隣接
する画素X2(3)〜X4(3)も同様に第2階層データD32
の4画素平均により生成される。
5及び第3の平均化回路46に入力され、第3の平均化
回路46は上述の場合と同様に第3階層データD33の
4画素平均により図6(B)及び(C)に示すように、
画素X1(4)〜X4(4)でなる第4階層データD34を生成
する。第4階層データD44は第4の差分回路47及び
第4の平均化回路48に入力され、第4の平均化回路4
8は、第4階層データD34の4画素平均により最上位
階層となる第5階層データD35を生成する。すなわち
図6(A)及び(B)に示すように、第4階層データD
34の4画素X1(4)〜X4(4)を平均化することにより第
5階層データD35の画素X1(5)が生成される。
5のブロツクサイズは、最下位階層である第1階層デー
タD31のブロツクサイズを1ライン×1画素とする
と、第2階層データD32は1/2ライン×1/2画
素、第3階層データD33は1/4ライン×1/4画
素、第4階層データD34は1/8ライン×1/8画
素、最上位階層データである第5階層データD35は1
/16ライン×1/16画素となる。
第1〜第5の階層データD31〜D35のうち最上位の
階層データ(すなわち第5の階層データD35)から順
に再帰的処理を繰り返して隣接する2つの階層データ間
の差分を差分回路41、43、45、47において求
め、差分データのみを符号器51〜55によつて圧縮符
号化する。これにより階層符号化エンコーダ部40Aは
伝送路に伝送される情報量を圧縮するようになされてい
る。また階層符号化エンコーダ部40Aは、(2)式に
ついて上述したように、符号器51〜54により、上位
階層1画素に対応する下位階層4画素のうち1画素を減
らすことにより、伝送データ量を削減する。
符号化エンコーダ部40Aは、各階層ごとに得られた伝
送データとしての第2〜第4階層差分符号化データD5
1〜D54及び最上位階層符号化データD55を復号器
56〜59によつて復号する。このうち最上位の階層に
対応する復号器59は、符号器55において圧縮符号化
された第5の階層データD35に対応する復号データD
48を最上位階層符号化データD55から復号し、これ
を第4階層の差分回路47に与える。
れぞれ分割/非分割処理の有無を示すフラグに基づいて
復号動作を切換える。すなわち分割処理がなされている
場合には、第2〜第4階層差分値符号化データD52〜
D54として伝送される差分データから復号処理によつ
て上位の階層データ(すなわち第4、第3、第2の階層
データ)を復号して第3階層の差分回路45、第2階層
の差分回路43、第1の階層データ41にそれぞれ与え
るようになされている。これにより各差分回路41、4
3、45、47からは隣接する階層間についての差分デ
ータD41、D42、D43、D44が得られることに
なる。
これら差分回路41、43、45、47や平均化回路4
8によつて得られた差分データD41、D42、D4
3、D44又は第5の階層データD35を入力し、各ブ
ロツクについて得られるアクテイビテイに対する閾値の
判定と分割選択処理を実行する。このとき符号器51〜
55は、処理対象が分割ブロツクの場合、階層間で得ら
れた差分データをそのまま圧縮符号化し、同時に各ブロ
ツクについての分割判定フラグをつけて伝送する。
象が非分割ブロツクの場合、このブロツクは受信側にお
いて上位階層データから復号されるものとして符号化対
象から除外する。因にこの場合にも各ブロツクについて
の分割判定フラグは付けて伝送される。これら5組の符
号器51〜55から出力された第1〜第4階層差分値符
号化データD51〜D54及び最上位階層符号化データ
D55が所定の伝送路に送出される。
処理を説明する。まず階層間差分値に基づくブロツクア
クテイビテイにより、階層間差分値に対する処理を選択
する場合を考える。また各ブロツクは2ライン×2画素
より構成されるものとする。
タ値Xの階層をサフイツクスで表す。すなわち上位の階
層データをXi+1(0)とするとき、隣接する下位階層デー
タはXi(j)(j=0〜3)である。また階層間の差分符
号値はΔXi(j)(j=0〜3)であり、階層符号化エン
コーダ部40Aはこの差分符号値を圧縮符号化するので
ある。
縮符号化処理は各ブロツクについて得られたブロツクア
クテイビテイPと閾値データD57とを比較し、比較結
果によつて処理を選択する。すなわちブロツクアクテイ
ビテイPが閾値TH以上の場合には下位階層について順
次分割処理するのに対し、ブロツクアクテイビテイPが
閾値TH未満の場合には下位階層についての分割処理を
中止する。
い領域については上位の階層データしか送らずに済み、
伝送情報量を削減できるのである。また伝送路を挟んで
これらのデータを受信する画像データ復号装置は、順に
送られてくる伝送データのうち上位階層データを用いて
ブロツクアクテイビテイPの低い領域では下位階層デー
タを上位階層データで復元する。一方、ブロツクアクテ
イビテイPが高い領域では階層間差分復号値と上位階層
データを加算することでデータを復元する。
1ビツトの判定フラグが導入されている。このフラグに
よつて各ブロツクについての判定結果を指示することが
可能となる。この判定フラグは各階層のブロツク毎に1
ビツトづつ必要となるが、画質を考慮した場合、有効で
ある。因にこの実施例における階層符号化方式では、こ
の判定フラグをそれ以降の下位階層での判定には反映さ
せないものとする。またこの判定フラグはランレングス
符号化等によつて符号化され、符号化コードと共に伝送
される。
成されている。この発生情報量制御部40Bは、階層符
号化エンコーダ部40Aが画質を劣化させることなく効
率的に画像データを符号化処理できるようにするため、
分割/非分割の選択基準となる各階層についての閾値T
H1〜TH4の組み合わせを設定し、これを階層符号化
エンコーダ部40Aに閾値データD57として出力する
ものである。
タD31を平均値回路42、44、46、48を順次介
して1/4平均化することにより解像度の異なる5階層
の画像データを生成する。続いて差分データとして伝送
される画像データの各階層毎の発生情報量を求めるた
め、1階層上の階層画像データD32、D33、D34
及びD35と各階層の画像データD31、D32、D3
3及びD34との差を各差分回路61、62、63及び
64において求める。
4から出力される差分データは階層符号化エンコーダ部
40Aにおける階層処理によつて得られる各階層の差分
データとみなすことができる。アクテイビテイ検出回路
65、66、67及び68は第1階層〜第4階層の画像
データにそれぞれ対応し、各階層の各ブロツクについて
ブロツクアクテイビテイを求めてこれを対応する度数分
布表69〜72に登録するようになされている。ここで
度数分布表の生成過程では、エンコーダ部の伝送データ
量を正確に把握するために、上位階層1画素に対応する
下位階層4画素のうち実際にエンコーダによる伝送対象
である3画素を用いるようになされている。また第5階
層の画像データについては最上位の階層データであり、
差分データとしてではなく直接伝送されるため各ブロツ
クについてのダイナミツクレンジがそのまま度数分布表
73に登録される。
〜73と双方向の信号路で接続されており、下位階層を
分割又は非分割か否かの判断基準となるブロツクアクテ
イビテイPの閾値TH1〜TH4の組み合わせをROM
に格納している。制御部74はこれらの組を度数分布表
69〜73に与えて、当該閾値に対して生じるであろう
発生情報量を各階層ごとに読み出し、これら全ての発生
情報量を基に全体としての総発生情報量を求める。そし
て総発生情報量が目標値を達成するまで最適な閾値を求
め、得られた閾値を制御データとして階層符号化エンコ
ーダ部40Aに与えるようになされている。
の性質や人間の視覚特性を考慮して階層符号化エンコー
ダ部40Aに与える制御データを調整し、最適な閾値を
与えることができるようになされている。これにより受
信側において再生された画質について主観的な画質の向
上がみこまれる。
説明する。図8(A)〜(E)はそれぞれ最上位の階層
データ(第5の階層データ)〜最下位の階層データ(第
1の階層データ)について得られたブロツクアクテイビ
テイの度数分布表を示している。ここで図8(A)に示
す第5の階層についての度数分布表に関しては、対象デ
ータが差分データではないためダイナミツクレンジによ
る度数分布表が生成される。例えばPCM符号化を適用
する場合には符号化されたブロツクについてのダイナミ
ツクレンジがデータとして登録され、圧縮処理方法とし
てADRC(適応ダイナミツクレンジ符号化(USP-4703
352))を適用する場合にはADRCブロツクのDRが
登録される。
ータが差分データであり、各度数分布表について与えら
れている閾値TH1、TH2、TH3、TH4以上のブ
ロツクアクテイビテイを有するブロツクが分割対象ブロ
ツクとなる。従つて各階層において閾値以上のブロツク
アクテイビテイを有するブロツクの数を算出すれば発生
情報量を算出することができる。
で第1階層におけるブロツク数をN1 、またブロツクア
クテイビテイが閾値TH1より大きい分割対象ブロツク
数をN1'とし、その際における量子化ビツト数をQ1と
すると、第1階層における発生情報量I1は、次式
ツト数が4倍されているのは、この例の場合、各ブロツ
クが2ライン×2画素に分割されているからである。ま
た第1項において3/4倍しているのは上位階層値が下
位階層値の平均値より生成されるという構造において、
上位階層値と伝送される下位階層値3画素を用いて算術
式により下位階層の4番目の非伝送画素値が復元できる
という性質を反映しているからである。因に第2項にお
いて、第1階層におけるブロツク数をN1 が加算されて
いるのは分割判定フラグとして各ブロツクごとに1ビツ
ト付加して伝送することを示している。
も、各階層におけるブロツク数をN2 、N3 、N4 と
し、またブロツクアクテイビテイが閾値TH2、TH
3、TH4より大きい分割対象ブロツク数をN2'、N
3'、N4'として、その際における量子化ビツト数をQ
2、Q3、Q4とすると、各階層における発生情報量I
k(k=2、3、4)は、次式
量I1〜I4及び第5階層についての発生情報量I5を
用いると、階層符号化エンコーダ部40Aの符号化処理
によつて生じる総発生情報量Iは、次式
ができる。
0Aと同様、入力画像データD31を入力し、これを平
均化回路42によつて2ライン×2画素ごとに平均値が
求められ、画素数を1/4に減少させて解像度を落と
す。続いてこの階層データD32についても同様に平均
化回路43、46、48を順に介することにより、それ
ぞれ画素数を1/4に減少させて解像度を落とす。
数の解像度の画像データのうち最上位(すなわち解像度
が最も低い)の階層データD35を度数分布表73に与
え、第5の階層データD35における各ブロツクのアク
テイビテイPの度数を登録する。これは前述の階層符号
化エンコーダ部40Aで実行される圧縮処理に対応する
データの度数の計測である。例えば第5階層データD3
5に対し、PCM符号化による圧縮処理がなされる場
合、各ブロツクについて与えられるダイナミツクレンジ
がデータとして登録され、圧縮処理方法としてADRC
を適用する場合にはADRCブロツクのDRが登録され
る。
データD35との差分から差分データD64が得られ
る。アクテイビテイ検出回路68はこの差分データD6
4についてアクテイビテイを検出し、アクテイビテイデ
ータD68として度数分布表72に登録する。同様に下
位の階層データD33、D32、D31のそれぞれにつ
いて求められた各ブロツクのアクテイビテイPをアクテ
イビテイデータD67、D66、D65として度数分布
表71、70、69に順に登録する。
ら各階層について設定されている分割/非分割設定用の
閾値TH1、TH2……TH4についての組み合わせを
番号の若い組(QNO1 )から順に読み出す。続いて各閾
値TH1、TH2……TH4に対して大きな値のアクテ
イビテイPを有するブロツク度数を各階層について度数
分布表69〜73から読み出し、各階層について各閾値
に対する発生情報量を検出する。
3について求められた発生情報量を統合し、階層符号化
エンコーダ40Aにおける符号化の結果生じるであろう
総発生情報量を算出する。制御部74はこの発生情報量
と目標値とを比較し、目標値との差が大きい場合には目
標値を満たす閾値の組み合わせを求めるため次の番号
(QNO2 )の閾値TH1、TH2……TH4の組に移
る。以後、総発生情報量が目標値に達成するまで上述の
処理を繰り返し、目標値に最も近い総発生量が得られる
閾値TH1、TH2……TH5の組を得、これを閾値デ
ータD57として階層符号化エンコーダ部40Aに出力
するようになされている。
化エンコーダ部40Aにおいて生成されるデータは、符
号器55(図5)から出力される最上位階層符号化デー
タD55等の固定長データと、符号器51〜54から出
力される第1〜第4階層差分値符号化データD51〜D
54の可変長データとに分類できる。このため当該階層
符号化エンコーダ部40Aにおいては、出力段に設けた
伝送ブロツク形成部80によつて、図10に示すよう
に、画像を構成する各フレームごとに各固定長データを
ひとまとめにして固定長データブロツク100を形成す
ると共に、当該フレームの各可変長データをひとまとめ
にして可変長データブロツク101を形成し、この可変
長データブロツク101を固定長データブロツク100
の後に配列することにより伝送用の単位ブロツク102
(以下、これを伝送ブロツク102と呼ぶ)を形成して
伝送路に順次送出するようになされている。
定長データブロツク100の先頭部(すなわち伝送ブロ
ツク102の先頭部)にブロツク102の先頭位置を認
識させるためのSYNCコードや画像データの内容を示
す情報コード(以下これを識別情報コードと呼ぶ)等で
なる伝送ブロツク識別コードC1が配列されている。ま
た伝送ブロツク102においては、伝送ブロツク識別コ
ードC1のすぐ後に最上位階層符号化データD55が配
列されており、これにより識別コードを用いて所望の画
像を探す際、情報量の少ない最上位階層符号化データD
55を用いることによつて画像を高速で順次復元するこ
とができるようになされている。これにより再生時にお
ける高速データサーチ(早見)機能を実現し得るように
なされている。
階層符号化エンコーダ部40Aの符号器51〜55から
それぞれ出力された上述の分割判定フラグでなる、復号
側において画像を形成するための判別コード(以下、こ
れらをまとめて階層間データ分割判定コードと呼ぶ)の
データ長が、それぞれ各階層における全ブロツク数に等
しいためにそれぞれ固定長データとなる。このため伝送
ブロツク102では、図10からも明らかなように、こ
れら復号側において各階層ごとの画像を形成するための
判別コードでなる階層間データ分割判定コードC2が最
上位階層符号化データD55のすぐ後に配列され、これ
により上述の発生情報量制御を施された後でも、最上位
階層符号化データD55と階層間データ分割判定コード
C2を合わせた区間に存在するデータが全体として固定
長となり得るようになされている。
第4〜第1階層差分値符号化データD54、D53、D
52、D51が順次配列されて形成されており、当該可
変長データ101のすぐ後には伝送ブロツク102の終
わりを認識させるための伝送ブロツク終了コードC3が
付加されている。
では階層符号化エンコーダ部40Aにおいて生成したデ
ータを、各フレームごとに各固定長データの後に各可変
長データを配列することにより伝送ブロツク102を形
成し、これを伝送路に送出する。従つて復号側では、い
ずれかの可変長データにエラーが発生した場合において
も固定長データブロツク100内のデータの定義を誤る
ことなく復号することができる。これによりこの画像符
号化装置では伝送データにエラーに対するロバスト性を
もたせ得るようになされている。さらにこの画像符号化
装置40では、上述のような発生情報量制御方式により
生成したデータを伝送する際、伝送ブロツク識別コード
C1のすぐ後に最上位階層符号化データD55を配列し
て出力するようにしたことにより、復号側に早見機能を
付加した場合に伝送ブロツク識別コードC1を検出後、
最上位階層符号化データD55まで短い時間でアクセス
させることができる。
る階層符号化を容易に実現することができる。また階層
符号化エンコーダ40Aから符号化されて出力される伝
送画像データの総発生情報量はほぼ目標値に一致させる
ことができ、圧縮効率の低下しない符号化を実現するこ
とができる。さらに画質劣化の少ない階層符号化を実現
することができる。さらに階層符号化の際における発生
情報量の管理を従来に比して一段と容易にすることがで
きる。また各階層ごとの画像信号データの性質や人間の
視覚特性を考慮して最適な閾値を設定できることによ
り、一律に閾値を設定する場合に比して受け手側におけ
る主観的な画質を一段と向上させることができる。
を各ブロツクについて上位の階層データについて得られ
た復号データと下位の階層データとの差分値の最大値で
判断する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ブロツク内における平均誤差や絶対値和、また標準
偏差やn乗和、さらには閾値以上のデータ度数によつて
判断しても良い。
得られた度数分布表をそのまま利用する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、度数分布表から積算型
の度数分布表を作成してこれを発生情報量の計算に用い
ても良い。すなわち各階層ごとに度数分布表を生成した
後、ブロツクアクテイビテイの上位の値から各ブロツク
アクテイビテイの値までのブロツク度数について累積加
算値を求め、各累積加算値を各ブロツクアクテイビテイ
の値に対応するアドレスに書き込んで積算型の度数分布
を作成するようにしても良い。すると各ブロツクアクテ
イビテイに対応する度数はそのブロツクアクテイビテイ
以上の値をもつブロツク度数の積算値となる。
れば、各閾値に対応するブロツク度数積算値を算出する
ことは不要となり、単なるメモリの閾値アドレスの読み
出しによつてブロツク度数積算値の算出を可能とするこ
とができ、算出に要する時間を大幅に削減することがで
きる。
と異なる値に設定された閾値とブロツクアクテイビテイ
とを比較し、ブロツクの分割/非分割を判定する場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、各階層ごと異
なる値に設定された閾値と階層間におけるデータの差分
値とを比較し、比較結果に基づいてブロツクの分割/非
分割を判定するようにしても良い。
おいて画像データをPCM符号化する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、他の符号化方式、例えば
直交符号化方式を適用しても良い。
ついて得られた度数分布表の閾値について複数の組み合
わせをROMに格納しておき、発生情報量が最も目標値
に近くなる閾値の組み合わせを求める場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、各階層毎独立に設定でき
るようにしても良い。
階層データを2ライン×2画素づつ平均値を求めて上位
の階層の画像データを求める場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、他の組み合わせによつて平均値を
求めるようにしても良い。
最も低い最上位階層情報から解像度の最も高い最下位階
層情報でなる複数のからなる画像データを伝送するため
の画像伝送データを生成する画像処理装置及び方法にお
いて、最上位階層情報を除く階層情報として、隣接する
上位階層の階層情報との差分である階層間差分データを
求め、所定の階層の階層情報に対して、複数の画素から
なる各ブロツクについてブロツクアクテイビテイを判断
し、最上位階層情報を除く所定の階層の階層情報の各ブ
ロツクについて、ブロツクアクテイビテイが所定の閾値
未満のときに、当該ブロツクの階層情報の伝送をしない
ことを示すフラグを設定し、当該フラグに基づいて、各
階層情報の各ブロツク毎に伝送又は非伝送の有無を制御
し、最上位階層情報及びフラグを固定長データとして伝
送した後に階層間差分データを可変長データとして伝送
するような画像伝送データを生成するようにしたことに
より、伝送情報量を削減することができると共に、復号
する際、可変長データにエラーが発生した場合でも、固
定長データの内容を正確に検出することができ、かくし
て伝送エラーに対するロバスト性をもたせることができ
る。また固定長データに基づいて所望の画像データに対
するアクセス性を向上させて、ユーザ側において早見機
能等の付加機能の追加を容易化させることができる。ま
た本発明によれば、解像度の最も低い最上位階層情報か
ら解像度の最も高い最下位階層情報でなる複数の階層情
報からなる画像データを伝送するための画像伝送データ
を生成する画像処理方法において、最上位階層情報を除
く階層情報として、隣接する上位階層情報との差分であ
る階層間差分データを求め、所定の階層の階層情報に対
して、複数の画素からなる各ブロツクについてブロツク
アクテイビテイを判定し、最上位階層情報を除く所定の
階層の階層情報の各ブロツクについて、ブロツクアクテ
イビテイが所定の閾値以上のときにブロツクの階層情報
の伝送をし、ブロツクアクテイビテイが当該閾値未満の
ときにブロツクの階層情報の伝送をしないように制御す
る一方、最上位階層情報を固定長データとして伝送した
後に階層間差分データを可変長データとして伝送するよ
うな画像伝送データを生成するようにしたことにより、
伝送情報量を削減することができると共に、復号する
際、可変長データにエラーが発生した場合でも、固定長
データの内容を正確に検出することができ、かくして伝
送エラーに対するロバスト性をもたせることができる。
また固定長データに基づいて所望の画像データに対する
アクセス性を向上させて、ユーザ側において早見機能等
の付加機能の追加を容易化させることができる。
する略線図である。
割された撮像画像の処理結果を示す表である。
る各階層ごとの信号レベルを示す表である。
ブロツク図である。
る。
す表である。
面図である。
図である。
図である。
ーダ部、40B……発生情報量制御部、41、43、4
5、47、61、62、63、64……差分回路、4
2、44、46、46……平均化回路、51、52、5
3、54、55……符号器、56、57、58、59…
…復号器、65、66、67、68……アクテイビテイ
検出回路、69、70、71、72、73……度数分布
表、74……制御部、100……固定長データブロツ
ク、101……可変長データブロツク、102……伝送
ブロツク、C1……伝送ブロツク識別コード、C2……
階層間データ分割判定コード、D51……第1階層差分
値符号化データ、D52……第2階層差分値符号化デー
タ、D53……第3階層差分値符号化データ、D54…
…第4階層差分値符号化データ、D55……最上位階層
符号化データ。
Claims (4)
- 【請求項1】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報でなる複数の階層情報から
なる画像データを伝送するための画像伝送データを生成
する画像処理装置において、 上記最上位階層情報を除く上記階層情報として、隣接す
る上位階層の上記階層情報との差分である階層間差分デ
ータを求める階層間差分データ生成手段と、 所定の階層の上記階層情報に対して、複数の画素からな
る各ブロツクについてブロツクアクテイビテイを判断す
る判断手段と、 上記最上位階層情報を除く上記所定の階層の上記階層情
報の上記各ブロツクについて、上記ブロツクアクテイビ
テイが所定の閾値未満のときに、当該ブロツクの上記階
層情報の伝送をしないことを示すフラグを設定する設定
手段と、 上記フラグに基づいて、各上記階層情報の上記各ブロツ
ク毎に伝送又は非伝送の有無を制御する制御手段と、 上記最上位階層情報及び上記フラグを固定長データとし
て伝送した後に上記階層間差分データを可変長データと
して伝送するような上記画像伝送データを生成する画像
伝送データ生成手段とを具えることを特徴とする画像処
理装置。 - 【請求項2】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報でなる複数の階層情報から
なる画像データを伝送するための画像伝送データを生成
する画像処理方法において、 上記最上位階層情報を除く上記階層情報として、隣接す
る上位階層の上記階層情報との差分である階層間差分デ
ータを求める第1のステツプと、 所定の階層の上記階層情報に対して、複数の画素からな
る各ブロツクについてブロツクアクテイビテイを判断す
る第2のステツプと、 上記最上位階層情報を除く上記所定の階層の上記階層情
報の上記各ブロツクについて、上記ブロツクアクテイビ
テイが所定の閾値未満のときに、当該ブロツクの上記階
層情報の伝送をしないことを示すフラグを設定する第3
のステツプと、 上記フラグに基づいて、各上記階層情報の上記各ブロツ
ク毎に伝送又は非伝送の有無を制御する第4のステツプ
と、 上記最上位階層情報及び上記フラグを固定長データとし
て伝送した後に上記階層間差分データを可変長データと
して伝送するような上記画像伝送データを生成する第5
のステツプとを具えることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項3】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報でなる複数の階層情報から
なる画像データを伝送するための画像伝送データを生成
する画像処理装置において、上記最上位階層情報を除く上記階層情報として、隣接す
る上位階層情報との差分である階層間差分データを求め
る階層間差分データ取得手段と、 所定の階層の上記階層情報に対して、複数の画素からな
る各ブロツクについてブロツクアクテイビテイを判定す
る判定手段と、 上記最上位階層情報を除く上記所定の階層の上記階層情
報の上記各ブロツクについて、上記ブロツクアクテイビ
テイが所定の閾値以上のときに上記ブロツクの上記階層
情報の伝送をし、ブロツクアクテイビテイが当該閾値未
満のときに上記ブロツクの上記階層情報の伝送をしない
ように制御する制御手段と、 上記最上位階層情報を固定長データとして伝送した後に
上記階層間差分データを可変長データとして伝送するよ
うな画像伝送データを生成する画像伝送データ生成手段
と を具えることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項4】解像度の最も低い最上位階層情報から解像
度の最も高い最下位階層情報でなる複数の階層情報から
なる画像データを伝送するための画像伝送データを生成
する画像処理方法において、上記最上位階層情報を除く上記階層情報として、隣接す
る上位階層情報との差分である階層間差分データを求め
る第1のステツプと、 所定の階層の上記階層情報に対して、複数の画素からな
る各ブロツクについて ブロツクアクテイビテイを判定す
る第2のステツプと、 上記最上位階層情報を除く上記所定の階層の上記階層情
報の上記各ブロツクについて、上記ブロツクアクテイビ
テイが所定の閾値以上のときに上記ブロツクの上記階層
情報の伝送をし、ブロツクアクテイビテイが当該閾値未
満のときに上記ブロツクの上記階層情報の伝送をしない
ように制御する第3のステツプと、 上記最上位階層情報を固定長データとして伝送した後に
上記階層間差分データを可変長データとして伝送するよ
うな画像伝送データを生成する第4のステツプと を具え
ることを特徴とする画像処理方法。
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