(57)【要約】【課題】画像における高周波成分のディテイル感の劣化を抑えつつ画像を良好に圧縮することのできるエンコーダ装置及びデコーダ装置を提供する。【解決手段】エンコーダ装置は、Ｗａｖｅｌｅｔ変換により得られた高周波成分の画像中で分散値が閾値以上の領域を高周波不規則画像成分とする。エンコーダ装置は丸め処理部にて高周波不規則画像成分のピクセル値を表現するＮビット列のうち下位（Ｎ＞Ｍ）ビットを切り捨てて右ビットシフトさせることによって圧縮する。エンコーダ装置は圧縮された高周波不規則画像成分の符号系列をエントロピー符号化した後、エントロピー符号化された低周波成分および高周波画像成分と結合して圧縮画像とする。デコーダ装置は、乱数生成部にて、高周波不規則画像成分のピクセル周辺の、低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルの値をもとに（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を算出し、高周波不規則画像成分のピクセル値のＭビットの下位に付加してＮビットのピクセル値に戻す。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報の分散値を算出する分散値算出部と、
前記画像情報の高周波成分において前記算出された分散値が閾値以上の成分を高周波不規則画像成分として分離する不規則画像成分分離部と、
前記高周波不規則画像成分のピクセル値を示すビット列を丸める丸め処理部と、
前記丸め処理部によって処理された前記高周波不規則画像成分をエントロピー符号化する第１のエントロピー符号化部と
を具備するエンコーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンコーダ装置であって、
前記高周波不規則画像成分以外の成分をエントロピー符号化する第２のエントロピー符号化部と、
前記第１のエントロピー符号化部によりエントロピー符号化された高周波不規則画像成分と、前記第２のエントロピー符号化部によりエントロピー符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する符号化結合部と
をさらに具備するエンコーダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンコーダ装置であって、
前記画像情報を変換符号化して低周波成分と高周波成分とに分離する第１の変換符号化部をさらに具備し、
前記分散値算出部は、前記分離された高周波成分の分散値を算出する
エンコーダ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のエンコーダ装置であって、
前記不規則画像成分分離部により分離された高周波不規則画像成分以外の成分を変換符号化する第２の変換符号化部
をさらに具備するエンコーダ装置。
【請求項５】
ピクセル値を表現するビット列が丸められた高周波成分を高周波不規則画像成分として、少なくともエントロピー符号化が施された前記高周波不規則画像成分を含む圧縮画像から当該高周波不規則画像成分を分離する第１の分離部と、
前記分離された高周波不規則画像成分と、前記圧縮画像の中の当該高周波不規則画像成分以外の成分をそれぞれエントロピー逆符号化するエントロピー逆符号化部と、
前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、前記丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して前記丸められたビット列に付加する乱数生成部と、
前記乱数生成部により処理された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する復号結合部と
を具備するデコーダ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のデコーダ装置であって、
前記乱数生成部は、前記高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の、前記高周波不規則画像成分以外の成分の複数のピクセルの値をもとに前記乱数を生成する
デコーダ装置。
【請求項７】
前記画像情報の分散値を算出する分散値算出部と、
前記画像情報の高周波成分において前記算出された分散値が閾値以上の成分を高周波不規則画像成分として分離する不規則画像成分分離部と、
前記高周波不規則画像成分のピクセル値を示すビット列を丸める丸め処理部と、
前記丸め処理部によって処理された前記高周波不規則画像成分をエントロピー符号化する第１のエントロピー符号化部と、
前記高周波不規則画像成分の位置を識別可能な第１の画像情報を生成する第１のＧａｔｅ画像生成部と
を具備する撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置であって、
前記高周波不規則画像成分の位置情報を前記結合部によって結合された情報に付加するＧａｔｅ情報付加部をさらに具備する
撮像装置
【請求項９】
ピクセル値を表現するビット列が丸められた高周波成分を高周波不規則画像成分として、少なくともエントロピー符号化が施され、前記高周波不規則画像成分の位置情報が付加された圧縮画像から当該高周波不規則画像成分および位置情報を分離する第２の分離部と、
前記分離された高周波不規則画像成分と、前記圧縮画像の中の当該高周波不規則画像成分以外の成分をそれぞれエントロピー逆符号化するエントロピー逆符号化部と、
前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、前記丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して前記丸められたビット列に付加する乱数生成部と、
前記乱数生成部により処理された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する復号結合部と、
前記分離された前記高周波不規則画像成分の位置情報をもとに当該高周波不規則画像成分の位置を識別可能な第２の画像情報を生成する第２のＧａｔｅ画像生成部と
を具備する観測装置。
【請求項１０】
画像情報の分散値を算出し、
前記画像情報の高周波成分において前記算出された分散値が閾値以上の成分を高周波不規則画像成分として分離し、
前記高周波不規則画像成分のピクセル値を示すビット列を丸めて、
前記ビット列が丸められた高周波不規則画像成分をエントロピー符号化する
エンコード方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のエンコード方法であって、
前記高周波不規則画像成分以外の成分をエントロピー符号化し、
前記エントロピー符号化された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する
エンコード方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のエンコード方法であって、
前記画像情報を変換符号化して低周波成分と高周波成分とに分離し、
前記分離された高周波成分の分散値を算出する
エンコード方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載のエンコード方法であって、
前記分離された高周波不規則画像成分以外の成分を変換符号化する
エンコード方法。
【請求項１４】
ピクセル値を表現するビット列が丸められた高周波成分を高周波不規則画像成分として、少なくともエントロピー符号化が施された前記高周波不規則画像成分を含む圧縮画像から当該高周波不規則画像成分を分離し、
前記分離された高周波不規則画像成分と、前記圧縮画像の中の当該高周波不規則画像成分以外の成分をそれぞれエントロピー逆符号化し、
前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、前記丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して前記丸められたビット列に付加し、
前記乱数が付加された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する
デコード方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、画像を圧縮符号化するエンコーダ装置、圧縮符号化された画像を復号するデコーダ装置、上記のエンコーダ装置を有する撮像装置、上記のデコーダ装置を有する観測装置、エンコード方法、及びデコード方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像の圧縮技術は、例えばフーリエ変換やＷａｖｅｌｅｔ変換などの変換符号化によって画像を低周波成分と高周波成分に分離し、その中で高周波成分を取り除くことによって行われる。この場合、高周波成分が多い画像を圧縮した場合に、全体としてディテイル感の失われた画像となってしまう。
【０００３】
特許文献１には、画像圧縮により失われた「画像において意図的なノイズ」を復号時に復元する技術が開示されている。その手法としては、画像信号の符号化を行う際に、符号化装置は画像中に含まれるノイズ量を検出し、そのノイズ量を示すフラグを符号化して伝送する。復号化装置は圧縮された画像を復号化する後にノイズ量を示すフラグに従って復号画像にノイズを付加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０７９９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高周波成分を取り除いて行われる画像圧縮によると、復元された画像の全体的なディテイル感が失われる、という問題がある。また、特許文献１の技術によると、フレーム全体にわたって一様に存在するノイズの復元方法としては有効であるものの、画像圧縮によって除かれた高周波成分のディテイル感を補うための手段としては不向きである。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、画像における高周波成分のディテイル感の劣化を抑えつつ画像を良好に圧縮することのできるエンコーダ装置、デコーダ装置、撮像装置、観測装置、エンコード方法およびデコード方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本技術の第１の側面であるエンコーダ装置は、画像情報の分散値を算出する分散値算出部と、前記画像情報の高周波成分において前記算出された分散値が閾値以上の成分を高周波不規則画像成分として分離する不規則画像成分分離部と、前記高周波不規則画像成分のピクセル値を示すビット列を丸める丸め処理部と、前記丸め処理部によって処理された前記高周波不規則画像成分をエントロピー符号化する第１のエントロピー符号化部とを具備する。
【０００８】
このエンコーダ装置では、分散値が閾値以上の領域を画像が細かく且つ不規則な高周波不規則画像成分とする。丸め処理部は、高周波不規則画像成分のピクセル値を表現するビット列を丸める。この丸め処理部にてビット列を丸められた高周波不規則画像成分の符号系列はエントロピー符号化される。これにより、細かく且つ不規則な高周波不規則画像成分を少ない符号量で圧縮することができる。
【０００９】
この技術に係るエンコーダ装置は、前記高周波不規則画像成分以外の成分をエントロピー符号化する第２のエントロピー符号化部と、前記第１のエントロピー符号化部によりエントロピー符号化された高周波不規則画像成分と、前記第２のエントロピー符号化部によりエントロピー符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する符号化結合部とをさらに具備する。これにより、高周波不規則画像成分をエントロピー符号化した情報と高周波不規則画像成分以外の成分をエントロピー符号化した情報とを結合して１つの圧縮画像とすることができる。
【００１０】
この技術に係るエンコーダ装置は、前記画像情報を変換符号化して低周波成分と高周波成分とに分離する第１の変換符号化部をさらに具備し、前記分散値算出部は、前記分離された高周波成分の分散値を算出するものであってよい。
【００１１】
この技術に係るエンコーダ装置は、前記不規則画像成分分離部により分離された高周波不規則画像成分以外の成分を変換符号化する第２の変換符号化部をさらに具備するものであってもよい。
【００１２】
本技術の第２の側面であるデコード装置は、ピクセル値を表現するビット列が丸められた高周波成分を高周波不規則画像成分として、少なくともエントロピー符号化が施された前記高周波不規則画像成分を含む圧縮画像から当該高周波不規則画像成分を分離する第１の分離部と、前記分離された高周波不規則画像成分と、前記圧縮画像の中の当該高周波不規則画像成分以外の成分をそれぞれエントロピー逆符号化するエントロピー逆符号化部と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、前記丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して前記丸められたビット列に付加する乱数生成部と、前記乱数生成部により処理された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する復号結合部とを具備する。
【００１３】
このデコード装置では、乱数生成部が、エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して丸められたビット列に付加する。この乱数は、高周波不規則画像成分のピクセル周辺の複数のピクセルの値をもとに算出されたものであることから、見た目において違和感の少ないディテイル情報を乱数によって復元画像に加えることができる。
したがって、本技術のエンコーダ装置とデコーダ装置とを組み合わせて用いた場合には、画像の圧縮率の向上と、復元画像のディテイル感の確保との両立を図ることができる。
【００１４】
前記乱数生成部は、前記高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の、前記高周波不規則画像成分以外の成分の複数のピクセルの値をもとに前記乱数を生成するものであってもよい。
【００１５】
本技術の第３の側面である撮像装置は、前記画像情報の分散値を算出する分散値算出部と、前記画像情報の高周波成分において前記算出された分散値が閾値以上の成分を高周波不規則画像成分として分離する不規則画像成分分離部と、前記高周波不規則画像成分のピクセル値を示すビット列を丸める丸め処理部と、前記丸め処理部によって処理された前記高周波不規則画像成分をエントロピー符号化する第１のエントロピー符号化部と、前記高周波不規則画像成分の位置を識別可能な第１の画像情報を生成する第１のＧａｔｅ画像生成部とを具備する。
【００１６】
この撮像装置では、第１のＧａｔｅ画像生成部が高周波不規則画像成分の位置を識別可能な第１の画像情報を生成する。生成された第１の画像情報はモニタなどを通して表示される。したがって、画像圧縮により失われるディテイル感が補われる領域を撮像者が一目で把握することができる。
【００１７】
この撮像装置は、前記高周波不規則画像成分の位置情報を前記結合部によって結合された情報に付加するＧａｔｅ情報付加部をさらに具備するものであってよい。これにより、画像の圧縮情報と同時に高周波不規則画像成分の位置情報を伝送することができる。
【００１８】
本技術の第４の側面である観測装置は、ピクセル値を表現するビット列が丸められた高周波成分を高周波不規則画像成分として、少なくともエントロピー符号化が施され、前記高周波不規則画像成分の位置情報が付加された圧縮画像から当該高周波不規則画像成分および位置情報を分離する第２の分離部と、前記分離された高周波不規則画像成分と、前記圧縮画像の中の当該高周波不規則画像成分以外の成分をそれぞれエントロピー逆符号化するエントロピー逆符号化部と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、前記丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して前記丸められたビット列に付加する乱数生成部と、前記乱数生成部により処理された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合する復号結合部と、前記分離された前記高周波不規則画像成分の位置情報をもとに当該高周波不規則画像成分の位置を識別可能な第２の画像情報を生成する第２のＧａｔｅ画像生成部とを具備する。
【００１９】
この技術により、観測装置の側でも、周波不規則画像成分が存在する位置を観測者が確認することができる。
【００２０】
本技術の第５の側面であるエンコード方法は、画像情報の分散値を算出し、前記画像情報の高周波成分において前記算出された分散値が閾値以上の成分を高周波不規則画像成分として分離し、前記高周波不規則画像成分のピクセル値を示すビット列を丸めて、前記ビット列が丸められた高周波不規則画像成分をエントロピー符号化することを特徴とする。
【００２１】
本技術の第６の側面であるデコード方法は、ピクセル値を表現するビット列が丸められた高周波成分を高周波不規則画像成分として、少なくともエントロピー符号化が施された前記高周波不規則画像成分を含む圧縮画像から当該高周波不規則画像成分を分離し、前記分離された高周波不規則画像成分と、前記圧縮画像の中の当該高周波不規則画像成分以外の成分をそれぞれエントロピー逆符号化し、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル毎に、当該高周波不規則画像成分のピクセルの、周辺に位置する複数のピクセルの値をもとに、前記丸められたビット列を元のビット数に戻すために補われる乱数を生成して前記丸められたビット列に付加し、前記乱数が付加された高周波不規則画像成分と、前記エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本技術によれば、画像における高周波成分のディテイル感の劣化を抑えつつ画像を良好に圧縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本技術に係る第１の実施形態のエンコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のエンコーダ装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態のエンコーダ装置による画像のＷａｖｅｌｅｔ変換の概要を示す図である。
【図４】第１の実施形態のデコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態のデコーダ装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態のエンコーダ装置での高周波不規則画像成分の丸め処理とデコーダ装置での乱数付加処理の概要を示す図である。
【図７】第１の実施形態のエンコーダ装置中の乱数生成部の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の乱数算出部による乱数の算出の方法を示す図である。
【図９】本技術に係る第２の実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態の撮像装置において高周波不規則画像成分が存在する位置を撮像者が識別可能な画像情報の例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の観測装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本技術に係る第３の実施形態のエンコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態のデコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本技術に係る実施形態を説明する。
本技術に係る実施形態は画像のエンコーダ装置とデコーダ装置に関するものである。
【００２５】
＜第１の実施形態＞  
［エンコーダ装置］
図１は、本技術に係る第１の実施形態のエンコーダ装置１００の構成を示すブロック図である。
第１の実施形態のエンコーダ装置１００は変換符号化にＷａｖｅｌｅｔ変換を用いたものである。
【００２６】
エンコーダ装置１００は、Ｗａｖｅｌｅｔ変換部１０１（第１の変換符号化部）、分散値算出部１０２、不規則画像成分分離部１０３、丸め処理部１０４、第１のエントロピー符号化部１０５、第２のエントロピー符号化部１０６、および符号化結合部１０７を有する。
【００２７】
Ｗａｖｅｌｅｔ変換部１０１は、取得した画像情報に対して変換符号化としてＷａｖｅｌｅｔ変換を行う。Ｗａｖｅｌｅｔ変換によって画像情報は低周波成分と高周波成分とに分離され、低周波成分は第１のエントロピー符号化部１０５に供給され、高周波成分は分散値算出部１０２に供給される。
【００２８】
分散値算出部１０２は、Ｗａｖｅｌｅｔ変換部１０１より供給された画像の高周波成分の分散値を算出する。
【００２９】
不規則画像成分分離部１０３は、分散値算出部１０２によって算出された分散値が閾値以上の高周波成分を、細かく且つ不規則な画像成分である「高周波不規則画像成分」として判定して丸め処理部１０４に供給する。また、不規則画像成分分離部１０３は、高周波成分のうちの高周波不規則画像成分以外の成分を「高周波画像成分」として、これを第２のエントロピー符号化部１０６に供給する。
【００３０】
丸め処理部１０４は、画像の高周波不規則画像成分を丸め処理によって圧縮する。丸め処理としては、例えば、高周波不規則画像成分のピクセルの値を示す１バイト（Ｎビット）のうち下位Ｍ（Ｎ＞Ｍ）ビットを切り捨てて右Ｍビットシフトする、といった処理などが挙げられる。より具体的には、例えば、１バイトを８ビットとした場合、下位５ビットを切り捨てて右５ビットシフトすることによって、ピクセル値の情報を３ビットに圧縮する。
【００３１】
第１のエントロピー符号化部１０５は、丸め処理部１０４より供給された高周波不規則画像成分をエントロピー符号化する。エントロピー符号化の方法としては、例えば、ハフマン符号、算術符号などが用いられる。
【００３２】
第２のエントロピー符号化部１０６は、Ｗａｖｅｌｅｔ変換部１０１により供給された低周波成分と、不規則画像成分分離部１０３より供給された高周波画像成分をそれぞれ第１のエントロピー符号化部１０５と同じ方法でエントロピー符号化する。
【００３３】
符号化結合部１０７は、第１のエントロピー符号化部１０５によってエントロピー符号化された高周波不規則画像成分と、第２のエントロピー符号化部１０６によってエントロピー符号化された低周波成分および高周波画像成分とを結合してＷａｖｅｌｅｔ圧縮画像とする。
【００３４】
このようにして生成されたＷａｖｅｌｅｔ圧縮画像の符号系列は、図示しない伝送符号化装置にて伝送に適した形式に符号化され、記憶媒体、伝送媒体に送出される。
【００３５】
図２は第１の実施形態のエンコーダ装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
図３はエンコーダ装置１００による画像のＷａｖｅｌｅｔ変換の概要を示す図である。
【００３６】
まず、エンコーダ装置１００内のレジスタおよびメモリの初期化など、エンコーダ装置１００の初期化処理が行われる（ステップＳ１０１）。次に、エンコーダ装置１００は画像情報を取得してメモリに保持する（ステップＳ１０２）。
【００３７】
エンコーダ装置１００は、Ｗａｖｅｌｅｔ変換部１０１にて画像情報のＷａｖｅｌｅｔ変換を行う（ステップＳ１０３）。図３に示すように、画像情報はＷａｖｅｌｅｔ変換によって低周波成分、Ｘ方向高周波成分、Ｙ方向高周波成分、ＸＹ方向高周波成分に分離される。Ｗａｖｅｌｅｔ変換部１０１は分離した低周波成分を第１のエントロピー符号化部１０５に供給する一方、高周波成分（Ｘ方向高周波成分、Ｙ方向高周波成分、ＸＹ方向高周波成分）を分散値算出部１０２に供給する。
【００３８】
低周波成分は、第２のエントロピー符号化部１０６にてエントロピー符号化される（ステップＳ１０６）。エントロピー符号化された低周波成分は符号化結合部１０７に供給される。
【００３９】
一方、分散値算出部１０２は、画像の高周波成分の分散値を算出して不規則画像成分分離部１０３に供給する（ステップＳ１０４）。不規則画像成分分離部１０３は分散値が閾値以上の領域の高周波成分を高周波不規則画像成分として抽出して丸め処理部１０４に供給する。不規則画像成分分離部１０３は、その他の領域の高周波成分を高周波画像成分として第２のエントロピー符号化部１０６に供給する（ステップＳ１０５）。
【００４０】
高周波画像成分は第１のエントロピー符号化部１０５にてエントロピー符号化された後、符号化結合部１０７に供給される（ステップＳ１０６）。
【００４１】
一方、丸め処理部１０４では、不規則画像成分分離部１０３より供給された高周波不規則画像成分のピクセル値を表現する１バイトを構成するＮビットをＭビットに丸めることによって圧縮する（ステップＳ１０７）。なお、この丸め処理については後で詳細を説明する。丸め処理部１０４によって圧縮された高周波不規則画像成分の符号系列は第１のエントロピー符号化部１０５によってエントロピー符号化された後、符号化結合部１０７に供給される（ステップＳ１０８）。
【００４２】
次に、符号化結合部１０７にて、低周波成分、高周波画像成分、高周波不規則画像成分の各符号系列が連結されることで、ひとつながりの圧縮画像情報となる（ステップＳ１０９）。未圧縮である次の画像情報があれば、その画像情報について同様に圧縮処理が行われる（ステップＳ１１０）。
【００４３】
その後、圧縮画像情報は、図示しない伝送符号化装置にて伝送に適した方式で符号化され、記憶媒体に記録、あるいは伝送媒体に送出される。
【００４４】
［デコーダ装置］
次に、上記のエンコーダ装置１００と組み合わせて用いることのできる本実施形態のデコーダ装置について説明する。
図４は本実施形態のデコーダ装置２００の構成を示すブロック図である。
デコーダ装置２００は、分離部２０１（第１の分離部）、第１のエントロピー逆符号化部２０２、第２のエントロピー逆符号化部２０３、乱数生成部２０４、復号結合部２０５、およびＷａｖｅｌｅｔ逆変換部２０６を有する。
【００４５】
分離部２０１は、所定の記憶媒体あるいは伝送媒体を通じて伝送され、図示しない伝送復号装置にて復号された圧縮画像を低周波成分、高周波画像成分、高周波不規則画像成分に分離する。
【００４６】
第１のエントロピー逆符号化部２０２は、分離部２０１にて分離された高周波不規則画像成分の情報をエントロピー逆符号化する。
【００４７】
第２のエントロピー逆符号化部２０３は、分離部２０１にて分離された低周波成分および高周波画像成分の情報を第１のエントロピー逆符号化部２０２と同じ方法でエントロピー逆符号化する。
【００４８】
乱数生成部２０４は、エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の複数のピクセルの値をもとに（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を生成する。乱数生成部２０４は、生成した（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を、エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル値のビット列の下位に付加して、高周波不規則画像成分のピクセル値を元のビット数に戻す。
【００４９】
復号結合部２０５は、エントロピー逆符号化された低周波成分および高周波画像成分の情報と乱数生成部２０４にて乱数が付加された高周波不規則画像成分の情報とを結合してＷａｖｅｌｅｔ変換画像を復元する。
【００５０】
Ｗａｖｅｌｅｔ逆変換部２０６は、復元されたＷａｖｅｌｅｔ変換画像からＷａｖｅｌｅｔ逆変換により元の画像を復元する。
【００５１】
図５は第１の実施形態のデコーダ装置２００の動作手順を示すフローチャートである。
まず、デコーダ装置２００内のレジスタおよびメモリの初期化など、デコーダ装置２００の初期化処理が行われる（ステップＳ２０１）。次にデコーダ装置２００は、所定の記憶媒体あるいは伝送媒体を通じて伝送され、図示しない伝送復号装置にて復号された圧縮画像を取得してメモリに保持する（ステップＳ２０２）。
【００５２】
デコーダ装置２００は、分離部２０１にて圧縮画像を低周波成分および高周波画像成分と高周波不規則画像成分とに分離する（ステップＳ２０３）。
【００５３】
分離部２０１にて分離された低周波成分および高周波画像成分の情報は第２のエントロピー逆符号化部２０３にてエントロピー逆符号化される（ステップＳ２０４）。エントロピー逆符号化された低周波成分および高周波画像成分の情報は復号結合部２０５に供給される。
【００５４】
一方、分離部２０１にて分離された高周波不規則画像成分の情報は第１のエントロピー逆符号化部２０２にてエントロピー逆符号化される（ステップＳ２０５）。エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分の情報は乱数生成部２０４に供給される。ここで、エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分の情報とは、エンコーダ装置１００の丸め処理部１０４によってＮビットからＭビットに丸められて圧縮されたものである。
【００５５】
乱数生成部２０４では、この高周波不規則画像成分のピクセルの値を示すＭビットの下位に付加する（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を生成し、この乱数をＭビットの下位に付加してＮビットの情報に戻す（ステップＳ２０６）。
【００５６】
このようにしてＮビットになった高周波不規則画像成分の情報、エントロピー逆符号化された低周波成分の情報、同じくエントロピー逆符号化された高周波画像成分の情報は復号結合部２０５にて結合されることで、Ｗａｖｅｌｅｔ変換画像が復元される（ステップＳ２０７）。
【００５７】
この後、Ｗａｖｅｌｅｔ逆変換部２０６にて、Ｗａｖｅｌｅｔ変換画像の逆変換が行われることで、元の画像が復元される（ステップＳ２０８）。復元された画像は、図示しない表示部に供給されて可視化される。ステップＳ２０２以降の処理がすべての圧縮画像について繰り返される（ステップＳ２０９）。
【００５８】
［丸め処理と乱数付加処理］
次に、エンコーダ装置１００において高周波不規則画像成分のピクセル値のビット列を丸める処理と、デコーダ装置２００において高周波不規則画像成分のピクセル値のビット列に乱数を付加して元のビット数に戻す処理の詳細を説明する。
【００５９】
図６は丸め処理と乱数付加処理の概要を示す図である。
図６において、画像のピクセル値を示す１バイトは仮に８ビットで表現されるものとする。エンコーダ装置１００の丸め処理部１０４は、高周波不規則画像成分のピクセル値を表現するＮ（＝８）ビットの中の下位（Ｎ−Ｍ＝５）ビットを切り捨てた後、（Ｎ−Ｍ＝５）ビットだけ右にシフトさせることによって、Ｎ（＝８）ビットをＭ（＝３）ビットに丸める。一方、デコーダ装置２００の乱数生成部２０４では、Ｍ（＝３）ビットに丸められた高周波不規則画像成分のピクセル値に対して（Ｎ−Ｍ＝５）ビットの乱数が付与されることでＮ（＝８）ビットのピクセル値に戻される。
【００６０】
図７は、乱数生成部２０４の構成を示すブロック図である。
乱数生成部２０４は、丸め復元部２０４１、乱数算出部２０４２、乱数付加部２０４３を有する。
丸め復元部２０４１は、Ｍビットに圧縮された高周波不規則画像成分のピクセル値を（Ｎ−Ｍ）ビットだけ左にシフトさせる。
【００６１】
乱数算出部２０４２は、高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の、低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルの値をもとに、例えば、次のようにして（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を生成する。
【００６２】
図８は、乱数算出部２０４２による乱数の算出の方法を示す図である。
ここでＡからＰはそれぞれ画像のピクセルを示し、その中で斜線によるハッチングで塗り潰されたＦ，Ｊ，Ｋの３つのピクセルは高周波不規則画像成分のピクセル、その他は低周波成分および高周波画像成分のピクセルである。
【００６３】
乱数の生成には、乱数が付加される高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の、低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルの値が用いられる。
すなわち、乱数を表現するビット数を５とした場合、
ピクセルFの値に付与する乱数＝（Ｂ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｎ）＆０ｘ１Ｆ
ピクセルJの値に付与する乱数＝（Ｂ＋Ｉ＋Ｌ＋Ｎ）＆０ｘ１Ｆ
ピクセルKの値に付与する乱数＝（Ｇ＋Ｉ＋Ｏ＋Ｌ）＆０ｘ１Ｆ
となる。０ｘ１Ｆは２進数の"１１１１１"である。
これにより、高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルの値を反映した５ビットの乱数が生成される。
【００６４】
なお、図８の例では、高周波不規則画像成分のピクセルに対してＸ軸方向およびＹ軸方向に最も近い低周波成分および高周波画像成分の４つのピクセルの値を用いて乱数を生成することとしたが、斜め方向において最も近い４つのピクセルの値を加味して乱数を生成してもよい。あるいは、最も近い低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルだけではなく、次に近いピクセルの値を同時に用いるなどの変形も考えられる。さらに、乱数が付加されるピクセルと周辺ピクセルとの左右上下斜めの位置関係に応じて、周辺ピクセルの値に対して適切な重みを付与してから乱数を生成してもよい。また、乱数が付加されるピクセルと周辺ピクセルとの距離に応じて、その周辺ピクセルの値に適切な重みを付与してから乱数を生成してもよい。いずれにしても、高周波不規則画像成分のピクセル値のビット列に付加される乱数が周辺のピクセルの値を加味して求められたものであれば、見た目において違和感の少ないディテイル情報を乱数によって復元画像に加えることができる。また、計算が比較的複雑になるが、高周波不規則画像成分、低周波成分、高周波画像成分の種類を問わずに、乱数付加対象であるピクセルの周囲の複数のピクセルの値を用いて乱数を算出することも可能である。
【００６５】
図７に戻って乱数付加部２０４３は、乱数算出部２０４２によって算出された（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を、丸め復元部２０４１によって左ビットシフトされたＭビット列の下位に付加する。これによって、元のＮビットで表現されるピクセル値に展開される。このようにして元のＮビットに戻された高周波不規則画像成分の符号系列は、第２のエントロピー逆符号化部２０３によってエントロピー逆符号化された低周波成分および高周波画像成分の符号系列と復号結合部２０５にて結合されてＷａｖｅｌｅｔ変換画像に戻され、さらにＷａｖｅｌｅｔ逆変換部２０６によって非圧縮状態の画像情報に復元される。
【００６６】
以上のように、本実施形態のエンコーダ装置１００は、Ｗａｖｅｌｅｔ変換により得られた高周波成分の画像中で分散値が閾値以上の領域を、画像が細かく且つ不規則な高周波不規則画像成分とする。エンコーダ装置１００は、丸め処理部１０４にて、高周波不規則画像成分のピクセル値を表現するＮビット列のうち下位（Ｎ＞Ｍ）ビットを切り捨てて右ビットシフトさせることによって圧縮する。そしてエンコーダ装置１００は、この丸め処理部１０４にて圧縮された高周波不規則画像成分の符号系列をエントロピー符号化した後、エントロピー符号化された低周波成分および高周波画像成分と結合して圧縮画像とする。これにより、細かく且つ不規則な高周波不規則画像成分を少ない符号量で圧縮することができる。
【００６７】
一方、本実施形態のデコーダ装置２００は、乱数生成部２０４にて、高周波不規則画像成分のピクセル周辺の、低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルの値をもとに（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を算出する。デコーダ装置２００は、エントロピー逆符号化によって得られた高周波不規則画像成分のピクセル値のＭビットの下位に、上記の（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を付加してＮビットのピクセル値に戻す。この乱数は、高周波不規則画像成分のピクセル周辺の低周波成分および高周波画像成分の複数のピクセルの値をもとに算出されたものであることから、ランダム関数を用いて生成される一般的な乱数を用いた場合に比べ、高周波不規則画像成分に対して違和感の無いディテイル情報となり得る。
【００６８】
したがって、本実施形態のエンコーダ装置１００とデコーダ装置２００とを組み合わせて用いることで、画像の圧縮率の向上と、復元画像のディテイル感の確保との両立を図ることができる。
【００６９】
＜第２の実施形態＞
次に、本技術に係る第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態のエンコーダ装置１００の構成を含む撮像装置３００と第１の実施形態のデコーダ装置２００の構成を含む観測装置４００に関するものである。
【００７０】
撮像装置３００は、第１の実施形態のエンコーダ装置１００の構成を有するとともに、画像全体中の高周波不規則画像成分の位置を撮像者が識別できる画像情報を生成して外部もしくは内部のモニタに表示させることのできるものである。また、この撮像装置３００は、高周波不規則画像成分が存在する領域の位置情報をＧａｔｅ情報として、画像の低周波成分、高周波画像成分および高周波不規則画像成分の結合情報に付加し、伝送符号化して伝送する。
【００７１】
観測装置４００は、第１の実施形態のデコーダ装置２００の構成を有するとともに、撮像装置３００にて圧縮された圧縮画像を取得して、低周波成分及び高周波画像成分と、高周波不規則画像成分と、Ｇａｔｅ情報とに分離する。観測装置４００は、分離されたＧａｔｅ情報をもとに画像全体中で高周波不規則画像成分が存在する位置を観測者が識別できる画像情報を生成して外部もしくは内部のモニタに表示させることができる。
【００７２】
［撮像装置］
図９は第２の実施形態の撮像装置３００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、この撮像装置３００は、第１の実施形態のエンコーダ装置１００の構成であるＷａｖｅｌｅｔ変換部１０１、分散値算出部１０２、不規則画像成分分離部１０３、第１のエントロピー符号化部１０５、丸め処理部１０４、第２のエントロピー符号化部１０６、および符号化結合部１０７を有し、さらに、撮像装置３００に特有の構成として、Ｇａｔｅ画像生成部１０８（第１のＧａｔｅ画像生成部）とＧａｔｅ情報付加部１０９を有する。
【００７３】
Ｇａｔｅ画像生成部１０８は、分散値算出部１０２によって高周波成分に対して算出された分散値が閾値以上の位置（不規則画像成分分離部１０３によって高周波不規則画像成分として判定される位置）を判定し、Ｗａｖｅｌｅｔ変換画像空間において高周波不規則画像成分が存在する位置を撮像者が識別可能な画像情報を生成する。Ｇａｔｅ画像生成部１０８は、生成した画像情報を外部もしくは内部のモニタに出力して表示させる。
【００７４】
図１０は高周波不規則画像成分が存在する位置を撮像者が識別可能な画像情報の例を示す図である。この例では、Ｗａｖｅｌｅｔ変換画像の高周波成分の領域において高周波不規則画像成分が存在する位置が、所定の色情報などによって、ピクセルの単位で、他の部分に対して識別可能とされている。図１０のＷａｖｅｌｅｔ変換画像の高周波成分の各領域において黒く塗り潰された部分が高周波不規則画像成分が存在する位置を示している。実際には、黒であるとは限らず、その他の領域に対して識別可能な色であればよい。なお、高周波不規則画像成分が存在する位置は、Ｙ方向高周波成分、Ｘ方向高周波成分、ＸＹ方向高周波成分のそれぞれにおいて異なることが分かる。
【００７５】
このようにＷａｖｅｌｅｔ変換画像空間において高周波不規則画像成分が存在する位置を撮像者が識別可能な画像情報を生成して表示することによって、圧縮により失われるディテイル感が補われる領域を撮像者が一目で把握することができる。
【００７６】
図９に戻って、Ｇａｔｅ情報付加部１０９は、Ｙ方向高周波成分、Ｘ方向高周波成分、ＸＹ方向高周波成分毎に、高周波不規則画像成分が存在する領域の位置情報をＧａｔｅ情報として、画像の低周波成分、高周波画像成分および高周波不規則画像成分の結合情報に付加する。これにより、画像の圧縮情報と同時にＧａｔｅ情報を伝送することができる。
【００７７】
［観測装置］
図１１は第２の実施形態の観測装置の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、この観測装置４００は、第１の実施形態のデコーダ装置２００の構成である分離部２０１、第１のエントロピー逆符号化部２０２、第２のエントロピー逆符号化部２０３、乱数生成部２０４、復号結合部２０５、およびＷａｖｅｌｅｔ逆変換部２０６を有し、さらにこの観測装置４００に特有の構成としてＧａｔｅ画像生成部２０７（第２のＧａｔｅ画像生成部）を有する。
【００７８】
分離部２０１は、所定の記憶媒体あるいは伝送媒体を通じて伝送され、図示しない伝送復号装置にて復号された圧縮画像を低周波成分、高周波画像成分、高周波不規則画像成分、Ｇａｔｅ情報に分離する。
【００７９】
Ｇａｔｅ画像生成部２０７は、分離部２０１により分離されたＧａｔｅ情報をもとに画像全体中で高周波不規則画像成分が存在する位置を観測者が識別できる画像情報を生成して外部もしくは内部のモニタに表示させる。これにより、観測装置４００の側においても、図１０と同様に高周波不規則画像成分が存在する位置を観測者が確認することができる。
【００８０】
＜第３の実施形態＞
上記の各実施形態においては、変換符号化の方法としてＷａｖｅｌｅｔ変換を用いたが、本技術はこれに限定されるものではない。本技術は、変換符号化の方法としてフーリエ変換を採用した場合にも同様に適用できるものである。
【００８１】
図１２は変換符号化の方法としてフーリエ変換を採用したエンコーダ装置５００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、このエンコーダ装置５００は、分散値算出部５０１、不規則画像成分分離部５０２、丸め処理部５０３、フーリエ変換部５０４、第１のエントロピー符号化部５０５、第２のエントロピー符号化部５０６、および符号化結合部５０７を有する。
【００８２】
分散値算出部５０１は、取得した画像情報の分散値を算出する。
不規則画像成分分離部５０２は、分散値算出部５０１によって算出された分散値が閾値以上の高周波成分を高周波不規則画像成分として判定して丸め処理部５０３に供給する。また、不規則画像成分分離部５０２は、画像情報において高周波不規則画像成分以外の成分をフーリエ変換部５０４に供給する。
【００８３】
丸め処理部５０３は、画像の高周波不規則画像成分を丸め処理によって圧縮する。丸め処理の具体的な方法は第１の実施形態と同様である。
【００８４】
第１のエントロピー符号化部５０５は、丸め処理部５０３より供給された高周波不規則画像成分の符号系列をエントロピー符号化する。
【００８５】
フーリエ変換部５０４は、不規則画像成分分離部５０２より供給された高周波不規則画像成分以外の成分のフーリエ変換画像を生成する。
【００８６】
第２のエントロピー符号化部５０６は、高周波不規則画像成分以外の成分のフーリエ変換画像の符号系列を第１のエントロピー符号化部５０５と同じ方法でエントロピー符号化する。
【００８７】
符号化結合部５０７は、第１のエントロピー符号化部５０５によってエントロピー符号化された高周波不規則画像成分と、第２のエントロピー符号化部５０６によってエントロピー符号化された高周波不規則画像成分以外の成分とを結合して圧縮画像とする。
【００８８】
このようにして得られた圧縮画像の符号系列は、図示しない伝送符号化装置にて伝送に適した方式で符号化され、記憶媒体に記録、あるいは伝送媒体に送出される。
【００８９】
図１３は第３の実施形態のエンコーダ装置５００によって圧縮された画像情報を復号するデコーダ装置６００の構成を示すブロック図である。
【００９０】
同図に示すように、このデコーダ装置６００は、分離部６０１、第１のエントロピー逆符号化部６０２、第２のエントロピー逆符号化部６０３、乱数生成部６０４、復号結合部６０５、およびフーリエ逆変換部６０６を有する。
【００９１】
分離部６０１は、所定の記憶媒体あるいは伝送媒体を通じて伝送され、図示しない伝送復号装置にて復号された圧縮画像を高周波不規則画像成分と高周波不規則画像成分以外の成分に分離する。
【００９２】
第１のエントロピー逆符号化部６０２は、分離部６０１にて分離された高周波不規則画像成分の情報をエントロピー逆符号化する。
【００９３】
第２のエントロピー逆符号化部６０３は、分離部６０１にて分離された高周波不規則画像成分以外の成分を第１のエントロピー逆符号化部６０２と同じ方法でエントロピー逆符号化してフーリエ変換画像を復元する。
【００９４】
乱数生成部６０４は、エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセルの周辺の、高周波不規則画像成分以外の成分の複数のピクセルの値をもとに（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を生成する。乱数生成部６０４は、生成した（Ｎ−Ｍ）ビットの乱数を、エントロピー逆符号化された高周波不規則画像成分のピクセル値のビット列の下位に付加して、高周波不規則画像成分のピクセル値を表現する元のビット数に戻す。
【００９５】
フーリエ逆変換部６０６は、第２のエントロピー逆符号化部６０３により復元されたフーリエ変換画像からフーリエ逆変換によって高周波不規則画像成分以外の成分の画像を復元する。
【００９６】
復号結合部６０５は、フーリエ逆変換によって復元された高周波不規則画像成分以外の情報と乱数生成部６０４にてピクセル値が元のビット数に戻された高周波不規則画像成分の情報とを結合して元の画像情報を復元する。
【００９７】
このような構成を有するデコーダ装置６００により、エンコーダ装置５００によって圧縮された画像情報を復号することができる。
【００９８】
＜変形例１＞
第１の実施形態においては、ピクセル値を８ビットで表現し、下位の５ビットを乱数で補うようにしたが、下位何ビットを乱数で補うかをユーザが任意に設定できるように構成してもよい。
【００９９】
＜変形例２＞
第１の実施形態においては、高周波不規則画像成分のピクセルに対して、周辺の予め決められた複数のピクセルの値をもとに乱数を生成することとしたが、高周波不規則画像成分のピクセルに対して、周辺のどの複数のピクセルの値をもとに乱数を生成するかをユーザが任意に設定できるように構成してもよい。
【０１００】
なお、本技術は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、本技術の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００…エンコーダ装置
１０１…Ｗａｖｅｌｅｔ変換部
１０２…分散値算出部
１０３…不規則画像成分分離部
１０４…丸め処理部
１０５…第１のエントロピー符号化部
１０６…第２のエントロピー符号化部
１０７…符号化結合部
１０８…Ｇａｔｅ画像生成部
１０９…Ｇａｔｅ情報付加部
２００…デコーダ装置
２０１…分離部
２０２…第１のエントロピー逆符号化部
２０３…第２のエントロピー逆符号化部
２０４…乱数生成部
２０５…復号結合部
２０６…Ｗａｖｅｌｅｔ逆変換部
２０７…Ｇａｔｅ画像生成部
３００…撮像装置
４００…観測装置
５００…エンコーダ装置
５０１…分散値算出部
５０２…不規則画像成分分離部
５０３…丸め処理部
５０４…フーリエ変換部
５０５…第１のエントロピー符号化部
５０６…第２のエントロピー符号化部
５０７…符号化結合部
６００…デコーダ装置
６０１…分離部
６０２…第１のエントロピー逆符号化部
６０３…第２のエントロピー逆符号化部
６０４…乱数生成部
６０５…復号結合部
６０６…フーリエ逆変換部
２０４１…丸め復元部
２０４２…乱数算出部
２０４３…乱数付加部
【図１】
2012191287.tif 000003
【図２】
2012191287.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012191287.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2012191287.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012191287.tif 000011
【図１１】
2012191287.tif 000012
【図１２】
2012191287.tif 000013
【図１３】
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【図１０】
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