JPH03181230A - 画像処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は静止画像をデータ圧縮して伝送または記録し
たのち伸張する画像処理方式に関する。

〔従来の技術〕

自然画符号化方式の標準化を図るために“Ｂａ５ｅｌｉ
ｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ″やＥｘｔｅｎｄｅｄ　５ｙｓｔｅ
＋＋＋ｓ等の各種国際化標準方式が提案されている。

第２図は国際化標準方式のうちの“Ｂａ５ｅｌｉｎｅＳ
ｙｓ　ｔｅａ　”の処理手順を示す概略図である。この
システムは入力画像を８×８画素からなるブロックに分
割し、各ブロック毎に離散コサイン変換（ＤＣＴ　：　
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏ５１ｎｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
）を行い（処理Ｐ１）、得られるＤＣＴ係数を８×８個
の閾値からなる量子化マトリクスの各閾値により除算す
ることで量子化を行う（処理Ｐ２）。第３図に輝度信号
用の量子化マトリクスの例を示す。

量子化されたＤＣＴ係数のＤＣ成分は前のブロックで量
子化されたＤＣＣ骨分差分が取られ、その差分のビット
数がハフマン符号化される。ＡＣ成分はブロック内でジ
グザグスキャンされて一次元の数列に変換されたのち、
連続する零（無効係数）の個数と有効係数のビット数と
で２次元のハフマン符号化が行われる（処理Ｐ３および
Ｐ４）。

第４図はジグザグスキャンの順序の例を示すテーブルで
ある。

なお、処理Ｐ２における量子化のときに、量子化マトリ
クスの各閾値に対しである係数（スケールファクタ）が
乗算されたのち量子化が行われる。

このスケールファクタによって圧縮画像の画質および圧
縮率が調整される。

このようにして圧縮されたデータは、処理Ｐ１〜Ｐ４と
は逆の処理によって伸張される。すなわち、処理Ｐ４’
におけるハフマン復号化、処理Ｐ３′におけるＤＣ成分
およびＡＣ成分の復号化、処理Ｐ２’における逆量子化
および処理Ｐ１′における逆１３ＣＴ　（ＩＤＣＴ）で
ある。

［発明が解決しようとする課題〕 前述の処理手順において、量子化時に使用される量子化
マトリクスの各閾値は、予め設定されている固定値なの
で、別の量子化マトリクスを使用して量子化したい場合
は、その量子化マトリクスの各閾値を圧縮データと共に
伝送または記録する必要があり、データ量が増大すると
いう不都合ある。

この発明は設定されている量子化マトリクスとは異なる
量子化マトリクスによって画像データの量子化を行う場
合、少ないデータ量で量子化マトリクスの変更を行うこ
との出来る画像処理方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、−枚のディジタル画像を、１フロックｎ×
ｎ個の画素からなる複数のプロ・ンクに分割し、各ブロ
ック毎に離散コサイン変換を行い、変換して得られるｎ
×ｎ個の変換係数にｎ×ｎ個の閾値からなる量子化マト
リクスの各閾値を除算することにより量子化を行う圧縮
工程と、量子化した変換係数に量子化マトリクスの各閾
値を乗算して逆量子化を行い、この逆量子化の後に逆離
散コサイン変換を行う伸張工程とを含む画像処理方式に
おいて、上記量子化時に量子化マトリクスの各閾値に所
定係数ａを含む補正係数を乗算したのち量子化し、圧縮
データと共にこの係数ａを伝送または記録すると共に、
上記逆量子化時に量子化マトリクスの各閾値に伝送また
は記録された所定係数ａを含む補正係数を乗算したのち
逆量子化を行うようにする。

（作　用） この発明による画像処理方式は、入力ディジタル画像を
離散コサイン変換したのち量子化して圧縮する際に、圧
縮する画像に含まれる高周波成分に応して量子化幅を変
化させるために、予め設定されている量子化マトリクス
の各閾値に対して補正係数を乗算するようにしている。

例えば、離散コサイン変換して得られる変換係数をＣ，
（ｉ、ｊ＝１．２．・・・、ｎ）とし、補正係数を「ａ
ｘ　（ｉ＋ｊ）Ｊとすると、この補正係数は高周波成分
はど閾値の増減を大きく調整することができ、圧縮する
画像に高周波成分が多く含まれるときは係数ａを小さく
して量子化幅を小さくし、量子化による高周波成分の欠
落を防止する。逆に圧縮する画像に高周波成分が少ない
ときは係数ａを大きくして量子化幅を大きくし、粗い量
子化によっても画質劣化の少ない効率的なデータ圧縮を
行うことが出来る。

このようにすれば、圧縮する画像の内容に応じて予め設
定されている量子化マトリクスとは異なる量子化マトリ
クスによって量子化することができ、しかも、その量子
化マトリクスの各閾値を補正するための補正係数’ａＸ
　（ｉ＋ｊ）Ｊのうち、係数ａのみを伝送または記録す
ればよいので、データ量の大幅な削減を行うことが出来
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明による画像処理方式の処理手順の一例
を示す概略図で、第２図と同一部分には同一符号を付し
て説明する。

まず、入力画像は水平方向にｎドツト、垂直方向にｎラ
インのｎ×ｎ画素、例えば８×８画素からなるブロック
に分割され、各ブロック毎に離散コサイン変換（ＤＣＴ
）され（処理ＰＩ）。

このＤＣＴによって得られるＤＣＴ係数Ｃ＝ｊ（ｉ＋ｊ
＝１．２＋・・・、８）は８×８個の閾値からなる量子
化マトリクスの各閾値によって除算され量子化が行われ
る（処理Ｐ２）。

この場合、予め設定されている量子化マトリクスの各閾
値は、第３図に示すように、一般にｉ。

ｊ　（ｉ＋ｊ・１，２．・・・、８）が増加するほど大
きくなるように設定されており、高周波成分はど粗い量
子化が行われるように量子化幅が設定されている。従っ
て、圧縮する画像に含まれる高周波成分に応して量子化
幅を変化させたい場合は、設定されている量子化マトリ
クスの各閾値に対し、ある補正係数を乗算して閾値を増
減させることで量子化幅の調整を行う（処理Ｐ５）。

図中に示す補正係数ｒａｘ　（ｉ＋ｊ）Ｊはｉ。

ｊが大きくなるほど、すなわち高周波成分はど閾値の増
減を大きく調整する例である。この補正係数を用いると
、圧縮される画像に高周波成分が多いときは係数ａを小
さくして量子化幅を小さくし量子化による高周波成分の
欠落を防止することができ、逆に高周波成分が少ないと
きは係数ａを大きくして量子化幅を大きくし画質劣化の
少ない効率的なデータ圧縮を行うことが出来る。

こうして量子化されたＤＣＴ係数のＤＣ成分は、次いで
前のブロックで量子化されたＤＣＣ骨分の差分が取られ
、差分のビット数がハフマン符号化される。ＡＣ成分は
ブロック内でジグザグスキャンが行われ一次元の数列に
変換されたのち連続する零（無効係数）の個数と有効係
数のビット数とで２次元のハフマン符号化が行われる（
処理Ｐ３およびＰ４）。圧縮されたデータは補正係数「
ａ×（ｉ＋ｊ）」のうちの係数ａと共に伝送または記録
される。

処理Ｐ４におけるハフマン符号化はＤＣ成分およびＡＣ
成分共に量子化された係数値そのものを使用せず、その
値を表現するのに必要なビット数がハフマン符号化の対
象になる。そしてハフマン符号とは別にそのビット数の
値が付加情報として付は加えられる。例えば、量子化さ
れた係数が２（１，０進数）とした場合、２進数で表現
すると“０００・・・０１０”となるが、これを表現す
るのに必要なビット数２がこの値を代表する値としてハ
フマン符号化され、付加ビットとして２ビツトのデータ
“１０″が付加される。

他方、量子化された係数が負の場合は付加ビットからＩ
を引いたデータが付加される。例えば、量子化された係
数が−２（１０進数）とすると、２進数（２の補数表示
）で表現すると“１１１・・・１１０”となり、下２ビ
ットが付加ビットとなるが、“′１０”から「ｌ」を引
いた“”０１”が付加ビットとして付加される。こうす
ることにより、量子化された係数が正のときは付加ビッ
トは１で始まり、負であればＯで始まることになり、正
負の判別が容易に行える。

伸張時の逆量子化処理（処理Ｐ２′）の際も、圧縮時の
量子化処理（処理Ｐ２）の場合と同様に補正係数ｒａＸ
　（ｉ＋ｊ）Ｊを量子化マトリクスの各閾値に乗算して
量子化幅の調整を行う（処理Ｐ５′）。この場合、補正
係数Ｆａｘ　（ｉ＋ｊ）Ｊは量子化時に伝送または記録
される係数ａに基づいて生成される。

〔発明の効果］ この発明によれば、圧縮される画像の内容に応じ、設定
されている量子化マトリクスとは異なる量子化マトリク
スで量子化する場合、この別の量子化マトリクスの各閾
値をそのまま伝送または記録せずに、設定されている量
子化マトリクスの各閾値を補正するパラメータのみを伝
送または記録すればよいので、データ量を大幅に削減す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による画像処理方式の処理手順を示す
図、 第２図は従来の画像処理方式の処理手順を示す図、 第３図は輝度信号の量子化マトリクスを示す図、第４図
はジグザグスキャンのテーブルを示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一枚のディジタル画像を、１ブロックｎ×ｎ個の画素か
   らなる複数のブロックに分割し、各ブロック毎に離散コ
   サイン変換を行い、変換して得られるｎ×ｎ個の変換係
   数にｎ×ｎ個の閾値からなる量子化マトリクスの各閾値
   を除算することにより量子化を行う圧縮工程と、 上記量子化した変換係数に上記量子化マトリクスの各閾
   値を乗算して逆量子化を行い、この逆量子化の後に逆離
   散コサイン変換を行う伸張工程とを含む画像処理方式に
   おいて、 上記量子化時に上記量子化マトリクスの各閾値に所定係
   数ａを含む補正係数を乗算したのち量子化し、圧縮デー
   タと共にこの係数ａを伝送または記録すると共に、上記
   逆量子化時に上記量子化マトリクスの各閾値に対し上記
   伝送または記録された上記所定係数ａを含む補正係数を
   乗算したのち逆量子化を行うことを特徴とする画像処理
   方式。