JPH0746407A - 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置 - Google Patents

画像データ圧縮装置および画像データ復元装置

Info

Publication number
JPH0746407A
JPH0746407A JP5204604A JP20460493A JPH0746407A JP H0746407 A JPH0746407 A JP H0746407A JP 5204604 A JP5204604 A JP 5204604A JP 20460493 A JP20460493 A JP 20460493A JP H0746407 A JPH0746407 A JP H0746407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantization
image data
data
section
picture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5204604A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimitsu Honma
俊光 本間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP5204604A priority Critical patent/JPH0746407A/ja
Publication of JPH0746407A publication Critical patent/JPH0746407A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主観的に劣化の少ない画像を効率的に圧縮、
復元することができる画像データ圧縮装置、画像データ
復元装置を提供する。 【構成】 強度量子化テーブルを用いて視覚の強度特性
を近似させる。視覚の強度特性に適合した画像データの
非線形量子化を行う。すなわち、強度レベルを表す画像
データをA・Xn(nは自然数)で表すデータに変換
し、このnが大きくなるにしたがって量子化ステップを
変化させる。この量子化ステップに基づいて画像データ
を量子化する。量子化データは符号化してさらに圧縮す
ることもでき、この圧縮データを復号化、逆量子化等し
て復元することも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばJPEG(Jo
int Photographic Experts
Group)静止画像圧縮アルゴリズム、MPEG(M
ovingPicture Experts Grou
p)動画像圧縮アルゴリズム等に適用可能な画像データ
の圧縮装置、および、その圧縮した画像データの復元装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像データの圧縮の手法の一つとして量
子化がある。この量子化には、JPEGに使用されてい
る線形量子化(直線量子化)と、放送用テレビ信号の符
号化に用いられている非線形量子化(非直線量子化)と
がある。この線形量子化処理は、予め定められた量子化
テーブルに基づいて、データの変換を行う。したがっ
て、DCT(離散コサイン変換)処理後の所定範囲内の
係数データはすべて同一の値のデータに変換される。こ
のように係数データの桁数を削減することにより、係数
データの総データ情報量を減少させる。そして、前者で
は、画像データの強度レベルにかかわらず量子化ステッ
プが一定である。後者では、強度レベルに対応して量子
化ステップを変化させる。
【0003】画質の劣化を抑えながら圧縮率を高めるた
めには、非線形量子化を用いることが好ましい。画像デ
ータにて輝度レベルが低い場合は量子化ステップを大き
くすると画質の劣化が目立つ。輝度レベルが高い場合は
量子化ステップを大きくしても画質劣化が目立ちにく
い。この輝度レベルと量子化されたデータとの間には対
数関数を使って近似される視覚特性の関係が成立してい
る。
【0004】従来の非線形量子化は、輝度レベルから量
子化ステップを算出するため、複雑な演算を行ってい
た。または、その計算量の削減のために疑似的な対数関
数で近似される視覚特性を利用した量子化テーブルを使
用していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者に
あっては、複雑な対数演算を必要とするため、その処理
に時間がかかる。よって、例えば動画像の画像データを
リアルタイムで処理するには困難が伴った。また、後者
にあっては、必ずしも理想的な視覚特性関数の特性を効
率的に実現することができない。したがって、与えられ
た圧縮率を得るために視覚特性に合致した非線形量子化
を達成することができず、復元画像にては視覚的な画質
劣化が視覚特性に合致した場合より顕在化することがあ
る。
【0006】
【発明の目的】そこで、本発明は、簡易な演算によって
対数関数で近似される視覚特性を持った非線形量子化を
効率的に実現することにより、画質劣化を抑えながら圧
縮率を高める画像データの圧縮装置を提供することを、
その目的としている。また、その圧縮データを復元する
画像データ復元装置を提供することを、その目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、強度レベルを表す画像データをA・Xn(nは自然
数)で表し、このnが大きくなるにしたがって量子化ス
テップを変化させ、この量子化ステップに基づいて上記
画像データを量子化する画像データ圧縮装置である。
【0008】請求項2に記載した発明は、上記画像デー
タを浮動小数点表現によって表し、この指数部の値nを
用いて画像データを量子化する請求項1に記載の画像デ
ータ圧縮装置である。
【0009】請求項3に記載した発明は、上記量子化し
た画像データを逆量子化することにより画像データを復
元する画像データ復元装置である。
【0010】
【作用】請求項1に記載した画像データ圧縮装置によれ
ば、画像データをA・Xnで表した場合、これの対数と
nとの間には一次関数の関係がある。このnの値に基づ
き決定された量子化ステップを用いることにより、視覚
特性を近似する量子化を行うことができる。すなわち、
画質劣化を抑えながら、圧縮率を高めることができる。
画像データをA・Xnの形で表現するのは、例えばX=
2の場合はそれがそのままコンピュータ内での実数表現
になっていることからもわかるように、対数演算を行う
よりも容易である。また、nの範囲は高々データの最大
値の対数値までしかないので、非線形量子化のためのテ
ーブルを作る場合にはそのテーブルの大きさが小さくて
済む。したがって、非線形量子化の処理を短時間で効率
的に行うことができる。
【0011】より具体的には、例えば2次元直交座標で
表されたディジタル画像を入力として、このディジタル
画像を例えば縦横8×8画素よりなるブロック毎に分割
し、各ブロックに対して離散コサイン変換(DCT)を
行う。この空間周波数を表すデータであるDCT値(8
×8行列)に対して以下の量子化を行う。すなわち、強
度量子化テーブルと空間周波数量子化テーブルとを準備
する。強度量子化テーブルは、DCT値の指数部の値に
対応した値を持つ。空間周波数量子化テーブルは、8×
8行列のDCT値のそれぞれの座標に対応した値を持
つ。8×8行列の値に対応して強度量子化テーブルの値
を求める。この強度量子化テーブルの値と、これに対応
する空間周波数量子化テーブルの値との積を求める。こ
の積によって、8×8行列のもとの値を割る。または、
この積によって、もとの値の仮数部を割る。以上により
量子化を行い、この量子化後の係数データについてこの
後例えばJPEGで周知のジグザグスキャン、ランレン
グス符号化、ハフマン符号化を行うことによりさらに画
像データの圧縮を行うこともできる。
【0012】また、請求項2に記載した発明によれば、
量子化に際しては、ブロック分割し、DCTを実行する
際、例えばDCT係数に対して浮動小数点演算を行う。
変換結果も浮動小数点で表現する。これらの値は、2進
数ではその仮数部と指数部とは別個に異なるビットとし
てストアされている。この結果、指数部の値を容易に得
ることができる。また、仮数部を使用する場合も容易で
ある。そして、このようにして量子化された値を、例え
ばスキャンして1次元のベクトルで表現し、さらに、ラ
ンレングス符号化とハフマン符号化とを行う。指数部に
ついても同様に符号化する。
【0013】さらに、請求項3に記載した発明に係る画
像データ復元装置では、上記圧縮データに対して逆量子
化を行うことにより、その画像データの復元を行うもの
である。例えばハフマン復号化、ランレングス復号化、
逆量子化、逆DCTを行うことにより、画像データを伸
長し、画像を復元するものである。
【0014】
【実施例】以下、図1〜図4を参照して本発明の一実施
例について説明する。この実施例にあっては、画像デー
タの圧縮装置について本発明を適用した例である。
【0015】図1において、11は画像入力部、12は
変換部、13は量子化部、14はスキャン部、15は符
号化部である。これらの各部は例えばワークステーショ
ンを用いて構成することができる。画像入力部11は例
えば複数の画像データが書き込まれた磁気ディスク、光
磁気ディスク等からワークステーション本体に対して画
像データを入力するものである。そして、この画像デー
タは1フレーム毎に縦横8×8の画素マトリクスからな
るブロックに分割される。
【0016】このブロックに分割された画像データは、
変換部12にあって、DCT処理が施され、8×8のD
CT係数データが作成される。例えばRGBあるいはY
MCK等により表されたカラーの画像データを、3つの
コンポーネント、すなわち輝度データと2つの色差デー
タとに分離する。輝度データは、画像の明度を表す信号
である。色差データは、画像の色度を表す信号である。
輝度データのブロックに対してDCT等の直交関数変換
処理を行い、8×8の係数データよりなるブロックに変
換する。同様に、色差データの各ブロックは、8×8の
係数データよりなるブロックに変換されるものである。
【0017】その後、このDCT係数データの各ブロッ
クについて量子化部13において量子化が行われる。量
子化に際しては、空間周波数量子化テーブル「spat
ial table」と、強度量子化テーブル「d
ensity table」とを使用する。図5は
空間周波数量子化テーブルの一例を、図6は強度量子化
テーブルの一例をそれぞれ示している。
【0018】例えば図2に示すように、量子化部13で
は、式(1)に基づいて、入力されたあるブロックの6
4個のデータ{x[i,j]}から、関数extrac
texp()により、指数部データe[i,j]が求め
られる。この指数部データe[i,j]から強度量子化
テーブル「density table」により、
式(2)で示すように、d[i,j]が求められ、空間
周波数量子化テーブル「spatial tabl
e」の値と合わせて、式(3)で示すように、q[i,
j]が求められる。
【0019】また、図2(b)に示すように、式(1
m)を用いて、x[i,j]の仮数部m[i,j]が求
められる。式(3)のx[i,j]の代わりに式(3
m)ではその仮数部であるm[i,j]が使われてい
る。
【0020】このように上記量子化部13において得ら
れた2次元行列値q[i,j]とe[i,j]とは、ス
キャン部14においてジグザグスキャンされて1次元ベ
クトル値ql[k]、el[k]にそれぞれ変換され
る。すなわち、図3の式(4)にて各ペア[i,j]に
対してkが与えられ、式(5)、(6)により、ql
[k]、el[k]がそれぞれ得られる。
【0021】これらのql[k]、el[k]の各値
は、図4に示す符号化部15において、ランレングス符
号化、ハフマン符号化される。詳しくは、ランレングス
符号化部にて式(7)、(8)によりq2[l]とe2
[l]とのデータが得られる。これらのデータは各lに
対してランとレベルとより構成されている。
【0022】また、ハフマン符号化部にては、式
(9)、(10)に示すように、ハフマン符号を用いた
符号化がなされる。その結果、量子化されたq[i,
j]は、ハフマン符号化テーブル「huffman
q」によりハフマン符号q h[l]に、ハフマン符号
化テーブル「huffman e」によりハフマン符号
h[l]にそれぞれ変換される。
【0023】図7は本発明に係る画像データ復元装置を
示すブロック図である。本装置は、同図に示すように、
符号化された画像データを復号化する復号化部71、復
号化されたデータを逆量子化する逆量子化部72、さら
に逆変換を行う逆変換部73、このようにして復元され
た画像でを出力する画像データ出力部74を有して構成
されている。
【0024】すなわち、上記圧縮装置にて符号化された
画像データは、通信系を介して復元装置に入力される。
入力されたデータは、符号化画像データおよびその他の
例えばテーブル情報、フレームヘッダ、スキャンヘッダ
に分離し、これらのデータから例えばMCU(Mult
iple Component Unit、または、M
inimum Coded Unitと呼ばれるデータ
ブロック)、ハフマンテーブル、量子化テーブル、サン
プリングファクタ、コンポーネント識別子等を抽出す
る。ハフマン復号化手段は、ハフマンテーブルに従い、
符号化画像データにおけるMCUの各コンポーネント毎
にハフマン復号化する。復号化しようとするコンポーネ
ント毎に、異なったハフマンテーブルを使用することが
できる。ハフマン復号化処理は、1MCUにおける符号
化係数データの各コンポーネント毎に行われ、それぞれ
復号化された係数データが生成される。
【0025】逆量子化手段は、復号化された係数データ
を逆量子化する。この逆量子化処理は、各コンポーネン
ト毎に符号化時に定められた量子化テーブルに従い行わ
れる。
【0026】IDCT手段は、逆量子化処理後の係数デ
ータにIDCT処理を行う。IDCT手段においては、
8×8画素からなる各々のコンポーネントにおけるデー
タが復元される。
【0027】このように符号化画像データのうちの1ブ
ロック分の画像のJPEGアルゴリズムに基づく復号化
処理が行われ、各コンポーネントにおける1ブロック分
の復号化されたデータが蓄積される。同様にして、符号
化画像データの他のブロックの復号化処理が行われ、各
コンポーネントの1画面分の復号化データが生成され
る。これにより画像の復元が可能となる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、JPEGやMPEGに
用いられている視覚の空間周波数特性を利用した線形量
子化の手法を改良して、視覚の強度特性に依存した非線
形量子化の手法を提供しているため、主観的に劣化の少
ない画像を効率的に復元することができる。
【0029】また、本発明は、既存の強度特性に関する
非線形量子化の手法とは異なり、視覚の強度特性を近似
するのに強度の指数部の値とそれに対応する強度量子化
テーブルを用いている。この指数部を用いることによ
り、対数的な視覚の強度特性に適合し、さらに、強度量
子化テーブルを用いることにより視覚強度特性により良
く適合した量子化を行うことができる。また、強度の指
数部のとる値の範囲は、もとの画像のとる範囲より対数
的に小さくなるため、強度量子化テーブルの大きさはそ
れに伴って小さなものとなり、効率的な符号化に貢献す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る画像データ圧縮装置を
示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例に係る量子化部での演算処理
の概要を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施例に係るスキャン部での演算処
理の概要を示すブロック図である。
【図4】本発明の一実施例に係る符号化部での演算処理
の概要を示すブロック図である。
【図5】本発明の一実施例に係る空間周波数量子化テー
ブルの一例を示す図である。
【図6】本発明の一実施例に係る強度量子化テーブルの
一例を示す図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る画像データ復元装置
の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 画像データ入力部 12 変換部 13 量子化部 52 逆量子化部 53 逆変換部 54 画像データ出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 5/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データの強度をA・Xn(nは自然
    数)で表し、このnが大きくなるにしたがって量子化ス
    テップを大きくし、この量子化ステップに基づいて上記
    画像データを量子化することを特徴とする画像データ圧
    縮装置。
  2. 【請求項2】 上記画像データを浮動小数点表現によっ
    て表し、この指数部の値に基づいて画像データを量子化
    する請求項1に記載の画像データ圧縮装置。
  3. 【請求項3】 上記量子化した画像データを逆量子化す
    ることにより画像データを復元することを特徴とする画
    像データ復元装置。
JP5204604A 1993-07-27 1993-07-27 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置 Pending JPH0746407A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5204604A JPH0746407A (ja) 1993-07-27 1993-07-27 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5204604A JPH0746407A (ja) 1993-07-27 1993-07-27 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0746407A true JPH0746407A (ja) 1995-02-14

Family

ID=16493215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5204604A Pending JPH0746407A (ja) 1993-07-27 1993-07-27 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0746407A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100332176B1 (ko) * 1996-11-07 2002-04-12 모리시타 요이찌 복호화 방법 및 복호화 장치
KR100385865B1 (ko) * 2000-05-02 2003-06-02 씨너텍코리아주식회사 Usb 카메라용 이미지 압축방법
JP2013255179A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びに、プログラム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100332176B1 (ko) * 1996-11-07 2002-04-12 모리시타 요이찌 복호화 방법 및 복호화 장치
KR100332177B1 (ko) * 1996-11-07 2002-04-12 모리시타 요이찌 복호화 방법 및 복호화 장치
KR100425614B1 (ko) * 1996-11-07 2004-04-01 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 화상 복호화 방법 및 복호화 장치와 기계 판독 가능한 기록 매체
KR100385865B1 (ko) * 2000-05-02 2003-06-02 씨너텍코리아주식회사 Usb 카메라용 이미지 압축방법
JP2013255179A (ja) * 2012-06-08 2013-12-19 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びに、プログラム
US9473793B2 (en) 2012-06-08 2016-10-18 Sony Corporation Image processing apparatus, method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1293509C (zh) 以无损的方式编码数字图像数据的设备和方法
US6757438B2 (en) Method and apparatus for video compression using microwavelets
US6526174B1 (en) Method and apparatus for video compression using block and wavelet techniques
US7782960B2 (en) DCT compression using Golomb-Rice coding
AU2008203295B2 (en) Lossless intraframe encoding using golomb-rice
AU782176B2 (en) Variance based adaptive block size DCT image compression
US5719961A (en) Adaptive technique for encoder and decoder signal transformation
JP2004533181A (ja) デジタルイメージに対する選択的なクロミナンスデシメーション
US20020191695A1 (en) Interframe encoding method and apparatus
JP2003061093A (ja) 能動的テーブル生成による量子化/逆量子化方法および装置
JPH0487460A (ja) 画像処理装置
JPH0746407A (ja) 画像データ圧縮装置および画像データ復元装置
CN100566419C (zh) 以无损的方式编码数字图像数据的设备和方法
JPH03266564A (ja) 画像符号化方式及びその装置
Joshi et al. Performance Analysis of 2D-DCT based JPEG Compression Algorithm
JPH07255054A (ja) 画像符号化装置
JP3200189B2 (ja) 画像データ符号化・復元化方法及び装置
JPH08161506A (ja) 画像圧縮装置
JP3018713B2 (ja) 画像通信装置
Colbert Adaptive Block-based Image Coding with Pre-/post-filtering
JPH07203432A (ja) 画像圧縮装置および画像伸張装置
Lakhani et al. Improved Huffmann code tables for still and video image encoders
KR20040092522A (ko) 차영상을 사용한 동영상 압축 및 복원 시스템
JPH0774960A (ja) 画像データ処理装置及び方法
JPH03181230A (ja) 画像処理方式