JP2010166520A - 画像符号化・復号化装置 - Google Patents
画像符号化・復号化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010166520A JP2010166520A JP2009009180A JP2009009180A JP2010166520A JP 2010166520 A JP2010166520 A JP 2010166520A JP 2009009180 A JP2009009180 A JP 2009009180A JP 2009009180 A JP2009009180 A JP 2009009180A JP 2010166520 A JP2010166520 A JP 2010166520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- pixel
- prediction
- encoded
- quantization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/30—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability
- H04N19/36—Scalability techniques involving formatting the layers as a function of picture distortion after decoding, e.g. signal-to-noise [SNR] scalability
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
【課題】ランダムアクセス性は維持したまま、画素データ以外の情報は付加させずに、画素単位で符号化することで画質劣化を抑圧しながら高圧縮を実現する。
【解決手段】N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Nビットのダイナミックレンジを持つ画素データを入力とし、符号化対象画素の周辺に位置する少なくとも1画素から予測画素生成部102にて生成された予測値との差分を差分生成部103にて算出し、予測差分値から第1オフセット値を減じた値を量子化処理部106にて量子化し、更に加算器110にて第2オフセット値を加算する。一方で、符号化予測値決定部104にて前記予測値の信号レベルから符号化後の予測値の信号レベルである符号化予測値を前もって予測し、量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、更に加算器111にて前記符号化予測値に加減算することにより、Mビットの符号化データを得る。
【選択図】図1
【解決手段】N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Nビットのダイナミックレンジを持つ画素データを入力とし、符号化対象画素の周辺に位置する少なくとも1画素から予測画素生成部102にて生成された予測値との差分を差分生成部103にて算出し、予測差分値から第1オフセット値を減じた値を量子化処理部106にて量子化し、更に加算器110にて第2オフセット値を加算する。一方で、符号化予測値決定部104にて前記予測値の信号レベルから符号化後の予測値の信号レベルである符号化予測値を前もって予測し、量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、更に加算器111にて前記符号化予測値に加減算することにより、Mビットの符号化データを得る。
【選択図】図1
Description
本発明は、デジタルスチルカメラ、ネットワークカメラ、プリンタ等のように画像を扱う装置において、画像圧縮によるデータ転送の高速化やメモリの使用量削減を目的とした画像符号化・復号化装置に関するものである。
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮像素子の高画素化に伴い、装置に搭載される集積回路が処理する画像データ量が増大している。多くの画像データを扱うには、集積回路内のデータ転送のバス幅を確保するために、動作周波数の高速化、メモリの大容量化等が考えられるが、これらはコストアップに直接繋がってしまう。
また、一般的にデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置では、集積回路内での全ての画像処理を終えると、SDカード等の外部記録装置に記録する際に圧縮処理を行い、非圧縮に比べてより大きな画像サイズ、多くの枚数の画像データを同じ容量の外部記録装置に格納しており、この圧縮処理には、JPEG、MPEGといった符号化方式が用いられている。
特許文献1では、画像データの圧縮処理を画像処理後のデータに対して施すだけでなく、撮像素子から入力される画素信号(RAWデータ)に対しても圧縮処理を展開することで、同じメモリ容量で、同じ画像サイズの連写枚数を増やすことを目的としている。その実装方法については、隣接画素との差分値から量子化幅を決定し、その量子化幅から一意に求まるオフセット値を圧縮対象の画素値から減算することで、被量子化処理値を決定するため、メモリを必要とせず、低い符号化演算処理負荷を確保した状態で圧縮処理を実現するデジタル信号圧縮符号化及び復号化装置を提供している。
また、特許文献2では、TV信号等の画像データを画像符号化により圧縮して記録媒体に記録し、記録媒体に記録された圧縮データを伸張して再生することを目的としており、その実装方法においては、ROMテーブル等を用いず、単純な加減算器と比較器とによって高速に予測符号化を行い、更に、各量子化値自体に絶対的なレベル情報を保持させることで、予測値が誤った場合の誤り伝搬を低減させている。
特開2007−036566号公報
特開平10−056638号公報
しかし、特許文献1のデジタル信号圧縮符号化装置では、ゾーン量子化幅決定部において、近接する複数の画素で構成されたグループを意味する「ゾーン」に含まれる全ての画素において、一律の量子化幅(ゾーン量子化幅)で量子化している。このゾーン量子化幅は、ゾーンに含まれる各画素値の近傍同色画素値との差分値の最大値である最大画素値差に対応する量子化範囲に1を加えた値と、画素値データを圧縮符号化したデータのビット数s、すなわち「圧縮符号化画素値データビット数(s)」との差に等しい。つまり、ゾーン内に急峻なエッジが存在し、ある1画素の差分値のみが大きくなった場合でも、同一ゾーン内の画素は全て、その影響を受けて量子化幅が大きくなってしまう。したがって、差分値が小さく量子化があまり必要ない場合でも、必要以上に量子化誤差が発生するという問題があった。この問題を解決するためには、ゾーン内の画素数を減らすことが考えられるが、ゾーン毎に付加するゾーン量子化幅情報のビット数が増えてしまうため、符号化における圧縮率が低減してしまう。
これに対して、特許文献2に記載された画像符号化装置は、線形量子化値生成部により、2のK乗(Kは予め設定された線形量子化幅)による除算が行われ、線形量子化値が求められる。次に非線形量子化値生成部により、予測値と入力画素値との差分値が求められ、その結果に従って数パターンの補正値が求められる。先に求めた差分値により、いずれの補正値が採用されるかが判定され、量子化値及び再生値を得る。以上により、入力画素値から量子化値への変換が行われるが、量子化値及び次の予測値となる再生値は、予測値と入力画素値との差分値に応じて数パターン計算された結果から選択されるようになっている。そのため、入力信号と符号化後の出力信号とのダイナミックレンジの差が大きく高圧縮が要求される場合は、補正値のパターン数が増加することになる。つまり、補正値の算出式のパターン数を増やすことになるため、計算量(回路規模)が増加するという問題があった。
その一方で、一般的にデジタルスチルカメラ等に搭載される集積回路内の画像処理においては、撮像素子から入力されたデジタル画素信号をSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のメモリに一時記憶させ、一時記憶されたデータに対して所定の画像処理や、YC信号生成、拡大・縮小等のズーム処理等を行い、処理後のデータを再度SDRAMに一時記憶する。その際、画像の任意の領域を切り出す場合や、画素の上下間の参照・相関を必要とする画像処理を行う場合等、任意領域の画素データをメモリから読み出すよう要求されることが多い。この際、可変長符号化データでは、符号化データの途中から任意領域を読み出すことはできず、ランダムアクセス性を損なうことになる。
本発明は上記の問題を鑑みたものであり、固定長符号化を行うことでランダムアクセス性は維持したまま、量子化情報等の画素データ以外の情報を付加させずに、画素毎に量子化することにより、画質劣化を抑圧しながら高圧縮を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明では、集積回路のデータ転送単位に着目し、データ転送のバス幅は固定長を保証し、転送単位内における圧縮率の向上を図る。
例えば、本発明の一態様は、N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Nビットのダイナミックレンジを持つ画素データを入力とし、符号化対象画素と予測値との差分を非線形量子化して得られる量子化値を含む符号化データをMビットで表現することで、固定長符号に圧縮する画像符号化装置において、符号化対象画素の周辺に位置する少なくとも1画素から予測値を生成する予測画素生成部と、前記予測値の信号レベルに応じて符号化後の予測値の信号レベルである符号化予測値を前もって予測する符号化予測値決定部と、前記符号化対象画素と前記予測値との差分である予測差分値を求める差分生成部と、前記予測差分値の符号なし整数バイナリ値の桁数から量子化幅を決定する量子化幅決定部と、前記予測差分値から第1オフセット値を減じて被量子化処理値を生成する被量子化処理値生成部と、前記量子化幅決定部で決められた量子化幅により前記被量子化処理値を量子化する量子化処理部と、第2オフセット値を生成するオフセット値生成部とを備え、前記量子化処理部で得られた量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、前記予測差分値の符号に応じて前記符号化予測値に加減算することにより、前記符号化データを得ることを特徴とする。
本発明によれば、画素単位で量子化幅を決定し、かつ、量子化幅情報ビットを付加せずに固定長符号化により符号化が可能になるため、生成された複数の固定長の符号化データを、例えばメモリ等に記憶させた場合、画像内の特定の箇所の画素に対応した符号化データを、容易に特定することができる。その結果、符号化データに対するランダムアクセス性を維持することができる。
すなわち、本発明によれば、メモリへのランダムアクセス性は維持したまま、従来よりも画質の劣化を抑圧することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態や各変形例の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
《実施の形態1》
<画像符号化装置100における符号化処理>
図1は、本発明の実施形態1に係る画像符号化装置100の構成を示すブロック図である。図2は、画像符号化処理のフローチャート図である。図1及び図2を参照し、画像符号化装置100が行う画像を符号化するための処理について説明する。
<画像符号化装置100における符号化処理>
図1は、本発明の実施形態1に係る画像符号化装置100の構成を示すブロック図である。図2は、画像符号化処理のフローチャート図である。図1及び図2を参照し、画像符号化装置100が行う画像を符号化するための処理について説明する。
符号化対象となる画素データは、処理対象画素値入力部101に入力される。本実施形態において、各画素データはNビット長のデジタルデータとし、符号化データをMビット長とする。処理対象画素値入力部101に入力された画素データは、適切なタイミングで予測画素生成部102と、差分生成部103とに出力される。ただし、着目している符号化対象画素が、初期画素値データとして入力された場合は、量子化処理を省き、直接、出力部109に入力する。
着目している符号化対象画素が、初期画素値データでない場合(図2:ステップS101でNO)は、予測画素生成処理(図2:ステップS102)に移行する。予測画素生成部102に入力される画素データは、着目している符号化対象画素値よりも先に入力された、初期画素値データ、又は、以前の符号化対象画素値、又は、先に符号化され、画像復号化装置に送られ、復号化された画素データのいずれかであり、入力された画素データを用いて着目している画素データの予測値を生成する(図2:ステップS102)。
さて、画素データに対する符号化方法として予測符号化が知られている。予測符号化とは、符号化対象画素に対する予測値を生成し、符号化対象画素と予測値との差分値を量子化する方式である。予測値については、画素データの場合、近接する画素の値が同一である又は近い可能性が高いという事実に基づき、近傍の画素データから、着目している符号化対象画素の値を予測することで、差分値をできるだけ小さくして量子化幅を抑えるというものである。図3は、予測値の算出に用いられる近接する画素の配置を示す説明図であり、図中“x”は注目画素の画素値を示す。又、“a”“b”“c”は、注目画素の予測値“y”を求めるための近接画素の画素値である。一般的に用いられる予測式(1)〜(7)は、
y=a …(1)
y=b …(2)
y=c …(3)
y=a+b−c …(4)
y=a+(b−c)/2 …(5)
y=b+(a−c)/2 …(6)
y=(a+b)/2 …(7)
のとおりである。
y=a …(1)
y=b …(2)
y=c …(3)
y=a+b−c …(4)
y=a+(b−c)/2 …(5)
y=b+(a−c)/2 …(6)
y=(a+b)/2 …(7)
のとおりである。
このように注目画素の近接画素の画素値“a”“b”“c”を用いて注目画素の予測値“y”を求め、この予測値“y”と符号化対象画素“x”との予測誤差Δ(=y−x)を求め、この予測誤差Δを符号化する。
予測画素生成部102では、入力される画素データから前記した予測式(1)〜(7)のいずれかの予測式を用いて予測値を算出し、算出した予測値を差分生成部103に出力する。なお、前記した予測式に限らず、圧縮処理における内部のメモリバッファが確保できる場合は、着目画素に隣接している画素以外の周辺画素もメモリバッファに保持しておき、予測に使用することで予測精度を向上することも可能である。
差分生成部103は、処理対象画素値入力部101から受信した符号化対象画素と、予測画素生成部102から受信した予測値との差分(以下、予測差分値という)を生成する。生成された予測差分値は、量子化幅決定部105と被量子化処理値生成部108とに送られる(図2:ステップS104)。
符号化予測値決定部104は、Nビットで表現された予測値の信号レベルに応じて、符号化後の符号化データのビット長、つまりMビットで表現された予測値の信号レベルである符号化予測値Lを前もって予測する。したがって、符号化予測値Lとは、Nビットで表現された予測値がMビットに符号化された場合に、どの程度の信号レベルを持つのかを表す(図2:ステップS103)。
量子化幅決定部105は、差分生成部103から送られる、各符号化対象画素に対応する予測差分値に基づき量子化幅Qを決定し、量子化処理部106とオフセット値生成部107とに出力する。量子化幅Qとは、予測差分値の絶対値(以下、予測差分絶対値)を2進数で表現した数の桁数から、予め決められている非量子化範囲NQ(単位:ビット)を引いた値を指す(NQは自然数)。つまり、予測差分値の符号なし整数バイナリ表現に必要な桁数(ビット数)からNQを引いた値を意味する(図2:ステップS105)。例えば、予測差分値の符号なし整数バイナリ桁数がdのとき、例えば量子化幅Qは、
Q=d−NQ …(8)
により求められる。
Q=d−NQ …(8)
により求められる。
ここで、非量子化範囲NQとは、量子化を行わない予測差分値の範囲を2のNQ乗で示したものであり、予め決めておき、画像符号化装置100の内部のメモリバッファに記憶されているものとする。量子化幅決定部105は、符号化対象画素が予測値の信号レベル付近の信号レベルを持つものと想定して、式(8)により、予測値から離れるほど量子化幅Qが大きい値になるように量子化幅Qを設定する。なお、式(8)の場合は、予測差分値の符号なし整数バイナリ桁数dが増加すると量子化幅Qも増加する関係となる。また、量子化幅Qは負の値を持たないものとする。
被量子化処理値生成部108は、差分生成部103から送られる、各符号化対象画素に対応する予測差分値に基づき、量子化する画素データの信号レベルを算出する。例えば、予測差分値の符号なし整数バイナリ桁数がdのとき、被量子化処理値生成部108は、第1オフセット値を2^(d−1)により求め、当該第1オフセット値を差分絶対値から減じた値を、量子化する画素データの信号レベル、すなわち被量子化処理値として生成し、量子化処理部106に送信する(図2:ステップS106,S107)。
オフセット値生成部107は、量子化幅決定部105から受信した量子化幅Qにより第2オフセット値Fを求める。第2オフセット値Fは、例えば、
F=(2^(NQ−1))×(Q−1)+2^NQ …(9)
により求められる。
F=(2^(NQ−1))×(Q−1)+2^NQ …(9)
により求められる。
このとき、NQは予め決定しておいた非量子化範囲であるため、符号化対象画素と符号化対象画素に対応する予測値との差分値により、量子化幅Qが変化し、それに従って第2オフセット値Fも変化する。つまり、量子化幅Qが増加するに従い、第2オフセット値Fも式(9)に従い大きくなる(図2:ステップS106)。
量子化処理部106は、量子化幅決定部105で算出された量子化幅Qにより、被量子化処理値生成部108から受信した被量子化処理値を量子化する量子化処理を行う。なお、量子化幅Qによる量子化処理とは、符号化対象画素に対応する被量子化処理値を2のQ乗で除算する処理である。ただし、量子化処理部106は、量子化幅Qが“0”である場合、量子化は行わない(図2:ステップS108)。
量子化処理部106から出力された量子化結果は、オフセット値生成部107から出力される第2オフセット値Fと加算器110により加算される。そして、加算器110から出力された画素データ(以下、量子化画素データ)と、符号化予測値決定部104から受信した符号化予測値Lとを、加算器111により加算することで、Mビットで表現した画素データ(以下、符号化画素データという)を生成する(図2:ステップS109)。加算器111により生成された符号化画素データは出力部109から送信される(図2:ステップS110)。
図4及び図5は、本実施の形態における、画像符号化処理を説明するための図である。ここで、処理対象画素値入力部101は、固定ビット幅(Nビット)の画素データを順次受信するものとする。また、処理対象画素値入力部101が受信する画素データのデータ量は8ビット(N=8)であるものとする。すなわち、画素データのダイナミックレンジは8ビットであるものとする。また、符号化データのビット幅Mは5ビットであるものとする。
図4には、一例として、処理対象画素値入力部101に入力される11個の画素データが示される。処理対象画素値入力部101には、画素P1,P2,・・・,P11の順で、各画素に対応する8ビットの画素データが入力されるものとする。画素P1〜P11内に示される数値は、対応する画素データが示す信号レベルである。なお、画素P1に対応する画素データは、初期画素値データであるものとする。
本実施の形態では、符号化対象画素の予測値は、一例として、予測式(1)により算出されるものとする。この場合、算出される符号化対象画素の予測値は、符号化対象画素の左隣の画素の値となる。すなわち、符号化対象画素の画素値は、1つ前に入力された画素と同一の画素値(レベル)になる可能性が高いと予測していることになる。
図5には、処理対象画素値入力部101に画素P2が入力された場合の予測値(P1)と、符号化予測値、第1オフセット値、第2オフセット値、被量子化処理値の各算出結果と、出力部109へ送信される符号化画素データの信号レベルとの関係が示される。
図1の画像符号化装置100では、まず、ステップS101の処理が行われる。ステップS101では、入力された画素データが初期画素値データであるか否かを処理対象画素値入力部101が判定する。ステップS101において、YESならば、処理対象画素値入力部101は、受信した画素データを内部のバッファに記憶させるとともに、当該画素データを出力部109へ送信する。そして、処理は後述するステップS110に移行する。一方、ステップS101において、NOならば、処理はステップS102に移行する。
ここで、処理対象画素値入力部101は、画素P1に対応する、初期画素値データとしての画素データを受信したものとする。この場合、処理対象画素値入力部101は、入力された画素データを内部のバッファに記憶させるとともに、当該画素データを出力部109へ送信する。なお、バッファに画素データが既に記憶されている場合、処理対象画素値入力部101は、受信した画素データを内部のバッファに上書き記憶させる。
ここで、画素P2が符号化対象画素であるものとする。この場合、処理対象画素値入力部101は、画素P2に対応する画素データ(符号化対象画素データ)を受信したものとする。符号化対象画素データが示す画素値は“228”であるものとする。この場合、受信した画素データは初期画素値データでないので(S101でNO)、処理対象画素値入力部101は、受信した画素データを差分生成部103へ送信する。
また、ステップS101でNOと判定された場合、処理対象画素値入力部101は内部のバッファに記憶されている画素データを予測画素生成部102へ送信する。ここで、送信される画素データは、画素P1の画素値“180”を示すものとする。
また、処理対象画素値入力部101は、受信した画素データを内部のバッファに上書き記憶させる。また、処理対象画素値入力部101は、受信した画素データ(符号化対象画素データ)を、差分生成部103へ送信する。そして、処理は、ステップS102に移行する。
ステップS102では、予測画素生成部102が、符号化対象画素の予測値を算出する。具体的には、予測画素生成部102は、予測式(1)を使用して、予測値を算出する。この場合、予測画素生成部102が処理対象画素値入力部101から受信した画素データが示す画素値(“180”)が予測値として算出される。予測画素生成部102は、算出した予測値“180”を、差分生成部103へ送信する。
なお、h番目の符号化対象画素の予測値を算出する際に、(h−1)番目の画素データが初期画素値データである場合は、前述したように処理対象画素値入力部101から受信した(h−1)番目の画素データが示す値を予測値とし、(h−1)番目の画素データが初期画素値データでない場合は、画像符号化装置100により符号化された(h−1)番目のデータを、画像復号化装置に入力させ復号化することにより得られる画素データが示す画素値を、符号化対象画素の予測値としてもよい。これにより、量子化処理部106における量子化処理により誤差が生じるような場合でも、画像符号化装置100と画像復号化装置とにおいて予測値を一致させ、画質の劣化を抑圧することが可能となる。
ステップS103では、符号化予測値が算出される。ここでは、前述したように符号化予測値決定部104において、予測画素生成部102から受信したNビットで表現された予測値の信号レベルに応じて、Mビットで表現された符号化予測値Lを算出する。例えば、図6のような特性を持つ以下の式(10)、すなわち、
L=(予測値/(2^(N−M+1))+2^M/4 …(10)
を用いることにより求められる。
L=(予測値/(2^(N−M+1))+2^M/4 …(10)
を用いることにより求められる。
式(10)は、Nビットで表現された予測値がMビットに符号化された場合に、どの程度の信号レベルを持つのかを求めるためのものであり、その算出方法については式(10)に限定する必要はなく、Nビットで表現された信号をMビットに変換するようなテーブルを内部のメモリに記憶させておき、それを用いてもよい。
ここで、予測画素生成部102から受信した予測値は“180”であるため、式(10)により符号化予測値Lは“19”となる。
ステップS104では、予測差分値生成処理を行う。具体的には、差分生成部103が、受信した符号化対象画素データが示す画素値(“228”)から、受信した予測値“180”を減算することにより、予測差分値“48”を算出する。また、差分生成部103は、算出した予測差分値“48”を量子化幅決定部105及び被量子化処理値生成部108へ送信する。また、減算処理を行った際の、正負の符号情報sを被量子化処理値生成部108へ送信する。
ステップS105では、量子化幅決定処理を行う。量子化幅決定処理では、量子化幅決定部105において、予測差分値の絶対値(予測差分絶対値)を算出し、量子化幅Qを決定する。ここで、予測差分絶対値は、“48”であるものとする。この場合、予測差分絶対値を2進数で表現したバイナリデータの桁数(符号なし予測差分バイナリ桁数)dを算出すると、算出される符号なし予測差分バイナリ桁数dは、“6”である。そして、量子化幅決定部105は、内部のメモリに記憶されている非量子化範囲NQと、符号なし予測差分バイナリ桁数dとを使用して、量子化幅Qを設定する(Q=d−NQ:ただし、Qは非負である)。予め決められた非量子化範囲NQが“2”であるものとすると、式(8)によりQ=6−2で、量子化幅Qは“4”に設定される。
量子化幅決定部105では、前述したように符号化対象画素の信号レベルが予測値から離れるほど量子化幅Qが大きい値になるように量子化幅Qを設定する。そのため、式(8)で算出される量子化幅Qは図7に表されるような特性を持ち、予測差分絶対値が小さいほど量子化幅Qは小さい値をとり、符号なし予測差分バイナリ桁数dが増加する度に量子化幅Qも増加する。
また、量子化幅決定部105において、最大量子化幅Q_MAXを予め決めておくことで、式(8)で算出した量子化幅QがQ_MAXを超えないように制御し、量子化による誤差(以下、量子化誤差という)の発生を抑えることができる。図4では、Q_MAXに“4”を設定しておくことで、画素P6及び画素P9の量子化幅QはQ_MAXの“4”となり、予測差分絶対値が大きくても、量子化誤差を最大15までに抑えることが可能となる。
ステップS106では、第1オフセット値と第2オフセット値とが算出される。第1オフセット値の算出処理は、被量子化処理値生成部108が、差分生成部103から送られる予測差分値の符号なし予測差分バイナリ桁数がdのとき、2^(d−1)により算出できる。ここで、差分生成部103から受信した予測差分値の符号なし予測差分バイナリ桁数は、“6”であるものとする。被量子化処理値生成部108において、2^(d−1)を算出すると、第1オフセット値は“32”となる。
第2オフセット値算出処理では、オフセット値生成部107が、量子化幅決定部105から受信した量子化幅Qにより式(9)を用いて第2オフセット値Fを算出する。ここで、量子化幅決定部105から受信した量子化幅Qは、“4”であるものとする。オフセット値生成部107において、式(9)により第2オフセット値Fを算出すると、“10”となる。
この場合、第2オフセット値Fは、図5に示すようにNビットで表現されている符号化対象画素を符号化し、Mビットで表現した符号化画素データを生成した際の、第1オフセット値のレベルを表したものである。したがって、差分生成部103で算出される予測差分値の符号なし予測差分バイナリ桁数dが増加するに従い、第1オフセット値と第2オフセット値とは共に増加することになる。
なお、量子化幅決定部105から受信した量子化幅Qが“0”の場合は、被量子化処理値生成部108は第1オフセット値に“0”を設定し、オフセット値生成部107は第2オフセット値に“0”を設定することで、予測差分値をそのまま加算器111まで送信することが可能となる。
ステップS107では、被量子化処理値生成処理が行われる。被量子化処理値生成処理では、被量子化処理値生成部108により、差分生成部103から受信した予測差分絶対値から第1オフセット値を減じることにより被量子化処理値を生成する。ここで、差分生成部103から受信した予測差分絶対値が“48”であり、かつ、被量子化処理値生成部108で算出した第1オフセット値が“32”であるものとする。この場合、ステップS107において被量子化処理値生成部108は、予測差分絶対値から第1オフセット値を減算して、“16”を被量子化処理値として算出し、差分生成部103から受信した予測差分値の符号情報sと共に量子化処理部106へ送信する。
ステップS108では、量子化処理が行われる。量子化処理では、量子化処理部106が、量子化幅決定部105で算出された量子化幅Qを受信し、被量子化処理値生成部108から受信した被量子化処理値を2のQ乗で除算することにより量子化する。ここで、量子化処理部106が、量子化幅決定部105から受信した量子化幅Qが“4”であり、かつ、被量子化処理値生成部108から受信した被量子化処理値が“16”であるものとする。この場合、量子化処理部106は、“16”を2の4乗で除算することにより量子化処理を行って“1”を算出し、被量子化処理値生成部108から受信した符号情報sと共に加算器110へ送信する。
ステップS109では、符号化処理が行われる。符号化処理では、まず、加算器110において、量子化処理部106から受信した量子化結果と、オフセット値生成部107から受信した第2オフセット値Fとを加算し、量子化処理部106から受信した符号情報sを付加する。ここで、量子化処理部106から受信した量子化結果が“1”、符号情報sが“正”であり、かつ、オフセット値生成部107から受信した第2オフセット値Fが“10”であるものとする。この場合、加算器110において加算された量子化画素データ“11”を加算器111に送信する。
ここで、量子化処理部106から受信した符号情報sが“負”であった場合は、符号情報sを付加させて負数として加算器111に送信する。
加算器111は、加算器110から受信した量子化画素データと符号化予測値決定部104から受信した符号化予測値Lとを加算し、図5に示すような5ビットの符号化画素データを算出し、出力部109へ送信する。ここで、符号化予測値決定部104から受信した符号化予測値Lが“19”であるものとする。この場合、加算器111において、量子化画素データ(“11”)と加算することで、Mビットで表現した符号化画素データである“30”を生成する。
加算器110から受信した量子化画素データが負数であった場合、すなわち予測差分値が負数であった場合は、量子化画素データの絶対値を符号化予測値Lから減算することになる。この処理により、予測差分値が負数であった場合、符号化画素データは符号化予測値Lよりも小さい値となり、したがって、符号化対象画素は、予測値よりも小さい値を持つという情報を符号化画素データに含ませて送信することになる。
そして、ステップS110では、加算器111が生成した符号化画素データを、出力部109から送信する。
ステップS111では、出力部109から送信した符号化画素データで、1画像についての符号化処理が全て終了したかを判別し、YESであれば符号化処理を終了し、NOであればステップS101へ移行して、ステップS101からS111の少なくとも1つの処理を実行する。
以上の処理及び演算を実行した結果、算出される符号化対象画素P2〜P11の予測差分値、予測差分絶対値、量子化幅、第1オフセット値、第2オフセット値、そして出力部109から出力される5ビットで表された各画素に対応する符号化画素データを、図4に示した。
以上の画像符号化装置100における符号化処理により、処理対象画素値入力部101に入力されたNビットの画素データと、その値から予測画素生成部102が算出する予測値と、出力部109が出力するMビットの符号化画素データとの関係は、図8のようになる。
図8は、本実施の形態において、Nビットで表現された予測値がY1の値を持つ場合の、処理対象画素値入力部101が受信する符号化対象画素の値と、それを符号化したときに出力部109から出力されるMビットで表現された符号化画素データとの関係を非線形曲線T1で表している。同様に、予測値がY2の値を持つ場合は、非線形曲線T2で表され、予測値がY3の値を持つ場合は、非線形曲線T3で表される。
本実施の形態では、式(10)を用いて予測値の信号レベルに応じた符号化予測値Lのレベルを算出し、かつ図7で示したような量子化幅Qの特性を持たせることにより、符号化対象画素の値と、それを符号化したときの符号化画素データとの関係は、図8で示したように、予測値付近はあまり圧縮されず、予測値から離れるほど圧縮率が大きくなり、かつ、予測値の信号レベルによって、符号化対象画素の値と符号化画素データとの関係を表す非線形曲線の特性が適応的に変更される。
なお、本実施の形態では、図5に示したように、NビットからMビットへの圧縮処理を、第1オフセット値と第2オフセット値との2つのパラメータの算出と、量子化処理部106における量子化処理とにより実現している。しかし、予めNビットで表現された予測差分絶対値とMビットで表現された量子化画素データとの関係を示すテーブルを作成しておき、このテーブルを内部のメモリに記憶させておいて、予測差分絶対値の圧縮処理についてはテーブルの値を参照することにより、前述した処理を省くことも可能である。この場合、符号化対象画素のビット長を表すNの値が大きくなるほど、テーブルを記憶させておくための大容量のメモリが必要となるが、量子化幅決定部105、量子化処理部106、オフセット値生成部107、被量子化処理値生成部108、加算器110が不要になり、また、符号化処理のステップS105、S106、S107、S108を省くことができる。
また、本実施の形態では、図9に示すように、出力部109から外部のメモリに複数の固定ビット幅で表現された符号化画素データが連続して記憶される。図9は、図4において説明した処理及び演算が行われた場合に、画像符号化装置100から出力される、初期画素値データ及び符号化画素データを示す図である。図9において、画素P1〜P11に示される数値は、対応する画素データのビット数を示す。図9に示されるように、初期画素値データに対応する画素P1の画素値は8ビットデータで表現され、他の画素P2〜P11の符号化画素データは5ビットで表現される。すなわち、記憶される画素データは、8ビットの初期画素値データ又は5ビットの符号化データに限定され、量子化情報等を含む画素データ以外のビットは存在しない。
また、少なくとも1つの初期画素値データと少なくとも1つの符号化画素データとを含むパッキングデータのビット長を、使用される集積回路のデータ転送のバス幅に設定することにより、バス幅は固定長を保証できる。したがって、ある符号化画素データにデータアクセスすることが要求される場合、バス幅毎にパッキングされた符号化画素データを含むパッキングデータにアクセスするだけでよい。このとき、バス幅とパッキングデータのビット長とが一致せず、未使用ビットが存在する場合は、未使用ビットをダミーデータに置き換えればよい。また、バス幅内のデータは、初期画素値データ及び符号化画素データのみで、量子化情報等のビットを含まないため圧縮効率が良く、パッキング処理/アンパッキング処理も容易に実現できる。
以上により、本実施の形態によれば、ランダムアクセス性は維持したまま、画素毎に量子化幅を決定するため、画像の画質の劣化の度合いを小さくすることができる。
なお、本実施の形態における画像符号化処理は、LSI(Large Scale Integration)等のハードウェアで実現してもよい。また、画像符号化装置100に含まれる複数の部位の全て又は一部は、CPU(Central Processing Unit)等により実行されるプログラムのモジュールであってもよい。
また、符号化データを格納するメモリの容量に応じて、当該符号化データのダイナミックレンジ(Mビット)を変化させることとしてもよい。
<画像復号化装置200における復号化処理>
図10は、本発明の実施形態1に係る画像復号化装置200の構成を示すブロック図である。図11は、画像復号化処理のフローチャート図である。図10及び図11を参照し、画像復号化装置200が行う符号化データを復号化するための処理について説明する。
図10は、本発明の実施形態1に係る画像復号化装置200の構成を示すブロック図である。図11は、画像復号化処理のフローチャート図である。図10及び図11を参照し、画像復号化装置200が行う符号化データを復号化するための処理について説明する。
例えば、符号化データ入力部201に入力される1〜11番目の画素データは、図9に示される画素P1〜P11にそれぞれ対応する11個の画素データである。11個の画素データは、Nビット長の初期画素値データ又はMビット長の復号化の対象となる画素(以下、復号化対象画素という)である。
符号化データ入力部201に入力された符号化データは、適切なタイミングで差分生成部202に送信される。ただし、着目している符号化データが、初期画素値として入力された場合(図11:ステップS201でYES)は、逆量子化処理を省き、直接、予測画素生成部204と出力部209とに送信する。着目している符号化データが、初期画素値でない場合(図11:ステップS201でNO)は、予測画素生成処理(図11:ステップS202)に移行する。
予測画素生成部204に入力される画素データは、着目している復号化対象画素よりも先に入力された初期画素値データ、又は、先に復号化され出力部209から出力された画素データ(以下、復号化画素データ)のいずれかであり、入力された画素データを用いてNビットで表現された予測値を生成する。予測値の生成方法は、前述した予測式(1)〜(7)のいずれかであり、画像符号化装置100の予測画素生成部102で用いた式と同様の予測式を用いて予測値を算出する。算出した予測値は、符号化予測値決定部203に出力する(図11:ステップS202)。
符号化予測値決定部203は、予測画素生成部204から受信したNビットで表現された予測値の信号レベルに応じて、符号化後の符号化データのビット長、つまりMビットで表現された予測値の信号レベルである符号化予測値Lを算出する。したがって、符号化予測値Lとは、Nビットで表現された予測値がMビットに符号化された場合に、どの程度の信号レベルを持つのかを表し、予測画素生成部204と同様に画像符号化装置100の符号化予測値決定部104と同じ式を用いるものとする(図11:ステップS203)。
差分生成部202は、符号化データ入力部201から受信した復号化対象画素と、符号化予測値決定部203から受信した符号化予測値Lとの差分(以下、予測差分値という)を生成する。生成された予測差分値は、量子化幅決定部206に送られる(図11:ステップS204)。
量子化幅決定部206は、差分生成部202から受信した、各復号化対象画素に対応する予測差分値に基づき、逆量子化処理における量子化幅Q´を決定し、決定した量子化幅Q´を逆量子化処理部208と、被量子化処理値生成部205と、オフセット値生成部207とに出力する。
逆量子化処理における量子化幅Q´とは、予測差分値の絶対値(以下、予測差分絶対値)から画像符号化装置100で使用した非量子化範囲NQを用いて表される量子化を行わない予測差分値の範囲“2のNQ乗”を減じたものを、非量子化範囲“2のNQ乗/2”の範囲で除算し、更に1を足したもので表すことができる(図11:ステップS205)。すなわち、逆量子化処理における量子化幅Q´は、
Q´=(予測差分絶対値−2^NQ)/(2^(NQ−1))+1 …(11)
により求められる。
Q´=(予測差分絶対値−2^NQ)/(2^(NQ−1))+1 …(11)
により求められる。
ここで、非量子化範囲NQは、画像符号化装置100で使用した値と同じ値を使用し、画像復号化装置200の内部のメモリバッファに記憶されているものとする。
被量子化処理値生成部205は、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´に基づき逆量子化する符号化データの信号レベル、つまり被量子化処理値を算出する。被量子化処理値は、被量子化処理値生成部205で算出する第1オフセット値を予測差分絶対値から減じて求められる。第1オフセット値は、例えば、前述した式(9)により求められる。つまり、被量子化処理値生成部205において算出される第1オフセット値は、画像符号化装置100における画像符号化処理のステップS106で算出される第2オフセット値と同じ意味を持ち、NQは予め決定しておいた画像符号化装置100で使用した値と同じ非量子化範囲であるため、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´に応じて第1オフセット値も変化する。被量子化処理値生成部205は、算出した被量子化処理値を逆量子化処理部208に送信する(図11:ステップS206,S207)。
オフセット値生成部207は、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´により第2オフセット値F´を求める(図11:ステップS206)。第2オフセット値F´は、例えば、
F´=2^(Q´+NQ−1) …(12)
により求められる。
F´=2^(Q´+NQ−1) …(12)
により求められる。
式(12)で求められる第2オフセット値F´は、画像符号化装置100における画像符号化処理のステップS106で算出される第1オフセット値を同じ意味を持つことになる。
逆量子化処理部208は、量子化幅決定部206で算出された逆量子化における量子化幅Q´により、被量子化処理値生成部205から受信した被量子化処理値を逆量子化する逆量子化処理を行う。なお、量子化幅Q´による逆量子化処理とは、復号化対象画素に対応する被量子化処理値を2のQ´乗で乗算する処理である。なお、逆量子化処理部208は、量子化幅Q´が“0”である場合、逆量子化は行わない(図11:ステップS208)。
逆量子化処理部208から出力された逆量子化結果はオフセット値生成部207から出力される第2オフセット値F´と加算器210により加算される。そして、加算器210から出力された画素データ(以下、逆量子化画素データ)と予測画素生成部204から受信した予測値とを、加算器211により加算することで、Nビットで表現した画素データ(以下、復号化画素データという)を生成する(図11:ステップS209)。加算器211により生成された復号化画素データは、出力部209から送信される(図11:ステップS210)。
図12は、本実施の形態における画像復号化処理を説明するための図である。ここで、符号化データ入力部201は8ビットの初期値画素データ(N=8)、又は5ビットの復号化対象画素データ(M=5)を順次受信するものとする。図12は、一例として図4で示した11個の画素データの画像符号化処理結果を画像復号化装置200への入力として示した図である。符号化データ入力部201には、図9に示すように、外部のメモリに記憶されている複数の符号化データが連続して画素P1,P2,・・・,P11の順で、入力されるものとする。図12にて画素P1〜P11内に示される数値は、対応する画素データが示す信号レベルであり、画素P1に対応する画素データは初期画素値データであるため、8ビットで表現され、P2〜P11は復号化対象画素データであるため5ビットで表現されているものとする。
画像復号化処理では、まず、ステップS201の処理が行われる。ステップS201では、符号化データ入力部201が、入力された画素データが初期画素値データであるか否かを判定する。ステップS201においてYESならば、符号化データ入力部201は、受信した画素データを内部のバッファに記憶させるとともに、当該画素データを出力部209へ送信する。そして、処理は後述するステップS210に移行する。一方、ステップS201においてNOならば、処理はステップS202に移行する。
ここで、符号化データ入力部201は、画素P1に対応する、初期画素値データとしての画素データを受信したものとする。この場合、符号化データ入力部201は、入力された画素データを内部のバッファに記憶させるとともに、当該画素データを出力部209へ送信する。なお、バッファに画素データが記憶されている場合、符号化データ入力部201は、受信した画素データを内部のバッファに上書き記憶させる。
ここで、画素P2が復号化対象画素データであるものとする。復号化対象画素データが示す画素値は“30”であるものとする。この場合、受信した画素データは初期画素値データでないので(S201でNO)、符号化データ入力部201は、受信した画素データを差分生成部202へ送信する。
また、h番目(hは2以上の整数)の符号化対象画素の予測値を算出する際に、ステップS201でNOと判定された場合で、かつ、(h−1)番目の画素データが初期画素値データである場合は、符号化データ入力部201は内部のバッファに記憶されている画素データを予測画素生成部204へ送信する。ここで、送信される画素データは、画素P1の画素値“180”を示すものとする。(h−1)番目の画素データが初期画素値データでない場合の処理は、後述する。また、符号化データ入力部201は、受信した復号化対象画素データを、差分生成部202へ送信する。そして、処理はステップS202に移行する。
ステップS202では、予測画素生成部204が、復号化対象画素の予測値を算出する。具体的には、予測画素生成部204は、画像符号化装置100における画像符号化処理の予測画素生成処理ステップS102と同じ予測方式をとるため、予測式(1)を使用して予測値を算出する。この場合、予測画素生成部204が符号化データ入力部201から受信した画素データが示す画素値(“180”)が予測値として算出される。予測画素生成部204は、算出した予測値“180”を、符号化予測値決定部203へ送信する。
ステップS203では、符号化予測値が算出される。ここでは、前述したように符号化予測値決定部203において、予測画素生成部204から受信したNビットで表現された予測値の信号レベルに応じて、Mビットで表現された符号化予測値Lを算出する。この場合、予測画素生成部204は、画像符号化装置100における画像符号化処理の符号化予測値算出処理ステップS103と同じ符号化予測値をとるため、式(10)を用いることにより求められる。ここでは、Nビットで表現された予測値の信号レベルに応じて、ステップS103で求めた値と同じMビットで表現された値を算出することを目的としており、式(10)に限定する必要はなく、Nビットで表現された信号をMビットに変換するようなテーブルを画像復号化装置200の内部のメモリに記憶させておき、それを用いてもよい。
ここで、予測画素生成部204から受信した予測値は“180”であるため、式(10)により符号化予測値は“19”となる。
ステップS204では、予測差分値生成処理を行う。具体的には、差分生成部202が、受信した復号化対象画素データが示す画素値(“30”)から、受信した符号化予測値“19”を減算することにより、予測差分値“11”を算出する。また、差分生成部202は、算出した予測差分値“11”と、減算処理を行った際の符号情報sとを量子化幅決定部206へ送信する。
ステップS205では、量子化幅決定処理を行う。量子化幅決定処理では、量子化幅決定部206において、予測差分絶対値を算出し、逆量子化処理における量子化幅Q´を決定する。ここで、予測差分絶対値は、“11”であるものとする。この場合、予め決められた非量子化範囲NQが“2”であるものとすると、式(11)によりQ´=(11−2^2)/2+1で、逆量子化処理における量子化幅Q´は“4”に設定され、被量子化処理値生成部205と、オフセット値生成部207と、逆量子化処理部208とに送信される。また、被量子化処理値生成部205へは、差分生成部202から受信した予測差分値の符号情報sを送信する。
さて、画像符号化装置100の量子化幅決定部105において式(8)を用いて算出された量子化幅Qは、予測差分絶対値から“2のNQ乗”を減じた値を“2のNQ乗/2”増加する毎に1つ増加する特性を持つため、画像復号化装置200にて式(11)を用いて逆量子化処理における量子化幅Q´を算出した。ただし、ステップS105の量子化幅決定処理の方式に応じて、ステップS205の量子化幅決定処理での逆量子化処理における量子化幅Q´の算出式も変更し得る。
ステップS206では、第1オフセット値と第2オフセット値とが算出される。第1オフセット値は、被量子化処理値生成部205が量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´に基づき、前述した式(9)中の“Q”にQ´の値を代入することにより求められる。ここで、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´は、“4”であるものとする。被量子化処理値生成部205において、第1オフセット値を算出すると“10”となる。
第2オフセット値F´は、オフセット値生成部207が、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´により式(12)を用いて算出する。ここで、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´は、“4”であるものとする。オフセット値生成部207において、式(12)により第2オフセット値F´を算出すると、“32”となる。
この場合、第2オフセット値F´は、Mビットで表現されている復号化対象画素を復号化し、Nビットで表現した復号化画素データを生成した際の、第1オフセット値のレベルを表したものである。したがって、量子化幅決定部206で算出される量子化幅Q´が増加するに従い、第1オフセット値と第2オフセット値とは共に増加することになる。
なお、量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´が“0”の場合は、被量子化処理値生成部205は第1オフセット値に“0”を設定し、オフセット値生成部207は第2オフセット値に“0”を設定することで、予測差分値をそのまま加算器211まで送信することが可能となる。
ステップS207では、被量子化処理値生成処理が行われる。被量子化処理値生成処理では、被量子化処理値生成部205により、差分生成部202から受信した予測差分値から第1オフセット値を減じることにより被量子化処理値を生成する。ここで、差分生成部202から受信した予測差分値が“11”であり、かつ、被量子化処理値生成部205で算出した第1オフセット値が“10”であるものとする。この場合、ステップS207において被量子化処理値生成部205は、予測差分値から第1オフセット値を減算して、“1”を被量子化処理値として算出し、量子化幅決定部206から受信した差分値の符号情報sと共に逆量子化処理部208へ送信する。
ステップS208では、逆量子化処理が行われる。逆量子化処理では、逆量子化処理部208が、量子化幅決定部206で算出された逆量子化における量子化幅Q´を受信し、被量子化処理値生成部205から受信した被量子化処理値を2のQ´乗で乗算することにより逆量子化する。ここで、逆量子化処理部208が量子化幅決定部206から受信した量子化幅Q´が“4”であり、かつ、被量子化処理値生成部205から受信した被量子化処理値が“1”であるものとする。この場合、逆量子化処理部208は、“1”を2の4乗で乗算することにより逆量子化処理を行い、“16”を算出し、被量子化処理値生成部205から受信した差分値の符号情報sと共に加算器210へ送信する。
ステップS209では、復号化処理が行われる。復号化処理では、まず、加算器210において、逆量子化処理部208から受信した逆量子化結果と、オフセット値生成部207から受信した第2オフセット値F´とを加算し、逆量子化処理部208から受信した符号情報sを付加する。ここで、逆量子化処理部208から受信した量子化結果が“16”、符号情報sが“正”であり、かつ、オフセット値生成部207から受信した第2オフセット値F´が“32”であるものとする。この場合、加算器210において加算され逆量子化画素データ“48”を加算器211に送信する。ここで、逆量子化処理部208から受信した符号情報sが“負”であった場合は、符号情報sを付加させて負数として加算器211に送信する。
加算器211は、加算器210から受信した逆量子化画素データと予測画素生成部204から受信した予測値とを加算し、復号化画素データを算出する。ここで、予測画素生成部204から受信した予測値が“180”であるものとする。この場合、加算器211において、逆量子化画素データ(“48”)と加算することで、Nビットで表現した復号化画素データである“228”を生成する。加算器210から受信した逆量子化画素データが負数であった場合、すなわち予測差分値が負数であった場合は、逆量子化画素データを予測値から減算することになる。この処理により、復号化画素データは、予測値よりも小さい値で復号化される。したがって、画像符号化処理前の処理対象画素値入力部101が受信する画素データと、その予測値との大小関係は、復号化対象画素と符号化予測値との比較によって保つことが可能となる。
そして、ステップS210では、加算器211が生成した復号化画素データを、出力部209が送信する。出力部209は、加算器211から受信した復号化画素データを外部のメモリ、及び予測画素生成部204に記憶させる。なお、出力部209は、外部のメモリに記憶させるのではなく、外部の画像を処理する回路等に出力してもよい。
最後に、ステップS211では、出力部209から送信した復号化画素データで、1画像についての復号化処理が全て終了したかを判別し、YESであれば復号化処理を終了し、NOであればステップS201へ移行して、ステップS201からS211の少なくとも1つの処理を実行する。
ここで、図12中の画素P3が復号化対象画素データであるものとする。復号化対象画素データが示す画素値は“29”であるものとする。この場合、受信した画素データは初期画素値データでないので(S201でNO)、符号化データ入力部201は、受信した画素データを差分生成部202へ送信する。そして、処理はステップS202に移行する。
ステップS202において、h番目の符号化対象画素の予測値を算出する際に、(h−1)番目の画素データが初期画素値データでない場合は、予測式(1)を使用して予測値を算出することができない。そのため、ステップS201でNOと判定され、かつ、(h−1)番目の画素データが初期画素値データでない場合は、予測画素生成部204が出力部209から受信した(h−1)番目の復号化画素データを予測値とする。
この場合、(h−1)番目の復号化画素データ、すなわち画素P2の復号化画素データ“228”が予測値として算出され、符号化予測値決定部203へ送信する。そして、処理はステップS203に移行する。
以降は、画素P3に対しても前述した画素P2と同様の処理が施され、復号化画素データが生成される。
以上の処理及び演算を実行した結果、算出される復号化対象画素P2〜P11の符号化予測値、予測差分値、予測差分絶対値、量子化幅、第1オフセット値、第2オフセット値、そして出力部209から出力される8ビットで表された各画素に対応する復号化画素データを、図12に示した。ただし、ここでも量子化幅Q´の最大値を“4”とした。
なお、図4に示した処理対象画素値入力部101に入力される11個の画素データと、図12に示した11個の復号化画素データとを比較すると、若干の誤差が生じている。これは、量子化処理部106において2のQ乗で除算した際に切り捨てられた誤差、つまり量子化誤差と、予測値自体の誤差を含むためである。予測値自体の誤差とは、図4で示したように画像符号化処理の予測画素生成処理(図2:ステップS102)において、符号化対象画素の左隣の画素データを用いて算出した場合と、図12で示したように画像復号化処理の予測画素生成処理(図11:ステップS202)において、着目している復号化対象画素よりも先に復号化された復号化画素データを用いて算出した場合とで、算出結果が異なることにより発生し得る誤差のことをいう。これは、量子化誤差と同様に画質の劣化に繋がる。そのため、前述したように、h番目の符号化対象画素の予測値を算出する際に、(h−1)番目の画素データが初期画素値データである場合は、処理対象画素値入力部101から受信した(h−1)番目の画素データが示す値そのものを予測値とし、(h−1)番目の画素データが初期画素値データでない場合は、画像符号化装置100により符号化された(h−1)番目のデータを、画像復号化装置200に入力させ復号化することにより得られる画素データが示す画素値を、符号化対象画素の予測値とすればよい。これにより、量子化処理部106において量子化誤差が生じるような場合でも、画像符号化装置100と画像復号化装置200とにおいて予測値を一致させ、画質の劣化を抑圧することが可能となる。
なお、本実施の形態では、MビットからNビットへの復号化処理を、第1オフセット値と第2オフセット値との2つのパラメータの算出と、逆量子化処理部208における量子化処理とにより実現している。しかし、予めMビットで表現された予測差分絶対値とNビットで表現された復号化画素データとの関係を示すテーブルを作成しておき、画像復号化装置200の内部のメモリに記憶させておき、予測差分絶対値の復号化処理についてはテーブルの値を参照することにより、前述した処理を省くことも可能である。この場合、量子化幅決定部206、逆量子化処理部208、オフセット値生成部207、被量子化処理値生成部205、加算器210が不要になり、また、復号化処理のステップS205、S206、S207、S208を省くことができる。
また、本実施の形態における画像符号化処理及び画像復号化処理では、予測差分値の符号なし整数バイナリ桁数と量子化幅とに応じて全てのパラメータを算出し、また、画像符号化装置100と画像復号化装置200とにおいて同等の算出式を用いるため、量子化情報等の画素データ以外のビットを送信する必要がなく高圧縮が実現できる。
なお、本実施の形態における画像復号化処理は、LSI等のハードウェアで実現してもよい。また、画像復号化装置200に含まれる複数の部位の全て又は一部は、CPU等により実行されるプログラムのモジュールであってもよい。
《実施の形態2》
実施の形態2では、実施の形態1で説明した、画像符号化装置100及び画像復号化装置200を備えたデジタルスチルカメラの例を説明する。
実施の形態2では、実施の形態1で説明した、画像符号化装置100及び画像復号化装置200を備えたデジタルスチルカメラの例を説明する。
図13は、実施の形態2に係るデジタルスチルカメラ1300の構成を示すブロック図である。図13に示されるように、デジタルスチルカメラ1300は、画像符号化装置100と、画像復号化装置200とを備える。画像符号化装置100及び画像復号化装置200の構成及び機能は、実施の形態1で説明したので詳細な説明は繰り返さない。
デジタルスチルカメラ1300は、更に、撮像部1310と、画像処理部1320と、表示部1330と、圧縮変換部1340と、記録保存部1350と、SDRAM1360とを備える。
撮像部1310は、被写体を撮像して、その像に対応するデジタルの画像データを出力する。この例では、撮像部1310は、光学系1311と、撮像素子1312と、アナログフロントエンド(図中ではAFEと略記)1313と、タイミングジェネレータ(図中ではTGと略記)1314とを含む。光学系1311は、レンズ等からなり、被写体を撮像素子1312上に結像させるようになっている。撮像素子1312は、光学系1311から入射した光を電気信号に変換する。撮像素子1312としては、CCD(Charge Coupled Device)を用いた撮像素子や、CMOSを用いた撮像素子等、種々の撮像素子を採用できる。アナログフロントエンド1313は、撮像素子1312が出力したアナログ信号に対してノイズ除去、信号増幅、A/D変換等の信号処理を行い、画像データとして出力するようになっている。タイミングジェネレータ1314は、撮像素子1312やアナログフロントエンド1313の動作タイミングの基準となるクロック信号をこれらに供給する。
画像処理部1320は、撮像部1310から入力された画素データ(RAWデータ)に所定の画像処理を施し画像符号化装置100へ出力する。一般的には、図13に示すように、ホワイトバランス回路(図中ではWBと略記)1321、輝度信号生成回路1322、色分離回路1323、アパーチャ補正処理回路(図中ではAPと略記)1324、マトリクス処理回路1325、及び画像の拡大・縮小を行うズーム回路(図中ではZOMと略記)1326等を備えている。ホワイトバランス回路1321は、白い被写体がどのような光源下でも白く撮影されるように、撮像素子1312のカラーフィルタによる色成分を正しい割合で補正する回路である。輝度信号生成回路1322は、RAWデータから輝度信号(Y信号)を生成する。色分離回路1323は、RAWデータから色差信号(Cr/Cb信号)を生成する。アパーチャ補正処理回路1324は、輝度信号生成回路1322が生成した輝度信号に高周波数成分を足し合わせて解像度を高く見せる処理を行う。マトリクス処理回路1325は、撮像素子1312の分光特性や画像処理で崩れた色相バランスの調整を、色分離回路1323の出力に対して行う。
一般的に画像処理部1320は、処理対象の画素データをSDRAM1360等のメモリに一時記憶させ、一時記憶されたデータに対して所定の画像処理や、YC信号生成、ズーム処理等を行い、処理後のデータを再度SDRAM1360に一時記憶することが多い。そのため、画像処理部1320は画像符号化装置100への出力と画像復号化装置200からの入力とがどちらも発生することが考えられる。
表示部1330は、画像復号化装置200の出力(画像復号化後の画像データ)を表示する。
圧縮変換部1340は、画像復号化装置200の出力をJPEG等の所定の規格で圧縮変換した画像データを記録保存部1350に出力する。また、圧縮変換部1340は、記録保存部1350から読み出された画像データを伸張変換して画像符号化装置100へ入力する。すなわち、圧縮変換部1340は、JPEG規格に基づくデータを処理可能である。このような圧縮変換部1340は、一般的にデジタルスチルカメラ1300に搭載されている。
記録保存部1350は、圧縮された画像データを受信して、記録媒体(例えば不揮発性メモリ等)に記録する。また、記録保存部1350は、記録媒体に記録されている圧縮された画像データを読み出して圧縮変換部1340に出力する。
本実施の形態における画像符号化装置100及び画像復号化装置200は、入力信号としてRAWデータに限定されない。例えば、画像符号化装置100及び画像復号化装置200が処理対象とするデータは、画像処理部1320によってRAWデータから生成されたYC信号(輝度信号又は色差信号)のデータ、一旦JPEG等に圧縮変換されたJPEG画像のデータを伸張することにより得られるデータ(輝度信号又は色差信号のデータ)等であってもよい。
このように、本実施の形態におけるデジタルスチルカメラ1300は、一般的にデジタルスチルカメラに搭載される圧縮変換部1340以外にも、RAWデータやYC信号を処理対象とする画像符号化装置100及び画像復号化装置200を備える。これにより、本実施の形態におけるデジタルスチルカメラ1300は、同じメモリ容量で、同じ解像度の連写枚数を増やす高速撮像動作が可能となる。また、当該デジタルスチルカメラ1300は、同じ容量のメモリに記憶させる動画像の解像度を高めることが可能になる。
また、実施の形態2に示したデジタルスチルカメラ1300の構成は、当該デジタルスチルカメラ1300と同様に撮像部、画像処理部、表示部、圧縮変換部、記録保存部、及びSDRAMを備えるデジタルビデオカメラの構成に適用することもできる。
《実施の形態3》
本実施の形態では、デジタルスチルカメラに設けられる撮像素子が、画像符号化装置を含む場合のデジタルスチルカメラの構成の例を説明する。
本実施の形態では、デジタルスチルカメラに設けられる撮像素子が、画像符号化装置を含む場合のデジタルスチルカメラの構成の例を説明する。
図14は、実施の形態3における、デジタルスチルカメラ2000の構成を示すブロック図である。図14に示されるように、デジタルスチルカメラ2000は、図13のデジタルスチルカメラ1300と比較して、撮像部1310の代わりに撮像部1310Aを備える点と、画像処理部1320の代わりに画像処理部1320Aを備える点とが異なる。それ以外の構成は、デジタルスチルカメラ1300と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
撮像部1310Aは、図13の撮像部1310と比較して、撮像素子1312の代わりに撮像素子1312Aを含む点が異なる。それ以外は、撮像部1310と同様なので詳細な説明は繰り返さない。撮像素子1312Aは、図1の画像符号化装置100を含む。
また、画像処理部1320Aは、図13の画像処理部1320と比較して、更に、図10の画像復号化装置200を含む点が異なる。それ以外の構成は、画像処理部1320と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
撮像素子1312Aに含まれる画像符号化装置100は、撮像素子1312Aにより撮像された画素信号を符号化し、符号化により得られたデータを、画像処理部1320A内の画像復号化装置200へ送信する。
画像処理部1320A内の画像復号化装置200は、画像符号化装置100から受信したデータを復号化する。この処理により、撮像素子1312Aと集積回路内の画像処理部1320Aとの間のデータ転送効率を向上させることが可能となる。
したがって、本実施の形態のデジタルスチルカメラ2000は、実施の形態2のデジタルスチルカメラ1300よりも、同じメモリ容量で、同じ解像度の連写枚数を増やしたり、動画像の解像度を高める等といった高速撮像動作を実現することが可能になる。
《実施の形態4》
一般的に、プリンタ装置においては、印刷物を、いかに高精度でかつ高速で印刷するかが求められる。そのため、通常では以下の処理が行われる。
一般的に、プリンタ装置においては、印刷物を、いかに高精度でかつ高速で印刷するかが求められる。そのため、通常では以下の処理が行われる。
まず、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンという)が、印刷対象であるデジタルの画像データを圧縮符号化し、符号化により得られた符号化データを、プリンタへ送る。そして、プリンタは、受信した符号化データを復号化する。
最近では、印刷対象となる画像には、ポスターや広告等のように、文字や図形、自然画像が混在している。このような画像においては、文字あるいは図形と自然画像との境界に、急峻な濃度変化が発生する。この場合、グループ内の複数の差分値の最大値に対応した量子化幅を算出していると、同一グループ内の画素は全て、その影響を受けて量子化幅が大きくなってしまう。したがって、単色で表現された文字あるいは図形を示す画像のデータのように量子化があまり必要ない場合でも、必要以上に量子化誤差が発生する可能性がある。そこで、本実施の形態では、実施の形態1で説明した画像符号化装置100をパソコンに搭載し、画像復号化装置200をプリンタに搭載することで、印刷物の画質劣化の抑圧を図る。
図15は、実施の形態4における、パソコン3000及びプリンタ4000を示す図である。図15に示されるように、パソコン3000は画像符号化装置100を備え、プリンタ4000は画像復号化装置200を備える。
実施の形態1で説明した画像符号化装置100をパソコン3000に搭載し、画像復号化装置200をプリンタ4000に搭載することで、画素単位で量子化幅を決定することが可能となるため、量子化誤差を抑制して印刷物の画質劣化の抑圧を図ることができる。
《実施の形態5》
本実施の形態では、監視カメラが受信する画像データが、画像符号化装置100からの出力である場合の監視カメラの構成の例を説明する。
本実施の形態では、監視カメラが受信する画像データが、画像符号化装置100からの出力である場合の監視カメラの構成の例を説明する。
通常、監視カメラにおいては、当該監視カメラから送信される画像データが第三者によって伝送経路上で盗まれないよう、伝送路上のセキュリティ性を確保するため、画像データを暗号化している。そこで、図16の監視カメラ1700のように、監視カメラ用信号処理部1710内の画像処理部1701により所定の画像処理が施された画像データを、圧縮変換部1702によりJPEGやMPEG4、H.264等の所定の規格で圧縮変換し、更に暗号化部1703により暗号化して、通信部1704からインターネット上に送信することで、個人のプライバシー保護を行っている。
しかも、図16に示すように、前述した画像符号化装置100を含む撮像部1310Aからの出力を、監視カメラ用信号処理部1710に入力し、監視カメラ用信号処理部1710内に搭載する画像復号化装置200により符号化データを復号化することにより、撮像部1310Aで撮影された画像データを擬似的に暗号化することができるため、撮像部1310Aと監視カメラ用信号処理部1710との間の伝送路上のセキュリティ性が確保され、従来よりも更にセキュリティ性の向上を図ることが可能になる。
また、監視カメラの実現方法として、図17の監視カメラ1800に示すように、撮像部1310からの入力画像に対して所定のカメラ画像処理を行う画像処理部1801と、信号入力部1802を搭載して、画像処理部1801が送信した画像データを受信して圧縮変換を行い、暗号化した上で通信部1704からインターネット上に画像データを送信する監視カメラ用信号処理部1810とを、別個のLSIにより実現する形態がある。
この形態においては、画像処理部1801に画像符号化装置100を搭載し、画像復号化装置200を監視カメラ用信号処理部1810に搭載することにより、画像処理部1801が送信する画像データを擬似的に暗号化することができるため、画像処理部1801と監視カメラ用信号処理部1810との間の伝送路上のセキュリティ性が確保され、従来よりも更にセキュリティ性の向上を図ることが可能になる。
したがって、本実施の形態により監視カメラのデータ転送効率が向上し、動画像の解像度を高める等といった高速撮像動作を実現することが可能になり、更に、擬似的に画像データを暗号化することにより、画像データの漏洩防止やプライバシー保護を行う等といったセキュリティ性の向上を図ることが可能となる。
本発明に係る画像符号化装置及び画像復号化装置は、画素単位で量子化幅を決定し、かつ、量子化幅情報等のビットを付加せずに固定長符号化により符号化が可能になるため、集積回路のデータ転送のバス幅は固定長を保証して画像圧縮処理を行うことができる。
したがって、デジタルスチルカメラ、ネットワークカメラ、プリンタ等のように、画像を扱う装置において、ランダムアクセス性は維持したまま、画質の劣化を防止しつつ、画像データの符号化及び復号化が可能になる。そのため、近年の画像データ処理量の増大へのキャッチアップに有用である。
100 画像符号化装置
101 処理対象画素値入力部
102 予測画素生成部
103 差分生成部
104 符号化予測値決定部
105 量子化幅決定部
106 量子化処理部
107 オフセット値生成部
108 被量子化処理値生成部
109 出力部
110,111 加算器
200 画像復号化装置
201 符号化データ入力部
202 差分生成部
203 符号化予測値決定部
204 予測画素生成部
205 被量子化処理値生成部
206 量子化幅決定部
207 オフセット値生成部
208 逆量子化処理部
209 出力部
210,211 加算器
1300 デジタルスチルカメラ
1310,1310A 撮像部
1311 光学系
1312,1312A 撮像素子
1313 アナログフロントエンド(AFE)
1314 タイミングジェネレータ(TG)
1320,1320A 画像処理部
1321 ホワイトバランス回路(WB)
1322 輝度信号生成回路
1323 色分離回路
1324 アパーチャ補正処理回路(AP)
1325 マトリクス処理回路
1326 ズーム回路(ZOM)
1330 表示部
1340 圧縮変換部
1350 記録保存部
1360 SDRAM
1700 監視カメラ
1701 画像処理部
1702 圧縮変換部
1703 暗号化部
1704 通信部
1710 監視カメラ用信号処理部
1800 監視カメラ
1801 画像処理部
1802 信号入力部
1810 監視カメラ用信号処理部
2000 デジタルスチルカメラ
3000 パソコン
4000 プリンタ
Q,Q´ 量子化幅
101 処理対象画素値入力部
102 予測画素生成部
103 差分生成部
104 符号化予測値決定部
105 量子化幅決定部
106 量子化処理部
107 オフセット値生成部
108 被量子化処理値生成部
109 出力部
110,111 加算器
200 画像復号化装置
201 符号化データ入力部
202 差分生成部
203 符号化予測値決定部
204 予測画素生成部
205 被量子化処理値生成部
206 量子化幅決定部
207 オフセット値生成部
208 逆量子化処理部
209 出力部
210,211 加算器
1300 デジタルスチルカメラ
1310,1310A 撮像部
1311 光学系
1312,1312A 撮像素子
1313 アナログフロントエンド(AFE)
1314 タイミングジェネレータ(TG)
1320,1320A 画像処理部
1321 ホワイトバランス回路(WB)
1322 輝度信号生成回路
1323 色分離回路
1324 アパーチャ補正処理回路(AP)
1325 マトリクス処理回路
1326 ズーム回路(ZOM)
1330 表示部
1340 圧縮変換部
1350 記録保存部
1360 SDRAM
1700 監視カメラ
1701 画像処理部
1702 圧縮変換部
1703 暗号化部
1704 通信部
1710 監視カメラ用信号処理部
1800 監視カメラ
1801 画像処理部
1802 信号入力部
1810 監視カメラ用信号処理部
2000 デジタルスチルカメラ
3000 パソコン
4000 プリンタ
Q,Q´ 量子化幅
Claims (23)
- N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Nビットのダイナミックレンジを持つ画素データを入力とし、符号化対象画素と予測値との差分を非線形量子化して得られる量子化値を含む符号化データをMビットで表現することで、固定長符号に圧縮する画像符号化装置であって、
符号化対象画素の周辺に位置する少なくとも1画素から予測値を生成する予測画素生成部と、
前記予測値の信号レベルに応じて符号化後の予測値の信号レベルである符号化予測値を前もって予測する符号化予測値決定部と、
前記符号化対象画素と前記予測値との差分である予測差分値を求める差分生成部と、
前記予測差分値の符号なし整数バイナリ値の桁数から量子化幅を決定する量子化幅決定部と、
前記予測差分値から第1オフセット値を減じて被量子化処理値を生成する被量子化処理値生成部と、
前記量子化幅決定部で決められた量子化幅により前記被量子化処理値を量子化する量子化処理部と、
第2オフセット値を生成するオフセット値生成部とを備え、
前記量子化処理部で得られた量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、前記予測差分値の符号に応じて前記符号化予測値に加減算することにより、前記符号化データを得ることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記符号化予測値は、Mビットのダイナミックレンジを持つことを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記予測差分値の符号なし整数バイナリ値の桁数がdのとき、前記第1オフセット値は2^(d−1)となることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記量子化幅決定部で決められた量子化幅が増加するに従い、前記第2オフセット値も所定の式に従い大きくなることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記量子化幅決定部で決められた量子化幅が0のとき、前記第1オフセット値と前記第2オフセット値とは共に0となることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記予測差分値の符号が正のときには、前記量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を前記符号化予測値に加算し、前記予測差分値の符号が負のときには、前記量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を前記符号化予測値から減算することにより、前記符号化データを得ることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記符号化データを格納するメモリの容量に応じて前記符号化データのダイナミックレンジ(Mビット)を変化させることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記画素データは撮像素子から入力されたRAWデータであることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記画素データは撮像素子から入力されたRAWデータから作られたYC信号であることを特徴とする画像符号化装置。 - 請求項1記載の画像符号化装置において、
前記画素データはJPEG画像から伸張されたYC信号であることを特徴とする画像符号化装置。 - N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Mビットの符号化データを入力とし、前記符号化データを逆量子化することによりNビットのダイナミックレンジを持つ画素データとして復号化する画像復号化装置であって、
周辺に位置する少なくとも1画素の既復号の画素から予測値を生成する予測画素生成部と、
前記予測値の信号レベルに応じて復号化前の予測値の信号レベルである符号化予測値を予測する符号化予測値決定部と、
前記符号化データと前記符号化予測値との差分である予測差分値を求める差分生成部と、
前記予測差分値から第1オフセット値を減じて被量子化処理値を生成する被量子化処理値生成部と、
前記予測差分値から逆量子化における量子化幅を決定する量子化幅決定部と、
前記量子化幅から第2オフセット値を決定するオフセット値生成部と、
前記量子化幅により前記被量子化処理値を逆量子化する逆量子化処理部とを備え、
前記逆量子化処理部で得られた逆量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、前記予測差分値の符号に応じて前記予測値に加減算することにより、前記復号化された画素データを得ることを特徴とする画像復号化装置。 - 請求項11記載の画像復号化装置において、
前記符号化予測値は、Mビットのダイナミックレンジを持つことを特徴とする画像復号化装置。 - 請求項11記載の画像復号化装置において、
前記差分生成部で求めた予測差分値が増加するに従い、前記第1オフセット値も所定の式に従い大きくなることを特徴とする画像復号化装置。 - 請求項11記載の画像復号化装置において、
前記量子化幅から得られる逆量子化後の予測差分値の符号なし整数バイナリ値の桁数がdのとき、前記第2オフセット値は2^(d−1)となることを特徴とする画像復号化装置。 - 請求項11記載の画像復号化装置において、
前記量子化幅決定部で決められた量子化幅が0のとき、前記第1オフセット値と前記第2オフセット値とは共に0となることを特徴とする画像復号化装置。 - 請求項11記載の画像復号化装置において、
前記予測差分値の符号が正のときには、前記逆量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を前記予測値に加算し、前記予測差分値の符号が負のときには、前記逆量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を前記予測値から減算することにより、前記復号化された画素データを得ることを特徴とする画像復号化装置。 - N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Nビットのダイナミックレンジを持つ画素データを入力とし、符号化対象画素と予測値との差分を非線形量子化して得られる量子化値を含む符号化データをMビットで表現することで、固定長符号に圧縮する画像符号化方法であって、
符号化対象画素の周辺に位置する少なくとも1画素から予測値を生成する予測画素生成ステップと、
前記予測値の信号レベルに応じて符号化後の予測値の信号レベルである符号化予測値を前もって予測する符号化予測値算出ステップと、
前記符号化対象画素と前記予測値との差分である予測差分値を求める差分生成ステップと、
前記予測差分値の符号なし整数バイナリ値の桁数から量子化幅を決定する量子化幅決定ステップと、
第1オフセット値及び第2オフセット値を生成するオフセット値算出ステップと、
前記予測差分値から前記第1オフセット値を減じて被量子化処理値を生成する被量子化処理値生成ステップと、
前記量子化幅決定ステップで決められた量子化幅により前記被量子化処理値を量子化する量子化処理ステップとを備え、
前記量子化処理ステップで得られた量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、前記予測差分値の符号に応じて前記符号化予測値に加減算することにより、前記符号化データを得ることを特徴とする画像符号化方法。 - N及びMをそれぞれ自然数(N>M)とするとき、Mビットの符号化データを入力とし、前記符号化データを逆量子化することによりNビットのダイナミックレンジを持つ画素データとして復号化する画像復号化方法であって、
周辺に位置する少なくとも1画素の既復号の画素から予測値を生成する予測画素生成ステップと、
前記予測値の信号レベルに応じて復号化前の予測値の信号レベルである符号化予測値を予測する符号化予測値算出ステップと、
前記符号化データと前記符号化予測値との差分である予測差分値を求める差分生成ステップと、
前記予測差分値から逆量子化における量子化幅を決定する量子化幅決定ステップと、
第1オフセット値及び第2オフセット値を生成するオフセット値算出ステップと、
前記予測差分値から前記第1オフセット値を減じて被量子化処理値を生成する被量子化処理値生成ステップと、
前記量子化幅決定ステップで決められた量子化幅により前記被量子化処理値を逆量子化する逆量子化処理ステップとを備え、
前記逆量子化処理ステップで得られた逆量子化値と前記第2オフセット値との加算結果を、前記予測差分値の符号に応じて前記予測値に加減算することにより、前記復号化された画素データを得ることを特徴とする画像復号化方法。 - 請求項1記載の画像符号化装置と、請求項11記載の画像復号化装置とを備えたことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
- 請求項1記載の画像符号化装置と、請求項11記載の画像復号化装置とを備えたことを特徴とするデジタルビデオカメラ。
- 請求項1記載の画像符号化装置を備えたことを特徴とする撮像素子。
- 請求項11記載の画像復号化装置を備えたことを特徴とするプリンタ。
- 請求項11記載の画像復号化装置を備えたことを特徴とする監視カメラ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009009180A JP2010166520A (ja) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | 画像符号化・復号化装置 |
CN2009801489756A CN102246503A (zh) | 2009-01-19 | 2009-11-12 | 图像编码解码装置 |
PCT/JP2009/006058 WO2010082252A1 (ja) | 2009-01-19 | 2009-11-12 | 画像符号化・復号化装置 |
US13/094,285 US20110200263A1 (en) | 2009-01-19 | 2011-04-26 | Image encoder and image decoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009009180A JP2010166520A (ja) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | 画像符号化・復号化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010166520A true JP2010166520A (ja) | 2010-07-29 |
Family
ID=42339522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009009180A Pending JP2010166520A (ja) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | 画像符号化・復号化装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110200263A1 (ja) |
JP (1) | JP2010166520A (ja) |
CN (1) | CN102246503A (ja) |
WO (1) | WO2010082252A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012029208A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | パナソニック株式会社 | 画像符号化方法、画像復号化方法、画像符号化装置及び画像復号化装置 |
US9161047B2 (en) | 2013-01-25 | 2015-10-13 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image encoding apparatus and method, image decoding apparatus, and non-transitory computer readable medium |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6125215B2 (ja) | 2012-09-21 | 2017-05-10 | 株式会社東芝 | 復号装置、及び符号化装置 |
CN110099279B (zh) * | 2018-01-31 | 2022-01-07 | 新岸线(北京)科技集团有限公司 | 一种基于硬件的可调节有损压缩的方法 |
CN110300304B (zh) * | 2019-06-28 | 2022-04-12 | 广东中星微电子有限公司 | 压缩图像集的方法和装置 |
CN113904900B (zh) * | 2021-08-26 | 2024-05-14 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种实时遥测信源分阶相对编码方法 |
CN114501029B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-06-06 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | 图像编码、图像解码方法、装置、计算机设备和存储介质 |
CN116527903B (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-12 | 鹏城实验室 | 图像浅压缩方法及解码方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2841362B2 (ja) * | 1987-12-25 | 1998-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 高能率符号化装置 |
EP0788282B1 (en) * | 1996-02-05 | 2010-01-20 | Panasonic Corporation | Quantization method |
JP2933563B2 (ja) * | 1996-04-02 | 1999-08-16 | 松下電器産業株式会社 | 画像符号化装置、画像復号化装置および画像符号化・復号化装置 |
JPH1056639A (ja) * | 1996-06-03 | 1998-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像符号化装置と画像復号化装置 |
US6486888B1 (en) * | 1999-08-24 | 2002-11-26 | Microsoft Corporation | Alpha regions |
KR100355829B1 (ko) * | 2000-12-13 | 2002-10-19 | 엘지전자 주식회사 | 영상의 공간적 유사성을 이용한 dpcm 영상 부호화 장치 |
JP4769039B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2011-09-07 | パナソニック株式会社 | デジタル信号符号化および復号化装置ならびにその方法 |
CN101822063A (zh) * | 2007-08-16 | 2010-09-01 | 诺基亚公司 | 用于编码和解码图像的方法和装置 |
-
2009
- 2009-01-19 JP JP2009009180A patent/JP2010166520A/ja active Pending
- 2009-11-12 WO PCT/JP2009/006058 patent/WO2010082252A1/ja active Application Filing
- 2009-11-12 CN CN2009801489756A patent/CN102246503A/zh active Pending
-
2011
- 2011-04-26 US US13/094,285 patent/US20110200263A1/en not_active Abandoned
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012029208A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | パナソニック株式会社 | 画像符号化方法、画像復号化方法、画像符号化装置及び画像復号化装置 |
JP2012054882A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-15 | Panasonic Corp | 画像符号化方法、画像復号化方法、画像符号化装置及び画像復号化装置 |
CN103081469A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-05-01 | 松下电器产业株式会社 | 图像编码方法、图像解码方法、图像编码装置以及图像解码装置 |
US9161047B2 (en) | 2013-01-25 | 2015-10-13 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image encoding apparatus and method, image decoding apparatus, and non-transitory computer readable medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110200263A1 (en) | 2011-08-18 |
CN102246503A (zh) | 2011-11-16 |
WO2010082252A1 (ja) | 2010-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5529685B2 (ja) | 画像符号化方法、画像復号化方法、画像符号化装置及び画像復号化装置 | |
WO2010082252A1 (ja) | 画像符号化・復号化装置 | |
JP5530198B2 (ja) | 画像符号化方法、復号化方法、装置 | |
JP2009273035A (ja) | 画像圧縮装置、画像伸張装置及び画像処理装置 | |
JP2007036566A (ja) | デジタル信号符号化および復号化装置ならびにその方法 | |
JP2007036566A5 (ja) | ||
JP4111923B2 (ja) | データ形式可逆変換方法、画像処理装置、データ形式可逆変換用プログラム及び記憶媒体 | |
WO2010035433A1 (ja) | 画像符号化装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像素子、プリンタおよび画像符号化方法 | |
JP2009017505A (ja) | 画像圧縮装置、画像伸張装置及び画像処理装置 | |
JP2017005456A (ja) | 画像圧縮方法、画像圧縮装置及び撮像装置 | |
US8428381B2 (en) | Image compression method with variable quantization parameter | |
JP6352625B2 (ja) | 画像データ圧縮回路、画像データ圧縮方法及び撮像装置 | |
JP4241517B2 (ja) | 画像符号化装置及び画像復号装置 | |
JP3434088B2 (ja) | 画像データ変換装置およびその逆変換装置 | |
KR101871946B1 (ko) | 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램 | |
JP2924416B2 (ja) | 高能率符号化方法 | |
JP2005168028A (ja) | 絶対差演算装置とそれを用いた動き推定装置及び動映像符号化装置 | |
JP2021175049A (ja) | 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム | |
JP6635312B2 (ja) | 画像処理装置および方法 | |
US9591332B2 (en) | Image processing apparatus performing preprocessing to prevent boundary positions of divided rectangular regions of image data from being separated into dense and sparse portions | |
JP5560452B2 (ja) | 画像処理方法及び画像処理装置 | |
JP4971881B2 (ja) | 画像符号化装置及び画像復号装置、並びにそれらの制御方法 | |
JP4262144B2 (ja) | 画像符号化装置及び方法 | |
JP2008109195A (ja) | 画像処理装置 | |
JP2010183401A (ja) | 画像符号化装置および、その方法 |