(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象画像を領域分割して得られる多数の分割領域の分割形状を伝送する為の分割形状符号化方法において、
前記多数の分割領域を４種類の状態に塗り分けて前記分割形状を表現するための最小限の種類数による分割表現を得る塗り分けステップと、
前記対象画像を適宜数のブロックに区分するように配列される複数個のマクロブロックに置換すると共に、該複数個のマクロブロックのうち前記４種類の状態の相異なる種類に塗り分けられた状態となる領域境界を含む境界マクロブロックについては当該境界マクロブロックを適宜数のブロックに区分するように配置される複数個の小ブロックにさらに置換して、前記複数個のマクロブロックよりなるマクロブロック層と前記複数個の小ブロックよりなる小ブロック層とにより構成される複数階層の置換ブロックパターンを得る置換ステップと、
該複数階層の置換ブロックパターンを該複数階層の相異なるサイズのブロック毎に符号化を行うこととし、その際、前記マクロブロックについては、当該マクロブロックが前記領域境界を含むか否かを示す１ビットを使用して符号化すると共に、前記境界マクロブロックではないマクロブロックについては、さらに、当該マクロブロックが前記４種類のいずれで塗り分けられたかを示す２ビットとを含んで符号化し、前記小ブロックについては、当該小ブロックが前記４種類の状態のいずれで塗り分けられたかを示す２ビットのみを使用して符号化する符号化ステップと
を具備することを特徴とする画像の分割形状符号化方法。
【請求項２】
前記境界マクロブロックは、さらに、前記小ブロックのサイズより大なるサイズの中ブロックに分割され、前記複数階層の置換ブロックパターンは該中ブロックにより構成される中ブロック層を含んで形成されており、
前記符号化ステップでは、前記中ブロックについて、当該中ブロックが前記領域境界を含むか否かの１ビットと該中ブロックが前記４種類の状態のいずれで塗り分けられたかを示す２ビットとを含んで符号化する動作を、さらに、行うことを特徴とする請求項１に記載の画像の分割形状符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像の符号化方法に関し、特に、対象画像を領域分割して得られる多数の分割領域の分割形状を圧縮符号化伝送する場合に好適な、画像の分割形状符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像を領域分割して得られる多数の分割領域の分割形状を伝送する方式として代表的なものに、差分チェーン符号化方式があり、「画像処理ハンドブック」（昭晃堂発行）等に詳述されている。
これは、領域分割による輪郭線を抽出し、この輪郭線を忠実に追跡していくことにより符号化を行うものであり、図５（ａ）にその概念を示す。輪郭線の追跡の際, 進行方向との方向の違いを図５（ｂ）のように符号化するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法は、多数の分割領域の分割形状が込み入ったものである場合、非常に符号量が増すという欠点がある。例えば、図６に示す分割形状の場合、その形状情報量は、約０．４２ビット／画素となる。
【０００４】
本発明の目的は、対象画像を領域分割して得られる多数の分割領域の分割形状が込み入ったものである場合にも、符号量の増大を必要最小限に抑えることが可能な画像の分割形状符号化方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明による画像の分割形状符号化方法は、対象画像を領域分割して得られる多数の分割領域の分割形状を伝送する為の分割形状符号化方法において、
前記多数の分割領域を４種類の状態に塗り分けて前記分割形状を表現するための最小限の種類数による分割表現を得る塗り分けステップと、
前記対象画像を適宜数のブロックに区分するように配列される複数個のマクロブロックに置換すると共に、該複数個のマクロブロックのうち前記４種類の状態の相異なる種類に塗り分けられた状態となる領域境界を含む境界マクロブロックについては当該境界マクロブロックを適宜数のブロックに区分するように配置される複数個の小ブロックにさらに置換して、前記複数個のマクロブロックよりなるマクロブロック層と前記複数個の小ブロックよりなる小ブロック層とにより構成される複数階層の置換ブロックパターンを得る置換ステップと、
該複数階層の置換ブロックパターンを該複数階層の相異なるサイズのブロック毎に符号化を行うこととし、その際、前記マクロブロックについては、当該マクロブロックが前記領域境界を含むか否かを示す１ビットを使用して符号化すると共に、前記境界マクロブロックではないマクロブロックについては、さらに、当該マクロブロックが前記４種類のいずれで塗り分けられたかを示す２ビットとを含んで符号化し、前記小ブロックについては、当該小ブロックが前記４種類の状態のいずれで塗り分けられたかを示す２ビットのみを使用して符号化する符号化ステップと
を具備することを特徴とする構成を有している。
前記境界マクロブロックは、さらに、前記小ブロックのサイズより大なるサイズの中ブロックに分割され、前記複数階層の置換ブロックパターンは該中ブロックにより構成される中ブロック層を含んで形成されており、
前記符号化ステップでは、前記中ブロックについて、当該中ブロックが前記領域境界を含むか否かの１ビットと該中ブロックが前記４種類の状態のいずれで塗り分けられたかを示す２ビットとを含んで符号化する動作を、さらに、行うように構成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、対象画像を領域分割して得られる多数の分割領域をまず４種類の状態に塗り分けることによって、分割形状を表現する為の最小限の種類数による分割表現が得られる。ついで、階層化したブロック毎に、そのブロック中に境界を含むか否かの１ビットと種類情報の２ビットを割り当てる。伝送の際に、この２ビットを固定長ではなく、可変長ビットで表現することも可能である。このように大きなブロックと小さなブロックを混在させ、ブロック毎に種類別で多数の分割領域のおのおのを表現することにより、込み入った領域形状であっても、情報量の増加を最小限に抑えることが可能な形状符号化が実現できる。
【０００７】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図１，図２を参照して説明する。本実施例では、ブロックが２階層の場合を挙げている。対象画像を領域分割して得られる多数の分割領域の分割形状を表現するものとして入力された領域分割情報は、図１のように４種類（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に塗り分けられ（Ｓ１）、４種類の情報で表現される。次に、階層的符号化で、符号が割り当てられる（Ｓ２）。この階層的符号化では、前記のように、Ｓ１において４種類に塗り分けられた領域分割情報（塗り分け領域分割情報）を対象として、図２のように、まず、マクロブロック層において、そのマクロブロックが境界を含むかどうかが判定され（Ｓ２−１）、境界を含まないマクロブロックには、種類分けに対応した符号が割り当てられる（Ｓ２−２）。境界を含むマクロブロックは、小ブロック層に入り、小ブロック毎に、種類情報に対応した符号が割り当てられる（Ｓ２−３）。ここで、この小ブロックが領域分割の最小単位である。
【０００８】
図３を参照して、具体例について説明する。
図３（ａ）において、Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤはそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類に塗り分けられた分割領域を示している。
４種類の状態に塗り分けられた多数の分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはその分割領域の各々を、適宜数のブロックに区分するように配列される複数個のマクロブロック１０（そのサイズは図３（ｂ）に示されている）と、複数個のマクロブロック１０のいずれかが４種類の状態の相異なる種類に塗り分けられた状態となる領域境界１１に位置する境界マクロブロック１０ａであるときには当該領域境界１１に位置するマクロブロック１０を適宜数（図３（ａ）では、３２）のブロックに区分するように配置される複数個の小ブロック１２とに置換して、複数個のマクロブロック１０よりなるマクロブロック層と複数個の小ブロック１２よりなる小ブロック層とにより構成される複数階層の置換ブロックパターン１３を図３（ａ）のように得る。
この複数階層の置換ブロックパターン１３は、複数階層の相異なるサイズのブロック（マクロブロック１０と小ブロック１２）毎に、マクロブロック１０に領域境界１１を含むか否かの１ビットと４種類（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のいずれであるかを示す２ビットとを含んで符号化される。
境界ブロック１０ａは、境界ブロック１０をさらに小ブロック１２のサイズより大なる中ブロック１４に分割され、複数階層の置換ブロックパターン１３は中ブロック１４により構成される中ブロック層を含んで形成されており、
符号化の際には、中ブロック１４に領域境界１１を含むか否かの１ビットと４種類（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のいずれであるかを示す２ビットとを含んで符号化する動作を、さらに、行うようにすることができる。
【０００９】
本発明における階層符号化は、最も単純には、領域分割動き推定の最小単位である小ブロック毎に、２ビットを消費すればよいこととなる。
しかしながら、最小単位ブロックサイズを例えば４×２＝８（画素）とすると、画素単位に割り当てられるビット数は、
【数１】
２[bits/block]＝0.25bits/pel
となり、これでは多すぎる。
【００１０】
そこで、この考え方を階層化する。簡単な場合として、２段階の階層化を考える。マクロブロックを１６×１６＝２５６（画素）、小ブロック（最小単位）を４×２＝８（画素）とする。図２の場合、総画素数は（５×１６）×（４×１６）＝５１２０画素となる。
マクロブロック層に関しては、マクロブロック１個当り、そのマクロブロック１０が領域境界を含まないときには、次のａ）とｂ）を合計した３ビットを使用し、そのマクロブロック１０が領域境界を含む境界ブロック１０ａである場合には、ａ）のみに必要な１ビットを使用する。
ａ）そのマクロブロックが、図３に示す境界ブロック１０ａのように、領域境界を含むかどうかのフラグ１ビット
ｂ）そのマクロブロック１０がどの種類Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに塗り分けられているかの情報２ビット（上記フラグ１ビットがオンの場合はなし）
【００１１】
図３の例では、マクロブロックは２０個あり、そのうち境界を含むのは１０ａで示す３個なので、計１７×３＋３×１＝５４ビットとなる。
そして、領域境界を含む（フラグ１ビットがオンの）マクロブロック（１０ａ）についてのみ、小ブロック層にはいる。小ブロック層では、次の２ビットすなわち、その小ブロックがどの種類Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに塗り分けられているかの情報２ビットを使用する。
【００１２】
図３の例では, 領域境界を含むマクロブロックが１０ａで示す３個，１個のマクロブロック１０には３２個の小ブロック１２があるので、消費されるビット量は
【数２】
３×３２×２＝１９２[bits]
となる。
したがって、１画素当りの平均領域形状情報量は、
【数３】
0003672064.tif 000002
となり、小ブロック単位でのみ計算する場合に比べて、約１／５にすることがで
きる。
【００１３】
更に、階層が２段ではなく、中ブロック階層として、マクロブロック１０を４分割した８×８＝６４（画素）の中ブロック１４よりなる中ブロック層を加えた３階層とした場合を考える。
この時、図３においては、次のようになる。
ａ）マクロブロック階層
上記の２階層の例と同じく、５４ビットである。
ｂ）中ブロック階層
境界を含む３個のマクロブロックすなわち境界ブロック１０ａ（内部に４個の中ブロック１４を含む）の中の計１２個の中ブロック１４の内、境界を含むのは６個、境界を含まないのが６個である。
【数４】
６×３＋６×１＝２４[bits]
ｃ）小ブロック階層
境界を含む中ブロック１４は上記のように計６個である。図３（ｂ）に示すように、中ブロック１個当り、小ブロック１２を８個含む.
【数５】
６×８×２＝９６[bits]
【００１４】
よって、トータルは５４＋２４＋９６＝１７４[bits]，平均１７４／５１２０＝0.034[bits/pel] となり、中ブロック４を用いない場合の１画素当たりの平均領域形状情報量 0.048[bits/pel]よりさらに減らすことができた。
次に、実際の画像による形状符号化発生情報量の具体例を、差分チェーン符号と比較した結果を表１に示す。この表１から、本発明が有効であることが分かる。
【００１５】
【表１】
0003672064.tif 000003
【００１６】
図４は、マイクロブロック１０を４分割した６４画素の中ブロック１４よりなる中ブロック層を加えた３階層の場合の本発明による符号化方法の階層的符号化動作をさらに詳細に説明するためのフローチャートである。
この場合には、各分割領域をマクロブロック・中ブロック・小ブロックの三階層の集合に置換する。すなわち、この実施例では図３の例に用いられているマクロブロック１０，小ブロック１２の外に、さらに中ブロック１４を用いてさらに忠実な符号化を行う場合を示している。
Ｓ１４からＳ１７までのステップで各マクロブロックの符号化処理（そのマクロブロック１０に領域境界を含むか否かのフラグビットを含む）を行い、すべてのマクロブロック１０の符号化が終了すればＳ１８に移る。
Ｓ１８からＳ２２までのステップで各中ブロックの符号化処理（その中ブロック１４に領域境界を含むか否かのフラグビッドを含む）を行い、すべての中ブロック１４の符号化が終了すればＳ２３に移る。
従って、Ｓ１５とＳ１９における「状態＝１」のテストは、「そのブロックが領域の境界を含んでいる状態であるか」のテストである。また、Ｓ１５ａ，Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２１におけるフラグは、段落（００１０）における「フラグ１ビット」に対応するものであって、符号化された符号の一部をなすものである。
各小ブロック１２は、それ自体が分割の最小単位であるから、内部には境界を含まないので、ステップＳ２３からＳ２４では、アドレス情報のみが符号化処理されて、ステップＳ２５で終了する。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、込み入った領域形状の場合でも、符号量の増加を最小限に抑えた形状符号化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す図である。
【図２】  本発明の実施例における階層的符号化の具体例を説明するための図である。
【図３】  本発明における階層的符号化の要領を説明するための図である。
【図４】  本発明における階層的符号化の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図５】  画像を領域分割して伝送する従来の例における符号化を示す図である。
【図６】  従来技術による領域分割形状の例を示す図である。
【図１】
0003672064.tif 000004
【図２】
0003672064.tif 000005
【図３】
0003672064.tif 000006
【図４】
0003672064.tif 000007
【図５】
0003672064.tif 000008
【図６】
0003672064.tif 000009