JP2642545B2 - 視覚特性のブロック直交変換領域への変換方法 - Google Patents
視覚特性のブロック直交変換領域への変換方法Info
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- JP2642545B2 JP2642545B2 JP26205091A JP26205091A JP2642545B2 JP 2642545 B2 JP2642545 B2 JP 2642545B2 JP 26205091 A JP26205091 A JP 26205091A JP 26205091 A JP26205091 A JP 26205091A JP 2642545 B2 JP2642545 B2 JP 2642545B2
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は画像の圧縮符号化装置
において用いられ、特に人間の視覚特性を考慮した量子
化あるいは評価を行う場合に、視覚特性（周波数特性）
をブロック直交変換領域に変換する変換方式に関するも
のである。
において用いられ、特に人間の視覚特性を考慮した量子
化あるいは評価を行う場合に、視覚特性（周波数特性）
をブロック直交変換領域に変換する変換方式に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の視覚特性の領域変換方式として
は、例えば文献：「可変長符号化方式における視覚特性
を考慮したＤＣＴ係数の最適量子化」（電子情報通信学
会技術研究報告 ＩＥ９０−１０１）に開示されるもの
があった。図３は、この従来の方式を説明するための図
であり、以下、従来の方式の処理手順について説明す
る。 図３に於いて、Ｎ×Ｎのブロックサイズの直交変換
領域の視覚特性を得るため、先ず、Ｎ×Ｎのブロックの
値が全てＡとなる直交変換領域のブロックデータを入力
する。
は、例えば文献：「可変長符号化方式における視覚特性
を考慮したＤＣＴ係数の最適量子化」（電子情報通信学
会技術研究報告 ＩＥ９０−１０１）に開示されるもの
があった。図３は、この従来の方式を説明するための図
であり、以下、従来の方式の処理手順について説明す
る。 図３に於いて、Ｎ×Ｎのブロックサイズの直交変換
領域の視覚特性を得るため、先ず、Ｎ×Ｎのブロックの
値が全てＡとなる直交変換領域のブロックデータを入力
する。
【０００３】 このブロックデータを直交変換し、空
間領域のインパルスを得る。この時インパルスの高さが
１となるように前記係数Ａを調節する。
間領域のインパルスを得る。この時インパルスの高さが
１となるように前記係数Ａを調節する。
【０００４】 空間領域のインパルスを離散フーリエ
変換（ＤＦＴ）を用いて空間周波数領域に変換する。
変換（ＤＦＴ）を用いて空間周波数領域に変換する。
【０００５】 空間周波数領域のデータに対して同じ
く空間周波数領域の視覚特性Ｈ（ｋ，ｍ）を掛ける。
く空間周波数領域の視覚特性Ｈ（ｋ，ｍ）を掛ける。
【０００６】 このデータを逆離散フーリエ変換（Ｉ
ＤＦＴ）を用いて空間領域に変換し、視覚特性による空
間インパルス応答を得る。
ＤＦＴ）を用いて空間領域に変換し、視覚特性による空
間インパルス応答を得る。
【０００７】 最後に、この空間インパルス応答を逆
直交変換することにより所定の直交変換領域に変換し、
直交変換領域における視覚特性を得る。この場合視覚特
性は複素数で表されるのでそのノルムを求め更に前記係
数Ａで正規化することにより直交変換領域における正規
化された視覚特性が得られる。
直交変換することにより所定の直交変換領域に変換し、
直交変換領域における視覚特性を得る。この場合視覚特
性は複素数で表されるのでそのノルムを求め更に前記係
数Ａで正規化することにより直交変換領域における正規
化された視覚特性が得られる。
【０００８】表１は８×８のブロックにおいて、視距離
ＬをＬ＝１０２４（画素）とし、直交変換として離散余
弦変換（ＤＣＴ）を用いた場合のＤＣＴにおける視覚特
性の一例を示したものである。
ＬをＬ＝１０２４（画素）とし、直交変換として離散余
弦変換（ＤＣＴ）を用いた場合のＤＣＴにおける視覚特
性の一例を示したものである。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
変換方式をブロック直交変換領域に応用した場合、本来
多数のブロックに広がるはずの視覚特性による空間イン
パルス応答が１つのブロックに折り返され、正確なイン
パルス応答が得られなくなり、従って正確な視覚特性の
変換が出来なくなるという問題点があった。
変換方式をブロック直交変換領域に応用した場合、本来
多数のブロックに広がるはずの視覚特性による空間イン
パルス応答が１つのブロックに折り返され、正確なイン
パルス応答が得られなくなり、従って正確な視覚特性の
変換が出来なくなるという問題点があった。
【００１１】この発明は以上述べた視覚特性による空間
インパルス応答が１つのブロックに折り返される結果正
確なインパルス応答が得られなくなり、従って正確な視
覚特性の変換が出来なくなるというブロック分割による
視覚特性への悪影響を除去し視覚特性を正確に変換する
変換方式を提供することを目的とする。
インパルス応答が１つのブロックに折り返される結果正
確なインパルス応答が得られなくなり、従って正確な視
覚特性の変換が出来なくなるというブロック分割による
視覚特性への悪影響を除去し視覚特性を正確に変換する
変換方式を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、（ａ）空間領域中のＭ×Ｎの空間インパ
ルスをｍＭ×ｎＮに領域拡張し、（ｍ，ｎ，Ｍ，Ｎ：正
の整数） （ｂ）前記領域拡張された空間インパルスを
空間周波数領域に変換し、（ｃ）前記空間周波数領域に
変換された空間インパルスに空間周波数領域における視
覚特性を乗じ、空間領域に逆変換して空間インパルス応
答を求め、（ｄ）前記空間インパルス応答をブロック直
交変換領域に変換し、各ブロックの同一成分のノルム値
を求め、（ｅ）前記空間インパルスをブロック直交変換
領域に変換し、各成分の絶対値を求め、（ｆ）前記空間
インパルス応答のノルム値と前記空間インパルスの絶対
値との比によりブロック直交変換領域における視覚特性
を求めることを特徴とする。
決するために、（ａ）空間領域中のＭ×Ｎの空間インパ
ルスをｍＭ×ｎＮに領域拡張し、（ｍ，ｎ，Ｍ，Ｎ：正
の整数） （ｂ）前記領域拡張された空間インパルスを
空間周波数領域に変換し、（ｃ）前記空間周波数領域に
変換された空間インパルスに空間周波数領域における視
覚特性を乗じ、空間領域に逆変換して空間インパルス応
答を求め、（ｄ）前記空間インパルス応答をブロック直
交変換領域に変換し、各ブロックの同一成分のノルム値
を求め、（ｅ）前記空間インパルスをブロック直交変換
領域に変換し、各成分の絶対値を求め、（ｆ）前記空間
インパルス応答のノルム値と前記空間インパルスの絶対
値との比によりブロック直交変換領域における視覚特性
を求めることを特徴とする。
【００１３】
【作用】この発明によれば、Ｍ×Ｎのブロックサイズの
空間インパルスを有する空間領域をブロックサイズに応
じて設定可変な拡張倍率ｍ，ｎによりｍ・Ｍ×ｎ・Ｎの
領域に拡張する際に、空間インパルス応答に折り返しが
生じないように拡張倍率を選択すると共に該拡張領域に
於いて前記空間インパルスのピーク点を空間の中央付近
に配置し、該拡張領域において空間周波数領域に変換さ
れたのち視覚特性が付与されブロック直交変換された空
間インパルスのノルム値とブロック直交変換された空間
インパルスの絶対値との比を求め、これによりブロック
直交変換領域における視覚特性を求めており、前記空間
インパルスの折り返しによる歪みの生じない正確な視覚
特性の変換を可能としている。
空間インパルスを有する空間領域をブロックサイズに応
じて設定可変な拡張倍率ｍ，ｎによりｍ・Ｍ×ｎ・Ｎの
領域に拡張する際に、空間インパルス応答に折り返しが
生じないように拡張倍率を選択すると共に該拡張領域に
於いて前記空間インパルスのピーク点を空間の中央付近
に配置し、該拡張領域において空間周波数領域に変換さ
れたのち視覚特性が付与されブロック直交変換された空
間インパルスのノルム値とブロック直交変換された空間
インパルスの絶対値との比を求め、これによりブロック
直交変換領域における視覚特性を求めており、前記空間
インパルスの折り返しによる歪みの生じない正確な視覚
特性の変換を可能としている。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。
ら詳述する。
【００１５】図１は本発明の一実施例を示す装置の機能
ブロック図であり、図１において、入力１０１はＭ×Ｎ
のブロックサイズ（Ｍ，Ｎは高速変換等の都合上Ｍ，Ｎ
＝２P と設定されることが多い）の空間インパルスであ
る。このインパルスのピーク点は後述のインパルス応答
の特性を考慮してブロックの中央付近に置かれる。
ブロック図であり、図１において、入力１０１はＭ×Ｎ
のブロックサイズ（Ｍ，Ｎは高速変換等の都合上Ｍ，Ｎ
＝２P と設定されることが多い）の空間インパルスであ
る。このインパルスのピーク点は後述のインパルス応答
の特性を考慮してブロックの中央付近に置かれる。
【００１６】空間領域拡張手段１は、前記入力１０１の
Ｍ×Ｎのブロックを中心として空間領域をｍＭ×ｎＮの
領域に拡張する。但し、ｍ，ｎは正の整数で、インパル
ス応答に折り返しが生じないようにブロックサイズに応
じた好適な値が後述のように選択される。
Ｍ×Ｎのブロックを中心として空間領域をｍＭ×ｎＮの
領域に拡張する。但し、ｍ，ｎは正の整数で、インパル
ス応答に折り返しが生じないようにブロックサイズに応
じた好適な値が後述のように選択される。
【００１７】離散フーリエ変換（ＤＦＴ）手段２は、拡
張されたｍＭ×ｎＮの空間領域１０２を空間周波数領域
に変換する。
張されたｍＭ×ｎＮの空間領域１０２を空間周波数領域
に変換する。
【００１８】視覚特性付加手段３は、空間周波数領域に
変換された空間インパルス１０３に視覚特性テーブル９
から出力される空間周波数領域における視覚特性１１１
を乗算する。
変換された空間インパルス１０３に視覚特性テーブル９
から出力される空間周波数領域における視覚特性１１１
を乗算する。
【００１９】逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）４は、視
覚特性が付加され空間周波数領域に変換された空間イン
パルス１０４を再び空間領域に変換する。この結果、視
覚特性による空間インパルス応答１０５が得られる。
覚特性が付加され空間周波数領域に変換された空間イン
パルス１０４を再び空間領域に変換する。この結果、視
覚特性による空間インパルス応答１０５が得られる。
【００２０】ブロック直交変換手段５は前記空間インパ
ルス応答１０５をＭ×Ｎのブロック直交変換領域に変換
すると共に前記空間インパルス入力１０１を１ブロック
のみブロック直交変換する。
ルス応答１０５をＭ×Ｎのブロック直交変換領域に変換
すると共に前記空間インパルス入力１０１を１ブロック
のみブロック直交変換する。
【００２１】ノルム演算手段６は、ブロック直交変換さ
れた前記各ブロックの同一成分１０６のノルム演算を行
い、絶対値手段７は直交変換された前記空間インパルス
１０８の絶対値演算を行う。
れた前記各ブロックの同一成分１０６のノルム演算を行
い、絶対値手段７は直交変換された前記空間インパルス
１０８の絶対値演算を行う。
【００２２】比較正規化手段８は視覚特性の付加された
空間インパルスの直交変換値１０７と空間インパルスの
直交変換値１０９との比を取り必要に応じて正規化を行
いブロック直交変換領域における視覚特性１１０を出力
する。
空間インパルスの直交変換値１０７と空間インパルスの
直交変換値１０９との比を取り必要に応じて正規化を行
いブロック直交変換領域における視覚特性１１０を出力
する。
【００２３】次に視覚特性のブロック直交変換領域への
変換方式の詳細および手順を図２を参照して説明する。
変換方式の詳細および手順を図２を参照して説明する。
【００２４】 先ずＭ×Ｎのブロックサイズの空間イ
ンパルス［Ｘ（ｋ，ｌ）］３１を入力する。但し［・］
は行列を表し、ｋ，ｌは０≦ｋ＜Ｍ，０≦ｌ＜Ｎの離散
値をとる。
ンパルス［Ｘ（ｋ，ｌ）］３１を入力する。但し［・］
は行列を表し、ｋ，ｌは０≦ｋ＜Ｍ，０≦ｌ＜Ｎの離散
値をとる。
【００２５】
【数１】
【００２６】 前記空間インパルス［Ｘ（ｋ，ｌ）］
が中央となるように空間を（ｍ×ｎ）倍に拡張し（但し
ｍ，ｎ≧１）、拡張された領域のデータを全て“０”と
する。尚、拡張倍率ｍ，ｎは例えばＭ，Ｎ＝８の場合
ｍ，ｎ≧３、Ｍ，Ｎ＝１６の場合ｍ，ｎ≧２、Ｍ，Ｎ≧
３２の場合ｍ，ｎ≧１とすると空間インパルス応答が１
つのブロックに折り返されることのない良好な結果が得
られる。
が中央となるように空間を（ｍ×ｎ）倍に拡張し（但し
ｍ，ｎ≧１）、拡張された領域のデータを全て“０”と
する。尚、拡張倍率ｍ，ｎは例えばＭ，Ｎ＝８の場合
ｍ，ｎ≧３、Ｍ，Ｎ＝１６の場合ｍ，ｎ≧２、Ｍ，Ｎ≧
３２の場合ｍ，ｎ≧１とすると空間インパルス応答が１
つのブロックに折り返されることのない良好な結果が得
られる。
【００２７】 領域拡張された空間インパルス３２を
離散フーリエ変換（ＤＦＴ）する。このＤＦＴは次式
（２）で表される。
離散フーリエ変換（ＤＦＴ）する。このＤＦＴは次式
（２）で表される。
【００２８】
【数２】
【００２９】 ［Ｆ（ｕ，ｖ）］３３に視覚特性のＤ
ＦＴ値［ＨF （ｕ，ｖ）］３４を掛けこの値３５を逆離
散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）し空間領域に戻す。このＩ
ＤＦＴは次式（３）で表される。得られた［ＸH （ｋ，
ｌ）］３６は前記空間インパルスの視覚特性による応答
となる。
ＦＴ値［ＨF （ｕ，ｖ）］３４を掛けこの値３５を逆離
散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）し空間領域に戻す。このＩ
ＤＦＴは次式（３）で表される。得られた［ＸH （ｋ，
ｌ）］３６は前記空間インパルスの視覚特性による応答
となる。
【００３０】
【数３】
【００３１】 前記インパルス応答［ＸH （ｋ，
ｌ）］に対してＭ×Ｎのブロック直交変換を施すと共に
前記空間インパルス［Ｘ（ｋ，ｌ）］も同様にブロック
直交変換する。このブロック直交変換はそれぞれ次式
（４）、（５）で表される。但し、式（４）における
（ｉ，ｊ）はブロック番号を表し、［Ｃ］は任意の直交
変換関数行列であり［Ｃt ］はその転置行列である。
ｌ）］に対してＭ×Ｎのブロック直交変換を施すと共に
前記空間インパルス［Ｘ（ｋ，ｌ）］も同様にブロック
直交変換する。このブロック直交変換はそれぞれ次式
（４）、（５）で表される。但し、式（４）における
（ｉ，ｊ）はブロック番号を表し、［Ｃ］は任意の直交
変換関数行列であり［Ｃt ］はその転置行列である。
【００３２】 ［ＣH (i,j) (u,v) ］＝［Ｃt ］・［ＸH (i・M+k,j ・ N+l)］・［Ｃ］ (4) ［ＣX (u,v) ］＝［Ｃt ］・［Ｘ(k,l) ］・［Ｃ］ (5) ［ＣH (i,j) (u,v) ］３７は［ＣX (u,v) ］３９の
視覚特性を示しているが、視覚特性の画像圧縮、評価へ
の応用を考えて［ＣH (i,j) (u,v) ］の各ブロックの同
一成分のノルム‖ＣH (u,v) ‖を次式（６）により対象
となる行列の各要素の絶対値の二乗和の平方根として定
義し、［‖ＣH (u,v) ‖］３８を求めると共に［Ｃ
X (u,v) ］の各要素の絶対値からなる［｜ＣX (u,v)
｜］４０を求める。
視覚特性を示しているが、視覚特性の画像圧縮、評価へ
の応用を考えて［ＣH (i,j) (u,v) ］の各ブロックの同
一成分のノルム‖ＣH (u,v) ‖を次式（６）により対象
となる行列の各要素の絶対値の二乗和の平方根として定
義し、［‖ＣH (u,v) ‖］３８を求めると共に［Ｃ
X (u,v) ］の各要素の絶対値からなる［｜ＣX (u,v)
｜］４０を求める。
【００３３】
【数４】
【００３４】 最後に、式（７）で与えられる［‖Ｃ
H (u,v) ‖］と［｜ＣX (u,v) ｜］との各要素間の比を
求め、ブロック直交変換領域における視覚特性とする。
視覚特性［ＨC ］４１は必要に応じて正規化、あるいは
Ｋ倍することが可能である。 ＨC (u,v) ＝‖ＣH (u,v) ‖／｜ＣX (u,v) ｜ (7) Ｌ＝１０２４，Ｓ＝３，Ｍ，Ｎ＝８，ｍ，ｎ＝３の場合
の視覚特性をブロック余弦変換領域に変換した例を表２
から表５に示す。表２は空間インパルス応答［ＸH ］を
示したものであり、表３は［ＸH ］をブロック余弦変換
した［ＣH ］を示したものである。表４は空間インパル
スをブロック余弦変換した［Ｃx ］を示し、表５はブロ
ック余弦変換領域における視覚特性［ＨC ］である。
H (u,v) ‖］と［｜ＣX (u,v) ｜］との各要素間の比を
求め、ブロック直交変換領域における視覚特性とする。
視覚特性［ＨC ］４１は必要に応じて正規化、あるいは
Ｋ倍することが可能である。 ＨC (u,v) ＝‖ＣH (u,v) ‖／｜ＣX (u,v) ｜ (7) Ｌ＝１０２４，Ｓ＝３，Ｍ，Ｎ＝８，ｍ，ｎ＝３の場合
の視覚特性をブロック余弦変換領域に変換した例を表２
から表５に示す。表２は空間インパルス応答［ＸH ］を
示したものであり、表３は［ＸH ］をブロック余弦変換
した［ＣH ］を示したものである。表４は空間インパル
スをブロック余弦変換した［Ｃx ］を示し、表５はブロ
ック余弦変換領域における視覚特性［ＨC ］である。
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば視
覚特性の空間インパルス応答を正確に表現し、この空間
インパルス応答の広がりによる周囲ブロックへの影響を
適切に表現しているので、適切な視覚特性のブロック直
交変換領域への変換が実現出来る。
覚特性の空間インパルス応答を正確に表現し、この空間
インパルス応答の広がりによる周囲ブロックへの影響を
適切に表現しているので、適切な視覚特性のブロック直
交変換領域への変換が実現出来る。
【００４０】また、画像圧縮符号化装置等では画像の視
覚特性に適した量子化法または符号化法は重要な役割を
果たしているので正確な視覚特性を用いることにより画
像の圧縮符号化効率を大幅に向上させることが可能とな
り、また画像の品質向上も可能となる。
覚特性に適した量子化法または符号化法は重要な役割を
果たしているので正確な視覚特性を用いることにより画
像の圧縮符号化効率を大幅に向上させることが可能とな
り、また画像の品質向上も可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す装置の機能ブロック図
である。
である。
【図２】本発明の変換方式の説明図である。
【図３】従来方式の説明図である。
１ 空間領域拡張手段 ２ ＤＦＴ手段 ３ 視覚特性付加手段 ４ ＩＤＦＴ手段 ５ ブロック直交変換手段 ６ ノルム演算手段 ７ 絶対値演算手段 ８ 比較・正規化手段 ９ 視覚特性テーブル
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）空間領域中のＭ×Ｎの空間インパル
スをｍＭ×ｎＮに領域拡張し、（ｍ，ｎ，Ｍ，Ｎ：正の
整数） （ｂ）前記領域拡張された空間インパルスを空間周波数
領域に変換し、 （ｃ）前記空間周波数領域に変換された空間インパルス
に空間周波数領域における視覚特性を乗じ、空間領域に
逆変換して空間インパルス応答を求め、 （ｄ）前記空間インパルス応答をブロック直交変換領域
に変換し、各ブロックの同一成分のノルム値を求め、 （ｅ）前記空間インパルスをブロック直交変換領域に変
換し、各成分の絶対値を求め、 （ｆ）前記空間インパルス応答のノルム値と前記空間イ
ンパルスの絶対値との比によりブロック直交変換領域に
おける視覚特性を求めることを特徴とする視覚特性のブ
ロック直交変換領域への変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26205091A JP2642545B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 視覚特性のブロック直交変換領域への変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26205091A JP2642545B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 視覚特性のブロック直交変換領域への変換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06113278A JPH06113278A (ja) | 1994-04-22 |
| JP2642545B2 true JP2642545B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17370342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26205091A Expired - Fee Related JP2642545B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 視覚特性のブロック直交変換領域への変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642545B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0951504A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像符号化装置及び画像復号化装置 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP26205091A patent/JP2642545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＶＯＬ．ＣＯＭ−３３〜６！（１９８５）Ｐ．５５１−５５７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06113278A (ja) | 1994-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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