JP4223577B2 - 画像符号化装置とその方法、および、画像復号化装置とその方法 - Google Patents
画像符号化装置とその方法、および、画像復号化装置とその方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4223577B2 JP4223577B2 JP29395196A JP29395196A JP4223577B2 JP 4223577 B2 JP4223577 B2 JP 4223577B2 JP 29395196 A JP29395196 A JP 29395196A JP 29395196 A JP29395196 A JP 29395196A JP 4223577 B2 JP4223577 B2 JP 4223577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- image data
- value
- image
- difference value
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、他の画素を参照する予測符号化を用いて、任意の画像を符号化する画像符号化装置とその方法、および、そのようにして符号化された画像データを復号化する画像復号化装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像を画質を劣化させることなくより高圧縮率で符号化したいという要望がある。同じ画像をより少ないデータ量になるように符号化して、記録や伝送を効率よく行うためである。
そのための画像の符号化に用いられる方法の１つに、予測符号化がある。予測符号化は、ある画素の画素値を、他の画素の画素値で予測し、その誤差を検出してその誤差のみを符号化するものであり、式１のように示すことができる。
【０００３】
【数１】
Ｘ ＝ Ｙ − Ｅ ・・・（１）
但し、Ｘは、予測誤差、
Ｙは、符号化対象画素の画素値、
Ｅは、参照画素の画素値
である。
【０００４】
符号化対象が静止画像であれば、ＹとＥは同じフレ−ム内の所定の規則に基づく近隣画素となり、符号化対象が動画像であれば、ＹとＥはすでに符号化した前フレ−ムまたは前フィ−ルドの画素となる。
また、符号化対象が動画像であれば、動き補償により動きベクトルを求め、その動きベクトルに基づいて参照画素を決定することにより、予測誤差を小さくしてより効率よく圧縮を行うようにしている場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、参照画素がいずれの画素であろうとも、予測誤差の値が取り得る範囲は元の画素の値が取り得る範囲の２倍に広がるため、その予測誤差を符号化する際にビット量が増え、結果的にデータ量が増えるという問題がある。そのため、この予測誤差のダイナミックレンジが広くなることに伴うデータ量の増加を抑えて、より効率よく符号化を行いたいという要望がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、特に予測符号化に係わる処理に改善を加えて、画質を劣化させずに少しでも符号量を削減することができるような画像符号化装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような画像符号化装置で符号化された符号化画像データを適切に復号化することのできる画像復号化装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、特に予測符号化に係わる処理に改善を加えて、画質を劣化させずに少しでも符号量を削減することができるような画像符号化方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような画像符号化方法で符号化された符号化画像データを適切に復号化することのできる画像復号化方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、予測符号化を行う際に、予測誤差（差分）の存在範囲を考慮し、予測誤差の絶対値が元の画素値の存在範囲の１／２を越える場合に、予測誤差に存在範囲を加えたり、あるいは減じたりすることにより、予測誤差をその存在範囲内に納め、予測誤差の見かけ上の絶対値が小さくなるようにした。また、復号化時には、画素値の存在範囲外となった場合に、その画素値に前記存在範囲を加えたり、あるいは減じたりすることにより、元の画素値に簡単に戻せるようにした。
【０００８】
したがって、本発明の画像符号化装置は、各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂ（ａ，ｂは任意の実数でａ＜ｂ）の範囲内であるような符号化対象の画像データに対して、当該画像データの各画素と、同じく画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素との画素値の差分を用いることにより、前記画像データを予測符号化する画像符号化装置であって、前記画像データから参照画素のデータを取得する手段と、前記画像データの各画素に対して、当該画素の画素値と、前記参照画素の画素値との差分値を検出する差分検出手段と、前記差分値が（ａ−ｂ／2）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記差分値を補正する差分値補正手段と、前記補正された差分値を用いて前記画像データを符号化する符号化手段とを有する。
【０００９】
また、本発明の画像符号化方法は、各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であるような符号化対象の画像データに対して、当該画像データの各画素と、同じく画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素との画素値の差分を用いることにより、前記画像データを予測符号化する画像符号化方法であって、前記画像データから参照画素のデータを取得し、前記画像データの各画素に対して、当該画素の画素値と、前記参照画素の画素値との差分値を検出し、前記差分値が（ａ−ｂ／2 ）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加えることにより、前記差分値を補正し、前記補正された差分値を用いて前記画像データを符号化する。
【００１０】
また、本発明の画像復号化装置は、前述した本発明の画像符号化装置で符号化された符号化画像データを復号化する画像復号化装置であって、前記復号化画像データを復号化し、差分値で示された画像データを生成する復号化手段と、前記復号化された画像データの各画素と、前記参照画素との画素値の和を検出する加算手段と、前記加算の結果得られた画素値がａより小さい場合には、当該画素値に（ｂ−ａ）を加え、前記画素値がｂより大きい場合には、当該画素値より（ｂ−ａ）を減じることにより、画素値を補正する画素値補正手段とを有する。
【００１１】
また、本発明の画像復号化方法は、前述した本発明の画像符号化方法で符号化された符号化画像データを復号化する画像復号化方法であって、前記復号化画像データを復号化し、差分値で示された画像データを生成し、前記復号化された画像データの各画素と、前記参照画素との画素値の和を検出し、前記加算の結果得られた画素値がａより小さい場合には、当該画素値に（ｂ−ａ）を加え、前記画素値がｂより大きい場合には、当該画素値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記画素値を補正し、前記補正された画素値を当該画像データの復号化データとして出力する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明に係わる予測符号化結果の予測誤差の補正方法について説明する。
符号化対象の画像、および、参照画像の各画素Ｙ，Ｅが、たとえば８ビットで表現される画素値を有する、すなわち、０〜２５５の値を取り得るとすると、前述した式１で示されるような予測誤差Ｘは、−２５５〜２５５の範囲の値をとる。
【００１３】
そこで、本発明においては、この予測誤差Ｘの範囲を−１２７〜１２７の間に収まるようにし、その範囲の幅を各画素の範囲２５５と同じにして符号化するようにする。
そのために、もし予測誤差Ｘが１２７を越えていれば、２５５を減じることによりその値が−１２７〜１２７の間になるようにし、もし予測誤差Ｘが−１２７より小さければ、２５５を加えることによりその値が−１２７〜１２７の間になるようにする。
このようにしておけば、復号した時には、それらの値については、本来の画素の値０〜２５５の間に入らなくなるので、そのような画素値を検出して、今度はその画素値が０〜２５５の間に入るように２５５を加えたり、減じたりすれば、適切に復号ができる。
【００１４】
たとえば、Ｅ＝６０、Ｙ＝６０とすると、Ｘ＝Ｙ−Ｅ＝１０になり、Ｅ＝２０，Ｙ＝２３０とすると、Ｘ＝Ｙ−Ｅ＝２１０となるが、後者の場合にはＸが１２７より大きいので、２５５を減じて−４５という値に補正しておく。
そうすると、デコードの時には、前者はＹ’＝Ｅ＋Ｘ＝５０＋１０＝６０となり、後者はＹ’＝Ｅ＋Ｘ＝２０−４５＝−２５となる。この復号値を見ると、後者の場合は０〜２５５の値になっていないので、これに２５５を加えて補正をし、２３０という値を得る。
このようにして予測誤差のダイナミックレンジを抑えて符号化を行う。
【００１５】
次に、本発明を適用した画像符号化装置について説明する。
図１に示す画像符号化装置１０は、ブロック化部１１、メモリ１２、加算器１３、差分補正部１４、符号化部１５、量子化部１６およびフレーム化部１７を有する。
なお、この画像符号化装置１０は、入力される映像信号を、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding ）方式により符号化し、符号化データを生成する装置である。
【００１６】
ブロック化部１１は、入力された映像信号の１フレームの画像を、所定のブロックに分割して、ブロックごとの画素データをメモリ１２および加算器１３に出力する。本実施の形態においては、１フレームの画像を８×８のブロックに分割する。
メモリ１２は、ブロック化部１１から入力される映像信号を記憶するフレームメモリであり、画像符号化装置１０に入力されている映像信号の、１フレーム前の画像信号を順次記憶しておく。
【００１７】
加算器１３は、ブロック化部１１より入力される映像信号の各フレームのブロックごとの画素値と、メモリ１２から入力されるその１フレーム前のフレームの対応する画素の画素値との差分を求め、現在のフレームの画素値を、１フレーム前の画像に基づいた予測値に変換する。なお、本実施の形態においては、各画素は、０〜２５５の画素値を取り得る。したがって、加算器１３の出力として得られる予測値は、ー２５５〜２５５までの範囲の値をとり得る。
【００１８】
差分補正部１４は、加算器１３から出力される予測値の絶対値が小さくなるように、図２に示すような処理を行って、その予測値を補正する。
図２は、差分補正部１４の動作を示すフローチャートである。
差分補正部１４においては、加算器１３で検出された差分が入力されてきたら処理を開始し（ステップＳ３０）、その差分の絶対値が１２７以下であるか否かを調べる（ステップＳ３１）。もし、差分の絶対値が１２７以下であればその値に対しては補正を行わず、そのまま出力する（ステップＳ３５）。
【００１９】
ステップＳ３１において、その差分の絶対値が１２７より大きい場合には、次にその差分が正数か負数かを判別する（ステップＳ３２）。その差分が正数だった場合、すなわち、その差分が１２８より大きかった場合には、その差分から２５５を減じて補正し（ステップＳ３３）、新たな差分値として出力する（ステップＳ３５）。ステップＳ３２において、その差分が負数だった場合、すなわち、その差分が−１２８より小さかった場合には、その差分に２５５を加えて補正し（ステップＳ３４）、新たな差分値として出力する（ステップＳ３５）。
【００２０】
符号化部１５および量子化部１６は、差分補正部１４において値の補正された画像データの画素データを、ブロック単位で実質的に符号化する。
本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding ）方式により符号化を行う。
ＡＤＲＣは、ブロックごとの最大値と最小値からブロック内ダイナミックレンジを決定し、このダイナミックレンジを割り当てられたビット数で分割できるレベルに分割することにより量子化ステップ幅を求める。そして、各画素データからブロック内最小値を除去し、さらに先程求められた量子化ステップ幅で量子化することにより、そのビットで表現されるコードを得ることができる。本実施の形態においては、４ビットのコ−ドを得る。なお、ＡＤＲＣにおいては、各符号化された各画素データとともに、ブロック内の画素値の最小値とダイナミックレンジを付加情報として送ることになる。
なお、本実施の形態のような符号化部１５および量子化部１６よりなる構成においては、符号化部１５において最小値、最大値、ダイナミックレンジ、および、それに基づく量子化ステップ幅を求め、量子化部１６において実際の量子化を行う。
【００２１】
フレーム化部１７は、量子化部１６より出力される符号化された各ブロックごとのデータをフレ−ムごとに統合して、１のフレ−ムごとの符号化データを生成し、画像符号化装置１０より出力する。
なお、画像符号化装置１０より出力された符号化データは、適宜記録装置に記録されたり、伝送されたりする。
【００２２】
次に、本発明を適用した画像復号化装置について説明する。
図３に示す画像復号化装置２０は、ブロック分解部２１、逆量子化部２２、復号化部２３、加算器２４、画素値補正部２５、メモリ２６、フレ−ム化部２７を有する。
なお、この画像復号化装置２０は、前述した画像符号化装置１０により符号化された信号を復号化し、元の映像信号を再生する装置である。
【００２３】
ブロック分解部２１は、入力された符号化データの１フレ−ムの画像を、所定のブロックごとのデータに分解して、逆量子化部２２に出力する。
【００２４】
逆量子化部２２および復号化部２３は、ブロック分解部２１より入力されるブロックごとの画素データを復号化する。
本実施の形態においては、前述したようにＡＤＲＣにより符号化が行われている。したがって、入力された各画素ごとの符号化データを、各ブロックごとのデータに付加されて入力された量子化ステップ幅に応じて逆量子化し、その逆量子化された値に同じくデータに付加されて入力されたブロック内最小値を加えることにより復号化を行う。
なお、本実施の形態のような逆量子化部２２および復号化部２３よりなる構成においては、逆量子化部２２において逆量子化までの処理が行われ、復号化部２３において、最小値を加え元のデータに復号する処理が行われる。
【００２５】
加算器２４は、復号化部２３で復号化された各画素のデータ、すなわち、各画素の予測値に対して、メモリ２６に記憶されている参照画像の対応する画素値を加え、元の画素データに戻す。なお、参照画像とは現在処理中のフレ−ムの１フレ−ム前の画像である。
【００２６】
画素値補正部２５は、加算器２４により得られた各画素値が、画像符号化装置１０の差分補正部１４により絶対値が小さくなるように変換された予測値に基づくものであることから、その変換による画素値の変化を除去し、元の画素値に戻す処理を行う。その処理の内容を図４に示す。
図４は、画素値補正部２５の動作を示すフローチャートである。
画素値補正部２５においては、加算器２４により予測値が参照画素値に加算された画素値が入力されることにより処理を開始し（ステップＳ４０）、まず、その画素値が０〜２５５の範囲内であるか否かをチェックする（ステップＳ４１）。この画素値の範囲は、前述したように、本来各画素値が取り得る範囲である。ステップＳ４１において、得られた画素値がこの範囲内に収まっていれば、それらの画素に対しては、画素値の修正が必要ないものとして、そのまま出力する（ステップＳ４５）。
【００２７】
一方、ステップＳ４１において、得られた画素値がこの範囲外であった場合には、次に、この画素値が正数か負数かを調べる（ステップＳ４２）。正数であった場合、すなわち、入力された画素値が２５５より大きい値であった場合には、その画素値より２５５を減じてその画素値を修正し（ステップＳ４３）、出力する（ステップＳ４５）。また、ステップＳ４２において、その画素値が負数であった場合には、その画素値に２５５を加えてその画素値を修正し（ステップＳ４４）、出力する（ステップＳ４５）。
差分補正部１４においては、加算器１３で検出された差分が入力されてきたら処理を開始し（ステップＳ３０）、その差分の絶対値が１２７以下であるか否かを調べる（ステップＳ３１）。もし、差分の絶対値が１２７以下であればその値に対しては補正を行わず、そのまま出力する（ステップＳ３５）。
【００２８】
メモリ２６は、画素値補正部２５から出力される画素データを順次記憶するめもリである。メモリ２６は、現在処理中のフレ−ムの少なくとも１フレ−ム前の画像データを記憶しており、加算器２４に対して、予測値を参照画素の画素値に基づいて本来の画素値に戻す時に、その参照画素の画素値を出力する。
【００２９】
フレ−ム化部２７は、画素値補正部２５より順次得られる各ブロックごとの画素値のデータを統合し、１つのフレ−ムの信号にして、画像復号化装置２０より出力する。
【００３０】
このような画像符号化装置１０および画像復号化装置２０により、実際に各画素データが符号化され、復号化される状態について図５を参照して説明する。
なお、ここでは説明を簡単にするために、１つのブロックが４×４画素で構成されるものとする。
図５は、そのような画像符号化装置１０および画像復号化装置２０の動作を説明するための図であり、（Ａ）は参照画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｂ）は符号化を行う画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｃ）は、加算器１３の出力であって（Ａ）および（Ｂ）の差分で示された画素値を示す図、（Ｄ）は、（Ｃ）に示した予測値画像に対して差分補正部１４において補正を行った結果のが画素値を示す図、（Ｅ）は、画像復号化装置２０において、（Ｄ）に示した予測値画像を（Ａ）で示した参照画像に基づいて元の画素データに戻した時の画素置を示す図、（Ｆ）は、（Ｅ）に示した画素値に対して画素値補正部２５で補正を行った結果の画素値を示す図である。
【００３１】
まず、あるフレ−ムの画像データが画像符号化装置１０に入力されると、ブロック化部１１でブロック化され、図５（Ｂ）に示すようなブロックごとの画像データが生成され、加算器１３に入力される。この時、メモリ１２にはそのフレ−ムの１つ前のフレ−ムの画像データが記憶されている。その画像データの図５（Ｂ）に示したブロックに対応するブロックの画像データが図５（Ａ）に示す。
加算器１３においては、図５（Ｂ）に示した画像データの各画素値から、図５（Ａ）に示した画像データの各画素値を減じられる。これにより、図５（Ｃ）に示すような差分で示された画像データが得られる。
【００３２】
そして、差分補正部１４において、図２にフロ−チャートを示したような処理を行うことにより、その各画素の値が補正される。具体的には、画素値が１４０，２４０，１５０であるような右上の３つの画素は、その値が１２７より大きいので、各々２５５が減じられ、−１１５，−１５，−１０５に変換される。また、画素値が−１４０，−２４０，−１５０であるような左下の３つの画素は、その値が−１２７より小さいので、各々２５５が加えられ、１１５，１５，１０５に変換される。その結果、差分補正部１４からは図５（Ｄ）に示すような画像データが出力される。
この画像データは、符号化部１５および量子化部１６で符号化され、量子化されて、フレーム化部１７を介して符号化データとして出力される。
【００３３】
そして、画像復号化装置２０においては、入力された符号化データをブロックごとに分解して逆量子化部２２および復号化部２３で逆量子化および復号化することにより、図５（Ｄ）に示すようなブロックごとの画像データが得られる。この時も、画像復号化装置２０のメモリ２６には先に復号化された１フレ−ム前の画像、すなわち、対応するブロックの画像データが図５（Ａ）に示すようなデータである画像が記憶されている。
画像復号化装置２０の加算器２４において、図５（Ｄ）に示すような予測値で示された画像データと、図５（Ａ）に示すような参照フレ−ムの画像データの対応する画像同士が加算され、図５（Ｅ）に示すような画像データが生成される。
【００３４】
そして、画像復号化装置２０の画素値補正部２５においては、図４にフロ−チャ−トで示したような処理が行われて、各画素値が補正される。すなわち、画素値が−１００，−５，−５であるような右上の３つの画素に対しては、画素値が負数になっているので、その画素値に２５５が加算されて、１５０，２５０，２５０に変換される。また、画素値が２６５，２６５，３５５であるような左下の３つの画素に対しては、その画素値が２５５より大きいので、２５５が減じられ、１０，１０，１００に変換される。その結果、図５（Ｆ）に示すような画像データが生成される。
【００３５】
なお、この図５（Ｆ）の画像データは、図５（Ｂ）に示す入力時の画像データと同一であり、適切に符号化および復号化が行われていることになる。
また、図５（Ｃ）に示すような、差分補正部１４で補正を行う前の予測値画像データは、最大値が２４０、最小値が−２４０であり、ダイナミックレンジが４８０であるのに対して、図５（Ｄ）に示すような差分補正部１４で補正を行った後の予測値画像データは、最大値が１１５、最小値が−１１５であり、ダイナミックレンジは２３０である。すなわち、ダイナミックレンジをほぼ１／２にすることができたことになり、同じ量子化ステップ幅で量子化を行うのであれば、割り当てビット数を１ビット削減することができる。
【００３６】
次に、本発明をＭＰＥＧ(Moving Picture coding Experts Groupによる高品質動画符号化方式) による画像符号化装置に適用した場合について説明する。
図６は、そのようなＭＰＥＧ符号化装置の構成を示すブロック図である。
ＭＰＥＧ符号化装置５０は、加算器５１、差分補正部５２、符号化部５３、量子化部５４、逆量子化部５５、復号化部５６、加算器５７、画素値補正部５８、メモリ５９、および、動き補償予測部６０を有する。
【００３７】
このようなＭＰＥＧ符号化装置５０においては、８×８のマクロブロック単位の画像データが入力されると、メモリ５９に記録されている参照フレ−ムから動き補償予測部６０により動き予測によって得られるマクロブロック画像データと、加算器５１において差分がとられ、予測誤差信号が生成される。
この予測誤差信号に対して、差分補正部５２において前述したような本発明に係わる信号の変換が行われる。
そして、変換の行われた予測誤差信号は、そのマクロブロック単位で符号化部５３においてＤＣＴにより空間周波数領域に変換される。変換された８×８ＤＣＴ係数は、量子化部５４においてタ−ゲットビットや視覚特性に応じて量子化され、さらに低周波成分から順にスキャンニングされて１次元情報に変換され、出力される。
【００３８】
一方で、その量子化された画像データは、逆量子化部５５で逆量子化され、復号化部５６により逆ＤＣＴされ、加算器５７において参照フレームの画像データと加算され元の画像データに戻される。
そして、ここで、差分補正部５２で行われた変換に対応して、その変換の影響を除去するような画素値の補正、具体的には、図４のフロ−チャ−トで示したような処理が画素値補正部５８において行われ、元の画像データが復元されてメモリ５９に記録される。
このメモリ５９に記録された画像データは、次のフレ−ムの参照フレ−ムとして用いられる。
このように、本発明に係わる差分補正器は、ＭＰＥＧ符号化器に対しても適用可能である。
【００３９】
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、種々の改変が可能である。
たとえば、本実施の形態においては、動画像を符号化する符号化装置およびその復号化装置について説明したが、本発明は静止画像の符号化装置および復号化装置にも適用可能である。その場合は、フレ−ム内予測符号化により求められた予測値に対して、このような補正を行うようにすればよい。
また、図１を参照して説明した本実施の形態の画像符号化装置１０においては、ＡＤＲＣにより画像を符号化していたが、ＤＣＴやHadamard変換など、任意の変換符号化方式を用いてよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データを予測値で示した場合において、そのダイナミックレンジを小さくすることができる。したがって、同じ量子化ステップ幅で量子化を行うのであれば、割り当てビット数を１ビット削減することができる。すなわち、同じ画像データを同じ画質で符号化した場合において、情報量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した画像符号化装置の差分補正部における処理を示すフロ−チャ−トである。
【図３】本発明の実施の形態の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した画像復号化装置の画素値補正部における処理を示すフロ−チャ−トである。
【図５】図１および図３に示した画像符号化装置および画像復号化装置の動作を説明する図であって、（Ａ）は参照画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｂ）は符号化を行う画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｃ）は、画像符号化装置の加算器の出力であって（Ａ）および（Ｂ）の差分で示された画素値を示す図、（Ｄ）は、（Ｃ）に示した予測値画像に対して画像符号化装置の差分補正部において補正を行った結果の画素値を示す図、（Ｅ）は、画像復号化装置において、（Ｄ）に示した予測値画像を（Ａ）で示した参照画像に基づいて元の画素データに戻した時の画素置を示す図、（Ｆ）は、（Ｅ）に示した画素値に対して画像復号化装置の画素値補正部で補正を行った結果の画素値を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のＭＰＥＧ符号化装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…画像符号化装置、１１…ブロック化部、１２…メモリ、１３…加算器、１４…差分補正部、１５…符号化部、１６…量子化部、１７…フレーム化部、２０…画像復号化装置、２１…ブロック分解部、２２…逆量子化部、２３…復号化部、２４…加算器、２５…画素値補正部、２６…メモリ、２７…フレ−ム化部、５０…ＭＰＥＧ符号化装置、５１…加算器、５２…差分補正部、５３…符号化部、５４…量子化部、５５…逆量子化部、５６…復号化部、５７…加算器、５８…画素値補正部、５９…メモリ、６０…動き補償予測部
【発明の属する技術分野】
本発明は、他の画素を参照する予測符号化を用いて、任意の画像を符号化する画像符号化装置とその方法、および、そのようにして符号化された画像データを復号化する画像復号化装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像を画質を劣化させることなくより高圧縮率で符号化したいという要望がある。同じ画像をより少ないデータ量になるように符号化して、記録や伝送を効率よく行うためである。
そのための画像の符号化に用いられる方法の１つに、予測符号化がある。予測符号化は、ある画素の画素値を、他の画素の画素値で予測し、その誤差を検出してその誤差のみを符号化するものであり、式１のように示すことができる。
【０００３】
【数１】
Ｘ ＝ Ｙ − Ｅ ・・・（１）
但し、Ｘは、予測誤差、
Ｙは、符号化対象画素の画素値、
Ｅは、参照画素の画素値
である。
【０００４】
符号化対象が静止画像であれば、ＹとＥは同じフレ−ム内の所定の規則に基づく近隣画素となり、符号化対象が動画像であれば、ＹとＥはすでに符号化した前フレ−ムまたは前フィ−ルドの画素となる。
また、符号化対象が動画像であれば、動き補償により動きベクトルを求め、その動きベクトルに基づいて参照画素を決定することにより、予測誤差を小さくしてより効率よく圧縮を行うようにしている場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、参照画素がいずれの画素であろうとも、予測誤差の値が取り得る範囲は元の画素の値が取り得る範囲の２倍に広がるため、その予測誤差を符号化する際にビット量が増え、結果的にデータ量が増えるという問題がある。そのため、この予測誤差のダイナミックレンジが広くなることに伴うデータ量の増加を抑えて、より効率よく符号化を行いたいという要望がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、特に予測符号化に係わる処理に改善を加えて、画質を劣化させずに少しでも符号量を削減することができるような画像符号化装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような画像符号化装置で符号化された符号化画像データを適切に復号化することのできる画像復号化装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、特に予測符号化に係わる処理に改善を加えて、画質を劣化させずに少しでも符号量を削減することができるような画像符号化方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような画像符号化方法で符号化された符号化画像データを適切に復号化することのできる画像復号化方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、予測符号化を行う際に、予測誤差（差分）の存在範囲を考慮し、予測誤差の絶対値が元の画素値の存在範囲の１／２を越える場合に、予測誤差に存在範囲を加えたり、あるいは減じたりすることにより、予測誤差をその存在範囲内に納め、予測誤差の見かけ上の絶対値が小さくなるようにした。また、復号化時には、画素値の存在範囲外となった場合に、その画素値に前記存在範囲を加えたり、あるいは減じたりすることにより、元の画素値に簡単に戻せるようにした。
【０００８】
したがって、本発明の画像符号化装置は、各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂ（ａ，ｂは任意の実数でａ＜ｂ）の範囲内であるような符号化対象の画像データに対して、当該画像データの各画素と、同じく画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素との画素値の差分を用いることにより、前記画像データを予測符号化する画像符号化装置であって、前記画像データから参照画素のデータを取得する手段と、前記画像データの各画素に対して、当該画素の画素値と、前記参照画素の画素値との差分値を検出する差分検出手段と、前記差分値が（ａ−ｂ／2）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記差分値を補正する差分値補正手段と、前記補正された差分値を用いて前記画像データを符号化する符号化手段とを有する。
【０００９】
また、本発明の画像符号化方法は、各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であるような符号化対象の画像データに対して、当該画像データの各画素と、同じく画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素との画素値の差分を用いることにより、前記画像データを予測符号化する画像符号化方法であって、前記画像データから参照画素のデータを取得し、前記画像データの各画素に対して、当該画素の画素値と、前記参照画素の画素値との差分値を検出し、前記差分値が（ａ−ｂ／2 ）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加えることにより、前記差分値を補正し、前記補正された差分値を用いて前記画像データを符号化する。
【００１０】
また、本発明の画像復号化装置は、前述した本発明の画像符号化装置で符号化された符号化画像データを復号化する画像復号化装置であって、前記復号化画像データを復号化し、差分値で示された画像データを生成する復号化手段と、前記復号化された画像データの各画素と、前記参照画素との画素値の和を検出する加算手段と、前記加算の結果得られた画素値がａより小さい場合には、当該画素値に（ｂ−ａ）を加え、前記画素値がｂより大きい場合には、当該画素値より（ｂ−ａ）を減じることにより、画素値を補正する画素値補正手段とを有する。
【００１１】
また、本発明の画像復号化方法は、前述した本発明の画像符号化方法で符号化された符号化画像データを復号化する画像復号化方法であって、前記復号化画像データを復号化し、差分値で示された画像データを生成し、前記復号化された画像データの各画素と、前記参照画素との画素値の和を検出し、前記加算の結果得られた画素値がａより小さい場合には、当該画素値に（ｂ−ａ）を加え、前記画素値がｂより大きい場合には、当該画素値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記画素値を補正し、前記補正された画素値を当該画像データの復号化データとして出力する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明に係わる予測符号化結果の予測誤差の補正方法について説明する。
符号化対象の画像、および、参照画像の各画素Ｙ，Ｅが、たとえば８ビットで表現される画素値を有する、すなわち、０〜２５５の値を取り得るとすると、前述した式１で示されるような予測誤差Ｘは、−２５５〜２５５の範囲の値をとる。
【００１３】
そこで、本発明においては、この予測誤差Ｘの範囲を−１２７〜１２７の間に収まるようにし、その範囲の幅を各画素の範囲２５５と同じにして符号化するようにする。
そのために、もし予測誤差Ｘが１２７を越えていれば、２５５を減じることによりその値が−１２７〜１２７の間になるようにし、もし予測誤差Ｘが−１２７より小さければ、２５５を加えることによりその値が−１２７〜１２７の間になるようにする。
このようにしておけば、復号した時には、それらの値については、本来の画素の値０〜２５５の間に入らなくなるので、そのような画素値を検出して、今度はその画素値が０〜２５５の間に入るように２５５を加えたり、減じたりすれば、適切に復号ができる。
【００１４】
たとえば、Ｅ＝６０、Ｙ＝６０とすると、Ｘ＝Ｙ−Ｅ＝１０になり、Ｅ＝２０，Ｙ＝２３０とすると、Ｘ＝Ｙ−Ｅ＝２１０となるが、後者の場合にはＸが１２７より大きいので、２５５を減じて−４５という値に補正しておく。
そうすると、デコードの時には、前者はＹ’＝Ｅ＋Ｘ＝５０＋１０＝６０となり、後者はＹ’＝Ｅ＋Ｘ＝２０−４５＝−２５となる。この復号値を見ると、後者の場合は０〜２５５の値になっていないので、これに２５５を加えて補正をし、２３０という値を得る。
このようにして予測誤差のダイナミックレンジを抑えて符号化を行う。
【００１５】
次に、本発明を適用した画像符号化装置について説明する。
図１に示す画像符号化装置１０は、ブロック化部１１、メモリ１２、加算器１３、差分補正部１４、符号化部１５、量子化部１６およびフレーム化部１７を有する。
なお、この画像符号化装置１０は、入力される映像信号を、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding ）方式により符号化し、符号化データを生成する装置である。
【００１６】
ブロック化部１１は、入力された映像信号の１フレームの画像を、所定のブロックに分割して、ブロックごとの画素データをメモリ１２および加算器１３に出力する。本実施の形態においては、１フレームの画像を８×８のブロックに分割する。
メモリ１２は、ブロック化部１１から入力される映像信号を記憶するフレームメモリであり、画像符号化装置１０に入力されている映像信号の、１フレーム前の画像信号を順次記憶しておく。
【００１７】
加算器１３は、ブロック化部１１より入力される映像信号の各フレームのブロックごとの画素値と、メモリ１２から入力されるその１フレーム前のフレームの対応する画素の画素値との差分を求め、現在のフレームの画素値を、１フレーム前の画像に基づいた予測値に変換する。なお、本実施の形態においては、各画素は、０〜２５５の画素値を取り得る。したがって、加算器１３の出力として得られる予測値は、ー２５５〜２５５までの範囲の値をとり得る。
【００１８】
差分補正部１４は、加算器１３から出力される予測値の絶対値が小さくなるように、図２に示すような処理を行って、その予測値を補正する。
図２は、差分補正部１４の動作を示すフローチャートである。
差分補正部１４においては、加算器１３で検出された差分が入力されてきたら処理を開始し（ステップＳ３０）、その差分の絶対値が１２７以下であるか否かを調べる（ステップＳ３１）。もし、差分の絶対値が１２７以下であればその値に対しては補正を行わず、そのまま出力する（ステップＳ３５）。
【００１９】
ステップＳ３１において、その差分の絶対値が１２７より大きい場合には、次にその差分が正数か負数かを判別する（ステップＳ３２）。その差分が正数だった場合、すなわち、その差分が１２８より大きかった場合には、その差分から２５５を減じて補正し（ステップＳ３３）、新たな差分値として出力する（ステップＳ３５）。ステップＳ３２において、その差分が負数だった場合、すなわち、その差分が−１２８より小さかった場合には、その差分に２５５を加えて補正し（ステップＳ３４）、新たな差分値として出力する（ステップＳ３５）。
【００２０】
符号化部１５および量子化部１６は、差分補正部１４において値の補正された画像データの画素データを、ブロック単位で実質的に符号化する。
本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding ）方式により符号化を行う。
ＡＤＲＣは、ブロックごとの最大値と最小値からブロック内ダイナミックレンジを決定し、このダイナミックレンジを割り当てられたビット数で分割できるレベルに分割することにより量子化ステップ幅を求める。そして、各画素データからブロック内最小値を除去し、さらに先程求められた量子化ステップ幅で量子化することにより、そのビットで表現されるコードを得ることができる。本実施の形態においては、４ビットのコ−ドを得る。なお、ＡＤＲＣにおいては、各符号化された各画素データとともに、ブロック内の画素値の最小値とダイナミックレンジを付加情報として送ることになる。
なお、本実施の形態のような符号化部１５および量子化部１６よりなる構成においては、符号化部１５において最小値、最大値、ダイナミックレンジ、および、それに基づく量子化ステップ幅を求め、量子化部１６において実際の量子化を行う。
【００２１】
フレーム化部１７は、量子化部１６より出力される符号化された各ブロックごとのデータをフレ−ムごとに統合して、１のフレ−ムごとの符号化データを生成し、画像符号化装置１０より出力する。
なお、画像符号化装置１０より出力された符号化データは、適宜記録装置に記録されたり、伝送されたりする。
【００２２】
次に、本発明を適用した画像復号化装置について説明する。
図３に示す画像復号化装置２０は、ブロック分解部２１、逆量子化部２２、復号化部２３、加算器２４、画素値補正部２５、メモリ２６、フレ−ム化部２７を有する。
なお、この画像復号化装置２０は、前述した画像符号化装置１０により符号化された信号を復号化し、元の映像信号を再生する装置である。
【００２３】
ブロック分解部２１は、入力された符号化データの１フレ−ムの画像を、所定のブロックごとのデータに分解して、逆量子化部２２に出力する。
【００２４】
逆量子化部２２および復号化部２３は、ブロック分解部２１より入力されるブロックごとの画素データを復号化する。
本実施の形態においては、前述したようにＡＤＲＣにより符号化が行われている。したがって、入力された各画素ごとの符号化データを、各ブロックごとのデータに付加されて入力された量子化ステップ幅に応じて逆量子化し、その逆量子化された値に同じくデータに付加されて入力されたブロック内最小値を加えることにより復号化を行う。
なお、本実施の形態のような逆量子化部２２および復号化部２３よりなる構成においては、逆量子化部２２において逆量子化までの処理が行われ、復号化部２３において、最小値を加え元のデータに復号する処理が行われる。
【００２５】
加算器２４は、復号化部２３で復号化された各画素のデータ、すなわち、各画素の予測値に対して、メモリ２６に記憶されている参照画像の対応する画素値を加え、元の画素データに戻す。なお、参照画像とは現在処理中のフレ−ムの１フレ−ム前の画像である。
【００２６】
画素値補正部２５は、加算器２４により得られた各画素値が、画像符号化装置１０の差分補正部１４により絶対値が小さくなるように変換された予測値に基づくものであることから、その変換による画素値の変化を除去し、元の画素値に戻す処理を行う。その処理の内容を図４に示す。
図４は、画素値補正部２５の動作を示すフローチャートである。
画素値補正部２５においては、加算器２４により予測値が参照画素値に加算された画素値が入力されることにより処理を開始し（ステップＳ４０）、まず、その画素値が０〜２５５の範囲内であるか否かをチェックする（ステップＳ４１）。この画素値の範囲は、前述したように、本来各画素値が取り得る範囲である。ステップＳ４１において、得られた画素値がこの範囲内に収まっていれば、それらの画素に対しては、画素値の修正が必要ないものとして、そのまま出力する（ステップＳ４５）。
【００２７】
一方、ステップＳ４１において、得られた画素値がこの範囲外であった場合には、次に、この画素値が正数か負数かを調べる（ステップＳ４２）。正数であった場合、すなわち、入力された画素値が２５５より大きい値であった場合には、その画素値より２５５を減じてその画素値を修正し（ステップＳ４３）、出力する（ステップＳ４５）。また、ステップＳ４２において、その画素値が負数であった場合には、その画素値に２５５を加えてその画素値を修正し（ステップＳ４４）、出力する（ステップＳ４５）。
差分補正部１４においては、加算器１３で検出された差分が入力されてきたら処理を開始し（ステップＳ３０）、その差分の絶対値が１２７以下であるか否かを調べる（ステップＳ３１）。もし、差分の絶対値が１２７以下であればその値に対しては補正を行わず、そのまま出力する（ステップＳ３５）。
【００２８】
メモリ２６は、画素値補正部２５から出力される画素データを順次記憶するめもリである。メモリ２６は、現在処理中のフレ−ムの少なくとも１フレ−ム前の画像データを記憶しており、加算器２４に対して、予測値を参照画素の画素値に基づいて本来の画素値に戻す時に、その参照画素の画素値を出力する。
【００２９】
フレ−ム化部２７は、画素値補正部２５より順次得られる各ブロックごとの画素値のデータを統合し、１つのフレ−ムの信号にして、画像復号化装置２０より出力する。
【００３０】
このような画像符号化装置１０および画像復号化装置２０により、実際に各画素データが符号化され、復号化される状態について図５を参照して説明する。
なお、ここでは説明を簡単にするために、１つのブロックが４×４画素で構成されるものとする。
図５は、そのような画像符号化装置１０および画像復号化装置２０の動作を説明するための図であり、（Ａ）は参照画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｂ）は符号化を行う画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｃ）は、加算器１３の出力であって（Ａ）および（Ｂ）の差分で示された画素値を示す図、（Ｄ）は、（Ｃ）に示した予測値画像に対して差分補正部１４において補正を行った結果のが画素値を示す図、（Ｅ）は、画像復号化装置２０において、（Ｄ）に示した予測値画像を（Ａ）で示した参照画像に基づいて元の画素データに戻した時の画素置を示す図、（Ｆ）は、（Ｅ）に示した画素値に対して画素値補正部２５で補正を行った結果の画素値を示す図である。
【００３１】
まず、あるフレ−ムの画像データが画像符号化装置１０に入力されると、ブロック化部１１でブロック化され、図５（Ｂ）に示すようなブロックごとの画像データが生成され、加算器１３に入力される。この時、メモリ１２にはそのフレ−ムの１つ前のフレ−ムの画像データが記憶されている。その画像データの図５（Ｂ）に示したブロックに対応するブロックの画像データが図５（Ａ）に示す。
加算器１３においては、図５（Ｂ）に示した画像データの各画素値から、図５（Ａ）に示した画像データの各画素値を減じられる。これにより、図５（Ｃ）に示すような差分で示された画像データが得られる。
【００３２】
そして、差分補正部１４において、図２にフロ−チャートを示したような処理を行うことにより、その各画素の値が補正される。具体的には、画素値が１４０，２４０，１５０であるような右上の３つの画素は、その値が１２７より大きいので、各々２５５が減じられ、−１１５，−１５，−１０５に変換される。また、画素値が−１４０，−２４０，−１５０であるような左下の３つの画素は、その値が−１２７より小さいので、各々２５５が加えられ、１１５，１５，１０５に変換される。その結果、差分補正部１４からは図５（Ｄ）に示すような画像データが出力される。
この画像データは、符号化部１５および量子化部１６で符号化され、量子化されて、フレーム化部１７を介して符号化データとして出力される。
【００３３】
そして、画像復号化装置２０においては、入力された符号化データをブロックごとに分解して逆量子化部２２および復号化部２３で逆量子化および復号化することにより、図５（Ｄ）に示すようなブロックごとの画像データが得られる。この時も、画像復号化装置２０のメモリ２６には先に復号化された１フレ−ム前の画像、すなわち、対応するブロックの画像データが図５（Ａ）に示すようなデータである画像が記憶されている。
画像復号化装置２０の加算器２４において、図５（Ｄ）に示すような予測値で示された画像データと、図５（Ａ）に示すような参照フレ−ムの画像データの対応する画像同士が加算され、図５（Ｅ）に示すような画像データが生成される。
【００３４】
そして、画像復号化装置２０の画素値補正部２５においては、図４にフロ−チャ−トで示したような処理が行われて、各画素値が補正される。すなわち、画素値が−１００，−５，−５であるような右上の３つの画素に対しては、画素値が負数になっているので、その画素値に２５５が加算されて、１５０，２５０，２５０に変換される。また、画素値が２６５，２６５，３５５であるような左下の３つの画素に対しては、その画素値が２５５より大きいので、２５５が減じられ、１０，１０，１００に変換される。その結果、図５（Ｆ）に示すような画像データが生成される。
【００３５】
なお、この図５（Ｆ）の画像データは、図５（Ｂ）に示す入力時の画像データと同一であり、適切に符号化および復号化が行われていることになる。
また、図５（Ｃ）に示すような、差分補正部１４で補正を行う前の予測値画像データは、最大値が２４０、最小値が−２４０であり、ダイナミックレンジが４８０であるのに対して、図５（Ｄ）に示すような差分補正部１４で補正を行った後の予測値画像データは、最大値が１１５、最小値が−１１５であり、ダイナミックレンジは２３０である。すなわち、ダイナミックレンジをほぼ１／２にすることができたことになり、同じ量子化ステップ幅で量子化を行うのであれば、割り当てビット数を１ビット削減することができる。
【００３６】
次に、本発明をＭＰＥＧ(Moving Picture coding Experts Groupによる高品質動画符号化方式) による画像符号化装置に適用した場合について説明する。
図６は、そのようなＭＰＥＧ符号化装置の構成を示すブロック図である。
ＭＰＥＧ符号化装置５０は、加算器５１、差分補正部５２、符号化部５３、量子化部５４、逆量子化部５５、復号化部５６、加算器５７、画素値補正部５８、メモリ５９、および、動き補償予測部６０を有する。
【００３７】
このようなＭＰＥＧ符号化装置５０においては、８×８のマクロブロック単位の画像データが入力されると、メモリ５９に記録されている参照フレ−ムから動き補償予測部６０により動き予測によって得られるマクロブロック画像データと、加算器５１において差分がとられ、予測誤差信号が生成される。
この予測誤差信号に対して、差分補正部５２において前述したような本発明に係わる信号の変換が行われる。
そして、変換の行われた予測誤差信号は、そのマクロブロック単位で符号化部５３においてＤＣＴにより空間周波数領域に変換される。変換された８×８ＤＣＴ係数は、量子化部５４においてタ−ゲットビットや視覚特性に応じて量子化され、さらに低周波成分から順にスキャンニングされて１次元情報に変換され、出力される。
【００３８】
一方で、その量子化された画像データは、逆量子化部５５で逆量子化され、復号化部５６により逆ＤＣＴされ、加算器５７において参照フレームの画像データと加算され元の画像データに戻される。
そして、ここで、差分補正部５２で行われた変換に対応して、その変換の影響を除去するような画素値の補正、具体的には、図４のフロ−チャ−トで示したような処理が画素値補正部５８において行われ、元の画像データが復元されてメモリ５９に記録される。
このメモリ５９に記録された画像データは、次のフレ−ムの参照フレ−ムとして用いられる。
このように、本発明に係わる差分補正器は、ＭＰＥＧ符号化器に対しても適用可能である。
【００３９】
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、種々の改変が可能である。
たとえば、本実施の形態においては、動画像を符号化する符号化装置およびその復号化装置について説明したが、本発明は静止画像の符号化装置および復号化装置にも適用可能である。その場合は、フレ−ム内予測符号化により求められた予測値に対して、このような補正を行うようにすればよい。
また、図１を参照して説明した本実施の形態の画像符号化装置１０においては、ＡＤＲＣにより画像を符号化していたが、ＤＣＴやHadamard変換など、任意の変換符号化方式を用いてよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データを予測値で示した場合において、そのダイナミックレンジを小さくすることができる。したがって、同じ量子化ステップ幅で量子化を行うのであれば、割り当てビット数を１ビット削減することができる。すなわち、同じ画像データを同じ画質で符号化した場合において、情報量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した画像符号化装置の差分補正部における処理を示すフロ−チャ−トである。
【図３】本発明の実施の形態の画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した画像復号化装置の画素値補正部における処理を示すフロ−チャ−トである。
【図５】図１および図３に示した画像符号化装置および画像復号化装置の動作を説明する図であって、（Ａ）は参照画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｂ）は符号化を行う画像の所定のブロックの画素値を示す図、（Ｃ）は、画像符号化装置の加算器の出力であって（Ａ）および（Ｂ）の差分で示された画素値を示す図、（Ｄ）は、（Ｃ）に示した予測値画像に対して画像符号化装置の差分補正部において補正を行った結果の画素値を示す図、（Ｅ）は、画像復号化装置において、（Ｄ）に示した予測値画像を（Ａ）で示した参照画像に基づいて元の画素データに戻した時の画素置を示す図、（Ｆ）は、（Ｅ）に示した画素値に対して画像復号化装置の画素値補正部で補正を行った結果の画素値を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のＭＰＥＧ符号化装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…画像符号化装置、１１…ブロック化部、１２…メモリ、１３…加算器、１４…差分補正部、１５…符号化部、１６…量子化部、１７…フレーム化部、２０…画像復号化装置、２１…ブロック分解部、２２…逆量子化部、２３…復号化部、２４…加算器、２５…画素値補正部、２６…メモリ、２７…フレ−ム化部、５０…ＭＰＥＧ符号化装置、５１…加算器、５２…差分補正部、５３…符号化部、５４…量子化部、５５…逆量子化部、５６…復号化部、５７…加算器、５８…画素値補正部、５９…メモリ、６０…動き補償予測部
Claims (6)
- 各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂ（ａ，ｂは任意の実数でａ＜ｂ）の範囲内であるような符号化対象の画像データに対して、当該画像データの各画素と、同じく画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素との画素値の差分を用いることにより、前記画像データを予測符号化する画像符号化装置であって、
前記画像データから参照画素のデータを取得する手段と、
前記画像データの各画素に対して、当該画素の画素値と、前記参照画素の画素値との差分値を検出する差分検出手段と、
前記差分値が（ａ−ｂ／２）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記差分値を補正する差分値補正手段と、
前記補正された差分値を用いて前記画像データを符号化する符号化手段と
を有する画像符号化装置。 - 前記参照画素は、当該画像データ内の、当該画素とは異なり当該画素と所定の位置関係にある画素であり、
１の画像データをフレ−ム内予測符号化する
請求項１記載の画像符号化装置。 - 前記参照画素は、一連の動画像データにおける、前記符号化対象の画像データとは異なる時間帯の他の画像データに基づいて生成される参照画像データの、当該画素と対応する画素であり、
一連の動画像データをフレ−ム間予測符号化する
請求項１記載の画像符号化装置。 - 各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であるような符号化対象の画像データに対して、当該画像データの各画素と、同じく画素値の取り得る範囲がａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素との画素値の差分を用いることにより、前記画像データを予測符号化する画像符号化方法であって、
前記画像データから参照画素のデータを取得し、
前記画像データの各画素に対して、当該画素の画素値と、前記参照画素の画素値との差分値を検出し、
前記差分値が（ａ−ｂ／２）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加えることにより、前記差分値を補正し、
前記補正された差分値を用いて前記画像データを符号化する
画像符号化方法。 - 各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂ（ａ，ｂは任意の実数でａ＜ｂ）の範囲内であるような符号化対象の画像データから、当該画像データの各画素と画素値の取り得る範囲が同じａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素を取得し、前記画像データの符号化対象の各画素と、対応する参照画素との画素値の差分を検出し、前記差分値が（ａ−ｂ／２）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値より（ｂ−ａ）を減じることにより前記差分値を補正し、該補正された差分値を用いて符号化された符号化画像データを復号化する画像復号化装置であって、
前記復号化画像データを復号化し、差分値で示された画像データを生成する復号化手段と、
前記復号化された画像データの各画素と、前記参照画素との画素値の和を検出する加算手段と、
前記加算の結果得られた画素値がａより小さい場合には、当該画素値に（ｂ−ａ）を加え、前記画素値がｂより大きい場合には、当該画素値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記画素値を補正する画素値補正手段と
を有し、前記補正された画素値を当該画像データの復号化データとして出力する
画像復号化装置。 - 各画素の画素値の取り得る範囲がａ〜ｂ（ａ，ｂは任意の実数でａ＜ｂ）の範囲内であるような符号化対象の画像データから、当該画像データの各画素と画素値の取り得る範囲が同じａ〜ｂの範囲内であり前記画像データの各画素に対応して存在する参照画素を取得し、前記画像データの符号化対象の各画素と、対応する参照画素との画素値の差分を検出し、前記差分値が（ａ−ｂ／２）より小さい場合には当該差分値に（ｂ−ａ）を加え、前記差分値が（ａ＋ｂ／２）より大きい場合には当該差分値より（ｂ−ａ）を減じることにより前記差分値を補正し、該補正された差分値を用いて符号化された符号化画像データを復号化する画像復号化方法であって、
前記復号化画像データを復号化し、差分値で示された画像データを生成し、
前記復号化された画像データの各画素と、前記参照画素との画素値の和を検出し、
前記加算の結果得られた画素値がａより小さい場合には、当該画素値に（ｂ−ａ）を加え、前記画素値がｂより大きい場合には、当該画素値より（ｂ−ａ）を減じることにより、前記画素値を補正し、
前記補正された画素値を当該画像データの復号化データとして出力する
画像復号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29395196A JP4223577B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 画像符号化装置とその方法、および、画像復号化装置とその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29395196A JP4223577B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 画像符号化装置とその方法、および、画像復号化装置とその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10145793A JPH10145793A (ja) | 1998-05-29 |
| JP4223577B2 true JP4223577B2 (ja) | 2009-02-12 |
Family
ID=17801297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29395196A Expired - Fee Related JP4223577B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 画像符号化装置とその方法、および、画像復号化装置とその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4223577B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10531110B2 (en) | 2014-07-21 | 2020-01-07 | Gurulogic Microsystems Oy | Encoder, decoder and method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003110429A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Sony Corp | 符号化方法及び装置、復号方法及び装置、伝送方法及び装置、並びに記録媒体 |
| JP4715222B2 (ja) * | 2005-02-16 | 2011-07-06 | ソニー株式会社 | 符号化装置および方法、復号装置および方法、画像処理システム、記録媒体、並びにプログラム |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP29395196A patent/JP4223577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10531110B2 (en) | 2014-07-21 | 2020-01-07 | Gurulogic Microsystems Oy | Encoder, decoder and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10145793A (ja) | 1998-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2507204B2 (ja) | 映像信号符号化装置 | |
| US6603815B2 (en) | Video data processing apparatus, video data encoding apparatus, and methods thereof | |
| JP4529919B2 (ja) | 適応量子化装置及び適応量子化プログラム | |
| RU2162280C2 (ru) | Устройство компрессии с дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией | |
| JP3686436B2 (ja) | 映像信号の復号化方法 | |
| HU217744B (hu) | Eljárás és berendezés kerekítési hibák megelőzésére mozgóképjelet leíró transzformációs együtthatók inverz transzformációjakor, valamint eljárás és berendezés mozgóképjel komprimálására, berendezés epandálására és képrögzítő eszköz | |
| KR20040106364A (ko) | 복잡성이 감소된 복호화에 적합한 단층 비디오 부호화된비트열들을 제공하는 시스템 및 방법 | |
| KR100415494B1 (ko) | 화상인코딩방법및장치,기록장치,비디오신호인코딩장치,처리장치및방법,비디오데이터처리장치및방법 | |
| US8379717B2 (en) | Lifting-based implementations of orthonormal spatio-temporal transformations | |
| JP2007521740A (ja) | 変換ドメイン内のゼロを早期に発見する方法 | |
| JPH0818979A (ja) | 画像処理装置 | |
| KR20030014677A (ko) | 비디오 코딩 방법 및 대응하는 인코딩 장치 | |
| JP4223577B2 (ja) | 画像符号化装置とその方法、および、画像復号化装置とその方法 | |
| JP3738511B2 (ja) | 動画像符号化方式 | |
| JP4089025B2 (ja) | 画像符号化装置、画像符号化方法、画像伝送システムおよび画像伝送方法 | |
| JP4570081B2 (ja) | 動画像エラー隠蔽方法および装置 | |
| JPH09200769A (ja) | 動き補償フレーム間符号化方式 | |
| JP2005303555A (ja) | 動画像符号化装置および動画像符号化方法 | |
| JPH07131793A (ja) | 映像信号高能率符号化装置 | |
| JPH06224773A (ja) | 高能率符号化回路 | |
| JPH10290461A (ja) | レート制御装置及びレート制御方法 | |
| JP3175906B2 (ja) | 画像符号化・復号方法 | |
| JPH06169453A (ja) | 画像データ符号化および復号化装置および方法 | |
| JPH07203442A (ja) | デジタル伝送装置 | |
| JP2629997B2 (ja) | 動き補償フレーム間符号化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050726 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050922 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060328 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081120 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131128 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |