JP4196813B2 - 画像符号化装置及び方法、並びに画像復号装置及び方法 - Google Patents
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Description
マゼンタ:X=34.61、Y=19.30、Z=23.59
シアン :X=23.16、Y=28.47、Z=66.93
イエロー:X=68.23、Y=78.03、Z=22.88
先ず、第1の実施の形態における画像符号化装置の構成及び動作について説明する。図2は、第1の実施の形態における画像符号化装置1の概略構成を示したものである。図2に示すように、画像符号化装置1は、入力されたX,Y,Zの3つのコンポーネント信号に対して所定の変換を施す色変換部10と、変換後の信号をJPEG−2000方式に従って圧縮符号化する画像符号化部20とから構成されている。この画像符号化部20は、JPEG−2000規格書(参考文献:IS0/IEC 15444-1, Information technology-JPEG 2000, Part 1:Core coding system)に記載されたPart-1準拠のエンコーダの機能を有していればよく、ハードウェアであってもソフトウェアであっても構わない。
画像符号化装置1に入力されるXYZ色空間の画像は、既にガンマ補正が施されたものである場合がある。ここで、ガンマ補正とは、簡単には、計算機の出すデジタル信号がアナログ信号になってブラウン管に映るときの変化を修正する技術である。横軸を入力の強さ、縦軸を明るさとして図示すると、本来は明るさが入力の強さに正比例して右肩上がりの直線になるべきであるが、実際にブラウン管に信号を入れてみると、明るさは入力に正比例せずに、グラフ上では曲線になる。この曲り具合を表すのがガンマ値であり、数字が大きいほど曲線の曲り具合が大きくなる。ラフ上で直線になるような入力と明るさが正比例の関係をガンマ値1.0とすると、およそガンマ値2.2ぐらいになる程度まで加減するのが一般的とされている。
次に、第2の実施の形態として図5に示す画像符号化装置3は、基本構造を図2に示した画像符号化装置1と同様とするが、コンポーネント毎の重み係数を用いて目標符号量に合うようにレート制御を行うレート制御部21を有する点に特徴を有している。したがって、先に図2に示した画像符号化装置1と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(a) Significance Propagation Pass
(b) Magnitude Refinement Pass
(c) Clean Up Pass
3つの符号化パスの用いられる順序を図10に示す。図10に示すように、先ずビットプレーン(n−2)(MSB)がClean Up Pass(以下、適宜CUパスという。)によって符号化される。続いて、順次LSB側に向かい、各ビットプレーンが、Significance Propagation Pass(以下、適宜SPパスという。)、Magnitude Refinement Pass(以下、適宜MRパスという。)、CUパスの順序で用いられて符号化される。
続いて、第3の実施の形態における画像復号装置の構成及び動作について説明する。図12は、第3の実施の形態における画像復号装置4の概略構成を示したものである。図12に示すように、画像復号装置4は、入力した符号化コードストリームをJPEG−2000方式に従って伸張復号する画像復号部40と、この画像復号部40から供給された3つのコンポーネント信号に対して所定の変換を施す色逆変換部50とから構成されている。
上述したように、復号画像をディスプレイ等に表示する場合には、そのディスプレイに合わせたガンマ補正を施して出力する必要のある場合がある。
第3の実施の形態及び第1の変形例では、復号画像がXYZ色空間の画像である場合について説明したが、復号画像をディスプレイ・モニタのようなRGB色空間の表示装置に表示させる場合には、XYZ色空間からRGB色空間への変換を行う必要がある。
Claims (10)
- XYZ色空間の画像のX信号及びZ信号を、無彩色を表す点を中心とした座標系のコンポーネント信号に変換する色変換手段と、
上記色変換手段による色変換後の各コンポーネント信号とY信号とを符号化する画像符号化手段とを備え、
上記色変換手段は、Z信号からY信号を減算して2で除算することにより第1のコンポーネント信号Y1を生成する(Y1=(Z−Y)/2)と共に、X信号からY信号を減算して2で除算することにより第2のコンポーネント信号Y2を生成し(Y2=(X−Y)/2)、
Y信号は未処理のままコンポーネント信号Y0として、上記3つのコンポーネント信号Y0,Y1,Y2を上記画像符号化手段により圧縮符号化する
画像符号化装置。 - 上記画像符号化手段は、
上記色変換手段による色変換後の各コンポーネント信号及びY信号からなる画像に対して階層的にフィルタリング処理を施して複数のサブバンドを生成するフィルタリング手段と、
上記フィルタリング処理後の上記入力画像の各係数を量子化ステップサイズで除算して量子化する量子化手段と、
上記サブバンドを分割し、所定の大きさの複数のコードブロックを生成するコードブロック生成手段と、
上記コードブロック単位に最上位ビットから最下位ビットに至る複数のビットプレーンを生成するビットプレーン生成手段と、
上記ビットプレーン生成手段によって生成された上記複数のビットプレーンについてビットモデリングを行うビットモデリング手段と、
上記ビットモデリングの行われたビットプレーン毎に符号化パスを生成する符号化パス生成手段と、
上記符号化パス生成手段によって生成された上記符号化パスを算術符号化する符号化手段と、
上記符号化手段によって生成された算術符号に基づいて、所定の目標符号量になるように符号量を制御する符号量制御手段とを有し、
上記符号量制御手段は、上記色変換後の各コンポーネント信号及びY信号について、それぞれ異なる重み係数を用いて符号量を制御する
請求項1記載の画像符号化装置。 - 上記符号量制御手段は、
各コードブロック内のビットプレーン毎又は符号化パス毎に、そのビットプレーン又は符号化パスを符号化コードストリームに含めた場合に低減される歪み量と、そのビットプレーン又は符号化パスを符号化した際の符号量との比であるレート歪み傾き値を計算するレート歪み傾き値計算手段と、
上記レート歪み傾き値が大きいビットプレーン毎又は符号化パスから上記レート歪み傾き値が小さいビットプレーン毎又は符号化パスの順に、目標符号量に達するまで符号化コードストリームに含めるように制御する制御手段と
を有する請求項2記載の画像符号化装置。 - 上記制御手段は、最低域のサブバンドから最高域のサブバンドの順に、上記ビットプレーン毎又は符号化パスを上記符号化コードストリームに含めるように制御する請求項3記載の画像符号化装置。
- 上記制御手段は、輝度成分のコンポーネントから色差成分のコンポーネントの順に、上記ビットプレーン毎又は符号化パスを上記符号化コードストリームに含めるように制御する請求項3記載の画像符号化装置。
- XYZ色空間の画像のX信号及びZ信号を、無彩色を表す点を中心とした座標系のコンポーネント信号に変換する色変換工程と、
上記色変換工程における色変換後の各コンポーネント信号とY信号とを符号化する画像符号化工程とを有し、
上記色変換工程では、Z信号からY信号を減算して2で除算することにより第1のコンポーネント信号Y1を生成する(Y1=(Z−Y)/2)と共に、X信号からY信号を減算して2で除算することにより第2のコンポーネント信号Y2を生成し(Y2=(X−Y)/2)、
Y信号は未処理のままコンポーネント信号Y0として、上記3つのコンポーネント信号Y0,Y1,Y2を上記画像符号化工程により圧縮符号化する
画像符号化方法。 - XYZ色空間の画像のX信号及びZ信号を、無彩色を表す点を中心とした座標系のコンポーネント信号に色変換し、色変換後の各コンポーネント信号とY信号とを符号化して得られた符号化コードストリームを復号する画像復号装置であって、
上記色変換では、Z信号からY信号を減算して2で除算することにより第1のコンポーネント信号Y1を生成する(Y1=(Z−Y)/2)と共に、X信号からY信号を減算して2で除算することにより第2のコンポーネント信号Y2を生成し(Y2=(X−Y)/2)ており、
上記符号化コードストリームを復号する画像復号手段と、
上記画像復号手段による復号後の各コンポーネント信号をXYZ色空間の座標系に逆変換する色逆変換手段とを備え、
上記色逆変換手段は、上記第1のコンポーネント信号Y1に2を乗算してY信号Y0を加算することによりZ信号を復元する(Z=2×Y1+Y0)と共に、上記第2のコンポーネント信号に2を乗算してY信号を加算することによりX信号を復元する(X=2×Y2+Y0)
画像復号装置。 - 上記色逆変換手段によって復元されたX信号及びZ信号と上記画像復号手段によって復号されたY信号とをRGB色空間の各コンポーネント信号に変換するRGB変換手段をさらに備える請求項7記載の画像復号装置。
- XYZ色空間の画像のX信号及びZ信号を、無彩色を表す点を中心とした座標系のコンポーネント信号に色変換し、色変換後の各コンポーネント信号とY信号とを符号化して得られた符号化コードストリームを復号する画像復号方法であって、
上記色変換では、Z信号からY信号を減算して2で除算することにより第1のコンポーネント信号Y1を生成する(Y1=(Z−Y)/2)と共に、X信号からY信号を減算して2で除算することにより第2のコンポーネント信号Y2を生成し(Y2=(X−Y)/2)ており、
上記符号化コードストリームを復号する画像復号工程と、
上記画像復号工程における復号後の各コンポーネント信号をXYZ色空間の座標系に逆変換する色逆変換工程とを有し、
上記色逆変換工程では、上記第1のコンポーネント信号Y1に2を乗算してY信号Y0を加算することによりZ信号を復元する(Z=2×Y1+Y0)と共に、上記第2のコンポーネント信号に2を乗算してY信号を加算することによりX信号を復元する(X=2×Y2+Y0)
画像復号方法。 - 上記色逆変換工程にて復元されたX信号及びZ信号と上記画像復号工程にて復号されたY信号とをRGB色空間の各コンポーネント信号に変換するRGB変換工程をさらに有する請求項9記載の画像復号方法。
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