JPH05130433A - 画像符号化方法及び画像符号化装置 - Google Patents

画像符号化方法及び画像符号化装置

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JPH05130433A
JPH05130433A JP7069992A JP7069992A JPH05130433A JP H05130433 A JPH05130433 A JP H05130433A JP 7069992 A JP7069992 A JP 7069992A JP 7069992 A JP7069992 A JP 7069992A JP H05130433 A JPH05130433 A JP H05130433A
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秀樹 福田
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はデジタル画像を圧縮して伝送、記録
する際に用いる画像符号化方法および画像符号化装置に
関するもので、画質劣化を招くことなく、かつ高能率な
画像符号化方法および画像符号化装置を提供することを
目的とする。 【構成】 画像信号を符号化処理する方法において、画
像信号内の輪郭部を検出し、前記輪郭部を含む所定範囲
内の画像領域に対して符号化圧縮方法を制御するように
構成されたものであり、前記輪郭部と前記輪郭部の周辺
部に発生する符号化ノイズの低減をはかることにより画
質の向上が得られる。また、画像信号内の輪郭部を検出
する手段と、前記輪郭部を検出する手段によって検出さ
れた前記輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符
号化圧縮方法を制御する符号化制御器とで構成された画
像符号化装置により前述の画像符号化方法を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像を圧縮し
て、伝送、記録する際に用いる画像符号化方法及び画像
符号化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル画像の符号化方式とし
て、画像をブロックに分割しブロック毎に離散コサイン
変換(以下、DCTと呼ぶ)を行い、DCT係数を量子
化、符号化する方式が主流となってきた。このうち、各
ブロック内のDCT係数の交流成分の2乗和(以下、交
流電力と呼ぶ)の大きさに従って、複数のクラスに分類
し、クラス毎に適応的に符号化する方式が一般に用いら
れている。これは、画素レベルの変化が小さい平坦部の
符号化ノイズは目につきやすいが、複雑に画素レベルが
変化する複雑部においては、符号化ノイズは気にならな
いといった人間の視覚特性を利用したものである。つま
り、平坦部では細かい量子化を行い、複雑部では荒い量
子化をするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮率
が高くなるにつれて、特に画像の輪郭部に発生した符号
化雑音が目につくようになる。これは、輪郭部を含んだ
ブロックは交流電力の大きなクラスに分類され、画素レ
ベルの変化が小さい平坦部を含んだブロックにも関わら
ず、荒い量子化を行ってしまうためである。このように
して発生した平坦部の符号化ノイズは画質の劣化を著し
く招く。特に、DCT符号化方式では特有のブロックノ
イズが輪郭部に発生する問題点を有していた。
【0004】そこで、画質劣化することなく、かつ高能
率な画像符号化を実現することが本発明の目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、画像信号を近
接する複数の画素からなるブロックに分割し符号化処理
する方法において、前記画像信号内の輪郭部を検出し、
前記輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化
圧縮方法を変えるように構成されたものであり、また輪
郭部検出の対象である対象画素の画素レベルと前記対象
画素の周辺画素の画素レベルに対して所定の重み付けを
行った後、重み付けした前記対象画素の画素レベルと重
み付けした前記周辺画素の画素レベルとの差の大きさに
したがって輪郭部検出を行い、検出された輪郭部を含む
所定範囲内の画像領域に対して符号化圧縮率を変えるよ
うに構成されたものである。
【0006】また、輪郭部検出の対象である対象画素の
周辺にある第一の所定範囲内の周辺画素の画素レベルの
変化量を計算し、前記周辺画素の画素レベルの変化量が
所定量以下の場合であり、かつ前記対象画素が輪郭部と
して検出された場合、検出された前記輪郭部を含む第二
の所定範囲内の画像領域に対して符号化圧縮率を変える
ように構成されたものである。
【0007】また符号化の対象としている対象ブロック
に含まれる画素の画素レベルの変化量、および前記対象
ブロックに隣接する複数個の隣接ブロックに含まれる画
素の画素レベルの変化量をブロック毎に計算し、前記対
象ブロックの画素レベル変化量が第一の所定量以上であ
り、かつ前記隣接ブロックのうちの一個あるいは複数個
のブロックの画素レベル変化量が第二の所定量以下であ
る場合、前記対象ブロックを輪郭部を含んだブロック、
すなわち輪郭ブロックとして検出し、前記輪郭ブロック
に対して符号化圧縮方法を変えるように構成されたもの
である。
【0008】また輪郭部を含んだブロック内の信号列の
量子化において、量子化幅を小さくすることにより符号
化圧縮方法を変えるように構成されたものである。
【0009】またブロック毎に離散コサイン変換等の直
交変換を行い、重みづけ関数によってブロック内の変換
係数に対してそれぞれ重みづけした量子化幅で各変換係
数を量子化し符号化する変換符号化方法であって、符号
化の対象とする対象ブロックが輪郭部を含む場合、輪郭
部を含まないブロックと比較して細かい量子化を行うよ
うに前記重みづけ関数を変え、符号化圧縮方法を変える
ように構成されたものである。
【0010】また、本発明の画像符号化装置は、前述の
画像符号化方法を実現するための装置であり、画像信号
を近接する複数の画素からなるブロックに分割し符号化
処理する装置において、画像信号内の輪郭部を検出する
手段と、前記輪郭部を検出する手段によって検出された
前記輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化
圧縮方法を変える符号化制御器とを具備するように構成
されたものである。
【0011】また前記輪郭部を検出する手段は、前処理
器と差分器と比較器とで構成され、前記前処理器は輪郭
部検出の対象である対象画素の画素レベルと前記対象画
素の周辺画素の画素レベルに対して所定の重み付けを行
い、前記差分器は重み付けした前記対象画素の画素レベ
ルと重み付けした前記周辺画素の画素レベルとのレベル
差を計算し、前記比較器は前記レベル差の大きさと所定
量とを比較し、前記レベル差の大きさが前記所定量より
も大きい場合、前記対象画素を輪郭部として検出し、符
号化制御器は前記輪郭部を検出する手段によって検出さ
れた輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化
圧縮率を変える手段で構成されたものである。
【0012】また前記輪郭部を検出する手段は、変化量
計算器と比較器と輪郭検出器とで構成され、前記変化量
計算器は輪郭部検出の対象である対象画素の周辺にある
第一の所定範囲内の周辺画素の画素レベルの変化量を計
算し、前記比較器は前記変化量計算器で計算した前記周
辺画素の画素レベル変化量と所定量とを比較し、前記輪
郭検出器は前記周辺画素の画素レベル変化量が所定量以
下の場合に前記対象画素に対して輪郭部検出を行い、符
号化制御器は前記輪郭部を検出する手段によって前記対
象画素が輪郭部として検出された場合、前記輪郭部を含
む第二の所定範囲内の画像領域に対して符号化圧縮率を
変えるように構成されたものである。
【0013】また前記輪郭部を検出する手段は、変化量
計算器と第一の比較器と第二の比較器とを具備し、前記
変化量計算器は符号化の対象とする対象ブロックに含ま
れる画素の画素レベルの変化量、および前記対象ブロッ
クに隣接する複数個の隣接ブロックに含まれる画素の画
素レベルの変化量をブロック毎に計算し、前記第一の比
較器は前記対象ブロックの画素レベル変化量が第一の所
定量以上であることを検出し、前記第二の比較器は前記
隣接ブロックの画素レベル変化量が第二の所定量以下で
あることを検出し、前記対象ブロックの画素レベル変化
量が第一の所定量以上であり、かつ前記隣接ブロックの
うちの一個あるいは複数個のブロックの画素レベル変化
量が第二の所定量以下である場合、前記対象ブロックを
輪郭部を含んだ輪郭ブロックとして検出し、符号化制御
器は前記輪郭ブロックに対して符号化圧縮方法を変える
ように構成されたものである。
【0014】また前記符号化制御器は、対象とするブロ
ック内の信号列を量子化する量子化幅を決定する量子化
幅制御器を具備し、前記量子化幅制御器は輪郭部を含む
ブロック内の画素の画素レベルの量子化において量子化
幅を小さくするように構成されたものである。
【0015】またブロック毎に離散コサイン変換等の直
交変換を行い、重みづけ関数によって各ブロック内の変
換係数に対してそれぞれ重みづけした量子化幅で各変換
係数を量子化し符号化する変換符号化装置であって、前
記符号化制御器は前記重みづけ関数を制御する重みづけ
関数制御器を具備し、前記重みづけ関数制御器は符号化
の対象とする対象ブロックが輪郭部を含む場合、輪郭部
を含まないブロックと比較して細かい量子化を行うよう
に前記重みづけ関数を変えるように構成されたものであ
る。
【0016】
【作用】これにより、画像信号に含まれる輪郭部を検出
し、前記輪郭部と前記輪郭部の周辺部において、符号化
圧縮率を抑制するように制御することによって、前記輪
郭部と前記輪郭部の周辺部の情報量割当が増加し符号化
ノイズが低減するため、画質劣化することなく、かつ高
能率な画像符号化が行えることとなる。
【0017】
【実施例】以下本発明の画像符号化方法及び画像符号化
装置の一実施例について、図面を参照しながら詳細に説
明する。ここでは、画像をブロックに分割しブロック毎
にDCT符号化する方法のうち、画素レベルの変化が小
さい部分では細かい量子化を、画素レベルが複雑に変化
する部分では荒い量子化を行う方法に本発明を適用した
場合を説明する。また、量子化器は線形量子化器を用
い、量子化幅はDCT係数によらず一定とし、量子化幅
を変化させることで符号化圧縮率の制御を行う。すなわ
ち、量子化幅を小さくすれば圧縮率は抑制する。
【0018】以下では、画素レベルの変化が小さい部分
を平坦部、画素レベルが複雑に変化する部分を複雑部と
呼ぶことにする。
【0019】今、ブロックサイズを8×8画素とする。
まず、図1を用いて第1の実施例を説明する。図1は本
発明の第1の実施例における符号化装置の構成を示した
もので、輪郭部を検出する手段1、符号化制御器2によ
って構成されている。まず、輪郭部を検出する手段1に
よって画像信号内の輪郭部を検出し、検出された輪郭部
を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化方法を制御
する。輪郭検出および符号化方法の制御はブロック毎に
行えばよいが、符号化方法を制御する画像領域の範囲は
ブロックに限らず、複数のブロックからなる画像領域で
あっても構わないし、またブロックよりも小さい画像領
域であっても構わない。
【0020】次に、図2、図3、および図4(a)
(b)を用いて本実施例をさらに詳しく説明する。図2
は差分器3、比較器4から構成される輪郭部を検出する
手段1の一実施例を示している。また、図3は画像信号
を画素列として表現し、5〜12、13〜20はそれぞ
れブロック22、23に含まれる画素を示す。また21
は輪郭部に相当する。また、図4(a)において、図3
で示した画素列5〜20に対応する画素レベルを示して
いる。輪郭部21に相当する画素10から画素11にお
いて画素レベルが大きく変化している。
【0021】まず、輪郭部を検出するために、対象とす
る画素と隣接する画素間の差分値を差分器3によって計
算する。画素10の画素レベルをa、画素11の画素レ
ベルをbとすると、画素11を対象とした場合、 差分値は b−a である。図4(b)に差分器3の出力信号の一例を示し
ている。比較器4は差分器3の出力信号としきい値t1
とを比較し、図4(c)のような信号を出力する。これ
により輪郭部21を検出することができる。
【0022】このようにして得られた輪郭部21を含む
ブロック22に対して、小さな量子化幅を選択して平坦
部のみのブロックと同様な細かい量子化を行い、複雑部
のみのブロックと比較して符号化圧縮率を抑制する。こ
うすることにより、輪郭部と輪郭部に隣接する平坦部に
生じるノイズが低減し、大きな画質改善が得ることがで
きる。ここで、差分信号をしきい処理するしきい値t1
は画素レベルを256階調とした場合、8前後に選べば
よいが、これに限るものでなく画面によって適応的に変
えてもよい。
【0023】なお、この実施例では隣接する1つの画素
との画素レベルの差を用いて輪郭検出を行ったが、周辺
にある複数の画素の画素レベルに適当な重み付けを行
い、その重み付けをした画素レベルの差に応じて輪郭部
を検出してもよい。次に図5、および図6(a)〜
(c)を参照して、この周辺画素の画素レベルに重み付
けを行う例を第2の実施例として以下に説明する。
【0024】図5は前処理器26、差分器27、および
比較器28から構成される輪郭部を検出する手段1の一
実施例を示している。ここで、差分器27と比較器28
は第1の実施例の差分器3、および比較器4と同様のも
のである。
【0025】図6(a)で示す画像信号の画素列29〜
44において画素34から画素35において輪郭部45
が存在する。この場合、第1の実施例の輪郭検出方法に
よって輪郭検出すると、画素35〜44にみられるよう
な複雑部47に対しても輪郭部として検出してしまい、
細かい量子化を行うことがある。これでは、情報量の増
加を招き、かえって効率的な符号化が困難となる。
【0026】そこで、前処理器26は一回の差分信号を
計算する前に周辺画素と平均化を行う。平均化を行うこ
とにより画素レベルの変化を減少させ、複雑部と輪郭部
とを区別し輪郭部のみを検出する。例えば、画素31の
画素レベルをd、画素32の画素レベルをe、画素33
の画素レベルをf、画素34の画素レベルをgとする
と、 画素32の平均化画素レベル (d+2e+f)/4 画素33の平均化画素レベル (e+2f+g)/4 で得られる。このようにして求めた前処理器26の出力
信号である平均化画素レベルを図6(b)に示してい
る。
【0027】次に、輪郭検出の対象としている画素の平
均化した画素レベルと対象画素の周辺の画素の平均化し
た画素レベルとの差分を差分器27により計算する。例
えば、画素33を対象として平均化画素レベルの差分値
を計算すると、 画素33の平均化画素レベル差分値 (f+g−d−
e)/4 となる。
【0028】この差分信号の絶対値を第1の実施例と同
様に比較器28でしきい値t1と比較することにより、
比較器28の出力は図6(c)のようになり、輪郭部4
5を検出することができる。このようして画像内の輪郭
部を検出し、この輪郭部を含んだブロックに対して小さ
な量子化幅を選択し平坦部のみのブロックと同様な細か
い量子化を行い、複雑部のみのブロックと比較して符号
化圧縮率を抑制する。こうすることにより、輪郭部と輪
郭部に隣接する平坦部に発生するノイズが低減し大きな
画質改善が得ることができる。
【0029】なお、ここでは隣接する2画素のみによっ
て平均化処理を行ったが、任意個の周辺の画素によって
平均化してもよい。また、平均化の重み付けも上述した
例に限るものでなく、画面に応じて適応的に重み付けを
変えてもよい。
【0030】また、図7で示すような画素48〜53に
みられる複雑部65と画素54〜63にみられる複雑部
66との間の輪郭部64とその周辺部に発生した符号化
ノイズは人間の目につきにくい。一方、図4(a)で示
したような画素5〜10にみられる平坦部24と画素1
1〜20にみられる平坦部24間の輪郭部21、もしく
は図6(a)で示したような画素29〜34にみられる
平坦部46と画素35〜44にみられる複雑部47間の
輪郭部45においては、平坦部24、25、および46
で発生する符号化ノイズが著しく画質を劣化させる。
【0031】そこで、特に平坦部と隣接した輪郭部のみ
を検出し、この輪郭部を含むブロックを符号化する場合
は平坦部のみのブロックと同様な細かい量子化を行い符
号化圧縮率を抑制し、複雑部と複雑部間の輪郭部に関し
ては複雑部のみのブロックと同様に量子化、符号化すれ
ばよい。また、平坦部は対象とする画素の周辺にある所
定範囲内の周辺画素の画素レベルの変化量を計算し、所
定量以下であれば平坦部として検出することができる。
【0032】次に、この平坦部と隣接した輪郭部を検出
する例を図8を参照して第3の実施例として説明する。
図8は変化量計算器67、比較器68、および輪郭検出
器69から構成される輪郭部を検出する手段1の一例を
示している。ここでは、対象とする画素の周辺にある画
素の画素レベルの分散を計算し、この分散の大きさにし
たがって平坦部を検出する方法をあげている。
【0033】今、図6(a)で示した画素35を対象と
して平坦部検出、及び輪郭部検出を行う例について説明
する。
【0034】まず、変化量計算器67は画素35の周辺
画素31〜34、36〜39の分散σ1 2、σ2 2をそれぞ
れ計算し出力する。例えば、σ1 2は以下のように計算す
る。ここで、画素31〜34の画素レベルをそれぞれ
d、e、f、gとし、画素36〜39の画素レベルの平
均値をMとしている。
【0035】 σ1 2=[(d−M)2+(e−M)2+(f−M)2+(g−M)2]/4 M=(d+e+f+g)/4 次に比較器68は変化量計算器67の出力であるσ1 2
σ2 2と所定量t2とを比較し、 σ1 2 < t2 σ2 2 > t2 であれば、画素31〜34は平坦部46に含まれている
と認識され、36〜39は複雑部47に含まれていると
認識することができる。ここで所定量t2は画素レベル
が256階調の場合、15前後に選ばれるが、これに限
るものでなく画面によって適応的に変化させてもよい。
【0036】このように、画素35が平坦部46に隣接
していることが認識されると、輪郭検出器69は画素3
5に対して輪郭部検出を行う。
【0037】画素35が輪郭部45として認識されると
画素35を含むブロックに対して、小さな量子化幅を選
択することにより、平坦部のみのブロックと同様に細か
く量子化し符号化圧縮率を複雑部のブロックと比較して
抑制する。こうすることにより、輪郭部に隣接した平坦
部に発生するノイズを低減し、大きな画質改善が得られ
る。
【0038】なお、輪郭検出器69は、第1の実施例お
よび第2の実施例であげた輪郭部を検出する手段等で検
出すればよいが、これらに限るものではない。
【0039】また、周辺画素として、前後それぞれ4個
の画素を用いたがこれに限るものではなく、例えば6個
であっても構わない。また、画面によって適応的に変化
させることによってより効率的な符号化が行える。
【0040】また、周辺画素が平坦部であるか否かを検
出した後、輪郭部の検出を行っているが、輪郭部の検出
を行った後、周辺画素が平坦部であるか否かを検出し、
輪郭部でかつ周辺部が平坦であれば符号化圧縮率を制御
すればよい。
【0041】また、平坦部の検出方法は上述した方法に
限るものでなく、画素レベルの変化量を示す尺度であれ
ば何でもよい。例えば、周辺画素の画素レベルから前記
周辺画素の平均値をそれぞれ引いたものの絶対値の和で
もよいし、また、近接する画素とのレベル差の2乗和、
もしくは絶対値の和などで評価してもよい。
【0042】なお、上述の3つの実施例では1次元的に
示した例であり、横方向、縦方向、斜め方向のすべて又
はいずれかの周辺の画素を用いて上記処理を行うように
してもよい。
【0043】また、ブロックサイズを8×8画素として
いるが、これに限定するものではなく、さらに2次元の
ブロックを用いているが、1次元ブロックであっても構
わない。
【0044】また、線形量子化器を用いることを仮定
し、小さな量子化幅を選択することで細かい量子化を行
うとしたが、線形量子化器に限らず、他のスカラ量子化
器を用いた場合でも、輪郭部とその周辺部では圧縮率を
抑制させ細かい量子化を行えばよい。
【0045】また、平坦部においては細かい量子化、複
雑部においては荒い量子化をする方式を例にあげたが、
これに限るものでなく平坦部、複雑部を区別しない方式
においても、輪郭部とその周辺部において圧縮率を他の
部分と比較して符号化圧縮率を制御すれば、効率的な符
号化が行える。
【0046】また、量子化幅はブロック内で一様である
場合を例で示しているがこれに限るものでなく、変換係
数に応じて量子化幅を変える場合であっても、輪郭部と
輪郭部の周辺に関して細かい量子化を行い、符号化圧縮
率を制御すればよい。
【0047】また、上述した例では、輪郭部の検出、平
坦部の検出において1画素単位で行う方法をあげたが、
1画素単位に限るものでなく近接する複数の画素単位で
行っても構わない。
【0048】次に、図9を用いて本発明の第4の実施例
を説明する。図9は変化量計算器70、第一の比較器7
1、第二の比較器72、および論理積器73から構成さ
れる輪郭部を検出する手段1を示したものである。変化
量計算器70は、符号化の対象としている対象ブロック
に含まれる画素の画素レベルの変化量と、対象ブロック
に隣接する複数の隣接ブロックにそれぞれ含まれる画素
の画素レベルの変化量とを計算し出力するものである。
第一の比較器71は、対象ブロックの画素レベルの変化
量が第一の所定量t3以上であることを検出する。
【0049】また、第二の比較器72は、隣接ブロック
の画素レベルの変化量が第二の所定量t4以下であるこ
とを調べ、少なくとも一個の隣接ブロックが第二の所定
量t4以下であることを検出する。論理積器73は、第
一の比較器71の出力と第2の比較器72の出力との論
理積をとり出力するものである。つまり、対象ブロック
の画素レベルの変化量が第一の所定量t3以上であり、
かつ少なくとも一個の隣接ブロックの画素レベルの変化
量が第二の所定量t4以下である場合、対象ブロックは
輪郭部を含むブロック、すなわち輪郭ブロックとして検
出するものである。
【0050】この第4の実施例は、輪郭部を含んだブロ
ックは画素レベルの変化量が大きくなることを利用する
ものであり、検出された輪郭ブロックに対しては符号化
圧縮方法を制御する。このように構成することにより、
平坦部に隣接する輪郭部を検出することができ、検出さ
れた輪郭ブロックに対して符号化圧縮方法を制御するこ
とにより効率的な符号化圧縮が可能となる。
【0051】なお、対象ブロックに隣接する隣接ブロッ
クは対象ブロックの上下、左右の四つのブロックであっ
ても構わないし、さらに斜めに位置する四つのブロック
を加えて、計八つのブロックであっても構わない。
【0052】また、第4の実施例では隣接ブロックのう
ち少なくとも一個のブロックが第二の所定量t3以下で
あることを検出したが、これに限るものでなく隣接ブロ
ックのうちの二個あるいは三個でもいくらでも構わず、
符号化の対象となっている画像によって適応的に変えれ
ばより効率的に符号化を行うことができる。
【0053】画素レベルの変化量の計算は、例えばブロ
ックに含まれる画素の画素レベルの分散を計算しても構
わないし、ブロック毎に離散コサイン変換を行った後に
交流成分の二乗和、すなわち交流エネルギーを計算して
も構わないし、画素レベルの変化量を示す尺度のもので
あれば何でもよい。画素レベルの変化量として画素レベ
ルの分散を計算する場合、第一の所定量t3および第二
の所定量t4は、画素レベルが256階調のときそれぞ
れ16、100程度がよいがこれに限るものでなく、画
像によって適応的に変えても効率的な符号化を行うこと
ができる。
【0054】次に本発明の第5の実施例について図10
を用いて説明する。図10は輪郭部を検出する手段1
と、量子化幅制御器74および量子化器75から構成さ
れる符号化制御器2の一例を示している。輪郭部を検出
する手段1は前述の実施例で示したものでも構わない
し、画像に含まれている輪郭部を検出するものであれば
何でもよい。量子化幅制御器74は所定範囲の画像領域
の信号の量子化に用いる量子化幅を決定するものであ
り、量子化器75は量子化幅制御器74で決定された量
子化幅で所定範囲の画像領域の信号を量子化する。量子
化幅制御器74は所定範囲の画像領域に輪郭部がある場
合、輪郭部を含まない画像領域よりも小さい量子化幅を
選択する。その結果、量子化器75は細かい量子化を行
い、符号化圧縮率を抑制する。
【0055】このように符号化制御器を構成することに
より、輪郭部と輪郭部に隣接する平坦部での符号化ノイ
ズが低減し画質の向上が得られる。なお、量子化幅を制
御する画像領域の範囲は一個のブロックで限ってもよい
し、複数のブロックからなる画像領域でもよい。また、
量子化幅の制御は画像の平坦部と同様な量子化幅で量子
化してもよいし、平坦部よりも小さくしてもよく、画素
レベルが複雑に変化する画像領域での量子化幅よりも小
さければよい。
【0056】次に本発明の第6の実施例について図11
を用いて説明する。図11は重みづけ関数制御器76、
および量子化器77から構成される符号化制御器2の一
例と輪郭部を検出する手段1を示したものである。この
実施例では、画像をブロックに分割しブロック毎にDC
Tを行い各変換係数に対して重みづけ関数により基本の
量子化幅に重みづけした量子化幅で量子化する場合につ
いて説明する。一般的に重みづけ関数は人間の視覚特性
等から低周波数成分の係数に対しては細かい量子化を行
い、周波数が高くなるにしたがって荒い量子化を行うよ
うになっている。重みづけ関数制御器76は符号化の対
象ブロックに輪郭部が含まれている場合、輪郭部を含ま
ないブロックと比較して、細かい量子化が行えるように
重みづけ関数を変えるものである。
【0057】細かい量子化を行うために、高周波数成分
においても荒い量子化を行わないように重みづけ関数を
変えてもよいし、基本の量子化幅を小さくすることによ
り全体的に細かい量子化を行ってもよい。量子化器77
は重みづけ関数制御器76で決定された重みづけ関数で
重みづけられた量子化幅で量子化する。このように輪郭
部を含むブロックに対して量子化幅の重みづけ関数を変
えることにより、輪郭部の周辺に生じる符号化ノイズを
低減し画質の向上が得られ、効率的な符号化が実現でき
る。
【0058】なお、輪郭部を検出する手段1は符号化の
対象ブロックに輪郭部が存在することを検出するもので
あり、第2、第3、および第5の実施例であげたものな
ど何でもよい。
【0059】なお、前述の第1から第7の実施例ではD
CTを行う例を示したが、これに限るものではなく、ア
ダマール変換、フーリエ変換、離散サイン変換等の直交
変換など、画像をブロックに分割しブロック毎に符号化
するものであれば何でも用いることができる。
【0060】また、量子化器はスカラ量子化器に限ら
ず、ベクトル量子化器においても輪郭部を含むブロック
は細かく量子化し圧縮率を抑制すればよい。
【0061】また、輪郭部を含む所定範囲内の画像領域
対して変換方式を変えてもよい。例えば、DCTを行う
装置の場合、輪郭部を含む画像領域であればブロックサ
イズを変えたりしてもよく、また他の直交変換を用いて
もよい。
【0062】また、輪郭部を含む画像領域に対してのみ
ベクトル量子化符号化装置を用いても構わないし、サブ
バンド符号化装置、ウェーブレット符号化装置など輪郭
部を含まない画像領域とは異なる符号化装置を用いて符
号化してもよい。
【0063】
【発明の効果】以上のように本発明は、画像信号を近接
する複数の画素からなるブロックに分割し符号化処理す
る方法において、前記画像信号内の輪郭部を検出し、前
記輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化圧
縮方法を変えることにより、輪郭部と輪郭部に隣接する
平坦部に生じるノイズが低減し、大きな画質改善が得る
ことができる。
【0064】また、符号化の対象としている対象ブロッ
クに含まれる画素の画素レベルの変化量、および前記対
象ブロックに隣接する複数個の隣接ブロックに含まれる
画素の画素レベルの変化量をブロック毎に計算し、前記
対象ブロックの画素レベル変化量が第一の所定量以上で
あり、かつ前記隣接ブロックのうちの一個あるいは複数
個のブロックの画素レベル変化量が第二の所定量以下で
ある場合、前記対象ブロックを輪郭部を含んだ輪郭ブロ
ックとして検出し、前記輪郭ブロックに対して符号化圧
縮方法を変えることにより、平坦部に隣接する輪郭部を
明確に検出することができ、検出された輪郭ブロックに
対して符号化圧縮方法を制御することにより効率的な符
号化圧縮が可能となる。
【0065】また、本発明の画像符号化装置は前述の画
像符号化方法を実現するための装置であり、画像信号を
近接する複数の画素からなるブロックに分割し符号化処
理する装置において、画像信号内の輪郭部を検出する手
段と、前記輪郭部を検出する手段によって検出された前
記輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化圧
縮方法を変える符号化制御器とを具備するように構成す
ることにより、前記輪郭部と前記輪郭部の周辺部の符号
化ノイズが低減するため、画質劣化することなく、かつ
高能率な画像符号化が行うことができる。
【0066】また前記輪郭部を検出する手段は、変化量
計算器と第一の比較器と第二の比較器とを具備し、前記
変化量計算器は符号化の対象とする対象ブロックに含ま
れる画素の画素レベルの変化量、および前記対象ブロッ
クに隣接する複数個の隣接ブロックに含まれる画素の画
素レベルの変化量をブロック毎に計算し、前記第一の比
較器は前記対象ブロックの画素レベル変化量が第一の所
定量以上であることを検出し、前記第二の比較器は前記
隣接ブロックの画素レベル変化量が第二の所定量以下で
あることを検出し、前記対象ブロックの画素レベル変化
量が第一の所定量以上であり、かつ前記隣接ブロックの
うちの一個あるいは複数個のブロックの画素レベル変化
量が第二の所定量以下である場合、前記対象ブロックを
輪郭部を含んだブロック、すなわち輪郭部ブロックとし
て検出し、符号化制御器は前記輪郭ブロックに対して符
号化圧縮方法を変えるように構成されたものであり、こ
のように構成することにより、平坦部に隣接する輪郭部
を明確に検出することができ、検出された輪郭ブロック
に対して符号化圧縮方法を制御することにより画質劣化
することなく、効率的な符号化圧縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における画像符号化装置の基本
ブロック図
【図2】本発明の第1の実施例における輪郭部を検出す
る手段のブロック図
【図3】本発明の画像信号を画素列として表現した説明
【図4】(a)は本発明の第1の実施例における画素レ
ベルを示す特性図 (b)は同画素レベルの差分信号を示す特性図 (c)は同しきい処理した差分信号の特性図
【図5】本発明の第2の実施例における輪郭部を検出す
る手段のブロック図
【図6】(a)は本発明の第2の実施例における画素レ
ベルを示す特性図 (b)は同平均化した画素レベルを示す特性図 (c)は同しきい処理した平均化画素レベルの差分信号
の特性図
【図7】本発明の画素レベルが複雑に変化する部分間の
輪郭部の説明図
【図8】本発明の第3の実施例における輪郭部を検出す
る手段のブロック図
【図9】本発明の第4の実施例における輪郭部を検出す
る手段のブロック図
【図10】本発明の第5の実施例における符号化制御器
のブロック図
【図11】本発明の第6の実施例における符号化制御器
のブロック図
【符号の説明】
1 輪郭部を検出する手段 2 符号化制御器 3 差分器 4 比較器 5〜20 画素列 21 輪郭部 22 ブロック 23 ブロック 24 画素レベルの変化が小さい平坦部 25 画素レベルの変化が小さい平坦部 26 前処理器 27 差分器 28 比較器 29〜44 画素列 45 輪郭部 46 画素レベルの変化が小さい平坦部 48〜63 画素列 64 輪郭部 47 画素レベルの変化が大きい複雑部 65 画素レベルの変化が大きい複雑部 66 画素レベルの変化が大きい複雑部 67 変化量計算器 68 比較器 69 輪郭検出器 70 変化量計算器 71 第一の比較器 72 第二の比較器 73 論理積器 74 量子化幅制御器 75 量子化器 76 重みづけ関数制御器 75 量子化器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像信号を近接する複数の画素からなるブ
    ロックに分割し符号化処理する方法において、前記画像
    信号内の輪郭部を検出し、前記輪郭部を含む所定範囲内
    の画像領域に対して符号化圧縮方法を変えることを特徴
    とする画像符号化方法。
  2. 【請求項2】輪郭部検出の対象である対象画素の画素レ
    ベルと前記対象画素の周辺画素の画素レベルに対して所
    定の重み付けを行った後、重み付けした前記対象画素の
    画素レベルと重み付けした前記周辺画素の画素レベルと
    の差の大きさにしたがって輪郭部検出を行い、検出され
    た輪郭部を含む所定範囲内の画像領域に対して符号化圧
    縮率を変えることを特徴とする請求項1記載の画像符号
    化方法。
  3. 【請求項3】輪郭部検出の対象である対象画素の周辺に
    ある第一の所定範囲内の周辺画素の画素レベルの変化量
    を計算し、前記周辺画素の画素レベルの変化量が所定量
    以下の場合であり、かつ前記対象画素が輪郭部として検
    出された場合、検出された前記輪郭部を含む第二の所定
    範囲内の画像領域に対して符号化圧縮率を変えることを
    特徴とする請求項1記載の画像符号化方法。
  4. 【請求項4】符号化の対象としている対象ブロックに含
    まれる画素の画素レベルの変化量、および前記対象ブロ
    ックに隣接する複数個の隣接ブロックに含まれる画素の
    画素レベルの変化量をブロック毎に計算し、前記対象ブ
    ロックの画素レベル変化量が第一の所定量以上であり、
    かつ前記隣接ブロックのうちの一個あるいは複数個のブ
    ロックの画素レベル変化量が第二の所定量以下である場
    合、前記対象ブロックを輪郭部を含んだ輪郭ブロックと
    して検出し、前記輪郭ブロックに対して符号化圧縮方法
    を変えることを特徴とする請求項1記載の画像符号化方
    法。
  5. 【請求項5】輪郭部を含んだブロック内の信号列の量子
    化において、量子化幅を小さくすることにより符号化圧
    縮方法を変えることを特徴とする請求項1記載の画像符
    号化方法。
  6. 【請求項6】ブロック毎に直交変換を行い、重みづけ関
    数によってブロック内の変換係数に対してそれぞれ重み
    づけした量子化幅で各変換係数を量子化し符号化する符
    号化方法であって、符号化の対象とする対象ブロックが
    輪郭部を含む場合、前記輪郭部を含まないブロックと比
    較して細かい量子化を行うように前記重みづけ関数を変
    え、符号化圧縮方法を変えることを特徴とする請求項1
    記載の画像符号化方法。
  7. 【請求項7】画像信号を近接する複数の画素からなるブ
    ロックに分割し符号化処理する装置において、画像信号
    内の輪郭部を検出する手段と、前記輪郭部を検出する手
    段によって検出された前記輪郭部を含む所定範囲内の画
    像領域に対して符号化圧縮方法を変える符号化制御器と
    を具備することを特徴とする画像符号化装置。
  8. 【請求項8】輪郭部を検出する手段は、前処理器と差分
    器と比較器とで構成され、前記前処理器は輪郭部検出の
    対象である対象画素の画素レベルと前記対象画素の周辺
    画素の画素レベルに対して所定の重み付けを行い、前記
    差分器は重み付けした前記対象画素の画素レベルと重み
    付けした前記周辺画素の画素レベルとのレベル差を計算
    し、前記比較器は前記レベル差の大きさと所定量とを比
    較し、前記レベル差の大きさが前記所定量よりも大きい
    場合、前記対象画素を輪郭部として検出することを特徴
    とする請求項7記載の画像符号化装置。
  9. 【請求項9】輪郭部を検出する手段は、変化量計算器と
    比較器と輪郭検出器とで構成され、前記変化量計算器は
    輪郭部検出の対象である対象画素の周辺にある第一の所
    定範囲内の周辺画素の画素レベルの変化量を計算し、前
    記比較器は前記変化量計算器で計算した前記周辺画素の
    画素レベル変化量と所定量とを比較し、前記輪郭検出器
    は前記周辺画素の画素レベル変化量が所定量以下の場合
    に前記対象画素に対して輪郭部検出を行い、符号化制御
    器は前記輪郭部を検出する手段によって前記対象画素が
    輪郭部として検出された場合、前記輪郭部を含む第二の
    所定範囲内の画像領域に対して符号化圧縮率を変えるこ
    とを特徴とする請求項7記載の画像符号化装置。
  10. 【請求項10】輪郭部を検出する手段は、変化量計算器
    と第一の比較器と第二の比較器とを具備し、前記変化量
    計算器は符号化の対象とする対象ブロックに含まれる画
    素の画素レベルの変化量、および前記対象ブロックに隣
    接する複数個の隣接ブロックに含まれる画素の画素レベ
    ルの変化量をブロック毎に計算し、前記第一の比較器は
    前記対象ブロックの画素レベル変化量が第一の所定量以
    上であることを検出し、前記第二の比較器は前記隣接ブ
    ロックの画素レベル変化量が第二の所定量以下であるこ
    とを検出し、前記対象ブロックの画素レベル変化量が第
    一の所定量以上であり、かつ前記隣接ブロックのうちの
    一個あるいは複数個のブロックの画素レベル変化量が第
    二の所定量以下である場合、前記対象ブロックを輪郭部
    を含んだ輪郭部ブロックとして検出し、符号化制御器は
    前記輪郭ブロックに対して符号化圧縮方法を変えること
    を特徴とする請求項7記載の画像符号化装置。
  11. 【請求項11】符号化制御器は、対象とするブロック内
    の信号列を量子化する量子化幅を決定する量子化幅制御
    器を具備し、前記量子化幅制御器は輪郭部を含むブロッ
    ク内の画素の画素レベルの量子化において量子化幅を小
    さくすることを特徴とする請求項7記載の画像符号化装
    置。
  12. 【請求項12】符号化制御器は、輪郭部を検出する手段
    によって検出された輪郭部を含む所定範囲内の画像領域
    に対して符号化圧縮率を変える手段で構成されることを
    特徴とする請求項7記載の画像符号化装置。
  13. 【請求項13】ブロック毎に直交変換を行い、重みづけ
    関数によって各ブロック内の変換係数に対してそれぞれ
    重みづけした量子化幅で各変換係数を量子化し符号化す
    る変換符号化装置であって、符号化制御器は前記重みづ
    け関数を制御する重みづけ関数制御器を具備し、前記重
    みづけ関数制御器は符号化の対象とする対象ブロックが
    輪郭部を含む場合、輪郭部を含まないブロックと比較し
    て細かい量子化を行うように前記重みづけ関数を変える
    ことを特徴とする請求項7記載の画像符号化装置。
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