JP6037521B2 - 画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化プログラム及び画像復号プログラム - Google Patents
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C0×x0+C1×x1+C2×x2+C1×x3+C0×x4
=C0×(x0+x4)+C1×(x1+x3)+C2×x2
となる。
本発明は、前記画質改善フィルタ演算式を構成する数値と関数とを、数値ごとに構成される前記終端ノードと関数ごとに構成される前記非終端ノードに分類し、前記終端ノードと前記非終端ノードとから前記階層構造をあらかじめ定められた規則に基づき生成し、前記階層構造に基づきあらかじめ定められた順番で符号化したときの符号量を推定することで前記符号量Rを得ることを特徴とする
本発明は、前記画質改善フィルタ演算式生成ステップで用いる画素は、前記終端ノードの候補数を削減するために、前記画質改善フィルタによる画質改善の対象となる画素である着目画素から所定距離以上離れた複数の画素を、特定の画素値を持つ1つの画素とみなすものであり、当該特定の画素値を持つ1つの画素とみなされた画素のうち、少なくとも1つは、隣接する複数の画素を1つの画素とみなしたものであることを特徴とする。
前記入力画像信号を量子化して量子化画像信号を得る処理と、前記量子化画像信号を逆量子化して復号画像信号を得る処理と、第一サブ処理から第八サブ処理からなる画質改善フィルタ演算式生成処理を有し、前記第一サブ処理は遺伝的プログラミングを用いて画質改善フィルタ演算式の候補であって少なくとも1つの数値と少なくとも1つの関数からなる候補演算式を生成し、前記第二サブ処理は前記候補演算式に基づくフィルタを用いて前記復号画像信号に画質を改善するフィルタ処理を施しフィルタ画像を得て、前記第三サブ処理は前記フィルタ画像と前記入力画像信号の間の二乗誤差和Dを導出し、前記第四サブ処理は前記候補演算式の符号量Rを得て、前記第五サブ処理は前記二乗誤差和Dと前記符号量RからラグランジュコストCを導出し、前記第六サブ処理は前記ラグランジュコストCを用いて前記候補演算式を評価し、前記第七サブ処理は前記評価に基づき遺伝的プログラミングが収束したか否かの判定を行い、前記第八サブ処理は収束したと判定した場合は前記候補演算式を前記画質改善フィルタ演算式として出力し、収束していないと判定した場合は前記第一サブ処理から前記第八サブ処理までを実行し、さらに、前記画質改善フィルタ演算式を構成する数値と関数とを、数値ごとに構成される終端ノードと関数ごとに構成される非終端ノードに分類し、前記終端ノードと前記非終端ノードとから階層構造をあらかじめ定められた規則に基づき生成し、前記階層構造に基づきあらかじめ定められた順番で前記終端ノードと前記非終端ノードを符号化する処理と、を有することを特徴とする。
FUNCINFO=log_2(N+1)
R=tree_info(root)
を実行すれば、木の情報量Rが求まる。
フィルタ出力=tree_eval(root)
として、現在の着目画素におけるフィルタ出力値を求めることができる。
tree_encode(root)
を実行すれば、その木が符号化できる。このときの必要符号量の下限はtree_info(root)に一致する。
tree_decode()
を実行すれば、ビットストリームより木が復号され、返される。
a1=(x1+x5)/2
a2=(x2+x6)/2
a3=(x3+x7)/2
a4=(x4+x8)/2
のようになる。この図の例では、x0,a1,…,a4が演算式を生成する終端ノードの候補となる。もちろんこれより減らしてもよいし、外へ増やしてもよい。
x1 01
x2 00
y1 10
y2 11
a1 0
a2 1
このように、より短い符号語で表現できる。
0.2(x1+y1)+0.1(x2+y2)、
exp((x1+y1)/tan(x2 × y2))
のように、画素対xn,ynについて対称な(xnとynを交換しても値が変化しない)式となるよう限定し進化を効率化するようにしてもよい。このような式を「xy対称式」と呼ぶこととする。xy対称式は対称画素対からの寄与が等しくなる(xnからもynからも寄与が等しい)ので、前述の理由で画像のフィルタに適している。
0.2(y1+x1)+0.1(y2+x2)、
exp((y1+x1)/tan(y2 × x2))
となるが、交換前と完全に等価であることは明らかである。
x1+0.1×y1、
x1/y1
などである。
(1)差と偶関数による生成・・・e(f(xn,yn)−f(yn,xn))
(2)変数交換と積による生成・・・f(xn,yn) × f(yn,xn)
(3)変数交換と和による生成・・・f(xn,yn) + f(yn,xn)
(4)複数のxy対称式の結合・・・f(s1(xn,yn),s2(xm,ym),...)
(5)上記(4)の特別な場合・・・f(s(xn,yn))
cos(x1−y1)・・・(1)のケース(cosは偶関数である)、
x1×y1・・・(2)2のケース、
sin(x1)+sin(y1)・・・(3)のケース
sin(x1 × y1)・・・(4)のケース
から生成されている。
0.2(x1+y1)+0.1(x2+y2)・・・(3)と(4)のケースの組み合わせ
exp((x1+y1)/tan(x2×y2))・・・(2)、(3)、(4)のケースの組み合わせ
である。
x1 001
x2 000
y1 010
y2 011
(x1,y1) 10
(x2,y2) 11
Claims (8)
- 入力画像信号を符号化する画像符号化装置が行う画像符号化方法であって、
前記入力画像信号を量子化して量子化画像信号を得るステップと、
前記量子化画像信号を逆量子化して復号画像信号を得るステップと、
第一サブステップから第八サブステップからなる画質改善フィルタ演算式生成ステップを有し、
前記第一サブステップは遺伝的プログラミングを用いて画質改善フィルタ演算式の候補であって少なくとも1つの数値と少なくとも1つの関数からなる候補演算式を生成するサブステップであり、
前記第二サブステップは前記候補演算式に基づくフィルタを用いて前記復号画像信号に画質を改善するフィルタ処理を施しフィルタ画像を得るサブステップであり、
前記第三サブステップは前記フィルタ画像と前記入力画像信号の間の二乗誤差和Dを導出するサブステップであり、
前記第四サブステップは前記候補演算式の符号量Rを得るサブステップであり、
前記第五サブステップは前記二乗誤差和Dと前記符号量RからラグランジュコストCを導出するサブステップであり、
前記第六サブステップは前記ラグランジュコストCを用いて前記候補演算式を評価するサブステップであり、
前記第七サブステップは前記評価に基づき遺伝的プログラミングが収束したか否かの判定を行うサブステップであり、
前記第八サブステップは収束したと判定した場合は前記候補演算式を前記画質改善フィルタ演算式として出力し、収束していないと判定した場合は前記第一サブステップから前記第八サブステップまでを実行するサブステップであり、
さらに、前記画質改善フィルタ演算式を構成する数値と関数とを、数値ごとに構成される終端ノードと関数ごとに構成される非終端ノードに分類し、前記終端ノードと前記非終端ノードとから階層構造をあらかじめ定められた規則に基づき生成し、前記階層構造に基づきあらかじめ定められた順番で前記終端ノードと前記非終端ノードを符号化するステップと、を有する
ことを特徴とする画像符号化方法。
- 前記画質改善フィルタ演算式を構成する数値と関数とを、数値ごとに構成される前記終端ノードと関数ごとに構成される前記非終端ノードに分類し、前記終端ノードと前記非終端ノードとから前記階層構造をあらかじめ定められた規則に基づき生成し、前記階層構造に基づきあらかじめ定められた順番で符号化したときの符号量を推定することで前記符号量Rを得ることを特徴とする
請求項1記載の画像符号化方法
- 前記画質改善フィルタ演算式生成ステップで用いる画素は、前記終端ノードの候補数を削減するために、前記画質改善フィルタによる画質改善の対象となる画素である着目画素から所定距離以上離れた複数の画素を、特定の画素値を持つ1つの画素とみなすものであり、当該特定の画素値を持つ1つの画素とみなされた画素のうち、少なくとも1つは、隣接する複数の画素を1つの画素とみなしたものであることを特徴とする
請求項2記載の画像符号化方法
- 画像を符号化したデータである符号化データから復号画像信号を得る画像復号装置が行う画像復号方法であって、
前記符号化データから画像信号を復号するステップと、
前記符号化データから数値ごとに構成される終端ノードと関数ごとに構成される非終端ノードとを復号するステップと、
前記終端ノードと前記非終端ノードとからあらかじめ定められた規則に基づき階層構造を生成するステップと、
前記終端ノードと、前記非終端ノードと、前記階層構造とから、前記画像信号の画質を改善するために用いる画質改善フィルタを構成する演算式である画質改善フィルタ演算式を得るステップと、
前記画像信号に対して前記画質改善フィルタ演算式に基づく前記画質改善フィルタによりフィルタ処理を施し前記復号画像信号を得るステップと、
を有することを特徴とする画像復号方法。
- 入力画像信号を符号化する画像符号化装置であって、
前記入力画像信号を量子化して量子化画像信号を得る処理と、
前記量子化画像信号を逆量子化して復号画像信号を得る処理と、
第一サブ処理から第八サブ処理からなる画質改善フィルタ演算式生成処理を有し、
前記第一サブ処理は遺伝的プログラミングを用いて画質改善フィルタ演算式の候補であって少なくとも1つの数値と少なくとも1つの関数からなる候補演算式を生成し、
前記第二サブ処理は前記候補演算式に基づくフィルタを用いて前記復号画像信号に画質を改善するフィルタ処理を施しフィルタ画像を得て、
前記第三サブ処理は前記フィルタ画像と前記入力画像信号の間の二乗誤差和Dを導出し、
前記第四サブ処理は前記候補演算式の符号量Rを得て、
前記第五サブ処理は前記二乗誤差和Dと前記符号量RからラグランジュコストCを導出し、
前記第六サブ処理は前記ラグランジュコストCを用いて前記候補演算式を評価し、
前記第七サブ処理は前記評価に基づき遺伝的プログラミングが収束したか否かの判定を行い、
前記第八サブ処理は収束したと判定した場合は前記候補演算式を前記画質改善フィルタ演算式として出力し、収束していないと判定した場合は前記第一サブ処理から前記第八サブ処理までを実行し、
さらに、前記画質改善フィルタ演算式を構成する数値と関数とを、数値ごとに構成される終端ノードと関数ごとに構成される非終端ノードに分類し、前記終端ノードと前記非終端ノードとから階層構造をあらかじめ定められた規則に基づき生成し、前記階層構造に基づきあらかじめ定められた順番で前記終端ノードと前記非終端ノードを符号化する処理と、を有する
ことを特徴とする画像符号化装置。 - 画像を符号化したデータである符号化データから復号画像信号を得る画像復号装置であって、
前記符号化データから画像信号を復号する処理と、
前記符号化データから数値ごとに構成される終端ノードと関数ごとに構成される非終端ノードとを復号する処理と、
前記終端ノードと前記非終端ノードとからあらかじめ定められた規則に基づき階層構造を生成する処理と、
前記終端ノードと、前記非終端ノードと、前記階層構造とから、前記画像信号の画質を改善するために用いる画質改善フィルタを構成する演算式である画質改善フィルタ演算式を得る処理と、
前記画像信号に対して前記画質改善フィルタ演算式に基づく前記画質改善フィルタによりフィルタ処理を施し前記復号画像信号を得る処理と、
を有することを特徴とする画像復号装置。 - 請求項1から請求項3少なくともいずれか1つに記載の画像符号化方法をコンピュータに実行させるための画像符号化プログラム。
- 請求項4に記載の画像復号方法をコンピュータに実行させるための画像復号プログラム。
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