(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する符号化装置において、
上記ブロック内の複数の画素データを符号化し、符号化データを出力する符号化部と、
複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データを交換する画素交換部と、
上記画素交換部で、画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを上記符号化部で符号化した際の情報量を計算によって求める情報量計算部とを備え、
上記符号化部は、画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量計算部が、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力する符号化装置。
【請求項２】
上記符号化部は、上記ブロック内の画素データを量子化する請求項１記載の符号化装置。
【請求項３】
上記符号化部は、上記ブロック内の複数の画素データの値のダイナミックレンジに基づいて決定される量子化ビット数で、上記ブロック内の複数の画素データを量子化をする請求項２記載の符号化装置。
【請求項４】
上記画素交換部は、同じフレーム又はフィールド内のブロック間で画素データの交換を行う請求項１記載の符号化装置。
【請求項５】
上記画素交換部は、互いに隣接するブロック間で、画素データを交換する請求項１記載の符号化装置。
【請求項６】
上記画素交換部は、上記複数のブロック内の互いに同一位置にある画素データを交換する請求項１記載の符号化装置。
【請求項７】
上記符号化部は、各上記ブロック内の複数の画素データのダイナミックレンジに基づいて決定される量子化ビット数で、各上記ブロック内の複数の画素データを量子化し、
上記情報量計算部は、上記ダイナミックレンジに基づいて決定される量子化ビット数を用いて各上記ブロック内の複数の画素データの上記情報量を計算によって求める
請求項１記載の符号化装置。
【請求項８】
上記画素交換情報は、交換された画素データのブロック内における位置を示す位置情報を含む請求項１記載の符号化装置。
【請求項９】
上記画素交換情報は、交換先であるブロックを示すブロック情報を含む請求項１記載の符号化装置。
【請求項１０】
上記画素交換情報は、画素データの交換を行ったか否かを示す交換情報を含む請求項１記載の符号化装置。
【請求項１１】
上記情報量計算部は、上記ブロック間で１画素データづつ全画素データの交換を行い、もっとも少ない情報量となる場合を求める請求項１記載の符号化装置。
【請求項１２】
画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する符号化装置において、
上記ブロック内の複数の画素データを符号化し、符号化データを出力する符号化部と、
複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データを交換する画素交換部とを備え、
上記符号化部は、上記画素交換部で、画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを上記符号化部で符号化した際の情報量を求め、画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力する符号化装置。
【請求項１３】
画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、画素データの交換に関する画素交換情報を含む符号化された符号化データを復号する復号装置であって、
上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号する復号部と、
上記復号部で復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、上記画素交換情報に応じてブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行う画素逆交換部とを備える復号装置。
【請求項１４】
上記画素交換情報は、交換された画素データのブロック内における位置を示す位置情報を含み、上記復号部は、上記位置情報に基づいて検出した画素について、上記逆交換を行う請求項１３記載の復号装置。
【請求項１５】
上記画素交換情報は、交換先であるブロックを示すブロック情報を含み、上記復号部は、上記ブロック情報に基づいて検出したブロックとの間で、上記逆交換を行う請求項１３記載の復号装置。
【請求項１６】
上記画素交換情報は、画素データの交換を行ったか否かを示す交換情報を含み、上記復号部は、上記交換情報が画素データの交換を行ったことを示すときに、上記逆交換を行う請求項１３記載の復号装置。
【請求項１７】
画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する符号化方法において、
複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを符号化した際の情報量を計算によって求めるステップと、
画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力するステップと
を備える符号化方法。
【請求項１８】
画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、画素データの交換に関する画素交換情報を含む符号化された符号化データを復号する復号方法であって、
上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号するステップと、
上記復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、上記画素交換情報に応じてブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行うステップと
を備える復号方法。
【請求項１９】
画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体において、
上記プログラムは、
複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを符号化した際の情報量を計算によって求めるステップと、
画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力するステップと
を備える記録媒体。
【請求項２０】
画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、画素データの交換に関する画素交換情報を含む符号化された符号化データを復号する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体であって、
上記プログラムは、
上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号するステップと、
上記復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、上記画素交換情報に応じてブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行うステップと
を備える記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、画像をブロック単位で符号化する符号化装置及び方法、及びブロック符号化による画像符号化データを復号する復号装置及び方法、並びに上記符号化、復号化を情報処理装置に実行させるためのプログラムを記録している記録媒体に関する。
背景技術
従来のブロック符号化では、画像の自己相関性に基づき近傍領域のブロックを定義し、そのブロック内の冗長度を除去する方針で符号化がなされていた。近傍ブロックで画像を評価した場合には、平坦部やエッジ部の様に様々な画像形状が存在する。
ところで、通常の符号化では、平坦部では冗長度を除去しやすく高圧縮が望めるが、エッジ部では情報量的に不利であるため、符号化を行うと量子化歪みが増大する。その劣化は視覚的なマスキング効果で目立たない部分もあるが、視覚的な劣化を減らそうとすると情報量が多くなってしまう。
発明の開示
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ブロック内の相関を大きくして情報量を減らすことのできる符号化装置及び方法の提供を目的とする。
また、ブロック単位で符号化された画像符号化データを簡単な構成で容易に復号する復号装置及び方法の提供を目的とする。
このため、本発明に係る符号化装置は、画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する符号化装置において、上記ブロック内の複数の画素データを符号化し、符号化データを出力する符号化部と、複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データを交換する画素交換部と、上記画素交換部で、画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを上記符号化部で符号化した際の情報量を計算によって求める情報量計算部とを備え、上記符号化部は、画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量計算部が、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力する。
また、本発明に係る復号装置は、画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、画素データの交換に関する画素交換情報を含む符号化された符号化データを復号する復号装置であって、上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号する復号部と、上記復号部で復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、上記画素交換情報に応じてブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行う画素逆交換部とを備える。
また、本発明に係る符号化方法は、画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する符号化方法において、複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを符号化した際の情報量を計算によって求めるステップと、画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力するステップとを備える。
また、本発明に係る復号方法は、画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、画素データの交換に関する画素交換情報を含む符号化された符号化データを復号する復号方法であって、上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号するステップと、上記復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、上記画素交換情報に応じてブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行うステップとを備える。
また、本発明に係る記録媒体は、画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体において、上記プログラムは、複数の上記ブロックの内の、注目ブロックと、交換対象となる対象ブロックとの間で、ブロック内の少なくとも一つの互いに同一位置の画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、上記ブロック内の複数の画素データを符号化した際の情報量を計算によって求めるステップと、画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを、交換に関する画素交換情報を含めて出力するステップとを備える。
また、本発明に係る記録媒体は、画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、画素データの交換に関する画素交換情報を含む符号化された符号化データを復号する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体であって、上記プログラムは、上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号するステップと、上記復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、上記画素交換情報に応じてブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行うステップとを備える。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、図１に示すような画像処理システム１であり、デジタル化された画像信号をブロック符号化する符号化装置１０と、この符号化装置１０からの符号化データを伝送する伝送媒体１９と、伝送媒体１９によって伝送されてきた符号化データを復号する復号装置２０とを備えている。
先ず、符号化装置１０の構成について説明する。符号化装置１０は、例えば画像メモリ１１から読み出した画像信号を複数の画素データを含むブロック単位に分けるブロック化部１２と、ブロック化部１２でブロック化されたブロック内の複数の画素データを符号化し、符号化データを出力する量子化部１６と、複数のブロック間で、その中の少なくとも一つの画素データを交換する画素交換部１４と、画素交換部１４で、画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、ブロック内の複数の画素データを量子化部１６で符号化した際の情報量を検出する検出部となる情報量計算部１３とを備えている。
また、この符号化装置１０は、量子化部１６からの符号化データに後述する画素交換情報を付加する多重化部１７と、情報量計算部１３，画素交換部１４，量子化部１６及び多重化部１７の動作を制御するコントローラ１５とを備えている。
なお、ここでは、情報量計算部１３で情報量を計算しているが、量子化部１６で各画素を交換した場合において、実際に符号化をし、情報量を計算するようにしてもよい。このため、情報量計算部１３を省略できる。
次に、この符号化装置１０の動作について説明する。
例えば画像メモリ１１から読み出した１フレーム当たりの画像信号はブロック化部１２により８×８画素からなる複数のブロックとされる。つまり６４画素データ毎にブロック化され、複数のブロックが形成される。複数のブロックは情報量計算部１３に供給される。
情報量計算部１３は、複数のブロックに対して適応ダイナミック符号化（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  ｃｏｄｉｎｇ、ＡＤＲＣ）に基づいた情報量を以下の式１に従って計算する。
情報量＝ダイナミックレンジ（ＤＲ）のビット長＋最小値（ＭＩＮ）のビット長＋（画素の割り当てビット）×（ブロック内画素数）・・・（式１）
ここで画素のビット割当は、ＡＤＲＣの場合、次の表１に示すようにダイナミックレンジＤＲとの関係によって決められている。この表１は４ビット半固定長ＡＤＲＣのビット割り当て例である。
0004310921.tif 000002
上記表１を用い上記式１にしたがって計算した情報量は、情報量計算部１３内部に備える記憶部に記憶される。
また、後述する画素交換部１４で注目ブロックと対象ブロックという例えば二つのブロック間で画素データを交換した後の注目ブロックに対してもＡＤＲＣに基づいた情報量を計算する。詳細については後述する。
画素交換部１４は、アドレス交換部１４ａとメモリ部１４ｂからなり、メモリ部１４ｂに格納した注目ブロックと対象ブロック間の任意の画素データのアドレスをアドレス交換部１４ａで換えてメモリ部１４ｂから画素データを読み出す。
図２Ａ又は図２Ｂには、注目画素ＢＯに対して、水平方向右側又は垂直方向下側に隣接するブロックを対象ブロックＢＨ又はＢＶとしたときの画素交換の具体例を示す。本実施の形態では、注目ブロックＢＯ内の画素を交換するときはどれか１画素とする。
また、この例では、対象ブロックを、フレーム当たりの画像信号の内でブロック化した複数のブロックの内、水平方向か、垂直方向に隣接するブロックのいずれか一方とするが、もちろん、フィールド内の水平方向又は垂直方向に隣接するブロックを対象ブロックとしてもよいし、フレーム内又はフィールド内の右斜め上又は左斜め上、又は右斜め下又は左斜め下のブロックを対象ブロックとしてもよい。或いは、時間方向に隣接するブロックを対象ブロックとしてもよい。時間方向に隣接するブロックとしては１フレーム前の画像信号中の同位置のブロックや、１フィールド前の画像信号の同一のブロックがある。
図２Ａは注目ブロックＢＯの画素Ｐ（５，６）と水平方向に隣接する対象ブロックＢＨの画素Ｐ（５，６）の交換例を示している。アドレス交換部１４ａは注目ブロックＢＯの画素Ｐの読み出しアドレス（５，６）と、対象ブロックＢＨの画素Ｐの読み出しアドレス（５，６）とを交換することで、注目ブロックＢＯの画素Ｐの位置に、対象ブロックＢＨの画素Ｐをメモリ１４ｂから読み出してあてはめ、画素交換を実現している。また、図２Ｂは注目ブロックＢＯの画素Ｐ（３，３）と垂直方向に隣接する対象ブロックＢＶの画素Ｐ（３，３）の交換例を示している。アドレス交換部１４ａは注目ブロックＢＯの画素Ｐの読み出しアドレス（３，３）と、対象ブロックＢＶの画素Ｐの読み出しアドレス（３，３）とを交換することにより、注目ブロックＢＯの画素Ｐの位置に、対象ブロックＢＶの画素Ｐをメモリ１４ｂから読み出してあてはめ、画素交換を実現している。以下、画素が交換された注目ブロックをＢＯ’と記す。
画素交換部１４で画素が交換された注目ブロックＢＯ’は、フィードバックループＦＤＬにより情報量計算部１３に送られ、ここで上記式１にしたがって情報量が計算される。画素が交換された注目ブロックＢＯ’の情報量と、記憶部内に格納されていた画素交換前の注目ブロックＢＯの情報量はコントローラ１５によって比較される。画素交換した注目ブロックＢＯ’の情報量が少ないときには画素交換後の注目ブロックＢＯ’を量子化部１６に送る。画素交換前の注目ブロックＢＯの情報量が少ないときには元の注目ブロックＢＯを量子化部１６に送る。
画素交換部１４による画素交換は一つの注目ブロックＢＯ内の６４画素全てについて行われ、その都度、画素交換された注目ブロックＢＯ’は情報量計算部１３に送られて情報量が計算される。そして、予め記憶部に記憶されていた画素交換前の注目ブロックＢＯの情報量と、画素交換された注目ブロックＢＯ’の情報量とがコントローラ１５によって比較され、比較の結果、画素交換前のブロックＢＯを含め、最も少ない情報量となるブロックが量子化部１６に送られる。
画素交換と情報量計算と比較からなる上記一連の処理は、画素交換をするか、しないかを決定する処理という意味で画素交換検証処理と呼べる。
量子化部１６は、半固定長ＡＤＲＣによる符号化を、画素交換部１４から送られる注目ブロックＢＯ又はＢＯ’に対して施し、符号化データを出力する。半固定長ＡＤＲＣとは、ブロック内のダイナミックレンジＤＲの大きさによって符号化ビット長を決める符号化方式である。上記表１に示した例えば４ビット半固定長ＡＤＲＣのビット割当の例を使ってブロックを符号化できる。復号側では伝送されたダイナミックレンジＤＲを見ることでビット切り出しを行って復号することができる。また、復号側に送られる後述する多重化ビットプレーンには、ダイナミックレンジＤＲの他、ブロック内の最小値ＭＩＮも付加されている。
多重化部１７は、量子化部１６からの符号化データに後述する画素交換情報を多重化して多重化ビットプレーンとする。画素交換情報としては、画素を交換するときに注目ブロックの画素と隣接するブロックの同じ位置の画素とを交換するという条件を限定した場合、画素交換をする／しないを示す１ビットのフラグと、水平又は垂直の隣接ブロックのどちらのブロックを画素交換の対象ブロックとするかを示す１ビットと、ブロック内のどの位置の画素を交換するかを示すアドレス（ＡＤＤＲ）６ビット（６４個のアドレス）がある。
多重化部１７から出力される多重化ビットプレーンの具体例を図３Ｂ及び図３Ｃに示す。先ず、図３Ａを用いて注目ブロックに従来のＡＤＲＣ符号化を施す場合を説明する。例えばダイナミックレンジＤＲが３０であったとする。上記表１からダイナミックレンジが３０であるのでビット割当は２ビットであり、上記式１から注目ブロックの情報量は、８＋８＋２×６４＝１４４ビットとなる。これに対して、画素交換をしたことによって注目ブロックのダイナミックレンジＤＲが２６となったとき、この注目ブロックの情報量は、図３Ｂに示すように、上記表１からダイナミックレンジＤＲ２６のときの１ビットが割当られる６４（１×６４）ビットに上記画素交換情報を付加した合計、すなわち、８＋８＋１＋１＋６＋６４＝８８ビットとなり、大幅に情報量を減らすことができる。画素交換をしてもダイナミックレンジＤＲが減少せず３０のままであった場合には、画素交換をしない元の注目ブロックを用いるが、このときの情報量は、図３Ｃに示すように８＋８＋１＋２×６４＝１４５ビットとなる。
このように、図１に示した画像処理システム１を構成する符号化装置１０によれば、符号化ブロックのブロック内相関を大きくすることができ、その結果、ブロック内の情報量を削減することができ、符号化効率を向上できる。
これら図３Ｂ又は図３Ｃに示したビットプレーンは、図１の出力端子１８から伝送媒体１９を介して復号装置２０に伝送される。伝送媒体１９としては、ネットワークのような通信路の他、ディスク状記録媒体やテープ状記録媒体等の記録媒体がある。これらの伝送媒体１９は、上記画像符号化方法及び装置によって情報量の減らされた符号化データを伝送するので、伝送容量を減らすことができる。また、伝送容量を減らさないままであれば、他のデータとの多重化伝送を可能とする。
図１に戻り、復号装置２０の構成について説明する。この復号装置２０は、入力端子２１から供給される多重化ビットプレーンから符号化データと画素交換情報とを分割する分割化部２２と、この分割化部２２からの符号化データを復号する復号化部２３と、分割化部２２からの画素交換情報に応じて、ブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行う画素逆交換部２４と、ブロックを分解するブロック分解部２５と、復号化部２３及び画素逆交換部２４の動作を制御するコントローラ２６とを備えてなる。画素逆交換部２４は、アドレス交換部２４ａとメモリ部２４ｂからなる。
この復号装置２０の動作について説明する。
伝送媒体１９によって伝送され、入力端子２１を介して入力した、図３Ｂ又は図３Ｃに示した多重化ビットプレーンは分割化部２２によって符号化データと画素交換情報とに分割される。符号化データは復号化部２３に供給され、画素交換情報はコントローラ２６に供給される。
復号化部２３はダイナミックレンジＤＲに応じてブロック単位の符号化データを復号化し、ブロック単位の復号データを画素逆交換部２４のメモリ２４ｂに送る。
コントローラ２６は、上記画素交換情報を読み込んで、画素交換をする／しないを示す１ビットのフラグを見ることにより、符号化装置１０側で画素交換をしたか否かを知る。このフラグが“１”であるときには、符号化装置１０で画素交換がされていると判断する。また、水平又は垂直の隣接ブロックのどちらのブロックを画素交換の対象ブロックとするかを示す１ビットと、ブロック内のどの位置の画素を交換するかを示すアドレス６ビットにより、画素交換の対象ブロックとその位置情報を把握する。画素交換の対象ブロックが水平又は垂直の隣接ブロックのいずれであるか、及び交換した画素の位置がどこであるかは、画素逆交換部２４のアドレス交換部２４ａに知らされる。
一方、画素交換をする／しないを示す１ビットのフラグが“０”であるときには、符号化装置１０で画素交換がされなかったので、その旨を画素逆交換部２４に知らせる。
このように画素逆交換部２４は、メモリ２４ｂに記憶したブロック単位の復号化データ中で、画素交換が必要なブロックについてのみ画素逆交換を行う。画素交換が不要なブロックについては画素逆交換を行わない。
そして、最後にブロック分解部２５でブロックを分解し、復号した６４画素からなる画像データを出力端子２７から導出する。
つまり、復号装置２０は、ブロック内に画素交換があるかどうかの上記フラグに基づき、画素交換がないときには従来と同様の復号化を行い、画素交換がある場合には画素交換情報に基づいて画素逆交換部２４で画素逆交換を行って、本来表示すべき画素位置に戻し、ブロック分解部２５を介して出力端子２７から画像データを導出する。
このように、図１に示した画像処理システム１を構成する復号装置２０によれば、符号化装置１０からの符号化データを簡単な構成で、容易に復号できる。
次に、本発明の符号化装置、復号装置の他の具体例について図面を参照しながら説明する。
先ず、符号化装置の他の具体例について図４〜図６を用いて説明する。この他の具体例は、画像信号を複数の画素データを含むブロック単位で符号化するためのコンピュータ制御可能な符号化プログラムを実行する図４の情報処理装置３０である。予め符号化プログラムを内部の記録媒体に記録しているもの、或いはフロッピーディスクなどのリムーバブルな記録媒体経由で内部にダウンロードするものがある。いずれの場合も符号化プログラムを実行することで情報処理装置３０は符号化装置として機能する。
以下、この情報処理装置３０の詳細な構成を説明する。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３２はバス３４を介してＲＯＭ３１、ＲＡＭ３３、通信Ｉ／Ｆ３８、ドライバ３７及びＨＤＤ３５を接続している。ドライバ３７は、ＰＣカードやＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク（ＦＤ）等のリムーバブル記憶媒体３６を駆動する。
ＲＯＭ３１には、例えば、ＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｌｏａｄｉｎｇ）プログラムなどが記憶されている。ＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３１に記憶されているＩＰＬプログラムにしたがって、ＨＤＤ３５に記憶されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）のプログラムを実行し、さらに、そのＯＳの制御の下、例えばＨＤＤ３５に記憶されている符号化プログラムを実行する。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３２の動作上必要なプログラムやデータなどを一時的に記憶する。通信Ｉ／Ｆ３８は、外部装置との通信に使用されるものであるが、上記図１に示したシステムでいうと、復号装置２０に多重化ビットプレーンを伝送するために伝送媒体１９に接続されるインターフェースと同等である。また、後述するように、符号化プログラムをネットワークを通して受信するときのインターフェースとしても使われる。
符号化プログラムは、注目ブロックと対象ブロックの二つのブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った場合と行わない場合とで、注目ブロック内の複数の画素データを符号化した際の情報量を検出し、画素データの交換を行った場合と行わない場合のうち、上記情報量がより少ないと検出した場合における上記ブロック内の画素データの符号化データを出力するステップを備えている。
この符号化プログラムは、ＣＰＵ３２により、例えばＨＤＤ３５から取り出され、ＲＡＭ３３を作業領域としてＣＰＵ３２により実行される。以下、この情報処理装置３０のＣＰＵ３２がＨＤＤ３５から取り出した符号化プログラムに従って行う処理について図５を用いて説明する。
先ず、ＣＰＵ３２は、画像メモリ１１から読み出した１フレーム当たりの画像信号を８×８画素からなるブロックにブロック化する（ステップＳ１）。画像メモリ１１としては、ＲＡＭ３２や、ＲＯＭ３１、或いはドライバ３７に装着されたリムーバル記憶媒体３６を使うことができる。また、ＣＰＵ３２は、通信Ｉ／Ｆ３８とネットワークを介して遠隔地にある画像メモリやサーバから画像信号を読み出しても良い。
次に、ＣＰＵ３２は、画素交換をした方が良いか、あるいはしない方が良いかを検証する画素交換検証処理（ステップ２）を行う。
この画素交換検証処理は、複数のブロックに対してＡＤＲＣに基づいた情報量を上記式１に従って計算する情報量計算処理と、注目ブロックと対象ブロック間の任意の画素データのアドレスを読み替えて画素交換する画素交換処理と、画素交換処理したブロックの情報量を計算してから、元のブロックの情報量と比較する比較処理からなり、比較の結果によってステップＳ３の量子化処理に送るブロックの内容を異ならせる。
例えばＨＤＤ３５に記録された符号化プログラムに従ってＣＰＵ３２が行う、画素交換検証処理の詳細を図６に示す。
ステップＳ１１で、ＣＰＵ３２は複数のブロックに対してＡＤＲＣに基づいた情報量を上記式１と上記表１に従って計算する。ここでは、説明の都合上、ＣＰＵ３２が注目ブロックＢＯの情報量１を計算しておくとする。ＣＰＵ３２はこの情報量１をＲＡＭ３３に記録する。
一方、図２に示したように、ＣＰＵ３２は注目ブロックＢＯと水平方向右側に隣接する対象ブロックＢＨ又は垂直方向下側に隣接する対象ブロックＢＶとの間で画素交換を行い（ステップＳ１２）、画素交換を行った注目ブロックＢＯ’の符号化情報量２を上記式１と表１を使って計算する（ステップＳ１３）。ここで、ＣＰＵ３２は画素交換処理を一つの注目ブロックＢＯ内の６４画素全てについて施し、その都度、画素交換した注目ブロックＢＯ’の情報量をステップＳ１３で計算する。
そして、ＣＰＵ３２は、ステップＳ１２で計算した情報量１と、ステップＳ１３で計算した画素交換後の注目ブロックＢＯの情報量２を、ステップＳ１４で比較する。次に、ＣＵＰ３２はステップＳ１５で比較結果を判定し、画素交換した注目ブロックＢＯ’の情報量（情報量２）が少ないときには画素交換後の注目ブロックＢＯ’を量子化処理（図５のステップＳ３）に送る（ステップＳ１６）。これに対して画素交換前の注目ブロックＢＯの情報量（情報量１）が少ないとき、ＣＰＵ３２は元の注目ブロックＢＯを量子化処理に送る（ステップＳ１７）。
ＣＰＵ３２が行うステップＳ１１〜ステップＳ１７の各処理は、画像メモリ１１から読み出した画像信号内の全てのブロックに対して施される（ステップＳ１８）。
ＣＰＵ３２は以上の画素交換検証処理（図５のステップＳ２）の後、図５の量子化処理（ステップＳ３）を行う。量子化処理は、半固定長ＡＤＲＣによる符号化処理である。画素交換検証処理の後の、注目ブロックＢＯ又はＢＯ’に対して施し、符号化データを出力する。
最後に、ＣＰＵ３２はステップＳ４で多重化処理を実行し、量子化処理後の符号化データに上記画素交換情報を多重化して多重化ビットプレーンとする。
以上のように、ＣＵＰ３２が符号化プログラムを実行することにより、情報処理装置３０は上述した符号化装置１０と同様に動作する。すなわち、情報処理装置３０は、例えばＨＤＤ３５に記録されている、符号化プログラムを実行することにより、上記図１に示したハードウェア構成を不要としながら、ブロック内の情報量を減らし、符号化効率を向上したブロック符号化を可能とする。
なお、上記符号化プログラムは、ＲＯＭ３１に記録されていてもよい。また、ＰＣカードやＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク（ＦＤ）等のリムーバブル記憶媒体３６に格納されていて、ドライバ３７を介してダウンロードされＨＤＤ３５やＲＡＭ３３に記録されてもよい。また、さらに、通信Ｉ／Ｆ３８を介してネットワークからダウンロードされ、ＨＤＤ３５やＲＡＭ３３に記録されたものでもよい。
次に、復号装置の他の具体例について図４及び図７を用いて説明する。この復号装置の他の具体例は、画像信号を複数の画素データを含むブロックに分割し、符号化情報量が削減されるようブロック間で少なくとも一つの画素データの交換を行った後に、符号化された符号化データを復号するためのコンピュータ制御可能なプログラムを実行する情報処理装置３０である。予め復号プログラムを内部の記録媒体に記録しているもの、或いはフロッピーディスクなどのリムーバブルな記憶媒体経由で内部にダウンロードするものがある。いずれの場合も復号プログラムを実行することで情報処理装置３０は復号装置として機能する。
情報処理装置３０の基本的な構成についての説明は省略するが、通信Ｉ／Ｆ３８は符号化装置１０又はこれと同様に動作する情報処理装置から、伝送媒体１９を介して伝送されてきた上記多重化ビットプレーンを受信するためのＩ／Ｆである点が異なる。
復号プログラムは、上記符号化データから上記ブロック毎の複数の画素データを復号し、上記復号された上記ブロック毎の複数の画素データに関して、ブロック間で交換された画素データを元に戻す逆交換を行うステップを備えている。
この復号プログラムは、ＣＰＵ３２により、例えばＨＤＤ３５から取り出され、ＲＡＭ３３を作業領域としてＣＰＵ３２により実行される。以下、この情報処理装置３０のＣＰＵ３２がＨＤＤ３５から取り出した復号プログラムに従って行う処理について図７を用いて説明する。
先ず、ＣＰＵ３２は、上記多重化ビットプレーンを上記符号化データと上記画素交換情報とに分割する（ステップＳ２１）。次に、ＣＰＵ３２はステップＳ２２で上記符号化データにダイナミックレンジＤＲに応じたブロック単位の復号化処理を施し、ブロック単位の復号データを生成する。
次に、ＣＰＵ３２はステップＳ２１で分割化された上記画素交換情報のうち、画素交換をする／しないを示す１ビットのフラグを見ることにより、符号化装置１０又はこれと同様の情報処理装置側で画素交換をしたか否かを知る。このフラグが“１”であるときには、符号化装置１０又はこれと同様の情報処理装置側で画素交換がされていると判断する。また、水平又は垂直の隣接ブロックのどちらのブロックを画素交換の対象ブロックとするかを示す１ビットと、ブロック内のどの位置の画素を交換するかを示すアドレス６ビットにより、画素交換の対象ブロックとその位置情報を把握する。一方、ＣＰＵ３２は画素交換をする／しないを示す１ビットのフラグが“０”であるときには、符号化装置１０又はこれと同様の情報処理装置側で画素交換がされなかったと判断する。これにより、ＣＰＵ３２では、必要な画素についての画素の逆交換処理（ステップＳ２３）を行うことができる。
そして、最後にＣＰＵ３２はステップＳ２４でブロックを分解し、復号した６４画素からなる画像データを得ることができる。
以上のように、ＣＰＵ３２が復号プログラムを実行することにより、情報処理装置３０は上述した復号装置２０と同様に動作する。すなわち、情報処理装置３０は、例えばＨＤＤ３５に記録されている、符号プログラムを実行することにより、上記図１に示したハードウェア構成を不要としながらも、ブロック内に画素交換があるかどうかの上記フラグに基づき、画素交換がないときには従来と同様の復号化を行い、画素交換がある場合には画素交換情報に基づいて画素逆交換を行って、本来表示すべき画素位置に戻し、ブロック分解してから画像データを生成できる。
なお、上記復号プログラムは、ＲＯＭ３１に記録されていてもよい。また、ＰＣカードやＣＤ−ＲＯＭやフロッピーディスク（ＦＤ）等のリムーバブル記憶媒体３６に格納されていて、ドライバ３７を介してダウンロードされ、ＨＤＤ３５やＲＡＭ３３に記録されてもよい。さらに、通信Ｉ／Ｆ３８を介してネットワークからダウンロードされ、ＨＤＤ３５やＲＡＭ３３に記録されたものでもよい。産業上の利用可能性
本発明の符号化装置は、画像信号に対してブロック符号化を行うとき、符号化ブロックのブロック内相関を大きくすることができ、その結果、ブロック内の情報量を削減して符号化効率を向上できる。また、復号装置は符号化装置からの符号化データを簡単な構成で、容易に復号できる。
また、記録媒体に記録された符号化プログラムを、情報処理装置で実行すれば、ハードウェア構成を不要としながらも、上記符号化装置と同様に、画像信号に対してブロック符号化を行うとき、符号化ブロックのブロック内相関を大きくすることができ、ブロック内の情報量を削減して符号化効率を向上できる。
また、記録媒体に記録された復号化プログラムを、情報処理装置で実行すれば、ハードウェア構成を不要としながらも、上記復号装置と同様に、符号化装置からの符号化データを容易に復号できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施の形態となる画像処理システムの構成を示すブロック図である。
図２Ａは上記画像処理システム内の符号化装置において、注目ブロックの画素を水平方向のブロックと交換する場合を示す図である。また、図２Ｂは注目ブロックの画素を垂直方向のブロックと交換する場合を示す図である。
図３Ａは従来のビットプレーンのフォーマット図である。図３Ｂは上記画像処理システムの符号化装置において画素交換した場合のビットプレーンのフォーマット図である。図３Ｃは上記画像処理システムの復号装置において画素交換をしない場合のビットプレーンのフォーマット図である。
図４は本発明の記録媒体の第１の具体例及び第２の具体例となる外部記憶装置を接続した情報処理装置の構成図である。
図５は上記情報処理装置の記録媒体に記憶された符号化プログラムのフローチャートである。
図６は上記符号化プログラム中の画素交換検証処理を詳細に示すフローチャートである。
図７は上記情報処理装置の記録媒体に記憶された復号プログラムのフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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