JP3107609B2 - Transformation method of visual characteristics to block overlap orthogonal transform domain - Google Patents
Transformation method of visual characteristics to block overlap orthogonal transform domainInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は画像の圧縮符号化装置
において用いられ、特に人間の視覚特性を考慮した量子
化あるいは評価を行う場合に、視覚特性(周波数特性)
をブロックオーバーラップ直交変換領域に変換する変換
方式に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in an image compression encoding apparatus, and particularly when performing quantization or evaluation in consideration of human visual characteristics, visual characteristics (frequency characteristics).
Is converted into a block overlap orthogonal transform domain.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の視覚特性の領域変換方式として
は、例えば文献1:「可変長符号化方式における視覚特
性を考慮したDCT係数の最適量子化」(電子情報通信
学会技術研究報告 IE90−101)に開示されるも
のがあった。図3は、この従来の方式を説明するための
図であり、以下、従来の方式の処理手順について説明す
る。 図3に於いて、N×Nのブロックサイズの直交変換
領域の視覚特性を得るため、先ず、N×Nのブロックの
値が全てAとなる直交変換領域のブロックデータを入力
する。2. Description of the Related Art As a conventional visual characteristic area conversion method, for example, Document 1: "Optimal quantization of DCT coefficients in consideration of visual characteristics in variable length coding" (IEICE Technical Report IE90-101) ) Was disclosed. FIG. 3 is a diagram for explaining this conventional method. Hereinafter, the processing procedure of the conventional method will be described. In FIG. 3, in order to obtain visual characteristics of an orthogonal transform area having an N × N block size, first, block data of an orthogonal transform area in which all N × N block values are A is input.
【0003】 このブロックデータを直交変換し、空
間領域のインパルスを得る。この時インパルスの高さが
1となるように前記係数Aを調節する。[0003] The block data is orthogonally transformed to obtain a spatial domain impulse. At this time, the coefficient A is adjusted so that the height of the impulse becomes 1.
【0004】 空間領域のインパルスを離散フーリエ
変換(DFT)を用いて空間周波数領域に変換する。[0004] The impulse in the spatial domain is transformed to the spatial frequency domain using a discrete Fourier transform (DFT).
【0005】 空間周波数領域のデータに対して同じ
く空間周波数領域の視覚特性H(k,m)を掛ける。The spatial frequency domain data is also multiplied by the spatial frequency domain visual characteristic H (k, m).
【0006】 このデータを逆離散フーリエ変換(I
DFT)を用いて空間領域に変換し、視覚特性による空
間インパルス応答を得る。[0006] This data is subjected to an inverse discrete Fourier transform (I
(DFT) to obtain a spatial impulse response based on visual characteristics.
【0007】 最後に、この空間インパルス応答を逆
直交変換することにより所定の直交変換領域に変換し、
直交変換領域における視覚特性を得る。この場合視覚特
性は複素数で表されるのでそのノルムを求め更に前記係
数Aで正規化することにより直交変換領域における正規
化された視覚特性が得られる。[0007] Finally, the spatial impulse response is transformed into a predetermined orthogonal transform region by performing an inverse orthogonal transform,
Obtain visual characteristics in the orthogonal transform domain. In this case, since the visual characteristics are represented by complex numbers, the norm thereof is obtained and further normalized by the coefficient A to obtain the normalized visual characteristics in the orthogonal transform domain.
【0008】表1は8×8のブロックにおいて、視距離
LをL=1024(画素)とし、直交変換として離散余
弦変換(DCT)を用いた場合のDCTにおける視覚特
性の一例を示したものである。Table 1 shows an example of visual characteristics in an 8 × 8 block when the visual distance L is L = 1024 (pixels) and the discrete cosine transform (DCT) is used as the orthogonal transform. is there.
【0009】[0009]
【表1】 [Table 1]
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
変換方式をブロック直交変換領域に応用した場合、本来
多数のブロックに広がるはずの視覚特性による空間イン
パルス応答が1つのブロックに折り返され、正確なイン
パルス応答が得られなくなり、従って正確な視覚特性の
変換が出来なくなるという問題点があった。また、従来
の方式は直接にはブロックオーバーラップ直交変換に適
用出来ないという問題もあった。However, when the conventional transform method is applied to the block orthogonal transform domain, the spatial impulse response due to the visual characteristic which should originally spread over many blocks is folded back into one block, and an accurate impulse response is obtained. There has been a problem that a response cannot be obtained, and thus accurate conversion of visual characteristics cannot be performed. In addition, there is a problem that the conventional method cannot be directly applied to the block overlap orthogonal transform.
【0011】この発明は以上述べた視覚特性による空間
インパルス応答が1つのブロックに折り返される結果正
確なインパルス応答が得られなくなり、従って正確な視
覚特性の変換が出来なくなるというブロック分割による
視覚特性への悪影響を除去すると共にブロックオーバー
ラップ直交変換を適用することによりブロックの境界に
おける不連続性を除去した優れた変換方式を提供するこ
とを目的とする。According to the present invention, since the spatial impulse response due to the visual characteristics described above is folded back into one block, an accurate impulse response cannot be obtained, and therefore, the conversion of the visual characteristics cannot be accurately performed. It is an object of the present invention to provide an excellent transform method that removes adverse effects and removes discontinuities at block boundaries by applying a block overlap orthogonal transform.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、(a)M×Nのブロックサイズの、空間
インパルスを有する空間領域を、m・M×n・Nのサイ
ズの拡張空間領域に拡張する空間領域拡張手段、(b)
拡張された空間インパルスを、拡張空間領域から空間周
波数領域に変換する変換手段、(c)空間周波数領域に
変換された空間インパルスに、空間周波数領域における
視覚特性を乗じる乗算手段、(d)、乗算手段により視
覚特性を乗じられた空間インパルスを拡張空間領域に逆
変換することにより、空間インパルスの視覚特性による
空間インパルス応答を求める逆変換手段、(e)空間イ
ンパルスおよび空間インパルス応答について、それぞれ
拡張空間領域の境界の内側のデータを外側に折り返すこ
とにより再拡張する空間領域再拡張手段、(f)空間領
域を再拡張された空間インパルスおよび空間インパルス
応答について、それぞれブロックオーバーラップ直交変
換する直交変換手段、(g)直交変換手段によって変換
された空間インパルスおよび空間インパルス応答につい
て、それぞれ各ブロックの同一成分のノルムを求めるノ
ルム演算手段、および、(h)ノルム演算手段により求
められた空間インパルスのノルム値と、空間インパルス
応答のノルム値との比により、空間インパルスのブロッ
クオーバーラップ直交変換領域における視覚特性を求め
る手段とを有することを特徴とする、視覚特性のブロッ
クオーバーラップ直交変換領域への変換方式である。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, (a) a spatial region having a spatial impulse having a block size of M × N is expanded to a size of m × M × n × N. (B) a spatial area expanding means for expanding to a spatial area
Converting means for converting the expanded spatial impulse from the expanded spatial domain to the spatial frequency domain; (c) multiplying means for multiplying the spatial impulse converted to the spatial frequency domain by visual characteristics in the spatial frequency domain; Means for inversely transforming the spatial impulse multiplied by the visual characteristic by the means into the extended spatial domain to obtain a spatial impulse response based on the visual characteristic of the spatial impulse. (E) For the spatial impulse and the spatial impulse response, Spatial domain re-expansion means for re-expanding data inside the boundary of the area by folding back, and (f) orthogonal transform means for performing block overlap orthogonal transform on the spatial impulse and the spatial impulse response whose spatial domain has been re-expanded, respectively. , (G) the spatial impulse transformed by the orthogonal transform means Calculation means for calculating the norm of the same component of each block, and (h) the ratio of the norm value of the spatial impulse obtained by the norm calculation means to the norm value of the spatial impulse response. Means for obtaining a visual characteristic of a spatial impulse in a block overlap orthogonal transform region, wherein the visual characteristic is converted into a block overlap orthogonal transform region.
【0013】[0013]
【作用】この発明によれば、M×Nのブロックサイズの
空間インパルスを有する空間領域をブロックサイズに応
じて設定可変な拡張倍率m,nによりm・M×n・Nの
領域に拡張する際に、空間インパルスに折り返しが生じ
ないように拡張倍率を選択すると共に該拡張領域に於い
て前記空間インパルスのピーク点を空間の中央付近に配
置する。この領域拡張された空間インパルスを空間周波
数領域に変換した後、視覚特性を乗じて空間領域に逆変
換することにより空間インパルスの視覚特性による応答
が得られる。空間インパルス及び空間インパルスの視覚
特性による応答の其々の前記拡張領域に対してその領域
境界の内側の1/2ブロック幅のデータを外側に折り返
すことにより空間領域が再拡張され、該再拡張された領
域において空間インパルス及び空間インパルス応答がブ
ロックオーバーラップ直交変換された後各々の各ブロッ
クの同一成分に対するノルムが計算され、このノルムの
比によりブロックオーバーラップ直交変換領域における
視覚特性が得られる。従って、ブロックの境界において
空間インパルスの折り返しによる歪みが生じることがな
く、しかもブロックの境界において特性が不連続になる
ことの無い正確で連続性の保存された視覚特性の変換が
可能となる。According to the present invention, when a spatial area having a spatial impulse having a block size of M × N is extended to an area of m × M × n × N by an expansion magnification m, n which can be set in accordance with the block size. Then, the expansion magnification is selected so that no aliasing occurs in the spatial impulse, and the peak point of the spatial impulse is arranged near the center of the space in the extended area. After transforming the spatial impulse into the spatial frequency domain, the spatial impulse is multiplied by the visual characteristic and inversely transformed into the spatial domain to obtain a response based on the visual characteristic of the spatial impulse. The spatial domain is re-expanded by wrapping the half-block width data inside the area boundaries outward for each said extended area of the spatial impulse and the visual impulse response of the spatial impulse. After the spatial impulse and the spatial impulse response are subjected to block overlap orthogonal transform in the region where the block overlap is performed, a norm for the same component of each block is calculated, and the ratio of this norm provides a visual characteristic in the block overlap orthogonal transform region. Therefore, it is possible to convert a visual characteristic that is accurate and continuity is preserved without causing distortion due to the return of the spatial impulse at the block boundary and without causing discontinuity in the characteristic at the block boundary.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明の一実施例を示す装置の機能
ブロック図であり、図1において、入力101はM×N
のブロックサイズ(M,Nは高速変換等の都合上M,N
=2P と設定することが多い)の空間インパルスであ
る。このインパルスのピーク点は後述のインパルス応答
の特性を考慮してブロックの中央付近に置かれる。FIG. 1 is a functional block diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention. In FIG.
Block size (M and N are M, N for convenience of high-speed conversion, etc.)
= Often be set to 2 P) is a space impulse. The peak point of the impulse is located near the center of the block in consideration of the characteristics of the impulse response described later.
【0016】空間領域拡張手段1は、入力101のMx
Nのブロックを中心として、空間領域をm・Mxn・N
の空間領域102に拡張する。ただし、m、nは正の整
数で、インパルス応答に折り返しが生じないようにブロ
ックサイズに応じた好適な値が後述のように選択され
る。The spatial region expanding means 1 receives the Mx of the input 101
With the block of N as the center, the spatial area is m · Mxn · N
To the spatial region 102 of Here, m and n are positive integers, and a suitable value according to the block size is selected as described later so that no aliasing occurs in the impulse response.
【0017】離散フーリエ変換(DFT)手段2は、拡
張されたm・M×n・Nの空間領域102を空間周波数
領域に変換する。The discrete Fourier transform (DFT) means 2 converts the expanded m × M × n × N spatial domain 102 into a spatial frequency domain.
【0018】視覚特性付加手段3は、空間周波数領域に
変換された空間インパルス103に視覚特性テーブル9
から出力される空間周波数領域における視覚特性111
を乗算する。The visual characteristic adding means 3 adds the visual characteristic table 9 to the spatial impulse 103 converted into the spatial frequency domain.
Characteristics 111 in the spatial frequency domain output from
Multiply by
【0019】逆離散フーリエ変換(IDFT)4は、視
覚特性が付加され空間周波数領域に変換された空間イン
パルス104を再び空間領域に変換する。この結果、視
覚特性による空間インパルス応答105が得られる。The inverse discrete Fourier transform (IDFT) 4 converts the spatial impulse 104, which has been added to the visual characteristics and is converted into the spatial frequency domain, into the spatial domain again. As a result, a spatial impulse response 105 based on visual characteristics is obtained.
【0020】折り返し空間領域拡張手段5は次段のブロ
ックオーバーラップ直交変換手段6の性質との整合を取
るためにm・M×n・Nの空間領域の境界の内側の1/
2ブロック幅のデータを外側に折り返して空間領域を
(m+1)・M×(n+1)・Nの折り返し空間領域に
再拡張する。The folded space area expanding means 5 is 1/1 of the inside of the boundary of the m × M × n × N space area in order to match the property of the block overlap orthogonal transform means 6 at the next stage.
The two-block width data is turned outward and the space area is re-expanded to a (m + 1) · M × (n + 1) · N folded space area.
【0021】ブロックオーバーラップ直交変換手段6
は、後述のブロックオーバーラップ直交変換方式を用い
て、折り返し空間領域の空間インパルス109および空
間インパルス応答106を、ブロックオーバーラップ直
交変換領域に変換する。Block overlap orthogonal transformation means 6
Converts the spatial impulse 109 and the spatial impulse response 106 of the folded spatial domain into a block overlapping orthogonal transform domain using a block overlap orthogonal transform scheme described later.
【0022】ノルム演算手段7は、ブロックオーバーラ
ップ直交変換された空間インパルス109および空間イ
ンパルス応答106の各ブロックの同一成分107およ
び110のついて、ノルム演算を行なう。The norm calculation means 7 performs a norm calculation on the same components 107 and 110 of each block of the spatial impulse 109 and the spatial impulse response 106 which have been subjected to the block overlap orthogonal transformation.
【0023】比較正規化手段8は視覚特性の付加された
空間インパルスのブロックオーバーラップ直交変換後の
ノルム値108と空間インパルスのブロックオーバーラ
ップ直交変換後のノルム値111との比を取り必要に応
じて正規化を行い、ブロックオーバーラップ直交変換領
域における視覚特性112として出力する。The comparison normalizing means 8 calculates the ratio between the norm value 108 of the spatial impulse to which the visual characteristic is added after the block overlap orthogonal transform and the norm value 111 of the spatial impulse after the block overlap orthogonal transform, as required. To perform normalization and output as the visual characteristics 112 in the block overlap orthogonal transform domain.
【0024】次に視覚特性のブロックオーバーラップ直
交変換領域への変換方式の詳細および手順を図2を参照
して説明する。Next, details and procedures of a method of converting visual characteristics into a block overlap orthogonal transform area will be described with reference to FIG.
【0025】 先ずM×Nのブロックサイズの空間イ
ンパルス[X(k,l)]31を入力する。但し[・]
は行列を表し、k,lは0≦k<M,0≦l<Nの離散
値を取る。First, a spatial impulse [X (k, l)] 31 having a block size of M × N is input. However, [・]
Represents a matrix, and k and l take discrete values of 0 ≦ k <M and 0 ≦ l <N.
【0026】[0026]
【数1】 (Equation 1)
【0027】 この空間インパルス[X(k、1)]
31が中央となるように空間を(m×n)倍に拡張し
(ただしm、n≧1)、拡張された領域内をすべてデー
タ”0”で埋める。ここで拡張倍率mないしnは、前述
した通り、インパルス応答に折り返しが生じないよう、
ブロックサイズに応じて設定される値である。一般に、
インパルス応答の拡散がブロック内に収まっていれば、
折り返しは発生しない。逆にいえば、インパルス応答の
拡散がブロック内に収まるように、適宜mおよびnの値
を設定する。拡張倍率m、nの例として、例えばM、N
=8の場合m、n≧3、M、N=16の場合m、n≧
2、M、N=32の場合m、n≧1とすると、空間イン
パルス応答が1つのブロック内に折り返されることがな
い良好な結果が得られる。This spatial impulse [X (k, 1)]
The space is expanded (m × n) times so that 31 is at the center (where m, n ≧ 1), and the entire expanded area is filled with data “0”. Here, the expansion magnifications m to n are, as described above, such that no aliasing occurs in the impulse response.
This is a value set according to the block size. In general,
If the spread of the impulse response falls within the block,
No wrapping occurs. Conversely, the values of m and n are set appropriately so that the spread of the impulse response falls within the block. As examples of the expansion magnifications m and n, for example, M and N
= 8, m, n ≧ 3, M, N = 16, m, n ≧
If m, n ≧ 1 in the case of 2, M, N = 32, a good result is obtained in which the spatial impulse response is not folded in one block.
【0028】 こうして領域拡張された空間インパル
ス[X(k、1)]32を離散フーリエ変換(DFT)す
る。このDFTは次式(2)で表わされる。The spatial impulse [X (k, 1)] 32 whose region has been expanded in this way is subjected to discrete Fourier transform (DFT). This DFT is represented by the following equation (2).
【0029】[0029]
【数2】 (Equation 2)
【0030】 [F(u、v)]33に視覚特性のDF
T値[HF(u、v)]を掛け、この結果導出された値3
5を逆離散フーリエ変換(IDFT)して空間領域に戻
す。このIDFTは次式(3)で表わされる。IDFT
の結果得られた[XH(k、1)]36は、領域拡張され
た空間インパルス[X(k、1)]32の、視覚特性によ
る応答となる。[F (u, v)] 33 is a DF of visual characteristics.
Multiply by the T value [HF (u, v)] and the resulting value 3
5 is subjected to an inverse discrete Fourier transform (IDFT) and returned to the spatial domain. This IDFT is represented by the following equation (3). IDFT
[XH (k, 1)] 36 obtained as a result is a response of the spatial impulse [X (k, 1)] 32 whose region has been extended, based on visual characteristics.
【0031】[0031]
【数3】 (Equation 3)
【0032】 領域拡張された空間インパルス[X
(k、1)]32と、その視覚特性によるインパルス応
答[XH(k、1)]36に対して、図2の37、38に
示すように、m・Mxn・Nの領域境界内側の1/2ブ
ロック幅を外側に折り返して空間拡張を行なう。この折
り返し空間領域におけるインパルス[X(k、1)]32
は、次式(4)の[Y(k、1)]37となる。インパル
ス応答[XH(k、1)]36も同様に表現され、折り返
し空間領域における[YH(k、1)]38となる。The spatial impulse [X
(K, 1)] 32 and the impulse response [XH (k, 1)] 36 due to its visual characteristics, as shown at 37 and 38 in FIG. The space is extended by wrapping the / 2 block width outward. Impulse [X (k, 1)] 32 in this folded space region
Is [Y (k, 1)] 37 in the following equation (4). The impulse response [XH (k, 1)] 36 is similarly expressed, and becomes [YH (k, 1)] 38 in the folded space area.
【0033】[0033]
【数4】 (Equation 4)
【0034】 折り返し空間拡張により領域拡張され
たデータ[Y(k,l)]37とインパルス応答[YH
(k,l)]38に対してブロックオーバーラップ直交
変換を行う。ブロックオーバーラップ直交変換の方法は
種々考えられるが本実施例では例えば図4に示す文献2
の方式を用いる:“オーバーラップ直交変換:ブロッキ
ング効果の無い変換符号化”(Henrique S.
MALVER,David H.STAELIN,“T
he LOT:Transform Coding W
ithout Blocking Effects”I
EEE Trans.Acoust.,Speech,
Signal Processing,vol.ASS
P−37,No.4,pp.553〜559,Apri
l,1989)。The data [Y (k, l)] 37 whose area has been expanded by the return space expansion and the impulse response [Y H
(K, l)] 38 is subjected to block overlap orthogonal transformation. Various methods of block overlap orthogonal transformation are conceivable, but in this embodiment, for example, reference 2 shown in FIG.
Using the method of “Overlapping orthogonal transform: transform coding without blocking effect” (Henrique S. et al.
MALVER, David H .; STAELIN, “T
he LOT: Transform Coding W
itout Blocking Effects "I
EEE Trans. Acoustic. , Speech,
Signal Processing, vol. ASS
P-37, no. 4, pp. 553-559, April
1, 1989).
【0035】図4は8×1ブロックサイズの1次元ブロ
ックオーバーラップ直交変換の一例を示したもので8×
8の2次元への拡張は行と列に対して其々1次元の変換
を行えば良い。この例に示したブロックオーバーラップ
直交変換では、先ず図4(a)のように画像の両端を1
/2ブロックサイズ分外側に折り返し、拡張した後該拡
張された画像をブロック分割し、其々のブロックに対し
て離散余弦変換(DCT)を施す。そしてDCT後の各
要素に対して図4(b)、及び(c)に示す要素同志の
バタフライ演算を行う。FIG. 4 shows an example of a one-dimensional block overlap orthogonal transform of an 8 × 1 block size.
The expansion of 8 into two dimensions may be performed by performing one-dimensional conversion on each of the rows and columns. In the block overlap orthogonal transformation shown in this example, first, as shown in FIG.
After folding back to the outside by an amount equal to / 2 block size and expanding, the expanded image is divided into blocks, and discrete cosine transform (DCT) is performed on each block. Then, the butterfly operation of the elements shown in FIGS. 4B and 4C is performed on each element after the DCT.
【0036】このバタフライ演算とは図4(c)に示す
ように角度θが付かない場合は両要素a,b間の和及び
差を求める演算であり、角度θが付く場合には両要素
a,b間の差(a・ Cosθ−b・Sinθ)及び和
(a・ Sinθ+b・Cosθ)を求める演算である。This butterfly operation is an operation for obtaining the sum and difference between the two elements a and b when the angle θ is not attached, as shown in FIG. 4C. , B, the difference (a · Cos θ−b · Sin θ) and the sum (a · Sin θ + b · Cos θ) are calculated.
【0037】尚、何れのブロックオーバーラップ直交変
換方式を用いても端の折り返しによる性質は変らない。It is to be noted that no matter what the block overlap orthogonal transform method is used, the property due to the turning back of the edge does not change.
【0038】前記ブロックオーバーラップ直交変換を
[L]で表すと、折り返し空間領域に拡張された空間イ
ンパルス[Y(k,l)]とインパルス応答[Y
H (k,l)]のブロックオーバーラップ直交変換領域
への変換は其々次式(5)、(6)で表せる。但し、
(i,j)は(i,j)番目のブロックを意味する。When the block overlap orthogonal transform is represented by [L], the spatial impulse [Y (k, l)] extended to the folded spatial area and the impulse response [Y
H (k, l)] can be expressed by the following equations (5) and (6), respectively. However,
(I, j) means the (i, j) -th block.
【0039】 [LX (i,j) (u,v) ]=[Lt ]・[Y(k,l)]・[L] (5) [LH (i,j) (u,v) ]=[Lt ]・[YH (k,l)]・[L] (6) [LX (i,j) (u,v) ]39は空間インパルスのブロック
オーバーラップ直交変換領域への変換値を示しており、
[LH (i,j) (u,v) ]40は前記空間インパルスのブロ
ックオーバーラップ直交変換領域における視覚特性によ
る応答を示している。[L X (i, j) (u, v)] = [L t ] · [Y (k, l)] · [L] (5) [L H (i, j) (u, v ) )] = [L t ] · [Y H (k, l)] · [L] (6) [L X (i, j) (u, v)] 39 is to the block overlap orthogonal transform domain of the spatial impulse Indicates the conversion value of
[L H (i, j) (u, v)] 40 indicates a response of the spatial impulse based on visual characteristics in a block overlap orthogonal transform domain.
【0040】 最後に、視覚特性の画像圧縮あるいは
画質評価等への応用時に二乗平均の手法を用いること等
を考慮し、前記[Lx (i,j)(u、v)]及び[LH (i,j)
(u、v)]に対して其々各ブロックの同一成分のノル
ムを下記(7)、(8)式により対象となる行列の各要
素の絶対値の二乗和の平方根として定義し、[‖L
x(u、v)‖]41及び[‖LH(u、v)‖]42を
求める。そして(9)式に示す通り、‖LH(u,v)
‖と‖LX(u,v)‖との比HL(u,v)43を、ブ
ロックオーバーラップ直交変換領域における視覚特性と
する。この視覚特性[HL]は必要に応じて正規化、ま
たはk数倍することが可能である。Finally, considering the use of the root mean square method when applying visual characteristics to image compression or image quality evaluation, etc., the above-mentioned [L x (i, j) (u, v)] and [L H (i, j)
(U, v)], the norm of the same component in each block is defined as the square root of the sum of squares of the absolute values of the elements of the target matrix according to the following equations (7) and (8). L
x (u, v)}] 41 and [{L H (u, v)}] 42. Then, as shown in equation (9), ‖L H (u, v)
Let the ratio H L (u, v) 43 between ‖ and {L X (u, v)} be the visual characteristic in the block overlap orthogonal transform domain. This visual characteristic [H L ] can be normalized or multiplied by k times as needed.
【0041】[0041]
【数5】 (Equation 5)
【0042】[0042]
【数6】 (Equation 6)
【0043】 HL(u,v)=‖LH(u,v)‖/‖LX(u,v)‖ (9) 次に一例としてL=240、S=3、M、N=8、m、
n=3の場合の視覚特性をブロックオーバーラップ直交
変換領域に変換した例を、表2から表5に示す。表2は
空間インパルス応答[XH]であり、表3は、[XH]を
ブロックオーバーラップ直交変換した[LH]である。
また、表4は空間インパルスをブロックオーバーラップ
直交変換した[LX]であり、表5はブロックオーバー
ラップ直交変換領域における視覚特性[HL]である。
表2から、拡張されたブロック内で空間インパルス応答
の拡散が収まっている様子が理解できるであろう。H L (u, v) = { L H (u, v)} / {L X (u, v)} (9) Next, as an example, L = 240, S = 3, M, N = 8 , M,
Tables 2 to 5 show examples in which the visual characteristics in the case of n = 3 are converted into the block overlap orthogonal transform region. Table 2 shows spatial impulse response [X H ], and Table 3 shows [L H ] obtained by subjecting [X H ] to block overlap orthogonal transform.
Table 4 shows [L X ] obtained by performing block overlap orthogonal transform on the spatial impulse, and Table 5 shows visual characteristics [H L ] in the block overlap orthogonal transform region.
From Table 2, it can be seen that the spread of the spatial impulse response within the expanded block is settled.
【0044】[0044]
【表2】 [Table 2]
【0045】[0045]
【表3】 [Table 3]
【0046】[0046]
【表4】 [Table 4]
【0047】[0047]
【表5】 [Table 5]
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればブ
ロック分割の性質を適切にとらえた視覚特性の変換が実
現出来る。また、この視覚のインパルス応答を正確に表
現し、その空間インパルス応答の広がりによる周囲ブロ
ックへの影響を適切に表現しているので、適切な視覚特
性の変換が実現出来る。As described above, according to the present invention, it is possible to realize the conversion of the visual characteristic by appropriately taking the property of the block division. In addition, since the visual impulse response is accurately represented and the influence of the spread of the spatial impulse response on the surrounding blocks is appropriately represented, appropriate conversion of visual characteristics can be realized.
【0049】また、画像圧縮符号化装置等では画像の視
覚特性に適した量子化法または符号化法は重要な役割を
果たしているので正確な視覚特性を用いることにより画
像の圧縮符号化効率を大幅に向上させることが可能とな
り、また画像の品質向上も可能となる。Also, in an image compression coding apparatus or the like, since a quantization method or a coding method suitable for the visual characteristics of an image plays an important role, the compression encoding efficiency of the image is greatly increased by using accurate visual characteristics. And the quality of the image can be improved.
【図1】本発明の一実施例を示す装置の機能ブロック図
である。FIG. 1 is a functional block diagram of an apparatus showing one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の変換方式の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conversion method according to the present invention.
【図3】従来方式の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional system.
【図4】ブロックオーバーラップ直交変換の一例を示す
図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a block overlap orthogonal transform.
1 空間領域拡張手段 2 DFT手段 3 視覚特性付加手段 4 IDFT手段 5 折り返し空間領域拡張手段 6 ブロックオーバーラップ直交変換手段 7 ノルム演算手段 8 比較・正規化手段 9 視覚特性テーブル REFERENCE SIGNS LIST 1 spatial domain expanding means 2 DFT means 3 visual characteristic adding means 4 IDFT means 5 folded spatial domain expanding means 6 block overlap orthogonal transform means 7 norm calculating means 8 comparing / normalizing means 9 visual characteristic table
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−256888(JP,A) 斉藤(他2名),”可変長符号化にお ける視覚特性を考慮したDCT係数の最 適量子化”,電子情報通信学会技術研究 報告,社団法人 電子情報通信学会, 1991年,第90巻,第450号,P.39−46 (IE90−101) 堀田、宮原、”画像OTC量子化器の 最適化”,電子通信学会技術研究報告 社団法人 電子通信学会,1985年,第85 巻,第203号,P.13−18(IE85−92) 原田,”離散コサイン変換のたたみこ みの性質”,1990年電子情報通信学会秋 期全国大会講演論文集,社団法人 電子 情報通信学会,1990年,P.1−93(A −93) NORMAN B.NILL,”A Visual Model Weigh ted Cosine Transfo rm for Image Compr ession and Quality Assessment”,IEEE TRANSACTIONS ON CO MMUNICATIONS,IEEE, 1985年6月,VOL.COM−33,N O.6,P.551−557 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 1/41 - 1/419 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-1-256888 (JP, A) Saito (2 others), "Optimal Quantization of DCT Coefficient Considering Visual Characteristics in Variable Length Coding", Electronic IEICE Technical Report, IEICE, 1991, Vol. 90, No. 450, P.E. 39-46 (IE90-101) Hotta and Miyahara, "Optimization of Image OTC Quantizer", IEICE Technical Report, IEICE, 1985, Vol. 85, No. 203, p. 13-18 (IE85-92) Harada, "Properties of Convolution of Discrete Cosine Transform", Proc. Of the IEICE Fall National Conference, 1990, IEICE, 1990, p. 1-93 (A-93) NORMAN B. NILL, "A Visual Model Weighted Cosine Transform for Image Compression and Quality Assessment", IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATION, 1985. COM-33, NO. 6, p. 551-557 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 24-7/68 H04N 1/41-1/419 JICST file (JOIS)
Claims (3)
ルスを有する空間領域を、前記ブロックサイズに応じて
設定可変な拡張倍率m、nにより、m・M×n・Nのサ
イズの拡張空間領域に拡張する空間領域拡張手段と、 拡張された前記空間インパルスを、前記拡張空間領域か
ら空間周波数領域に変換する変換手段と、 前記空間周波数領域に変換された前記空間インパルス
に、前記空間周波数領域における視覚特性を乗じる乗算
手段と、 前記乗算手段により視覚特性を乗じられた前記空間イン
パルスを、前記拡張空間領域に逆変換することにより、
前記空間インパルスの視覚特性による空間インパルス応
答を求める逆変換手段と、 前記空間インパルスおよび前記空間インパルス応答につ
いて、それぞれ前記拡張空間領域の境界の内側のデータ
を外側に折り返すことにより再拡張する空間領域再拡張
手段と、 空間領域を再拡張された前記空間インパルスおよび前記
空間インパルス応答について、それぞれブロックオーバ
ーラップ直交変換する直交変換手段と、 前記直交変換手段によって変換された前記空間インパル
スおよび前記空間インパルス応答について、それぞれ各
ブロックの同一成分のノルムを求めるノルム演算手段
と、 前記ノルム演算手段により求められた前記空間インパル
スのノルム値と、前記空間インパルス応答のノルム値と
の比により、前記空間インパルスのブロックオーバーラ
ップ直交変換領域における視覚特性を求める手段とを有
することを特徴とする、視覚特性のブロックオーバーラ
ップ直交変換領域への変換方式。1. A spatial area having a spatial impulse having a block size of M × N is extended to an extended spatial area having a size of m × M × n × N by an expansion magnification m and n which can be set according to the block size. A spatial domain expanding unit that converts the expanded spatial impulse into a spatial frequency domain from the extended spatial domain; and converting the spatial impulse converted into the spatial frequency domain into a visual characteristic in the spatial frequency domain. By multiplying the spatial impulse multiplied by the visual characteristics by the multiplying means,
An inverse transforming means for obtaining a spatial impulse response based on the visual characteristics of the spatial impulse; and a spatial domain re-expanding the spatial impulse and the spatial impulse response by folding back the data inside the boundary of the extended spatial domain to the outside. Expanding means, an orthogonal transforming means for performing block overlap orthogonal transform on the spatial impulse and the spatial impulse response whose space area has been re-expanded, and the spatial impulse and the spatial impulse response converted by the orthogonal transforming means, respectively. A norm calculating means for calculating a norm of the same component of each block, and a block impulse response of the spatial impulse obtained by a ratio of a norm value of the spatial impulse obtained by the norm calculating means to a norm value of the spatial impulse response. Means for obtaining visual characteristics in a burlap orthogonal transform region. A method for converting visual characteristics into a block overlap orthogonal transform region.
パルス応答に折り返しが生じないように前記拡張倍率を
選択すると共に、 前記空間インパルスのピーク点を、前記拡張空間領域の
中央付近に配置することを特徴とする、請求項1記載の
変換方式。2. The spatial domain expanding means selects the expansion factor so that no aliasing occurs in the spatial impulse response, and arranges a peak point of the spatial impulse near the center of the extended spatial domain. 2. The conversion method according to claim 1, wherein:
いて、それぞれ前記拡張空間領域の境界の内側の1/2
ブロック幅のデータを外側に折り返すことにより再拡張
することを特徴とする、請求項1記載の変換方式。3. The spatial domain re-expansion means, for each of the spatial impulse and the spatial impulse response, の of a space inside a boundary of the extended spatial domain.
2. The conversion method according to claim 1, wherein the block width data is re-expanded by folding back to the outside.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26205191A JP3107609B2 (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Transformation method of visual characteristics to block overlap orthogonal transform domain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26205191A JP3107609B2 (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Transformation method of visual characteristics to block overlap orthogonal transform domain |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05103211A JPH05103211A (en) | 1993-04-23 |
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- 1991-10-09 JP JP26205191A patent/JP3107609B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Title |
|---|
| NORMAN B.NILL,"A Visual Model Weighted Cosine Transform for Image Compression and Quality Assessment",IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS,IEEE,1985年6月,VOL.COM−33,NO.6,P.551−557 |
| 原田,"離散コサイン変換のたたみこみの性質",1990年電子情報通信学会秋期全国大会講演論文集,社団法人 電子情報通信学会,1990年,P.1−93(A−93) |
| 堀田、宮原、"画像OTC量子化器の最適化",電子通信学会技術研究報告 社団法人 電子通信学会,1985年,第85巻,第203号,P.13−18(IE85−92) |
| 斉藤(他2名),"可変長符号化における視覚特性を考慮したDCT係数の最適量子化",電子情報通信学会技術研究報告,社団法人 電子情報通信学会,1991年,第90巻,第450号,P.39−46(IE90−101) |
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| JPH05103211A (en) | 1993-04-23 |
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