JP3367314B2 - 符号化装置、復号装置、符号化方法、復号方法、および、画像処理装置 - Google Patents
符号化装置、復号装置、符号化方法、復号方法、および、画像処理装置Info
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Description
に、ランダムディザ画像データに適した符号化装置、復
号装置、符号化方法、復号方法、および、画像処理装置
に関するものである。
ベルを周辺の画素レベルから予測し、予測誤差データを
符号化する予測符号化技術が知られている。この技術に
おいて、符号化効率を上げるためには、予測的中率を向
上させることが必要がある。
3−9426号公報に記載された符号化技術では、複数
の予測器の中から的中率の高い予測器を適応的に切り替
え、最終的に1つの予測器を選択し、現画像の値の予測
に使用して予測誤差データを生成している。
された符号化方法および復号化方法では、周辺の複数の
画素の値をアドレスとして、テーブルルックアップ方式
で出力される予測値を用いて予測誤差データを生成して
いるが、予測画素の位置を全て固定とはせず、1画素の
み、位置を可変にできるようにし、予測的中率によっ
て、予測位置を変更させるようにしている。
器を予測結果に基づいて適応的に切り替えて予測効率を
向上させている。
ランダムディザ画像に予測符号化技術を適用した場合
は、「0」,「1」の発生に周期性や規則性がないた
め、必然的に予測効率が劣化し、予測誤差データが圧縮
効率が向上できるデータとならないことが多い。
率を上げるため、特開平4−11460号公報に記載さ
れた画像データ圧縮装置においては、注目画素の周辺画
素の濃度を計算し、この周辺画素を含むさらに大きな範
囲の濃度と比較して、画像濃度が近似するよう予測値を
決定している。
予測値決定方式では、濃度変化がある場合等に対応でき
ず、また定量的な判断により予測値を決定するため、予
測が当たらないケースが多い。
情に鑑みてなされたもので、誤差拡散画像に代表される
ランダムディザ画像を符号化、圧縮する装置において、
予測符号化方式を用いるとともに、予測的中率を向上で
きる符号化装置、復号装置、符号化方法、復号方法、お
よび、画像処理装置を提供して、符号化効率を向上さ
せ、また、中間調画像の再現性がよい復号を行なうこと
を目的とするものである。
は、符号化装置において、画像をM行×N列(2≦M,
2≦N)画素のブロックに分割し、各ブロック内の所定
値の画素をL(1≦L)行単位ごとに該ブロックの一方
および他方に交互に寄せる画素並び替え手段と、注目画
素に対して2L行前の画素信号と注目画素に対してN画
素前の画素信号を用いて注目画素の値を予測し該予測結
果に基づいて符号化する予測符号化手段を有することを
特徴とするものである。
て、請求項1に記載の符号化装置で符号化された符号を
復号する復号手段と、該復号手段によって復号された予
測誤差信号に基づき逆予測処理を行なう逆予測手段と、
該逆予測手段から出力される画像に対し補正処理を行な
う補正手段を有することを特徴とするものである。
て、画像をM行×N列(1≦M,2≦N)画素のブロッ
クに分割し、各ブロック内の所定値の画素を該ブロック
の一方に寄るように画素を並び替え、少なくとも注目画
素に対してN画素前の画素信号を用いて注目画素の値を
予測し、該予測結果に基づいて符号化された符号を復号
する復号手段と、該復号手段によって復号された予測誤
差信号に基づき逆予測処理を行なう逆予測手段と、該逆
予測手段から出力される画像に対し画素値が前記所定値
から他の値に変化する変化点を検出し該変化点を挟む画
素の値を入れ替える補正手段を有することを特徴とする
ものである。なお、変化点を挟む画素とは、変化点の両
側に隣接して変化点を挟む画素に限らず、変化点から離
れた位置で変化点を挟む画素も含むものである。
いて、画像をM行×N列(2≦M,2≦N)画素のブロ
ックに分割し、各ブロック内の所定値の画素をL(1≦
L)行単位ごとに該ブロックの一方および他方に交互に
寄るように画素を並び替え、注目画素に対して2L行前
の画素信号と注目画素に対してN画素前の画素信号を用
いて注目画素の値を予測し、該予測結果に基づいて符号
化することを特徴とするものである。
て、請求項4に記載の符号化方法で符号化された符号を
復号し、復号された予測誤差信号に基づき逆予測処理を
行ない、該逆予測処理後の画像に対して補正処理を行な
うことを特徴とするものである。
て、画像をM行×N列(1≦M,2≦N)画素のブロッ
クに分割し、各ブロック内の所定値の画素を該ブロック
の一方に寄るように画素を並び替え、少なくとも注目画
素に対してN画素前の画素信号を用いて注目画素の値を
予測し、該予測結果に基づいて符号化された符号を復号
し、復号された予測誤差信号に基づき逆予測処理を行な
い、該逆予測処理後の画像に対し、画素値が前記所定値
から他の値に変化する変化点を検出し、この変化点を挟
む画素の値を入れ替える補正処理を行なうことを特徴と
するものである。なお、変化点を挟む画素とは、変化点
の両側に隣接して変化点を挟む画素に限らず、変化点か
ら離れた位置で変化点を挟む画素も含むものである。
おいて、請求項1に記載の符号化装置と、請求項2また
は3に記載の復号装置を有することを特徴とするもので
ある。
施の一形態を示すブロック図である。図中、1は画像デ
ータ、2は誤差拡散部、3は誤差拡散データ、4は画素
並び替え部、5は並び替えデータ、6は予測符号化部、
7は符号データである。
いて、2値の誤差拡散データ3に変換される。画素並び
替え部4においては、誤差拡散データ3を、M行×N列
(2≦M,2≦N)のマトリックス単位に画素をブロッ
ク化した後、「1」,「0」の並び替え処理を行なう。
並び替え処理は、L(1≦L)行単位ごとに、マトリッ
クス単位内で「1」または「0」を左に詰める。
態における並び替え処理の具体例の説明図である。この
具体例では、M,N=4,L=1とした。図2(A)
は、誤差拡散データの中の1つのマトリックス単位を示
しており、図2(B)は、並び替え処理をした並び替え
画像データを示している。
あるから、1行単位ごとに交互に「1」,「0」を左に
詰めた。まず、最初の行は、「1」を左に詰めたため、
「1101」のデータが「1110」に並び替えされて
いる。2行目は、今度は0を左詰めし、「1010」の
入力が「0011」に並び替えされている。以下、3行
目は「1」を左詰めし、4行目は「0」を左詰めして、
「1100」,「0111」の並び替え処理が行なわれ
る。
素並び替え部4で並び替え処理された並び替えデータ5
は、予測符号化部6で予測符号化され、符号データ7に
変換される。
態における予測処理の一例の説明図である。この実施例
では、図2で説明したM,N=4,L=1のマトリック
スで並び替え処理された並び替えデータ5に対応した予
測器の構成例である。
て4画素前のX3 の位置の画素データが、第1の参照画
素データとなる。4画素前とした理由は、M=4である
から、注目画素PとX3 の位置の画素データとは、それ
ぞれ別のマトリックス単位内の同じ位置となり、相関が
強いと考えられることによる。
2行上のY1 の位置の画素データが、第2の参照画素
データとなる。これはL=1であるから、2×Lである
2行上のY1 の位置の画素データと注目画素Pとは、
それぞれ別のマトリックス単位内で同一方向に「1」ま
たは「0」が詰められていることにより、相関が強いと
考えられることによる。
と第2の参照画素の中から、的中率の高い方を選択す
る。
態における予測値選択処理の一例を示す構成図である。
図中、5は並び替えデータ、8,9は一致数カウント
部、10,11はカウント値、12は比較器、13は比
較結果信号、14は選択部、15は予測値である。並び
替えデータ5は、一致数カウント部8,9に入力され
る。一致数カウント部8は、現在までの注目画素PとX
3 の位置の画素データとが一致している数を順次カウ
ントし、一致数カウント部9は、同様に現在までの注目
画素PとY1 の位置の画素データとが一致している数を
カウントする。一致数カウント部8,9のそれぞれのカ
ウント値10,11は、比較器12に送られる。比較器
12の比較結果信号13により、選択部14において、
現在入力されているX3 の位置の画素データとY1 の位
置の画素データの中から、より一致数の多かった位置の
値が予測値15として出力され、現注目画素の予測に使
用される。
方向の参照画素X3 と列方向の参照画素Y1 を中心とし
た、予測メモリを用いた予測処理方式で予測値を決定し
てもよい。図5(A)において、5は並び替えデータ、
15は予測値、16は予測メモリである。
ては、まず、並び替えデータ5の中から、図3中のX3
,Y1 ,X0 ,Y0 の位置の画素データが16
の予測メモリに入力される。予測メモリ16には、あら
かじめX3 ,Y1 ,X0,Y0 の位置の値に対応
した図5に示した予測値が書き込まれている。
値は、下記〜のルールで決定する。 X3 ,Y
1 が、両方とも「0」もしくは「1」であるときに
は、X0,Y0 に関係なく、予測値はX3 ,Y1
の値となる。 X3 ,Y1 が異なる場合は、X0
,Y0 が参照される。この場合、X3 =0,Y1
=1である場合は、X0 =「0」であれば、上述し
たマトリックス内の並び替え方法のルールから、X3
とX0 が同じであるときには、X3 〜X0 の値は
全て「0」であり、水平方向に「0」が並ぶ可能性が高
く、Pが「0」である可能性が高いことから、予測値を
「0」とする。同様に、X3 =1,Y1 =0で、X
0 =1であれば予測値を1とする。また、X3 =
0,Y1 =1である場合は、Y0 =1であれば、上
述したマトリックス内の並び替え方法のルールから、垂
直方向に「1」が並んでいる可能性が高いことから、予
測値を「1」とする。同様に、X3 =1,Y1 =0
で、Y0 =0であれば予測値を「0」とする。 X
3 ,Y1 ,X0 ,Y0 が「1001」または
「0110」のときは、予測値は任意に決めてもよい
し、さらに他の画素を参照した値、例えば、1つ前の予
測値と同じとしてもよい。
(B)である。このようにして、X3 ,Y1 ,X0 ,Y
0 の値を参照して、予測メモリ16にあらかじめ書き込
まれた予測値が読み出されて、予測値15が決定され
る。
6370号公報に記載された方式を用いて、1行中の予
測的中回数により適応的に選択してもよいし、図5の予
測メモリ16を的中率により書き換えていく学習型とし
て構成してもよい。
4,L=1の場合の一例であるが、本発明はこれに限ら
ず、画質、圧縮率に合わせてマトリックスサイズを変更
してもよいことはもちろんである。例えば、L=2とす
れば、最初の2行が「1」(または「0」)を左に詰
め、次の2行は「0」(または「1」)を左に詰める、
というように、2行単位ごとに交互に「1」または
「0」を左に詰めるようにする。この例の場合では、図
3で説明した垂直方向の参照画素については、注目画素
Pに対して4行上の位置の画素データが、第2の参照画
素データとなる。これはL=2であるから、2×Lであ
る4行上の位置の画素データと注目画素Pとは、それぞ
れ別のマトリックス単位内で同一方向に「1」または
「0」が詰められていることにより、相関が強いと考え
られることによる。
ようにすることなく、全ての行について「1」または
「0」を左に詰めるようにしてもよい。
ータの復号について説明する。図6は、本発明の復号装
置の実施の一形態を示すブロック図である。図中、3は
誤差拡散データ、4は画素並び替え部、5は並び替えデ
ータ、7は符号データ、17は復号部、18は予測誤差
データ、19は逆予測部である。
ータ18に復号された後、逆予測部19で、符号化時に
用いられた予測方式の逆の処理を行ない、並び替えデー
タ5に変換される。復号に当たっては、予測方法に関し
ての必要な情報が与えられて、逆予測部での処理が行な
われる。得られた並び替えデータ5を画像データ3とし
て出力してもよいが、符号化時の並び替え処理により、
「1」,「0」の並びが、ある程度偏っているため、補
正処理を施すのがよい。
における並び替え処理の具体例の説明図である。マトリ
ックス内にて、同一行上に「1」,「0」が両方存在す
る場合、「1」と「0」を入れ替える処理をする。例え
ば、図7(A)中の1行目は「1110」の並びである
ので、3画素目の「1」と4画素目の「0」を入れ替え
て、図7(B)の1行目の「1101」とする。2行目
についても、「0011」の並びの、2画素目の「0」
と3画素目の「1」を入れ替えて、「0101」とす
る。この並び替えによる補正処理では、画素値が「1」
から「0」、または、「0」から「1」に変化する変化
点を検出し、この変化点に隣接する両側の画素を入れ替
えるようにした。
替える場合には、変化点を隣接して挟む画素を入れ替え
る方法に限らず、変化点の両側において変化点から離れ
た適宜の画素を入れ替えるようにしてもよい。例えば、
図7(A)の1行目では、1画素目の「1」と4画素目
の「0」を入れ替えて、「0110」と補正したり、2
行目では、1画素目の「0」と4画素目の「1」を入れ
替えて、「1010」とするような補正処理を行なうよ
うにしてもよい。
きい場合には、同一行上の1,0の並びをさらにランダ
ムに配置するよう、パターン変換テーブル等を用いて変
換するよう構成してもよい。
並び替え前画像に比較し、1,0がランダムに配置され
るため、中間調画像の再現性が向上されるという利点が
ある。
いて、画像処理装置を構成することができる。符号化装
置によって、データの圧縮率を大きくできるので、画像
データをメモリしたり、転送したりする場合に有利であ
る。メモリから読み出されたり、転送されたデータは、
復号装置で再現性よく画像データに復号できる。
によれば、画素の並びに規則性、周期性がない誤差拡散
画像に代表されるランダムディザ画像に対し、画質劣化
を最小限にとどめて、ある程度の規則性を持たせること
により、予測符号化効率を格段に向上させることができ
るという効果がある。
画素を寄せるという並べ替え処理を行なうことによっ
て、簡単な方法で、予測符号化効率を格段に向上させる
ことができる。一方、復号において、変化点を挟む画素
の値を入れ替えるという簡単な補正処理により、中間調
画像の再現性が向上できるという効果がある。
ロック図である。
並び替え処理の具体例の説明図である。
予測処理の一例の説明図である。
予測値選択処理の一例を示す構成図である。
予測メモリを用いた予測処理の説明図である。
ック図である。
び替え処理の具体例の説明図である。
タ、4…画素並び替え部、5…並び替えデータ、6…予
測符号化部、7…符号データ、8,9…一致数カウント
部、10,11…カウント値、12…比較器、13…比
較結果信号、14…選択部、15…予測値、16…予測
メモリ、17…復号部、18…予測誤差データ、19…
逆予測部。
Claims (7)
- 【請求項1】 画像をM行×N列(2≦M,2≦N)画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
L(1≦L)行単位ごとに該ブロックの一方および他方
に交互に寄せる画素並び替え手段と、注目画素に対して
2L行前の画素信号と注目画素に対してN画素前の画素
信号を用いて注目画素の値を予測し該予測結果に基づい
て符号化する予測符号化手段を有することを特徴とする
符号化装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の符号化装置で符号化さ
れた符号を復号する復号手段と、該復号手段によって復
号された予測誤差信号に基づき逆予測処理を行なう逆予
測手段と、該逆予測手段から出力される画像に対し補正
処理を行なう補正手段を有することを特徴とする復号装
置。 - 【請求項3】 画像をM行×N列(1≦M,2≦N)画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
該ブロックの一方に寄るように画素を並び替え、少なく
とも注目画素に対してN画素前の画素信号を用いて注目
画素の値を予測し、該予測結果に基づいて符号化された
符号を復号する復号手段と、該復号手段によって復号さ
れた予測誤差信号に基づき逆予測処理を行なう逆予測手
段と、該逆予測手段から出力される画像に対し画素値が
前記所定値から他の値に変化する変化点を検出し該変化
点を挟む画素の値を入れ替える補正手段を有することを
特徴とする復号装置。 - 【請求項4】 画像をM行×N列(2≦M,2≦N)画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
L(1≦L)行単位ごとに該ブロックの一方および他方
に交互に寄るように画素を並び替え、注目画素に対して
2L行前の画素信号と注目画素に対してN画素前の画素
信号を用いて注目画素の値を予測し、該予測結果に基づ
いて符号化することを特徴とする符号化方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の符号化方法で符号化さ
れた符号を復号し、復号された予測誤差信号に基づき逆
予測処理を行ない、該逆予測処理後の画像に対して補正
処理を行なうことを特徴とする復号方法。 - 【請求項6】 画像をM行×N列(1≦M,2≦N)画
素のブロックに分割し、各ブロック内の所定値の画素を
該ブロックの一方に寄るように画素を並び替え、少なく
とも注目画素に対してN画素前の画素信号を用いて注目
画素の値を予測し、該予測結果に基づいて符号化された
符号を復号し、復号された予測誤差信号に基づき逆予測
処理を行ない、該逆予測処理後の画像に対し、画素値が
前記所定値から他の値に変化する変化点を検出し、この
変化点を挟む画素の値を入れ替える補正処理を行なうこ
とを特徴とする復号方法。 - 【請求項7】 請求項1に記載の符号化装置と、請求項
2または3に記載の復号装置を有することを特徴とする
画像処理装置。
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