JP2003047009A - Hierarchical encoding method and decoding method for digital image signal - Google Patents
Hierarchical encoding method and decoding method for digital image signalInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 階層表現を採用しているにもかかわらず、伝
送データ量が増加せず、また、ハードウエアの規模が小
さく、さらに、高速の復号を可能とする。
【解決手段】 第1階層が入力ディジタル画像信号によ
り構成される。第1階層の2×2=4画素(a、b、
c、d)の平均値m1が形成される。第2階層は、この
ように形成された平均値からなる。4画素の中で、一つ
の画素dの伝送が省略される。従って、伝送データ量
は、平均値データと3画素とであり、元の4画素分のデ
ータ量と等しい。第2階層の2×2のデータから平均値
M1が形成される。M1〜M4が第3階層である。さら
に、M1〜M4の平均値Mが形成される。Mが第4階層
である。平均値に限らず、最上位の階層を除いて、上位
の階層の平均値に対する差分データを伝送しても良い。
(57) [Summary] [PROBLEMS] Despite employing a hierarchical representation, the amount of transmission data does not increase, the scale of hardware is small, and high-speed decoding is enabled. SOLUTION: A first layer is constituted by an input digital image signal. 2 × 2 = 4 pixels (a, b,
An average value m1 of c and d) is formed. The second layer is composed of the average values thus formed. The transmission of one pixel d among the four pixels is omitted. Therefore, the transmission data amount is the average value data and three pixels, and is equal to the data amount of the original four pixels. An average value M1 is formed from 2 × 2 data of the second hierarchy. M1 to M4 are the third hierarchy. Further, an average value M of M1 to M4 is formed. M is the fourth hierarchy. Not only the average value, but also the difference data with respect to the average value of the upper layer, excluding the highest layer, may be transmitted.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディジタ
ル画像信号を異なる解像度を表現する複数の信号へ分割
し、各信号を符号化して伝送するようにしたディジタル
画像信号の階層符号化方法および階層復号化方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention, for example, divides a digital image signal into a plurality of signals expressing different resolutions, encodes each signal, and transmits the digital image signal. Regarding the method of conversion.
【0002】[0002]
【従来の技術】高解像度画像信号を第1の階層として、
これより解像度が低い第2の階層の画像信号、第2の階
層の画像信号より解像度が低い第3の階層の画像信号、
・・・・を形成する符号化(階層符号化と称される)が
提案されている。この符号化によれば、複数の階層の画
像信号を一つの伝送路(通信路、記録/再生プロセス)
を介して伝送し、受信側では、複数の階層とそれぞれ対
応するテレビジョンモニタの何れか一つにより伝送画像
データを再生することができる。2. Description of the Related Art A high-resolution image signal is used as a first layer,
An image signal of the second layer having a lower resolution than this, an image signal of the third layer having a lower resolution than the image signal of the second layer,
.. has been proposed (referred to as hierarchical coding). According to this encoding, image signals of a plurality of layers can be transmitted in one transmission path (communication path, recording / reproducing process).
The transmission image data can be reproduced on the receiving side by any one of the television monitors corresponding to the plurality of layers.
【0003】より具体的には、標準解像度ビデオ信号、
ハイビジョン信号等の高解像度ビデオ信号、コンピュー
タディスプレーの画像データ、画像データベースを高速
検索するための低解像度ビデオ信号等が異なる解像度の
ビデオ信号として存在している。また、解像度の高低以
外に、画像の縮小に対しても、かかる階層符号化を応用
することが可能である。More specifically, a standard definition video signal,
High-resolution video signals such as high-definition signals, image data of computer displays, low-resolution video signals for high-speed retrieval of image databases, etc. exist as video signals of different resolutions. In addition to high and low resolutions, such hierarchical coding can be applied to image reduction.
【0004】先に提案されている階層符号化装置の一例
を図8に示す。この例は、3階層の符号化であり、第1
階層の画像信号に対して、画素数が1/4の第2階層の
画像信号、画素数が1/16の第3階層(最上位階層)
の画像信号を伝送するものである。図8に示すように、
41で示す入力端子に対して、ディジタル画像信号が供
給される。この入力画像信号が第1階層の信号である。
入力画像信号が間引き回路42および減算回路43に供
給される。間引き回路42に対して、間引き回路44を
介して符号化回路45が接続され、符号化回路45から
第3階層用の出力端子53が導出される。FIG. 8 shows an example of the hierarchical coding apparatus proposed previously. This example is a three-layer encoding, and the first
The image signal of the second layer in which the number of pixels is 1/4 with respect to the image signal of the layer, the third layer (the highest layer) in which the number of pixels is 1/16
The image signal is transmitted. As shown in FIG.
A digital image signal is supplied to an input terminal 41. This input image signal is the first layer signal.
The input image signal is supplied to the thinning circuit 42 and the subtraction circuit 43. The coding circuit 45 is connected to the thinning circuit 42 via the thinning circuit 44, and the output terminal 53 for the third layer is derived from the coding circuit 45.
【0005】間引き回路42および44のそれぞれは、
水平方向および垂直方向において画素数を1/2に間引
き、画素数を1/4に減少させるものである。入力画像
信号に対して画素数が1/16とされた間引き回路44
の出力画像信号が符号化回路45により符号化されて出
力端子53に取り出される。通常、間引き回路42、4
3としては、間引きフィルタが使用される。Each of the thinning circuits 42 and 44 is
The number of pixels is halved in the horizontal and vertical directions, and the number of pixels is reduced to ¼. Thinning circuit 44 in which the number of pixels is 1/16 with respect to the input image signal
The output image signal of is encoded by the encoding circuit 45 and is output to the output terminal 53. Usually, thinning circuits 42 and 4
For 3, a thinning filter is used.
【0006】間引き回路42の出力画像信号が補間回路
46および減算回路47に供給される。補間回路46
は、間引かれた画素を補間し、補間回路46の出力画像
信号が減算回路43に供給される。減算回路43では、
入力画像信号と補間回路46の出力信号との差分が画素
毎に計算される。減算回路43からの差分信号が符号化
回路48により符号化される。符号化回路48から第1
階層用の出力端子51が導出される。The output image signal of the thinning circuit 42 is supplied to the interpolation circuit 46 and the subtraction circuit 47. Interpolation circuit 46
Interpolates the thinned pixels, and the output image signal of the interpolation circuit 46 is supplied to the subtraction circuit 43. In the subtraction circuit 43,
The difference between the input image signal and the output signal of the interpolation circuit 46 is calculated for each pixel. The difference signal from the subtraction circuit 43 is encoded by the encoding circuit 48. From the encoding circuit 48 to the first
The output terminal 51 for the hierarchy is derived.
【0007】間引き回路44の出力信号が補間回路49
を介して減算回路47に供給される。減算回路47は、
間引き回路42の出力信号と補間回路49の出力信号の
差分値を画素毎に計算する。この減算回路47からの差
分信号が符号化回路50に供給される。符号化回路50
から第2階層用の出力端子52が導出される。補間回路
46、49は、通常、補間フィルタにより構成される。
符号化回路45、50、48は、伝送データ量を圧縮す
るための符号化を行う。The output signal of the thinning circuit 44 is an interpolation circuit 49.
Is supplied to the subtraction circuit 47 via. The subtraction circuit 47
The difference value between the output signal of the thinning circuit 42 and the output signal of the interpolation circuit 49 is calculated for each pixel. The difference signal from the subtraction circuit 47 is supplied to the encoding circuit 50. Encoding circuit 50
From the output terminal 52 for the second layer. The interpolation circuits 46 and 49 are usually composed of interpolation filters.
The encoding circuits 45, 50 and 48 perform encoding for compressing the transmission data amount.
【0008】出力端子51に生じる信号が第1階層の符
号化差分信号であり、出力端子52に生じる信号が第2
階層の符号化差分信号であり、出力端子53に生じる信
号が第3階層の符号化差分信号である。このように従来
の階層符号化装置は、間引きによって上位階層を形成
し、各階層では、上位階層のデータを一旦補間したデー
タとの差分データを生成し、最上位階層のデータとそれ
以外の階層の差分データとをそれぞれ符号化している。The signal generated at the output terminal 51 is a first layer encoded differential signal, and the signal generated at the output terminal 52 is the second differential signal.
This is a layered encoded difference signal, and the signal generated at the output terminal 53 is a third layer encoded difference signal. As described above, the conventional hierarchical encoding device forms an upper layer by thinning out, and in each layer, generates difference data from data in which the data of the upper layer is interpolated once, and the data of the highest layer and other layers are generated. And the difference data of are encoded respectively.
【0009】図9は、図8の従来の符号化装置と対応す
る復号装置の構成である。61、62および63でそれ
ぞれ示す入力端子に対して、上述の最上位階層の信号と
それ以外の階層の符号化差分信号がそれぞれ供給され
る。入力端子63からの最上位階層の信号が復号化回路
64に供給され、復号化回路64の出力信号が出力端子
73に出力されるとともに、補間回路67に供給され
る。FIG. 9 shows the configuration of a decoding device corresponding to the conventional coding device of FIG. To the input terminals 61, 62 and 63, the above-mentioned signal of the highest layer and the coded difference signals of the other layers are respectively supplied. The signal of the highest hierarchy from the input terminal 63 is supplied to the decoding circuit 64, the output signal of the decoding circuit 64 is output to the output terminal 73 and the interpolation circuit 67.
【0010】入力端子62からの第2階層の符号化差分
信号が復号化回路65で復号され、差分信号が加算回路
68に供給される。加算回路68は、補間回路67で同
じ解像度とされた画像信号に対して差分信号を加算し、
出力端子72に第2階層の画像信号が得られる。The second layer encoded differential signal from the input terminal 62 is decoded by the decoding circuit 65, and the differential signal is supplied to the adding circuit 68. The adder circuit 68 adds the difference signal to the image signals having the same resolution by the interpolation circuit 67,
The image signal of the second layer is obtained at the output terminal 72.
【0011】入力端子61からの符号化差分信号が復号
化回路66に供給され、その出力には、第3階層の差分
信号が生じる。この差分信号が加算回路70に供給され
る。加算回路70では、補間回路69で生成された画像
信号に対して、復号差分信号が加算される。この加算回
路70と接続された出力端子71からは第1階層の画像
信号が取り出される。The encoded differential signal from the input terminal 61 is supplied to the decoding circuit 66, and a third level differential signal is generated at the output thereof. This difference signal is supplied to the adding circuit 70. The addition circuit 70 adds the decoded difference signal to the image signal generated by the interpolation circuit 69. From the output terminal 71 connected to the adder circuit 70, the image signal of the first layer is taken out.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の階層符号
化においては、階層に分離する毎に情報量がもとのもの
より増加してしまうという欠点があった。上述のよう
に、画素数を1/4ずつに間引いく場合には、データ数
が1.31≒(1+1/4+1/16)倍に増加する。
また、入力画像の4画素を平均化し、その上の階層の画
像を生成する場合でも、伝送すべき画素数は、平均値を
含むために、(1+1/4)倍に増加する。階層数を増
すのに応じて、伝送が必要な画素数が(1+1/4+1
/16+1/64+・・・・・・)倍に増加していく。
そのため、階層表現を得る代わりに、符号化効率の劣化
という問題が発生していた。The above-mentioned conventional layered coding has a drawback that the amount of information increases every time it is separated into layers. As described above, when the number of pixels is thinned out by 1/4, the number of data increases by 1.31≈ (1 + 1/4 + 1/16) times.
Further, even when the four pixels of the input image are averaged and an image of a layer above it is generated, the number of pixels to be transmitted is increased by (1 + 1/4) times because the average value is included. As the number of layers increases, the number of pixels that need to be transmitted is (1 + 1/4 + 1).
/ 16 + 1/64 + ...) Doubled.
Therefore, instead of obtaining the hierarchical representation, there is a problem that the coding efficiency is deteriorated.
【0013】また、従来の階層符号化の復号装置は、補
間フィルタにより上位階層の画像データから画像を発生
し、この画像に対して差分値を加算してその階層の画像
データを得ている。その結果、ハードウエア規模が増大
し、また、復号に必要な演算時間が増大する問題があっ
た。Further, the conventional hierarchical coding decoding apparatus generates an image from the image data of the upper layer by the interpolation filter and adds the difference value to this image to obtain the image data of the layer. As a result, there is a problem that the scale of hardware increases and the operation time required for decoding increases.
【0014】従って、この発明の目的は、符号化効率の
低下が防止され、また、ハードウエア規模が小さく、さ
らに、復号時の演算時間が短くて良い利点を有するディ
ジタル画像信号の階層符号化方法および復号方法を提供
することにある。Therefore, an object of the present invention is to prevent a decrease in coding efficiency, have a small hardware scale, and have a merit that a calculation time at the time of decoding is short, which is advantageous. And to provide a decoding method.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
画像データが供給され、この入力画像データを異なる解
像度を表現する、少なくとも第1および第2の階層デー
タへ分割するようにしたディジタル画像信号の階層符号
化方法において、第1の階層のN個の画素データの平均
値データにより、第2の階層のデータを形成するための
平均化ステップと、第1の階層のN個の画素データを
(N−1)個の画素データへ減少させ、(N−1)個の
画素データを符号化する第1の符号化ステップと、平均
化ステップで得られた第2の階層のデータを符号化する
第2の符号化ステップとからなるディジタル画像信号の
階層符号化方法である。According to a first aspect of the present invention, digital image data supplied with input image data is divided into at least first and second hierarchical data representing different resolutions. In an image signal hierarchical encoding method, an averaging step for forming data of a second layer by average value data of N pixel data of a first layer, and N pixels of the first layer The first encoding step of reducing the data to (N-1) pixel data and encoding the (N-1) pixel data, and the data of the second layer obtained in the averaging step are And a second encoding step for encoding, which is a hierarchical encoding method for a digital image signal.
【0016】請求項3に記載の発明は、入力画像データ
が供給され、この入力画像データを異なる解像度を表現
する、少なくとも第1および第2の階層データへ分割す
るようにしたディジタル画像信号の階層符号化方法にお
いて、第1の階層のN個の画素データの平均値データに
より、第2の階層のデータを形成するための平均化ステ
ップと、第2の階層の平均値データと第1の階層の画素
データとの(N−1)個の差分データを生成するための
差分データ生成ステップと、(N−1)個の差分データ
を符号化する第1の符号化ステップと、平均化ステップ
で得られた第2の階層のデータを符号化する第2の符号
化ステップとからなるディジタル画像信号の階層符号化
方法である。According to a third aspect of the present invention, a hierarchy of digital image signals supplied with input image data and adapted to divide the input image data into at least first and second hierarchical data representing different resolutions. In the encoding method, an averaging step for forming data of the second layer by the average value data of N pixel data of the first layer, the average value data of the second layer and the first layer Difference data generation step for generating (N-1) difference data with respect to the pixel data, a first encoding step for encoding the (N-1) difference data, and an averaging step. And a second encoding step for encoding the obtained second layer data.
【0017】平均値または平均値に対する差分で他の階
層のデータを構成するので、一つの画素データまたは一
つの差分データの伝送を省略しても、受信側でこれを復
元することができる。従って、各階層のデータを伝送す
るにもかかわらず、伝送画素数が増加しない。また、デ
コーダ側で演算時間が短くなり、高速処理ができ、さら
に、ハードウエアの規模が小さくて良い利点がある。Since the data of the other layers are constructed by the average value or the difference from the average value, even if the transmission of one pixel data or one difference data is omitted, it can be restored on the receiving side. Therefore, although the data of each layer is transmitted, the number of transmission pixels does not increase. Further, there is an advantage that the calculation time is shortened on the decoder side, high-speed processing is possible, and the hardware scale is small.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図1には、符号化装置の
構成例を示す。入力端子1からのディジタル画像信号が
平均化回路2および符号化回路8に供給される。この例
では、入力信号によって第1階層が構成され、符号化回
路8から第1階層用の出力端子12が導出される。平均
化回路2は、例えば(N=2×2=4)画素のレベルの
平均値を形成する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of the encoding device. The digital image signal from the input terminal 1 is supplied to the averaging circuit 2 and the encoding circuit 8. In this example, the input signal forms the first layer, and the output terminal 12 for the first layer is derived from the encoding circuit 8. The averaging circuit 2 forms an average value of the levels of (N = 2 × 2 = 4) pixels, for example.
【0019】図3の最も下に第1階層の部分的画像(8
×8画素)が示されている。図3において、一つの正方
形が一つの画素を表している。平均化回路2は、例えば
1/4(a+b+c+d)=m1の処理を行う。従っ
て、平均化回路2の出力では、入力画像の(8×8画
素)と対応する部分が(4×4画素)になる。この平均
化回路2の出力が第2階層の信号である。At the bottom of FIG. 3, the first partial image (8
× 8 pixels) are shown. In FIG. 3, one square represents one pixel. The averaging circuit 2 performs the processing of, for example, 1/4 (a + b + c + d) = m1. Therefore, in the output of the averaging circuit 2, the portion corresponding to (8 × 8 pixels) of the input image becomes (4 × 4 pixels). The output of the averaging circuit 2 is the second layer signal.
【0020】平均化回路2の出力信号が平均化回路3お
よび符号化回路7に供給される。符号化回路7から第2
階層用の出力端子11が導出される。平均化回路3は、
第2階層の(2×2)の4個の平均値の平均値を形成
し、第3階層のデータを生成する。例えば1/4(m1
+m2+m3+m4)=M1の処理を行う。従って、平
均化回路3の出力では、入力画像の(8×8画素)の領
域が(2×2画素)の領域になる。この平均化回路3の
出力が第3階層の信号である。The output signal of the averaging circuit 2 is supplied to the averaging circuit 3 and the encoding circuit 7. From the encoding circuit 7 to the second
The output terminal 11 for the hierarchy is derived. The averaging circuit 3
The average value of the four (2 × 2) average values of the second layer is formed, and the data of the third layer is generated. For example, 1/4 (m1
+ M2 + m3 + m4) = M1 is performed. Therefore, in the output of the averaging circuit 3, the (8 × 8 pixel) area of the input image becomes the (2 × 2 pixel) area. The output of the averaging circuit 3 is the signal of the third layer.
【0021】さらに、平均化回路3の出力信号が平均化
回路4および符号化回路6に供給される。符号化回路6
から第3階層用の出力端子10が導出される。平均化回
路4は、第3階層の(2×2)の4個の平均値から平均
値を形成する。すなわち、1/4(M1+M2+M3+
M4)=Mの処理を行う。従って、平均化回路4の出力
では、入力画像の(8×8)が1画素となる。この平均
化回路4の出力が最上位の第4階層の信号である。平均
化回路4の出力信号が符号化回路5に供給され、符号化
回路5から第4階層用の出力端子9が導出される。図3
から分かるように、階層が変化するに従って、画素数が
1/4、1/16、1/64と減少する。従って、画像
の面積を一定とすると、解像度が同様の割合で低下す
る。画素間の距離が一定であれば、画像の大きさが同様
の割合で縮小される。Further, the output signal of the averaging circuit 3 is supplied to the averaging circuit 4 and the encoding circuit 6. Encoding circuit 6
From the output terminal 10 for the third layer. The averaging circuit 4 forms an average value from four (2 × 2) average values of the third hierarchy. That is, 1/4 (M1 + M2 + M3 +
M4) = M processing is performed. Therefore, in the output of the averaging circuit 4, (8 × 8) of the input image becomes one pixel. The output of the averaging circuit 4 is the signal of the fourth highest layer. The output signal of the averaging circuit 4 is supplied to the encoding circuit 5, and the output terminal 9 for the fourth layer is derived from the encoding circuit 5. Figure 3
As can be seen from the above, as the hierarchy changes, the number of pixels decreases to 1/4, 1/16, and 1/64. Therefore, if the area of the image is constant, the resolution will decrease at the same rate. If the distance between pixels is constant, the size of the image is reduced at the same rate.
【0022】符号化回路5、6、7、8は、伝送データ
を圧縮する符号化を行い、最上位の第4階層に対する符
号化回路5を除く他の符号化回路6、7、8は、伝送す
べきデータを抜き出す処理も行う。すなわち、4画素の
データの中で、一つの画素データの伝送を省略する。そ
の結果、伝送データ量の増加を防止できる。例えば符号
化回路7では、平均化回路2からの平均値m1、m2、
m3、m4が供給される。若し、これらの4個の平均値
データを伝送すると、伝送データ量が増大し、伝送効率
が低下する。そこで、これらのデータの中の一つ例えば
m4の伝送を省略する処理を符号化回路7が行う。他の
符号化回路6および8も上述と同様に、一つのデータの
伝送を省略する処理を行う。図3において、(4×4)
画素の中で、線を付した右下の画素データあるいは平均
値データが省略されるデータである。The coding circuits 5, 6, 7, 8 perform coding for compressing the transmission data, and the other coding circuits 6, 7, 8 except the coding circuit 5 for the uppermost fourth layer, The process of extracting the data to be transmitted is also performed. That is, transmission of one pixel data among the data of four pixels is omitted. As a result, it is possible to prevent an increase in the amount of transmission data. For example, in the encoding circuit 7, the average values m1, m2 from the averaging circuit 2,
m3 and m4 are supplied. If these four average value data are transmitted, the amount of transmission data increases and the transmission efficiency decreases. Therefore, the encoding circuit 7 performs a process of omitting the transmission of one of these data, for example, m4. The other encoding circuits 6 and 8 also perform the processing of omitting the transmission of one data, as described above. In Figure 3, (4 x 4)
This is data in which the pixel data at the lower right with a line or the average value data is omitted among the pixels.
【0023】このような階層表現での伝送対象画素数を
計算する。下の階層から加算を行なうと、48+12+
3+1=64画素となり、入力画素数と同じである。階
層表現を実現したのにもかかわらず、伝送対象画素数の
増加が生じない。The number of pixels to be transmitted in such a hierarchical representation is calculated. 48 + 12 + when adding from the lower hierarchy
3 + 1 = 64 pixels, which is the same as the number of input pixels. Although the hierarchical representation is realized, the number of pixels to be transmitted does not increase.
【0024】次に図1の符号化装置と対応する復号装置
について図2を参照して説明する。図2において、2
1、22、23および24で示す入力端子には、それぞ
れ上述のエンコーダより伝送される第4、第3、第3お
よび第1階層データが供給される。各入力端子21〜2
4に対して復号化回路25、26、27、28が接続さ
れる。復号化回路25〜28は、符号化回路5〜8でな
された圧縮処理を復号するものである。Next, a decoding device corresponding to the coding device of FIG. 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 2
Input terminals 1, 22, 23, and 24 are supplied with the fourth, third, third, and first layer data transmitted from the above-mentioned encoder, respectively. Each input terminal 21-2
Decoding circuits 25, 26, 27, and 28 are connected to the circuit 4. The decoding circuits 25 to 28 decode the compression processing performed by the encoding circuits 5 to 8.
【0025】復号化回路25の出力信号が第4階層用の
出力端子32に取り出され、また、データ再生回路29
に供給される。復号化回路26の出力信号もこのデータ
再生回路29に供給される。データ再生回路29は、伝
送されないデータを再生する。すなわち、伝送されない
データM4をすると、M=1/4(M1+M2+M3+
M4)であるから、データ再生回路29は、M4=4M
−(M1+M2+M3)の演算によってM4を再生でき
る。データ再生回路29の出力信号が第3階層用の出力
端子33に取り出される。The output signal of the decoding circuit 25 is taken out to the output terminal 32 for the fourth layer, and the data reproducing circuit 29 is also used.
Is supplied to. The output signal of the decoding circuit 26 is also supplied to the data reproducing circuit 29. The data reproducing circuit 29 reproduces data that is not transmitted. That is, assuming that the data M4 that is not transmitted is M = 1/4 (M1 + M2 + M3 +
M4), the data reproduction circuit 29 determines that M4 = 4M
M4 can be reproduced by the calculation of − (M1 + M2 + M3). The output signal of the data reproducing circuit 29 is taken out to the output terminal 33 for the third layer.
【0026】復号化回路27の出力信号とデータ再生回
路29からの第3階層の信号とがデータ再生回路30に
供給される。このデータ再生回路30は、上述のデータ
再生回路29と同様に、伝送が省略されているデータを
復元する処理を行う。すなわち、m4=4M1−(m1
+m2+m3)の演算によってm4を再生できる。デー
タ再生回路30の出力信号が第2階層用の出力端子34
に取り出される。The output signal of the decoding circuit 27 and the third layer signal from the data reproducing circuit 29 are supplied to the data reproducing circuit 30. The data reproducing circuit 30, like the above-mentioned data reproducing circuit 29, carries out a process of restoring data whose transmission is omitted. That is, m4 = 4M1- (m1
+ M2 + m3) makes it possible to reproduce m4. The output signal of the data reproducing circuit 30 is the output terminal 34 for the second layer.
Taken out.
【0027】復号化回路28の出力信号とデータ再生回
路30からの第2階層の信号とがデータ再生回路31に
供給される。このデータ再生回路31は、上述のデータ
再生回路29、30と同様に、伝送が省略されているデ
ータを復元する処理を行う。すなわち、d=4m1−
(a+b+c)の演算によってdを再生できる。データ
再生回路30の出力信号が第2階層用の出力端子34に
取り出される。The output signal of the decoding circuit 28 and the second layer signal from the data reproducing circuit 30 are supplied to the data reproducing circuit 31. The data reproducing circuit 31, like the data reproducing circuits 29 and 30 described above, carries out a process of restoring data whose transmission has been omitted. That is, d = 4m1-
D can be reproduced by the calculation of (a + b + c). The output signal of the data reproducing circuit 30 is taken out to the output terminal 34 for the second layer.
【0028】復号装置において、希望の階層画像を得る
には、それより上の階層の画像が復号されている必要が
ある。上位の階層の対応データが伝送しない間引き画素
の場合でも、さらに上位の階層のデータによりこの間引
き画素を再生できるので、問題が生じない。In order to obtain a desired hierarchical image in the decoding device, it is necessary that the images in the upper layers be decoded. Even if the corresponding data of the upper layer is a thinned pixel that is not transmitted, the thinned pixel can be reproduced by the data of the higher layer, so that no problem occurs.
【0029】次に、この発明の他の実施形態について説
明する。他の実施形態は、図4に示すように、上述の実
施形態の第1〜第4階層のうちで、第4階層を除く3階
層を扱う例である。Next, another embodiment of the present invention will be described. Another embodiment is an example in which, as shown in FIG. 4, among the first to fourth layers of the above-described embodiment, three layers except the fourth layer are handled.
【0030】図5は、この発明の他の実施形態の符号化
装置の構成を示す。入力端子1からの第1階層のディジ
タル画像信号が平均化回路2および減算回路13に供給
される。平均化回路2からの平均値に対する差分データ
が減算回路13により生成される。上述の実施形態と同
様に平均化回路2は、第1階層の(2×2画素)例えば
a、b、c、dの4画素の値の平均値m1を生成する。
減算回路13では、伝送しない画素d以外の3画素の差
分データが形成される。すなわち、
Δa=a−m1、Δb=b−m1、Δc=c−m1
の差分データが形成される。FIG. 5 shows the configuration of an encoding device according to another embodiment of the present invention. The first layer digital image signal from the input terminal 1 is supplied to the averaging circuit 2 and the subtracting circuit 13. The subtraction circuit 13 generates difference data for the average value from the averaging circuit 2. Similar to the above-described embodiment, the averaging circuit 2 generates an average value m1 of the values of the first layer (2 × 2 pixels), for example, 4 pixels of a, b, c, and d.
The subtraction circuit 13 forms difference data of three pixels other than the pixel d that is not transmitted. That is, difference data of Δa = a-m1, Δb = b-m1, and Δc = c-m1 is formed.
【0031】減算回路13からの差分データが符号化回
路8を介して第1階層用の出力端子12に取り出され
る。平均化回路2の出力信号が平均化回路3および減算
回路14に供給される。減算回路14は、減算回路13
と同様に、平均化回路3からの平均値と平均化回路2か
らの平均値との差分データを形成する。すなわち、m4
の差分データ以外の差分データ
Δm1=m1−M1、Δm2=m2−M1、Δm3=m
3−M1
が形成される。The difference data from the subtraction circuit 13 is taken out to the output terminal 12 for the first layer via the encoding circuit 8. The output signal of the averaging circuit 2 is supplied to the averaging circuit 3 and the subtracting circuit 14. The subtraction circuit 14 is the subtraction circuit 13
Similarly, the difference data between the average value from the averaging circuit 3 and the average value from the averaging circuit 2 is formed. That is, m4
Difference data other than the difference data Δm1 = m1-M1, Δm2 = m2-M1, Δm3 = m
3-M1 is formed.
【0032】減算回路14からの差分データが符号化回
路7を介して第2階層用の出力端子11に取り出され
る。さらに、平均化回路3からの最上位(第3)階層の
データは、差分に変換されないで、符号化回路6に供給
され、符号化回路6の出力端子10に取り出される。第
3階層に関しても、図4で斜線を引いた1画素分のデー
タの伝送が省略される。The difference data from the subtraction circuit 14 is taken out to the output terminal 11 for the second layer via the encoding circuit 7. Further, the data of the highest (third) layer from the averaging circuit 3 is supplied to the encoding circuit 6 without being converted into the difference and is taken out to the output terminal 10 of the encoding circuit 6. Also for the third layer, transmission of data for one pixel, which is shaded in FIG. 4, is omitted.
【0033】他の実施形態の伝送が必要な画素数は、図
4から分かるように、(48+12+4=64画素)で
あり、3階層のデータを伝送するにもかかわらず、伝送
画素数がもとのものと等しい。As can be seen from FIG. 4, the number of pixels required to be transmitted in another embodiment is (48 + 12 + 4 = 64 pixels). Equal to that of
【0034】符号化回路5、6、7、8としては、線形
量子化、非線形量子化、またはADRC(ダイナミック
レンジ適応符号化)に代表される適応量子化を採用する
ことができる。図7に、線形量子化器および非線形量子
化器の量子化特性の例をそれぞれ示す。これらの量子化
器によって1画素当りのビット数を低減することにより
伝送データ量を圧縮することができる。As the coding circuits 5, 6, 7, and 8, linear quantization, nonlinear quantization, or adaptive quantization represented by ADRC (Dynamic Range Adaptive Coding) can be adopted. FIG. 7 shows examples of the quantization characteristics of the linear quantizer and the non-linear quantizer, respectively. By using these quantizers, it is possible to compress the amount of transmission data by reducing the number of bits per pixel.
【0035】図5に示す符号化装置と対応する復号化装
置を図6に示す。入力端子22、23および24からの
各階層のデータが復号化回路26、27、28で復号さ
れる。復号化回路26からの第3階層のデータが出力端
子33に取り出される。FIG. 6 shows a decoding device corresponding to the coding device shown in FIG. The data of each layer from the input terminals 22, 23 and 24 is decoded by the decoding circuits 26, 27 and 28. The data of the third layer from the decoding circuit 26 is taken out to the output terminal 33.
【0036】復号化回路27、28からは、第2階層お
よび第1階層のそれぞれの差分データが出力される。こ
れらの差分データが差分値再生回路36、37に供給さ
れる。これらの回路36、37は、符号化装置で伝送が
省略された一つの差分値を再生する。差分値再生回路3
7について説明すると、
Δa+Δb+Δc+Δd=a+b+c+d−4m1=0
であるから、Δa、Δb、Δcが既知であれば、
Δd=−(Δa+Δb+Δc)
によりΔdを求めることができる。差分値再生回路36
も同様にして間引かれた差分データを再生できる。The decoding circuits 27 and 28 output difference data of the second layer and the first layer. These difference data are supplied to the difference value reproducing circuits 36 and 37. These circuits 36 and 37 reproduce one difference value whose transmission is omitted in the encoding device. Difference value reproducing circuit 3
7 will be described. Since Δa + Δb + Δc + Δd = a + b + c + d-4m1 = 0, if Δa, Δb, and Δc are known, Δd can be calculated by Δd = − (Δa + Δb + Δc). Difference value reproducing circuit 36
Similarly, the thinned out difference data can be reproduced.
【0037】差分値再生回路36からの差分データが加
算回路38に供給される。この加算回路38に対して第
3階層の平均値データが供給される。加算回路38から
は、第2階層のデータが得られ、出力端子34に取り出
される。差分値再生回路37からの差分データが加算回
路39に供給される。この加算回路39には、加算回路
38から第2階層の平均値データが供給される。従っ
て、加算回路39によって第1階層のデータが生成さ
れ、出力端子35に取り出される。The difference data from the difference value reproducing circuit 36 is supplied to the adding circuit 38. The average value data of the third layer is supplied to the adder circuit 38. The data of the second hierarchy is obtained from the adder circuit 38 and is taken out to the output terminal 34. The difference data from the difference value reproducing circuit 37 is supplied to the adding circuit 39. The average value data of the second layer is supplied from the adding circuit 38 to the adding circuit 39. Therefore, the adder circuit 39 generates the data of the first layer and outputs it to the output terminal 35.
【0038】上述の他の実施形態において、ハイビジョ
ンテレビ静止画像のデータベースを構成した場合、第1
階層出力が原画像(ハイビジョン)解像度の再生データ
であり、第2階層出力が標準テレビジョン相当の解像度
の再生データであり、第3階層出力が高速検索用の低解
像度画像に相当する。In the above-mentioned other embodiment, when the high-definition television still image database is constructed,
The hierarchical output is reproduction data of original image (high-definition) resolution, the second hierarchical output is reproduction data of resolution equivalent to standard television, and the third hierarchical output is low resolution image for high-speed search.
【0039】なお、情報量の削減を目的として圧縮符号
化を採用する場合には、復号化装置により得られた再生
画像データは、入力された原画像データと必ずしも一致
しないが、視覚的に劣化を検知できない程度にすること
が可能である。また、平均値を形成するのに単純平均値
に限らず、加重平均値を形成しても良い。When compression coding is used for the purpose of reducing the amount of information, the reproduced image data obtained by the decoding device does not always match the input original image data, but it is visually deteriorated. Can be made undetectable. Further, the average value is not limited to the simple average value, but a weighted average value may be formed.
【0040】[0040]
【発明の効果】この発明は、画像に階層表現を導入して
も、符号化対象画素数は、増大しないので、符号化効率
は低下しない。また、この発明は、ある階層の画像を復
元するのに、上の階層の1画素データを元に実行するた
め、遅延が少ない。さらに、この発明は、平均化の処理
を行うので、補間フィルタを必要とせず、ハードウエア
の規模を簡単とできる。According to the present invention, even if the hierarchical representation is introduced into the image, the number of pixels to be coded does not increase, so the coding efficiency does not decrease. Further, according to the present invention, since the image of a certain layer is restored based on the one pixel data of the upper layer, the delay is small. Further, since the present invention performs the averaging process, it does not require an interpolation filter and the scale of hardware can be simplified.
【図1】この発明の一実施形態の符号化方法と対応する
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus corresponding to an encoding method according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施形態の復号化方法と対応する
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an apparatus corresponding to the decoding method according to the embodiment of the present invention.
【図3】この発明の一実施形態の説明のための略線図で
ある。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図4】この発明の他の実施形態の説明のための略線図
である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the present invention.
【図5】この発明の他の実施形態の符号化方法と対応す
る装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an apparatus corresponding to an encoding method according to another embodiment of the present invention.
【図6】この発明の他の実施形態の復号化方法と対応す
る装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an apparatus corresponding to a decoding method according to another embodiment of the present invention.
【図7】この発明に採用できる圧縮符号化の説明のため
の略線図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining compression encoding that can be adopted in the present invention.
【図8】従来の階層符号化装置の一例を示すブロック図
である。FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional hierarchical encoding device.
【図9】従来の階層符号化の復号化装置の一例を示すブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an example of a conventional hierarchical encoding decoding device.
2、3、4・・・平均化回路、5、6、7、8・・・符
号化回路、13、14・・・減算回路、29、30、3
1・・・データ再生回路、38、39・・・加算回路2, 3, 4 ... Averaging circuit, 5, 6, 7, 8 ... Encoding circuit, 13, 14 ... Subtraction circuit, 29, 30, 3
1 ... Data reproduction circuit, 38, 39 ... Addition circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 邦雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK06 KK15 LB05 MA28 MA32 MD02 MD03 PP01 SS06 SS11 UA01 UA02 UA04 UA05 UA11 5J064 AA02 BB04 BC08 BC21 BD01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kunio Kawaguchi 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni -Inside the corporation F-term (reference) 5C059 KK06 KK15 LB05 MA28 MA32 MD02 MD03 PP01 SS06 SS11 UA01 UA02 UA04 UA05 UA11 5J064 AA02 BB04 BC08 BC21 BD01
Claims (6)
像データを異なる解像度を表現する、少なくとも第1お
よび第2の階層データへ分割するようにしたディジタル
画像信号の階層符号化方法において、 上記第1の階層のN個の画素データの平均値データによ
り、上記第2の階層のデータを形成するための平均化ス
テップと、 上記第1の階層のN個の画素データを(N−1)個の画
素データへ減少させ、上記(N−1)個の画素データを
符号化する第1の符号化ステップと、 上記平均化ステップで得られた上記第2の階層のデータ
を符号化する第2の符号化ステップとからなるディジタ
ル画像信号の階層符号化方法。1. A hierarchical encoding method for a digital image signal, which is supplied with input image data, and which divides the input image data into at least first and second hierarchical data, which expresses different resolutions. An averaging step for forming the data of the second layer by the average value data of N pixel data of the first layer, and (N-1) N pixel data of the first layer. First pixel step of encoding the (N-1) number of pixel data, and second encoding of the second layer data obtained in the averaging step. And a coding step of the digital image signal.
像データを異なる解像度を表現する、少なくとも第1お
よび第2の階層データへ分割し、上記第1の階層のN個
の画素データの平均値データにより、上記第2の階層の
データを形成し、上記第1の階層のN個の画素データを
(N−1)個の画素データへ減少させ、上記(N−1)
個の画素データを符号化し、上記第2の階層のデータを
符号化する階層符号化方法に対応する復号方法におい
て、 上記第1の階層の上記(N−1)個の画素データを復号
化する第1の復号化ステップと、 上記第2の階層のデータを復号化する第2の復号化ステ
ップと、 上記第1の階層中の出力されない画素データを上記第2
の復号化ステップで復号された上記第2の階層データと
上記第1の復号化ステップで復号された上記第1の階層
データとから復元するデータ再生ステップとを有するデ
ィジタル画像信号の復号方法。2. An input image data is supplied, and the input image data is divided into at least first and second layer data representing different resolutions, and an average value of N pixel data of the first layer. The data forms the data of the second layer, and reduces the N pixel data of the first layer to (N-1) pixel data, and (N-1)
A number of pixel data, and a decoding method corresponding to the layer coding method of coding the second layer data, decoding the (N-1) pixel data of the first layer. A first decoding step; a second decoding step for decoding the data of the second layer; and pixel data that is not output in the first layer of the second layer.
A method of decoding a digital image signal, comprising: a data reproducing step of restoring from the second layer data decoded in the decoding step and the first layer data decoded in the first decoding step.
像データを異なる解像度を表現する、少なくとも第1お
よび第2の階層データへ分割するようにしたディジタル
画像信号の階層符号化方法において、 上記第1の階層のN個の画素データの平均値データによ
り、上記第2の階層のデータを形成するための平均化ス
テップと、 上記第2の階層の平均値データと上記第1の階層の画素
データとの(N−1)個の差分データを生成するための
差分データ生成ステップと、 上記(N−1)個の差分データを符号化する第1の符号
化ステップと、 上記平均化ステップで得られた上記第2の階層のデータ
を符号化する第2の符号化ステップとからなるディジタ
ル画像信号の階層符号化方法。3. A hierarchical encoding method for a digital image signal, which is supplied with input image data, and which divides the input image data into at least first and second hierarchical data, the method comprising: An averaging step for forming the data of the second layer by the average value data of N pixel data of the first layer, the average value data of the second layer and the pixel data of the first layer And (N-1) difference data generating step for generating difference data, a first encoding step for encoding the (N-1) difference data, and the averaging step. And a second encoding step for encoding the above-mentioned second layer data.
像データを異なる解像度を表現する、少なくとも第1お
よび第2の階層データへ分割し、上記第1の階層のN個
の画素データの平均値データにより、上記第2の階層の
データを形成し、上記第2の階層の平均値データと上記
第1の階層の画素データとの(N−1)個の差分データ
を生成し、上記(N−1)個の差分データを符号化し、
上記第2の階層のデータを符号化する階層符号化方法に
対応する復号方法において、 上記第1の階層の上記(N−1)個の差分データを復号
化する第1の復号化ステップと、 上記第2の階層のデータを復号化する第2の復号化ステ
ップと、 上記第1の階層中の出力されない差分データを再生する
差分データ再生ステップと、 上記第2の階層の平均値データと上記差分値再生ステッ
プで得られた上記差分データとを加算して上記第1の階
層のデータを再生するための加算ステップとからなるデ
ィジタル画像信号の復号方法。4. An input image data is supplied, the input image data is divided into at least first and second hierarchical data representing different resolutions, and an average value of N pixel data of the first hierarchical layer. From the data, the data of the second layer is formed, and (N-1) difference data between the average value data of the second layer and the pixel data of the first layer is generated. -1) encode the difference data,
In a decoding method corresponding to the layer coding method for coding the data of the second layer, a first decoding step of decoding the (N-1) difference data of the first layer, A second decoding step of decoding the data of the second layer, a difference data reproducing step of reproducing the non-output difference data in the first layer, the average value data of the second layer and the above A method of decoding a digital image signal, comprising: an addition step for adding the difference data obtained in the difference value reproducing step to reproduce the first layer data.
求項4記載の方法において、 N=(2×2画素)である方法。5. The method according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein N = (2 × 2 pixels).
求項4記載の方法において、 上記平均値データが加重平均によって生成されるように
した方法。6. The method according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein the average value data is generated by a weighted average.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002161002A JP2003047009A (en) | 1993-05-31 | 2002-06-03 | Hierarchical encoding method and decoding method for digital image signal |
Applications Claiming Priority (3)
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| JP15283693 | 1993-05-31 | ||
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