JPS63102557A - Multiple-valued image encoding device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain the efficient compression fit to the character of an image and to miniaturize a circuit scale by providing one encoding means or above and a means to select the encoding means and executing the suitable encoding for respective bit planes of plural bit planes to constitute image data. CONSTITUTION:Image data are inputted to a data input part 5, ana stored through a bus 8 to an image memory 1 by the control of a main control part 7. Here, the image data are displayed by one image 8 bits and constituted of 8 bit Planes. To a high order bit plane, a runlength code is used and to a low order bit plane, other encoding method is applied. Namely, to image data stored into the image memory 1, the horizontal direction runlength code of the image data is executed by an encoding decoding device 1 from the high order bit plane up to the bit plane of a number 4 successively and the result is stored into a buffer memory 4. To the bit plane of numbers 5-8, next, the encoding method concerning the compression except the runlength code, here, a difference encoding method is used, and the result is stored into the buffer memory 4.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多値画像データを圧縮・伸長するための符号化
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an encoding device for compressing and expanding multivalued image data.

従来の技術 一般に、文書ファイルシステムなどの文書あるいは画像
のファイリング装置では、入力装置で読み取った画像情
報を外部へ伝送、あるいは記憶装置に蓄積する場合に、
データ圧縮のだめの符号化を行なって伝送効率、あるい
は記憶容量の軽減化を図りつつ、その画像を復号化して
復元した時、いかに原画像に近づけるかが大きな課題に
なっている。BACKGROUND ART In general, in document or image filing devices such as document file systems, when image information read by an input device is transmitted to the outside or stored in a storage device,
A major issue is how to approach the original image when decoding and restoring the image, while attempting to improve transmission efficiency or reduce storage capacity by encoding data instead of compressing it.

従来、ファクシミリデータ等の２値画像に対する圧縮・
伸長の符号については、ＭＨ符号、ＭＲ符号等のランレ
ングス符号が一般的であり、すでに符号化回路等の集積
化が進み、符号化装置も、低価、小型化になってきてい
る。また、多値画像データに対する圧縮・伸長の符号化
については、サンプリングした画像情報から、例えば、
前画素との差分によって符号化する方法、あるいは、適
当な数の画素をブロックとして画面を分け、そのブロッ
ク毎に、サンプリング値から成る数値列を直交変換し符
号化する方法などがある（吹抜散音画像のディジタル処
理　日刊工業社刊）。Conventionally, compression and compression of binary images such as facsimile data
As for decompression codes, run-length codes such as MH codes and MR codes are common, and the integration of encoding circuits and the like is already progressing, and encoding devices are also becoming cheaper and smaller. In addition, regarding compression/expansion encoding of multivalued image data, for example, from sampled image information,
There is a method of encoding based on the difference from the previous pixel, or a method of dividing the screen into blocks of an appropriate number of pixels and encoding the numerical string consisting of sampled values by orthogonal transformation for each block (Fukinukisan). Digital processing of sound images (published by Nikkan Kogyosha).

発明が解決しようとする問題点 以上の従来例で、多値画像の圧縮・伸長の符号化におい
て、例えば変換符号化では、変換にともない複雑な演算
が必要であり、また他の多値画像の符号化においても、
階調数が多ければ多いほど、１画素を構成するビット数
も多くなり、その画素のデータに対する演算が必要なた
め、ノ・−ドウエア化する場合にも、大規模かつ高価な
ものになるという問題点がある。In the conventional example of the problems that the invention aims to solve, in the encoding of compression/expansion of multivalued images, for example, in conversion coding, complex calculations are required for conversion, and the problem of other multivalued images is Also in encoding,
The greater the number of gradations, the greater the number of bits that make up one pixel, and since it is necessary to perform calculations on the data of that pixel, it becomes large-scale and expensive even when converted to hardware. There is a problem.

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、画像データの
階調をディジタル化して作られるゲイジタルデータの各
ビット毎の複数のビットプレーンで構成される画像デー
タに対して、１つ以上の符号化手段とその符号化手段を
選択する手段とを具備し、その符号化手段が少なくとも
１つ以上のビットプレーンに対して符号化を施す、例え
ば白、黒のラン長が比較的長い比較的長い上位のビット
プレーンには、ランレングス符号を施し、下位のビット
プレーンには、例えばΔＰＣＭ符号などの多値の符号化
を用いて、全体の画像データを符号化する。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides image data that is composed of a plurality of bit planes for each bit of gage digital data that is created by digitizing the gradations of image data. , the encoding means is provided with one or more encoding means and means for selecting the encoding means, and the encoding means encodes at least one or more bit planes, for example, white and black bit planes. The entire image data is encoded by applying a run-length code to the upper bit plane with a relatively long run length, and by using multi-value encoding such as ΔPCM code to the lower bit plane. do.

作　　用 上記方法により、画像データを構成する複数のビットプ
レーンの各ビットプレーン毎に、適した符号化を行なう
事が出来、画像の性質に合わせた符号化を実現できる。Effect: According to the above method, it is possible to perform appropriate encoding for each bit plane of a plurality of bit planes constituting image data, and it is possible to realize encoding that matches the properties of the image.

また、従来からのランレングス符号の応用、それにとも
なう多値画像圧縮符号の扱うビット数の低減によりより
簡単なハードウェアで実現できる。Furthermore, by applying the conventional run-length code and reducing the number of bits handled by the multilevel image compression code, it can be realized with simpler hardware.

実施例 本発明の多値画像符号化装置の一実施例のブロック構成
図を第１図に示す。第２図に１画素８ビツトにディジタ
ル化された画像データの各ビットプレーンにランレング
ス符号化（この例では２ライン一括ランレングス符号化
）を施した場合の各ビットプレーンの圧縮率を示す。第
３図に本発明の一実施例における、画像データを示して
おシ、４２ｍは、画像データの横、縦のドツト数であり
、図のＡの領域は、上位４ビツトで示す階調レベルが同
じ横方向に連続な画素群を示し、図のａ、ｂはその中の
隣シ合う画素を示す。第４図に、本発明の一実施例にお
いて、１画素８ビツトにディジタル化された画像データ
の各ビットプレーンに対する符号化方式の一覧を示す。Embodiment FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the multilevel image encoding apparatus of the present invention. FIG. 2 shows the compression ratio of each bit plane when each bit plane of image data digitized into 8 bits per pixel is subjected to run-length encoding (in this example, 2-line batch run-length encoding). FIG. 3 shows image data in an embodiment of the present invention. 42m is the number of horizontal and vertical dots in the image data, and the area A in the figure is the gradation level indicated by the upper 4 bits. indicates a group of pixels that are continuous in the same horizontal direction, and a and b in the figure indicate adjacent pixels therein. FIG. 4 shows a list of encoding methods for each bit plane of image data digitized into 8 bits per pixel in one embodiment of the present invention.

第２図において、横軸にビットプレーン番号、ここでは
、画像データの上位ビットから１，２．３・・・・・・
１番号をつけて示し、樅軸にその圧縮率を示す。尚この
データはいくつかの画像に対して行なった平均値を示し
ている。第４図において、ビットプレーン番号は第２図
と同様であり、上位の１〜４ビツトプレーンはランレン
グス符号を施し、下位の５〜８プレーンに関しては、１
画素のデータを４ピントで構成されているとし、そのデ
ータに対して、ΔＰＣＭ符号を施した事を示している。In FIG. 2, the horizontal axis represents the bit plane number, in this case 1, 2.3, etc. from the upper bit of the image data.
It is numbered 1 and its compression ratio is shown on the fir axis. Note that this data shows the average value obtained for several images. In FIG. 4, the bit plane numbers are the same as in FIG.
It is assumed that the pixel data is composed of 4 points, and the ΔPCM code is applied to the data.

本発明の一実施例では、画像データは１画素８ビツトに
ディジタル化されているものとして図を用いて説明する
。In one embodiment of the present invention, image data will be explained with reference to the drawings assuming that it is digitized with 8 bits per pixel.

第１図において、１はディジタル化された画像データを
格納するメモリ、２，３は画像データに対して、圧縮・
伸長の符号復号化器であり、２と３は異なる符号化を実
現するものである。本発明の一実施例において、２はラ
ンレングス符号復号を行なう符号復号化器であり、３は
差分符号復号を行なう符号復号化器である。４は符号・
復号化器２，３により符号化された結果を格納するバッ
ファメモリであり、５は画像メモリ１に画像データを入
力、あるいは符号化データをバッファメモリ４に外部か
ら入力するだめのデータ入力部であり、６は画像メモリ
から画像データを、あるいはバッファメモリ４から符号
化データを外部へ出力するためのデータ出力部であり、
７は画１象メモリ１、及びバッファメモリ４内のデータ
の管理及び、符号・復号化器２，３及びデータ入力部５
、データ出力部６の制（財）を行う主制御部であり、８
は各部間の画像データ及び制御データの通信を行なうバ
スであり、９は外部からのデータ入力線であり、１ｏは
外部へのデータ出力線である。In Fig. 1, 1 is a memory for storing digitized image data, and 2 and 3 are for compressing and compressing the image data.
This is an expansion code decoder, and 2 and 3 realize different encodings. In one embodiment of the present invention, 2 is a code decoder that performs run-length code decoding, and 3 is a code decoder that performs differential code decoding. 4 is the sign・
A buffer memory stores the results encoded by the decoders 2 and 3, and 5 is a data input section for inputting image data to the image memory 1 or inputting encoded data to the buffer memory 4 from the outside. 6 is a data output unit for outputting image data from the image memory or encoded data from the buffer memory 4 to the outside;
Reference numeral 7 denotes an image memory 1, data management in the buffer memory 4, encoders/decoders 2 and 3, and a data input unit 5.
, is a main control unit that controls the data output unit 6;
1 is a bus for communicating image data and control data between each section, 9 is a data input line from the outside, and 1o is a data output line to the outside.

次に動作について説明する。第１図において、外部のデ
ータ入力線９からデータ入力部５に画像データが入力さ
れ、主制御部７の制御により、画像データはバス８を経
由して画像メモリ１に格納される。本発明の一実施例に
おいて、画像メモリに格納する画像データは１画素８ビ
ツトで表わされ、８つのビットプレーンで構成されるも
のとする。画像メモリ１に格納されている画像データに
対して圧縮の符号化を行う場合において、上位のビット
プレーンは、白または黒のランレングスが比較的長くラ
ンレングス符号化には向いている。Next, the operation will be explained. In FIG. 1, image data is input to the data input section 5 from an external data input line 9, and is stored in the image memory 1 via the bus 8 under the control of the main control section 7. In one embodiment of the present invention, it is assumed that the image data stored in the image memory is represented by 8 bits per pixel and is composed of 8 bit planes. When compression encoding is performed on image data stored in the image memory 1, the upper bit plane has a relatively long white or black run length and is suitable for run length encoding.

しかし下位のビットプレーンは、必ずしもランレングス
符号には向いておらず、圧縮効果があるとは限らない。However, lower bit planes are not necessarily suitable for run-length codes and do not necessarily have a compression effect.

その事を第２図に示す。第２図において、縦軸の圧縮率
の値が１．０以下の場合、圧縮効果がある事を示し、以
上の場合は圧縮効果がない事を示している。図よりビッ
トプレーン番号１〜４のビットプレーンでは圧縮率が１
．０以下で圧縮効果があるが、５〜８のビットプレーン
では圧縮効果がない事がわかる。以上の事により、ディ
ジタル化された多値画像データのいくつかの上位のビッ
トプレーンに対してはランレングス符号が有効であり、
下位のビットプレーンに対しては、他の符号化方法を適
用すべきである。本発明の一実施例においては、画像メ
モリ１に格納された画像データに対して、上位のビット
プレーンから、順々に番号４のビットプレーンまで符号
・復号化器１により、第３図に示す画像データの横方向
ランレングス符号を施し、その結果をバッファメモリ４
に格納する。次に番号５〜８のビットプレーンに対して
は、ランレングス符号以外の圧縮に関する符号化方法、
ここでは差分符号化方法（ΔＰＣＭ符号化方法）を用い
ている。すなわち、上位４ピツトで定義される大まかな
階調レベルに追加される４ビット分の階調レベルに対し
て差分符号、すなわち第３図でのＡに含まれる画素群の
上位４ビツトで階調レベルを示し、その中での隣り合う
画素ａとｂの下位４ピット分の差分をとって、その差分
データをＡの領域内で符号化していくのである。符号化
の方向はランレングス符号化時も、差分符号化時も同様
の方向である。その符号化した結果ヲランレングス符号
化と同様にバッファメモリ４に格納する。またバッファ
メモリ４内の符号化データの符号化方法は第４図のよう
になり、この結果も同様に格納する。画像データを符号
化した結果を格納したバッファメモリ４から、外部の通
信網あるいは記憶装置へ出力する場合は、バス８を介し
てデータ出力部６から、データ出力線１０により符号化
データ及び符号化方法が出力される。This is shown in Figure 2. In FIG. 2, when the value of the compression ratio on the vertical axis is 1.0 or less, it indicates that there is a compression effect, and when it is above, it indicates that there is no compression effect. From the figure, the compression ratio is 1 for bitplanes with bitplane numbers 1 to 4.
．． It can be seen that there is a compression effect when the bit plane is 0 or less, but there is no compression effect when the bit plane is between 5 and 8. As a result of the above, run-length codes are effective for some of the upper bit planes of digitized multilevel image data.
Other encoding methods should be applied to lower bit planes. In one embodiment of the present invention, the image data stored in the image memory 1 is sequentially processed by the encoder/decoder 1 from the upper bit plane to the bit plane numbered 4 as shown in FIG. The image data is horizontally run-length coded and the result is stored in the buffer memory 4.
Store in. Next, for bit planes numbered 5 to 8, encoding methods related to compression other than run-length codes,
Here, a differential encoding method (ΔPCM encoding method) is used. In other words, the difference code for the gradation level of 4 bits added to the rough gradation level defined by the upper 4 pits, that is, the gradation level is determined by the upper 4 bits of the pixel group included in A in Figure 3. The level is indicated, the difference between the lower four pits of adjacent pixels a and b is calculated, and the difference data is encoded within the area of A. The direction of encoding is the same for both run-length encoding and differential encoding. The encoded result is stored in the buffer memory 4 in the same way as the run-length encoding. The method of encoding the encoded data in the buffer memory 4 is as shown in FIG. 4, and the results are also stored in the same manner. When outputting the encoded image data from the buffer memory 4 storing the encoded results to an external communication network or storage device, the encoded data and encoded data are output from the data output section 6 via the bus 8 through the data output line 10. The method will be output.

外部から符号化データ及び符号化方法か入力された場合
は、それらのデータはデータ入力部５より、バッファメ
モリ４にいったん格納され、符号化方法及び符号化デー
タにより、符号・復号化器■２゜符号・復号化器■３．
を主制御部子により制御し、その復号結果を画像メモ形
１に格納する。本発明の一実施例の構成に表示機能を追
加すれば、その結果も容易に目で見る事ができる。また
一実施例では、第４図のように８ビツトプレーンで構成
される画像データに対して上位４ビツトプレーンにラン
レングス符号、その他の下位４ビツトプレーンに対して
ΔＰＣＭ符号を用いたが例えば、上位のビットプレーン
から符号化を施していくにしても、符号化した結果、圧
縮効果がなかったら、そノヒットプレーンを含む、下位
のビットプレーンに対して、別の符号化を施していく事
により、符号化方法に対するビットプレーン数はへなる
場合もあり、また、あらかじめ用意した符号化の方法で
は圧縮効果がない場合は符号化を施さず、そのままのデ
ータを符号化データとする事も考えられる。また−実施
列では、ビットプレーン毎の符号としてランレングス符
号、さらに−例として、２ライン一括符号化方式を示し
、複数のビットプレーンを一括して符号としてΔＰＣＭ
符号を示したが、画像の性質に合った圧縮効果のある符
号化を用いる事でさらに効率のよい圧縮の符号化を実現
できる事は言うまでもない。When encoded data and encoding method are inputted from the outside, those data are temporarily stored in the buffer memory 4 from the data input section 5, and the encoder/decoder ■2 is processed according to the encoding method and encoded data.゜Encoder/decoder■3.
is controlled by the main control unit, and the decoding result is stored in the image memo type 1. By adding a display function to the configuration of one embodiment of the present invention, the results can be easily seen. Furthermore, in one embodiment, for image data composed of 8-bit planes as shown in FIG. 4, a run-length code is used for the upper 4 bit planes, and a ΔPCM code is used for the other lower 4 bit planes. Even if encoding is performed from the upper bit plane, if the encoding results in no compression effect, a different encoding is applied to the lower bit planes, including the hit plane. Therefore, the number of bitplanes depending on the encoding method may be different.Also, if the encoding method prepared in advance has no compression effect, consider using the data as it is as encoded data without encoding. It will be done. In addition, in the implementation sequence, a run-length code is used as a code for each bit plane, and as an example, a 2-line batch encoding method is shown, and ΔPCM is used as a code for a plurality of bit planes at once.
Although the code is shown, it goes without saying that even more efficient compression encoding can be realized by using encoding that has a compression effect that matches the characteristics of the image.

以上のように、多階調の画像データに対して、複数のビ
ットプレーン構成と考え、その画像データの性質に合せ
、上位ビットプレーンにはランレングス符号を施す事が
できる。ランレングス符号はファクシミリ等に用いられ
ており、ＬＳＩ化が進んでおり、また安価に手に入り回
路規模を小さく、かつ安く手に入れる事が可能でありラ
ンレングス符号化しない下位ビットプレーンに対して可
逆性のある符号を適用すれば、可逆性のある効率よい圧
縮が実現できる。また下位のビットプレーンでの多値画
像データの圧縮においても、扱うビット数が全ビットを
扱う場合より少なく、回路規模が小さくする事ができる
。このように多値画像データに対して、それぞれのビッ
トプレーンに合った符号化を施す事により、より効率よ
く簡単な構成で圧縮する事ができる。As described above, multi-gradation image data can be considered to have a plurality of bit planes, and run-length codes can be applied to the upper bit planes according to the characteristics of the image data. Run-length codes are used in facsimiles, etc., and are becoming more and more integrated into LSIs. They are also available at low cost, have small circuit scales, and can be obtained at low prices. If a reversible code is applied, reversible and efficient compression can be achieved. Furthermore, even when compressing multivalued image data in the lower bit plane, the number of bits handled is smaller than when all bits are handled, and the circuit scale can be reduced. In this way, by encoding multivalued image data in accordance with each bit plane, it is possible to compress the data more efficiently and with a simple configuration.

発明の効果 以上のように本発明においては、画像データを構成する
各ビットプレーンに適合した符号化を適用でき、効率の
よい、画像の性質に合った圧縮ができる。また、既存技
術の応用により回路規模を小さくする事ができる。Effects of the Invention As described above, in the present invention, encoding suitable for each bit plane constituting image data can be applied, and efficient compression suitable for the properties of the image can be performed. Furthermore, the circuit scale can be reduced by applying existing technology.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例の多値画像符号化装置の構成
図、第２図は各ビットプレーン毎のランレングス符号の
圧縮率を示す特性図、第３図は同装置における画像デー
タの説明図、第４図はＩｎ　装置での各ビットプレーン
の符号化の説明図である。 １・・・・・画像メモリ、２，３・・・・・・符号・復
号化器、４・・・・・・バッファメモリ、５・・・・−
・データ入力部、６・−・データ出力部、７・・・・・
・主制御部、８・・・・バス、９・・・・・・外部入力
線、１０・・・・・外部出力線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図 と・ソトプレーン昼号 第３図 第４図Fig. 1 is a block diagram of a multilevel image encoding device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a characteristic diagram showing the compression rate of the run-length code for each bit plane, and Fig. 3 is a diagram of image data in the same device. FIG. 4 is an explanatory diagram of the encoding of each bit plane in the In device. 1... Image memory, 2, 3... Encoder/decoder, 4... Buffer memory, 5...-
・Data input section, 6... Data output section, 7...
- Main control unit, 8... Bus, 9... External input line, 10... External output line. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 2 and Sotoplane day issue Figure 3 Figure 4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）少なくとも２階調を越える階調を有する画像デー
タの階調をディジタル化して作られるディジタルデータ
の各ビット毎の複数のビットプレーンで構成される画像
データに対して、圧縮伸長の符号化を施す異なる方式の
複数の符号化手段と、前記ビットプレーンを構成する符
号構成により、前記画像データに対する前記符号化手段
を選択する手段とを具備し、前記符号化手段が各ビット
プレーンの画線データに適した符号化処理を行うことを
特徴とする多値画像符号化装置。(1) Compression/expansion encoding for image data consisting of multiple bit planes for each bit of digital data created by digitizing the gradations of image data having at least two gradations. and a means for selecting the encoding means for the image data according to a code configuration constituting the bit plane, and the encoding means selects the encoding means for the image data of each bit plane. A multilevel image encoding device characterized by performing encoding processing suitable for data. （２）符号化手段の１種はランレングス符号化手段であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多値画
像符号化装置。(2) The multilevel image encoding apparatus according to claim 1, wherein one type of encoding means is a run-length encoding means. （３）画像データを構成する複数のビットプレーンの上
位のビットプレーンより、順に前記符号化手段を施して
いき、その符号化手段が有効でないビットプレーンを含
む下位のビットプレーンに対してその符号化手段を施さ
ないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多値
画像符号化装置。(3) The encoding means is applied in order from the upper bit planes of the plurality of bit planes constituting the image data, and the encoding means is applied to the lower bit planes including the bit planes for which the encoding means is not effective. The multivalued image encoding device according to claim 1, characterized in that no means is provided.