JP3797965B2 - 画像符号化装置、画像復号化装置及びそれらの方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロック単位の画像圧縮法に関するものであり、特に3次元コンピュータグラフィックス分野における圧縮率固定のテクスチャ画像圧縮の画像符号化装置、画像復号装置及びそれらの方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
3次元コンピュータグラフィクス分野では、3次元を構成するモデル(一般には三角形パッチで構成されるポリゴンモデルが用いられる)表面に実世界から取得した撮影画像(テクスチャ画像)を貼り付けるテクスチャマッピングを行うことで高品位な画像を生成してきた。よりリアルな物体を表現するためには、より高精細で大量のテクスチャ画像が必要であり、グラフィックス・システムはこれら大量の画像データを保持、転送、処理するためのメモリやバス・バンド幅、プロセッシングパワーが必要となってきた。いままで、必要なメモリ量やバス・バンド幅を減少させるために、さまざまな画像圧縮方法が試みられてきた。エントロピー符号化/ロスレス圧縮、DCT、JPEG、BTC、CCC、S3TCなどが存在する。これらの方法にはそれぞれ短所が存在する。
【0003】
その中で、テクスチャの任意の小領域に対しランダムにアクセスすることが可能であり、復号時の演算量がそれほど多くなく高速に復号でき、さらに圧縮率が固定でメモリの使用量が見積もれる方式としてBlock Truncation Coding (BTC)(非特許文献1参照)やColor Cell compression (CCC)(非特許文献2参照)、またはそれらをベースに改良した方式がテクスチャの圧縮方式として主に使わるようになってきている。
【0004】
(1)BTCやCCCと呼ばれる手法では、4×4ピクセル画像ブロックを代表色2色と1ビットに量子化した16bitピクセル情報(どちらの代表色で表現するかで2パターン)で符号化したものである。復号化は、前記2代表色を符号化された16bit情報の各ビットから2代表色をルックアップテーブルで選択することによって行う。これらBTC/CCCは2段階の色再現性しかないため、画質が落ちる原因にもなっている。
【0005】
(2)そこで、ピクセル毎の量子化ビットを2ビットにすることで画質を向上する方法もある。
【0006】
S3TC方式(特許文献1参照)は、代表色2色とその代表色間に定義される2色の計4代表色を設定し、ピクセル毎に2bitでこれらの代表色割当ることで、画像諧調表現の向上をおこなっている。
【0007】
(3)BTC方式では、ピクセル毎2ビットを4代表色(非特許文献3参照)や、3代表色(非特許文献4参照)にして画質を向上させる手法もある。
【0008】
近年、CGのクオリティ向上のために多数のテクスチャを利用するアプリケーションが増加してきたり、組み込み機器のような非常に少ない記憶領域だけを持つ機器でもCGを利用するようになってきたりするようになってきた。そのため、BTCベースの圧縮率固定に対し、さらに情報を圧縮する方式が必要になってきている。
【0009】
しかし、ランダムアクセス性や高速演算可能性を維持しつつ、高圧縮率を実現するような符号化方式は存在しない。
【0010】
【特許文献1】
Konstantine I. Iourcha, et al., ■SYSTEM AND METHOD FOR FIXED-RATE BLOCK-BASED IMAGE COMPRESSION WITH INFERRED PIXEL VALUES■, USP 5,956,431, Sep. 21, 1999.
【0011】
【非特許文献1】
E. J. Delp, et al., ■Image Compression using block truncation coding■, IEEE Trans. Commun., vol. COM-27, Sep. 1979.
【非特許文献2】
Graham Campbell, et al., ■TWO BIT/PIXEL FULL COLOR ENCODING■, SIGGRAPH ■86, vol. 20, Num. 4, Aug. 1986.
【0012】
【非特許文献3】
J.D.Kim,et.al,"Progressive Imaging on the Internet via WWW Browser using Adaptive Block Truncation Coding",Multimedia Computing and Networking 1996, 1996
【0013】
【非特許文献4】
Y.A.Alaska and D.A.Lee,"Three Level Block Truncation Coding", Proc. 1990 IEEE Southeastcon, Vol.2, IEEE Press, Piscataway, N.J., pp. 420-423, 1990.
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のブロックベース画像圧縮手法は、ブロック単位で圧縮するため圧縮率が固定になり、それ以上の圧縮率を実現することが難しい。
【0015】
また、組み込み機器等の限られた記憶領域を効率的に使用するために、機器の構成に合った高圧縮率の符号化方式が求められている。
【0016】
そこで、本発明は、ブロック単位の符号化をベースにしながら、さらに圧縮率を向上させ、組み込み機器等の限られた記憶領域を効率的に使用することができる画像符号化装置、画像復号装置及びそれらの方法を提供する。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像符号化装置は、画像データを複数の画像ブロック単位に分割する画像ブロック分割手段と、前記分割された画像ブロック内の画素を表現するための少なくとも1つの色である代表色情報と、前記画素毎にどの代表色で表現するかを示す代表色利用情報とを少なくとも含む符号化信号を各画像ブロック毎に作成する符号化手段と、前記全ての画像ブロックの代表色情報を再度符号化して代表色符号化信号を作成する代表色符号化手段と、前記全ての各画像ブロックの代表色利用情報を再度符号化して利用情報符号化信号を作成する利用情報符号化手段と、前記再度符号化された代表色符号化信号と前記再度符号化された利用情報符号化信号とを合成して再符号化情報を作成する符号化情報合成手段と、を有することを特徴とする。
【0018】
本発明の画像復号化装置は、画像データを分割した画像ブロック単位毎に画素を表現するための少なくとも1つの色である代表色情報と、前記画素毎にどの代表色で表現するかを示す代表色利用情報とを少なくとも含む符号化情報の中の代表色情報を再度符号化し、前記代表色利用情報を再度符号化して合成した再符号化情報を復号する再符号化情報復号化手段と、前記復号された再符号化情報を代表色符号化信号と利用情報符号化信号とに分離する符号分離手段と、前記代表色符号化信号を復号して、前記各画像ブロック毎の代表色復号情報を作成する代表色復号化手段と、前記利用情報符号化信号を復号して、前記各画像ブロック毎の利用情報復号信号を作成する利用情報復号化手段と、前記復号された各画像ブロック毎の代表色復号情報と利用情報復号信号から前記画像ブロック毎の符号化情報を再構成する再構成手段と、を有することを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
実施形態1に関する画像符号化装置は、複数画素をまとめた画像ブロック単位に符号化されたデータのうち、ブロック内の画素を表現するための少なくとも1つの代表色情報と、前記代表色のどの色情報をどう利用するかを示す代表色利用情報とを少なくとも有することを特徴とする画像ブロック符号化情報において、複数の前記画像ブロック符号化情報をまとめて再度符号化を行う再符号化手段を具備することを特徴とする。
【0024】
実施形態2に関する画像符号化装置は、実施形態1に記載の画像符号化装置において、複数前記画像ブロックの前記代表色情報をまとめる代表色バッファ手段と、複数前記画像ブロックの前記代表色利用情報をまとめる代表色利用情報バッファ手段と、前記代表色バッファ手段の前記代表色を符号化する代表色符号化手段と、前記代表色利用情報バッファ手段の前記代表色利用情報を符号化する利用情報符号化手段と、前記代表色符号化手段により符号化された代表色符号化信号と前記利用情報符号化手段により符号化された利用情報符号化信号とを合成する符号化情報合成手段とを具備することを特徴とする。
【0025】
実施形態3に関する画像符号化装置は、実施形態1に記載の画像符号化装置の再符号化手段において、ユニバーサル情報源符号化を適用することを特徴とする。
【0026】
実施形態4に関する画像符号化装置は、実施形態2に記載の画像符号化装置の代表色符号化手段と利用情報符号化手段において、代表色符号化手段及び利用情報符号化手段の少なくともどちらか一方にユニバーサル情報源符号化を適用することを特徴とする。
【0027】
実施形態5に関する画像符号化装置は、実施形態2に記載の画像符号化装置の代表色符号化手段において、全ての代表色情報をテーブル化する代表色テーブル化手段と、各前記画像ブロックの代表色情報をテーブルの該当する色番号で置き換える代表色情報置き換え手段と、前記代表色テーブル化手段によりテーブル化された代表色テーブルと前記代表色情報置き換え手段により置き換えられた置き換え代表色情報とを合成して出力する代表色再符号化情報合成手段とを具備することを特徴とする。
【0028】
実施形態6に関する画像符号化装置は、実施形態6に記載の代表色符号化手段の代表色テーブル化手段において、全ての代表色情報のうち少なくとも1色以上の代表色を選択しテーブル化することを特徴とする。
【0029】
実施形態7に関する画像符号化装置は、実施形態2に記載の画像符号化装置の代表色符号化手段において、全ての代表色情報を画像情報化する代表色画像化手段と、前記代表色画像化手段により画像化された代表色画像情報をJPEG符号化する代表色JPEG符号化手段とを具備することを特徴とする。
【0030】
実施形態8に関する画像符号化装置は、実施形態2に記載の画像符号化装置の利用情報符号化手段において、全ての代表色利用情報をハフマン符号化するハフマン符号化手段を具備することを特徴とする。
【0031】
実施形態9に関する画像符号化装置は、実施形態8に記載の利用情報符号化手段において、前記ハフマン符号化手段が符号化した利用情報符号化信号と使用したハフマン符号化テーブルに関する情報を出力することを特徴とする。
【0032】
実施形態10に関する画像復号化装置は、再符号化情報を復号する再符号化情報復号化手段と、前記再符号化情報復号手段により復号された再符号化情報復号情報から複数画素をまとめた画像ブロック内の画素を表現するための少なくとも1つの代表色情報と、前記代表色のどの色情報をどう利用するかを示す代表色利用情報とを少なくとも有することを特徴とする画像ブロック符号化情報に復元する画像ブロック符号化情報再構成手段とを具備することを特徴とする。
【0033】
実施形態11に関する画像復号化装置は、実施形態10に記載の画像復号化装置において、前記再符号化情報を代表色符号化信号と利用情報符号化信号とに分離する符号分離手段と、前記代表色符号化信号を復号する代表色復号化手段と、前記利用情報符号化信号を復号する利用情報復号化手段と、前記代表色復号化手段により復号された代表色復号情報と前記利用情報復号化手段により復号された利用情報復号信号から前記画像ブロック符号化情報を再構成する画像ブロック符号化情報再構成手段とを具備することを特徴とする。
【0034】
実施形態12に関する画像復号化装置は、実施形態10に記載の画像復号化装置の再符号化情報復号化手段において、ユニバーサル情報源復号化を適用することを特徴とする。
【0035】
実施形態13に関する画像復号化装置は、実施形態11に記載の画像復号化装置の代表色復号化手段及び利用情報復号化手段において、代表色復号化手段及び利用情報復号化手段の少なくともどちらか一方にユニバーサル情報源復号化を適用することを特徴とする。
【0036】
実施形態14に関する画像復号化装置は、実施形態11に記載の画像復号化装置の代表色復号化手段において、入力された符号化情報を代表色テーブル情報と置き換え代表色情報に分離する代表色情報分離手段と、置き換え代表色情報を前記代表色テーブル情報の該当する代表色で置き換える代表色情報再構成手段とを具備することを特徴とする。
【0037】
実施形態15に関する画像復号化装置は、実施形態11に記載の画像復号化装置の代表色復号化手段において、入力された符号化情報をJPEG復号化するJPEG復号化手段を具備することを特徴とする。
【0038】
実施形態16に関する画像復号化装置は、実施形態11に記載の画像復号化装置の利用情報復号化手段において、入力された符号化情報をハフマン復号化するハフマン復号化手段を具備することを特徴とする。
【0039】
実施形態17に関する画像復号化装置は、実施形態16に記載の利用情報復号化手段において、入力された符号化情報から利用情報符号化信号と使用したハフマン符号化テーブルに関する情報に分離するハフマン符号化情報分離手段と前記ハフマン符号化テーブルに関する情報からハフマンテーブルを選択するハフマンテーブル選択手段とを具備することを特徴とする。
【0040】
【実施例】
(第1の実施例)
(1)画像符号化装置の基本構成
図1は本発明の第1の実施例に係る画像符号化装置の基本構成図である。
【0041】
入力画像信号131は、ブロック化手段101により複数の画素からなる小領域の画像ブロック信号132に分割される。
【0042】
画像ブロック信号132は、符号化手段102でブロック単位に符号化される。この符号化された符号化信号には、ブロック内の代表色情報と代表色をどのように利用するかを示す代表色利用情報が少なくとも含まれている。
【0043】
符号化されたブロック符号化信号133は、ブロック符号バッファ手段103により画像全体の符号化信号が集められ、統合符号化信号134が出力される。
【0044】
この統合符号化信号134は、再符号化手段104により符号化手段102とは別に符号化を行い、再符号化信号135を出力する。
【0045】
(2)画像符号化装置の拡張構成
さらに、図2に本実施例に係る画像符号化装置の拡張構成図を示す。
【0046】
入力画像信号131は、ブロック化手段101により複数の画素からなる小領域の画像ブロック信号132に分割される。
【0047】
画像ブロック信号132は、符号化手段102でブロック単位に符号化される。
【0048】
上述の基本構成の図1と同様にこの符号化された符号化信号には、ブロック内の代表色情報と代表色をどのように利用するかを示す代表色利用情報が少なくとも含まれている。
【0049】
符号化手段102からはこれらの代表色信号231と代表色利用情報信号232が別々に出力され、夫々代表色バッファ部201及び代表色利用情報バッファ部202に格納される。
【0050】
代表色バッファ部201及び代表色利用情報バッファ部202に蓄えられた代表色情報233と代表色利用情報234は、それぞれ代表色符号化手段203及び利用情報符号化手段204に入力され、それぞれの情報に適した符号化が適用される。
【0051】
代表色符号化手段203及び利用情報符号化手段204で符号化された代表色符号化信号235及び利用情報符号化信号236は符号化情報合成手段205により合成され、再符号化信号135として出力される。
【0052】
(3)代表色情報及び代表色利用情報の符号化
本実施例を利用し、代表色情報及び代表色利用情報をどのように符号化するかの例を以下に示す。
【0053】
符号化には復号時に元の信号に歪が全く発生しない可逆符号化方式と、歪が発生する非可逆符号化方式が存在する。前述の再符号化手段104、代表色符号化手段203及び利用情報符号化手段204では、どちらの手段を適用することも可能である。
【0054】
特に、画質を優先する場合は、可逆符号化方式のユニバーサル符号化方式を適用することが可能である。また、全ての画像ブロックの統計を取った場合、代表色に重複色が多く発生している場合などには、Color Look−Up Table (CLUT)方式を適用することが可能である。さらに、圧縮率を優先するような場合は、JPEG圧縮方式を代表色に適用することができる。
【0055】
(3−1)CLUT方式
図3にColor Look−Up Table(CLUT)方式を適用した場合の基本構成図を示す。
【0056】
入力された代表色情報233は代表色テーブル化手段301により、全ての画像ブロックでの代表色を統計し、重複色を調べ、重複分を除いた使用されている色数で代表色テーブル331を作成する。
【0057】
代表色情報置き換え手段302では、入力された代表色情報233の色情報を代表色テーブル化手段301で作成した代表色テーブル331を参照し、テーブル番号に変換する。
【0058】
元の代表色のデータ長に対しテーブル番号のデータ長が短い場合、代表色情報が圧縮されることになる。
【0059】
代表色テーブル331とテーブル番号で置き換えられた置き換え代表色信号332は代表色再符号化情報合成手段303において合成され、代表色符号化信号235として出力される。本基本構成図のCLUTを使用する場合は可逆符号化であり、復号信号には歪は発生しない。
【0060】
(3−2)さらに圧縮率を高めるCLUT方式
図4は、CLUTを用い、さらに圧縮率を高める場合の構成図例を示したものである。
【0061】
上記の基本構成の図3による構成に対し、代表色情報233をまず代表色減色手段401で総色数よりも少ない色数に減色する。減色する際には、2のべき乗に色数がなるように減色することが望ましい。
【0062】
その後、減色された代表色情報431を使い代表色テーブルを作成し、代表色情報置き換え手段302により代表色を代表色テーブル番号で置き換える。代表色を置き換える際、使用されている色数よりも代表色テーブルの色数は少なくなっているため、一致する色がテーブルに存在しない場合がある。その際は、テーブル内に存在する最も近い色に置き換えることになる。
【0063】
(3−3)JPEG符号化方式
JPEG符号化方式を適用し代表色情報233を符号化する方式を示す。
【0064】
この構成図例を図5に示す。
【0065】
入力された代表色情報233は代表色画像化手段501により、画像全体の代表色を少なくとも1枚の画像にまとめ、代表色画像信号531として出力する。代表色画像信号531はJPEG符号化手段502においてJPEG符号化され符号化された代表色符号化信号235が出力される。
【0066】
(3−4)ハフマン符号化方式
図14は、代表色利用情報234の符号化方式としてハフマン符号化を適用する例を示した構成図である。
【0067】
入力された代表色利用情報234はハフマン符号化手段1401により符号化され利用情報符号化信号236が出力される。
【0068】
ハフマン符号化の際には、代表色利用情報234のビット列や各画素に対する値等で頻度が計算され、それに応じた形でハフマン符号化のテーブルを作成することや、予めいくつかの用意されたテーブルから頻度情報を利用して選択することも可能である。
【0069】
(4)第1の実施例の効果
本実施例を用いることで、複数の画素から構成される小領域画像ブロック毎にブロック内の代表色情報と代表色をどのように利用するかを示す代表色利用情報が少なくとも含まれている符号化を行って生成された符号化信号をさらに圧縮することが可能となる。通常ブロック符号化は固定圧縮率の場合が多く、画像中にさらに冗長性がある場合にそれを取り除くことが可能となる。これにより、最終的な符号化後のデータ量を削減することが可能となり、記憶媒体の効率的利用や、記憶媒体そのものの容量を小さくすることが可能となる。
【0070】
また、代表色情報と代表色利用情報に対し、それぞれに適した符号化を適用することで、全体で符号化するよりも効率のよい符号化が提供可能となる。これは、代表色情報が画像データに近い特性を持ち、代表色利用情報が文書データに近い特性を持つことによる。そのため、代表色情報に画像符号化などの非可逆符号化を、代表色利用情報にユニバーサル符号化やハフマン符号化の可逆符号化を適用することが一般的によい。しかし、これはデータの特徴に依存するため、この組み合わせに限るものではない。
【0071】
(5)第1の実施例の変形例
図2に示した符号化手段102では、代表色信号231と代表色利用情報信号232が別々に出力されているが、これに限る必要はない。
【0072】
(5−1)変形例1
例えば、図13に示すように符号化手段102により符号化されたブロック符号化信号133はブロック符号分離手段1301により代表色信号231と代表色利用情報信号232に分離されるという構成も可能である。
【0073】
本構成を利用することで、ブロック符号化処理とその後の再符号化処理を分離することが可能となる。そのため、ブロック符号化と再符号化を別々のアプリケーションとして実装することも可能となる。従来のブロック符号化のみで符号かされた信号が存在する場合、それをブロック符号分離手段に直接入力することで、再符号化のプロセスだけを実施することも可能となる。
【0074】
(5−2)変形例2
入力されたブロック符号化信号132の種類によっては、再符号化手段104や代表色符号化手段203、利用情報符号化手段204で符号化を行った場合、元のデータサイズよりも符号化後のデータサイズが大きくなってしまう場合が存在する。その際、元のデータサイズと比較し、符号化後の方が大きくなってしまっていた場合には、符号化を行わず元の信号を出力するようにすることも可能である。
【0075】
(5−3)変形例3
さらに、復号時の演算コストと比較し、多少のデータサイズ削減だけしか出来ない場合も同様に符号化しないというモードを選択させることも可能である。そのときには、符号化する/符号化しないを判定するデータ削減量または削減率の基準値を設定しておき、切り替えることになる。このように、どのような符号化を採用したかどうかの情報をヘッダ情報として、符号化信号に合成して記録することも可能である。
【0076】
(5−4)変形例4
本実施例では、代表色を画像化しJPEG符号化を適用することが可能であることを示した。
【0077】
代表色画像化手段で代表色を画像化する場合には、単純に1枚の画像にする場合以外に、代表色を複数の画像として構成することも可能である。そのとき、それぞれの画像内部に含まれる色は近い色を集めることで効率が良くなる場合が多い。
【0078】
そのため、ブロック内の代表色を近い色が選択しやすいように並べておくことが必要になる。
【0079】
1つの画像ブロック内に複数の代表色が存在する場合、その並びをある特定の規則に基づくように並べるようブロック符号化手段102で予め行うか、符号化されたブロック符号化信号133の代表色を並べ替え、さらに代表色利用情報も変更された並び順に対応するように修正しておくという拡張が可能である。ここでいう特定の規則というのは、例えば16ビットの色情報の場合、それを数値に置き換え、小さい方から大きいほうに並ぶようにしておく等である。
【0080】
この規則はそのシステムや画像に応じて変更することが可能であり、自由に設定することが出来る。
【0081】
(5−5)変形例5
本実施例では代表色を画像化し符号化する際にJPEG符号化を適用している。しかし、本実施例はこれに限定する必要はない。
【0082】
例えば、GIFやPNG、JPEG2000、PPM等といったどの静止画の符号化方式でも採用することが可能である。
【0083】
また、上記のように、画像化する際に複数画像として構成した場合、静止画像の符号化以外にも動画像用の符号化方式(例えばMPEG−1,2,4やH.263、Motion JPEG等)を適応することが可能である。
【0084】
(5−6)変形例6
本実施例で説明したように、再符号化の手段としてユニバーサル符号化方式やCLUT、JPEG方式、ハフマン符号化方式等を利用することが可能である。しかし、本実施例は、これらの符号化方式に限定するものではなく、符号化方式であれば自由に選択して利用することが可能である。
【0085】
(5−7)変形例7
本実施例で図2を利用して説明したように、ブロック符号内に存在する複数の情報に対し、別々に符号化を適用することで符号化効率をよくすることが可能である。
【0086】
そのとき、それぞれの情報に対し同じ符号化方式を適応する場合でも、異なる種類の情報に対しては、別々に符号化を行うことが可能である。このようにすることで、情報の繰り返し頻度が多くなり、結果として符号化効率が上がる可能性が高くなる。
【0087】
(5−8)変形例8
本実施例ではブロック符号内に存在する情報を代表色情報と代表色利用情報としたが、これ以外の情報が含まれている場合でも適用することが可能である。
【0088】
そのときには、代表色情報または代表色利用情報と合わせて符号化することも、また、それら二つの情報とは別に符号化することも可能である。
【0089】
その他、代表色利用情報などの中に、複数の異なる情報が組み込まれている場合、これを一括して代表色利用情報符号化として扱うのではなく、それぞれの情報単位に符号化を行うことも可能である。
【0090】
(第2の実施例)
(1)画像復号化装置の基本構成
図6は本発明の第2の実施例に係る画像復号化装置の基本構成図である。
【0091】
入力された再符号化信号631は、再符号化情報復号化手段601において、再符号化の際に利用された符号化方式に対応した復号方式で復号される。
【0092】
再符号化情報復号化手段601により復号された再符号化情報復号信号632は、画像ブロック符号化情報再構成手段602により、画像ブロック毎の符号化信号でブロック内の代表色情報と代表色をどのように利用するかを示す代表色利用情報が少なくとも含まれているブロック符号化信号633が再構成される。
【0093】
再構成されたブロック符号化信号633はブロック符号復号化手段603で復号され復号画像信号633が出力される。
【0094】
(2)画像復号化装置の拡張構成
さらに、図7に本実施例に係る画像復号化装置の拡張構成図を示す。
【0095】
入力された再符号化信号631は、符号分離手段701において代表色を符号化した代表色符号化信号731及び代表色利用情報を符号化した利用情報符号化信号732に分離される。
【0096】
代表色符号化信号731及び利用情報符号化信号732は、それぞれ代表色復号化手段702と利用情報復号化手段703に入力され、復号化が行われる。
【0097】
その後、復号された代表色復号信号733及び利用情報復号信号734は、画像ブロック符号化情報再構成手段704によりブロック符号化信号633が再構成される。
【0098】
再構成されたブロック符号化信号633は上記の基本構成と同様にブロック符号復号化手段603で復号され復号画像信号633が出力される。
【0099】
(3)代表色情報及び代表色利用情報の復号化
本実施例を利用し、代表色情報及び代表色利用情報をどのように復号化するかの例を以下に示す。
【0100】
第1の実施例で述べたように、代表色情報及び代表色利用情報は様々な符号化方式を適用し符号化することが可能である。そのため、復号化もそれぞれに方式に対応して用意する。
【0101】
(3−1)ユニバーサル符号化方式
符号化方式としてユニバーサル符号化方式を適用している場合、再符号化情報復号化手段601、代表色復号化手段702及び利用情報復号化手段703としてユニバーサル復号化手段を適用する。
【0102】
これにより画像ブロック符号化信号632、代表色復号化信号733及び代表色利用情報復号化信号734が復号され出力される。
【0103】
(3−2)CLUT方式
図8にColor Look−Up Table(CLUT)方式を適用した場合の代表色復号化手段の基本構成図を示す。
【0104】
入力された代表色符号化信号731は、代表色情報分離手段801で代表色テーブル信号831と置き換え代表色信号832に分離される。
【0105】
代表色テーブル信号831は、代表色テーブル情報保持手段802により記憶される。この記憶された代表色テーブル情報833を使い、代表色情報再構成手段803では、置き換え代表色信号832のテーブル番号から色情報に復元され代表色復号化信号733として出力される。
【0106】
(3−3)JPEG符号化方式
図9にJPEG符号化方式を適用した場合の代表色復号化手段の基本構成図を示す。
【0107】
入力された代表色符号化信号731は、JPEG復号化手段901でJPEG復号化を実施され復号ブロック化画像信号931が出力される。
【0108】
復号ブロック化画像信号931は、代表色情報復元手段902により、画像化されて復元された復号ブロック化画像信号931を元の代表色信号のフォーマットに変換される。
【0109】
代表色情報復元手段902により変換された信号は代表色復号化信号733として出力される。
【0110】
(3−4)ハフマン符号化方式
図10に、ハフマン符号化方式を適用した場合の利用情報復号化手段の基本構成図を示す。
【0111】
入力された利用情報符号化信号732は、ハフマン復号化手段1001で復号化され利用情報復号信号734として出力される。
【0112】
(3−5)ハフマンテーブルに関する情報が埋め込まれている場合
図11では、利用情報符号化信号732にハフマンテーブルに関する情報が埋め込まれている場合の利用情報復号化手段の基本構成図を示す。
【0113】
入力された利用情報符号化信号732は、ハフマン符号化情報分離手段1101においてハフマンテーブルに関する情報1131及びハフマン符号化された符号語列1132に分離される。ハフマンテーブルに関する情報1131はハフマンテーブル選択手段1102に入力され、復号に利用するハフマンテーブルが再構築される。
【0114】
このハフマンテーブルに関する情報1131は、ハフマンテーブルをあらわしている場合もあれば、幾つか決められたハフマンテーブルの中のどれかを指定するIDのようなものである場合もある。
【0115】
符号語列1132はハフマン符号化手段に入力され、ハフマンテーブル選択手段1102で再構成されたハフマンテーブル1133を用いて復号化が行われる。
【0116】
復号された信号は代表色利用情報復号化信号734として出力される。
【0117】
(4)第2の実施例の効果
本実施例を用いることで、複数の画素から構成される小領域画像ブロック毎にブロック内の代表色情報と代表色をどのように利用するかを示す代表色利用情報が少なくとも含まれている符号化を行って生成された符号化信号をさらに圧縮して作成された再符号化信号を読み出し、復号することが可能となる。
【0118】
(5)第2の実施例の変形例
(5−1)変形例
再符号化された場合に、再符号化後のデータサイズが元のデータサイズを上回ってしまっていた場合等に再符号化を行わないモードを使用してデータが記録されている場合がある。どのような符号化を行ったかを示す付加情報を再符号化信号に合成して記録されている場合がある。そのため、入力された再符号化信号631から付加情報を分離する分離手段を有することも可能である。分離された付加情報から符号化方式等を識別し、復号化時に適当な復号化方式を選択し復号化を行う。
【0119】
(5−1)変形例1
本実施例では、代表色を画像化しJPEG符号化を適用された場合の復号化装置について示した。そのとき、復号化される画像の数は1枚より多い場合も可能である。
【0120】
その場合には、復号された復号ブロック化画像信号931を代表色情報復元手段902において、複数の画像から代表色信号に符号化時に選択した順序の通りに復元していく。
【0121】
また、JPEG以外の静止画像符号化方式や複数枚の画像を動画像と見なし動画像符号化方式が適用されている場合もある。
【0122】
その場合は、それぞれに対応した復号化手段を行い、代表色情報復元手段902で元の代表色複合化信号733を復元する。
【0123】
(5−2)変形例2
第2の実施例で説明したように、利用情報復号化手段としてハフマン復号化方式を利用することが可能である。
【0124】
それに加え、ハフマン符号化の効率がよくなるように符号語の順番等が変更されていたり、付加情報等が合成されていたりする場合がある。
【0125】
そのときには、ハフマン復号化手段1001の前で付加情報を分離する付加情報分離手段や、ハフマン復号化手段1001の後ろで復号信号を再構成する再構成手段などを追加することが可能である。
【0126】
(5−3)変形例3
第2の実施例で説明したように、再符号化の手段としてユニバーサル符号化方式やCLUT、JPEG方式、ハフマン符号化方式等を利用し、それに対応する復号化を採用することが可能である。
【0127】
しかし、本実施例は、これらの符号化方式に限定するものではなく、符号化方式であれば自由に選択して利用することができ、復号もそれに対応することが可能である。
【0128】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、ブロック単位の符号化をベースにしながら、さらに圧縮率を向上させ、組み込み機器等の限られた記憶領域を効率的に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る画像符号化装置の基本構成図である。
【図2】第1の実施例に係る画像符号化装置の拡張構成図である。
【図3】CLUT方式を適用した場合の基本構成図である。
【図4】CLUTを用いさらに圧縮率を高める場合の構成図である。
【図5】JPEG符号化方式を適用し代表色情報を符号化する方式の構成図である。
【図6】第2の実施例に係る画像復号化装置の基本構成図である。
【図7】第2の実施例に係る画像復号化装置の拡張構成図である。
【図8】CLUT方式を適用した場合の代表色復号化手段の基本構成図である。
【図9】JPEG符号化方式を適用した場合の代表色復号化手段の基本構成図である。
【図10】ハフマン符号化方式を適用した場合の利用情報復号化手段の基本構成図である。
【図11】利用情報符号化信号にハフマンテーブルに関する情報が埋め込まれている場合の利用情報復号化手段の基本構成図である。
【図12】ブロック符号化の概要図である。
【図13】ブロック符号分離手段を利用したブロック符号化手段の構成図である。
【図14】代表色利用情報の符号化方式としてハフマン符号化を適用する例の構成図である。
【符合の説明】
101 ブロック符号化手段
102 符号化手段
103 ブロック符号化バッファ手段
104 再符号化手段
Claims (6)
- 画像データを複数の画像ブロック単位に分割する画像ブロック分割手段と、
前記分割された画像ブロック内の画素を表現するための少なくとも1つの色である代表色情報と、前記画素毎にどの代表色で表現するかを示す代表色利用情報とを少なくとも含む符号化信号を各画像ブロック毎に作成する符号化手段と、
前記全ての画像ブロックの代表色情報を再度符号化して代表色符号化信号を作成する代表色符号化手段と、
前記全ての各画像ブロックの代表色利用情報を再度符号化して利用情報符号化信号を作成する利用情報符号化手段と、
前記再度符号化された代表色符号化信号と前記再度符号化された利用情報符号化信号とを合成して再符号化情報を作成する符号化情報合成手段と、
を有する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 画像データを分割した画像ブロック単位毎に画素を表現するための少なくとも1つの色である代表色情報と、前記画素毎にどの代表色で表現するかを示す代表色利用情報とを少なくとも含む符号化情報の中の代表色情報を再度符号化し、前記代表色利用情報を再度符号化して合成した再符号化情報を復号する再符号化情報復号化手段と、
前記復号された再符号化情報を代表色符号化信号と利用情報符号化信号とに分離する符号分離手段と、
前記代表色符号化信号を復号して、前記各画像ブロック毎の代表色復号情報を作成する代表色復号化手段と、
前記利用情報符号化信号を復号して、前記各画像ブロック毎の利用情報復号信号を作成する利用情報復号化手段と、
前記復号された各画像ブロック毎の代表色復号情報と利用情報復号信号から前記画像ブロック毎の符号化情報を再構成する再構成手段と、
を有する
ことを特徴とする画像復号化装置。 - 前記再構成された前記画像ブロック毎の符号化情報を復号化して画像ブロックを作成する画像ブロック復号化手段と、
前記復号された各画像ブロックを組み合わせて画像データを再生する画像再生手段と、
を有する
ことを特徴とする請求項2記載の画像復号化装置。 - 画像データを複数の画像ブロック単位に分割する画像ブロック分割ステップと、
前記分割された画像ブロック内の画素を表現するための少なくとも1つの色である代表色情報と、前記画素毎にどの代表色で表現するかを示す代表色利用情報とを少なくとも含む符号化信号を各画像ブロック毎に作成する符号化ステップと、
前記全ての画像ブロックの代表色情報を再度符号化して代表色符号化信号を作成する代表色符号化ステップと、
前記全ての各画像ブロックの代表色利用情報を再度符号化して利用情報符号化信号を作成する利用情報符号化ステップと、
前記再度符号化された代表色符号化信号と前記再度符号化された利用情報符号化信号とを合成して再符号化情報を作成する符号化情報合成ステップと、
を有する
ことを特徴とする画像符号化方法。 - 画像データを分割した画像ブロック単位毎に画素を表現するための少なくとも1つの色 である代表色情報と、前記画素毎にどの代表色で表現するかを示す代表色利用情報とを少なくとも含む符号化情報の中の代表色情報を再度符号化し、前記代表色利用情報を再度符号化して合成した再符号化情報を復号する再符号化情報復号化ステップと、
前記復号された再符号化情報を代表色符号化信号と利用情報符号化信号とに分離する符号分離ステップと、
前記代表色符号化信号を復号して、前記各画像ブロック毎の代表色復号情報を作成する代表色復号化ステップと、
前記利用情報符号化信号を復号して、前記各画像ブロック毎の利用情報復号信号を作成する利用情報復号化ステップと、
前記復号された各画像ブロック毎の代表色復号情報と利用情報復号信号から前記画像ブロック毎の符号化情報を再構成する再構成ステップと、
を有する
ことを特徴とする画像復号化方法。 - 前記再構成された前記画像ブロック毎の符号化情報を復号化して画像ブロックを作成する画像ブロック復号化ステップと、
前記復号された各画像ブロックを組み合わせて画像データを再生する画像再生ステップと、
を有する
ことを特徴とする請求項5記載の画像復号化方法。
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