JP2010062881A - Image encoding method and image decoding device - Google Patents
Image encoding method and image decoding device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010062881A JP2010062881A JP2008226573A JP2008226573A JP2010062881A JP 2010062881 A JP2010062881 A JP 2010062881A JP 2008226573 A JP2008226573 A JP 2008226573A JP 2008226573 A JP2008226573 A JP 2008226573A JP 2010062881 A JP2010062881 A JP 2010062881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- encoding
- pixels
- encoding method
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像符号化方法及び画像復号装置に関する。 The present invention relates to an image encoding method and an image decoding apparatus.
近年、動画像と静止画像の両方を記録できるビデオカメラ等が普及している。このようなビデオカメラでは、動画像に比べて、静止画像の解像度が大きく、動画像用のエンコーダは高解像度である静止画像の画像サイズに対応していないのが一般的である。 In recent years, video cameras and the like that can record both moving images and still images have become widespread. In such a video camera, the resolution of a still image is larger than that of a moving image, and a moving image encoder generally does not support a high-resolution still image size.
一方、静止画像と動画像を共に記録できるビデオカメラ装置で、動画像用と静止画像用のエンコーダを両方持つのは、装置の構成が複雑になり、高価になるために避けたいという要請がある。また、動画像と静止画像を符号化した際に画像フォーマットが違う場合には、装置でのファイル管理が複雑になるという問題点がある。そのために、エンコーダは、一種類にしたいが、例えば、H.264やMPEGなどの動画像符号化を採用する場合には、画像サイズの制約上、高解像度の画像を分割して圧縮を行う必要がある。
本技術分野の背景技術として、例えば特開2004-120499号公報がある。該公報には、「HDTV画像より多い(QHDTV)画素数を有する画像入力部15から供給された元画像を必要な数のHDTV画像に画面分割部12において、元画像の近傍画素に必要なHDTV画像の数と同じ数でマスクをかけサンプリングし圧縮するためのHDTV画像13a,13b,13c,13dを得た後、MPEGエンコーダ14及びMPEGデコーダ24にて符号化及び復号化を行うことにより画面分割により生じる画面内の境界線の影響を無くし、HDTV画像より多い画素数を有する高解像度動画像であっても良好な画質を効率的に得ることができる。」と記載されている。
On the other hand, in a video camera device that can record both still images and moving images, having both an encoder for moving images and still images is required to be avoided because the configuration of the device becomes complicated and expensive. . Also, if the image format is different when encoding a moving image and a still image, there is a problem that file management in the apparatus becomes complicated. Therefore, the encoder is desired to be one type. When moving image encoding such as H.264 or MPEG is employed, it is necessary to divide and compress a high-resolution image due to image size restrictions.
As background art in this technical field, for example, there is JP-A-2004-120499. The gazette states that “the original image supplied from the image input unit 15 having a larger number of pixels than the HDTV image (QHDTV) is converted into a necessary number of HDTV images in the
上記特許文献1では、高解像度の動画像を分割して動画像符号化を行う方法について記載されているが、高解像度の静止画像を分割して動画像符号化を行う方法及び、圧縮効率を向上する方法について記載されていない。 In the above-mentioned Patent Document 1, a method for dividing a high-resolution moving image and performing moving image coding is described. However, a method for dividing a high-resolution still image and performing moving image coding, and compression efficiency are described. It does not describe how to improve.
本発明は、高解像度の静止画像の符号化を行う場合に動画像符号化を用いる画像符号化方法、及び圧縮効率を向上させる画像圧縮方法を提供する。 The present invention provides an image encoding method that uses moving image encoding when encoding a high-resolution still image, and an image compression method that improves compression efficiency.
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。 The above object can be achieved by the invention described in the claims.
本発明によれば、高解像度の静止画像の符号化を行う場合に、静止画像を分割して動画像符号化を用いる画像圧縮方法、及び圧縮効率を向上させる画像圧縮方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image compression method that uses moving image coding by dividing a still image when encoding a high-resolution still image, and an image compression method that improves compression efficiency. .
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の第一の実施形態を表すビデオカメラ装置100は、図1に示されるように、撮像部101と、画像分解部102と、バッファ部103と、符号化制御部104と、符号化部105と、記録媒体制御部106と記録媒体部107とからなる。
As shown in FIG. 1, the
撮像部101は、静止画像と動画像の両方をデジタルデータとして取り込む機能を有する。特に、この撮像部101は、高解像度の静止画像を取り込むことができるものとする。画像分解部102は、撮像部で取り込んだ静止画像150を、後の処理で説明するように複数の分解画像151を生成する。バッファ部103は前記分解画像を一時的にバッファする記憶領域である。
The
符号化制御部104は、画像分解部102から分解情報152を受け取り、前記分解情報152をもとに符号化部104の制御153と、記録媒体制御部105の制御154を行う。符号化部105は、バッファから前記分解画像155を読み出して、動画像符号化を行い、ストリーム156を生成する。記録媒体制御部106は、前記ストリーム156と前記分解情報152を記録データ157として記録媒体107に記録する。
The
なお、以上の説明では、画像処理装置の一例としてビデオカメラ装置を取り上げたが、本実施形態の画像符号化方法は、静止画像と動画像の双方を扱える他の装置、例えば、デジタルテレビジョン受信機、動画像のエンコーダを備えたスチルカメラなどの機器にも適用することができる。また、パーソナルコンピュータなどにより、専用のハードウエアを持たなくても、CPUが画像符号化プログラムを実行することにより、画像符号化を行うようにしてもよい。さらに、静止画像と動画像の双方を扱える装置ではなく、静止画像のみを扱える装置でもよい。 In the above description, the video camera apparatus is taken as an example of the image processing apparatus. However, the image encoding method of the present embodiment is another apparatus that can handle both still images and moving images, for example, digital television reception. The present invention can also be applied to devices such as a still camera equipped with a video encoder. Further, the image encoding may be performed by the CPU executing the image encoding program without using dedicated hardware by a personal computer or the like. Furthermore, an apparatus that can handle only still images may be used instead of an apparatus that can handle both still images and moving images.
前記画像分解部の画像の分解方法を、図2の2560×1920画素の静止画像200を用いて説明する。静止画像200を2画素×2画素の矩形ブロックに分割し、前記矩形ブロック内の同位置の画素(同一番号)の画素を集めて、201〜204の分解画像(1280×960画素)を生成する。
The image decomposition method of the image decomposition unit will be described with reference to a
なお、説明のため、図2に示したそれぞれの画像は、画素の一部分のみを表している。また、2560×1920画素の静止画像200を使用したが、任意の画像サイズでも良い。更に、前記2画素×2画素の矩形ブロックもN画素×M画素の任意の矩形ブロックでも良い。その際は、N×M枚の分解画像が生成される。
図2の例の場合、前記分解情報152はN=2、M=2となる。図2の高解像度静止画像200の(1)〜(4)のように左上からラスタスキャン順に番号を振るなどとルールを決めておくことで、復号時に分解情報152を使用して高解像度静止画像200に復号することが可能となる。この分解情報152は、ストリームに付加データとして埋め込んでも良いし、別情報として記録しても良い。また、NとMを符号化装置と復号化装置で予め決めておくことで分解情報を無くしても良い。
For the sake of explanation, each image shown in FIG. 2 represents only a part of a pixel. Further, although the
In the example of FIG. 2, the
図3は、前記分解方法で分解した例である。例えば、静止画像300を前記分解方法で分解を行うと、画像どおしの相関が高い分解画像301〜304が生成される。前記分解画像301〜304を、動画像として動画像符号化を行うと、フレーム間の相関が高いため、フレーム間予測を効率良く行うことができる。その結果、圧縮効率が向上する。
FIG. 3 shows an example of decomposition by the decomposition method. For example, when the
図4は、動画像符号化を行った際のピクチャタイプと符号化順番を示している。MPEGやH.264などの動画像符号化は、画面内の予測だけで符号化を行うIピクチャ(Intra coded picture)と、フレーム間の順方向の予測を行って差分の符号化を行うPピクチャ(Predictive coded picture)と、時間的に過去と未来の双方向の予測を行い、差分の符号化を行うBピクチャ(Bidirectionally coded predictive picture)がある。図4では、分解画像301〜304の符号化結果の一例を表しているが、Iピクチャは一枚以上、PピクチャとBピクチャは何枚でも良い。
ここで、JPEG(静止画像符号化)とMPEG2(動画像符号化)で符号化した場合の符号量の例を図5に示す。一般的にMPEG2では、I、P、Bピクチャのすべてのピクチャを同一の画質にするための符号量の比率は、Iピクチャの符号量を20とすると、Pピクチャの符号量は10、Bピクチャの符号量は5と言われている。MPEG2のIピクチャとJPEGはほぼ同じ圧縮率であると考えると、図4のようにIピクチャ301、Pピクチャ302、Bピクチャ303、Bピクチャ304と順番に符号化を行った場合の合計符号量501は、前記符号量の比率からすべて足してIピクチャの2倍の符号量となる。一方、前記静止画像300をJPEGで符号化する場合の合計符号量500は、分解画像301〜304をすべてIピクチャで符号化した場合と等しくなるのでIピクチャの符号量の4倍となる。よって、MPEG2で符号化するとJPEGで符号化した場合に比較して、符号量を2分の1にすることができる。
以上説明した例によれば、動画像と静止画像の双方を扱う装置において、動画像の符号化装置だけ持っていればよく、低コスト化を図ることができる。また、静止画像の符号化を行う場合に、圧縮効率を向上することができる。
FIG. 4 shows picture types and coding order when moving image coding is performed. MPEG and H.264 For example, H.264 video coding is based on an I picture (Intra coded picture) that is coded only by prediction within a screen, and a P picture (Predictive coded picture) that is coded in a forward direction between frames. ) And a B picture (Bidirectionally coded predictive picture) that performs bidirectional prediction in the past and the future and encodes the difference. Although FIG. 4 shows an example of the encoding result of the
Here, FIG. 5 shows an example of the code amount when encoding is performed using JPEG (still image encoding) and MPEG2 (moving image encoding). In general, in MPEG2, the ratio of the code amount for making all the pictures of I, P, and B pictures have the same image quality is such that the code amount of P picture is 10, Is said to have a code amount of 5. Assuming that the MPEG2 I picture and JPEG have substantially the same compression rate, as shown in FIG. 4, the total code amount when the I picture 301, the
According to the example described above, an apparatus that handles both a moving image and a still image only needs to have a moving image encoding device, and the cost can be reduced. In addition, the compression efficiency can be improved when encoding a still image.
一般的にPピクチャやBピクチャの符号化を行う際は、最適な動きベクトルを求めるため、±64画素などの広範囲な探索範囲を探索している。本発明では、同じ様な絵柄がフレーム間のほぼ同位置に存在することから、前記探索範囲を±1画素などの狭い範囲に制限することで、広範囲な探索範囲と同等の符号化効率を保ちつつ、動きベクトル探索の処理を大幅に削減することができ、符号化時の消費電力の低減が可能となる。 In general, when encoding a P picture or a B picture, a wide search range such as ± 64 pixels is searched in order to obtain an optimal motion vector. In the present invention, since similar pictures exist at almost the same positions between frames, the search range is limited to a narrow range such as ± 1 pixel, so that encoding efficiency equivalent to a wide range of search can be maintained. However, the motion vector search process can be greatly reduced, and the power consumption during encoding can be reduced.
動画像符号化に可逆符号化を用いる場合について図6を用いて説明する。非可逆符号化では、復号画像をフレーム間予測に使用するため、複数の分解画像を同時に符号化することができない。しかし、データが完全に元に戻る可逆符号化を行う場合、復号画像と原画像が一致するため、復号画像の代りに原画像を参照画像として用いてフレーム間予測を行うことができるので、複数枚の分解画像を同時に符号化することが可能となる。前記同時に符号化することにより、処理時間の削減を実現できる。
なお、以上の説明では、分解画像301〜304をすべて同時に符号化する場合について述べたが、2枚の分解画像を同時に符号化するなど、何枚を同時に符号化してもよい。また、分解画像だけでなく動画像を可逆符号化する場合にも、原画像を参照画像として用いることで複数枚の同時符号化が可能となる。
A case where lossless encoding is used for moving image encoding will be described with reference to FIG. In lossy encoding, since a decoded image is used for inter-frame prediction, a plurality of decomposed images cannot be encoded simultaneously. However, when performing lossless encoding in which data is completely restored, since the decoded image and the original image match, it is possible to perform inter-frame prediction using the original image as a reference image instead of the decoded image. It is possible to simultaneously encode the separated images. By simultaneously encoding, the processing time can be reduced.
In the above description, the case where all the decomposed
図7は画像復号装置600であり、記録媒体部601、復号部602、画像合成制御部603、画像合成部604、画像調整部605で構成される。
FIG. 7 shows an image decoding apparatus 600, which includes a
記録媒体部601はストリームと分解情報650が記録されている。復号部602は、前記記録媒体に記録されたストリーム651を復号し、復号画像655を作成する。画像合成制御部603では、前記記録媒体に記録された分解情報650を基に、復号部602の制御652、画像合成部604の制御653、画像調整部605の制御654を行う。画像合成部604では、分解情報を基に複数枚の復号画像から一枚の静止画像656を作成する。
画像調整部605では、画像合成部604で作成した静止画像656を表示部のサイズに合わせて、画像サイズを調整した表示画像657を作成する。表示部606は、前記表示画像657を表示する。
In the
The
前記画像合成部の静止画像の合成方法について図2を用いて説明する。まず始めに、分解情報を基に復号後の画像201〜204を同一座標の画素を集めてN画素×M画素の矩形ブロックを生成する。次に前記矩形ブロックを集めた画素の座標順に並べることで、元の高精細静止画像200に復元することができる。ここで、座標順に並べるとは(1、1)の座標の画素を集めた矩形ブロックが画像の左上の端、(2、1)の座標の画素を集めた矩形ブロックは(1、1)の矩形ブロックの右隣、(1、2)の座標の画素を集めた矩形ブロックは、(1、1)の矩形ブロックの下に並べるということを意味する。
表示部と連携した復号装置の例を図8を用いて説明する。一般的に表示サイズが小さい場合、例えばサムネイル表示をする場合などは、高解像度な画像をすべて復号してから表示サイズに縮小している。本発明では、分解画像が符号化前の静止画像の縮小画像となるので、表示サイズに合わせて、Iピクチャのみを復号する、Iピクチャ、Pピクチャを復号するなど、すべての画像を復号しなくても縮小画像を得ることができる。そこで、表示サイズ700に最も近い画像サイズになるまで復号する。例えば、Iピクチャの復号画像701が表示サイズに最も近い画像サイズであった場合は、表示サイズに拡大する。またIピクチャの復号画像が表示サイズより大きい場合は、表示サイズに縮小する。
A still image synthesizing method of the image synthesizing unit will be described with reference to FIG. First, the
An example of a decoding device linked with the display unit will be described with reference to FIG. In general, when the display size is small, for example, when displaying thumbnails, all high-resolution images are decoded and then reduced to the display size. In the present invention, since the decomposed image is a reduced image of the still image before encoding, all images are not decoded such as decoding only I pictures, decoding I pictures, and P pictures according to the display size. Even a reduced image can be obtained. Therefore, decoding is performed until the image size closest to the
前記処理により、復号時の処理負荷を大幅に削減することができ、消費電力の低減、復号速度の向上が実現できる。また、復号の速度が向上することによりサムネイルの表示速度も向上する。 With the above processing, the processing load during decoding can be greatly reduced, and power consumption can be reduced and decoding speed can be improved. Further, the display speed of thumbnails is improved by improving the decoding speed.
なお、図7では復号装置のみで説明したが、図7の復号装置は、図1の画像処理装置に含まれていてもよい。 Although only the decoding device is described in FIG. 7, the decoding device in FIG. 7 may be included in the image processing device in FIG.
100 ビデオカメラ装置
101 撮像部
102 画像分割部
103 バッファ部
104 符号化制御部
105 符号化部
106 記録媒体制御部
100 video camera equipment
101 Imaging unit
102 Image division
103 Buffer
104 Coding control unit
105 Encoder
106 Recording medium controller
Claims (9)
1枚の静止画像をN画素×M画素の矩形ブロックを基本単位として分割し、分割した各矩形ブロック内の同位置の画素を集めた分解画像を生成する画像分解部と、
前記分解画像を動画像符号化してストリームを生成する符号化部と、
を備えることを特徴とする画像符号化方法。 In an image encoding method for encoding a still image of digital data,
An image decomposing unit that divides one still image by using a rectangular block of N pixels × M pixels as a basic unit, and generates a decomposed image in which pixels at the same position in each divided rectangular block are collected;
An encoding unit that encodes the decomposed image to generate a stream;
An image encoding method comprising:
表示サイズに合わせて画像のサイズを拡大/縮小する画像調整部と、を備え表示サイズに応じて復号部で復号する復号画像の枚数を変更することを特徴とする画像復号装置。 A decoding unit that decodes a stream encoded by the image encoding method according to claim 1, and collects pixels at the same coordinates of the decoded decomposed image to generate and collect a rectangular block of N pixels × M pixels An image composition unit that restores one still image by arranging the rectangular blocks in pixel coordinate order;
An image decoding apparatus comprising: an image adjusting unit that enlarges / reduces an image size according to a display size; and changing the number of decoded images decoded by a decoding unit according to the display size.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008226573A JP2010062881A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Image encoding method and image decoding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008226573A JP2010062881A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Image encoding method and image decoding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010062881A true JP2010062881A (en) | 2010-03-18 |
Family
ID=42189188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008226573A Pending JP2010062881A (en) | 2008-09-04 | 2008-09-04 | Image encoding method and image decoding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010062881A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021078058A (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | Nttテクノクロス株式会社 | Coding method, decoding method, coding device, decoding device, and program |
-
2008
- 2008-09-04 JP JP2008226573A patent/JP2010062881A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021078058A (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | Nttテクノクロス株式会社 | Coding method, decoding method, coding device, decoding device, and program |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4656912B2 (en) | Image encoding device | |
| JP2011151430A (en) | Image processing apparatus, and imaging device with the same | |
| WO2015032339A1 (en) | Jpeg picture composite method and method and apparatus for superimposing osd information | |
| JP4429968B2 (en) | System and method for increasing SVC compression ratio | |
| US20130028528A1 (en) | Image processing method, encoding device, decoding device, and image processing apparatus | |
| JP4580880B2 (en) | Image encoding apparatus, image decoding apparatus, and image processing system | |
| JP4559811B2 (en) | Information processing apparatus and information processing method | |
| JP2011015262A (en) | Image decoder | |
| WO2010055675A1 (en) | Moving image encoding apparatus and moving image decoding apparatus | |
| JP4849297B2 (en) | Encoding apparatus and method, decoding apparatus and method, and program | |
| JP2009218965A (en) | Image processor, imaging device mounted with the same and image reproduction device | |
| JP2010062881A (en) | Image encoding method and image decoding device | |
| JP2011055023A (en) | Image encoding device and image decoding device | |
| WO2006046550A1 (en) | Image encoding method and device, image decoding method, and device | |
| US20090074054A1 (en) | Resolution-converting apparatus, resolution-converting method and previewing apparatus | |
| JP4749508B2 (en) | Image decoding method | |
| JP6069929B2 (en) | Image selection method, image selection apparatus, encoding apparatus, image selection system, image selection program, encoding program, and image encoding selection program | |
| JP4795141B2 (en) | Video coding / synthesizing apparatus, video coding / synthesizing method, and video transmission system | |
| JP2006340300A (en) | Signal processing method, signal processing apparatus, signal processing program and information recording medium | |
| JP4667423B2 (en) | Image decoding device | |
| JP4667424B2 (en) | Image decoding device | |
| JP2009278473A (en) | Image processing device, imaging apparatus mounting the same, and image reproducing device | |
| WO2016047250A1 (en) | Signal processing apparatus, imaging apparatus and signal processing method | |
| JP6523495B2 (en) | Decryption method | |
| JP4672594B2 (en) | Encoded stream re-encoding method, encoded stream re-encoding device, encoded stream restoring method, encoded stream restoring device, encoded stream re-encoding program, encoded stream restoring program, and computer-readable recording of these programs Possible recording media |