JP5929530B2 - 画像データ圧縮符号化装置、画像データ圧縮符号化方法、及び、画像データ圧縮符号化プログラム - Google Patents
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Description
図1は、画像データ圧縮符号化装置10の構成を一例を示す図である。画像データ圧縮符号化装置10は、例えば、プロセッサ16、メモリ17、映像入力インターフェイス11、画像処理部12、圧縮符号化部13、復号化部14、映像表示部15を有する。プロセッサ16は、画像データ圧縮符号化装置10の全体の制御を行い、メモリ17は、映像入力インターフェイス11を介して入力された画像データ、及び、画像処理後の画像データを格納する。
図2は、本実施の形態例の画像データ圧縮符号化装置10が圧縮符号化の対象とする画像データPIの一例と、画像データの各画素と分布エリアの対応関係PIxを示す図である。同図(A)の画像データPIは、横16画素、縦16画素の圧縮符号化対象の画素データである。この例において、画像データPIは、例えばRGB方式におけるR値の画像データを示し、各画素はそれぞれ0〜255の値を有する。
図3は、本実施の形態例における分布エリアについて説明する図である。同図は、所定の標準偏差における画素の偏差値の正規分布図L1の一例を示す。同図において横軸は偏差値を示し、中心は偏差値50を示す。また、縦軸は画素数を表す。本実施の形態例における画像データ圧縮符号化装置10は、同図のような、画素値の偏差値を偏差閾値AB、偏差閾値ACによって区分された3つの分布エリア(分布エリアAea、分布エリアBeb、分布エリアCec)に、各画素を割り当てる。各分布エリアは所定の偏差値の範囲に対応する。
続いて、偏差閾値AB、偏差閾値ACの決定方法について説明する。本実施の形態例における画像データ圧縮符号化装置10において、偏差閾値AB、偏差閾値ACは、画像データが有する画素の画素値の標準偏差に基づいて決定される。
図4は、画像データの各画素の画素値の標準偏差が大きい場合における偏差閾値について説明する図である。標準偏差が大きい場合とは、各画素の画素値のばらつきが大きい場合を示す。同図では、標準偏差が大きい場合における画素の偏差値の正規分布図L2の一例を示す。
図5は、画像データの各画素の画素値の標準偏差が小さい場合における偏差閾値について説明する図である。標準偏差が小さい場合とは、各画素の画素値のばらつきが少ない場合を示す。同図では、標準偏差が小さい場合における画素の偏差値の正規分布図L3の一例を示す。
図6は、本実施の形態例の画像データ圧縮符号化装置10における圧縮符号化部13の詳細な構成を説明する図である。同図において、圧縮符号化部13は、例えば、偏差値計算部131、標準偏差逆数演算部132、分布境界決定部133、分布エリア決定部134、分布エリアA符号化部135、分布エリアB符号化部136、分布エリアC符号化部137、結果メモリ138、エリアオフセット計算部139を有する。外部メモリ103は、図1の画像データ圧縮符号化装置10におけるメモリ17に対応する。
図7は、本実施の形態例における圧縮符号化部13の処理のうち、画像データの各画素の分布エリアへの割り当て処理の流れを説明するフローチャート図である。図6で前述したとおり、メモリに画像データがバッファリングされるとき、画像データが有する各画素の画素値の累積加算値、標準偏差が算出される。そして、圧縮符号化部13の標準偏差逆数演算部132は標準偏差の逆数を算出し、分布境界決定部133は、逆数に100を乗じた係数値に基づいて、各分布エリアを区分する偏差閾値AB、偏差閾値ACを決定しておく。
図8は、図7のフローチャート図の工程で生成されるエリアAメモリma、エリアBメモリmb、エリアCメモリmcの具体例を示す図である。同図の画像データの分布エリアとの対応関係図PIxは、図2(B)で示した画素と分布エリアの対応関係図PIxと同様である。また、この例において、画像データにおける各画素は、矢印YAの示す走査方向に沿って処理される。
前述したとおり、エリアAメモリmaは、分布エリアAに割り当てられた画素については画素値の情報、分布エリアB、Cに割り当てられた画素については対応するエリアB中間識別コード、エリアC中間識別コードを有する。この例において画素値はR値である。R値は8ビットの情報であり、00000000〜11111111(2進数)の範囲の値をとる。そこで、エリア中間識別コードと画素値との区別を可能にするため、エリアAメモリmaにおける各画素の情報は8ビットから9ビットに拡張される。具体的に、画素値については、例えば、最上位ビットに0(2進数)が付加される。一方、エリアB中間識別コード、エリアC中間識別コードについては、最上位ビットに1が付加される。
続いて、エリアBメモリmbについて説明する。前述したとおり、エリアBメモリmbは、分布エリアBに割り当てられる画素についてのみ情報を有する。エリアBメモリmbにおいては、分布エリアBに割り当てられる画素の画素値のみが保持されるため、各画素の情報は拡張されず8ビットの画素値が保持される。
続いて、エリアCメモリmcについて説明する。エリアBメモリmbと同様にして、エリアCメモリmcは、分布エリアCに割り当てられる画素についてのみ情報を有するため、各画素の情報は拡張されず8ビットの画素値が保持される。具体的に、図7のエリアCメモリmcは、分布エリアCに割り当てられる画素x6について、8ビットの画素値「00000011」をアドレス0に有する。アドレス0、1、2は、エリアCメモリmcの相対アドレスを示す。分布エリアCに割り当てられる他の画素についても同様である。
図9は、本実施の形態例における圧縮符号化部13の処理のうち、分布エリア毎の圧縮符号化処理の流れを説明するフローチャート図である。
まず、分布エリアA符号化部135は、対象画素に係るエリアAメモリmaの圧縮符号化処理を行う。具体的に、分布エリアA符号化部135は、エリアB中間識別コードを可変長の符号化値に符号化し、結果メモリ138が有するエリアA領域ZAに格納する(S36)。本実施の形態例の圧縮符号化処理において、各画素の情報は、例えば、ハフマン符号化等のエントロピー符号化に従って可変長符号化される。エントロピー符号化は、統計的な性質を利用して、符号化対象の値をより少ないビット列に変換する可逆符号化である。具体的に、ハフマン符号化では、出現頻度の高い値に対して短い符号化値が割り当てられ、出現頻度の低い値に対して長い符号化値が割り当てられることによって、値の圧縮が行われる。
一方、フローチャート図の工程S35において、読み出した情報がエリアB中間識別コードではなく(S35のNO)、エリアC中間識別コードを示す場合(S41のYES)、対象画素が分布エリアCに割り当てられた画素であることを示す。そこで、分布エリアA符号化部135は、エリアC中間識別コードを可変長の符号化値に符号化し、エリアA領域ZAにおける画素に対応するアドレスに格納する(S42)。
一方、読み出した情報がエリアB中間識別コード、エリアC中間識別コードではない場合(S35のNO、S41のNO)、対象画素が分布エリアAに割り当てられた画素であることを示す。この場合、分布エリアA符号化部135は、前述したとおり、エリアAメモリmaから読み出した対象画素について、画素値と分布エリアAに割り当てられた画素の平均画素値との差分値と、エリアB中間識別コード、エリアC中間識別コードの出現頻度に基づいて、出現頻度の高い値から順に短い符号語を割り当てることによって可変長符号化する(S47)。続いて、分布エリアA符号化部135は、分布エリアAに割り当てられ符号化された符号化値のサイズを累積加算すると共に(S48)、差分値の符号化を結果メモリ138が有するエリアA領域ZAに格納する(S49)。
図10は、本実施の形態例における画像データ圧縮符号化装置の圧縮符号化処理によって生成される符号化データの一例を表す図である。同図のように、符号化データは、エリアA領域ZA、エリアB領域ZB、エリアC領域ZCを有する。
図10に示した符号化データは、次のように復号化される。図10で前述したとおり、符号化データの各エリア領域の先頭ブロックa0、b0、c0には、各領域のサイズ情報、及び、対応する分布エリアに割り当てられた画素の画素値の平均値が保持される。
画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定する閾値決定手段と、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、割り当てられた前記各画素の画素値を符号化して符号化データを生成する符号化手段と、を有する画像データ圧縮符号化装置。
付記1において、
前記閾値決定手段は、前記標準偏差の逆数に100を乗じた算出値を50から減算した値を前記第1の偏差閾値、前記算出値を50に加算した値を前記第2の偏差閾値として決定し、
前記標準偏差が第1の標準偏差の場合は前記第2区分に対応する偏差値範囲が広くなり、前記標準偏差が前記第1の標準偏差より大きい第2の標準偏差の場合は前記第2区分に対応する前記偏差値範囲が狭くなる画像データ圧縮符号化装置。
付記1または2において、
前記符号化手段は、前記第1乃至3区分に割り当てられた前記各画素について、前記第1乃至3区分毎に、割り当てられた画素の画素値平均値と各画素値との差分値を可変長符号化して前記符号化データを生成する画像データ圧縮符号化装置。
付記1または2において、
前記符号化手段は、前記第1乃至3区分に割り当てられた前記各画素について、前記第1乃至3区分毎に、割り当てられた画素間の画素値の差分値を可変長符号化して前記符号化データを生成する画像データ圧縮符号化装置。
付記3または4において、
前記符号化手段は、前記第1乃至3区分のうち1つの区分の符号化処理において、前記画像データの画素順に、前記1つの区分に割り当てられた画素については前記差分値、前記1つの区分以外の区分に割り当てられた画素についてはそれぞれの区分に割り当てられたことを示す各区分識別値を可変長符号化して前記符号化データを生成する画像データ圧縮符号化装置。
画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定し、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、割り当てられた前記各画素の画素値を符号化して符号化データを生成することを特徴とする画像データ圧縮符号化方法。
画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定し、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、割り当てられた前記各画素の画素値を符号化して符号化データを生成する処理をコンピュータに実行させる画像データ圧縮符号化プログラム。
Claims (8)
- 画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定する閾値決定手段と、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、各区分内の画素群の画素の画素値平均値と当該画素群の各画素の画素値との差分値を符号化して符号化データを生成する符号化手段と、を有する画像データ圧縮符号化装置。 - 画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定する閾値決定手段と、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、各区分内の画素群の画素間の画素値の差分値を符号化して符号化データを生成する符号化手段と、を有する画像データ圧縮符号化装置。 - 請求項1または2において、
前記閾値決定手段は、前記標準偏差の逆数に100を乗じた算出値を50から減算した値を前記第1の偏差閾値、前記算出値を50に加算した値を前記第2の偏差閾値として決定し、
前記標準偏差が第1の標準偏差の場合は前記第2区分に対応する偏差値範囲が広くなり、前記標準偏差が前記第1の標準偏差より大きい第2の標準偏差の場合は前記第2区分に対応する前記偏差値範囲が狭くなり、
前記符号化手段は、前記区分内の画素群の各差分値のうち、第1の差分値に第1の符号値を割り当て、前記第1の差分値より対応する画素の数が少ない第2の差分値に、第1の符号値より長い第2の符号値を割り当て前記符号化データを生成する画像データ圧縮符号化装置。 - 請求項1または2において、
前記符号化手段は、前記第1乃至3区分のうち1つの区分の符号化処理において、前記画像データの画素順に、前記1つの区分に割り当てられた画素については前記差分値、前記1つの区分以外の区分に割り当てられた画素についてはそれぞれの区分に割り当てられたことを示す各区分識別値を可変長符号化して前記符号化データを生成する画像データ圧縮符号化装置。 - 画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定し、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、各区分内の画素群の画素の画素値平均値と当該画素群の各画素の画素値との差分値を符号化して符号化データを生成することを特徴とする画像データ圧縮符号化方法。 - 画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定し、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、各区分内の画素群の画素間の画素値の差分値を符号化して符号化データを生成することを特徴とする画像データ圧縮符号化方法。 - 画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定し、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、各区分内の画素群の画素の画素値平均値と当該画素群の各画素の画素値との差分値を符号化して符号化データを生成する処理をコンピュータに実行させる画像データ圧縮符号化プログラム。 - 画像データにおける各画素の画素値の標準偏差に基づいて、第1の偏差閾値と、前記第1の偏差閾値より大きい第2の偏差閾値とを決定し、
前記各画素について、前記画素値の偏差値が前記第1の偏差閾値未満の画素を第1区分、前記偏差値が前記第1の偏差閾値以上であり前記第2の偏差閾値未満の画素を第2区分、前記偏差値が前記第2の偏差閾値以上の画素を第3区分に割り当て、前記第1乃至3区分毎に、各区分内の画素群の画素間の画素値の差分値を符号化して符号化データを生成する処理をコンピュータに実行させる画像データ圧縮符号化プログラム。
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