WO1995029462A1

WO1995029462A1 - Method and device for encoding image signal and image signal decoding device

Info

Publication number: WO1995029462A1
Application number: PCT/JP1995/000781
Authority: WO
Inventors: Touradj Ebrahimi
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1995-11-02
Also published as: EP0706155A4; US5835237A; CA2164627A1; CN1127562A; EP0706155A1; KR960703481A

Description

明細書発明の名称

画像信号符号化方法及び装置並びに画像信号復号化装置技術分野

本発明は画像信号符号化方法及び装置並びに画像信号復号化方法及び装置に関し、特に画像の視覚的重要度を考慮して画像信号を複数の成分に分解し、それぞれ符号化し復号化するものに適用し得る。更に、本発明は、上記の分解の際に好適なエッジ検出方法及び装置に関する。技術背景

従来、変換符号化は画像圧縮の分野において広く使用されている。これらの技術の成功は、そのエネルギー圧縮特性とあいまって、圧縮に起因する歪みが空間領域では間接的に現れる、つまり周波数領域の要素を介して現れるという事実に存在する。これは一般的により心地よい歪みをもたらす。しかし、例えばエッジを含む領域における周波数領域歪みは、リンギングのようなより好ましくない処理の副産物を発生する。この問題を軽減する解決方法は、画像の異なる領域（通常、正方形のブロックでなる）を分類し、分類した各々に対して異なる量子化法を適用することである。

上述した分類の基準は非常に重要であり、通常各々の領域（ブ αック）の変換係数の A C値に基づくアクティビティの尺度が使用される。この変換係数の A C 値のアクティビティに基づく分類は、円滑な領域とより高い周波数成分を有するその他の領域とを区別する上で好ましい。しかしこの方法は、エッジを含む領域と、テクスチャのようなアクティビティを有する領域を分離する上では正しく動作しない。

一般に周波数領域歪みはテクスチャ内には見えないが、エツジが存在すると、主にリンギングのためにはっきり見えるようになる。従って良い分類というものは、より効率的な符号化方法を後続段階でそれぞれの分類結果に適用できるように、エッジが含まれる領域とテクスチャ領域とを適切に分類できるものでなければならない。この条件を満たすためには、 A C値に基づくより高度なァクテイビティ検出方法が考えられる。ところがこのようなァクティビティ検出方法は、効率的な方式を求める場合は、システムの複雑さが非常に高くなる問題があった。発明の開示

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比較して高い圧縮率でかつ復元画像の視覚的画質を向上し得る画像信号符号化方法及び装置並びに画像信号復号化方法及び装置を提案しょうとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化し、上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エツジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化し、上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度ヱッジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化する。

また、本発明においては、入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化して第 1 の符号化信号を生成する第 1 の符号化手段と、上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エツジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化して第 2の符号化信号を生成する第 2の符号化手段と、上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化して第 3の符号化信号を生成する第 3の符号化手段とを設けるようにした。

また、本発明においては、少なくとも輝度成分を含む入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 1 の符号化信号と、上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エッジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 2の符号化信号と、上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 3の符号化信号とを用いて画像信号を再構成する画像信号復号化方法において、上記第 1 の符号化信号を復号化して再構成局所輝度を生成し、上記第 2の符号化信号を復号化して再構成エッジを生成し、上記再構成局所輝度成分及び再構成エッジ成分に基づいて、エッジ画像を再構成し、上記第 3の符号化信号を復号化して再構成テクスチャを生成し、上記エツジ画像と上記再構成テクスチャを加算して、元の画像信号を再構成する。

また、本発明においては、少なくとも輝度成分を含む入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 1 の符号化信号と、上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エツジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 2の符号化信号と、上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 3の符号化信号とを用いて画像信号を再構成する画像信号復号化装置において、上記第 1 の符号化信号を復号化して再構成局所輝度を生成する第 1 の復号化手段と、上記第 2の符号化信号を復号化して再構成エッジを生成する第 2の復号化手段と、上記再構成局所輝度成分及び再構成エツジ成分に基づいて、エッジ画像を再構成する手段と、上記第 3の符号化信号を復号化して再構成テクスチャを生成する第 3の復号化手段と、上記エツジ画像と上記再構成テクスチヤを加算して、元の画像信号を再構成する加算手段とを設けるようにしたまた、本発明においては、入力画像信号のエッジを検出するためのエッジ検出方法において、上記入力画像信号を微分する工程と、上記微分する工程による微分結果と適応的に制御される閾値とを比較して、上記微分結果から上記閾値以上の成分を取り出す工程と、上記取り出された成分から変化点を検出する工程と、上記変化点に基づいて特異点を決定する工程とを設けるようにした。

また、本発明においては、入力画像信号のエッジを検出するためのエッジ検出装置において、上記入力画像信号を微分する微分手段と、上記微分手段による微分結果と適応的に制御される閾値とを比較して、上記微分結果から上記閾値以上の成分を取り出す手段と、上記取り出された成分から変化点を検出する手段と、上記変化点に基づいて特異点を決定する手段とを設けるようにした。

画像信号を、円滑要素でなる局所輝度情報と、輪郭要素でなるエッジ情報と、円滑要素及び輪郭要素以外の要素でなるテクスチャ情報に分解し、それぞれ視覚的重要度に応じて異なる符号化を行うようにしたことにより、従来に比較して高い圧縮率でかつ復元画像の視覚的画質を考慮して符号化し得る。また、上記のェッジ情報は、再構成を考慮して検出される。

また符号化された局所輝度情報を復号化して再構成局所輝度を発生し、符号化されたエツジ情報を復号化して再構成エツジ情報を発生し、これらの再構成局所輝度及び再構成ェッジ情報に基づいて発生されたエツジ画像と復号化されたテクスチヤ情報を加算して、元の画像を再構成するようにしたことにより、復元画像の視覚的画質を考慮した符号化データを確実に復号化し得る。図面の簡単な説明

図 1 は本発明による画像信号符号化装置の一実施例を示すブック図である。図 2は本発明による画像信号復号化装置の一実施例を示すブ nック図である。図 3は図 1 の画像信号符号化装置における局所輝度発生及び符号化処理部を示すブロック図である。

図 4は図 1 の画像信号符号化装置におけるエッジ情報検出及び符号化処理部を示すプロック図である。

図 5は図 4のエツジ情報検出及び符号化処理部で符号化したエツジ情報要素のビットストリーム構造を示す略線図である。

図 6は図 4のエツジ情報検出及び符号化処理部で符号化する際の画素のチエイン符号化情報の説明に供する略線図である。

図 7 は図 2の画像信号復号化装置における局所輝度復号化及び再構成処理部を示すブ σック図である。

図 8は図 2の画像信号復号化装置におけるエツジ情報復号化及び再構成処理部を示すプロック図である。

図 9は本発明による力ラー画像信号符号化装置の概略構成の説明に供するブ口ック図である。

図 1 0はエッジ検出として特異点検出による再構成信号の説明に供するブ σック図である。

図 1 1 (Α) 乃至 1 1 (Ε) はエッジ検出の際誤検出の原因となる不連続性が同一のエツジの説明に供する略線図である。

図 1 2 (Α) 乃至 1 2 (D) はエッジ検出として代表的な不連続性に対する特異点検出の動作の説明に供する信号波形図である。

図 1 3はエッジ検出装置として特異点検出装置の一実施例を示すブ口ック図である。

図 1 4 (Α) 乃至 1 4 (F) はノイズを含むステップエッジでの特異点検出及び再構成の動作の説明に供する信号波形図である。

図 1 5 (Α) 乃至 1 5 (D) は特異点検出のための適応スレショルドの重要性の説明に供する信号波形図である。

図 1 6 (Α) 乃至 1 6 (D) は特異点検出のための変化検出及び冗長点の除去及び置換の説明に供する信号波形図である。

図 1 7 ( Α) 乃至 1 7 (D) はノイズを含むステップエッジでの特異点検出の動作の説明に供する信号波形図である。

図 1 8 (Α) 乃至 1 8 (D) はノイズを含むステップエッジでの従来の Canny 方式による特異点検出及び再構成の動作の説明に供する信号波形図である。図 I 9は特異点検出方法を適用した 2— Dエツジ検出装置の構成を示すブ πック図である。

図 2 0は図 1 の画像信号符号化装置によって得られた伝送ビットストリームの —例を示す図である。図 2 1 は、 3 C Cのシミュレーションを示す。図 2 1 ( A) は、原画像の画像信号を示す。図 2 1 (B) は、再構成された局所輝度要素を示す。図 2 1 (C ) は、エッジ情報を示す。図 2 1 (D) は、後処理後のエッジ情報を示す。図 2 1 (E) は、再構成されたエッジ画像を示す。図 2 1 ( F) は、テクスチャ要素を示す。

図 2 2は、 3 C Cと J P E Gとの比較を示す。図 2 2 ( A) は、 3 C Cによる復号化画像を示す。図 2 2 (B) は、 J P E Gによる復号化画像を示す。図 2 2 (C) は、 3 C Cによる復号化画像の肩の領域を拡大した画像を示す。図 2 2 (

D) は、 J P E Gによる復号化画像の肩の領域を拡大した画像を示す。図 2 2 (

E) は、 3 C Cによる復号化画像のエラー画像を示す。図 2 2 ( F ) は、 J P E Gによる復号化画像のエラ一画像を示す。

図 2 3は実施例の特異点検出及び再構成を示す。図 2 3 (A) は、元の画像を示す。図 2 3 (B) は、新しいエッジ検出装置によって得られた特異点を示す。図 2 3 (C) は、拡散プロセスを使用し 30回繰り返した後の特異点から再構成されたデータと、元の画像に対する特異点のそれぞれの振幅である。

図 2 4は Canny エッジ検出による特異点検出及び再構成を示す。図 2 4 (A) は、元の画像を示す。図 2 4 (B) は、 Canny エッジ検出装置によって得られた特異点を示す。図 2 4 (C) は、拡散プセスを使用し 30回繰り返した後の特異点から再構成されたデータと、元の画像に対する特異点のそれぞれの振幅である。発明を実施するための最良の形態

以下図面について本発明の一実施例を詳述する。

( 1 ) 3要素符号化及び復号化方法の原理

この実施例では、 3要素符号化方法（以下、 3 C C (3 Component Coding) と呼ぶ）を用いて、符号化する画像情報の視覚的関連性を考慮に入れてカラー画像を圧縮する。従って画像情報は 3つの異なる要素、つまり円滑要素でなる局所輝度、輪郭でなるエッジ情報、その他の要素でなるテクスチャ情報に分解される。これらの要素の視覚的重要度は後者から前者に向かって大きくなるので、各々の要素において許容される歪は、この視覚的重要度に応じて変化する。さらにそれらの異なる特性に応じて、異なる符号化方法を各要素の符号化に適用する。

この 3 C Cは、画像の領域を適切に分類する上で良い符号化方法だといえる。この方法は計算上の複雑さにおいて非常に効率的であり、係数の A C値に基づく従来のァクティビティ検出方法にとってわかることが可能である。この 3 Cじの基本概念は、単純で非常に一般的である（X. Ran and N. Farvard in. Low b i trate image coding us ing a three component image mode l . Techn i ca l Report TR 92 -75, Universi ty of Maryl and, 1992. )。

3 C Cの符号化方法では、まず原画像を 3つの異なる要素、つまり局所輝度、エッジ情報、テクスチャ情報に分解する。これらの要素の各々を抽出する方法は、いくつかあってそれぞれ異なる結果を発生する。各々の要素を抽出するための方法の他に、特定の符号化方法及び異なる要素間で使用可能なビットレートが、復号化された画像の全体的品質に対して特に重要である。例えばェッジの振幅はェッジの位置ほど重要ではない。従って振幅情報を単純かつ粗く量子化しても、視覚的に心地よい画像を得る上では十分である。他方エッジの位置情報は、可能な限り精密でなければならない。

また 3 C Cのもう一つの特長は、より幅広いアプリケーション（ジエネリック符号化）において、より適切に動作できることである。例えば菲常に低いビットレートのアプリケーションでは、テクスチャ情報ではなくエッジ情報を保存することにより、より視覚的に心地よい画像を復元することができる。なぜなら従来の符号化方法と異なり、輪郭の情報が深刻な影響を受けないからである。さらに局所輝度とエッジ情報の両方は、高度な処理を必要とすることなく、任意の解像度で復号化できる。従って、多解像度を使用してテクスチャ情報を符号化した場合、多解像度符号化を容易に実現できる。本実施例では、上述の 3 C Cを更に改良し、簡単な構成で高効率の伝送を実現できる新たな 3 C Cを提案する。 ( 2 ) 新たな 3 C Cによる画像信号符号化装置及び画像信号復号化装置

図 1 において、 1 は全体として 3 C Cによる画像信号符号化装置を示し、ここでは画像信号のうち輝度信号の符号化について述べる。画像信号のうち色信号の符号化は、輝度信号の符号化と同様であるが、わずかに相違している部分がある, この色信号の符号化を行う画像信号符号化装置については後述する。

この画像信号符号化装置 1 は、局所輝度発生及び符号化処理部 2、エッジ情報検出及び符号化処理部 3、ヱッジ情報復号化及び再構成処理部 4、減算処理部 5 及びテクスチャ情報符号化処理部 6 より構成されている。このうち入力される画像信号の輝度信号 S 1 は、 ·局所輝度発生及び符号化処理部 2、エッジ情報検出及び符号化処理部 3及び減算処理部 5にそれぞれ入力される。

一方図 2において、 1 0は全体として 3 C Cによる画像信号復号化装置を示し、 3 C Cによって符号化された局所輝度要素 S 2、エッジ情報要素 S 4及びテクスチヤ情報要素 S 7が、それぞれ入力される局所輝度復号化及び再構成処理部 1 1、エッジ情報復号化及び再構成処理部 1 2、テクスチャ情報復号化処理部 1 3及び加算処理部 1 4より構成されている。

ここで画像信号符号化装置 1 の局所輝度発生及び符号化処理部 2は、図 3に示すように、ーパスフィルタ 2 A、ダウンサンプリング部 2 B、均等量子化部 2 C . P C M符号化部 2 Dより構成されている。この局所輝度発生及び符号化処理部 2においては、局所輝度を得るためまず元の輝度信号 S 1 をガウス型の n—パスフィルタ 2 Aでフィルタリングし、そしてダウンサンプリング部 2 Bで適当な係数でダウンサンプリングする。尚、ローバスフィルタ 2 Aから出力された局所輝度は、エッジ情報復号化及び再構成処理部 4にも供給される。

この局所輝度は重要な要素なので、均等量子化部 2 Cで結果として発生する係数が均等に量子化され、そして P C M符号化部 2 Dで Nビット Z係数（Nは一般的には 8〜12ビット）で符号化される。この段階の結果は、変換方法の符号化の D C値に対応する。このようにして、局所輝度発生及び符号化処理部 2において、輝度信号 S 1 の局所輝度が符号化され、局所輝度要素 S 2 として送出される。ェッジ検出及び符号化処理部 3は、図 4に示すように、前処理部 3 A、エッジ検出処理部 3 B、後処理部 3 C及び輪郭符号化処理部 3 Dより構成されている。最初の前処理部 3 Aは、ェッジ検出段階の品質に対するノィズとテクスチャ情報の影響を低減するために実行される。この段階には、テクスチャ領域においてより強い効果を有し、エツジにおいて弱い効果かあるいは効果を有しないより高度な空間バリアントフィルタのみならず、簡単な一パスフィルタを含ませても良い。次のヱッジ検出処理部 3 Bは、ヱッジ画像の再構成と共に重要なステップである _c ェッジ検出とエツジ情報からの画像再構成に関する新たな方法については、後述する。後述する新たなエッジ検出処理は、このレベルで使用される。ただし、ェッジ情報から画像を再構成するためのその他のすべての既存の処理方法も、この段階で使用できる。さらに後処理部 3 Cでは、孤立した又はより関連性の低いェッジを排除し、そしてノィズのために互いに分離されてしまった輪郭を再び接続する。またこの後処理部 3 Cでは、関連するヱッジ情報の受付け又は拒否における強さの度合にしきい値を設け、ェッジ情報のビットレートを制御する。

最も関連性の高いエツジが選択されると、輪郭符号化部 3 Dにおいて、それらのエツジの位置情報が、それらの振幅と共に符号化されて復号化側に送られる。人間の視覚特性からエツジの振幅は、エツジの位置よりは一般的に重要ではないさらに画像信号の輝度は、そのエッジと共に大きく変化しない。従って同一の輪郭に属する全ての画素に対して、同一の振幅が割り当てられる。ここでこの振幅は、輪郭内の全ての画素の振幅の平均値である。輪郭の位置はチェイン符号化ァルゴリズムを使用して符号化される。実際上エツジ情報を符号化するためのビットストリームの構造は、図 5に示すように、画像高及び画像幅に続いて、各々の輪郭が、その 1 チエイン内の全ての画素の平均振幅を定義するビットで始まり、チエイン長がこれに続く。

さらに各チエインにおいて、最初の画素のチエイン内の座標は縦軸及び横軸の絶対値で与えられるが、チエイン内の後続の画素は、図 6に示すように、直前の画素に対する相対位置に従って順次符号化される。なお図中で白い画素は、直前に符号化された画素を示し、黒い画素は現在符号化すべき画素を示す。ビットヮ — ド W nは、前回の画素に対する新しい画素の座標を示すために使用される。ェッジ情報を符^化する構造は、画像のサイズに完全には依存しないので、そのェッジ惰報の縮小あるいは拡大はビットストリ一ムを復号化するときに非常に簡単な座標変更で得ることができる。エッジ情報の再構成は、同様にフラクタル符号化技術に依存する準解像度となる。

局所輝度とエツジ情報で表現されないその他の情報は、テクスチャ情報として定義される。具体的には、テクスチャ情報は以下のようにして取り出される。まずエツジ情報復号化及び再構成処理部 4において、符号化されたエツジ情報であるエッジ情報要素 S 4が復号化される。更に、エッジ情報復号化及び再構成処理部 4は、この復号化されたエッジ情報とローパスフィルタ 2 Aより供給された局所輝度から、拡散プロセスを用いて局所復号化画像を再構成する。拡散プロセスの詳細については、 S. Car l sson. Sketch basea cod ing of grey l eve l images. S i gna l Process ing, 15 ( 1 ) : 57 - 83， 1988等に記載されている。ここで得られた局所復号化画像は、入力画像 S 1 にある程度似通ったものとなる。続いて、減算処理部 5によって、入力画像 S 1 と局所復号化画像との差分がとられ、この差分がテクスチヤ情報となる。画像内の代表的なテクスチャ領域はこのテクスチャ情報に属するが、より関連性の低い輪郭の未検出エツジもこのテクスチャ情報を通じて送ることができる。テクスチャ情報符号化部 6におけるテクスチャ情報の符号化には、どの従来技術も使用することができる。テクスチャ情報符号化部 6において符号化されたテクスチャ情報は、テクスチャ情報要素 S 7 として出力される。テクスチャ情報の知覚的な重要度は低いので、テクスチャ情報はより高い圧縮が可能である。多解像度データ構造を有する符号化方法を使用してテクスチャ情報を符号化する場合、局所輝度及びエツジ情報は実質的に解像度に非依存であると言えるので、 3 C Cは多解像度の性格を持つようになる。このようにして得られた局所輝度要素 S 2、エツジ情報要素 S 4、テクスチャ情報要素 S 7は、図示さぬ多重化回路によって、例えば 1 フレーム毎にそれぞれの要素を識別するためのへッダが付加されるとともに多重化され、例えば、図 2 0に示すようなビットストリームとして伝送される。尚、図 2 0中のエツジ情報要素部分の詳細は、上述したように図 5に示したものとなる。

次に、画像信号復号化装置 1 Qの局所輝度復号化及び再構成処理部 1 1 は、図 7に示すように P C M復号化部 1 1 A、アップサンプリング部 1 1 B及びローバスフィルタ 1 1 Cより構成されている。この画像信号復号化装置 1 0には、伝送ビットストリームから図示せぬ分離回路によって、分離された局所輝度要素 S 2 、エッジ情報要素 S 4、テクスチャ情報要素 S 7が供給される。実際上局所輝度要素 S 2は P C M復号化部 1 1 Aによって復号化され、アップサンプリング部 1 1 Bに入力される。このアップサンプリング部 1 1 Bの処理は、サブサンプリングされた輝度情報をズームすることに等しい。ズーム係数すなわちアップサンプリング係数は、符号化側におけるダウンサンプリング係数に等しい。但し任意の解像度の場合、続くローパスフィルタ 1 1 Cの特性やアップサンプリング係数でなるアップ変換パラメータを変更することにより、異なる解像度の輝度信号に変換できる。従って輝度要素は原画像の解像度にある意味非依存である。

またエッジ情報復号化及び再構成処理部 1 2は、図 8に示すように構成されている。まず、エッジ要素 S 4は、輪郭復号化部 1 2 Aに供給され、ここでチエイン符号化が解かれる。続いて、エッジ画像再構成部 1 2 Bでは、復号化されたェッジ情報と再構成された局所輝度 S 1 0を用いてエッジ画像 S 1 1 を復元する。上述したようにエッジ情報の再構成は、エッジ情報抽出技術に依存する。この技術では、符号化側のエツジ情報復号化及び再構成処理部 4 と同様に拡散プ Dセスが使用され、局所輝度、輪郭位置及び振幅によりエッジ画像が復元される。このエッジ画像は、復号化側の局所復号化画像に相当する。局所輝度情報と同様に、エッジ情報は簡単な座標変更により、所望の解像度で復号化できる。また、テクスチヤ情報要素 S 7は、テクスチヤ情報復号化部 1 3に供給され、ここでテクスチヤ情報符号部 6に対応する復号化が行われ、復号化テクスチャ情報 S 1 2 として出力される。エツジ画像 S 1 1 と復号化テクスチャ情報 S 1 2は、加算処理部 1 4において加算され、かくして再構成画像 S 1 3を得ることができる。

ここで上述の 3 C Cによる画像信号の符号化及び復号化は、輝度信号について述べたが、色信号の処理は次の点を除いて輝度信号の場合と同じである。すなわち、図 9に示すように、 3 C Cによるカラ一画像信号符号化装置 2 0は、上述した輝度信号についての輝度 3 C C符号化装置 1 と色信号についての色 3 C C符号化装置 2 1 を組み合わせて構成されている。輝度信号 S 1 と色信号 S 2 0 との間の相関関係は高いので、これらの信号のエツジ位置情報は同一とみなされる。従って色信号 S 2 0に関して、特別なチエイン符号化情報を送る必要はない。但し各々のチユインに対する色信号の振幅は計算されて画像信号復号化装置に送られる。さらに色信号がより低い解像度を有するカラー画像形式の場合、座標変更が行われて輝度信号のエッジ情報 S 2 1 を、色信号 S 2 0の解像度で復号化するようになされている。

このような 3 C Cによる画像信号符号化装置 1 の処理を、代表的な画像を例にして図 2 1及び図 2 2に示す。図 2 1 においては、それぞれ原画像の画像信号 S

1 (図 2 1 (A) ) 、再構成された局所輝度要素 S 2 (図 2 1 (B) ) 、エッジ情報（図 2 1 (C) ) 、後処理後のエツジ情報 S 4 (図 2 1 (D) ) 、再構成されたエツジ画像 S 5 (図 2 1 (E) ) 、そしてテクスチヤ要素 S 7 (図 2 1 ( F ) ) を示す。なお画像中、白は高エネルギー部分を示し、黒は低エネルギー部分を示す。

また図 2 2は、テクスチャ要素については J P E Gァルゴリズ厶を使用して符号化する 3 C Cの符号化結果を、画像全体を J P E Gアルゴリズムで符号化した符号化結果と比較して示す。これらのシユミレーシヨンは、同じ 12 : 1 の圧縮率で同一の画像に対して試験した。図 2 2においては、それぞれ 3 C Cによる復号化画像（図 2 2 (A) ) 、 J P E Gによる復号化画像（図 2 2 (B) ) 、 3 C C による復号化画像の肩の領域を拡大した画像（図 2 2 (C) ) 、 J P E Gによる復号化画像の肩の領域を拡大した画像（図 2 2 (D) ) 、 3 C Cによる復号化画像のエラー画像（図 2 2 (E) ) 、 J P E Gによる復号化画像のエラー画像（図 2 2 ( F ) ) を示す。なお画像中、白は高エネルギー部分を示し、黒は低ェネルギ一部分を示す。

実験における画像内の肩の拡大部分に示されているように、 3 C Cの場合における画像の品質は、輪郭領域の周囲において優れている。これら両技術における再構成の誤差のエネルギーを観察すると、再構成の誤差は輪郭領域の上端に集中し、そこで目にみえない状態に留まる。後者は J P E Gアルゴリズムの場合、より広がり特に動画像の場合、目につく処理の副産物となる。

以上の構成によれば、画像信号をそれぞれ異なる視覚的重要度に応じて、円滑要素でなる局所輝度情報と、輪郭要素でなるエッジ情報と、円滑要素及び輪郭要素以外の要素でなるテクスチャ情報に分解し、局所輝度情報について当該情報を全て保存する符号化方法で符号化すると共に、エツジ情報について連鎖情報と定振幅情報による符号化方法で符号化し、テクスチャ情報について局所輝度情報及びエツジ情報に比較して高い圧縮率の符号化方法で符号化するようにしたことにより、従来に比較して高い圧縮率でかつ復元画像の視覚的画質を向上し得る。

( 3 ) エツジ検出処理

ここでエツジ検出及び符号化処理部 3における画像信号からのエツジ検出の処理方法及びそのエツジ情報からの画像再構成方法について述べる。画像信号等の信号の不連続性は、自然信号と合成信号の非常に重要な特徴であり、そしてこれらの信号によって運ばれる情報の重要な部分は、これらの信号の特異点に存在する。信号の特異点から信号を表現する方法に関しては、いくつかの試みが報告されている。

特にゼロ交差又は最大値すなわちエツジ検出による信号表現に関しては、詳細な研究力く行われている (R. Humme l and R. Moniot. Reconstruct ions f rom zero c ross ings in sca le space. IEEE Trans, on ASSP, 37 (12)： 2111-2130, 1989. 、 S. G. a i l at. Zero-cross ings of a wave let transform. IEEE Trans, on Inf ormat ion Theory, 37 (4) : 1019- 1033， 1991·、 S. G. Mal l at and S. Zhong. Character izat i 95/29462 on of signals from multiscale edges. IEEE Trans, on PAMI, 14(7) :710-732, 1 992.、 S. G. Mai lat and S. Zhong. Singularity detection and processing with wavelets. IEEE Trans, on Information Theory, 38 (2)： 617-643, 1992. ) ₀

画像の場合、人間の視覚系の研究により、特徴抽出と画像理解においては、特異点を表現するエツジ情報が非常に重要な構成要素であることが分かっている。

(D.Marr. Vision. W. H. Freeman and Company, ew York, 1983.、 M. Kunt, A. Ikono mopoulos, and M. Kocher. Second generation image coding techniques. Proce e clings of the IEEE, 73 (4)： 549-575, April 1985.、 M. Kunt, M. Bernard, and R. Le onardi. Recent results in hi h compression image coding. IEEE Trans, on C ircuits and Systems, 34 (11)： 1306-1336, November 1987.)。さらに信号の特異点から信号を再構成することは、例えば画像信号の符号化ゃコンビュ一タビジョン、さらには信号解析等の応用分野で非常に有用である。

図 1 0は信号をその特異点に分解して、そして特異点だけを使用して元の信号とほぼ同じものを得るための特異点検出処理及び再構成処理を示す。この図の最初のブロックの目的は、特異点の検出である。一般的には、 1次微分又は 2次微分要素がこのエツジ検出装置のために使用される。エツジ検出の問題点も研究されており、いくつかのエッジ検出装置が提案されている U.F.Canny.A computat ional approach to edge detection. IEEE Trans, on PAMI, 8 (6) :679-698, Novem ber 1986. 、 D.Marr and E. C. Hi ldreth. Theory of edge detection. In Pro Roy. Soc. London B, volume 207, ages 187-217, 1980. ) ₀

Canny 及び Marr- Hi ldreth のエッジ検出装置は、それぞれ 1次微分及び 2次撒分を使用した最も一般的なエツジ検出装置である。その他の大部分のエツジ検出装 Bは、これらの 2種類のエッジ検出装置を変化させたものである。しかしこれらのエツジ検出装置は、特異点から信号を再構成する問題を考慮することなく、特徴抽出だけに関する条件に基づく検出問題を最適化するように設計されている。例えば、図 1 1 (A) , (B) , (C) , (D) , (E) に示されているさまざまな種類のエッジを想定する。因に図 1 I においては、エッジとして鋭いエツジ（図 1 1 (A) ) 、滑らかなエッジ（図 1 1 (B) ) 、非常に滑らかなエッジ (図 1 1 (C) ) 、高いコントラスト（図 1 1 (D) ) 、低いコントラスト（図 1 1 (E) ) を想定している。従来のエッジ検出方法では、これらの全てのエツジの位置が同じものとして検出される。従って単純な位置情報では、これらの不連続性の特徴を十分に特徴づけることはできない。本実施例では、信号再構成により適したエツジ検出のための新たなエツジ検出方法を示す。

また図 1 0の 2番目のブロックは特異点からの再構成処理部を示す。この再構成に関しては、いくつかのアプローチが提案されているが、それぞれ特異点検出に使用される方法に依存している（S.G.Mallat and S. Zhong. Characterization of signals from multiscale edges. IEEE Trans, on PAMI, 14(7) :710-732, 199 2·、 S.G.Mallat and S. Zhong. Singularity detection and processing with wa velets. IEEE Trans, on Information Theory, 38 (2)： 617-643, 1992. 、 S. Carlss on. Sketch based coding of grey level images. Signal Processing, 15 (1) :57 - 83， 1988·)。本実施例では、 S. Car lsson. Sketch based coding of grey level images. Signal Processing, 15 (1) : 57- 83， 1988で提案されている方法、つまり拡散プ nセスを使用した信号の特異点から信号の再構成を行う方法を使用する。この方法は、他の方法に比較して計算の複雑さにおいて非常に効率的である。

ここでは、新しいエッジ検出方法の主要部分の概要を説明する。説明を簡単にするため 1次元信号（ 1ー0信号）の場合に限定する。しかしこの理由は η > 1 の n次元信号（n— D信号）の場合に一般化することができる。次のセクションにおいて、 2次元信号（ 2— D信号）の場合の例を示してより一層明確にする。このエッジ検出方法をより良く説明するため、図 1 2 (A) 、 (B) 、 (C) 、 (D) を用いて代表的な不連続性を有する信号であるノィズを含むステップエツジに適用した手順の結果を、各段階の終了時に示す。尚、図は、原信号（図 1 2 (A) ) 、 1次微分の絶対値信号（図 1 2 (B) ) 、 2次微分の信号（図 1 2 ( C) ) 、本実施例のドミナントポイントを示す信号（図 1 2 (D) ) をそれぞれ示す。上述したように、この技術の最終目標は、信号再構成の見地から、信号内の際立つ点（本実施例ではこの点をドミナントポイントと呼ぶ）を検出して、その特異性をできるだけ精密に特徴化することである。 1次微分に基づく方法の場合、図 1 2 (B) に示すように、エッジ点は 1次微分の局所最大値に対応するが、 2 次微分にに基づく方法では、図 1 2 (C) に示すように、エッジ点は 2次微分のゼ口交差点に位置する。

これらの方法は不連続性の位置を正しく検出することができるが、鋭さの程度など、不連続性の性質を完全に記述することはできない。この目的のためには、図 1 2 (D) に示されているような、その他の点（すなわちドミナントポイント ) がより適切であろう。本実施例で提案するドミナントポイントは、不連続性の周辺の信号（例えば、単純な直線補間）の概略を定義するために使用できるが、これは、従来の 1次微分や 2次微分を用いたエツジ検出装置で検出された特異点の場合は不可能である。

図 1 3は、本実施例の特異点検出装置 3 0の構成を示し、ノイズ低減処理部 3 1、 1次微分処理部 3 2、スレショルド発生処理部 3 3、適応スレショルド処理部 3 4、変化検出処理部 3 5、冗長点除去及び置換処理部 3 6より構成されている。なお図 1 4 (A) 、（B) 、（C) 、（D) 、（E) 、（F) は、この特異点検出技術を、ノィズを含むステップエツジでなる原信号に適用した場合を示す。この図では、それぞれ原信号中でノイズを含むステップエッジ（図 1 4 (A) ) 、ガウス型ローパスフィルタを使用して平滑化された信号（図 1 4 (B) ) 、勾配関数と適応スレショルドの値（図 1 4 (C) ) 、特異点としての候補点（図 1 4 (D) ) 、本実施例のアルゴリズムによって得られたドミナントポイント（図 1 4 (E) ) 、ドミナントポイントを使用して拡散プロセスを 100 回繰り返した後の再構成結果（図 1 4 (F) ) を示す。実際上ノイズ低減処理部 3 1 は、 1次微分に基づく検出品質を改善する。ここでは 1次微分処理部 3 2における 1次微分処理に対するノィズの影響を減らすため、ガウス型ローパスフィルタを使用している。なお一パスフィルタの強さの程度は、元のデータに存在するノィズの量に依存する。この段階では、例えば中央値フィルタや形態素フィルタ等の他のノイズ低減作用素も使用できる。ここで図 1 4 ( Β ) には、図 1 4 ( Α ) に示されているノィズを含む原信号のステップヱッジに対して、平滑化が実行されたこの段階の結果を示す。この例では力一ネル（ 0. 25 0. 5 0. 25) が一パスフィルタとして使用されている。

続く 1次微分処理部 3 2は、第 1段階のノィズ低減処理部 3 1 の処理結果に適用される。 1次微分に近似する全てのカーネルを、この段階で使用することができる。ここに示す手順では、不連続性の位置検出のドリフトを回避するため、対称的なカーネル（-1 0 +1 ) を使用している。これらの 2つの段階の結果は、勾配検出に相当する。

ノイズから優位点を正確に抽出するため、スレショルド発生処理部 3 3において、スレショルドの処理が適用される。スレショルドの値は、勾配内に存在するノィズの量や勾配の局所振幅に依存する。従って以下に示すような適応スレショルド法を使用して、信号の局所挙動に基づいて、スレショルドの値を正しく選択する。また適応スレショルド処理部 3 4において、上述したようにスレショルドの値は、 2つのバラメータ、つまり信号に存在するノイズと勾配の局所振幅とに依存する。

実際上各点において、次式

Θ ( k ) = m a X ( a ( k ) , ε ) ( 1 ) を用いてスレショルドの値が決定される。ここで、作用素 m a x ( , ) は、次式

…… （ 2 ) で定義される最大作用素である。なお（ 1 ) 式で a ( k ) は信号の勾配の絶対値に対して実行された平均フィルタ動作の結果であり、その時のカーネルは、（ a -„, a ₊i a o a _κ-ι , a„ ) である。また ε はデータに存在するノィズの量に依存するスレショルドの最小値である。図 1 4 (C ) は、（ 1 ) 式を使用した勾配と適合スレショルドを示す。このシユミレ一シヨンにおける wの値は.

8に等しくなるように選択され、そしてカーネル内の係数のすべては 1 / (2w +

1 ) に当てはめられる。このシユミレ一シヨンにおいては εの値は 1 0に等しい _c ここで、図 1 5 (A) 、 (Β) 、 (C) 、 (D) を用いて鋭いそして局所化された遷移を特徴化する上で、適合スレショルド法の重要性を指摘する。この図では、それぞれ原信号（図 1 5 (Α) ) 、勾配と適応スレショルド（図 1 5 (Β) ) 、変化点（図 1 5 ( C) ) 、冗長点の除去及び置換後のドミナントポイント（図 1 5 (D) ) を示す。一定のスレショルドを選択したとき、高いスレショルドの場合（例えば、図 1 5 (Β) においてスレショルドをコンスタントに 4 0に設定した場合）は、信号を特徴化するための重要な点のいくつかは検出されてない力（つまり遷移の最大点は、 4 0 より小さい値となるため検出されない）、小さすぎるスレショルドの場合（例えば、図 1 5 (Β) においてスレショルドをコンスタントに 1 0に設定した場合）、鋭い遷移部分のすべての点がこの値を越えてしまうため特徴点の位置はもはや正確なものではなくなつてしまう。

本実施例におけるドミナントポイントの検出においては、スレショルド以上の勾配値を持つ全てのサンブルが、不連続性を特徴化するための候補として考慮される。これらの点はデータ内の不連続性を特徴化できるが、そこにはいまだある程度の冗長度が存在する。以下に示す処理の目標は、十分に良好な近似を用いれば不連続性を特徴化することができると考えられるサンプルをドミナントポイントとして抽出することである。その他のすべての候補は廃棄される。この段階は変化検出処理部 3 5及び冗長点除去及び置換処理部 3 6に分けられる。尚、図 1

7 (A) 、（B) 、（C) 、 (D) は原信号にノイズを含むステップエッジに適用された特異点検出の動作を示し、それぞれ原信号（図 1 7 (A) ) 、候補点（図 1 7 (B) ) 、変化検出の結果（図 1 7 (C) ) 、冗長点の除去及び置換結果

(図 1 7 (D) ) である。まず変化検出処理部 3 5においては、図 1 7 ( B ) に示すような候補点に対し. ある候補点の近傍に候補点が存在する場合、その候補点は変化点ではないと判断し、その候補点が除去される。この状態において、鋭い不連続性は 2つの連続したステップエッジとして検出される。図 1 7 ( C ) はその結果の例を示す。次に冗長点除去及び置換処理部 3 6では、下記の簡単な手順を使用することにより、上記のような条件のもとで点の数を減らす一方で、ドミナントポイント検出の品質を改善することができる。

変更検出の結果発生する候補点は、サイズ Dのスライディングウインドウを使用して検査される。ウィンドウの中に少なくとも 2つの候補点が存在すれば、元の信号におけるこれら 2つの候補点それぞれの振幅が比較される。その差があるスレショルド Tを超えない場合、両方の候補点が除去され、それらの中間位置に新しい候補点が作成される。ドミナントポイントの検出の結果が図 1 7 ( D ) に示されている。この例でのスレショルド値は、 T = 10が選択されており、スライディングウインドウのサイズは D = 4である。

図 1 6は、上述した処理をサンプルレベルでみた場合の例を示している。原信号が図 1 6 ( Α ) に示すような信号である場合、適応スレショルド処理部 3 4 によって、図 1 6 ( Β ) の上部に示すサンプルが候補点として抽出される。次に変化検出処理部 3 5によって、図 1 6 ( C ) の上部に示すサンプルが変化点として検出される。次に冗長点除去及び置換処理部 3 6は、検出された変化点から置換によって冗長点を除去し、図 1 6 ( D ) の上部に示すサンプルをドミナントボイントとして出力する。このようにして得られたドミナントポイントの位置に対応する原信号のサンプルが特異点とされ、図 4の輪郭符号化部 3 Dでは、この特異点の位置情報と、その振幅がチェイン符号化される。

ここでこのエッジ検出装置の性能と従来のエツジ検出装置の性能を比較する。図 1 8 ( A ) 、（Β ) 、（C ) 、（D ) は、比較としてノイズを含むステップェッジに適用された、 Canny 方式による特異点検出を使用した信号の再構成を示し、それぞれノイズを含むステップエッジ（図 1 8 ( A ) ) 、ガウス型ローパスフィルタを使用した平滑化信号（図 1 8 ( B ) ) 、 1次微分の絶対値とその最大値としてエッジ位置（図 1 8 ( C ) ) 、そのエッジ位置を使用した拡散プセスによる 100 回繰り返した後の再構成の結果（図 1 8 ( D ) ) である。このシユミレーシヨンによる再構成の結果図 1 8 ( D ) と図 1 4 ( D ) に示されているそれとを比較すると、図 1 4 ( D ) の方が原信号に近い形状をしており、不連続性から信号を再構成する観点からは、このエツジ検出装置が従来の装置をはるかに陵駕していることがわかる。

ここで図 1 9において、上述した特異点検出及び再構成を 2— D信号に拡張した 2 — Dエツジ検出装蘆 4 0を示す。すなわちこの 2— Dエツジ検出装置 4 0では、 2つの軸に沿ってそれぞれ独立した 1 — D特異点検出手順を適用することによって構成されている。この 2— Dエッジ検出装置 4 0で各々の副ブロックは、図 1 3 について上述した特異点検出装置と同じ構成である。従って 2つの特異点検出装置 4 1、 4 2が、水平と垂直の両方向において独立して 2— D信号に適用されている。各々の分岐の出力は特異点において 1 に等しい 2値信号である。従つて最終結果は、オア回路 4 3で 2つの分岐の出力の論理和より得る。

図 2 3は、本シュミレ一ションに使用された試験画像と、前セクションで説明した新技術の 2— D版の結果を示す。再構成された画像は拡散ブ nセスを使用して得る。全てのパラメータの値は、図 1 4のシユミレーションのパラメータの値と同一である。比較のため、同一のシユミレーシヨンが、 Canny エッジ検出装置を使用して 2回実行した（パラメータの値は同一）、再構成された信号の結果を図 2 4に示す。同図からわかるように、信号再構成の観点からは、このヱッジ検出技術は、性能において従来の Canny エッジ検出装置をはるかに上回っている。なお図 2 3はグレースケール画像における特異点検出装置によって得られた特異点から画像を再構成した結果を示し、それぞれ元の画像（図 2 3 ( A ) ) 、新しいエッジ検出装置によって得られた特異点（図 2 3 ( B ) ) 、拡散プロセスを使用し 30回繰り返した後の特異点から再構成されたデータと、元の画像に対する特異点のそれぞれの振幅（図 2 3 ( C ) ) である。また図 2 4はグレースケール画像における C anny エッジ検出装置によって得られた特異点から画像を再構成した結果を示し、それぞれ元の画像（図 2 4 ( A ) ) 、 Canny エッジ検出装置によって得られた特異点（図 2 4 ( B ) ) 、拡散プ n セスを使用し 30回繰り返した後の特異点から再構成されたデータと、元の画像に対する特異点のそれぞれの振幅（図 2 4 ( C ) ) である。

上述のように本発明によれば、画像信号をそれぞれ異なる視覚的重要度に応じて、円滑要素でなる局所輝度情報と、輪郭要素でなるエッジ情報と、円滑要素及び輪郭要素以外の要素でなるテクスチャ情報に分解し、局所輝度情報について当該情報を全て保存する符号化方法で符号化すると共に、エツジ情報について連鎖情報と定振幅情報による符号化方法で符号化し、テクスチャ情報について局所輝度情報及びエッジ情報に比較して高い圧縮率の符号化方法で符号化し、復号化するようにしたことにより、従来に比較して高い圧縮率でかつ復元画像の視覚的画質を考慮して符号化し得る画像信号符号化方法及び装置を実現できる。

また符号化された局所輝度情報を復号化して再構成した再構成局所輝度を発生し、符号化されたエツジ情報を復号化すると共に再構成局所輝度に応じてエツジ画像を発生し、符号化されたテクスチャ情報を復号化し、エッジ画像と復号化されたテクスチヤ情報を加算して、再構成画像を発生するようにしたことにより、復元画像の視覚的画質を考慮した符号化データを確実に復号化し得る画像信号復号化装置を実現できる。産業上の利用可能性

本発明の画像信号符号化方法及び装置並びに画像信号復号化方法並びに装置は、比較的低ビットレ一トでの伝送が要求される T V電話システムや、 T V会議システム等に利用できる。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも輝度成分を含む入力画像信号を符号化する画像信号符号化方法において、

入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化して第 1 の符号化信号を生成し、

上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エツジ成分をチエイン符号化による第

2の符号化方法を用いて符号化して第 2の符号化信号を生成し、

上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化して第 3の符号化信号を生成する

ことを特徴とする画像信号符号化方法。

2 . 上記テクスチャ成分は、上記入力画像信号と、上記局所輝度成分及び上記第 2の符号化信号を復号化した信号に基づいて生成された局所復号化画像との差分でなる

ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の画像信号符号化方法。

3 . 上記第 1 の符号化方法は、

上記入力画像信号をローパスフィルタを用いて平滑化する工程と、

上記平滑化された信号をダウンサンプリングする工程と、

上記ダウンサンプリングされた信号を量子化する工程と、

上記量子化された信号を P C M符号化する工程と

を含むこと特徴とする請求の範囲第 1項に記載の画像信号符号化方法。

4 . 上記入力画像信号は色差成分を含み、上記輝度エッジ成分のエッジ情報に基づいて、上記色差成分を符号化する

5 . 上記第 2の符号化信号の単一のチエイン内の振幅情報は単一の振幅で表されることを特徴とする請求の範囲第】項に記載の画像信号符号化方法。

6 . 上記第 3の符号化方法の圧縮率は、上記第 1 の符号化方法より高いことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の画像信号符号化方法。

7 . 上記第 2の符号化方法は、

上記入力画像信号を微分する工程と、

上記微分する工程による微分結果と適応的に制御される閾値とを比較して、上記微分結果から上記闞値以上の成分を取り出す工程と、

上記取り出された成分から変化点を検出する工程と、

上記変化点に基づいて特異点を決定する工程と

を含み、

上記チェィン符号化は、上記特異点に対して行われる

8 . 上記特異点を決定する工程は、上記変化点のうちの冗長な点を新たな点に置き換える工程を含む

ことを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の画像信号符号化方法。

9 . 少なくとも輝度成分を含む入力画像信号を符号化する画像信号符号化装置において、

入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化して第 1 の符号化信号を生成する第 1 の符号化手段と、

上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エツジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化して第 2の符号化信号を生成する第 2の符号化手段と、

上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度ヱッジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化して第 3の符号化信号を生成する第 3の符号化手段と

を有することを特徴とする画像信号符号化装置。

1 0 . 上記テクスチャ成分は、上記入力画像信号と、上記局所輝度成分及び上記第 2の符号化信号を復号化した信号に基づいて生成された局所復号化画像との差分でなる

ことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の画像信号符号化装置。

1 1 . 上記第 1 の符号化手段は、

上記入力画像信号を平滑化するーパスフィルタと、

上記平滑化された信号をダウンサンプリングする手段と、

上記ダウンサンプリングされた信号を量子化する手段と、

上記量子化された信号を P C M符号化する手段と

を含むこと特徴とする請求の範囲第 9項に記載の画像信号符号化装置。

1 2 . 上記入力画像信号は色差成分を含み、上記輝度エッジ成分のエッジ情報に基づいて、上記色差成分を符号化する手段を

有することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の画像信号符号化装置。

1 3 . 上記第 2の符号化信号の単一のチェイン内の振幅情報は単一の振幅で表される

1 . 上記第 3の符号化方法の圧縮率は、上記第 1 の符号化方法より高いことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の画像信号符号化装置。

1 5 . 上記第 2の符号化手段は、

上記入力画像信号を微分する微分手段と、

上記微分手段による微分結果と適応的に制御される閾値とを比較して、上記微分結果から上記閾値以上の成分を取り出す手段と、

上記取り出された成分から変化点を検出する手段と、

上記変化点に基づいて特異点を決定する手段と

を含み、

上記チェイン符号化は、上記特異点に対して行われる

1 6 . 上記特異点を決定する手段は、上記変化点のうちの冗長な点を新たな点に置き換える

ことを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の画像信号符号化装置。

1 7 . 少なくとも輝度成分を含む入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 1 の符号化信号と、上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エッジ成分をチイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 2の符号化信号と- 上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 3の符号化信号とを用いて画像信号を再構成する画像信号復号化方法において、上記第 1 の符号化信号を復号化して再構成局所輝度を生成し、

上記第 2の符号化信号を復号化して再構成エツジを生成し、

上記再構成局所輝度成分及び再構成エツジ成分に基づいて、エツジ画像を再構成し、

上記第 3の符号化信号を復号化して再構成テクスチャを生成し、

上記エツジ画像と上記再構成テクスチャを加算して、元の画像信号を再構成する

ことを特徴とする画像信号復号化方法。

1 8 . 上記第 1 の符号化信号を復号化する工程は、

上記第 1 の符号化信号を P C M復号化する工程と、

上記 P C M復号化された信号をアップサンプリングする工程と、

上記アップサンプリングされた信号を口一パスフィルタを用いてフィルタリングする工程を含む

ことを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の画像信号復号化方法。

1 9 . 少なくとも輝度成分を含む入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 1 の符号化信号と、上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エッジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 2の符号化信号と、上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 3の符号化信号とを用いて画像信号を再構成する画像信号復号化装置において、上記第 1 の符号化信号を復号化して再構成局所輝度を生成する第 1 の復号化手段と、

上記第 2の符号化信号を復号化して再構成エツジを生成する第 2の復号化手段と、

上記再構成局所輝度成分及び再構成エツジ成分に基づいて、エツジ画像を再構成する手段と、 '

上記第 3の符号化信号を復号化して再構成テクスチャを生成する第 3の復号化手段と、

上記エツジ画像と上記再構成テクスチャを加算して、元の画像信号を再構成する加算手段と

を有することを特徴とする画像信号復号化装置。

2 0 . 上記第 1 の復号化手段は、

上記第 1 の符号化信号を P C M復号化する手段と、

上記？ C M復号化された信号をアップサンプリングする手段と、

上記アップサンプリングされた信号を口一パスフィルタを用いてフィルタリングする手段とを含む

ことを特徴とする請求の範囲第 1 9項に記載の画像信号復号化装置。

2 1 . 符号化された画像信号を伝送する画像信号伝送方法において、

少なくとも輝度成分を含む入力画像信号の円滑要素でなる局所輝度成分を第 1 の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 1 の符号化信号を伝送し、

上記入力画像信号の輪郭要素でなる輝度エツジ成分をチエイン符号化による第 2の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 2の符号化信号を伝送し、上記入力画像信号の上記局所輝度成分及び上記輝度エツジ成分以外の成分でなるテクスチャ成分を第 3の符号化方法を用いて符号化することにより生成された第 3の符号化信号を伝送する

ことを特徴とする画像信号伝送方法。

2 2 . 上記第 2の符号化信号の単一のチエイン内の振幅情報は単一の振幅で表される

ことを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載の画像信号伝送方法。

2 3 . 上記第 2の符号化信号の単一のチエインは、更に当該チェィンの長さ、当該チエインの先頭画素の座標情報、及び連鎖して続く画素の相対位置情報を含む

2 4 . 入力画像信号のエッジを検出するためのエッジ検出方法において、上記入力画像信号を微分する工程と、

上記微分する工程による微分結果と適応的に制御される閾値とを比較して、上記微分結果から上記閾値以上の成分を取り出す工程と、

上記取り出された成分から変化点を検出する工程と、

上記変化点に基づいて特異点を決定する工程と

を有することを特徴とするエッジ検出方法。

2 5 . 上記特異点を決定する工程は、上記変化点のうちの冗長な点を新たな点に置き換える工程を含む

ことを特徴とする請求の範囲第 2 4項に記載のエツジ検出方法。

2 6 . 入力画像信号のエッジを検出するためのエッジ検出装置において、上記入力画像信号を微分する微分手段と、

上記微分手段による微分結果と適応的に制御される閾値とを比較して、上記傲分結果から上記閾値以上の成分を取り出す手段と、

上記取り出された成分から変化点を検出する手段と、

上記変化点に基づいて特異点を決定する手段とを有することを特徴とするエツジ検出装置。

2 7 . 上記特異点を決定する手段は、上記変化点のうちの冗長な点を新たな点に置き換える

ことを特徴とする請求の範囲第 2 6項に記載のエツジ検出装置。