JPS6238079A - 画像符号化装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分身 本発明は、画像データの持つ近隣画素の相関性を利用し
て、冗長なテークを省き、より少ない符号量で画質劣下
の少ない画像の符号化を行なう画像符号化装置に関する
。

従来の技術 近年の半導体製造技爾の進歩は目ざましく、メモリの大
容量化、低価格下が急速に進んでいる。

これに伴ないフレームメモリを用いた高度な画像処理技
術も身近なものとなり、より高能率な画像符号化技術の
研究開発が行なわれる様になった。

第３図に画像伝送システムに応用した場合の画像符号化
、復号化装置の位置づけを示すものである。第３図に於
て、３０１はカメラやスキャナ等によって画像情報を読
み込む画像情報入力装置、３０２け入力した画像信号か
ら近隣画素間の相閏を利用して冗長を除去し圧縮する画
像符号化装置、３０３は符号化された画像信号を伝送路
へ送り出す送信装置、３０４は伝送路を通じて送られて
米た符号化された画像信号を受けとる受信装置、３０５
は符号化された画像信号から画像信号を再生する画像符
号化装置、３０６は再生した画像を表示する画像表示装
置である。

従来、多階調画像の高能率符号化方式として、画像を近
隣画素をまとめた適当な太き場のブロックに分割し、ブ
ロック内の画素相関、あるいは近隣グロック間の相関を
使って冗長度を抑圧し、符号化する方法がある。この方
式の例として「岸本、三７矢他：「静止画像に対するブ
ロック符号化法の検討」、信学技報ＩＥ７８−４３ＪＪ
がある。

この方法は、個々のブロックに対し幾つかの適当な階調
を割り当て、この階調によって各々の画素の輝度値を代
表させるものである。ここで、割り当てる階調の数を多
くとる程忠実に原画を再現できるが、符号化ビット数が
増えてしまうため、通常、ブロック毎に２つの階調を設
定し、各々の画素がどちらの階調に属するかを指定する
ことにより符号化ビット数を削減し、尚かつ精細性を保
持するという方法をとっている。この場合のブロック符
号化法の一般式は第（１）式で表わされる。

Ｐｌニブロック内の１番目の画素 ｘ、：画素Ｐｉの輝度レベル Ｙｌ：画素Ｐｉの符号化による変換後の輝度レベルａｏ
、ａｌ　ニブロック内で割り当てる２つの階調レベルφ
ｌ：画素Ｐ１の輝度が８０か８１かを示す２元数Ｘア：
ブロック内の閾値 すなわち、輝度レベルは”Ｏ＋ａ＋の２階調だけで表現
され、各画素にどちらの輝度レベルが割り当てられるか
は、φｌが０か１かの１ビツトで表わすことができるた
め、画素当たりのビット数は各画素の輝度を独立に符号
化するよりも大幅に削減することが可能となるという特
長がある。第４図にブロック符号化表の概念図を示す。

図において、４０１は画像を水平、垂直方向に分割し、
ブロック化した状ｉ、４０２はあるブロックにおける画
素値、４０３はブロックに対して割ｇ当てられたａｏ、
ａｌの２階調に対する各画素のピットパターン、４０４
は復号化の変換処理後における画素値、４０５は符号化
の変換処理、４０６ｉｄ復号化の変換処理を表わす。

ここで、’Ｏ１ａ＋の２階調を各々ｑビット、φｌを各
々１ビツトで表現した場合、１画素当たりのビット［Ｂ
は第（４）式で表わされる。

Ｂ＝１＋２ＣＩ／Ｎ　　　　　　　　（４）但し、Ｎニ
ブロック内の画素数 原画像が１画素当たり８ビツトで表現される場合、充分
な画質を得るためにｎｑ＝８程度必要とされ、Ｎ　＝４
Ｘ４画素から収るブロック単位で符号化を行なう場合、
１画素当たり２ビツトまで圧縮される。

発明が解決しようとする間穎点 しかし、以上のような構成によれは、更に１画素当たり
のピッｌ−＆を減らそうとすると、ブロックサイズの拡
大や階調数の制限といった操作により解像度や階調性が
損なわれ、画質の劣下が避けられないといった問題を有
していた。本発明は、上記問題点を解決し、一層の高能
率符号化達成を目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、入力画像を近隣の画素をまとめて１つの単位
にブロック化し、前記ブロック内の画素の値を基にブロ
ックに対して複数個の階調を与え、前記ブロック内の各
画素にどの階調を割り当てたかを表わすパターン情報を
与え、前記階調情報とパターン情報とを組み合わせて符
号を作成する際に各階調を符号化し、それらの階調を符
号化する順番によってパターン情報の一部を片替りする
ことにより、パターン情報の符号数を削温し、総符号数
を削減するものである。

作　　用 本発明は上記構成により、階調の値の大小の情報を積極
的に利用し、バタン情報の一部を階調情報を符号化する
際の順位の情報で片替りすることによって、パターン情
報の符号数を削頚し、全体として、従来に比べ何ら画質
を損うことなく符号数の削減を達成するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例における画像符号化装置のブ
ロック結線図である。第１図において、１０１は画像情
報をディジクルデータとして取り込む画像入力部、１０
２けディジクル化した画像情報を格納しておく画像記憶
部、１０３は画像記憶部１０２から隣接画素のデータを
まとめて読み込みブロック化して一時格納しておくブロ
ック化データバッファ部、１０４はブロック単位の画像
情報から２値の階調情報を分離抽出する階調分離部、１
０５は分離した階調情報を一時格納しておく階調情報格
納部、１０６はグロック内の画素と階調情報とを対応づ
けるのに必要なパターン情報を一時格納しておくパター
ン情報格納部、１０７はパターン情報から得られた特定
画素と階調情報との対応１係を２つの階調情報の符号化
順位の関係に置き換えるための階調情報符号化順位決定
部、１０８ｒ／′ｉ階調情報符号化順位決定部１０７、
階調情報格納部１０５、及びパターン情報格納部１０６
から送られて米るデータを総合して符号を作成し出力す
る符号作成部である。

上記構成において、以下にその動作について説明する。

画像入力部１０１では、階調画像をＴＶカメラで読み取
った後、画素周期でサンプリングを行ない、画素当たり
８ビツトで量子化した後、順次画像記憶部１０２へ転送
する。画像記憶部１０２ではディジクル化された画素毎
の情報を格納しておく。ブロック化データバッファ部１
０３では、画像記憶部１０２から水平方向４画素垂直方
向４画素の総画素数Ｎ＝１６画素から成るブロックを単
位としてブロック毎に各画素の値を読み出し、符号化の
単位として一時格納しておく。階調分離部１０４では、
プロ７り内の階調情報をブロックを代表する２つの階調
で表現すると同時に、それぞれの階調に対応する画素を
示すためのパターン情報を作成する。この時点での階調
表言は各８ビツトで行なう。２つの階ｇＮ　ａ　０．δ
１の氷め方は第（５）、（６）式による。

８、−１ダ、１．１ ４ｊ＝ｌ　　　　　　　　　　（１ ｘ１ニブロツク内の画素Ｐ１の輝度レベルＸ□ニブロッ
ク内の画素の平均輝度レベル１６　：　Ｘｉ　＜　ｘＴ
となる画素数１１：ｘｌ〉ｘＴ、、！：なる画素数 ここで、第（５Ｌ　　（６）式より得られる２つの階調
情報”０＋”ｌは階調情報格納部１０５へ格納され、ま
た、第（７）、（８）式より得られる２つの階調と画素
との対応づけを表わすパターン情報φｉ　（ｉ　＝　１
．２、・・・　、１６）は１６ビツトのデータとしてパ
ターン情報格納部１０６へ格納する。

階調情報符号化順位決定部１０７では、パターン情報の
最下位ビットの値φ１６をもって階調情報符号化の順位
を次の様に決定する。

ｉ）φ１６＝φのとき”　Ｏｒ　’　ｌの順に符号化１
１）φ１６−１のときａｌ、ａｏの順に符号化ここで、
本実施例の場合、ブロック内の輝度値が２値であるので
、符号作成部１０８には、φ１６の値をそのまま転送す
る。符号作成部１０８では、階調情報格納部１０５、パ
ターン情報格納部１０６及び階調情報符号化順位決定部
１０７からの転送テ′−タ’　Ｏ＋　’　ｌ　ｒφ１（
ｉ＝１．２、・・曲、１６）を用いて符号を作成する。

このときの符号構成を２図参照しながら説明する。

第２図は符号作成部１０８で作成する符号データの構成
を示す図である。第２図に於て、（ａ）はφ１６＝０の
場合、（ｂ）ｉ−ｔφ１６＝１の場合の符号データの構
成を示す。２０１は低輝度レベル、２０２は高輝度レベ
ル、２０３は符号化を行なうパターン情報、２０４は符
号化を行なわないパターン情報を表わす。φ１６二〇の
ときは、第２図（ａ）の構成となり、φ１６＝１のとき
は第２図（ｂ）の構成となり、作成された符号は２０１
．２０２．２０３の順に出力され、２０４の部分は出力
されない。ビット配分は階調情報ａ。＋ａｌに各８ビツ
ト、パターン情報φ１（ｉ＝１．２、・・・・、Ｎ−１
）に１５ビツトで計３１ビットとなり、本実施例ではビ
ット当り１／３２Ｘ１００＝３．１％の符号量削減きな
る。また、復号化装置に於ては、転送されたデータを順
にｂｏ、ｂｌ、φ１（ｉ＝１．２、・・・・、１５）と
し、ｋ）Ｏとす、の大小関係からａ。＋ａｌを決定し、
’　Ｏｒ　ａｌの順番からφ１６を決定し、更にこれら
の値を第（１）式に代入することによって再生画像が得
られる。

尚、第１図に於て、１０３から１０８までの各部での処
理は、入力された両像領域の全部または一部について繰
り返し行なわれる。

発明の効果 以上のように本発明は、隣接画素から成るグロックに複
数の階調を与え、それぞれの階調に対応する画素のパタ
ーン情報全作成Ｌｚ　、これら階調情報とパターン情報
との２つの情報でブロック単位に画像情報を符号化する
際に、パターン情報の一部をこれ寸で利用していなかっ
た階調情報符号化の際の順位の情報に置き換えることに
より、パターン情報の符号数を削減し、全体として従来
に比べ何ら画質を損なわずに符号数の削減が達成でき、
かつ、ブロック当りの符号数が一定となるため伝送誤り
が他のグロックに波及しにくいというブロック符号化本
来の特長も保存できるという効果がある。また本発明で
は、パターン情報に関する符号数が１３ｒ！実に１ビツ
ト削減できるためブロックサイズが小さいほど、また量
子化ビット数を少なくとるほどその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像符号化装置のグ
ロック結線図、第２図は同装置の要部である符号作成部
にて作成した符号テークのビット配分を表わす概念図、
第３図は従来の画像符号化装置のブロック結線図、第４
図は従来の符号化方法の例を説明する概念図である。 １０１・・・・・画像入力部、１０２・・・・・画像記
憶部、１０３・・・・・・ブロック化データバッファ部
、１０４・・・・・・階調分離部、１０５・・・・・・
階調情報格納部、１０６・・・・・・パターン情報格納
部、１０７・・・・・・階調情報符号化順位決定部、１
０８・・・・・・符号作成部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　斂　男　ほか１名第４
図 句６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力した多階調画像から近隣の画素同志をまとめて１つ
   の単位として取り出すブロック化手段と、前記各単位内
   の画素の値を基に各単位毎に複数個の階調を割り当てる
   階調割当手段と、前記割り当てられた複数個の階調と単
   位内の各画素の間で対応づけを行なってパターンを作成
   するパターン情報作成手段と、前記パターンの情報の一
   部を複数個の階調を符号化する順番の情報に置き換える
   符号化順位決定手段と、前記符号化順位決定手段が決定
   した順番に従って階調とパターン情報から一部の情報を
   除いた部分について符号化を行なう符号作成手段とを少
   なくとも有する画像符号化装置。