JP5199956B2 - 画像復号装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
2回の周波数変換における各周波数変換の前段で、ブロック歪みを抑制する歪み抑制処理を行うか否かを指定可能な符号化方法で符号化された符号化画像データから、画像を再現し出力する画像復号装置であって、
変倍率を設定する設定手段と、
復号対象の符号化画像データのヘッダを解析し、少なくとも前記歪み抑制処理の実行回数を含む符号化パラメータ情報を抽出する解析手段と、
前記符号化画像データを、符号化時の2回目の周波数変換の直後のデータにまで復号する復号手段と、
前記設定手段で設定された変倍率、及び、前記解析手段により得られた符号化パラメータ情報に基づき、前記符号化画像データを生成する際に実行した2回の前記周波数変換に対応する2回の逆周波数変換処理、および、前記符号化画像データを生成する際に0乃至2回実行した前記歪み抑制処理に対応する0乃至2回の逆歪み抑制処理のうちで省略できる処理がいずれであるのかを判定する判定手段と、
該判定手段の判定の結果に基づき、非省略となった処理を実行することで、出力の基礎となる画像を復元する復元手段と、
該復元手段によって復元された画像を、前記設定手段で設定された変倍率に従ってリサイズし、出力するリサイズ手段とを備える。
特許文献1等をベースとした技術(JPEG XR)には、符号化の際のブロック歪み抑制機能がある。そして、その抑制処理はオプショナルであり、(1)全く行わない、(2)1回目の系列変換の前段で1回行う、(3)1回目の系列変換の前段で1、2回目の系列変換の前段でも1回行う、の3つの中から1つを指定可能となっている。(1)は歪み抑制の効果はないが高速に符号化でき、復号処理も高速である。(3)は強力な歪み抑制効果はあるが、符号化、復号処理は低速である。(2)は(1)と(3)の間としての位置づけになる。上記をまとめたのが図22(a)である。同図において、「PCT」となっている処理が系列変換(周波数変換)であり、「POT」が歪み抑制処理である。
デジタルカメラは図18に示す構成を有する。すなわち、このデジタルカメラは、撮影部2201、撮影指示部2202、画像処理部2203、画像圧縮部2204、サイズ指定部2205、解像度判定部2206、出力部2207、階層モード指定部2210、リサイズ部2211を備える。また、デジタルカメラには、装置全体の制御手段として機能するCPU2208、及び、CPU2208の実行するプログラム及びワークエリアとして使用するメモリ2209を備える。また、各種設定された情報も、このメモリ2209に格納される。なお、サイズ指定部2205、階層モード指定部2210は、不図示の操作パネルに設けられたボタン、もしくはメニュー選択により指定するものとする。また、撮影指示部2202はシャッターボタンと言えば分かりやすい。
V=B−R
t=R−G+Ceiling(V/2)
U=−t
Y=G+Floor(t/2)
(ここで、Ceiling(x)は実数x以上であり、最小の整数を返す関数であり、Floor(x)は実数x以下で最大の整数を返す関数である)
・撮影する画像サイズがSサイズの場合:
周波数変換処理→周波数変換処理
・撮影する画像サイズがMサイズの場合:
ブロックオーバラップ処理→周波数変換処理→周波数変換処理
・撮影する画像サイズがLサイズの場合:
ブロックオーバラップ処理→周波数変換処理→ブロックオーバラップ処理→周波数変換処理
以上説明したのが、図1(a)における系列変換部102の処理である。系列変換部102は上記の変換結果を、後続する量子化部103に出力する。量子化部103は、Qパラメータ(以下QPと呼ぶ)を設定し、この設定されたQPと以下の変換式に従って量子化ステップを算出する。
QPindex≦1の場合 QP=QPindex
QPindex>16の場合 QP=((QPindex % 16) + 16) << ((QPindex >> 4) -1)
(ここで、x%yは、除算x/yの商を返す関数である。また、x<<yは値xを左(上位)方向にyビットシフトする関数であり、x>>yは値xを右(下位)方向にyビットシフトする関数である)
・自由度軸1:空間的自由度:
1.1 画像中全マクロブロックに対して同一のQPを設定.
1.2 タイル内における全マクロブロックに対して同一のQPを設定.
1.3 タイル内の各マクロブロックに対して自由にQPを設定.
・自由度軸2:周波数的自由度:
2.1 全周波数成分に対して同一のQPを設定.
2.2 DC成分とローパス成分(ACDC成分)に対して同一のQPを設定、ハイパス成分(AC成分)には異なるQPを設定.
2.3 ローパス成分とハイパス成分で同一のQPを設定、DC成分には異なるQPを設定.
2.4 各周波数成分に異なるQPを設定.
・自由度3:カラープレーン的自由度:
3.1 全カラープレーンでQPを同一に設定.
3.2 輝度プレーンに1つのQPを設定、輝度以外のプレーンに対して同一のQPを設定.
3.3 各プレーン別々にQPを設定.
先に説明したように、実施形態の場合、1つのタイルは6×4個のマクロブロックで構成される。1つのマクロブロックからは1つのDC成分(図5参照)が得られるわけであるから、1つのタイルからは6×4個の量子化処理済みのDC成分が得られる。係数予測部104のDC成分予測処理(予測誤差算出処理)は次の通りである。
ABS_HOR−ABS_VER<Th
ABS_VER−ABS_HOR<Th
図11は、1つのマクロブロックの量子化後のACDC成分値の配列を示している。この配列は、1つのマクロブロックに対して、2回めの周波数変換を行なったACDC成分値(図5参照)でもある。ローパス成分の予測処理の対象となるのは、図11における{1,2,3}で示されるACDC成分か、同図の{4、8、12}で示されるACDC成分のいずれか一方である。例えば、図11におけるACDC成分{4,8,12}を予測処理すると決定された場合、それ以外の{1,2,3,5,6,7,9,10,11,13,14,15}の位置のACDC成分は予測誤差算出処理は行なわない。なお、着目マクロブロックが、タイル内の左端や上端の位置にあるとき、参照する着目マクロブロックに隣接するマクロブロックは存在しない。このように参照すべきマクロブロックが存在しない場合、その存在しないマクロブロックでは、{1、2、3}を予測誤差算出対象として処理したものと見なす。但し、{4、8、12}を予測誤差算出対象としても構わない。要するに、符号化側と復号側で共通にすればよい。
図13(a)乃至(c)はハイパス成分の予測方向(3通り)を示す図である。ここで言うハイパス成分は、図5における1回めの周波数変換した際に得られた4×4個のブロックの各DC成分を除いたAC成分である(図5参照)。また、周波数変換した1つのブロックは、1つのDC成分と、15個のAC成分が得られるが、図示では、このAC成分についてその配列の位置を示すため、1乃至15の番号を付した。また、ハイパス成分の予測を求める対象は、図13(a)における{1、2、3}のAC成分、{4、8、12}のAC成分のいずれかになる。例えば、{1、2、3}のAC成分について予測誤差を求めると決定した場合、{4、5、6、…、15}のAC成分は予測誤差算出対象外にする。
E_L−E_T<Th
E_T−E_L<Th
次に、図20を参照し、上記のデジタルカメラで撮像し、符号化された画像データを蓄積する蓄積装置の構成とその処理内容を以下に説明する。この蓄積装置は、HDDレコーダーのような蓄積デバイスであり、デジタルカメラで撮影し、符号化された画像データファイルを蓄積、管理すると共に、その画像の表示出力機能を合わせ持つものである。蓄積装置は、表示部2501、画像圧縮/伸長部2502、画像処理部2503、出力部2504、メモリ2505、操作部2506、ヘッダ解析操作部2507、CPU2508、HDD2509、及び、入力部2510を有する。ここで、入力部2510は、先に説明したデジタルカメラと通信するインタフェース、もしくは、デジタルカメラから抜き出したメモリカードをセットするカードリーダである。そして、この入力部2510から入力された画像データはHDD2509に蓄積される。また、操作部2506には、各種スイッチや操作ボタンが設けられており、その中に表示倍率指定部2506aが有る。また、画像処理部は、少なくとも設定された変倍率に従った変倍処理を行うものとする。
Rr=16×R
Rr=4×R
第1の実施形態では、符号化時、復号時に、周波数変換(PCT処理)を0、1、又は、2回行う処理における方法を説明した。本実施の形態においては周波数変換を、符号化時、及び、復号時に周波数変換を1回行い、ブロックオーバーラップ処理(POT処理)は0回、又は1回行う例を説明する。
第2の実施の形態において、1つの閾値Th1を設ける方法を示したが、もう一つの閾値Th2を設けて、DC成分を拡大する処理フローを取ってもよい。第2の実施形態において、JPEG2000などのように1/2ずつ解像度を変化させる場合に合わせて、r=1/2と固定させてもよい。その場合、1/2の解像度の画像を復号する際には、逆処理ではなくレベル補正処理としてもよい。第2の実施形態において符号化時に必ずブロックオーバーラップ処理を行うことを説明したが、選択機能としても構わない。ブロック状の歪みを抑制するためにブロックオーバーラップ処理を行う方法を示しているが、ブロックをまたがない各種フィルタを用いる方法でも構わない。ダイナミックレンジを補正する方法を示しているが、補正しない方法も本発明の範疇である。例えばビューアが高ダイナミックレンジに対応していれば補正を行わない。またダイナミックレンジが変化しないブロックオーバーラップ処理、もしくはフィルタ処理であれば、そもそも補正は不要である。
Claims (10)
- 2回の周波数変換における各周波数変換の前段で、ブロック歪みを抑制する歪み抑制処理を行うか否かを指定可能な符号化方法で符号化された符号化画像データから、画像を再現し出力する画像復号装置であって、
変倍率を設定する設定手段と、
復号対象の符号化画像データのヘッダを解析し、少なくとも前記歪み抑制処理の実行回数を含む符号化パラメータ情報を抽出する解析手段と、
前記符号化画像データを、符号化時の2回目の周波数変換の直後のデータにまで復号する復号手段と、
前記設定手段で設定された変倍率、及び、前記解析手段により得られた符号化パラメータ情報に基づき、前記符号化画像データを生成する際に実行した2回の前記周波数変換に対応する2回の逆周波数変換処理、および、前記符号化画像データを生成する際に0乃至2回実行した前記歪み抑制処理に対応する0乃至2回の逆歪み抑制処理のうちで省略できる処理がいずれであるのかを判定する判定手段と、
該判定手段の判定の結果に基づき、非省略となった処理を実行することで、出力の基礎となる画像を復元する復元手段と、
該復元手段によって復元された画像を、前記設定手段で設定された変倍率に従ってリサイズし、出力するリサイズ手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 前記判定手段は、前記設定手段で設定した変倍率をR、符号化画像データを全て用いて復号した画像の解像度をフル解像度、符号化時の1回目の周波数変換によって得られたDC成分で表わされる画像の解像度をLP解像度、符号化時の2回目の周波数変換によって得られたDC成分で表わされる画像の解像度をDC解像度と定義したとき、
前記設定手段で設定された変倍率Rによる画像の解像度が、前記DC解像度、前記LP解像度、前記フル解像度、のいずれに近いかに応じて、逆周波数変換の回数を決定すると共に、逆歪み抑制処理を実行するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像復号装置。 - 前記判定手段は、前記設定手段で設定された変倍率Rが予め設定された閾値より大きく、且つ、前記変倍率Rの画像の解像度に近いのが前記フル解像度である場合に、前記逆周波数変換を非省略と判定することを特徴とする請求項2に記載の画像復号装置。
- 1回の周波数変換の前段で、ブロック歪みを抑制する歪み抑制処理を行う符号化方法で符号化された符号化画像データから、画像を再現し出力する画像復号装置であって、
変倍率を設定する設定手段と、
復号対象の符号化画像データのヘッダを解析し、少なくとも前記歪み抑制処理の実行回数を含む符号化パラメータ情報を抽出する解析手段と、
前記符号化画像データを、前記周波数変換の直前までのデータにまで復号する復号手段と、
前記設定手段で設定された変倍率が予め設定された閾値より大きいと場合、前記復号手段で得られたデータに対し、前記逆歪み抑制処理を実行するする逆歪み抑制処理手段と、
前記設定手段で設定された変倍率が予め設定された閾値以下の場合、前記復号手段で得られたデータが出力の基礎となる画像データと見なして、当該画像データを前記設定手段で設定された変倍率に従ってリサイズし、
前記設定手段で設定された変倍率が前記閾値より大きい場合には前記逆歪み抑制処理手段によって得られた画像データに対し前記設定手段で設定された変倍率に従ってリサイズし、出力するリサイズ手段と
を備えることを特徴とする画像復号装置。 - 2回の周波数変換における各周波数変換の前段で、ブロック歪みを抑制する歪み抑制処理を行うか否かを指定可能な符号化方法で符号化された符号化画像データから、画像を再現し出力する画像復号装置の制御方法であって、
設定手段が、変倍率を設定する設定工程と、
解析手段が、復号対象の符号化画像データのヘッダを解析し、少なくとも前記歪み抑制処理の実行回数を含む符号化パラメータ情報を抽出する解析工程と、
復号手段が、前記符号化画像データを、符号化時の2回目の周波数変換の直後のデータにまで復号する復号工程と、
判定手段が、前記設定工程で設定された変倍率、及び、前記解析工程により得られた符号化パラメータ情報に基づき、前記符号化画像データを生成する際に実行した2回の前記周波数変換に対応する2回の逆周波数変換処理、および、前記符号化画像データを生成する際に0乃至2回実行した前記歪み抑制処理に対応する0乃至2回の逆歪み抑制処理のうちで省略できる処理がいずれであるのかを判定する判定工程と、
復元手段が、該判定工程の判定の結果に基づき、非省略となった処理を実行することで、出力の基礎となる画像を復元する復元工程と、
リサイズ手段が、該復元工程によって復元された画像を、前記設定工程で設定された変倍率に従ってリサイズし、出力するリサイズ工程と
を備えることを特徴とする画像復号装置の制御方法。 - 前記判定工程は、前記設定工程で設定した変倍率をR、符号化画像データを全て用いて復号した画像の解像度をフル解像度、符号化時の1回目の周波数変換によって得られたDC成分で表わされる画像の解像度をLP解像度、符号化時の2回目の周波数変換によって得られたDC成分で表わされる画像の解像度をDC解像度と定義したとき、
前記設定工程で設定された変倍率Rによる画像の解像度が、前記DC解像度、前記LP解像度、前記フル解像度、のいずれに近いかに応じて、逆周波数変換の回数を決定すると共に、逆歪み抑制処理を実行するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項5に記載の画像復号装置の制御方法。 - 前記判定工程は、前記設定工程で設定された変倍率Rが予め設定された閾値より大きく、且つ、前記変倍率Rの画像の解像度に近いのが前記フル解像度である場合に、前記逆周波数変換を非省略と判定することを特徴とする請求項6に記載の画像復号装置の制御方法。
- 1回の周波数変換の前段で、ブロック歪みを抑制する歪み抑制処理を行う符号化方法で符号化された符号化画像データから、画像を再現し出力する画像復号装置であって、
設定手段が、変倍率を設定する設定工程と、
解析手段が、復号対象の符号化画像データのヘッダを解析し、少なくとも前記歪み抑制処理の実行回数を含む符号化パラメータ情報を抽出する解析工程と、
復号手段が、前記符号化画像データを、前記周波数変換の直前までのデータにまで復号する復号工程と、
逆歪み抑制処理手段が、前記設定工程で設定された変倍率が予め設定された閾値より大きいと場合、前記復号工程で得られたデータに対し、前記逆歪み抑制処理を実行するする逆歪み抑制処理工程と、
リサイズ手段が、
前記設定工程で設定された変倍率が予め設定された閾値以下の場合、前記復号工程で得られたデータが出力の基礎となる画像データと見なして、当該画像データを前記設定工程で設定された変倍率に従ってリサイズし、
前記設定工程で設定された変倍率が前記閾値より大きい場合には前記逆歪み抑制処理工程によって得られた画像データに対し前記設定工程で設定された変倍率に従ってリサイズし、出力するリサイズ工程と
を備えることを特徴とする画像復号装置の制御方法。 - コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項1乃至4の画像復号装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
- 請求項9に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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