JPH01181280A

JPH01181280A - 画像信号の符号化方式

Info

Publication number: JPH01181280A
Application number: JP369088A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ishibashi; 聡石橋; Hideki Koike; 秀樹小池; Hisatsugu Kasahara; 笠原　久嗣; Tomio Kishimoto; 岸本　登美夫
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-07-19

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（発明の属する技術分野）本発明は、カメラ等の画像入力装置から出力される画像
信号をディジタル化し符号化する画像信号の符号化方式
に関する。

（従来の技術）従来、カメラ等の画像入力装置から出力される画像信号
の符号化方式においては、−枚の画像をマトリクス状の
微細な画素に分解し、各画素毎の画像信号をデジタル量
に変換し、各画素ごとの符号の集合として、全画素を一
括して符号化するようにしている。

これは、−枚の画像を一括して符号化するので、−枚の
画像をひとかたまりのデータとして扱えないため１画像
の加工処理、すなねち、符号化した一枚の画像中から任
意形状の部分画像のみを取り出して再生表示したり、該
部分画像を別の画像と合成しようとする場合、その都度
、人間が処理対象の領域を詳細に指定するか、あるいは
、エツジ抽出など領域の自動識別手法を適用する必要が
あり、手続きが煩雑となると共に、処理時間も長大なも
のとなるという問題点があった。

（発明の目的）本発明は、−枚の画像を一括して符号化するのではなく
、複数の部分画像に分けて符号化蓄積することにより、
煩雑な手続きや、長大な処理を行なうことなく、符号化
画像の部分的な表示や加工を可能にする画像信号の符号
化方式を実現することを目的とするものである。

（発明の構成）（発明の特徴と従来技術との差異）本発明は一枚の画像の画像信号を画像内に、閉領域であ
る゛ところの任意形状領域と該領域を包含する矩形領域
を設定し、これを部分画像とし、さらに画像内の全ての
領域を網羅するよう複数の部分画像を画像内に設け、部
分画像毎に、独立して符号化し、さらに各部分画像の画
像内での位置情報も同時に符号化することにより一枚の
画像を符号化する点が最も主要な特徴とするものである
。

従来のように一枚の画像信号を１つのデータとして符号
化蓄積するのとは異なる。

（実施例）第１図は本発明の第１の実施例の構成ブロック図を示す
ものであって、１は入力された画像信号を一時記憶する
画像信号記憶部、２は画像中に任意の形状をした閉領域
を、自動的にあるいはオペレータとの会話により設定す
る任意形状領域設定部、３は任意形状領域を包含する矩
形領域を設定する矩形領域設定部、４は入力された画像
信号とは無関係なダミー信号を発生するダミー信号発生
部、５は矩形領域内を符号化する矩形領域符号化部、６
は符号化出力を画像データとして蓄積する符号容積部で
ある。

画像信号とは、白黒画像の場合は輝度信号、カラー画像
の場合はＲ（赤）成分、Ｇ（緑）成分、Ｂ（青）成分の
輝度信号、あるいはＮＴ、ＳＣ方式におけるＹ（輝度信
号）成分、ＩＱ（色度信号）成分である。以下の説明に
おいては、便宜上、白黒画像の場合についてのみ述べる
が、カラー画像の場合についても、カラー画像の各成分
について、白黒画像における動作を、並列あるいは繰り
返して適用することにより実現することができるため。

本発明の構成上、白黒画像、カラー画像のいずれでも差
し支えない。

次に、第１の実施例の動作を第２図ないし第６図を用い
て説明する。

画像信号記憶部１は、テレビカメラ等の画像入力装置か
ら出力される一画面分の画像信号をデジタル量に変換し
、第２図の入力画像の例に示すごとく、横Ｈ画素、縦Ｖ
画素（Ｈ，Ｖは正の整数）からなるマトリクス状の画素
毎に与えられる画像信号として記憶する。第２図の中で
、閉曲線１０１゜１０２、１０３は後の説明で用いるた
めに表示したものであり、画像信号記憶部１に記憶され
る信号ではない。

任意形状領域設定部２は画像信号記憶部１から画像信号
を読み出し、画像内における任意形状領域の設定を行な
う。ここで任意形状領域とは、画像の一部分であるとこ
ろの閉領域すなわち閉曲線で包囲された領域のことであ
る。例えば第２図において、閉曲線１０１の内側の領域
１１１と、閉曲線１０２の内側の領域１１２と、閉曲線
１０３の内側であり、かつ閉曲線ｌｏｔおよび閉曲線１
０２の外側であるところの領域１１３は、第２図の画像
における任意形状領域の例である。

任意形状領域設定部２は次に示す３通りの領域設定モー
ドを備えており、スイッチにより領域設定モードを切り
替えて動作する。３つの領域設定モードとは。

領域設定モートド・・オペレータとの会話を行い、オペ
レータが図形として人力する閉曲線により規定される領域の通りに設定する。

領域設定モード２・・・画像の内容とは無関係に、動作
を開始する前にあらかじめ、任意形状領域設定部２内に、後述する形状マトリクスの形式で記憶されている領域の通りに設定する。

領域設定モード３・・・エツジ抽出手法など既知の画像
処理手法を適用し、抽出された閉曲線により規定される領域の通りに設定する。

である。

任意形状領域の設定は、読み込んだ画像信号を形状マト
リクスに変換することで行なう。形状マトリクスとは、
各画素に１対１に対応する。横Ｈ２縦Ｖ個の要素からな
るマトリクスにおいて、対応画素が設定領域に含まれる
ものであれば、要素に１なる値を代入し、そうでないも
のであれば、要素に０なる値を代入したものである。た
だし、領域設定モード２が選択された場合は、既に設定
されている形状マトリクスをそのまま複写することによ
り行なう。

第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ、第２図中の
任意形状領域１１１．１１２．１１３に関わる形状マト
リクスの例を示す。ただし、第３図内の閉曲線１０１゜
１０２、１０３は図を分かりやすくするための表示であ
り、形状７１−リクスの要素ではない。

任、窓形状領域設定部２は、画像内に複数個の任意形状
領域（第２図の１１１．−１１２．１１３）を設定する
ことができ、その結果は区別して形状マトリクスの形式
（第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ））で記憶できるものと
する。画像内の全ての任意形状領域の設定が完、了する
と、記憶している前記形状マトリクスを順次、矩形領域
設定部３へ送る。以降の動作の説明において鉦、説明を
簡潔にするため１つの形状マトリクスに関する動作につ
いてのみ説明する。

矩形領域設定部３は送られてきた形状マトリクスをもと
にして、矩形領域を設定する。矩形領域とは、任意形状
領域を包含する長方形の領域である。矩形領域の設定は
、矩形領域マトリクスと矩形領域位置情報を以下の（イ
）〜（へ）の手順で作成することにより行なう。

（０第３図に示す形状マトリクスの０．１パターンから
、任意形状領域に外接する横Ｍ画索、縦Ｎ画素（Ｍ≦Ｈ
，Ｎ≦Ｖ）からなるマトリクス状の画素集合からなる長
方形の領域を検出する。

（０）ＨＸＶ個の要素からなる形状マトリクスから、検
出した長方形の領域の各画素に１対１に対応するＭＸＮ
個の要素からなる部分的なマトリクスを取り出し、これ
を矩形領域マトリクスとする。

第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ、第２図中の
任意形状領域１１１．１１２．１１３に関わる形状マト
リクス例を示す。

（ハ）第５図に例示するがごとく、もとの画像の左上隅
の頂点を原点とし、これに交ねる二つの辺をそれぞれＸ
軸、ｙ軸としたとき、上記（イ）で検出した長方形の領
域の左上隅の頂点の座標（Ｘ、。

ｙａ）と、右下隅の頂点の座標（Ｘｂ、　Ｖｈ）　　を
検出し、これを矩形領域位置情報とする。座標の値は、
たとえば、形状マトリクスの（行番号９列番号）で表わ
すものとする。

上述した矩形領域マトリクス（第４図）と矩形領域位置
情報（第５図）は矩形領域符号化部５へ送られる。この
矩形領域符号化部５は、矩形領域設定部３から送られて
きた前記矩形領域マトリクス（第４図）の要素の値を調
べ、値がＯの場合はダミー信号発生部４ヘダミー信号の
送信を要求し、値が１の場合は画像信号記憶部１へ該当
する画素の画像信号を要求し、受信した信号を符号化す
る。この動作を該矩形領域マトリクスの全ての要素につ
いて行い、符号列を作成し、これを矩形領域符号化デー
タとする。

以上の動作により、請求項（１）の画像信号の一部分の
みの符号化が実現される。

これまでの動作において矩形領域符号化部５で作成した
矩形領域符号化データは、矩形領域位置情報と共に符号
蓄積部６に送られる。

符号蓄積部６は、矩形領域毎に先着順に通し番号を付与
し、これをインデックス（第６図（ア））として、矩形
領域位置情報については第６図に例示する領域位置情報
（（イ）左上頂点座標、（つ）右下頂点座標）の蓄積形
式により蓄積し、矩形領域符号化データについては第７
図に例示する矩形領域符号化データ（１）の蓄積形式に
より蓄積する。符号化蓄積部６は該蓄積動作を完了する
と、完了信号を任意形状領域設定部２へ送る。任意形状
領域設定部２が記憶している全ての形状マトリクスにつ
いて以上の動作が実施されることにより、請求項（３）
の画像信号の符号化が実現される。

第８図は入力画像の一部分のみを符号化する本発明の第
２の実施例の構成ブロック図を示すものであって、第１
の実施例の構成における、ダミー信号発生部４を取り除
くとともに、矩形領域符号化部５を、特に、領域内符号
化部５１と形状符号化部５２に分けて構成したものであ
る。その他の部分については第１の実施例の構成と同一
である。

次に、第９図を用いて第２の実施例の動作を説明する。

ただし、第２の実施例における、画像信号記憶部１．任
意形状領域設定部２．矩形領域設定部３の動作は第１の
実施例の動作と同一であるので、説明の重複を避けるた
め、矩形領域符号化部５と符号化蓄積部６の動作につい
てのみ説明する。

領域内符号化部５１は、矩形領域設定部３から送られて
くる矩形領域マトリクス（第４図）と矩形領域位置情報
（第５図）のうち、矩形領域マトリクスの要素の値を調
べ、値が１の場合は画像信号記憶部１から該当する画素
の画像信号を読み出してこれを符号化し、また値が０の
場合は符号を発生しない。この動作を該矩形領域マトリ
クスの全ての要素について行い、符号列を作成し、これ
を任意形状領域内符号化データ（第９図（工□））とす
る。

この、任意形状領域内符号化データと矩形領域マトリク
スと矩形領域位置情報は形状符号化部５２に送られる。

形状符号化部５２は、前記矩形領域マトリクス（第４図
）の要素の値を調べ、値がＯである要素に隣接するとこ
ろの値が１である要素の要素番号を羅列した任意領域形
状データ（第９図（工２））を作成する。要素番号は、
先に述べたように、矩形領域マトリクスの左上隅の要素
について、（０，Ｏ）、右下隅の要素を（Ｍ、Ｎ）とい
うように、（行番号９列番号）で表わす。

以上の構成、動作により、請求項（２）の画像信号の符
号化が実現される。

これまでの動作において矩形領域符号化部５で発生され
た任意形状領域内符号化データ（第９図（工□））と任
意領域形状データ（第９図（工２））と矩形領域位置情
報（第５図）は符号蓄積部６に送られる。

符号蓄積部６は、矩形領域毎に先着順に通し番号を付与
し、これをインデックスとして、矩形領域位置情報につ
いては第６図に例示する領域位置情報の蓄積形式により
蓄積し、任意領域形状データと任意領域内符号化データ
については第９図に例示する矩形領域符号化データ蓄積
形式により蓄積する。符号蓄積部６は該蓄積動作を完了
すると。

完了信号を任意形状領域設定部２へ送る。任意形状領域
設定部２が記憶している全ての形状マトリクスについて
以上の動作が実施されることにより。

入力画像を全域にわたって符号化する請求項（３）の画
像信号の符号化が実現される。

第１０図はデータ圧縮部７の構成ブロック図を示すもの
であって、第１の実施例あるいは第２の実施例において
、矩形領域符号化部５と符号蓄積部６の間に挿入される
ことにより第３の実施例を構成するものである。データ
圧縮部７は既知なる画像信号の圧縮符号化方式により圧
縮符号化を行なう圧縮符号化部７１と、別の既知なる画
像信号の圧縮符号化方式により圧縮符号化を行なう圧縮
符号化部７２と、これら複数の圧縮符号化部から−っの
圧縮符号化部を選択し動作せしめる選択制御部７０から
構成する。

本実施例では圧縮符号化部は２つであるが、２つに限る
ことなく必要により３つ以上設けてもよい。また、同一
の圧縮符号化方式においても、圧縮の程度等を制御する
パラメータの値を違えたものを別の圧縮符号化部として
設定してもよい、なお第３の実施例は、データ圧縮部７
が挿入されることを除いて、その他の部分の構成につい
ては第１の実施例の構成（第１図）あるいは第２の実施
例の構成（第８図）と同一である。

次に第１１図を用いて第３の実施例の動作を説明する。

ただし、第３の実施例における１画像信号記憶部１、任
意形状領域設定部２、矩形領域設定部３、ダミー信号発
生部４、矩形領域符号化部５の動作は第１の実施例ある
いは第２の実施例の動作と同一であるので、説明の重複
を避けるため、データ圧縮部７と符号蓄積部６の動作に
ついてのみ説明する。

データ圧縮部７は、矩形符号部６から送られてくる矩形
領域に関するデータ（第１の実施例においては、矩形領
域位置情報（第５図）と矩形領域符号化データ（第７図
）、また第２の実施例においては、矩形領域位置情報（
第６図）と任意形状領域内符号化データ（第９図（工、
））と任意領域形状データ（第９図（工２）））の圧縮
符号化を行なう、圧縮符号化とは［最近の符号化技術の
動向（テレビジョン学会誌、　Ｖｏｌ、３９．　Ｎｏ、
１０．　ｐｐ８５３−８６０．１９８５年）」に記載さ
れているランレングス符号化、直行変換符号化等に代表
される符号化手法であり、もとのデータの符号量で符号
化を実現するものである。

本発明は構成においては、圧縮符号化部７１あるいは圧
縮符号化部７２で圧縮符号化が実行される。

選択制御部７０は、一つの矩形領域に関するデータが矩
形領域符号化部５から送られてくるたびに、圧縮符号化
方式の選択を行い１選択結果に応じて圧縮符号化部７１
あるいは圧縮符号化部７２に、矩形領域に関するデータ
から矩形領域位置情報を除いたものを送る。圧縮符号化
部７１あるいは圧縮符号化部７２から圧縮符号化された
データを送り返されてくると、選択制御部７０はこれを
受は取り、これを新たに、矩形領域圧縮符号化データと
する。圧縮符号化方式の選択については、矩形領域毎に
スイッチにより切り替えてもよいし、矩形領域内の画像
信号に対して、既知の特徴抽出処理、即ち、平均値１分
散値、ヒストグラム、周波数解析等を施し、その結果と
閾値を比較し、比較結果に応じて自動的に選択してもよ
い０選択制御部７０は、矩形領域毎に選択した圧縮符号
化方式の種別を表わす圧縮方式識別情報を発生する。

−以上の構成、動作において、請求項（１）または（２
）の画像信号の符号化が実現される。

これまでの動作において圧縮符号化部７で発生された矩
形領域圧縮符号化データと矩形領域位置情報と圧縮方式
識別情報は符号蓄積部６に送られる。

符号蓄積部６は、矩形領域毎に先着順に通し番号を付与
し、これをインデックスとして、矩形領域位置情報につ
いては第６図に例示する領域位置情報の蓄積形式により
蓄積し、また、第１１図に例示するように矩形領域圧縮
符号化データ（１）は圧縮方式識別情報（つ）が付与さ
れて蓄積される。符号蓄積部６は該蓄積動作を完了する
と、完了信号を任意形状領域設定部２へ送る。任意形状
領域設定部２が記憶している全ての形状マトリクスにつ
いて以上の動作が実施されることにより、請求項（３）
の画像信号の符号化が実現される。

以上の説明における。カメラ等の画像入力装置から出力
される画像信号は、動画像として符号化される場合と、
静止画像として符号化される場合があるが、動画像は時
間的に連続する複数枚の静止画像（フレーム）から構成
されるものであり。

静止画像における本発明の符号化動作を動画像の各フレ
ームに対して適用することは容易である。

このため本発明の構成上、動画像、静止画像いずれでも
差し支えない。

（発明の効果）本発明は以上説明したように構成されているので、−枚
の画像内に、閉領域であるところの任意形状領域の該領
域を包含する矩形領域を設定し。

これを請求項（１）または（２）により部分画像とし。

さらに請求項（３）のように画像内の全ての領域を網羅
するよう複数の部分画像を画像内に設け、この部分画像
毎に独立して符号化蓄積することにより、たとえば１画
像を再生する際に、ダミー信号の部分や、閉曲線の外の
部分は再生しないようにして、画像内の任意形状領域の
みを即座に取り出すことができる。また、本発明は画像
データベースにおいて部分画像あるいはこれを幾つか組
み合わせた画像を検索用データの単位とすることができ
る等、符号化画素の部分的な表示あるいは加工を煩雑な
処理を行なうことなく少ない処理時間で実現できるとい
う効果がある。

４、　図ｃｆ＋ｊの簡単な説明第１図は本発明の第１の実施例の構成ブロック図、第２
図は画像入力装置から入力された画像の例、第３図は形
状マトリクスの例、第４図は矩形領域７１−リクスの例
、第５図は矩形領域の画像内での位置を説明する図、第
６図は矩形領域位置情報の蓄積形式の例、第７図は第１
の実施例における矩形領域符号化データの蓄積形式の例
、第８図は本発明の第２の実施例の構成ブロック図、第
９図は第２の実施例における矩形領域符号化データの蓄
積形式の例、第１０図は本発明の第３の実施例にかける
データ圧縮部の構成ブロック図、第１１図は第３の実施
例における矩形領域圧縮符号化データの蓄積形式の例で
ある。

１　・・・画像信号記憶部、２　・・・任意形状領域設
定部、３　・・・矩形領域設定部、４　・・・ダミー信
号発生部、５　・・・矩形領域符号化部、５１・・・領
域内符号化部、５２・・・形状符号化部、６　・・・符
号蓄積部、７　・・・データ圧縮部、７０・・・選択制
御部、７１．７２・・・圧縮符号化部。

特許出願人　日本電話電信株式会社第２図ＩＵと１０Ｉ、１０２，１０３閘歯線＋Ｉｌ　、１１２．１１３代色形状゛槓練第３図第４図（２）影領域マトリクス）（ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）　’　　　　　
　　　　　　（ｃ）第５図（ｙｔ形砿殖４η蟇情報）３ｇ８図第９図第１０図し−―−−−−−−−−−Ｊ第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カメラ等の画像入力装置から出力される画像信号
をディジタル化し符号化する際に、画像内に、閉領域で
あるところの任意形状領域と該領域を包含する矩形領域
を設定し、該矩形領域内に含まれる画素のうち、前記任
意形状領域内の画素については、該画素に対して画像入
力装置から入力される画像信号を符号化し、また前記任
意形状領域内に含まれない画素については、入力される
画像信号とは無関係なダミー信号を与え符号化すること
により、入力画像内の一部分のみを符号化することを特
徴とする画像信号の符号化方式。
（２）カメラ等の画像入力装置から出力される画像信号
をディジタル化し符号化する際に、画像内に、閉領域で
あるところの任意形状領域と該領域を包含する矩形領域
を設定し、該矩形領域内において、任意形状領域の内側
と外側の境界を規定する閉曲線の情報と、任意形状領域
内の画素に対して画像入力装置から入力される画像信号
とを符号化することにより、入力画像内の一部分のみを
符号化することを特徴とする画像信号の符号化方式。
（３）矩形領域を画像内の複数の箇所に設定し、それぞ
れの前記矩形領域について、その矩形領域の画像内での
位置、大きさを表わす情報を符号化し入力画像の全域に
わたって符号化することを特徴とする請求項（１）また
は（２）に記載の画像信号の符号化方式。