JP2008035066A - Data compression apparatus and data compression program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像データ等のデータを圧縮するデータ圧縮装置、およびコンピュータ等の情報処理装置をデータ圧縮装置として動作させるデータ圧縮プログラムに関する。 The present invention relates to a data compression apparatus that compresses data such as image data, and a data compression program that causes an information processing apparatus such as a computer to operate as a data compression apparatus.
従来より、記憶容量の低減化や通信量の低減化等のために、画像データ等のデータを圧縮する技術が広く採用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for compressing data such as image data have been widely adopted in order to reduce storage capacity and communication volume.
例えば、特許文献１には、原画像から代表色を選定しＣＬＵＴ（カラールックアップテーブル）を構成する際に、連続する色番号が近い値の色データを持つように色番号を割り当て、次にＣＬＵＴに対応したビットマップを作成して隣接画素間の色番号の差分を求め、差分が大きな値を取る場合、画質劣化を起こさない範囲でビットマップの色番号を変更し、差分を小さな値に偏らせ、差分データに対してランレングス符号化を施すという技術が開示されている。
For example, in
また、特許文献２には、各色に対応してそれぞれ割り当てられたデータが複数集まって構成される画像用データを非可逆圧縮して符号化し、そして、データの１つを透明色に割り当てると共に、その透明色を可逆とし、画像用データを即値（差分符号化の際の最初の値）とその即値に続く複数の差分値（差分符号化の際の前の値）とで構成し、それらの値を非可逆圧縮して符号化等する際、透明色を表す即値と差分値とを可逆とし、さらに、透明色を表す即値を、各一色のデータ値の中間の値としたり、透明色を表す差分値を「０」としたりするという技術が提案されている。
Further,
また、特許文献３には、数を予測された数（ｓ’（ｊ））と実際の数（ｓ（ｊ））との差分によって符号化することが提案されている。
さらに、特許文献４には、ｎ列目の画素データ列に対して、副走査方向の同一画素データの分布状況を認識するとともに、主走査方向の同ー画素データの分布状況を認識し、これらの認識結果を基に、副走査方向に連続する同ー画素データを圧縮処理するか、あるいは主走査方向に連続する同一画素データを圧縮処理するかを決定する画像圧縮装置が提案されている。 Further, Patent Document 4 recognizes the distribution status of the same pixel data in the sub-scanning direction and the distribution status of the same pixel data in the main scanning direction with respect to the n-th pixel data column. Based on this recognition result, there has been proposed an image compression device that determines whether to compress the same pixel data continuous in the sub-scanning direction or to compress the same pixel data continuous in the main scanning direction.
ここで、データ圧縮技術を適用した１つのシステムを紹介する。 Here, one system to which the data compression technology is applied is introduced.
図１は、データ圧縮技術が適用されたプリントシステムの一例を示す図、図２は、プリントシステムにおけるデータ処理の流れを示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a print system to which a data compression technique is applied, and FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of data processing in the print system.
このプリントシステムは、図１に示すように、ホストコントローラ１００と、インターフェース機器２００と、プリンタ３００とで構成されており、ホストコントローラ１００とインターフェース機器２００との間はＳＣＳＩ等の汎用インターフェースケーブル１５０で接続され、さらにインターフェース機器２００とプリンタ３００との間は専用インターフェースケーブル２５０で接続されている。
As shown in FIG. 1, the print system includes a
ホストコントローラ１００の内部では、図２に示すように、ＰＤＦ，ＰＳ，ＴＩＦＦ等、様々な言語やフォーマットで記述された文字や画像のデータ１１が、画像（ＣＴ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｔｏｎｅ）データと文字やライン等（ＬＷ；Ｌｉｎｅ Ｗｏｒｋ）のデータとに分けられて、それぞれについてＲＩＰ（Ｒａｓｔｅｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を行なうことによりビットマップデータ１２Ａ，１３Ａが生成され、さらにそれぞれについてデータ圧縮処理が行なわれて、ＣＴについての圧縮データ１４、ＬＷについての圧縮データ１５が生成される。これらの圧縮データ１４，１５は、図１に示す汎用インターフェースケーブル１５０を経由して、ホストコントローラ１００からインターフェース機器２００に転送される。インターフェース機器２００では、転送されてきた圧縮データ１４，１５にデータ伸長処理を施して、ビットマップデータ１２Ｂ，１３Ｂを生成する。ここで、ＣＴデータについてはホストコントローラ１００でのデータ圧縮の際非可逆データ変換処理が行なわれており、データ伸長後のＣＴデータ（ビットマップデータ１２Ｂ）は完全にはデータ圧縮前のＣＴデータ（ビットマップデータ１２Ａ）には戻らないが、ほぼ同一のビットマップデータが復元される。
In the
インターフェース機器２００では、データ伸長後のＣＴデータ（ビットマップデータ１２Ｂ）とＬＷデータ（ビットマップデータ１３Ｂ）とが合成され、さらに網点情報等がタグとして付加されてプリンタ３００に送られる。プリンタ３００では、インターフェース機器２００から受け取ったビットマップデータとそれに付加されたタグ情報とに従って画像がプリント出力される。
In the
ホストコントローラ１００とインターフェース機器２００とが例えば相互に離れている場合、あるいは、インターフェース機器２００が複数台のホストコントローラから画像データを受信するシステムの場合など、ホストコントローラ１００とインターフェース機器２００を別々の装置として構成する必要がある場合には、図２に示すような、ホストコントローラ１００でデータ圧縮を行なってインターフェース機器２００にデータ転送しインターフェース機器でデータ伸長するように構成することにより、ホストコントローラ１００からインターフェース機器２００へのデータ転送時間を短縮することができ、プリントの生産性が向上する。
For example, when the
ここで、一般的には、ＣＴデータについては、非可逆ではあるが圧縮率の高いＪＰＥＧ等の圧縮方式が採用され、ＬＷデータについてはＰａｃｋＢｉｔｓ等の可逆圧縮方式が採用される。
しかし、ＪＰＥＧ等の圧縮方式では、ソフトウェアでの圧縮処理に時間を要し、圧縮処理のシステム全体としての処理能力を劣化させる要因となっていた。 However, in a compression method such as JPEG, it takes time to perform compression processing by software, which causes a deterioration in the processing capability of the entire compression processing system.
本発明は上記事情に鑑み、ＣＴデータの圧縮に適用可能な新たな好ましい圧縮処理を行うことができるデータ圧縮装置およびデータ圧縮プログラムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a data compression apparatus and a data compression program capable of performing a new preferable compression process applicable to CT data compression.
上記目的を達成する本発明のデータ圧縮装置は、
所定の単位ビット数で表わされる数値の連続からなる被圧縮データにデータ圧縮処理を施すデータ圧縮装置において、
被圧縮データを構成する数値を、上記連続におけるその数値の周囲の所定位置に存在する複数の数値とその数値との相違が縮小するように書き換えて出力する非可逆データ変換部と、
該非可逆データ変換部によって出力された被圧縮データを構成する数値の連続について隣接する数値どうしの差分を求めることにより該差分を表わす数値の連続からなる新たな被圧縮データを生成する差分生成部と、
上記差分生成部によって生成された新たな被圧縮データを構成する各数値を所定値だけオフセットさせるオフセット部と、
上記オフセット部によって数値がオフセットされた被圧縮データの各数値を、上記単位ビット数よりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビット部分と下位ビット部分とに分けることによって、該被圧縮データを、各数値における上位ビット部分の連続からなる上位データと各数値の下位ビット部分の連続からなる下位データとに分割する分割部と、
上記分割部によって分割された下位データに対して可逆圧縮処理を施す下位データ圧縮部と、
上記分割部によって分割された上位データに対して可逆圧縮処理を施す上位データ圧縮部とを備えたことを特徴とする。
The data compression apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
In a data compression apparatus that performs data compression processing on data to be compressed consisting of a series of numerical values represented by a predetermined number of unit bits,
A irreversible data conversion unit that rewrites and outputs a numerical value constituting the compressed data so that a difference between the numerical value and the numerical value existing at a predetermined position around the numerical value in the continuation is reduced;
A difference generating unit that generates new compressed data composed of a series of numerical values representing the difference by obtaining a difference between adjacent numerical values for a series of numerical values constituting the compressed data output by the lossy data conversion unit; ,
An offset unit for offsetting each numerical value constituting new compressed data generated by the difference generation unit by a predetermined value;
By dividing each numerical value of the compressed data whose numerical value is offset by the offset unit into an upper bit part and a lower bit part at a predetermined divided bit number smaller than the unit bit number, the compressed data is A dividing unit that divides the upper data consisting of a continuation of the upper bit part in each numerical value and the lower data consisting of a continuation of the lower bit part of each numerical value;
A lower data compression unit that performs lossless compression processing on the lower data divided by the dividing unit;
And an upper data compression unit that performs a lossless compression process on the upper data divided by the dividing unit.
ここで、上記の『被圧縮データを構成する数値の連続について隣接する数値どうしの差分を求めることにより』における『隣接する』とは、データストリーム上で隣接してもよいが、必ずしもそれに限定されるものではない。例えば、２次元画像データが１次元ストリーム状のデータとして扱われている場合であれば、２次元的な画像上で見て隣接してもよい。また、『隣接する数値どうしの差分』とは、１次元的な差分のみならず２次元以上の多次元的な差分も含む意である。以下においても同様である。 Here, “adjacent” in the above “by calculating the difference between adjacent numerical values for a series of numerical values constituting the compressed data” may be adjacent on the data stream, but is not necessarily limited thereto. It is not something. For example, if two-dimensional image data is handled as one-dimensional stream data, the two-dimensional images may be adjacent to each other when viewed on the two-dimensional image. Further, “difference between adjacent numerical values” means not only a one-dimensional difference but also a multi-dimensional difference of two or more dimensions. The same applies to the following.
また、本発明のデータ圧縮装置においては、上記非可逆データ変換部が、被圧縮データを構成する数値を書き換えるに際し、該数値と、該数値および上記複数の数値からなる数値群の平均値との相違が所定程度に満たない場合には、その書き換え対象の数値を該平均値に書き換えるものであることが好ましい。このとき、上記非可逆データ変換部が、圧縮率の入力を受けるものであり、被圧縮データを構成する数値を書き換えるに際し、該数値と、該数値および上記複数の数値からなる数値群の平均値との相違が、上記圧縮率が大きいほど大きい所定程度に満たない場合には、その書き換え対象の数値を該平均値に書き換えるものであってもよい。 Further, in the data compression device of the present invention, when the irreversible data conversion unit rewrites the numerical value constituting the compressed data, the numerical value and an average value of the numerical value group including the numerical value and the plurality of numerical values. When the difference is less than a predetermined level, it is preferable to rewrite the numerical value to be rewritten to the average value. At this time, the irreversible data conversion unit receives an input of the compression rate, and when rewriting the numerical value constituting the compressed data, the average value of the numerical value and the numerical value group consisting of the numerical value and the plurality of numerical values If the difference is less than a predetermined level that is larger as the compression ratio is larger, the numerical value to be rewritten may be rewritten to the average value.
また、本発明のデータ圧縮装置においては、上記非可逆データ変換部が、被圧縮データを構成する数値を書き換えるに際し、該数値と、該数値および上記複数の数値からなる数値群の平均値との相違が所定程度以上である場合には、元の相違以下該所定程度以上の相違が残るように書き換えるものであることが好ましい。 Further, in the data compression device of the present invention, when the irreversible data conversion unit rewrites the numerical value constituting the compressed data, the numerical value and an average value of the numerical value group including the numerical value and the plurality of numerical values. When the difference is greater than or equal to a predetermined level, it is preferable to rewrite the difference so that the difference equal to or greater than the predetermined level remains below the original difference.
また、本発明のデータ圧縮装置は、
上記上位データ圧縮部が、上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部を備えたものであることも好ましく、さらには、
上記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部と、
符号と数値を対応づけるテーブルを用いて、上記第１の符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施す第２の符号化部を備えたものであることが、より好ましい。
The data compression apparatus of the present invention
The upper data compression unit outputs the numerical values except the one or more predetermined compression target numerical values in the upper data as they are, and the compression target numerical values are the same as the compression target numerical values and the compression target numerical values. It is also preferable to include a first encoding unit that encodes and outputs a numerical value representing a continuous number of numerical values to be compressed,
The upper data compression unit is
In the upper data, the numerical value excluding one or a plurality of predetermined compression target numerical values is output as it is, and for the compression target numerical value, the compression target numerical value and the number of consecutive compression target numerical values that are the same as the compression target numerical value are set. A first encoding unit that encodes and outputs a numerical value to be represented;
It is more preferable to include a second encoding unit that performs entropy encoding on the data after being encoded by the first encoding unit using a table that associates a code with a numerical value.
また、本発明のデータ圧縮装置は、
上記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部と、
ハフマンテーブルを用いて、上記第１の符号化部で符号化された後のデータにハフマン符号化を施す第２の符号化部を備えたものであってもよい。
The data compression apparatus of the present invention
The upper data compression unit is
In the upper data, the numerical value excluding one or a plurality of predetermined compression target numerical values is output as it is, and for the compression target numerical value, the compression target numerical value and the number of consecutive compression target numerical values that are the same as the compression target numerical value are set. A first encoding unit that encodes and outputs a numerical value to be represented;
A second encoding unit that performs Huffman encoding on data encoded by the first encoding unit using a Huffman table may be provided.
さらに、本発明のデータ圧縮装置は、
上記上位データ圧縮部が、
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部と、
上記第１の符号化部で符号化された後のデータ中に出現する数値のヒストグラムを求めるヒストグラム算出部と、
上記ヒストグラム算出部で求められたヒストグラムに基づき、符号と数値を対応づけるテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる符号割当部と、
上記符号割当部で符号が割り当てられたテーブルを用いて、上記第１の符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施す第２の符号化部を備えたものであることが、より好ましい。
Furthermore, the data compression apparatus of the present invention is
The upper data compression unit is
In the upper data, the numerical value excluding one or a plurality of predetermined compression target numerical values is output as it is, and for the compression target numerical value, the compression target numerical value and the number of consecutive compression target numerical values that are the same as the compression target numerical value are set. A first encoding unit that encodes and outputs a numerical value to be represented;
A histogram calculation unit for obtaining a histogram of numerical values appearing in the data encoded by the first encoding unit;
Based on the histogram obtained by the histogram calculation unit, a code allocating unit that allocates a code having a shorter code length to a table that associates codes and numerical values with higher appearance frequency values;
A second encoding unit that performs entropy encoding on the data encoded by the first encoding unit using the table to which the code is allocated by the code allocation unit; More preferable.
また、本発明のデータ圧縮装置は、
上記下位データ圧縮部が、符号と数値を対応づけるテーブルを用いて下位データにエントロピー符号化を施すものであることが好ましい。
The data compression apparatus of the present invention
The lower data compression unit preferably performs entropy coding on the lower data using a table that associates codes and numerical values.
ここで、本発明のデータ圧縮装置において、上記の下位データ圧縮部は、ハフマンテーブルを用いて下位データにハフマン符号化を施すものであってもよい。 Here, in the data compression device of the present invention, the lower data compression unit may perform Huffman coding on the lower data using a Huffman table.
また、本発明のデータ圧縮装置は、
上記下位データ圧縮部が、圧縮省略の指示を受けて下位データを無圧縮で出力するものであることも好適である。
The data compression apparatus of the present invention
It is also preferable that the low-order data compression unit outputs a low-order data without compression in response to an instruction to omit compression.
上記目的を達成する本発明のデータ圧縮プログラムは、
プログラムを実行する情報処理装置内に組み込まれて該情報処理装置に、所定の単位ビット数で表わされる数値の連続からなる被圧縮データにデータ圧縮処理を実行させるデータ圧縮プログラムにおいて、
上記情報処理装置上に、
被圧縮データを構成する数値を、上記連続におけるその数値の周囲の所定位置に存在する複数の数値とその数値との相違が縮小するように書き換えて出力する非可逆データ変換部と、
該非可逆データ変換部によって出力された被圧縮データを構成する数値の連続について隣接する数値どうしの差分を求めることにより該差分を表わす数値の連続からなる新たな被圧縮データを生成する差分生成部と、
上記差分生成部によって生成された新たな被圧縮データを構成する各数値を所定値だけオフセットさせるオフセット部と、
上記オフセット部によって数値がオフセットされた被圧縮データの各数値を、上記単位ビット数よりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビット部分と下位ビット部分とに分けることによって、該被圧縮データを、各数値における上位ビット部分の連続からなる上位データと各数値の下位ビット部分の連続からなる下位データとに分割する分割部と、
上記分割部によって分割された下位データに対して可逆圧縮処理を施す下位データ圧縮部と、
上記分割部によって分割された上位データに対して可逆圧縮処理を施す上位データ圧縮部とを構築することを特徴とする。
A data compression program of the present invention that achieves the above object is as follows.
In a data compression program that is incorporated in an information processing apparatus that executes a program and causes the information processing apparatus to perform data compression processing on data to be compressed consisting of a series of numerical values represented by a predetermined number of unit bits.
On the information processing apparatus,
A irreversible data conversion unit that rewrites and outputs a numerical value constituting the compressed data so that a difference between the numerical value and the numerical value existing at a predetermined position around the numerical value in the continuation is reduced;
A difference generating unit that generates new compressed data composed of a series of numerical values representing the difference by obtaining a difference between adjacent numerical values for a series of numerical values constituting the compressed data output by the lossy data conversion unit; ,
An offset unit for offsetting each numerical value constituting new compressed data generated by the difference generation unit by a predetermined value;
By dividing each numerical value of the compressed data whose numerical value is offset by the offset unit into an upper bit part and a lower bit part at a predetermined divided bit number smaller than the unit bit number, the compressed data is A dividing unit that divides the upper data consisting of a continuation of the upper bit part in each numerical value and the lower data consisting of a continuation of the lower bit part of each numerical value;
A lower data compression unit that performs lossless compression processing on the lower data divided by the dividing unit;
An upper data compression unit that performs a lossless compression process on the upper data divided by the dividing unit is constructed.
なお、本発明にいうデータ圧縮プログラムについては、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいうデータ圧縮プログラムには、上記の基本形態のみではなく、前述したデータ圧縮装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。 The data compression program referred to in the present invention is only shown in its basic form here, but this is only for avoiding duplication, and the data compression program referred to in the present invention includes only the above basic form. Instead, various forms corresponding to each form of the data compression apparatus described above are included.
また、本発明のデータ圧縮プログラムがコンピュータ上に構成するオフセット部などといった要素は、１つの要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよく、１つの要素が複数のプログラム部品によって構築されるものであってもよく、複数の要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよい。また、これらの要素は、そのような作用を自分自身で実行するものとして構築されてもよく、あるいは、コンピュータに組み込まれている他のプログラムやプログラム部品に指示を与えて実行するものとして構築されても良い。 In addition, an element such as an offset unit configured on the computer by the data compression program of the present invention may be one element constructed by one program part, and one element constructed by a plurality of program parts. The plurality of elements may be constructed by one program component. In addition, these elements may be constructed so as to execute such actions by themselves, or constructed by giving instructions to other programs and program components incorporated in the computer. May be.
上記本発明のデータ圧縮装置ないしデータ圧縮プログラムによれば、被圧縮データ中の数値と上記の数値群の平均値との差分値の大きさが上記の所定の正定値以上であれば、非可逆データ変換部により、その数値を平均値に近づけるように数値の書き換えが行われる。このため、数値の書き換えが行われたデータは周囲の数値との差が小さい数値で構成されることとなり、隣接した数値同士の相関が強くて圧縮されやすいデータとなる。このような数値の書き換えが行われたデータは、オフセット部によって数値がオフセットされた後に上位データと下位データとに分割されて、それぞれのデータに対しては可逆圧縮処理が実行される。 According to the data compression apparatus or data compression program of the present invention, if the difference value between the numerical value in the compressed data and the average value of the numerical value group is not less than the predetermined positive definite value, it is irreversible. The data conversion unit rewrites the numerical value so that the numerical value approaches the average value. For this reason, the data whose numerical values have been rewritten is composed of numerical values having a small difference from the surrounding numerical values, and the data between adjacent numerical values is strong and easily compressed. The data that has undergone such rewriting of numerical values is divided into upper data and lower data after the numerical values are offset by the offset unit, and reversible compression processing is performed on each data.
一般に、ＣＴデータから得られる新たな色版データの場合には、後で詳述するように、上位データと下位データとではデータ中の数値の分布傾向が顕著に異なっているので、各データに適した可逆圧縮処理が存在し、本発明による圧縮処理によって全体として大きな圧縮率が達成される。また、各データに施される可逆圧縮処理としては、アルゴリズムが単純な処理が適用可能であるため、本発明による圧縮処理は処理時間が短く、特にＣＴデータの圧縮に適用すると特に好ましい圧縮処理が実現される。 In general, in the case of new color plate data obtained from CT data, as will be described in detail later, the distribution tendency of numerical values in the data is significantly different between the upper data and the lower data. There is a suitable lossless compression process, and the compression process according to the present invention achieves a large compression ratio as a whole. In addition, as a lossless compression process applied to each data, a process with a simple algorithm can be applied. Therefore, the compression process according to the present invention has a short processing time, and a compression process particularly preferable when applied to compression of CT data. Realized.
ここで、上記本発明のデータ圧縮装置ないしデータ圧縮プログラムは、非可逆データ変換部における数値の書き換えの方式として、数値と、その数値および上記複数の数値からなる数値群の平均値との相違が所定程度に満たない場合には、その書き換え対象の数値を該平均値に書き換える方式を採用することにより、書き換え後のデータを、同程度の大きさの数値が連続して現れるデータに変換することができる。このようなデータ変換の結果、被圧縮データは、極めて圧縮されやすい形態のデータに変換されることとなる。このとき、非可逆データ変換部が、圧縮率の入力を受けるものであり、上記所定程度が上記圧縮率が大きいほど大きいものであるような書き換え方式を採用することにより、ユーザの所望するような圧縮率でデータの圧縮が行われる。 Here, in the data compression apparatus or data compression program of the present invention, as a numerical value rewriting method in the irreversible data conversion unit, there is a difference between a numerical value and an average value of the numerical value group including the numerical value and the plurality of numerical values. If it is less than the predetermined level, the rewritten data is converted to the average value to convert the rewritten data into data that has the same numerical value continuously. Can do. As a result of such data conversion, the data to be compressed is converted into data in a form that is very easily compressed. At this time, the irreversible data conversion unit receives the input of the compression rate, and adopts a rewriting method in which the predetermined degree is larger as the compression rate is larger, so that the user desires. Data is compressed at the compression rate.
また、上記本発明のデータ圧縮装置ないしデータ圧縮プログラムが、非可逆データ変換部における数値の書き換えの方式として、数値と、該数値および上記複数の数値からなる数値群の平均値との相違が所定程度以上である場合には、元の相違以下該所定程度以上の相違が残るように書き換える方式を採用することにより、データの形態が圧縮されやすい形態に変換されるとともにデータ中の連続する数値の変化の情報などといった元のデータの特徴も充分維持されることとなる。 The data compression apparatus or data compression program according to the present invention provides a method for rewriting a numerical value in the irreversible data conversion unit, wherein a difference between a numerical value and an average value of the numerical value group including the numerical value and the plurality of numerical values is predetermined. If this is the case, the data format is converted into a format that is easy to compress by adopting a method of rewriting so that the difference of the predetermined level or less remains below the original difference, and the continuous numerical values in the data are The characteristics of the original data such as change information are sufficiently maintained.
また、上記の上位データ圧縮部が第１の符号化部を備えると、圧縮対象数値のみが、その圧縮対象数値と連続数とを表わす数値とに符号化されるため、原データよりも冗長度が増すという事態が回避され、圧縮率が向上する。 Further, when the upper data compression unit includes the first encoding unit, only the numerical value to be compressed is encoded into the numerical value representing the numerical value to be compressed and the continuous number, and therefore, the redundancy is higher than that of the original data. Is avoided, and the compression rate is improved.
また、上記の上位データ圧縮部が第２の符号化部を備えると、エントロピー符号化（典型的にはハフマン符号化）による、圧縮率の更なる向上が見込まれる。 Further, when the upper data compression unit includes the second encoding unit, further improvement of the compression rate is expected by entropy encoding (typically Huffman encoding).
さらに、上記の上位データ圧縮部が、ヒストグラム算出部と符号割当部とを備え、第２の符号化部が、符号割当部で符号が割り当てられたテーブルを用いてエントロピー符号化（例えばハフマン符号化）を施すものであると、符号の割り当てが固定されたテーブルを用いたエントロピー符号化と比べ、圧縮率をさらに大きく向上させることができる。 Further, the higher-order data compression unit includes a histogram calculation unit and a code allocation unit, and the second encoding unit uses entropy coding (for example, Huffman coding) using a table to which codes are allocated by the code allocation unit. ), The compression ratio can be further improved as compared with entropy coding using a table in which code assignment is fixed.
また、上記の下位データ圧縮部が、エントロピー符号化を施すものであると、エントロピー符号化（典型的にはハフマン符号化）による、圧縮率の更なる向上が見込まれる。 Further, if the lower data compression unit performs entropy coding, further improvement of the compression rate by entropy coding (typically Huffman coding) is expected.
さらに、上記の下位データ圧縮部が、圧縮省略の指示を受けて下位データを無圧縮で出力するものであると、そのような指示によってより高速な圧縮処理を選択することができる。 Furthermore, when the lower data compression unit receives an instruction to omit compression and outputs the lower data without compression, it is possible to select a higher-speed compression process according to such an instruction.
以下において説明する実施形態は、図１に示す全体システムの中のホストコントローラに組み込まれる画像圧縮装置であり、さらに具体的には、図２に示すホストコントローラ内のＣＴのビットマップデータ１２ＡおよびＬＷのビットマップデータ１３Ａについてデータ圧縮を行なう処理に関するものである。したがって、ここでは、図１，図２を参照して説明したＣＴデータおよびＬＷデータについてのデータ圧縮処理が以下に説明する本発明の実施形態としてのデータ圧縮処理に置き換わり、インターフェース機器内でのデータ伸長（解凍）処理もその本発明の実施形態としてのデータ圧縮処理に対応したデータ伸長（解凍）処理に置き換わるものと理解し、図１に示す全体システムおよび図２に示す処理の流れについて重複した図示および重複説明は省略する。
The embodiment described below is an image compression apparatus incorporated in a host controller in the overall system shown in FIG. 1, and more specifically,
図３は、本発明のデータ圧縮装置の一実施形態に相当する画像圧縮装置を示すブロック構成図である。 FIG. 3 is a block diagram showing an image compression apparatus corresponding to an embodiment of the data compression apparatus of the present invention.
この図３に示す画像圧縮装置５００は、ＣＴデータおよびＬＷデータの両方に対して、圧縮処理を施す画像圧縮装置であり、この圧縮処理のために、差分符号化部５１０、フィルタリング処理部５１５、オフセット部５２０、プレーン分割部５３０、Ｌプレーン圧縮部５４０、Ｈプレーン圧縮部５５０を備えている。各部５１０〜５５０の詳細は後述するが、この画像圧縮装置５００内での画像データの流れは以下のとおりである。
The
入力画像ファイルＤ０（本実施形態では、図２に示すように、ビットマップに展開されたＣＴデータ１２ＡやＬＷデータ１３Ａが格納されたファイル）は、まず、フィルタリング処理部５１５に入力される。また、このフィルタリング処理部５１５には、ユーザから指定された、入力画像ファイルＤ０のデータを圧縮する際の圧縮率も入力される。このフィルタリング処理部５１５では、このデータを構成する画素値それぞれについて、各画素値の位置を中心とする画素値のブロックの平均値と、各画素値との差分の大きさが指定された圧縮率に応じて決まる所定値未満であれば各画素値をブロックの平均値に書き換え、その差分の大きさが上記の所定値以上であれば各画素値を差分の大きさが上記の所定値となるように各画素値を書き換える処理（以下では、フィルタリング処理と呼ぶ）が行われる。入力されたデータは、このフィルタリング処理により画素値の相関が強められて圧縮されやすいデータに変換される。ここで、フィルタリング処理部５１５が、本発明にいう非可逆データ変換部の一例に相当する。
An input image file D0 (in this embodiment, a file storing
フィルタリング処理が施されたデータは、次に差分符号化部５１０に入力されて、２次元差分符号化処理、すなわち、入力されてきたデータを構成する数値の連続について、画像上で見てその数値に複数方向それぞれに隣接する複数の数値に基づいた２次元的な差分を求めることによりその差分を表わす８ビットの数値の連続からなる画像データを生成する処理が行なわれる。この差分符号化部５１０は、本発明にいう差分生成部の一例に相当する。
The data subjected to the filtering process is then input to the
差分符号化部５１０で生成された、差分を表わす数値の連続からなる画像データは、オフセット部５２０に入力されて所定量のオフセットが施される。プレーン分割部５３０では、オフセット後の画像データ中の８ビットの各数値が、下位ビットと上位ビットとに分けられることにより、画像データが、下位ビットの数値の連続からなる下位サブプレーンＤ１Ｌと上位ビットの数値の連続からなる上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。このオフセット部５２０が、本発明にいうオフセット部の一例に相当し、プレーン分割部５３０が、本発明にいう分割部の一例に相当する。また、下位サブプレーンＤ１Ｌおよび上位サブプレーンＤ１Ｈは、それぞれ、本発明にいう下位データおよび上位データの各一例に相当する。プレーン分割部５３０で分割された下位サブプレーンＤ１Ｌおよび上位サブプレーンＤ１Ｈは、それぞれ、Ｌプレーン圧縮部５４０およびＨプレーン圧縮部５５０において可逆圧縮が施される。これらＬプレーン圧縮部５４０およびＨプレーン圧縮部５５０は、それぞれ、本発明にいう下位データ圧縮部および上位データ圧縮部の各一例に相当する。以下、Ｌプレーン圧縮部５４０およびＨプレーン圧縮部５５０においてそれぞれ施される可逆圧縮の内容の概略を説明する。
The image data that is generated by the
Ｌプレーン圧縮部５４０には、Ｌプレーン圧縮部５４０にハフマン符号化部５４１が備えられており、下位サブプレーンＤ１Ｌは、このハフマン符号化部５４１に入力される。このハフマン符号化部５４１は、数値と符号とを対応づける固定的なハフマンテーブルに従って、入力されてきた下位サブプレーンＤ１Ｌを構成する数値をそのハフマンテーブルに従う符号に書き換える符号化処理を行う。このハフマン符号化は、エントロピー符号化の一種である。なお、Ｌプレーン圧縮部５４０にはモード切換部５４２が組み込まれており、このモード切換部５４２は、ユーザから、高速モードと通常モードとの切り換えを指示されて、上記のハフマン符号化部５４１によるハフマン符号化を経る通常モードと、ハフマン符号化を省略して下位サブプレーンＤ１Ｌをそのまま出力する高速モードとを切り換える。このようなＬプレーン圧縮部５４０からは、下位サブプレーンＤ１Ｌが圧縮された下位圧縮データＤ２Ｌが出力されるが、高速モードの場合には下位圧縮データＤ２Ｌは下位サブプレーンＤ１Ｌそのものである。
The L
一方、Ｈプレーン圧縮部５５０には、ランレングス符号化部５５１と、データスキャニング部５５２と、ハフマン符号化部５５３が備えられており、上位サブプレーンＤ１Ｈはランレングス符号化部５５１に入力される。
On the other hand, the H
ランレングス符号化部５５１では、先ず、入力されてきた上位サブプレーンＤ１Ｈのデータの中から１つもしくは複数の圧縮対象数値の存在及び同一の圧縮対象数値の連続数が検出される。次いで、ランレングス符号化部５５１では、その検出結果を受けて、上位サブプレーンＤ１Ｈのデータ中、圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力すると共に、圧縮対象数値については、その圧縮対象数値と、その圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力するという符号化処理が行なわれる。このランレングス符号化部５５１では、その符号化処理にあたっては、同一の圧縮対象数値の連続数に応じ、その連続数を異なるビット数で表現する符号化が行なわれる。ここでは、具体的には、同一の圧縮対象数値の連続数が所定数以下のときはその連続数を１単位ビット数で表現し、その連続数が所定数を越えるときは２単位ビット数で表現する符号化が行なわれる。本実施形態では、このランレングス符号化部５５１が、本発明にいう第１の符号化部の一例に相当する。
In the run-
また、ランレングス符号化部５５１での符号化後のデータは、次に、データスキャニング部５５２とハフマン符号化部５５３との双方に入力される。データスキャニング部５５２では、ランレングス符号化部５５１で符号化された後のデータの全てをスキャニングして、そのデータ中に出現する全ての数値の出現頻度（ヒストグラム）が求められる。ここで、この出現頻度を求める処理は、本実施形態では、図３に示す上位サブプレーンＤ１Ｈの１つずつを単位として実行され、各上位サブプレーンＤ１Ｈの、ランレングス符号化部５５１で符号化された後のデータ中の数値の出現頻度が求められる。さらに、データスキャニング部５５２では、求められたデータヒストグラム（数値の出現頻度）に基づき、ハフマンテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる。このデータスキャニング部５５２は、本発明にいうヒストグラム算出部および符号割当部の各一例を兼ね備えたものに相当する。
The data encoded by the run-
データスキャニング部５５２で数値に符号が割り当てられてなるハフマンテーブルは、ハフマン符号化部５５３に渡され、ハフマン符号化部５５３では、その渡されたハフマンテーブルに従って、そのハフマン符号化部５５３に入力されてきたデータを構成する数値を、そのハフマンテーブルに従う符号、すなわち、出現頻度の高い数値ほど短かいビット長で表わされる符号に書き換える符号化処理が行なわれる。このハフマン符号化部５５３は、本発明にいう第２の符号化部の一例に相当する。
The Huffman table in which a code is assigned to a numerical value by the
ハフマン符号化部５５３でハフマン符号化された後のデータは、データスキャニング部５５２で割り当てられた数値と符号との割当テーブルを含む圧縮情報が添付され、上位サブプレーンＤ１Ｈが圧縮された上位圧縮データＤ２ＨとしてＨプレーン圧縮部５５０から出力される。
The data after the Huffman coding by the
このようにＬプレーン圧縮部５４０およびＨプレーン圧縮部５５０のそれぞれから出力される下位圧縮データＤ２Ｌと上位圧縮データＤ２Ｈとの組が、元の画像データに対する圧縮データが構成される。この圧縮データは、図１に示すＳＣＳＩ等の汎用インターフェース１５０を経由してインターフェース機器２００に転送される。インターフェース機器２００では、その受け取った圧縮データにデータ伸長処理が施されるが、このデータ伸長処理にあたっては、図３で説明した各種の符号化処理に対応する復号化処理が施されて元の入力画像ファイル中の画像データとほぼ同一の画像データが復元される。
In this way, a set of lower-order compressed data D2L and higher-order compressed data D2H output from each of the L-
図４は、図１に示すホストコントローラのハードウェア構成図である。 FIG. 4 is a hardware configuration diagram of the host controller shown in FIG.
図１に示すホストコントローラ１００は、図４に示す構成のコンピュータシステムで構成されている。
The
この図４に示す、コンピュータシステムで構成されたホストコントローラ１００には、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、通信インターフェース１１３、ハードディスクコントローラ１１４、ＦＤドライブ１１５、ＣＤＲＯＭドライブ１１６、マウスコントローラ１１７、キーボードコントローラ１１８、ディスプレイコントローラ１１９、および通信用ボード１２０が備えられており、これらはバス１１０で相互に接続されている。
4 includes a
ハードディスクコントローラ１１４は、このホストコントローラ１００に内蔵されているハードディスク１０４のアクセスを制御するものであり、ＦＤドライブ１１５、ＣＤＲＯＭドライブ１１６は、このホストコントローラ１００に取出し自在に装填されるフレキシブルディスク（ＦＤ）１３０、ＣＤＲＯＭ１４０のアクセスを制御するものである。また、マウスコントローラ１１７、キーボードコントローラ１１８は、このホストコントローラ１００に備えられたマウス１０７、キーボード１０８の操作を検出してＣＰＵ１１１に伝達する役割を担っている。さらに、ディスプレイコントローラ１１９は、このＣＰＵ１１１の指示に基づいて、ホストコントローラ１００に備えられた画像ディスプレイ１０９の表示画面上に画像を表示する役割を担っている。
The
通信用ボード１２０は、ＳＣＳＩ等の汎用インターフェースプロトコルに準拠した通信を担っており、圧縮後の画像データをインターフェースケーブル１５０を介してインターフェース機器２００（図１参照）に転送する役割を担っている。
The
さらに、通信用インターフェース１１３は、インターネット等の汎用の通信を担っており、このホストコントローラ１００は、この通信用インターフェース１１３を経由して画像データを取り込むこともできる。
Further, the
ＲＡＭ１１２には、ハードディスク１０４に格納されているプログラムが読み出されてＣＰＵ１１１での実行のために展開され、ＣＰＵ１１１では、そのＲＡＭ１１２に展開されたプログラムが読み出されて実行される。
A program stored in the
図５は、本発明のデータ圧縮プログラムの一実施形態に相当する画像圧縮処理プログラムの模式構成図である。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an image compression processing program corresponding to an embodiment of the data compression program of the present invention.
ここでは、この画像圧縮プログラム６００は、ＣＤＲＯＭ１４０に記憶されている。
Here, the
この画像圧縮プログラム６００は、差分符号化部６１０、フィルタリング処理部６１５、オフセット部６２０、プレーン分割部６３０、Ｌプレーン圧縮部６４０、Ｈプレーン圧縮部６５０から構成されている。このＣＤＲＯＭ１４０には、ここに示す画像圧縮プログラム６００のほか、図１に示すホストコントローラ１００における一連の処理を実行するための各種プログラムが記憶されているが、それらについては従来と同様であるため図示および説明は省略する。
The
この図５に示すＣＤＲＯＭ１４０が、図４に示すホストコントローラ１００に装填されＣＤＲＯＭドライブ１１６でアクセスされてそのＣＤＲＯＭ１４０に記憶されているプログラムがこのホストコントローラ１００にアップロードされ、ハードディスク１０４に記憶される。このハードディスク１０４に記憶されたプログラムがそのハードディスク１０４から読み出されてＲＡＭ１１２に展開されＣＰＵ１１１で実行されると、このホストコントローラ１００は、図３に示す画像圧縮装置５００としての処理を含む、ホストコントローラとしての各種処理を実行する装置として動作する。
The
ここで、図５に示す画像圧縮プログラム６００は、ホストコントローラ１００にインストールされてＣＰＵ１１１で実行されることにより、そのホストコントローラ１００内に図３に示す画像圧縮装置５００を実現するものであり、差分符号化部６１０、フィルタリング処理部６１５、オフセット部６２０、プレーン分割部６３０、Ｌプレーン圧縮部６４０、Ｈプレーン圧縮部６５０は、ＣＰＵ１１１で実行されることにより、そのホストコントローラ１００を、図３に示す画像圧縮装置５００を構成する、それぞれ、差分符号化部５１０、フィルタリング処理部５１５、オフセット部５２０、プレーン分割部５３０、Ｌプレーン圧縮部５４０、Ｈプレーン圧縮部５５０として動作させるプログラム部品である。つまり、これらのプログラム部品により、画像圧縮装置５００の構成要素がホストコントローラ１００上に実質的に構築されることとなる。
Here, the
図５の画像圧縮プログラム６００を構成する各部６１０〜６５０の、ＣＰＵ１１１で実行されたときの作用は、それぞれ、図３の画像圧縮装置５００を構成する各部５１０〜５５０の作用そのものである。したがって、図３の画像圧縮装置５００の各部５１０〜５５０に関する、これまでの説明、および、以下に説明する詳細説明をもって、図５の画像圧縮プログラム６００を構成する各部６１０〜６５０の説明を兼ねるものとする。
The operations of the
まず、フィルタリング処理部５１５で行われる処理について詳述する。
First, the process performed in the
図６は、図３のデータ圧縮装置５００に入力される入力画像ファイル中の画像データの構造を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the structure of image data in the input image file input to the
入力画像ファイル中の画像データで表される画像は、所定の主走査方向に画素がＭ個並んでなるラインが、その主走査方向とは直角な副走査方向にＮライン並ぶことによって構成されており、このような構成を反映してその画像データも、図６に示すように、主走査方向（図の左右方向）に画素値がＭ個並んでなるラインが、副走査方向（図の上下方向）にＮライン並んでいるという構造を備えている。この図では、上からｎ番目のライン中の、左からｍ番目の画素値はＤｎ，ｍと表記されており、この表記法を用いて、副走査方向にｎ番目のラインについては、主走査方向に並ぶ各画素の画素値が、その並び順に、
Ｄｎ，１，Ｄｎ，２，…，Ｄｎ，ｍ−１，Ｄｎ，ｍ，…，Ｄｎ，Ｍ−２，Ｄｎ，Ｍ−１，Ｄｎ，Ｍ
と表されている。
The image represented by the image data in the input image file is configured by arranging M lines in a predetermined main scanning direction and N lines in a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction. As shown in FIG. 6, the image data reflecting such a configuration also includes a line in which M pixel values are arranged in the main scanning direction (left-right direction in the figure). It has a structure in which N lines are aligned in the direction). In this figure, the m-th pixel value from the left in the n-th line from the top is represented as D n, m, and the n-th line in the sub-scanning direction using this notation is the main line. The pixel values of the pixels arranged in the scanning direction are
Dn , 1 , Dn , 2 , ..., Dn , m-1 , Dn , m , ..., Dn , M-2 , Dn , M-1 , Dn , M
It is expressed.
フィルタリング処理部５１５に上記の構造のデータが入力されると、フィルタリング処理部５１５では、このデータにおいて、データのへりの部分に位置する画素、すなわち、１番目のライン中の画素、Ｎ番目のライン中の画素、各ライン中の左端に位置する画素、および各ライン中の右端に位置する画素については、その画素値をそのまま出力する。これらの画素以外については、上からｎ番目のライン中の、左からｍ番目の画素値Ｄｎ，ｍを（ここでは、ｎ＝２〜Ｎ−１、ｍ＝２〜Ｍ−１とする）、下記のルールに従って、新たなデータ値Ｐｎ，ｍに書き換える。
｜Ｄｎ，ｍ−Ｆ｜＜Ｒ ならば、Ｐｎ，ｍ＝Ｆ ……………（１）
Ｄｎ，ｍ−Ｆ≧Ｒ ならば、Ｐｎ，ｍ＝Ｆ＋Ｒ ……………（２）
Ｄｎ，ｍ−Ｆ≦Ｒ ならば、Ｐｎ，ｍ＝Ｆ−Ｒ ……………（３）
ここで、上式（１）〜（３）に現れるＲは定数であり、Ｆは下記で定義される値である。
Ｆ＝（Ｄｎ−１，ｍ−１＋Ｄｎ−１，ｍ＋Ｄｎ−１，ｍ＋１＋Ｄｎ，ｍ−１＋Ｄｎ，ｍ＋Ｄｎ，ｍ＋１＋Ｄｎ＋１，ｍ−１＋Ｄｎ＋１，ｍ＋Ｄｎ＋１，ｍ＋１）／９ ……………（４）
以下、上式（１）〜（４）で定義されるデータ変換の意味について説明する。
When the data having the above structure is input to the
If | D n, m −F | <R, then P n, m = F (1)
If D n, m −F ≧ R, then P n, m = F + R (2)
If D n, m −F ≦ R, then P n, m = F−R (3)
Here, R appearing in the above formulas (1) to (3) is a constant, and F is a value defined below.
F = (Dn -1, m-1 + Dn -1, m + Dn -1, m + 1 + Dn , m-1 + Dn , m + Dn , m + 1 + Dn + 1, m-1 + Dn + 1, m + Dn + 1, m + 1 ) / 9 …………… (4)
Hereinafter, the meaning of the data conversion defined by the above formulas (1) to (4) will be described.
式（４）で定義されるＦは、図６の中央部に示す、画素値Ｄｎ，ｍを中心とする３×３個の画素値のブロックの平均値を表している。フィルタリング処理部５１５では、画素値Ｄｎ，ｍの書き換えを行うに際し、この画素値Ｄｎ，ｍと平均値Ｆとの差が、所定幅内に収まっているか否かについて判定を行う。この所定幅が上式（１）〜（３）に現れるＲであり、このＲが、画素値Ｄｎ，ｍと平均値Ｆとの差の大きさの評価基準となっている。このＲは、ユーザから指定された圧縮率に応じて決定される定数であり、圧縮率が大きいほど大きな値となる。
F defined by Equation (4) represents an average value of a block of 3 × 3 pixel values centered on the pixel value D n, m shown in the center of FIG. When the pixel value D n, m is rewritten, the
フィルタリング処理部５１５は、画素値Ｄｎ，ｍと平均値Ｆとの差が、この所定幅Ｒ内に収まっている場合には、式（１）のように平均値Ｆを、画素値Ｄｎ，ｍの書き換えデータ値Ｐｎ，ｍとして出力する。すなわち、画素値Ｄｎ，ｍが、平均値Ｆと大差ないと考えられるときには、画素値Ｄｎ，ｍは、その平均値Ｆに書き換えられることとなる。
When the difference between the pixel value D n, m and the average value F is within the predetermined width R, the
一方、画素値Ｄｎ，ｍが、平均値Ｆに比べて所定幅Ｒ以上に大きい場合には、式（２）のようにＦ＋Ｒが、画素値Ｄｎ，ｍの書き換えデータ値Ｐｎ，ｍとして出力される。すなわち、画素値Ｄｎ，ｍが、平均値Ｆよりも大きすぎると考えられるときには、画素値Ｄｎ，ｍは、その平均値に所定幅Ｒを加えただけの、元のＤｎ，ｍよりは平均値に近い値に書き換えられることとなる。 On the other hand, when the pixel value D n, m is larger than the predetermined value R as compared with the average value F, F + R becomes the rewritten data value P n, m of the pixel value D n, m as shown in the equation (2). Is output as That is, when the pixel value D n, m is considered to be too larger than the average value F, the pixel value D n, m is greater than the original D n, m obtained by adding the predetermined width R to the average value. Is rewritten to a value close to the average value.
また、画素値Ｄｎ，ｍが、平均値Ｆに比べて所定幅Ｒ以上に小さい場合には、式（３）のようにＦ−Ｒを、画素値Ｄｎ，ｍの書き換えデータ値Ｐｎ，ｍとして出力される。すなわち、
画素値Ｄｎ，ｍが、平均値Ｆよりも小さすぎると考えられるときには、画素値Ｄｎ，ｍは、その平均値から所定幅Ｒを引いただけの、元のＤｎ，ｍよりは平均値に近い値に書き換えられることとなる。
In addition, when the pixel value D n, m is smaller than the predetermined width R compared to the average value F, FR is changed to the rewritten data value P n of the pixel value D n, m as shown in Expression (3). , M. That is,
When the pixel value D n, m is considered to be too small than the average value F, the pixel value D n, m is an average value that is less than the original D n, m by subtracting a predetermined width R from the average value. Will be rewritten to a value close to.
まとめると、上式（１）〜（４）で定義されるデータ変換によって元の画像データの画素値は、この画素値のブロックの平均値に近い値の場合には平均値に書き換えられ、この画素値のブロックの平均値とかけ離れて大きいか、あるいはかけ離れて小さいといった画素値はならされることになる。フィルタリング処理部５１５における、このようなフィルタリング処理の結果、元の画像データは、隣接する数値間の相関が強いデータに変換され、圧縮されやすいデータとなる。
In summary, the pixel value of the original image data is rewritten to the average value when the pixel value is close to the average value of the block of the pixel value by the data conversion defined by the above formulas (1) to (4). Pixel values that are far apart from the average value of the block of pixel values are large or far apart are small. As a result of such filtering processing in the
なお、上記のフィルタリング処理部５１５では、データのへりの部分に位置する画素（１番目のライン中の画素、Ｎ番目のライン中の画素、各ライン中の左端に位置する画素、および各ライン中の右端に位置する画素）については、それらの画素値をそのまま出力するものであったが、本発明は、データのへりの部分に位置する画素の画素値についてもこの画素値を含むブロック（例えば２×２個の画素値のブロック）の平均値との差に応じて画素値の書き換えを行うものであってもよい。
In the
また、本発明は、画素値のブロックとしては、上記のように３×３個の画素値のブロックの代わりに、同じライン上の連続した３個の画素値のブロックなど、その画素値を取り囲む画素値の一部とその画素値とからなるブロックを採用してもよく、本発明は、こうしたブロックの取り方には限定されない。 Further, in the present invention, as a block of pixel values, instead of the block of 3 × 3 pixel values as described above, a block of three pixel values that are continuous on the same line is surrounded by the pixel value. A block consisting of a part of the pixel value and the pixel value may be adopted, and the present invention is not limited to the method of taking such a block.
また、上記のフィルタリング処理部５１５では、書き換え対象となる画素値と、その画素値のブロックの平均値との差分の大きさに応じて、書き換え処理の分岐を行うものであるが、本発明は、ブロックの平均値との差分に限らず、ブロックの各数値と書き換え対象となる画素値との差分の２乗和の平方根を求めて、その２乗和の平方根の大きさに応じて、書き換え処理の分岐を行うものであってもよい。
The
フィルタリング処理部５１５でのフィルタリング処理後のデータは、次に図３の２次元差分符号化部５１０に入力される。
The data after filtering processing by the
図７は、図３の差分符号化部５１０に入力されるデータの構造を示す図、図８は、このデータに対して２次元差分符号化処理が施された後のデータの構造を示す図である。
7 is a diagram illustrating the structure of data input to the
差分符号化部５１０に入力されるデータ（フィルタリング処理後のデータ）は、図６に示す、フィルタリング処理前のデータと同様に、図７に示すように、主走査方向（図の左右方向）にデータ値がＭ個並んでなるラインが、副走査方向（図の上下方向）にＮライン並んでいるという構造を備えている。この図７では、上述したフィルタリング処理で得られたデータ値が並んでいる様子が示されており、図７では、これらのデータ値は、１６進表示で表されている。図３に示す差分符号化部５１０には、上記のような構造のデータが入力されて２次元差分符号化処理が施され、主走査方向に隣接するデータ値の差分における副走査方向での更なる差分が求められる。
Similarly to the data before the filtering process shown in FIG. 6, the data input to the differential encoding unit 510 (the data after the filtering process) is shown in FIG. 7 in the main scanning direction (the horizontal direction in the figure). It has a structure in which M lines of data values are arranged in N lines in the sub-scanning direction (vertical direction in the figure). FIG. 7 shows a state in which the data values obtained by the filtering process described above are arranged. In FIG. 7, these data values are represented in hexadecimal display. The
図８には、２次元差分符号化処理が施されたデータの構造が示されており、このデータも、２次元差分符号化後のデータ値が主走査方向にＭ個並んでなるラインが、副走査方向にＮライン並んでいるという構造を備えている。この図では、上からｎ番目のライン中の、左からｍ番目の、２次元差分符号化後のデータ値は、Ｘｎ，ｍと表記されており、以下では、ｎ＝１〜Ｎ、ｍ＝１〜Ｍとして説明を行う。この２次元差分符号化後のデータ値Ｘｎ，ｍは、図７の中央部に示す、２次元差分符号化前の４つのデータ値｛Ｐｎ−１，ｍ−１，Ｐｎ−１，ｍ，Ｐｎ，ｍ−１，Ｐｎ，ｍ｝から、下記の変換式によって得られる。
Ｘｎ，ｍ＝（Ｐｎ，ｍ−Ｐｎ，ｍ−１）−（Ｐｎ−１，ｍ−Ｐｎ−１，ｍ−１） …（５）
ここで、ｎ＝１の場合やｍ＝１の場合には、式（５）の右辺の２次元差分符号化前のデータ値の添え字に０が現れることとなるが、添え字が０となるデータ値については、下記のように定義する。
Ｐ０，０＝Ｐ０，ｍ＝００ （ｍ＝１〜Ｍ）， Ｐｎ，０＝Ｐｎ−１，Ｍ （ｎ＝１〜Ｎ）…（６） ここで、式（６）の「００」は、データ値を１６進表示で表したときに値がゼロであることを表している。以下、式（５）および式（６）の意味について簡単に説明する。
FIG. 8 shows the structure of data that has been subjected to the two-dimensional differential encoding process. This data also includes a line in which M data values after the two-dimensional differential encoding are arranged in the main scanning direction. It has a structure in which N lines are arranged in the sub-scanning direction. In this figure, the m-th data value after the two-dimensional differential encoding from the left in the n-th line from the top is expressed as X n, m , and in the following, n = 1 to N, m = 1 to M will be described. The data values X n, m after the two-dimensional differential encoding are four data values {P n−1, m−1 , P n−1, before the two-dimensional differential encoding shown in the center of FIG. m 2 , P n, m−1 , P n, m } is obtained by the following conversion formula.
X n, m = (P n , m -P n, m-1) - (P n-1, m -P n-1, m-1) ... (5)
Here, when n = 1 or m = 1, 0 appears in the subscript of the data value before the two-dimensional differential encoding on the right side of Equation (5), but the subscript is 0. The following data value is defined as follows.
P 0,0 = P 0, m = 00 (m = 1 to M ), P n, 0 = P n−1, M (n = 1 to N) (6) where “ “00” indicates that the value is zero when the data value is expressed in hexadecimal. Hereinafter, the meanings of the expressions (5) and (6) will be briefly described.
式（５）は、主走査方向に隣接するデータ値どうしの差分（すなわち、カッコの中の値）における副走査方向での更なる差分によって２次元差分符号化後のデータ値Ｘｎ，ｍが得られることを表しており、２次元差分符号化前のデータ値Ｐｎ，ｍが隣接するデータ値と相関が強い（すなわち同じような大きさのデータ値である）場合には、２次元差分符号化後のデータ値Ｘｎ，ｍは、ゼロに近い値となる。 Equation (5) indicates that the data value X n, m after the two-dimensional differential encoding is obtained by the further difference in the sub-scanning direction in the difference between data values adjacent in the main scanning direction (that is, the value in parentheses). If the data value P n, m before the two-dimensional differential encoding is strongly correlated with the adjacent data value (that is, the data value has the same size), the two-dimensional difference The encoded data value X n, m is a value close to zero.
式（６）は、副走査方向の仮想的な０番目のラインと、各ラインの左から０番目の仮想的なデータ値とを新たに設けたときの各データ値の定義を表す式である。主走査方向については左端のデータ値（左から０番目のデータ値Ｐｎ，０）とそのラインより１ライン前のラインの右端のデータ値Ｐｎ−１，Ｍとを同一視するという定義となっている。また、副走査方向については、図の一番上側のデータ値（０番目のライン上のデータ値）、すなわち、Ｐ０，０やＰ０，ｍが全て０に固定された定義となっている。 Expression (6) is an expression representing the definition of each data value when a virtual 0th line in the sub-scanning direction and the 0th virtual data value from the left of each line are newly provided. . With respect to the main scanning direction, the definition is that the leftmost data value (the 0th data value P n, 0 from the left) and the rightmost data value P n−1, M of the line one line before the line are identified. It has become. The sub-scanning direction is defined such that the uppermost data value (data value on the 0th line) in the drawing, that is, P 0,0 and P 0, m are all fixed to 0. .
２次元差分符号化後のデータにおいて、１ライン目のデータ値、および各ラインの１番目のデータ値については、式（５）の変換式の右辺に、添え字が「０」である項が現れるため、式（６）の定義が適用されることとなる。具体的には上記の式（５）および式（６）により、２次元差分符号化後の１ライン目のデータ値は、
Ｘ１，１＝Ｐ１，１，
Ｘ１，２＝Ｐ１，２−Ｐ１，１，
Ｘ１，３＝Ｐ１，３−Ｐ１，２，
…………
Ｘ１，Ｍ＝Ｐ１，Ｍ−Ｐ１，Ｍ−１
のように表される。
In the data after the two-dimensional differential encoding, for the data value of the first line and the first data value of each line, there is a term whose subscript is “0” on the right side of the conversion formula of Formula (5). In order to appear, the definition of Formula (6) will be applied. Specifically, according to the above equations (5) and (6), the data value of the first line after two-dimensional differential encoding is
X 1,1 = P 1,1 ,
X 1,2 = P 1,2 -P 1,1 ,
X 1,3 = P 1,3 -P 1,2,
…………
X 1, M = P 1, M -
It is expressed as
一方、２次元差分符号化後のデータにおいて、各ラインの１番目のデータ値については、上記の式（６）により、
Ｘ１，１＝Ｐ１，１，
Ｘ２，１＝（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ）−Ｐ１，１，
Ｘ３，１＝（Ｐ３，１−Ｐ２，Ｍ）−（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ），
…………
ＸＮ，１＝（ＰＮ，１−ＰＮ−１，Ｍ）−（ＰＮ−１，１−ＰＮ−２，Ｍ）
のように表される。このように、１ライン目のデータ値、および各ラインの１番目のデータ値については、その変換の仕方がやや特殊であるが、これらのデータ値以外のデータ値については、式（６）の定義が適用されることなく、式（５）がそのまま適用される。例えば、２ライン目のデータ値のうち一番左端を除いたデータ値は、
Ｘ２，２＝（Ｐ２，２−Ｐ２，１）−（Ｐ１，２−Ｐ１，１），
Ｘ２，３＝（Ｐ２，３−Ｐ２，２）−（Ｐ１，３−Ｐ１，２），
…………
Ｘ２，Ｍ＝（Ｐ２，Ｍ−Ｐ２，Ｍ−１）−（Ｐ１，Ｍ−Ｐ１，Ｍ−１）
のように表される。
On the other hand, in the data after the two-dimensional differential encoding, the first data value of each line is expressed by the above equation (6).
X 1,1 = P 1,1 ,
X 2,1 = (P 2,1 -P 1, M ) -P 1,1 ,
X 3,1 = (P 3,1 -P 2, M )-(P 2,1 -P 1, M ),
…………
X N, 1 = (P N , 1 -P N-1, M) - (P N-1,1 -P N-2, M)
It is expressed as In this way, the data value of the first line and the first data value of each line have a slightly special conversion method. However, for data values other than these data values, the expression (6) Expression (5) is applied as it is without applying the definition. For example, the data value excluding the leftmost of the data values on the second line is
X 2,2 = (P 2,2 -P 2,1 ) - (
X 2,3 = (P 2,3 -P 2,2 ) - (
…………
X 2, M = (P 2 , M -
It is expressed as
この２次元差分符号化処理を、具体的な数値を用いて説明する。 This two-dimensional differential encoding process will be described using specific numerical values.
図９は、図３のデータ圧縮装置５００を構成する差分符号化部５１０における２次元差分符号化処理を例示して示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a two-dimensional differential encoding process in the
この図の左側（パート（Ａ））に示す各数値が画像データを構成するデータ値であり、この図の右側（パート（Ｂ））に示す各数値が２次元差分符号化処理で出力される出力値である。この図の横方向が主走査方向であり、主走査方向に並んだ８つの数値の並びが上記のラインである。この図に示すデータにはこうした８つの数値が並んだラインが全部で８本あり、図７および図８のデータにおいてＮ＝８，Ｍ＝８の場合のデータに相当する。 Each numerical value shown on the left side (part (A)) of this figure is a data value constituting the image data, and each numerical value shown on the right side (part (B)) of this figure is output by the two-dimensional differential encoding process. Output value. The horizontal direction in this figure is the main scanning direction, and the line of eight numerical values arranged in the main scanning direction is the above line. The data shown in this figure has a total of eight lines in which these eight numerical values are arranged, which corresponds to the data in the case of N = 8 and M = 8 in the data of FIGS.
図９のパート（Ａ）に示すデータの２次元差分符号化処理では、先ず、１ライン目の各データ値「９０ ８Ａ ８Ａ ７Ｂ …」のうち、一番左の「９０」については、この値がそのまま上記のＸ１，１として出力され、それ以外のＸ１，２，Ｘ１，３，…については、主走査方向に隣接するデータ値どうしの差分の値「８Ａ−９０＝ＦＡ」「８Ａ−８Ａ＝００」…が出力される。ここで、「８Ａ」から「９０」を引き算した結果は実際には負の数となり、９ビットで「１ＦＡ」と表されるが、ＭＳＢの１ビットである最上位の「１」は省略し、下位８ビットである「ＦＡ」のみを出力する。
In the two-dimensional differential encoding process of data shown in part (A) of FIG. 9, first, among the data values “90
２ライン目については、Ｘ２，１を求める式、
Ｘ２，１＝（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ）−Ｐ１，１
において、Ｍ＝８としたときの右辺の｛Ｐ２，１，Ｐ１，８，Ｐ１，１｝に対し、図９のパート（Ａ）に示す数値が代入されて、「（８７−５８）−９０＝９Ｆ」がＸ２，１として出力される。それ以外のＸ２，２，Ｘ２，３，…については、２ライン目についての主走査方向に隣接するデータ値どうしの差分と、１ライン目についての主走査方向に隣接するデータ値どうしの差分とのさらなる差分の値「（８４−８７）−（８Ａ−９０）＝３」「（８８−８４）−（８Ａ−８Ａ）＝０４」…が出力される。
For the second line, the formula to find X 2,1
X 2,1 = (P 2,1 -P 1, M ) -P 1,1
9, the numerical values shown in Part (A) of FIG. 9 are substituted for {P 2,1 , P 1,8 , P 1,1 } on the right side when M = 8, and “(87-58 ) -90 = 9F "is output as X 2,1 . For other X 2,2 , X 2,3 ,..., The difference between the data values adjacent in the main scanning direction for the second line and the data values adjacent in the main scanning direction for the first line. Further difference values “(84−87) − (8A−90) = 3”, “(88−84) − (8A−8A) = 04”.
３ライン目については、Ｘ３，１を求める式、
Ｘ３，１＝（Ｐ３，１−Ｐ２，Ｍ）−（Ｐ２，１−Ｐ１，Ｍ）
において、Ｍ＝８としたときの右辺の｛Ｐ３，１，Ｐ２，８，Ｐ２，１，Ｐ１，８｝に、図９のパート（Ａ）に示す数値が代入されて、「（８Ｂ−４Ｃ）−（８７−５８）＝１０」がＸ３，１として出力される。それ以外のＸ３，２，Ｘ３，３，…については、３ライン目についての主走査方向に隣接するデータ値どうしの差分と、２ライン目についての主走査方向に隣接するデータ値どうしの差分とのさらなる差分の値「（８６−８Ｂ）−（８４−８７）＝ＦＥ」「（８Ａ−８６）−（８８−８４）＝００」…が出力される。
For the third line, the equation for determining X 3,1 ,
X 3,1 = (P 3,1 -P 2, M )-(P 2,1 -P 1, M )
9, the numerical values shown in Part (A) of FIG. 9 are substituted into {P 3,1 , P 2,8 , P 2,1 , P 1,8 } on the right side when M = 8. (8B-4C)-(87-58) = 10 "is output as X 3,1 . For other X 3,2 , X 3,3 ,..., The difference between the data values adjacent in the main scanning direction for the third line and the data values adjacent in the main scanning direction for the second line. Further difference values “(86−8B) − (84−87) = FE”, “(8A−86) − (88−84) = 00”... Are output.
以下、４ライン目以降についても、３ライン目の演算と同じ演算を繰り返すことにより、図９のパート（Ｂ）に示す各数値が得られることとなる。 Hereinafter, for the fourth and subsequent lines, by repeating the same calculation as the calculation for the third line, the numerical values shown in Part (B) of FIG. 9 are obtained.
図１に示すインターフェース機器２００では、このように２次元差分符号化されたデータに対してデータの復号化処理が行われる。この復号化処理では、２次元差分符号化されたデータの値からＰｎ，ｍを求める式が使用されており、この式は以下のようにして求めることができる。
In the
２次元差分符号化後のデータ値Ｘｉ，ｊを、ｉ＝１からｉ＝ｍまで足し上げ、さらにｊ＝１からｊ＝ｍについて足し上げた結果は、式（５）および式（６）を用いて下記の式（７）のように表される。 The data values X i, j after two-dimensional differential encoding are added from i = 1 to i = m, and further added from j = 1 to j = m. Is expressed as in the following formula (7).
ここで、式の途中に現れる｛Ｐ０，０，Ｐｎ，０，Ｐ０，ｍ｝に対して、式（６）が適用されている。この式から、２次元差分符号化前のデータ値Ｐｎ，ｍは、下記の式（８）のように表される。 Here, the expression (6) is applied to {P 0,0 , P n, 0 , P 0, m } appearing in the middle of the expression. From this equation, the data value P n, m before the two-dimensional differential encoding is expressed as the following equation (8).
図１に示すインターフェース機器２００では、上記の式（８）により、先ず、１ライン目のデータ値Ｐ１，１，Ｐ１，２，…，Ｐ１，Ｍが求められる。例えば、１ライン目のデータ値のうち主走査方向にｍ番目のデータ値は、上記の式（８）にｎ＝１を代入し、さらに式（６）のＰ０，Ｍ＝０を利用して、下記の式（９）のように表される。
In the
このようにして、１ライン目のデータ値、Ｐ１，１，Ｐ１，２，…，Ｐ１，Ｍがすべて求められる。 In this way, the data values of the first line, P 1,1 , P 1,2 ,..., P 1, M are all obtained.
２ライン目のデータ値Ｐ２，１，Ｐ２，１，…，Ｐ２，Ｍについては、同様に上記の式（８）にｎ＝２を代入し、さらに１ライン目のデータ値の複合化で得られたＰ１，Ｍを用いることで求めることができる。例えば、２ライン目のデータ値のうち主走査方向にｍ番目のデータ値は、下記の式（１０）のように表される。 For the data values P 2,1 , P 2,1 ,..., P 2, M on the second line, similarly, n = 2 is substituted into the above equation (8), and further the data value of the first line is combined. It can be obtained by using P1 , M obtained by the conversion. For example, the m-th data value in the main scanning direction among the data values of the second line is represented by the following equation (10).
３ライン目以降のデータ値についても同様にして、上記の式（１０）やそれ以降の計算で複合化されたデータ値を用いて求めることができる。図１に示すインターフェース機器２００では、このような方式でデータの復号化処理が行われる。
Similarly, the data values for the third and subsequent lines can be obtained using the above-described equation (10) and the data values combined in the subsequent calculations. In the
図３の差分符号化部５１０では、以上説明したような２次元差分符号化が画像データに施される。この２次元差分符号化によって得られるデータは、図３のオフセット部５２０に入力され、そのデータの各数値について所定のオフセット値が加算され、データが下位サブプレーンＤ１Ｌと上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。ここでは、データの分割までの処理についてＣＴの画像データを例に用いて具体的に説明する。
In the
図１０は、ＣＴの画像データの例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of CT image data.
この図１０のパート（Ａ）には、ＣＴの画像データが表しているＣＴ画像の一例としてモノクロの風景画像が示されており、本実施形態では、このようなＣＴ画像の各画素における色の濃度が８ビットの数値で表現された画像データが用いられる。図１０のパート（Ｂ）には、パート（Ａ）に示す風景画像を表す画像データにおけるデータ値のヒストグラムが示されており、このヒストグラムの横軸はデータ値、縦軸はデータ数（画素数）を表している。ＣＴ画像では一般に、ヒストグラムの幅が広く、ヒストグラム中でデータ数の山谷は生じてもヒストグラムの途中にデータ数が「０」の領域が生じることは極めてまれである。 Part (A) of FIG. 10 shows a monochrome landscape image as an example of a CT image represented by CT image data. In this embodiment, the color of each pixel of such a CT image is changed. Image data represented by numerical values having a density of 8 bits is used. Part (B) of FIG. 10 shows a histogram of data values in the image data representing the landscape image shown in Part (A), where the horizontal axis of the histogram is the data value, and the vertical axis is the number of data (number of pixels). ). In general, in a CT image, the width of a histogram is wide, and even if there are peaks and valleys in the number of data in the histogram, it is extremely rare that an area with the number of data “0” occurs in the middle of the histogram.
図１１は、ＣＴの画像データに対する差分符号化およびオフセットの効果を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of differential encoding and offset on CT image data.
この図１１のパート（Ａ）には、図１０に示したＣＴの画像データに対して差分符号化が施されて得られるデータのヒストグラムが示されており、このヒストグラムの横軸はデータ値、縦軸は出現頻度を表している。ＣＴの画像データに対して、図７および図９で説明した差分符号化が施されると、データのヒストグラムは、一般に、この図１１のパート（Ａ）に示すような、最小データ値と最大データ値の双方に鋭いピークを有するヒストグラムとなる。そして、このようなデータに対してオフセットが施されると、データのヒストグラムは、図１１のパート（Ｂ）に示すような、オフセット値のところに鋭いピークを持つヒストグラムとなる。本実施形態ではオフセット値として「８」が用いられており、オフセットの結果、値が「１６」以上となるデータの頻度はほとんど「０」となっている。 In part (A) of FIG. 11, a histogram of data obtained by performing differential encoding on the CT image data shown in FIG. 10 is shown. The vertical axis represents the appearance frequency. When the differential encoding described with reference to FIGS. 7 and 9 is performed on the CT image data, the data histogram generally has a minimum data value and a maximum data as shown in part (A) of FIG. A histogram with sharp peaks on both data values. When such data is offset, the data histogram becomes a histogram having a sharp peak at the offset value as shown in Part (B) of FIG. In the present embodiment, “8” is used as the offset value, and the frequency of data whose value is “16” or more is almost “0” as a result of the offset.
このように差分符号化およびオフセットによってヒストグラムが変形されたデータは、図３のプレーン分割部５３０によって下位サブプレーンＤ１Ｌと上位サブプレーンＤ１Ｈとに分割される。
The data in which the histogram is deformed by differential encoding and offset in this way is divided into the lower subplane D1L and the upper subplane D1H by the
図１２は、プレーン分割部５３０によるデータ分割の効果を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the effect of data division by the
この図１２には、図１１のパート（Ｂ）に示すヒストグラムがデータ値「１５」とデータ値「１６」との間で切り離されたヒストグラムが示されており、図３のプレーン分割部５３０によるデータ分割は、まさにこのようなヒストグラムの分割に相当する効果を生じる。すなわち、本実施形態では、データを構成している８ビットの各数値が上位４ビットと下位４ビットとに分割されることで、下位４ビットが表す数値の連続からなる下位サブプレーンＤ１Ｌと上位４ビットが表す数値の連続からなる上位サブプレーンＤ１Ｈとが得られる。そして、下位サブプレーンＤ１Ｌを構成する４ビットの数値が値「０」から値「１５」までの各数値をそのまま表現していて、上位サブプレーンＤ１Ｈを構成する４ビットの数値の場合は、値「１６」から値「２５６」までの、１６間隔１６種類の数値を表現していると解釈すると、下位サブプレーンＤ１Ｌのヒストグラムは、この図１２の左側に示されたヒストグラムとほぼ同じものとなり、上位サブプレーンＤ１Ｈのヒストグラムは、図１２の右側に示されたヒストグラムとほぼ同じものとなる。ただし、上位サブプレーンＤ１Ｈのヒストグラムについては、図１２の右側に示されたヒストグラムのデータ値「１６」のところに、図１２の左側に示されたヒストグラムの面積に等しい高さのピークが付加されたものとなる。
FIG. 12 shows a histogram in which the histogram shown in Part (B) of FIG. 11 is separated between the data value “15” and the data value “16”. The
ここで、図３のフィルタリング処理部５１５における、上述したフィルタリング処理の効果を確かめるため、フィルタリング処理を経ずに図１０〜図１２の手続きに従って求められたヒストグラムと、フィルタリング処理を経てから図１０〜図１２の手続きに従って求められたヒストグラムとを比較する。
Here, in order to confirm the effect of the above-described filtering processing in the
図１３は、所定の画像について、フィルタリング処理を経ずに求められたヒストグラムを表した図、図１４は、その同じ画像について、フィルタリング処理を経てから求められたヒストグラムを表した図である。 FIG. 13 is a diagram showing a histogram obtained for a predetermined image without performing the filtering process, and FIG. 14 is a diagram showing a histogram obtained for the same image after the filtering process.
図１３のヒストグラムと、図１４のヒストグラムとの比較から明らかなように、フィルタリング処理を経ずに求められた図１３のヒストグラムに比べ、フィルタリング処理を経てから求められた図１４のヒストグラムは、画素データの値が９付近に集中する度合が高く、極めて急峻なピークを持つヒストグラムとなっている。 As is clear from the comparison between the histogram of FIG. 13 and the histogram of FIG. 14, the histogram of FIG. 14 obtained after the filtering process is compared to the histogram of FIG. 13 obtained without the filtering process. The degree of concentration of data values near 9 is high, and the histogram has a very steep peak.
上述のフィルタリング処理の箇所で説明したように、フィルタリング処理においては、各画素値の位置を中心とする画素値のブロックの平均値と、各画素値との差分の大きさが指定された圧縮率に応じて決まる所定値未満であれば各画素値をブロックの平均値に書き換え、その差分の大きさが上記の所定値以上であれば各画素値を差分の大きさが上記の所定値となるように各画素値を書き換える処理（以下では、フィルタリング処理と呼ぶ）が行われるので、画像データは、隣接する数値間の相関が強いデータに変換される。このため、フィルタリング処理のデータは、図１４のヒストグラムのようにきわめて急峻なピークを持つヒストグラムで表されるデータ分布を示すようになる。 As described above in the section of the filtering process, in the filtering process, the compression rate in which the average value of the block of pixel values centered on the position of each pixel value and the magnitude of the difference between each pixel value are specified. Each pixel value is rewritten to the average value of the block if it is less than a predetermined value determined according to the value, and if the magnitude of the difference is greater than or equal to the above predetermined value, the magnitude of the difference becomes the above predetermined value. Thus, since the process of rewriting each pixel value (hereinafter referred to as filtering process) is performed, the image data is converted into data having a strong correlation between adjacent numerical values. Therefore, the data of the filtering process shows a data distribution represented by a histogram having a very steep peak like the histogram of FIG.
以下では、上位サブプレーンＤ１Ｈと下位サブプレーンＤ１Ｌとに分割された後のデータの処理について説明する。まず、上位サブプレーンＤ１Ｈに対する処理について説明する。 Hereinafter, data processing after being divided into the upper subplane D1H and the lower subplane D1L will be described. First, processing for the upper subplane D1H will be described.
図１２の右側に示されたヒストグラムにおいて画素の出現頻度がほとんどゼロに近いことからわかるように、上位サブプレーンＤ１Ｈ中の数値は、ゼロに近い値（１６進数表示での「００」や「０１」や「ＦＦ」）の連続が多いことが予想される。このため、上位サブプレーンＤ１Ｈに圧縮を施すには、同一の数値の連続を符号化することで圧縮を行うランレングス符号化が有効であり、上位サブプレーンＤ１Ｈは、図３に示すＨプレーン圧縮部５５０の構成要素の１つであるランレングス符号化部５５１に入力される。
As can be seen from the fact that the pixel appearance frequency is almost zero in the histogram shown on the right side of FIG. 12, the numerical values in the upper subplane D1H are values close to zero (“00” or “01” in hexadecimal notation). ”And“ FF ”) are expected to be continuous. For this reason, in order to compress the upper subplane D1H, run-length encoding that compresses by continuation of the same numerical value is effective, and the upper subplane D1H is H plane compression shown in FIG. This is input to a run-
本実施形態では、処理の都合上、ランレングス符号化部５５１で、上位サブプレーンＤ１Ｈを構成する連続した４ビットの数値が２つで１つの８ビットの数値として取り扱われ、１６進数表示で値「００」から値「ＦＦ」までの数値の連続に対して以下の符号化処理が適用される。
In this embodiment, for the sake of processing, the run-
この符号化処理では、複数の８ビットの数値のうちの特定の数値についてのみ符号化処理が行なわれる。このため、このランレングス符号化部５５１では、受け取ったデータの中から、符号化処理を行なう数値（ここでは、この数値を「圧縮対象数値」と称する）と、その圧縮対象数値の連続数が検出される。
In this encoding process, the encoding process is performed only for a specific numerical value among a plurality of 8-bit numerical values. For this reason, in the run
本実施形態では、一例として、「０１」、「ＦＦ」および「００」の３つの数値を圧縮対象数値としている。 In this embodiment, as an example, three numerical values “01”, “FF”, and “00” are set as compression target numerical values.
図１５は、図３に示すランレングス符号化部５５１での符号化の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of encoding in the run-
図１５の上のラインは、上位サブプレーンＤ１Ｈを構成するデータ、下のラインは、ランレングス符号化部５５１での符号化処理を行なった後のデータである。
The upper line in FIG. 15 is data constituting the upper subplane D1H, and the lower line is data after the encoding process in the run-
ここでは、図１５の上のラインに示すように、ランレングス符号化部５５１からは、
「０６ ０２ ０２ ０２ ０１ ０１ ０１ ０１ ０４ ０５ ００ … 」
なるデータが入力されたものとする。このとき、図３のランレングス符号化部５５１では、先頭の「０６」は圧縮対象数値ではなく、次に続く「０２ ０２ ０２」も圧縮対象数値ではなく、次に、圧縮対象数値である「０１」が４つ連続していること、次に、圧縮対象数値ではない「０４」、「０５」を間に置いて、圧縮対象数値である「００」が３２７６７個連続していることが検出される。
Here, as shown in the upper line of FIG. 15, from the run-
"06 02 02 02 01 01 01 01 01 04 05 00 ..."
It is assumed that the following data is input. At this time, in the run-
図１６は、ランレングス符号化部における、圧縮対象数値を対象にした符号化のアルゴリズムを示す図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an encoding algorithm for a numerical value to be compressed in the run-length encoding unit.
この図１６中、Ｚは同一の圧縮対象数値の連続数、例えば図１５の上のラインの「０１」についてはＺ＝４、「００」についてはＺ＝３２７６７である。 In FIG. 16, Z is a continuous number of the same numerical values to be compressed, for example, Z = 4 for “01” in the upper line of FIG. 15, and Z = 32767 for “00”.
また、図１６中、「ＹＹ」は、１６進２桁で表わされた圧縮対象数値自体を表わしている。その「ＹＹ」に続く、「０」又は「１」は１ビットで表現された「０」又は「１」であり、さらにそれに続く「ＸＸＸ ＸＸＸＸ…」は、１つの「Ｘ」が１ビットを表わしており、この「ＸＸＸ ＸＸＸＸ…」でＺの値を表現している。 In FIG. 16, “YY” represents the numerical value to be compressed itself represented by two hexadecimal digits. “0” or “1” following “YY” is “0” or “1” expressed by 1 bit, and “XXX XXXX... This “XXX XXXX...” Represents the value of Z.
すなわち、図１６は、圧縮対象数値「ＹＹ」がＺ＜１２８連続するときは、１バイト目で圧縮対象数値「ＹＹ」を表現し、それに続く１バイトで、先頭ビットが「０」、それに続く７ビットでＺの値を表現すること、また、圧縮対象数値「ＹＹ」がＺ≧１２８連続するときは、１バイト目で圧縮対象数値「ＹＹ」を表現し、それに続く２バイト（１６ビット）のうちの先頭の１ビットを「１」とすることで２バイトに跨って表現されていることを表現し、それに続く１５ビットで、Ｚの値を表現することを意味している。 That is, in FIG. 16, when the compression target numerical value “YY” continues for Z <128, the compression target numerical value “YY” is expressed by the first byte, the first bit is “0”, and the subsequent bit is the next byte. Express the value of Z with 7 bits, and when the compression target numerical value “YY” continues Z ≧ 128, express the compression target numerical value “YY” with the first byte, followed by 2 bytes (16 bits) The first 1 bit of “1” is expressed as “1” to express that it is expressed over 2 bytes, and the subsequent 15 bits indicate that the value of Z is expressed.
この図１６に示す規則に従って図１５に示す符号化の例について説明する。 An example of encoding shown in FIG. 15 will be described according to the rules shown in FIG.
図３のプレーン分割部５３０から入力されてきた上位サブプレーンＤ１Ｈのデータ（上のライン）を構成する先頭の数値「０６」は圧縮対象数値ではないため、その「０６」のまま出力される。また、それに続く「０２ ０２ ０２」も、「０２」は圧縮対象数値ではなく、これら３つの「０２」もそのまま出力される。次に、圧縮対象数値である「０１」が４個連続するため、「０１ ０４」に符号化される。次の「０４」及び「０５」は圧縮対象数値ではないため、そのまま「０４ ０５」が出力される。
Since the first numerical value “06” constituting the data (upper line) of the upper subplane D1H input from the
次に「００」が３２７６７個連続しているため、「００」を置き、次の１６ビットのうちの先頭の１ビットを「１」とし、次いで１５ビットで３２７６７−１２８＝３２６３９を表現することにより、「００ ＦＦ ７Ｆ」の３バイトで「００」が３２７６７個連続していることを表現する。
Next, since there are 32767 consecutive “00” s, “00” is set, the first 1 bit of the next 16 bits is set to “1”, and then 32767−128 = 32639 is expressed by 15 bits. By this, it is expressed that 32767 “00” s are consecutive in 3 bytes of “00
図１７は、図３のランレングス符号化部５５１における、連続数に応じた符号化処理の例を示す図である。
・「００」が１２７個連続するときは、２バイトを用いて「００ ７Ｆ」に符号化され、
・「００」が３２７６７個連続するときは、３バイトを用いて「００ ＦＦ ７Ｅ」に符号化され、
・「００」が３２８９５個連続するときは、３バイトを用いて「００ ＦＦ ＦＦ」に符号化され、
・ 「００」が１２８個連続するときは、３バイトを用いて「００ ８０ ００」に符号化され、
・ 「０１」が１２９個連続するときは、３バイトを用いて「０１ ８０ ０１」に符号化され、
・「ＦＦ」が４０９６個連続するときは、３バイトを用いて「ＦＦ ８Ｆ ８０」に符号化される。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an encoding process according to the number of consecutive steps in the run-
When “00” is 127 consecutive, it is encoded into “00 7F” using 2 bytes,
When “00” is 32767 consecutive, it is encoded into “00 FF 7E” using 3 bytes,
When “00” is 32895 consecutive, it is encoded into “00 FF FF” using 3 bytes,
-When "00" is 128 consecutive, it is encoded to "00 80 00" using 3 bytes,
-When 129 "01" continues, it is encoded to "01 80 01" using 3 bytes,
-When 4096 "FFs" are contiguous, they are encoded into "
図３に示すランレングス符号化部５５１では、上記のような符号化処理が行なわれる。
In the run
本実施形態によるランレングス符号化部５５１によれば、最大圧縮率は、３／３２８９５＝１／１０，９６５にまで向上する。また、このランレングス符号化部５５１が符号化処理の対象としている上位サブプレーンＤ１Ｈのデータは、図１２のヒストグラムで説明したように、４ビットの数値のほとんどが、データ値「１６」を表現した数値「０」であり、その４ビットの数値から作られる８ビットの数値も、多くが、１６進数表示で数値「００」となる。このためランレングス符号化部５５１における符号化処理によって大幅なデータ圧縮が期待される。
According to the run-
図３のランレングス符号化部５５１で上記の符号化処理の行なわれた後のデータは、次に図３のＨプレーン圧縮部５５０を構成するデータスキャニング部５５２とハフマン符号化部５５３に入力される。
The data after the above-described encoding processing is performed by the run-
このデータスキャニング部５５２では、先ず、ランレングス符号化部５５１から出力されたデータの全体がスキャニングされてデータ値の出現頻度が求められる。
In the
図１８は、データスキャニング部５５２によるスキャニング結果の例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a scanning result by the
ここでは、「Ａ１」の出現頻度が最も強く、以下順に、「Ａ２」、「Ａ３」、「Ａ４」、…の順であるとする。尚、これら「Ａ１」、「Ａ２」等は数値を直接表わしている訳ではなく、数値を表わす符号である。すなわち、「Ａ１」は例えば数値「００」、「Ａ２」は数値「ＦＦ」等である。また、ここでは、簡単のため、図３のランレングス符号化部５５１から送られてくるデータは全てのデータ値が「Ａ１」〜「Ａ１６」の１６個の数値のうちのいずれかの数値であるものとする。そして、このような１６個の数値それぞれに対して、データスキャニング部５５２では、出現頻度に応じた符号が割り当てられてハフマンテーブルが作成される。即ち、出現頻度の最も高い「Ａ１」には、２ビットで表わされた符号「００」が割り当てられ、次の「Ａ２」には、やはり２ビットで表わされた符号「０１」が割り当てられ、次の「Ａ３」、さらに次の「Ａ４」には、３ビットで表わされる、それぞれ、符号「１００」、符号「１０１」が割り当てられ、次の「Ａ５」〜「Ａ８」には、５ビットで表わされる各符号が割り当てられ、以下同様に、出現頻度が低い数値ほど多くのビット数で表わされた符号が割り当てられる。
Here, the appearance frequency of “A1” is the strongest, and it is assumed that “A2”, “A3”, “A4”,. These “A1”, “A2” and the like do not directly represent numerical values, but are symbols representing numerical values. That is, “A1” is, for example, a numerical value “00”, “A2” is a numerical value “FF”, and the like. Further, here, for the sake of simplicity, the data sent from the run-
図１９は、ハフマンテーブルの一例を示す図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the Huffman table.
このハフマンテーブルは、図１８と一致させてあり、出現頻度が高い数値ほど短かいビット数で表わされた符号に書き換えられるように並べられた、符号化前（書き換え前）の数値と符号化後（書き換え後）の数値との対応テーブルである。 This Huffman table is consistent with FIG. 18, and the numerical values before encoding (before rewriting) and the encodings are arranged so that the numerical value with higher appearance frequency is rewritten to a code represented by a shorter bit number. It is a correspondence table with the numerical value after (after rewriting).
図３のＨプレーン圧縮部５５０を構成するハフマン符号化部５５３では、このようなハフマンテーブルに従ってデータの数値が符号化され、その結果、多くの数値が短かいビット数の符号に書き換えられることとなってデータ圧縮が実現される。
In the
図２０は、ハフマンテーブルに用意される符号列の具体例を示す図である。 FIG. 20 is a diagram illustrating a specific example of a code string prepared in the Huffman table.
図２０に示す符号列では、各符号列中の「，」よりも右側の数値がビット長を意味しており、その「，」から左側に並ぶそのビット長分の２進符号が実際の符号を表わしている。例えば、図２０の左上の第１番目の符号は「１１」の２ビット、次の２番目の符号は「０１１」の３ビット、その次の３番目の符号は「０１０」の３ビット、さらにその次の４番目の符号は「１０１０」の４ビットである。このような符号列により、出現頻度が高い数値ほど短かいビット数で表わされた符号に書き換えられる。 In the code sequence shown in FIG. 20, the numerical value on the right side of “,” in each code sequence means the bit length, and the binary code for the bit length arranged on the left side from “,” is the actual code. Represents. For example, the first code in the upper left of FIG. 20 is 2 bits of “11”, the next second code is 3 bits of “011”, the next 3rd code is 3 bits of “010”, and The next fourth code is 4 bits of “1010”. With such a code string, a numerical value with a higher appearance frequency is rewritten to a code represented by a shorter number of bits.
以上の図１５〜図２０で説明した処理により、図３のＨプレーン圧縮部５５０に入力される上位サブプレーンＤ１Ｈについては、ランレングス符号化部５５１による符号化とハフマン符号化部５５３による符号化が施されることにより高い圧縮率で圧縮されて上位圧縮データＤ２Ｈとなる。
15, the upper subplane D1H input to the H
次に、下位サブプレーンＤ１Ｌに対する処理について説明する。図３のＬプレーン圧縮部５４０のハフマン符号化部５４１では、Ｈプレーン圧縮部５５０のランレングス符号化部５５１と同様に、４ビットの数値の２つ分が１つの８ビットの数値とみなされて処理される。また、このハフマン符号化部５４１による符号化処理では、固定的なハフマンテーブルが用いられる点を除いて、Ｈプレーン圧縮部５５０のハフマン符号化部５５３による符号化処理と同様な処理が実行される。この結果、下位サブプレーンＤ１Ｌは下位圧縮データＤ２Ｌとなる。
Next, processing for the lower subplane D1L will be described. In the
なお、上述したように、ユーザから、高速モードが指示された場合には、上記のハフマン符号化部５４１によるハフマン符号化処理は省略されて、Ｌプレーン圧縮部５４０から下位サブプレーンＤ１Ｌがそのまま出力されることになる。
As described above, when the high-speed mode is instructed by the user, the Huffman coding process by the
以上が、本実施形態の説明である。 The above is the description of the present embodiment.
本実施形態では、８ビットの数値の連続からなる画像データを可逆圧縮するものであるが、本発明は、圧縮対象となるデータは、複数のビット数の数値で表された数値の連続からなるデータであれば、処理対象は、８ビットの数値の連続からなるデータに限定されない。例えば、データ中の数値のビット数（ビット幅）が８ビットではなく、１２ビットや１６ビットのデータであってもよい。 In this embodiment, image data composed of a series of 8-bit numbers is reversibly compressed. However, in the present invention, data to be compressed is composed of a series of numbers represented by a number of bits. If it is data, the processing target is not limited to data consisting of a series of 8-bit numerical values. For example, the number of bits in the data (bit width) may be 12-bit or 16-bit data instead of 8 bits.
１１ 画像のデータ
１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ ビットマップデータ
１４，１５ 圧縮データ
１００ ホストコントローラ
１４０ ＣＤＲＯＭ
１５０ 汎用インターフェースケーブル
２００ インターフェース機器
２５０ 専用インターフェースケーブル
３００ プリンタ
５００ 画像圧縮装置
５１０ 差分符号化部
５１５ フィルタリング処理部
５２０ オフセット部
５３０ プレーン分割部
５４０ Ｌプレーン圧縮部
５４１ ハフマン符号化部
５４２ モード切換部
５５０ Ｈプレーン圧縮部
５５１ ランレングス符号化部
５５２ データスキャニング部
５５３ ハフマン符号化部
６００ 画像圧縮プログラム
６１０ 差分符号化部
６１５ フィルタリング処理部
６２０ オフセット部
６３０ プレーン分割部
６４０ Ｌプレーン圧縮部
６５０ Ｈプレーン圧縮部
11
DESCRIPTION OF
Claims (12)
被圧縮データを構成する数値を、前記連続におけるその数値の周囲の所定位置に存在する複数の数値とその数値との相違が縮小するように書き換えて出力する非可逆データ変換部と、
該非可逆データ変換部によって出力された被圧縮データを構成する数値の連続について隣接する数値どうしの差分を求めることにより該差分を表わす数値の連続からなる新たな被圧縮データを生成する差分生成部と、
前記差分生成部によって生成された新たな被圧縮データを構成する各数値を所定値だけオフセットさせるオフセット部と、
前記オフセット部によって数値がオフセットされた被圧縮データの各数値を、前記単位ビット数よりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビット部分と下位ビット部分とに分けることによって、該被圧縮データを、各数値における上位ビット部分の連続からなる上位データと各数値の下位ビット部分の連続からなる下位データとに分割する分割部と、
前記分割部によって分割された下位データに対して可逆圧縮処理を施す下位データ圧縮部と、
前記分割部によって分割された上位データに対して可逆圧縮処理を施す上位データ圧縮部とを備えたことを特徴とするデータ圧縮装置。 In a data compression apparatus that performs data compression processing on data to be compressed consisting of a series of numerical values represented by a predetermined number of unit bits,
A irreversible data conversion unit that rewrites and outputs the numerical value constituting the compressed data so that the difference between the numerical value and the numerical value existing at a predetermined position around the numerical value in the continuation is reduced;
A difference generating unit that generates new compressed data composed of a series of numerical values representing the difference by obtaining a difference between adjacent numerical values for a series of numerical values constituting the compressed data output by the lossy data conversion unit; ,
An offset unit for offsetting each numerical value constituting the new compressed data generated by the difference generation unit by a predetermined value;
By dividing each numerical value of the compressed data whose numerical value is offset by the offset unit into an upper bit part and a lower bit part at a predetermined number of divided bits smaller than the unit bit number, the compressed data is A dividing unit that divides the upper data consisting of a continuation of the upper bit part in each numerical value and the lower data consisting of a continuation of the lower bit part of each numerical value;
A lower data compression unit that performs a lossless compression process on the lower data divided by the dividing unit;
A data compression apparatus comprising: an upper data compression unit that performs a lossless compression process on the upper data divided by the division unit.
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部と、
符号と数値を対応づけるテーブルを用いて、前記第１の符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施す第２の符号化部を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。 The upper data compression unit is
In the upper data, the numerical value excluding one or a plurality of predetermined compression target numerical values is output as it is, and for the compression target numerical value, the compression target numerical value and the number of consecutive compression target numerical values that are the same as the compression target numerical value are set. A first encoding unit that encodes and outputs a numerical value to be represented;
A second encoding unit that performs entropy encoding on data after being encoded by the first encoding unit using a table that associates codes and numerical values is provided. Item 2. The data compression device according to Item 1.
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部と、
ハフマンテーブルを用いて、前記第１の符号化部で符号化された後のデータにハフマン符号化を施す第２の符号化部を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。 The upper data compression unit is
In the upper data, the numerical value excluding one or a plurality of predetermined compression target numerical values is output as it is, and for the compression target numerical value, the compression target numerical value and the number of consecutive compression target numerical values that are the same as the compression target numerical value are set. A first encoding unit that encodes and outputs a numerical value to be represented;
The data according to claim 1, further comprising a second encoding unit that performs Huffman encoding on the data after being encoded by the first encoding unit using a Huffman table. Compression device.
上位データ中、１つもしくは複数の所定の圧縮対象数値を除く数値についてはそのまま出力するとともに、圧縮対象数値については、該圧縮対象数値と、該圧縮対象数値と同一の圧縮対象数値の連続数を表わす数値とに符号化して出力する第１の符号化部と、
前記第１の符号化部で符号化された後のデータ中に出現する数値のヒストグラムを求めるヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラム算出部で求められたヒストグラムに基づき、符号と数値を対応づけるテーブルに、出現頻度の高い数値ほど符号長の短かい符号を割り当てる符号割当部と、
前記符号割当部で符号が割り当てられたテーブルを用いて、前記第１の符号化部で符号化された後のデータにエントロピー符号化を施す第２の符号化部を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。 The upper data compression unit is
In the upper data, the numerical value excluding one or a plurality of predetermined compression target numerical values is output as it is, and for the compression target numerical value, the compression target numerical value and the number of consecutive compression target numerical values that are the same as the compression target numerical value are set. A first encoding unit that encodes and outputs a numerical value to be represented;
A histogram calculation unit for obtaining a histogram of numerical values appearing in the data after being encoded by the first encoding unit;
Based on the histogram obtained by the histogram calculation unit, a code allocating unit that assigns a code having a shorter code length to a table associating codes and numerical values with a higher appearance frequency,
Using a table in which codes are allocated by the code allocation unit, and a second encoding unit that performs entropy encoding on the data encoded by the first encoding unit. The data compression apparatus according to claim 1, wherein:
前記情報処理装置上に、
被圧縮データを構成する数値を、前記連続におけるその数値の周囲の所定位置に存在する複数の数値とその数値との相違が縮小するように書き換えて出力する非可逆データ変換部と、
該非可逆データ変換部によって出力された被圧縮データを構成する数値の連続について隣接する数値どうしの差分を求めることにより該差分を表わす数値の連続からなる新たな被圧縮データを生成する差分生成部と、
前記差分生成部によって生成された新たな被圧縮データを構成する各数値を所定値だけオフセットさせるオフセット部と、
前記オフセット部によって数値がオフセットされた被圧縮データの各数値を、前記単位ビット数よりも小さい所定の分割ビット数のところで上位ビット部分と下位ビット部分とに分けることによって、該被圧縮データを、各数値における上位ビット部分の連続からなる上位データと各数値の下位ビット部分の連続からなる下位データとに分割する分割部と、
前記分割部によって分割された下位データに対して可逆圧縮処理を施す下位データ圧縮部と、
前記分割部によって分割された上位データに対して可逆圧縮処理を施す上位データ圧縮部とを構築することを特徴とするデータ圧縮プログラム。 In a data compression program that is incorporated in an information processing apparatus that executes a program and causes the information processing apparatus to perform data compression processing on data to be compressed consisting of a series of numerical values represented by a predetermined number of unit bits.
On the information processing apparatus,
A irreversible data conversion unit that rewrites and outputs the numerical value constituting the compressed data so that the difference between the numerical value and the numerical value existing at a predetermined position around the numerical value in the continuation is reduced;
A difference generating unit that generates new compressed data composed of a series of numerical values representing the difference by obtaining a difference between adjacent numerical values for a series of numerical values constituting the compressed data output by the lossy data conversion unit; ,
An offset unit for offsetting each numerical value constituting the new compressed data generated by the difference generation unit by a predetermined value;
By dividing each numerical value of the compressed data whose numerical value is offset by the offset unit into an upper bit part and a lower bit part at a predetermined number of divided bits smaller than the unit bit number, the compressed data is A dividing unit that divides the upper data consisting of a continuation of the upper bit part in each numerical value and the lower data consisting of a continuation of the lower bit part of each numerical value;
A lower data compression unit that performs a lossless compression process on the lower data divided by the dividing unit;
A data compression program for constructing a high-order data compression unit that performs reversible compression processing on high-order data divided by the division unit.
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