專利名稱：圖像壓縮裝置、壓縮方法和程序、以及圖像恢復(fù)裝置、恢復(fù)方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對特性不同的兩種圖像(電影等自然圖像和數(shù)字地圖等
CG圖像)雙方有效的高畫質(zhì)實(shí)時圖像壓縮裝置、壓縮方法和用于進(jìn)行該 壓縮的程序、以及對壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)的圖像恢復(fù)裝置、恢復(fù)方法 和用于進(jìn)行該恢復(fù)的程序。
背景技術(shù)：
為了傳送包含極大信息量的圖像信息而需要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。尤其在 動態(tài)圖像的情況下，為了在一秒間能夠發(fā)送和接收30幀 60幀左右的圖 像數(shù)據(jù)，圖像壓縮變得不可欠缺。
另外，作為圖像信息，公知有通常以電視圖像和電影等為代表的自 然圖像以及以汽車導(dǎo)航的地圖等為代表的CG圖像，通常，在自然圖像 中包含較多的低頻成分，而在數(shù)字圖像中包含較多的高頻成分。在最近 的車載終端和包括移動電話在內(nèi)的移動終端中，已經(jīng)能夠處理地圖等數(shù) 字圖像和TV、電影等自然圖像雙方，而為了有效地傳送雙方的圖像數(shù)據(jù)， 期望采用對低頻成分和高頻成分雙方都有效的數(shù)據(jù)壓縮方式。
作為以往的圖像數(shù)據(jù)壓縮方式，公知有如圖1所示的利用了 DPCM 預(yù)測器的第1現(xiàn)有技術(shù)。如圖1所示，在對圖像數(shù)據(jù)110進(jìn)行壓縮的情 況下，由預(yù)測器(DPCM) 210根據(jù)對象像素的前一行和前像素值對預(yù)測 對象像素的電平值進(jìn)行預(yù)測，由量化器310將與實(shí)際像素電平值的預(yù)測 誤差變換為代表值來進(jìn)行量化，并通過可變長度編碼器410進(jìn)行傳送， 該可變長度編碼器410分配與出現(xiàn)頻度對應(yīng)的碼。在這種方式中，由于 以像素為單位進(jìn)行量化、編碼，因此無論高頻和低頻都能夠進(jìn)行應(yīng)用。 但是，由于是根據(jù)前一行的值來計(jì)算預(yù)測值，因此，當(dāng)在某個時刻產(chǎn)生預(yù)測誤差的情況下，誤差在接下來的預(yù)測時被直接利用，作為結(jié)果，預(yù) 測誤差被傳播，存在沿著行產(chǎn)生畫質(zhì)劣化的問題。
例如，在量化器310所利用的量化表是將預(yù)測誤差的電平值為-4 4 的預(yù)測誤差設(shè)為量化預(yù)測誤差0的量化表(即，量化幅度比較粗略的量 化表)的情況下，即使在預(yù)測器210所執(zhí)行的某個預(yù)測處理中產(chǎn)生了-4 4的電平值的預(yù)測誤差，也會將量化預(yù)測誤差視為0。因此，無法將產(chǎn)生 預(yù)測誤差這一信息加入到量化結(jié)果中，作為結(jié)果，預(yù)測誤差原樣地持續(xù) 殘留下來。當(dāng)產(chǎn)生這種預(yù)測誤差的傳播時，在作為處理結(jié)果而輸出的圖 像中，產(chǎn)生原本應(yīng)該不存在的行方向的線，從而導(dǎo)致畫質(zhì)的劣化。
并且，作為以往的圖像數(shù)據(jù)壓縮方式，公知有如圖2所示的利用JPEG (Joint Photographic Experts Group:聯(lián)合圖像專家組)、MPEG (Moving Picture Experts Group:運(yùn)動圖像專家組)來進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的第2現(xiàn)有技 術(shù)。作為屬于該第2現(xiàn)有技術(shù)的專利文獻(xiàn)，可以舉出下述的專利文獻(xiàn)1 和2。如圖2所示，第2現(xiàn)有技術(shù)使輸入圖像120模塊(通常為8*8) 化130，對模塊圖像實(shí)施DCT220，對DCT系數(shù)進(jìn)行量化320，并進(jìn)行分 配與出現(xiàn)頻度對應(yīng)的碼的可變長度編碼420，之后進(jìn)行傳送。這里，所謂 DCT (Discrete Cosine Transfer:離散余弦變換)變換是指對圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行頻率變換的方法。由于人的眼睛對低頻率成分(圖像中的平坦部分) 敏感，因此，通過對與低頻有關(guān)的DCT系數(shù)進(jìn)行精細(xì)的量化，對與高頻 有關(guān)的DCT系數(shù)進(jìn)行粗略的量化，可以利用較高的壓縮率來對自然圖像 進(jìn)行壓縮，以使畫質(zhì)劣化不明顯。但是，雖然這對于用于對人的眼睛易 于檢測的低頻率成分進(jìn)行精細(xì)的量化的自然圖像的壓縮來說沒有問題， 但是對于地像(CG圖像)中的線、文字這樣的高頻成分而言，畫質(zhì) 劣化明顯。而且，由于是對壓縮對象模塊進(jìn)行邊緣信息提取230，因此存 在無法發(fā)現(xiàn)由量化誤差引起的畫質(zhì)劣化，從而無法進(jìn)行修改、反饋的問 題。
另外，作為以往的圖像數(shù)據(jù)壓縮方式，還公知有未圖示的利用了 JPEG-LS (Lossless:無損)的第3現(xiàn)有技術(shù)。該第3現(xiàn)有技術(shù)利用MED (Median Edge Detector:中間邊緣檢測器)預(yù)測器來進(jìn)行電平值預(yù)測，并對其預(yù)測誤差進(jìn)行直接編碼。在該第3現(xiàn)有技術(shù)中，由于不進(jìn)行量化， 因此不產(chǎn)生畫質(zhì)劣化。但是，存在編碼時需要進(jìn)行必要的計(jì)算處理等各 種處理繁重，從而不適合于實(shí)時壓縮的問題。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-126777號公報 專利文獻(xiàn)2:日本特開平6-350992號公報
當(dāng)利用上述第1現(xiàn)有技術(shù)即DPCM來簡單地進(jìn)行量化時，存在有時 行方向的量化誤差進(jìn)行傳播的課題。并且，關(guān)于上述第2現(xiàn)有技術(shù)即 JPEG、 MPEG這樣的利用DCT進(jìn)行變換編碼的技術(shù)，其針對CG圖像的 畫質(zhì)劣化明顯這一課題而進(jìn)一步進(jìn)行了自適應(yīng)量化，但是由于該技術(shù)是 對壓縮對象模塊進(jìn)行邊緣提取，因此存在無法發(fā)現(xiàn)由量化誤差引起的畫 質(zhì)劣化，從而無法實(shí)施修改、反饋的課題。而且，關(guān)于上述第3現(xiàn)有技 術(shù)即JPEG-LS，雖然其不進(jìn)行量化而不會產(chǎn)生畫質(zhì)劣化，但是由于各處 理繁重，因此存在不適合于實(shí)時處理的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述這樣的課題，本發(fā)明的目的在于，提供通過考慮周邊 像素和行間的預(yù)測電平值的連續(xù)性來對量化表進(jìn)行切換，從而抑制由于 量化誤差的原因所產(chǎn)生的行間的畫質(zhì)劣化的圖像壓縮裝置、壓縮方法和 用于進(jìn)行該壓縮的程序、以及對壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)的圖像恢復(fù)裝置、 恢復(fù)方法和用于進(jìn)行該恢復(fù)的程序。
本發(fā)明的圖像壓縮裝置具有預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測 器，在該圖像壓縮裝置中，具有特定像素電平差評價單元，其在壓縮圖 像數(shù)據(jù)時，對特定像素間的電平差的同一性進(jìn)行評價，向量化表切換單 元發(fā)送控制信號，其中，所述特定像素是與壓縮對象像素所屬的行和其 之前的行相關(guān)的、所述壓縮完成的像素中的像素，并且，該圖像壓縮裝 置具有絕對值和評價單元，該絕對值和評價單元對所述壓縮對象像素的 周邊像素的電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送控制 信號。而且，量化表切換單元根據(jù)從所述特定像素電平差評價單元或所 述絕對值和評價單元中的任意一個輸出的控制信號來指示量化表的切換，選擇具有不同量化階梯的多個量化表中的任意一個，來進(jìn)行量化。
由此，以像素為單位來對在量化過程中是否產(chǎn)生畫質(zhì)劣化進(jìn)行評價，
并立刻反饋到下一個像素的量化、編碼中，從而能夠在產(chǎn)生畫質(zhì)劣化的
情況下瞬時(以幾個像素為單位)進(jìn)行校正。
并且，在產(chǎn)生了量化誤差的情況下，大多情況是在行間產(chǎn)生對應(yīng)于
量化階梯的相同的電平差，因此，在對相同值的電平差進(jìn)行評價并判斷
為量化誤差進(jìn)行了傳播的情況下，立刻進(jìn)行反饋以進(jìn)行精細(xì)的量化，由
此能夠防止從邊緣附近向CG圖像這樣的電平差完全相同的平面產(chǎn)生的
預(yù)測誤差的傳播。
并且，通過計(jì)算電平差的絕對值之和來作為前一行和當(dāng)前處理對象 的行的像素的活性度，由此使量化階梯變得粗略，或者使量化階梯變得 精細(xì)，從而能夠在防止畫質(zhì)劣化的同時提高壓縮效率。
并且，本發(fā)明的圖像壓縮方法和用于壓縮本發(fā)明的圖像的程序是在 具有預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測器的圖像壓縮裝置中執(zhí)行的
方法和程序，包括以下步驟在壓縮圖像數(shù)據(jù)時，保持存在于所述壓縮 對象像素所屬的行和其之前的行的、壓縮完成的像素的電平值；以下2 個步驟中的至少任意一個步驟 一個步驟是，基于所述壓縮完成的像素 的電平值，根據(jù)所述2行間的特定像素間的電平差中相同的值以哪種方 式出現(xiàn)來判斷有無量化誤差，并生成指示對量化器中所使用的量化表進(jìn) 行切換的控制信號，另一個步驟是，計(jì)算所述壓縮對象像素的周邊像素 的電平差的絕對值之和，根據(jù)周邊像素的電平差之和的大小來判斷所述 壓縮對象像素是平坦圖像還是活性度高的圖像，并生成指示對所述量化 器中所使用的量化表進(jìn)行切換的控制信號；以及根據(jù)所述控制信號來指 示所述量化表的切換，根據(jù)該指示，選擇具有不同量化階梯的多個量化 表中的任意一個，來進(jìn)行量化。
由此，以像素為單位來對在量化過程中是否產(chǎn)生畫質(zhì)劣化進(jìn)行評價， 并立刻反饋到下一個像素的量化、編碼中，從而能夠在產(chǎn)生畫質(zhì)劣化的 情況下瞬時(以幾個像素為單位)進(jìn)行校正。
并且，在產(chǎn)生了量化誤差的情況下，大多情況是在行間產(chǎn)生對應(yīng)于量化階梯的相同的電平差，因此，在對相同值的電平差進(jìn)行評價并判斷 為量化誤差進(jìn)行了傳播的情況下，立刻進(jìn)行反饋以進(jìn)行精細(xì)的量化，由
此能夠防止從邊緣附近向CG圖像這樣的電平差完全相同的平面產(chǎn)生的
預(yù)測誤差的傳播。
并且，通過計(jì)算電平差的絕對值之和來作為前一行和當(dāng)前處理對象 的行的像素的活性度，由此使量化階梯變得粗略，或者使量化階梯變得 精細(xì)，從而能夠在防止畫質(zhì)劣化的同時提高壓縮效率。
并且，本發(fā)明的圖像恢復(fù)裝置和圖像恢復(fù)方法是利用逆操作來對上 述圖像壓縮裝置所壓縮的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，因此，以像素為單位來對 在逆量化過程中是否產(chǎn)生畫質(zhì)劣化進(jìn)行評價，并立刻反饋到下一個像素 的逆量化、解碼中，從而能夠在產(chǎn)生畫質(zhì)劣化的情況下瞬時(以幾個像 素為單位)進(jìn)行校正。
并且，在產(chǎn)生了量化誤差的情況下，大多情況是在行間產(chǎn)生對應(yīng)于 量化階梯的相同的電平差，因此，在對相同值的電平差進(jìn)行評價并判斷 為量化誤差進(jìn)行了傳播的情況下，立刻進(jìn)行反饋以進(jìn)行精細(xì)的逆量化，
由此能夠防止從邊緣附近向CG圖像這樣的電平差完全相同的平面產(chǎn)生 的預(yù)測誤差的傳播。
并且，通過計(jì)算電平差的絕對值之和來作為前一行和當(dāng)前處理對象 的行的像素的活性度，由此使量化階梯變得粗略，或者使量化階梯變得 精細(xì)，從而能夠在防止畫質(zhì)劣化的同時提高和恢復(fù)效率。
并且，本發(fā)明的進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)的程序進(jìn)行與基于上述進(jìn)行圖 像數(shù)據(jù)的壓縮的程序的操作相反的操作，因此與上述進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的壓 縮的程序同樣，不僅能夠高速地進(jìn)行特定像素電平差評價處理或絕對值 和評價處理，而且能夠高速地進(jìn)行逆量化表的切換處理。


圖1是示出利用了 DPCM預(yù)測器的第1現(xiàn)有技術(shù)的概要的圖。 圖2是示出利用JPEG、 MPEG來進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的第2現(xiàn)有技術(shù)的概 要的圖。
ii圖3是示出本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)所涉及的圖像壓縮方式的動作流程圖。
圖4是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮(編碼)裝置 的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的各種圖像格式中的壓縮對象像 素與周邊像素的配置關(guān)系的圖。
圖6A是表示針對預(yù)測誤差(X—X')的量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān) 系的量化表，是由精細(xì)的量化階梯構(gòu)成的第1量化表。
圖6B是表示針對預(yù)測誤差(X—X')的量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān) 系的量化表，是由普通的量化階梯構(gòu)成的第2量化表。
圖6C是表示針對預(yù)測誤差(X—X')的量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān) 系的量化表，是由粗略的量化階梯構(gòu)成的第3量化表。
圖7是說明圖4所示的連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊的動作的流程圖。
圖8是說明圖4所示的周邊電平差決定模塊的動作的流程圖。
圖9A是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮(編碼) 裝置的動作的流程圖。
圖9B是說明圖9A中的步驟S008中的"局部解碼"的處理的流程圖。
圖10是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮裝置的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖11是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)(解碼)裝置 的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12A是表示量化預(yù)測誤差與設(shè)置在逆量化器上的上述量化編號的 對應(yīng)關(guān)系的逆量化表，是由精細(xì)的量化階梯構(gòu)成的第1逆量化表。
圖12B是表示量化預(yù)測誤差與設(shè)置在逆量化器上的上述量化編號的 對應(yīng)關(guān)系的逆量化表，是由普通的量化階梯構(gòu)成的第2逆量化表。
圖12C是表示量化預(yù)測誤差與設(shè)置在逆量化器033上的上述量化編 號的對應(yīng)關(guān)系的逆量化表，是由粗略的量化階梯構(gòu)成的第3逆量化表。
圖13是說明圖11所示的連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊的動作的流程圖。
圖14是說明圖11所示的周邊電平差決定模塊的動作的流程圖。圖15A是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)(解碼) 裝置的動作的圖。
圖15B是說明圖15A中的步驟S028中的"局部解碼"的處理的流程圖。
圖16是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)裝置的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 ' 圖3是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)所涉及的圖像壓縮方式的動作流程圖。圖 3所示的本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)中的圖像壓縮過程與上述第1現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu) 的主要的不同點(diǎn)在于具有自適應(yīng)量化器300，在由量化器對預(yù)測對象像 素X的電平值與預(yù)測器200所預(yù)測的預(yù)測值X'之間的預(yù)測誤差進(jìn)行量化 的情況下，自適應(yīng)量化器300根據(jù)行間的關(guān)注像素的電平值的連續(xù)性或 者周邊像素的電平差測量，自適應(yīng)地選擇量化階梯不同的量化表。然后， 根據(jù)自適應(yīng)地選擇的量化表來進(jìn)行量化，經(jīng)由可變長度編碼器400而傳 送，該可變長度編碼器400分配與出現(xiàn)頻度對應(yīng)的碼。
圖4是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮(編碼)裝置 的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖4中，圖像數(shù)據(jù)001表示作為壓縮對象的像素的集 合，由利用數(shù)字方式對圖像進(jìn)行處理的圖像處理裝置(未圖示)來提取 該圖像數(shù)據(jù)OOl。此外，壓縮對象像素X (002)表示在當(dāng)前步驟中作為 壓縮對象的像素。圖5是示出圖像格式為交織圖像或者漸進(jìn)圖像時的壓 縮對象像素X與周邊像素(行間像素和前一個像素)的配置關(guān)系的圖。 另外，在圖5中利用虛線來表示行。
量化器003按照根據(jù)來自量化表切換模塊017的控制信號而選擇的 量化表，來對壓縮對象像素X (002)與預(yù)測值X， (006)之間的差分值 即"預(yù)測誤差"進(jìn)行量化，該量化表切換模塊017根據(jù)行間的關(guān)注像素(在 本例中為像素A、 B)的電平值的連續(xù)性、周邊像素的電平差測量(在本 例中為周邊像素的電平差的絕對值之和)來選擇量化階梯不同的量化表，該量化器003將預(yù)測誤差(X—X，)作為輸入，輸出預(yù)測誤差量化值(也
簡單地稱為量化值)和量化編號。
圖6A是表示針對預(yù)測誤差(X—X')的量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān) 系的量化表，是由精細(xì)的量化階梯構(gòu)成的第l量化表。圖6B是表示針對 預(yù)測誤差(X—X，)的量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān)系的量化表，是由普通 的量化階梯構(gòu)成的第2量化表。圖6C是表示針對預(yù)測誤差(X—X')的 量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān)系的量化表，是由粗略的量化階梯構(gòu)成的第3 量化表。
期望預(yù)測誤差的絕對值越小，上述量化階梯的寬度越小，預(yù)測誤差 的絕對值越大，上述量化階梯的寬度越大。這是因?yàn)?，存在一般預(yù)測誤 差小的情況是容易預(yù)測正確的平坦圖像、相反預(yù)測誤差大的情況則具有 容易預(yù)測錯誤的邊緣附近的傾向，當(dāng)平坦部分中存在誤差時，人的眼睛 易于檢測到該誤差，因此通過在預(yù)測誤差小的情況下縮小階梯寬度，來 減小量化誤差。期望最小階梯寬度是1 4左右。
另一方面，在預(yù)測誤差大的情況下，擴(kuò)大量化的階梯寬度以提高壓 縮效率。期望該階梯寬度是24 32?；旧希A(yù)測誤差大的情況的出現(xiàn) 頻度較少，從而即使在邊緣附近的部分的預(yù)測誤差較大也沒有在平坦部 分存在誤差的情況明顯，因此即使擴(kuò)大階梯寬度也不易引起問題。這樣， 通過擴(kuò)大階梯寬度來提高壓縮效率，相反地對平坦部分進(jìn)行更精細(xì)的量 化。
例如，在圖6A所示的精細(xì)階梯的第1量化表中，預(yù)測誤差的絕對值 最小設(shè)定為0，最大設(shè)定為11以上。并且，在圖6B所示的普通階梯的第 2量化表中，預(yù)測誤差的絕對值最小設(shè)定為2，最大設(shè)定為21以上。并 且，在圖6C所示的粗略階梯的第3量化表中，預(yù)測誤差的絕對值最小設(shè) 定為4，最大設(shè)定為41以上。
另外，關(guān)于圖6A、圖6B、圖6C所示的量化值與量化編號的對應(yīng)關(guān) 系，在壓縮側(cè)、恢復(fù)側(cè)需要成為相同的對應(yīng)。因此，與圖6A、圖6B、 圖6C對應(yīng)地，在恢復(fù)側(cè)具有表示量化值和量化編號的對應(yīng)關(guān)系的逆量化 表(參照圖12A、圖12B、圖12C)。后面將對此進(jìn)行敘述。并且，在上述說明中，示出了作為量化表的3個例子，然而不限于此，只要量化階
梯寬度不同的量化表為2個以上即可。
并且，當(dāng)對邊緣較多且復(fù)雜的圖案進(jìn)行壓縮時存在達(dá)不到規(guī)定的壓 縮率的情況，因此，也可以進(jìn)行自適應(yīng)量化，該自適應(yīng)量化具有量化階 梯寬度不同的多個量化表，并在將要超過規(guī)定的壓縮率的情況下選擇階 梯寬度整體上比較粗率的量化表。
可變長度編碼器004將從圖6A、圖6B、圖6C中的任意一個量化表 中得到的量化編號作為輸入，輸出可變長度碼。壓縮碼緩沖器005是蓄 積可變長度編碼器004的輸出的緩沖器。預(yù)測值006是由預(yù)測器018計(jì) 算出的預(yù)測值。
如圖5所示，周邊像素A (007)是壓縮對象像素X的左邊的像素。 預(yù)測用1行緩沖器008是大致保持1行預(yù)測用量化結(jié)果的緩沖器，例如 由移位寄存器構(gòu)成。
并且，周邊像素D (009)是壓縮對象像素X的右上方的像素，艮P， 是之前所處理的1行中靠后1列的像素。周邊像素C (010)是壓縮對象 像素X的上方的像素，即，是之前所處理的1行中相同列的像素。周邊 像素B (011)是壓縮對象像素X的左上方的像素，即，是之前所處理的 l行中靠前l(fā)列的像素。周邊像素E (012)是周邊像素B (011)左邊的 像素，即，是之前所處理的1行中靠前2列的像素。另外，在觀察原圖 像時，對于壓縮對象像素X而言，周邊像素D、周邊像素C、周邊像素 B以及周邊像素E在交織圖像的情況下分別相當(dāng)于2行中的圖像，在漸 進(jìn)圖像的情況下分別相當(dāng)于1行中的像素。
然后，連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊013根據(jù)周邊像素A(007)、 B (Oil) 來測量電平差，進(jìn)行連續(xù)性評價，在同一電平差連續(xù)了規(guī)定次數(shù)以上的 情況下，輸出控制信號014，以使用精細(xì)量化表(圖6A所示的第1量化 表)。
關(guān)于利用多少次數(shù)來判斷連續(xù)性評價，由于最好在畫質(zhì)劣化變得明 顯前切換為精細(xì)量化表，因此期望小于圖像大小。例如，在橫向?yàn)?20 像素這樣的圖像中，當(dāng)在橫向上產(chǎn)生了長度為6像素的線狀圖像劣化時，由于易于被人的眼睛所檢測到，因此設(shè)定為6像素以下的值(在本實(shí)施
方式中為4像素處理)。
圖7是說明圖4所示的連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊013的動作的流程 圖。在圖7的步驟S041中，對電平差B—A與上一個電平差進(jìn)行比較。 在步驟S042中，判定電平差B—A與上一個電平差是否相同。如果不同， 則在步驟S043中，將同一值連續(xù)計(jì)數(shù)器設(shè)置為1并進(jìn)入到步驟S045。而 如果相同，則進(jìn)入到步驟S044，在步驟S044中，對同一值連續(xù)計(jì)數(shù)器加1。
在步驟S045中，判定同一值連續(xù)計(jì)數(shù)器是否為4以上。在計(jì)數(shù)器的 值為4以上時，進(jìn)入到步驟S046，在步驟S046中，發(fā)送表示精細(xì)量化階 梯的量化表的控制信號"OOO"而結(jié)束處理。在S045中，計(jì)數(shù)器的值為4 以上的情況是相同值的電平值連續(xù)了規(guī)定次數(shù)以上、并且懷疑預(yù)測誤差 正在進(jìn)行傳播的狀態(tài)，因此在該處理中，通過切換為更加精細(xì)的量化階 梯的量化表，能夠更精細(xì)地對預(yù)測電平值的誤差進(jìn)行檢測。因此，在實(shí) 際上產(chǎn)生了預(yù)測誤差的傳播的情況下，由該處理來對量化表進(jìn)行切換， 從而能夠使預(yù)測誤差不進(jìn)一步進(jìn)行傳播。
另外，即使在預(yù)測誤差沒有傳播，而是作為處理對象的圖像實(shí)際上 就是相同電平值連續(xù)的圖像的情況下，切換為精細(xì)量化表不會產(chǎn)生任何 問題。
并且，如果計(jì)數(shù)器的值不是4以上，則進(jìn)入到步驟S047，在步驟S047 中，把控制移交給周邊電平差檢測模塊015而結(jié)束處理。
如上所述，控制信號014表示指示精細(xì)量化階梯的控制信號"000"， 或者表示指示以下情況的控制信號，即使周邊電平差檢測模塊015動 作來決定再次使用哪個量化表。
周邊電平差決定模塊015計(jì)算周邊像素的電平差之和的絕對值，并 將其與閾值進(jìn)行比較，由此來決定使用哪個量化表。決定后，發(fā)送控制 信號016。即，控制信號016發(fā)送如下的控制信號。
控制信號000:在使用精細(xì)量化階梯的量化表時發(fā)送
控制信號001:在使用普通量化階梯的量化表時發(fā)送
控制信號010:在使用粗略量化階梯的量化表時發(fā)送圖8是說明圖4所示的周邊電平差決定模塊015的動作的流程圖。 在圖8的步驟S051中，計(jì)算電平差D—C、電平差C一B、電平差B—A、 電平差B—E的各絕對值之和，即Ndsub。在步驟S052中，判定Ndsub 是否為15以下。如果Ndsub為15以下，則進(jìn)入到步驟S053，在步驟S053 中，發(fā)送表示精細(xì)量化階梯的量化表的控制信號"0O0"而結(jié)束處理。艮P， 在活性度低的圖像(平坦的圖像)中，即使稍微產(chǎn)生圖像劣化也易于被 人的眼睛所檢測到，因此對于這種活性度低的圖像，通過利用精細(xì)量化 表來進(jìn)行高精度的編碼。
關(guān)于以何種值來判定Ndsub，在上述說明中使用了 15這一閾值，但 是不限于此。 一般情況下，當(dāng)像素電平差在2 4左右時，易于被人的眼 睛所檢測。這里，由于取4個電平差的絕對和，因此人的眼睛所易于檢 測的像素電平差的總和在8 (即2x4) 16 (即4x4)的范圍內(nèi)。上述判 定中所使用的閾值用于抑制活性度低的圖像(平坦圖像)中的誤差傳播， 因此只要在上述8 16的范圍內(nèi)決定閾值(在上述中為15)即可。
并且，如果Ndsub不是15以下，則進(jìn)入到步驟S054，在步驟S054 中，判定Ndsub是否為128以上。如果Ndsub不是128以上，則進(jìn)入到 步驟S055，在步驟S055中，發(fā)送表示普通量化階梯的量化表的控制信號 "001"而結(jié)束處理。并且，如果Ndsub為128以上，則進(jìn)入到步驟S056， 在歩驟S056中，發(fā)送表示粗略量化階梯的量化表的控制信號"010"而結(jié) 束處理。即，在活性度高的圖像(平坦部分少的圖像)中，即使產(chǎn)生些 許的圖像劣化，人的眼睛也很難檢測到，因此通過對這種活性度高的圖 像，利用粗略量化表來進(jìn)行高速編碼。
關(guān)于以何種值來判定Ndsub，在上述說明中使用了 128這一閾值， 但是不限于此。 一般情況下，活性度高的圖像(平坦部分少的圖像)中 的量化階梯寬度被設(shè)定為24 32，因此上述4個電平差的絕對和是其的 4倍，即96 128的范圍。只要在該范圍中決定閾值(在上述中為128)， 并由此來區(qū)分粗略量化階梯的第3量化表和普通量化階梯的第2量化表 的使用即可。
另外，在本實(shí)施方式中，作為控制信號將3比特的控制信號(000)、(001)、 (010)對應(yīng)起來，然而只要是能夠指示不同的量化階梯的量化
表，則也可以不是這種形式的控制信號。并且，量化表也不限于上述這 樣的精細(xì)、粗略、普通的量化階梯的量化表，可以具備通過進(jìn)一步細(xì)分
而成的4個以上的量化表，或者可以僅僅具備精細(xì)、粗略這2種量化表， 只要具備2種以上的量化階梯寬度不同的量化表即可。
接著，量化表切換模塊017根據(jù)2個控制信號014、 016向量化器 003輸出用于切換量化表的控制信號。預(yù)測器018根據(jù)周邊像素A(007)、 B (011)、 C (010)來計(jì)算壓縮對象像素X的預(yù)測值X'。
圖9A是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮(編碼) 裝置的動作的流程圖。圖9B是說明圖9A中的步驟S008中的"局部解碼" 的處理的流程圖。在圖9A和圖9B中，將步驟簡略表示為S。
在進(jìn)入到對圖9A中的步驟的說明前，希望注意到在本例中是以如下 情況為前提的，即在處理結(jié)束前對所有圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)。
S001:從圖像數(shù)據(jù)OOl取得壓縮對象像素X (002)。
S002:在連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊013中，根據(jù)周邊像素A (007)、 B (011)來測量電平差，進(jìn)行連續(xù)性的評價，在同一電平差連續(xù)了規(guī)定 次數(shù)以上的情況下，向量化表切換模塊017輸出使用精細(xì)量化表的控制 信號014。在并非如此的情況下，進(jìn)入到S003。
S003:在周邊電平差檢測模塊015中，檢測周邊電平差的絕對值之 和，對周邊電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換模塊017輸出 決定量化表的控制信號016。
S004:在預(yù)測器018中計(jì)算壓縮對象像素X(002)的預(yù)測值X'(006)。
S005:從壓縮對象像素X (002)中減去預(yù)測值X' (006)。
S006:向由量化表切換模塊017決定的量化表中輸入預(yù)測誤差，計(jì) 算預(yù)測誤差量化值(參照圖6A 圖6C)。
S007:可變長度編碼器004根據(jù)量化編號來生成碼。該碼可以是 Golomb碼也可以是算術(shù)碼。
S008:為了對下一個像素進(jìn)行壓縮，對周邊像素A (007)、 B (011)、 C (010)和預(yù)測用行緩沖器008進(jìn)行更新(局部解碼)。S009:代入周邊像素B (Oil)作為下一個壓縮對象像素的周邊像素 E (012)。
S010:代入周邊像素C (010)作為下一個壓縮對象像素的周邊像素 B (011)。
SOU:代入周邊像素D (009)作為下一個壓縮對象像素的周邊像素 C (010)。
S012:從預(yù)測用1行緩沖器008中取得下一個壓縮對象像素的周邊 像素D (009)。
S013:將周邊像素A (007)代入預(yù)測用l行緩沖器008。
S014:將量化值與預(yù)測值相加，作為下一個壓縮對象像素的周邊像 素A (007)而代入。
圖10是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮裝置的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)的功能框圖，是將上面所說明的內(nèi)容功能化而用模塊來表示的圖。 在圖10中，本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的壓縮裝置向壓縮處理部 110輸入要進(jìn)行壓縮處理的圖像數(shù)據(jù)102，在壓縮處理部110中，首先通 過讀入部111按照每行讀入所輸入的圖像數(shù)據(jù)102來提取壓縮對象像素， 然后將提取出的壓縮對象像素輸出到預(yù)測處理部112。
在預(yù)測處理部112中，從該壓縮對象像素電平中減去預(yù)測器所預(yù)測 的該壓縮對象像素的預(yù)測值來計(jì)算預(yù)測誤差，另一方面，評價部113的 相當(dāng)于圖4的連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊013的連續(xù)性評價部114對該壓 縮對象像素所涉及的2個特定周邊像素的電平差是否連續(xù)進(jìn)行評價，在 同一電平差連續(xù)了規(guī)定次數(shù)以上的情況下，生成用于使用例如圖6A所示 的精細(xì)量化表119的控制信號。并且，評價部113的相當(dāng)于圖4的周邊 電平差檢測模塊015的周邊評價部115對包含計(jì)算該壓縮對象像素的預(yù) 測值的像素的周邊像素的、每2個周邊像素的電平差的絕對值之和進(jìn)行 檢測，并且參照將電平差和應(yīng)該利用的量化表的信息對應(yīng)起來進(jìn)行管理 的電平差表116，來對周邊電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向切換處理部 117分別輸入要使用哪個電平的量化表119的控制信號。
在相當(dāng)于量化表切換模塊017的切換處理部117中，根據(jù)所輸入的控制信號向量化處理部118指示量化表119的切換，在量化處理部118 中，對量化表119進(jìn)行切換，并使用切換后的量化表119來計(jì)算預(yù)測誤 差量化值，作為量化處理部118的輸出，其輸入到相當(dāng)于可變長度編碼 器004的編碼處理部120中，在編碼處理部120中，根據(jù)所輸入的預(yù)測 誤差量化值生成壓縮碼，將所生成的壓縮碼作為壓縮處理部110的輸出 進(jìn)行蓄積，從而得到壓縮數(shù)據(jù)104。
上述圖10所示的圖像數(shù)據(jù)的壓縮裝置中的處理當(dāng)然也能夠在計(jì)算 機(jī)上來實(shí)現(xiàn)。作為該情況下的計(jì)算機(jī)的硬件資源，雖然未圖示，但是可 以使用各種寄存器、包含ALU的運(yùn)算裝置、RAM、 ROM以及I/0等。 并且，能夠使上述各模塊、預(yù)測器、包含量化表的量化器以及編碼器等 單芯片LSI化，從而可以作為圖像數(shù)據(jù)的壓縮裝置利用于對上述特性不 同的2種圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的各種應(yīng)用中。
根據(jù)這樣的本發(fā)明的圖像壓縮裝置，利用保持1行已經(jīng)量化的像素 電平值的預(yù)測用緩沖器，由此以像素為單位進(jìn)行量化和編碼，同時以像 素為單位對在量化過程中是否產(chǎn)生了畫質(zhì)劣化進(jìn)行評價，并立刻反饋(執(zhí) 行量化表的切換)到下一個像素的量化和編碼中。在產(chǎn)生基于量化誤差 的畫質(zhì)劣化的情況下，將量化表切換為階梯寬度精細(xì)的量化表來進(jìn)行量 化，這樣，由于消除(或者減少)了量化誤差，因此能夠在產(chǎn)生畫質(zhì)劣 化的情況下瞬時(以幾個像素為單位)進(jìn)行校正。
在產(chǎn)生了量化誤差的情況下，大多情況是在行間產(chǎn)生對應(yīng)于量化階 梯的相同的電平差。因此，在對相同值的電平差進(jìn)行評價并判斷為量化 誤差進(jìn)行了傳播的情況下，切換量化表進(jìn)行精細(xì)的量化，由此能夠防止 預(yù)測誤差的傳播，所述預(yù)測誤差導(dǎo)致如下情況例如原本是圖像上不存 在的行，但從邊緣附近產(chǎn)生行。
并且，在記錄在DVD中的電影這樣的自然圖像中，在電平差的變動 不是很大的平坦圖像(人的皮膚等)中產(chǎn)生畫質(zhì)劣化時，易于被觀察到， 另一方面，即使在活性度高的圖像中產(chǎn)生畫質(zhì)劣化也難以被觀察到。因 此，通過計(jì)算電平差的絕對值之和來作為前一行和當(dāng)前行的像素的活性 度，由此使量化階梯變得粗略，或者使量化階梯變得精細(xì)，從而能夠在
20防止畫質(zhì)劣化的同時提高壓縮效率。
并且，根據(jù)本發(fā)明的圖像壓縮裝置，利用計(jì)數(shù)器這樣的簡易裝置來 檢測特定像素中的同一電平差是否連續(xù)出現(xiàn)，從而只要在同一電平差連 續(xù)出現(xiàn)規(guī)定次數(shù)以上(例如4次)時進(jìn)行控制來選擇進(jìn)行精細(xì)量化的量 化表，即可在行方向產(chǎn)生長的畫質(zhì)劣化前進(jìn)行校正。
并且，根據(jù)本發(fā)明的圖像壓縮裝置，利用保持1行的像素電平值的 預(yù)測用緩沖器來計(jì)算壓縮對象像素的周邊像素的電平差的絕對值之和， 并根據(jù)該值向量化表切換模塊發(fā)送表示要使用哪個量化表的控制信號， 因此能夠根據(jù)壓縮對象像素周邊的活性度(周邊像素的像素電平差)立 刻對量化器實(shí)施反饋。
而且，根據(jù)本發(fā)明的圖像壓縮裝置，利用對量化表進(jìn)行切換的控制 信號來實(shí)施量化表的切換，因此能夠利用像素電平差的連續(xù)性和壓縮對 象像素周邊的活性度來靈活運(yùn)用量化的精細(xì)度彼此不同的3種量化表， 即精細(xì)量化表、普通量化表和粗略量化表。并且很明顯，在進(jìn)行更精細(xì)
的控制的情況下，即使量化表不是3種而是更多種，也能夠獲得相同的效果。
另外，在本發(fā)明的圖像壓縮裝置中，在作為處理對象的圖像為漸進(jìn) 圖像的情況下以幀為單位，為交織圖像的情況下以場為單位，將按照從 畫面的上部向下部的順序呈流狀流動的圖像數(shù)據(jù)作為處理對象。并且， 壓縮編碼后的壓縮數(shù)據(jù)依據(jù)本裝置所連接的傳送路徑的傳送協(xié)議，按照 一定的大小形成分組來進(jìn)行轉(zhuǎn)送。
圖11是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)(解碼)裝置的結(jié)
構(gòu)的框圖。在圖11中，壓縮碼031表示在上述圖4中經(jīng)可變長度編碼的 圖像數(shù)據(jù)的壓縮碼。并且解碼器032將經(jīng)可變長度編碼的圖像數(shù)據(jù)被壓 縮的碼作為輸入，而輸出與該碼對應(yīng)的量化編號。逆量化器033將量化 編號作為輸入，而輸出預(yù)測誤差量化值X (034)。
圖12A是表示量化值(預(yù)測誤差量化值)與設(shè)置在逆量化器033上 的上述量化編號的對應(yīng)關(guān)系的逆量化表，是由精細(xì)的量化階梯構(gòu)成的第1 逆量化表。圖12B是表示量化值(預(yù)測誤差量化值)與設(shè)置在逆量化器033上的上述量化編號的對應(yīng)關(guān)系的逆量化表，是由普通的量化階梯構(gòu)成 的第2逆量化表。圖12C是表示量化值(預(yù)測誤差量化值)與設(shè)置在逆 量化器033上的上述量化編號的對應(yīng)關(guān)系的逆量化表，是由粗略的量化 階梯構(gòu)成的第3逆量化表。另外，關(guān)于圖12A、圖12B、圖12C所示的 量化值與量化編號的對應(yīng)關(guān)系，在恢復(fù)側(cè)、壓縮側(cè)需要成為相同的對應(yīng)。 因此，與圖12A、圖12B、圖12C對應(yīng)地，在壓縮側(cè)具有表示量化值和 量化編號的對應(yīng)關(guān)系的量化表(參照圖6A、圖6B、圖6C)。并且，在上 述說明中，示出了作為逆量化器的3個例子，然而不限于此，只要為2 個以上即可。
圖像格式是交織圖像或者漸進(jìn)圖像時的恢復(fù)對象像素X與周邊像素 (行間和前一個像素)的配置關(guān)系與圖5所示的壓縮對象像素X與周邊 像素(行間和前一個像素)的配置關(guān)系相同。但是，將圖5中的壓縮對 象像素替換為恢復(fù)對象像素。
將預(yù)測誤差量化值X(034)與由預(yù)測器048計(jì)算出的預(yù)測值X'(036) 相加而得到恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)035，并且該恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)035還成為了下一個 恢復(fù)對象像素的周邊像素A (037)。
像圖5所示的周邊像素A那樣，周邊像素A (037)是恢復(fù)對象像素 的左邊的像素。預(yù)測用1行緩沖器038是大致保持1行預(yù)測用的量化結(jié) 果的緩沖器，例如由移位寄存器構(gòu)成。像圖5所示的周邊像素D、 C、 B、 E那樣，周邊像素D (039)是恢復(fù)對象像素的右上方(前行)的像素， 周邊像素C (040)是恢復(fù)對象像素的上方(前行)的像素，周邊像素B (041)是恢復(fù)對象像素的左上方(前行)的像素，周邊像素E (042)是 周邊像素B (041)左邊的前行中的像素。
連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊043根據(jù)周邊像素A (037)、 B (041)來 測量電平差，進(jìn)行連續(xù)性評價，在同一電平差連續(xù)了規(guī)定次數(shù)以上的情 況下，輸出控制信號044，以使用精細(xì)量化表(圖12A所示的第1逆量 化表)。
與壓縮時同樣地，關(guān)于利用多少次數(shù)來判斷連續(xù)性評價，由于最好 在畫質(zhì)劣化變得明顯前切換為精細(xì)逆量化表，因此期望小于圖像大小。例如，在橫向?yàn)?20像素的這樣的圖像中，當(dāng)在橫向上產(chǎn)生了長度為6 像素的線狀畫質(zhì)劣化時，由于易于被人的眼睛所檢測到，因此設(shè)定為6 像素以下的值(在本實(shí)施方式中為4像素處理)。
圖13是說明圖11所示的連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊043的動作的流 程圖。在圖13的步驟S061中，對電平差B—A與上一個電平差進(jìn)行比 較。在步驟S062中，判定為電平差B—A與上一個電平差是否相同。如 果不同，則在步驟S063中，將同一值連續(xù)計(jì)數(shù)器設(shè)置為l并進(jìn)入到步驟 S065。而如果相同，則進(jìn)入到步驟S064，在步驟S064中，對同一值連 續(xù)計(jì)數(shù)器加1。在步驟S065中，判定同一值連續(xù)計(jì)數(shù)器是否為4以上。 在計(jì)數(shù)器的值為4以上時，進(jìn)入到步驟S066，在步驟S066中，發(fā)送表示 精細(xì)量化階梯的逆量化表的控制信號"OOO"而結(jié)束處理。并且，如果計(jì)數(shù) 器的值不是4以上，則進(jìn)入到步驟S067，在步驟S067中，把控制移交給 周邊電平差檢測模塊045而結(jié)束處理。
如上所述，控制信號044表示指示精細(xì)量化階梯的控制信號"OOO"， 或者表示指示以下情況的控制信號，即使周邊電平差檢測模塊045動 作來決定再次使用哪個逆量化表。
周邊電平差決定模塊045計(jì)算周邊像素的電平差之和的絕對值，并 將其與閾值進(jìn)行比較，由此來決定要使用哪個逆量化表。決定后，發(fā)送 控制信號046。即，控制信號046發(fā)送如下的控制信號。
控制信號OOO:在使用精細(xì)量化階梯的逆量化表時發(fā)送
控制信號001:在使用普通量化階梯的逆量化表時發(fā)送
控制信號010:在使用粗略量化階梯的逆量化表時發(fā)送
圖14是說明圖11所示的周邊電平差決定模塊045的動作的流程圖。 在圖14的步驟S071中，計(jì)算電平差D—C、電平差C一B、電平差B — A、電平差B—E的各絕對值之和，即Ndsub。在步驟S072中，判定Ndsub 是否為15以下。如果Ndsub為15以下，則進(jìn)入到步驟S073，在步驟S073 中，發(fā)送表示精細(xì)量化階梯的逆量化表的控制信號"OOO"而結(jié)束處理。
并且，如果Ndsub不是15以下，則進(jìn)入到步驟S074，在步驟S074 中，判定Ndsub是否為128以上。如果Ndsub不是128以上，則進(jìn)入到步驟S075，在步驟S075中，發(fā)送表示普通量化階梯的逆量化表的控制信 號"001"而結(jié)束處理。并且，如果Ndsub為128以上，則進(jìn)入到步驟S076， 在步驟S076中，發(fā)送表示粗略量化階梯的逆量化表的控制信號"010"而 結(jié)束處理。關(guān)于將判定Ndsub的閾值設(shè)定為哪個值，對于不限于15和128 這些值的情況，以及期望使用哪個范圍的值，與對壓縮處理的上述說明 相同。
另外，在本實(shí)施方式中，作為控制信號將3比特的控制信號(000)、 (001)、 (010)對應(yīng)起來，然而只要是能夠指示不同的量化階梯的逆量 化表，則也可以不是這種形式的控制信號。并且，逆量化表也不限于上 述這樣的精細(xì)、粗略、普通的量化階梯的逆量化表，可以具備通過進(jìn)一 步細(xì)分而成的4個以上的逆量化表，或者可以僅僅具備精細(xì)、粗略這2 種逆量化表，只要與上述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置側(cè)的量化表對應(yīng)地而具備2 種以上的逆量化表即可。
接著，量化表切換模塊047根據(jù)2個控制信號044、 046向逆量化器 033輸出用于切換逆量化表的控制信號。預(yù)測器048根據(jù)周邊像素A (037)、 B (041)、 C (040)來計(jì)算恢復(fù)對象像素X的預(yù)測值X'。
圖15A是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)(解碼) 裝置的動作的流程圖。圖15B是說明圖15A中的步驟S028中的"局部解 碼"的處理的流程圖。在圖15A和圖15B中，將步驟簡略表示為S。
在進(jìn)入到對圖15A中的步驟的說明前，希望注意到在本例中是以如 下情況為前提的，即在處理結(jié)束前對所有圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)。
S021:向解碼器032輸入碼數(shù)據(jù)031，輸出量化編號。
S022:在連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊043中，根據(jù)周邊像素A (037)、 B (041)來測量電平差，進(jìn)行連續(xù)性的評價，在同一電平差連續(xù)了規(guī)定 次數(shù)以上的情況下，向量化表切換模塊047輸出要使用精細(xì)量化表的控 制信號044。在并非如此的情況下，進(jìn)入到S023。
S023:在周邊電平差檢測模塊045中，檢測周邊電平差的絕對值之 和，對周邊電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換模塊047輸出 決定逆量化表的控制信號046。S024:在預(yù)測器048中計(jì)算恢復(fù)對象像素的預(yù)測值X'。
S025:向由量化表切換模塊047決定的逆量化表中輸入量化編號， 計(jì)算預(yù)測誤差量化值。
S026:將預(yù)測值與預(yù)測誤差量化值相加。
S027:將S026的相加結(jié)果作為恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)。
S028:為了對下一個像素進(jìn)行恢復(fù)，對周邊像素A(037)、 B (041)、 C (040)和預(yù)測用1行緩沖器038進(jìn)行更新(局部解碼)。
S029:代入周邊像素B (041)作為下一個恢復(fù)對象像素的周邊像素 E (042)。
S030:代入周邊像素C (040)作為下一個恢復(fù)對象像素的周邊像素 B (041)。
S031:代入周邊像素D (039)作為下一個恢復(fù)對象像素的周邊像素 C (040)。
S032:從預(yù)測用1行緩沖器038中取得下一個恢復(fù)對象像素的周邊 像素D (039)。
S033:將周邊像素A (037)代入預(yù)測用l行緩沖器038。
S034:將預(yù)測誤差量化值與預(yù)測值相加，作為下一個恢復(fù)對象像素 的周邊像素A (037)而代入。
圖16是示出本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)裝置的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)的功能框圖，是將上面所說明的內(nèi)容功能化而用模塊來表示的圖。 在圖16中，本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)裝置向恢復(fù)處理部 210輸入上述圖像數(shù)據(jù)的壓縮裝置的輸出即壓縮數(shù)據(jù)202，在恢復(fù)處理部 210中，首先將所輸入的圖像數(shù)據(jù)202輸入到相當(dāng)于圖11的解碼器032 的解碼處理部211，從解碼處理部211獲得量化編號，并向相當(dāng)于逆量化 器033的逆量化處理部212輸入該量化編號。
評價部212的相當(dāng)于圖11的連續(xù)性評價結(jié)果反饋模塊043的連續(xù)性 評價部213對恢復(fù)對象像素所涉及的2個特定周邊像素的電平差是否連 續(xù)進(jìn)行評價，在同一電平差連續(xù)了規(guī)定次數(shù)以上的情況下，生成用于使 用精細(xì)逆量化表218的控制信號。并且，評價部212的相當(dāng)于周邊電平
25差檢測模塊045的周邊評價部214對包含計(jì)算恢復(fù)對象像素的預(yù)測值的 像素的周邊像素的、每2個周邊像素的電平差的絕對值之和進(jìn)行檢測， 并且參照將電平差和應(yīng)該利用的量化表的信息對應(yīng)起來進(jìn)行管理的電平 差表215，來對周邊電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向切換處理部216分 別輸入使用哪個電平的逆量化表218的控制信號。
在相當(dāng)于量化表切換模塊047的切換處理部216中，根據(jù)所輸入的 控制信號向逆量化處理部217指示逆量化表218的切換，在逆量化處理 部217中，對逆量化表218進(jìn)行切換，并使用切換后的量化表218來計(jì) 算預(yù)測誤差量化值，并將其輸入到預(yù)測處理部219。在預(yù)測處理部219中， 將預(yù)測器所預(yù)測的恢復(fù)對象像素的預(yù)測值與使用切換后的量化表218計(jì) 算出的預(yù)測誤差量化值相加，得到恢復(fù)像素值，對該恢復(fù)像素值進(jìn)行蓄 積，從而得到恢復(fù)(圖像)數(shù)據(jù)204。
上述圖16所示的圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)裝置中的處理當(dāng)然也能夠在計(jì)算 機(jī)上來實(shí)現(xiàn)。作為該情況下的計(jì)算機(jī)的硬件資源，雖然未圖示，但是可 以使用各種寄存器、包含ALU的運(yùn)算裝置、RAM、 ROM以及I/0等。 并且，能夠使上述各模塊、預(yù)測器、包含逆量化表的逆量化器以及解碼 器等單芯片LSI化，從而可以作為圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)裝置利用于對上述特 性不同的2種圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的各種應(yīng)用中。
如上所述，與壓縮側(cè)相同，在恢復(fù)側(cè)也能夠?qū)δ媪炕磉M(jìn)行切換， 從而可以對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置和圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置能夠通過單芯片 LSI而搭載在所期望的應(yīng)用設(shè)備中，例如，考慮應(yīng)用于包括汽車導(dǎo)航在內(nèi)
的車內(nèi)影像數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)和各種娛樂(游戲、動畫)設(shè)備。作為一例， 在車內(nèi)影像數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)中，希望在后側(cè)也設(shè)置顯示器，從而能夠欣賞 到與前側(cè)不同的影像。因此，對由安裝在前側(cè)的影像數(shù)據(jù)處理裝置所處 理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮并向后側(cè)傳送，而在后側(cè)通過對其進(jìn)行恢復(fù)來顯 示圖像數(shù)據(jù)。在對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中繼的情況下，在中繼點(diǎn)反復(fù)進(jìn)行壓縮、 恢復(fù)。
權(quán)利要求
1. 一種圖像壓縮裝置，其具有預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測器，所述圖像壓縮裝置的特征在于，該圖像壓縮裝置具有像素保持單元，其在壓縮圖像數(shù)據(jù)時，保持至少1行存在于所述壓縮對象像素所屬的行和其之前的行的、壓縮完成的像素電平值；特定像素電平差評價單元或絕對值和評價單元中的至少任意一個，所述特定像素電平差評價單元對與所述2行相關(guān)的所述壓縮完成的像素中的、特定像素間的電平差的同一性進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送控制信號，所述絕對值和評價單元對所述壓縮對象像素的周邊的像素電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送控制信號；量化表切換單元，其根據(jù)從所述特定像素電平差評價單元或所述絕對值和評價單元中的任意一個輸出的控制信號來指示量化表的切換；以及量化單元，其根據(jù)來自所述量化表切換單元的指示，選擇具有不同量化階梯的多個量化表中的任意一個，來進(jìn)行量化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像壓縮裝置，其特征在于， 所述特定像素電平差評價單元將所述壓縮對象像素的前一個壓縮完成的像素和前行中位于所述像素的正上方的像素設(shè)定為所述特定像素， 并且在所述特定像素間的電平差以相同值連續(xù)出現(xiàn)規(guī)定次數(shù)以上的情況 下，向所述量化表切換單元發(fā)送控制信號，該控制信號將所述量化單元 所使用的量化表切換為以更精細(xì)的量化階梯進(jìn)行量化的量化表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像壓縮裝置，其特征在于， 所述特定像素電平差評價單元具有計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器對所述特定像素的同一電平差連續(xù)出現(xiàn)的情況進(jìn)行計(jì)數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像壓縮裝置，其特征在于， 在所述壓縮對象像素的周邊的像素電平差的絕對值之和小于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，所述絕對值和評價單元向所述量化表切換單元發(fā)送 控制信號，該控制信號使所述量化單元切換為以更精細(xì)的量化階梯進(jìn)行 量化的量化表，并且在所述壓縮對象像素的周邊的像素電平差的絕對值 之和大于所述閾值的情況下，所述絕對值和評價單元向所述量化表切換 單元發(fā)送控制信號，該控制信號使所述量化單元切換為以更粗略的量化 階梯進(jìn)行量化的量化表。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像壓縮裝置，其特征在于， 所述量化單元具有由所述控制信號選擇的量化階梯的精細(xì)度不同的2種以上的量化表。
6. —種在圖像壓縮裝置中執(zhí)行的圖像壓縮方法，該圖像壓縮裝置具 有預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測器，所述圖像壓縮方法的特征在于，該圖像壓縮方法包括以下步驟在壓縮圖像數(shù)據(jù)時，保持存在于所述壓縮對象像素所屬的行和其之前的行中的、壓縮完成的像素電平值；以下2個步驟中的至少任意一個步驟 一個步驟是，基于所述壓縮 完成的像素電平值，根據(jù)所述2行間的特定像素間的電平差中相同的值 以哪種方式出現(xiàn)來判斷有無量化誤差，并生成指示對量化器中所使用的 量化表進(jìn)行切換的控制信號，另一個過程是，計(jì)算所述壓縮對象像素的 周邊的像素電平差的絕對值之和，根據(jù)周邊像素的電平差之和的大小來 判斷所述壓縮對象像素是平坦圖像還是活性度高的圖像，并生成指示對 所述量化器中所使用的量化表進(jìn)行切換的控制信號；以及根據(jù)所述控制信號來指示所述量化表的切換，根據(jù)該指示，選擇具 有不同量化階梯的多個量化表中的任意一個，來進(jìn)行量化。
7. —種程序，其用于在預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的同時進(jìn)行 圖像壓縮，該程序用于使計(jì)算機(jī)作為以下單元來發(fā)揮功能像素保持單元，其在壓縮圖像數(shù)據(jù)時，保持至少1行存在于所述壓 縮對象像素所屬的行和其之前的行中的、壓縮完成的像素電平值；特定像素電平差評價單元或絕對值和評價單元中的至少任意一個，所述特定像素電平差評價單元對與所述2行相關(guān)的所述壓縮完成的像素 中的、特定像素間的電平差的同一性進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送 控制信號，所述絕對值和評價單元對所述壓縮對象像素的周邊的像素電 平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送控制信號；量化表切換單元，其根據(jù)從所述特定像素電平差評價單元或所述絕 對值和評價單元中的任意一個輸出的控制信號來指示量化表的切換；以 及量化單元，其根據(jù)來自所述量化表切換單元的指示，選擇具有不同 量化階梯的多個量化表中的任意一個，來進(jìn)行量化。
8. —種圖像恢復(fù)裝置，其對圖像壓縮裝置所壓縮的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢 復(fù)，該圖像壓縮裝置具有預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測器，該圖像恢復(fù)裝置的特征在于， 該圖像恢復(fù)裝置具有像素保持單元，其在恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)時，保持至少1行存在于恢復(fù)對 象像素所屬的行和其之前的行中的、恢復(fù)完成的像素電平值；特定像素電平差評價單元或絕對值和評價單元中的至少任意一個， 所述特定像素電平差評價單元對與所述2行相關(guān)的所述恢復(fù)完成的像素 中的、特定像素間的電平差的同一性進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送 控制信號，所述絕對值和評價單元對所述恢復(fù)對象像素的周邊的像素電 平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送控制信號；量化表切換單元，其根據(jù)從所述特定像素電平差評價單元或所述絕 對值和評價單元中的任意一個輸出的控制信號來指示逆量化表的切換； 以及逆量化單元，其根據(jù)來自所述量化表切換單元的指示，選擇具有不 同量化階梯的多個逆量化表中的任意一個，來進(jìn)行逆量化。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像恢復(fù)裝置，其特征在于， 所述特定像素電平差評價單元將所述恢復(fù)對象像素的前一個恢復(fù)完成的像素和前行中位于所述像素的正上方的像素設(shè)定為所述特定像素， 并且在所述特定像素間的電平差以相同值連續(xù)出現(xiàn)規(guī)定次數(shù)以上的情況下，向所述量化表切換單元發(fā)送控制信號，該控制信號將所述逆量化單 元所使用的量化表切換為以更精細(xì)的量化階梯進(jìn)行逆量化的逆量化表。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像恢復(fù)裝置，其特征在于， 在所述恢復(fù)對象像素的周邊的像素電平差的絕對值之和小于預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，所述絕對值和評價單元向所述量化表切換單元發(fā)送 控制信號，該控制信號使所述逆量化單元切換為以更精細(xì)的量化階梯進(jìn) 行逆量化的逆量化表，并且在所述恢復(fù)對象像素的周邊的像素電平差的 絕對值之和大于所述閾值的情況下，所述絕對值和評價單元向所述量化 表切換單元發(fā)送控制信號，該控制信號使所述逆量化單元切換為以更粗 略的量化階梯進(jìn)行逆量化的逆量化表。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像恢復(fù)裝置，其特征在于， 所述逆量化單元具有由所述控制信號選擇的量化階梯的精細(xì)度不同的2種以上的逆量化表。
12. —種在圖像恢復(fù)裝置中執(zhí)行的圖像恢復(fù)方法，該圖像恢復(fù)裝置 對圖像壓縮裝置所壓縮的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，該圖像壓縮裝置具有預(yù)測 壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測器，該圖像恢復(fù)方法的特征在于，該圖像恢復(fù)方法包括以下步驟在恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)時，保持至少1行存在于恢復(fù)對象像素所屬的行和其之前的行中的、恢復(fù)完成的像素電平值；以下2個步驟中的至少任意一個步驟 一個步驟是，對與所述2行 相關(guān)的所述恢復(fù)完成的像素中的、特定像素間的電平差的同一性進(jìn)行評 價，向量化表切換單元發(fā)送控制信號，另一個步驟是，對所述恢復(fù)對象 像素的周邊的像素電平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā) 送控制信號；根據(jù)從評價所述特定像素間的電平差的同一性的步驟或評價所述絕 對值和的步驟中的任意一個步驟中輸出的控制信號來指示逆量化表的切 換；以及根據(jù)所述指示，選擇具有不同量化階梯的多個逆量化表中的任意一 個，來進(jìn)行逆量化。
13. —種程序，其用于恢復(fù)由圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置壓縮的圖像數(shù)據(jù)， 該圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置具有預(yù)測壓縮對象像素的像素電平值的預(yù)測器，該程序用于使計(jì)算機(jī)作為以下單元來發(fā)揮功能像素保持單元，其在恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)時，保持至少1行存在于恢復(fù)對象像素所屬的行和其之前的行中的、恢復(fù)完成的像素電平值；特定像素電平差評價單元或絕對值和評價單元中的至少任意一個，所述特定像素電平差評價單元對與所述2行相關(guān)的所述恢復(fù)完成的像素 中的、特定像素間的電平差的同一性進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送 控制信號，所述絕對值和評價單元對所述恢復(fù)對象像素的周邊的像素電 平差的絕對值之和進(jìn)行評價，向量化表切換單元發(fā)送控制信號；量化表切換單元，其根據(jù)從所述特定像素電平差評價單元或所述絕 對值和評價單元中的任意一個輸出的控制信號來指示逆量化表的切換； 以及逆量化單元，其根據(jù)來自所述量化表切換單元的指示，選擇具有不 同量化階梯的多個逆量化表中的任意一個，來進(jìn)行逆量化。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像壓縮裝置、壓縮方法和程序、以及圖像恢復(fù)裝置、恢復(fù)方法和程序。在壓縮圖像數(shù)據(jù)時，保持存在于壓縮對象像素所屬的行和其之前的行上的壓縮完成的像素的電平值，基于所述壓縮完成的像素的電平值，根據(jù)所述2行間的電平差中相同的值以哪種方式出現(xiàn)來判斷有無量化誤差，選擇量化器中的量化階梯的精細(xì)度彼此不同的多個量化表中的任意一個，或者，計(jì)算所述壓縮對象像素的周邊像素的電平差的絕對值之和，利用周邊像素的電平差之和的大小來判斷所述壓縮對象像素是平坦圖像還是活性度高的圖像，選擇所述量化器中的量化階梯的精細(xì)度彼此不同的多個量化表中的任意一個。這樣，通過切換量化表來抑制由于量化誤差所產(chǎn)生的行間的畫質(zhì)劣化。
文檔編號H04N7/32GK101444103SQ20068005461
公開日2009年5月27日 申請日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者吉田茂, 小田切淳一, 矢作裕紀(jì) 申請人:富士通株式會社