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JP2013115528A - Video compression apparatus and video decompression apparatus - Google Patents

Video compression apparatus and video decompression apparatus Download PDF

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JP2013115528A
JP2013115528A JP2011258429A JP2011258429A JP2013115528A JP 2013115528 A JP2013115528 A JP 2013115528A JP 2011258429 A JP2011258429 A JP 2011258429A JP 2011258429 A JP2011258429 A JP 2011258429A JP 2013115528 A JP2013115528 A JP 2013115528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image quality
video
processing unit
unit
compression
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011258429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健太 ▲高▼野橋
Kenta Takanohashi
Masahiro Ogino
昌宏 荻野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Consumer Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority to JP2011258429A priority Critical patent/JP2013115528A/en
Publication of JP2013115528A publication Critical patent/JP2013115528A/en
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a video compression technology, which adjusts image quality and a data amount more appropriately, and a video decompression technology corresponding thereto.SOLUTION: A video compression apparatus comprises a deterioration processing section which performs deterioration processing for deteriorating image quality of an input video image, an image quality measuring section which measures the image quality of the video image deteriorated by the deterioration processing section, and a reversible compression section which performs reversible compression on the video image of which the image quality has been deteriorated by the deterioration processing section. The deterioration processing section is configured to repeat the deterioration processing until the image quality measured by the image quality measuring section becomes predetermined image quality.

Description

本発明は、映像圧縮技術、映像復元技術に関する。 The present invention relates to a video compression technique and a video restoration technique.

入力された映像信号を非可逆圧縮しデータ量の削減を図る技術が、例えば非特許文献1に開示されている。   A technique for reducing the amount of data by irreversibly compressing an input video signal is disclosed in Non-Patent Document 1, for example.

特開平7−203430号公報JP-A-7-203430

しかしながら、特許文献1には、指定した画質を維持しつつ圧縮する手法についての具体的な構成が開示されていない。また、指定した画質を維持しつつ符号長を一定以下にする手法についての開示も一切なかった。   However, Patent Document 1 does not disclose a specific configuration for a method of compressing while maintaining designated image quality. Also, there has been no disclosure of a method for keeping the code length below a certain value while maintaining the designated image quality.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より好適に画質とデータ量を調整した映像圧縮技術、及びこれに対応した映像復元技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a video compression technique in which image quality and data amount are adjusted more suitably, and a video restoration technique corresponding to the video compression technique.

上記課題を解決するための、本発明の一実施の態様は、例えば入力映像の画質の劣化処理を行う劣化処理部と、前記劣化処理部で画質を劣化させた映像の画質を計測する画質計測部と、前記劣化処理部で画質を劣化させた映像を可逆圧縮する可逆圧縮部とを備え、前記劣化処理部は、前記画質計測部が計測した画質が所定の画質になるまで前記劣化処理を繰り返す構成とすれば良い。   In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention includes, for example, a degradation processing unit that performs a degradation process of image quality of an input video, and an image quality measurement that measures the image quality of a video that has been degraded by the degradation processing unit. And a reversible compression unit that reversibly compresses the video whose image quality has been degraded by the degradation processing unit, and the degradation processing unit performs the degradation process until the image quality measured by the image quality measurement unit reaches a predetermined image quality. What is necessary is just to make it the structure which repeats.

本発明によれば、より好適に画質とデータ量を調整した映像圧縮技術、及びこれに対応した映像復元技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the video compression technique which adjusted the image quality and the data amount more suitably, and the video restoration technique corresponding to this can be provided.

本発明の実施例1に係る映像圧縮伝送システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the video compression transmission system which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る可逆圧縮処理部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the lossless compression process part which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るDPCM処理を示す図である。It is a figure which shows the DPCM process which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る数値とゴロム・ライス符号の対応を示す図である。It is a figure which shows a response | compatibility with the numerical value which concerns on Example 1 of this invention, and a Golomb-Rice code. 本発明の実施例1に係る可逆復元処理部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the reversible restoration process part which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る映像圧縮伝送システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the video compression transmission system which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る映像圧縮伝送システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the video compression transmission system which concerns on Example 3 of this invention.

以下、本発明を実施するための好ましい形態について、図面を参照しつつ以下に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1について説明する。   First, Example 1 of the present invention will be described.

図1は、本発明の実施例1に係る映像圧縮伝送システムを示す。以下、各要素の動作、詳細について説明する。   FIG. 1 shows a video compression transmission system according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, the operation and details of each element will be described.

エンコーダ10は、画質劣化処理部101、可逆圧縮処理部103、画質計測処理部109、劣化続行判断処理部107を備え、映像信号100を圧縮したストリーム104を生成する。   The encoder 10 includes an image quality deterioration processing unit 101, a lossless compression processing unit 103, an image quality measurement processing unit 109, and a deterioration continuation determination processing unit 107, and generates a stream 104 in which the video signal 100 is compressed.

画質劣化処理部101は、映像信号100の画質を劣化させ、劣化した映像信号102を出力する。映像信号100の種類(カラー、モノクロ、可視光、赤外光)やデータ構造は問わない。本実施例では、一例として、映像信号100は、3原色のカラー画像で、水平、垂直方向にそれぞれ数百から数千画素の2次元アレイ状に画素を配置し、各画素に対して赤、緑、青の成分が割り当てられ、各色成分を8ビットの深度で表現するようなデータ構造を有するものとする。画質劣化処理部101における具体的な画質の劣化方法の一例として、典型的にはガウシアンフィルタによるぼかし処理を行う。後述するように、この劣化処理は同じ映像信号に対して繰り返し複数回行われる。回数が増えるにつれて、後述する符号長が短くなる傾向がある劣化処理を選択することが望ましい。また、デコード側へ伝送する映像信号が求められる画質に応じて適宜対応するフィルタを用いればよい。たとえば、画像の先鋭感を保持しつつ圧縮することが求められたならば、エッジ保存型の適応的ぼかしフィルタを用いればよい。 画質計測処理部109は、劣化した映像信号102と映像信号100から、映像信号100を基準とした劣化した映像信号102の画質を計測する。例えば、画質の計測にはPSNR(Peak Signal to Noise Ratio)を指標として用いればよい。PSNRは、例えば数式1を用いて求めればよい。PSNR値を画質情報108として出力する。

(数1)
MSE=Σ((Io―In)×(Io―In))/SIZE
PSNR=20×log10(MAX/√MSE)
但し、Io:映像信号
In:劣化した映像信号
SIZE:画像中の画素数
MAX:画素値の最大深度
Σの範囲:画像中の全画素

劣化続行判断処理部107は、画質情報108を入力信号とする。劣化続行判断処理部107は、画質情報108が、あらかじめ指定した画質閾値以下であれば劣化処理の中止を指示する劣化続行要否指示信号110を出力する。画質情報108が当該画質閾値以上であれば劣化処理の続行を指示する劣化続行要否指示信号110を出力する。つまり、あらかじめ既定した画質になるまで劣化処理を続行させることで、指示された画質を満たす画像102を生成することができる。このとき、画質劣化処理を繰り返すほど、符号長は短くなる傾向にあるため、画質が既定値以上で、符号長がより短いストリーム104を生成することになる。
The image quality degradation processing unit 101 degrades the image quality of the video signal 100 and outputs the degraded video signal 102. The type (color, monochrome, visible light, infrared light) of the video signal 100 and the data structure are not limited. In this embodiment, as an example, the video signal 100 is a color image of three primary colors, arranged in a two-dimensional array of hundreds to thousands of pixels in the horizontal and vertical directions, and red, It is assumed that a green and blue component is assigned and a data structure that represents each color component with a depth of 8 bits. As an example of a specific image quality deterioration method in the image quality deterioration processing unit 101, typically, blurring processing using a Gaussian filter is performed. As will be described later, this deterioration process is repeatedly performed a plurality of times on the same video signal. As the number of times increases, it is desirable to select a degradation process that tends to shorten the code length described later. A filter corresponding to the image quality required for the video signal to be transmitted to the decoding side may be used as appropriate. For example, if compression is required while maintaining the sharpness of the image, an edge-preserving adaptive blur filter may be used. The image quality measurement processing unit 109 measures the image quality of the degraded video signal 102 based on the video signal 100 from the degraded video signal 102 and the video signal 100. For example, PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) may be used as an index for image quality measurement. The PSNR may be obtained using Equation 1, for example. The PSNR value is output as image quality information 108.

(Equation 1)
MSE = Σ ((Io-In) × (Io-In)) / SIZE
PSNR = 20 × log10 (MAX / √MSE)
However, Io: Video signal
In: Degraded video signal
SIZE: Number of pixels in the image
MAX: Maximum depth of pixel value
Σ range: all pixels in the image

The deterioration continuation determination processing unit 107 uses the image quality information 108 as an input signal. The deterioration continuation determination processing unit 107 outputs a deterioration continuation necessity instruction signal 110 for instructing to stop the deterioration process if the image quality information 108 is equal to or less than a predetermined image quality threshold value. If the image quality information 108 is equal to or higher than the image quality threshold value, a deterioration continuation necessity instruction signal 110 for instructing continuation of the deterioration process is output. In other words, the image 102 satisfying the instructed image quality can be generated by continuing the deterioration process until a predetermined image quality is achieved. At this time, since the code length tends to be shorter as the image quality deterioration process is repeated, the stream 104 having a higher image quality than the predetermined value and a shorter code length is generated.

画質劣化処理部101は、劣化続行要否指示信号110が劣化処理の続行を示す間は、同じ画像に対して何度か劣化処理を繰り返す。劣化続行要否指示信号110によって劣化処理の中止が指示された場合、画質劣化処理部101は繰り返し処理を止め、劣化処理した映像信号を可逆圧縮処理部103に出力する。可逆圧縮処理部103による処理に移行する。   The image quality degradation processing unit 101 repeats the degradation process several times for the same image while the degradation continuation necessity instruction signal 110 indicates the continuation of the degradation process. When the instruction to stop degradation processing is instructed by the degradation continuation necessity instruction signal 110, the image quality degradation processing unit 101 stops the repeated processing and outputs the degraded video signal to the lossless compression processing unit 103. The process proceeds to the processing by the lossless compression processing unit 103.

可逆圧縮処理部103は、劣化した映像信号102に対して、可逆圧縮符号化を行い、ストリームデータ104として出力する。図2は可逆圧縮処理部103の内部構成を示す図である。   The lossless compression processing unit 103 performs lossless compression encoding on the deteriorated video signal 102 and outputs it as stream data 104. FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the lossless compression processing unit 103.

DPCM(Differencial Pulse Code Modulation)処理部1030は、映像信号102の差分値を計算して、差分データ1031を出力する。ゴロム・ライス符号化処理部1032は、差分データ1031に対して、ゴロム・ライス符号に基づく符号変換を行い、ストリーム104として出力する。   A DPCM (Differential Pulse Code Modulation) processing unit 1030 calculates a difference value of the video signal 102 and outputs difference data 1031. The Golomb-Rice encoding processing unit 1032 performs code conversion based on the Golomb-Rice code on the difference data 1031 and outputs the result 104 as a stream 104.

なお、本実施例では、可逆圧縮処理としてDPCMとゴロム・ライス符号を組み合わせているが、他の可逆圧縮処理を利用してもよい。入力画像や画質劣化処理の特性に合わせて、より高い圧縮率が期待できるような可逆圧縮処理を採用すればよい。   In this embodiment, DPCM and Golomb-Rice code are combined as lossless compression processing, but other lossless compression processing may be used. A reversible compression process that can be expected to have a higher compression rate in accordance with the characteristics of the input image and the image quality deterioration process may be employed.

DPCM処理部1030は、隣接データ間の差分を計算して出力する。これは、画像や音声の一般的な特性として、隣接データ同士の相関が高く、比較的近い値である可能性が高いため、それらの差分値が小さくなることを期待したものである。図3はDPCM処理の具体例を示したものである。映像信号102として、{125,126,129,134,130,132,115,115}という8ビット深度のデータが入力されたとき、差分データ110は{−3,1,3,5,−4,2,−17,0}となる。なお、1番目のデータは、差分をとる対象がないため、ここでは定数128を差分の対象とした。   The DPCM processing unit 1030 calculates and outputs a difference between adjacent data. This is because, as a general characteristic of images and sounds, the correlation between adjacent data is high, and there is a high possibility that they are relatively close values, so that the difference value between them is expected to be small. FIG. 3 shows a specific example of DPCM processing. When 8-bit data of {125, 126, 129, 134, 130, 132, 115, 115} is input as the video signal 102, the difference data 110 is {-3, 1, 3, 5, -4. , 2, −17, 0}. Since the first data has no object for which the difference is taken, the constant 128 is used as the object of the difference here.

次に、ゴロム・ライス符号化処理部1032は、小さな値には短い符号を、大きな値には長い符号を割り当てる処理である。DPCM処理部1030の結果、差分データ1031は小さな値になるので、ゴロム・ライス符号化すると全体として符号長は短くなることが期待できる。   Next, the Golomb-Rice encoding processing unit 1032 is a process of assigning a short code to a small value and a long code to a large value. As a result of the DPCM processing unit 1030, the difference data 1031 has a small value, and therefore it can be expected that the code length is shortened as a whole when Golomb-Rice coding is performed.

ゴロム・ライス符号化処理の具体的な手法について説明する。ゴロム・ライス符号化では、入力された数値nを、パラメータkを使って符号化する。まず、数式2を用いてpを計算し、pの数だけ符号0を追加し、その次に符号1を追加する。

(数2)
p=FLOOR((|n|+1)/k)−1
但し、FLOOR()は小数点以下切り捨て

次に、数値nが正の場合は符号0を、負の場合は符号1を追加する。
A specific method of Golomb-Rice encoding processing will be described. In Golomb-Rice encoding, an input numerical value n is encoded using a parameter k. First, p is calculated using Equation 2, code 0 is added by the number of p, and code 1 is then added.

(Equation 2)
p = FLOOR ((| n | +1) / k) -1
However, FLOOR () rounds down after the decimal point.

Next, a sign 0 is added when the numerical value n is positive, and a sign 1 is added when it is negative.

さらに、数式3を用いてqを計算し、符号として追加すると、符号化が完了する。

(数3)
q=(|n|+1)mod k−1

なお、例外として数値が0の場合、符号は1である。
Furthermore, when q is calculated using Equation 3 and added as a code, encoding is completed.

(Equation 3)
q = (| n | +1) mod k−1

As an exception, when the numerical value is 0, the sign is 1.

図4はゴロム・ライス符号化の例を表で示したものであり、パラメータkは2である。この表より、例えば、数値−3に対応する符号は“00110”であることがわかる。   FIG. 4 is a table showing an example of Golomb-Rice coding, and the parameter k is 2. From this table, for example, it is understood that the code corresponding to the numerical value −3 is “00110”.

前述した差分データ110の例である{−3,1,3,5,−4,2,−17,0}をゴロム・ライス符号化すると、{00110,0100,00100,000100,00111,0101,00000000110,0}であり、その符号長は、それぞれ{5,4,5,6,5,4,12,1}である。よって、総符号長は42ビットとなる。入力映像信号のデータ長は、8ビット深度で8画素分だったので64ビットであり、22ビットの圧縮ができたことになる。   When {-3, 1, 3, 5, -4, 2, -17, 0}, which is an example of the difference data 110 described above, is Golomb-Rice encoded, {00110,0100,00100,000100,00111,0101, 000000001110,0}, and the code lengths thereof are {5, 4, 5, 6, 5, 4, 12, 1}, respectively. Therefore, the total code length is 42 bits. Since the data length of the input video signal is 8 pixels at 8 bit depth, it is 64 bits, which means that 22 bits can be compressed.

なお、ゴロム・ライス符号の符号長は、数式4を用いて容易に求めることができる。ここで、kはゴロム・ライス符号のパラメータ、nは符号化する数値である。

(数4)
if k=0, 1
others,FLOOR((|n|+1)/k)+1+k
但し、FLOOR()は小数点以下切り捨て

以上説明したゴロム・ライス符号化により、ストリームデータ104が生成される。図1の例では、ストリームデータ104は、エンコーダ10からデコーダ11へ伝送される。
Note that the code length of the Golomb-Rice code can be easily obtained using Equation 4. Here, k is a parameter of Golomb-Rice code, and n is a numerical value to be encoded.

(Equation 4)
if k = 0, 1
others, FLOOR ((| n | +1) / k) + 1 + k
However, FLOOR () rounds down after the decimal point.

Stream data 104 is generated by the Golomb-Rice coding described above. In the example of FIG. 1, the stream data 104 is transmitted from the encoder 10 to the decoder 11.

デコーダ11は、可逆復元処理部105を備え、ストリーム104から映像信号106を復元する。   The decoder 11 includes a lossless restoration processing unit 105 and restores the video signal 106 from the stream 104.

可逆復元処理部105は、入力されたストリーム104に対して、可逆圧縮された符号を復号して(可逆圧縮の逆処理を行って)、映像信号106を復元する処理である。ここでは、可逆圧縮処理部103の圧縮処理に対応するように、ゴロム・ライス復号処理を行ったあとに、逆DPCM処理を行う。   The lossless restoration processing unit 105 is a process of decoding the losslessly compressed code (reversing the lossless compression) with respect to the input stream 104 to restore the video signal 106. Here, the inverse DPCM process is performed after the Golomb-Rice decoding process so as to correspond to the compression process of the lossless compression processing unit 103.

図5は可逆復元処理部105の内部構成を示す図である。まず、ゴロム・ライス復号化処理部1050は、ストリーム104をゴロム・ライス復号化し、差分データ1051として出力する。次に、逆DPCM処理部1052は、差分データの累積加算を計算することで、映像信号106を復元する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an internal configuration of the reversible restoration processing unit 105. First, the Golomb-Rice decoding processing unit 1050 performs Golomb-Rice decoding of the stream 104 and outputs it as difference data 1051. Next, the inverse DPCM processing unit 1052 restores the video signal 106 by calculating the cumulative addition of the difference data.

ゴロム・ライス復号化処理部1050は、入力されたストリーム104をゴロム・ライス復号化する。ゴロム・ライス符号は、具体的には、次の手順に従って復号できる。なお、前提として、符号化したときのパラメータkは既知であるとする。   The Golomb-Rice decoding processing unit 1050 performs Golomb-Rice decoding on the input stream 104. Specifically, the Golomb-Rice code can be decoded according to the following procedure. As a premise, it is assumed that the parameter k at the time of encoding is known.

まず、符号に1が来るまで0がいくつ連続するか数え、この数をmとする。mが0の場合、復号された数値は0である。次の符号は数値の正負を示す。ここでは1ならばfに−1を0ならば1を代入する。続いて、k−1ビット分符号を読み込み、これをaとしたとき、数値nは数式5を用いて求められる。

(数5)
n=f×(m×k+a−1)

例えば、符号が00110の場合、最初に1が来るまで0が2つ続くため、mは2である。次の符号が1のため、数値は負であり、fに−1を代入する。最後に1(m−1)ビット分読むと0であるので、aは0である。これらの数値を数式5に代入するとnは−3となり、復号された数値は−3であることがわかる。
First, count how many 0s continue until 1 comes to the code, and let this number be m. When m is 0, the decoded numerical value is 0. The next sign indicates the sign of the numerical value. Here, -1 is substituted for f if 1 and 1 is substituted if 0. Subsequently, the code for k-1 bits is read, and when this is set to a, the numerical value n is obtained using Equation 5.

(Equation 5)
n = f × (m × k + a−1)

For example, when the code is 00110, m is 2 because two 0s continue until 1 comes first. Since the next sign is 1, the numerical value is negative, and −1 is substituted for f. Finally, since 1 (m−1) bits are read as 0, a is 0. When these numerical values are substituted into Equation 5, n is −3, and the decoded numerical value is −3.

以上説明したゴロム・ライス復号化処理により、差分データ1051が復元される。   The differential data 1051 is restored by the Golomb-Rice decoding process described above.

逆DPCM処理部1052は、ゴロム・ライス復号処理によって復元された差分データ1051の累積加算を計算して、映像信号106を復元する。   The inverse DPCM processing unit 1052 calculates the cumulative addition of the difference data 1051 restored by the Golomb-Rice decoding process, and restores the video signal 106.

例えば、差分データ1051が{−3,1,3,5,−4,2,−17,0}であるときに、映像信号106を復元する例を示す。   For example, an example in which the video signal 106 is restored when the difference data 1051 is {-3, 1, 3, 5, -4, 2, -17, 0}.

まず、DPCM処理部1030で利用した定数128と差分データ−3を加算すると、1番目の画素値は125と求められる。次に、加算結果である125と差分データの1を加算して、2番目の画素値は126となる。このように差分値の加算を繰り返して画素値を求めていくと、映像信号106が復元できる。この例では、映像信号106として{125,126,129,134,130,132,115,115}が復元される。これはエンコーダ10の可逆圧縮に入力される映像信号102とまったく同一であり、可逆圧縮処理部103と、可逆復元処理部105によって映像信号102の可逆圧縮・復元が行えたこととなる。   First, when the constant 128 used in the DPCM processing unit 1030 and the difference data-3 are added, the first pixel value is obtained as 125. Next, 125 which is the addition result and 1 of the difference data are added, and the second pixel value becomes 126. If the pixel value is obtained by repeating the addition of the difference values in this way, the video signal 106 can be restored. In this example, {125, 126, 129, 134, 130, 132, 115, 115} is restored as the video signal 106. This is exactly the same as the video signal 102 input to the lossless compression of the encoder 10, and the lossless compression processing unit 103 and the lossless restoration processing unit 105 can perform the lossless compression / decompression of the video signal 102.

以上の構成により、入力画像を既定の画質を維持し、かつ符号長の短い画像に圧縮することが可能となる。 以上説明した本発明の実施例1によれば、より好適に画質とデータ量を調整した映像圧縮、及びこれに対応した映像復元が実現できる。   With the above configuration, it is possible to compress an input image into an image having a predetermined code length and a short code length. According to the first embodiment of the present invention described above, video compression in which image quality and data amount are adjusted more appropriately, and video restoration corresponding to this can be realized.

次に、本発明の実施例2について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図6は、本発明の実施例2に係る映像圧縮伝送システムの処理ブロック図を示す。以下、各要素の動作、詳細について説明する。なお、エンコーダ10の画質劣化処理部101、可逆圧縮処理部103、画質計測処理部109及びデコーダ11、可逆復元処理部105の動作は、実施例1で説明したものと同様であるため、説明を省略する。
エンコーダ10は、実施例1で説明した、画質劣化処理部101、可逆圧縮処理部103、可逆復元処理部105、画質計測処理部109、劣化続行判断処理部107に加えて、例えば符号長計測処理部112を備える。エンコーダ10には映像信号100が入力され、圧縮されたストリーム104を生成する。
FIG. 6 is a processing block diagram of the video compression transmission system according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation and details of each element will be described. Note that the operations of the image quality deterioration processing unit 101, the lossless compression processing unit 103, the image quality measurement processing unit 109, the decoder 11, and the lossless restoration processing unit 105 of the encoder 10 are the same as those described in the first embodiment, and therefore the description will be made. Omitted.
In addition to the image quality degradation processing unit 101, the lossless compression processing unit 103, the lossless restoration processing unit 105, the image quality measurement processing unit 109, and the degradation continuation determination processing unit 107 described in the first embodiment, the encoder 10 performs, for example, a code length measurement process. The unit 112 is provided. The video signal 100 is input to the encoder 10 to generate a compressed stream 104.

符号長計測処理部112は、可逆圧縮処理部103で計算される差分データ1031元に、劣化した入力画像102を可逆圧縮処理部103で圧縮したときの符号長を計算し、符号長111として出力する処理である。   The code length measurement processing unit 112 calculates the code length when the degraded input image 102 is compressed by the lossless compression processing unit 103 based on the difference data 1031 calculated by the lossless compression processing unit 103, and outputs the code length 111. It is processing to do.

具体的には、数4を利用して差分データ1031の総符号長を算出し、符号長111とする。   Specifically, the total code length of the difference data 1031 is calculated using Equation 4 to obtain the code length 111.

前述したように、ゴロム・ライス符号は実際に符号化する前に符号長を求めることができるため、可逆圧縮処理部103にゴロム・ライス符号を採用する場合は、符号長計測処理部112の入力は差分データ1031でよい。しかしながら、可逆圧縮処理部103に他の可逆圧縮方式を採用した場合は、実際に符号化しなければ符号長を測定できないこともある。その場合は、ストリームデータ104を符号長計測処理部112に入力し、符号化したデータのデータ長を計測し、符号長111を求めればよい。   As described above, since the Golomb-Rice code can obtain the code length before actually encoding, when the Golomb-Rice code is adopted for the lossless compression processing unit 103, the input of the code length measurement processing unit 112 May be difference data 1031. However, when another lossless compression method is adopted for the lossless compression processing unit 103, the code length may not be measured unless the encoding is actually performed. In this case, the stream data 104 is input to the code length measurement processing unit 112, the data length of the encoded data is measured, and the code length 111 is obtained.

劣化続行判断処理部107には、画質情報108および符号長111が入力される。劣化続行判断処理部107は、符号長111があらかじめ指定した符号長閾値以下になれば劣化処理の中止を指示する劣化続行要否指示信号110を出力する。符号長111が符号長閾値以上であれば劣化処理の続行を指示する劣化続行要否指示信号110を出力する。このとき、画質情報108が所定の画質閾値を下回った場合は、所定の画質閾値および符号長閾値では圧縮不可能と判断して、処理を止めるように構成しても良い。よって、所定の閾値以上の画質で所定の符号長より短い符号長の圧縮映像情報を含むストリームが、伝送先の機器へ出力されることとなる。   The image quality information 108 and the code length 111 are input to the deterioration continuation determination processing unit 107. The deterioration continuation determination processing unit 107 outputs a deterioration continuation necessity instruction signal 110 for instructing to stop the deterioration process when the code length 111 is equal to or less than a code length threshold specified in advance. If the code length 111 is equal to or greater than the code length threshold, a deterioration continuation necessity instruction signal 110 that instructs to continue the deterioration process is output. At this time, when the image quality information 108 falls below a predetermined image quality threshold, it may be determined that compression is impossible with the predetermined image quality threshold and code length threshold, and the processing may be stopped. Therefore, a stream including compressed video information having a picture length equal to or higher than a predetermined threshold and a code length shorter than a predetermined code length is output to a transmission destination device.

以上の構成により、所定の画質を満たした上で、符号長が所定の閾値以下のストリームを生成することが可能となる。   With the above configuration, it is possible to generate a stream having a code length equal to or less than a predetermined threshold while satisfying a predetermined image quality.

以上説明した本発明の実施例2によれば、所定の画質と所定の符号長を満たすストリームをより好適に生成することができる。これにより、より好適に画質とデータ量を調整した映像圧縮、及びこれに対応した映像復元が実現できる。   According to the second embodiment of the present invention described above, a stream satisfying a predetermined image quality and a predetermined code length can be generated more suitably. Thereby, it is possible to realize video compression in which the image quality and the data amount are adjusted more suitably, and video restoration corresponding to the video compression.

次に、本発明の実施例3について説明する。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described.

図7は、本発明の実施例3に係る映像圧縮伝送システムの処理ブロック図を示す。以下、各要素の動作、詳細について説明する。なお、エンコーダ10の画質劣化処理部101、画質計測処理部109、及び劣化続行判断処理部107の動作は、実施例1で説明したものと同一であるため省略する。デコーダ11は、実施例1で説明した可逆復元処理部105に加え、画質復元処理部115を備え、圧縮されたストリーム104を入力し映像信号116を出力する。   FIG. 7 is a processing block diagram of the video compression transmission system according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation and details of each element will be described. Note that the operations of the image quality degradation processing unit 101, the image quality measurement processing unit 109, and the degradation continuation determination processing unit 107 of the encoder 10 are the same as those described in the first embodiment, and thus are omitted. The decoder 11 includes an image quality restoration processing unit 115 in addition to the lossless restoration processing unit 105 described in the first embodiment, and inputs the compressed stream 104 and outputs a video signal 116.

エンコーダ10の画質劣化処理部101では、実施例1で説明した劣化処理を行う他に、劣化処理の繰り返し回数を、画質劣化処理情報113として出力する。また、画質劣化処理情報113には、その他、画質劣化処理に用いたフィルタ特性など、画質劣化処理部101で行った画質劣化処理を識別する情報等を格納してもよい。可逆圧縮処理部103では、実施例1で説明した圧縮処理を行う他に、画質劣化処理情報113をストリーム104に含める。例えば、劣化情報をヘッダ部に含め、符号化して圧縮した映像信号をデータ部に含めたストリームとする。   In addition to performing the deterioration process described in the first embodiment, the image quality deterioration processing unit 101 of the encoder 10 outputs the number of repetitions of the deterioration process as the image quality deterioration processing information 113. In addition, the image quality deterioration processing information 113 may store information for identifying the image quality deterioration processing performed by the image quality deterioration processing unit 101, such as filter characteristics used for the image quality deterioration processing. The lossless compression processing unit 103 includes the image quality degradation processing information 113 in the stream 104 in addition to performing the compression processing described in the first embodiment. For example, a stream including deterioration information in the header portion and an encoded and compressed video signal in the data portion is used.

可逆復元処理部105は、実施例1で説明した復元処理を行う他に、画質劣化処理情報をストリーム104から抽出し、画質劣化処理情報114として出力する。   In addition to performing the restoration process described in the first embodiment, the reversible restoration processing unit 105 extracts image quality degradation processing information from the stream 104 and outputs the extracted image quality degradation processing information 114.

画質復元処理部115は、画質劣化処理情報114をもとに劣化した映像信号106の復元処理を行う。   The image quality restoration processing unit 115 performs restoration processing of the degraded video signal 106 based on the image quality degradation processing information 114.

まず、画質劣化処理情報114から、画質の劣化がどのような周波数分布のフィルタによって行われたかを識別する。エンコーダ10の画質劣化処理部101でガウシアンフィルタを複数回繰り返している場合、画質劣化処理情報114には、ガウシアンフィルタを繰り返した回数、または、その他ガウシアンフィルタを複数回繰り返したフィルタ特性を示す識別情報が格納されて伝送される。よって、画質劣化処理情報114に基づいて、エンコーダ10の画質劣化処理部101で行われた劣化処理のフィルタ特性が識別できる。識別したフィルタ特性の逆数と、映像信号106をフーリエ変換したものを乗算し、さらに逆フーリエ変換すると、復元された映像信号116が得られる。すなわち、画質復元処理部115は、画質劣化処理情報114によって、エンコーダ10の画質劣化処理部101でおこなった画質劣化処理を識別し、これに対応する画質復元処理を行う。この復元された映像信号は、劣化した映像信号106よりも、エンコーダ10の入力画像100に似た高画質な映像信号となる。   First, it is identified from the image quality degradation processing information 114 what frequency distribution filter the image quality degradation is performed. When the image quality degradation processing unit 101 of the encoder 10 repeats the Gaussian filter a plurality of times, the image quality degradation processing information 114 includes identification information indicating the number of times the Gaussian filter is repeated or the filter characteristics of other Gaussian filters repeated a plurality of times. Is stored and transmitted. Therefore, based on the image quality degradation processing information 114, the filter characteristics of the degradation processing performed by the image quality degradation processing unit 101 of the encoder 10 can be identified. The reciprocal of the identified filter characteristic is multiplied by the Fourier transform of the video signal 106, and then the inverse Fourier transform is performed to obtain a restored video signal 116. That is, the image quality restoration processing unit 115 identifies the image quality degradation processing performed by the image quality degradation processing unit 101 of the encoder 10 based on the image quality degradation processing information 114, and performs the image quality restoration processing corresponding thereto. The restored video signal becomes a high-quality video signal similar to the input image 100 of the encoder 10 than the degraded video signal 106.

以上説明した本発明の実施例3によればより好適に画質とデータ量を調整した映像圧縮、及びこれに対応した映像復元が実現でき、さらに原画像の画質により近い復元画像をより好適に得ることができる。   According to the third embodiment of the present invention described above, video compression in which the image quality and the data amount are adjusted more appropriately, and video restoration corresponding to this can be realized, and a restored image closer to the image quality of the original image is obtained more suitably. be able to.

10 エンコーダ
11 デコーダ
101 画質劣化処理部
103 可逆圧縮処理部
105 可逆復元処理部
107 劣化続行判断処理部
109 画質計測処理部
112 符号長計測処理部
115 画質復元処理部
1010 DPCM処理部
1032 ゴロム・ライス符号化処理部
1050 ゴロム・ライス復号化処理部
1052 逆DPCM処理部
10 Encoder 11 Decoder 101 Image quality degradation processing unit 103 Lossless compression processing unit 105 Lossless restoration processing unit 107 Degradation continuation determination processing unit 109 Image quality measurement processing unit 112 Code length measurement processing unit 115 Image quality restoration processing unit 1010 DPCM processing unit 1032 Golomb-Rice code Processing unit 1050 Golomb-Rice decoding processing unit 1052 Inverse DPCM processing unit

Claims (8)

入力映像の画質の劣化処理を行う劣化処理部と、
前記劣化処理部で画質を劣化させた映像の画質を計測する画質計測部と、
前記劣化処理部で画質を劣化させた映像を可逆圧縮する可逆圧縮部とを備え、
前記劣化処理部は、前記画質計測部が計測した画質が所定の画質になるまで前記劣化処理を繰り返すことを特徴とする映像圧縮装置。
A degradation processing unit that performs degradation processing of the image quality of the input video;
An image quality measuring unit for measuring the image quality of the video whose image quality is degraded by the degradation processing unit;
A reversible compression unit that reversibly compresses the video whose image quality has been degraded by the degradation processing unit,
The video compression apparatus, wherein the deterioration processing unit repeats the deterioration processing until the image quality measured by the image quality measurement unit reaches a predetermined image quality.
請求項1に記載の映像圧縮装置であって、
前記映像圧縮装置は、前記可逆圧縮部で可逆圧縮した映像と、前記劣化処理部で行った画質の劣化処理を識別する情報とを含むストリームを出力することを特徴とする映像圧縮装置。
The video compression apparatus according to claim 1,
The video compression apparatus outputs a stream including a video reversibly compressed by the lossless compression unit and information for identifying image quality degradation processing performed by the degradation processing unit.
請求項1に記載の映像圧縮装置であって、
前記画質計測部は、前記劣化処理部で画質を入力映像と劣化させた映像を比較して画質を計測することを特徴とする映像圧縮装置。
The video compression apparatus according to claim 1,
The video compression apparatus, wherein the image quality measurement unit measures the image quality by comparing an image whose image quality is deteriorated with an input image by the deterioration processing unit.
請求項1に記載の映像圧縮装置であって、
前記画質計測部は、前記劣化処理部で画質を劣化させた映像のPSNRを算出して計測画質とすることを特徴とする映像圧縮装置。
The video compression apparatus according to claim 1,
The video compression apparatus, wherein the image quality measurement unit calculates a PSNR of the video whose image quality has been deteriorated by the deterioration processing unit to obtain a measured image quality.
入力映像の画質の劣化処理を行う劣化処理部と、
前記劣化処理部で画質を劣化させた映像を可逆圧縮する可逆圧縮部と、
前記可逆圧縮部が出力する画像情報の符号長を計測する符号長計測部と
を備え、
前記劣化処理部は、前記符号長計測部が計測した符号長が所定の符号長より小さくなるまで前記劣化処理を繰り返すことを特徴とする映像圧縮装置。
A degradation processing unit that performs degradation processing of the image quality of the input video;
A reversible compression unit that reversibly compresses the video whose image quality has been degraded by the degradation processing unit;
A code length measurement unit that measures the code length of the image information output by the lossless compression unit,
The video compression apparatus, wherein the deterioration processing unit repeats the deterioration processing until the code length measured by the code length measurement unit becomes smaller than a predetermined code length.
請求項5に記載の映像圧縮装置であって、
さらに、前記劣化処理部で画質を劣化させた映像の画質を計測する画質計測部とを備え、
前記可逆圧縮部は、前記画質計測部が計測した画質が所定の画質以上で、前記符号長計測部が計測した符号長が所定の符号長より小さい圧縮映像情報を含むストリームを出力することを特徴とする映像圧縮装置。
The video compression apparatus according to claim 5,
And an image quality measuring unit for measuring the image quality of the video whose image quality has been degraded by the degradation processing unit,
The lossless compression unit outputs a stream including compressed video information in which an image quality measured by the image quality measurement unit is equal to or higher than a predetermined image quality and a code length measured by the code length measurement unit is smaller than a predetermined code length. A video compression device.
画質劣化処理と可逆圧縮処理がなされた圧縮映像を入力する入力部と、
前記入力部に入力された圧縮映像になされた可逆圧縮の逆処理を行う圧縮復元処理部と
を備えることを特徴とする映像復元装置。
An input unit for inputting compressed video that has undergone image quality degradation processing and lossless compression processing;
A video decompression apparatus comprising: a compression / decompression processing unit that performs a reverse process of the lossless compression performed on the compressed video input to the input unit.
請求項7に記載の映像復元装置であって、
前記入力部には、前記圧縮映像とともに前記画質劣化処理を識別する識別情報が入力され、
さらに圧縮復元処理部で可逆圧縮の逆処理がなされた映像の画質の復元処理を行う画質復元処理部とを備え、
前記画質復元処理部は、前記識別情報によって識別された前記画質劣化処理に対応する画質復元処理を行うことを特徴とする映像復元装置。
The video restoration device according to claim 7,
The input unit receives identification information for identifying the image quality degradation process together with the compressed video,
And an image quality restoration processing unit for restoring the image quality of the video that has been subjected to the reverse processing of the lossless compression in the compression restoration processing unit,
The video image restoration apparatus, wherein the image quality restoration processing unit performs an image quality restoration process corresponding to the image quality deterioration process identified by the identification information.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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