JPH0548907A - 符号化装置 - Google Patents
符号化装置Info
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- JPH0548907A JPH0548907A JP3230898A JP23089891A JPH0548907A JP H0548907 A JPH0548907 A JP H0548907A JP 3230898 A JP3230898 A JP 3230898A JP 23089891 A JP23089891 A JP 23089891A JP H0548907 A JPH0548907 A JP H0548907A
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 予測値記憶装置及びそのアドレスを指定する
装置を不要にすることができ、小さな回路規模で精度良
くデータの圧縮を行うことが可能な符号化装置を提供す
る。 【構成】 画像データ圧縮装置３１は、圧縮すべきデー
タを記憶する画像データ記憶装置３２と、符号化しよう
とする画素の周辺数画素の値に夫々重みを付けて加え合
わせ、その結果から予測値を発生する画素予測値発生装
置３３と、画像データ記憶装置３２から出力された符号
化しようとする画素の値と画素予測値発生装置３３から
の予測値出力とにより予測誤差を算出する予測誤差算出
装置３４と、算出された予測誤差を符号化することによ
って画像データを圧縮するエントロピー符号化装置３５
とを設け、加算器４９、比較器５１等の組合せ回路によ
り予測値を発生させる。
装置を不要にすることができ、小さな回路規模で精度良
くデータの圧縮を行うことが可能な符号化装置を提供す
る。 【構成】 画像データ圧縮装置３１は、圧縮すべきデー
タを記憶する画像データ記憶装置３２と、符号化しよう
とする画素の周辺数画素の値に夫々重みを付けて加え合
わせ、その結果から予測値を発生する画素予測値発生装
置３３と、画像データ記憶装置３２から出力された符号
化しようとする画素の値と画素予測値発生装置３３から
の予測値出力とにより予測誤差を算出する予測誤差算出
装置３４と、算出された予測誤差を符号化することによ
って画像データを圧縮するエントロピー符号化装置３５
とを設け、加算器４９、比較器５１等の組合せ回路によ
り予測値を発生させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像データを画素レベ
ルで圧縮する画像データ圧縮処理等に用いられる符号化
装置に係り、詳細には小さな回路規模でデータ圧縮を行
うことが可能な符号化装置に関する。
ルで圧縮する画像データ圧縮処理等に用いられる符号化
装置に係り、詳細には小さな回路規模でデータ圧縮を行
うことが可能な符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像信号に含まれる冗長な信号成分を除
去することによって、原画像信号のデータ量を低減する
ための処理を画像の高能率符号化（hihg-efficiency co
ding）、あるいは単に画像符号化（picture coding）と
いう。また、この技術は、データ圧縮符号化、冗長度抑
圧符号化、ビットレート低減符号化（bit-rate reducti
on coding）などと呼ばれることもある。
去することによって、原画像信号のデータ量を低減する
ための処理を画像の高能率符号化（hihg-efficiency co
ding）、あるいは単に画像符号化（picture coding）と
いう。また、この技術は、データ圧縮符号化、冗長度抑
圧符号化、ビットレート低減符号化（bit-rate reducti
on coding）などと呼ばれることもある。
【０００３】ファクシミリのように文書、図面など中間
調の信号成分を含まず、白黒２値のみでできているとみ
なせる画像を２値画像と呼んでいる。２値画像は一般に
大きな冗長性を有しており、情報源符号化の手法により
データ圧縮が可能である。２値画像の画質は、振幅方向
の量子化レベル数が２で十分なため、標本化密度によっ
て定まるとみてよい。
調の信号成分を含まず、白黒２値のみでできているとみ
なせる画像を２値画像と呼んでいる。２値画像は一般に
大きな冗長性を有しており、情報源符号化の手法により
データ圧縮が可能である。２値画像の画質は、振幅方向
の量子化レベル数が２で十分なため、標本化密度によっ
て定まるとみてよい。
【０００４】データ圧縮符号化のうちで重要なものは、
予測符号化（predictive coding）と変換符号化（trans
form coding）及び、ベクトル量子化（vector quantiza
tion）である。これらの２者、３者を組み合わせること
も多く（ハイブリッド符号化）、更に、上記の諸手法に
組み合わせてデータ圧縮効果を高める有力な手段とし
て、エントロピーコーディング（可変長符号化、ハフマ
ン符号化）がよく用いられる。
予測符号化（predictive coding）と変換符号化（trans
form coding）及び、ベクトル量子化（vector quantiza
tion）である。これらの２者、３者を組み合わせること
も多く（ハイブリッド符号化）、更に、上記の諸手法に
組み合わせてデータ圧縮効果を高める有力な手段とし
て、エントロピーコーディング（可変長符号化、ハフマ
ン符号化）がよく用いられる。
【０００５】冗長度を除去するためのエントロピー符号
化のうち、最も代表的なエントロピー符号化の一つは不
等長符号化であり、これは頻度に高い出力レベルには短
い符号を、出現頻度の低い出力レベルには長い符号をそ
れぞれ割り当てる。これによって符号出力の平均符号長
を短くできる。エントロピー符号化を行うことによっ
て、符号出力の発生速度は一定ではなくなる。一般の伝
送路は、一定速度で情報を伝送するようにできているの
で、不均一に発生した情報（符号）をそのまま伝送路に
送出することはできない。このため、一旦バッファ記憶
によって情報を平滑化してから信号として送出する。ま
た、バッファ記憶のオーバーフロー、アンダーフローを
防ぐために、バッファ記憶占有率を監視し、常に一定範
囲に収まるように冗長度除去符号化のパラメータを制御
する。
化のうち、最も代表的なエントロピー符号化の一つは不
等長符号化であり、これは頻度に高い出力レベルには短
い符号を、出現頻度の低い出力レベルには長い符号をそ
れぞれ割り当てる。これによって符号出力の平均符号長
を短くできる。エントロピー符号化を行うことによっ
て、符号出力の発生速度は一定ではなくなる。一般の伝
送路は、一定速度で情報を伝送するようにできているの
で、不均一に発生した情報（符号）をそのまま伝送路に
送出することはできない。このため、一旦バッファ記憶
によって情報を平滑化してから信号として送出する。ま
た、バッファ記憶のオーバーフロー、アンダーフローを
防ぐために、バッファ記憶占有率を監視し、常に一定範
囲に収まるように冗長度除去符号化のパラメータを制御
する。
【０００６】上記予測符号化は、符号器内のメモリに既
に符号化された過去の画素値を記憶しておき、これから
新たに入力される画素Ｘの予測値(Ｘ)を求める。その差
（予測誤差という）Ｘ−(Ｘ)を量子化し、その出力レベ
ルを適当な２進符号に変換して送出する。受信側におい
ても全く同様の計算によって、予測値(Ｘ)が再生できる
から、伝送されてきた符号から予測誤差を再生し、これ
を既に復号された直前の画像信号に加えて新たな画像信
号が復元できる。標本値間の相関が大きい信号に対して
は精度の高い予測が可能なため、予測値(Ｘ)が実際の信
号Ｘに近くなり、予測誤差は小さくなる。従って、信号
Ｘよりも少ない情報量で伝送が可能となり、高能率符号
化が実現できる。
に符号化された過去の画素値を記憶しておき、これから
新たに入力される画素Ｘの予測値(Ｘ)を求める。その差
（予測誤差という）Ｘ−(Ｘ)を量子化し、その出力レベ
ルを適当な２進符号に変換して送出する。受信側におい
ても全く同様の計算によって、予測値(Ｘ)が再生できる
から、伝送されてきた符号から予測誤差を再生し、これ
を既に復号された直前の画像信号に加えて新たな画像信
号が復元できる。標本値間の相関が大きい信号に対して
は精度の高い予測が可能なため、予測値(Ｘ)が実際の信
号Ｘに近くなり、予測誤差は小さくなる。従って、信号
Ｘよりも少ない情報量で伝送が可能となり、高能率符号
化が実現できる。
【０００７】図８は予測誤差を符号化することによって
画像データを画素レベルで圧縮する画像データ圧縮装置
１１のブロック図である。図８において、画像データ圧
縮装置１１は、圧縮すべき画像データを記憶する画像デ
ータ記憶装置１２と、符号化しようとする画素（符号化
対象画素）の周辺数画素の値により予測値のアドレスを
指定するアドレス発生装置１３と、アドレス発生装置１
３により指定されたアドレスに対応する値を基に予測値
表２２（図１０）から予測値(Ｘ)を出力する画素予測値
記憶装置１４と、画像データ記憶装置１２から出力され
た符号化しようとする画素と画素予測値記憶装置１４か
らの予測値(Ｘ)出力とにより予測誤差を算出する予測誤
差算出装置１５と、算出された予測誤差を符号化するこ
とによって画像データを圧縮するエントロピー符号化装
置１６と、発生した符号を順次記憶する符号記憶装置１
７と、上記各装置の動作を制御する制御装置１８とによ
り構成されている。
画像データを画素レベルで圧縮する画像データ圧縮装置
１１のブロック図である。図８において、画像データ圧
縮装置１１は、圧縮すべき画像データを記憶する画像デ
ータ記憶装置１２と、符号化しようとする画素（符号化
対象画素）の周辺数画素の値により予測値のアドレスを
指定するアドレス発生装置１３と、アドレス発生装置１
３により指定されたアドレスに対応する値を基に予測値
表２２（図１０）から予測値(Ｘ)を出力する画素予測値
記憶装置１４と、画像データ記憶装置１２から出力され
た符号化しようとする画素と画素予測値記憶装置１４か
らの予測値(Ｘ)出力とにより予測誤差を算出する予測誤
差算出装置１５と、算出された予測誤差を符号化するこ
とによって画像データを圧縮するエントロピー符号化装
置１６と、発生した符号を順次記憶する符号記憶装置１
７と、上記各装置の動作を制御する制御装置１８とによ
り構成されている。
【０００８】以上の構成において、アドレス発生装置１
３が符号化しようとする画素の周辺数画素の値により予
測値表２２（図１０）のアドレスを指定すると、画素予
測値記憶装置１４は指定されたアドレスに対応する値を
予測値表を基に取出して予測値として予測誤差算出装置
１５に出力する。予測誤差算出装置１５は符号化しよう
とする画素と上記予測値出力との予測誤差を算出し、エ
ントロピー符号化装置１６は算出された予測誤差を符号
化することによって画像データを圧縮していく。発生し
た符号は符号記憶装置１７で順次記憶される。
３が符号化しようとする画素の周辺数画素の値により予
測値表２２（図１０）のアドレスを指定すると、画素予
測値記憶装置１４は指定されたアドレスに対応する値を
予測値表を基に取出して予測値として予測誤差算出装置
１５に出力する。予測誤差算出装置１５は符号化しよう
とする画素と上記予測値出力との予測誤差を算出し、エ
ントロピー符号化装置１６は算出された予測誤差を符号
化することによって画像データを圧縮していく。発生し
た符号は符号記憶装置１７で順次記憶される。
【０００９】上記画像データ圧縮装置１１において、２
値画像（例えば、ファクシミリ）について予測誤差を算
出するまでの動作は次のようなものである。図９は文書
等の画像データ２１とその一部を拡大した予測値対象を
示す図である。この図に示すように、符号化時には画像
データ２１の左上から右方向に走査を行って白黒（０か
１）２値のドットデータを得るものであるが、ある画素
Ｘのドットを符号化しようとした場合に原データを直接
符号化するのではなく、図９の拡大部に示すように画素
Ｘの左上、上及び右のａ〜ｇの７つの画素の値（白黒の
値）からＸの値を予測してその予測との誤差を求めるよ
うにする。すなわち、図９に示すように、画素予測値記
憶装置１４内に、画素Ｘの左上方向のａ〜ｇの周囲７画
素の値を基に予測値を統計的に記憶した予測値表（予測
符号表）２２を作成しておき、上記ａ〜ｇの周囲７画素
の値によって予測値表２２のアドレスを指定し、対応す
る予測値(Ｘ)を得る。上記予測値表２２は、ａ〜ｇの画
素の値０００００００から１１１１１１１までのすべて
の組合せに対応して０から１の予測値(Ｘ)を予め統計的
に求めて記憶しておくもので、例えば画像データ２１を
走査して画素Ｘの周りに０（例えば、白）が多いときに
はこの符号化しようとするドットデータも白が多いと想
定されるので予測値(Ｘ)は０（白）とする。逆に、ベタ
塗りのようなときは１（例えば、黒）である確率は高い
と想定されるので予測値(Ｘ)は１（黒）とする。このよ
うにａ〜ｇの画素の値に対応して最適な予測値(Ｘ)を予
め統計的に求めてＲＯＭ等に記憶しておき、この予測値
(Ｘ)と画素Ｘを図１１に示すＥＸ−ＯＲ（排他的論理
和）回路２３に入力してＥＸ−ＯＲ論理をとり予測誤差
を算出する。ＥＸ−ＯＲした結果、予測が正しければ
“０”、誤りの場合は“１”とする。予測が合っている
限りは“０”が多くなるから、この“０”が多いデータ
を符号化装置１６に通して符号化すればこれは偏りが多
いデータであるからかなりの圧縮が期待できる。このよ
うにａ〜ｇの画素の値による予測値(Ｘ)がＸと一致して
いれば圧縮率が高くなる。
値画像（例えば、ファクシミリ）について予測誤差を算
出するまでの動作は次のようなものである。図９は文書
等の画像データ２１とその一部を拡大した予測値対象を
示す図である。この図に示すように、符号化時には画像
データ２１の左上から右方向に走査を行って白黒（０か
１）２値のドットデータを得るものであるが、ある画素
Ｘのドットを符号化しようとした場合に原データを直接
符号化するのではなく、図９の拡大部に示すように画素
Ｘの左上、上及び右のａ〜ｇの７つの画素の値（白黒の
値）からＸの値を予測してその予測との誤差を求めるよ
うにする。すなわち、図９に示すように、画素予測値記
憶装置１４内に、画素Ｘの左上方向のａ〜ｇの周囲７画
素の値を基に予測値を統計的に記憶した予測値表（予測
符号表）２２を作成しておき、上記ａ〜ｇの周囲７画素
の値によって予測値表２２のアドレスを指定し、対応す
る予測値(Ｘ)を得る。上記予測値表２２は、ａ〜ｇの画
素の値０００００００から１１１１１１１までのすべて
の組合せに対応して０から１の予測値(Ｘ)を予め統計的
に求めて記憶しておくもので、例えば画像データ２１を
走査して画素Ｘの周りに０（例えば、白）が多いときに
はこの符号化しようとするドットデータも白が多いと想
定されるので予測値(Ｘ)は０（白）とする。逆に、ベタ
塗りのようなときは１（例えば、黒）である確率は高い
と想定されるので予測値(Ｘ)は１（黒）とする。このよ
うにａ〜ｇの画素の値に対応して最適な予測値(Ｘ)を予
め統計的に求めてＲＯＭ等に記憶しておき、この予測値
(Ｘ)と画素Ｘを図１１に示すＥＸ−ＯＲ（排他的論理
和）回路２３に入力してＥＸ−ＯＲ論理をとり予測誤差
を算出する。ＥＸ−ＯＲした結果、予測が正しければ
“０”、誤りの場合は“１”とする。予測が合っている
限りは“０”が多くなるから、この“０”が多いデータ
を符号化装置１６に通して符号化すればこれは偏りが多
いデータであるからかなりの圧縮が期待できる。このよ
うにａ〜ｇの画素の値による予測値(Ｘ)がＸと一致して
いれば圧縮率が高くなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像データ圧縮装置にあっては、前記予測値
表に基づく予測値を予測値記憶装置に記憶しておく構成
であったため、予測値を求めるためには使用する周辺の
画素数に応じた容量の記憶装置（例えば、ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ）が必要となり、そのために装置全体の回路規模が大
きくなってしまうという欠点があった。そこで本発明
は、予測値記憶装置及びそのアドレスを指定する装置を
不要にすることができ、小さな回路規模で精度良くデー
タの圧縮を行うことが可能な符号化装置を提供すること
を目的としている。
うな従来の画像データ圧縮装置にあっては、前記予測値
表に基づく予測値を予測値記憶装置に記憶しておく構成
であったため、予測値を求めるためには使用する周辺の
画素数に応じた容量の記憶装置（例えば、ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ）が必要となり、そのために装置全体の回路規模が大
きくなってしまうという欠点があった。そこで本発明
は、予測値記憶装置及びそのアドレスを指定する装置を
不要にすることができ、小さな回路規模で精度良くデー
タの圧縮を行うことが可能な符号化装置を提供すること
を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による符号化装置
は、上記目的達成のため、符号化対象のデータを供給す
るデータ供給手段と、符号化対象画素の周囲複数画素に
夫々所定の重み付けをして加算し、該加算結果に基づい
て符号化対象画素の予測値を発生する予測値発生手段
と、前記データ記憶手段から出力された符号化対象画素
と前記予測値発生手段により発生した予測値に基づいて
予測誤差を算出する予測誤差算出手段と、前記予測誤差
算出手段により算出された予測誤差を符号化する符号化
手段と、を備えている。前記予測値発生手段は、符号化
対象画素の周囲複数画素に夫々所定の重み付けをする重
み付け手段と、前記重付け手段により重み付けされた周
囲複数画素の値を加算する加算手段と、前記加算手段の
出力を所定値と比較して符号化対象画素の予測値を発生
する比較手段とにより構成されるものであってもよい。
は、上記目的達成のため、符号化対象のデータを供給す
るデータ供給手段と、符号化対象画素の周囲複数画素に
夫々所定の重み付けをして加算し、該加算結果に基づい
て符号化対象画素の予測値を発生する予測値発生手段
と、前記データ記憶手段から出力された符号化対象画素
と前記予測値発生手段により発生した予測値に基づいて
予測誤差を算出する予測誤差算出手段と、前記予測誤差
算出手段により算出された予測誤差を符号化する符号化
手段と、を備えている。前記予測値発生手段は、符号化
対象画素の周囲複数画素に夫々所定の重み付けをする重
み付け手段と、前記重付け手段により重み付けされた周
囲複数画素の値を加算する加算手段と、前記加算手段の
出力を所定値と比較して符号化対象画素の予測値を発生
する比較手段とにより構成されるものであってもよい。
【００１２】
【作用】本発明の手段の作用は次の通りである。符号化
対象画素の周囲複数画素は予測値発生手段により夫々所
定の重み付けされた後加算され、加算結果と所定のしき
い値を用いて予測値が出力される。そして、データ供給
手段から供給された符号化対象画素と予測値発生手段か
ら出力された予測値に基づいて予測誤差算出手段により
予測誤差が算出される。符号化手段は、予測誤差算出手
段により算出された予測誤差を符号化する。従って、画
素の予測値を求めるときに記憶装置等の順序回路を使用
せず組合せ回路で行うことができるため、装置全体の規
模を小さくすることができる。
対象画素の周囲複数画素は予測値発生手段により夫々所
定の重み付けされた後加算され、加算結果と所定のしき
い値を用いて予測値が出力される。そして、データ供給
手段から供給された符号化対象画素と予測値発生手段か
ら出力された予測値に基づいて予測誤差算出手段により
予測誤差が算出される。符号化手段は、予測誤差算出手
段により算出された予測誤差を符号化する。従って、画
素の予測値を求めるときに記憶装置等の順序回路を使用
せず組合せ回路で行うことができるため、装置全体の規
模を小さくすることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１実施例 図１〜図６は本発明に係る符号化装置の第１実施例を示
す図であり、画像データ圧縮装置に適用した例である。
この図において、画像データ圧縮装置３１は圧縮すべき
データを記憶する画像データ記憶装置３２と、符号化し
ようとする画素（符号化対象画素）の周辺数画素の値に
夫々重みを付けて加え合わせ、その結果から予測値を発
生する画素予測値発生装置３３と、画像データ記憶装置
３２から出力された符号化しようとする画素の値と画素
予測値発生装置３３からの予測値出力とにより予測誤差
を算出する予測誤差算出装置３４と、算出された予測誤
差を符号化することによって画像データを圧縮するエン
トロピー符号化装置３５と、発生した符号を順次記憶す
る符号記憶装置３６と、上記各装置の動作を制御する制
御装置３７とにより構成されている。
す図であり、画像データ圧縮装置に適用した例である。
この図において、画像データ圧縮装置３１は圧縮すべき
データを記憶する画像データ記憶装置３２と、符号化し
ようとする画素（符号化対象画素）の周辺数画素の値に
夫々重みを付けて加え合わせ、その結果から予測値を発
生する画素予測値発生装置３３と、画像データ記憶装置
３２から出力された符号化しようとする画素の値と画素
予測値発生装置３３からの予測値出力とにより予測誤差
を算出する予測誤差算出装置３４と、算出された予測誤
差を符号化することによって画像データを圧縮するエン
トロピー符号化装置３５と、発生した符号を順次記憶す
る符号記憶装置３６と、上記各装置の動作を制御する制
御装置３７とにより構成されている。
【００１４】図２は画素予測値装置３３の回路構成図で
ある。図２において、画素予測値発生装置３３は、符号
化しようとする画素の周辺数画素（ａ1〜ａn-1の画素）
の値に夫々重み付けする重み係数Ｗｋ（但し、１≦Ｋ≦
ｎ−１，またｎ＝２1）を所定ビット（ｍビット）で出
力する重み係数発生回路４１〜４４と、符号化しようと
する画素の周辺画素ａ1〜ａn-1及びこの周辺画素ａ1〜
ａn-1に対応した重み係数Ｗ1〜Ｗn-1が夫々入力され、
周辺画素ａ1〜ａn-1の値（０か１）ｍビットの重み係数
Ｗｋの値を伝送するかしないかを制御するゲート回路４
５〜４８と、ゲート回路４５〜４８のｍビット（ｎ−
１）入力を加算し、（ｍ＋ｌ）ビット１出力として出力
する加算器４９と、（ｍ＋ｌ）ビット出力の予測値を決
定するための（ｍ＋ｌ）ビットしきい値を発生するしき
い値発生回路５０と、加算器４９により加算された結果
をしきい値発生回路５０からのしきい値と比較し、加算
結果がしきい値以上のとき予測値(Ｘ)＝１を出力する比
較器５１とにより構成されている。
ある。図２において、画素予測値発生装置３３は、符号
化しようとする画素の周辺数画素（ａ1〜ａn-1の画素）
の値に夫々重み付けする重み係数Ｗｋ（但し、１≦Ｋ≦
ｎ−１，またｎ＝２1）を所定ビット（ｍビット）で出
力する重み係数発生回路４１〜４４と、符号化しようと
する画素の周辺画素ａ1〜ａn-1及びこの周辺画素ａ1〜
ａn-1に対応した重み係数Ｗ1〜Ｗn-1が夫々入力され、
周辺画素ａ1〜ａn-1の値（０か１）ｍビットの重み係数
Ｗｋの値を伝送するかしないかを制御するゲート回路４
５〜４８と、ゲート回路４５〜４８のｍビット（ｎ−
１）入力を加算し、（ｍ＋ｌ）ビット１出力として出力
する加算器４９と、（ｍ＋ｌ）ビット出力の予測値を決
定するための（ｍ＋ｌ）ビットしきい値を発生するしき
い値発生回路５０と、加算器４９により加算された結果
をしきい値発生回路５０からのしきい値と比較し、加算
結果がしきい値以上のとき予測値(Ｘ)＝１を出力する比
較器５１とにより構成されている。
【００１５】上記重み係数発生装置４１〜４４で発生す
る重み付け係数Ｗｋは、符号化しようとする画素Ｘの周
辺画素ａ1〜ａn-1の値に夫々重付けするものであり、上
記周辺画素ａ1〜ａn-1が、例えばｎ＝８とするとａ1〜
ａ7となり、前記図９の周囲７画素ａ〜ｇに相当する。
この場合、このａ〜ｇの周囲７画素に夫々重み係数Ｗ1
〜Ｗ7を設定する（図３参照）。そして、重み係数Ｗ1〜
Ｗ7による重み付けの方法として白黒２値画像の場合に
は、図３に示すように符号化しようとする画素Ｘに近い
周囲画素程相関が強いであろうと考える。この考え方に
従うと、ａ〜ｇの周囲７画素のうち画素Ｘに最も近いの
はｃ及びｇ画素であり、次いでｂ，ｄ及びｆ画素、いち
ばん離れているのはａ及びｅ画素であるからこの順に相
関が強いものとして図４に示すようにｃ及びｇ画素の重
み係数Ｗ3，Ｗ7を“４”に、ｂ，ｄ及びｆ画素の重み係
数Ｗ2，Ｗ4，Ｗ6を“２”に、ａ及びｅ画素の重み係数
Ｗ1，Ｗ5を“１”に夫々設定する。
る重み付け係数Ｗｋは、符号化しようとする画素Ｘの周
辺画素ａ1〜ａn-1の値に夫々重付けするものであり、上
記周辺画素ａ1〜ａn-1が、例えばｎ＝８とするとａ1〜
ａ7となり、前記図９の周囲７画素ａ〜ｇに相当する。
この場合、このａ〜ｇの周囲７画素に夫々重み係数Ｗ1
〜Ｗ7を設定する（図３参照）。そして、重み係数Ｗ1〜
Ｗ7による重み付けの方法として白黒２値画像の場合に
は、図３に示すように符号化しようとする画素Ｘに近い
周囲画素程相関が強いであろうと考える。この考え方に
従うと、ａ〜ｇの周囲７画素のうち画素Ｘに最も近いの
はｃ及びｇ画素であり、次いでｂ，ｄ及びｆ画素、いち
ばん離れているのはａ及びｅ画素であるからこの順に相
関が強いものとして図４に示すようにｃ及びｇ画素の重
み係数Ｗ3，Ｗ7を“４”に、ｂ，ｄ及びｆ画素の重み係
数Ｗ2，Ｗ4，Ｗ6を“２”に、ａ及びｅ画素の重み係数
Ｗ1，Ｗ5を“１”に夫々設定する。
【００１６】上記ゲート回路４５〜４８は、周辺画素ａ
1〜ａn-1に対応して設けられた（ｎ−１）個のＡＮＤゲ
ート回路により構成され、上述した例ではａ〜ｇの周囲
７画素の値（０か１）が１ビットで入力される。従っ
て、各画素ａ〜ｇの値によってｍビットの重み係数Ｗ1
〜Ｗ7が加算器４９に出力されるか否かが決まる。
1〜ａn-1に対応して設けられた（ｎ−１）個のＡＮＤゲ
ート回路により構成され、上述した例ではａ〜ｇの周囲
７画素の値（０か１）が１ビットで入力される。従っ
て、各画素ａ〜ｇの値によってｍビットの重み係数Ｗ1
〜Ｗ7が加算器４９に出力されるか否かが決まる。
【００１７】上記加算器４９は、重み付けが行われたｍ
ビットの入力を全て足し合わせ（ｍ＋ｌ）ビット出力と
して出力する加算器である。上記しきい値発生回路５０
は、（ｍ＋ｌ）ビットの所定しきい値を発生する回路で
あり、上述した重み係数を用いる場合は、例えばしきい
値は“７”に設定される。上記比較器５１は、加算器４
９の出力としきい値発生回路５０の出力を比較するコン
パレータ等である。
ビットの入力を全て足し合わせ（ｍ＋ｌ）ビット出力と
して出力する加算器である。上記しきい値発生回路５０
は、（ｍ＋ｌ）ビットの所定しきい値を発生する回路で
あり、上述した重み係数を用いる場合は、例えばしきい
値は“７”に設定される。上記比較器５１は、加算器４
９の出力としきい値発生回路５０の出力を比較するコン
パレータ等である。
【００１８】次に、本実施例の動作を説明する。全体動作 先ず、画像データ記憶装置３２には、圧縮すべき画像デ
ータが蓄えられている。画素予測値発生装置３３は画像
データ記憶装置３２から読出した符号化しようとする画
素Ｘの周辺７画素ａ〜ｇの値にそれぞれ重みＷ1〜Ｗ7を
付けて加え合わせ、その結果をしきい値と比較して予測
値(Ｘ)を発生し予測誤差算出装置３４に出力する。
ータが蓄えられている。画素予測値発生装置３３は画像
データ記憶装置３２から読出した符号化しようとする画
素Ｘの周辺７画素ａ〜ｇの値にそれぞれ重みＷ1〜Ｗ7を
付けて加え合わせ、その結果をしきい値と比較して予測
値(Ｘ)を発生し予測誤差算出装置３４に出力する。
【００１９】予測誤差算出装置３４は画像データ記憶装
置３２から受け取った符号化しようとする画素Ｘの値と
画素予測値発生装置３３からの予測値(Ｘ)出力との予測
誤差をエントロピー符号化装置３５に出力する。エント
ロピー符号化装置３５は受け取った予測誤差を符号化
し、符号化記憶装置３６はエントロピー符号化装置３５
によって発生した符号を順次記憶していく。ここで、予
測誤差は予測が合って値が０の方に偏っており、また、
エントロピー符号化は符号化すべき値に偏りがある方が
発生符号が少ない、すなわち、効率が良いため画像デー
タがより圧縮させることになる。
置３２から受け取った符号化しようとする画素Ｘの値と
画素予測値発生装置３３からの予測値(Ｘ)出力との予測
誤差をエントロピー符号化装置３５に出力する。エント
ロピー符号化装置３５は受け取った予測誤差を符号化
し、符号化記憶装置３６はエントロピー符号化装置３５
によって発生した符号を順次記憶していく。ここで、予
測誤差は予測が合って値が０の方に偏っており、また、
エントロピー符号化は符号化すべき値に偏りがある方が
発生符号が少ない、すなわち、効率が良いため画像デー
タがより圧縮させることになる。
【００２０】画素予測値発生装置３３における予測値算出の動作 先ず、重み係数発生装置４１〜４４から重み付けの係数
Ｗ1〜Ｗ7がｍビットでゲート回路４５〜４８に出力され
る。ゲート回路４５〜４８はａ〜ｇの値（０か１）によ
り重み係数Ｗ1〜Ｗ7の値を加算器４９に伝えるか否かの
ＡＮＤ論理をとる。なお、前述したように図２において
ｎ＝８とした場合のａ1〜ａ7が、図９におけるａ〜ｇに
相当し、このａ〜ｇの画素に対応して図３及び図４の重
み係数Ｗ1〜Ｗ7が設定されているものとする。
Ｗ1〜Ｗ7がｍビットでゲート回路４５〜４８に出力され
る。ゲート回路４５〜４８はａ〜ｇの値（０か１）によ
り重み係数Ｗ1〜Ｗ7の値を加算器４９に伝えるか否かの
ＡＮＤ論理をとる。なお、前述したように図２において
ｎ＝８とした場合のａ1〜ａ7が、図９におけるａ〜ｇに
相当し、このａ〜ｇの画素に対応して図３及び図４の重
み係数Ｗ1〜Ｗ7が設定されているものとする。
【００２１】重み係数Ｗ1〜Ｗ7で重み付けされた画素ａ
〜ｇの値は加算器４９に入力され、加算器４９はこれら
の入力を全部加算して加算結果を比較器５１に出力す
る。従って、例えばａ〜ｇの周囲７画素の値が“０”の
ときは加算器４９の値は“０”となり、また、ｃ画素の
みが“１”で他の画素が“０”のときはｃ画素の重み係
数Ｗ3による“４”が加算器４９から出力されることに
なる。
〜ｇの値は加算器４９に入力され、加算器４９はこれら
の入力を全部加算して加算結果を比較器５１に出力す
る。従って、例えばａ〜ｇの周囲７画素の値が“０”の
ときは加算器４９の値は“０”となり、また、ｃ画素の
みが“１”で他の画素が“０”のときはｃ画素の重み係
数Ｗ3による“４”が加算器４９から出力されることに
なる。
【００２２】比較器５１は加算器４９の出力としきい値
発生回路５０の出力を比較し、加算器４９出力がしきい
値発生回路５０の出力以上の場合には予測値(Ｘ)＝１を
出力し、そうでない場合には(Ｘ)＝０を出力する。すな
わち、図９の従来の方式と同様に画像データ２１を左上
から右に走査を行い、ａ1〜ａn-1の値から加算器４９に
より加算を行なうと数式１のようになる。
発生回路５０の出力を比較し、加算器４９出力がしきい
値発生回路５０の出力以上の場合には予測値(Ｘ)＝１を
出力し、そうでない場合には(Ｘ)＝０を出力する。すな
わち、図９の従来の方式と同様に画像データ２１を左上
から右に走査を行い、ａ1〜ａn-1の値から加算器４９に
より加算を行なうと数式１のようになる。
【００２３】
【数１】
【００２４】そして、比較器５１により数式１で示され
る加算結果としきい値発生回路５０のしきい値出力とを
比較して予測値(Ｘ)を出力する。この予測値(Ｘ)により
符号化しようとする画素の値Ｘに対する予測誤差が得ら
れ、これをエントロピー符号化装置３６に入力して符号
化を行なう。
る加算結果としきい値発生回路５０のしきい値出力とを
比較して予測値(Ｘ)を出力する。この予測値(Ｘ)により
符号化しようとする画素の値Ｘに対する予測誤差が得ら
れ、これをエントロピー符号化装置３６に入力して符号
化を行なう。
【００２５】図５は符号化しようとする画素Ｘの周囲の
画素をａ〜ｇの周囲７画素とし、このａ〜ｇの画素に対
応する重みをＷａ＝１，Ｗｂ＝２，Ｗｃ＝４，Ｗｄ＝
２，Ｗｅ＝１，Ｗｆ＝２，Ｗｇ＝４（図４参照）とし、
かつ、しきい値を“７”にしたときの予測値表の出力例
であり、図６はそのしきい値を“８”にしたときの予測
値表の出力例である。
画素をａ〜ｇの周囲７画素とし、このａ〜ｇの画素に対
応する重みをＷａ＝１，Ｗｂ＝２，Ｗｃ＝４，Ｗｄ＝
２，Ｗｅ＝１，Ｗｆ＝２，Ｗｇ＝４（図４参照）とし、
かつ、しきい値を“７”にしたときの予測値表の出力例
であり、図６はそのしきい値を“８”にしたときの予測
値表の出力例である。
【００２６】図５及び図６に示した予測値表の出力例を
用いてデータ圧縮を行った結果、従来のＲＯＭ等に記憶
した予測値表を用いた場合と同等以上の圧縮効果を得る
ことができた。
用いてデータ圧縮を行った結果、従来のＲＯＭ等に記憶
した予測値表を用いた場合と同等以上の圧縮効果を得る
ことができた。
【００２７】以上説明したように、本実施例の画像デー
タ圧縮装置３１は、圧縮すべきデータを記憶する画像デ
ータ記憶装置３２と、符号化しようとする画素（符号化
対象画素）の周辺数画素の値に夫々重みを付けて加え合
わせ、その結果から予測値を発生する画素予測値発生装
置３３と、画像データ記憶装置３２から出力された符号
化しようとする画素の値と画素予測値発生装置３３から
の予測値出力とにより予測誤差を算出する予測誤差算出
装置３４と、算出された予測誤差を符号化することによ
って画像データを圧縮するエントロピー符号化装置３５
とを設け、加算器４９、比較器５１等の組合せ回路によ
り予測値を発生させるようにしているので、従来予測値
を求めるために必要であった記憶装置（図８の画像予測
値記憶装置１４）とその記憶装置のアドレスを指定する
装置（図８のアドレス発生装置１３）を不要にすること
ができ、装置全体の規模を大幅に小さくすることができ
る。また、このように回路規模の小さな画像データ圧縮
装置が実現できることから本装置を組み込んだ機器の小
型化を図ることができる。
タ圧縮装置３１は、圧縮すべきデータを記憶する画像デ
ータ記憶装置３２と、符号化しようとする画素（符号化
対象画素）の周辺数画素の値に夫々重みを付けて加え合
わせ、その結果から予測値を発生する画素予測値発生装
置３３と、画像データ記憶装置３２から出力された符号
化しようとする画素の値と画素予測値発生装置３３から
の予測値出力とにより予測誤差を算出する予測誤差算出
装置３４と、算出された予測誤差を符号化することによ
って画像データを圧縮するエントロピー符号化装置３５
とを設け、加算器４９、比較器５１等の組合せ回路によ
り予測値を発生させるようにしているので、従来予測値
を求めるために必要であった記憶装置（図８の画像予測
値記憶装置１４）とその記憶装置のアドレスを指定する
装置（図８のアドレス発生装置１３）を不要にすること
ができ、装置全体の規模を大幅に小さくすることができ
る。また、このように回路規模の小さな画像データ圧縮
装置が実現できることから本装置を組み込んだ機器の小
型化を図ることができる。
【００２８】第２実施例 図７は符号化装置の第２実施例を示す図であり、第１実
施例と同様画像データ圧縮装置に適用した例である。本
実施例は前記画素予測値発生回路３３の回路構成をより
簡略にしたものである。図２に示した第１実施例と同一
構成部材には同一符号を付して重複部分の説明を省略す
る。
施例と同様画像データ圧縮装置に適用した例である。本
実施例は前記画素予測値発生回路３３の回路構成をより
簡略にしたものである。図２に示した第１実施例と同一
構成部材には同一符号を付して重複部分の説明を省略す
る。
【００２９】先ず、構成を説明する。図７は画素予測値
発生装置６１の回路構成図である。第１実施例において
は、しきい値として（ｍ＋ｌ）ビットの任意の値をとる
ことができるようにしているが、本画素予測値発生装置
６１では、しきい値を２のべき乗（２m）と限定してし
まうことによって、図２に示すしきい値発生回路５０と
比較器５１をＯＲゲート回路６２を用いて加算器４５出
力の上位ビットの論理和で置き換えることができる。図
７の画素予測値発生装置６１はしきい値が２mであり、
予測値(Ｘ)が加算器４９出力の上位（ｌ＋１）ビットの
論理和で置き換えられた例を示している。
発生装置６１の回路構成図である。第１実施例において
は、しきい値として（ｍ＋ｌ）ビットの任意の値をとる
ことができるようにしているが、本画素予測値発生装置
６１では、しきい値を２のべき乗（２m）と限定してし
まうことによって、図２に示すしきい値発生回路５０と
比較器５１をＯＲゲート回路６２を用いて加算器４５出
力の上位ビットの論理和で置き換えることができる。図
７の画素予測値発生装置６１はしきい値が２mであり、
予測値(Ｘ)が加算器４９出力の上位（ｌ＋１）ビットの
論理和で置き換えられた例を示している。
【００３０】すなわち、第１実施例では加算器４９の全
ビットを出力してしきい値発生回路５０からのしきい値
としなければならなかったが、しきい値を２のべき（２
m）と限定すると、加算器４９出力のしきい値より下位
のビットを全く気にすることがなくなり上位ビットだけ
で比較することができる。例えば、２mに限定されたし
きい値がｍ＝３（すなわち、しきい値は２3＝８）とし
たとき、加算器４９に入力される値が０〜７であるとす
ればこれは００００〜０１１１であるから２mビットよ
り上位のビットは全部０になって値が出力されない。す
なわち、出力が０〜７の場合は２m（＝２3）ビットまで
は加算器４９から値が出ない。入力が８になると１００
００となって加算器４９の２mビットに値が出る。ま
た、入力が８以上のときは上位ビットの何れかに少なく
とも１が存在するのでＯＲゲート回路５１により加算器
４６出力の論理和をとれば予測値(Ｘ)＝１が出力される
ことになる。
ビットを出力してしきい値発生回路５０からのしきい値
としなければならなかったが、しきい値を２のべき（２
m）と限定すると、加算器４９出力のしきい値より下位
のビットを全く気にすることがなくなり上位ビットだけ
で比較することができる。例えば、２mに限定されたし
きい値がｍ＝３（すなわち、しきい値は２3＝８）とし
たとき、加算器４９に入力される値が０〜７であるとす
ればこれは００００〜０１１１であるから２mビットよ
り上位のビットは全部０になって値が出力されない。す
なわち、出力が０〜７の場合は２m（＝２3）ビットまで
は加算器４９から値が出ない。入力が８になると１００
００となって加算器４９の２mビットに値が出る。ま
た、入力が８以上のときは上位ビットの何れかに少なく
とも１が存在するのでＯＲゲート回路５１により加算器
４６出力の論理和をとれば予測値(Ｘ)＝１が出力される
ことになる。
【００３１】また、ｍ＝３とした場合のしきい値は
“８”であるから前記図６の予測値表と同一の予測値表
となる。このように本実施例ではしきい値を２のべきに
限定することによってしきい値発生回路及び比較器を省
略することができ、回路規模を更に簡略化することがで
きる。
“８”であるから前記図６の予測値表と同一の予測値表
となる。このように本実施例ではしきい値を２のべきに
限定することによってしきい値発生回路及び比較器を省
略することができ、回路規模を更に簡略化することがで
きる。
【００３２】なお、上記各実施例では符号化装置を画像
データ圧縮装置に適用した例であるが、勿論これには限
定されず、予測値を使用するものであれば全ての装置に
適用可能であることは言うまでもない。
データ圧縮装置に適用した例であるが、勿論これには限
定されず、予測値を使用するものであれば全ての装置に
適用可能であることは言うまでもない。
【００３３】また、上記符号化対象画素の周囲画素の取
出方法やその個数、及び重み係数の設定方法は前述した
実施例に限られるものではなく任意のものが使用可能で
ある。また、上記画像データ圧縮装置３１，６１や画素
予測値発生装置３３，６１等を構成する回路や部材の
数、種類などは前述した実施例に限られないことは言う
までもない。
出方法やその個数、及び重み係数の設定方法は前述した
実施例に限られるものではなく任意のものが使用可能で
ある。また、上記画像データ圧縮装置３１，６１や画素
予測値発生装置３３，６１等を構成する回路や部材の
数、種類などは前述した実施例に限られないことは言う
までもない。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、符号化対象画素の周囲
複数画素に夫々所定の重み付けをして加算し、該加算結
果に基づいて符号化対象画素の予測値を求めるようにし
ているので、画素の予測値を、記憶装置を使用せずに組
合せ回路のみで算出することができ、装置全体の規模を
小さくすることができる。
複数画素に夫々所定の重み付けをして加算し、該加算結
果に基づいて符号化対象画素の予測値を求めるようにし
ているので、画素の予測値を、記憶装置を使用せずに組
合せ回路のみで算出することができ、装置全体の規模を
小さくすることができる。
【図１】符号化装置のブロック構成図である。
【図２】符号化装置の画素予測値発生装置の回路構成図
である。
である。
【図３】符号化装置の重み係数発生回路の重み係数の設
定方法を説明するための図である。
定方法を説明するための図である。
【図４】符号化装置の重み係数発生回路の重み係数の設
定方法を説明するための図である。
定方法を説明するための図である。
【図５】符号化装置の予測値の表の出力例である。
【図６】符号化装置の予測値の表の出力例である。
【図７】他の実施例の符号化装置の画素予測値発生装置
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図８】従来の画像データ圧縮装置のブロック構成図で
ある。
ある。
【図９】従来の画像データ及び符号化対象画素の周囲画
素を示す図である。
素を示す図である。
【図１０】従来の予測値表を示す図である。
【図１１】従来の予測誤差算出装置の回路構成図であ
る。
る。
３１ 画像データ圧縮装置 ３２ 画像データ記憶装置 ３３，６１ 画素予測値発生装置 ３４ 予測誤差算出装置 ３５ エントロピー符号化装置 ３６ 符号化記憶装置 ３７ 制御装置 ４１〜４４ 重み係数発生回路 ４５〜４８ ゲート回路 ４９ 加算器 ５０ しきい値発生回路 ５１ 比較器 ６２ ＯＲゲート回路
Claims (2)
- 【請求項１】 符号化対象のデータを供給するためのデ
ータ供給手段と、 符号化対象画素の周囲複数画素に夫々所定の重み付けを
して加算し、該加算結果に基づいて符号化対象画素の予
測値を発生する予測値発生手段と、 前記データ供給手段から供給された符号化対象画素と前
記予測値発生手段により発生した予測値に基づいて予測
誤差を算出する予測誤差算出手段と、 前記予測誤差算出手段により算出された予測誤差を符号
化する符号化手段と、 を具備したことを特徴とする符号化装置。 - 【請求項２】 前記予測値発生手段は、符号化対象画素
の周囲複数画素に夫々所定の重み付けをする重付け手段
と、 前記重付け手段により重み付けされた周囲複数画素の値
を加算する加算手段と、 前記加算手段の出力を所定値と比較して符号化対象画素
の予測値を発生する比較手段と、 を具備したことを特徴とする請求項１記載の符号化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230898A JPH0548907A (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230898A JPH0548907A (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 符号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548907A true JPH0548907A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16915030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3230898A Pending JPH0548907A (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0548907A (ja) |
-
1991
- 1991-08-19 JP JP3230898A patent/JPH0548907A/ja active Pending
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Legal Events
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