JPH0750835A - 画像符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 あるブロックに歪みが発生しても、その歪み
がブロックの外まではみ出さず、かつ圧縮効率のよい符
号化を実現する。 【構成】 サブバンド分割器１１は、原画像を低域の画
像と複数の高域の画像にサブバンド分割し、直交変換器
１２は、低域の画像を第１の大きさのブロックに分割し
て直交変換し、ブロック分割器１３は、高域の画像を第
１の大きさのブロックに分割する。前記直交変換された
第１の大きさのブロックと前記高域の画像の第１の大き
さのブロックとを合成して、第２の大きさのブロックを
構成することによってハイブリッド変換を行う。フレー
ムメモリ２１は、ハイブリッド変換係数を並べかえて低
域の画像といくつかの高域の画像を作成し、逆直交変換
器２２は、低域の画像を第１の大きさのブロックに分割
して逆直交変換し、サブバンド合成器２３は、画像全体
をサブバンド合成して逆ハイブリッド変換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像符号化装置に関
し、より詳細には、画像をサブバンド分割し、低域のみ
を直交変換した後、並べかえによって実現する重複ブロ
ック変換を動き補償予測符号化に応用するようにした画
像符号化装置に関する。例えば、ディジタル画像処理の
分野における画像データの高能率符号化に適用されるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディジタル動画像をフレーム
間予測，直交変換，量子化，可変長符号化等の技術を用
いて圧縮する方式が提案されている。特に近年、新しい
変換として変換基底がブロック間にまたがった変換（重
複ブロック変換）が盛んに研究されている。また、これ
を画像符号化に応用する試みも行われている。例えば、 （１）「動き補償フィルタバング構造を用いた画像符号
化」（如澤 外１名、1992年、画像符号化シンポジウム
8-5，pp.277-279）に述べられている手法は、重複ブロ
ック変換を動き補償フレーム間予測符号化に応用したも
のである。 （２）「ハイブリッド変換による画像符号化の一検討」
（堅田 外２名、1992年、画像符号化シンポジウム 6-
4，pp.217-220）に述べられている手法は、ＤＣＴ（離
散コサイン変換）と重複ブロック変換の一例であるＬＷ
Ｔ（重複ウェーブレット変換）を組み合わせたハイブリ
ッド変換を、フレーム内符号化に応用したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来法
（１）では、重複ブロック変換としてサブバンド分割を
用いた変換を行うため、図３（ａ）〜（ｄ）のように、
低域の変換基底がブロックの外まで大きくはみ出す。な
お、破線は注目するブロックの境界を示す。このため、
画像中のあるブロックに大きな歪みが発生すると、その
歪みがブロックの外まではみ出してしまう。このような
歪みは視覚的に大きな劣化の原因となる。また、従来法
（２）では、変換基底が図４（ａ）〜（ｄ）のようにな
り、低域の変換基底のブロック外へのはみ出しは少な
い。なお、破線は図３と同様に注目するブロックの境界
を示す。しかしながら、フレーム内符号化では十分な圧
縮効率が得られないという問題点があった。

【０００４】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、あるブロックに歪みが発生しても、その歪み
がブロックの外まではみ出さず、かつ圧縮効率のよい画
像符号化装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、原画像を低域の画像と複数の高域の画像
にサブバンド分割し、該低域の画像を第１の大きさのブ
ロックに分割して直交変換し、前記高域の画像を各々第
１の大きさのブロックに分割し、前記直交変換された第
１の大きさのブロックと前記高域の画像の第１の大きさ
のブロックを合成して第２の大きさのブロックを構成す
ることによってハイブリッド変換を行うハイブリッド変
換手段と、ハイブリッド変換係数を並べかえて低域の画
像と複数の高域の画像を作成し、該低域の画像を第１の
大きさのブロックに分割して逆直交変換し、画像全体を
サブバンド合成することによって逆ハイブリッド変換を
行う逆ハイブリッド変換手段と、ハイブリッド変換係数
を符号化するための動画像符号化手段とから成ることを
特徴としたものである。

【０００６】

【作用】ハイブリッド変換を行うハイブリッド変換手段
は、ブロック間の重複の少ない変換基底によって画像を
変換してハイブリッド変換係数を求め、逆ハイブリッド
変換を行う逆ハイブリッド変換手段は、ブロック間の重
複の少ない変換基底によって画像を逆変換して復元画像
を求め、動画像符号化手段は、復元画像を参照画像とし
て動き補償予測符号化を行う。

【０００７】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による画像符号化装置の一実施例
を説明するための構成図で、図中、１はハイブリッド変
換器、２はハイブリッド逆変換器、１１はサブバンド分
割器、１２は直交変換器、１３はブロック分割器、１
４，１９は加算器、１５はモード選択器、１６，２０は
スイッチ、１７は量子化器、１８は逆量子化器、２１は
フレームメモリ、２２は逆直交変換器、２３はサブバン
ド合成器、２４は動き補償予測器、２５は動ベクトル検
出器である。

【０００８】ハイブリッド変換器１は、サブバンド分割
器１１と直交変換器１２とブロック分割器１３とで構成
される。ハイブリッド逆変換器２は、フレームメモリ２
１と逆直交変換器２２とサブバンド合成器２３とで構成
される。前記サブバンド分割器１１は、原画像を低域の
画像と複数の高域の画像にサブバンド分割し、直交変換
器１２は、前記低域の画像を第１の大きさのブロックに
分割して直交変換する。ブロック分割器１３は、前記複
数の高域の画像を第１の大きさのブロックに分割する。
前記直交変換された第１の大きさのブロックと、前記高
域の画像の第１の大きさのブロックとを合成し、第２の
大きさのブロックを構成することによってハイブリッド
変換を行う。

【０００９】フレームメモリ２１は、ハイブリッド変換
係数を並べかえて低域の画像と複数の高域の画像を作成
し、逆直交変換器２２は、前記低域の画像を第１の大き
さのブロックに分割して逆直交変換する。サブバンド合
成器２３は、画像全体をサブバンド合成する。このよう
にして、逆ハイブリッド変換を行って復元画像を作成
し、該復元画像を動き補償予測に用いる。動き補償予測
器２４は、ハイブリッド変換係数を予測するための動画
像予測手段である。

【００１０】図２（ａ）〜（ｂ）は、ハイブリッド変換
について説明するための図である。ここでは、画像サイ
ズを２４画素×２４画素とし、これを８×８のハイブリ
ッド変換する例を示した。図において、まず画像をサブ
バンドフィルタによって、１２画素×１２画素の低域の
画像（ＬＬ）と、１２画素×１２画素の３枚の高域の画
像（ＬＨ，ＨＬ，ＨＨ）に分割する。次に、各画像を４
画素×４画素からなるブロックに分割し、低域の画像
（ＬＬ）の各ブロックを２次元直交変換する。直交変換
としては、ＤＣＴ，離散フーリエ変換，アダマール変
換，ＫＬ変換などを用いる。最後に、低域の画像（Ｌ
Ｌ）と高域の画像（ＬＨ，ＨＬ，ＨＨ）からそれぞれ４
画素×４画素を集めて、８画素×８画素からなるハイブ
リッド変換係数のブロックを得る。

【００１１】前述したハイブリッド変換以外に、特願平
４−６８７４９号の「符号化方法」を用いてもよい。す
なわち、１次元信号をマルチレゾルーション分割し、分
割された信号の低領成分を大きさがｎ／２のブロックに
分割し、低域成分の変換基底がブロック内にとどまるよ
うにｎ／２点変換を行い、ｎ／２点の変換係数及び入力
信号で同一位置に属するマルチレゾルーション分割の広
域成分のｎ／２点を集めて大きさがｎブロックを形成し
てｎ点ハイブリッド変換する符号化方法である。この場
合、ハイブリッド変換は、水平方向に対する１次元ハイ
ブリッド変換及び垂直方向に対する１次元ハイブリッド
変換によって構成される。

【００１２】次に、図１を用いて符号化器の動作を説明
する。まず、サブバンド分割器１１で符号化しようとす
る画像をサブバンド分割する。直交変換器１２でサブバ
ンド分割された画像の低域の画像を直交変換する。この
時、直交変換としては変換基底がブロック内に収まるＤ
ＣＴなどが用いられる。ブロック分割器１３でハイブリ
ッド変換係数のブロックを構成する。これらの働きは、
図２により説明した通りである。加算器１４では、ブロ
ック分割器１３から出力された原画像のハイブリッド変
換係数と、動き補償予測器２４から出力された参照画像
のハイブリッド変換係数との差分をとる。モード選択器
１５では、ブロック分割器１３から出力されたハイブリ
ッド変換係数と加算器１４から出力された差分とを比較
し、いずれを符号化するかをブロック毎に選択し、スイ
ッチ１６，２０を切替える。すなわち、差分信号を選択
する時はスイッチ１６，２０を下に切替え、そうでない
ときはスイッチ１６，２０を上に切替える。

【００１３】量子化器１７は、スイッチ１６からの信号
を量子化し、逆量子化器１８は量子化された信号を逆量
子化する。加算器１９では、逆量子化器１８から出力さ
れた信号と、スイッチ２０からの信号を加算する。フレ
ームメモリ２１は、加算器１９から出力される復元され
たハイブリッド変換係数を低域の画像（ＬＬ）と高域の
画像（ＬＨ，ＨＬ，ＨＨ）の形に並べかえながら蓄え
る。逆直交変換器２２は、フレームメモリ２１のフレー
ムメモリに蓄えられた信号の低域の画像（ＬＬ）の部分
を逆直交変換する。サブバンド合成器２３は、逆直交変
換器２２の出力をサブバンド合成して、参照画像を作成
する。これらフレームメモリ２１と逆直交変換器２２と
サブバンド合成器２３の働きは、図２に示したハイブリ
ッド変換の過程をちょうど逆にしたものとなる。

【００１４】動ベクトル検出器２５は、原画像とサブバ
ンド合成器２３の出力である参照画像から動きベクトル
を検出する。動き補償予測器２４は、動ベクトル検出器
２５で検出された動きベクトルと、サブバンド合成器２
３から出力される参照画像をもとに予測用のブロックを
切り出し、これをハイブリッド変換して加算器１４に供
給する。符号化データは、モード選択器１５から出力さ
れるモード選択情報と量子化器１７から出力される量子
化インデックスと、動ベクトル検出器２５から出力され
る動きベクトル情報である。これらがエントロピー符号
等によって可変長符号化され、さらに誤り訂正符号化さ
れ、記録あるいは伝送される。

【００１５】以上、実施例について説明したが、本発明
は、上記以外のいかなる動画像符号化にも適用できる。
例えば、動き補償予測を用いないフレーム間差分符号化
方式や、公知文献「オーバーラップブロック動き補償を
用いたＭＤＣＴ動画像符号化の検討」（1991年 画像符
号化シンポジウム 7-4 pp.177-178）に述べられような
オーバラップ動き補償予測を用いた符号化方式にも応用
することができる。このオーバラップ動き補償予測を用
いた符号化方式とは、ＤＣＴを用いた画像符号化で問題
になるブロック歪を軽減する符号化方式であり、ブロッ
クを重ね合わせる動き補償とＭＤＣＴ（Modified ＤＣ
Ｔ）とを組み合わせた動画像符号化方式である。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、低域の変換基底のブロック間の重複が少ない
ハイブリッド変換を用いて動画像符号化を行うので、あ
るブロックで歪が発生しても、歪が隣接ブロックに広が
らず、視覚的に良好な復元画像を得ることのできる符号
化が実現できる。また、フレーム間符号化を行うため、
圧縮効率のよい符号化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像符号化装置の一実施例を説明
するための構成図である。

【図２】本発明における２次元ハイブリッド変換を説明
するための図である。

【図３】従来の１次元ウェーブレット変換の低域の変換
基底を示す図である。

【図４】従来のハイブリッド変換の低域の変換基底を示
す図である。

【符号の説明】

１…ハイブリッド変換器、２…ハイブリッド逆変換器、
１１…サブバンド分割器、１２…直交変換器、１３…ブ
ロック分割器、１４，１９…加算器、１５…モード選択
器、１６，２０…スイッチ、１７…量子化器、１８…逆
量子化器、２１…フレームメモリ、２２…逆直交変換
器、２３…サブバンド合成器、２４…動き補償予測器、
２５…動ベクトル検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像を低域の画像と複数の高域の画像
   にサブバンド分割し、該低域の画像を第１の大きさのブ
   ロックに分割して直交変換し、前記高域の画像を各々第
   １の大きさのブロックに分割し、前記直交変換された第
   １の大きさのブロックと前記高域の画像の第１の大きさ
   のブロックを合成して第２の大きさのブロックを構成す
   ることによってハイブリッド変換を行うハイブリッド変
   換手段と、ハイブリッド変換係数を並べかえて低域の画
   像と複数の高域の画像を作成し、該低域の画像を第１の
   大きさのブロックに分割して逆直交変換し、画像全体を
   サブバンド合成することによって逆ハイブリッド変換を
   行う逆ハイブリッド変換手段と、ハイブリッド変換係数
   を符号化するための動画像符号化手段とから成ることを
   特徴とする画像符号化装置。