JPH08275153A - 画像圧縮装置および画像復元装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハードウェア規模が小さく処理が簡単でメモ
リも少なくてすみ、リアルタイムに圧縮および復元で
き、エッジを保存して高品質の圧縮画像と復元画像を得
ることができる画像圧縮装置と画像復元装置を提供す
る。 【構成】 ブロック内の各画素の輝度とブロック代表値
との差分値を求める差分算出回路３と、ブロックの各画
素に対応する差分値の分布パターンを特定する差分パタ
ーン分類回路４と、ブロックを代表する差分代表値を計
算する差分代表値算出回路５とを備えている。 【効果】 ブロック代表値検出回路２が出力するブロッ
ク代表値に加えて、差分値から計算されたブロックを代
表する差分代表値と、差分値分布パターンという２つの
パラメータを新たに画像圧縮データとして導入してい
る。演算量が少ないから、ハードウェアの規模が小さく
て処理時間が短い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル化された静止
画像または動画像のための画像圧縮装置および上記画像
圧縮装置により圧縮された画像信号を復元する画像復元
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】損失のある画像圧縮の代表的な方法とし
ては、次に示すように、変換符号化方式、ブロック符号
化方式、ベクトル量子化方式がある。

【０００３】(１)変換符号化方式 変換符号化は、画像を(ｍ×ｎ)個(ｍとｎは自然数)の画
素を備える複数のブロックに分割し、この各ブロック毎
にＤＣＴ(離散コサイン変換)などの直交変換を行い、Ｄ
ＣＴ係数を量子化した後、直流成分から順次周波数が高
くなる順にハフマン符号化する。

【０００４】(２)ブロック符号化方式 ブロック符号化は、画像を、(ｍ×ｎ)個(ｍとｎは自然
数)の画素を備える（m×n）画素の複数のブロックに分
割し、この各ブロック毎にある閾値を求め、この閾値で
ブロック内の画素を二値化し（m×n）個の要素を有する
ビットプレーンを作る。さらに、この二値化の結果が１
となったグループと０となったグループの代表輝度値を
算出し、この２つグループの代表輝度値と上記（m×n）
のサイズのビットプレーンとで、上記(m×n)画素のブロ
ックを符号化する。

【０００５】(３)ベクトル量子化方式 １つ１つのサンプルが独立に量子化されるスカラ量子化
に対し、複数のサンプルがベクトルとしてまとめて量子
化されるのがベクトル量子化である。画像符号化へのベ
クトル量子化の最も単純な適用法は、（m×n）画素から
なるブロック内のすべての画素の輝度値を成分とするベ
クトルをベクトル量子化器に入力し、量子化する方法で
ある。

【０００６】上述の３つの方式については、テレビジョ
ン学会誌Ｖol.４３, Ｎo.６〜Ｖol.４４, Ｎo.６に連載
された講座「画像情報圧縮の手ほどき」の第５回(Ｖol.４
３,Ｎo.１０(１９８９))、第６回(Ｖol.４３, Ｎo.１１
(１９８９))、第９回(Ｖol.４４, Ｎo.２(１９９０))に
詳しく述べられている。

【０００７】(４)フラクタル画像圧縮方式 上述の３つの代表的な方式の他にも、最近提案されたも
のとして、自然画像の部分的な自己相似性を利用した符
号化方式であるフラクタル画像圧縮方式がある。部分的
な自己相似性とは、画像内のある画素パターンとの相似
の画素パターンが同じ画像内に存在するという性質であ
る。この符号化方式の詳細については、例えば画像符号
化シンポジウム(ＰＣＳＪ９１)６−１１「フラクタルを
利用した画像の符号化」で述べられている。

【０００８】(５)その他の方式 上記４つの方式の範疇に入らない画像圧縮方式で縮小を
利用したものに、特開昭６１−２６３３６９号公報で述
べられている方式がある。この方式では、画像を複数の
ブロックに分割し、各ブロック毎に輝度値の平均値を求
めて画像を縮小し、縮小画像（平均値画像)の各平均値
と、これに対応する原画像のブロックとの間で、ブロッ
ク内の各画素毎に平均値との差分を求めて差分画像を作
り、この差分画像をハフマン符号化などで符号化するこ
とにより第一段階の画像圧縮を行う。次に、上記第一段
階の縮小画像を原画像として、第一段階の画像圧縮と同
様の処理を行い、第二段階の画像圧縮を行う。以下に同
様の画像圧縮処理を繰り返し、新たな原画像の画素数が
１となるまで、または、適宜の画素数となるまで多段階
に画像圧縮を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の画像圧縮方式を採用した画像圧縮装置および画像復
元装置には、それぞれ、次に述べるような問題がある。

【００１０】(１)変換符号化方式 変換符号化方式は、浮動小数点演算を行わなければなら
ず、また演算量も多いので、ハードウェアの規模が大き
くなり、処理に時間がかかる。また、高周波成分が失わ
れるので、高圧縮した場合、エッジがぼけるという欠点
がある。

【００１１】(２)ブロック符号化方式 回路規模は比較的小さくできるが、ブロックの大きさが
通常４×４とされ、１６画素を２つの代表値で表現する
ので、復元後の画像の画質があまり良くない。

【００１２】(３)ベクトル量子化方式 現在、実現可能なベクトルの次元数は１６つまり（４×
４)程度であるが、この程度では入力ベクトル間に無視
できない程の大きな相関が存在する。よって、８×８や
１６×１６程度のブロックサイズでの符号化が可能な変
換符号化方式に比べて、符号化効率の点で不利である。
また、ベクトル量子化器は、多数の画像から抽出したベ
クトルを学習系列とし、ＬＢＧアルゴリズムで設計され
る。しかし、学習系列と量子化対象画像の統計的性質に
大きな相違があるときには、性能劣化が生じる。たいて
いの画像に対して性能劣化を生じないような汎用性の高
い量子化器を設計することは、実際には不可能である
(ＬＢＧアルゴリズムの詳細は、電子情報通信学会発行
の書籍「確率モデルによる音声認識」の２７頁〜２８頁で
述べられている。)。

【００１３】(４)フラクタル画像圧縮方式 フラクタル画像圧縮では、部分画像の縮小，回転などの
アフィン変換を行い、このアフィン変換を施された部分
画像と画像の他の部分とのパターンマッチングを行わな
ければならない。上記アフィン変換やパターンマッチン
グは非常に処理時間がかかる。また、この方式で、画像
の圧縮を行っている間中、画像全体をメモリに置いてお
かなければならない。

【００１４】(５)特開昭６１−２６３３６９号公報に記
載の多段階画像圧縮方式 この方式では、階層的に画像の縮小を行うので、やはり
処理に時間がかかるという欠点がある。また、第一段階
の縮小画像を保存できるだけのメモリーが必要であり、
メモリも多く必要である。

【００１５】そこで、本発明の目的は、処理が簡単で、
ハードウェア規模が小さく、メモリも少なくてすみ、リ
アルタイムに圧縮・復元でき、かつエッジを保存して高
品質の圧縮画像および復元画像を得ることができる画像
圧縮装置および画像復元装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の画像圧縮装置は、デジタル化され
た原画像を、ｍ行×ｎ列(ｍとｎは自然数)の画素を有す
る複数のブロックに分割する画像分割手段と、上記複数
のブロックの各ブロック内の画素の輝度の最小値または
最大値を検出して、上記輝度の最小値または最大値を上
記各ブロックの輝度を代表するブロック代表値とするブ
ロック代表値検出手段と、上記ブロック内の各画素の輝
度と上記ブロック代表値との差分値を求める差分算出手
段と、上記ブロック内の各画素に対応する上記差分値の
分布パターンを、予め定められた複数種類の分布パター
ンの内のいづれか１つに特定する差分値分布パターン特
定手段と、上記ブロック内の各画素に対応している差分
値から、上記ブロックを代表する差分代表値を計算する
差分代表値算出手段と、上記ブロック代表値を量子化す
るブロック代表値量子化手段と、上記差分代表値を量子
化する差分代表値量子化手段と、上記ブロック代表値量
子化手段によって量子化された量子化ブロック代表値
と、上記差分値分布パターン特定手段によって特定され
た差分値の分布パターンを表す分布パターン値と、上記
差分代表値量子化手段によって量子化された量子化差分
代表値とを、順に出力する符号化データ出力手段とを備
えたことを特徴としている。

【００１７】また、請求項２の発明の画像復元装置は、
デジタル化された原画像から分割された複数のブロック
の各ブロックを代表するブロック代表値を量子化した量
子化ブロック代表値と、上記ブロック内の各画素の輝度
と上記ブロック代表値との差分値が上記ブロック内の各
画素に対して分布している分布パターンを表す分布パタ
ーン値と、上記差分値から計算された上記ブロックを代
表する差分代表値を量子化した量子化差分代表値とを、
画像圧縮装置から伝送されてきた圧縮画像データのビッ
ト列から復号する固定長符号復号手段と、上記固定長符
号復号手段からの量子化ブロック代表値を逆量子化し
て、原画像の１画素のビット数に戻したブロック代表値
を出力するブロック代表値逆量子化手段と、上記固定長
符号復号手段からの量子化差分代表値を逆量子化して原
画像の１画素のビット数に戻した差分代表値を出力する
差分代表値逆量子化手段と、上記ブロック代表値逆量子
化手段からのブロック代表値を輝度値とした(ｍ行×ｎ
列)(ｍとｎは自然数)の画素を有するブロックを作る拡
大手段と、上記固定長符号復号手段からの差分値の分布
パターン値と、上記差分代表値逆量子化手段からの差分
代表値とが入力され、上記分布パターン値に基づいて、
上記ブロックが有する（ｍ行×ｎ列）の画素のうち、差
分を持つ画素を検出し、この差分を持つ画素の輝度値に
上記差分代表値を加算する差分情報付加手段と、上記差
分情報付加手段によって差分情報が付加されて復元され
た(ｍ行×ｎ列)の画素を有するブロックを、原画像を復
元するような所定の位置に出力する復元画像出力手段と
を備えたことを特徴としている。

【００１８】また、請求項３の発明の画像圧縮装置は、
デジタル化された原画像を、ｍ行×n列の画素を有する
複数のブロックに分割する画像分割手段と、上記複数の
ブロックの各ブロック内の画素の輝度の最小値または最
大値を検出して、上記輝度の最小値または最大値を上記
各ブロックの輝度を代表するブロック代表値とするブロ
ック代表値検出手段と、上記ブロック内の各画素の輝度
と上記ブロック代表値との差分値を求める差分算出手段
と、上記ブロック内の各画素に対応する上記差分値の分
布パターンを、予め定められた複数種類の分布パターン
の内のいづれか１つに特定する差分値分布パターン特定
手段と、上記ブロック内の各画素に対応している差分値
から、上記ブロックを代表する差分代表値を計算する差
分代表値算出手段と、上記ブロック代表値を量子化する
ブロック代表値量子化手段と、上記差分代表値を量子化
する差分代表値量子化手段と、上記差分代表値量子化手
段によって量子化された量子化差分代表値に基づいて、
上記差分値の分布パターンを表す分布パターン値を修正
する差分値分布パターン修正手段と、上記量子化された
量子化ブロック代表値と、上記修正された分布パターン
値と、上記量子化された量子化差分代表値とを可変長符
号に変換する符号化手段と、上記符号化手段によって符
号化された量子化ブロック代表値と修正された分布パタ
ーン値と量子化差分代表値を順次出力する符号化データ
出力手段とを備えたことを特徴としている。

【００１９】また、請求項４の発明の画像復元装置は、
画像圧縮装置から伝送されてきた圧縮画像データのビッ
ト列から、デジタル化された原画像から分割された複数
のブロックの各ブロックを代表するブロック代表値を量
子化してから符号化した符号化量子化ブロック代表値
と、上記ブロック内の各画素の輝度と上記ブロック代表
値との差分値が上記ブロック内の各画素に対して分布し
ている分布パターンを表す分布パターン値を上記量子化
されたブロック代表値に基づいて修正された修正分布パ
ターン値と、上記差分値から計算された上記ブロックを
代表する差分代表値を量子化してから符号化した符号化
量子化差分代表値とを復号して、量子化ブロック代表値
と、上記修正分布パターン値と、量子化差分代表値とを
得る可変長符号復号手段と、上記可変長符号復号手段か
らの量子化ブロック代表値を逆量子化して、原画像の１
画素のビット数に戻したブロック代表値を出力するブロ
ック代表値逆量子化手段と、上記可変長符号復号手段か
らの量子化差分代表値を逆量子化して、原画像の１画素
のビット数に戻した差分代表値を出力する差分代表値逆
量子化手段と、上記ブロック代表値を輝度値とした(ｍ行
×ｎ列)(ｍとｎは自然数)の画素を有するブロックを作
る拡大手段と、上記可変長符号復号手段からの修正分布
パターン値と、上記差分代表値逆量子化手段からの差分
代表値とが入力され、上記修正分布パターン値に基づい
て、上記ブロックが有する（ｍ行×ｎ列）の画素のう
ち、差分を持つ画素を検出し、この差分を持つ画素の輝
度値に上記差分代表値を加算する差分情報付加手段と、
上記差分情報付加手段によって差分情報が付加されて復
元された(ｍ行×ｎ列)の画素を有するブロックを、原画
像を復元するような所定の位置に出力する復元画像出力
手段とを備えたことを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１の発明の画像圧縮装置では、デジタル
化された原画像は、画像分割手段によって、m行×n列の
画素を有する複数のブロックに分割される。そして、こ
の分割されたブロックは、ブロック代表値検出手段によ
って、ブロック内の画素の輝度の最小値または最大値が
検出され、上記輝度の最小値または最大値が上記各ブロ
ックの輝度を代表するブロック代表値とされる。

【００２１】そして、差分算出手段は、ブロック内の各
画素の輝度と上記ブロック代表値との差である差分値を
求める。そして、差分値分布パターン特定手段は、上記
ブロック内の各画素に対応している上記差分値の配置
を、数種類に分類されている分布パターンの内のいづれ
か１つに特定する。例えば、m＝２, n＝２の場合には、
ブロック内の差分値の大きいほうから２つ乃至３つがブ
ロック内のどの位置にあるのかを検出し、この検出した
分布パターンが、用意された数種類に分類されている分
布パターンの内のいづれに一致しているのかを判定して
選択する。

【００２２】さらに、差分代表値算出手段は、ブロック
内の各画素に対応している上記差分値から、上記ブロッ
クを代表する差分代表値を計算する。たとえば、この差
分代表値の算出は、ブロック内の各画素に対応している
差分値の内、大きいほうから２つの平均を取るなどす
る。

【００２３】また、ブロック代表値量子化手段は、ブロ
ック代表値をビットシフトすることによってブロック代
表値を量子化する。また、差分代表値量子化手段は、上
記差分代表値を量子化する。たとえば、差分代表値量子
化手段は、差分代表値をビットシフトすることによって
線型量子化するか、もしくは、差分代表値をルックアッ
プテーブル変換することによって非線型量子化する。

【００２４】そして、符号化データ出力手段は、上記量
子化されたブロック代表値と、上記差分パターン特定手
段によって特定された差分値の分布パターンと、上記量
子化された差分代表値とを順次出力する。これら３つの
データ(ブロック代表値と差分値の分布パターンと差分
代表値)はいずれも固定長である。

【００２５】ところで、デジタル化された原画像を(m行
×n列)の画素を有する複数のブロックに分割し、各ブロ
ック内の代表値(ブロック代表値)のみを伝送するという
だけの圧縮方法では、復元画像は高周波成分が失われて
ボケた画像になるのは必至である。

【００２６】そこで、請求項１の発明では、ブロック代
表値に加えて、ブロック内の各画素に対応している差分
値から計算されたブロックを代表する差分代表値と、上
記ブロック内の各画素に対応している差分値の差分値分
布パターンという２つのパラメータを新たに導入してい
る。このことによって、復元画像において高周波成分の
保存を図る。これが、請求項１の発明の考え方である。

【００２７】具体的に、たとえば、画像分割手段が、デ
ジタル化された原画像を、(ｍ×ｎ)個（ｍ＝２,ｎ＝
２）の複数の画素を有する複数のブロックに分割した場
合に、上記ブロック内の各画素の輝度と上記ブロック代
表値との差分値の差分値分布パターンの統計をとった結
果、１番大きな差分値および２番目に大きな差分値に比
べて、３番目に大きな差分値はかなり小さいということ
が判った。

【００２８】そこで、差分値の大きいほうから１番目と
２番目の２つの差分値が、２×２の画素行列に占める位
置を表す差分値分布パターンを調べると、図９に示した
６つのパターンの内、パターン０とパターン１とパター
ン２とパターン３とが統計的に非常に多いことが判っ
た。一方、上記配置パターンがパターン４またはパター
ン５であることは少ないということが判った。

【００２９】したがって、例えば差分値の分布パターン
に割り当てるビット数を２ビット程度に抑えたければ、
パターン４と５は無視して、パターン０〜３のみを使用
すればよい。こうすれば、少ないデータ量で、高周波成
分を保存した画質の良い復元画像を得ることができる。

【００３０】また、圧縮効率が少し悪くなっても良いの
であれば、１番大きな差分値から３番目に大きな差分値
までの３つの差分値の分布をも考慮し、パターン数を８
〜１０のパターンに増やせば、さらに画質が改善され
る。

【００３１】また、請求項２の発明の画像復元装置で
は、上記固定長符号復号手段は、上記量子化ブロック代
表値と、上記分布パターン値と、上記量子化差分代表値
とを、請求項１の画像圧縮装置から伝送されてきた圧縮
画像データのビット列から復号する。

【００３２】そして、上記ブロック代表値逆量子化手段
は、上記固定長符号復号手段からの量子化ブロック代表
値を逆量子化して、原画像の１画素のビット数に戻した
ブロック代表値を出力する。

【００３３】そして、上記差分代表値逆量子化手段は、
上記固定長符号復号手段からの量子化差分代表値を逆量
子化して原画像の１画素のビット数に戻した差分代表値
を出力する。

【００３４】そして、上記拡大手段は、上記ブロック代
表値逆量子化手段からのブロック代表値を輝度値とした
(ｍ行×ｎ列)の画素を有するブロックを作る。

【００３５】そして、上記差分情報付加手段は、上記固
定長符号復号手段からの差分値の分布パターン値と、上
記差分代表値逆量子化手段からの差分代表値とが入力さ
れ、上記分布パターン値に基づいて、上記ブロックが有
する（ｍ行×ｎ列）の画素のうち、差分を持つ画素を検
出し、この差分を持つ画素の輝度値に上記差分代表値を
加算する。

【００３６】そして、上記復元画像出力手段は、上記差
分情報付加手段によって差分情報が付加されて復元され
た（ｍ行×ｎ列）の画素を有するブロックを、原画像を
復元するような所定の位置に出力する。

【００３７】また、請求項３の発明の画像圧縮装置は、
その画像分割手段と、ブロック代表値検出手段と、差分
算出手段と、差分値分布パターン特定手段と、差分代表
値算出手段と、ブロック代表値量子化手段と、差分代表
値量子化手段とは、請求項１の発明の画像圧縮装置と同
じ働きをする。

【００３８】そして、請求項３の発明の画像圧縮装置が
有する差分パターン修正手段は、差分代表値量子化手段
によって量子化された量子化差分代表値に基づいて、上
記差分値の分布パターン値を修正する。

【００３９】具体的には、上記量子化された量子化差分
代表値が０の場合、差分を持たない、すなわち４画素が
すべて同じ輝度であるということを表す分布パターン値
を用意し、既に決定されている差分パターン値を、上記
「差分をもたない」ことを表す分布パターン値に修正す
る。そして、符号化手段は、上記量子化された量子化ブ
ロック代表値と上記修正された分布パターン値と、上記
量子化された量子化差分代表値とをハフマン符号などの
符号に変換する。このとき、上記量子化ブロック代表値
を、そのままハフマン符号化してもよいし、上記量子化
ブロック代表値と前ブロックの量子化ブロック代表値と
の差をハフマン符号化(ＤＰＣＭ)しても良い。なお、ハ
フマン符号化する場合の符号化テーブルとしては、あら
かじめ多数の画像のブロック代表値、分布パターン値、
差分代表値の統計的な分布から作成したものをＲＯＭな
どに格納して置くとよい。

【００４０】そして、符号化データ出力手段は、上記符
号化手段によって符号化された、量子化ブロック代表値
と、上記修正された分布パターン値と、量子化差分代表
値とを順次出力する。

【００４１】ところで、上記請求項１の発明の画像圧縮
装置は、画像データを固定長符号化する装置である。こ
の固定長符号化には特有の用途があるが、出力する情報
(ブロック代表値、分布パターン値、差分代表値)をハフ
マン符号化することによって、圧縮効率を上げることが
できる。

【００４２】そして、上述の「差分をもたない」ことを表
す分布パターン値を、予め定められた複数種類の分布パ
ターンの中に含ませることによって、より一層、圧縮効
率を上げることができる。具体的には、２行×２列の画
素の差分値がラスター順に、例えば、０，１，０，１で
あったとする。この場合の差分値の分布パターンは、差
分値分布パターン特定手段によって、図９に示す分布パ
ターン３であると特定される。

【００４３】しかし、差分代表値を算出しこれを量子化
すると(量子化テーブルの設計の仕方にもよるが例えば
ビットシフトによる線型量子化や２底の対数をとる場
合)、差分代表値は０となってしまうことがよくある。
このような差分代表値が０であるブロックに、差分値の
分布パターンを表現する分布パターン値を付与しても意
味がない。何故ならば、ブロックを代表する差分代表値
が０であるということは、そのブロックの画素の輝度の
差分が無い状態とみなすことであるからである。また、
量子化後の差分代表値の分布を調べると、差分代表値が
０である場合が非常に多い。そこで、ブロックの差分代
表値が０となる場合は、そのブロックには、「差分をも
たない」ことを表す分布パターン値を割り当てると共
に、符号化データ出力手段が差分代表値を出力しないよ
うにすることによって、圧縮率をかなり向上させること
ができる。

【００４４】また、ハフマン符号化時に使用するハフマ
ンテーブルは、多数の画像の統計データから得られたも
のであり、個々の画像に必ずしも最適のものではない
が、ブロック代表値、分布パターン値、差分代表値など
の統計的性質は、画像によりそれほど大きく変わるもの
ではない。

【００４５】したがって、個々の画像に対する最適のハ
フマンテーブルを使った場合と比較した圧縮率の劣化
は、符号化画像に個々の画像の統計情報を付加すること
による圧縮率の損失に比べれば、無視できる範囲のもの
である。

【００４６】また、請求項４の発明の画像復元装置で
は、復号手段は、請求項２の画像圧縮装置から伝送され
てきた圧縮画像データのビット列(ハフマン符号列)か
ら、符号化されて量子化された符号化量子化ブロック代
表値と、上記修正分布パターン値と、符号化されて量子
化された符号化量子化差分代表値とを復号して、量子化
ブロック代表値と、修正分布パターン値と、量子化差分
代表値とを得る。この復号の際に使用するハフマン木
は、あらかじめ多数の画像のブロック代表値と、分布パ
ターン値と、差分代表値の分布から作成されたものをＲ
ＯＭなどに格納しておく。そして、ブロック代表値逆量
子化手段と、差分代表値逆量子化手段と、拡大手段と、
差分情報付加手段と、復元画像出力手段とは、請求項２
の発明のものと同じ働きをし、画像を復元する。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の画像圧縮装置および画像復元
装置を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

【００４８】〔第１実施例〕図１に、本発明の画像圧縮
装置の第１実施例の概略構成を示す。この画像圧縮装置
は、図示しないＣＣＤカメラ等の画像入力装置により入
力されたデジタル画像データを圧縮するものである。上
記デジタル画像データは例えば８ビットのデータであっ
てもよいし、１６ビットのデータであってもよい。以
下、上記デジタル画像データが８ビットであるとして説
明する。尚、図１の各回路の間をつないでいる矢線の略
中央に施されている斜めの線分とその傍らに記載されて
いる８，６，３はそれぞれ、そこで伝わるデータのビッ
ト数が８ビット，６ビット，３ビットであることを示し
ている。また、このことは、図２,図３,図５においても
同様である。

【００４９】図１において、１は画像分割回路、２はブ
ロック代表値検出回路、３は差分算出回路、４は差分値
分布パターン特定手段としての差分パターン分類回路、
５は差分代表値算出回路、６はブロック代表値量子化回
路、７は差分代表値量子化回路、８は符号化データ出力
回路である。

【００５０】上記画像分割回路１には、デジタル化され
た原画像として入力画像が入力される。そして、画像分
割回路１は、上記入力画像を、２行×２列の画素を有す
る複数のブロックに分割する。

【００５１】この画像分割回路１から、ブロック代表値
検出回路２には、２行×２列の画素を有するブロックの
輝度データのみが順次入力されればよい。従って、画像
分割回路１は、図６に示す構成にすればよい。即ち、こ
の画像分割回路１は、ラインメモリ１ａと、このライン
メモリ１ａに直列接続された１画素遅延回路１ｂと、上
記ラインメモリ１ａに並列接続された１画素遅延回路１
ｃとを備えている。この画像分割回路１によれば、図６
に示すように、端子ａから１行１列目の輝度データが１
クロック分だけ遅延されて出力され、端子ｂから１行２
列目の輝度データが出力される。また、端子ｃから２行
１列目の輝度データが１クロック分だけ遅延されて出力
され、端子ｄから２行２列目の輝度データが出力され
る。このように、画像分割回路１を図６に示した回路構
成にすることによって、ブロック代表値検出回路２以降
の処理を１クロック分休むようにして、かつ、１ライン
の処理終了後、次の１ライン分休むようにして、上記輝
度データの順次入力を実現すればよい。このようにすれ
ば、画像分割回路１が備えるメモリ容量は１ライン分で
済む。したがって、この第１実施例によれば、少ないメ
モリで画像圧縮装置を実現することができる。

【００５２】次に、ブロック代表値検出回路２は、画像
分割回路１から出力されるブロックが有する２行×２列
の画素の輝度値aと輝度値bと輝度値cと輝度値dの内の最
小値をブロック代表値として検出する。なお、この第１
実施例では、上記ブロック代表値検出回路２が、上記輝
度値ａ,ｂ,ｃ,ｄの内の最小値をブロック代表値として
検出したが、上記輝度値の内の最大値をブロック代表値
として検出するようにしてもよい。

【００５３】一方、差分算出回路３では、上記ブロック
代表値と上記２行×２列の画素の輝度値a，b，c，dとの
差つまり差分値Ｄa,Ｄb,Ｄc,Ｄdを計算する。

【００５４】次に、差分パターン分類回路４では、２行
×２列の画素の輝度値とブロック代表値との差分値Ｄa
とＤbとＤcとＤdから上記ブロックの差分値の分布パタ
ーンを求める。この差分値の分布パターンは、差分値Ｄ
aとＤbとＤcとＤdのうち大きい方から２つ乃至３つが２
行×２列の画素のどの位置にあるかによって決まる。そ
して、この決定された分布パターンが、予め用意されて
いる分布パターンの内のどの分布パターンに一致するか
によって、上記決定された分布パターンの値が決まる。
この第１実施例では、上記差分値の内の大きい方から２
つの差分値が２行×２列の画素の配列に対して占める位
置によって、分布パターンが決定される。この分布パタ
ーンを、図９に具体的に示す。図９には、パターン０か
らパターン５までの６個の分布パターンが示されてい
る。この各分布パターンは２行×２列の画素の配列の内
で、差分値の大きい方から２つの差分値を持つ画素がど
こに位置しているのかを、斜線が施されている四角形に
よって表している。図９に示すように、デジタル化され
た原画像を、(ｍ×ｎ)個（ｍ＝２,ｎ＝２）の複数の画
素を有する複数のブロックに分割した場合に、上記ブロ
ック内の各画素の輝度と上記ブロック代表値との差分値
の差分値分布パターンの統計をとった結果、１番大きな
差分値および２番目に大きな差分値に比べて、３番目に
大きな差分値はかなり小さいということが判った。

【００５５】そこで、差分値の大きいほうから１番目と
２番目の２つの差分値が、２×２の画素行列に占める位
置を表す差分値分布パターンを調べると、図９に示した
６つのパターンの内、パターン０とパターン１とパター
ン２とパターン３とが統計的に非常に多いことが判っ
た。一方、上記配置パターンがパターン４またはパター
ン５であることは少ないということが判った。

【００５６】したがって、例えば差分値の分布パターン
に割り当てるビット数を２ビット程度に抑えたければ、
パターン４と５は無視して、パターン０〜３のみを使用
すればよい。こうすれば、少ないデータ量で、高周波成
分を保存した画質の良い復元画像を得ることができる。

【００５７】また、圧縮効率が少し悪くなっても良いの
であれば、１番大きな差分値から３番目に大きな差分値
までの３つの差分値の分布をも考慮し、パターン数を８
〜１０のパターンに増やせば、さらに画質が改善され
る。

【００５８】そして、差分代表値算出回路５は、２行×
２列の画素に対応している差分値ＤaとＤbとＤcとＤdか
ら差分代表値を算出する。この実施例では、上記差分代
表値を、差分値Ｄa，Ｄb，Ｄc，Ｄdのうち大きい方から
２つの差分値を平均した値とした。

【００５９】次に、差分代表値量子化回路７は、上記差
分代表値算出回路５から受けた８ビットの差分代表値を
３ビットまたは４ビット程度に量子化する。この量子化
は、例えばビットシフトにより線型量子化してもよい
し、対数関数などの非線型量子化を行う場合は、ルック
アップテーブル変換により実現すればよい。この第１実
施例では量子化ビット数は３ビットとし、ルックアップ
テーブル変換により、非線形に量子化するものとした。

【００６０】一方、ブロック代表値量子化回路６は、上
記ブロック代表値検出回路２からのブロック代表値を受
けて、このブロック代表値を量子化する。この量子化
は、例えば、８ビットデータであるブロック代表値を下
位へ２ビット程度シフトすることによって行われる。

【００６１】次に、符号化データ出力回路８は、図７に
示すように、量子化されたブロック代表値(６ビット)
と、差分値の分布パターン値としての差分パターン番号
(３ビット)と、量子化された差分代表値(３ビット)とが
構成するビット列を１ブロックの符号化画像データとし
て出力する。

【００６２】この第１実施例によれば、ブロック代表値
検出回路２が出力するブロック代表値に加えて、ブロッ
ク内の各画素に対応している差分値から計算されたブロ
ックを代表する差分代表値と、上記ブロック内の各画素
に対応している差分値の差分値分布パターン(差分パタ
ーン番号)という２つのパラメータを新たに導入してい
る。このことによって、高周波成分が失われることがな
く画像の品質を低下を抑えて高品質に画像データの圧縮
を行うことができる。

【００６３】また、この第１実施例によれば、変換符号
化方式と異なり、浮動小数点演算を行う必要がなく、演
算量が少ないから、ハードウェアの規模が小さくて、処
理時間が短い利点がある。

【００６４】また、この第１実施例によれば、アフィン
変換やパターンマッチング処理を行わないから、フラク
タル画像圧縮に比べて処理時間が短く、リアルタイムに
画像圧縮することができる。

【００６５】〔第２実施例〕図２に、本発明の画像復元
装置の実施例としての第２実施例の概略構成を示す。こ
の第２実施例の画像復元装置は、図１に示した第１実施
例の画像圧縮装置で圧縮された符号化画像が入力され、
この入力された符号化画像を復元する装置である。図２
において、９は固定長符号復号回路、１０はブロック代
表値逆量子化回路、１１は差分代表値逆量子化回路、１
２は拡大回路、１３は差分情報付加回路、１４は復元画
像出力回路である。

【００６６】固定長符号復号回路９は入力された符号化
画像のビット列を、６ビット，３ビット，３ビットに分
割して、量子化ブロック代表値，分布パターン値として
の差分パターン番号，量子化差分代表値として出力す
る。

【００６７】次に、ブロック代表値逆量子化回路１０
は、上記固定長符号復号回路９から入力された６ビット
の量子化ブロック代表値を２ビット右にシフトして８ビ
ットに戻す。すなわち、ブロック代表値逆量子化回路１
０は、第１実施例においてブロック代表値を量子化した
ときと逆の処理(逆量子化)を行う。

【００６８】次に、差分代表値逆量子化回路１１は、復
号回路９からの３ビットの量子化差分代表値を逆量子化
して、８ビットの差分代表値に戻す。上記第１実施例で
は、ルックアップテーブル変換によって量子化したの
で、この第２実施例での上記逆量子化は、上記量子化し
たときとは逆のルックアップテーブル変換を行う。

【００６９】次に、拡大回路１２は、ブロック代表値逆
量子化回路１０が出力した８ビットに戻されたブロック
代表値を受けて、この８ビットのブロック代表値を２行
×２列の画素を持つブロックに展開する。

【００７０】次に、差分情報付加回路１３は、復号回路
９からの分布パターン値と、差分代表値逆量子化回路１
１からの差分代表値(８ビット)とを用いて、上記拡大回
路１２から受けた２行×２列の画素が構成する部分画像
(ブロック)に差分情報を付加する。すなわち、上記差分
パターン番号から得られるパターンによって、２行×２
列の画素の内で差分を持つと判断された画素について、
この画素が有する輝度値に上記差分代表値を加算する。

【００７１】次に、復元画像出力回路１４は、以上の処
理で復元された２行×２列の画素が構成する部分画像
（ブロック)を、原画像を復元するような所定の位置に
出力する。

【００７２】上述した一連の画像処理を、入力された符
号化画像のビット列が終わるまで、繰り返すことによっ
て、第１実施例によって圧縮された画像を復元すること
ができる。

【００７３】このように、この第２実施例によれば、固
定長符号復号回路９によって、第１実施例の画像圧縮装
置から伝送されてきた圧縮画像データのビット列から、
ブロック代表値と差分パターン番号と差分代表値とを復
号し、上記ブロック代表値を輝度値とした２行×２列の
画素を有するブロックを作り、上記差分パターン番号に
基づいて上記ブロックの画素に上記差分代表値を加算す
る。したがって、この第２実施例によれば、上記第１実
施例によって圧縮された画像データを、復元することが
できる。

【００７４】この第２実施例によれば、ブロック代表値
に加えて、差分代表値と差分パターン番号という２つの
パラメータを使用して、画像データを復元しているの
で、小さなハードウェア規模と少ない演算量でもって、
高周波成分が失われることがなく画像の品質を低下を抑
えて高品質に画像データの復元を行うことができる。

【００７５】また、この第２実施例によれば、変換符号
化方式と異なり、浮動小数点演算を行う必要がなく、演
算量が少ないから、ハードウェアの規模が小さくて、処
理時間が短い利点がある。

【００７６】また、この第２実施例によれば、アフィン
変換やパターンマッチング処理を行わないから、フラク
タル画像圧縮された画像データを復元する場合に比べて
処理時間が短くリアルタイムに画像圧縮することができ
る。

【００７７】〔第３実施例〕次に、図３および図４に第
３実施例を示す。図３における右端ｘ,ｙ,ｚは、それぞ
れ、図４における左端ｘ,ｙ,ｚにつながっている。

【００７８】この第３実施例は画像圧縮装置である。こ
の第３実施例は、図示しないＣＣＤカメラ等の画像入力
装置から入力された例えば８ビットのデジタル画像デー
タを圧縮するものである。

【００７９】図３と図４に示すように、この第３実施例
が、図１に示した第１実施例と異なる点は次の３つの点
だけである。すなわち、差分パターン特定手段としての
差分パターン分類回路４と符号化データ出力回路１８と
の間に接続された差分パターン修正回路１５を有してい
る点と、ブロック代表値量子化回路６,差分パターン修
正回路１５,差分代表値量子化回路７と符号化データ出
力回路８との間にハフマン符号器１６が接続されている
点と、ハフマンテーブルを含んでいるＲＯＭ１７がハフ
マン符号器１６に接続されている点である。

【００８０】したがって、画像分割回路１と、ブロック
代表値検出回路２と、差分算出回路３と、差分パターン
分類回路４と、差分代表値算出回路５と、ブロック代表
値量子化回路６と、差分代表値算出回路７は、第１実施
例と同じ構成であり、第１実施例と同じ働きをする。従
って、この第３実施例においても、画像分割回路１は入
力画像を２行×２列の画素を有する複数のブロックに分
割するものである。

【００８１】したがって、この第３実施例では、上記差
分パターン修正回路１５とハフマン符号器１６とＲＯＭ
１７とについて重点的に説明する。

【００８２】上記差分パターン修正回路１５は、差分代
表値量子化回路７によって量子化された量子化差分代表
値に基づいて、差分パターン分類回路４が特定した分布
パターン値としての差分パターン番号を修正する。具体
的には、上記差分パターン修正回路１５は、図９に示し
た６つの差分値分布パターンとは異なる７番目の分布パ
ターンを有しており、この７番目の分布パターンは、ブ
ロックが有している４つの画素が同じ輝度値であるとい
うことを表す。この７番目の分布パターンは、ブロック
が差分を持たないことを表すものである。したがって、
上記差分パターン修正回路１５は、上記７番目の分布パ
ターンの差分パターン番号を、量子化された差分代表値
が０であるブロックに割り当てる。

【００８３】一方、ハフマン符号器１６は、ブロック代
表値量子化回路６からの量子化されたブロック代表値
と、差分パターン修正回路１５からの差分パターン番号
と、差分代表値量子化回路７からの量子化された差分代
表値とを受けて、上記ブロック代表値と上記分布パター
ン値と上記差分代表値とをそれぞれハフマン符号化す
る。このハフマン符号化に際して、上記ブロック代表値
を、そのままハフマン符号化してもよいし、ＤＰＣＭ
(差分ＰＣＭ)を使っても良い。また、上記ハフマン符号
化に使用するハフマンテーブルはＲＯＭ１７に収められ
ている。図４に示すように、上記ハフマンテーブルは、
ブロック代表値をハフマン符号化するためのブロック代
表値用ハフマンテーブルと、分布パターン値をハフマン
符号化するための分布パターン値用ハフマンテーブル
と、差分代表値をハフマン符号化するための差分代表値
用ハフマンテーブルとを含んでいる。

【００８４】それぞれのハフマンテーブルは、多数の画
像についてのブロック代表値の分布、および多数の画像
についての差分パターン番号の分布、および多数の画像
についての差分代表値の分布から作られたものである。

【００８５】上記ハフマン符号器１６は、ブロック代表
値、差分パターン番号、差分代表値それぞれのデータと
ハフマンテーブルのオフセットから計算されるアドレス
をＲＯＭ１７に与え、それぞれの符号化されたデータを
読み出す。このとき、差分値の分布パターンの値が、差
分を持たない分布パターンを表す値であるときには、ハ
フマン符号器１６は、差分代表値を符号化しない。ま
た、差分代表値用ハフマンテーブルにも、差分代表値０
に相当するコードは存在しない。

【００８６】そして、符号化データ出力回路１８は、ハ
フマン符号器１６によって符号化されたブロック代表値
と、差分パターン番号と、差分代表値を図８(Ａ)に示す
ビット列にして出力する。図８(Ａ)に示すブロック代表
値、差分パターン番号、差分代表値それぞれのビット長
は不定であり、図８(Ｂ)に示すように差分代表値は出力
しない場合もある。従って、図４には示していないが、
ハフマン符号器１６から符号化データ出力回路１８に渡
されるデータは、符号化されたブロック代表値と、符号
化された差分パターン番号と、符号化された差分代表値
だけでなく、これらそれぞれのビット長の情報も含んで
いる。

【００８７】このように、この第３実施例では、ハフマ
ン符号化などの可変長符号化を行うことにより、固定長
符号化を行っている第１実施例に比べて圧縮率が向上す
る。なぜならば、ハフマン符号化というのは、出現頻度
の高いデータに短いコードを与え、出現頻度の低いデー
タに長いコードを与えることによって、平均して１デー
タ当たりの符号長を短くすることができる符号化方式で
あるからである。これに加え、この第３実施例は、差分
を持たないことを表す分布パターン番号を導入し、差分
代表値が０のときは、差分代表値を出力しないことによ
って、さらに圧縮率を向上させることができる。 〔第４実施例〕次に、図５に、本発明の画像復元装置の
実施例である第４実施例の概略構成を示す。この第４実
施例は、図３と図４に示した第３実施例の画像圧縮装置
によって圧縮された符号化画像を復号する画像復号装置
である。この第４実施例は、可変長符号復号回路１９
と、この可変用符号復号回路１９に接続されていて、ハ
フマン木を含んでいるＲＯＭ３０を備えている点だけ
が、図２に示した第２実施例と異なる点である。したが
って、この点について重点的に説明する。

【００８８】図５において、１９は可変長符号復号回
路、３０はＲＯＭである。そして、ブロック代表値逆量
子化回路１０と差分代表値逆量子化回路１１と拡大回路
１２と差分情報付加回路１３と復元画像出力回路１４
は、第２実施例と同じ構成であり、第２実施例の回路と
同じ働きをする。

【００８９】上記可変長符号復号回路１９は、ＲＯＭ３
０に収められているハフマン木(ブロック代表値用ハフ
マン木と差分パターン用ハフマン木と差分代表値用ハフ
マン木)を使って、入力された符号化画像のビット列か
ら、ブロック代表値と、分布パターン値としての差分パ
ターン番号と、差分代表値を復号する。上述の第３実施
例で説明したように、差分パターン番号が、差分を持た
ないパターンを表す値であるときは、差分代表値は入力
ビット列の中に含まれておらず、復号されない。

【００９０】次に、ブロック代表値逆量子化回路１０、
差分代表値逆量子化回路１１、拡大回路１２、差分情報
付加回路１３、復元画像出力回路１４は、図２の第２実
施例と同じ構成であり、第２実施例と同じ動作をする。

【００９１】そして、第２実施例と同様に、復号回路１
９に入力された符号化画像のビット列が終わるまで、復
号回路１９は、ブロック代表値と、分布パターン値と、
差分代表値とを復号する。そして、ブロック代表値逆量
子化回路１０と差分代表値逆量子化回路１１は、ブロッ
ク代表値と差分代表値とを逆量子化する。そして、拡大
回路１２は、ブロック代表値を２行×２列の画素へ展開
する。そして、差分情報付加回路１３によって、差分情
報が付加された上で復元された部分画像を復元画像出力
回路１４から出力するという処理を繰り返して、圧縮さ
れた画像を復元する。

【００９２】この第４実施例の画像復元装置によれば、
差分パターン番号が、差分を持たないパターンを表す値
であるときは、差分代表値は入力ビット列の中に含まれ
ておらず、復号されない。したがって、この第４実施例
によれば、第２実施例の画像復元装置が有する効果に加
えて、第１実施例よりも圧縮効率が高い第３実施例の画
像圧縮装置からの画像データを復元して、高品質な画像
データをリアルタイムで出力することができる。

【００９３】〔第５実施例〕次に、図１０に、本発明の
画像圧縮装置および画像復元装置の実施例としての圧縮
チップ３２および復元チップ３４を内蔵しているデジタ
ルスチルカメラのシステム概観を示す。図１０に示すよ
うに、このデジタルスチルカメラは、パソコンや携帯型
情報ツールによって実現されているホスト機器３５に接
続して使用するものである。

【００９４】図１０において、３１は画像入力部であ
り、光学系部分と、ＣＣＤの駆動系部分と、γ補正部分
と、Ａ／Ｄ変換部分などを含んでいる。この画像入力部
３１からはデジタル化された画像が出力されるようにな
っている。この画像入力部３１には上記圧縮チップ３２
が接続されており、この圧縮チップ３２には画像メモリ
３３が接続されている。そして、画像メモリ３３には、
復元チップ３４が接続されている。そして、この復元チ
ップ３４には、ホスト機器３５としてのパソコンまたは
携帯型情報ツールなどが接続されるようになっている。

【００９５】このデジタルスチルカメラは、画像入力部
３１に入力されたデジタル画像は、画像圧縮チップ３２
によって圧縮され、圧縮された画像データは画像メモリ
３３に格納される。

【００９６】一方、ホスト機器３５側から画像を読み出
す場合は、画像メモリ３３に蓄えられた画像データが、
画像復元チップ３４によって復元されて、ホスト機器３
５に伝送される。本発明の画像圧縮装置と画像復元装置
を実現した圧縮チップ３２および復元チップ３４は、上
述したように、回路構成が簡単であり、リアルタイムに
画像データの圧縮と復元ができる。したがって、ユーザ
ーは、このデジタルスチルカメラを使用して、画像の撮
影や読み出しを行うときに、画像処理時間に起因するタ
イムラグを感じることがなく、画像の圧縮と復元が行な
われていることを意識しないで、スピーディな操作感を
得ることができる。

【００９７】また、上記画像復元チップ３４に、請求項
１の発明の画像圧縮装置が実現されている第１実施例が
作り込まれている場合には、画像データが約３分の１に
圧縮される。また、上記画像復元チップ３４に、請求項
３の発明の画像圧縮装置が実現されている第３実施例が
作り込まれている場合には、画像データが３分の１〜１
２分の１に圧縮される(平均では４分の１〜５分の１)。

【００９８】したがって、図１０に示したスチルカメラ
によれば、図１１に示したような画像圧縮／復元装置を
備えていないスチルカメラに比べて、カメラ本体内の画
像メモリのメモリ容量を見掛け上３〜５倍に使える効果
がある。

【００９９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の発明の画像圧縮装置は、ブロック内の各画素の輝度
とブロック代表値との差分値を求める差分算出手段と、
上記ブロック内の各画素に対応する上記差分値の分布パ
ターンを、予め定められた複数種類の分布パターンの内
のいづれか１つに特定する差分値分布パターン特定手段
と、上記ブロック内の各画素に対応している差分値か
ら、上記ブロックを代表する差分代表値を計算する差分
代表値算出手段と、量子化された量子化ブロック代表値
と、上記分布パターン値と、量子化された量子化差分代
表値とを、順に出力する符号化データ出力手段とを備え
ている。

【０１００】したがって、請求項１の発明の画像圧縮装
置によれば、ブロック代表値に加えて、ブロック内の各
画素に対応している差分値から計算されたブロックを代
表する差分代表値と、上記ブロック内の各画素に対応し
ている差分値の差分値分布パターンという２つのパラメ
ータを新たに導入している。このことによって、高周波
成分が失われることがなくエッジを保存した圧縮である
ので、画像の品質の低下を抑えてボケのない高品質な画
像データの圧縮を行うことができる。

【０１０１】また、この請求項１の発明によれば、変換
符号化方式と異なり、浮動小数点演算を行う必要がなく
整数演算のみで実現でき、演算量が少なく、また、ＤＣ
Ｔなどの複雑な処理を行わないので、回路構成が簡単で
ハードウェアの規模が小さく、処理時間が短くリアルタ
イムに画像圧縮することができ、メモリも少なくて済
む。また、固定長符号化であるので、画像の部分的な復
元も可能である。

【０１０２】また、請求項２の発明の画像復元装置は、
量子化ブロック代表値と、分布パターン値と、量子化差
分代表値とを、画像圧縮装置から伝送されてきた圧縮画
像データのビット列から復号する固定長符号復号手段
と、ブロック代表値を輝度値とした(ｍ行×ｎ列)の画素
を有するブロックを作る拡大手段と、差分値の分布パタ
ーン値と差分代表値とが入力され、分布パターン値に基
づいてブロックが有する(ｍ行×ｎ列)の画素のうち差分
を持つ画素を検出し、この差分を持つ画素の輝度値に差
分代表値を加算する差分情報付加手段と、差分情報付加
手段によって差分情報が付加されて復元された(ｍ行×
ｎ列)の画素を有するブロックを、原画像を復元するよ
うな所定の位置に出力する復元画像出力手段とを備えた
ものである。

【０１０３】したがって、請求項２の発明によれば、請
求項１の発明の画像圧縮装置によって圧縮された画像の
復元を、整数演算のみで実現でき、また、簡単な演算の
みで実現できるため、回路構成が簡単で、リアルタイム
に圧縮画像を復元することができる。

【０１０４】また、請求項３の発明の画像圧縮装置は、
ブロック内の各画素の輝度とブロック代表値との差分値
を求める差分算出手段と、ブロック内の各画素に対応す
る差分値の分布パターンを、予め定められた複数種類の
分布パターンの内のいづれか１つに特定する差分値分布
パターン特定手段と、ブロック内の各画素に対応してい
る差分値から、ブロックを代表する差分代表値を計算す
る差分代表値算出手段と、量子化された量子化差分代表
値に基づいて、差分値の分布パターン値を修正する差分
値分布パターン修正手段と、量子化された量子化ブロッ
ク代表値と、修正された分布パターン値と、量子化され
た量子化差分代表値とを符号に変換する符号化手段と、
符号化手段によって可変長符号化された量子化ブロック
代表値と修正された分布パターン値と量子化差分代表値
を順次出力する符号化データ出力手段とを備えたもので
ある。

【０１０５】この請求項３の発明の画像圧縮装置は、請
求項１の発明と同様に、画像圧縮を整数演算のみで実現
でき、また、ＤＣＴ(離散コサイン変換)などの複雑な処
理を行わないため演算量も少なく、回路構成が簡単で、
リアルタイムに圧縮することができ、メモリも少なくて
済む。そして、エッジを保存した圧縮であるので、ボケ
のない高品質の圧縮復元画像が得られる。その上、請求
項３の発明の画像圧縮装置は、ハフマン符号化などの可
変長符号化する符号化手段を使用しており、また、差分
代表値が０である場合はこれを出力しないようにするこ
とができる。

【０１０６】したがって、請求項３の発明の画像圧縮装
置によれば、請求項１の発明の画像圧縮装置よりも高い
圧縮率が得られ、特に高周波成分の少ない画像では、高
い圧縮率が望める。

【０１０７】また、請求項４の発明の画像復元装置は、
請求項３の発明の画像圧縮装置からの圧縮されて符号化
された画像データを復元するためのものである。

【０１０８】この画像復元装置は、請求項２の画像復元
装置と同様に、画像の復元を整数演算のみで実現でき、
また、簡単な演算のみで実現できるため、回路構成が簡
単で、リアルタイムに圧縮画像を復元することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例である画像圧縮装置の概
略構成図である。

【図２】 本発明の第２実施例である画像復元装置の概
略構成図である。

【図３】 本発明の第３実施例である画像圧縮装置の概
略構成図である。

【図４】 本発明の第３実施例である画像圧縮装置の概
略構成図である。

【図５】 本発明の第４実施例である画像復元装置の概
略構成図である。

【図６】 上記第１実施例の画像圧縮装置の画像分割回
路の構成例を示す図である。

【図７】 上記第１実施例の画像圧縮装置の符号化デー
タの出力形式を示す図である。

【図８】 上記第３実施例の画像圧縮装置の符号化デー
タの出力形式を示す図である。

【図９】 ６つの差分値分布パターンを示す図である。

【図１０】 本発明の第５実施例としての画像圧縮装置
を備えたデジタルスチルカメラの構成を示す図である。

【図１１】 画像圧縮装置を備えていないデジタルスチ
ルカメラの構成を示す図である。

【符号の説明】

１…画像分割回路、２…ブロック代表値検出回路、３…
差分算出回路、４…差分パターン分類回路、５…差分代
表値算出回路、６…ブロック代表値量子化回路、７…差
分代表値量子化回路、８…符号化データ出力回路、９…
固定長符号復号回路、１０…ブロック代表値逆量子化回
路、１１…差分代表値逆量子化回路、１２…拡大回路、
１３…差分情報付加回路、１４…復元画像出力回路、１
５…差分パターン修正回路、１６…ハフマン符号器、１
７…ＲＯＭ、１８…符号化データ出力回路、１９…可変
長復号回路、３０…ＲＯＭ、１a…ラインメモリ、１b…
１画素遅延、１c…１画素遅延。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル化された原画像を、ｍ行×ｎ列
   (ｍとｎは自然数)の画素を有する複数のブロックに分割
   する画像分割手段と、 上記複数のブロックの各ブロック内の画素の輝度の最小
   値または最大値を検出して、上記輝度の最小値または最
   大値を上記各ブロックの輝度を代表するブロック代表値
   とするブロック代表値検出手段と、 上記ブロック内の各画素の輝度と上記ブロック代表値と
   の差分値を求める差分算出手段と、 上記ブロック内の各画素に対応する上記差分値の分布パ
   ターンを、予め定められた複数種類の分布パターンの内
   のいづれか１つに特定する差分値分布パターン特定手段
   と、 上記ブロック内の各画素に対応している差分値から、上
   記ブロックを代表する差分代表値を計算する差分代表値
   算出手段と、 上記ブロック代表値を量子化するブロック代表値量子化
   手段と、 上記差分代表値を量子化する差分代表値量子化手段と、 上記ブロック代表値量子化手段によって量子化された量
   子化ブロック代表値と、上記差分値分布パターン特定手
   段によって特定された差分値の分布パターンを表す分布
   パターン値と、上記差分代表値量子化手段によって量子
   化された量子化差分代表値とを、順に出力する符号化デ
   ータ出力手段とを備えたことを特徴とする画像圧縮装
   置。
2. 【請求項２】 デジタル化された原画像から分割された
   複数のブロックの各ブロックを代表するブロック代表値
   を量子化した量子化ブロック代表値と、上記ブロック内
   の各画素の輝度と上記ブロック代表値との差分値が上記
   ブロック内の各画素に対して分布している分布パターン
   を表す分布パターン値と、上記差分値から計算された上
   記ブロックを代表する差分代表値を量子化した量子化差
   分代表値とを、画像圧縮装置から伝送されてきた圧縮画
   像データのビット列から復号する固定長符号復号手段
   と、 上記固定長符号復号手段からの量子化ブロック代表値を
   逆量子化して、原画像の１画素のビット数に戻したブロ
   ック代表値を出力するブロック代表値逆量子化手段と、 上記固定長符号復号手段からの量子化差分代表値を逆量
   子化して原画像の１画素のビット数に戻した差分代表値
   を出力する差分代表値逆量子化手段と、 上記ブロック代表値逆量子化手段からのブロック代表値
   を輝度値とした(ｍ行×ｎ列)(ｍとｎは自然数)の画素を
   有するブロックを作る拡大手段と、 上記固定長符号復号手段からの差分値の分布パターン値
   と、上記差分代表値逆量子化手段からの差分代表値とが
   入力され、上記分布パターン値に基づいて、上記ブロッ
   クが有する（ｍ行×ｎ列）の画素のうち、差分を持つ画
   素を検出し、この差分を持つ画素の輝度値に上記差分代
   表値を加算する差分情報付加手段と、 上記差分情報付加手段によって差分情報が付加されて復
   元された(ｍ行×ｎ列)の画素を有するブロックを、原画
   像を復元するような所定の位置に出力する復元画像出力
   手段とを備えたことを特徴とする画像復元装置。
3. 【請求項３】 デジタル化された原画像を、ｍ行×n列
   (ｍとｎは自然数)の画素を有する複数のブロックに分割
   する画像分割手段と、 上記複数のブロックの各ブロック内の画素の輝度の最小
   値または最大値を検出して、上記輝度の最小値または最
   大値を上記各ブロックの輝度を代表するブロック代表値
   とするブロック代表値検出手段と、 上記ブロック内の各画素の輝度と上記ブロック代表値と
   の差分値を求める差分算出手段と、 上記ブロック内の各画素に対応する上記差分値の分布パ
   ターンを、予め定められた複数種類の分布パターンの内
   のいづれか１つに特定する差分値分布パターン特定手段
   と、 上記ブロック内の各画素に対応している差分値から、上
   記ブロックを代表する差分代表値を計算する差分代表値
   算出手段と、 上記ブロック代表値を量子化するブロック代表値量子化
   手段と、 上記差分代表値を量子化する差分代表値量子化手段と、 上記差分代表値量子化手段によって量子化された量子化
   差分代表値に基づいて、上記差分値の分布パターンを表
   す分布パターン値を修正する差分値分布パターン修正手
   段と、 上記量子化された量子化ブロック代表値と、上記修正さ
   れた分布パターン値と、上記量子化された量子化差分代
   表値とを可変長符号に変換する符号化手段と、上記符号
   化手段によって符号化された量子化ブロック代表値と修
   正された分布パターン値と量子化差分代表値を順次出力
   する符号化データ出力手段とを備えたことを特徴とする
   画像圧縮装置。
4. 【請求項４】 画像圧縮装置から伝送されてきた圧縮画
   像データのビット列から、デジタル化された原画像から
   分割された複数のブロックの各ブロックを代表するブロ
   ック代表値を量子化してから符号化した符号化量子化ブ
   ロック代表値と、上記ブロック内の各画素の輝度と上記
   ブロック代表値との差分値が上記ブロック内の各画素に
   対して分布している分布パターンを表す分布パターン値
   を上記量子化されたブロック代表値に基づいて修正され
   た修正分布パターン値と、上記差分値から計算された上
   記ブロックを代表する差分代表値を量子化してから符号
   化した符号化量子化差分代表値とを復号して、量子化ブ
   ロック代表値と、上記修正分布パターン値と、量子化差
   分代表値とを得る可変長符号復号手段と、 上記可変長符号復号手段からの量子化ブロック代表値を
   逆量子化して、原画像の１画素のビット数に戻したブロ
   ック代表値を出力するブロック代表値逆量子化手段と、 上記可変長符号復号手段からの量子化差分代表値を逆量
   子化して、原画像の１画素のビット数に戻した差分代表
   値を出力する差分代表値逆量子化手段と、上記ブロック
   代表値を輝度値とした(ｍ行×ｎ列)(ｍとｎは自然数)の
   画素を有するブロックを作る拡大手段と、 上記可変長符号復号手段からの修正分布パターン値と、
   上記差分代表値逆量子化手段からの差分代表値とが入力
   され、上記修正分布パターン値に基づいて、上記ブロッ
   クが有する（ｍ行×ｎ列）の画素のうち、差分を持つ画
   素を検出し、この差分を持つ画素の輝度値に上記差分代
   表値を加算する差分情報付加手段と、 上記差分情報付加手段によって差分情報が付加されて復
   元された(ｍ行×ｎ列)の画素を有するブロックを、原画
   像を復元するような所定の位置に出力する復元画像出力
   手段とを備えたことを特徴とする画像復元装置。