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KR20020030118A - 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법 - Google Patents

화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법 Download PDF

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KR20020030118A
KR20020030118A KR1020027003579A KR20027003579A KR20020030118A KR 20020030118 A KR20020030118 A KR 20020030118A KR 1020027003579 A KR1020027003579 A KR 1020027003579A KR 20027003579 A KR20027003579 A KR 20027003579A KR 20020030118 A KR20020030118 A KR 20020030118A
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신야 하세가와
히로시 구사오
히로유끼 가따따
도모꼬 아오노
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마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

사용자의 요구에 따른 해상도의 부분 화상의 부호가 용이하고, 또한 부호화 데이터량이 증대하지 않고, 필요한 메모리량도 삭감할 수 있는 화상 부호화·복호 장치를 실현한다. 화상 부호화 장치는 화상 데이터를 N 화소 × M 화소의 타일로 분할하는 타일 분할부(101)와, 타일 분할부(101)로부터 출력되는 각 타일의 주위에 소정의 데이터를 외삽하여 서브 밴드 분할을 행하고, 웨이브릿 부호화를 행하는 웨이브릿 변환 부호화부(105)와, 웨이브릿 변환 부호화부(105)로부터 출력되는 부호화 데이터가 상기 타일마다 복호 가능해지도록, 또한 웨이브릿 부호화에서의 각 서브 밴드마다 복호 가능해지도록 부호화 데이터의 관리 정보를 생성하는 관리 정보 생성부(106)와, 타일 단위로 웨이브릿 부호화된 부호화 데이터를 관리 정보 생성부(106)의 출력을 이용하여 연결함과 함께, 상기 관리 정보를 부호화 데이터에 부가하는 부호화 데이터 통합부(107)를 구비하고 있다.

Description

화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법{IMAGE ENCODING METHOD AND IMAGE DECODING METHOD}
본 발명은, 디지털 화상 처리의 기술 분야에 속하며, 화상 데이터를 고능률로 부호화하는 화상 부호화 장치 및 이 화상 부호화 장치로 부호화된 부호화 데이터를 복호하는 화상 복호 장치에 관한 것이다.
자연 화상을 디지털 데이터로 변환하여 컴퓨터 처리하기 위한 화상 포맷으로서, 플래시·픽스 포맷(Flash Pix Format Specification Version 1.0)이 제안되고있다.
이 포맷에서는, 표시·인쇄 장치의 능력이나 사용자의 요구에 따라 필요한 해상도의 데이터를 신속하게 추출하기 때문에, 복수의 해상도의 데이터를 동시에 보유하고 있다. 또한, 화상의 확대 축소나 편집할 때에 화상 데이터 내의 필요한 부분만을 처리함으로써 부하를 경감할 수 있도록, 화상을 타일 단위로 분할하여 유지하고 있다.
도 l 및 도 2를 이용하여 플래시·픽스 포맷에 따라 화상을 부호화하는 부호화 장치에 대해 설명한다. 도 l은 화상의 축소 및 타일 분할을 나타낸 도면이고,도 2는 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도이다.
플래시·픽스에서는 최초로 도 1의 화상(1∼4)에 나타내는 1/1∼l/8 사이즈의 화상을 생성하고, 각 화상(1∼4)에 대해 각각 타일 분할 및 압축을 행한다고 하는 점에 특징이 있다.
우선, 도 1의 화상(1)을 도 2의 부호화 장치로 부호화하는 경우에 대해 설명한다. 여기서, 도 1의 화상(1∼4)의 파선은 타일의 경계를 나타내고 있다.
원래의 화상은, 타일 분할부(11)에서 64 화소×64 화소로 이루어지는 타일로 분할되고, 계속해서 JPEG 압축부(12)에서 타일마다 압축 처리된다. 각 타일마다의 부호화 데이터는 타일 분할부(11)로부터의 타일의 분할 정보와 맞추어 부호화 데이터 통합부(13)에서 하나로 통합되고, 부호화 데이터(1)가 출력된다.
이어서, 도 l의 화상(2)에 대해 설명한다. 원래의 화상(0)이 1/2 축소부(14)에서 종횡 모두 l/2로 축소된 후, 마찬가지로 타일 분할부(15), JPEG 압축부(16), 부호화 데이터 통합부(17)를 거쳐, 부호화 데이터(2)가 된다.
도 1의 축소 화상군(화상 2∼4)을 생성하는 축소 처리는, 축소 화상 전체가 1 타일 내에 들어가는 크기가 될 때까지 반복된다. 도 1의 예에서는, 화상(3)의 사이즈는, 하나의 타일로 들어가지 않고, 또한 1/2 축소 처리가 행하여져, 하나의 타일 내에 들어가는 화상(4)의 사이즈가 얻어진 곳에서 축소 처리를 종료한다.
화상(3)의 부호화 데이터는 1/2 축소부(18), 타일 분할부(19), JPEG 압축부(20) 및 부호화 데이터 통합부(21)에 의해 생성되고, 화상(4)의 부호화 데이터는 1/2 축소부(22), 타일 분할부(23), JPEG 압축부(24) 및 부호화 데이터통합부(25)에 의해 생성된다.
이 방식에서는, 1/1 사이즈 화상의 부호화 데이터와는 별도로, 축소한 다른 해상도의 화상에 관해서도 각각 부호화 데이터를 보유하기 때문에, 부호화 데이터량이 약 1.4 배로 증대한다는 점과, 부호화시에는, 각 해상도로 압축 처리를 행하기 때문에 처리량이 크다는 점이 문제가 된다.
한편, 플래시·픽스와는 별도로, 웨이브릿(Wavelet) 변환에 따른 화상 압축 방식이 있고, 이 방식에서는 원래의 화상의 사이즈에 대해 압축을 행한 하나의 부호화 데이터로부터 다른 해상도의 화상 데이터를 용이하게 복호할 수 있으므로, 복수 해상도에 대응함에 따른 부호화 데이터량의 증대의 문제는 발생하지 않는다.
즉, 상술된 플래시·픽스에서 부호화 데이터량이 1.4배가 된데 비해, 1배의 부호화 데이터량으로 복수 해상도를 복호하는 요구에 응할 수 있다.
도 3은, 웨이브릿 부호화부의 기본 블럭도로, 이 웨이브릿 부호화부에 있어서, 원래의 화상은 웨이브릿 변환부(31)에서 웨이브릿 변환되어 서브 밴드 분할 데이터가 되고, 양자화부(32)로 양자화되고, 엔트로피 부호화부(33)에서 엔트로피 부호화된 후, 부호화 데이터가 된다. 이 웨이브릿 변환부(31), 양자화부(32) 및 엔트로피 부호화부(33)를 통합하여 웨이브릿 부호화부(34)라고 한다.
도 4는 도 3의 웨이브릿 변환부(31)를 보다 상세히 도시한 블럭도이고, 도 5는 웨이브릿 변환에 따른 화상 변환을 나타낸 도면으로, 이들은 3회의 2차원 서브 밴드 분할을 행한 경우의 예이다.
도 5의 (A)의 원화상은, 도 4의 수평 방향의 저역 통과 필터(41)와 수평 방향의 고역 통과 필터(42)에 의해 2개의 수평 방향 서브 밴드로 분할되고, 각각 1/2 서브 샘플링부(47, 48)에 의해 1/2로 추출된다.
분할된 2개의 수평 방향 서브 밴드는, 각각 수직 방향에 대해서도 저역 통과 필터(43, 45)와 고역 통과 필터(44, 46)에 의한 서브 밴드 분할과, l/2 서브 샘플링부(49∼52)에 의한 서브 샘플링이 행해지고, 이 시점에서 4개의 서브 밴드로 변환된다.
이 중, 수평 방향 고영역, 수직 방향 고영역의 서브 밴드(도 4의 j), 수평 방향 고영역, 수직 방향 저영역의 서브 밴드(도 4의 i), 수평 방향 저영역, 수직 방향 고영역의 서브 밴드(도 4의 h)는, 각각 도 5의 (B)의 h, i, j에 도시된 웨이브릿 변환 계수가 된다.
나머지 수평 방향, 수직 방향 모두 저영역의 서브 밴드(53)에 대해서만, 재기적으로 서브 밴드 분할을 반복해간다.
이 재기적인 서브 밴드 분할은, 수평 방향 저역 통과 필터(54, 66), 수평 방향고역 통과 필터(55, 67), 수직 방향 저역 통과 필터(56, 58, 68, 70), 수직 방향 고역 통과 필터(57, 59, 69, 71), 및 l/2 샘플링부(60∼65, 72∼77)에 의해 이루어진다.
또한, 도 4의 a∼g의 서브 밴드는, 도 5의 (B)의 a∼g에 대응한다.
이와 같이 하여 얻어진 도 5의 (B)의 웨이브릿 변환 계수를, 서브 밴드마다 도 3의 양자화부(32)에서 양자화하고, 또한 동일 도면의 엔트로피 부호화부(33)에서 엔트로피 부호화하여 부호화 데이터를 얻는다. 또한, 엔트로피 부호화부(33)에서는 하프맨 부호화나 산술 부호화를 이용할 수 있다.
한편, 웨이브릿 변환의 복호는, 도 6에 도시된 바와 같이, 부호화 데이터를 엔트로피 복호부(81)에서 엔트로피 복호하고, 역양자화부(82)에서 역양자화한 후, 역웨이브릿 변환부(83)에서 서브 밴드 합성하여 복호 화상을 얻는다. 이들 엔트로피 복호부(81), 역양자화부(82) 및 역웨이브릿 변환부(83)를 통합하여 웨이브릿 복호부(84)라고 부른다.
웨이브릿 변환을 이용한 부호화는, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 해상도에 따른 계층 구조를 갖는 것을 특징으로 하고, 이 때문에 복호할 때에 부호화 데이터의 일부 또는 전체를 이용하여, 다른 해상도의 화상을 용이하게 복호할 수 있다.
즉, 도 5의 (B)의 a, b, c, d의 서브 밴드를 복호하면 원화상의 1/4의 화상을 복호할 수 있고, 이에 덧붙여 e, f, g를 복호하면 1/2의 화상을 복호할 수 있으며, 모든 서브 밴드를 복호하면, 1/1 사이즈의 화상을 복호할 수 있다.
여기서, 도 4에 있어서의 수평 저역 통과 필터(H-LP), 수평 고역 통과 필터(H-HP), 수직 저역 통과 필터(V-LP) 및 수직 고역 통과 필터(V-HP)의 동작에 대해, 도 7을 이용하여 설명한다. 또, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 원으로 둘러싼 부분 B'를 확대한 것이다.
도 7의 (A)의 원화상에 대해 웨이브릿 변환을 행하기 위해, 원화상 우측 상단 근처의 화소(91)에 대한 탭수(9) 비트의 수평 방향 필터의 출력을 구하는 경우, 필터의 연산 대상 범위는 참조 번호(92)에 나타낸 영역이 된다.
그러나 이 경우, 필터 연산 대상 범위(92)의 일부는 원화상 밖으로 돌출하고, 이 부분에는 화소 데이터가 존재하지 않는다. 수직 필터로 해도 동일한 문제가 생긴다.
이와 같이, 변환 대상 화상의 주변부에서는, 필터의 탭수에 따라 화상 외부의 데이터도 필요해진다. 또한 서브 밴드 분할을 반복하면, 필터가 돌출하는 영역은 넓어진다.
이 문제는, 일반적으로는 어느 한 규칙에 따라 화상을 단부에서 되돌리는 등의 방법으로 처리된다.
플래시·픽스와 같이, 복수의 해상도의 화상에 대한 부호화 데이터를 따로따로 갖는 경우, 확대·축소 등의 화상 데이터 처리시의 부하를 경감할 수 있지만, 부호화 데이터 사이즈가 약 l.4배로 증대하는 결점이 있다.
한편, 웨이브릿 변환 부호화를 이용하면, 원화상의 사이즈에 대해 압축을 행한 하나의 부호화 데이터만으로 복수의 해상도 데이터를 용이하게 복호할 수 있기 때문에, 부호화 데이터 사이즈는 증대하지 않는다.
그러나, 플래시·픽스에서 이용되고 있는, 화상을 타일로 분할하여 타일 단위로 부호화하는 방식 (특정한 화상 영역이 화상 처리의 대상이 되는 경우에, 필요한 화상 타일만을 화상 처리의 대상으로 함으로써 처리에 걸리는 부하를 경감할 수 있음) 을 웨이브릿 변환 부호화 방식에 적용한 경우, 웨이브릿 변환에 사용하는 필터가 타일 경계로부터 돌출하기 때문에 문제가 생긴다.
즉, 플래시·픽스와 같은 JPEG 부호화를 이용하는 것은, 부호화 처리가 타일내로 폐쇄되어 있기 때문에, 타일 단위의 부호화가 용이한데 비해, 웨이브릿 변환 부호화에서는 처리가 타일의 주위로 돌출하기 때문에, 타일 단위로의 부호화 처리·관리가 곤란해진다는 문제가 있었다.
또한, 종래의 웨이브릿 변환 부호화에서는, 도 3의 웨이브릿 변환부(31)의 출력, 즉 도 5의 (B)의 웨이브릿 변환 계수를 전부 보유하는 메모리가 필요하고, 이 때 웨이브릿 변환 계수는 원화상과 동일한 해상도를 갖기 때문에, 메모리 필요량이 커진다고 하는 문제가 있었다. 이 문제는 고 해상도의 화상을 취급하는 경우보다 더 현저해진다.
본 발명은 이러한 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 해상도의 복호 및 타일에 의한 관리를 웨이브릿 변환을 이용하여 실현함으로써, 고기능, 고효율의 부호화를 소규모의 하드웨어 구성으로 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 화상 부호화 장치를 이용하여 부호화하고, 대응하는 본 발명의 화상 복호 장치에서 복호하는 방식을 이용하면, 부호화 데이터량을 증대시키지 않고, 사용자의 요구에 따른 해상도의 복호 화상을 용이하게 복호하는 것이 가능해진다.
이것은, JPEG를 이용하는 플래시·픽스가 복수의 해상도에 대응하기 때문에, 부호화 데이터량이 1.4배로 증대하는 데 비해 큰 이점이다.
또한, 화상을 타일로 분할하여 특정 영역만의 복호를 가능하게 할 때에, 웨이브릿 변환에 따른 부호화는, 타일 내에 폐쇄된 처리가 원리적으로 곤란하고, 타일 분할 처리에 부적합한데 비해, 본 발명에서는 웨이브릿 변환을 이용하면서, 타일 단위로의 부호화·복호 처리를 가능하게 하고 있다.
즉, 화상을 타일 단위로 부호화함으로써, 화상의 일부를 복호하고 싶은 경우에, 화상 전체를 복호하지 않아도 그 영역을 포함하는 타일을 복호하면 되기 때문에, 랜덤 액세스 기능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 화상의 축소 및 타일 분할을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 화상(1)을 부호화하는 부호화 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 3은 웨이브릿 부호화부의 기본 블럭도.
도 4는 웨이브릿 변환부의 상세한 내용을 나타내는 블럭도.
도 5는 원화상과 웨이브릿 변환 데이터의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 6은 웨이브릿 복호부의 기본 블럭도.
도 7은 원화상에 대해 웨이브릿 변환을 위한 수평 방향 필터와 수직 방향 필터를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예 1의 화상 부호화 장치를 나타내는 블럭도.
도 9는 본 발명의 실시예 1의 화상 부호화 장치의 동작을 설명하는 설명도.
도 10은 본 발명의 실시예 1의 화상 부호화 장치에 있어서의 비트 스트림의 일례를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예 1의 화상 부호화 장치에 있어서의 비트 스트림의 다른 예를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 실시예 2의 화상 부호화 장치의 동작을 설명하는 설명도.
도 13은 본 발명의 실시예 3의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도.
도 14는 본 발명의 실시예 4의 화상 복호 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 15는 본 발명의 실시예 5의 화상 부호화 장치를 나타내는 블럭도.
도 16은 본 발명의 실시예 5의 화상 부호화 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 17은 본 발명의 실시예 6의 화상 부호화 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 18은 본 발명의 실시예 7의 화상 부호화 장치를 나타내는 블럭도.
도 19는 본 발명의 실시예 7의 화상 부호화 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 20은 본 발명의 실시예 8의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도.
도 21은 본 발명의 실시예 9의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도.
도 22는 본 발명의 실시예 10의 화상 부호화 장치를 나타내는 블럭도, 및 그 동작을 설명하기 위한 도면.
도 23은 본 발명의 실시예 11의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도, 및 그 동작을 설명하기 위한 도면.
도 24는 본 발명의 실시예 12의 화상 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도.
도 25는 본 발명의 실시예 12의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 26은 본 발명의 실시예 12의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 27은 본 발명의 실시예 13의 화상 복호 장치의 일례를 나타내는 블럭도.
도 28은 본 발명의 실시예 13의 화상 복호 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 29는 본 발명의 실시예 13의 화상 복호 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 30은 본 발명의 실시예 14의 화상 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도.
도 31은 본 발명의 실시예 14의 화상 부호화 장치에 있어서의 비트 스트림의 예를 나타내는 도면.
도 32는 본 발명의 실시예 14의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 33은 본 발명의 실시예 14의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 34는 본 발명의 실시예 14의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 35는 본 발명의 실시예 15의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도.
도 36은 본 발명의 실시예 16의 화상 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도, 및 그 동작을 설명하는 설명도.
도 37은 본 발명의 실시예 16의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 38는 본 발명의 실시예 17의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 1의 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 9의 (A)에 도시된 바와 같은 원화상의 화상 데이터는, 우선 타일 분할부(101)에서 미리 결정된 N 화소×M 화소의 타일로 분할된다. 분할된 화상을 도 9의 (B)에 도시한다. 타일 분할부(101)에서는, 각 타일에 대응하는 데이터로서 타일 내의 N 화소×M 화소의 화상을 출력한다.
분할된 타일 중, 도 9의 (B)의 타일 i에 대해, 그 후의 처리를 설명한다. 타일 i의 화상 데이터를, 웨이브릿 변환부(102)에서 서브 밴드 분할한다.
여기서, 타일 주변 가까이를 서브 밴드 분할 처리할 때에는, 타일 주위의 데이터를 외삽한다. 즉, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 웨이브릿 변환에 이용하는 필터의 연산 대상 범위(92)가 타일 밖으로 돌출하는 경우, 타일의 외측의 데이터가 필요하게 되기 때문에, 웨이브릿 변환부(102)에서는, 데이터를 외삽하여 서브 밴드 분할한다.
외삽 방법으로는, 예를 들면, 도 9의 (C)에 도시된 바와 같이, 타일 내의 화상을 접어서 거울상을 생성하는 수법을 이용한다. 계속해서, 양자화부(103)에서웨이브릿 변환 계수를 양자화하고, 엔트로피 부호화부(104)에서 엔트로피 부호화하여 타일 i의 부호화 데이터를 얻는다.
엔트로피 부호화에는, 하프맨 부호화나 산술 부호화를 이용할 수 있다. 이 웨이브릿 변환부(102), 양자화부(103), 엔트로피 부호화부(104)를 통합하여 웨이브릿 변환 부호화부(105)라고 부른다.
한편, 관리 정보 생성부(106)는, 타일 분할부(101)로부터 얻어진 각 타일의 공간적인 위치에 관한 타일 분할 정보와, 웨이브릿 변환 부호화부(105)로부터 얻어진 각 서브 밴드의 정보를 이용하여, 타일 및 서브 밴드를 관리·식별하기 위한 관리 정보를 생성한다. 이 관리 정보는, 부호화 데이터 통합부(107)에서 이용된다.
부호화 데이터 통합부(107)는, 관리 정보 생성부(106)로부터 출력되는 관리 정보를 사용하여, 엔트로피 부호화부(104)로부터 출력되는 부호화 정보를 정리·통합하고, 또한 관리 정보를 비트스트림 중에 부가하여, 최종적으로 부호화 데이터를 작성한다.
여기서, 부호화 데이터를 서브 밴드 및 타일에 따라 관리하는 것은, 화상을 복호할 때에, 도 1에 도시된 예와 같은 다른 해상도의 화상이나, 화상 중의 특정한 타일만을 복호하는 것을 가능하게 하기 위해서이다.
도 10은, 상술된 바와 같이 하여 작성된 부호화 데이터의 비트 스트림의 일례를 나타낸 도면으로, 비트 스트림은 비트 스트림 전체의 정보를 관리하는 헤더와, 각 타일마다의 부호화 정보로 구성되고, 각 타일마다의 부호화 정보는 타일마다의 정보를 관리하는 타일 헤더, 및 화상 타일을 상기 웨이브릿 변환부호화부(105)로 부호화한 타일마다의 부호화 정보로 구성된다.
타일 헤더에는, 각 서브 밴드에 대응하는 비트 위치의 정보가 기술되어 있고, 여기를 참조함으로써 필요한 서브 밴드에 대응하는 비트 열이 어디에 있는지를 알 수 있다.
물론, 본 발명에 따른 비트 스트림의 구성은, 도 10에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 10과 동일 구성인 도 11의 열(I)에 도시한 것에 대해, 도 11의 열(Ⅱ)와 같이 각 타일의 서브 밴드 정보를 따로따로 분리한 후, 이것을 재배열하고, 각각의 서브 밴드 정보에 타일 헤더를 부가하여 독립된 타일로 하는 구성으로 해도 좋다. 이와 같이 하면, 축소 화상의 타일만으로 액세스함으로써, 축소된 전체 화상을 신속하게 재현하는 것이 가능해진다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 2로 하여 설명한다. 여기서, 실시예 2의 화상 부호화 장치의 구성은, 도 8과 함께 상술된 실시예 1의 블럭도와 동일하고, 타일 분할부(101)의 동작만이 다르다. 이 때문에, 이하에서는 이 타일 분할부(101)의 동작에 대해, 도 12를 이용하여 설명한다.
실시예 1의 타일 분할부(101)에서는, N×M 화소의 타일로 원화상을 분할한 후, 특정한 타일을 웨이브릿 변환부(102)에 출력할 때에, 타일 내부의 화상 데이터만을 출력으로서 추출하고 있었지만, 실시예 2에 있어서의 타일 분할부(101)는, 원화상에 적당한 창 함수를 곱함으로써 데이터를 추출하여 출력하는 것을 이용한다.
예를 들면, 도 12의 타일 ij를 추출하는 경우, 원화상 데이터에 대해 수평방향으로 창 함수 FXi, 계속해서 수직 방향으로 창 함수 FYj를 곱한 결과를, 타일 분할부(101)의 출력으로 한다. 또한, i는 수평 방향의 타일 번호, j는 수직 방향의 타일 번호이다.
이에 따라, 도 12 내의 사선부의 화상에, 창 함수에 따른 가중치를 곱한 결과가, 타일 분할부(101)의 출력이 된다. 여기서 창 함수로서는, 전구간을 통한 총합이 1이 되는 것을 이용한다.
즉,
ΣFXi(x) = 1 (0≤x≤w)
ΣFYj(y) = 1 (0≤y≤h)
를 만족하는 창 함수를 이용한다.
단, w는 원화상의 폭, h는 원화상의 높이를 나타내고, x, y 축은 원화상의 좌상각(左上角)을 원점 0으로 하고, 각각 우향, 하향으로 취해지고 있는 것으로 한다.
또한, FXi(x)의 총합은 i에 대해, FYj(y)의 총합은 j에 대해 취해지는 것으로 한다. 도 12의 FXi-1, FXi, FY1, FYj, FYj+1은, 이러한 조건을 만족하는 함수의 일부를 나타낸 것이다.
이 창 함수에 의한 데이터 추출의 결과, 타일 분할부(101)의 출력에는, 타일 ij 내부의 화소뿐만 아니라 주위의 화소도 창 함수의 값에 따른 가중치로 부호화대상 데이터 속에 포함되게 된다.
이어서, 실시예 1의 화상 부호화 장치에서 부호화된 데이터를 복호하는 화상 복호 장치에 대해, 실시예 3으로 하여 설명한다. 도 13은 실시예 3의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도이다.
입력이 되는 부호화 데이터는, 실시예 1에서 설명한 화상 부호화 장치로 부호화된 것이다. 관리 정보 분리부(111)는 부호화 데이터 중에서 타일 분할에 관한 관리 정보·서브 밴드에 관한 관리 정보를 분리하여 추출한다.
추출된 관리 정보에 기초하여, 부호화 데이터 추출부(112)에서는 사용자의 요구에 따라, 부호화 정보 내의 필요한 타일 및 서브 밴드의 부호화 정보 부분을 판정하여 추출한다. 또한, 도 10에 도시된 비트 스트림의 예에서는, 관리 정보는 헤더 및 타일 헤더에 있다.
추출된 부호화 정보는, 엔트로피 복호부(113)에서 엔트로피 복호되고, 역양자화부(114)에서 역양자화되고, 복호 대상의 타일에 대응하는 웨이브릿 변환 계수를 얻을 수 있다.
웨이브릿 변환 계수는, 역웨이브릿 변환부(115)에서 역웨이브릿 변환되고, 대상 타일의 복호 화상을 얻을 수 있다. 이 엔트로피 복호부(113), 역양자화부(114), 역웨이브릿 변환부(115)를 통합하여 웨이브릿 변환 복호부(116)라고 부른다.
또한, 타일 연결부(117)에서, 관리 정보 분리부(111)로부터의 타일 분할 정보에 기초하여, 복호된 타일군을 연결하여, 원하는 영역·해상도의 복호 화상을 얻는다.
도 10에 도시된 비트 스트림의 예를 이용하여 설명하면, 낮은 해상도의 전체 화상(전 타일)을 복호하는 경우, 각 타일 헤더의 서브 밴드 정보를 참조하면서, 저해상도의 서브 밴드에 상당하는 부호화 데이터 부분인 참조 번호(1-a, 2-a, …, i-a, …)를, 타일마다 순차 웨이브릿 변환 복호부(116)에서 웨이브릿 변환 복호한다.
그리고, 얻어진 저해상도의 타일을 타일 연결부(117)에서 연결하면, 저해상도의 전체 화상을 얻을 수 있다.
또한, 저해상도 복호 화상으로부터, 어느 특정한 타일 i를 확대하여, 최고 해상도로 표시하고 싶은 경우, 타일 i에 상당하는 부호화 정보인 제i 타일 부호화 정보 전체를 복호하면 좋다.
즉, 이미 추출이 종료된 부호화 정보 i-a에 더해 i-b를 추출하고, i-a와 정합하여 복호하면, 원하는 복호 화상을 얻을 수 있다. 물론, 모든 부호화 정보(모든 타일, 모든 서브 밴드)를 복호하면, 고해상도로 또한 모든 영역의 복호 화상을 얻을 수 있다.
이상과 같이, 사용자의 요구에 따라 임의의 해상도, 임의의 타일의 화상을 용이하게 복호할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 복호 장치의 다른 실시예를 실시예 4로 하여 설명한다. 입력이 되는 부호화 데이터는, 실시예 2에서 설명한 화상 부호화 장치로 부호화된 것이다. 여기서, 실시예 4의 화상 복호 장치의 구성은, 도 13과 함께 설명한 실시예 3과 동일하고, 타일 연결부(117)의 동작만이 다르다. 이 때문에,이하에서는 이 타일 분할부(117)의 동작에 대해, 도 14를 이용하여 설명한다.
실시예 2의 화상 부호화 장치에서는, 각 타일의 부호화 대상 화소가 타일의 주변 화소를 포함하기 때문에, 웨이브릿 변환 복호부(116)에서 복호된 타일의 복호 데이터의 크기는, 타일의 크기보다도 커진다.
도 14에 있어서는, 타일은 2 화소×2 화소로 구성되고, 또한 타일의 복호 데이터의 크기는 4 화소×4 화소이다. 이 경우, 타일 ij의 복호 데이터는 도 14의 사선부가 되고, 인접하는 타일과 1 화소의 폭만큼 중합된다.
타일 연결부(117)에서는, 타일의 연결시에, 복호 데이터가 중합되는 위치에 대해서는, 복호 데이터를 더해 화소치를 구한다. 예를 들면, 도 14의 화소 a에 대해서는,
a (i-l, j-1) + a (i, j-1) + a (i-1, j) + a (i, j)
에 의해 화소치를 계산한다.
여기서, a (i, j)는 화소 a의 위치에서의 타일 ij의 복호 데이터를 나타내는 것으로 한다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 5로 하여 설명한다. 도 15는 실시예 5의 화상 부호화 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 15에 도시된 실시예 5의 화상 부호화 장치가, 도 8을 참조하여 설명한 실시예 1의 화상 부호화 장치와 다른 점은, 타일을 웨이브릿 변환 부호화할 때에, 타일 주위를 무조건 외삽하는 것은 아니고, 대상 타일의 주위의 다른 타일이 존재하고 있으면 그것을 이용한다는 점이다.
도 15에 도시된 타일 분할부(121)에 의해 실시예 1의 경우와 같이 하여, 도 16의 (A)에 도시된 바와 같이, 분할된 원화상 중, 타일 i에 대해 그 후의 처리를 설명한다. 타일 i의 화상 데이터를 웨이브릿 변환부(123)에서 변환하는데 있어서, 웨이브릿 변환에 사용하는 필터가 타일 i로부터 돌출된 영역에 주위의 화소가 존재하는 경우에는, 그 화소의 데이터도 이용하여 타일 i를 웨이브릿 변환한다.
즉, 도 16의 (A)의 타일 i를 웨이브릿 변환하기 위해, 우선 도 16의 (A)의 타일 i의 주위의 타일, a∼h 중에서, 도 16의 (B) 내에 사선으로 나타낸 웨이브릿 변환에 필요한 주위 화소 영역을 타일 i에 부가한 후, 타일 i의 웨이브릿 변환을 행한다.
이 부가 처리를 행하는 주변 화소 추가부(122)에서, 타일 분할부(121)로부터 얻을 수 있는 타일 분할 정보에 기초하여, 부호화 대상의 타일의 주위에 다른 타일이 존재하는지의 여부를 판단하고, 타일이 존재하는 경우에 필요한 화소를 부가한다.
상기된 예에서, 주변 화소 추가부(122)는 주위의 모든 타일을 추가하여 타일 화상 데이터를 출력하기 때문에, 이것이 입력되는 웨이브릿 변환부(123)에서는, 타일 단체의 화상을 처리하는 실시예 1에 있어서의 웨이브릿 변환부(102)에 비해 큰 화상을 변환할 필요가 있다.
변환 화상이 커지면, 이것을 사용한 기기는 큰 작업 영역이 필요하게 되고, 비용 상승과 동작 속도 저하로 연결된다. 그래서, 상기 변환 화상을 보다 작게 하는 다른 모드는 유효하고, 이것을 다음에 나타낸다.
이것은, 도 16의 (C), 도 16의 (D)에 도시한 바와 같이, 주변 화소 추가부(122)에서 추가하는 영역을 x 방향 또는 y 방향으로 제한하고, 웨이브릿 변환부(123)로 입력하는 타일 화상 데이터를 작게 하는 것이다.
예를 들면, 도 16의 (C)의 경우에는, 부호화 대상의 타일의 상하에 다른 타일이 존재하는 경우에 필요한 화소를 부가한다. 부호화 대상의 타일의 좌우에 대해서는, 타일 내의 화상을 되돌려서 거울상을 생성하는 수법을 이용한다. 또한, 도 16의 (D)의 경우에는, 도 16의 (C)의 경우와 상하, 좌우가 반대가 된다.
웨이브릿 변환을 행하는 수법으로는, 도 16의 (B), 도 16의 (C), 도 16의 (D) 중 어느 하나만을 이용하여 서브 밴드 분할을 반복하는 수법, 또는 서브 밴드마다 도 16의 (B), 도 16의 (C), 도 16의 (D)의 화소 추가 방법을 전환하는 수법이 있다.
또한, 이 웨이브릿 변환부(123)의 출력으로서 필요한 것은, 부호화 대상 타일 i의 웨이브릿 변환 계수뿐이고, 주변 화소 추가부(122)에서 추가된 화소는 타일 i 내부의 화소의 웨이브릿 변환 계수를 산출하기 위해서만 이용된다.
계속해서, 양자화부(124)에서 양자화를 행하고, 엔트로피 부호화부(125)에서 엔트로피 부호화를 행하여, 타일 i의 부호화 정보를 얻는다. 이 웨이브릿 변환부(123), 양자화부(124), 엔트로피 부호화부(125)를 통합하여 웨이브릿 변환 부호화부(126)라고 부른다.
한편, 관리 정보 생성부(127)는, 타일 분할부(121)로부터 얻어진 각 타일의 공간적인 위치에 관한 타일 분할 정보와, 웨이브릿 변환 부호화부(126)로부터 얻어진 각 서브 밴드의 정보를 이용하여, 타일 및 서브 밴드를 관리·식별하기 위한 관리 정보를 생성한다. 이 관리 정보는, 부호화 데이터 통합부(128)에서 이용된다.
부호화 데이터 통합부(128)는, 관리 정보 생성부(127)로부터 출력되는 관리 정보를 사용하여, 엔트로피 부호화부(125)로부터 출력되는 부호화 정보를 정리·통합하고, 또한 관리 정보를 비트 스트림중에 부가하여, 예를 들면 도 10에 도시된 예와 같이 최종적인 부호화 데이터를 작성한다.
또한, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 6으로 하여 설명한다. 실시예 6의 화상 부호화 장치의 구성은, 도 15를 참조하여 설명한 실시예 5와 동일하고, 주변 화소 추가부(122)의 동작만이 다르다. 이 때문에, 이하에서는 이 주변 화소 추가부(122)의 동작에 대해, 도 17을 참조하여 설명한다.
도 17에 있어서의 타일 i의 처리를 예로서 설명한다. 실시예 5로 하여 설명한 주변 화소 추가부(122)에서는, 타일 i가 입력이 된 경우에, 타일 i내의 화소의 웨이브릿 변환 계수 산출에 필요한 화소, 즉 필터가 돌출하는 범위의 화소를 전부 타일 i에 부가하였다. 이 범위를 도 17 내에 사선으로 나타낸 주변 화소 범위로 한다.
그러나, 일반적으로 타일 i로부터 크게 떨어진 화소가 타일 i 내의 웨이브릿 변환 계수에 미치게 하는 영향은 꽤 작기 때문에, 본 실시예 6에서는, 부가해야 할 주변 화소에 적당한 가중치 함수를 곱한 결과를, 타일 i에 부가함으로써, 부가하는 화소수를 바꾸지 않고 연산량을 제감한다.
가중치 함수에는, 타일 i에 가까운 부분에서는 1, 떨어짐에 따라 0에 근접한함수를 사용한다. 도 17에 도시된 가중치 함수는 그 일례이다. 도 17의 예에서는, 가중치 함수를 곱한 결과, 실제로 부가되는 화소는 점으로 나타낸 유효 화소 범위이고, 그 외부는 웨이브릿 변환에 필요한 화소이지만 0으로 간주하여 부가되지 않는다.
또한, 가중치 함수로서는, 도 17에서 도시된 것 외에, 타일 i로부터의 거리가 어느 기준 내이면 1, 그것보다 떨어져 있으면 0이 되는 계단 함수도 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 7로 하여 설명한다. 도 18은 실시예 7의 화상 부호화 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
실시예 7의 화상 부호화 장치가, 도 8과 함께 설명한 실시예 1 및 도 15와 함께 설명한 실시예 5의 화상 부호화 장치와 다른 점은, 원화상을 타일화하기 전에, 원화상 전체에 대해 웨이브릿 변환부(131)에서 웨이브릿 변환을 행하고, 그 후에 웨이브릿 변환부(131)의 출력인 웨이브릿 변환 계수를 타일 단위로 재배열하여 타일을 구성하는 점이다.
도 18에 있어서, 원화상은 타일화되기 전에 웨이브릿 변환부(131)에서 웨이브릿 변환된다. 이어서, 타일 구성부(132)에서, 공간 상으로 동일한 타일에 대응하고 있는 웨이브릿 변환 계수를 모아 타일을 구성하는 재배열을 행한다.
웨이브릿 변환부(131)에서 웨이브릿 변환되어 얻어진 서브 밴드의 예를 도 19의 (A)에 도시한다. 이 경우, 도 19의 (A) 중에서 가장 낮은 주파수의 서브 밴드속의 계수 b0은, 다른 서브 밴드 내의 계수 부분 b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7,b8, b9와 공간적으로 대응 관계에 있다.
여기서, b1∼b3은 1×1, b4∼b6은 2×2, b7∼b9는 4×4개의 계수로 구성되어 있다. 이들 b0∼b9를 각각의 서브 밴드로부터 추출하여, 도 19의 (B)에 도시된 형태로 구성한 것을 하나의 타일로 하여, 그 밖의 웨이브릿 변환 계수에 대해서도 전부 타일 단위로 재배열함에 따라, 실시예 5에서 원화상을 타일로 분할하고나서 웨이브릿 변환한 경우와 동일한 결과를 얻을 수 있다.
또한, b0은 하나의 계수일 필요는 없고, k 개× 1개의 계수로 구성되는 계수의 블록이라도 상관없다. 이 경우, b1∼b3은 k×1, b4∼b6은 2k×21, b7∼b9는 4 k× 41개의 계수로 구성되게 된다.
타일 구성부(132)로부터 출력되는 타일화된 웨이브릿 변환 계수는, 양자화부(133)에서 양자화되고, 엔트로피 부호화부(134)에서 엔트로피 부호화되어 부호화 정보가 된다.
한편, 관리 정보 생성부(136)는, 타일 구성부(132)로부터 얻어진 각 타일의 공간적인 위치에 관한 타일 분할 정보 및 웨이브릿 변환 부호화부(135)로부터 얻어진 각 서브 밴드의 정보를 이용하여, 타일 및 서브 밴드를 관리·식별하기 위한 관리 정보를 생성한다. 이 관리 정보는, 부호화 데이터 통합부(137)에서 이용된다.
부호화 데이터 통합부(137)는, 관리 정보 생성부(136)로부터 출력되는 관리 정보를 사용하여, 엔트로피 부호화부(134)로부터 출력되는 부호화 정보를 정리·통합하고, 또한 관리 정보를 비트 스트림중에 부가하여, 예를 들면 도 10에 도시된 예와 같이 최종적인 부호화 데이터를 작성한다.
또한, 타일 구성부(132)는, 양자화부(133)의 전단에 배치하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 양자화부(133)의 후단에 배치해도 좋다.
이어서, 실시예 5 내지 7 중 어느 한 화상 부호화 장치에서 부호화된 데이터를 복호하는 화상 복호 장치에 대해, 실시예 8을 참조하여 설명한다. 도 20은 실시예 8의 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 입력이 되는 부호화 데이터는, 실시예 5 내지 7 중 어느 한 화상 부호화 장치에서 부호화된 부호화 데이터이다.
도 20에 있어서, 부호화 데이터 중에서, 관리 정보 분리부(141)에서 타일 분할에 관한 관리 정보·서브 밴드에 따른 관리 정보를 분리하여 추출하고, 추출된 관리 정보에 기초하여, 부호화 데이터 추출부(142)에서 사용자의 요구에 따라, 부호화 정보 내의 필요한 부호화 정보 부분을 판정하여 추출한다. 즉, 필요한 타일 및 해상도에 대응하는 부호화 데이터를 추출한다.
추출된 부호화 정보는, 타일을 단위로서 엔트로피 복호부(143)에 엔트로피 복호되고, 역양자화부(144)에서 역양자화되고, 복호에 필요한 타일에 대응하는 웨이브릿 변환 계수를 얻을 수 있다.
웨이브릿 변환 계수는, 역웨이브릿 변환부(145)에서 역웨이브릿 변환되고, 주위의 화소의 데이터를 포함한 복호 화상을 얻을 수 있다. 이 엔트로피 복호부(143), 역양자화부(144), 역웨이브릿 변환부(145)를 통합하여 웨이브릿 변환 복호부(146)라고 한다.
또한, 타일 통합부(147)에서, 관리 정보 분리부(141)로부터의 관리 정보에기초하여, 복호된 타일군을 통합한다. 여기서는, 각 타일의 복호 화상에서 공간적으로 중복되는 부분은 중첩시켜 전체의 복호 화상을 얻는다.
즉, 도 12와 함께 설명한 실시예 2에서는, 타일의 주변 화소를 포함하여 웨이브릿 변환하고 있다. 또한, 실시예 5의 화상 부호화 장치에 있어서는, 도 16의 (B)에 도시된 바와 같이, 웨이브릿 변환시에 타일의 주변 화소를 이용하고, 마찬가지로 도 17과 함께 설명한 실시예 6에서도, 주위의 화소를 이용하고 있다.
또한, 실시예 7의 화상 부호화 장치에서는, 타일의 주변 화소를 이용하는 처리는 명시되어 있지 않지만, 원화상 전체를 웨이브릿 변환했을 때에, 원리적으로 실시예 5와 등가인 처리가 이루어지고 있다.
이 때문에, 도 20의 웨이브릿 변환 복호부(146)에서 웨이브릿 변환 복호했을 때에, 주변 화소의 데이터가 발생하고, 타일 통합부(147)에서는 복호한 타일의 주변 화소를 인접 타일에 중첩시키게 된다. 중첩에는 화소 사이의 가산을 이용한다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 복호 장치의 다른 실시예를 실시예 9로 하여 설명한다. 이것은, 실시예 8의 화상 복호 장치와 마찬가지로, 실시예 5 내지 7중 어느 한 화상 부호화 장치로 부호화된 부호화 데이터를 입력으로 하는 화상 복호 장치이다. 도 21은 실시예 9의 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 21에 있어서, 부호화 데이터 중에서, 관리 정보 분리부(151)에서 타일 분할에 관한 관리 정보·서브 밴드에 관한 관리 정보를 분리하여 추출하고, 추출된 관리 정보에 기초하여, 부호화 데이터 추출부(152)에서 사용자의 요구에 따라, 부호화 정보 중에 필요한 부호화 데이터 부분을 판정하여 추출한다. 즉, 필요한 타일 및 해상도에 상당하는 부호화 정보를 추출한다.
추출된 부호화 정보는, 타일을 단위로서 엔트로피 복호부(153)에서 엔트로피 복호되고, 역양자화부(154)에서 역양자화되고, 복호에 필요한 타일에 대응하는 웨이브릿 변환 계수를 얻을 수 있다. 여기서, 웨이브릿 변환 계수 재배열부(155)에서 웨이브릿 변환 계수를 타일화하기 전의 상태로 재배열한다.
즉, 도 19의 (B)에 도시된 타일 단위로 분할되어 있는 웨이브릿 변환 계수가, 도 19의 (A)에 나타난 상태로 재배열된다. 모든 타일의 처리가 완료한 시점에, 도 19의 (A)의 웨이브릿 변환 계수 전체를 얻을 수 있다.
재배열된 웨이브릿 변환 계수는, 1회의 역웨이브릿 변환으로 복호할 수 있기 때문에, 웨이브릿 변환 계수를 역웨이브릿 변환부(156)에서 역웨이브릿 변환하면, 전체의 복호 화상을 얻을 수 있다.
이 엔트로피 복호부(153), 역양자화부(154), 역웨이브릿 변환부(156)를 통합하여 웨이브릿 변환 복호부(157)라고 부른다. 또한, 웨이브릿 변환 계수 재배열부(155)는, 역양자화부(154)의 후단에 배치하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 역양자화부(154)의 전단에 배치해도 좋다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 10으로 하여 설명한다. 도 22의 (E)는 실시예 1, 실시예 2, 실시예 5, 실시예 6의 화상 부호화 장치에 있어서의 웨이브릿 변환부(도 8의 l02, 도 15의 123)에 대응하는 부분을 나타낸 블럭도이다.
도 22의 (E)의 메모리(162)는, 웨이브릿 변환부(161)에서 서브 밴드 분할된웨이브릿 변환 계수를 저장하기 위한 것이다. 이 때, 메모리(162)에는, 현재 웨이브릿 변환부(161)에서 처리 중인 타일에 대응하는 웨이브릿 변환 계수만을 저장하고, 타일의 웨이브릿 변환이 종료하면, 데이터를 다음 공정인 양자화부(도 8의 103, 도 15의 124)로 인도한다.
따라서, 메모리(162)에 저장해야 할 데이터량은, 화상 전체에 대응하는 것이 아니고, 1 타일을 웨이브릿 변환하는데 필요한 데이터량으로 억제할 수 있다.
즉, 타일화를 행하지 않은 웨이브릿 변환에서는, 도 22의 (A)에 도시된 바와 같이, 변환 대상이 화상 전체가 되고, 웨이브릿 변환부(161)의 출력인 도 22의 (B)의 웨이브릿 변환 계수의 모두를 메모리에 저장할 필요가 있는데 비해, 예를 들면 도 22의 (C)에 도시된 바와 같이, 타일을 행함에 따라, 도 22의 (D)에 대응하는 웨이브릿 변환 계수를 저장할 수 있는 메모리만을 준비하면 되고, 필요 메모리량의 대폭적인 삭감이 가능해진다.
화상 복호 장치에서도 동일한 효과를 기대할 수 있다. 본 발명에 따른 화상 복호 장치의 다른 실시예를 실시예 11로 하여 설명한다. 도 23의 (E)는 실시예 3, 실시예 4, 실시예 8에 도시된 화상 복호 장치 중, 역웨이브릿 변환부(도 13의 115, 도 20의 145)에 대응하는 부분을 나타낸 블럭도이다.
도 23의 (E)의 메모리(171)에는, 우선 하나의 타일을 복호하는데 필요한 웨이브릿 변환 계수가 저장되고, 역웨이브릿 변환부(172)에서 서브 밴드 합성이 행해진다.
따라서, 복호 대상 화상을 도 23의 (B)로 한 경우, 타일화하지 않은 웨이브릿 변환에서는, 메모리에 저장해야 할 데이터량이, 도 23의 (A)에 도시된 모든 웨이브릿 변환 계수인데 비해, 도 23의 (D)에 도시된 바와 같이, 타일 분할된 화상을 복호하는 경우에는, 본 실시예의 메모리(171)에 저장해야 할 데이터량은, 도 23의 (C)에 대응하는 웨이브릿 변환 계수로 끝나고, 필요한 메모리량이 대폭 삭감된다.
이상, 설명한 본 발명의 어느 한 실시예에 있어서도, 부호화에서의 웨이브릿 변환시에 복수의 서브 밴드 분할 필터를 이용하여, 적응적으로 전환함에 따라 구성할 수 있다.
여기서, 서브 밴드 분할 필터는, 상술된 종래 예로서 설명한 서브 밴드 분할에 이용하는 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터이다. 웨이브릿 변환에서는 서브 밴드 분할이 반복되지만, 이 때 각 서브 밴드 분할로 이용하는 필터에는 탭수나 계수치에 따라 여러가지 종류가 있다.
따라서, 각 서브 밴드 분할에서 적절한 필터를 이용하면, 웨이브릿 변환 계수로 필요하게 되는 부호화 대상 화상의 주변 화소의 필요량을, 서브 밴드마다 바꿀 수 있게 되고, 처리량과 화질과의 밸런스를 취한 최적의 웨이브릿 변환을 행할 수 있다.
이러한 화상 부호화 장치에 대응한 화상 복호 장치에서는, 웨이브릿 변환시에 이용한 서브 밴드 분할 필터에 대응하는 서브 밴드 합성 필터를 이용하여, 각 서브 밴드 합성으로 필터를 전환하면서 역웨이브릿 변환이 행해진다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 12로 하여 설명한다. 본 실시예 12에서는, 입력된 화상은 미리 정해진 복수의 부호화 방식 중 1개의 방식으로 부호화할 수 있는 것이다.
도 24는 실시예 12의 화상 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예 12에 있어서는, 실시예 1의 방식과 실시예 7의 방식을 전환하여 부호화하는 것이다.
도 24에 있어서, 타일 웨이브릿 부호화부(201)는, 입력 화상을 타일 단위로 웨이브릿 부호화하고, 부호화 정보를 출력한다. 또한, 상기 타일 웨이브릿 부호화부(201)는, 타일 분할 정보, 서브 밴드 정보 및 플래그 정보를 출력한다.
관리 정보 생성부(203)는, 상기 타일 분할 정보, 상기 서브 밴드 정보, 상기 플래그 정보를 입력으로 하고, 이들을 조합하여 관리 정보를 생성, 출력한다. 부호화 데이터 결합부(107)에서는, 상기 부호화 정보와 관리 정보를 더한 부호화 데이터를 출력한다.
타일 웨이브릿 부호화부(201)에서, 입력된 원화상은 타일 분할부(101)로 분할되고, 분할 화상이 제1 스위치(204)의 단자(0)에 입력된다. 또한, 제1 스위치(204)의 단자(1)에는 원화상이 그대로 입력된다. 이들 출력의 한쪽이, 제1 스위치(204)를 통해 웨이브릿 변환 부호화부(207)에 입력된다.
웨이브릿 변환 부호화부(207)는, 입력된 화상에 대해 웨이브릿 부호화한다. 제1 웨이브릿 변환부(208)의 출력은, 제2 스위치(205)를 통해 직접 양자화부(103)에 입력되던지, 또한 타일 구성부(132)를 통해 양자화부(103)에 입력된다.
또한, 상기 제1 웨이브릿 변환부(208)의 동작은, 도 8과 함께 설명한 실시예 1에서의 웨이브릿 변환부(102)와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
그리고, 플래그 발생부(202)에서 실시예 1의 부호화 방식이나 실시예 7의 부호화 방식의 어느 한쪽을 사용하는지를 나타내는 플래그를 출력하고, 동시에 제1 스위치(204), 제2 스위치(205), 제3 스위치(206)를 제어한다.
각 스위치(204, 205, 206)가 단자(0)에 결합되면, 실시예 1의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행하고, 단자(1)에 결합되면 실시예 7의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행한다.
또한, 타일 구성부(132)의 동작은, 도 18과 함께 설명한 실시예 7의 것과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 타일 단위로 부호화를 행할 수 있고, 또한, 화상마다 처리의 간단한 실시예 1의 방식으로 부호화하거나, 타일 경계에 변형이 발생하지 않는 실시예 7의 방식으로 부호화하는 것을, 선택적으로 전환할 수 있다.
또한, 도 25는 실시예 12의 화상 부호화 장치의 다른 일례를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예에 있어서는, 실시예 1의 방식과 실시예 5의 방식을 전환하여 부호화할 수 있는 것이다.
본 실시예의 화상 부호화 장치는, 도 25에 도시된 바와 같이, 도 24에 있어서 실시예 7에 따른 타일 구성부(132)를 삭제하고, 실시예 5에 따른 주변 화소 추가부(122)와 제2 웨이브릿 변환부(305)를 추가하고, 또한 이들을 전환하기 위한 스위치가 변환되어 있다. 도 25의 타일 웨이브릿 부호화부(301) 및 웨이브릿 변환 부호화부(302) 이외의 동작은, 도 24의 것과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
웨이브릿 변환 부호화부(302)는, 입력된 화상의 웨이브릿 부호화를 행하고, 부호화 정보를 출력한다. 입력은 2종류 있고, 한쪽은 제1 웨이브릿 변환부(208)에 접속되고, 다른 제2 웨이브릿 변환부(305)에 접속되어 있다.
화상이 제1 웨이브릿 변환부(208)에 입력된 경우, 웨이브릿 변환부(302)는 도 24의 웨이브릿 변환 부호화부(207)와 동일 동작을 한다. 한편, 화상이 제2 웨이브릿 변환부(305)에 입력된 경우에는, 상기 제1 웨이브릿 변환부(305)의 처리가 도 15에 도시된 웨이브릿 변환부(123)와 동일하기 때문에, 웨이브릿 변환 부호화부(302)는 도 15에 도시된 웨이브릿 변환 부호화부(126)와 동일 동작을 한다.
타일 웨이브릿 부호화부(301)에서, 입력된 화상은 타일 단위로 분할되어 제1 스위치(303)에 입력된다. 한편으로는, 상기 분할된 화상에 그 주변의 화상이 더해지고, 제2 스위치(304)에 입력된다. 플래그 발생부(306)는, 웨이브릿 변환 부호화부(302)에서 제1 웨이브릿 변환부(208)를 사용하거나, 제2 웨이브릿 변환부(305)를 이용하는 것을 선택하고, 이것을 나타내는 플래그를 출력한다.
동시에, 제1 스위치(303) 또는 제2 스위치(304)의 한쪽만을 온하도록 제어를 행한다. 즉, 제1 스위치(303)가 온인 경우에는, 분할된 화상은 제1 웨이브릿 변환부(208)에 입력되고, 실시예 1의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행한다. 제2 스위치(304)가 온인 경우에는, 분할된 화상과 그 주변의 화상이 제2 웨이브릿 변환부(305)에 입력되고, 실시예 5의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행한다.
이에 따라, 타일 단위로 부호화를 행할 수 있고, 또한 화상마다의 처리의 간단한 실시예 1의 방식으로 부호화하거나, 타일 경계의 적어도 상하 또는 좌우에 변형이 발생하지 않은 실시예 5의 방식으로 부호화하는 것을 선택적으로 전환하여 부호화할 수 있다.
또한, 도 26은 실시예 12의 화상 부호화 장치의 다른 일례를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예에서는, 실시예 1의 방식, 실시예 5의 방식, 및 실시예 7의 방식을 전환하여 부호화할 수 있는 것이다.
본 실시예의 화상 부호화 장치는, 도 26에 도시된 바와 같이, 도 25에서 실시예 7에 따른 타일 구성부(132)가 추가되고, 또한 이들을 전환하기 위한 스위치가 변경되어 있다. 도 26의 타일 웨이브릿 부호화부(401) 및 웨이브릿 변환 부호화부(407)외의 동작은, 도 24의 것과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
웨이브릿 변환 부호화부(407)는, 입력된 화상의 웨이브릿 부호화를 행하고, 부호화 정보를 출력한다. 제1 웨이브릿 변환부(308)의 출력은 제3 스위치(405)를 통해 직접 양자화부(103)에 입력되던지, 또한 타일 구성부(132)를 통해 양자화부(103)에 입력된다. 제2 웨이브릿 변환부(305)의 출력은 직접 양자화부(103)에 입력된다.
타일 웨이브릿 부호화부(401)에 있어서, 입력된 화상은 직접 제1 스위치(403)의 단자(0)에 입력되던지, 타일로 분할된 후 제1 스위치(403)의 단자(1)에 입력되던지, 또는 상기 분할된 타일에 그 주변의 화소가 더해지는 화상이 제1 스위치(403)의 단자(2)에 입력된다.
이들 화상이, 제2 스위치(404)를 통해 제1 웨이브릿 변환부(308) 또는 제2 웨이브릿 변환부(305)에 입력되고, 양자화부(103) 및 엔트로피 부호화부(104)를 거쳐, 부호화 정보로서 출력된다.
플래그 발생부(402)는, 제1 스위치(403), 제2 스위치(404), 제3 스위치(405), 제4 스위치(406)를 제어하고, 0, l, 2의 3개의 모드를 전환한다. 각 스위치(403, 404, 405, 406)의 단자에 나타내는 번호는, 이 모드 번호를 나타낸다.
예를 들면, 제1 스위치(403)가 단자(0)에 접속되면, 나머지 스위치(404, 405, 406)도 단자(0)에 접속된다. 이 때문에, 각 스위치(403, 404, 405, 406)가 단자(0)에 접속된 경우에는, 실시예 7의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행한다.
또한, 각 스위치(403, 404, 405, 406)가 단자(1)에 접속된 경우에는, 실시예 1의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행하고, 제1 스위치(403), 제2 스위치(404), 제4 스위치(406)가 단자(2)에 접속된 경우에는, 실시예 5의 방식으로 부호화한 것과 동등한 처리를 행한다.
이에 따라, 타일 단위로 부호화를 행할 수 있고, 또한 화상마다 처리의 간단한 실시예 1의 방식으로 부호화하거나, 타일 경계의 적어도 상하 또는 좌우에 변형이 발생하지 않은 실시예 5 또는 실시예 7의 방식으로 부호화하는 것을 선택적으로 전환하여 부호화할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 복호 장치의 다른 실시예를 실시예 13으로 하여 설명한다. 이것은, 실시예 12로 하여 설명한 화상 부호화 장치로 부호화된 데이터를 복호하는 화상 복호 장치이다. 본 실시예에 있어서는, 입력되는 부호화 데이터는 미리 정해진 복수의 복호 방식 중에서 하나를 선택하여 복호한다.
도 27은 실시예 13의 화상 복호 장치의 일례를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예 13의 화상 복호 장치에 있어서는, 실시예 1의 방식과 실시예 7의 방식을 전환하여 부호화한 부호화 데이터를 복호할 수 있다.
도 27에서, 관리 정보 분리부(111)에서 분리된 부호화 정보와 관리 정보가, 각각 타일 웨이브릿 복호부(501)에 입력된다. 타일 웨이브릿 복호부(501)는, 상기 부호화 정보와 관리 정보를 이용하여, 타일 단위로 복호를 행하고, 복호 화상을 출력한다.
상기 부호화 정보는, 웨이브릿 변환 복호부(502)에 입력되고, 웨이브릿 복호된다. 상기 웨이브릿 변환 복호부(502)에서 복호된 화상은, 제2 스위치(504)를 통해 직접 출력되던지, 또한 타일 연결부(117)를 통해 출력된다.
웨이브릿 변환 복호부(502)에 있어서, 역양자화부(114)의 출력은 제1 스위치(503)를 통해, 직접 제1 역웨이브릿 변환부(506)에 입력되던지, 또한 웨이브릿 계수 재배열부(155)를 통해, 상기 제1 역웨이브릿 변환부(506)에 입력된다.
또한, 상기 제1 역웨이브릿 변환부(506)의 동작은, 도 13과 함께 설명한 실시예 3에 있어서의 역웨이브릿 변환부(115)와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
플래그 추출부(505)에서는, 관리 정보로부터 제1 스위치(503)와 제2 스위치(504)를 제어하는 플래그를 추출한다. 각 스위치(503, 504)가 단자(0)에 접속된 경우에는, 실시예 3의 화상 복호 장치와 동일 동작을 행하고, 단자(1)에 접속된 경우에는, 실시예 9의 화상 복호 장치와 동일 동작을 행한다.
또한, 타일 연결부(117)의 동작은, 도 13과 함께 설명한 실시예 3의 것과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 타일 단위로 복호할 수 있고, 또한 화상마다 처리의 간단한 실시예 3의 방식으로 복호하거나, 타일 경계의 적어도 상하 또는 좌우에 변형이 발생하지 않은 실시예 9의 방식으로 복호하는 것을 선택적으로 전환할 수 있다.
또한, 도 28은 실시예 13의 화상 복호 장치의 다른 일례를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예의 화상 복호 장치에 있어서, 실시예 1의 방식과 실시예 5의 방식을 전환하여 부호화한 부호화 데이터를 복호할 수 있는 것이다.
도 28에 있어서, 타일 웨이브릿 복호부(601) 및 웨이브릿 변환 복호부(602)외의 부분의 동작은, 도 27의 것과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
웨이브릿 변환 복호부(602)는, 입력되는 부호화 정보를 웨이브릿 복호한다. 이 때, 역양자화부(114)의 출력은, 제1 스위치(604)를 통해, 제1 역웨이브릿 변환부(506)나, 제2 역웨이브릿 변환부(603)에 입력된다.
상기 제1 역웨이브릿 변환부(506)의 출력은, 타일 연결부(117)에 입력되고, 제2 역웨이브릿 변환부(603)의 출력은, 타일 통합부(147)에 입력한다.
또한, 상기 제2 역웨이브릿 변환부(603)의 동작은, 도 20과 함께 설명한 실시예 8에 있어서의 역웨이브릿 변환부(145)와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
타일 웨이브릿 복호부(601)에 있어서, 웨이브릿 변환 복호부(602)에서 입력되는 부호화 정보를 웨이브릿 복호하고, 상기 웨이브릿 변환 복호부(602)의 출력은, 타일연결부(117) 또는 타일 통합부(147) 중 어느 하나에 연결되고, 복호 화상이 재생된다.
한편, 플래그 추출부(605)에서는, 입력된 관리 정보로부터 플래그를 추출하고, 상기 추출된 플래그에 의해 제1 스위치(604)가 전환한다. 제1 스위치(604)가 단자(0)에 접속된 경우, 실시예 3의 화상 복호 장치와 동일 동작을 행하고, 단자(1)에 접속된 경우에는, 실시예 8의 화상 복호 장치와 동일 동작을 한다.
이에 따라, 타일 단위로 복호할 수 있고, 또한 화상마다 처리의 간단한 실시예 3의 방식으로 복호하거나, 타일 경계의 적어도 상하 또는 좌우에 변형이 발생하지 않은 실시예 8의 방식으로 복호하는 것을 선택적으로 전환할 수 있다.
또한, 도 29는 실시예 13의 화상 복호 장치의 다른 일례를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예의 화상 복호 장치에 있어서는, 실시예 1의 방식, 실시예 5의 방식, 및 실시예 7의 방식을 전환하여 부호화한 부호화 데이터를 복호할 수 있는 것이다.
본 실시예의 화상 복호 장치는, 도 29에 도시된 바와 같이, 도 28에 있어서, 웨이브릿 계수 재배열부(155)가 추가되고, 또한 이들을 전환하는 스위치가 변경되어 있다. 도 29에 있어서, 타일 웨이브릿 복호부(701) 및 웨이브릿 변환 복호부(702)외의 부분의 동작은, 도 27의 것과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
웨이브릿 변환 복호부(702)는, 입력되는 부호화 정보를 웨이브릿 복호한다. 이 때, 역양자화부(114)의 출력은, 제1 스위치(703)의 단자(0)을 통해, 제1 역웨이브릿 변환부(506)에 직접 입력되던지, 제1 스위치(703)의 단자(1)와 웨이브릿 계수 재배열부(155)를 통해, 제1 역웨이브릿 변환부(506)에 입력되던지, 제1 스위치(703)의 단자(2)를 통해, 제2 역웨이브릿 변환부(603)에 입력된다.
상기 제1 역웨이브릿 변환부(506)의 출력은, 제2 스위치(704)를 통해, 타일 연결부(117)에 입력되던지, 그대로 복호 화상이 출력된다. 제2 역웨이브릿 변환부(603)의 출력은, 타일 통합부(147)에 입력된다. 그 밖의 부분의 동작은, 웨이브릿 복호(602)와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
타일 웨이브릿 복호부(701)에 있어서, 플래그 추출부(705)는 관리 정보로부터 플래그를 추출한다. 상기 추출된 플래그 정보에 의해, 제1 스위치(703), 제2 스위치(704)가 제어된다. 또한, 나머지 관리 정보는, 타일 연결부(117)와 타일 통합부(147)에 입력된다.
각 스위치(703, 704)가 단자(0)에 접속된 경우, 실시예 3의 화상 복호 장치와 동일 동작을 행하고, 단자(1)에 접속된 경우, 실시예 9의 화상 복호 장치와 동일 동작을 행하고, 제1 스위치(703)가 단자(2)에 접속된 경우에는, 제2 스위치(704)의 접속처에 상관없이, 실시예 8의 화상 복호 장치와 동일 동작을 행한다.
이에 따라, 타일 단위로 복호할 수 있고, 또한 화상마다 처리의 간단한 실시예 3의 방식으로 부호화하거나, 타일 경계의 적어도 상하 또는 좌우에 변형이 발생하지 않은 실시예 8 또는 실시예 9의 방식으로 복호하는 것을 선택적으로 전환할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 14로 하여 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 타일을 관리하기 위한 관리 정보에 타일을 구별하는 정보를 추가하고, 목적의 타일의 부호화 정보를 고속으로 복호할 수 있도록 하는 것이다.
도 30은 실시예 14의 화상 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 30에 있어서, 입력된 원화상은, 타일 웨이브릿 부호화부(801)에서 타일 단위로 부호화되고, 관리를 위한 정보(예를 들면, 타일 분할 정보, 플래그 정보, 서브 밴드 정보)와 부호화 정보가 생성된다.
ID 생성부(802)에서는, 각 타일을 구별하기 위한 ID 정보가 생성된다. 관리 정보 생성부(803)는, 상기 관리를 위한 정보와 상기 ID 정보를 더해, 관리 정보를 생성한다. 부호화 데이터 결합부(804)는, 상기 부호화 정보와 관리 정보를 결합하고, 또한 각 타일의 선두에 타일의 선두를 나타내는 스타트 코드를 더해, 부호화 데이터를 생성한다.
부호화 데이터의 포맷의 일례로서는, 도 31의 (A)에 도시된 바와 같이, 각 타일의 정보가 그 타일의 스타트 코드와 관리 정보(타일 헤더)와 부호화 정보로 구성된다. 타일 웨이브릿 부호화부(801)는, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 5, 실시예 6, 실시예 7, 실시예 10, 실시예 12, 실시예 14에 있어서의 화상 부호화 장치를 사용할 수 있다.
여기서, 원화상을 분할한 타일을 구별하기 때문에, 좌측위로부터 순서대로 l, 2, …로 ID 정보를 할당하면, 타일은 임의의 순서로 부호화할 수 있고, 또한 부호화 뒤에 순서를 교체시키는 것도 가능해진다. 만약, 타일의 부호화하는 순서가 미리 정해지면, ID 생성부(802)를 생략할 수 있다.
각각의 타일은, 스타트 코드로부터 시작되기 때문에, 이것을 표시로 각 타일이 어디에 있는지를 식별할 수 있다. 그 대신에, 그 타일의 데이터량(부호화 정보와 타일 헤더를 합한 것)을 이용한 경우도, 각 타일이 어디에 있는지를 식별할 수 있다.
또한, 도 32는 실시예 14의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도이고, 도 30에 도시된 화상 부호화 장치에 타일의 사이즈 계산을 행하는 데이터량 계측부(811)를 부가한 것으로, 이 데이터량 계측부(811) 및 관리 정보 생성부(812) 이외의 부분의 동작 설명은 생략한다.
도 32에 있어서, 데이터량 계측부(811)는, 타일마다 부호화된 데이터량을 계측하여, 이것을 출력한다. 관리 정보 생성부(812)는, 관리를 위한 정보, ID 정보, 및 타일의 데이터량을 더해, 관리 정보를 생성한다.
부호화 데이터의 포맷의 일례로서는, 도 31의 (B)에 도시된 바와 같이, 각 타일의 선두에 상기 타일의 부호화 정보의 데이터량이 배치되고, 계속해서 다른 관리 정보(타일 헤더)와 부호화 정보가 계속된다. 또한, 타일의 데이터량은, 반드시 각타일의 선두에 배치할 필요는 없고, 예를 들면 선두에 통합할 수도 있다.
또한, 도 33은 실시예 14의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도이고, 도 32에 도시된 화상 부호화 장치에 부호화 데이터 재배열부(82l)를 추가한 것으로, 다른 부분의 동작 설명은 생략한다.
도 33에 있어서, 부호화 데이터 재배열부(821)는, 부호화 데이터 결합부(804)에서 작성된 부호화 데이터로부터, 각 타일의 데이터량을 추출하고, 이들을 부호화 데이터의 선두에 배치하고나서, 나머지를 순서대로 열거하여 부호화 데이터를 출력한다.
부호화 데이터의 포맷의 일례로서는, 도 31의 (C)에 도시된 바와 같이, 선두에 배치된 모든 타일의 데이터량을 선두로부터 원하는 타일의 직전까지를 더함으로써, 용이하게 목적의 타일의 위치를 계산할 수 있다.
또한, 도 34에 도시된 구성이라도 동일한 효과를 올릴 수 있다. 도 34는 실시예 14의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도이고, 도 32에 도시된 화상 부호화 장치에 부호화 데이터 축적 버퍼(831) 및 관리 정보 축적 버퍼(832)를 추가한 것으로, 이 부호화 데이터 축적 버퍼(831), 관리 정보 축적 버퍼(832), 및 부호화 데이터 결합부(833) 이외의 동작 설명은 생략한다.
도 34에 있어서, 타일 웨이브릿 부호화부(801)로부터 출력되는 부호화 정보는, 부호화 데이터 축적 버퍼(831)에서 일단 축적된다. 관리 정보 축적 버퍼(832)는, 관리 정보 생성부(812)에서 생성된 각 타일의 관리 정보를 축적하고, 상기 관리 정보로부터 타일의 데이터량을 추출하고나서, 이것을 부호화 데이터 결합부(833)에 출력하고, 계속해서 나머지 관리 정보를 출력한다.
부호화 데이터 결합부(833)에서는, 상기 입력된 모든 타일의 데이터량을 최초로 출력하고, 나머지 관리 정보 및 부호화 정보를 결합하여 출력한다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 부호화 데이터 중에서 복호하는 타일의 부호화 정보를 고속으로 검색하고, 복호하는 것이 가능해진다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 복호 장치의 다른 실시예를 실시예 15로 하여 설명한다. 도 35는 실시예 15의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도이고, 본 실시예 15는, 실시예 14의 화상 부호화 장치로 부호화된 데이터를 복호하는 화상 복호 장치이다.
도 35에 있어서, 복호 타일 결정부(903)는, 사용자의 지시에 따라 복호하는 타일의 ID를 결정한다. 관리 정보 분리부(906)는, 부호화 데이터로부터 각 타일의 선두를 나타내는 스타트 코드를 검색하고, 타일에 관한 관리 정보와 부호화 정보를 분리한다.
데이터를 건너띄어 판독하는 제어부(902)는, 상기 관리 정보에 기초하여, 이제부터 복호하는 타일의 타일 ID가 상기 결정된 타일 ID인지의 여부를 판정하고, 이것이 상기 타일 ID이면, 제1 스위치(905) 및 제2 스위치(904)를 온으로 한다. 이렇게 함으로써, 타일 웨이브릿 복호부(901)는, 특정한 타일만을 복호하는 것이 가능해진다.
타일의 관리 정보에 그 타일의 데이터량이 기술되어 있는 경우에는, 관리 정보 분리부(906)는 각 타일의 선두를 검색할 필요는 없고, 기술되어 있는 데이터량만큼만 띄어가며 판독하면 된다. 또한, 타일 웨이브릿 복호부(901)는, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 8, 실시예 9, 실시예 11, 실시예 13, 실시예 15의 화상 복호 장치를 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 모든 부호화 데이터를 복호하지 않고, 타일의 선두의 관리 정보만을 복호함으로써, 목적의 타일을 신속하게 복호할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 화상 부호화 장치의 다른 실시예를 실시예 16으로 하여 설명한다. 본 실시예 16에서는, 타일을 관리하기 위한 관리 정보에 주변의 타일의 정보도 추가하고, 주변의 타일의 부호화 정보도 고속으로 복호할 수 있도록 하는 것이다.
도 36의 (A)는 실시예 16의 화상 부호화 장치의 일례를 나타내는 블럭도이다. 본 실시예의 화상 부호화 장치는, 도 30에 도시된 실시예 14에 주변 타일 ID 결정부(841)를 추가한 것으로, 또한 관리 정보 생성부(842)의 동작이 다르다. 이 때문에, 주변 타일 ID 결정부(841) 및 관리 정보 생성부(842) 외의 부분의 설명은 생략한다.
또한, 타일 웨이브릿 부호화부(841)는, 실시예 5, 실시예 6, 실시예 7, 실시예 10, 실시예 12, 실시예 14의 화상 부호화 장치를 사용할 수 있다.
도 36의 (A)에 있어서, 주변 타일 ID 결정부(841)는, 타일 분할 정보, 플래그 정보, 서브 밴드 정보, ID 생성부(802)에서 생성된 타일 ID로부터 복호시에 필요한 주변의 타일 ID를 결정한다. 관리 정보 생성부(842)는, 타일 분할 정보, 플래그 정보, 서브 밴드 정보, 타일 ID에 상기 주변의 타일 ID를 더한 관리 정보를 생성한다.
또한, 주변 타일 ID 결정부(841)에서 결정되는 복수의 타일 ID는, 부호화에 필요한 모든 타일 ID일 필요는 없고, 예를 들면 도 36의 (B)에 도시된 바와 같이, 부호화하는 타일의 좌측위, 좌측밑에 위치하는 타일의 타일 ID에 한정해도 좋다.
부호화 데이터의 포맷의 일례로서는, 도 31의 (A)에서 관리 정보(타일 헤더) 가 타일 ID와 주변 타일의 ID를 포함하는 구성을 생각할 수 있다.
또한, 도 37은 실시예 16의 화상 부호화 장치의 다른 예를 나타내는 블럭도이고, 관리 정보에 주변 타일의 위치 정보도 포함시킴에 따라, 복호시에 타일화된 부호화 정보의 검색을 고속화하려고 하는 것이다. 본 실시예의 화상 부호화 장치는, 도 34에 도시된 실시예 14로부터 관리 정보 축적 버퍼(832)를 삭제하고, 데이터량 저장부(851), 상대 위치 계산부(852), 정보 축적 버퍼(854)를 추가한 것이다.
이 데이터량 저장부(851), 상대 위치 계산부(852), 정보 축적 버퍼(854), 및 관리 정보 생성부(853), ID 생성부(855) 외의 동작은, 상술된 바와 같으므로, 그 설명은 생략한다.
도 37에 있어서, 타일 웨이브릿 부호화부(801)로부터 출력되는 부호화 정보는, 모두 부호화 데이터 축적 버퍼(831)에 축적되고, 또한 상기 타일 웨이브릿 부호화부(801)로부터 출력되는 타일 분할 정보, 플래그 정보, 서브 밴드 정보의 각 정보는, 모두 정보 축적 버퍼(854)에 축적된다. 데이터량 계측부(811)에서 출력된 각 타일의 부호화 정보의 데이터량은, 모두 데이터량 저장부(851)에 저장된다.
ID 생성부(855)는, 각 타일을 구별하기 위한 ID 정보를 출력하고, 정보 축적 버퍼(854), 데이터량 저장부(851), 및 부호화 데이터 축적 버퍼(831)가 축적하고있는 정보를, 타일 단위로 출력하도록 제어한다. 데이터량 저장부(851)는, 입력된 타일 ID에 기초하여, 그 타일의 데이터량을 관리 정보 생성부(853)로 출력하고, 상기 타일 ID를 갖는 타일과 그 주변 타일의 상대 위치를 계산하는데 필요한 타일의 데이터량을 상대 위치 계산부(852)로 출력한다.
상대 위치 계산부(852)에서는, 입력된 각 타일의 데이터량을 이용하여, 부호화하는 타일에 대한 주변 타일의 부호화 정보가 존재하는 상대 위치를 계산하고, 그 결과를 출력한다. 관리 정보 생성부(853)는, 입력되는 타일 ID 정보, 타일 분할 정보, 플래그 정보, 서브 밴드 정보, 타일 데이터량, 상기 주변 타일의 상대 위치등으로부터 관리 정보를 생성하고, 부호화 데이터 결합부(833)로 출력한다.
이와 같이, 모든 부호화 데이터를 복호하지 않고, 타일 선두의 관리 정보만을 복호하는 것으로, 원하는 타일과 복호에 필요한 주변의 타일을 신속하게 복호할 수 있는 부호화 데이터를 생성하는 것이 가능해진다.
이어서, 본 발명에 의한 화상 복호 장치의 다른 실시예를 실시예 19로 하여 설명한다. 도 38은 실시예 19의 화상 복호 장치를 나타내는 블럭도이고, 실시예 18의 화상 부호화 장치에서 부호화된 데이터를 복호하는 화상 복호 장치이다. 본 실시예는, 도 35에 도시된 실시예 15에 버퍼(911)를 추가한 것으로, 이 버퍼(911) 및 데이터를 띄어가며 판독하는 제어부(912) 외의 동작은, 도 35의 것과 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
도 38에 있어서, 입력된 부호화 데이터는, 일시 버퍼(911)에 저장되고, 순차적으로 출력된다. 데이터를 띄어가며 판독하는 제어부(912)는, 입력된 관리 정보에 기초하여, 이제부터 복호하는 타일의 ID를 추출하고, 이것이 상기 결정된 타일 ID 또는 주변 타일의 타일 ID 이면, 제1 스위치(905) 및 제2 스위치(904)를 온으로 한다.
상기 관리 정보가 복호에 필요한 주변 타일의 타일 ID를 포함하고 있으면, 버퍼(911)로부터 상기 주변 타일의 부호화 정보를 출력하도록 제어한다. 이렇게 해서, 타일 웨이브릿 복호부(901)는, 특정한 타일과 그 주변을 복호할 수 있다.
여기서, 관리 정보에 포함되는 복호된 주변 타일 ID가 주변의 타일수보다 작은 미리 결정된 갯수(예를 들면, 도 36의 (B)의 점으로 나타낸 타일)인 경우, 복호에 필요한 다른 위치의 타일 ID(도 36의 (B)의 흰 타일)는, 상기 복호된 주변 타일 ID로부터 결정된다.
또한, 타일 웨이브릿 복호부(901)는, 실시예 8, 실시예 9, 실시예 11, 실시예 13, 실시예 15의 화상 복호 장치를 사용할 수 있다.
이에 따라, 모든 부호화 데이터를 복호하지 않고, 타일의 선두의 관리 정보만을 복호함으로써, 원하는 타일과 복호에 필요한 주변의 타일을 신속하게 복호하는 것이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 화상 타일이 각각 완전하게 독립적으로 부호화되기 때문에, 부호화 데이터를 타일 단위로 독립하여 처리할 수 있다. 예를 들면, 특정한 타일에 편집이 가해지는 등 재부호화할 필요가 생긴 경우라도, 그 타일만을 부호화하면 좋고, 주변의 화소가 불필요하고, 간소한 처리로 하는 것이 가능하다.
본 발명의 화상 복호 장치로 복호할 때에는, 복호 대상의 타일이외의 부호화 데이터를 필요로 하지 않기 때문에, 적은 처리량으로 복호할 수 있다.
주위의 화소를 포함하여 부호화하는 만큼, 부호량이 증가하지만, 본 발명의 화상 복호 장치로 복호할 때에, 주변의 타일과 화소치를 중첩함으로써, 타일 경계에 나타나는 왜곡을 경감하는데 도움이 된다.
화상 타일을 부호화할 때에 타일의 주위의 화소 정보를 이용하기 때문에, 타일사이의 상관을 활용하여 높은 부호화 효율을 실현할 수 있다. 또한, 타일의 경계에서 왜곡이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
타일 단위로 웨이브릿 변환을 행하기 때문에, 예를 들면 전체 화상의 일부 영역(복수 타일)만을 효율적으로 부호화하는 것이 가능하다. 또한, 웨이브릿 변환 후의 대상이 타일이기 때문에, 웨이브릿 변환 자체가 조밀해진다.
본 발명의 화상 복호 장치에서도, 역웨이브릿 변환의 대상이 타일이기 때문에, 역웨이브릿 변환 자체가 조밀해진다.
주위의 화소의 정보를 이용할 때에, 멀리 있는 화소를 연산 대상으로부터 제외함에 따라, 필터 연산의 횟수를 삭감하고, 웨이브릿 변환의 처리량을 경감할 수 있다.
전체 화상을 웨이브릿 변환의 대상으로서 한번에 웨이브릿 변환하고, 그 후에 웨이브릿 변환 계수를 재배열함으로써 타일을 구성하고 있기 때문에, 웨이브릿 변환을 타일마다 반복하여 실행할 필요가 없다.
본 발명의 화상 복호 장치에서도, 복호 대상의 타일에 대응하는 부호화 데이터(타일마다 분할하고 있음)를 재배열하여 한번에 역웨이브릿 변환하므로, 역웨이브릿 변환을 타일마다 반복하여 실행할 필요가 없다.
종래는 웨이브릿 변환 계수를 유지하기 위해 원화상의 해상도에 대응하는 큰 메모리가 필요한데 비해, 본 발명의 화상 부호화 장치에서는, 원화상의 사이즈에 상관없이, 웨이브릿 변환 계수의 유지에는, 타일의 사이즈에 따른 메모리밖에 필요로 하지 않는다.
본 발명의 화상 복호 장치에서도, 웨이브릿 변환 계수의 보관에 필요한 메모리량을 타일의 사이즈로 억제할 수 있다.
본 발명의 화상 부호화 장치에서는, 웨이브릿 변환의 각 서브 밴드 분할을 행할 때, 적절한 서브 밴드 분할 필터를 전환하여 이용함으로써, 처리량과 화질의 밸런스를 취하는 최적의 웨이브릿 변환을 행할 수 있다.
본 발명의 화상 복호 장치에서는, 역웨이브릿 변환의 각 서브 밴드 합성을 행할 때, 부호화시에 이용된 서브 밴드 분할 필터에 대응하여, 서브 밴드 합성 필터를 전환하여 이용함으로써, 최적의 역웨이브릿 변환을 행할 수 있다.
본 발명의 화상 복호 장치는, 타일 단위로 웨이브릿 변환을 행할 때에, 주위의 화상을 포함하여 변환하는지의 여부를, 화상 단위로 전환할 수 있다. 또한, 변환에 필요한 연산량의 증가와 화질의 열화를, 입력되는 화상의 성질에 따라, 최소한으로 억제할 수 있다.
본 발명의 화상 복호 장치에 따르면, 모든 타일은 관리 정보로 용이하게 구별되기 때문에, 부호화 데이터중의 복호 대상의 타일의 부호화 정보를 용이하게 검색할 수 있다. 이 때문에, 전체 화상의 일부의 영역(복수 타일)을 얻기 위해 필요한 타일만을 고속으로 복호할 수 있다.
본 발명의 화상 복호 장치에 따르면, 모든 타일은 관리 정보로 용이하게 구별되기 때문에, 또한 부호화의 복호 대상의 타일과 복호에 필요한 주변의 타일의 부호화 정보를 용이하게 검색할 수 있다.
이 때문에, 전체 화상의 일부의 영역(복수 타일)을 얻기 위해 필요한 타일만을 고속으로 복호할 수 있다. 또한, 화상 타일을 부호화/복호할 때에, 타일의 주위의 화소의 정보를 이용하고 있기 때문에, 타일사이의 상관을 활용하기에 높은 부호화 효율을 실현할 수 있어, 타일의 경계에서 왜곡이 발생하는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

Claims (2)

  1. 화상 데이터를 N 화소×M 화소의 타일로 분할하고, 각 타일에 대응하는 부호화 대상 데이터로서, 타일 내의 N 화소×M 화소를 출력하는 단계와,
    상기 각 타일에 대응하는 부호화 대상 데이터의 주위에 소정의 데이터를 외삽하여 서브 밴드 분할을 행하고, 각 타일을 각각 독립적으로 웨이브릿 부호화하는 단계와,
    임의의 타일을 독립하여, 상기 서브 밴드 단위로 복호하기 위한 관리 정보를 생성하는 단계와,
    상기 관리 정보를 부호화 정보에 부가하여, 비트 스트림을 생성하는 단계를 구비하고,
    상기 관리 정보는, 각 타일의 부호화 정보의 비트 스트림 상에서의 위치를 나타내는 정보와, 각 서브 밴드를 관리·식별하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.
  2. 화상 데이터를 N 화소×M 화소의 타일로 분할하고, 각 타일을 각각 독립하여 서브 밴드 분할하여 웨이브릿 부호화한 부호화 정보와, 임의의 타일을 서브 밴드 단위로 복호하기 위한 관리 정보로 된 비트 스트림을 복호하는 화상 복호 방법에 있어서,
    상기 비트 스트림으로부터 상기 관리 정보를 분리하는 단계와,
    상기 부호화 정보에 대하여 서브 밴드 단위로 웨이브릿 복호를 행하는 단계와,
    상기 웨이브릿 복호된 임의의 타일의 복호 화상을 연결하여 소망의 복호 화상을 얻는 단계를 구비하고,
    상기 관리 정보는, 각 타일의 부호화 정보의 비트 스트림 상에서의 위치를 나타내는 정보와, 각 서브 밴드를 관리·식별하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 복호 방법.
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